DE1022534B - Mehrzonen-Durchlauf-Back- oder Trockenofen mit einer im Umwaelzbetrieb arbeitenden Strahlungsheizung - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf ulc Verbesserung der bekannten Mehrzonen-Durchlauf-Back- oder -Trockenöfen mit einer im Umwälzbetrieb arbeitenden Strahlungsheizung, deren in der Fördervorrichtung des Behandlungsgutes einander folgende und parallel zu dieser Förderrichtung vom gasförmigen Wärmeträger durchflossene Heizkörper heizgasseitig zwischen einer Verteiler- und einer Sammelleitung — getrennt regelbar — parallel geschaltet sind. Bei diesem Ofentyp wird der abgekühlte Wärmeträger über eine Heizquelle in die Verteilerleitung mittels eines Gebläses zurückbefördert, um auf diese Weise den Kreislauf ständig zu durchlaufen. Bei Verwendung von Feuerungs- bzw. Brennerabgasen (statt einer elektrischen Wärmequelle) als Wärmeträger wird noch ein Gasauslaß aus dem Kreislauf in die Atmosphäre benötigt, um eine Steigerung der Umlaufmenge während des Ofenbetriebes durch die laufend in den Kreislauf abgegebenen Brenngase zu vermeiden und den nötigen Gleichgewichtszustand hinsichtlich der Gasströmung zu erreichen.

Mit diesem bekannten Ofentyp ist ein gewisser wärmetechnischer Nachteil gegenüber dem erstrebenswerten stetigen Temperaturkurvenverlauf insofern verbunden, als sich bei Beginn jeder Heizzone beträchtliche Temperaturspitzen ergeben, die mit örtlichen Wärmeübertragungsstößen einhergehen. Für jeden technischen Wärmeübertragungsvorgang — ins-

bei der

Behandlung

organischer Subbesondere

stanzen — ist nun aber eine möglichst stetige, sich den Bedürfnissen des jeweiligen Behandlungsgutes anpassende Wärmeübertragung schon deshalb wünschenswert, weil ein solcher Verlauf der Wärmeübertragungskurve auch die Regelverhältnisse für einen solchen Ofen begünstigt. Während für Behandlungsgüter hochgradiger Homogenität und geringen Volumens sich derartige Temperaturspitzen noch allenfalls vertreten lassen, sind sie geradezu untragbar für in Stücken verhältnismäßig großen Volumens im Ofen zu behandelnde Massen, wie z. B. für das Erbacken von normalen frei geschobenen Großbroten. Unter ihnen wiederum bedürfen die hochprozentigen Roggenteige einer besonderen Rücksichtnahme in bezug auf die Wärmeübertragung, ganz besonders im ersten Teil des Backprozesses, bei dem angesichts der hohen Gastemperaturen die Gefahr besteht, daß der Backprozeß in den äußeren Schichten des Teigstückes zu schnell fortschreitet, so daß das innere Teiggefüge an der Wärmeaufnahme nicht so schnell teilnehmen kann.

Aus dem zuletzt erwähnten Grunde eignen sich andere, die Zonenunterteilung nicht aufweisende Öfen, bei denen die ganze Wärmeträgermenge von der stirnseitigen Heizquelle durch die Decken- und BodenMehrzonen-Durchlauf-Back- oder

Trockenofen mit einer im Umwälzbetrieb

arbeitenden Strahlungsheizung

Anmelder:

Werner & Pfleiderer,

Stuttgart-Feuerbach, Theodorstr. 10

Dipl.-Ing. Willi Klenk, Ludwigsburg,
ist als Erfinder genannt worden

kanäle des Backtunnels in Förderrichtung strömt, nicht besonders gut für das Erbacken der genannten Großbrote bzw. für das Trocknen großvolumiger Einzelstücke. Der große Gesamtwärmeinhalt der strömenden Gassäule ist bei derartigen Öfen so beträchtlich, daß sich — wegen der nicht ausreichenden Turbulenz innerhalb des Heizkanals am Anfang — das Strahlungsgebiet hoher Temperatur über eine zu lange Ofenstrecke am Einlauf erstreckt.

Erfindungsgemäß sollen nun die Backbedingungen besonders am Ofeneinlauf bzw. in der ersten Ofenhälfte von den Nachteilen der Wärmeübertragungsspitzen des einen Ofentyps und auch von den ungünstigen Auswirkungen der großen Längenausdehnung des Hochtemperaturgebiets bei dem anderen Ofentyp mit konstruktiv besonders einfachen Mitteln, die auch noch bei fertigen Mehrzonen-Öfen des eingangs genannten Typs durch nachträglichen Einbau berücksichtigt werden können, freigemacht und dadurch verbessert werden, daß man auf der Gebläsedruckseite vor der Heizquelle eine Kaltgasleitung abzweigt, die im einfachsten Falle — für die normalen Bedürfnisse ausreichend ·—■ zu der Heißgasanschlußleitung für den zweiten Heizkörper der Heizkörperfolge innerhalb des Heizgastunnels führt, wobei die Mündung dieser Anschlußleitung hinter dem Regelorgan für das heiße Gas anzuordnen wäre. Je nach Bedarf kann aber auch für das Kaltgas eine besondere Verteilerleitung vorgesehen sein, von der auch für die weiteren Heizkörper des Tunnels besondere mit Absperr- und Regelorganen zu versehende Stichleitungen abzweigen, so daß man also an den Zonenübergängen aller nachfolgenden Heizkörper die erwähnten Spitzen vermeiden kann.

