NO842123L - Fremgangsmaate og ovn for behandling av produkter med en oppvarmet fluidstroem - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for fremstilling av en jevn og ensartet luftstrøm gjennom hele stekerommet i en ovn ved behandling av produkter med hjelp av en oppvarmet luftstrøm i ovnen, for å bake, steke, koke eller tørke produktene, eller for å behandle disse på annen måte. Ifølge et annet aspekt angår oppfinnelsen også en ovn for ut-førelse av fremgangsmåten.

Et stort problem ved behandling av produkter på denne måte i ovner med luftstrøm, er å fremstille en jevn og ensartet strøm med luft i alle deler av ovnsrommet og derved ensartet varmeoverføring til alle produkter i ovnen.

Ulike tiltak har vært foreslått for å oppnå slik ensartet luftstrøm. En kjent teknisk løsning på problemet er

å plassere produktene i et stativ som bringes til å rotere i ovnen. Denne løsning er relativt komplisert og krever driv-anordninger som kan forårsake driftsforstyrrelser og som bl. annet vanskeliggjør vedlikehold og rensing av ovnsrommet.

Slike roterende stativer krever også store ovnsrom.

Andre løsninger omfatter ledning av den sirkulerende varme luft ved hjelp av spjeldanordninger som endrer luftens retning. Et problem ved denne løsning er avtetting og opp-lagring av ventilanordningen på tilfredsstillende måte.

Andre kjente løsninger av problemet med reversering

av luftstrømmen omfatter bruken av vertikalt monterte tverr-strømsvifter med en høyde som tilsvarer ovnsrommet.

Et eksempel på den først nevnte løsning som benytter

et roterbart stativ, er beskrevet i SE 7504080-8 (AB Svenska Bakugnsfabriken). Dette arrangement har de ovenfor nevnte ulemper.

Ovner med ulike typer spjeldkonstruksjoner for styring av luften er beskrevet i NO 117 196 (Elektrolux) og

DE 2 804 545 (Werner&Pfleiderer). Det første arrangement krever en progressiv struping, mens det andre arrangement omfatter bruken av separate avstengningsanordninger. Begge ovntyper er teknisk kompliserte og resulterer i en irregulær luftstrøm i ovnsrommet.

En annen ovnkonstruksjon er beskrevet i SE 7514334-7 (Elektrolux). Den her beskrevne, konvensjonelle ovn gir også

en irregulær luftstrøm.

SE 369 828 og SE 391 110 (begge Tipe Revent) beskriver bakeovner med to tverrstrømsvifter som har vertikale aksler forløpende gjennom hele ovnrommets høyde og som drives sam-tidig i samme retning, idet viftenes rotasjonsretning kan endres. Den vesentlige ulempe med denne type tverrstrømsar-rangement er at den varme luft ikke vil bli blandeti verti-kal retning, noe som resulterer i vesentlig lavere temperatur i den nedre del enn i ovnens øvre del. Videre er arran-gementet relativt romkrevende og kostbart, de har videre spesielle problemer med hensyn til dampgenerering i ovnrommet, for å forbedre varmeoverføringseffekten. Tilsvarende tverr-strømsarrangementer med samme ulemper er beskrevet i FR 2 390 102 og CH 532 363 (begge Debag).

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er i det vesentligekarakterisert veden første rotasjon i en retning av en av to radiale vifter med vertikale aksler anordnet i ovnens øvre del, mens den andre vifte er utkoblet, ved å bringe den strøm som genereres av den ene vifte til å passere et varmebatteri anordnet i viftenes område i den øvre del av ovnen, ved å lede den genererte, oppvarmede strøm vertikalt nedover langs i det minste én av ovnens sider og å avlede strømmen innad ved ulike nivåer, og deretter horisontalt oppad ved motsatt side av ovnen, og ved å frakoble den ene vifte og tilkoble den annen vifte ved gitte tidsintervaller for således å reversere strømningsretningen.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen frembringer en reversering av luftstrømmens retning uten behov for bevegelige ventilanordninger som lett kan forårsake driftsforstyrrelser. Da kjøligere luft fra ovnsrommet trekkes gjennom den stasjonære vifte, vil viften kjøles under dens stasjonære perioder. Varmebatteriene vil også avkjøles effektivt da luften forandrer retning i rommet hvor batteriene er anordnet .

Fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen gjør det mulig å lage ovnkonstruksjonen ekstremt kompakt, med alle elektriske komponenter, eksempelvis motorer og elektriske batterier, anordnet over det egentlige ovnsrom, dvs. stekeområdet. Dette muliggjør rensing av ovnsrommet eksempelvis ved vannspyling og også høytrykksspyling, uten risiko for at vann skal komme

i kontakt med de elektriske installasjoner.

I praksis foretrekkes at den oppvarmede luftstrøm ledes ned langs ovnens sider ved hjelp av en leder- og avbøynings-plate som har perforeringer eller slisselignende åpninger anordnet ved ulike nivåer. Et slikt arrangement vil tilføre luft til ovnsområdet via en sidevegg, idet den vil trekkes ut av suget på motsatte sidevegg etter at luften først har vært i kontakt med de produkter som er anordnet i ovnen.

Når det ønskes dampgenerering i ovnen bringes varmebatteriene til å varme opp en panne som er plassert under viftene og på hvilken det sprøytes væske for å utvikle damp som overføres til ovnsrommet av den sirkulerende luftstrøm.

En viktig fordel som oppnås herved er at damp utvikles effektivt også når temperaturen i ovnsrommet er relativt lav (100 - 105°C) , eksempelvis ved koking av produkter. En annen viktig fordel er at alle kalkavlagringer fra det tilførte vann, avsettes på pannens bunn. Pannen anordnes slik at den enkelt kan trekkes ut og renses, i motsetning til kjente sprøytemunnstykker med små åpninger som lett blokkeres.

Undersiden av pannen er hensiktsmessig isolert slik

at pannens overside kan oppvarmes til meget store overflate-temperaturer, eksempelvis temperaturer på 400 - 600°C for derved å oppnå effektiv damputvikling.

Oppfinnelsen angår også en ovn, eksempelvis for baking, steking, koking, tørking e.l. ifølge de i kravenes karakte-riserende deler anførte trekk.

Ovnens leder- og avledningsanordninger omfatter trinn-formede plater anordnet fortrinnsvis på motsatte sider av ovnen og som har slisselignende åpninger anordnet ved ulike nivåer, og hvor avledningsanordninger er anordnet på tvers av strømningsretningen umiddelbart nedstrøms for de slisseformede åpninger og rager inn i strømningsbanen over en avstand som tilsvarer i det minste høyden av de slisseformede åpninger parallelt med strømmen.

Slike styrings- og avledningsanordninger for strømmen har en meget hensiktsmessig form og kan fremstilles til lav kostnad og oppnå tilfredsstillende stivhet også når platen er forholdsvis tynn. Hensiktsmessig avledning av luftstrøm-men oppnås og også ensartet fordeling av strømmen gjennom hele ovnsrommet, til tross for at platene ikke har bevegelige spjeld eller lignende.

Varmebatteriet er fortrinnsvis anordnet under viftene

i et avgrenset område med isolert flate. På denne måte vil luft i området ved en halvdel av varmebatteriet, bli trukket inn via den stasjonære vifte, noe som resulterer i at den av undertrykket vil bringes til å rotere sammen med den andre vifte. Etter å være oppvarmet vil luftstrømmen passere gjennom den drevne vifte som trykksetter strømmen. Luftstrømmen kan deretter, om ønsket, bringes til å passere ytterligere varmespiraler.

