DE2448902C3 - Backofen zum Backen von Waffeln - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Backofen zum Backen von Waffeln mittels kontinuierlich durch eine mir.destens eine Brennerbatterie aufweisende, von einem Gehäuse umgebene Heizzone hindurchgeführter Back zangen.

Backwaren, die in praktisch geschlossenen Behältern mit nach Art von Schale und Deckel gegeneinander gehaltenen Formen ausgebacken werden, wie .das insbesondere bei Waffeln der Fall ist. werden in herkömmlicher Weise dadurch der erforderlichen Wärmebehandlung unterzogen, daß die eine flammenbefeuerte Heizzone durchlaufen. In der Heizzone wird in Brennern Heizgas verbrannt und dadurch den Backzangen die erforderliche Wärmeenergie zugeführt. Der größte Teil der in den Rauchgasen enthaltenen Wärmenergie bleibt dabei ungenutzt, weil für den Ausbackvorgang des Waffelteiges im Hinblick auf Erzielung einer großen Durchsatzgeschwindigkeit der Backzangen nicht genügend Zeit für eine wirtschaftliche Ausnutzung des Wärmeinhaltes der Rauchgase verbleibt.

Bei herkömmlichen Backöfen der gattungsgemäOen &< > Art werden maximal etwa 40% der bei der Verbrennung freigesetzten Wärmeenergie für den Backvorgang ausgenutzt, während der verbleibende Rest an Wärmeenergie in Form der heißen Rauchgase im wesentlichen Ungenutzt durch einen oder mehrere Schornsteine ⁶^ abgeführt wird.

Im Zuge zunehmender Energieverknappung erlangen, abgesehen von ökologischen Gesichtspunkten, Möglichkeiten besondere wirtschaftliche Bedeutung, durch welche ungenutzte Immission von heißen Rauchgasen in die Umgebungsatmosphäre vermieden werden kann. Bedingt durch die Schwierigkeiten, die sich bei der Waffelherstellung aus der Notwendigkeit ergeben, ganz bestimmte zeitliche Programme für die Zuführung der Backwärme zur Backzange einhalten zu müssen, durch welche auch das Temperaturprofil über der Backdauer bzw. über dem Förderweg dieser Backzange bestimmt wird, ging die Fachwelt bisher davon aus, daß den mit Waffelteig gefüllten Backzangen eine bestimmte Verweildauer zur Verfügung gestellt werden muß, in welcher ihnen die erforderliche Wärme allmählich zugeführt wird Dabei nimmt die Fachwelt in Kauf, daß lange Heizzonen eingesetzt werden müssen, ali auf praktisch ihrer gesamten Länge flammenbefeuert sind. Dies aber bedingt, daß auf dieser gesamten Länge der Brennerzone nicht nur praktisch alle Brenner in Betrieb sind, sondern immer im Teillastuereich gefahren werden, in dem der thermische Wirkungsgrad bekanntlich erheblich geringer ist als bei Vollast Die Folge davon ist, daß, wie auch immer das Ternperaiurprogramm des Backvorganges vorgesehen und geführt wird und wie auch immer der Backofen herkömmlicher Bauart hinsichtlich seiner Rauchgasumspülung der Backzangen ausgebildet ist, der überwiegende Teil der zugeführten Wärmeenergie unausgenut -t durch den bzw. die Abgasschorr.itein(e) von der Heizzone in die Umgebungsatmosphäre abgeführt wird und diese in ökologisch nachteiliger Weise thermisch belastet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen und kostengünstigen Mitteln diesen Nachteilen abzuhelfen und eine Möglichkeit /u schaffen, das Backen von Waffeln und ähnlichem Gebäck ökologisch günstiger und mit erheblich verbessertem Wärmewirtschaftswirkungsgrad durchzuführen, indem die für die Erreichung einer bestimmten Backtemperatur und Verteilung derselben über der Lauflänge der Back/angen unvermeidliche Energiezufuhr nicht nur hinsichtlich der Verwertung der anfallenden Wä. gemenge besser ausgenutzt werden r>oll. sondern auch die Brennung selbst als solche und damit die Ausnutzung des zugeführten Wärmeinhaltes des Heizmediums im Hinblick auf eine Annäherung an die "ochiometrischen Verbrennungsverhältnisse stark verbessert werden soll.

