-
Die
Erfindung betrifft einen Backofen nach dem Oberbegriff des Anspruchs
1.
-
Ein
derartiger Backofen ist durch offenkundige Vorbenutzung bekannt.
Derartige Backöfen
sind für
bestimmte Typen von Backgut optimiert, während andere Typen von Backgut
mit anderen Backanforderungen damit in der Praxis nicht verarbeitbar
sind.
-
Es
ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Backofen
der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass er flexibler
für Backguttypen
mit unterschiedlichen Backanforderungen eingesetzt werden kann.
-
Diese
Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch
einen Backofen mit den im Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 angegebenen
Merkmalen.
-
Erfindungsgemäß wurde
erkannt, dass das Drosselelement in Verbindung mit der angegebenen Größenvorgabe
für die
Durchgangsöffnungen
zu einem Umluft-Backofen führt,
der wahlweise in einem Strahlungs-Modus oder in einem Konvektions-Modus betrieben
werden kann. Im Strahlungs-Modus
erfolgt eine Erwärmung
des Backguts hauptsächlich über Wärmestrahlung
und allenfalls mit einem sehr geringen Konvektionsanteil. Je nach
Ausgestaltung des Führungskanals
kann ein geringer Rest-Konvektionsanteil
auch im Strahlungs-Modus erwünscht
sein, damit eine möglichst
gleichmäßige Erwärmung des Führungskanals
durch die Umluft gewährleistet
ist. Im Konvektions-Modus erfolgt die Erwärmung des Backguts hauptsächlich über die
das Backgut direkt umströmende
Umluft. Es liegt dann nur ein geringer Strahlungsanteil bei der
Erwärmung
des Backguts vor. Gegebenenfalls sind zwischen dem Strahlungs-Modus
und dem Konvektions-Modus auch Zwischenmodi einstellbar. Ausgenutzt
wird hierbei der Umstand, dass über
die Wahl der Stellung des Drosselelementes ein bestimmter Weg der
Umluft durch den Backofen vorgegeben werden kann, wobei im Strahlungs-Modus
der Backraum nicht wesentlicher Teil des Führungskanals zur Umluftführung ist,
während
der Backraum im Konvektions-Modus Teil des Führungskanals ist. Es resultiert
ein Backofen, der flexibel an die Backanforderungen des jeweils
zu verarbeitenden Backguts angepasst werden kann. Empfindliches
Backgut kann beispielsweise zunächst
im Strahlungs-Modus erwärmt
und dann im Konvektions-Modus
ausgebacken werden. Andere Typen von Backgut können ausschließlich im
Strahlungs-Modus oder auch ausschließlich im Konvektions-Modus
gebacken werden. Auch andere Abfolgen der Backmodi und ihrer Zwischenmodi
sind möglich.
Das Verhältnis zwischen
Strahlungs- und
Konvektionsanteil kann zudem noch über die umgewälzte Umluftmenge
und über
die Umlufttemperatur fein beeinflusst werden.
-
Bei
einem Führungskanal
nach Anspruch 2 lassen sich kurze Wege ausgehend von der Heizquelle
längs des
Zuführ-Kanalabschnitts
realisieren. Es ergibt sich ein effizientes Beheizen durch die Umluft.
-
Ein
Backofen nach Anspruch 3 ist mit Ober- und Unterhitze betreibbar.
Dies erweitert die Anwendungsmöglichkeiten
des Backofens. Bevorzugt sind den Zuführ-Unterabschnitten unterhalb
und oberhalb des Backraums eigene Drosselelemente zugeordnet. Damit
ist eine unabhängige
Umstellung der Ober- und der Unterhitze zwischen einem Strahlungs-
und einem Konvektionsmodus möglich.
Dies schafft die Möglichkeit,
den Backvor gang an Typen von Backgut anzupassen, welche hinsichtlich
Ober- und Unterhitze unterschiedliche Anforderungen haben.
-
Mit
einem Drosselelement nach Anspruch 4 lässt sich eine Umluftströmung in
einem bestimmten Abschnitt des Führungskanals
vollständig
unterbinden. Die Rückführung der
Umluft erfolgt dann über
einen anderen Weg, so dass ein anderer Heizmodus erreicht wird.
Dies erweitert die Bandbreite der Heizmöglichkeiten des Backofens.
-
Mit
einem Drosselelement nach Anspruch 5 ist eine definierte und bequeme
Verlagerung bzw. Verstellung des Drosselelements möglich.
-
Ein
Drosselelement nach Anspruch 6 erlaubt eine automatische Abarbeitung
eines Backprogramms, innerhalb dessen verschiedene Heizmodi in vorgegebener
Weise angewählt
werden.
-
Drosselelement-Ausgestaltungen
nach Anspruch 7 lassen sich mit konstruktiv geringem Aufwand realisieren.
-
Ein
Backofen nach Anspruch 8 ist flexibel plan- und erweiterbar.
-
Variable Öffnungsquerschnitte
nach Anspruch 9 gewährleisten
eine Feinabstimmung der Strömungsverhältnisse
im Backofen. Insbesondere kann eine Konvektion im Backraum vollständig unterdrückt werden.
Zudem kann Umluft im Backraum gehalten werden, was insbesondere
während
einer Beschwadung des Backofens von Vorteil ist. Ferner kann Einfluss
auf den Konvektionsanteil durch an der Ober- und an der Unterseite
des Backraums angeordnete Düsenöffnungen
zur Einstellung eines Ober/Unterhitzeverhältnisses genommen werden.
