-
Die
Erfindung betrifft einen Backofen mit einem Gehäuse, einem im oberen und/oder
seitlichen Bereich des Gehäuse
angeordneten Gebläse,
einem Heizregister und einer von erhitzter Luft durchströmten Backkammer,
welche durch eine seitliche Wand mit Einströmöffnungen begrenzt ist, wobei
die durch das Heizregister erhitzte Luft durch die Einströmöffnungen
in die Backkammer strömt.
-
Insbesondere
betrifft die Erfindung einen Backofen zum Einschieben eines Backwagens,
auch Stikkenwagen genannt. Derartige Backöfen ermöglichen einem Bäcker, eine
große
Anzahl von Backwaren gleichzeitig abzubacken, welche auf vielen, übereinander
angeordneten Backblechen des Backwagens angeordnet sind. Die Backwagen
weisen Rollen auf, die auf dem Boden aufstehen. Die Backwagen werden
durch eine Ofentür
in die Backkammer des Backofens geschoben. Aus diesem Grund sind
die funktionalen Elemente des Backofens oberhalb oder seitlich der
Backkammer anzuordnen.
-
Ein
derartiger Backofen der Anmelderin ist beispielsweise bekannt aus
der
DE 101 48 548
A1 . Das Gebläse
und das Heizregister sind bei diesem Ofen oberhalb der Backkammer
angeordnet. Die erhitzte Luft strömt durch das Heizregister in
einen seitlich der Backkammer vorgesehenen Zuströmkanal. Eine den Zuströmkanal zur
Backkammer hin begrenzende Wand weist die Einströmöffnungen auf. In dem Zuströmkanal ist
zusätzlich
ein Schwadenapparat angeordnet, dem Wasser zugeführt werden kann, welches durch
den Schwadenapparat verdampft wird und die Luftfeuchtigkeit innerhalb
der Backkammer erhöht.
-
-
Ein
Problem bei derartigen Öfen
ist die Schichtung unterschiedlicher Temperaturzonen innerhalb der
Backkammer. Grundsätzlich
weist kältere
Luft eine größere Dichte
auf als wärmere
Luft. Unten, in der Nähe
des Bodens der Backkammer befindet sich die Luft mit der höchsten Dichte,
welche die geringste Temperatur aufweist. Im oberen Bereich der
Backkammer befindet sich die Luft mit der geringsten Dichte, welche
die höchste
Temperatur aufweist. Die Temperaturunterschiede zwischen der heißesten und
der kältesten
Stelle der Backkammer kann mehrere Dekaden in °C betragen und folglich in der
Größenordnung
von 10 bis 25% der Temperatur in °C,
d.h. der Temperatur über
dem Gefrierpunkt von Wasser liegen. Diese Temperaturschichtung kann
zu unregelmäßigen Backergebnissen
führen.
Backwaren im oberen wärmeren
Bereich der Backkammer werden sehr viel schneller fertig als Backwaren
im unteren kälteren
Bereich der Backkammer.
-
Aufgabe
der Erfindung ist es, der Temperaturschichtung in der Backkammer
entgegenzuwirken.
-
Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
daß mindestens
ein Strömungsleitmittel vorgesehen
ist, welches die durch das Heizregister erhitzte Luft zum unteren
Bereich der Wand mit Strömungsöffnungen
leitet.
-
Diese
Maßnahme
hat zur Folge, daß die
Luft mit der höchsten
Temperatur, die von dem Heizregister zu der Wand mit Einströmöffnungen
strömt,
durch den unteren Bereich dieser Wand in die Backkammer einströmt. Bei
einem Backofen der beschriebenen Art wird in der Regel die erhitzte
Luft zu einer Kammer oder einem Kanal geleitet, die/der sich im
wesentlichen über
die gesamte Fläche
der Wand mit Einströmöffnungen
erstreckt. Die Wand der Backkammer weist dabei in der Regel eine
niedrigere Temperatur auf als die durch das Heizregister erhitzte Luft.
Folglich gibt die erhitzte Luft Wärme an die Backkammerwand ab.
Da die erhitzte Luft von unten zu der Wand mit Einströmöffnungen
strömt,
weist sie im unteren Bereich dieser Wand die höchste Temperatur auf. Diese
Temperatur nimmt in dem Maß nach oben
hin ab, indem die Luft thermische Energie an die Wand mit Einströmöffnungen
abgibt.
-
Folglich
hat die in die Backkammer strömende
Luft im unteren Bereich eine höhere
Temperatur als die Luft, welche durch die oberen Öffnungen
in die Backkammer strömt.
