CS263898B1

CS263898B1 - Hot gas inlet into furnace processing space for heat treatment of food products

Info

Publication number: CS263898B1
Application number: CS879556A
Authority: CS
Inventors: Vaclav Ing Csc Tesar; Petr Ing I Praha Topinka
Original assignee: Tesar Vaclav; Topinka Petr Ing I Praha 6
Priority date: 1987-12-21
Filing date: 1987-12-21
Publication date: 1989-05-12
Also published as: CS955687A1

Abstract

Přívod horkého plynu do pracovního prostoru pece na tepelné opracování potravinářských výrobků je umístěný proti povrchu dopravníku určeného pro uložení tepelně opracovávaných polotovarů nebo výrobků. Před vlastním ústím je umístěna první přídržná stěna a druhá přídržná stěna, které vytvářejí protilehlé stěny interakční dutiny, do níž vyúsťuje primární ústí, napojené na přívod horkého plynu. Mezi první přídržnou stěnu a primární ústí je do interakční dutiny umístěna první řídicí tryska a mezi druhou přídržnou stěnu a primární ústí je do interakční dutiny umístěna druhá řídicí tryska. Obě řídicí trysky jsou napojeny na zpětnovazební kanál. Přívod horkého plynu do pracovního prostoru pece na tepelné opracování potravinářských výrobků může nalézt uplatnění zejména v průmyslových podnicích zabývajících se výrobou zařízení pro potravinářský průmysl. Princip však může být výhodně využit i v jiných případech než je potravinářský průmysl, tedy všude tam, kde technologický postup výroby vyžaduje tepelné opracování a je žádoucí snížení energetické náročnosti tohoto procesu.The supply of hot gas to the working space of the furnace for heat treatment of food products is located against the surface of the conveyor intended to receive heat treated blanks or articles. A first retaining wall and a second retaining wall are provided in front of the orifice itself, forming opposing walls of the interaction cavity, into which the primary orifice, which is connected to the hot gas inlet, opens. Between the first retaining wall and the primary orifice, a first control nozzle is disposed in the interaction cavity and a second control nozzle is disposed in the interaction cavity between the second retaining wall and the primary orifice. Both control nozzles are connected to a feedback channel. The supply of hot gas to the working space of the food processing furnace can find application especially in industrial plants manufacturing food industry equipment. However, the principle can also be advantageously used in other cases than the food industry, ie where the manufacturing process requires heat treatment and it is desirable to reduce the energy intensity of the process.

Description

(54) Přívod horkého plynu do pracovního prostoru pece na tepelné opracování potravinářských výrobků(54) Hot gas supply to the working area of the heat treatment oven of food products

CS 263 898 BlCS 263 898 Bl

Přívod horkého plynu do pracovního prostoru pece na tepelné opracování potravinářských výrobků je umístěný proti povrchu dopravníku určeného pro uložení tepelně opracovávaných polotovarů nebo výrobků. Před vlastním ústím je umístěna první přídržná stěna a druhá přídržná stěna, které vytvářejí protilehlé stěny interakční dutiny, do níž vyúsťuje primární ústí, napojené na přívod horkého plynu. Mezi první přídržnou stěnu a primární ústí je do interakční dutiny umístěna první řídicí tryska a mezi druhou přídržnou stěnu a primární ústí je do interakční dutiny umístěna druhá řídicí tryska. Obě řídicí trysky jsou napojeny na zpětnovazební kanál. Přívod horkého plynu do pracovního prostoru pece na tepelné opracování potravinářských výrobků může nalézt uplatnění zejména v průmyslových podnicích zabývajících se výrobou zařízení pro potravinářský průmysl. Princip však může být výhodně využit i v jiných případech než je potravinářský průmysl, tedy všude tam, kde technologický postup výroby vyžaduje tepelné opracování a je žádoucí snížení energetické náročnosti tohoto procesu.The supply of hot gas to the working area of the food processing heat treatment furnace is located opposite the surface of the conveyor intended to receive the heat treated blanks or products. In front of the mouth, a first retaining wall and a second retaining wall are provided, which form opposite walls of the interaction cavity into which a primary orifice connects to the hot gas supply. Between the first retaining wall and the primary orifice, a first control nozzle is disposed in the interaction cavity, and between the second retaining wall and the primary orifice, a second control nozzle is disposed in the interaction cavity. Both control nozzles are connected to the feedback channel. The supply of hot gas to the working area of the heat treatment oven of food products can find application especially in industrial companies engaged in the production of equipment for the food industry. However, the principle can also be advantageously applied in other cases than the food industry, ie wherever the manufacturing process requires heat treatment and it is desirable to reduce the energy intensity of the process.

Předmět vynálezu, přívod horkého plynu do pracovního prostoru pece, se týká tepelného opracování potravin, Jakým je například výroba pečivá z těstových polotovarů, pečení drůbeže nebo příprava hotových jídel ze zmrazených polotovarů. Jedná se o pece zpracovávající větší množství potravinářských výrobků. Takové pece jsou dnes zpravidla prováděny jako průchozí, s dopravníkem, který výrobky postupně přemísťuje pracovním prostorem pece obvykle tak, že jednotlivé výrobky jsou rozmístěny na horní ploše dopravníku. U nejstarších potravinářských pecí na přípravu jídel převažovalo sálavé tepelné působení rozpálených stěn pece, s malým doplňkovým vlivem přirozené konvekce vzduchu v pracovním prostoru. Později převládly pece konvektlvní, s vynuceným pohybem ohřátého vzduchu. Tento vynucený pohyb je generován ventilátorem, obvykle poháněným elektromotorem zvnějšku pece. Nejnovějším vývojem v tomto oboru jsou pece impaktní, které vyvinul D. P. Smith v USA počátkem sedmdesátých let, za první jeho patent na takové uspořádání se považuje US patent číslo 3 884 213 z května 19>75. U těchto impaktních pecí je plyn obvykle elektricky ohřátý horký vzduch, ale může jít i o produkty hoření plynného paliva, zaveden do trysek rozmístěných nad povrchem dopravníku v pracovním prostoru pece tak, že proudy plynu odtékající z trysek směřují proti tepelně opracovávanému výrobku. Předmět vynálezu se týká pecí právě tohoto druhu a zabývá se otázkou zlepšení energetické účinnosti a kvality funkce pece.The present invention, the supply of hot gas to the working space of the oven, relates to the heat treatment of foodstuffs, such as the production of pastries from dough semis, roasting poultry or the preparation of ready meals from frozen semis. These are ovens processing larger quantities of food products. Today, such furnaces are generally run through, with a conveyor which gradually moves the products through the furnace working space, usually so that the individual products are distributed on the upper surface of the conveyor. In the oldest food cooking ovens, the radiant heat effect of the hot oven walls prevailed, with little additional effect of natural air convection in the work area. Later convection ovens prevailed, with forced movement of heated air. This forced movement is generated by a fan, usually driven by an electric motor from outside the furnace. The latest developments in this field are impact furnaces developed by D. P. Smith in the United States in the early 1970s, and his first patent for such an arrangement is considered to be U.S. Patent No. 3,884,213 of May 19> 75. In these impact furnaces, the gas is typically electrically heated hot air, but may also be gaseous fuel combustion products introduced into the nozzles located above the conveyor surface in the furnace working space so that the gas streams flowing from the nozzles are directed against the heat treated product. The present invention relates to furnaces of this kind and deals with the question of improving the energy efficiency and quality of the furnace.