-
Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In
dieser zeigen:
-
1 eine
Seitenansicht eines erfindungsgemäßen, modular aufgebauten Backofens;
-
2 eine
schematische Ausschnittsvergrößerung aus 1,
welche interne Details zur Umlufterzeugung und – führung im Backofen darstellt,
in einem Strahlungs-Modus;
-
3 eine
zu 2 ähnliche
Darstellung des Backofens in einem Konvektions-Modus;
-
4 einen
vergrößerten Schnitt
gemäß Linie
IV–IV
in 2;
-
5 eine
Aufsicht auf einen oberen Zuführ-Kanalabschnitt
eines Führungskanals
zur Umluftführung
im Backofen nach 1 bis 4, der oben
an einen Backraum des Backofens angrenzt;
-
6 eine
Seitenansicht des Zuführ-Kanalabschnitts
nach 5;
-
7 eine
Aufsicht auf einen unteren Zuführ-Kanalabschnitt
eines Führungskanals
zur Umluftführung
im Backofen nach 1 bis 4, der unten
an einen Backraum des Backofens angrenzt;
-
8 eine
Seitenansicht des Zuführ-Kanalabschnitts
nach 7;
-
9 eine
Aufsicht auf Endbereiche aneinander angrenzender Zuführ-Kanalabschnitte
zweier stirnseitig benachbarter Ofenmodule des Backofens; und
-
10a bis d Momentanpositionen
der Verbindungslaschen tragenden Endbereiche der nach 9 aneinander
angrenzenden Zuführ-Kanalabschnitte
während
der Montage der beiden Ofenmodule aneinander.
-
1 zeigt
eine Gesamt-Seitenansicht eines Durchlauf-Backofens 1,
mit dem zum Beispiel Dauerbackgebäck in Form von Weichkeksen,
Hartkeksen oder Laugengebäck
produziert werden können.
Auch andere Lebensmittel können
im Backofen verarbeitet werden. Mit dem Backofen 1 ist
auch ein Rösten
und als Spezialanwendung auch ein Trocknen oder Sterilisieren möglich. Der
Backofen 1 ist in insgesamt fünf Ofenmodule unterteilt, die
zunächst als
separate Module vorliegen und beim Zusammenbau des Backofens 1 miteinander
verbunden werden. Das mittlere Ofenmodul ist ein Heizmodul 2,
in welchem Umluft zum Heizen des Backofens 1 erzeugt wird.
In 1 rechts und links des Heizmoduls 2 weist
der Backofen 1 zwei Verlängerungsmodule 3 auf,
welche die vom Heizmodul 2 erzeugte Umluft führen. Rechts
und links endseitig abgeschlossen ist der Backofen 1 von
zwei Zonenendmodulen 4, welche einen Heizkreislauf für die Umluft
rechts- und linksseitig abschließen. Die Module 2 bis 4 stützen sich über Standfüße 4a auf
einem Maschinenboden 4b ab. Die Verlängerungsmodule 3 stellen
eine Verbindung zwischen dem Heizmodul 2 und den Zonenendmodulen 4 her.
Es können
prinzipiell mehrere derartige Verlängerungsmodule 3 direkt
hintereinander angeordnet sein. Die Verlängerungsmodule 3 können natürlich, je
nach Anforderungen an den Backofen 1, auch entfallen. Auch
mehrere Heizmodule 2 können
beim Backofen 1 vorgesehen sein. Die Ofenmodule 2 bis 4 weisen
längs einer
durch einen Pfeil 5 angedeuteten Förderrichtung 5 die
gleiche Länge
und quer zur Förderrichtung 5 die
gleiche Breite auf. Zu backende Teiglinge treten in das in 1 linksseitige
Zonenendmodul 4 ein, durchlaufen den Backofen 1 längs der
Fördenichtung 5 und
treten fertig gebacken aus dem in 1 rechtsseitigen
Zonenendmodul 4 wieder aus. 2 zeigt
eine vergrößerte Darstellung
des Backofens 1 mit zusätzlichen
internen Details. Der Übersichtlichkeit
halber sind in 2 die beiden Verlängerungsmodule 3 weggelassen.
-
In
einem Aufsatz 6 des Heizmoduls 2 ist ein als Heizquelle
dienender Brenner 7 untergebracht, welcher Umluft 8,
die in einem Führungskanal 9 innerhalb
des Backofens 1 geführt
ist, erhitzt. Den Weg der Umluft 8 längs des Führungskanals 9 verdeutlichen
Strömungsrichtungspfeile 10.
Stromabwärts des
Brenners 7 weist der Führungskanal 9 einen
Verteiler-Kanalabschnitt 11 auf. Über einen
Zuführstutzen 12 verbindet
der Verteiler-Kanalabschnitt 11 den Brennerbereich des
Führungskanals 9 mit
einem oberen rohrförmigen
Zuführ-Kanalabschnitt 13.
Letzterer ist zu einer in 2 mittig
vertikalen und auf der Zeichenebene der 2 senkrechten
Ebene spiegelsymmetrisch in zwei Zuführ-Unterabschnitte 14, 15 unterteilt.
Der Zuführ-Unterabschnitt 14 ist
dabei in 2 links des Zuführstutzens 12 und
der Zuführ-Unterabschnitt 15 rechts
des Zuführstutzens 12 angeordnet.
