IT201900006710A1

IT201900006710A1 - Apparato e metodo per l’ottimizzazione della distribuzione del calore all’interno di un forno per la cottura di alimenti e forno comprendente detto apparato

Info

Publication number: IT201900006710A1
Application number: IT102019000006710A
Authority: IT
Inventors: Simone Farina
Original assignee: Dr Zanolli S R L
Priority date: 2019-05-10
Filing date: 2019-05-10
Publication date: 2020-11-10
Also published as: WO2020229941A1

Description

APPARATO E METODO PER L’OTTIMIZZAZIONE DELLA

DISTRIBUZIONE DEL CALORE ALL’INTERNO DI UN FORNO PER LA COTTURA DI ALIMENTI E FORNO COMPRENDENTE DETTO

APPARATO

La presente invenzione si riferisce ad un apparato e ad un metodo per l’ottimizzazione della distribuzione e del mantenimento del calore all’interno di un forno, sia esso elettrico o a gas, per la cottura di alimenti, particolarmente ma non esclusivamente per la cottura di pizze e simili prodotti alimentari.

L’invenzione si riferisce anche ad un forno elettrico o a gas comprendente detto apparato, nonché al metodo attuato da detto apparato.

Sono noti forni per la cottura di alimenti, come ad esempio pizze e simili prodotti alimentari, comprendenti una camera di cottura a bocca di carico sempre aperta.

In questi forni la camera di cottura è sempre in comunicazione con l’ambiente esterno al fine di consentire un continuo ed agevole accesso alla camera del forno per l’inserimento e l’estrazione degli alimenti da cuocere, con il grave inconveniente di una sensile perdita del calore, che fuoriesce attraverso la bocca di carico sempre aperta (priva di porta di chiusura) durante il normale funzionamento del forno.

Quanto sopra, oltre a causare un notevole spreco di potenza, determina anche una cottura non uniforme e non ottimale dei prodotti che si trovano in prossimità della bocca di carico.

Prove pratiche hanno dimostrato che un prodotto in cottura, ad esempio una pizza, posizionato all’interno della camera di cottura anteriormente, ovverosia in prossimità dell’apertura della bocca di carico aperta, indicativamente entro una distanza di circa 10 cm dalla bocca di carico, cuoce più lentamente, ovverosia richiede un tempo di cottura più lungo rispetto al medesimo prodotto, ad esempio rispetto ad una identica pizza, che sia posizionata all’interno della camera di cottura posteriormente, vale a dire in una zona della camera di cottura più interna rispetto alla bocca di carico, distante da quest’ultima.

Ciò è evidentemente conseguenza del fatto che nella zona della camera di cottura a ridosso della bocca di carico, che possiamo indicare come zona anteriore della camera di cottura, si verifica una non trascurabile perdita di calore verso l’esterno attraverso la bocca di carico, il che causa un abbassamento della temperatura nella zona anteriore della camera di cottura del forno rispetto alla zona posteriore della camera.

Scopo della presente invenzione è quello di ovviare ai sopracitati inconvenienti dell’arte nota fornendo un apparato per l’ottimizzazione della distribuzione e del mantenimento del calore all’interno di un forno, sia esso elettrico o a gas per la cottura di alimenti del tipo comprendente una camera di cottura a circolazione forzata d’aria calda e a bocca di carico sempre aperta capace di garantire un significativo risparmio energetico ed una cottura del prodotto ottimale ed uniforme in ogni zona della camera di cottura, in particolare anche nella zona della camera di cottura a ridosso della bocca di carico.

Lo scopo suddetto è conseguito da un apparato per l’ottimizzazione della distribuzione e del mantenimento del calore all’interno di un forno elettrico avente le caratteristiche esposte nella rivendicazione 1.

Ulteriori aspetti di tale apparato sono oggetto delle rivendicazioni dipendenti.

È inoltre scopo della presente invenzione quello di fornire un forno, elettrico o a gas, per la cottura di alimenti del tipo comprendente una camera di cottura a circolazione forzata d’aria calda e a bocca di carico sempre aperta comprendente detto apparato per l’ottimizzazione della distribuzione e del mantenimento del calore, nonché il metodo attuato da detto apparato. Le caratteristiche strutturali e funzionali della presente invenzione ed i suoi vantaggi nei confronti della tecnica conosciuta risulteranno ancora più chiari ed evidenti da un esame della descrizione seguente, fornita a titolo esemplificativo e non limitativo con riferimento ai disegni schematici allegati, che mostrano esempi di attuazione dell’invenzione stessa.

Nei disegni:

- la figura 1 è una vista prospettica anteriore illustrante un forno realizzato secondo l’invenzione;

- la figura 2 è una vista prospettica posteriore del forno di figura 1.

