DE29800523U1

DE29800523U1 - Umluftofen

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Publication number: DE29800523U1
Application number: DE29800523U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-01-14
Filing date: 1998-01-14
Publication date: 1999-05-12
Anticipated expiration: 2008-01-15

Description

Umluftofen

Die Erfindung betrifft einen Umluftofen, insbesondere einen Umluftofen zur Speisenaufbereitung, der in ein Kraftfahrzeug einbaubar ist. Insbesondere kann der Umluftofen für die Essensauslieferung, wie beispielsweise für einen Pizza-Service oder für "Essen auf Rädern", verwendet werden.

Heiße Speisen werden üblicherweise nach der Zubereitung in Isolationsboxen zum Kunden transportiert. Da Speisen in Isolationsboxen nur für einen begrenzten Zeitraum warmgehalten werden können, kann nur eine geringe Anzahl an Speisen gleichzeitig ausgeliefert werden, damit auch die Speise des letzten Kunden noch ausreichend warm ist. Der Zeitraum, für den die Speisen in Isolationsboxen warmgehalten werden können, ist insbesondere bei großen Entfernungen nicht ausreichend.

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Es ist daher erforderlich, die Speisen im Kraftfahrzeug mittels eines Ofens warmzuhalten. Hierzu sind elektrisch betriebene Gebläse mit Heizdrähten bekannt. Da Heizdrähte einen hohen Energiebedarf haben, sind elektrische Öfen in Kraftfahrzeugen nur bedingt einsetzbar. Aufgrund des hohen Energiebedarfs können elektrische Öfen zum Warmhalten von Speisen nur mit Hilfe eines Zusatzgenerators betrieben werden. Das Vorsehen eines Zusatzgenerators erhöht das Gewicht und den Platzbedarf des Ofens.

Aus G 93 12 482 ist ein Ofen zum Warmhalten oder Kochen von Fertiggerichten bekannt. Der in ein Kraftfahrzeug einbaubare Ofen weist einen Brenner auf, der mit Gas, Benzin oder Diesel betrieben werden kann. Zum Erwärmen der Luft ist in dem Brenner ein Wärmetauscher integriert, so daß die vom Brenner erzeugte Wärme innerhalb des Brennergehäuses über den Wärmetauscher an die Luft übertragen wird. Um die erwärmte Luft von dem Brenner durch den Ofen zu fördern, sind mehrere Gebläse und steuerbare Klappen angeordnet. Die Luftführung ist aufwendig und kompliziert. Da die Wärmeübertragung ausschließlich im Brenner stattfindet, ist für den Brenner mit integriertem Wärmetauscher ein großer Bauraum erforderlich. Insbesondere zum Kochen der Fertiggerichte ist der Energiebedarf hoch.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Umluftofen mit geringem Energiebedarf und einfacher Luftführung zu schaffen.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1.

Erfindungsgemäß weist der Umluftofen einen Ofenraum, in dem beispielsweise aufzubereitende Speisen enthalten sind, und einen Heizraum zum Erwärmen von Umluft auf. In dem Heizraum ist ein mit Brennstoff betreibbarer Brenner und ein Gebläserad angeordnet. Das Gebläserad weist kein Gehäuse auf, wobei es die Umluft in axialer Richtung aus dem Ofenraum ansaugt und radial nach allen Seiten abgibt. Zum Erwärmen der Umluft ist um das Gebläserad herum eine Heizschleife angeordnet, durch die die Verbrennungsgase abgeführt werden. Die Heizschleife ist unmittelbar mit der Brennkammer des Brenners verbunden, so daß die Verbrennungsgase aus der Brennkammer direkt in die Heizschleife strömen. Ein zusätzlicher Wärmetauscher ist nicht vorgesehen. Die Wärmeübertragung findet dadurch statt, daß die radial vom Gebläserad abgegebene Umluft an der Heizschleife entlangströmt. Da die Verbrennungsgase des Brenners zur Erwärmung der Umluft genutzt werden, ist der Energieverbrauch verringert. Die Umluft wird in einem geschlossenen Kreislauf in dem Ofenraum und dem Heizraum umgewälzt. Ein Erwärmen kalter Außenluft findet nicht statt.

