DE9311711U1 - Konvektions- und Dampfofen für Lebensmittel - Google Patents

Description

5. August 1993 93-4054 La-gh

ANGELO PO

grandi cucine s.p.a. 1-41012 Carpi (MO)

Konvektions- und Dampfofen für Lebensmittel

Die Erfindung betrifft einen Konvektions- und Dampfofen für Lebensmittel mit einem Ofenraum und einem von diesem abgeteilten Nebenraum, in dem ein motorbetriebener radial wirkender Ventilator um mehrere diesen umgebende Heizelemente angeordnet sind, wobei in der Drehachse des Ventilators ein mit diesem rotierendes Vorzerstäubungselement für wahlweise aus einer Rohrleitung auf dieses geführtes Wasser angeordnet ist.

Ein derartiger Konvektions- und Dampfofen für Lebensmittel ist beispielsweise schon aus der EP 244 538 B 1 bekannt. Für den Fall, daß dieser vorbekannte Ofen als Dampfofen betrieben werden soll, wird eine Dampfatmosphäre dadurch gebildet, daß das aus der Rohrleitung herausströmende Wasser in zwei Schritten zerstäubt wird und in dieser zerstäubten Form von der durch den Ventilator erzeugten radialen Luftströmung an den Heizelementen vorbeigeführt wird, wo es in die Dampfphase überführt wird. Die Dampfpartikel werden dann mit der durch den Ventilator erzeugten Strömung weiter mitgerissen. Die Endzerstäubung der noch nicht in Dampfform überführten Wasserpartikel erfolgt durch den radial wirkenden Ventilator. Die Vorzerstäubung wird gemäß diesem vorbekannten Stand der Technik dadurch erzeugt, daß auf der Drehachse des Ventilators ein mit dem Ventilator rotierendes geschlossenes

Becherelement gebildet ist. In dieses Becherelement ist das Ende der Wasserzuführleitung geführt- Das rotierende Becherelement weist einen Randteil und eine Innenfläche auf, die vom Randteil weg umgekehrt konisch verläuft, so daß sich in dem Becher ein Wasservolumen sammeln kann und so daß nach Auffüllen des Wasservolumens das überschüssige Wasser über den Rand fließt und dadurch einen Wasserfilm bildet, der durch die Fliehkraft zerstäubt wird. Das so vorzerstäubte Wasser trifft dann auf die in einem Ring angeordneten Blätter des radial wirkenden Ventilators auf und wird dort noch weiter zerkleinert, wie zuvor erläutert.

Auch aus der italienischen Gebrauchsmusteranmeldung 40 052A/90 ist ein gattungsgemäßer Konvektions- und Dampfofen bekannt. Im Gegensatz zu dem zuvor beschriebenen Konvektions- und Dampfofen ist hier im Ofenraum ein Überdruck aufgebaut, so daß der im Nebenraum gebildete und sich über den Ofenraum verteilende Dampf überhitzt werden kann. Darüber hinaus führt die Druckerhöhung im Ofenraum um ca. 5 mbar zu einer gleichmäßigeren Verteilung der Dampfatmosphäre. Das Vorzerstäubungselement ist hier durch eine auf der Achse des Ventilators mitrotierenden Trommel gebildet, die auf Umfang gleichmäßig verteilt eine Vielzahl von langlochartigen Durchbrüchen aufweist. Das Wasser wird von der Rohrleitung am offenen Ende der mit den Durchbrüchen versehenen Trommel aufgegeben. Durch die vom radial wirkenden Ventilator aus dem Zentrum angesaugte Luftströmung wird das aus dem Rohr austretende Wasser mitgerissen und durch die langlochartigen Öffnungen in der Trommelwandung geführt, wobei das Wasser an den langlochartigen Öffnungen zerstäubt wird. Im Unterschied zu dem vorbekannten Vorzerstäubungselement gemäß der EP 244 538 Bl wird hier nicht nur ein über die Kante eines Bechers abreißender Wasserfilm gebildet. Vielmehr wird hier über die gesamte Länge der Langlöcher ein Zerstäubungseffekt erreicht, so daß die so vorzerstäubten Wassertropfen gleichverteilt auf die Ventilatorblätter

auftreffen. Hier wird also eine bessere Zerstäubung erreicht, da aufgrund eines anderen Wirkprinzips der Vorzerstäubung die ganze Tiefe des radial wirkenden kreisförmigen Ventilators ausgenutzt wird.