Předmětem vynálezu je přívod horkého plynu do pracovního prostoru pece na tepelné opracovávání potravin, umístěný proti povrchu dopravníku určeného pro uložení tepelně opracovávaných polotovarů nebo výrobků, jídel, kde podstata vynálezu spočívá v tom, že před vlastním ústím je dvojice přídržných stěn, první přídržná stěna a druhá přídržná stěna, které spolu tvoří protilehlé stěny interakční dutiny, do níž vyúsťuje primární ústí, napojené na přívod horkého plynu, a mezi počátkem každé přídržné stěny a primárním ústím je do interakční dutiny vyústěna jedna z řídicích trysek, první řídicí tryska u počátku první přídržné stěny a druhá řídicí tryska u počátku druhé přídržné stěny, přičemž řídicí trysky jsou napojeny na zpětnovazební kanál.The object of the invention is the supply of hot gas to the working area of a food processing oven positioned opposite the surface of a conveyor for receiving heat-treated blanks or food products, the invention being based on a pair of retaining walls, a first retaining wall and a second retaining wall, which together form opposite walls of the interaction cavity into which a primary orifice connected to the hot gas inlet opens, and one of the control nozzles opens into the interaction cavity between the beginning of each retaining wall and the primary orifice; and a second control nozzle at the beginning of the second retaining wall, the control nozzles being connected to the feedback channel.

Toto uspořádání přívodu vyvolá v proudícím plynu samovolné oscilace, během nichž proud plynu, vytvořený výtokem z primárního ústí, střídavě přilne nejprve k jedné a potom druhé z obou přídržných stěn. Vždy je však veden přídržnou stěnou účinkem známého Coandova jevu do jiného směru, než je průvodní směs výtoku z primárního ústí. Dopad proudu na opracovávaný polotovar nebo výrobek je tedy přerušován. Ukazuje se, že pří přerušovaném dopadu proudu se zvyšuje součinitel přestupu tepla.This supply arrangement causes spontaneous oscillations in the flowing gas, during which the gas flow produced by the discharge from the primary orifice alternately adheres first to one and then the other of the two retaining walls. However, it is always guided through the retaining wall by the effect of the known Coanda effect in a direction other than the concomitant effluent from the primary orifice. Thus, the impact of the current on the workpiece or workpiece is interrupted. It appears that the heat transfer coefficient increases with intermittent current incidence.

To se obvykle vysvětluje tím, že hlavní překážkou při konvektivní předávání tepla je mezní vrstva, která se vytváří na povrchu obtékaného objektu, v této mezní vrstvě se tekutina nepohybuje a teplo se v ní tedy musí předávat daleko méně účinným mechanismem vedení, tedy kondukce a přerušované proudění má za následek rozrušení této' mezní vrstvy a tím potlačení hlavní složky tepelného odporu. Znamená to, že stejné množství tepla lze předat opracovávanému polotovaru v uspořádání podle vynálezu buď při nižší teplotě plynu, nebo v kratším čase. Protože čas tepelného opracování je v zásadě určen jinými okolnostmi, zejména vedením tepla uvnitř polotovaru, je důležité především možnost snížení teploty přiváděného horkého plynu. V prvé řadě se přímo vystačí s menší spotřebou energie na ohřívání plynu. Důležité ale je i to, že při nižší teplotě je možné zmenšit tepelnou izolaci pece, takže pec je lehčí a levnější a protože potom z ní vzhledem k menšímu teplotnímu spádu uniká menší množství tepla do okolí, snižují se energetické ztráty pece a pec proto funguje s vyšší energetickou účinností. Nicméně i zkrácení doby přípravy jídel, pokud mají k tomu příhodné tvary, to je bez nutnosti vedení tepla uvnitř potraviny do velké hloubky pod povrchem, může být významnou výhodou.This is usually explained by the fact that the main obstacle in convective heat transfer is the boundary layer, which is formed on the surface of the object to be wrapped, in which the fluid does not move in this boundary layer and therefore has to be transferred in it by a much less effective conduction mechanism. flow results in the destruction of this boundary layer and thus suppression of the main component of the thermal resistance. This means that the same amount of heat can be transferred to the workpiece in the arrangement according to the invention either at a lower gas temperature or in a shorter time. Since the heat treatment time is basically determined by other circumstances, in particular by the conduction of heat within the blank, it is particularly important that the temperature of the hot gas supply is reduced. First of all, less energy is needed to heat the gas. However, it is also important that at a lower temperature it is possible to reduce the thermal insulation of the furnace, so that the furnace is lighter and cheaper, and because less heat leaks into the environment due to a smaller temperature gradient, the energy losses of the furnace are reduced. higher energy efficiency. However, shortening the cooking time, if they have convenient shapes, that is, without the need to conduct heat inside the food to a great depth below the surface, can be a significant advantage.