Da die Verbrennungsgase beim Austritt aus einem mit der Heizschleife verbundenen Auspuff lediglich eine Temperatur von 80 ⁰C aufweisen müssen, um eine rückstandsfreie Verbrennung zu gewährleisten, kann von den Brenngasen ein hoher Wärmebetrag abgeführt werden. Die Verbrennungsgase können beim Austritt aus dem Brenner in die Heizschleife eine Temperatur von über 600 ⁰C aufweisen. Aus diesem Grund kann eine lange Heizschleife innerhalb des Heizraums realisiert werden. Da die Heizschleife das Gebläserad umgibt, ist kein Platz für

einen zusätzlichen Wärmetauscher erforderlich, so daß ein Gebläserad mit großem Durchmesser verwendet werden kann. Daher sind zusätzliche Gebläse zum Fördern der Umluft durch den Ofenraum nicht erforderlich und es ist eine einfache Gestaltung der Luftführung möglich.

Vorzugsweise ist der Brenner ebenfalls im Strömungsverlauf der Umluft am Umfang des Gebläserads angeordnet. Dadurch wird die Temperatur des Brenners zusätzlich zur Erwärmung der Umluft genutzt. Ferner erfolgt die erforderliche Kühlung des Brenners durch die Umluft, so daß keine Wärme verlorengeht. Dadurch wird der Energieverbrauch weiter verringert. Um eine möglichst gute Wärmeübertragung zwischen der Umluft und dem Brenner zu ermöglichen, kann der Brenner ein längliches Gehäuse aufweisen, das quer zum Gebläserad, d.h. tangential zu dessen Umfang, angeordnet ist. Aufgrund dieser Anordnung des Brenners ist der Heizraum schmal und somit der Platzbedarf gering.

Um den Platzbedarf weiter zu verringern, kann die Heizschleife mehrfach um den Lüfter herumgeführt sein. Hierbei kann die Heizschleife spiralförmig um das Gebläserad angeordnet sein, wobei sich der Spiralendurchmesser vorzugsweise in Strömungsrichtung der Verbrennungsgase vergrößert, so daß der Teil der Heizschleife, in dem sich die heißeren Verbrennungsgase befinden, nahe am Gebläserad angeordnet ist. Da somit der Temperaturunterschied zwischen der von dem Gebläserad abgegebenen Umluft und der inneren Windung der spiralförmig angeordneten Heizschleife sehr groß ist, findet zwischen der Heizschleife und der Umluft eine gute Wärmeübertragung statt.

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Um die Länge der Heizschleife im Heizraum zu vergrößern, kann die Heizschleife ebenso schraubenförmig um das Gebläserad angeordnet sein. Ferner können mit dem Brenner mehrere parallel zueinander verlaufende Heizschleifen um das Gebläserad herumgeführt sein. Dadurch wird die Oberfläche, an der Wärme von der Heizschleife an die Umluft übertragen werden kann, vergrößert. Zusätzlich wird die Breite des von dem Gebläserad erzeugten Luftstroms vollständig genutzt.

Der Brenner sowie die Umdrehungszahl des Gebläserads können durch einen Mikroprozessor gesteuert werden, so daß die Umluft auf einfache Weise auf unterschiedliche Temperaturen erwärmt werden kann. Somit eignet sich der Umluftofen sowohl zum Warmhalten als auch zum Kochen von Speisen. Gleichzeitig kann mittels der Steuerung sichergestellt werden, daß die Austrittstemperatur der Verbrennungsgase nicht unter 8 0 ⁰C sinkt, so daß in den Verbrennungsgasen keine schädlichen Stoffe gebildet werden. Vorzugsweise wird die Abgastemperatur zwischen 100 und 200 ⁰C gehalten.

Da insbesondere zum Kochen von Speisen die Temperatur der Brenngase sehr hoch sein muß, kann der Brenner zusätzlich eine Kühlung aufweisen, die eingeschaltet wird, wenn der Brenner durch die Umluft nicht mehr ausreichend gekühlt wird. Hierzu ist in einem Brennermantel des Brenners ein Kühlkanal vorgesehen, der von Luft durchströmt wird. Hierbei handelt es sich um Luft, die von außerhalb des Ofens angesaugt wird und daher eine gute Kühlung des Brenners ermöglicht. Vorzugsweise wird die durch den Kühlkanal des Brennermantels geführte Kühlluft nicht an die Umgebung abgegeben, sondern in

die Heizschleife geleitet. Dadurch wird die Erwärmung der Kühlluft ebenso zum Erwärmen der Umluft genutzt. Ferner wird durch Zuführen der erwärmten Kühlluft in die Heizschleife das Strömungsverhalten der Brenngase in der Heizschleife verbessert, so daß längere Heizschleifen realisierbar sind.

Der Umluftofen ist insbesondere zum Einbau in Kraftfahrzeugen geeignet.