Allerdings weisen beide zuvor beschriebenen Ausführungsformen den Nachteil auf, daß sie nach verhältnismäßig kurzer Standzeit bereits verkalken und dann ausgewechselt werden müssen. Der Kalk setzt sich bevorzugt im Auslaufbereich des Rohres, also am offenen Ende des geschlossenen Bechers bzw. der mit Durchbrüchen versehenen Trommel an. Auch eine sich gegenüber der italienischen Gebrauchsmusteranmeldung unterscheidende realisierte Ausführungsform, in der die Trommel eine sich nach außen hin erweiternde konische Form aufweist, führt hier zu keiner Abhilfe. Die sich aufbauende Kalkschicht ist je nach Kalkgehalt des eingesetzten Wassers innerhalb kurzer Zeit so dick, daß die gesamte Vorrichtung nicht mehr funktionsfähig ist.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen gattungsgemäßen Konvektions- und Dampfofen derart weiterzubilden, daß eine gute Zerstäubung des in die Dampfphase zu überführenden Wassers erreicht wird, ohne daß auch nach längerer Standzeit die Funktionsfähigkeit des Dampferzeugungsteils beeinträchtigt wird.

Gemäß einer ersten erfindungsgemäßen Lösung dieser Aufgabe besteht das Vorzerstäubungselement aus einem Körper mit einer konvexen Oberfläche, wobei die Rohrleitung oberhalb der Rotationsachse dieses konvexen Körpers mündet. Es wurde überraschend gefunden, daß das auf einen konvexen Körper auftropfende Wasser aufgrund der Rotationsbewegung dieses Körpers schon sehr fein vorzerstäubt wird. Entscheidend ist es hier, daß die sich auf dem Vorzerstäubungselement bildenden Kalkschichten nicht zu einem Verstopfen und zu einer Funktionsuntüchtigkeit führen, son-

dern sich auf der konvexen Oberfläche aufbauen und zu zusätzlichen Unregelmäßigkeiten auf der konvexen Oberfläche führen, die die VorZerstäubungswirkung eher noch verbessern.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der konvexe Körper als Kugel ausgebildet. Auf der Oberfläche der Kugel kann ein die Kugel umhüllender Steg angeordnet sein, der die Rotationsachse der Kugel in einem Winkel (OO schneidet, der größer als 0° und kleiner als 90° ist. Durch diesen zusätzlichen Steg wird eine besonders gute Vorzerstäubung erreicht. Insbesondere die Verteilung der Wassertröpfchen über die gesamte Tiefe des Ventilatorrings ist hierdurch sichergestellt. In einer tieferen Bauform des radial wirkenden Ventilators für vergleichsweise größere Öfen kann die Kugel über ein Zylinderansatzstück auf der Antriebswelle des Ventilators befestigt sein.

Besonders vorteilhaft kann die Kugel aus zwei Halbkugelschalen zusammengesetzt sein, wobei beide Halbkugelschalen von einem umlaufenden Rand begrenzt werden. Die beiden Halbkugelschalen können entlang der aufeinanderliegenden Ränder miteinander stoffschlüssig und/oder formschlüssig verbunden werden. Hier wird in sehr einfacher Art und Weise eine Kugel an die Hand gegeben, die den zuvor genannten umhüllenden Steg aufweist.

Für eine weniger tief bauende Ausführung können die Halbkugelschalen in vorteilhafter Art und Weise zwei Durchbrüche aufweisen, wobei der eine Durchbruch an einen Wellenansatz der Ventilatorrotationswelle angepaßt ist und wobei durch den anderen Durchbruch eine Montageschraube zur Montage der Kugel geführt ist. Bei dieser Bauausführung wird auf das Zylinderansatzstück das zuvor erwähnt wurde, verzichtet.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann die Oberflä-

ehe der Kugel teilweise abgeflacht sein.

Das Vorzerstäubungselement kann gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung auch aus einer Halbkugel bestehen. Dabei kann die Symmetrielinie der Halbkugel einerseits mit der Rotationsachse zusammenfallen. Die Symmetrielinie der Halbkugel kann aber auch unter einem Winkel (ß) zu der Rotationsachse angestellt sein.

In vorteilhafter Weise läßt sich die Halbkugel aus einer Halbkugelschale mit umlaufenden Rand und einer mit diesem umlaufenden Rand bündig abschließenden und stoffschlüssig mit diesem verbundenen kreisrunden Platte herstellen.

Das Vorzerstäubungselement kann auch aus einem Kegel bestehen, der auf seiner Oberfläche wahlweise ringförmige Erhebungen, nutartige Ausnehmungen oder Kombinationen der beiden aufweisen kann. Bei dem Kegel liegt die Symmetrielinie in der Ebene der Rotationsachse.

