Verfahren zum Betreiben eines Umluftofens für Grossküchen, insbesondere im Gastgewerbe und in
Kantinen, sowie Umluftofen zur Ausführung des Verfahrens
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Umluftofens für Grossküchen, insbesondere im Gastgewerbe und in Kantinen, mit Umwälzlüfter, Heizregister und Einsatzblechen zur Aufnahme der zu behandelnden Speisen, sowie ein Umluftofen zur Ausführung des Verfahrens.
Bekannte derartige Umluftofen für Grossküchen sind mit dem Nachteil behaftet, dass die Speisen ungleichmässig behandelt und die aus den Speisen ausgedampften, fettigen und öligen Bestandteile auf dem Wege zur Ansaugöffnung des Ventilators oder beim Durchgang durch den Ventilator verflüssigt werden. Dabei setzen sich diese verflüssigten Bestandteile am Ventilatorlaufrad fest oder werden durch die Zentrifugalkraft von diesem mit dem Zuluftstrom ausgeschleudert und an die Heizkörper geworfen, woselbst je nach Heizkörperoberflächentemperatur eine Versengung oder eine lästige Geruchbildung entsteht. Weiter zeigen bekannte Umluftofen eine unzulängliche Luftverteilung über dem auf Blechen aufgeschichteten Kochgut, womit eine ungleichmässige Behandlung erfolgt. Die vorliegende Erfindung behebt diese Nachteile.
Das erfindungsgemässe Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass die über das Gut streichende Luft im Ofen während des Betriebes eine mittlere Luftgeschwindigkeit von über 2m/sec. aufweist, um einen turbulenten Austausch von Wärme, Impuls und Stoff über dem Gut zu erzeugen.
Die Erfindung wird anschliessend anhand eines Ausführungsbeispieles mittels Figuren erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Umluftofen für Grossküchen gemäss Schnittlinie I-I der Fig. 3,
Fig. 2 einen Längsschnitt durch den Ofen gemäss Schnittlinie II-II der Fig. 3,
Fig. 3 einen Querschnitt durch den Ofen gemäss Schnittlinie 111-111 der Fig. 1.
Der in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Umluftofen ist von einem Gehäuse 1 umfasst, in dem eine Isolierung 3 steckt.
Das Innere bildet einen Ofeninnenraum 5. Dieser ist durch eine zweiflügelige Tür 7 erreichbar. Im Ofeninnenraum 5 bilden seitliche Luftleitbleche ein Gestell 9 zur Aufnahme von Brat- oder Backblechen 11, Schubladen, Schalen, Rosten u. dgl. In Fig. 1 ist die Rückwand 12 mit den entsprechenden Lochreihen 13 ersichtlich. Die Lochdurchmesser, im Beispiel gleichbleibend, können indessen auch mit der Höhe variieren. Auch die Seitenwände 15 des Gestells 9 sind mit entsprechenden Lochreihen 16 versehen, deren Durchmesser ebenfalls variieren kann. Im Oberteil des Gehäuses 1 befindet sich ein Umwälzlüfterrad 18, welches von einem Antriebsmotor 20 direkt getrieben wird.
Die Achse des Umwälzlüfterrades 18, z.B. ein Trommelläufer der Bauart Mortier (Querstromgebläse) ist, wie aus Fig. 3 ersichtlich, in der Längsmittelebene des Ofeninnenraumes 5 angeordnet, was eine gleichmässige Beaufschlagung von Heizbatterien 22 bis 26 sicherstellt. Diese Heizbatterien bestehen aus Fassungen mit Heizstäben 29. Zwischen den Seitenwänden 15 und der Isolierung 3 sind Luftverteilkanäle 31 gebildet, wie dies in den Fig. 1 und Fig. 3 ersichtlich ist. Dem Abgang der Luft dient ein vertikaler Abluftsammelkanal 33, welcher im obern Teil des Ofens in einen Umlenkkanal 34 mündet, der zur Ansaug öffnung des Umwälzlüfterrades 18 führt.
Um dem Ofeninnern Frischluft zuzuführen, ist eine Frischluftöffnung 36 mit einem diese Öffnung 36 regulierenden Schieber 37 vorgesehen, während zum Ausstossen von Luft aus dem Ofeninnenraum 5 ein entsprechender Abluftkanal 39 mit einem Schieber 40 dient. Unter dem tiefsten Blech 11 des Gestells 9 befindet sich ein herausziehbares Auffangblech 41, während darunter, d.h. im nicht isolierten Fuss, eine Schublade 42 zur Aufnahme der elektrischen Steuerung angeordnet ist.
Um im Ofeninnenraum 5 die Feuchtigkeit steigern zu können, ist ein Wasserrohr 44 mit einer Sprühdose 45 vorgesehen.
Der vom Umwälzlüfterrad 18 zentrifugal ausgestossene Luftstrom 47 gelangt im Querstrom in die Heizstäbe 29 der Heizbatterien 22 bis 26. Er wird an der Isolierung 3 umgelenkt und strömt mit hoher Turbulenz längs der Heizstäbe 29 durch die seitlichen Luftverteilkanäle 31, wie dies die Pfeile 49 zeigen. Die gleichmässig erhitzte Luft fällt durch die Öffnungen 16 der Seitenwände 15 in Richtung der Pfeile 49 ins Innere des Gestells 9 ein, wo er, wie die Pfeile 51 zeigen, über die Bleche 11 streicht. Infolge hoher Turbulenz wird das sich auf den Blechen 11 befindliche Gut einer sehr gleich mässigen Behandlung ausgesetzt.