Der Zuführstutzen 12 dient
zusammen mit einem diesem in Stromrichtung der Umluft 8 unmittelbar
nachgeordneten und im Quer schnitt der 2 konischen
Luftleitblech 16 zur Y-Verteilung der Umluft in die beiden
Zuführ-Unterabschnitte 14, 15. Der
Zuführ-Kanalabschnitt 13 grenzt über eine Grenzwand 17 an
einen darunter liegenden Backraum 18 des Backofens 1 an.
Der Zuführ-Kanalabschnitt 13 erstreckt
sich längs
des gesamten Backofens 1, setzt sich also über die
aneinander angrenzenden Ofenmodule 2 bis 4 fort.
-
Der
Verteiler-Kanalabschnitt 11 weist ferner einen Verbindungsstutzen 19 auf. Über diesen
steht der Brennerbereich des Führungskanals 9 mit
einem unteren rohrförmigen
Zuführ-Kanalabschnitt 20 unterhalb
des Backraums 18 in Verbindung. Letzterer ist wie der obere
Zuführ-Kanalabschnitt 13 in
zwei spiegelsymmetrisch zueinander angeordnete Zuführ-Unterabschnitte 21, 22 verteilt
und erstreckt sich ebenfalls längs
des gesamten Backofens 1. Der Zuführ-Kanalabschnitt 20 steht über eine
obere Grenzwand 23 mit dem Backraum 18 in Verbindung.
-
Über eine
Umschaltklappe 21a im Verteiler-Kanalabschnitt 11 lässt sich
vorgeben, ob mit diesem eine Umluftverbindung nur hin zum oberen
Zuführ-Kanalabschnitt 13,
nur hin zum unteren Zuführ-Kanalabschnitt 20 oder
aber zu beiden Zuführ-Kanalabschnitten 13, 20 geschaffen
wird. Auf diese Weise lässt
sich zwischen Oberhitze, Unterhitze und kombinierter Ober- und Unterhitze
wählen.
-
Nachfolgend
wird die Luftführung
der Umluft 8 in den Zonenendmodulen 4 beschrieben.
Hierbei wird nur die Luftführung
im in 2 rechten Zonenendmodul 4 beschrieben,
da das in 2 linke Zonenendmodul 4 identisch
aufgebaut und gegenüber dem
in 2 rechten Zonenendmodul 4 um 180° um die Hochachse
gedreht angeordnet ist. An seinem in 2 rechten
Ende weist der Zuführ-Unterabschnitt 15 des
Zuführ-Kanalabschnitts 13 ein
Drosselelement in Form einer Drosselklappe 24 auf. Diese
ist in 2 in einer Offenstellung dargestellt. Die Drosselklappe 24 ist
um eine horizontale Achse zwischen der Offenstellung und einer in 3 dargestellten Schließstellung
schwenkbar. In letzterer verschließt die Drosselklappe 24 das
in 2 rechte Ende des Zuführ-Unterabschnitts 15.
In der Offenstellung ist über
die Drosselklappe 24 der Zuführ-Unterabschnitt 15 mit
einem Rückführ-Unterabschnitt 25 eines
rohrförmigen
Rückführ-Kanalabschnittes 26 des
Führungskanals 9 verbunden.
Dieser verläuft
oberhalb des Zuführ-Kanalabschnitts 13.
Ein entsprechend zum Rückführ-Unterabschnitt 25 symmetrischer Rückführ-Unterabschnitt 27 ist
im in 2 linken Zonenendmodul 4 angeordnet.
Die beiden Rückführ-Unterabschnitte 25, 27 stehen
mit einem mittleren Rückführ-Unterabschnitt 28 im
Heizmodul 2 in Verbindung. Letzteres ist mit einem Rückführstutzen 29 im
Aufsatz 6 des Heizmoduls 2 verbunden. Im Rückführstutzen 29 läuft ein
Umwälzventilator 30. Stromabwärts von
diesem mündet
der Rückführstutzen 29 in
einen Wärmetauscher 31.
Letzterer ist wiederum mit dem Brennerbereich des Führungskanals 9 verbunden,
so dass über
den Führungskanal 9 insgesamt
ein Umluft- bzw. Heizkreislauf bereitgestellt ist.
-
Über einen
Verbindungs-Kanalabschnitt 32 steht der untere Zuführ-Unterabschnitt 22 des
in 2 rechten Zonenendmoduls 4 mit dem Rückführ-Unterabschnitt 25 von
diesem in Verbindung. Über
einen entsprechenden Verbindungs-Kanalabschnitt 32 steht
der untere Zuführ-Unterabschnitt 21 des
in 2 linken Zonenendmoduls 4 mit dem Rückführ-Unterabschnitt 27 von
diesem in Verbindung. Damit sind auch die unteren Zuführ-Abschnitte 21, 22 an
den über
den Führungskanal 9 bereitgestellten
Umluftkreislauf angeschlossen. Im Verbindungs-Kanalabschnitt 32 sind
als Drosselelemente weitere Drosselklappe 33 angeordnet,
von denen in 2 eine in einer Offenstellung
dargestellt ist. Die Drosselklappe 33 ist um eine senkrecht
auf der Zeichenebene der 2 stehende Achse zwischen der Offenstellung
und einer Schließstellung
schwenkbar, in welcher sie den Verbindungs-Kanalabschnitt 33 verschließt. Diese
Schließstellung
ist in 3 dargestellt. Der Verbindungs-Kanalabschnitt 32,
der den Zuführ-Unterabschnitt 21 mit
dem Rückführ-Unterabschnitt 27 verbindet,
ist zu einer Mittelebene spiegelsymmetrisch, die in 4 vertikal
senkrecht zur Zeichenebene verläuft.