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Das Wesen der Erfindung ist aus der Zeichnung ersichtlich. Darin zeigt

Abb. 1 das einzuhaltende Leitungsschema für Heiß- und Kaltgas innerhalb des gesamten Kreislaufes,

Abb. 2 eine typische Wärmebedarfskurve in Abhängigkeit von der Backzeit bzw. der im Ofen durchlaufenen Backstrecke, und zwar unabhängig vom Ofentyp, für die Brotbäckerei,

Abb. 3 den Verlauf der Heizgastemperatur- und Wärmeübertragungskurven bei einem normalen be- ίο kannten Dreizonenofen ohne Kaltgasumgehungsleitung,

Abb. 4 den Verlauf der Heizgastemperatur- und Wärmeübertragungskurven bei einem zonenlosen Ofen und

Abb. 5 den Kurvenverlauf von Heizgastemperatur und Wärmemenge bei einem erfindungsgemäßen Dreizonenofen mit Kaltgasbeimischung.

Aus den Kurvendarstellungen der Abb. 2 bis 5 ist deutlich ersichtlich, auf welche Weise man der praktisch heute bekannten Wärmeaufnahme des Backgutes (vgl. Abb. 2) während der einzelnen Phasen der Gesamtbackzeit technisch mehr oder weniger günstig durch die Beheizung entsprechen kann. Bisher begnügte man sich mit Umwälzheizungen, wie sie in den Abb. 3 und 4 wärmetechnisch prinzipiell richtig im Ergebnis aufgezeichnet sind. Die Einheiten für Ordinate und Abszisse sind aus den Koordination*- systemen zu entnehmen. Die Abszisse führt Prozente der Ofenlänge, die auch einen Maßstab für die Backzeit darstellten, auf.

Bemerkenswert an der Darstellung der Verhältnisse bei dem bisher bekannten Mehrzonenofen nach Abb. 3 ist die hohe Heizgastemperatur- bzw. Wärmemengenspitze beim Übergang von der ersten zur zweiten Ofenzone und das Ansteigen der beiden Kurven am Ende der dritten Zone, die zur Bräunung der Brotoberfläche dient.

Wie wenig ein zonenloser Ofen gerade zur Erzielung der erforderlichen Bräunung der Brote geeignet ist — wenn nicht besondere zusätzliche Maßnahmen getroffen werden — geht aus Abb. 4 mit der ständig fallenden Tendenz der beiden Kurven hervor.

In jeder der Abb. 3 bis 5 stellt die ausgezogene Kurve die Temperatur der in den Heizkörpern strömenden Gasmenge dar, die also wegen des erforderlichen Temperaturgefälles gegenüber der Backraumatmosphäre entsprechend höher — am Ofeneinlauf etwa 10O¹"¹ C — liegen muß. Die gestrichelten Kurven geben den Verlauf der in den Flächeneinheiten zu übertragenden Wärmemengen auf der gesamten Durchlaufstrecke des Ofens wieder. Diese Wärmemengen ändern sich einerseits wegen der durch Abkühlung eintretenden Änderung des spezifischen Volumens und wegen der fortschreitenden Temperaturerhöhung des ßackgutes, also wegen Änderung des Temperaturgefälles, andererseits ständig.

Bei der Darstellung sämtlicher Wärmemengenkurven nach den Abb. 3 bis 5 ist gleiche Gesamtwärmemenge für alle Typdarstellungen angenommen, so daß eine klare Vergleichsgrundlage für die Beurteilung der Wirkungen der einzelnen Beheizungsarten geschaffen ist.

Die Darstellung nach Abb. 5 beweist überzeugend die eingangs bereits geschilderten Vorzüge der zouenweisen Kaltgasbeimischung zu den jedem einzelnen Heizkörper zugeführten Heißgasmengen. Beide Kurven verlaufen in dieser Abbildung verhältnismäßig stetig. Bemerkenswerte Spitzen sind an den Zonenübergängen in einem praktisch ausreichenden Maße vermieden, so daß dem zeitlichen Wärmeaufnahmeverlauf auf der Backgutseite entsprechend günstige Wärmeübertragungsverhältnisse auf der wärmeabgebenden Seite gegenüberstehen.