Diese umgekehrte Temperaturschichtung im Moment des Einströmens führt zu einem
Auftrieb der unten einströmenden
Luft, welche heißer,
weniger dicht und daher leichter ist als die oben einströmende Luft.
Diese Umschichtung der Luft beim Durchströmen der Backkammer führt zu einer
sehr homogenen Temperaturverteilung während des Backvorgangs.
-
Die
erfindungsgemäßen Backöfen können in der
Praxis einen Schwadenapparat aufweisen, der parallel zu und neben
der Wand mit Einströmöffnungen
angeordnet ist. Der Schwadenapparat besteht üblicherweise aus U-förmigen,
länglichen
Eisenprofilen, in welche Wasser eingeleitet wird. Der Schwadenapparat
ist durch den heißen
Luftstrom in dem Backofen auf eine Temperatur weit oberhalb 100°C erwärmt. Aus
diesem Grund verdampft in den Schwadenapparat eingeleitetes Wasser.
Dieser Wasserdampf strömt
mit der erhitzten Luft durch die Einströmöffnungen in die Backkammer
und beeinflußt
das Backergebnis positiv. Da der Schwadenapparat parallel zu und
neben der Wand mit Einströmöffnungen
außerhalb
der Backkammer angeordnet ist, wird auch der Schwadenapparat von
unten mit der Luft aus dem Heizregister angeströmt. Bei den bisher bekannten
Backöfen
wurde der Schwadenapparat sowie die Wand mit den Einströmöffnungen
in der Regel von oben angeströmt
(vgl.
DE 101 48 548 A1 ),
so daß der
Zustrom heißer
Luft die oberen Bereiche am meisten erhitzte, in denen bereits durch
die natürliche
Konvekti an aufgrund der abnehmenden Dichte heißer Luft die höchste Temperatur
herrscht. Bei bisher bekannten Backöfen hatte dies zur Folge, daß der Schwadenapparat
ein erhebliches Temperaturgefälle über seine
Höhe aufwies.
Das den oberen Schwadeneisen zugeführte Wasser verdampfte schneller
als das den unteren kältern
Schwadeneisen zugeführte
Wasser. Dieser Tendenz wird nun entgegengewirkt, da auch der Schwadenapparat
mit frisch erhitzter Luft von unten angeströmt wird.
-
In
der Praxis kann der Schwadenapparat in einem außerhalb des Backraums befindlichen
und an die Wand mit Einströmöffnungen
angrenzenden Zuströmkanal
angeordnet sein. Ferner kann seitlich neben dem Zuströmkanal das
Heizregister angeordnet sein. Das Heizregister überträgt seine Hitze in diesem Fall
nicht nur auf die das Heizregister durchströmende Luft, sondern auch auf
den benachbarten Zuströmkanal
mit dem darin befindlichen Schwadenapparat.
-
In
der Praxis kann der Zuströmkanal
von dem Heizregister durch ein Strömungsleitblech getrennt sein,
wobei mindestens eine Öffnung
im unteren Abschnitt des Strömungsleitblechs
den Zuströmkanal
mit dem Heizregister verbindet. Das Strömungsleitblech bildet das Strömungsleitmittel,
welches sicherstellt, daß die
von dem Gebläse
durch das Heizregister zur Backkammer strömende Luft unten in den Zuströmkanal einströmt, der
durch die Wand mit Einströmöffnungen
begrenzt ist. Eine Schließvorrichtung
kann vorgesehen sein, welche selektiv die Öffnung im unteren Bereich des
Strömungsleitblechs öffnet oder
schließt.
Dies bewirkt, daß das
Heizregister und das Gebläse
von der Backkammer getrennt werden können. Dies ist insbesondere
bei einer Beschwadung der Backwaren mit Wasserdampf vorteilhaft.
-
Bei
einer praktischen Ausführungsform
des Backofens kann ein Strömungskanal
oberhalb der Decke der Backkammer von dem Gebläse zum oberen Ende des Heizregisters
führen.
An das untere Ende des Heizregisters kann sich der untere Bereich der
Wand mit Einströmöffnungen
anschließen.
Wie erwähnt,
ist zwischen dem Heizregister und dem Zuströmkanal, der an die Wand mit
Einströmöffnungen grenzt,
das Strömungsleitblech
angeordnet, dessen Öffnung
im unteren Bereich ein Einströmen
der erhitzten Luft in den Zuströmkanal
ermöglicht.