Vzhledem k intenzivnějšímu předávání tepla do povrchu polotovaru je také v zhotovovaných potravinářských výrobcích možné dosáhnout zlepšení kvality po> stránce textury a křupavostl, aniž by došlo k vysoušení vnitřku potraviny dlouhodobým vystavením teplu. Zejména při tepelném opracování masa může být výraznou výhodou, že zvýšeným tepelným působením intermitentních plynových proudů se na povrchu masa vytvoří nepropustná vrstva. Ta umožní, že vnitřek zůstává nevysušený a má žádoucí vyšší obsah vlhkosti a lepší chuťové vlastnosti.Due to the increased heat transfer to the preform surface, it is also possible to achieve improved texture and crunch quality in manufactured food products without drying the interior of the food by prolonged exposure to heat. Particularly in the heat treatment of meat, it can be a significant advantage that by increasing the thermal action of the intermittent gas streams, an impermeable layer is formed on the surface of the meat. This will allow the interior to remain undried and desirable with a higher moisture content and improved taste properties.

V mnoha případech se také dosáhne zlepšení aromatických vlastností výrobku tím, že takto vytvořená vrstva zamezí unikání vonných a chuťových látek z vnitřku výrobku. Zvýšená intenzita přestupu tepla se projeví i při menší rychlosti proudění plynu v peci, a to má za následek i úsporu energie potřebné u cirkulačních pecí k pohonu ventilátoru.In many cases, it is also possible to improve the aromatic properties of the article by preventing the fragrance and flavorant from escaping from the interior of the article. The increased heat transfer rate is also apparent at a lower gas velocity in the furnace, and this also results in energy savings in the circulating furnaces to drive the fan.

Na připojených čtyřech obrázcích jsou znázorněny příklady konkrétního konstrukčního uspořádání přívodu horkého plynu do pracovního prostoru potravinářské pece podle tohoto vynálezu. Na obr. 1 je v řezu zachycen přívod produktů hoření zemního plynu u pece na výrobu sušenek. Na obr. 2 je v obdobně vedeném řezu znázorněna část velké průchozí pekárenské pece na pečení bochánků z těsta, a během elektricky ohřívaného' horkého vzduchu a s oscilátory zhotovenými v keramických tvarovkách.The attached four figures show examples of a particular design of the hot gas supply to the working space of a food oven according to the invention. FIG. 1 is a cross-sectional view of a feed of natural gas combustion products at a biscuit oven. FIG. 2 is a similar sectional view of part of a large continuous baking oven for baking buns from dough and during electrically heated hot air and with oscillators made in ceramic fittings.

203898 ů203898 ů

Zbývající obrázky, obr. 3 a obr. 4, se týkají třetího případu. Jde tam o lehké provedení určené pro malé snadno přemístitelné pece k tepelnému opracování hotových jídel v restauračních provozech, přičemž chr. 3 představuje perspektivní pohled na rozváděči soustavu, zhotovenou z nerezavějícího plechu a umístěnou pod stropem pece,, kdežto obr. 4 zachycuje řez konzolou, která tvoří část této rozváděči soustavy.The remaining figures, Fig. 3 and Fig. 4, relate to the third case. It is a lightweight design designed for small, easy-to-move ovens for the heat treatment of ready meals in restaurants, while chr. 3 is a perspective view of a manifold made of stainless steel and located below the ceiling of the furnace, while FIG. 4 shows a cross-section of a bracket that forms part of the manifold.

Na obr. 1 je polotovar sušenky 10 umístěn na ocelovém pásu 11, tvořícím hlavní část dopravníku, který přemísťuje polotovary pracovním prostorem pece. Polotovary sušenek 10 jsou na pásu 11 rozmístěny periodicky s pravidelnou roztečí, rovnou rozteči trysek umístěných ve stropu pece. Pás 11 se pohybuje přerušovaným pohybem tak, že po většinu doby setrvává polotovar sušenky 10 pod jednou tryskou. Teploty plynu přiváděných do trysek jsou nastaveny tak, aby při takovémto· postupném přivádění- k jednotlivým tryskám bylo dosaženo nejvhodnějšího časového průběhu teplot v polotovaru.In Fig. 1, the biscuit preform 10 is placed on a steel belt 11 forming the main part of the conveyor that moves the preforms through the furnace working space. The biscuit blanks 10 are periodically spaced on the web 11 at a regular pitch, equal to the pitch of the nozzles located in the furnace ceiling. The web 11 is moved in an intermittent motion such that most of the biscuit blank 10 remains under one nozzle. The temperatures of the gas supplied to the nozzles are adjusted so that, in such a sequential supply to the individual nozzles, the best time course of the temperatures in the blank is achieved.

Horkým plynem předávajícím teplo je v tomto případě produkt hoření zemního plynu za přívodu vzduchu. Vzhledem k relativně rozměrnému, nízkému plochému tvaru tradičních polotovarů sušenek 10 působí návrh dosavadních trysek, sloužících jako přívody horkého plynu, určité problémy zsjména tím, že je žádoucí zajistit co· možná rovnoměrné rozdělení teplot po povrchu sušenky 10. Lze toho dosáhnout zvětšením průměru ústí trysky, ale to vede ke zvětšené spotřebě teplonosného média, nebo zvětšení odlehlosti ústí od povrchu ohřívaného objektu, ale to zase vede ke zvětšení ztrát tepla vytékajícího proudu plynu v důsledku míšení s chladnějším okolním plynem.In this case, the hot heat transfer gas is the product of combustion of the natural gas at the air supply. Due to the relatively large, low flat shape of traditional biscuit blanks 10, the design of prior art hot gas nozzles causes some problems, in particular, by desirably ensuring a uniform temperature distribution over the biscuit surface 10. This can be achieved by increasing the diameter of the nozzle orifice. but this leads to an increased consumption of the heat transfer medium, or an increase in the remoteness of the orifice from the surface of the heated object, but this in turn leads to an increase in the heat loss of the effluent gas stream due to mixing with the cooler ambient gas.

