DE19546641C2 - Backofen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Backofen nach dem Oberbegriff des Anspru­ ches 1.

Derartige Backöfen sind allgemein bekannt, beispielsweise aus der DE 21 25 469 A und der EP 0 388 605 A1. Derartige auch als Etagen- Backöfen bezeichnete Backöfen sind in der Regel mit 2 bis 6 Herden aus­ gestattet. In einen quasi-geschlossenen Kreislauf wird dabei das Heizgas in der Energiezelle erhitzt und über seitlich am Ofengehäuse angeordnete Heizgas-Zuführkanäle in die Heizregister, d. h. die Heizgaskanäle zwischen den Heizplatten, geblasen. Aus den offenen Rückseiten der Register wird das Heizgas angesaugt und erneut in die Energiezelle transportiert, in der es wieder erhitzt wird. Der in der Energiezelle befindliche Brenner wird automatisch in Abhängigkeit von der Backtemperatur ein- und ausge­ schaltet. Regelgröße ist dabei meist die Temperatur des umgewälzten Heiz­ gases. Die Temperatur im Backraum ist der Temperatur des umgewälzten Heizgases direkt proportional. Der Backofen backt ausschließlich durch Wärmestrahlung von den heißen Heizplatten sowie durch Wärmeleitung auf­ grund des Kontaktes des Backgutes mit der jeweils unteren Heizplatte. Bei den unteren Heizplatten kann es sich um Stein-Backplatten handeln. Der­ artige Backöfen backen nicht mittels Konvektion, da die umgewälzten Heizgase in einem geschlossenen Kreislauf arbeiten und nicht in den Backraum gelangen. Insoweit als durch den Brenner Frischluft angesaugt wird, werden abgekühlte Heizgase durch einen Kamin abgeführt. Backöfen mit einem derartigen Beheizungsprinzip weisen systembedingt nicht mehr als 6 Herde auf, da die Strömungs- und Wärmeübergangsverhältnisse bei mehr als 6 Herden nicht mehr ohne weiteres beherrschbar sind. Anderer­ seits ist es wünschenswert, die Zahl der übereinander angeordneten Herde zu vergrößern, um die Kapazität des Backofens, bezogen auf seine Grund­ fläche, zu vergrößern.

Nur bei Radiator-Backöfen und Ringrohr-Backöfen ist es möglich, mehr als 6 Herde übereinander anzuordnen. Hierbei wird entweder Thermoöl als Energieträger durch ein Leitungs- und Radiatorensystem gepumpt, oder es wird Wasser in einem geschlossenen System erhitzt und dann als Dampf durch ein mit hohem Druck beaufschlagtes Ringsystem geleitet.

Aus der DE 27 57 618 A1 ist ein Etagenbackofen mit Heizgasumwälzung bekannt, der vier übereinander angeordnete Backkammern aufweist, von denen jeweils die beiden oberen und die beiden unteren Backkammern zu einer Backkammer-Gruppe zusammengefasst sind. Auf der Druckseite des Ventilators ist ein Abgasstutzen vorgesehen, der mit einer verstellbaren Drossel zur Regelung des Saugzuges ausgestattet ist. Im Sammelkanal be­ findet sich in Höhe der Isolierschicht eine Absperrvorrichtung in Gestalt einer Klappe, welche von einem Stellmotor über ein Gestänge geöffnet oder geschlossen werden kann. Damit ist eine Beaufschlagung unterschied­ licher Herde mit unterschiedlichen Heizgasmengen möglich.

