DE2519604C3

DE2519604C3 - Backofen mit direkter Beheizung durch einen Brenner und erzwungener Warmluftströmung

Info

Publication number: DE2519604C3
Application number: DE2519604A
Authority: DE
Inventors: Claudio Del Porcia Pordenone Fabbro (Italien)
Original assignee: Zanussi Grandi Impianti SpA
Current assignee: Electrolux Zanussi Grandi Impianti SpA
Priority date: 1974-05-18
Filing date: 1975-05-02
Publication date: 1979-05-23
Also published as: FR2271514B1; ES437327A1; DE2519604B2; FR2271514A1; US3991737A; DE2519604A1; GB1507371A; IT1024113B

Description

Die Erfindung betrifft einen Backofen mit direkter Beheizung durch einen Brenner und erzwungener Warmluftströmung, bestehend aus drei im wesentlichen nebeneinander angeordneten, miteinander in Verbindung stehenden Räumen, und zwar einem Backraum, einem Luftumwälzraum mit mindestens einem Gebläse, dessen Eintrittsöffnung mit dem Backraum in Verbindung steht, sowie einem Brennraum, aus dem die Verbrennungsgase unter dem Einfluß der Saugwirkung des Gebläses durch einen durch den Umwälzraum geführten Saugkanal in den Backraum strömen, wobei ein mit der Umgebungsluft in Verbindung stehender Auslaßkanal vorgesehen ist.

Einige Backöfen mit erzwungener Wärmeströmung der obenerwähnten Bauart sind bekannt, denen schwer zu bewältigende Probleme gemeinsam sind, wie Überhitzung der Zuströmkanäle für die Flammengase und erschwerte Zugänglichkeit der einzelnen Bauglieder, insbesondere des bzw. der Brenner. Die Flammengase erreichen nämlich meistens bei derartigen Backöfen sehr hohe Temperaturen der Größe riss Ordnung von 700-900° C, so daß zur Einschränkung der Überhitzung besondere (d. h. teure) Werkstoffe angewandt werden müssen, die besonders wärmebeständig sind, es sei denn, daß auf passende (jedoch umständliche) Einrichtungen zum Kühlen der Kanal wände zurückgegriffen wird. Bei einigen Ofenarten sind Brennraum und Brenner in der Nähe der Ofensohle oder jedenfalls auf niederer Höhe als das Gebläse untergebracht, so daß auch andere Bauglieder des Backofens (wie Gebläseantrieb und Steuerungen) unerwünscht hohen Temperaturen ausgesetzt sind, die deren Betriebssicherheit gefährden. Insbesondere ist eine Backofenkonstruktion mit erzwungener Wärmeströmung bekannt, bei der der Brennraum unmittelbar unter dem Gebläse angeordnet ist, wobei letzteres

so durch eine dazwischengelegte, gerippte, von demselben Gehäuse gekühlte Platte vor Überhitzung geschützt wird. Das ist keine befriedigende Lösung, denn die sich auf den Plattenrippen abgesetzten Schmutzteilchen vermindern nach längerer Betriebszeit deren Wärmeabgabefähigkeit und stellen auch eine schwierige Reinigungsaufgabe dar, da die gerippte Platte schwer zugänglich ist.

Aus der französischen Patentschrift 2091783 ist ferner ein direkt beheizter Backofen mit erzwungener Warmluftströmung bekannt, bei dem der Brenner ringförmig ausgebildet und bezüglich des Gebläses konzentrisch angeordnet ist. Der Brennraum steht mit dem Backraum über einen Umfangskanal in unmittelbarer Verbindung, durch den die Verbrennungsgase gesaugt werden. Bevor sich diese im Backraum mit einem kühleren Luftstrom vermischen, bestreichen sie die Seitenwände des Brennraumes, welche somit in gleicher Weise wie die Wände des Umfangskanals und

10

15

20

eines Abschnittes des denselben durchquerenden Auslaßkanals ständig starken Wärmebelastungen ausgesetzt sind. Demzufolge ist es erforderlich, die Wände des Backraumes, des Umfangskanals und des Auslaßkanals aus besonderen Werkstoffen herzustellen, die aber trotzdem keine Dauerbetriebszuverlässigkeit gewährleisten.

