EP0115838A2

EP0115838A2 - Gasbetriebener Mehrfunktionsbackofen

Info

Publication number: EP0115838A2
Application number: EP84100921A
Authority: EP
Inventors: Karl-Heinz Ing.Grad. Frese
Original assignee: FRANK AG; Frank Sche Eisenwerke AG
Current assignee: FRANK AKTIENGESELLSCHAFT
Priority date: 1983-02-07
Filing date: 1984-01-30
Publication date: 1984-08-15
Anticipated expiration: 2004-01-30
Also published as: DE3304059C2; EP0115838B1; DE3304059A1; ATE80213T1; EP0115838A3

Abstract

Gasbetriebener Mehrfunktionsbackofen mit einer Führung der heissen Gase in einen vertikalen Kanal an der Rückwand und einem horizontalen Kanal an der Oberseite, wodurch entweder Umluft- oder normaler Betrieb ermöglicht wird.

Description

Die Erfindung betrifft mit Gas beheizte Backöfen zum Zubereiten von Speisen durch Backen oder Braten.
Es sind seit langem sogenannte konventionelle Backöfen bekannt, bei denen sich ein Gasbrenner im unteren Teil des Backraumes befindet. Der den Gasbrenner umgebende Brennraum ist vom Backraum durch ein zumeist herausnehmbares Einschiebblech so getrennt, daß die heißen Abgase des Gasbrenners an der Rückwand des Backofens nach oben geführt werden, an der Backofendecke entlangziehen und im vorderen Teil durch entsprechende Löcher entweder direkt oder in einen Abgassammelkanal entweichen können. Von hier aus werden die Abgase nach hinten aus dem Gerät herausgeführt. Während das Back- oder Bratgut von unten im wesentlichen durch Strahlungswärme gegart wird, erfolgt das Garen der Oberseite durch die am Back- oder Bratgut vorbeistreichende heiße Konvektionsluft einschließlich der Abgase.
Weiterhin sind seit einiger Zeit sogenannte Umluftbacköfen bekannt, bei denen die von einem Gasbrenner erhitzte Luft durch eine Umwälzeinrichtung, üblicherweise einen Ventilator, umgewälzt wird. Bei derartigen Umluftbacköfen befindet sich der Brenner in einem separaten Brennraum im unteren Teil des Backofens. Die Abgase werden so geleitet, daß sie direkt und unmittelbar zu der Ansaugöffnung eines an der Rückwand des Backofens befindlichen Ventilators gelangen. Dieser Ventilator befindet sich in einem zum Zwecke der Reinigung herausnehmbaren Gehäuse, das an geeigneten Stellen Schlitze aufweist, durch die die angesaugte Warmluft mit den Abgasen an den Nutzraum abgegeben wird.
Die Schlitze sind so angeordnet, daß die Strömungsgeschwindigkeit der austretenden Luft ausreicht, den Backraum bis zu seiner Vorderseite zu beaufschlagen. Im vorderen Bereich läßt die Strömungsgeschwindigkeit erheblich nach und der Warmluftstrom wird nach hinten wieder durch den Ventilator angesaugt. Da der Backofen thermostatisch geregelt ist, wird vom Brenner immer nur so viel Wärme nachgeschoben, wie durch das Bratgut und durch die Abkühlung der heißen Gase gegen die isolierten Außenwände des Backofens benötigt wird. Die durch die Verbrennung entstehenden Abgase führen zu einem Überdruck im Backofen, der durch einen geeigneten Kanal an der Oberseite des Backofens nach außen geleitet wird.
Gegenüber einem konventionellen Backofen wird ein Umluftbackofen mit vergleichsweise niedrigeren Temperaturen betrieben. Aufgrund der unterschiedlichen Funktionsprinzipien eignet sich ein konventioneller Backofen besser dazu, ein einzelnes Backgut, beispielsweise einen Kuchen, zuzubereiten, wogegen ein Umluftbackofen besser zur Zubereitung mehrerer Kuchen gleichzeitig geeignet ist. Dazu ist es jedoch erforderlich, daß die mehreren Kuchen gleichartig sind, da sich bei ungleichartigen Kuchen unterschiedliche Backzeiten ergeben, der Umluftbackofen daher überwacht und zu unterschiedlichen Zeiten die Kuchen herausgenommen werden müssen. Nur in seltenen Fällen werden andererseits in einem Haushalt beispielsweise drei Backbleche mit der gleichen Kuchensorte hergestellt werden, da Backwaren verderblich sind. Es wäre daher wünschenswert, die Vorteile beider Funktionsweisen in einem gasbeheizten Backofen verfügbar zu machen.
Derartige Mehrfunktionsbacköfen sind für Elektrobetrieb bereits bekannt. Bei Elektrobacköfen treten daher keine Probleme auf, weil solche Geräte üblicherweise mit getrennten Vorrichtungen für die Erzeugung von Unter- und Oberhitze versehen sind.
Es ist weiterhin bei elektrisch betriebenen Umluftbacköfen bekannt, kurzzeitig mittels eines elektrischen Infrarotgrills im Intervallbetrieb höhere Temperaturen zu erzeugen und so Probleme zu vermeiden, die sich aufgrund der niedrigen Temperaturen in einem Umluftbackofen beim Braten von Fleisch dadurch ergeben, daß bei niedrigen Temperaturen sich die Poren des Fleisches nicht schließen und so das Fleisch im Laufe der gesamten Garzeit austrocknet.
Während also bei elektrisch betriebenen Backöfen die Vereinigung der konventionellen und der Umluft-Betriebsweise in einem Gerät ohne Schwierigkeiten möglich ist, ergeben sich bei Gasbacköfen dagegen Probleme. Aufgrund der unterschiedlichen Art und Weise der Wärmeerzeugung und -verteilung in konventionellen Gasbacköfen gegenüber Gas-Umluftbacköfen war bisher bei Gasbetrieb die Vereinigung der konventionellen und der Umluft-Betriebsweise nicht möglich.