Uspořádání podle vynálezu, znázorněné na obr. 1, řeší současně se zvýšením intenzity .přestupu tepla 1 tento problém rovnoměrného rozložení teploty. Jak je z obr. 1 patrné, před vlastním ústím 1 je vytvořena interakční dutina 3, do· níž je přiváděn herky plyn primárním ústím 4 menšího příčného rozměru. Proud plynu, který primární ústí 4 opouští, nemůže zvětšovat svůj průřez tak, 3by byl v kontaktu s oběma přídržnými stěnami, první přídržnou stěnou 2a vlevo a druhou přídržnou stěnou 2b vpravo a přilne tedy účinkem známého Coandova jevu vždy jen k jedné z nich.The arrangement according to the invention shown in FIG. 1 solves this problem of uniform temperature distribution as the intensity of heat transfer 1 increases. As can be seen from FIG. 1, an inlet cavity 3 is formed in front of the mouth 1, into which the crate gas is supplied through a primary mouth 4 of a smaller transverse dimension. The gas stream leaving the orifice 4 cannot increase its cross-section so that it is in contact with the two retaining walls, the first retaining wall 2a to the left and the second retaining wall 2b to the right, and thus adheres only to one of them.

Na obr. 1 je například zachycena situace, kdy tento plynový proud přilnul k první přídržné stěně 2a. Na počátku první přídržné stěny 2a je vyústěna první řídicí tryska 5a, propojená zpětnovazebním kanálem 6 s druhou řídicí tryskou 5b, jež je umístěna na protilehlé pravé straně. Přilnutí k první vodicí stěně 2a je spojeno se směrovou odchylkou, proud je za primárním ústím 4 zakřiven. Odstředivá síla působící na částice tekutiny je vyvažována tlakovým gradientem, působícím napříč proudu.For example, FIG. 1 shows a situation where this gas stream adheres to the first retaining wall 2a. At the beginning of the first retaining wall 2a, a first control nozzle 5a, connected by a feedback channel 6 to a second control nozzle 5b, is located on the opposite right side. Adherence to the first guide wall 2a is associated with a directional deviation, the current is curved downstream of the primary orifice 4. The centrifugal force acting on the fluid particles is counterbalanced by a pressure gradient acting across the flow.

Protože na vnějším poloměru je proud zvětšujícím se průřezem interakční dutiny 3 vystaven téměř atmosférickému tlaku, pak existence tohoto tlakového gradientu v proudu znamená, ža v místě ústí první řídicí trysky 5a je oproti atmosféře podtlak, a je zde tedy nižší tlak, než v ústí druhé řídicí trysky 5b na opačném konci zpětnovazebního kanálu 6. Ve zpětnovazebním kanálu 6 tento· tlakový spád vyvolá proudění v· takovém směru, že z první řídicí trysky 5a začne vytékat plynový proud působící na· proud opouštějící primární ústí 4.Since at the outer radius, the flow through the cross-section of the interaction cavity 3 is exposed to near atmospheric pressure, the existence of this pressure gradient in the flow means that at the mouth of the first control nozzle 5a is underpressure relative to the atmosphere. control nozzle 5b at the opposite end of the feedback channel 6. In the feedback channel 6, this pressure drop causes a flow in such a direction that the gas flow acting on the current leaving the primary orifice 4 flows from the first control nozzle 5a.

Působení je takové, že přemůže přídržný efekt a proud se odchýlí od první přídržné stěny 2a a přeskočí ke druhé přídržné stěně 2b. Ani tam ovšem nesetrvá stále, neboť celá geometrie je symetrická a opakuje se tam popsaný děj v zrcadlovém obraze, tedy výsledkem je opět překlopení proudu nazpět k první přídržné stěně 2a. Překlápění se tak -děje periodicky a projevuje se tím, že proud horkého plynu trvale příčně osciluje. Jak je znázorněno na obr. 1, při těchto oscilacích je periodicky omýván celý povrch polotovaru sušenky 10 dopadajícím horkým plynem, což zajišťuje rovnoměrnější rozložení teploty po jejím povrchu.The action is such that it overcomes the holding effect and the current deviates from the first holding wall 2a and jumps to the second holding wall 2b. However, it does not persist there either, because the entire geometry is symmetrical and the process described therein repeats in the mirror image, thus the result is again a flip of the current back to the first holding wall 2a. The tilting thus occurs periodically and is manifested in that the hot gas stream oscillates permanently transversely. As shown in FIG. 1, with these oscillations, the entire surface of the biscuit blank 10 is periodically washed with incident hot gas, ensuring a more even temperature distribution over its surface.

Kromě toho ovšem trvalé oscilace znemožňují, aby se na omývaném povrchu ustavila mezní vrstva zabrzděného plynu, ktcr.5 by účinková¹ a jako odpor bránící předávání tepla z horkého plynu do tepelně opracovávaného polotovaru. První šipkou A na obr. 1 je znázorněn směr periodického kmitavého· pohybu proudu. Další šipky znázorňují přisávání do proudu, probíhající v interakční dutině 3. To vede k recirkulaci jisté části plynového proudu, který tak neodchází mimo prostor nad polotovarem sušenky 10 dříve, než odevzdá teplo, které přenáší.Besides this, a permanent oscillation preclude the lapped surface of the locked established boundary layer gas ktcr.5 ¹ should act as a resistance to the transmission of heat from the hot gas to heat the workpiece being machined. The first arrow A in FIG. 1 shows the direction of the periodic oscillating movement of the current. Further arrows illustrate the suction to the stream taking place in the interaction cavity 3. This results in the recirculation of a certain part of the gas stream, which thus does not leave the space above the biscuit preform 10 before giving off the heat it transmits.

Na obr. 2 je zachycen jiný příklad praktického uspořádání přívodu horkého plynu do pracovního· prostoru pece. Tentokrát jde o pečení bochánků, které nemají svrchu zmíněný nepříznivě plochý tvar a nevyžaduje se u nich tak intenzivního· plošného rozprostření dopadu proudu. Vlastní ústí 1 pro· výtok proudů mohou být relativně úzká. Uspořádáním podle vynálezu se zde dociluje periodického přerušování výtoku proudů z těchto ústí 1, jímž se zlepšuje přestup tepla.Fig. 2 shows another example of a practical arrangement of the hot gas supply to the furnace working space. This time it is a baking of loaves that do not have the above-mentioned unfavorably flat shape and do not require such intensive spreading of the impact of the current. The actual flow outlet orifice 1 may be relatively narrow. With the arrangement according to the invention, a periodic interruption of the outflow of the streams from these orifices 1 is achieved here, which improves the heat transfer.