Zwei Drosselklappen 33 sind daher im Verbindungs-Kanalabschnitt 32 in 4 rechts
und links des Backraums 18 angeordnet. Insgesamt hat der
Backofen 1 nach 1 bis 3 vier Drosselklappen 33.
-
Der
Backraum 18 steht mit dem Rückführ-Kanalabschnitt 26 direkt über Verbindungsöffnungen 33a in
Verbindung. Letztere sind in Zwischenwänden 33b ausgeführt, welche
beiderseits des Zuführ-Kanalabschnitts 13 an
diesen angeformt sind. 5 zeigt den Zuführ-Unterabschnitt 14 mit den
seitlichen Zwischenwänden 33b.
Die Zwischenwände 33b fluchten
in Förderrichtung 5 mit
Verschlusswänden 33c in
den Verbindungs-Kanalabschnitten 32, welche dann, wenn
die Drosselklappen 33 in Schließstellung vorliegen, mit diesen
die Verbindungs-Kanalabschnitte 32 verschließend zusammenwirken.
Die Zwischenwände 33b stellen
seitliche Verlängerungen
der oberen Grenzwand 17 dar. Jede der Zwischenwände 33b weist
längs der
Förderrichtung 5 eine
Reihe der nebeneinander angeordneten rechteckigen Verbindungsöffnungen 33a auf.
Mit den Zwischenwänden 33b längs der
Förderrichtung 5 geführt verbunden
ist jeweils ein in der Zeichnung nicht dargestellter Schieber, der
in einer Offenstellung so zur ihm zugeordneten Zwischenwand 33b angeordnet
ist, dass im Schieber ausgeführte
Verbindungsöffnungen
mit den Verbindungsöffnungen 33a fluchten.
In Offenstellung des Schiebers ist daher ein ungehinderter Durchgang
von Umluft durch die Zwischenwände 33b vom
Backraum 18 hin zum Rückführ-Kanalabschnitt 26 möglich. Über ein
Umlenkgetriebe und eine Betätigungswelle
steht jeder Schieber mit einem aus dem jeweiligen Ofenmodul 2 bis 4 nach
außen
herausgeführten
Betätigungshebel 33d in
Verbindung. Mit Letzterem kann der Schieber zwischen der Offen-
und einer Schließstellung
umgestellt werden, in der die Verbindungsöffnungen des Schiebers so zu
den Verbindungsöffnungen 33a versetzt
angeordnet sind, dass der Schieber die Verbindungsöffnungen 33a vollständig verschließt. In der Schließstellung
des Schiebers ist daher kein Durchtritt von Umluft vom Backraum 18 in
den Rückführ-Kanalabschnitt 26 möglich. Mit
dem Betätigungshebel 33d lassen
sich auch Zwischenstellungen des Schiebers zwischen der Offen- und
der Schließstellung
einstellen. Solange der Schieber geöffnet ist, steht der Backraum 18 mit
dem Rückführ-Kanalabschnitt 26 auch
bei geschlossenen Drosselklappen 33 in Verbindung.
-
Ein
Querschnitt durch das in 2 linke Zonenendmodul 4 ist
in 4 dargestellt. Der obere Zuführ-Unterabschnitt 14 und
der untere Zuführ-Unterabschnitt 21 sind
im Querschnitt trapezförmig.
Die beiden Unterabschnitte 14, 21 grenzen dabei über die
Grenzwände 17, 23 spiegelsymmetrisch
an den Backraum 18 an. Diese Grenzwände 17, 23 stellen gleichzeitig
die flächenmäßig größten Seitenwände der
Zuführ-Unterabschnitte 14, 21 dar.
-
Durch
den Backraum 18 ist ein Obertrum 34 eines Endlos-Backbandes 35 geführt. Das
Obertrum 34 liegt längs
des Backraums 18 auf mehreren, voneinander beabstandet
in den Ofenmodulen 2 bis 4 angeordneten und als
Querstreben ausgebildeten Backbandträgern 36 auf. Das Backband 35 ist
durch einen nicht dargestellten Motor so angetrieben, dass das Obertrum 34 in
Förderrichtung 5 bewegt
ist. Das Obertrum 34 tritt in den 1 bis 3 linksseitig durch
eine nicht dargestellte Zuführöffnung in
den Backraum 18 ein und rechtsseitig durch eine ebenfalls
nicht dargestellte Abführöffnung aus
dem Backraum 18 aus. Rechts und links außerhalb
der Zonenendmodule 4 wird das Backband 35 in nicht
dargestellter Weise umgelenkt. Ein Untertrum 37 des Backbandes 35 wird
unter den Ofenmodulen 2 bis 4 auf weiteren, zwischen
den Standfüßen 4a angeordneten
Backbandträgern 38 zurückgeführt.
-
Den
Querschnitt nach 4 sind weitere Details der Anordnung
der Drosselklappen 24 und 33 zu entnehmen. Die
Drosselklappe 24 ist mit einer Schwenkwelle 39 verbunden,
die in den Seitenwänden
des Zonenendmoduls 4 gelagert und in 4 nach
links herausgeführt
ist. Am dortigen herausgeführten
Ende weist die Schwenkwelle 39 einen Betätigungshebel 40 auf,
mit dem die Drosselklappe 24 zwischen der Offen- und der
Schließstellung
umgestellt werden kann. Auch Zwischen-Drosselstellungen zwischen
der Offen- und der Schließstellung
sind möglich.