Eine weitere selbstständige Lösung der eingangs gestellten Aufgabe besteht darin, daß ein gattungsgemäßer Konvektions- und Dampfofen als Vorzerstäubungselement eine schräg zur Rotationsachse des Ventilators angestellte, vorzugsweise kreisrunde Platte aufweist, oberhalb derer die Rohrleitung endet. Mit dieser Ausführungsform wird insbesondere bei weniger tief bauenden Radialventilatoren eine gleichmäßige Verteilung über die Tiefe des Ventilatorrings erzielt.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand mehrerer in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: eine schematische Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Konvektions- und Dampfofens für Lebensmittel in einer Ausführungsvariante und

Fig. 2 bis 9: vereinfachte Detaildarstellungen im Schnitt des Dampferzeugungssystems gemäß unterschiedlicher Ausführungsvarianten des erfindungsgemäßen Konvektions- und Dampfofens für Lebensmittel.

Der Konvektions- und Dampfofen 10 umfaßt einen Ofenraum 12, in dem in bekannter Art und Weise auf Gleitschienen 14 Bleche 16 oder Roste verschiebbar geführt sind. Über eine Trennwand 18 ist ein Nebenraum 20 vom Ofenraum abgeteilt. Dieser Nebenraum 20 steht über umlaufende Schlitze 22 und einen zentralen Durchbruch 24 mit dem Ofenraum in Verbindung. Im Nebenraum 20 ist ein radial wirkender Ventilator 26 angeordnet, der auf einem Kreisumfang angeordnete Ventilatorblätter 28 aufweist. Der Ventilator 26 ist auf eine Ventilatorachse 30 geflanscht, die über einen Motor 32 angetrieben wird. Ebenfalls auf der Ventilatorachse ist ein Vorzerstäubungselement 34 angeordnet, über dem eine Rohrleitung 36, in der zu verdampfendes Wasser eingeführt wird, endet. Um den Ventilator 26 herum sind Heizschlangen 38 gelegt, die beispielsweise gasbeheizt oder elektrisch beheizt sind. Der Ofen 10 kann als Konvektionsofen betrieben werden, indem mittels des radial wirkenden Ventilators 26 Luft über die Heizsschlangen 38 geführt wird, wo sie erhitzt wird. Die erhitzte Luft tritt durch den um die Wandung 18 umlaufenden Spalt 22 in den Ofenraum 12 ein. Im Bereich des Durchbruchs 24 wird die Luft vom Ventilator 26 aus dem Ofenraum angesaugt und in Richtung der Ventilatorblätter 28 umgelenkt.

Bei der Betriebsweise als Dampfofen wird zusätzlich Wasser aus der Rohrleitung 36 auf das rotierende Vorzerstäubungselement 34

geleitet, wo es in feine Tröpfchen dispergiert wird, die sich über die Tiefe des Ventilators 26 verteilen. Diese vorzerstäubten Tröpfchen werden von der zu den Ventilatorblättern 28 umgelenkten Luftströmungen mitgerissen und prallen gegen die Ventilatorblätter 28, wo sie zum zweitenmal dispergiert und damit fein zerstäubt werden. Die so fein zerstäubten Wasserpartikel werden an den Heizelementen 38 vorbeigeführt und treten dort in die Dampfphase über. Der Dampf wird mittels des Luftstroms über den Ofenraum 12 gleich verteilt. Besonders vorteilhaft für die Dampfverteilung ist es in der hier gezeigten Ausführungsform, daß der Ofenraum 12 unter einem Überdruck von 3 bis 8 mbar gehalten ist.

Aus den Figuren 2 bis 9 ergeben sich unterschiedliche Ausführungsformen für das Vorzerstäubungselement. In den Figuren 2 bis 9 sind jeweils nur die für die Zerstäubung wesentlichen Details dargestellt. Aus Vereinfachungsgründen sind beispielsweise die Heizelemente 38 hier nicht mehr dargestellt worden.

In Figur 2 ist auf der durch den Motor 32 angetriebenen Ventilatorwelle 30 ein Vorzerstäubungselement 34 montiert, das aus zwei Halbkugelschalen 40 zusammengesetzt ist, wobei beide Halbkugelschalen von einem umlaufenden Rand 42 begrenzt werden. Die beiden Halbkugelschalen sind entlang der aufeinanderliegenden Ränder 42 miteinander stoffschlüssig verbunden. Entlang dieser stoffschlüssig miteinander verbundenen Ränder ist ein die Oberfläche der Kugel umhüllender Steg gebildet, der, wie der Figur zu entnehmen ist, die Rotationsachse der Kugel in einem Winkel &Ogr;&zgr; schneidet, der in diesem Ausführungsbeispiel ca. 60° beträgt. Die Halbkugelschalen weisen zwei Durchbrüche auf, wobei der eine Durchbruch an den Wellenansatz der Ventilatorroationswelle 30 angepaßt ist. Im hier in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sitzt auf dem Wellenansatz ein Befestigungsflansch 46 für