Eine ähnliche Backofenkonstruktion ist aus der US-Patentschrift 3384068 bekannt. Auch bei diesem Backofen vermischen sich die Brennergase erst beim Eintritt uerselben in den eigentlichen Backraum mit kühleren Gasen, so daß auch hier die durch den Durchmischungsraum führende Leitung mit den hohen Temperaturen der Brennergase beaufschlagt wird.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Backofen der bekannten Art derart zu verbessern, daß weitgehend auf die Verwendung hochtemperaturbeständiger Werkstoffe verzichtet werden kann, insbesondere im Bereich des durch den Umwälzraum geführten Saugkanals für die Gase aus dem Brennraum.

Diese Aufgabe wird bei einem Backofen der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der sich durch den Umwälzraum erstrekkende Saugkanal mit diesem Raum und/oder mit dem Auslaßkanal derart in Verbindung steht, daß durch ihn einerseits die gesamten aus dem Brennraum angesaugten Verbrennungsgase und andererseits ein Teilstrom der durch das Gebläse umgewälzten Luft strömen. M

Die heißen Brennergase werden durch dieser Aufbau zu einem sehr frühen Zeitpunkt mit weniger warmen Gasen vermischt, so daß durch die in den Backraum führende Saugleitung insgesamt ein Gas mit einer Temperatur geleitet wird, die unterhalb der Temperatur der reinen Brennergase liegt.

Dadurch kommen nur wenige Teile der Backofenkonstruktion mit den unvermischten, äußerst heißen Brennergasen in Berührung, während die meisten anderen Teile, insbesondere die den Durchmischungs- ίο raum durchsetzende Saugleitung, nur Kontakt mit Gasen geringerer Temperatur haben. Daher können die entsprechenden, die warmen Gase dem Backraum zuführenden Teile, also beispielsweise die Saugleitung, aus einem billigeren Werkstoff hergestellt wer- den, an den bezüglich Temperaturfestigkeit keine si; hohen Ansprüche gestellt werden müssen.

Durch die erfindungsgemäß ausgebildete Konstruktion ist es gleichzeitig möglich, einen im hohen Maß zuverlässigen und betriebstüchtigen Backofen zu schaffen, dessen Bauglieder, insbesondere der Brenner im Backraum, leicht zugänglich angeordnet sind, während das verbesserte System der Luftumwälzung zwischen Brennraum, Backraum und Entweichungskanal einen optimalen Wärmezustand im Betrieb sichert.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindungsind Gegenstand der Unteransprüche und in diesen niedergelegt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind an Hand der Zeichnung nachstehend beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen stirnseitigen Querschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform eines Backofens mit erzwungener Warmluftströmung,

Fig. 2 ein Schnittbild nach Linie II-II durch den Backofen von Fig. 1,

Fig. 3 ein Schnittbild nach Linie III-III durch den Backofen von Fig. 1,

50

55

60

65 Fig. 4 und S Einzelheiten des Backofens nach Fig. 1, jeweils in verschiedenen Ausführungsformen,

Fig. 6 und 7 je einen stirnseitigen Querschnitt durch abgewandelte Ausführungsformen des Backofens von Fig. 1.

Der in Fig. 1, 2, 3 dargestellte Backofen mit erzwungener Wärmeströmung umfaßt im wesentlichen drei nebeneinander angeordnete, kommunizierende Räume, und zwar einen Backraum 8 für die garzumachenden Speisen, einen Luftumwälzraum 9 und einen Brennraum 10. Letzterer ist neben der oberen Partie des Backofens angeordnet und steht mit einem Auslaßkanal 11 in direkter Verbindung, dessen Mündung 12 auch im Bereich der oberen Partie des Backofens liegt. Zumindest ein Niederdruckbrenner 13, vorzugsweise in linearer Anordnung ist am (offenen) Boden des Brennraumes 10 mit der Senkrechten der Mündung 12 des Auslaßkanals 11 fluchtend befestigt. Wie Fig. 1 zeigt, besteht letzterer zum Teil aus einer Verlängerung nach oben einer im wesentlichen glatten, stehenden Wand des Brennraumes. Ein Saugkanal 15, vorzugsweise in Schachtelbauweise, erstreckt sich vom Brennraum 10 über den Umwälzraum 9 bis in den Backraum 8 in den Bereich der Einmündung