-
Die
beiden Drosselklappen 33 sind mit einer gemeinsamen Schwenkwelle 41 verbunden,
die in entsprechender Weise wie die Schwenkwelle 39 in Seitenwänden des
Zonenendmoduls 4 gelagert ist. Entsprechend zur Schwenkwelle 39 weist
auch die Schwenkwelle 41 an ihrem in 4 linksseitig
aus dem Zonenendmodul 4 herausgeführten Ende einen Betätigungshebel 42 auf.
Mit diesem können
die Drosselklappen 33 zwischen der Offen- und der Schließstellung
umgestellt werden. Auch Zwischen-Drosselstellungen
zwischen der Offen- und der Schließstellung sind möglich.
-
Alternativ
zu einer manuellen Betätigung
ist auch eine angetriebene Betätigung
der Schwenkwellen 39, 41 und damit ein angetriebenes,
insbesondere automatisches Umstellen der Drosselklappen 24, 33 und
gegebenenfalls auch des Schiebers für die Verbindungsöffnungen 33a zwischen
der Offen- und der
Schließstellung
möglich.
Auch ein angetriebenes Umstellen zwischen verschiedenen Zwischen-Drosselstellungen
ist hierdurch möglich.
-
Im
Falle einer automatischen Verlagerung sind die Drosselklappen 24, 33 mit
einer zentralen Steuereinrichtung des Backofens 1 verbunden.
-
Die
Zuführ-Unterabschnitte 14, 21,
der Rückführ-Unterabschnitt 27 sowie
die anderen, innerhalb der Ofenmodule 2 bis 4 angeordneten
Komponenten des Führungskanals 9 sind
in einem im Querschnitt der 4 rechteckigen
Luftführungsgehäuse 42a angeordnet.
Letzteres begrenzt im oberen Abschnitt den Rückführ-Unterabschnitt 27.
Das Luftführungsgehäuse 42a ist
an Zwischen-Tragstreben 43 des Zonenendmoduls 4 montiert.
Die Tragstreben 43 sind Teil einer aus einer Mehrzahl von
horizontalen und vertikalen Streben aufgebauten Tragstruktur 43a der Ofenmodule 2 bis 4.
Diese Montage des Luftführungsgehäuses 42a ist
schwimmend, also derart, dass eine Längenänderung dieser Komponenten
des Führungskanals 9 aufgrund
einer thermischen Ausdehnung erfolgen kann. Das Zonenendmodul 4 weist wie
die anderen Ofenmodule 2, 3 eine wärmedämmende äußere Ofenverkleidung 44 auf. Über eine ebenfalls
wärmedämmend verkleidete
Zugangstür 45 ist
das Innere des Zonenendmoduls 4 zugänglich. Zwischen der Verkleidung
der Ofenmodule 2 bis 4 und dem Luftführungsgehäuse 42a ist
nicht dargestelltes Dämmmaterial
in Form von Isolierwolle eingefügt.
-
Das
Luftführungsgehäuse 42a jedes
Ofenmoduls 2 bis 4 weist stirnseitig umlaufende
Dichtelemente auf. Über
diese sind die Luftführungsgehäuse 42a von
benachbarten Ofenmodulen 2 bis 4 derartig zueinander
abgedichtet, dass eine Umluftführung zwischen
den Luftführungsgehäusen 42a möglich ist, ohne
dass Umluft an diesen Stoßstellen
die Luftführungsgehäuse 42a nach
außen
verlassen kann.
-
Abgesehen
von den in 4 dargestellten Komponenten
zu den Drosselklappen 24, 33 haben die Verlängerungsmodule 3 des
Backofens 1 einen der 4 entsprechenden
Querschnitt.
-
Die 5 bis 10 zeigen Details der Zuführ- bzw.
Rückführ-Kanalabschnitte.
-
5 zeigt
eine Ansicht des Zuführ-Unterabschnitts 14 des
Zuführ-Kanalabschnitts 13 von
unten. Die Grenzwand 17 des Zuführ-Unterabschnitts 14 zum Backraum 18 hin
weist eine Vielzahl von rasterartig angeordneten Durchgangsöffnungen 46 auf. Über diese
steht der Zuführ-Unterabschnitt 14 mit dem
Backraum 18 in Verbindung. Die anderen Zuführ-Unterabschnitte
des Zuführ-Kanalabschnitts 13 weisen
entsprechend rasterartig angeordnete Durchgangsöffnungen 46 auf. Der
Strömungswiderstand aller
Durchgangsöffnungen 46 des
Zuführ-Kanalabschnitts 13 in
der Grenzwand 17 zusammen ist größer als der über die
Drosselklappen 24 in der Offenstellung vorliegende Strömungswiderstand
des Zuführ-Kanalabschnitts 13.
Bei in Offenstellung vorliegender Drosselklappe 24 strömt daher
die Umluft praktisch ausschließlich über den
Zuführ-Unterabschnitt 14 direkt
in den Rückführ-Unterabschnitt 27. Nur
ein geringer, praktisch vernachlässigbarer
Anteil der Umluft strömt
bei geöffneter
Drosselklappe 24 vom Zuführ-Unterabschnitt 14 durch
die Durchgangsöffnungen 46 über den
Backraum 18 und die Verbindungsöffnungen 33a hin zum
Rückführ-Unterabschnitt 27.
Bei geschlossener Drosselklappe 24 ist die Strömungsgeschwindigkeit
der Umluft durch die Durchgangsöffnungen 46 zum
Beispiel 20 mal so groß wie
bei geöffneter
Drosselklappe 24.