den Ventilator 26, an den dann der Durchbruch der Halbkugelschale 40 angepaßt ist. Durch die andere Halbkugelschale 40 ist eine Schraube 44 geführt, die in eine entsprechende Bohrung innerhalb des Montageflansches 46 eindrehbar ist und so die aus den beiden Halbkugelschalen zusammengesetzte Kugel fixiert. Oberhalb der Rotationsachse mündet die Rohrleitung 36, durch die das Wasser auf das Vorzerstäubungselement 34 aufgegeben wird. Dabei ist das Rohr parallel zum Ventilator angeordnet und in seinem Endbereich zu dem VorZerstäubungselement 34 hin gebogen. Das Rohr 36 endet ungefähr im Bereich der Außenkante des Ventilators 26, wie in Figur 2 näher dargestellt. In dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel erstreckt sich das Zerstäubungselement 34 beinahe über die ganze Tiefe des Ventilators 26. Dies entspricht einer Ausfuhrungsform, die insbesondere für kleinere Öfen 10 gedacht ist. Hier läuft der Ventilator 26 und damit auch das Vorzerstäubungselement 34 mit Drehzahlen um ca. 2800 Umdrehungen pro Minute. Die Gesamtabmessung der kleinen Öfen ist ca. 50 cm Tiefe, 50 cm Höhe und 70 cm Breite. Hier sind entsprechend die Außenmaße angegeben.

Die Ausführungsform gemäß Figur 3 entspricht im wesentlichen derjenigen gemäß Figur 2. Allerdings handelt es sich hier um eine Ausführungsform insbesondere für vergleichsweise größere Öfen. Das Vorzerstäubungselement 34 besteht hier wiederum aus einer Kugel mit umhüllenden Steg, der ebenfalls wieder aus Halbkugelschalen 40 und entlang des überstehenden Rands 42 zusammengefügtem Kugelkörper besteht. Hier ist allerdings ein in der Rotationsachse ausgerichtetes Zylinderansatzstück 46' vorgesehen, über dessen einer Seite ein Schraubbolzen 48 angesetzt ist, an den das Vorzerstäubungselement 34 in den Ventilatorflansch 36 eingeschraubt ist. Das Rohr 36 zur Zuführung des Wassers endet hier innerhalb des Ventilators 26 oberhalb des Kugelkörpers wie in Figur 3 dargestellt. Bei dieser

Bauausführung läuft der Ventilator 26 mit Umdrehungen von 700 Umdrehungen pro Minute bis 1400 Umdrehungen pro Minute um.

Die in Figur 4 dargestellte alternative Ausführungsform entspricht im wesentlichen derjenigen gemäß Figur 3 und ist auch für vergleichsweise größer bauende Öfen vorgesehen. Die Drehzahl entspricht derjenigen gemäß der Ausführungsform nach Figur 3. Hier ist allerdings als Vorzerstäubungselement 34 eine einfache Kugel 50 vorgesehen, die keinen umhüllenden Steg aufweist. Ansonsten entspricht diese Ausführungsvariante derjenigen, die bereits unter Bezugnahme auf Figur 3 beschrieben wurde.

Die Ausführungsvariante gemäß der Figur 5 entspricht denjenigen gemäß der Figur 3 und 4 und wird auch bevorzugt für die große Bauvariante des Ofens eingesetzt. Hier ist allerdings eine Kugel mit abgeflachten Oberflächen als Vorzerstäubungselement 34 eingesetzt.

In der in Figur 6 dargestellten Ausführungsform weist das Vorzerstäubungselement 34 die Form einer Halbkugel auf. Diese ist aus einer Halbkugelschale 40 mit umlaufenden Rand 42 gebildet, mit der bündig abschließend eine kreisrunde Platte 52 verbunden ist. An dieser Platte 52 sitzt ein Zylinderansatzstück 46' an, das über einen an diesem angeformten Bolzen 48 in den Ventilatorflansch 46 eingeschraubt ist. Wie in der Figur 6 dargestellt, ist die Halbkugel gegenüber der Rotationsachse gekippt. Die Symmetrielinie der Halbkugel bildet dabei mit der Rotationsachse einen Winkel ß von 15°. Das Wasserrohr 36 mündet oberhalb des Vorzerstäubungselements 34, wie in Figur 6 gezeigt.