Alternativt eller i tillegg er det mulig å benytte ulike typer enveis butterfly- eller spjeldventiler for å lede luftstrømmen, især den som trekkes inn, mot den drevne vifte. Denne luftstrøm kan eksempelvis ledes slik at den ikke pas • serer den stasjonære vifte, men ledes direkte mot den drevne viftes sugside. Slike enveisventiler har en meget enkel konstruksjon og den spesielle fordel ved oppfinnelsen, nemlig at butterfly- eller spjeldventilene normalt ikke kreves, påvirkes ikke ved å bruke en eller flere ventiler av den foran nevnte type.

Flere utførelser av oppfinnelsen beskrives detaljert

på grunnlag av tegningen hvor figur 1 viser et frontriss, delvis i snitt av en enkel ovnstype uten dampgenererende anordninger, figur 2 viser et tilsvarende riss av en modifisert ovn med dampgenererende anordninger samt strømningsfordelende og strømningsavledende plater av spesiell konstruksjon, figur 3 viser et tverrsnitt av den øvre del av en i forhold til figur 2 modifisert utgave hvor den venstre vifte roterer,

og figur 4 viser et tilsvarende riss som figur 3 hvor den høyre vifte roterer.

Bakeovnen 1 på figur 1 har et isolert ovnsrom 2 i hvil-ket er anordnet et stativ 3 som holder flere plater 4 på hvilke er plassert brød eller boller 5 som skal bakes i ovnen.

Anordnet i den øvre del av ovnen er to radialvifter

10, 11 med vertikale aksler. Viftehjulene 10a og lia er anordnet umiddelbart under ovnsrommets tank.

Anordnet under viftehjulene 10a og 10b er et rom 12

som er avgrenset av vegger 13 og som opptar et varmebatteri

14 i form av elektriske varmespiraler. Viftenes motorer er anordnet på utsiden av ovnsrommet, sammen med føringsanord-ninger (ikke vist) for alternerende drift av viftene, først én vifte i en retning og deretter den andre vifte i en mot-

satt retning over gitte tidsintervaller.

Anordnet i ovnsrommet på hver side av ovnen er en avlednings- og fordelingsplate 15 og 16 hvormed oppvarmet luft ledes nedad langs ovnens sider og avledes, via perforeringer 15a, 16a, horisontalt for å komme i kontakt med de produkter som er anordnet i ovnen. I den viste utførelse på figur 1 benyttes glatte plater 15 og 16 med et hensiktsmessig antall perforeringer med egnet form.

Slik det vil ses av det viste strømningsmønster, trekkes luft inn gjennom viftehjulet lia på den høyre vifte 11, hvorfra luften beveges nedover til rommet 12 som opptar varmebatteriet 14. Viftehjulet lia bringes på denne måte til sam-tidig å rotere av luftstrømmen som trekkes inn, idet strømmen oppvarmes av varmebatteriet og trekkes ut gjennom åpningen anordnet under viftehjulet 10a.

Den oppvarmede og innsugede luftstrøm trykksettes av viftehjulet 10a og tvinges deretter nedover i rommet mellom ovnens venstre side og fordelingsplaten 15 hvor strømmen avledes i horisontalt rettede delstrømmer som passerer produktene 5 i ovnsrommet og overfører deres varmeinnhold til produktene .

Etter at en gitt tid er gått, eksempelvis 1 eller 2 minutter, reverseres strømningsretningen ved frakobling av viften 10 og tilkobling av viften 11. På denne måte over-

føres varme ensartet og enkelt til alle de produkter som fore-ligger i ovnen.

Ved hjelp av enkle enveis butterflyventiler (figur 3

og 4) kan størstedelen av sugluften ledes slik at den rettes direkte til rommet 12 som opptar varmebatteriet 14. Kun en liten del av strømmen vil derved passere det stasjonære vifte-hjul lia.

Selv om dette ikke er vist kan ytterligere varmespiraler anordnes på utsiden av rommet 12.

Rommets 12 bunn 17 oppvarmes normalt til meget høye temperaturer, eksempelvis 400 - 600°C og har derfor hensikts-

messig en underliggende isolering 18.

Utførelsen som er vist på figur 2 tilsvarer utførel-sen vist på figur 1 bortsett fra at de tverrstilte strømfor-delings- og strømavledningsplater har en annen form og at ovnen har dampgenereringsanordninger.