-
Der
obere Zuführ-Unterabschnitt 14 weist vier
Befestigungsausleger 47 zur schwimmenden Montage im Zonenendmodul 4 auf.
-
7 zeigt
eine Ansicht des Zuführ-Unterabschnitts 21 des
unteren Zuführ-Kanalabschnitts 20 des
Zonenendmoduls 4, vom Backraum her gesehen. Die Grenzwand 23 , über die
der Zuführ-Unterabschnitt 21 an
den Backraum 18 angrenzt, weist eine Vielzahl rasterartig
angeordneter weiterer Durchgangsöffnungen 48 auf.
Die Rasterweite der Anordnung der Durchgangsöffnungen 48 längs der Förderrichtung 5 ist
beim unteren Zuführ-Unterabschnitt 21 in
etwa doppelt so groß wie
die Rasterweite der Durchgangsöffnungen 46 beim
oberen Zuführ-Unterabschnitt 14 nach 5.
Auch der Strömungswiderstand
aller Durchgangsöffnungen 48 zusammen
ist größer als
der minimale Strömungswiderstand
des Führungskanals 9 im
Bereich der Verbindungs-Kanalabschnitte 32, der durch die
Drosselklappen 33 in der Offenstellung freigegeben werden kann.
Hierdurch ist gewährleistet,
dass bei geöffneten
Drosselklappen 33 die Umluft praktisch ausschließlich direkt
vom unteren Zuführ-Unterabschnitt 21 über die
Verbindungs-Kanalabschnitte 32 in die Rückführ-Unterabschnitte 27 strömt. Nur
ein praktisch vernachlässigbarer
Teil der Umluft nimmt bei geöffneten
Drosselklappen 33 den Umweg vom unteren Zuführ-Unterabschnitt 21 über die
Durchgangsöffnungen 48,
den Backraum 18 und die Verbindungsöffnungen 33a in den
Rückführ-Unterabschnitt 27.
Der untere Zuführ-Unterabschnitt 21 weist
vier Befestigungsausleger 49 zur schwimmenden Montage im
Zonenendmodul 4 auf.
-
Die
Durchgangsöffnungen 46, 48 haben
die Funktion von Luftdüsen
zur wahlweisen Zufuhr von Umluft 8 hin zum Backraum 18.
Die Zuführ-Kanalabschnitte 13, 20 werden
daher auch als Düsenkästen bezeichnet.
-
Die
zwischen den Ofenmodulen 2 bis 4 stirnseitig aneinander
angrenzenden Endbereiche der modulweise unterteilten Kanalabschnitte 13, 20 sind über Verbindungseinrichtungen
miteinander verbunden, die jeweils eine Mehrzahl von stirnseitig über die Kanalabschnitte 13, 20 überstehende
Verbindungslaschen 50 aufweisen. Diese Verbindungseinrichtungen
sind für
die Kanalabschnitte 13, 20 in gleicher Weise ausgebildet
und werden nachfolgend anhand der 9 und 10 näher
erläutert.
-
Die
Verbindungslaschen 50 sind umlaufend um stirnseitige Endbereiche 51 der
Kanalabschnitte 13, 20 angeordnet. Zwischen jeweils
zwei benachbarten Verbindungslaschen 50 erstreckt sich
eine Aufnahmezone 52. Die Verbindungslaschen 50 und die
Aufnahmezonen 52 sind bei miteinander zu verbindenden Endbereichen 51 derart
versetzt gegenüberstehend
angeordnet, dass jeweils einer Verbindungslasche 50 des
einen Endbereichs 51 eine Aufnahmezone 52 des
anderen Endbereichs 51 zugeordnet ist. Die einander zugeordneten
Verbindungslaschen 50 und Aufnahmezonen 52 weisen
die gleiche Breite auf. Zwischen jeweils einer Verbindungslasche 50 und
einer dieser benachbarten Aufnahmezone 52 ist im Endbereich 51 eine
Führungs-
und Verbindungsnut 53 ausgeführt. Die Führungsnuten 53 erstrecken
sich längs
der Förderrichtung 5.
Jede Verbindungslasche 50 weist an ihrem freien Ende einen
Führungsabschnitt 54 auf.
Letzterer ist zum benachbarten Endbereich 51 und auch zur
zugeordneten Aufnahmezone 52 schrägstehend angeordnet, wie sich
zum Beispiel aus der Darstellung nach 10 ergibt.
Der Führungsabschnitt 54 schließt mit der
Wand des benachbarten Endbereichs 51 einen Winkel von etwa
165° ein.
-
Die
Führungsabschnitte 54 verjüngen sich zum
freien Ende der Verbindungslaschen 50 hin über schräge Kantenbereiche 55.
An den Führungsabschnitt 54 schließt sich
in Richtung auf den Endbereich 51 zu ein Klemmabschnitt 56 der
Verbindungslasche 50 an. Wie der 10 zu
entnehmen ist, weist jeder der Endbereiche 51 ein Querversteifungsprofil 57 mit
dreieckigem Querschnitt auf.
-
Stellvertretend
für die
Montage der Kanalabschnitte 13, 20 beim Zusammensetzen
zweier Ofenmodule 2 bis 4 wird nachfolgend die
Verbindung zweier Endbereiche 51 anhand der vier Momentanpositionen
a bis d der 10 beschrieben.