- la figura 3 è una vista laterale in sezione con un piano longitudinale verticale del forno di figura 1;

- la figura 3A mostra un particolare indicato con F sulla figura 3; si nota in particolare in sezione con un piano longitudinale verticale il diffusore conico; - la figura 4 mostra la medesima vista laterale in sezione di figura 3 su cui è indicato il piano di sezione B-B;

- la figura 4A mostra una vista frontale del forno secondo l’invenzione secondo la sezione B-B di figura 4.

Con riferimento ai disegni, il forno elettrico secondo l’invenzione è complessivamente indicato con 10 ed è strutturalmente formato da una camera di cottura 11 vantaggiosamente supportata da un carrello 17.

La camera di cottura 11 ha una configurazione sostanzialmente scatolare inserita entro una calotta cava 13 vantaggiosamente realizzata in vetroresina o simili materiali, supportata da una struttura di supporto 16 a sua volta poggiante su detto carrello 17, ed è provvista di una bocca di carico 12 sempre aperta.

In funzionamento, la massa calda della camera di cottura 11 riscalda l’aria che si accumula all’interno della calotta cava 13 in vetroresina del forno. Vantaggiosamente, una pluralità di ventole 15 possono essere previste in corrispondenza di detta calotta cava 13 e/o, come mostrato nelle allegate figure a titolo esemplificativo, nella struttura di supporto 16, al fine di mantenere la temperatura dell’aria entro detta calotta cava 13 entro i 60°C. Quando la temperatura all’interno della calotta cava 13 supera un valore soglia predeterminato, preferibilmente di circa 60°C, rilevato da un termostato, dette ventole 15 entrano in funzione al fine di movimentare la massa d’aria ed espellerla vantaggiosamente attraverso un’apertura di sfogo 18 appositamente prevista su detta calotta 13.

Mentre all’interno della camera di cottura 11 si possono raggiungere temperature sino ai 400-500°C, durante il normale funzionamento del forno all’interno della calotta cava 13 viene mantenuta una temperatura dell’aria di circa 50-60°C attraverso il sistema termostato/ventole 15 che estraggono il calore in eccesso che porterebbe la temperatura nella calotta oltre i 60°C. Secondo l’invenzione, il forno 10 è dotato di un apparato per l’ottimizzazione della distribuzione e del mantenimento del calore all’interno del forno stesso, ed in particolare all’interno della camera di cottura 11, comprendente mezzi di aspirazione dell’aria 20 configurati per aspirare aria calda dall’interno di detta calotta cava 13 e convogliarla in un diffusore di flusso 30.

L’aria calda presente nella calotta cava 13 viene aspirata da mezzi di aspirazione dell’aria 20 comprendenti vantaggiosamente un ventilatore tangenziale e convogliata verso un diffusore di flusso 30 configurato per indirizzare in modo forzato l’aria calda movimentata da detti mezzi di aspirazione 20 verso la bocca di carico 12 del forno, creando un flusso a “lama d’aria” 31 che realizza una barriera tra detta camera di cottura 11 e detto ambiente esterno, barriera atta ad impedire la fuoriuscita di calore. Vantaggiosamente, detto diffusore di flusso 30 è posizionato in corrispondenza della parete calda della cappa 14 del forno superiormente rispetto a detta bocca di carico 12.

Preferibilmente detto diffusore di flusso 30 è un diffusore conico atto ad accelerare il flusso dall’ingresso verso l’uscita.

Grazie a questi accorgimenti, quando l’aria calda presente nella calotta 13 viene aspirata dai mezzi di aspirazione dell’aria 20 e viene convogliata nel diffusore di flusso 30 questa, grazie al fatto che il diffusore 30 è fissato in adiacenza alla parete calda della cappa 14 del forno la quale può raggiungere temperature anche molto elevate, dell’ordine dei 180-200°C, si riscalda.

Inoltre, poiché il diffusore 30 ha un profilo conico atto ad accelerare il flusso dall’ingresso verso l’uscita del diffusore stesso, l’aria fuoriesce nella parte frontale del forno con una velocità media di circa 1,1 m/s, mentre la velocità media di ingresso ad esso è di circa 0.7m/s.

L’individuazione del parametro di velocità dell’aria che entra ed attraversa il diffusore 30 è dettata dall’esigenza di creare un flusso laminare 31 in uscita dal diffusore 30 che avesse una velocità sufficientemente elevata da costituire una barriera laminare che impedisse le fuoriuscita del calore dalla bocca 12 del forno, ma che al tempo stesso avesse una velocità abbastanza ridotta all’interno del diffusore conico 30 al fine di consentire il riscaldamento del flusso di aria dai circa 50-60°C ai circa 180-200°C grazie al contatto con la parete calda della cappa 14.