-
Häufig werden
die beschriebenen Öfen
mit einem Gasbrenner oder einem Ölbrenner
betrieben. In diesem Fall kann der Brenner, der das Heizregister erhitzt,
unterhalb des Heizregisters angeordnet sein. Damit befindet sich
der Brenner, welcher die heißeste Stelle
im Backofen bildet, im unteren Bereich seitlich der Backkammer,
insbesondere seitlich des Zuströmkanals,
in dem der Schwadenapparat angeordnet ist. Die Hitze des Brenners
erhitzt folglich insbesondere den unteren Abschnitt des Schwadenapparats
sowie die Luft kurz vor dem Einströmen in den Zuströmkanal.
Auch das Anordnen des Brenners im unteren Bereich des Backofens
führt zu
einer invertierten Wärmeschichtung,
bei der die heißeste
Luft von unten in den Backkammer einströmt. Ferner sorgt die zusätzliche
Erwärmung
der Schwadeneisen im unteren Bereich durch den Brenner dafür, daß kein Temperaturgefälle mit
abnehmender Temperatur nach unten im Schwadenapparat vorherrscht.
Die unteren Schwadeneisen weisen eher eine höhere Temperatur als die oberen
auf.
-
Vorzugsweise
wird in der Praxis ein Querstromgebläse als Gebläse des erfindungsgemäßen Backofens
verwendet. Derartige Querstromgebläse sind wartungsarm, entwickeln
geringe Betriebsgeräusche
und arbeiten generell sehr zuverlässig. In der Praxis kann sich
das Querstromgebläse über die gesamte
Breite der Backkammer erstrecken. Hierdurch läßt sich ein möglichst
großer
Volumenstrom erzielen, der gleichmäßig das gesamte Backkammervolumen
durchströmt.
So werden innerhalb der Backkammer Zonen mit reduzierten Temperaturen, durch
die das Gebläse
nur einen geringen Volumenstrom fördert, vermieden.
-
Das
Gebläse
kann in der Praxis oberhalb einer Deckwand der Backkammer angeordnet
sein, wobei in der Deckwand Austrittsöffnungen für den Austritt der Luft aus
der Backkammer angeordnet sein können.
Gemäß der Druckschrift
DE 101 48 548 A1 der
Anmelderin können
die Öffnungen
in der Deckwand über
einen Schieber derart verschließbar sein,
daß der Öffnungsquerschnitt
kontinuierlich verstellbar ist. Bei konstanter Antriebsleistung
des Gebläses
kann durch Variation des Öffnungsquerschnitts
die Menge der aus der Backkammer austretenden Luft gesteuert werden.
Hierdurch wird gleichzeitig die Menge der in den Backkammer einströmenden Luft
und damit die Temperatur in der Backkammer beeinflußt. In der
Praxis können
die Öffnungen
in der Deckwand der Backkammer vollständig verschließbar sein,
wenn die Backkammer von dem Gebläse
mit Heizregister getrennt werden soll.
-
Der
Schieber bildet dann mit der zuvor erwähnten Klappe zum Verschließen der Öffnung des Zuströmkanals
eine Verschlußvorrichtung,
die das dichte Verschließen
der Backkammer ermöglicht.
-
Eine
Ausführungsform
der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben. Die Zeichnungen zeigen in:
-
1 eine
Vorderansicht eines erfindungsgemäßen Backofens,
-
2 eine
Schnittansicht eines Backofens mit darin befindlichem Backgutträger und
-
3 eine
der 2 entsprechende Ansicht der Führungs- und Leitvorrichtung
für die
Luftströmung
des Backofens aus den 1 und 2.
-
Die 1 zeigt
einen erfindungsgemäßen Backofen,
der üblicherweise
in Bäckereien
oder in Backwarenfabriken verwendet wird. Der Backofen umfaßt ein Gehäuse 1 mit
einer Tür 2,
die während des
Backvorgangs verschlossen ist und zum Einbringen und Entnehmen der
Backwaren geöffnet
werden kann.
-
Die
Tür 2 ist
etwa zwei Meter hoch und reicht ohne Türschwelle bis zum Boden. So
ist sichergestellt, daß durch
die Türöffnung bei
geöffneter
Tür 2 ein
Backwagen, auch Stikkenwagen 22 (siehe 2) genannt,
in die Backkammer 7 des Backofens eingeschoben werden kann.
In 1 ist ferner ein Bedienfeld 3 mit einem
Anzeigebildschirm zu erkennen. Über
das Bedienfeld 3 können
Parameter des Backvorgangs (z.B. Dauer, Temperatur, Beschwadung) eingegeben
werden, welche anschließend
zur Kontrolle über
den Anzeigebildschirm des Bedienfelds 3 angezeigt werden.
-
Wie
in den Schnittdarstellungen der 2 und 3 erkennbar,
besteht das Gehäuse 1 aus
einer thermisch isolierenden Deckwand 4 und thermisch isolierenden
Seitenwänden 5, 6.
