DE1206824B - oven - Google Patents
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Description
Backofen Die Erfindung betrifft einen Backofen, insbesondere einen Etagenbackofen, mit einer in einem Zwangskreislauf von umkehrbarer Strömungsrichtung geführten Backatmosphäre und mindestens einem in diesen Zwangskreislauf eingeschalteten Backherd.Oven The invention relates to an oven, in particular one Deck oven, with a reversible flow direction in a forced circuit guided baking atmosphere and at least one switched on in this forced circulation Oven.
Die periodische Umkehr der Strömungsrichtung bei Backöfen ist erforderlich, um eine gleichmäßige Beaufschlagung des Backguts mit Backatmosphäre zu gewährleisten.The periodic reversal of the direction of flow in ovens is necessary to ensure that the baking atmosphere is evenly applied to the baked goods.
Bei den bekannten Konstruktionen von Etagenbacköfen sind im Zwangskreislauf hintereinander eine Wärinequelle und ein Satz von Radialgebläsen angeordnet.In the known constructions of deck ovens are in the forced circulation one behind the other a heat source and a set of radial fans are arranged.
Die einzelnen Radialgebläse des Radialgebläsesatzes sind längs einer gemeinsamen Achse aufgereiht. Ein den Einzelgebläsen gemeinsames Drehschieberrohr ermöglicht es, die Strömungsrichtung des Zwangskreislaufes umzukehren. Nachteilig an der bekannten Ausrüstung von Etagenbacköfen mit einem Radialgebläsesatz ist es, daß mit einem solchen Gebläsesatz kein längs der gemeinsamen Achse gleichmäßiger Luftstrom erzeugt werden kann; es werden vielmehr einzelne Luftströme im Bereich der Druckstutzen der Radialgebläse erzeugt, die voneinander durch Abstände entsprechend der axialen Ausdehnung der Ansaugbereiche getrennt sind.The individual radial fans of the radial fan set are along a common axis lined up. A rotary valve tube common to the individual fans makes it possible to reverse the direction of flow of the forced circulation. Disadvantageous the well-known equipment of deck ovens with a radial fan set is that with such a blower set no more uniform along the common axis Air flow can be generated; rather, there are individual air currents in the area the discharge nozzle of the radial fan is generated by spacing accordingly the axial extent of the suction areas are separated.
Querstromgebläse sind an sich bekannt. Es ist bei Querstromgebläsen jedoch schwierig, die Strömungsrichtung mit einfachen Mitteln zu ändern. Aus diesem Grunde mußte die Anwendung von Querstromgebläsen bei Backöfen bisher unzweckmäßig erscheinen, obwohl diese Querstromgebläse im Gegensatz zu Radialgebläsesätzen die Möglichkeit geschaffen hätten, einen über die Achslänge gleichmäßigen Luftstrom zu erzeugen.Cross-flow fans are known per se. It's with cross-flow fans but difficult to change the direction of flow by simple means. For this Basically, the use of cross-flow fans in ovens has hitherto been impractical appear, although these cross-flow fans, in contrast to centrifugal fan sets, are the Would have created the possibility of a uniform air flow over the length of the axis to create.
Erfindungsgemäß wird die Einführung der Querstromgebläse bei Backöfen dadurch ermöglicht, daß in den Zwangskreislauf mindestens zwei hintereinandergeschaltete Querstromgebläse von einander entgegengesetzter Nenndurchsatzrichtung eingeschlossen sind.According to the invention, the introduction of the cross-flow fan in ovens thereby made possible that in the forced circuit at least two series-connected Cross-flow fans with opposite nominal flow directions included are.
Bei einer solchen Anordnung kann die Strömungsumkehr im Zwangskreislauf dadurch bewerkstelligt werden, daß die hintereinanderliegenden Querstromgebläse abwechselnd laufen.With such an arrangement, the flow can be reversed in the forced circulation are brought about by the fact that the cross-flow fans lying one behind the other run alternately.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß eine Wärmequelle zwischen den hintereinandergeschalteten Querstromgebläsen angeordnet ist.A preferred embodiment of the invention provides that a Heat source arranged between the cross-flow fans connected in series is.
