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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen
Konvektionsofen mit mit reduzierter Leistung arbeitendem
Wärmetauscher
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Wie bekannt, haben Öfen im allgemeinen und Brot- und
Backwarenöfen insbesondere ein Heizsystem, das ein Back- oder
Behandlungsabteil oder -kammer aufweist, in das/die heiße Luft,
die mittels eines Wärmetauschers beschickt wird, eingeführt
wird. Die Luft in der Backkammer wird abgezogen und mittels
eines Gebläses zurück zum Wärmetauscher geschickt, um erneut
aufgeheizt zu werden, demgemäß setzt sich der Heizzyklus fort,
bis die erforderliche Temperatur erreicht und innerhalb der
Backkammer aufrechterhalten wird.
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Eine Wärmeregulierungsvorrichtung ist allgemein vorgesehen
und unterbricht das Heizsystem des Wärmetauschers, das
entsprechend den verschiedenartigen Fällen ein Brenner oder eine
Reihe von Widerständen sein kann.
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Es ist offensichtlich, insbesondere für ein elektrisch
betriebenes System, daß es notwendig ist, die erforderliche
Leistung verfügbar zu haben, sobald die Temperatur innerhalb des
zu heizenden Abteiles unter das vorgegebene Niveau fällt, und je
schneller es erforderlich ist, die vorgegebene Temperatur wieder
zu erreichen und je größer die Masse des Materials, das zu
behandeln oder zu backen und in die Backkammer eingesetzt werden
muß, ist, desto größer wird die erforderliche Leistung.
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Demgemäß, insbesondere bei elektrisch beheizten Öfen, ist
ein beachtlicher Bedarf an elektrischer Leistung zu verzeichnen,
was Probleme und hohe Kosten nicht nur aufgrund der
Bereitstellung des elektrischen Versorgungssystems an der Stelle, wo
der Ofen betrieben werden muß, sondern auch als Folge der
höheren Kosten, die aufgrund des größeren Bedarfs an
elektrischer Leistung entstehen, verursacht.
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Ein anderer Nachteil der bekannten Lösungen zuzuschreiben
ist, besteht darin, daß die Wärmeregulierung der Backkammer
immer zyklische Veränderungen aufweist, die aufgrund des
Umstandes bestimmt sind, daß der Tauscher mittels eines Ein-
Aus-Systems reguliert wird, so daß eine Wärmeträgheit auftreten
kann und es nicht möglich ist, die optimalen Wärmebedingungen
korrekt aufrechtzuerhalten.
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Aus der DE-A-3 508 747 ist ein Ofen bekannt, mit einer
Backkammer mit zwei seitlichen Luftkanälen, die von der
Backkammer durch perforierte Wände getrennt sind und alternierend mit
warmer Luft von einem Gebläse mittels einer Umschaltvorrichtung
beschickt werden, wobei die Luft von einem Wärmetauscher
aufgeheizt wird und durch die Luftkanäle in der Backkammer, in
wechselnden Richtungen, und dann wieder zum Wärmetauscher
gefördert wird. Ein Bypasskreislauf ist vorgesehen für die
Zirkulation der warmen Luft während die Tür der Backkammer offen
ist, womit die warme Luft durch die zwei Luftkanäle durchströmt,
ohne in die Backkammer einzutreten.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die
vorbeschriebenen Nachteile zu eliminieren und einen Konvektionsofen
mit mit reduzierter Leistung arbeitendem Wärmetauscher zu
schaffen, der es gestattet, die Wärmeregulierung der Backkammer
mit proportionalem Maßstab zu erzielen und in der Konsequenz ein
deutlich verbessertes Regulationsniveau in Bezug auf die
bekannten Systeme zu erreichen.
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Im Rahmen der oben genannten Aufgabe ist es insbesondere
Gegenstand der vorliegenden Erfindung, einen Ofen zu schaffen,
der es ermöglicht, einen Widerstandswärmetauscher mit wesentlich
verringerter Installationsleistung zu verwenden, ohne hierbei
das Produktionspotential des Ofens zu verringern.