Nachfolend wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausfuhrungsform unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Querschnitt einer Ausführungsform eines in ein Kraftfahrzeug einbaubaren Umluftofens und

Fig. 2 eine schematische Schnittansicht entlang der Linie II-II in Fig. 1.

Ein guaderförmiges Gehäuse 10 eines Umluftofens ist durch eine Trennwand 12 in einen Ofenraum 14 und einen Heizraum 16 unterteilt. Das Gehäuse 10 weist auf der Seite des Ofenraums 14 eine Tür 18 auf, durch die der Ofenraum 14 zugänglich ist. In dem Ofenraum 14 sind mehrere Einschübe 20 angeordnet, auf denen Fertiggerichte in dicht verschlossenen Verpackungen 22 liegen. Bei geöffneter Tür 18 können die Einschübe 20 einzeln herausgezogen werden, um die Fertiggerichte zu entnehmen.

Im Heizraum 16 ist ein Brenner 24 und ein Gebläserad 26 angeordnet, wobei das Gebläserad 26 einen Großteil des Heizraums 16.ausfüllt. Das Gebläserad 26 ist auf einer senkrecht zur Trennwand 12 angeordneten Welle 28 gelagert und über einen Elektromotor 30 angetrieben. Da das Gebläserad 26 kein Gehäuse aufweist, saugt das Gebläse durch eine zu dem Gebläserad 26 konzentrische kreisrunde Ansaugöffnung 3 2 Umluft aus dem Ofenraum 14 in Richtung der Pfeile an und gibt diese in radialer Richtung ab.

Der Brenner 24 ist quer zum Gebläserad 26, d.h. tangential zum Umfang des Gebläserads 26, angeordnet. Dadurch strömt ein Teil der vom Gebläserad 26 radial abgegebenen Umluft am Brenner 24 entlang. Da der gesamte Brenner 24 im Strömungsverlauf der Umluft angeordnet ist, wird die Temperatur des Brenners 24 gut zur Erwärmung der Umluft genutzt.

Der Brenner 24 weist eine Brennkammer 34 auf (Fig. 2), in der ein Brennstoff-Luft-Gemisch verbrannt wird. Über eine mit einer Pumpe 36 (Fig. 1) verbundene Leitung 38 wird dem Brenner 24 aus einem Treibstofftank des Fahrzeugs oder einem gesonderten Tank Brennstoff zugeführt. Über eine Leitung 40, die mit einer Pumpe 42 verbunden ist, wird dem Brenner 24 Luft zugeführt.

Der Brennraum 34 des Brenners 24 ist direkt mit zwei Heizschleifen 44 verbunden, durch die die heißen Verbrennungsgase aus dem Brennraum 34 abgeführt werden. Die beiden Heizschleifen 34 sind parallel um das Gebläserad 26 herumgeführt. Die Heizschleifen 44 verlaufen mit geringem Abstand entlang der Umfangs des Gebläse-

rads 26 (Fig. 2). Die Heizschleifen 44 sind entweder in konstantem Abstand zu dem Gebläserad 26 angeordnet oder, wie in Fig. 2 dargestellt, gebogen, so daß gerade Abschnitte über Bögen miteinander verbunden sind. Die Enden 46 der Heizschleifen münden in einen gemeinsamen Auspuffstutzen 48, der aus dem Heizraum 14 hinausführt. Der Auspuffstutzen 48 ist mit einem Auspuff 50 verbunden, durch den die Verbrennungsgase ins Freie geleitet werden.

Der Brenner 24 ist zusätzlich mit einer Leitung 52 verbunden, durch die mittels einer Pumpe 54 (Fig. 1) kühle Umgebungsluft zugeführt wird. Die durch die Leitung 52 zugeführte Umgebungsluft gelangt über einen Verteiler 54 zur Kühlung des Brenners 24 in einen Kühlkanal 56 (Fig. 2) . Der Kühlkanal 56 ist in einem Mantel 58 des Brenners 24 vorgesehen. Durch die zusätzliche Kühlung des Brenners 24 können im Brennraum sehr hohe Temperaturen von über 600 ⁰C erzeugt werden. Die bei der Brennerkühlung erwärmte Umgebungsluft wird aus dem Kühlkanal 56 ebenso wie die Verbrennungsgase in die Heizschleifen 44 geleitet. Hierzu weisen die Heizschleifen 44 jeweils eine mit dem Kühlkanal 56 in Verbindung stehende Öffnung 60 auf. Somit wird die erwärmte Kühlluft ebenso wie die Verbrennungsgase zum Erwärmen der Umluft genutzt.