Při proudění vzduchu kolem jednotlivého bochánku dochází k periodickému vytváření a odtrhávání vírů. Ukazuje se výhodné, nastavit oscilační frekvenci periodického přerušování výtoku vzduchových proudů z ústí 1 tak, aby ležela v typickém pásmu frekvencí odtrhávání vírů. Využije se tím rezonanční efekt, přispívající ke zvláště účinné intenzifikaci přestupu tepla ze vzduchu do tepelně opracovávaného objektu.As the air flows around the individual bun, the vortices form and tear off periodically. It turns out to be advantageous to set the oscillation frequency of the periodic interruption of the outflow of the air streams from the mouth 1 so that it lies within a typical frequency band of vortex tearing. A resonance effect is thus utilized, contributing to a particularly effective intensification of the heat transfer from the air to the heat-treated object.

Obrázek 2 zachycuje část pracovního prostoru pekárenské pece v příčném řezu, tj.Figure 2 shows part of the working space of the baking oven in cross-section, ie.

Β v řezu vedeném rovinou kolmou ke směru pohybu bochánků 102 na ocelovém pásu 11. Jde o částečný řez, to znamená na obr. 2 je jen několik málo, respektive tři, z celkového počtu bochánků 102 nacházejících se na pásu 11 v. každé příčné řadě. Je zachycena ta část řezu, ležící u okraje, tedy poblíže jedné strany pece. Jednotlivé oscilátory, vytvářející samovolné aerodynamické oscilace v proudícím horkém vzduchu, jsou rozmístěny vedle sebe a jsou uspořádány tak, že každý z nich je vytvořen vylisovanými dutinami v jedné keramické tvarovce 101.Β in a section taken along a plane perpendicular to the direction of travel of the cakes 102 on the steel strip 11. This is a partial section, i.e. in Fig. 2, only a few, or three, of the total number of cakes 102 located on the belt 11 in each transverse row . The part of the cut lying at the edge, i.e. near one side of the furnace, is captured. The individual oscillators, generating spontaneous aerodynamic oscillations in the flowing hot air, are spaced side by side and are arranged such that each of them is formed by molded cavities in one ceramic fitting 101.

Na oibr. 2 je zachycena jedna celá tvarovka 101, jejíž obvod je pro větší zřetelnost vyznačen silnější obvodovou čárou, a vedle ní pak část sousední tvarovky 101. TvarovkaNa oibr. 2, one complete fitting 101 is shown, the periphery of which is indicated by a thicker circumferential line for greater clarity, and a portion of the adjacent fitting 101 next to it.

101 vyznačená silnější čárou a nacházející se asi uprostřed obr. 2 je krajní tvarovkou v příčné řadě, neboť napravo od ní je již jen okraj pece.101, which is marked by a thicker line and situated approximately in the middle of FIG. 2, is an extreme fitting in the transverse row, since to the right of it there is only the edge of the furnace.

Řez je veden tak, že polotovary bochánkůThe cut is conducted so that the blanks of the buns

102 se postupně přemísťují pohybem pásu pracovním prostorem pece ve směru kolmém k nákresně obrázku. Pás 11 se opírá o opěrné kladky 111, jejichž ložiska jsou chráněna před sálavým teplem pásu 11 stínícími štíty 121.102 are gradually displaced by moving the strip through the furnace working space in a direction perpendicular to the drawing of the figure. The belt 11 is supported by support rollers 111 whose bearings are protected from the radiant heat of the belt 11 by shielding shields 121.

¹ Přívod horkého vzduchu se děje ze společného rozváděcího kanálu 130. Každý oscilátor, vytvořený v jedné z tvarovek 101 je na rozváděči kanál 130 připojen primárním ústím 4. Tvarovky 101 jsou přibližně hranolové útvary z keramického materiálu, tedy teplotně velmi odolné, do· nichž jsou při výrobě vylisovány kanálky. Právě tyto kanálky, jsou na obr. 2 dobře patrné. Vzduchový proud opouštějící primární ústí 4 opět nemůže být v kontaktu s oběma přídržnými stěnami, první přídržnou stěnou 2a vlevo a druhou přídržnou stěnou 2b vpravo. Přilne tedy jen k jedné z nich a na obr. 2 je naznačena situace, kdy tento proud právě přilnul k první přídržné stěně 2a vlevo a je jí veden do ústí 1 kolem děliče 15. ^One hot air supply is going from a common distribution channel 130. Each oscillator formed in one of the fittings 101 on the distribution channel 130 connected to the fourth primary orifice fittings 101 are approximately prismatic bodies of ceramic material, a thermally highly resistant to · which are channels are pressed during production. It is these channels that are clearly visible in FIG. Again, the air stream leaving the primary orifice 4 cannot be in contact with both the retaining walls, the first retaining wall 2a on the left and the second retaining wall 2b on the right. Thus, it adheres only to one of them and in FIG. 2 it is indicated that this current has just adhered to the first retaining wall 2a on the left and is led to the mouth 1 around the divider 15.

¹ Před vstupem do ústí 1 je odběr do zpětnovazebního kanálku, a sice do prvního zpětnovazebního kanálku Ba. Jím je část vzduchu vedena nazpět směrem vzhůru a přichází do první řídicí trysky 5a. Výtokem z této první řídicí trysky 5a dojde k účinku na proud opouštějící primární ústí 4 v takovém smyslu, že tento· proud je vychýlen doprava a přilne ke druhé přídržné stěně 2b na pravé straně. Tou je pak veden do jiného ústí 1, a sice druhého z dvojice, vytvořené ve společné keramické tvarovce 101. Tam je ovšem zase část proudícího horkého vzduchu odvedena druhým zpětnovazebním kanálkem 6b a zavedena do druhé řídicí trysky 5b. ¹ Before entering the mouth 1, there is a withdrawal to the feedback channel, namely the first feedback channel Ba. Through it, some of the air is led upwards and enters the first control nozzle 5a. The effluent from this first control nozzle 5a will effect the current exiting the primary orifice 4 in such a way that the current is deflected to the right and adheres to the second retaining wall 2b on the right side. This is then led to another orifice 1, namely the second of the pair formed in the common ceramic fitting 101. However, there again, a portion of the flowing hot air is discharged through the second feedback channel 6b and introduced into the second control nozzle 5b.