16 zumindest eines Gebläses 17 hinein. Das Gebläse

17 ist im Umwälzraum eingebaut und seine Einmündung 16 ist mit dem Backraum 8 direkt verbunden. Das Gebläse 17 ist ein Fliehkraftgebläse mit Ausströmungsquerschnitt 18, das von einem koaxial unterhalb des Brennraumes 10 angeordneten Motor 19 angetrieben wird. Im Inneren des Brennraumes ist eine obere Wandung 20 des Kanals 15 um eine Strecke verlängert, die im wesentlichen senkrecht zur glatten Wand 14 verläuft und die nur wenig unter der Ebene der Mündung 12 und wenig über der Ebene des Brenners 13 liegt. Im Bereich der Verlängerung der Wandung 20 steht somit der Saugkanal 15 mit dem Umwälzraum 9 und mit dem Auslaßkanal 11 in Verbindung.

In der Zeichnung eingetragene Pfeile zeigen die Luftströmungen während des Betriebs im Inneren des Backofens.

Wenn das Gebläse 17 in Betrieb ist, wird Raumluft (Pfeil 21) über den Brennraum 10 (wo die Luft von der Flamme des Brenners 13 erwärmt wird, Pfeile 22) angesaugt und durch den Kanal 15 unter Zusammenströmen mit einem Luftstrom 23 in Richtung zur Einmündung 16 des Gebläses 17 befördert. Durch den Ausströmungsquerschnitt 18 wälzt somit das Gebläse erzwungenerweise die Luft (die sich unterwegs langsam abkühlt) teils im Backraum 8 (Pfeile 24) und teils zur Einmündung 12 um, und zwar mit einer Strömung 25, die in einer Höhe entsteht, die zwischen dem Saugkanal 15 und der oberen Partie des Umwälzraumes 9 liegt. Die Luftströmung gemäß Pfeil 24 (die -wie weiter unten erwähnt - eine Temperatur von ca. 250° C hat) gibt den im Backraum 8 befindlichen Nahrungsmitteln Wärme ab (die dadurch den gewünschten Back- oder Bratvorgang erfahren) und wird dann in die Einmündung 16 des Gebläses gesaugt, von dem sie zusammen mit dem Luftstrom 23 wieder in Umlauf gebracht wird. Gleichzeitig wird die Luftströmung 25 - durch die kombinierte Wirkung der senkrechten Wand 14 und der Verlängerung der Wandung 20 des Saugkanals - in praktisch gleichen Mengen teils zum Auslaßkanal 11 (Pfeil 26) teils wieder zum Saugkanal 15 (Pfeil 27) abgelenkt. Der mit 27 bezeichnete Teilstrom der Luft, der abgelenkt und

durch den Kanal 15 wieder angesaugt wird, weist eine Temperatur von rund 250° C auf und erfüllt eine zweifache, wichtige Aufgabe:

- Erstens: er vermischt sich mit der vom Brenner 13 (auf ca. 700-900" C) erhitzten Luft, wodurch die Temperatur des resultierenden Luftstroms 23 (auf rund 500° C) gesenkt wird. Somit werden die vorgenannten durch die Überhitzung entstehenden Schwierigkeiten auf ein Mindestmaß zurückgesetzt, während jedoch die im Backraum 8 umgewälzte Luft (Pfeil 24) eine zum Backen bzw. Braten der Nährmittel optimale Temperatur beibehält, so daß die Wärmeleistung des Backofens unvermindert bleibt;

- zweitens: er schwebt über der Flamme des Niederdruckbrenners und bildet dort ein Luftpolster, welches verhindert, daß die Verbrennungsgase (Pfeil 22) direkt zum Auslaßkanal 11 gelangen, und sie in den Saugkanal 15 ableitet.

Da es sich bei dem Brenner 13 um einen Niederdruckbrenner handelt, wird dieser infolge eines etwaigen Ausfalls des Gebläses 17 nicht nachteilig beeinflußt. Gegebenenfalls können sich jedoch die vom Brenner 13 erzeugten Verbrennungsprodukte, wenn sie durch den obenerwähnten Teilstrom 27 nicht mehr behindert werden, direkt zum Auslaßkanal 11 - ohne den Backofen irgendwie zu gefährden - bewegen. In diesem Kanal kann eine an sich bekannte (nicht dargestellte) Wänneregelvorrichtung vorgesehen sein, die die hieraus sich ergebende Temperaturzunahme anzeigt und (auf bekannte, nicht dargestellte Weise) den Zufluß des Brennstoffes zum Brenner 13 ausschaltet, sowie eventuell eine (ebenfalls bekannte, nicht dargestellte) Warnanlage betätigt. In jedem Fall ist die Betriebssicherheit des Backofens augenscheinlich gewährleistet.

