DE2150191B2 - Durchlauftunnelofen für Back- und/ oder Trockenzwecke - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen Durchlauftunnelofen für Back- und/oder Trockenzwecke mit einem einen Backraum durchlaufenden Backband, wobei zur Beheizung des auf dem Backband befindlichen Backguts oberhalb des Backbandes sich etwa über dessen Breite erstiek- 6s kende Heizgasdüsen vorgesehen sind, die über die Länge des Backraumes angeordnet sind, wobei unterhalb des Backbandes ausschließlich eine Strahlungsheizung vorgesehen ist und wobei zur Erhitzung des Heizgases dn Brenner vorgesehen ist dessen Rauchgase der Strahlungsheizung zugeführt werden.

Aus der US-PS 1940889 ist ein derartiger Durchlauftunnelofen bekannt bei dem unterhalb der Strahlungsheizung mehrere Brennkammern angeordnet sind, in denen aus Brennern ausströmendes Heizmittel verbrannt wird. Die Rauchgase strömen unter den Radiatoren der Strahlungsheizung vorbei und von dort durch Heizgasleitungen, die etwa die Form eines auf dem Kopf stehenden U mit eingezogenen Schenkeln haben. Oberhalb des Backraumes tritt das als Heizgas dienende Rauchgas durch Bohrungen horizontal in den Backraum ein und verläßt diesen durch einen oberen Abzug. In jeder Heizgasleitung, wovon jeweils eine einer Brennkammer zugeordnet ist ist ein von außen betätigbarer Schieber angeordnet, mittels dessen jeweils ein senkrechter Leitungszweig verschlossen werden kann, so daß das Rauchgas aus jeder Brennkammer entweder über einen kurzen Weg oder über einen langen Weg an den Radiatoren der Strahlungsheizung vorbei nach oben strömen kann. Hierdurch kann die Wärmeaufteilung ai-f die Radiatoren und auf das nach oben strömende Rauchgas variiert werden.

Aus der US-PS 22 89 629 ist ein Umlaufofen bekannt, bei dem innerhalb eines Backraumes an umlaufenden Ketten angebrachte Backtröge vorgesehen sind, die im Backraum endlos umlaufen. Bei diesem Ofen wird der Backraum von unten durch eine Strahlungsheizung beheizt die direkt von den heißen Rauchgasen eines Brenners beaufschlagt wird. Nach Vorbeiführen der Rauchgase an der Strahlungsheizung werden erstere über einen Ventilator abgezogen und über einen Wärmetauscher wiederum der Strahlungsheizung ganz oder teilweise zugeführt In dem Wärmetauscher geben die Rauchgase einen Teil ihrer Restheizwärme an im Backraum umgewälzte Heizgase ab, die im Boden des Backraumes aus diesem abgezogen, über den Wärmetauscher geführt und dem Backraum von oben durch eine einzige Düse wieder zugeführt werden. Der Nachteil dieses bekannten Ofens liegt darin, daß keine optimalen Verhältnisse hinsichtlich der Heizgaszufuhr bestehen, da sich im Backraum völlig umgleichmäßige Konvektionsverhältnisse einstellen, da darüber hinaus die Rauchgase nach dem Austritt aus dem Brenner ihre Wärme zuerst über die Strahlungsheizung abgeben und erst ihre Restwärme mit entsprechend verringertem Temperaturgefälle an die Heizgase abgeben. Weiterhin ist dieser bekannte Ofen von der Gattung her problematisch, da die Backtröge abwechselnd bei ihrem Umlauf in vei-schiedenen Abständen an der Strahlungsheizung vorbeigeführt werden, wobei insbesondere die oberen Backtröge jeweils zumindestens teilweise von den unteren Backtrögen gegenüber der unteren Strahlungsheizung abgedeckt werden. Weiterhin ist auf Grund der Zuführung der Heizgase durch eine einzige Heizgasdüse und auf Grund des Umlaufs der Backtröge eine Backzonenbildung nicht möglich, wie dies bei Durchlauftunnelöfen möglich ist. wo das Backgut nacheinander dem Back- bzw. Trockungszustand entsprechenden Behandlungen unterworfen werden kann.