I denne utførelse er også ovnsrommet større og to rek-ker med plater 4 er anordnet ved siden av hverandre i samme nivå.

Ved denne utførelse er førings- og avledningspltene 15 utformet i trinn og omfatter hensiktsmessig horisontalt rag-ende skuldre 15b som er anordnet umiddelbart nedstrøms for de slisselignende åpninger 15a og rager inn i luftstrømmens bane over en avstand som minst tilsvarer høyden av de slisselignende åpninger, parallelt med strømmen. Til tross for den lille tykkelse, er er slik førings- og avledningsplate til-strekkelig stiv og gir en effektiv og ensartet avledning og strømfordeling i ovnsrommet.

Rommets 12 bunn 17 som opptar oppvarmingsanordningen

14, har form av en panne. Vann sprøytes mot bunnen 17 av pannen gjennom et rør 19. Pannens høye temperatur sikrer at vannet fordamper effektivt slik at dampen kan bæres av luft-strømmen når denne sirkulerer i ovnen.

En dampgenererende anordning av den beskrevne enkle type er meget effektiv når den plasseres umiddelbart under viftehjulene 10a, lia.

Flere ulike komponenter i ovnene, slik de er vist på figur 1 og 2, kan fjernes og være utskiftbare. Dette forenk-ler i stor grad rensing av ovnen, og det er også mulig, i visse tilfeller, eksempelvis å utskifte avlednings- og strøm-fordelingsplatene 15, avhengig av hvorledes produktene skal behandles i ovnen, fra tilfelle til tilfelle.

Figur 3 og 4 viser den øvre del av en modifikasjon av utførelsen på figur 2. En enkel enveis butterflyventil 20, 21 er anordnet ved hver ende av rommet 12 som opptar varmebatteriet 14. Hver butterflyskive 20a, 21a samvirker med en ving eller skovl 20b, 21b, anordnet i luftstrømmen fra vedkommende vifte 10 eller 11 som roterer hver for seg. En stang 22 forbinder butterflyskivene 20a og 21a slik at skiven 21a er åpen når skiven 20a er i lukket stilling og omvendt.

På figur 3 roterer den venstre vifte 10 og den venstre ventil 20 er følgelig lukket, mens ventilen 21 er åpen. Figur 4 viser den motsatte situasjon, dvs. at den høyre vifte 11 roterer og ventilen 21 er følgelig lukket. Røret 9 og pannen

17 kan også foreligge.

Denne utførelse har den fordel at varmevekslingen i kammeret 12 forbedres. Videre vil det på sugsiden av hver vifte 10, 11 automatisk bli mindre motstand mot strømmen, noe som vil resultere i øket effektivitet for ovnen. Figurene viser at kun en liten del av strømmen vil finne sin vei gjennom den i hvert tilfelle stasjonære vifte 11, hhv. 10.

En ovn ifølge oppfinnelsen kan benyttes i mange ulike sammenhenger. I tillegg til ulike typer baking og matbered-ning kan ovnen således også benyttes i sammenheng med ulike industriprosesser, eksempelvis tørkeprosesser. Ulike typer tilleggsanordninger er også mulige innenfor oppfinnelsens ramme.

Den av én av viftene genererte strøm kan eventuelt ledes til én . eller to tilstøtende sider av ovnen og kan til-føres hele ovnsrommet eller en del av dette slik at gjensidig kryssende strømmer oppstår i ovnsrommet eller i deler av dette. I spesielle tilfeller kan de turbulente delstrømmer som oppnås på denne måte bidra til å forbedre ovnens effektivitet.