Diese Anordnung bringt einen weiteren großen Vorteil gegenüber bekannten Konstruktionen mit nur einem Radialgebläsesatz: Die Wärmequelle, die in aller Regel von einer Brennkammer gebildet ist, liegt bei der erfindungsgemäßen Konstruktion stets auf der Druckseite des jeweils arbeitenden Querstromgebläses, gleichgültig, wie die Strömungsrichtung in dem Heißluftzwangskreislauf ist. Es herrscht deshalb am Ort der Wärmequelle stets ein Überdruck auf der Außenseite der Brennkammer gegenüber dem Inneren der Brennkammer. Sollten irgendwelche Undichtigkeiten an der Brennkammer auftreten, so kann infolge dieses äußeren überdrucks kein Rauchgas in den Zwangskreislauf gelangen. Bei den bekannten Konstruktionen war für die eine Strömungsrichtung zwar der äußere Überdruck am Ort der Wärmequelle gegeben, für die andere Strömungsrichtung war jedoch ein solcher Überdruck nicht zu erreichen.This arrangement brings another great advantage over known ones Constructions with only one radial fan set: The heat source that is usually is formed by a combustion chamber, lies in the construction according to the invention always on the pressure side of the cross-flow fan working in each case, irrespective of how the direction of flow is in the forced hot air circuit. It therefore rules at the location of the heat source there is always an overpressure on the outside of the combustion chamber inside the combustion chamber. Should there be any leaks in the combustion chamber occur, no flue gas can enter the forced circulation as a result of this external overpressure reach. In the known constructions there was one flow direction for one the external overpressure given at the location of the heat source for the other direction of flow however, such an overpressure could not be achieved.
Wie auch bei bekannten Konstruktionen werden Wärmequelle und Querstromgebläse mit ihren Achsen zweckmäßig parallel zur Längsrichtung der Herde angeordnet und so bemessen, daß sie sich wenigstens annähernd über deren Gesamtlänge erstrecken; durch diese Anordnung ist eine gleichmäßige Anströmung des Backguts auf der Gesamtlänge der Herde gewährleistet.As with known constructions, the heat source and cross-flow fan are used expediently arranged with their axes parallel to the longitudinal direction of the herd and dimensioned so that they extend at least approximately over their entire length; This arrangement ensures that the baked goods are flowed evenly over the entire length the flock guaranteed.
Bei bekannten Konstruktionen von Etagenbacköfen sind die Herde übereinander angeordnet. Auch bei Ausführung der Erfindung wird diese Anordnung beibehalten; man kann dann die Wärmequelle unterhalb des unterstens Herdes wie bisher anbringen, ordnet sie mit ihrer Längsachse zweckmäßig wenigstens annähernd in der vertikalen Längsmittelebene der Herde an und sieht die Querstromgebläse wenigstens annähernd symmetrisch beiderseits dieser vertikalen Längsmittelebene vor.In known constructions of deck ovens, the stoves are one above the other arranged. This arrangement is retained even when the invention is carried out; you can then attach the heat source below the lower stove as before, expediently arranges it with its longitudinal axis at least approximately in the vertical one Longitudinal center plane of the herd and sees the cross-flow fan at least approximately symmetrically on both sides of this vertical longitudinal center plane.
Wie auch bei bekannten Konstruktionen verwendet man bevorzugt Wärmequellen mit einem von der Backatmosphäre umströmten zylindrischen Umriß. Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist die zylindrische Wärinequelle von einer an sich bekannten, zu ihrwenigstens annähemdkonzentrischen Wärmeaustauschkammer umgeben, welche an den Zwangskreislauf beidseitig über knieförmige Umlenkungen angeschlossen ist, wobei die Querstromläufer der Querstromgebläse in den knieförinigen Umlenkungen angeordnet sind.As with known constructions, it is preferred to use heat sources with a cylindrical outline around which the baking atmosphere flows. To In a preferred embodiment, the cylindrical heat source is one-off known, at least approximately concentric heat exchange chamber surrounded by it, which are connected to the forced circulation on both sides via knee-shaped deflections is, the cross-flow rotor of the cross-flow fan in the knee-shaped deflections are arranged.