Aus der US-PS 33 98 788 ist ein Wärmeaustauschtunnel bekannt, der zum Heizen, Kühlen oder Gefrieren gebackener oder ungebackener Teigwaren bestimmt ist Oberhalb des Tunnelraums ist eine Druckleitung angeordnet an die sich quer zur Durchlaufrichtung eines Bandes über die volle Raumbreite erstreckende, senkrecht auf das durchlaufende Band gerichtete Düsen an-

geschlossen sind. Die langgestreckten Düsenöffnungen veranlassen die Luft, in den Kühltunnel in einer Vielzahl von vorhangähnlichen Konfigurationen hoher Geschwindigkeit einzutreten, die senkrecht zur Bewegungsrichtung des Bandes liege«. Die Luft wird im Kreislauf zu einem Kälteaggregat zurückgeführt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit konstruktiv einfachen Mitteln einen Durchlauftunnelofen der eingangs beschriebenen Art so auszugestalten, daß bei kurzer Backzeit der thermische Wirkungsgrad verbessert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß dem Brenner zur Erhitzung des Heizgases ein Wärmetauscher nachgeschaltet ist, der mit senkrecht auf das Backband gerichteten, das HeLgas auf dieses blasenden Heizgasdüsen verbunden ist. und daß dem Rauchgasausgang des Wärmetauschers die Strahlungsheizung nachgeschaltet ist.

Dadurch, daß das auf dem Backband liegende Backgut von oben mit senkrecht auf das Backgut aufprallendem Heizgas hoher Geschwindigkeit beaufschlagt wird, wird ein optimaler Back- und Trocknungseffekt erreicht, da das mit hoher Geschwindigkeit auf das Backgut aufprallende Heizgas die das Backgut umgebende feuchtigkeitsgesättigte Grenzschicht aufreißt und fortbläst, so daß die damit eintretende Vergrößerung des Partial-Dampfdruckgefälles zu einer verstärkten Trocknung führt. Gleichermaßen wird durch die hohe Aufprallgeschwindigkeit des Heizgases auf das Backgut eine Vergrößerung der Wärmeübergangszahl erreicht, so daß auch ein verstärkter Backeffekt mit einer guten Krustenbildung eintritt. Durch die Schaffung optimaler Wärmeübergangs- und Trocknungsverhältnisse wird gleichzeitig auch der thermische Wirkungsgrad verbessert, da eine optimale Wärmeausnutzung erreicht wird.

Dadurch, daß von unten ausschließlich mit einer Strahlungsheizung gearbeitet wird, wird eine optimale Wärmezufuhr von unten gewährleistet, da bei den üblichen geschlossenen oder feinmaschigen Backbändern eine Wärmezufuhr durch Konvektion von unten keinen nennenswerten Effekt bringt. Die Ausbildung des Unterhitzekreislaufes als reine Strahlungsheizung ist aber konstruktiv erheblich einfacher als eine Konvektionsheizung. In Kombination mit den beiden vorgenannten wesentlichen Maßnahmen wird der Gesamtwärmekreislauf durch eine Reihenschaltung von Oberhitzekreislauf und Unterhitzekreislauf aufgebaut, bei der wesentlich ist, daß der Unlerhitzekreislauf dem Oberhitzekreislauf thermisch nachgeschaltet ist Dies wird dadurch bewirkt, daß die Rauchgase nach ihrem Austritt aus dem Brenner — dann also, wenn sie ihre höchste Temperatur haben — in einem Wärmetauscher zur Erhitzung der in der Regel aus Luft bestehenden Heizgase dienen. Anschließend werden sie dem Unterhitzekreislauf zugeführt, wo sie ihre Restwärme an die Radiatoren abgeben. Durch diese Maßnahme ist eine optimale Ausnutzung der Rauchgaswärme gewährleistet, d.h. es wird eine Optimierung des thermischen Wirkungsgrades erreicht Durch die erfindungsgemäße Reihenschaltung wird erreicht, daß die Wärme zuerst an das dem Backgut von oben zugeführte Heizgas abgegeben wird, das den Hauptwärmebedarf hat, während lediglich nachgeschaltet die Restwärme an die Strahlungsheizung abgegeben wird, deren Wärmebedarf nicht so groß ist

Der thermische Wirkungsgrad wird noch weiter verbessert, wenn der Strahlungsheizung ein zum Eisiiaß der Rauchgase zurückführender Rücklaufkanal zugeordnet ist Hierdurch können die Rauchgase in der S'rahlungsheizung noch mehrfach umgewälzt werden, wodurch noch eine bessere Wärmeausnutzung erreicht wird. Um hierbei möglichst gleichmäßige Verhältnisse zu schaffen, ist es von Vorteil, wenn die Rauchgaszuführung vom Wärmetauscher zur Strahlungsheizung über eine Mischstrecke in den Rücklaufkanal einmündet.

