Strahlungsbackofen

Abstract

 Strahlungsbackofen mit einem oberen und einem unteren beheizbaren Strahler geringer Wärmekapazität, die jeweils mit einem Temperaturfühler für thermostatische Regelung und besonderen Heizelementen im türnahen Bereich versehen sind. Die Heizelemente des türnahen Bereichs sind mittels dort gesondert vorgesehener Temperaturfühler gesondert thermostatisch regelbar. Die Temperaturfühler sind so angeordnet, daß sie die Strahlertemperatur unverfälscht ermitteln. Die Regeleinrichtung ist zur Erzielung konstanter Strahlertemperaturen unter Vorgabe lediglich einer einheit­lichen Temperatur für sämtliche Bereiche eines Backraums eingerichtet. Diese Strahlertemperaturen sind zweckmäßiger­weise in einem Backraum überall gleich.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Strahlungsbackofen mit einem oberen und einem unteren beheizbaren Strahler geringer Wärmekapazität, die jeweils mit einem Temperaturfühler für thermostatische Regelung und besonderen Heizelementen im türnahen Bereich versehen sind, sowie mit einer Regelein­richtung für die Strahlertemperaturen.

[0002] Nach dem Einschieben frischen Backguts auf einem Backblech in einen Backofen wird ein Wärmeschub zum Aufheizen der noch kühlen Oberflächen des Guts und des Backblechs sowie der Atmosphäre benötigt. Dem hat man bei herkömmlichen Backöfen (DE-C 392 366) dadurch Rechnung getragen, daß man die Strahler mit großer Wärmekapazität ausstattete, die eine entsprechend starke Wärmeabgabe in der Anfangsphase des Vorgangs ermöglicht.

[0003] Der Wärmebedarf ist in unterschiedlichen Bereichen des Backraums verschieden. Infolge der hohen Wärmeeindringzahl (gute Wärmeleitung und hohes spezifisches Gewicht) des Backblechs nimmt dies anfangs besonders viel Wärme auf, und zwar vornehmlich von der Unterseite, weil die Oberseite durch das Backgut größtenteils abgedeckt ist. Der erfahrene Bäcker weiß deshalb, daß er anfangs für stärkere Unterhitze sorgen muß. Bei älteren Ofenbauarten wird diese durch höhere Wärmekapazität des unteren Strahlers dadurch bereitgestellt, daß dieser als schwerer "Herd" ausgeführt wird. Bei neueren Ofenbauarten (US-A 2 415 768; DE-C 1 229 693) verzichtet man auf die hohe Wärmekapazität und stellt stattdessen zu Beginn eine höhere Temperatur des unteren Strahlers ein.

[0004] Unterschiedlich ist der Wärmebedarf innerhalb des Backraums auch insofern, als nahe der Öffnung bei geöffneter Tür stärkere Wärmeverluste auftreten als weiter hinten. Es ist deshalb bekannt, im türnahen Bereich besondere Heizelemente vorzusehen (US-A 2 415 768), die auch unabhängig von den weiter hinten befindlichen Heizelementen regelbar sein können (DE-C 1 229 693), indem sie über besondere Schalter oder Regler an das Netz angeschlossen sind. Dies kompliziert die Bedienung des Ofens außerordentlich, weil nicht nur die Ober- und Unterhitze unterschiedlich eingestellt werden muß, sondern zusätzlich auch die Temperatur im türnahen Bereich.

[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Strahlungs­backofen der genannten Art zu schaffen, der einfacher bedienbar ist.

[0006] Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß die Heizele­mente des türnahen Bereichs mittels dort gesondert vorgese­hener Temperaturfühler gesondert thermostatisch regelbar sind, daß die Temperaturfühler zur Ermittlung der Strahler­temperatur angeordnet sind und daß die Regeleinrichtung zur Regelung konstanter Strahlertemperaturen unter Vorgabe lediglich einer einheitlichen Temperatur eingerichtet ist. Vorzugsweise werden die Strahlertemperaturen nicht nur konstant sondern auch gleich eingeregelt.