Die Erfindung steht daher unter der Aufgabe, einen Mehrfunktionsbackofen für Gasbetrieb verfügbar zu machen, der wahlweise konventionell und im Umluftbetrieb verwendet werden kann. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, das bei Verwendung eines Ventilators in einem konventionellen Gasbackofen im Backraum Turbulenzen erzeugt werden, die zwar für das Backen und Braten erforderlich und wünschenswert sind, sich jedoch aber auch über die Abgasführungskanäle nach unten in den Brennraum fortsetzen und dort zu einer Destabilisierung der Flammen am Brenner führen. Hierdurch kommt es zum Abheben der Flammen und einer erheblichen Verschlechterung der Verbrennung, die zur CO-Bildung führt, was die Anbringung von Flammenleitblechen an der Außenseite des Brenners im gewissen Abstand nötig macht, an denen durch nach außen führende Öffnungen eintretende Verbrennungsluft vorbeigeführt wird.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der direkte Kanal der Abgase zu dem Ventilatorgehäuse an seiner Unterseite geschlossen und statt dessen ein Kanal bis vor die Eintrittsöffnung in das Ventilatorgehäuse verlegt wird. Dieser Kanal wird hierbei so hoch im Innern des Nutzraumes an dessen Rückwand geführt, daß die heißen Gase bei abgeschaltetem Ventilator nach oben geführt werden und bei eingeschaltetem Ventilator direkt von diesem angesaugt werden.
Hierdurch wird erreicht, daß der Gasbackofen gemäß der Erfindung durch einfaches Zu- oder Abschalten des Ventilators von der Umluft-Betriebsweise auf konventionelle Betriebsweise umstellbar ist, ohne daß die ordnungsgemäße Funktion des Brenners beeinträchtigt wird. Durch die erfindungsgemäße Anordnung entsteht im Brennraum ein Unterdruck, der durch die von außen zuführenden Öffnungen ausgeglichen wird. Die zur Verbrennung notwendige Luft tritt durch diese Öffnungen ein, wird durch die Flammenleitbleche an den Brennern vorbeigeführt und dann entweder vom Kanal allein oder über den Kanal vom Ventilator angesaugt. Durch diese Anordnung erhalten die Flammen genügend Sekundärluft zur Nachverbrennung. Begünstigt werden die Verhältnisse durch einen an der Decke befind- /den lichen horizontalen Kamin über die Abgase ins Freie geleitet werden. Für eine Schnellerwärmung von oben sind Infrarotstrahler angeordnet.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung ist es auch bei Gasgeräten möglich, sowohl mit als auch ohne Umluftbetrieb zu arbeiten, so daß.für beide Betriebsarten die mit Gasbetrieb erzielbaren Vorteile zur Verfügung stehen, wie geringe Aufheizzeiten, das schnellere Erreichen einer bestimmten Temperatur sowohl in auf- als auch in absteigender Richtung und die Vermeidung eines hochbelastbaren elektrischen Anschlusses.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist innen an der Oberseite des Backraumes ein Infrarotstrahler vorgesehen, der für eine Schnellerwärmung genutzt werden kann. Dieser kann elektrisch betrieben werden. Durch kurzzeitiges Einschalten des elektrischen Infrarotgrills im Intervallbetrieb kann beim Braten von Fleischstücken erreicht werden, das sich an der Außenseite des Fleisches die Poren schnell schließen, ehe die Hitze bis ins Innere des Bratgutes vorgedrungen ist und dort dazu führt, daß die im Fett gebundene Flüssigkeit in Dampf übergeht und schlagartig unter Mitreißen von Fettpartikeln austritt und den Backofen verschmutzt.
Bei Verwendung eines elektrischen Infrarotgrills ist jedoch nachteilig, daß hierfür die Backraumtür wie in reinem Elektrobetrieb zum Betrieb geöffnet werden muß, wodurch bis zu 50 % der im Backraum erzeugten Wärme nutzlos nach außen entweicht.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird daher vorgeschlagen, innen an der Oberseite des Backraumes einen gasbetriebenen Infrarotgrill vorzusehen. Dazu wird in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ein Gasbrenner vorgesehen, der von dem Backraum durch ein durchsichtiges wärmebeständiges- Material wie beispielsweise eine Glaskeramik, wie sie auch für Glaskeramik-Kochplatten Verwendung findet, abgetrennt wird. Hiermit wird ein gasbeheizter Mehrfunktionsbackofen zur Verfügung gestellt, der sämtliche bisher nur mit Elektrobacköfen erreichbaren Vorteile in sich vereinigt und darüber hinaus beim Braten von Fleisch, Geflügel usw. einen im Vergleich zu Elektrobacköfen bis zu 50 % geringeren Energieverbrauch aufweist.
Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher beschrieben, aus denen weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ersichtlich werden.
Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Aufriß und Schnitt durch eine Ausführungsform mit einem elektrisch betriebenen Infrarotstrahler mit Heißgasführung ohne Ventilatorbetrieb;
Fig. 2 eine schematische Perspektive zu der in Fig. 1 dargestellten Betriebsart von der geöffneten Tür aus betrachtet;
Fig. 3 einen schematischen Aufriß und Schnitt ähnlich Fig. 1 im Umluftbetriebszustand;
Fig. 4 eine schematische Perspektive ähnlich Fig. 2, nur für den Umluftbetriebszustand und
Fig. 5 einen schematischen Schnitt durch eine Anordnung mit einem gasbetriebenen Infrarotstrahler.