Vorteilhafterweise weist der Heizgasvorlaufkanal einen Bypass auf, der zum Wärmetauscher zurückgeführt ist. Hierdurch kann die den Düsen insgesamt zugeführte Heizgasmenge und damit die dem Backgut von oben zugeführte Gesamtwärmemenge beeinflußt werden.

Wenn mehrere Düsen in Düsenkasten zusammengefaßt sind, die parallel zueinander an den Heizgasvorlaufkanai angeschlossen sind, dann lassen sich die Heizgase in Teilmengenströme aufteilen, die dem Backraum in einzelnen hintereinander geschalteten Zonen zugeführt werden, so daß also abgestufte Backverhältnisse geschaffen werden. Hierzu ist es besonders vorteilhaft, wenn die Düsenkasten über Drosselorgane, insbesondere Schieber, mit dem Heizgasvorlaufkanal verbunden sind, durch die eine Aufteilung der Heizgase in die Teilmengenströme vorgenommen wird. Wenn die Düsen gemäß einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung als Schlitzdüsen ausgebildet sind, dann ist gewährleistet, daß eine völlig gleichmäßige Beaufschlagung des Backbandes über die volle Backraumbreite mit Heizgas erfolgt.

Wenn in vorteilhafter Weise Rücklaüfkanäle vorgesehen sind, die über Drosselorgane mit den Seiten des Backraumes verbunden sind, kann der Backraum in in ihrem Temperaturprofil genau festlegbare Heizzonen aufgeteilt werden, wobei gleichzeitig die Anströmgeschwindigkeit des Heizgasstromes auf das Backgut und damit der Wasserdampfpartialdruck an jeder einzelnen Stelle eingestellt werden kann. Hierdurch ist also der Trocknungsprozeß, der ja einen wesentlichen Teil des Backprozesses ausmacht, einstellbar. Die Rücklaufkanäle führen zu einem den Bypass nachgeordneten Saugkasten, an den ebenfalls ein Prischluftkanal angeschlossen ist.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispieles an Hand der Zeichnung. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 einen schematisch dargestellten Längsschnitt durch einen Durchlauftunnelofen gemäß der Erfindung, F i g. 2 einen Querschnitt gemäß der Schnittlinie 11-11 in F i g. 1 und

F i g. 3 einen Querschnitt gemäß der Schnittlinie lll-lllinFig. 1.

Ein Tunnelofen gemäß der Erfindung hat ein etwa kastenförmiges Gehäuse 1, in dem sich ein in dessen Längsrichtung erstreckender tunnelartiger Backraum befindet. Im Backraum verläuft parallel zu dessen Ober- bzw. Unterseite das Obertrum eines zum Transport der zu backenden bzw. trocknenden Güter dienenden Backbandes 3. Das Untertrum des Backbandes wird mittels nicht dargestellter Umlenk- und Antriebsrollen unter dem Gehäuse 1 zurückgeführt. Die Transportrichtung des Backbandes 3 ist von der Eingangsseite (in F i g. 1 links) zur Austrittsseite (in F i g. 1 rechts). Das Backband besteht in der Rege! aus einem dünnen Federstahlband oder feinmaschigen Netzband.

Oberhalb des Backraumes sind Düsenkasten 4 bis angeordnet, die zum Backraum hin etwa senkrecht auf das Backband gerichtete Schlitzdüsen 9 aufweisen. Die-

se Schlitzdüsen erstrecken sich etwa über die Breite des Backbandes 3 und sind über die volle Länge des Backraumes in je nach Wärmebedarf festgelegten Abständen parallel zueinander angeordnet.

Die Düsenkasten 4 bis 8 sind jeweils über nur sehematisch angedeutete Schieber 10 mit einem sich über den größten Teil der Länge des Tunnelofens erstrekkenden geradlinig verlaufenden Heizgasvorlaufkanal 11 verbunden. Die Düsenkasten 5,6, 7,8 verjüngen sich in Längsrichtung des Ofens gesehen, so daß bei aus dem Heizgasvorlaufkanal 11 durch die Schieber 10 in die Düsenkasten eintretendem Heizgas über die volle Länge eines Düsenkastens das gleiche Geschwindigkeitsprofil der Heizgasströmung erhalten bleibt, so daß in jedem Düsenkasten aus den einzelnen Schlitzdüsen 9 Heizgas mit der gleichen Geschwindigkeit und damit die gleiche Heizgasmenge austritt.

Aus konstruktiven Gründen ist der eingangsseitige Düsenkasten 4 umgekehrt zu den übrigen Düsenkasten 5 bis 8 angeordnet. Zu einem sauberen Einleiten des Heizgasstromes in diesen Düsenkasten 4 ist an dessen Eingangsseite ein entsprechendes Umlenkblech 12 vorgesehen.