Diese Aufgabe wird durch die Erfindung dadurch gelöst, daß das Gehäuse zur Bildung eines Wärmetauschers doppelwandig mit spaltförmigen Zwischenräumen ausgebildet ist. die Einlaßöffnungen für die Zuführung von Frischluft zu den Brennerbatterien aufweisen.

Durch diesen Erfifidungsgedanken wird nicht nur die in den heißen Rauchgasen, nachdem diese die Hei/zone durchlaufenden Backzangen umspült haben, enihaltene Wärmeenergie zumindest teilweise ausgenui/t und dadurch die Temperatur dieser Rauchgase gesenkt, sondern auch zur Kühlung des die Heizzone unigeben den Gehäuses beigetragen, indem dieses einerseits mit Frischluft umspült und daher auf seiner Außenoberflä ehe stets auf einer verhältnismäßig niedrigen Tempera tür gehalten wird und andererseits durch Kombination dieser Maßnahmen diese für die Wärmeisolierung dieses Gehäuses benutzte saubere Frischluft, die mit den unvermeidlichen Wärmeverlusten dieses Gehäuses beladen ist, als vorgewärmte Frischluft der Verbfen* nung zugeführt wird. Dabei wird dadurch, daß die Temperatur der für die Verbrennung zugeführlen Frischluft erhöht ist, der Vefbrennungswirkungsgrad als

solcher gesteigert, was die günstige Folge hat, daß nicht nur die Flammentemperatur höher und damit das ausnutzbare Temperaturgefälle größer wird, sondern auch daß infolge besserer Annäherung an die stöchiometrischen Verbrennungsverhältnisse selbst bei Teillast der im zugeführten Heizmedium enthaltene Wärmemengenvorrat besser ausgenutzt und der Anteil an Unverbranntem und Schadstoffen in den Rauchgasen erheblich gesenkt wird, was nicht nur der Wirtschaftlichkeit der Bet·, iebsführung des Backverfahren, sondern auch der ökologischen Belastung der Umgebungsatmosphäre sowohl in thermischer Hinsicht, als auch im Hinblick auf Schadstoffimmissionen, zugute kommt Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Wandstärke der Gehäusewandung erheblich verringert und dadurch auch die Gestehungskosten eines erfindungsgemäßen Backofens erheblich reduziert werden können.

Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. In der nachstehenden Beschreibung ist ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung erläutert.

Das in der Zeichnung dargestellte Auslührungsbei spiel der Erfindung weist eine kontinuierliche Kette 13 aus gegeneinander gelenkig verschwenkbaren Bd^kzangen 14 auf, die vom links in der Zeichnung gelegenen Umlenkstern 11 in im einzelnen noch zu beschreibenden Trums durch den Heizraum 23, S hindurchgeführt sind. Dabei ist die Baueinheit aus obertrumseitiger Waffelblattentnahmestation und Waffelteigaufgabestation mit 10 bezeichnet Der dieser zugeordnete Umlenksiern 11 für das dieser zugeführte Untertrum \3g zur obertrumseitigen Waffelblattentnahmestation wird durch eine nicht näher dargestellte und als Ganzes mit 22 bezeichnete Motor-Getriebe-Einheit herkömmlicher Ausbildung angetrieben.

Die Heizzone 23 wird obertrumseitig durch eine Brennerbatterie 20 und untertrumseitig durch eine weitere Brennerbatterie 21 beheizt, welche beispielsweise mit Heizgas, befeuert wird. Die heißen Rauchgase, welche in der Heizzone 23 entstehen, werden durch natürlichen thermischen Auftrieb dem Zusaizheizraum, welcher als die Heizzone 23 übergreifender und auf praktisch seiner ganzen Länge für Einströmung der Rauchgase offener Rauchgasdorn 5 ausgebildet ist, zugeführt Hier erfolgt bei diesem dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung eine weitere Ausnutzung der in den in den Brennerzonen mit den Breiinerbatterien 20 und 21 erzeugten Rauchgasen enthaltenen Wärmeenergie zum Ausbacken der Waffel· teigfüllungen der Backzanpen 14. Abgeführt werden die Rauchgase von der Heizzone 23 und dem diese backverfahrensmäßig vervollständigenden Rauchgasdom 5 durch einen zentral angelegten Abgasschornstein 7. Dieser ist durch ein mit dem nicht näher dargestellten Abstützgerüst b/w cVm Verkleidungsgerüst 1 für den Zusatzheizraum bzw. Rauchgasdom 5 in geeigneter Weise verbündendes vorzugsweise zunderfestes Rohr gebildet, welches nach außen durch eine Beschichtung aus Isoliermaterial, wie beispielsweise Schlacken- oder Glaswolle gegen Wärmeverluste zur Außenatmosphäre hin isoliert ist.