Um über dem Gut eine gleichmässige Strömung mit turbulentem Impuls-, Wärme- und Stoffaustausch zu erreichen, muss die mittlere Luftgeschwindigkeit ein gewisses Minimalmass erreichen. Wenn c die mittlere, über das Gut streichende Geschwindigkeit der Luft in m/sec und Q die Luftdichte in kgm 1 sec2 bedeuten, so ist der Ausdruck A p = 28 c2
2 c ein Mass für den Stoff- und Wärmeaustausch dieser Luft.
Phys. Grundlagen Chem.-Ing. Technik von Prof. Dr. Peter Grassmann, Band 1, Seite 614. Die mittlere Geschwindigkeit der über die Bleche bzw. das Gut streichenden Luft muss höher sein als 2m/sec, z.B. zwischen 5m/sec und 30m/sec, vorzugsweise um 10-15m/sec. Dies bringt eine grosse Umwälzzahl (Anzahl Umwälzungen des Ofeninhaltes pro Stunde, z.B.3000mal/h) mit sich, so dass bei einem Luftdurchgang die auf das Gut übertragenen Wärmemengen relativ gering und daher der Temperaturabfall von vorn bis hinten bei einem Durchgang klein ist. Es herrscht daher und infolge der Turbulenz über dem ganzen Gut eine relativ gleichmässige Temperatur, Geschwindigkeit und Feuchtigkeit (turbulente Austauschvorgänge nach Prandtl.) Diese bedingen die derart gleichmässige Behandlung des Gutes im ganzen Ofen.
Die von den Blechen 11 abströmende Luft verlässt das Gestell 9 durch die Lochreihen 13 der Rückwand 12 und gelangt, in Richtung der Pfeile 53, in den vertikalen Abluftsammelkanal 33, von welchem aus die Abluft in den Umlenkkanal 34 und von dort zum Umwälzlüfterrad 18 strömt, das die Luft wiederum ansaugt und in der besprochenen Art und Weise den Heizstabbatterien 22 bis 26 zuführt.
Die durch die gelochte Rückwand 12 in den Abluftsammelkanal 33 ausströmende Luft, welche Verunreinigungen, wie Fette, Öle und Wasserdampf mit sich führt, wird nach oben umgelenkt und wirkt dadurch abscheidend. Wenn die Isolation 3 an der den Kanal 33 aussen begrenzenden Wand mindestens teilweise entfernt wird, so kühlt sich die Abluft zusätzlich ab und bietet den Verunreinigungen zusätzliche Möglichkeiten zu kondensieren und an der Aussenwand abzufliessen.
Dieser Effekt kann durch eine zusätzliche Kühlung verstärkt werden, womit das Arbeiten ohne Beizug von Frischluft erleichtert und die Luftverseuchung sehr wesentlich gemindert werden kann. (Geruchbildung!)
Soll beispielsweise die Feuchtigkeit der umgewälzten Luft verringert werden, so wird bedingt durch den auf der Saugseite des Umwälzlüfterrades 18 herrschenden Unterdruck gegenüber der Atmosphäre, durch Öffnen des Schiebers 37 durch die Frischluftöffnung 36 in Richtung der Pfeile 55 Frischluft in den Ofeninnenraum 5 einströmen.
Sollen dagegen Luft und Dämpfe aus dem Ofeninnenraum 5 ins Freie gefördert werden, so erfolgt dies über den Schieber 40, welcher den Abluftkanal 39 öffnet, so dass ein Luftstrom 57 ausströmt.
Das Einsprühen von Wasser durch das Wasserrohr 44 und die Sprühdüse 45 ermöglicht es, die Feuchtigkeit im Ofeninnenraum 5 zu erhöhen und diese dem zu behandelnden Gut anzupassen.
Durch die beschriebene Anordnung der Heizregister im unmittelbaren Luftstrom des Umwälzlüfterrades werden optimale Wärmeübertragungsverhältnisse geschaffen, sowie durch gute Wirbelbildung ein Behandlungsluftstrom erzeugt, welcher sowohl bezüglich Geschwindigkeit als auch bezüglich Temperatur äusserst gleichmässig ist. Dadurch wird eine praktisch gleichmässige Behandlung des Gutes unten und oben, vorn und hinten stattfinden, d.h. eine bisher unerreichte Gleichmässigkeit. Durch diese Anordnung wird der freien Zirkulation kein Raum gelassen, so dass der Ofen sehr stabil arbeitet und daher auch leicht regulierbar ist. Es ergibt sich ferner eine relativ kurze Behandlungszeit des Gutes, da infolge gleichmässiger Temperaturen im ganzen Ofen mit den höchstmöglichen Temperaturen gearbeitet werden kann, ohne dass örtliche Überhitzungen eintreten.
Ein derartiger Ofen kann auch für medizinische, biologische u. dgl. Zwecke verwendet werden.
Anstelle einer elektrischen Heizung kann eine Gasheizung vorgesehen werden.