Die Ausführungsform gemäß der Figur 7 entspricht weitgehend der zuvor anhand der Figur 6 erläuterten Ausführungsform. Hier ist allerdings an der Halbkugelschale 40 kein Rand angeformt und die

Symmetrieachse der Halbkugelschale 40 fällt mit der Rotationsachse zusammen. Ansonsten entspricht die Ausführungsform gemäß der Figur 7 derjenigen gemäß der Figur 6.

Bei der Ausführungsform gemäß der Figur 8 ist das Vorzerstäubungselement 34 durch einen konvexen Körper mit konischem Mantel 56 gebildet, der über einen Flansch 54 mit der Abschlußwand 60 des Ventilators 26 verbunden ist. Auf der Oberfläche des Konus 56 sind nutartige Vertiefungen 58 vorgesehen. Die Symmetrielinie des Konus 56 fällt mit der Rotationsachse zusammen. Das Wasserzuführrohr 36 mündet oberhalb der Spitze des Konus 56, wie in Figur 8 gezeigt.

Eine weiter Ausführungsvariante der Zerstäubungseinrichtung 34 ist in Figur 9 dargestellt. Dort ist an einem Zylinderansatzstück 46' eine schräg zur Rotationsachse angestellte kreisrunde Platte 60 vorgesehen. Das Wasserzuführrohr 36 mündet oberhalb des Außenumfangs der rotierenden Platte 60, wie in Figur 9 dargestellt.

Claims (1)

1. 4. August 1993 93-4054 La-gh

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   Konvektions- und Dampfofen für Lebensmittel

   Ansprüche

   1. Konvektions- und Dampfofen für Lebensmittel mit einem Ofenraum und einem von diesem abgeteilten Nebenraum, in dem ein motorbetriebener, radial wirkender Ventilator und mehrere diesen umgebende Heizelemente angeordnet sind, wobei in der Drehachse des Ventilators ein mit diesem rotierendes Vorzerstäubungselement für wahlweise aus einer Rohrleitung auf dieses geführtes Wasser angeordnet ist,

   dadurch gekennzeichnet,

   daß das Vorzerstäubungselement ein Körper mit einer konvexen Oberfläche ist, und daß die Rohrleitung oberhalb der Rotationsachse dieses konvexen Körpers mündet.

   2. Kenvektions- und Dampfofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der konvexe Körper eine Kugel ist.

   3. Konvektions- und Dampfofen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Oberfläche der Kugel ein die Kugel umhüllender Steg angeordnet ist, der die Rotationsachse der Kugel in einem Winkel (0() schneidet, der größer als 0° und kleiner als 90° ist.

   4. Konvektions- und Dampfofen nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugel über ein Zylinderansatzstück auf der Antriebswelle des Ventilators befestigt ist.

   5. Konvektions- und Dampfofen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugel aus zwei Halbkugelschalen zusammengesetzt ist, wobei beide Halbkugelschalen von einem umlaufenden Rand begrenzt werden, und daß die beiden Halbkugelschalen entlang der aufeinanderliegenden Ränder miteinander stoffschlüssig und/oder formschlüssig verbunden sind.

   6. Konvektions- und Dampfofen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbkugelschalen zwei Durchbrüche aufweisen, wobei der eine Durchbruch an einen Wellenansatz der Ventilatorrotationswelle angepaßt ist und wobei durch den anderem Durchbruch eine Montageschraube zur Montage der Kugel geführt ist.

   7. Konvektions- und Dampfofen nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Kugel teilweise abgeflacht ist.

   8. Konvektions- und Dampfofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorzerstäubungselement aus einer Halbkugel besteht.

   9. Konvektions- und Dampfofen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Symmetrielinie der Halbkugel mit der Rotationsachse zusammenfällt.

   10. Konvektions- und Dampfofen, dadurch gekennzeichnet, daß die Symmetrielinie der Halbkugel unter einem Winkel (ß) zu der Rotationsachse angestellt ist.

   11. Konvektions- und Dampfofen nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbkugel aus einer Halbkugelschale mit umlaufenden Rand und einer mit diesem umlaufenden Rand bündig abschließenden und stoffschlüssig mit diesem verbundenen kreisrunden Platte besteht.

   12. Konvektions- und Dampfofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorzerstäubungselement aus einem Kegel besteht, der auf seiner Oberfläche wahlweise ringförmige Erhebungen, nutartige Ausnehmungen oder Kombinationen der beiden aufweisen kann.

   13. Konvektions- und Dampfofen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorzerstäubungselement aus einer schräg zur Rotationsachse des Ventilators angestellten, vorzugsweise kreisrunden Platte besteht, oberhalb derer die Rohrleitung endet.