Backofen mit elektrischer Widerstandsheizung Die Erfindung betrifft einen Backofen mit elektri scher Widerstandsheizung und im Boden und in der Decke des Backraumes angeordneten, wärmespei chernden Massen sowie dampfdicht metallisch um hüllten Heizelementen, welcher dadurch gekenn zeichnet ist, dass sich die Heizelemente mit ihren Umhüllungen mindestens teilweise innerhalb der gegen den Backraum hin Aussparungen aufweisenden wärmespeichernden Massen befinden.
Der Backvorgang, insbesondere das Backen von Brot, erfordert zu Beginn einen erheblich grösseren Wärmezufluss zum Backgut als gegen das Ende zu. Es erweist sich deshalb als vorteilhaft, den erhöhten Wärmebedarf zuvor im Backraum bereitzustellen. Dies wird erreicht durch eine dem Backvorgang vorausgehende Aufhetzung einer wärmespeichernden Masse, welche, wie z. B. beim direkt gefeuerten Back ofen, durch die aus feuerfestem Steinmaterial be stehende Backfläche und das Backraumgewölbe ge bildet wird. Diese Masse muss zur Erzielung einer nutzbar gespeicherten Wärmemenge über die für das Ausbacken erforderliche Temperatur aufgeheizt wer den.
Das auf der Backfläche aufliegende Backgut entzieht der Backfläche eine grössere Wärmemenge, als ihm von der Backraumdecke aus zugeführt wird. Das Wärmespeichervermögen des Backraumbodens muss dementsprechend grösser sein als jenes der Decke.
Die Backöfen mit elektrischer Widerstandsheizung bestehen heute üblicherweise aus einem dampfdicht zusammengefügten Stahlblechgehäuse, mit innerhalb dieses Gehäuses liegender Wärmespeichermasse für die Unterhitze. Die Wärmespeichermasse für die Oberhitze ist dabei innerhalb oder ausserhalb, oft auch beiderseits der den Backraum nach oben ab schliessenden Decke angeordnet.
Dabei befinden sich die die Unterhitze erzeugenden Heizkörper der elek trischen Widerstandsheizung innerhalb der Speicher- masse der Unterhitze, wogegen die die Oberhitze erzeugenden Heizkörper unterschiedlich angeordnet sind, nämlich entweder freiliegend im Backraum unter der Backraumdecke oder teilweise oder ganz in der wärmespeichernden Masse eingebettet. Die wärmespeichernde Masse des Backraumbodens dieser bekannten Ausführungen besteht zum Teil aus Backplatten, welche eine ebene Fläche bilden, die elektrischen Heizkörper vor Verunreinigung schützen und die von diesen Heizkörpern örtlich erzeugte Wärme über die ganze Fläche verteilen.
Infolge der Umschliessung der die Unterhitze erzeugenden Heiz körper mit Wärmespeichermasse kann die Wärme abgabe von diesen Heizkörpern an die Backplatten nur mittelbar durch die umgebende Masse erfolgen, was eine starke Verzögerung und eine höhere Tem peratur der Masse nach Beendigung des Backpro- zesses zur Folge hat.
Die freie Anordnung der die Oberhitze erzeugenden elektrischen Heizkörper mit über diesen liegender, wärmespeichernder Masse bedingt eine hohe Heiz körpertemperatur, um die Wärme dieser Masse zu führen zu können. Befinden sich diese Heizkörper bei beschicktem Backofen im Betrieb, bewirken sie eine direkte, durch keine wärmespeichernde Umkleidung gemilderte Wärmeeinwirkung auf das Backgut. Be finden sie sich ausser Betrieb, benachteiligen sie durch teilweise Abschirmung die Wärmeabstrahlung der Backraumdecke. Die Anordnung mit teilweise in der Decke ein gebauten Heizkörpern bewirkt wohl eine Milderung der Wärmeabgabe; die Reduktion der wirksamen Deckenfläche bleibt jedoch bestehen.
Vollständig in der wärmespeichernden Masse der Decke eingebaute Heizkörper können die Wärme nur mittelbar über die speichernde Masse, also mit Verzögerung und erhöhter Temperatur der Speichermasse, an das Backgut über tragen.
Jede Verzögerung der Wärmeabgabe bewirkt eine Erhöhung der Arbeitszeit und zufolge der erhöhten Temperatur der wärmespeichernden Massen ver mehrte Wärmeverluste während der Betriebspausen.
Es wurde versucht, diesen Nachteilen zu begegnen durch die offene Anordnung der elektrischen Wider- standsheizwicklung in offenen, dem Backraum zuge wendeten Rillen der Wärmespeichermassen. Diese Ausführung birgt den Nachteil in sich, dass die Heiz- wicklung dem direkten Einfluss der aggressiven Back- raumatmosphäre ausgesetzt ist, ebenso die elektrischen Durchführungen durch die Backraumwandungen. Überdies ist der Anteil der direkten Wärmeabstrahlung durch die schmalen Rillen nur gering.
Die Wärme abgabe erfolgt somit wie bei den andern erwähnten Anordnungen vorwiegend mittelbar durch die wärme speichernde, die Wärmeübertragung verzögernde Masse.
In der Zeichnung ist eine beispielsweise Aus führungsform des Erfindungsgegenstandes schema tisch dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 einen senkrechten Längsschnitt durch einen Backofen mit elektrischer Widerstandsheizung, Fig. 2 einen Querschnitt durch diesen Backofen, und Fig. 3 die direkte Wärmeabstrahlung der Heiz- elementumhüllungen und die Wärmeabstrahlung der anschliessenden Begrenzungsflächen der wärmespei chernden Masse, und zwar unten für den Backraum- boden, oben für die Backraumdecke, in grösserem Massstab.