Der Wärmebedarf des Ofens wird durch die Heizquelle 4 befriedigt, die entweder ein elektrischer Heizkörper sein kann, aber in dem Schema nach Abb. 1 als Gas- oder Ölbrenner aufzufassen ist. Der Ofen besteht heizungsseitig aus vier Zonen mit getrennten Heizkörpern für Ober- und Unterhitze, wie dies bei solchen Zonenofen üblich ist. Die Heizkörper sind in der Folge der Durchlaufrichtung mit H₁, H.,, H._A, H₁ bezeichnet, wobei Ober- und Unterhitze nicht unterschieden ist. Das Brenngas der Brenner 4 wird gemischt mit am Ende des Kreislaufes anfallendem Abgas niedriger Temperatur — letzteres als Kaltgas bezeichnet — mit einer mittleren Mischtemperatur von etwa 490^c C in eine Verteilerleitung 2" gedruckt. Von dort gelangt es durch einzelne Anschlußleitungen 2_h über Regelorgane 10 zu den Heizkörpern H₁ bis /Z₄ in abgestuft regelbarer Menge. Nach Abgabe eines großen Teils ihres Wärmeinhalts in den Heizkörpern an die Backtunnelatmosphäre und das Backgut werden die einzelnen Teilgasmengen nach Abkühlung auf eine mittlere Temperatur von etwa 280° C im ülier die Heizkörperauslässe verteilten Durchschnitt in einer Sammelleitung 1 wieder zusammengeführt, von der sie durch eine Leitung 2 zum Saugstutzen des Gebläses 3 gelangen, das sie durch das Leitungsstück 2' wieder der Mischkammer des Brenners 4 zuführt. Falls keine elektrische Heizquelle zur Wiederaufheizung der umgewälzten Gasmenge, sondern luftverbrauchende Öl- oder Gasbrenner Verwendung finden, muß zwischen Gebläse 3 und Brenner 4 ein zusätzlicher Gasauslaß 5 zur Abgabe des Gasüberschusses an die Atmosphäre vorgesehen sein. Zwischen den beiden Aggregaten 3 und 4 zweigt von der Verbindungsleitung 2' eine Kaltgasleitung 7 ab, die naturgemäß mit einem Regelorgan 8 verseben ist. Diese Kaltgasleitung 7 weist bei vollständiger Ausnutzung der durch die Erfindung gegebenen Möglichkeiten für jeden Heizkörper — mit Ausnahme des ersten Heizkörpers — eine besondere Stichleitung 7' mit einem Absperr- und Regelorgan 7" auf. Die Mündung jeder Stichleitung liegt zweckmäßigerweise zwischen dem jeweiligen Regelorgan 10 und dem Heizkörpereintritt. Für den Normalfall genügt es. wenn die Kaltgasleitung 7 nur zu dem in der Durchlauffolge an zweiter Stelle vorgesehenen Heizkörper H₂ gelangt und auf die übrigen Stichleitungen verzichtet wird, was besonders für die letzte Zone deshalb verständlich ist, weil dort sowieso wegen der notwendigen Bräunung der Oberfläche der Brote die Temperatur der Strahlungsheizfläche ansteigen muß.

Claims (1)

1. Patentanspruch

   Mehrzonen-Durchlauf-Back- oder Trockenofen mit einer im Umwälzbetrieb arbeitenden Strahlungsheizung, deren in der Förderrichtung des Behandlungsgutes einander folgende und parallel zn dieser Förderrichtung vom gasförmigen Wärmeträger durchflossene Heizkörper heizgassei tig zwischen einer Verteiler- und einer Sammelleitung — getrennt regelbar — parallel geschaltet sind. mit einem den abgekühlten Wärmeträger über eine Heizquelle in die Verteilerleitung zurückfördernden Gebläse — gegebenenfalls bei Verwendung von Feuerungs- bzw. Brennerabgasen als Wärmeträger auch noch mit einem dem Gebläse nachgeschalteten Gasauslaß in die Atmosphäre. — gekenn-

   zeichnet durch eine auf der Gebläsedruckseite vor der Heizquelle (4) aus dem Kreislauf abzweigende Kaltgasleitung (7), die unter Zwischenschaltung eines Absperrorgans (7") entweder nur in die Verteileranschlußleitung (2_Λ) des zweiten Heizkörpers (H₂) —, und zwar hinter deren Regelorgan (10) — mündet oder mit einzelnen je mit einem Absperrorgan (7") ausgestatteten Stichleitungen (T) an eine beliebige Zahl von auf dem Backgut-Durchlaufwege dem Heizkörper (H₂) folgenden weiteren Zonenheizkörpern (H₅, H₁) —, und zwar ebenfalls hinter den Regelorganen (10) der zugehörigen Verteileranschlußleitungen (2_Λ) mündend — angeschlossen ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 821 331; britische Patentschrift Nr. 504 950.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen