WO2012150167A1

WO2012150167A1 - Verfahren zum betrieb eines backofens

Info

Publication number: WO2012150167A1
Application number: PCT/EP2012/057598
Authority: WO
Inventors: Margit Andreas; Konrad Bleier; Peter Kellermann; Rainer Lebacher; Peter Mallinger; Angelika Oberstaller; Markus De Vries
Original assignee: BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH
Priority date: 2011-05-03
Filing date: 2012-04-26
Publication date: 2012-11-08
Also published as: DE102011075130A1

Abstract

Ein Backofen (1) mit einem durch eine Ofentür verschließbaren Garraum (2) zur Aufnahme von Gargut ist versehen mit einer Gebläseeinheit (9), die erhitzte Heißluftströme abwechselnd in entgegengesetzten Strömungsrichtungen in den Garraum (2) einbringt. Zur Vermeidung von Störungen zwischen kurzzeitig einander entgegengesetzten Strömungsrichtungen ist vorgesehen, dass ein Wechsel der Strömungsrichtung frühestens nach dem Durchlauf der Heißluftströmung innerhalb des Garraums (2) von der Ausströmposition (8) zur Ansaugposition (7) der von der Gebläseeinheit aus- und eingehenden Heißluftströmung oder nach einem vielfachen von Durchläufen stattfindet.

Description

Verfahren zum Betrieb eines Backofens

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betrieb eines Backofens, der versehen ist mit einem Garraum zur Aufnahme von Gargut vorzugsweise in mehreren Ebenen und mit einer beheizbaren Gebläseeinheit, die erhitzte Heißluftströme abwechselnd in entgegengesetzten Strömungsrichtungen in den Garraum einbringt.

Bei Backöfen mit sogenanntem Umluftbetrieb, also mit einem Gebläse mit Ringheizkörper innerhalb einer vom mit Gargut bestückten Garraum durch eine Luftleitwand oder Prallwand abgetrennten Gebläsekammer besteht das Problem, dass bei Umluftbetrieb mit konstanter Drehrichtung des Gebläses die vom jeweiligen Gebläseflügel initiierte und über z. B. seitlich der Luftleitwand durch Strömungsschlitze zwischen Luftleitwand und Garraumwand in den Garraum einströmende Heißluft entsprechend der Gebläserotation stets eine räumlich begrenzte, konstant umlaufende Hauptströmungsbahn auf dem oder den Gargutträgern erfasst, verbunden mit einer ungleichmäßigen Erhitzung und z. B. Bräunung des großflächig auf den Gargutträgern aufliegenden Garguts. Zur Abhilfe wurden in der Luftleitwand mehrere Ausströmöffnungen oder Luftwirbel bildende Strömungshindernisse vorgesehen, die ein mehr oder weniger chaotisches, also nicht konstant gleichmäßiges Strömungsverhalten im Garraum bewirken sollen.

Zur Vergleichmäßigung des Energieeintrages auf das Gargut im Garraum eines Gargeräts wurde vorgeschlagen (DE 199 44 265 A1 , DE 10 1 13 274 B4), von einer aus zwei unmittelbar hintereinander liegenden und fast formschlüssig ineinander greifenden, jeweils zwei diametral angeordnete Gebläseschaufeln aufweisenden und vorzugsweise von einem gemeinsamen Antriebsmotor mit entgegengesetzter Drehrichtung angetriebenen Gebläserädern gebildeten Gebläseeinheit in sehr kurzen Blasperioden abwechselnde Luftströmungen in den Garraum einzudrücken. Hierbei wird vorgeschlagen eine Drehgeschwindigkeit der beiden Gebläseräder von 4.800 Umdrehungen pro Minute, d. h. die Umkehrung der Blasrichtung erfolgt periodisch in einem Bruchteil des Sekundenbereichs. In diesem extrem kurzen Bereich der Strömungsumkehr sollen die jeweiligen Heißluftströmungen die gesamte Ausdehnung des Garraums von der Ausströmposition bis zur Ansaugposition (Zirkulation) durchmessen, was befürchten lässt, dass die entgegengesetzten Heißluftströme als Folge der relativ langen Umlaufphase im Garraum aufeinandertreffen und sich wiederum eine unerwünschte Hauptströmungsbahn in jeder Garbehandlungsebene ausbildet, verbunden mit einer ungleichmäßigen Garbehandlung eines großflächig im Garraum ausgelegten Garguts. Der vorliegenden Erfindung ist die Aufgabe gestellt, ein Verfahren zum Betrieb eines Backofens derart zu gestalten, dass bei Umluftbetrieb im Garraum großflächig ein gleichförmiges Garergebnis erhalten wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein Wechsel der Strömungsrichtung frühestens nach dem Durchlauf der Heißluftströmung innerhalb des Garraums von der Ausströmposition zur Ansaugposition und der von der Gebläseeinheit aus- und eingehenden Heißluftströmung oder nach einem vielfachen von Durchläufen stattfindet. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird sichergestellt, dass im Gebläsebetrieb im Garraum unvermeidlich sich ausbildende Haupt- oder Vorzugsströmungsbahnen sich mit der Umkehr der Strömungsrichtung zumindest verändern und damit eine Vergleichmäßigung des Garprozesses bewirken, ohne dass sich gegenseitig störende Strömungsverhältnisse z. B. Strömungsstaus oder dergleichen und damit wieder bevorzugte Strömungsbahnen ausbilden.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass ein Wechsel der Strömungsrichtung im Sekunden- vorzugsweise im Minutentakt stattfindet. Bei Hausgeräte-Backöfen ist eine Drehzahl des Umluftgebläses von z. B. 2.000 U/min vorgesehen, das einer Strömungsgeschwindigkeit von etwa 8 ms entspricht. Versuche haben ergeben, dass eine Strömungsumkehr nicht in einem Bruchteil des Sekundenbereichs, sondern in einem wesentlich größeren Taktmaß stattzufinden hat, so dass bei einer maximalen Strömungsweite innerhalb des Garraums von etwa 0,9 m ein wirklicher, nachhaltiger Austausch des Strömungs- und damit Energieeintrags auf das flächig ausgelegte Gargut stattfinden kann. Als erfolgreicher Strömungswechsel hat sich ein Wechsel der Strömungsrichtung zwischen 3 und 10 Minuten ergeben. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung eines Backofens zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist die Gebläseeinheit ein Gebläse auf, das in entgegengesetzten Drehrichtungen gleiche Strömungseigenschaften aufweist. Auf diese Weise können mit einem einzigen Gebläse z. B. angetrieben durch einen bürstenlosen Gleichstrommotor die alternierenden Luftströmungen bewirkt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren ergibt den fertigungsmäßigen und gestalterischen Vorteil, auf eine Anzahl von Ausströmöffnungen in der Frontseite der die Gebläsekammer zum Garraum hin begrenzenden Luftleitwand (Prallwand) zu verzichten, indem die Gebläseeinheit im Garraum hinter einer Luftleitwand angeordnet ist, das im wesentlichen nur randseitige Ausströmspalte aufweist.

Gemäß einer alternativen Ausgestaltung des Backofens zur Durchführung einer Umkehrung der Heißluftströmung im Garraum ist vorgesehen, dass für den Wechsel der Strömungsrichtung veränderbare Luftleitelemente vorzugsweise der Luftleitwand vorgesehen sind. Zwar ist es bekannt (EP 2003 400 A2), in einer eine Gebläsekammer frontseitig begrenzenden Luftleitwand Luftauslassöffnungen vorzusehen, die motorisch angetrieben periodisch geöffnet und verschlossen werden können, um dadurch wahlweise Heißluft einer oberen und/oder unteren Garraumkammer bei jeweils gleicher Drehrichtung des Gebläses zuzuführen, um damit bei wenig in den Garraum eingebrachtem Gargut eine Aufheizung des gesamten Garraums zu vermeiden. Aufgrund der im Sinne einer Öffnung und Schließung verstellbaren Luftauslassöffnungen zu Garraum-Teilräumen findet hierbei jedoch kein nach Maßgabe der vorliegenden Erfindung wirksamer Wechsel der Strömungsrichtung in einem einheitlichen, strömungstechnisch zu behandelnden Garraum statt.