Ein Nutzraum 10 zum Backen oder Braten ist vorderseitig mit einer Tür 12 verschließbar und hat eine abgedeckte Unterseite 14. Darunter befindet sich ein atmosphärischer Gasbrenner 16 mit offenen Flammen und den üblichen Regel-und Überwachungseinrichtungen, von denen nur beispielhaft eine Armatur 18 eingezeichnet ist. In einem Brennerraum 20 befinden sich regelbar die Flammen 22, mit denen die Energie nutzbar gemacht wird. Zum Teil wird die erzeugte Wärme über die Unterseite 14 an den Nutzraum 10 abgegeben, was durch die kleinen Pfeile 24 angedeutet ist. Der Frischluftzutritt ist durch die Pfeile 26 angedeutet. Ein bei Gasback- oder Bratherden mit Umlufteinreichung üblicher direkter Zugang der heißen Abgase 28 in ein Ventilatorgehäuse 40 ist verschlossen. An dieser Stelle befindet sich fest eine schräge Doppelwand 36 zwischen Kanal 30 und Gehäuse 40.
Die durch Pfeile 28 markierten heißen Gase werden ausschließlich durch den erfindungsgemäß vorgesehenen Kanal 30 gelenkt und dieser wurde absichtlich vor das Gehäuse 40 eines Beschleunigers 44 verlegt und an diesem hochgezogen.
Der Kanal 30 erstreckt sich, wie aus Fig. 2 hervorgeht, über die Breite des Nutzraumes 10 und besteht aus einer breiten unteren Öffnung 32, für den Zutritt der heißen Gase 28. Der Kanal 30 ist bis an eine mit einem Sieb 38 abgedeckte Ansaugöffnung hochgeführt und mündet in den Nutzraum 10 mit einem schmalen Ausgang 34. Die Höhe des neuen Kanals 30 wurde so gewählt, daß die heißen Gase bis dicht unter die Ansaugöffnung 38 geführt sind. Beim Betrieb ohne Umluft, also bei abgeschaltetem Beschleuniger 44, werden die heißen Gase entlang der Rückwand nach oben geführt und, da kein anderer Austritt angeboten wird, unterhalb einer oberen Wand 46 nach vorn gelenkt bis in den Eintritt 48 eines Abgaskamins 50. Auf die weitergehende Funktion dieseroberen Umlenkung wird nachstehend noch näher bei der Beschreibung des Umluftbetriebes eingegangen werden. Durch die bis hier beschriebene Anordnung wird bereits beim normalen Betrieb ohne Umluft, der jederzeit in konventioneller Weise möglich ist, die erzeugte Wärme in guter Weise ausgenutzt, da die im Nutzraum 10 zu erwärmende Speise von den heißen Gasen von allen Seiten umspült wird.
Gemäß der Darstellung in Fig. 1 wird deutlich, daß der konventionelle Back- oder Bratbetrieb mit der neuen Einrichtung jederzeit in gewohnter Weise unter besserer Wärmeausnutzung möglich ist.
Daneben ist aber auch der übliche einfache Grillbetrieb möglich, wofür in einfachster Weise ein Infrarotstrahler 32 unterhalb der oberen Wand 46 angeordnet ist. Dieser kann ein elektrisch oder mit Gas betriebener Infrarotstrahler sein. Der elektrische Strahler ist kostengünstiger in der Herstellung und bei seinem kurzzeitigen Betrieb überwiegt die Energieaufnahme des sonstigen Herdbetriebes über den Gasanschluß. Bei Verwendung eines nachstehend noch beschriebenen gasbetriebenen Infrarotstrahlers bleibt die Verbrauchsenergie das Gas.
Der Übergang auf Umluftbetrieb ist jederzeit ohne mechanische Veränderung durch Zuschalten des als Ventilator ausgelegten Beschleunigers 44 möglich. In den gezeichneten Beispielen ist schematisch ein Axiallüfter 44 als Beschleuniger dargestellt, an dessen Stelle beliebige andere Lüfter, wie Tangentiallüfter oder Radiallüfter mit verschiedenen Antrieben- eingesetzt werden können. Beim Zuschalten des Beschleunigers 44 stellen sich die aus Fig. 3 und 4 ersichtlichen Betriebszustände ein. Über die mit einem herausnehmbaren und reinigbaren Sieb abgedeckte Ansaugöffnung 