Über dem eingangsseitigen Düsenkasten 4 ist ein Bypass 13 vorgesehen, der ebenfalls über einen Schieber 14 mit dem Anfang des Heizgasvorlaufkanals 11 verbunden ist, d. h. der Schieber 14 ist in Strömungsrichtung der in dem Heizgasvorlaufkanal 11 strömenden Heizgase gesehen vor den übrigen zu den Düsenkasten 4 bis 8 führenden Schiebern 10 angeordnet.

Bei dem dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiel wird als Heizgas Luft verwendet, die in einer aus einem Brenner 15 und einem im Kreuzstrom arbeitenden Wärmetauscher 16 bestehenden Einheit aufgeheizt wird.

Ein dem Bypass 13 nachgeschalteter Saugkasten 17 ist mit der Saugseite eines Gebläses 18 verbunden, wobei auf der Saugseite des Gebläses 18 außerdem ein Frischluftkanal 19 angeschlossen ist.

Das in den Backraum 2 eingeblasene Heizgas wird über seitlich im Backraum 2 angeordnete Enlnahmeöffnungen 20 und über nachgeschaltete Drosselorgane 21 in Längsrichtung des Ofens verlaufenden Rücklaufkanälen 22 zugeführt, die mit dem Saugkasten 17 verbunden sind.

Dem Gebläse 18 wird also ein Gemisch aus Frischluft, rückgeführtem Heizgas und am Bypass 13 entnommenem Heizgas zugeführt. Auf der Druckseite des Gebläses 18 ist ein Fortluftkanal 23 angebracht, über den ein gewisser Anteil der Luft abgeblasen wird. Die Menge der abgeblasenen Luft wird über ein Drosselorgan 24 geregelt, das mit einem in dem Frischluftkanal 19 angeordneten Drosselorgan 25 gekoppelt ist. Der Anteil an frisch zuzuführender Luft wird dadurch bestimmt, daß das Heizgas beim Auftreffen auf das zu backende oder zu trocknende Gut Feuchtigkeit aufnimmt. Da der Feuchtigkeitsgehalt des rückgeführten Heizgases vor erneutem Aufheizen verringert werden muß, wird ein Teil dieses Heizgases durch den Fortluftkanal 23 abgeblasen, während ein entsprechender Anteil an Frischluft durch den Frischluftkanal 19 frisch angesaugt wird.

Nachdem die Rauchgase aus dem Brenner den als Rohrbündelwärmetauscher ausgebildeten Kreuzstromwärmetauscher 16 passiert haben und dort einen Teil ihrer Wärme an das Heizgas abgegeben haben, werden sie über beidseitig des Backraums 2 angeordnete Ringkanäle 26 dem Unterhitzekreislauf zugeführt.

Der Unterhitzekreislauf besteht im wesentlichen aus einem Ringkanal. Direkt unterhalb des Backraumes sind Radiatoren 27 angeordnet, an die die in Längsrichtung des Ofens strömenden Rauchgase ihre Wärme abgeben, die dann durch Wärmestrahlung von unten auf das Backband 3 übertragen wird. Am austrittsseitigen Ende der Tunnelstrecke ist ein Gebläse 28 angeordnet, das die Rauchgase durch einen Rücklaufkanal 29 zurückdrückt. In diesen Rücklaufkanal münden die Ringkanäle 26 über eine Mischstrecke 30, so daß hier frisch vom Wärmetauscher 16 zugeführte Rauchgase mit den rückgeführten Rauchgasen zusammengeführt und gemischt werden. Hinter dem Gebläse 28 ist in dem Rücklaufkanal 29 ein Abgaskamin 31 angeschlossen, durch den über eine regelbare Drosselstelle 32 so viel Rauchgase abgeleitet werden, wie über die Mischstrecke 30 frisch zugeführt werden.

Ein Teil der Rauchgase kann bereits nach Durchströmen des Wärmetauschers 16 durch einen weiteren Kamin 33 abgezogen werden. Hierzu ist eine Regelklappe 34 vorgesehen, die diesen Teil der Rauchgase entweder in den entsprechenden Ringkanal 26 bzw. in den Kamin 33 umleitet, wobei diese Regelklappe 34 stufenlos einstellbar ist zur Regelung der Strahlungswärme im Radiator.