Der in Fig. 1 und 2 dargestellte Backofen besitzt ein dampfdichtes, aus Stahlblech bestehendes Gehäuse 1, in welchem sich der Backraum befindet. Die elek trische Widerstandsheizung besteht aus elektrischen Heizelementen üblicher Art, welche aus einem Wider standsdraht, der in einem keramischen Träger an geordnet ist, bestehen. Diese Heizelemente besitzen eine dampfdichte, metallische Umhüllung 2, und sie weisen flachen Querschnitt auf. Die Umhüllung 2 kann aus Eisen, Kupfer, rostfreiem Stahl oder einer andern ausreichend wärmebeständigen Legierung be stehen. Mit 3 ist die wärmespeichernde Masse des Bodens und der Decke des Backraumes bezeichnet.
4 sind die die Backfläche bildenden Backplatten, welche ebenfalls aus wärmespeicherndem Material bestehen, und 5 ist eine unter dem Backraumboden angeordnete zusätzliche wärmespeichernde Masse.
Die Umhüllungen 2 der Heizelemente befinden sich teilweise in der wärmespeichernden Masse 3. Diese Masse 3 sowohl des Bodens als auch der Decke des Backraumes weist gegen den Backraum hin Aus sparungen auf, durch welche die Umhüllungen 2 der Heizelemente teilweise freigelegt sind. Die Ausspa rungen werden durch geneigte Flächen begrenzt, derart, dass die dem Backraum zugewendete Fläche der wärmespeichernden Masse 3 ein möglichst grosses Ausmass beibehält. Gleichzeitig wird durch die ge- neigten Begrenzungsflächen der Ausnehmungen die Wärmeabstrahlung der freiliegenden Fläche der Um hüllungen 2 begünstigt.
In F'ig. 3 ist die gegen den Backraum gerichtete Wärmeabstrahlung der Umhüllungen 2 der Heiz- elemente mit 6, diejenige der wärmespeichernden Masse 3 mit 7 bezeichnet.
Werden die in den Umhüllungen 2 eingeschlossenen Heizelemente unter Strom gesetzt, bewirken sie eine Erhitzung der Umhüllungen 2. Diese Umhüllungen 2 geben einen erheblichen Teil der Wärme an die wärmespeichernde Masse 3 ab. Die Umhüllungen 2 der am Boden des Backraumes angeordneten Heiz- elemente geben ferner einen Teil der Wärme an die Backplatten 4 ab, während die in der Decke des Backraumes angeordneten Heizelemente mit ihren Umhüllungen 2 Wärme in den Backraum abstrahlen und dadurch auch auf die Oberseite der Backplatten 4 wirken.
Da die Wärmeleitung der aus feuerfestem Material bestehenden wärmespeichernden Massen verhältnis mässig gering ist und die den Umhüllungen 2 zu gewendete Fläche der Masse 3 kleiner als die der direkten Strahlung ausgesetzte Fläche der Backplatten 4 ist, ist die bei gleicher Oberflächentemperatur der Masse 3 und der Backplatten 4 an letztere abgestrahlte Wärmemenge entsprechend grösser.
Die Wärmeabgabe an die Backplatten 4 ist um so grösser, je niedriger deren Temperatur ist. Sie ist also besonders dann wirksam, wenn durch den mit dem Backprozess verbundenen Wärmeentzug die Back- platten 4 eine Temperatursenkung erlitten haben. Es ergibt sich daher eine rasche Wiederaufheizung der Backplatten 4 und des Backraumes bei beschränkter Heizleistung.
Je höher die Backplatten- und die Backraum- temperatur ansteigt, desto mehr nimmt der an die wärmespeichernde Masse 3 der Decke bzw. an die Masse 3 und die Masse 5 des Bodens des Backraumes abgegebene Wärmeanteil zu.
Werden die Heizelemente ausgeschaltet, fällt die Temperatur ihrer Umhüllungen 2 unter diejenige der wärmespeichernden Masse 3. Die gute Wärmeleit fähigkeit der metallischen Umhüllungen 2 bewirkt nun einen Wärmeentzug aus der wärmespeichernden Masse 3, so dass die freistrahlende Fläche der Um hüllungen 2 zur Übertragung der gespeicherten Wärme an den Backraum beiträgt. Dies begünstigt den Wärmeentzug, so dass die in der Masse 3 gespeicherte Wärme bis zu einer tieferen Temperatur ausgenützt werden kann. Je tiefer diese Temperatur bei der Beendigung der Ofenarbeit ist, desto geringer sind die Wärmeverluste während der Arbeitspause.
Der dargestellte Backofen bietet somit die Vorteile einer raschen Steigerung der Backraumtemperatur bei geringerer elektrischer Heizleistung und geringeren Wärmeverlusten als Folge niedrigerer Temperaturen der wärmespeichernden Massen. Dabei bleibt der Vorteil der gegen den Einfluss der Backraumatmo- sphäre dicht abgeschlossenen Heizelemente gewahrt. Die wärmespeichernde Masse 3 wird zweckmässig aus einzelnen Formsteinen gleicher Form und gleicher Abmessungen zusammengefügt.
Um für den Back- raumboden und die Backraumdecke die gleichen Formsteine verwenden zu können, wird die grössere wärmespeichernde Masse des Backraumbodens durch die zusätzliche Masse 5 geschaffen, soweit hiefür die zusätzliche Masse der Backplatten 4 nicht ausreicht.