DE102015217446A1 - Oven and baking facilities with an oven - Google Patents
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Abstract
Ein Backofen (2) hat mindestens einen Wärmeverbraucher (5, 6) und mindestens einen elektrischen Verbraucher. Eine Mikrogasturbine (8) dient zur Erzeugung von Wärme zum Heizen des Wärmeverbrauchers (5, 6) und gleichzeitig zur Erzeugung von elektrischer Energie zur Versorgung des elektrischen Verbrauchers. Eine Backanlage (1) hat mindestens einen Backofen (2). Die Backanlage (1) hat mindestens einen Wärmeverbraucher (5, 6, 7) und mindestens einen elektrischen Verbraucher (2, 3, 4). Die Mikrogasturbinen (8, 9) dienen zur Erzeugung von Wärme zum Heizen des Wärmeverbrauchers (5, 6, 7) und gleichzeitig zur Erzeugung von elektrischer Energie zur Versorgung des elektrischen Verbrauchers (2, 3, 4). Es resultiert eine gute Energieeffizienz des Backofens und der Backanlage.An oven (2) has at least one heat consumer (5, 6) and at least one electrical consumer. A micro gas turbine (8) is used to generate heat for heating the heat consumer (5, 6) and at the same time to generate electrical energy to supply the electrical load. A baking system (1) has at least one oven (2). The baking system (1) has at least one heat consumer (5, 6, 7) and at least one electrical consumer (2, 3, 4). The micro gas turbines (8, 9) are used to generate heat for heating the heat consumer (5, 6, 7) and at the same time to generate electrical energy for supplying the electrical load (2, 3, 4). The result is a good energy efficiency of the oven and the baking system.
Description
Die Erfindung betrifft einen Backofen sowie eine Backanlage mit mindestens einem Backofen. The invention relates to an oven and a baking plant with at least one oven.
Ein Backofen bzw. eine Backanlage mit einem Backofen sind bekannt aus der
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gute Energieeffizienz eines Backofens sowie einer Backanlage mit mindestens einem Backofen zu schaffen. It is an object of the present invention to provide a good energy efficiency of a baking oven and a baking plant with at least one oven.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Backofen mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen und durch eine Backanlage mit den im Anspruch 5 angegebenen Merkmalen. This object is achieved by an oven with the features specified in claim 1 and by a baking system with the features specified in claim 5.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass der Einsatz mindestens einer Mikrogasturbine eine Energiebilanz eines hiermit ausgerüsteten Backofens bzw. einer hiermit ausgerüsteten Backanlage verbessert. Sowohl die im Abgas der Mikrogasturbine enthaltene Wärmeenergie als auch die durch die Mikrogasturbine erzeugte elektrische Energie kann im Backofen bzw. in der Backanlage effizient genutzt werden. Bei dem Backofen kann es sich um einen Tunnelofen handeln. Mehrere Mikrogasturbinen können zur Versorgung des Backofens zum Einsatz kommen. Insbesondere können verschiedene Backraumabschnitte durch verschiedene Mikrogasturbinen insbesondere mit verschiedenen Temperaturen erwärmt werden. Wärme, die von der mindestens einen Mikrogasturbine erzeugt wird, kann zur Erwärmung eines Backraums oder zum Vorwärmen der Eingangsluft für einen Brenner des Backofens genutzt werden. Die mindestens eine Mikrogasturbine kann derart betrieben sein, dass Teil-Abgasströme der Mikrogasturbine für verschiedene Wärmeverbraucher oder für verschiedene Zonen bzw. Bereiche ein und derselben Wärmeverbraucher genutzt werden. Der Backofen kann einen nachgeschalteten Wärmetauscher zur Nutzung von Restenergie aufweisen, die in einem nach Erwärmung eines primären Wärmeverbrauchers verbrauchten Mikrogasturbinen-Abgasstrom noch enthalten ist. According to the invention, it has been recognized that the use of at least one micro gas turbine improves an energy balance of a hereby equipped oven or a baking unit equipped therewith. Both the heat energy contained in the exhaust gas of the micro gas turbine and the electrical energy generated by the micro gas turbine can be used efficiently in the oven or in the baking system. The oven can be a tunnel oven. Several micro gas turbines can be used to supply the oven. In particular, different baking chamber sections can be heated by different micro gas turbines, in particular with different temperatures. Heat generated by the at least one micro gas turbine can be used to heat a baking chamber or to preheat the input air for a burner of the oven. The at least one micro gas turbine can be operated such that partial exhaust gas streams of the micro gas turbine are used for different heat consumers or for different zones or areas of one and the same heat consumer. The oven may have a downstream heat exchanger for the use of residual energy, which is still contained in a consumed after heating a primary heat consumer micro gas turbine exhaust stream.
Bei einem Backofen nach Anspruch 2 kommt der Abgasstrom der mindestens einen Mikrogasturbine effizient zum Einsatz. Der Backraum kann direkt mit sauberem Abgas der Mikrogasturbine als Warmluft versorgt werden, die mit Backgut im Backraum direkt in Kontakt kommt. Der Backofen kann dann nach Art eines Konvektionsofens genutzt werden. Eine Mikrogasturbinen-Abgastemperatur kann dann im Bereich zwischen 250° C und 260° C liegen. Alternativ oder zusätzlich kann die mindestens eine Mikrogasturbine den Backraum über einen Wärmetauscher indirekt erwärmen. Eine Mikrogasturbinen-Abgastemperatur kann dann im Bereich zwischen 340° C und 370° C liegen. In an oven according to
Nutzungen der mindestens einen Mikrogasturbine nach den Ansprüchen 3 bzw. 4 führen zu einer weiteren Effizienzerhöhung beim Betrieb des Backofens. Uses of the at least one micro gas turbine according to claims 3 and 4 lead to a further increase in efficiency during operation of the oven.