38 werden die durch die Pfeile 28 angedeuteten heißen Gase in das Gehäuse 40 gelenkt und treten beschleunigt, als Pfeile 54 markiert, aus oberen und seitlichen Öffnungen aus dem Gehäuse 40 in den Nutzraum 10 aus. Der beim Umluftbetrieb üblicherweise vorhandene Abgasaustritt, der entweder nach dem Stand der Technik direkt oder über Schikanen ins Freie führt, ist erfindungsgemäß durch den an der Backofendecke 46 oben entlang geführten, langgestreckten Kanal 50 ersetzt, der über seinen Zugang 48 einen Teil der heißen Gase 54 aufnimmt. Durch diese neue Anordnung entsteht beim Betrieb mit Umluft ein Unterdruck im Brennraum, statt eines sonst vielfach auftretenden Überdrucks, der durch die von außen zuführenden Öffnungen ausgeglichen wird.
Die zur Verbrennung notwendige Luft tritt deshalb beschleunigt durch Öffnungen gemäß Pfeilen 26 ein, wird durch Flammenleitbleche an dem Brenner 16 vorbeigeführt und gelangt dann in den Beschleuniger 44, von dem sie in das Gehäuse 40 angesaugt wird und gelangt teilweise, wie mit Pfeilen 58 in Fig. 3 angedeutet, erneut in den Umluftkreislauf, teilweise in den Kamin 50.
Mit dieser Anordnung ist erstmalig ein Mehrfachfunktionsbackofen für Gasbetrieb verfügbar gemacht worden, mit dem auch eine gegenüber dem elektrischen Betrieb energiesparende Bratautomatik möglich ist. Die Regelkurven für elektrische Erwärmungen liegen so, daß auch nach Abschalten der elektrischen Energiezufuhr noch eine erhebliche Wärmeübertragung auf das zu garende Gut stattfindet, die für das langzeitige Garen nicht erforderlich ist. Hier erweist sich die langsame gedrosselte Energiezufuhr aus dem Gasbrenner als sparend.
Es ist Sinn einer Bratautomatik, durch hohe Temperatur die Poren von Fleisch schnell zu schließen und das Fleisch zu bräunen. Bevor jedoch die Hitze bis ins Innere des Bratguts vorgedrungen ist und dort dazu führt, daß die in Fett gebundene Flüssigkeit in Dampf übergeht und schlagartig unter Mitreißen von Fettpartikeln austritt und dadurch das Gut austrocknet, sowie den Backofen verschmutzt, muß die Temperatur im Backraum so stark abgesunken sein, daß nur noch ein Garen im Inneren des Fleisches stattfindet. Für das schnelle Aufheizen wird zusätzliche Energie benötigt. Diese läßt sich erfindungsgemäß einmal dadurch erreichen, daß der Backofenbrenner zweistufig geschaltet ist, wobei eine Leistungsstufe für den Normalbetrieb und eine zweite Leistungsstufe für den Bratautomatikbetrieb ausgelegt ist. Der Übergang zu der Hocherhitzung zur länger dauernden mäßigen Erwärmung erfolgt bei einem Gasherd mit den hier beschriebenen Merkmalen besser als beim elektrischen Betrieb.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung erfolgt diese zweite Stufe für die Hocherhitzung mittels Infrarotstrahler 52, der an der Backofendecke angebracht ist. Neben der Hocherhitzung ist es möglich, beispielsweise flache Fleischstücke ohne Unterhitze zu garen, oder Toast zu bereiten. Um bei einem Gasgrill 60 auch mit geschlossener Backofentur 12 grillen zu können, wird dieser in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung außerhalb des eigentlichen Nutzraumes 10 angebracht. Er bezieht seine Verbrennungsluft 64 von außen und gibt seine Abgase an den gemeinsamen Abgaskanal 50 für die Abgase des Backofens ab. Nach unten ist der Raum, in dem sich der Grill 60 befindet, durch eine hitzebeständige Glasplatte 62, vorzugsweise Glaskeramik, gegen den Nutzraum 10 abgeschlossen.
Durch das Grillen mit geschlossener Tür 12 lassen sich bis zu 50 % Energie einsparen.