Die von der durch die Waffelblattentnahme^ und die Waffelteigaufgabestation gebildeten Baueinheit 10 kommende Backzangenkette 13 wird in etwa horizontaler Richtung durch die Heizzone 23 in Form des Oberlrums 13a hiridurchgeführt, in welcher ihre Backzangen 14 mit aus den Obertrumbrennern 20 und Uniertrumbrennern 21 aastretenden Flammen und/ oder heißen Rauchgasen aufgeheizt und nach Durchlaufen des durch den Rauchgasdom 5 gebildeten Zusatzheizraums und Umkehr des Oberlrums 13a über die Ruckführgleitbahn 30 über das Untertrum 13# der Antriebs-, Waffelblattentnahme- und Waffelteigaufgabestation enthaltenden Baueinheit 10 wieder zugeführt werden. In der Heizzone 23 findet somit sowohl im Obertrum 13a der Backzangenkette 13 als auch in deren Uniertrum i3g eine unmittelbare Befeuerung der Backzangen 14 statt Zweckmäßigerweise kann wegen der zusätzlichen Aufheizung des obertrumseitigen Bereiches der Heizzone 23 durch die vom Untertrumseitigen Bereich derselben stammenden heißen Rauchgase die Länge des mit Brennern 20 bestückten obertrumseitigen Bereiches der Heizzone geringer gewählt sein als die Länge des mit Brennern 21 bestückten untertrumseitigen Bereichs der Heizzone 23.

Das unmittelbar oberhalb der Heizzone 23 etwa

horizontal geführte Trum 13a der Backzangenkette 13 wird zwecks guter Ausnutzung des im Rauchgasdom 5 vorhandenen Raums für die Wärmeübertragung von den in diesen enthaltenen Rauchgas ^n zu den Backzangen heizzonenausgangsseitig durch den Umlenkstern 15 umgelenkt und in heizzoneneingangsseitiger Richtung wieder zurückgeführt Dieses Rückführungstru·;: ist mit 13Z) bezeichnet und wird seinerseits durch eine Umlenkbahn 29 wieder in Gegenrichtung so umgelenkt, daß das daraus resultierende weitere Rückirum 13e dicht unterhalb der Gehäusedecke des Rauchgasdomes 5 den heizzonenausgangsseitig angeordneten Umlenkstern 19 anläuft Das nahe der Decke des Rauchgasdoms 5 etwa horizontal verlaufende Trum 13e wird durch den Umlenkstern 19 zu einem wieder in heizzoneneingangsseitiger Richtung verlau-

J5 fenden leicht ansteigenden Trum 13c/ umgeleitet, welches einen im konkaven Bereich der Umlenkgleit bahn 29 angeordneten weiteren Umlenkstern 18 anläuft und durch diesen zu einem etwa horizontal verlaufenden Trum 13c in Gegenrichtung umgelenkt wird. D.eses Horizontaltrum 13c läuft die Rückführgleitbahn 30 an, welche die Backzangenkette 13 zum Untertrum \3g zunkKführt. Die einzelnen Quertrums 13a, 13Z>, 13c, 13c/ und 13e verlaufen jeweils mit Neigung gegeneinander. Die Umlenksterne 15 und 18 sind jeweils zum Inneren des Rauchgasdomes hin zurückgenommen und liegen in den konkaven Bereichen der Gleitbahnen 30 bzw. 29, um eine möglichst große Zahl von Trums bei gegebener Bauhöhe des Rauchgasdoms 5 un»erbringen zu können. Durch die gezielte Querführung der Backzangenkette 13 relativ zum aufsteigenden Rauchgasstroni wird ein besonders gleichmäßiges Temperaturprofil über dem Transportweg bzw. dei Backdauer erzielt, welches sich besonders günstig auf die Qulität des Backgutes aiiswir'·;.