Mit der oben beschriebenen Ausführung des Heizgaskreislaufes läßt sich der Temperaturverlauf längs des Ofens auf dem Backband genau einstellen. Aus dem Wärmetauscher tritt eine bestimmte Heizgasmenge aus, die bei zumindest teilweise geöffnetem Bypassschieber 14 in eine Bypassmenge und eine Vorlaufmenge aufgeteilt wird. Je nachdem, ob die einzelnen Schieber 10 gleich oder verschieden geöffnet sind, wird diese Vorlaufmenge in unterschiedliche, in die Düsenkästen 4 bis 8 einströmende Teilströme aufgeteilt. Aus jedem Düsenkasten tritt der Heizgasstrom aus allen entsprechenden Schlitzdüsen 9 mit konstanter Geschwindigkeit aus und prallt senkrecht auf das auf dem Backband 3 befindliche Gut. Da das Heizgas mit einer Geschwindigkeit von durchschnittlich 20 bis 30 m/sec auf das Backgut prallt, wird dort durch die auftretende Turbulenz die Grenzschicht verändert, was zu einem hohen Wärmeübergang führt. Gleichzeitig wird der um das Backgut herum befindliche Wasserdampfpartialdruck abgesenkt, so daß ein verstärkter Trocknungseffekt auftritt. Durch eine geregelte seitliche Abführung des Heizgases wird ebenfalls gewährleistet, daß keine nennenswerte Beeinflussung der einzelnen Backzonen unter den einzelnen Düsenkästen durch benachbarte Düsenkasten auftritt.

Durch den Bypassschieber 14 kann der Gesamtvolumenstrom des Heizgases im Voriaufkanal verändert werden, während durch die einzelnen Schieber 10 dessen Aufteilung auf die einzelnen Düsenkasten und damit die einzelnen Back- bzw. Trockenzonen beeinflußt werden kann.

Von dem in der Zeichnung dargestellten und oben beschriebenen Tunnelofen können mehrere als Einzelschüsse hintereinander angeordnet werden, um zu einer ausreichenden Gesamtlänge eines Ofens zu kommen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Durchlauftunnelofen für Back- und/oder Trokkenzwecke mit einem einen Backraum durchlaufen- den Backband, wobei zur Beheizung des auf dem Backband befindlichen Backguts oberhalb des Backbandes sich etwa über dessen Breite erstrekkende Heizgasdüsen vorgesehen sind, die über die Länge des Backraumes angeordnet sind, wobei unterhalb des Backbandes ausschließlich eine aus Radiatoren gebildete Strahlungsheizung vorgesehen ist und wobei zur Erhitzung des Heizgases ein Brenner vorgesehen ist, dessen Rauchgase der Strahlungsheizung zugeführt werden, dadurch ge- kennzeichnet, daß dem Brenner zur Erhitzung der Heizgase ein Wärmetauscher (16) nachgeschaltet ist der mit den senkrecht auf das Backband (3) gerichteten. Heizgas mit hoher Geschwindigkeit auf dieses blasenden Heizgasdüsen über einen Heizgas-Vorlaufkanal (11) verbunden ist und daß dem Ausgang des Wärmetauschers für die Rauchgase die Strahlungsheizung nachgeschaltet ist der die Rauchgase nach Erhitzen der Heizgase zugeführt werden.

2. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der Strahlungsheizung ein zum Einlaß für die Rauchgase zurückführender Rücklaufkanal (29) zugeordnet ist

3. Ofen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß die Rauchgaszuführung vom Wärmetauscher (16) zur Strahlungsheizung über eine Mischstrecke (30) in den Rücklaufkanal (29) einmündet.

4. Ofen nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet daß mehrere Heizgasdüsen in Düsenkästen (4 bis 8) zusammengefaßt sind, die parallel zueinander an den Heizgasvorlaufkanal (II) angeschlossen sind.

5. Ofen nach einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet daß der Heizgasvorlaufkanal (11) einen Bypaß (13) aufweist der zum Wärmetauscher (16) zurückführt

6. Ofen nach einem der Ansprüche I bis 5, dadurch gekennzeichnet daß die Düsenkasten (4 bis 8) über Drosselorgane, insbesondere Schieber (10), mit dem Heizgasvorlaufkanal (11) verbunden sind.

7. Ofen nach einem der Ansprüche I bis 6, dadurch gekennzeichnet daß als Heizgasdüsen Schlitzdüsen (9) vorgesehen sind.

8. Ofen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da- so durch gekennzeichnet daß Rücklaufkanäle (22) für das Heizgas vorgesehen sind, die über Drosselorgane (21) mit den Seiten des Backraunico (2) verbunden sind und zu einem dem Bypass (13) nachgeordneten Saugkasten (17) führen, an den ebenfalls ein SS Frischluftkanal (19) angeschlossen ist