In Fig. 4 und 5 kann die stehende Wand 14 des Brennraumes 10 - zwecks besserer Einteilung der umgewälzten Luft 25 in die beiden Teilströmungen 26, 27 — mit einem oder mehreren besonders geformten Vorsprüngen 30 (Fig. 4) bzw. 28, 29 (Fig. 5) versehen sein, welche den oben beschriebenen Betrieb des Backofens nicht wesentlich ändern.

Fig. 6 zeigt einen Backofen mit erzwungener Warmluft, bei dem ein Brenner 31 mit zwangsweiser Verbrennungsluftzuführung eingesetzt wird (dessen hygienisch unbedenkliche Verbrennung nur bei laufendem Gebläse gewährleistet ist). Diese Backofenausführung unterscheidet sich von der bereits beschriebenen dadurch, daß derjenige Teil des Saugkanais 15, der sich durch den Umwälzraum 9 erstreckt, mit mindestens einer öffnung 32 versehen ist, und ferner dadurch, daß die Mündung 12 des Auslaßkanals 11 im obersten Abschnitt des Umwälzraumes 9 vorgesehen ist. Von der anderen Bauart des eingesetzten Brenners abgesehen, ist die Wirkungsweise des Backofens nach der Ausführungsform laut Fig. 6 im wesentlichen die gleiche wie die bereits beschriebene. Auch in diesem Fall strömt nämlich eine kleinere 1 eilmenge der aus dem Ausströmungsquerschnitt 18 des Gebläses 17 kommenden Luft zum Auslaßkanal 11, wobei ein Teil derselben direkt in diesen (Pfeile 26) und ein anderer Teil durch die Öffnungen 32 in den Saugkanal 15 eindringt (Teilstrom 27). Wie bei der ersten Ausführungsform bewirkt die Strömunf, 27 durch Vermischung eine gewisse Abkühlung der vom Brenner 31 erhitzten Luft (Pfeil 22), so daß der resultierende Luftstrom 23 auf eine Temperatur zurückgebracht wird, bei der sich keine besonderen Uberhitzungsprobleme ergeben (etwa 500° C). Gleichzeitig fließt der größte Teil der durch das Gebläse in Umlauf gesetzten Luftströmung (Pfeil 24) durch den Backraum 8, wo sie die zu backenden bzw zu bratenden Lebensmittel umspült.

Beide Ausführungsformen des Backofens bieten zahlreiche Vorteile, von welchen wir folgende erwähnen:

a) Verdünnung der heißen Verbrennungsgase mit kühler Luft, wodurch im Bereich des Saugkanals 15 eine Senkung der Temperatur stattfindet. Dadurch wird es möglich, für die Herstellung der der Gefahr einer Überhitzung ausgesetzten Bauteile des Backofens die üblichen (weniger teueren) Werkstoffe bei gleichbleibender Betriebssicherheit zu verwenden; darüber hinaus läßt sich eine günstige Temperaturverteilung im Backofen leichter erzielen.

b) Der Motor 19 - nachdem der Brennraum 10 mit dem Brenner oberhalb desselben untergebrachl ist — wird weniger erhitzt.

c) Die einzelnen Bauglieder, insbesondere dei Brenner, sind - infolge ihrer Anordnung im Zusammenbau — leicht zugänglich.

d) Der Gesamtplatzanspruch ist — infolge der übereinander angeordneten Lage von Brenner und Motoi 19- kleiner und mit dem als minimal zu betrachtenden Platzanspruch eines entsprechenden elektrisch beheizten Ofens vergleichbar.

e) Als weitere Folge der unter obigen Punkten erwähnten Anordnung ist die Konstruktion übersichtlieher und die Reinhaltung der Kanäle für die Verbrennungsgase erleichtert.