Aus der DE 28 29 910 C2 ist ein Umwälzbackofen mit mindestens zwei Backherden bekannt. Bei diesem Herd soll die Aufgabe gelöst werden, nicht nur einen wahlweisen Betrieb der beiden Backherdgruppen zu ermöglichen, sondern auch bei gleichzeitigem Betrieb beider Backherdgruppen die Backherdgruppen mit unterschiedlichen Temperaturen betreiben zu können, so dass beispielsweise ein Sortimentbacken möglich ist. Jeder Herdgruppe sind unterschiedliche Heizgaszuführkanäle zugeordnet, wobei eine Stellklappe vorgesehen ist, die so eingestellt werden kann, dass der einen Herdgruppe mehr und der anderen Herdgruppe weniger Heizgas zu­ geführt wird. Die Stellklappe kann in Abhängigkeit von der Temperatur verstellbar sein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Backofen der gattungs­ gemäßen Art so auszugestalten, dass die Zahl der übereinander angeordne­ ten Herde erheblich vergrößert werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeich­ nungsteil des Anspruches 1 gelöst. Durch die erfindungsgemäßen Maß­ nahmen ist es grundsätzlich möglich, die Zahl der Herde zu verdoppeln, beispielsweise von 5 auf 10. Die Ausgestaltung dieses Lösungsprinzips ergibt sich aus den Unteransprüchen. Beim Anfahren, d. h. Aufheizen des Backofens läuft der Brenner durchgehend, wobei die mindestens eine Stell­ klappe so geregelt wird, dass sämtliche Herde gleichzeitig aufgeheizt werden. Während des Betriebes können die einzelnen Herde oder zumin­ dest einzelnen Herdgruppen mit unterschiedlichen Backraumtemperaturen betrieben werden, und zwar je nach Stellung der mindestens einen Stell­ klappe. Parallel ist es zweckmäßig, eine Anpassung des Heizgasvolumen­ stroms an die Stellung der mindestens einen Stellklappe vorzusehen.

Die Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Be­ schreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Es zeigt

Fig. 1 einen vertikalen Längsschnitt durch einen Backofen,

Fig. 2 einen vertikalen Querschnitt durch den Backofen,

Fig. 3 eine Draufsicht auf den Backofen,

Fig. 4 einen geringfügig abgewandelten Backofen in perspektivischer Dar­ stellung,

Fig. 5 eine Stellklappe des Backofens gemäß der Einzelheit V in Fig. 2 in einer Regelstellung einer Stellklappe,

Fig. 6 die Einzelheit V in einer weiteren Regelstellung der Stellklappe,

Fig. 7 die Einzelheit V in einer mittleren Regelstellung der Stellklappe,

Fig. 8 eine dritte Ausführungsform eines Backofens im vertikalen Quer­ schnitt in einer Fig. 2 entsprechenden Darstellung und

Fig. 9 eine Stellklappe gemäß der Einzelheit IX in Fig. 8 in verschiede­ nen Regelstellungen.

Der in der Zeichnung dargestellte Backofen ist als sogenannter Etagenofen ausgebildet. Er weist einen Herdkörper 1 auf, in dem mehrere, im vorlie­ genden Ausführungsbeispiel zehn, Herde 2a, 2b, 2c, 2d, 2e und 3a, 3b, 3c, 3d, 3e etagenartig übereinander angeordnet sind. Die Herde 2a bis 2e bilden eine untere Herdgruppe 2, während die oberen Herde 3a bis 3e eine obere Herdgruppe 3 bilden. Es ist auch möglich, insgesamt fünf Herdgruppen mit jeweils zwei Herden oder zwei Herdgruppen, von denen die eine vier Herde und die andere sechs Herde aufweist, zu bilden.

Jeder Herd weist einen Backraum 4 auf, der an seiner Oberseite durch eine im wesentlichen nur durch Wärmestrahlung heizende obere, durch ein dünnes Blech gebildete Heizfläche 5 begrenzt ist. Er weist weiterhin eine zur Aufnahme von Backgut 6 dienende untere Backplatte 7 auf, die durch Wärmeleitung direkt auf das Backgut und zwischen Backgutteilen durch Wärmestrahlung heizt. Die unteren Backplatten 7 bestehen bevorzugt aus Stein, können aber auch aus Metall bestehen. Im Gegensatz zu den oberen Heizflächen 5 weisen sie eine beträchtliche Masse und damit eine be­ trächtliche Wärmespeicherkapazität auf, die für den Backprozeß von Bedeutung ist. An ihrer Vorderseite sind die Herde 2a bis 3e jeweils durch Klappen 8 verschließbar.