Die Vorteile einer Backanlage nach Anspruch 5 entsprechen denjenigen, die vorstehend unter Bezugnahme auf den erfindungsgemäßen Backofen bereits erläutert wurden. Dies gilt besonders für eine Backanlage nach Anspruch 6. The advantages of a baking plant according to claim 5 correspond to those which have already been explained above with reference to the oven according to the invention. This is especially true for a baking system according to
Alternativ zur Versorgung des Backofens mit der mindestens einen Mikrogasturbine kann auch ein Peripheriegerät der Backanlage, also nicht der Backofen, über die mindestens eine Mikrogasturbine versorgt werden. Innerhalb der Backanlage kann der Backofen auch ausschließlich mit Wärme oder ausschließlich mit elektrischer Energie der mindestens einen Mikrogasturbine versorgt werden. Innerhalb der Backanlage können mehrere Mikrogasturbinen zum Einsatz kommen, die unterschiedliche Verbraucher der Backanlage und/oder des Backofens versorgen. Es ist beispielsweise eine Temperatur-Kaskadierung einer Wärmeversorgung von Abschnitten des Backraums des Backofens, insbesondere innerhalb eines Tunnelofens, möglich. Auch innerhalb der Backanlage kann die mindestens eine Mikrogasturbine so angeordnet sein, dass Teilluftströme ein und derselben Mikrogasturbine für verschiedene Nutzungen innerhalb des Backofens und/oder der Backanlage zum Einsatz kommen. As an alternative to supplying the oven with the at least one micro gas turbine can also be a peripheral device of the baking system, so not the oven, are supplied via the at least one micro gas turbine. Within the baking system, the oven can also be supplied exclusively with heat or exclusively with electrical energy of the at least one micro gas turbine. Within the baking plant several micro gas turbines can be used, which supply different consumers of the baking system and / or the oven. For example, a temperature cascading of a heat supply of portions of the baking chamber of the oven, in particular within a tunnel oven, is possible. Even within the baking system, the at least one micro gas turbine can be arranged so that partial air flows of the same micro gas turbine for different uses within the oven and / or the baking system are used.
Nutzungen der mindestens einen Mikrogasturbine nach den Ansprüchen 7 bzw. 8 sorgen für eine weitere Effizienzerhöhung beim Betrieb der Backanlage. Uses of the at least one micro gas turbine according to
Eine Mikrogasturbine nach Anspruch 9 kann besonders effizient betrieben werden. Dies gilt entsprechend für eine Mikrogasturbine nach den Ansprüchen 10 bis 12. A micro gas turbine according to
Die Mikrogasturbine kann so ausgeführt und angeordnet sein, dass über die Fluidströmung im den Mikrogasturbinen-Abgasstrom führenden Fluidkanal eine Axialkraft auf ein Rotorlager der Turbine übertragen wird. Dies kann die Bereitstellung der Mikrogasturbine im Zusammenhang mit einer indirekten Erwärmung des Backraums erleichtern, da dort im der Mirkogasturbine im Strömungsweg des Abgasstroms nachgeordneten Fluidkanal beispielsweise ein Unterdruck beispielsweise aufgrund einer ofeninternen Umwälzung des Heizgases vorliegen kann. The micro gas turbine can be designed and arranged such that an axial force is transmitted to a rotor bearing of the turbine via the fluid flow in the fluid channel leading the micro gas turbine exhaust gas flow. This may facilitate the provision of the micro gas turbine in connection with an indirect heating of the baking chamber, since there may be present in the micro gas turbine in the flow path of the exhaust stream downstream fluid channel, for example, a negative pressure, for example due to an internal furnace circulation of the heating gas.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt schematisch eine Backanlage mit einem Backofen in Form eines Tunnelofens. An embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to the drawing. The single figure shows schematically a baking system with an oven in the form of a tunnel oven.
Eine Backanlage
Kern der Backanlage
Teil des Backofens
Die Backanlage
Die Backanlage
Dem Backofen
Dem Backofen
Die Mikrogasturbinen
Der Backraum
Bei der direkten Backraumerwärmung wird der Backraum
Bei der alternativ oder zusätzlich möglichen indirekten Backraumerwärmung erwärmt die Mikrogasturbine
Die verschiedenen Abgastemperaturen der Mikrogasturbinen
Die Mikrogasturbinen
Der Turbinen-Abgasstrom im Fluidkanal
Die weitere Mikrogasturbine
Der Fluidkanal
The
Alternativ oder zusätzlich kann der Fluidkanal
Mindestens eine der beiden Mikrogasturbinen
Im Backofen
Bei einer alternativen Betriebsweise einer der Mikrogasturbinen
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- EP 0452279 A2 [0002] EP 0452279 A2 [0002]
- DE 2306348 A [0002] DE 2306348 A [0002]
- DE 60214983 T2 [0002] DE 60214983 T2 [0002]
- EP 1342033 B1 [0002] EP 1342033 B1 [0002]
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