Um zu vermeiden, daß die Außenoberfläche des die Heizzone 23 und den wirkungsmäßig zu dieser gehörenden Rauchgasdom 5 umkleidenden Gehäuses 1 durch Wärmeleitung durch das dieses Gehäuse bildende Material hindurch und gegebenenfalls durch Wärmestrahlung eine unangemessen hohe Temperatur annimmt, muß auf der Auüenseite. dieses Gehäuses 1 eine Isolierung vorgesehen sein.

Zu diesem Zweck ist nach der Erfindung die Isolierung des Gehäuses 1 doppelwandig ausgebildet,

d. h„ sie weist zwei mit Abstand voneinander angeordnete und spaltförmige Zwischenräume 4 zwischen sich bildende Isolierschichten 2 uiid 3 auf. Im unteren, bodennahen Bereich weisen die längs der gesamten

Oberfläche des Gehäuses i verlaufenden spaltförmigen Zwischenräume 4 Frischlufteinlaßöffnungen 8 und 9 auf. Aus der Zeichnung ist ersichtlich, daß diese Zwischenräume 4 zwischen den beiden Isolierschichten 2 und 3 nicht nur die Scitcnwandungen des den Heizraum 23 und 5 umgebenden Gehäuses 1 überziehen, sondern auch dessen Decke. Deckenseitig mündet diese Zwischenräume in einen Ringrohrsammler 35. Dieser ist um einen Abgasschornstein 7 in dessen Eintrittsbereich herum angeordnet und gegenüber diesem nicht isoliert. Sind mehrere Abgasschornsteme 7 vorhanden, so können auch mehrere mit den Zwischenräumen 4 kommunizierende Ringrohrsammler 35 vorgesehen sein. An den nicht näher bezeichneten Ausströmstutzen des Ringrohrsammlers 35 ist der Einströmstutzen 34a eines Saugzuggebläses 34 angeschlossen. An dessen Ausströmstutzen ist eine in der Zeichnung lediglich angedeutete Weiterführungsleitung angeschlossen, rliirrh u/plrhp flip durch Ö3? SaUgZUggsbläse 34 geförderte Luft den Brennerbatterien 20 und 21 als Frischluft für die Verbrennung zugeführt wird.

Den spaltförmigen Zwischenräumen können zwecks weiterer Nutzung von Abgasenergie weitere Wärmetauscher nachgeordnet sein.

So ist auf der linken Seite des Abgasschornsteines 7 ein weiterer spaltförmiger Wärmetauscher 31 für nach dem gleichen Prinzip der Wärmeisolierungs-Luftspü-Iung arbeitende Frischluftzufuhr angedeutet. Es handelt sich dabei um einen die Wandung 6 des Abgasschornsteines 7 allseitig umgebenden Ringspalt ausreichender Länge, der zwischen Schornsteinwandung 6 und diese zur Außenatmosphäre hin isolierendem Material 37 gebildet ist Es ist ersichtlich, daß dieser gleichfalls als Wärmetauscher dienende Spülluftführungsspalt einen Einströmstutzen und einen Ausströmstutzen aufweist. Dargestellt ist, daß in den unteren Anschlußstutzen (nicht näher bezeichnet) Frischluft eingeführt und durch den oberen Stutzen (gleichfalls nicht bezeichnet) abgeführt wird. Das bedeutet, daß die Frischluftführung als Gleichlaufströmung in Bezug auf die den Abgasschornstein 7 von unten aus dem Inneren des Rauchgasdomes 5 heraus nach oben durchströmenden Rauchgase ausgebildet ist. halls erwünscht, kann aber die Frischluftführung auch umgekehrt gewählt werden, so daß sie im Gegenstrom zu den im Abgasschornstein 7 strömenden heißen Rachgasen arbeitet Dargestellt ist durch eine den Ausströmstutzen des Saugzuggebläses 34 mit dem Einlaßstutzen des Wärmetauschers 31 verbindende strich-punktierte Linie eine Ausführungsform der Erfindung bei der zwei Wärmetauscher hintereinandergeschaltet sind. Einmal nämlich arbeitet die frischluftgespülte Wärmeisolierung 2, 3 des Gehäuses ί als Wärmetauscher bzw. Luftvorwärmer im üblichen Sinne, und zum anderen wird die hier vorgewärmte Luft im unter Saugzug arbeitenden Zwangsdurchlauf dem weiteren Wärmetauscher 31 im Druckbelrteb zugeführt und in diesem durcä Wärmeübertragung von den heißen, den Abgassohorrislein durchströmenden Rauchgasen her noch weiter aufgeheizt, bevor sie als Verbrennungsfrischluft de» Brennerbatterien 2!) und 21 zugeführt wird. Auch der