In questo modo, l’apparato secondo la presente invenzione consente di creare una lama d’aria molto calda, la temperatura dell’aria in uscita dal diffusore è prossima ai 200°C quando si consideri una temperatura del forno idonea alla cottura della pizza di circa 400°C, e avente una velocità abbastanza elevata da creare una barriera di flusso laminare.

La velocità media dell’aria in uscita dal diffusore 30 è vantaggiosamente di circa 1.1m/s, ottimizzata così per tutte le condizioni di utilizzo di temperatura del forno.

Vantaggiosamente, inoltre, l’apparato per l’ottimizzazione della distribuzione e del mantenimento del calore all’interno di un forno elettrico secondo la presente invenzione prevede che detto diffusore 30 orienti la lama d’aria 31 in uscita non solo con una componente verticale verso il basso, ma anche con una componente orizzontale verso l’esterno rispetto alla camera di cottura 11.

Più preferibilmente, la componente orizzontale della direzione del flusso d’aria in uscita dal diffusore sarà tale per cui il getto risulterà inclinato di circa 15° rispetto alla direzione verticale.

Vantaggiosamente, la lama d’aria, calda e ad alta velocità, in uscita dal diffusore 30 interesserà l’intera larghezza e altezza della bocca di carico 12, così da realizzare in corrispondenza di detta bocca di carico 12 una barriera di tenuta rispetto alla fuoriuscita di calore dalla camera di cottura 11 verso l’ambiente esterno.

Vantaggiosamente, il diffusore 30 secondo la presente invenzione risulterà conico sia quando visto su di un piano di sezione longitudinale, secondo quanto visibile nel particolare di figura 3A, avendo dunque lungo la direzione del flusso dell’aria 31 una sezione di ingresso più ampia rispetto alla sezione di uscita così da accelerare il flusso dall’ingresso verso l’uscita del diffusore, sia in direzione trasversale, come visibile nella vista di figura 4A, in modo che la lama d’aria 31 interessi tutta la larghezza della bocca di carico 12. Grazie all’apparato per l’ottimizzazione della distribuzione e del mantenimento del calore secondo la presente invenzione si ottiene dunque, anche in corrispondenza di una bocca di carico 12 sempre aperta, una barriera in grado di bloccare in gran parte l’aria calda presente nella camera cottura 11 che tenderebbe altrimenti ad uscire dalla camera di cottura stessa per convezione disperdendo il calore verso l’esterno comportando un conseguente abbassamento della temperatura.

È pure oggetto della presente invenzione un forno, elettrico o a gas, 10 per la cottura di alimenti comprendente una camera di cottura 11 a circolazione d’aria calda e a bocca di carico 12 sempre aperta verso un ambiente esterno, ed una calotta cava 13 che circonda detta camera di cottura 11, e che si caratterizza per il fatto di comprendere un apparato per l’ottimizzazione della distribuzione e del mantenimento del calore secondo quanto sin qui descritto.

Vantaggiosamente, il forno elettrico o a gas, 10 secondo la presente invenzione si caratterizza inoltre per il fatto di comprendere una calotta cava 13 realizzata in vetroresina.

È pure oggetto della presente invenzione un metodo per l’ottimizzazione della distribuzione e del mantenimento del calore all’interno di un forno elettrico o a gas 10 per la cottura di alimenti del tipo comprendente una camera di cottura 11 a circolazione d’aria calda e a bocca di carico 12 sempre aperta verso un ambiente esterno, nonché una calotta cava 13 che circonda detta camera di cottura 11, caratterizzato dal fatto di comprendere una fase che consiste nel prelevare una quantità di aria calda dall’interno di detta calotta cava 13 ed indirizzarla in modo forzato nell’area di detta bocca di carico 12 creando un flusso a “lama d’aria” 31, così da realizzare in corrispondenza di detta bocca di carico 12 sempre aperta una barriera che realizza una tenuta rispetto alla fuoriuscita di calore da detta camera di cottura 11 verso l’ambiente esterno.

Vantaggiosamente, il metodo per l’ottimizzazione della distribuzione e del mantenimento del calore all’interno di un forno, elettrico o a gas, secondo la presente invenzione prevede che l’aria calda prelevata da detta calotta 13 sia indirizzata in modo forzato in corrispondenza di detta bocca di carico 12 per mezzo di un diffusore 30 che indirizza il flusso dall’alto verso il basso e verso l’esterno della camera di cottura 11, preferibilmente con una inclinazione di circa 15° rispetto alla direzione verticale.

Si è così mostrato come la presente invenzione consenta di assolvere il compito ed ottenere gli scopi prefissati.

