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.
Method for operating a convection oven for large kitchens, especially in the hospitality industry and in
Canteens and convection ovens to carry out the process
The present invention relates to a method for operating a convection oven for large kitchens, in particular in the hospitality industry and in canteens, with a circulating fan, heating register and insert sheets for receiving the food to be treated, and a convection oven for carrying out the method.
Known such convection ovens for large kitchens have the disadvantage that the food is treated unevenly and the greasy and oily components evaporated from the food are liquefied on the way to the suction opening of the fan or when passing through the fan. These liquefied components stick to the fan impeller or are thrown out by the centrifugal force with the supply air flow and thrown onto the radiator, causing scorching or an annoying smell, depending on the radiator surface temperature. Known convection ovens also show inadequate air distribution over the cooked food stacked on trays, which results in uneven treatment. The present invention overcomes these disadvantages.
The method according to the invention is characterized in that the air in the furnace that sweeps over the material has an average air speed of over 2 m / sec during operation. has to generate a turbulent exchange of heat, momentum and matter over the good.
The invention will then be explained using an exemplary embodiment using figures. Show it:
1 shows a longitudinal section through a convection oven for large kitchens according to section line I-I in FIG. 3,
FIG. 2 shows a longitudinal section through the furnace according to section line II-II in FIG. 3,
3 shows a cross section through the furnace according to section line 111-111 in FIG. 1.
The convection oven shown in FIGS. 1 to 3 is surrounded by a housing 1 in which an insulation 3 is inserted.
The interior forms a furnace interior 5. This can be reached through a double-leaf door 7. In the oven interior 5, lateral air baffles form a frame 9 for holding roasting or baking trays 11, drawers, trays, grids and the like. Like. In Fig. 1, the rear wall 12 with the corresponding rows of holes 13 can be seen. The hole diameters, which are constant in the example, can, however, also vary with the height. The side walls 15 of the frame 9 are also provided with corresponding rows of holes 16, the diameter of which can also vary. In the upper part of the housing 1 there is a circulating fan wheel 18 which is driven directly by a drive motor 20.
The axis of the circulating fan wheel 18, e.g. a Mortier type drum rotor (cross-flow fan) is, as can be seen from FIG. 3, arranged in the longitudinal center plane of the furnace interior 5, which ensures that heating batteries 22 to 26 are uniformly applied. These heating batteries consist of sockets with heating rods 29. Air distribution channels 31 are formed between the side walls 15 and the insulation 3, as can be seen in FIGS. 1 and 3. A vertical exhaust air collecting duct 33, which opens into a deflection duct 34 in the upper part of the furnace, which leads to the suction opening of the circulating fan wheel 18, is used to exit the air.
In order to supply fresh air to the inside of the furnace, a fresh air opening 36 with a slide 37 regulating this opening 36 is provided, while a corresponding exhaust air duct 39 with a slide 40 is used to expel air from the furnace interior 5. Under the deepest plate 11 of the frame 9 there is a pull-out collecting plate 41, while underneath, i. in the non-insulated foot, a drawer 42 is arranged for receiving the electrical control.
In order to be able to increase the humidity in the furnace interior 5, a water pipe 44 with a spray can 45 is provided.
The air flow 47 centrifugally expelled by the circulating fan wheel 18 reaches the heating rods 29 of the heating batteries 22 to 26 in a cross flow. It is deflected at the insulation 3 and flows with high turbulence along the heating rods 29 through the lateral air distribution channels 31, as shown by the arrows 49. The uniformly heated air falls through the openings 16 of the side walls 15 in the direction of the arrows 49 into the interior of the frame 9, where, as the arrows 51 show, it passes over the metal sheets 11. As a result of high turbulence, the material located on the metal sheets 11 is subjected to a very uniform treatment.
In order to achieve an even flow with turbulent momentum, heat and material exchange over the property, the mean air speed must reach a certain minimum. If c is the mean speed of the air sweeping over the material in m / sec and Q is the air density in kgm 1 sec2, the expression A p = 28 c2
2 c a measure of the mass and heat exchange of this air.
Phys. Basics of Chem.-Ing. Technology from Prof. Dr. Peter Grassmann, Volume 1, page 614. The average speed of the air sweeping over the metal sheets or the material must be higher than 2m / sec, e.g. between 5m / sec and 30m / sec, preferably around 10-15m / sec. This results in a large number of cycles (number of cycles of the oven contents per hour, e.g. 3000 times / h), so that the amount of heat transferred to the product is relatively small when air passes through and therefore the temperature drop from front to back is small during one pass. Because of this, and because of the turbulence, there is a relatively uniform temperature, speed and humidity over the entire product (turbulent exchange processes according to Prandtl.) These result in such uniform treatment of the product throughout the furnace.
The air flowing out of the metal sheets 11 leaves the frame 9 through the rows of holes 13 in the rear wall 12 and arrives in the direction of the arrows 53 in the vertical exhaust air collection duct 33, from which the exhaust air flows into the deflection duct 34 and from there to the circulating fan wheel 18, which in turn draws in the air and supplies it to the immersion heater batteries 22 to 26 in the manner discussed.
The air flowing out through the perforated rear wall 12 into the exhaust air collecting duct 33, which carries impurities such as fats, oils and water vapor with it, is deflected upwards and thus has a separating effect. If the insulation 3 on the wall delimiting the duct 33 on the outside is at least partially removed, the exhaust air also cools down and offers the contaminants additional opportunities to condense and flow off on the outer wall.
This effect can be intensified by additional cooling, which makes it easier to work without the use of fresh air and which significantly reduces air pollution. (Odor formation!)
If, for example, the humidity of the circulated air is to be reduced, then due to the negative pressure prevailing on the suction side of the circulating fan wheel 18 compared to the atmosphere, by opening the slide 37 through the fresh air opening 36 in the direction of the arrows 55, fresh air will flow into the furnace interior 5.
If, on the other hand, air and vapors are to be conveyed out of the furnace interior 5 into the open, this is done via the slide 40, which opens the exhaust air duct 39 so that an air stream 57 flows out.
The spraying of water through the water pipe 44 and the spray nozzle 45 makes it possible to increase the humidity in the furnace interior 5 and to adapt it to the material to be treated.
The described arrangement of the heating register in the direct air flow of the circulating fan wheel creates optimal heat transfer conditions, and good vortex formation creates a treatment air flow which is extremely uniform in terms of both speed and temperature. This will result in a practically uniform treatment of the goods below and above, front and rear, i.e. an unprecedented evenness. This arrangement leaves no room for free circulation, so that the stove works very stably and is therefore easy to regulate. This also results in a relatively short treatment time for the goods, since the highest possible temperatures can be used as a result of uniform temperatures throughout the furnace without local overheating occurring.
Such an oven can also be used for medical, biological, etc. Like. Purposes are used.
Instead of an electric heater, a gas heater can be provided.