Es hat sich gezeigt, daß beim Betrieb der erfmdungsgemäßen Backöfen keiner der Querstromgebläseläufer stehenbleiben soll, denn es würden beim Stehenbleiben ungleichmäßige Wärmebeanspruchungen und in deren Folge Unwuchten auftreten. Es wird deshalb ein Betriebsverfahren vorgeschlagen, bei dem die Querstromgebläse abwechselnd mit ihrer Nenndrehzahl angetrieben werden zur Erzwingung von wechselnden, ihrer jeweiligen Neundurchsatzrichtung entsprechenden Strömungsrichtungen des Zwangskreislaufs und bei dem die jeweils anderen Querstromgebläse mit verminderter Drehzahl angetrieben werden.It has been shown that when operating the ovens according to the invention none of the cross-flow fan runners should stop because they would stop if they did Uneven thermal stresses and imbalances as a result. It will therefore proposed an operating method in which the cross-flow fan alternately are driven at their nominal speed to force changing, their flow directions of the forced circulation corresponding to the respective new throughput direction and in which the other cross-flow fan is driven at reduced speed will.
Zweckmäßig läßt man jedes einzelne Querstromgebläse stets in der gleichen Richtung laufen, gleichgültig, ob es nun mit seiner Nenndrehzahl oder mit verminderter Drehzahl angetrieben ist. Da die beiderseits der Wärmequelle angeordneten Gebläse auf entgegengesetzte Strömungsrichtungen im Zwangskreislauf eingerichtet sind, möchte man annehmen, daß die jeweils mit verminderter Drehzahl arbeitenden Gebläse entgegenwirken müßten, d. h. also, man möchte einen Durchsatzverlust und damit einen Leistungsverlust erwarten. überraschenderweise hat sich jedoch gezeigt, daß kein Durchsatzverlust, sondern eine Durchsatzsteigerung eintritt. Man kann dies dadurch erklären, daß das schnell laufende Gebläse dem langsam laufenden Gebläse die Förderrichtung aufzwingt.It is advisable to let each individual cross-flow fan always run in the same direction, irrespective of whether it is driven at its nominal speed or at a reduced speed. Since the fans arranged on both sides of the heat source are set up in opposite directions of flow in the forced circulation, one would assume that the fans working at a reduced speed would have to counteract this, i. H. So, one would like to expect a loss of throughput and thus a loss of performance. Surprisingly, however, it has been shown that there is no loss of throughput, but an increase in throughput. This can be explained by the fact that the fast-running fan forces the direction of conveyance on the slow-running fan.
Um die Querstromgebläse einmal mit ihrer Nenndrehzahl und einmal mit verminderter Drehzahl laufen lassen zu könpen, sieht man zweckmäßig polumschaltbare Elektromotoren für ihren Antrieb vor.To the cross-flow fan once with their nominal speed and once with To be able to run reduced speed, one sees expedient pole-changing Electric motors for their propulsion.
Der Verlauf des Drucksatzes in Abhängigkeit von der Drehzahl des jeweils langsam laufenden Querstromgebläses läßt sich in jedem Falle leicht und ohne erfinderisches Bemühen durch Versuch ermitteln, so daß die optimale Drehzahl für das lang' sam laufende Gebläse bestimmt werden kann.The course of the pressure set as a function of the speed of each slow-running cross-flow fan can be easily and without inventive in any case Make an effort to determine through experiment so that the optimum speed for the slow running fan can be determined.
Die Figuren erläutern die Erfindung. Es stellt dar F i g. 1 die Stirnansicht eines erfindungsgemäß ausgerüsteten Etagenbackofens, F i g. 2 den Läufer eines bei erfindungsgemäßen Etagenbacköfen eingesetzten Querstromgebläses, F i g. 3 ein Strömungsdiagramm.The figures explain the invention. It represents F i g. 1 shows the front view of a deck oven equipped according to the invention, FIG . 2 shows the rotor of a cross-flow fan used in deck ovens according to the invention, FIG . 3 is a flow diagram.