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels nachstehend erläutert. Die Figur zeigt in Frontansicht den isoliert dargestellten Grundkörper eines Backofens 1 , der einen quaderförmigen Garraum 2 ohne die, die Frontseite im Garbetrieb verschließende Ofentür aufweist. Nahe der rückseitigen Begrenzungen der seitlichen Garraumwände 3, 4 befindet sich eine von der Garraum-Rückseite 5 entfernte Luftleitwand 6 mit einer zentralen Ansaugöffnung 7 und mit zumindest beidseitig zwischen Luftleitwand 6 und den Garraumwänden 3, 4 vorgesehenen randseitigen Ausströmspalten 8. In einer zwischen Luftleitwand 6 und Garraum-Rückseite 5 gebildeten Gebläsekammer ist eine Gebläse 9 angeordnet, das umzogen ist von einem elektrischen Ringheizkörper. In dem von der Gebläsekammer abgetrennten Garraum 2 sind mehrere Gargutträger 10 auf Führungsansätzen 1 1 der Garraumwände 3, 4 einschiebbar.

Im sogenannten Umluft-Garbetrieb, eventuell in Zusammenwirkung mit weiteren Heizkörpern des Backofens, werden von jedem der Gebläseschaufeln des Gebläses 9 Heißluftströmungen z. B. bei Drehung des Gebläses 9 im Uhrzeigersinn gemäß Pfeilrichtung zunächst gegen die Garraumwand 3 und dann reflektierend und abwärts und dann wieder aufwärts rotierend in den Garraum befördert, wie durch Strömungspfeile 13 angedeutet. Hierbei beaufschlagen die rotierenden Luftströmungen entsprechend der Rotation des Gebläses 9 in der Regel ebenfalls eine umlaufende Hauptströmungsbahn, die sich auf flächig ausgelegtem Gargut auf den Gargutträgern 10 als höherer Bräunungsgrad als auf benachbarten Gargutbereichen niederschlägt.

Um dies zu vermeiden, ist vorgesehen, dass ein Wechsel der Strömungsrichtung gemäß Pfeilrichtung 12 in umgekehrter Drehrichtung gemäß gestrichelt dargestellter Pfeilrichtung 14 stattfindet, verbunden mit einer Umkehr der Heißluftströmung entsprechend dem Strömungspfeil 15. Dieses Strömungsumkehr soll insbesondere aber erst dann erfolgen, wenn die vom Gebläse 9 ausgehende Heißluftströmung von der Ausströmposition über den maximalen Strömungsweg bis über die Innenseite der frontseitigen Ofentür die Ansaugposition an der Ansaugöffnung 7 erreicht hat, so dass Störungen aufgrund von mehr oder weniger gleichzeitig gegeneinander laufenden Strömungen vermieden werden und eine substantielle Veränderung von Hauptströmungsbahnen im Sinne einer Vergleichmäßigung des Energieauftrags auf das Gargut erreicht wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE

Verfahren zum Betrieb eines Backofens (1 ), der versehen ist mit einem durch eine Ofentür verschließbaren Garraum (2) zur Aufnahme von Gargut vorzugsweise in mehreren Ebenen und mit einer beheizbaren Gebläseeinheit, die erhitzte Heißluftströme (13, 15) abwechselnd in entgegengesetzten Strömungsrichtungen in dem Garraum (2) einbringt, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wechsel der Strömungsrichtung frühestens nach dem Durchlauf der Heißluftströmung innerhalb des Garraums (2) von der Ausströmposition (8) zur Ansaugposition (7) der von der Gebläseeinheit (9) aus- und eingehenden Heißluftströmung oder nach einem vielfachen von Durchläufen stattfindet.

Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Wechsel der Strömungsrichtung im Sekunden- vorzugsweise im Minutentakt stattfindet.

Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wechsel der Strömungsrichtung zwischen 3 und 10 Minuten stattfindet.

Backofen zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gebläseeinheit ein Gebläse (9) aufweist, das in entgegengesetzten Drehrichtungen gleiche Strömungseigenschaften aufweist.

Backofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gebläseeinheit im Garraum (2) hinter einer Luftleitwand (6) angeordnet ist, die im wesentlichen nur randseitige Ausströmspalte (8) aufweist.

Backofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für den Wechsel der Strömungsrichtung ein eine Umkehr der Drehrichtung bewirkendes Gebläse (9) vorgesehen ist. Backofen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass für den Wechsel der Strömungsrichtung veränderbare Luftleitelemente vorzugsweise innerhalb der Luftleitwand vorgesehen sind.