Tím se dostane obdobný účinek na proud opouštějící primární ústí 4, jako bylo popsáno výše, jenže tentokrát v opačném směru. Dojde tedy nyní k tomu, že se proud překlopí nazpět k první přídržné stěně 2a na levé straně. Nato ovšem znovu naváže již výše popsaný děj a dochází tedy k oscilacím, které se periodicky opakují. To má za následek střídající se výtoky z obou ústí 1 dané keramické tvarovky 101. Výtok proudu z primární trysky 4 působí ejekčním účinkem v interakční dutině 3. To vede k nasávání jistého množství vzduchu z pracovního prostoru pece jedním z obou ústí 1, a sice tím, z něhož právě nevytéká proud horkého plynu.This gives a similar effect on the stream leaving the primary orifice 4 as described above, but this time in the opposite direction. Thus, the current is now tilted back to the first retaining wall 2a on the left. After that, however, the process described above is re-established and oscillations occur periodically and are repeated periodically. This results in alternating outflows from the two orifices 1 of the ceramic fitting 101. The outflow of the primary nozzle 4 exerts an ejection effect in the interaction cavity 3. This leads to the suction of a certain amount of air from the furnace working space through one of the orifices 1. from which no hot gas stream is flowing.

Takto se vyvolá recirkulace jisté části vzduchu, která je žádoucí. Podle požadavků je možné uvedený recirkulační efekt volbou geometrie kanálků v keramické tvarovce 101 buď ještě zvětšit, nebo· naopak potlačit. Keramické tvarovky 101 jsou nad pracovním prostorem pece jednoduše upevněny tak, že jsou zasunuty mezi válcované profily 19, tvořící součást konstrukce pece.This induces the recirculation of some of the air that is desired. According to the requirements, the recirculation effect can be increased or suppressed by selecting the channel geometry in the ceramic fitting 101. The ceramic fittings 101 are simply fastened above the furnace working space by being inserted between the rolled sections 19 forming part of the furnace structure.

Na obr. 3 a obr. 4 je zachyceno v zásadě podobně uspořádané a podobně fungující provedení jako na obr. 2. Odlišnost je v technologii výroby oscilátorů bez pohyblivých součástek, zajišťujících v proudícím plynu vybuzení samovolných oscilací. Jde zde o lehké plechové provedení namísto keramických materiálů.Fig. 3 and Fig. 4 show a substantially similar and functioning embodiment as in Fig. 2. The difference is in the technology of oscillator production without moving parts, which in the flowing gas excites spontaneous oscillations. It is a light sheet metal design instead of ceramic materials.

Lehké provedení je určeno pro malé pece, zejména pro restaurační provozy k ohřívání, respektive tepelnému opracování hotových jídel. Tyto pece jsou často umísťovány na kolečkovém podvozku, aby se usnadnilo jejich přemísťování podle měnících se provozních potřeb a mají proto také tomu odpovídající lehkou konstrukci, zpravidla z nerezového· plechu. Pec má obvykle tvar hranolové, tepelněizolované skříně. Uvnitř je pod stropem pece umístěna rozváděči soustava 30, tvořící v zásadě plechové potrubí napojené na výstup topné mříže, do níž se přivádí vzduch ventilátorem poháněným elektromotorem zvnějšku pece. Tato rozváděči soustava 30 je zakreslena na obr. 3.The lightweight design is designed for small ovens, especially for restaurant operations for heating or heat treatment of finished meals. These furnaces are often mounted on a wheeled chassis to facilitate their movement according to changing operating needs and therefore also have a correspondingly lightweight construction, generally of stainless steel. The furnace is usually in the form of a prismatic, heat-insulated housing. Inside, there is a distribution system 30, which essentially forms a sheet metal pipe connected to the outlet of the heating grid, to which air is supplied by a fan driven by an electric motor from outside the furnace. This distributor assembly 30 is shown in FIG. 3.

Šipka B znázorňuje přívod vzduchu od ventilátoru k rámečku 32 topné mřížky. Ta sestává z odporových vodičů napojených na zdroj elektrického proudu, kterým se vodiče ohřívají a předávají své teplo kolem obíhajícímu vzduchu. Přímo na rámeček 32 navazuje kanál 33, na který jsou po straně připojeny konzoly 31. Ty jsou duté a jejich vnitřní prostor umožňuje proudění vzduchu přicházejícího z kanálu 33. Na spodní straně konzol 31 jsou rozmístěna ústí 1 umožňující výtok vzduchových proudů směrem dolů proti opracovávaným jídlům nebo polotovarům.Arrow B shows the air supply from the fan to the heating grill frame 32. It consists of resistive conductors connected to a source of electric current, by means of which the conductors heat and transfer their heat around the circulating air. Directly to the frame 32 is a channel 33 to which the brackets 31 are attached on the side. These are hollow and their inner space allows air to flow from the channel 33. At the bottom of the brackets 31 there are orifices 1 allowing air flow downwards against processed food. or semi-finished products.

S ohledem na postupný úbytek průtoku odvodem do ústí 1 mají konzoly 31 ve směru od kanálu 33 postupně se zmenšující výškový rozměr. Provedení na obr. 3 se týká uspořádání, u kterého s ohledem na energetické úspory není teplota vzduchu vytékajícího z jednotlivých ústí 1 stejná, ale u jednotlivých ústí 1 jsou hodnoty teplot nastaveny tak, aby se právě dosáhlo optimálního časového průběhu tepelného působení při průchodu teplotně opracovávaného· jídla přes pracovní prostor pece. Teplota vzduchu vždy v ústích 1 jedné' konzoly 31 je stejná, pás 11. se pod nimi pohybuje tak, že postupně přemísťuje jednu příčnou řadu jídel od jedné konzoly 31 ke druhé.Due to the gradual decrease in the flow through the outlet to the mouth 1, the brackets 31 have a gradually decreasing height dimension in the direction away from the channel 33. The embodiment of Fig. 3 relates to an arrangement in which, with respect to energy savings, the temperature of the air flowing out of the individual orifices 1 is not the same, but for the individual orifices 1 the temperature values are adjusted so as to obtain an optimum time course · Meals through the oven working area. The temperature of the air in the mouths 1 of one bracket 31 is the same, the belt 11 moving underneath so that it gradually moves one transverse row of dishes from one bracket 31 to the other.