[0007] Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß bei hin­reichender Leistungsabstimmung und einer empfindlichen Messung der Strahlertemperatur als solcher (ohne Verfäl­schung durch nahegelegene Heizelemente oder Teile großer Wärmekapazität) dem unterschiedlichen Wärmebedarf in ver­schiedenen Bereichen des Backraums auch dann Rechnung getragen werden kann, wenn den zugeordneten Strahlerbe­reichen keine dem unterschiedlichen Wärmebedarf entspre­chende, unterschiedliche Temperatur vorgegeben wird. Dies steht in Widerspruch zu bisheriger, wärmetechnisch wohlbe­gründeter Auffassung. Unterschiedlichem Wärmebedarf kann selbstverständlich nur durch unterschiedliche Wärmestrom­dichte Rechnung getragen werden. Wenn aber - wie die Erfin­dung dies voraussetzt - bei Beginn des Backprozesses sowohl die Strahlertemperaturen als auch die Guttemperaturen überall gleich sind, können sich keine unterschiedlichen Wärmestromdichten ergeben und kann daher auch keine zonenweise unterschiedliche Wärmeversorgung stattfinden. Jedoch hat die Erfindung erkannt, daß die konstanten Tempe­raturverhältnisse nur während eines kurzen, für das Backer­gebnis nicht ausschlaggebenden Zeitintervals bestehen. Sehr bald stellen sich nämlich auf der Gutseite unterschiedliche Temperaturen ein, die dem unterschiedlichen Wärmebedarf entsprechen. Die Bereiche hohen Wärmebedarfs behalten eine kühlere Temperatur, weil die empfangene Wärme rascher fortgeleitet wird (dies gilt vornehmlich auf der Untersei­te), während die Bereiche geringeren Wärmebedarfs rasch eine höhere Temperatur annehmen, weil die empfangene Wärme nicht so rasch fortgeleitet wird (vornehmlich auf der Oberseite). Damit ändert sich die wirksame Temperaturdifferenz und folglich auch die davon abhängige Wärmestromdichte. Strahler mit geringer Wärmekapazität sind alle diejenigen, die auf vergleichsweise dünnen Blechen (US-A 2 415 768) im Gegensatz zu dicken Platten (DE-C 392 366) aufgebaut sind.

[0008] Die Anordnung der Temperaturfühler in solcher Weise, daß sie zur Ermittlung der Strahlertemperatur geeignet sind, ver­langt nicht nur deren unmittelbaren Kontakt mit den Strah­lerblechen sondern auch eine so große Entfernung von den Heizelementen und sonstigen störenden Teilen, daß ihr Meßergebnis von diesen nicht beeinträchtigt wird. So ist zum Beispiel eine bekannte Anordnung (US-A 2 415 768) zur Ermittlung der Strahlertemperatur nicht geeignet, weil die Temperaturfühler unmittelbar angrenzend an Heizelement­gehäuse angeordnet sind.

[0009] Was unter einer Regeleinrichtung zur Regelung konstanter Strahlertemperaturen zu verstehen ist, ergibt sich ohne weiteres aus der Natur der Sache. Es hat sich gezeigt, daß bei geeigneter Wahl der Temperaturfühler und Wahl handelsüblicher Regler eine Temperaturkonstanz innerhalb weniger °C erreichbar ist.

[0010] Vorgabe lediglich einer einheitlichen Temperatur bedeutet, daß die Temperaturen oder Heizleistungen der einzelnen Bereiche (Ober- bzw. Unterhitze; vorderer bzw. hinterer Bereich eines Strahlers) nicht gesondert einzustellen ist sondern eine einheitliche Backtemperatur vorgegeben wird. Diese vorgegebene Temperatur ist im allgemeinen auch dieje­nige Temperatur, die an den Strahleroberflächen einzuregeln ist oder eine dazu in einer bestimmten, nach der backtech­nischen Erfahrung in einem festen Verhältnis stehende Temperatur. Jedoch soll (abweichend von Anspruch 2) nicht ausgeschlossen sein, daß der Regler für verschiedene Back­bereiche geringfügig unterschiedliche Temperaturen (bei­spielsweise in den vorderen Bereichen der Strahler etwas höhere Temperaturen) einstellt, wenn dort beispielsweise größere Wärmeverluste zu erwarten sind. Dies ändert nichts an dem Prinzip der Temperaturkonstanz der Strahler abhängig von nur einer einzigen bei der Einstellung des Backofens durch den Bäcker vorzugebenden Temperatur.

[0011] Enthält ein Backofen mehrere Backräume (beispielsweise Etagenbackofen), so kann die Backtemperatur jedes einzelnen Backraums gesondert einstellbar sein. Wenn jedoch samtliche Backräume ausschließlich für dasselbe Backgut bestimmt sind, kann auch eine für sie alle gemeinsame Temperatur vorgesehen sein.

[0012] Ohne daß dem Bäcker dies bewußt wird, wird bei herkömmlichen Backöfen (auch solchen mit geringer Wärmekapazität) vor allem zu Beginn des Backvorgangs die Wärmekapazität der den Backraum einschließenden Teile genutzt, indem diese bereichsweise auf eine erhöhte Temperatur eingestellt sind, wobei ihre Wärmeabgabe zu Beginn des Backvorgangs nicht allein aus der Heizleistung sondern zu einem wesentlichen Teil auch durch Temperaturabsenkung gespeist wird. Da diese Möglichkeit im Falle der Erfindung entfällt oder jedenfalls wesentlich weniger genutzt werden kann, wird eine entspre­chend höhere Heizleistung benötigt, die als höherer An­schlußwert nachteilig empfunden wird. Erfindungsgemäß kann deshalb vorgesehen sein, daß eine Regeleinrichtung zur Begrenzung der gesamten Heizleistung (und damit des An­schlußwerts) vorgesehen ist, die darauf beruht, daß der Regler nicht jeden durch Strahlertemperaturabweichung signalisierten Energiebedarf ohne weiteres erfüllt sondern eine Rangfolge der Bereiche hinsichtlich ihres Leistungsbe­darfs bildet, die abhängig ist von der jeweils gemessenen Differenz zwischen Soll- und Ist-Temperatur, wobei die Bereiche geringeren Bedarfsranges von der Energieversorgung einstweilen ausgeschlossen werden, soweit durch ihre Ver­sorgung die genannte Grenze überschritten würde. Diese Einrichtung ist besonders bei Backöfen mit mehreren Back­räumen sinnvoll, bei denen durch zeitliche Staffelung der Backvorgänge vermieden werden kann, daß in allen Backräumen gleichzeitig Spitzenbedarf auftritt, und in denen durch die große Anzahl der zu versorgenden Bereiche ein statistisch angemessener Ausgleich stattfinden kann, ohne daß das Backergebnis beeinträchtigt wird. Es findet dabei ein Taktbetrieb statt, in welchem jeweils nur einige der Strah­ler mit Energie versorgt werden.