Wie vorstehend beschrieben, saugt das Gebläserad 2 6 durch eine in der Trennwand 12 vorgesehene Öffnung 32 Umluft aus dem Ofenraum 14 entlang der Pfeile in radialer Richtung an. Da das Gebläserad 2 6 nicht von einem Gehäuse umgeben ist, gibt es die angesaugte Umluft in radialer Richtung entlang der Pfeile ab. Hierbei strömt

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die Umluft an den das Gebläserad 26 umgebenden Heizschleifen 44 sowie an dem Brenner entlang und wird hierbei erwärmt. Nach dem Erwärmen der Umluft wird sie aus dem Heizraum 16 durch Rückströmöffnungen 62 in den Ofenraum gefördert. Die Rückströmöffnungen 62 sind im äußeren Bereich der Trennwand 12 vorgesehen und grenzen an das Gehäuse 10 an. Die Einschübe 20 sind in dem Ofenraum so angeordnet, daß die Umluft zwischen sämtlichen Einschüben 20 hindurchströmt und alle auf den Einschüben 2 0 liegenden Fertiggerichte gleichmäßig erwärmt werden. Zur Verbesserung der Strömung der Umluft können zusätzlich Leitbleche vorgesehen sein. Nachdem die Umluft an sämtlichen Fertiggerichten vorbeigeströmt ist und hierbei abkühlt, wird sie erneut durch die Ansaugöffnung 32 von dem Gebläserad 26 angesaugt, so daß die Umluft kontiuierlich in dem Umluftofen zirkuliert.

Ferner weist der Umluftofen eine Steuerung 64 mit einem Mikroprozessor auf. Mittels der Steuerung 64 wird die Drehzahl des Gebläserads 2 sowie die Förderleistung der Pumpen 36,42,54 gesteuert. Dadurch läßt sich auf einfache Weise die gewünschte Ofentemperatur regeln. Ebenso kann mittels der Steuerung sichergestellt werden, daß die Temperatur der Brenngase im Auspuff 50 auf etwa 100 bis 200 ⁰C gehalten wird. Dadurch ist einerseits eine saubere Verbrennung und andererseits eine optimale Nutzung der vom Brenner 24 erzeugten Wärme gewährleistet.

In dem Umluftofen kann zusätzlich eine Kühlung vorgesehen sein, so daß Speisen beispielsweise bei langen Transportzeiten gekühlt transportiert und anschließend mit Hilfe des Umluftofens aufgewärmt oder gekocht wer-

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den können. Zur Kühlung sind in dem Umluftofen zusätzliche Kühlschlangen vorgesehen, die mit einer separat angetriebenen Kühlmaschine verbunden sind. Durch eine derartige Kombination können Speisen in einem Gerät gekühlt und aufgewärmt werden.

Claims

• ft · #· - 11 - ANSPRUCHE

1. Umluftofen, insbesondere zur Speisenaufbereitung, mit einem Ofenraum (14), einem Heizraum (16) zum Erwärmen von Umluft, einem in dem Heizraum (16) angeordneten Brenner (24), einem in dem Heizraum (16) angeordneten Gebläserad (26), das Umluft aus dem Ofenraum (14) axial ansaugt und radial abgibt, und einer mit dem Brenner (24) verbundenen Heizschleife (44) zum Abführen der Verbrennungsgase, wobei die Heizschleife (44) um das Gebläserad (26) herum angeordnet ist.

2. Umluftofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch der Brenner (24) im Strömungsverlauf der Umluft am Umfang des Gebläserads (26) angeordnet ist.

3. Umluftofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Brenner (24) ein längliches Gehäuse aufweist, das quer zum Gebläserad (2 6) angeordnet ist.

4. Umluftofen nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizschleife (44) mehrfach um das Gebläserad (26) herumgeführt ist.

5. Umluftofen nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Heizschleifen (44) parallel zueinander angeordnet sind.

6. Umluftofen nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß eine zwischen dem Ofenraum

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(14) und dem Heizraum (16) vorgesehene Trennwand (12) eine konzentrisch zum Gebläserad (26) angeordnete Ansaugöffnung (32) und im äußeren Bereich der Trennwand (12) angeordnete Rückströmöffnungen (62) aufweist, durch die die erwärmte Umluft dem Ofenraum (14) zugeführt wird.

7. Umluftofen nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß der Brenner (24) einen Brennermantel (58) aufweist, der zur Kühlung mit einem von Luft durchströmbaren Kühlkanal (56) versehen ist.

8. Umluftofen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlkanal (56) in die Heizschleife

(44) mündet.