-
10a zeigt die einander stirnseitig gegenüberliegenden
Endbereiche 51 vor der eigentlichen Verbindung der die
beiden Endbereiche 51 aufweisenden Module 2 bis 4 in
einer Momentanposition, bei der diese in Fördenichtung 5 noch
zueinander beabstandet sind. Jeder Verbindungslasche 50 des
einen Endbereichs 51 ist eine Aufnahmezone 52 des anderen
Endbereichs 51 zugeordnet.
-
10b zeigt eine Momentanposition, bei der die Endbereiche 51 parallel
zur Fördenichtung 5 aufeinander
zu derart verlagert wurden, dass die Verbindungslaschen 50 in
die ihnen zugeordneten Aufnahmezonen 52 eingreifen. Aufgrund
der schräg
angestellten Führungsabschnitte 54 ist
gewährleistet, dass
die Verbindungslaschen 50 wechselweise sich ineinander
verschränkend
in die jeweiligen Aufnahmezonen 52 eingreifen. Zu Beginn
dieses Eingreifvorgangs ist aufgrund der genannten Schrägstellung und
der schrägen
Kantenabschnitte 55 der Führungsabschnitte 54 eine
gewisse Versatztoleranz zwischen den Endbereichen 51 quer
zur Fördenichtung 5 gewährleistet.
-
14c zeigt eine Momentanposition, bei der
die Endbereiche 51 parallel zur Förderrichtung 5 noch
ein Stück
weiter aufeinander zu geschoben wurden. Dabei werden die Klemmabschnitte 56 an den
führenden
Stirnkanten der Aufnahmezonen 52 vorbei gedrückt, so
dass die Verbindungslaschen 50 elastisch nach oben und
die Aufnahmezonen 52 elastisch nach unten ausgelenkt werden.
Hierdurch ergibt sich ein sicherer Zusammenhalt der beiden Endbereiche 51.
Zwischen den Enden der einander zugewandten Führungs- und Verbindungsnuten 53 verbleibt
in der Momentanposition nach 10c ein Abstand,
der in 10c mit a bezeichnet
ist. Dies ist die Momentanposition nach der Montage der Ofenmodule 2 bis 4,
solange der Backofen 1 noch nicht aufgeheizt ist.
-
10d zeigt die einander angrenzenden Endbereiche 51 beim
Betrieb des Backofens 1, bei dem die Endbereiche 51 durch
die heiße
Umluft 8 erwärmt
wurden. Aufgrund der thermischen Ausdehnung der zugehörigen Zuführ-Kanalabschnitte
haben sich die Endbereiche 51 in der Momentanposition nach 10d gegenüber
derjenigen nach 10c aufeinander zu bewegt. Der
Abstand a zwischen den Enden der Führungs- und Verbindungsnuten 53 hat sich
praktisch bis auf Null verringert.
-
Die
Abfolge der Verbindungslaschen 50 und Aufnahmezonen 52 beim
stirnseitigen Umlauf um einen jeweiligen Endbereich 51 eines
Kanalabschnitts 13, 20 ist derart in Bezug auf
die Förderrichtung 5 asymmetrisch,
dass ein Ofenmodul 2 bis 4 an einem anderen Ofenmodul 2 bis 4 in
einer bestimmten Orientierung oder auch in einer hierzu alternativen
Orientierung, bei der das Ofenmodul 2 bis 4 um
seine Hochachse um 180° gedreht
wurde, passend angesetzt werden kann. Gleichzeitig ist die Abfolge
der Verbindungslaschen 50 und Aufnahmezonen 52 so, dass
der Backofen 1 mit beliebiger Abfolge von Ofenmodulen 2 bis 4 aufgebaut
werden kann.
-
Der
Backofen 1 wird aus den Ofenmodulen 2 bis 4 je
nachdem Temperatur- und Backzeitanforderungen, die an das jeweils
z. B. zu verarbeitende Dauerbackgebäck gestellt sind, zusammengesetzt. Dies
ist anhand der Abfolge der 10a bis 10d beschrieben. Beim Zusammenfügen der
einander zugewandten Stirnwände
der Ofenmodule 2 bis 4, deren Tragstrukturen über entsprechende
Verbindungselemente, z. B. Schraubflansche, miteinander verbunden
werden, finden sich aufgrund der beschriebenen Anordnung und Ausformung
der Verbindungslaschen 50 die einander zugewandten Endbereiche 51 der
jeweiligen Zuführ-Unterabschnitte 14, 21 automatisch.
Die Endbereiche 51 müssen
daher nicht in einem zusätzlichen
Arbeitsgang miteinander verbunden werden. Für die Verbindung der jeweiligen
Kanalabschnitte des Führungskanals 9 sind
keine extra zu montierenden Verbindungsteile erforderlich. Nach
der Montage der Ofenmodule 2 bis 4 wird der Backofen 1 in
einer Weise betrieben, die nachfolgend anhand des Backofens nach
den 2 und 3 beschrieben wird:
-
Zunächst wird
der Backofen in einem Strahlungs-Modus in der in 2 dargestellten
Momentanposition betrieben. Die Drosselklappen 24 und 33 sind
vollständig
offen, so dass die vom Umwälzventilator 30 umgewälzte Umluft 8 im
Wesentlichen ungehindert im Führungskanal 9 umlaufen
kann. Dabei strömt
die Umluft 8 vom Brennerbereich des Führungskanals 9 zunächst in
die Zuführ-Kanalabschnitte 13 und 20 und
von dort zurück
in den Rückführ-Kanalabschnitt 26,
wobei je nach dem Weg der Umluft 8 eine der Drosselklappen 24, 33 passiert
wird.