Unterhalb der unteren Backplatte 7 des unteren Herdes 2a, oberhalb der oberen Heizfläche 5 des Herdes 2e, unterhalb der unteren Backplatte 7 des Herdes 3a, zwischen allen Herden 2a bis 3e und oberhalb der oberen Heizfläche 5 des oberen Herdes 3e sind Heizgaskanäle 9, ausgebildet, in die Heizgas durch den Klappen 8 benachbarte seitliche Eintrittsöffnungen 10 eintritt. Die konstruktiven Begrenzungen der Heizgaskanäle 9 ein­ schließlich der hiermit fest verbundenen Heizflächen 5 bezeichnet man in der Praxis als Register bzw. Heizregister; sie sind allgemein bekannt. Die den beiden segmentierten Seitenwänden 11, 12 des Herdkörpers 1 zuge­ ordneten Eintrittsöffnungen 10 werden über Heizgas-Zuführkanäle 13a, 13b und 14a, 14b mit Heizgas versorgt, wovon die Heizgas-Zuführkanäle 13a, 13b der unteren Herdgruppe 2 und die Heizgas-Zuführkanäle 14, 14b der oberen Herdgruppe 3 zugeordnet und mit den jeweiligen Eintrittsöffnungen 10 verbunden sind. Wie die Fig. 2 und 3 erkennen lassen, sind die Zu­ führkanäle 13a bis 14b an den Seitenwänden 11, 12 angebracht. Sie ver­ jüngen sich linear von unten nach oben, können aber auch quaderförmig ohne Verjüngung ausgebildet sein. Die Zuführkanäle 13a bis 14b sind an eine unterhalb der unteren Herdgruppe 2 im Herdkörper 1 angeordnete Energiezelle 15 angeschlossen, und zwar an einen Heizgas-Mischraum 16. In diesen Heizgas-Mischraum 16 münden ebenfalls zwei an der Rückwand 17 des Herdkörpers 1 angeordnete, voneinander getrennte Heizgas-Rück­ führkanäle 18, 18a. Die Heizgaskanäle 9 jeder Herdgruppe 2, 3 münden jeweils in einen einer Herdgruppe 2 bzw. 3 zugeordneten Heizgas-Sam­ melraum 18b bzw. 18c.

Im Heizgas-Mischraum 16 ist eine zylindrische Brennkammer 19 angeordnet, in die ein Brenner 20 einmündet. Die durch die Verbrennung im Brenner 20 entstehenden heißen Rauchgase strömen entsprechend den Strömungs­ richtungspfeilen 21 aus der Brennkammer 19 in den Heizgas-Mischraum 16. Dort werden sie mit entsprechend den Strömungsrichtungspfeilen 22 zuge­ führten abgekühlten Heizgasen gemischt, wodurch Heizgas mit einer ent­ sprechenden Mischtemperatur erzeugt wird. Dieses Heizgas wird durch die Heizgas-Zuführkanäle 13a bis 14b und die Eintrittsöffnungen 10 durch die Heizgaskanäle 9 in den jeweils zugeordneten Heizgas-Sammelraum 18b bzw. 18c und von dort in die jeweils nachgeordneten Heizgas-Rückführkanäle 18 bzw. 18a gesaugt, wozu dort jeweils ein, insgesamt also zwei Sauggebläse 23, 24 vorgesehen sind, von denen jeweils eines zwischen dem Heizgas- Sammelraum 18b der Herdgruppe 2 und dem Heizgas-Rückführkanal 18 und das andere zwischen dem Heizgas-Sammelraum 18c der Herdgruppe 3 und dem zugeordneten Heizgas-Rückführkanal 18a angeordnet ist. In dem Maße, in dem Heizgas vom Brenner 20 im Mischraum 16 neu zugeführt wird, wer­ den abgekühlte Heizgase entsprechend dem Strömungsrichtungspfeil 25 durch einen Kamin 26 abgeführt.

