DE2647992A1

DE2647992A1 - Backofen in tunnelform

Info

Publication number: DE2647992A1
Application number: DE19762647992
Authority: DE
Inventors: Per Erik Meincke
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-10-21
Filing date: 1976-10-21
Publication date: 1977-05-05
Also published as: SE427888B; SE7611613L; NL7611643A; DK469476A; GB1566799A

Description

EIKENBERG & BRÜMMERSTEDT

PATENTANWÄLTE IN HANNOVER

Per Erik Meincke 259/70

Backofen in Tunnelform

Die Erfindung betrifft einen Industrie-Backofen in Tunnelform.

Im industriellen Backbetrieb haben sich zwei Haupttypen von Backöfen durchgesetzt, nämlich der Tunnelofen und der sogenannte "Rack"-Ofen, eine Art Kammerofen. Konventionelle Tunnelöfen weisen eine Backauflage in Form eines endlosen Transportbandes auf, dessen oberer Bandlauf durch einen Heiztunnel führt, in dem Mittel zur Erzeugung von Strahlungshitze vorgesehen sind, die auf die zu backenden Produkte gerichtet sind.

In einem Backofen, wie er für private Haushalte üblich ist, wird die darin befindliche Luft erwärmt, damit sie die Wärme an die Produkte abgibt, jedoch bildet dabei die unmittelbar an der Oberfläche der Produkte vorhandene Luftschicht eine wärmedämmende Schicht, die die Backzeit in einem Maße verlängert, die für einen industriell verwendeten Backofen nicht tragbar ist. Dieses Problem ist durch die Anwendung von Strahlungshitze gelöst; die Erzeugung der Strahlung kann relativ einfach erfolgen, z. B. mit Hilfe von offenen Brennern oder mit Hilfe eines ein heißes Medium führenden Rohrsystems oder sogar mit Hilfe von elektrischen Strahlern. Die Strahlungsquelle kann sowohl oberhalb als auch unterhalb der Backauflage angeordnet sein, wobei jeweils Möglichkeiten

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zur Wärmeregulierung auf der Ober- und Unterseite der Backauflage vorhanden sind.

Die Heizung der Produkte mit Hilfe von Strahlungswärme ist jedoch in mancher Hinsicht nachteilig, z.B. wenn die Produkte auf Tabletts aus Metallfolie gebacken werden, die die Wärmestrahlen reflektiert. Zur Überwindung dieser Nachteile sind die bereits genannten . Kammerofen (Rack-Öfen) entwickelt worden. Sie bestehen aus einer aufrechtstehenden, zylindrischen Ofenkammer mit einer Tür, durch die ein fahrbarer, mehretagiger Wagen in die Ofenkammer hineingeschoben wird, und der eine Vielzahl von auf Backblechen ruhenden Produkten enthält. Nach dem Beschicken des Ofens wird die Tür wieder verschlossen. An der Innenwand der Ofenkammer befindet sich ein mit einer Reihe von Düsen besetztes Rohr, womit in horizontaler Richtung gegen den mehretagigen Wagen in jeder Höhenlage heiße Luft geblasen wird, die durch eine Auslaßöffnung wieder abgesaugt wird, die am Boden der Ofenkammer gegenüber dem mit Düsen besetzten Rohr angeordnet ist.

Der Boden oder der Deckel der Ofenkammer ist mit Mitteln zum Ankuppeln des mehretagigen Wagens und zu dessen langsamer Drehung versehen, womit sichergestellt ist, daß der Heißluftstrom nicht ständig auf dieselbe Stelle der Produkte gerichtet ist, d.h. während der Backperiode wird der Luftstrom auf alle Oberflächenbereiche der zu backenden Produkte gerichtet. Innerhalb der Grenzen ■ der Ofenkammer fließt der waagerechte Heißluftstrom über die Produkte auf den einzelnen Etagen und verhindert auf diese Weise, daß die Produkte eine Wärmedämmung aufgrund einer um sie herum stehenden Luftschicht erfahren. Durch diese Methode wird ein rascher, gleichmäßiger und leicht kontrollierbarer Backprozeß erreicht.