Na obr. 3 jsou například patrné tři konzoly 31 tvořící část rozváděči soustavy 30, přičemž jejich orientace vzhledem k pohybu pásu 11, na obr. 3 nekreslenému, je taková, že jídlo se nejprve ocitne ve směru pohybové šipky C pod první konzolou 31a, potom pod druhou konzolou 31b a nakonec pod třetí konzolou 31c. Jde-11 například o tepelné opracování masových plátků, je žádoucí, aby jídlo bylo pod první konzolou 31a vystaveno· nejvyšší teplotě, aby se na jeho povrchu vytvořila souvislá nepropustná vrstva.For example, in Fig. 3, three brackets 31 forming part of the switchgear 30 are visible and their orientation relative to the movement of the strip 11, not shown in Fig. 3, is such that the food first comes in the direction of the movement arrow C below the first bracket 31a, then below the second console 31b and finally under the third console 31c. For example, in the heat treatment of meat slices, it is desirable that the food be subjected to the highest temperature under the first console 31a in order to form a continuous impermeable layer on its surface.

V dalším průběhu tepelného opracování je pak ale žádoucí nižší teplota, aby nedošlo ke spálení povrchu, ale při mírném tepelném působení se postupně teplo šířilo· dovnitř vrstvy plátku. Toto odstupňování je provedeno tak, že kromě rámečku 32 topné mřížky je v kanálu 33 mezi druhou konzolou 31b a třetí konzolou 31c přihřívací rámeček 320, obsahující podobně jako rámeček 32 mřížku z odporových vodičů napojených na zdroj elektrického proudu.However, in the further course of the heat treatment, a lower temperature is desirable in order not to burn the surface, but with a slight thermal effect, the heat gradually spreads inside the wafer layer. The graduation is such that, in addition to the heating grill frame 32, there is a reheating frame 320 in the channel 33 between the second bracket 31b and the third bracket 31c, containing, similarly to the frame 32, a grid of resistive conductors connected to a power source.

^! V přihřívacím rámečku 320 se tak již menší množství předem předehřátého· vzduchu dále ohřívá na vyšší teplotu. Na ještě vyšší teplotu lze pak dále menší množství •vzduchu snadno ohřát ve finálním rámečku 321. Tímto účelným zónováním tepelného účinku je možné nejen dosáhnout vyšší kvality výsledného· produktu, dobře propečeného masa bez spáleného· povrchu, ale i snížit celkovou energetickou spotřebu pece. ^! Thus, in the reheat frame 320, a smaller amount of preheated air is further heated to a higher temperature. Further, a smaller amount of air can be easily heated to an even higher temperature in the final frame 321. By this effective zoning of the thermal effect, it is not only possible to achieve a higher quality of the final product, well baked meat without burnt surface.

• Na obr. 4 je pak zachycen řez jednou z konzol 31, ukazující její vnitřní uspořádání. V horní části konzoly je příčný konzolový kanál 313, ve spodní části je pak soustava •vedle sobe rozmístěných stejných oscilátorů. V zásadě je každý oscilátor zhotoven z pěti opakujících se plechových pásků, v daném případě zhotovených z nerezavějící ofeeli a vzájemně spojených snýtováním, respektive z boku přinýtován patkami, na ob'rázku 4 nekreslenými, k boku skříně konzoly 31. Nahoře je to vždy horní pásek 51, jehož konce jsou oba stočeny do oblouku 512. Vždy mezi dvěma proti sobě umístěnými oblouky 512 dvou sousedících horních pásků 51 jsou vytvořena primární ústí 4. Pod každým tímto primárním ústím 4 je jedna interakční dutina 3, jejíž dvě protilehlé stěny jsoo tvořeny první přidržnou stěnou 2a a druhou přidržnou stěnou 2b. Obě přídržné stěny 2a, 2b jsou opět provedeny jako pásky z plechu.FIG. 4 is a sectional view of one of the brackets 31 showing its internal configuration. In the upper part of the console there is a transverse cantilever channel 313, in the lower part there is a set of the same oscillators placed next to each other. In principle, each oscillator is made of five repetitive sheet metal strips, in this case made of stainless steel and interlocked or riveted to each other by footings, not shown in figure 4, to the side of the console housing 31. At the top it is always the upper strip A primary orifice 4 is formed between two opposing arcs 512 of two adjacent upper bands 51, each of which is opposite to each other. In each of these primary orifices 4, there is an interaction cavity 3, the two opposing walls of which are formed by a first retainer. a wall 2a and a second retaining wall 2b. The two retaining walls 2a, 2b are again in the form of strips of sheet metal.

Mezi horním koncem přídržných stěn 2a, 2b a oblouky 512 horních pásků 51 jsou vytvořeny štěrbiny, fungující jako řídicí 'trysky 5. Vždy nad první přidržnou stěnouBetween the upper end of the retaining walls 2a, 2b and the arcs 512 of the upper bands 51 are formed slots, acting as control nozzles 5. Always above the first retaining wall

2a na levé straně interakční dutiny 3 je to první řídicí tryska Sa, kdežto nad druhou přidržnou stěnou 2b na pravé straně je to •druhá řídicí tryska 5b. Na spodní straně je interakční dutina 3 vymezena děličovým pásem 55. Ten je v tomto případě tvarován tak, že se vytváří proti primárnímu ústí 4 žiábek, jedná se o geometrii známého žlábkového děliče A, například z práce Tesař V.: „Fluidički bistabilni razvodni ventili i srodni elementi modeme fluidike snage“, strana· 437, sbírka „Hidraulika, pneumatika, fluidika 1986^:i, vydavatelství SMFITS Beograd v r. 1936.2a on the left side of the interaction cavity 3 it is the first control nozzle Sa, while above the second holding wall 2b on the right it is the second control nozzle 5b. On the underside, the interaction cavity 3 is delimited by a divider belt 55. In this case, it is shaped so that it forms against the primary mouth of 4 frogs, the geometry of the known groove divider A, for example from Tesař V .: "Fluidički bistabilni razvodni ventili" i srodni elementi modeme fluidike snage ', page · 437, collection' Hidraulics, Pneumatics, Fluidics 1986 ^{: i} , publishing house SMFITS Beograd in 1936.