Iu Ringrohrsammler 35, welcher dem Saugzugijetiläse 34 vorgeschaltet ist, arbeilet vorzugsweise als VVä'Tnetauscher Falls zweckmäßig, könnte dem Ringrolirsammler eine solche lxiale Länge gegeben werden, <la[. er die Funktion dc> Wärmetauschers 31 mitübern mint, dies dann allerdings so, daß er im Zwangsdurchlaif unter Saugzugwirkung arbeitet

Auf der rechten Seite des Abgasschornstein!. 7 sind zwei weitere jeweils für sich allein oder in Kombination !riii^ifisndsr oder ίτιϊί d£·' bereits bcschr ebenen Varianten einsetzbare Ausführungsformen dei Erfindung dargestellt. Es ist erkennbar, daS in die Wandung 6 des AbgasGchornsteins 7 ein Wärmetauschregisler 32 eingebaut ist, das vom in beschriebener Weise arbeitenden Ringrohrsammler 35 über ein an diesen angeschlossenen Auszuggebläse 36 sekundäi'scitig mit der aufzuheizenden Frischluft für die Verbrennung und primärseitig mit den durch den Abgasschornstein 7 hindurcMtronenden heißen Rauchgasen beschickt wird. Auch dieses Wärmetauschregister ka.nn im Gletchstrom oder aber Gegenstrom bezüglich der Strömungsrichtung der heißen Rauchgase betrieben werden. Obgleich es nur auf dar rechten Seite des Abgasschornsteines 7 gezeigt ist, umgibt es in der Praxis diesen jedoch allseitig.

Weiterhin ist auf der rechten Seite des Abgasüchornsteines 7 gezeigt, daß ein in seinem Inneren, d. h. unmittelbar im Strömungsweg der heißen Rauchgase liegend, angeordneter Luftvorwärmer 33 vorgesehen sein kann. Diesem wird im dargestellten Ausfülirungsbeispiel die aufzuheizende Frischluft mittels des Gebläses 36 über einen nicht näher bezeichneten Strömungseinlaß zugeführt, die über einen unteren, gleichfalls nicht näher bezeichneten Warmiuflauslaß abgeführt und den Brennerbatterien 20, 21 zugeleitet wird. In der Zeichnung ist ferner ein mit 38 bezeichnetes Umschaltglied für die Luftströmung aus Wämeiaiischregister 32 oder dem Luftvorwärmer 33 schema tisch dargestellt welches als Ventil oder Umstenerlclappe ausgebildet sein kann. Dadurch soll lediglich angedeutet werden, daß beide Wärmetauschersysteme 31! bzw. 33 gleichzeitig vorhanden sein, jedoch für alt;nn. ^:ven Einsatz vorgesehen sein können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1 Patentansprüche:

1. Backofen zum Backen von Waffeln mittels kontinuierlich durch eine mindestens eine Brennerbatterie aufweisende, von einem Gehäuse umgebene Heizzone hindurchgeführter Backzangen, d a durch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) zur Bildung eines Wärmetauschers doppelwandig mit spaltförmigen Zwischenräumen (4) ausgebildet ist, die Einlaßöffnungen (8,9) für die Zuführung von to Frischluft zu den Brennerbatterien (20, 21) aufweisen.

2. Backofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Doppelwand des Gehäuses (1) aus zwei Isolierschichten (2,3) besteht

3. Backofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die spaltförmigen Zwischenräume (4) des Gehäuses (1) mit ihren zu den Einlaßöffnungen (8 bzw. 9) entgegengesetzt liegenden Teilen an mindestens ein mit den Brennerbatterien (20, 21$ verbundenes Saugzuggebläse (34, 36) angeschlossen sind.

4. Backofen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß das Saugzuggebläse (34, 36) an einen den Abgasschornstein (7) umgebenden Ringrohrsammler (35) für die spaltföimigen Zwischenräume (4) der Gehäusewand angeschlossen ist.

5. Backofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die spaltförmigen Zwischenräume (4) des Gehäuses ^o (1) gebildete Wärmetauscher an mindestens einen weiteren im Ahgasschornstein (7) liegenden oder ihn umgebenden Wärmetauscher (31 bzw. 32 bzw. 33) angeschlossen ist.

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