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Für einige Produkte ist dabei der Backprozeß gleichmäßiger als erwünscht, und es ist ein allgemeiner Nachteil dieses Ofentyps, daß es keine Möglichkeit der separaten Steuerung der Wärmezufuhr zur Ober- und Unterseite der Produkte auf den einzelnen Etagen gibt. Ein weiterer Nachteil besteht in der nicht kontinuierlichen Arbeitsweise dieses Ofens.

Es ist demnach Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Backofen zu schaffen, der den beiden bekannten Ofentypen überlegen ist.

Ausgehend von einem Backofen in Tunnelform mit einem endlosen Transportband als Backauflage, dessen oberer Bandlauf durch den Backtunnel hindurchführt, in dem Mittel zur Beheizung des oberen Bandlaufs vorgesehen sind, besteht die Erfindung darin, daß die Mittel zur Beheizung aus einer Anordnung von auf die Oberseite des oberen Bandlaufes gerichteten Düsen in mindestens einer Tunnelabschnitt-Länge bestehen, und daß Mittel zum Zuführen von heißer Luft zu den Düsen mit so starkem Druck vorgesehen sind, daß aus den Düsen ein starker Luftstrahl austritt.

In dem erfindungsgemäßen Backofen werden die Produkte während des kontinuierlichen Durchlaufes einem Heißluftstrom analog dem in dem Kammerofen ausgesetzt und auch die typischen Vorteile des Tunnelofens bleiben erhalten. Dadurch werden die jeweiligen Vorteile eines Tunnelofens und eines Kammerofens so miteinander verbunden, daß deren Nachteile, wie sie vorangehend erläutert sind, eliminiert werden. Untersuchungen an dem erfindungsgemäßen Backofen haben gezeigt, daß mit diesem beachtliche Ergebnisse erzielbar sind.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist es,-daß der Heiß-

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luftstrom leicht reguliert und auch unabhängig von einer eventuell noch mit vorgesehenen Unterhitze eingestellt werden kann, was zur Folge hat, daß die Gleichmäßigkeit des Backprozesses nach Wunsch kontrolliert werden kann. Im Bedarfsfall kann der Tunnel noch mit speziellen Heizmitteln versehen sein, wie z.B. elektrischen Grillelementen an ausgesuchten Stellen des Tunnels, wodurch alle Produkte der gewünschten, abgestimmten Wärmebehandlung unterworfen sind.

Im Folgenden wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles, das in der Zeichnung dargestellt ist,näher erläutert; es bedeuten:

Fig. 1 eine isometrische Ansicht eines erfin

dungsgemäßen Backofens

Fig. 2 eine schematische Längsschnittansicht

des erfindungsgemäßen Backofens

Fig. 3 eine Schnittansicht durch das Ende des

erfindungsgemäßen Backofens

Fig. 4 eine isometrische Ansicht eines Back

ofendetails, teilweise im Schnitt.

Das in den Fig. 1-4 gezeigte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Backofens ist im Prinzip wie ein üblicher Tunnelofen aufgebaut, umfaßt also einen wärmeisolierten Tunnel 2 und ein als Backauflage dienendes endloses Transportband 4. Dieses läuft um angetriebene, an den sich gegenüberliegenden Enden des Tunnels 2 angeordnete Walzen 6 herum, wobei der obere Bandlauf 8 durch den Tunnel 2 hindurch-und der untere Bandlauf 10 unterhalb des Tunnels 2 zurückläuft.

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Die Decke des Tunnels 2 ist mit einem länglichen, im Querschnitt rechteckförmigen, also im ganzen kastenförmigen Verteilungskanal 12 versehen, der sich über beinahe die gesamte Länge des Tunnels erstreckt und mit einer Anzahl von quer dazu angeordneten, im Querschnitt ebenfalls wieder rechteckförmigen Luftkanälen 14' verbunden ist,deren Unterkanten zu schlitzförmigen Luftdüsen 16 (Fig. 4) geformt sind. Von einer Einheit aus Lufterhitzer 18 und Ventilator 20 (im Detail nicht gezeigt) aus wird heiße, unter Druck stehende Luft über einen Führungskanal 22 dem Verteilungskanal 12 zugeführt und durch die Schlitzdüsen 16 nach unten gegen die Oberseite des oberen, als Backauflage dienenden Bandlaufes geblasen. Wie am deutlichsten aus Fig. 2 zu erkennen ist, sind die Luftdüsen 16 nach unten geneigt, so daß der aus ihnen austretende Luftstrom zum Teil gegen die Vorderseite und zum Teil gegen die Rückseite der auf der Backauflage aufliegenden Produkte gerichtet ist. Wie allgemein bekannt ist, werden für den Fall, daß die Luftgeschwindigkeit in den Luftdüsen 16 zur Erzeugung eines wirklichen, scharfen Luftstromes ausreicht, diese so gebildeten Luftströme durch keinerlei allgemeine Luftbewegung quer zu den Düsen, d.h. also durch den Tunnel,beeinträchtigt. Die Erfindung sieht eine solche Luftgeschwindigkeit vor, womit sichergestellt ist, daß die Luftströme die Produkte auf der Backauflage auch erreichen und sie wirksam erwärmen.