In der F i g. 1 ist das Backofengehäuse mit 10 bezeichnet. In diesem Backofengehäuse sind übereinander sechs Herde 1 bis 6 für die Aufnahme von Backgut angeordnet. Unterhalb des untersten Herdes ist eine Brennkammer 12 angeordnet. Diese Brennkammer nimmt einen nicht eingezeichneten Gas-oder Ölbrenner auf. Die Brennkammer ist von einem ringförmigen Wärmeaustauschraum. 14 - umgeben. Dieser Wärmeaustauschraum 14 ist über knieförmige Umlenkungen 16 und 18 an einen Zwangskreislauf 20 angeschlossen, der sich in den einzelnen Herden in parallel geschaltete Zweige 201, 2023 2031 204, 205, 20 6 verzweigt. Angrenzend an den Wärmeaustauschraum 14 sind Dampferzeugungskammern 22 angeordnet, in die durch Düsen 24 Wasser eingesprüht wird. In den kniefönnigen Umlenkungen 16 und 18 sind Querstromgebläseläufer 26 und 28 angeordnet, die sich über die gesamte Länge des Etagenbackofens senkrecht zur Zeichenebene erstrecken. Jeder der Gebläseläufer 26 und 28 ist durch einen nicht eingezeichneten polumschaltbaren Elektromotor angetrieben. Abwechselnd werden der Querstromgebläseläufer 26 und der Querstromgebläseläufer 28 mit ihrer Nenndrehzahl angetrieben, während der jeweils andere Läufer mit einer reduzierten Drehzahl läuft. Jedesmal, wenn die Drehzahlen vertauscht werden, tritt eine Umkehr der Strömungsrichtung in den Zwangskreislauf ein.In FIG. 1 , the oven housing is designated by 10 . In this oven housing six cookers 1 to 6 are arranged one above the other for receiving baked goods. A combustion chamber 12 is arranged below the lowermost hearth. This combustion chamber accommodates a gas or oil burner (not shown). The combustion chamber is of an annular heat exchange space. 14 - surrounded. This heat exchange space 14 is connected via knee-shaped deflections 16 and 18 to a forced circuit 20 which branches into parallel branches 201, 2023, 2031, 204, 205, 20 6 in the individual herds. Adjacent to the heat exchange space 14 there are arranged steam generating chambers 22 into which water is sprayed through nozzles 24. In the knee-shaped deflections 16 and 18 , cross-flow fan rotors 26 and 28 are arranged, which extend over the entire length of the deck oven perpendicular to the plane of the drawing. Each of the fan rotors 26 and 28 is driven by a pole-changing electric motor (not shown). The cross-flow fan rotor 26 and the cross-flow fan rotor 28 are alternately driven at their nominal speed, while the other rotor in each case runs at a reduced speed. Every time the speeds are reversed, the direction of flow is reversed in the forced circulation.
Die aus der Figur ersichtliche Form der Leitwände 30 und 32 am Ort der Querstromgebläseläufer ist von Bedeutung für die erfindungsgemäß erreichte Steigerung des Durchsatzes infolge der langsam laufenden Gebläse. The shape of the guide walls 30 and 32 at the location of the cross-flow fan rotor, which can be seen in the figure, is important for the increase in throughput achieved according to the invention as a result of the slow-running fan.
Grundsätzlich können solche Querstromgebläse angewandt werden, die bei einem bestimmten Maß druckseitiger Drosselung ihre Förderrichtung wechseln; solche Gebläse sind bekannt.In principle, such cross-flow fans can be used that if there is a certain amount of throttling on the pressure side, change their conveying direction; such fans are known.
Die hier beschriebene Gruppierung zweier Querstromgebläse in einer Strömung ist auch auf anderen Anwendungsgebieten von Bedeutung, wenn eine Umkehr der Strömung in einem offenen oder geschlossenen Kreislauf ermöglicht werden soll.The grouping of two cross-flow fans described here in one Flow is also important in other areas of application when reversing the flow should be enabled in an open or closed circuit.
In F i g. 2 erkennt man einen Querstromgebläseläufer, bei dem die Schaufeln 34 durch Zwischenscheiben 36 unterteilt sind. Dadurch sind die Knickbeanspruchungen der einzelnen Schaufeln vermindert.In Fig. 2 shows a cross-flow fan rotor in which the blades 34 are subdivided by intermediate disks 36. This reduces the stress on the individual blades from buckling.
Die Erklärung für die Erhöhung des Durchsatzes in dem Kreislauf, der zusätzlich zu dem »Hauptgebläse«, das ist das mit der Nenndrehzahl laufende Gebläse, noch ein »Zusatzgebläse, das ist das mit verminderter Drehzahl laufende Gebläse, aufweist, dessen Nenndurchsatzrichtung derjenigen des Hauptgebläses entgegengesetzt ist, ist folgende: Im Diagramm ist die Drosselkennlinie des Hauptgebläses mit H bezeichnet. Dabei ist über der För-.dermenge Y der statische Druck Ap, aufgetragen, gegen den das Gebläse fördert. Die Widerstandskennlinie des Kreislaufes ausschließlich des Zusatzgebläses ist mit W, bezeichnet, ihr Schnitt mit H bestimmt die Fördermenge V, die sich bei nicht vorhandenem Zusatzgebläse ergeben würde.The explanation for the increase of the throughput in the circuit, which in addition to the "main fan", that is the fan running at the nominal speed, also has an "additional fan, that is the fan running at reduced speed, whose nominal throughput direction is opposite to that of the main fan is as follows: The throttle characteristic of the main fan is designated by H in the diagram. The static pressure Ap, against which the fan delivers, is plotted against the delivery rate Y. The resistance characteristic of the circuit excluding the additional fan is designated with W, its intersection with H determines the delivery rate V, which would result in the absence of an additional fan.