Innerhalb der thermisch isolierenden Wände 4 bis 6 des
Gehäuses 1 ist
eine Backkammer 7 ausgebildet. Die Backkammer 7 ist
oben durch eine Deckwand 8 und seitlich durch eine Seitenwand 9 begrenzt.
Die Deckwand 8 und die Seitenwand 9 der Backkammer 7 werden
in der Regel durch ein Stahlblech aus rostfreiem Stahl gebildet.
In der Seitenwand 9 befinden sich Einströmöffnungen 10,
durch welche erhitzte Luft in die Backkammer 7 einströmt. In der
Deckwand 8 befinden sich Ausströmöffnungen 11, durch
welche die Luft aus der Backkammer 7 ausströmt.
-
Oberhalb
der Deckwand 8 und insbesondere oberhalb der Ausströmöffnungen 11 ist
in der rechten oberen Ecke des Gehäuses 1 ein Gebläse 12 angeordnet.
Das Gebläse 12 ist
ein Querstromgebläse, welches
sich über
die gesamte Breite des Backofengehäuses 1 senkrecht zur
Darstellungsebene der 2 und 3 erstreckt.
Das Gebläse 12 saugt
somit im rechten Bereich der Deckwand 8 über die
gesamte Breite der Backkammer 7 die Luft durch die Ausströmöffnungen 11 ab.
An das Gebläse 12 schließt sich
ein horizontaler Strömungskanal 13 an, der
im wesentlichen parallel zur oberen Deckwand 4 des Gehäuses verläuft. An
den horizontalen Strömungskanal 13 schließt sich
ein vertikaler Strömungskanal 14 an,
in dem das Heizregister 15 und der Brenner 16 angeordnet
sind. Ferner ist in 2 das Abgasrohr 17 des
Brenners 16 zu erkennen.
-
Wie
die Pfeile in den 2 und 3 zeigen,
strömt
die von dem Gebläse 12 ausgestoßene Luft
zunächst
horizontal im wesentlichen parallel zur oberen Deckwand 4 des
Gehäuses 1 von
rechts nach links und anschließend
vertikal von oben nach unten im wesentlichen parallel zur linken
Seitenwand 5 des Gehäuses 1.
Bei ihrer Abwärtsbewegung
wird die Luft durch das Heizregister 15 und den Brenner 16 erhitzt.
In 3, in der zur besseren Erkennbarkeit der Strömungswege
Brenner und Heizregister nicht dargestellt sind, ist zu erkennen,
daß die
Luft in den verschiedenen Höhen
des vertikalen Strömungskanals 14 unterschiedliche
Temperaturen T1, T2 und
T3 hat. Dabei ist die Temperatur T1 oberhalb des Heizregisters 15 am
niedrigsten. Im Heizregister 15 ist die Temperatur T2 der Luft deutlich erhöht. Unterhalb des Heizregisters
im Bereich des Brenners hat die Luft die höchste Temperatur T3.
Die Temperaturdifferenzen zwischen den Temperaturen T1 und
T2 bzw. T2 und T3 können
in der Größenordnung
zwischen 50°C und
100°C liegen.
-
Wie
insbesondere in 3 zu erkennen, ist zwischen
der Wand 9 der Backkammer 7 und dem vertikalen
Strömungskanal 14 ein
Strömungsleitblech 18 angeordnet.
Das Strömungsleitblech 18 trennt
die Wand 9 der Backkammer 7 mit Einströmöffnungen 10 von
dem Strömungskanal 14,
in dem das Heizregister angeordnet ist. Zwischen dem Strömungsleitblech 18 und
der Wand 9 der Backkammer 7 wird ein schmaler
Zuströmkanal 19 definiert.
In dem Zuströmkanal 19 ist
ein Schwadenapparat 20 mit etwa dreißig länglichen und übereinander
angeordneten U-förmigen
Schwadeneisen 21 angeordnet.
-
Wie
die 2 erkennen läßt, bildet
das Strömungsleitblech 18 über einen
großen
Teil seiner Länge
eine Seitenwand des Gehäuses,
welches das Heizregister 15 und den Brenner 16 einschließt. Das Strömungsleitblech 18 wird
folglich durch den Brenner 16 und das Heizregister 15 aufgeheizt
und erwärmt
auf diese Weise den Zuströmkanal 19. Über Wärmeleitung
der im wesentlichen matallischen Bauteile, aber auch über Wärmestrahlung,
wird ferner der Schwadenapparat 20 von dem Brenner 16 und
dem Heizregister 15 erhitzt.