An der dem Mischraum 16 zugeordneten und mit diesem verbundenen Ein­ trittsseite 27, 28 der Zuführkanäle 13a bis 14b ist bei der Ausführungs­ form nach den Fig. 1 bis 3 eine Stellklappe 29, 30 angeordnet, die je­ weils um eine Schwenkachse 31 mittels eines Stellmotors 32, 33 ver­ schwenkbar ist. Die Schwenkachse 31 liegt in der jeweiligen Trennwand 34 zwischen den einander zugeordneten Heizgas-Zuführkanälen 13a, 14a bzw. 13b, 14b. Die Stellklappen 29 bzw. 30 sind so ausgebildet, daß mit ihnen jeweils der Eintritt 35a, 35b der Zuführkanäle 13a bzw. 13b oder der Eintritt 36a bzw. 36b der Zuführkanäle 14a bzw. 14b wahlweise vollstän­ dig geschlossen werden können, wie den Fig. 5 und 6 entnehmbar ist.

Dazwischen ist jede Zwischenstellung möglich, in der alle Eintritte 35a bis 36b teilweise bis vollständig geöffnet sind, wie beispielsweise Fig. 7 entnehmbar ist.

Die Herdgruppen 2 und 3 sind durch eine Isolierung 37 voneinander ge­ trennt. An diese Isolierung 37 schließt sich eine Trennwand 37a an, die die Heizgas-Sammelräume 18b und 18c und die Heizgas-Rückführkanäle 18 und 18a voneinander trennt.

Die Ausführungsform nach Fig. 4 unterscheidet sich von der nach den Fig. 1 bis 3 nur dadurch, daß die Sauggebläse 23', 24' zwischen dem Heizgas-Mischraum 16 und der Eintrittsseite 27, 28 der Zuführkanäle 13a, 14a und 13b, 14b, also auf deren Druckseite, angeordnet sind.

Aus Fig. 4 ist ersichtlich, daß beispielsweise jeweils in einem Herd 2a und 3e jeder Herdgruppe 2, 3 Temperaturfühler 38 angeordnet sind, die die Temperatur der Heizgase, beispielsweise im Bereich der Eintrittsöff­ nungen 10 erfassen. Von diesen Temperaturfühlern 38 werden der gemesse­ nen Temperatur entsprechende Signale über Leitungen 39a, 39b bzw. 40% 40b auf Eingänge einer zentralen Steuereinheit 41 gegeben, bei der es sich im wesentlichen um einen Rechner handelt. Von der Steuereinheit 41 führen Ausgangs-Leitungen 42, 43 auf die Stellmotoren 32, 33 und Aus­ gangs-Leitungen 44, 45 auf die Sauggebläse 23', 24'. Bei der Ausgestal­ tung nach den Fig. 1 bis 4 führen die letztgenannten Leitungen 44, 45 entsprechend auf die Sauggebläse 23, 24.

Die Temperatursollwerte für die Heizgas-Temperatur im Bereich der jewei­ ligen Temperaturfühler 38, d. h. die Sollwerte für die Backraumtemperatu­ ren, werden im Bedienfeld 46 der Steuereinheit 41 eingegeben. Damit wer­ den Grundstellungen der Stellklappen 29, 30 vorgegeben, was in den Fig. 5 bis 7 jeweils ausgezogen dargestellt ist. Je nach den Schwankungen der Temperatur, die an den Temperaturfühlern 38 abgetastet werden, werden dann die Stellklappen in einem Regelbereich verstellt, der durch strich­ punktierte Linien in den Fig. 5 bis 7 angedeutet ist. Wenn auch die Sauggebläse 23', 24' oder gegebenenfalls die Sauggebläse 23, 24 in der geschilderten Weise an die Steuereinheit 41 angeschlossen sind, können auch durch Veränderung der Drehzahl der Sauggebläse die Luftmengen verändert werden, die dem einen Paar von Zuführkanälen 23, 14a bzw. dem anderen Paar von Zuführkanälen 13b, 14b zugeführt werden. Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, daß die zusätzliche Möglichkeit der Re­ gelung der Drehzahl und damit der Leistung der Sauggebläse 23, 24 bzw. 23', 24' fakultativ zu der Regelung der Stellklappen 29, 30 vorgesehen ist. Damit ist es möglich, mit nur einer Energiezelle 15 eine große Zahl von Herden 2a bis 3e, beispielsweise zehn Herde, zu heizen, und zwar mit genau definierten Backtemperaturen in jedem einzelnen Herd.