Bei Stillstand des Zusatzgebläses bildet dieses einen Strömungswiderstand Zo, welcher zusammen mit W, den gesamten Widerstand Wo und die Fördermenge V, ergibt.When the additional fan comes to a standstill, it creates a flow resistance Zo, which, together with W, gives the total resistance Wo and the flow rate V.
Wird nun das Zusatzgebläse in der ihm entsprechenden Richtung angetrieben, ihm aber gleichzeitig vom Hauptgebläse eine seiner Nenndurchsatzrichtung entgegengesetzte Luftdurchströmrichtung aufgezwungen, so entspricht dies einer negativen Fördermenge dieses Gebläses. Es ist eine Eigenheit von Querstromgebläsen, daß sie, bei entsprechenderWahl der Parameter, in diesem Bereich eine stabile Kennlinie haben können, wobei die statischen Drücke sehr klein oder auch negativ sein können. Im zweiten Fall wirkt dann in dem betrachteten Kreislauf das Zusatzgebläse nicht als Strömungswiderstand, sondern trägt zur Luftumwälzung mit bei.If the additional fan is now driven in the direction corresponding to it, but at the same time from the main fan one of its nominal throughput direction opposite Forced air flow direction, this corresponds to a negative flow rate this fan. It is a peculiarity of cross-flow fans that, with the appropriate choice the parameter can have a stable characteristic in this range, whereby the static pressures can be very small or negative. In the second case it works then in the circuit under consideration the additional fan is not used as a flow resistance, but contributes to the air circulation.
In diesem Diagramm sind die Kennlinien Zi und Z, des Zusatzgebläses bei zwei verschiedenen Drehzahlen n, und n. eingetragen, und zwar ihrer Lage nach so, daß sie #ls zusätzlicher Strömungswiderstand für das Hauptgebläse gewertet werden müssen, also mit demselben Vorzeichen wie Z" Addiert man den Widerstand des Kreislaufes W., zu den Kennlinien Z, bzw. Z, des Zusatzgebläses, so erhält man wieder den Gesamtwiderstand W, bzw. W, bei der Drehzahl des Zusatzgebläses n. bzw. n2. Der Schnitt mit H ergibt wieder die entsprechenden Fördermengen V, bzw. V2. Es zeigt sich, daß diese höher liegen als die Fördermenge VO bei stillstehendem Gebläse, V, sogar höher als die Förderinenge bei ausgebautem Zusatzgebläse.In this diagram, the characteristics Zi and Z, of the additional fan at two different speeds n, and n. Are plotted, according to their position in such a way that they have to be evaluated as additional flow resistance for the main fan, i.e. with the same sign as Z " If the resistance of the circuit W is added to the characteristic curves Z or Z of the additional fan, the total resistance W or W is again obtained at the speed of the additional fan n. Or n2. The intersection with H results again the corresponding delivery rates V or V2. It can be seen that these are higher than the delivery rate VO when the fan is at a standstill, V, even higher than the delivery rate when the additional fan is removed.
In der F i g. 3 bedeuten: H = Drosselkurve des Hauptgebläses, W, = Widerstandskennlinie des Kanalsystems, ZO = Widerstandskennlinie des stillstehenden Zusatzgebläses, Z, 1 Z#, = Drosselkurven des Zusatzgebläses bei der Drehzahl ni bzw. n2, wo = W, + zo, wl = W, + Z" W2 = WI + Z2-In FIG. 3 mean: H = throttle curve of the main fan, W, = resistance curve of the duct system, ZO = resistance curve of the stationary additional fan, Z, 1 Z #, = throttle curves of the additional fan at speed ni or n2, where = W, + zo, wl = W, + Z " W2 = WI + Z2-
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