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Ein anderer Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin,
einen Ofen zu schaffen, bei dem es der Wärmetauscher in der
Praxis es erlaubt, die Wärme zu speichern, und einen thermischen
Speicher bildet, der geeignet ist, die thermischen
Charakteristika des Ofens in ein besseres Gleichgewicht zu bringen.
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Schließlich ist es Zweck der vorliegenden Erfindung, einen
Ofen zu schaffen, der einfach erlangt werden kann, beginnend bei
allgemein im Handel erhältlichen Elementen und Materialien und
der weiterhin vorteilhaft ist, lediglich unter wirtschaftlichem
Gesichtspunkt betrachtet.
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Diese Aufgabe, Zwecke und andere, die nachfolgend deutlich
werden, werden erreicht durch einen Konvektionsofen mit einem
Wärmetauscher der mit reduzierter Leistung arbeitet, gemäß der
Erfindung, wie sie in Anspruch 1 definiert ist.
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Weitere Charakteristika und Vorteile ergeben sich aus der
Beschreibung einer bevorzugten aber nicht ausschließlichen
Ausführungsform eines Konvektionsofens mit mit reduzierter
Leistung arbeitenden Wärmetauscher, der nur anhand eines nicht
beschränkenden Beispieles in den beigefügten Zeichnungen
verdeutlicht ist, in welchen:
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Figur 1 eine schematische perpektivische Ansicht einer
möglichen Ausführungsform des Ofens ist;
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Figur 2 eine Schnittansicht des Ofens ist, wobei der
Luftkreislauf vollständig durch den Wärmetauscher erfolgt;
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Figur 3 eine Ansicht eines Details des Wärmetauschers ist,
bei Drosselung des Luftstromes, der durch das Innere des
Wärmetauschers strömt.
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Unter Bezugnahme auf die oben genannten Figuren weist der
Kovektionsofen mit einem mit reduzierter Leistung arbeitenden
Wärmetauscher, gemäß der Erfindung, der allgemein mit der
Bezugsziffer 1 bezeichnet ist, eine Backkammer 2, die jede als
geeignet anzusehende Gestaltung einnehmen kann, einen
Wärmetauscher 3, der vorteilhaft vom elektrisch betriebenen Typ ist, wie
es nachfolgend deutlich wird, auf.
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Der Wärmetauscher und der Ofen sind beiderseitig mittels
Luftzirkulationskanälen verbunden, die allgemein mit 10
bezeichnet sind, wobei ein in Betrieb befindliches Gebläse 11 Luft aus
der Backkammer saugt, um es in den Wärmertauscher zu leiten.
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Die Besonderheit der Erfindung beruht auf dem Umstand, daß
sie eine mit 20 bezeichnete Luftzirkulationsleitung aufweist,
die Parallel zum Wärmetauscher 3 angeordnet ist.
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Ein Einlaßverschluß 25 und ein Auslaßverschluß 26 sind am
Einlaß und am Auslaß des Wärmetauschers und der
Luftzirkulaionsleitung vorgesehen. Sie haben die Aufgabe den Strom, der in
den Wärmetauscher eintritt, zu drosseln, um eine genaue
Wärmeregulierung zu erreichen, wie es nachstehend deutlich wird.
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Ein anderer wichtiger Aspekt der Erfindung ist ferner durch
den Umstand gegeben, daß der Wärmetauscher elektrische
Widerstände 30 aufweist, die m Bereich von Massen 31 mit hoher
thermischer Kapazität angeordnet sind, die in der Praxis die
Funktion haben, eine ausreichende Wärmereserve für einen
einwandfreien Back- oder Behandlungsprozeß sicherzustellen.
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Vorteilhaft weisen die Widerstände 30 einen
Oberflächenabschnitt auf, der direkt mittels des Luftstromes angeströmt
werden kann, um eine ausreichende Erhitzung der Luft zu
ermöglichen, selbst dann, wenn die Massen 31 eine relativ geringe
Temperatur aufweisen.