[0013] Die Erfindung wird im folgenden näher unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Darin zeigen:

Figur 1 einen schematischen Längsschnitt durch einen Backofen und

Figur 2 eine Schnittdarstellung eines Strahlers.

[0014] Der Backofen weist ein Gehäuse 1 auf, das vorne eine Öffnung 2 besitzt, die mit einer Tür 3 verschlossen werden kann, die mit einem Scharnier 4 am Gehäuse 1 angelenkt ist. Der Backofen enthält einen oberen Strahler 5 und einen unteren Strahler 6, die plattenförmig ausgebildet sind. Beide weisen einen vorderen Bereich 7 und einen hinteren Bereich 8 auf, die gesondert beheizbar sind. Im vorderen Bereich 7 und im hinteren Bereich 8 ist je ein Temperaturfühler 10 angeord­net. Das Backblech 9 ist in Abstand von den unteren Strah­lern gehalten und überdeckt den hinteren Strahlerbereich 8 sowie mindestens denjenigen Teil des vorderen Strahlerbe­reichs 7, der den Temperaturfühler 10 enthält.

[0015] Die Temperaturfühler 10 sind mit einer Regeleinrichtung verbunden, die für den oberen Strahler 5 und den unteren Strahler 6 sowie für die jeweiligen vorderen und hinteren Bereiche 7 und 8 der Strahler die Stromzufuhr getrennt regelt. Die getrennte Heizmöglichkeit für die Bereiche kann man dadurch erreichen, daß diese Bereiche voneinander elektrisch getrennte Heizstabanordnungen enthalten.

[0016] Wie groß der vordere Bereich im Verhältnis zum hinteren Bereich gewählt wird, hängt von der Geometrie des Ofens und seinem hauptsächlichen Verwendungszweck ab. Es hat sich aber eine Tiefe als besonders zweckmäßig für den vorderen Bereich erwiesen, die ungefähr 10 bis 30 % der Gesamttiefe der Strahler beträgt.

[0017] Die Temperaturfühler können einfach auf die Strahler geklebt werden, um auf diese Weise direkt die Strahlertemperatur ermitteln zu können. Bevorzugt wird ihre geschützte Anord­nung innerhalb der aus zwei Blechplatten gemäß Fig. 2 aufgebauten Strahler. Die obere Blechplatte 11 bildet die strahlungswirksame Fläche. Die untere, in der dargestellten Weise verformte Blechplatte 12 schließt mit der oberen Blechplatte 11 trapezförmige Räume 13 zur Aufnahme der Heizstäbe 14 ein. In Abstand von den Heizstäben und den sie enthaltenden Räumen 13 ist ein weiterer Raum 15 zur Aufnahme des Temperaturfühlers 16 gebildet. Dieser kann von einem Thermoelement, einem Thermowiderstand, einem oder mehreren solcher Elemente oder dergleichen gebildet sein.

Ansprüche

1. Strahlungsbackofen mit einem oberen und einem unteren beheizbaren Strahler (5, 6) geringer Wärmekapazität, die jeweils mit einem Temperaturfühler (10) für thermostatische Regelung und besonderen Heizelementen im türnahen Bereich versehen sind, sowie mit einer Regel­einrichtung für die Strahlertemperarturen, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizelemente des türnahen Bereichs (7) mittels dort gesondert vorgesehener Tempe­raturfühler (10) gesondert thermostatisch regelbar sind, die Temperaturfühler (10) zur Ermittlung der Strahler­temperatur angeordnet sind und die Regeleinrichtung zur Regelung konstanter Strahlertemperaturen und zur Vorgabe lediglich einer einheitlichen Temperatur eingerichtet ist.

2. Strahlungsbackofen nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Regeleinrichtung zur Regelung gleicher Strahlertemperaturen eingerichtet ist.

3. Strahlungsbackofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, die beim Erreichen einer vorbestimmten Grenze der gesamten Leistungsaufnahme eine Rangfolge des Leistungsbedarfs der zu versorgenden Bereiche (5, 6, 7, 8) abhängig von deren Differenz zwischen Soll- und Ist-Temperatur fest­stellt und die Bereiche geringeren Bedarfsranges, soweit durch ihre Versorgung die genannte Grenze überschritten wurde, von der Versorgung einstweilen ausschließt.

Zeichnung