-
Die
Anordnung des Heizregisters 15 und des Brenners 16 in
unmittelbarer Nachbarschaft zum Schwadenapparat 20 bewirkt
somit, daß der
Schwadenapparats 20 nicht nur von der diesen umströmenden Luft,
sondern auch von dem Brenner 16 und dem Heizregister 15 direkt
erhitzt wird. Dabei ist der heißeste
Teil der Heizanordnung, nämlich
der Brenner 16, im tiefsten Bereich des Backofens angeordnet. Ferner
tritt die heißeste
Luft, nämlich
die aus dem Brenner 16 austretende Luft, von unten in den
Zuströmkanal 19 ein,
von dem aus sie in die Backkammer 7 strömt. Auf dem Weg nach oben kühlt die
Luft geringfügig
ab. Die Abkühlung
ist allerdings begrenzt, da das den Zuströmkanal 19 begrenzende Strömungsleitblech 18 durch
seine unmittelbare Nähe
zum Brenner 16 und Heizregister 15 auf einer erhöhten Temperatur
gehalten wird. Da die durch das Strömungsleitblech 18 gebildete
Wand des Zuströmkanals 19 durch
den heißen
Brenner 16 im unteren Bereich auf der höchsten Temperatur gehalten
wird und da die Luft mit der höchsten
Temperatur in den unteren Bereich des Zuströmkanals 19 einströmt, ist auch
der Verlauf der Temperatur des in die Backkammer 7 einströmenden Luftstroms
von oben nach unten ansteigend. Mit anderen Worten hat die oben
in die Kammer 7 einströmende
Luft eine geringere Temperatur als die unten in die Backkammer 7 einströmende Luft.
Die Tatsache, daß die
heißeste
Luft in den unteren Bereich der Backkammer 7 einströmt, führt zu einer
natürlichen
Konvektion, d.h. zu einem Aufsteigen der unten einströmenden heißen Luft, welche
eine geringere Dichte aufweist als die oben einströmende kältere Luft.
Auf diese Weise wird eine kontinuierliche Luftumwälzung der
Luft in der Backkammer 7 und folglich eine sehr viel geringere
Temperaturdifferenz über
die Höhe
der Backkammer erreicht.
-
In
den 2 und 3 ist schließlich ein Backwagen 22,
auch Stikkenwagen genannt, zu erkennen. Der Stikkenwagen 22 weist
Rollen 23 auf, mit denen er in die Backkammer 7 hinein
und aus der Backkammer 7 heraus geschoben werden kann.
Auf dem Backwagen 22 kann eine Mehrzahl (hier 18) Backbleche übereinander
angeordnet werden, welche mit Backwaren belegt sind.
-
Der
erfindungsgemäße Ofen
kann eine (nicht dargestellte) Vorrichtung zum Anheben und Drehen
des Backwagens 22 aufweisen. Diese Vorrichtungen sind aus
dem Stand der Technik bekannt und brauchen hier nicht weiter beschrieben
zu werden.
-
Insbesondere
in 3 ist ferner zu erkennen, daß die untere Öffnung 24,
durch welche die erhitzte Luft aus dem vertikalen Strömungskanal 14 in den
Zuströmkanal 19 strömt, mittels
einer Klappe 25 verschließbar ist. Auf gleiche Weise
sind die Ausströmöffnungen 11,
durch welche die Luft aus der Backkammer 7 zum Gebläse 12 strömt, über einen Schieber
(nicht dargestellt) verschließbar.
Wenn sowohl die Öffnung 24,
die in den Zuströmkanal 19 führt, als
auch die Ausströmöffnungen 11 der
Backkammer 7 verschlossen sind, ist die Backkammer 7 gegenüber dem
Gebläse 12 und
dem Heizregister 15 dicht verschlossen.
-
- 1
- Gehäuse
- 2
- Tür
- 3
- Bedienfeld
- 4
- Deckwand
- 5
- Seitenwand
- 6
- Seitenwand
- 7
- Backkammer
- 8
- Deckwand
- 9
- Seitenwand
- 10
- Einströmöffnung
- 11
- Ausströmöffnung
- 12
- Gebläse
- 13
- horizontaler
Strömungskanal
- 14
- vertikaler
Strömungskanal
- 15
- Heizregister
- 16
- Brenner
- 17
- Abgasrohr
- 18
- Strömungsleitblech,
Strömungsleitmittel
- 19
- Zuströmkanal
- 20
- Schwadenapparat
- 21
- Schwadeneisen
- 22
- Backwagen
- 23
- Rolle
- 24
- Öffnung
- 25
- Verschlußvorrichtung
Klappe