-
Durchgangsöffnungen
durch die Grenzwände 17, 23,
welche die Zuführ-Kanalabschnitte 13, 20 mit
dem Backraum verbinden, werden nicht nur durch die Durchgangsöffnungen 46, 48 gebildet,
sondern auch durch Durchgangs-Zwischenräume im Bereich der über die
beschriebene Verbindungseinrichtung aneinander anstoßenden Endbereiche 51.
Der Gesamtquerschnitt dieser Durchgangs-Zwischenräume fällt gegenüber dem
Gesamtquerschnitt der Durchgangsöffnungen 46, 48 jedoch
nicht nennenswert ins Gewicht. Mit zunehmender Temperatur der Endbereiche 51 verkleinert
sich zudem der Querschnitt dieser Durchgangs-Zwischenräume praktisch
bis nahe Null.
-
Da
die Drosselklappen 24, 33 in der Offenstellung
im Führungskanal 9 einen
maximalen Querschnitt freigegeben, der größer ist als die Summe der Querschnitte
der Durchgangsöffnungen 46 und 48, tritt
kaum oder nur wenig Umluft 8 durch die Durchgangsöffnungen 46, 48 in
den Backraum ein. Eine Erwärmung
des Backraums 8 findet daher fast ausschließlich durch
Wärmestrahlung,
ausgehend von den heißen
Grenzwänden 17, 23,
statt. Das im Backraum 18 vorliegende Backgut kann im Strahlungs-Modus
des Backofens 1 schonend vorgebacken werden.
-
Wenn
anschließend
die Drosselklappen 24, 33 geschlossen werden,
befindet sich der Backofen 1 im Konvektions-Modus, der
in 3 dargestellt ist. Die Zuführ-Kanalabschnitte 13, 20 sind
dann im Bereich der Drosselklappen 24, 33 verschlossen.
Die Umluft 8 nimmt dann einen anderen Weg, nämlich über die
Durchgangsöffnungen 46, 48,
die Verbindungs-Kanalabschnitte 32 und
den Rückführ-Kanalabschnitt 26.
-
Das
auf dem Backband 35 vorliegende Backgut wird dann überwiegend über die
am Backgut vorbeistreichende Umluft 8, also durch Konvektion,
beheizt. Das Backgut kann dann ausgebacken werden.
-
Auch
Zwischenmodi zwischen dem Strahlungs- und dem Konvektions-Modus können durch entsprechende
Zwischenstellungen der Drosselklappen 24 und 33 zwischen
der Offen- und der Schließstellung
eingestellt werden. In diesen Zwischenmodi liegt eine gegenüber dem
Konvektions-Modus
entsprechend verringerte Umluft-Strömung durch die Durchgangsöffnungen 46, 48 und
damit ein geringerer Konvektionsanteil des Backofens 1 vor.
-
Die
Drosselklappen 24, 33 können auch unabhängig voneinander
geöffnet
bzw. geschlossen werden. Wenn die Drosselklappen 24 geöffnet und die
Drosselklappen 33 geschlossen sind, findet ein Backvorgang
mit Strahlungs-Oberhitze und zusätzlich
von unten, also durch die Durchgangsöffnungen 48, kommender
Konvektion statt. Umgekehrt können auch
die Drosselklappen 24 geschlossen und die Drosselklappen 33 geöffnet sein,
so dass Strahlungs-Unterhitze mit Konvektion von oben verbunden ist.
Diese verschiedenen Betriebsmodi können zwischen den einzelnen
Ofenmodulen 2 bis 4 eines Backofens 1 unterschiedlich
gewählt
werden. So ist es möglich,
die längs
der Förderrichtung 5 führenden Ofenmodule 2 bis 4 im
Strahlungs-Modus und die nachfolgenden im Konvektions-Modus zu betreiben. Auch
ein sanfter Übergang
zwischen Ofenmodulen im Strahlungs-Modus und Ofenmodulen im Konvektions-Modus
ist möglich,
indem zwischenliegende Ofenmodule in Zwischenmodi zwischen dem Strahlungs-
und dem Konvektions-Modus betrieben werden. Auch andere Abfolgen
der Modi der Ofenmodule 2 bis 4 längs der
Förderrichtung 5 sind
möglich.
-
Zusätzlich kann über die
mit den Verbindungsöffnungen 33a zusammenwirkenden
Schieber die Strömung
von Umluft vom Backraum 18 zum Rückführ-Kanalabschnitt 26 beeinflusst
werden. Hierdurch kann beispielsweise die Konvektion im Backraum 18 weiter
unterdrückt
werden. Auch Backschwaden, die mit einer nicht dargestellten Beschwadungseinrichtung
des Backofens 1 erzeugt werden, können durch Verschließen der
Verbindungsöffnungen 33a mit
Hilfe der Schieber im Backraum 18 gehalten werden.
-
Bei
einer nicht dargestellten Variante des Backofens 1 können, z.
B. mit Hilfe entsprechender Schieber, auch die Durchgangsöffnungen 46, 48 wahlweise
zum Teil oder gänzlich
verschlossen werden. Auch hierdurch kann die Konvektion im Backofen
weiter verringert und der Ober/Unterhitzeanteil beeinflusst werden.
-
Anstelle
eines zwischengeschalteten Wärmetauschers 31 kann
die Umluft 8 durch den Brenner 7 auch direkt beheizt
werden.