An der Unterseite des Tunnels, unterhalb des als Backauflage dienenden oberen Bandlaufes 8 sind Mittel zur Aufbringung von Unterhitze für die Backauflage vorgesehen. In der Zeichnung sind diese Heizmittel gleich denen für die Oberhitze dargestellt, sie umfassen also einen länglichen, flachen Verteilungskanal 24 und eine Anzahl von quer dazu angeordneten Luftkanälen 26, die an ihren Kanten mit schlitzförmigen Düsen 28 versehen sind. Der Verteilungskanal 24 wird von der Einheit aus Lufterhitzer 18 und Ven-

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tilator 2o über einen Führungskanal 30 gespeist. Selbstverständlich kann das System für die Unterhitze sehr nahe an der Unterseite des oberen Bandlaufes 8 angeordnet sein.

Wie am besten aus Fig.3 zu erkennen ist, verzweigen sich die Führungskanäle 22 und 30 hinter einem Hauptkanal 32, der nach unten von der Einheit aus Lufterhitzer 18 und Ventilator 20 abgeht. An dem gemeinsamen Verzweigungspunkt ist ein Verteilerventil 34 angeordnet, das in jede Zwischenposition eingestellt werden kann, wobei ohne Änderung des gesamten Luftstromes die Zufuhr von heißer Luft zu dem Oberhitze- und Unterhitzesystem zugeteilt werden kann.

Es sei jedoch betont, daß das Unterhitzesystem in jeder anderen Weise, also auch mit bisherigen Mitteln gebildet sein kann, denn die Erwärmung der Unterseite der Produkte findet sowieso durch eine Wärmeübertragung durch die Backunterlage, also den oberen Bandlauf 8, statt. Demgemäß kann sich der obere Bandlauf 8 unmittelbar über ein im Zick-Zack geführtes Heizrohr-System bewegen, oder sogar von einem solchen System gestützt sein.

Das. Hauptmerkmal der Erfindung besteht darin,daß innerhalb eines Tunnelofens Mittel vorgesehen sind, mit denen heiße Luftströme gegen die Produkte oberhalb deren Unterseite gerichtet werden können und außerdem die Möglichkeit beibehalten ist, die Zufuhr von Ober- und Unterhitze unabhängig voneinander einzustellen.

Die Saugseite des Ventilators 20 (als Einheit mit dem Lufterhitzer 18 dargestellt) ist über einen Saugkanal 38 mit einer Wandöffnung 36 verbunden, die sich in der Mitte der einen Tunnelseite befindet. Untersuchungen haben gezeigt, daß trotz der

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zentralen Lage dieser Saugöffnung, durch die die Luft von beiden Tunnelenden her angesaugt wird, der daraus resultierende allgemeine Luftstrom durch den Tunnel die Luftströme aus den Luftdüsen 16 nicht beeinträchtigt und daß an den mehr oder weniger offenen Enden des Tunnels praktisch kein Luftstrom vorhanden ist, so daß die Notwendigkeit, die Tunnelenden mit Hilfe von Klappen zu verschließen, entsprechend gering ist.

Wie allgemein bekannt ist, geben während des Backprozesses die Produkte eine ziemliche Menge Wasserdampf ab, weshalb es zweckmäßig ist, einen Teil der in einem Kreislauf geführten Luft in die Umgebung entweichen zu lassen, z.B. durch ein Abgasrohr Es ist möglich, hierbei ein Feuchtigkeitsgleichgewicht der in dem Tunnel befindlichen Luft zu erreichen, wobei die mit der Luft entweichende Feuchtigkeit durch die Wasserverdunstung aus den Produkten kompensiert wird.