Im wesentlichen sind alle diese Vorteile (auch wenn der unter b) erwähnte nur teilweise) auch der Ausführungsform nach Fig. 7 gemeinsam, bei der der Backofen der mit Bezug auf Fig. 6 beschriebenen Ausführungform gleicht und sich von diesem durch größere Bauhöhe unterscheidet. Als weitere Änderung ist dei Backofen nach Fig. 7 mit zwei Gebläsen 17 und 17 ausgerüstet, zwischen welchen sich der gelochte Saugkanal 15 erstreckt. Auch die an sich einleuchtende Wirkungsweise gleicht im wesentlichen derjenigen des Backofens nach Fi g. 6, mit dem Unterschied, daß sich die aus dem Saugkanal 15 ausströmende Luft in zwei getrennte Stromwege teilt, von denen jeder von dem zugeordneten Gebläse gespeist wird. Außerdem werden die Verbrennungsgase bei der letzten Ausführungsform im Inneren des Saugkanals 15 durch die Wirkung beider Gebläse 17 und 17' teilweise gekühlt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Backofen mit direkter Beheizung durch einen Brenner und erzwungener Warmluftströmung, bestehend aus drei im wesentlichen nebeneinander angeordneten, miteinander in Verbindung stehenden Räumen, und zwar einem Backraum, einem Luftumwälzraum mit mindestens einem Gebläse, dessen Eintrittsöffnung mit dem Backraum in Verbindung steht, sowie einem Brennraum, aus dem die Verbrennungsgase unter dem Einfluß der Saugwirkung des Gebläses durch einen durch den Umwälzraum geführten Saugkanal in den Backraum strömen, wobei ein mit der Umgebungsluft in Verbindung stehender Auslaßkanal vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der sich durch den Umwälziaum (9) erstreckende Saugkanal (15) mit diesem Raum und/oder mit dem Auslaßkanal (11) derart in Verbindung steht, daß durch ihn einerseits die gesamten aus dem Brennraum (10) angesaugten Verbrennungsgase (22) und andererseits ein Teilstrom (27) der durch das Gebläse (17) umgewälzten Luft (25) strömen.

2. Backofen nach Anspruch 1, bei dem der Auslaßkanal im obersten Bereich des Backofens angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennraum (10) neben dem Auslaßkanal (11.) untergebracht ist, wobei der Saugkanal (15) in der Nähe des Auslaßkanals (11) mit dem Umwälzraum (9) in Verbindung steht.

3. Backofen nach Anspruch 2, bei dem zumindest ein Niederdrucköibrenner auf dem Boden des Brennraumes untergebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Brenner senkrecht zum Auslaßkanal an dessen Einmündung angeordnet ist, wobei der Brennraum mit Ablenkmitteln (14, 28 bis 30) versehen ist, die einen Teil der gegen die Einmündung angeblasenen Luft so abzweigen, daß eine Strömung entsteht, die zum Saugkanal (15) führt und ein Luftpolster für die Flammengase des Brenners (13) bildet.

4. Backofen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkmittel eine im wesentlichen senkrechte,glatte Wand (14) umfassen, zu der hin sich der Saugkanal (15) in nahezu senkrechter Richtung und auch wenigstens teilweise ins Innere des Brennraums (10) in einer Höhe erstreckt, die unter der Ebene des Auslaßkanals (11) sowie über der Ebene des Brenners (13) liegt.

5. Backofen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkmittel (14, 28 bis 30) eine im wesentlichen zum Saugkanal (15) senkrechte, diesem entgegengesetzt angeordnete Wand (14) umfassen, die so geformt ist, daß sie einen Teil der zum Auslaßkanal (11) angeblasenen Luft gegen den Saugkanal (15) abzweigt.

6. Backofen nach Anspruch 1, bei dem zumindest ein Brenner mit zwangsweiser Verbrennungsluftzuführung im Brennraum untergebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß derjenige Abschnitt des Saugkanals (15), welcher sich durch den Umwälzraum (9) erstreckt, mit wenigstens einer Verbindungsöffnung (32) zum Umwälzraum versehen ist.

7. Backofen nach Anspruch 1, bei dem zumindest zwei Gebläse im Umwälzraum in verschiedenen Höhen eingebaut sind und zumindest ein Brenner mit zwangsweiser Verbrennungsluftzuführung im Brennraum vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Saugkanal (15) durch den Umwälzraum (9) im wesentlichen zwischen den beiden Gebläsen (17,17') erstreckt und zumindest eine Verbindungsöffnung (32) zum Umwälzraum aufweist.