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Der Ofen weist ferner eine erste Wärmeregulierungsvorrichtung 40
auf, die die Temperatur des Wärmetauschers regelt und die
Widerstände ein- und ausschaltet; es ist gleichfalls möglich,
eine Viehlzahl von Wärmeregulierungsvorrichtungen vorzusehen,
die diverse Gruppen von Massen 31 und dazugehörige Widerstände
30 regeln. Weiter ist eine zweite Wärmeregulierungsvorrichtung
41 vorgesehen, die innerhalb der Backkammer 2 angeordnet ist und
in der Praxis die Verschlüsse 25 und 26 mittles eines
Servomotors 45 betätigt, der vom Proportionalitätstyp sein kann und
infolgedessen ein optimales Regulierungsniveau sicherstellt, das
in jedem Fall höher ist als das eines Ein-Aus-Systems mit dem
diese Einheiten allgemein versehen sind.
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Im praktischen Betrieb erlaubt die Übernahme der Massen mit
hoher Wärmekapazität, die innerhalb des Wärmetauschers
angeordnet sind, den Zeitpunkt, zu dem die Wärme erforderlich ist, von
dem Zeitpunkt, zu dem die Wärmeenergie zugeführt werden muß, zu
trennen, mit der Folge, daß eine beachtliche Reduzierung der
installierten elektrischen Leitung möglich ist, sowohl was den
Wäremtauscher als das gesamte System, in das dieser
eingeschlossen ist, betrifft, aufgrund der Möglichkeit Leistung zu
verwenden, wenn die Inanspruchnahme der anderen Vorrichtungen
gering ist.
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Weiterhin ist es aufgrund des Drosselssystems möglich, den
Wärmetauscher auf einer Temperatur über derjenigen, die in der
Backkammer erforderlich ist zu halten, sodaß die Möglichkeit
besteht, Wärme umgehend zuzuführen und die zugeführte Wärme
wieder zu einem Zeitpunkt zu vereinigen, der höchst vorteilhaft
für das System ist.
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Aufgrund der beschriebenen Anordnung wird die installierte
Leistung um mehr als 60% reduziert, weil es offensichtlich ist,
daß die Widerstände Dimensionen aufweisen können, die
ausreichend sind für eine Leistung, die nur geringfügig oberhalb
der des durchschnittlichen Bedarfsniveaus des Systems ist.
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Dies schafft auch den Vorteil, den Wärmetauscher aufheizen
zu können, wenn andere Vorrichtungen keine Leistung erfordern.
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Aufgrund der beschriebenen Anordnung ist es folglich vor
allem möglich, immer genaue Wärmeniveaus in der Backkammer zu
haben, weil die Drosselung des Luftstromes innerhalb des
Wärmetauschers ein konstantes Abziehen in der erforderlichen
Wärmemenge gestattet.
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Die Anwesenheit der Massen mit der hohen Wärmekapaztät
innerhalb des Wärmetauschers stellt ferner einen Wärmepuffer
dar, der geeignet ist, Wärme "zu speichern" und diese
zuzuführen, in all denjenigen Momenten des Backzykluses, in denen zum
Beispiel höhere Wärmezufuhrem erforderlich sind Folglich ist es
zum Beispiel möglich, den Betrieb zu programmieren, so daß zu
vorgegebenen Zeitpunkten höhere Wärmezufuhren erfolgen als
während des Öffnens der Tür, um das zu behandelnde oder zu
backende Material einzusetzen.
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Die so dargestellte Erfindung läßt zahlreiche
Modifikationen und Variationen zu, die alle innerhalb des Umfanges des
erfindungsgemäßen Konzeptes sind. So ist es zum Beispiel
möglich, dieselbe Lösungsidee auf die Herstellung von Kühlzellen
zu übertragen, womit offensichtlich aus dem Wärmetauscher ein
Kühleinheitgenerator wird.
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Alle Details können ferner durch andere technisch
äquivaiente Elemente ersetzt werden.
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In der Praxis können die verwendeten Materialien
entsprechend den Anforderungen sein, sofern sie mit der
spezifischen Verwendung, als auch den eventuellen Gestaltungen und
Abmessungen vereinbar sind.
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Wo in den Ansprüchen genannten technischen Merkmalen
Bezugsziffern folgen, sind diese nur eingefügt worden, um das
Verständnis der Ansprüche zu erhöhen, und folglich beschränken
diese Bezugsziffern nicht den Schutzumfang jedes durch eine
solche Bezugsziffer identifizierten Elementes.