Untersuchungen haben gezeigt, daß in dem dargestellten Tunnel sehr leicht eine konstante Backtemperatur und Düseneinstellung eingehalten werden kann, mit der ein genau definierter und gleichmäßiger Luftstrom über die Produkte erreicht wird. Es ist bekannt, daß in einem Tunnelofen oft in aufeinanderfolgenden Abschnitten unterschiedliche Temperaturen gewünscht werden. Demnach besteht ein besonderes Merkmal der Erfindung darin, daß aus einer Reihe von hintereinander angeordneten Tunneleinheiten, wie sie in der Zeichnung dargestellt sind, ein Gesamttunnelofen gebildet wird, wobei allerdings jede Tunneleinheit von demselben,im oberen Bandlauf als Backauflage dienenden Transportband durchlaufen wird. Da die Luft wenig Neigung aufweist, von einer Einheit zur vorhergehenden oder nachfolgenden gesaugt oder geblasen zu wer.den, ist es sehr einfach,in jeder Einheit das gewünschte Temperatur Spektrum einzuhalten.

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Die Luftdüsen 16 reichen zweckmäßigerweise über die gesamte Breite des Tunnels (ggf. über die Breite der Backunterlage), wobei es natürlich erscheint, die schlitzförmigen Düsen als Schlitze in einer obenliegenden breiten Kanalstruktur oder in einer an der Tunneloberseite angeordneten, sich über die gesamte Breite des Tunnels erstreckenden Zwischenwand anzuordnen. Obwohl eine solche Ausführung zum Bereich der Erfindung gehört, ist sievermutlich im Hinblick auf die Aufrechterhaltung eines wohl definierten Luftstromes durch die Düsen nachteilig, und zwar besonders dann, wenn die Düsenplatte aus einer Eisen- oder Stahlplatte besteht, die darüber hinaus zu einer sehr schweren Konstruktion führt. In dieser Hinsicht ist das in der Zeichnung dargestellte Kanal- und Düsensystem vorteilhafter.

Selbstverständlich kann der längliche Verteilungskanal 12 auf der Oberseite des Tunnels 2 angeordnet sein, er muß dann jedoch wärmeisoliert werden. Bei einer Anbringung innerhalb des Tunnels ist jedoch keine Isolierung notwendig, es kann jedoch bei der Verwendung eines nicht isolierten,in der Breite schmaleren als der Tunnelbreite ausgeführten Verteilungskanales ein anderes Problem auftauchen, nämlich daß die Unterseite des Kanales einen länglichen, schmalen Wärmestrahler darstellt, der eine ungleichmäßige Wärmezufuhr zu den Produkten bewirkt, da ja die Strahlungswärme nur in einem Bereich zugeführt wird, der schmaler ist, als die Breite der Backunterlage. Die Nutzbarmachung von zusätzlicher Strahlungswärme, auch von der Unterseite der Luftkanäle 14 her, ist zwar vorteilhaft, was jedoch den Verteilungskanal 12 betrifft, so wäre es natürlich nachteilig, wenn die Produkte nicht über die gesamte Breite des Ofens gleichmäßig erwärmt würden.

Zur Beseitigung dieses Problems ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung der Verteilungskanal 12 so angeordnet, daß

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er diagonal über den rechteckigen Deckel des Ofens verläuft, wie in Fig. 1 deutlich zu sehen ist. In jeder Querschnittsebene des Ofens werden zwar die Produkte immer noch ungleichmäßig erwärmt, es ist jedoch bei dieser Anordnung sichergestellt, daß alle Produkte auf ihrem Weg durch den gesamten Ofen zusammengenommen annähernd den gleichen Betrag an Strahlungshitze erhalten. Z. B. erhalten die an der einen Seite der Backunterlage liegenden Produkte die Strahlungswärme im vorderen Teil ihres Transportweges, während die an der anderen Seite der Backunterlage liegenden Produkte dieselbe zusätzliche Strahlungswärme erst im letzten Teil ihres Transportweges durch den Ofen erhalten.