In particolare, si è constatato come il forno secondo la presente invenzione consenta, nella condizione di mantenimento di una temperatura di circa 400°C all’interno alla camera di cottura 11, a regime di temperatura, di ottenere un risparmio energetico di circa il 30% rispetto ad un analogo forno a bocca di carico sempre aperta di tipo noto dallo stato dell’arte, privo dell’apparato secondo l’invenzione.

Inoltre, si è constatato anche un risparmio del 20% della potenza impiegata calcolato in un periodo di otto ore lavorative con partenza dalla temperatura interna di 20°C ed aumento sino alla temperatura di 400°C.

Non ultimo, si è constatato l’ottenimento di un altro importante vantaggio rispetto alle soluzioni di tipo noto, consistente in una ottimale uniformità di cottura degli alimenti posti in prossimità dell’apertura della bocca della camera di cottura e quelli posti nella zona posteriore della camera di cottura, lontano dalla bocca di carico. Ciò consente di uniformare i tempi di cottura degli alimenti, ad esempio delle pizze, indipendentemente da dove esse sono poste all’interno della camera di cottura.

Dalla descrizione sin qui data sono chiare le caratteristiche dell’apparato e del metodo per l’ottimizzazione della distribuzione e del mantenimento del calore all’interno di un forno elettrico secondo la presente invenzione, nonché del forno elettrico oggetto della presente invenzione che comprende tale apparato, così come sono chiari i relativi vantaggi.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Apparato per l’ottimizzazione della distribuzione e del mantenimento del calore all’interno di un forno (10) elettrico o a gas per la cottura di alimenti del tipo comprendente una camera di cottura (11) a bocca di carico (12) sempre aperta verso un ambiente esterno, ed una calotta cava (13) che circonda detta camera di cottura (11), caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi di aspirazione dell’aria (20) configurati per aspirare aria calda dall’interno di detta calotta cava (13) ed almeno un diffusore di flusso (30) configurato per indirizzare in modo forzato l’aria calda movimentata da detti mezzi di aspirazione (20) verso detta bocca di carico (12) creando un flusso a “lama d’aria” (31) che realizza una barriera tra detta camera di cottura (11) e detto ambiente esterno atta ad impedire la fuoriuscita di calore.
2. Apparato secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di aspirazione comprendono un ventilatore tangenziale (20).
3. Apparato secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto diffusore di flusso (30) è posizionato in corrispondenza della parete calda della cappa (14) del forno superiormente rispetto a detta bocca di carico (12).
4. Apparato secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detto diffusore di flusso (30) è un diffusore conico atto ad accelerare il flusso dall’ingresso verso l’uscita.
5. Apparato secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta lama d’aria (31) in uscita da detto diffusore di flusso (30) è indirizzata verso il basso e verso l’esterno della camera di cottura (11), con una inclinazione di circa 15° rispetto alla direzione verticale.
6. Apparato secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta lama d’aria (31) in uscita da detto diffusore di flusso (30) interessa l’intera larghezza della bocca di carico (12).
7. Forno (10) elettrico o a gas per la cottura di alimenti comprendente una camera di cottura (11) a circolazione d’aria calda e a bocca di carico (12) sempre aperta verso un ambiente esterno, ed una calotta cava (13) che circonda detta camera di cottura (11), caratterizzato dal fatto di comprendere un apparato per l’ottimizzazione della distribuzione e del mantenimento del calore secondo una o più delle rivendicazioni dalla 1 alla 6.
8. Forno (10) secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detta calotta cava (13) è realizzata in vetroresina.
9. Metodo per l’ottimizzazione della distribuzione e del mantenimento del calore all’interno di un forno (10) elettrico o a gas per la cottura di alimenti del tipo comprendente una camera di cottura (11) a circolazione d’aria calda e a bocca di carico (12) sempre aperta verso un ambiente esterno, ed una calotta cava (13) che circonda detta camera di cottura (11), caratterizzato dal fatto di comprendere una fase che consiste nel prelevare una quantità di aria calda dall’interno di detta calotta cava (13) ed indirizzarla in modo forzato nell’area di detta bocca di carico (12) creando un flusso a “lama d’aria” (31), così da realizzare in corrispondenza di detta bocca di carico (12) sempre aperta una barriera di tenuta rispetto alla fuoriuscita di calore da detta camera di cottura (11) verso l’ambiente esterno.
10. Metodo per l’ottimizzazione della distribuzione e del mantenimento del calore all’interno di un forno (10) secondo la rivendicazione precedente, in cui detta aria calda è indirizzata in modo forzato in corrispondenza di detta bocca di carico (12) dall’alto verso il basso e con una inclinazione di circa 15° rispetto alla direzione verticale verso l’esterno della camera di cottura (11).