Claims (10)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av en jevn, ensartet strøm gjennom hele ovnsrommet i en ovn for behandling av produkter ved hjelp av en oppvarmet strøm i ovnen for baking, steking eller tørking av produktene eller for behandling av disse på annen måte, KARAKTERISERT VED først å bevege i en retning en av to radiale vifter med vertikale akser, anordnet i den øvre del av ovnen, mens den annen vifte er frakoblet, å bringe den utviklede strøm fra den ene vifte til å passere et varmebatteri anordnet nær viftene i de øvre deler av ovnen, å lede den dannede, oppvarmede strøm vertikalt nedad langs i det minste en av ovnens sider og å avlede strømmen innover ved ulike nivåer og deretter horisontalt oppad på motsatt side av ovnen, og å frakoble den ene vifte og tilkoble den annen vifte ved gitte tidsintervaller for å reversere strøm-retningen .

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED å føre varmestrømmen nedover mot ovnens side ved hjelp av en førings-og avledningsplate med slisselignende åpninger eller perforeringer anordnet ved ulike nivåer.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1-2, KARAKTERISERT VED å bringe varmebatteriet til å oppvarme en panne anordnet under viften, å sprøyte væske mot pannen for derved å frembringe damp og å medbringe dampen til ovnsrommet ved hjelp av den sirkulerende luftstrøm.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1-3, KARAKTERISERT VED å trekke strømmen ved hjelp av sug gjennom den ikke tilkoblede vifte for på denne måte å bringe viften til å rotere og i det minste delvis å oppvarme strømmen av varmebatteriet før den bringes under trykk av den drevne vifte.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1-4, KARAKTERISERT VED å lede en vesentlig del av strømmen på den roterende viftes sugside direkte mot varmebatteriet ved hjelp av to samvirkende ventiler, en i hver ende av et kammer som inneholder varmebatteriet .

6. Ovn, eksempelvis for baking, koking, steking, tørking eller lignende prosesser, omfattende anordninger for sirkulering og oppvarming av strømmer i ulike retninger gjennom ovnen, KARAKTERISERT VED at den sirkulerende anordning omfatter to radiale vifter (10, 10a, 11, lia) med vertikale akser og som er montert i den øvre del av ovnen, førings- og avledningsanordninger ( 15 , 16) anordnet på to motsatte isider av ovnen for samvirke med strømmene som genereres av viftene, hvor an-ordningene er innrettet til å lede strømmene nedover langs en av ovnssidene og avlede strømmene horisontalt innover ved ulike nivåer, og anordninger for alternativ drift av hver vifte i én retning og den andre vifte i motsatt retning over en gitt tidsperiode, og at oppvarmingsanordningen omfatter et varmebatteri (14) anordnet nær viftene.

7. Ovn ifølge krav 6 hvor førings- og avledningsanordnin-gene omfatter plater (15, 16) som er anordnet på motsatte sider av ovnen og har slisselignende åpninger anordnet ved ulike nivåer, KARAKTERISERT VED at platene (15, 16) umiddelbart nedstrøms for de slisselignende åpninger (15a, 16a) har trinnlignende avledningsanordninger (15b, 16b) som rager inn i banen for den nedad rettede strøm over en avstand som minst tilsvarer høyden av de slisselignende åpninger (15a, 16a), parallelt med strømmen, for deling av strømmen og avledning av denne horisontalt gjennom de slisselignende åpninger inn til ovnsrommet.

8. Ovn ifølge krav 6-7, KARAKTERISERT VED at varmebatteriet (14) er anordnet i et avgrenset rom (12) med en isolert underside og plassert under viftene (10, 10a, 11, lia).

9. Ovn ifølge krav 8, KARAKTERISERT VED at rommet opptar en panne (17) sammen med anordninger (19) for å sprøyte væske mot pannen for på denne måte å utvikle damp som med-bringes av de sirkulerende strømmer.

10. Ovn ifølge krav 8-9, KARAKTERISERT VED at en enveis ventil (20, 21) er anordnet i hver ende av det avgrensede rom (12) , idet hver ventil samvirker med en ving eller skovl (20b, 21b) som påvirkes av strømmen fra en av viftene (10, 11) for å holde vedkommende ventil lukket, og en stang (22) som forbinder de to ventiler (20, 21) slik at den ene er åpen når den annen er lukket og omvendt.