Claims

1. Gasbetriebener Back- und Bratofen zumindest mit einem regelbaren Gasbrenner unterhalb eines Nutzraumes, dessen heiße Abgase entlang an einer Rückwand nach oben geführt werden und mit einer Vorrichtung zur Zwangsumwälzung dieser heißen Abgase,
dadurch gekennzeichnet ,
daß die Vorrichtung (44) für die zu- und abschaltbare Zwangsumwälzung in einem direkt gegen den Brennraum (20) der heißen Brenngase (28) abgeschlossenen Gehäuse (40) angeordnet ist, dessen Zugang (38) oberhalb des unteren Teils des Nutzraumes (10) angeordnet ist und daß die Wärmezufuhr in den Nutzraum (10) in zumindest zwei Stufen mit erheblichem Temperaturniveauunterschied erfolgt.

2. Back- und Bratofen nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet ,
daß dem unteren Brennraum (20) im Bereich der Rückwand ein gegenüber dem Zwangsumwälzungsgehäuse (40) abgeschlossener Kanal (30) für die Überleitung der heißen Brenngase (28) in den Nutzraum (10) zugeordnet ist, dessen Austrittsöffnung (34) sich in der Nähe der Ansaugöffnung (38) für die Zwangsumwälzung (44) befindet.

3. Back- und Bratofen nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet ,
daß die Öffnung (34) des Kanals .(30) parallel zur Rückwand nach oben gerichtet ist.

4. Back- und Bratofen nach Anspruch 2 und 3,
dadurch gekennzeichnet ,
daß die Zutrittsöffnung (32) für den Kanal (30) einen größeren Querschnitt aufweist als die Austrittsöffnung (34).

5. Back- und Bratofen nach einem oder mehreren der voraufgehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet ,
daß unterhalb der oberen Begrenzung des Nutzraumes (10) ein im wesentlichen horizontal verlaufender Abgaskamin (50) mit einer Zutrittsöffnung (48) im vorderen Bereich des Nutzraumes (10) angeordnet ist.

6. Back- und Bratofen nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet ,
daß zur Erzeugung eines Unterdrucks im Nutzraum (10) während des Betriebes der Nutzraum Zuluft (26) nur über den unten angeordneten Brennraum (20) erhält und Abluft nur über den Kamin (50) abgibt.

7. Back- und Bratofen nach einem oder mehreren der voraufgehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet ,
daß ein von oben in den Nutzraum (10) wirkender Infrarotstrahler (52,60) vorgesehen ist.

8. Back- und Bratofen nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet ,
daß der Infrarotstrahler (60) gasbetrieben ist, seine Verbrennungsluft unmittelbar von draußen (64) bezieht und seine Abgase in den Kamin (50) abgibt.

9. Back- und Bratofen nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet ,
daß der Infrarotstrahler (52) elektrisch betrieben ist.