Insbesondere wenn nicht die Sauggebläse 23', 24' entsprechend Fig. 4, sondern entsprechend Fig. 1 vorgesehen sind, dann wird es zweckmäßig sein, die Temperatur jeweils nur im Backraum 4 jedes Herdes oder eines oder mehrerer Herde einer Herdgruppe 2 bzw. 3 oder hinter einer Herd­ gruppe 2 bzw. 3 im Heizgas-Rückführungskanal (18) zu messen.

In den Fig. 8 und 9 ist eine weitere Variante dargestellt, bei der vor jeder Eintrittsöffnung 10 eines Heizgaskanals 9 noch eine Stellklappe 47 angeordnet ist, die von einem Stellmotor 48 um eine Schwenkachse 49 ver­ stellt werden kann entsprechend der Darstellung in Fig. 9. Bei dieser Ausgestaltung muß jeder Eintrittsöffnung 10 ein nicht dargestellter Tem­ peraturfühler zugeordnet sein, der mit der zentralen Steuereinheit 41 verbunden ist. In gleicher Weise muß der entsprechende Stellmotor 48 mit der zentralen Steuereinheit 41 gekoppelt sein. Bei dieser Ausgestaltung kann gegebenenfalls auf die voneinander getrennten Zuführkanäle 13 bis 14b verzichtet werden, d. h. jeder Seitenwand 11 bzw. 12 des Herdkörpers 1 könnte auch nur ein gemeinsamer Zuführkanal zugeordnet sein.

Claims (7)

1. Backofen
mit mehreren etagenartig übereinander angeordneten Herden (2a bis 3e), die von einer Vorderseite aus mit Backgut (6) beschickbare Backräume (4) aufweisen,
mit jeweils einer jeden Backraum (4) begrenzenden oberen Heizfläche (5) bzw. unteren Backplatte (7),
mit einer Heizgas-Umwälz-Einrichtung
mit außerhalb der Backräume (4) zumindest zwischen diesen angeord­ neten, den Heizflächen (5) und Backplatten (7) zugeordneten Heizgas­ kanälen (9),
mit einer zentralen Energiezelle (15), mit einem Brenner (20) und einem Heizgas-Mischraum (16),
mit mindestens einem an den Heizgas-Mischraum (16) einerseits und die Heizgaskanäle (9) andererseits angeschlossenen Heizgas-Zuführkanal (13a bis 14b),
mit mindestens einem die Heizgaskanäle (9) mit dem Heizgas- Mischraum (16) verbindenden Heizgas-Rückführkanal (18, 18a) und
mit mindestens einem Gebläse (23, 24; 23', 24') zum Umwälzen von Heizgas durch den Heizgas-Mischraum (16), den mindestens einen Heizgas-Zuführkanal (13a bis 14b), die Heizgaskanäle (9) und den min­ destens einen Heizgas-Rückführkanal (18, 18a),
dadurch gekennzeichnet,
daß in der Heizgas-Umwälz-Einrichtung jedem Herd (2a bis 3e) minde­ stens eine Stellklappe (47) zur Beaufschlagung jedes Herdes (2a bis 3e) mit unterschiedlichen Heizgasmengen zugeordnet ist.

2. Backofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Stellklappe (47) in Abhängigkeit von der Temperatur verstellbar ist.

3. Backofen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Stellklappe (47) in Abhängigkeit von der Heizgas-Temperatur verstellbar ist.

4. Backofen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Stellklappe (47) mittels eines Stellmotors (48) verstellbar ist.

5. Backofen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine Gebläse (23, 24; 23', 24') in Abhängigkeit von der Temperatur steuerbar ist.

6. Backofen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine Gebläse (23, 24; 23', 24') in Abhängigkeit von der Heizgas-Temperatur steuerbar ist.

7. Backofen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung jeder Stellklappe (47) und/oder des mindestens einen Gebläses (23, 24; 23', 24') eine zentrale Steuereinheit (41) vorgesehen ist.