Die Heißluft mit der gewünschten Temperatur, z. B. um etwa 300⁰C, kann natürlich auch durch andere Düsen als die dargestellten Schlitzdüsen zugeführt werden, es kommt lediglich darauf an, daß die Luftströme mit der erforderlichen, relativ hohen Luft geschwindigkeit so-verteilt sind_Adaß die Produkte gleichmäßig erwärmt werden bzw. erwärmt worden sind, wenn sie den Ofen verlassen. Die dargestellte Anordnung genügt dieser Forderung normalerweise in vollem Umfang, es gehört aber natürlich zum Umfang der Erfindung, daß andere Düsentypen verwendet werden können, seien es Düsen in Schlitzform oder in Kreisform, feststehend oder beweglich, z.B. als rotierende Düsenköpfe.

Wenn ein Gesamttunnelofen aus zwei oder noch mehr hintereinander angeordneten Ofeneinheiten der beschriebenen Art zusammengesetzt ist, ist es selbstverständlich nicht zwingend, daß jede Einheit ihren eigenen Lufterhitzer 18 und Ventilator 20 enthält, aus vielerlei Gründen ist es jedoch vorteilhaft, solche kompletten, eingenständigen Tunneleinheiten zu wählen.

Wr /sj _ Patentansprüche -

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Leerseite

Claims

Patentansprüche

fly Backofen in Tunnelform mit einem endlosen Transportband als Backauflage, dessen oberer Bandlauf durch den Backtunnel hindurchführt, in dem Mittel zur Beheizung des oberen Bandlaufes vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet,daß die Mittel zur Beheizung aus einer Anordnung von auf die Oberseite des oberen Bandlaufes (8) gerichteten Düsen (16) in mindestens einer Tunnelabschnitt-Länge bestehen, und daß Mittel zum Zuführen von heißer Luft zu den Düsen mit so starkem Druck vorgesehen sind, daß aus den Düsen ein starker Luftstrahl austritt.
2. Backofen nach Anspruch 1, dadurch gekannzeichnet, daß einige der Düsen (16) den Luftstrahl im Bezug auf die Bewegungsrichtung des oberen Bandlaufes (8) nach unten vorwärts und einige nach unten rückwärts richten.
3. Backofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (16) aus.i.w. quer zur Bewegungsrichtung des oberen Bandlaufes (8) verlaufenden Schlitzen innerhalb eines an der Dekke des Tunnels (2) angeordneten Luftverteilers bestehen.
4. Backofen nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (.16) aus einer Anzahl von Öffnungen in i.w. quer zur Bewegungsrichtung des oberen Bandlaufes (8) an der Decke des Tunnels

(2) angeordneten Luftkanälen (14) bestehen, die mit Hilfe eines länglichen, annähernd in Längsrichtung des Tunnels unter dessen Dach verlaufenden Luftverteilungskanales (12) untereinander und außerdem mit einem zentralen Heißluft-Erzeuger (18) verbunden sind.

709818/0334 original inspected
5. Backofen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des länglichen Luftverteilungskanales (12) geringer als die Breite des Tunnels (2) ist, und daß der Luftverteilungskanal vom Tunneleingang an der einen Seite zum Tunnelausgang an der anderen Seite in einer Zick-Zack-Linie oder diagonal verläuft.
6. Backofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Zuführen von heißer Luft zusätzlich mit Düsen (28) verbunden sind, die einen Luftstrahl gegen die Unterseite des Bandlaufes (8) richten, und daß zur Aufteilung der Heißluft zwischen dem oberhalb einerseits und unterhalb des Bandlaufes andererseits angeordneten Düsen ein Verteiler-Ventil (34) vorgesehen ist.
7. Backofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,daß die Mittel zum Zuführen von Heißluft einen Lufterhitzer (18) und einen Ventilator (20) beinhalten,dessen Saugseite mit einem Mittelabschnitt (36) des Tunnels (2) verbunden ist.
8. Backofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Heißluft in einem Kreislauf durch den Tunnel (2) geführt ist, und daß Mittel (40) zum Abführen eines Teils der Heißluft in die Umgebung vorgesehen sind.
9. Backofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder noch mehr Backöfen hintereinander angeordnet sind, die jeweils bei unterschiedlichen Luft- temperaturen arbeiten, einschließlich niedrigen Lufttemperaturen, und durch die ein gemeinsames Transportband hindurchläuft.

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