Na spodní straně konzoly 31 jsou dolní pásky 33. Vždy mezi každým dolním páskem 53 a děličovým páskem 53 je mezera představující jedno ústí 1. Na konci každé přídržné stěny 2, mezi ní a dolním páskem 53, je také ponechána mezera, tvořící odběrový otvor 7. Prostory mezi horním páskem 51 a pod ním ležícím dolním páskem 53 jsou přehrazeny stojinami 54. Tím se také vytvářejí akumulační dutiny 8.At the bottom of the bracket 31 there are lower strips 33. Each gap between the lower strip 53 and the divider strip 53 has a gap representing one orifice 1. At the end of each retaining wall 2, between it and the lower strip 53, a gap is also formed. The spaces between the upper strip 51 and the underlying lower strip 53 are obstructed by the webs 54. This also creates accumulation cavities 8.

Na obr. 5 je velkou šipkou C naznačen přívod horkého· vzduchu do konzolového kanálu 313. Tento vzduch vytéká primárním ústím 4 a vytváří se tak tekutinový proud, který může přilnout k jedné z přídržných stěn 2, například k první přídržné stěně 2a, jak je naznačeno ,na obr. 4, Touto stěnou je vzduchový proud veden do příslušného ústí 1, část z něj však je odebírána odběrovým otvorem 7 a přichází do první akumulační dutiny Ba. V té postupně narůstá tlak, a to vede k postupně se zvětšujícímu výtoku z napojené první řídicí trysky 5a. Výtokem z této trysky dojde k jednostrannému účinku na vzduchový proud opouštějící primární ústí 4.In Fig. 5, a hot arrow C indicates the supply of hot air to the cantilever channel 313. This air flows out of the primary orifice 4, creating a fluid stream that can adhere to one of the retaining walls 2, for example the first retaining wall 2a, as 4, through this wall the air flow is directed to the respective mouth 1, but a part of it is withdrawn through the discharge opening 7 and enters the first storage cavity Ba. In this case, the pressure gradually increases, and this leads to a gradually increasing discharge from the connected first control nozzle 5a. The outflow from this nozzle will have a one-sided effect on the air stream leaving the primary orifice 4.

Tento účinek nakonec přemůže přídržné působení Coandova efektu a překlopí vzduchový proud k protilehlé druhé přídržné stěně 2b. Tím přestane být první akumulační dutina 8a plněna vzduchem a výtok z první řídicí trysky 5a se postupně zmenší k nule. Naproti tomu začne narůstat tlak ve druhé akumulační dutině 8b a narůstá výtok vzduchu ze druhé řídicí trysky 3b. Ten nakonec vede k překlopení vzduchového proudu, opouštějícího primární ústí 4, zase k první přídržné stěně 2a. Dochází tedy i zde v· interakční dutině k příčným oscilacím vzduchového proudu, které se projevují střídavým, přerušovaným výtokem horkého vzduchu z každého ústí 1.This effect eventually overcomes the holding action of the Coanda effect and tilts the air flow to the opposite second holding wall 2b. As a result, the first storage cavity 8a ceases to be filled with air and the discharge from the first control nozzle 5a gradually decreases to zero. In contrast, the pressure in the second storage cavity 8b begins to increase and the air outflow from the second control nozzle 3b increases. This eventually leads to a reversal of the air flow leaving the primary mouth 4 to the first retaining wall 2a. Transverse oscillations of the air flow occur in the interaction cavity, which are manifested as alternating, intermittent hot air outflows from each orifice 1.

Jako ve výše uvedených příkladech má tento přerušovaný výtok za následek intenzifikací přestupu tepla z horkého plynu do ohřívaného jídla a tím snížení energetické náročnosti přípravy jídel. Snížení teploty uvnitř pece vede ve svých důstodcícb i ke •snížení teploty v jejím okolí a tím ke zlepšení pracovních podmínek pracovníků, kteří pec obsluhují, případně pracují v její blízkosti.As in the above examples, this intermittent discharge results in an intensification of the heat transfer from the hot gas to the heated food and thus a reduction in the energy consumption of the food preparation. Lowering the temperature inside the furnace also leads to a reduction in • the temperature around the furnace, thereby improving the working conditions of the staff operating or operating in the vicinity of the furnace.

Přívod horkého plynu do pracovního· prostoru pece na tepelné opracování potravinářských výrobků podle vynálezu může nalézt uplatnění zejména v průmyslových podnicích, zabývajících se výrobou zařízení pro potravinářský průmysl. Princip však můžeThe supply of hot gas to the working area of the heat treatment oven of the food products according to the invention can find application in particular in industrial companies engaged in the production of equipment for the food industry. However, the principle can

Claims

Subject

Supply of hot gas to the working area of the food processing heat treatment furnace located opposite the surface of a conveyor intended for receiving heat-treated blanks or products, characterized in that a first holding wall (2a) and a second holding wall are located in front of the mouth 1 (1). (2b), which form opposite walls of the interaction cavity (3), into

Be advantageously used also in other cases than the food industry, ie wherever the technological process of production requires heat treatment and it is desirable to reduce the energy intensity of this process.

YNALEZO downstream of the primary orifice (4) connected to the hot gas supply, and between the first retaining wall (2a) and the primary orifice (4), a first control nozzle (5a) and a second retaining wall j2b are positioned in the interaction cavity (3). 1) and a primary orifice (4) is provided in the interaction cavity (3) with a second control nozzle (5b), the two control nozzles (5a, 5b) being connected to the feedback channel (6).