НАГРЕВАТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА Российский патент 2017 года по МПК A21B1/48 

Изобретение касается нагревательной системы для нагрева опорных элементов для выпекаемых продуктов, в частности плит для выпекания, в корпусе автоматической пекарной установки, причем эта нагревательная система имеет несколько установленных на расстоянии друг от друга, работающих на газе горелок.

Такого рода автоматические пекарные установки применяются, например, для автоматизированного изготовления вафель или тому подобного. Эти автоматические пекарные установки обычно имеют установленную внутри корпуса циркулирующую цепь вафельниц, на которой закреплено множество вафельниц. Каждая из этих вафельниц укомплектована всегда двумя захлопывающимися плитами для выпекания. Причем эти вафельницы выполнены так, что в открытом положении вафельниц тесто может наноситься на одну из плит для выпекания, а в закрытом положении вафельниц плиты для выпекания охватывают тесто и образуют закрытую форму для выпечки, в которой вафельное тесто может выпекаться с получением вафли.

С помощью нагревательной системы, расположенной внутри автоматической пекарной установки, плиты для выпекания должны как можно более гомогенно нагреваться до задаваемой температуры, чтобы обеспечивать равномерный процесс выпечки внутри формы для выпечки. Нагревательная система имеет при этом обычно несколько работающих на газе горелок, расположенных на расстоянии в окружном направлении плит для выпекания. При этом каждая из этих работающих на газе горелок имеет несколько сопел горелки, из которых при эксплуатации выходит горючая газовоздушная смесь и сжигается на расстоянии от сопел горелок. За счет возникающего при сжигании тепла циркулирующие плиты для выпекания нагреваются.

Форма и размер плит для выпекания в каждом случае зависит от выпечки, которая должна изготавливаться. Необходимое для изготовления одного выпеченного изделия и предоставляемое работающими на газе горелками количество тепла зависит при этом от этой формы и размера плит для выпекания, а также от используемого теста и выпечки, которая должна изготавливаться в каждом случае. Кроме того, подлежащая нагреву поверхность зависит от формы и размера форм для выпечки, которые образуются плитами для выпекания.

Создаваемое отдельными соплами горелок количество тепла путем адаптации подаваемой в сопла горелок горючей газовоздушной смеси может в небольших пределах адаптироваться к соответствующим требованиям. Но часто требуется адаптация количества тепла, выходящая за пределы адаптации предоставляемой газовоздушной смеси. Для этой цели у традиционных нагревательных систем обычно отдельные сопла горелок закрываются с помощью надлежащих колпачков, так что эти сопла горелок не вносят вклад в предоставляемое количество тепла. Необходимое для этого производимое вручную переоснащение является чрезвычайно трудоемким и дорогостоящим.

Создаваемые соплами горелок пламена подвергаются также влиянию неизбежных и непредвидимых при проектировании автоматических пекарных установок, в частности, зависящих от места установки движений воздуха внутри нагревательной системы. Вследствие этих движений воздуха открытые пламена могут, например, двигаться в направлении боковой области плит для выпекания, так что равномерный и гомогенный нагрев плит для выпекания не обеспечен.

Поэтому задачей изобретения является предоставить нагревательную систему, у которой предоставляемое количество тепла может регулироваться легко, с оптимальными затратами и в широком диапазоне количества тепла, и у которой снижено влияние движений воздуха внутри нагревательной системы.

Эта задача в соответствии с изобретением решается за счет того, что работающие на газе горелки представляют собой пористые горелки. Отдаваемое количество тепла или, соответственно, мощность на единицу поверхности таких пористых горелок, у которых горючее сжигается внутри пор высокотемпературных керамик, может задаваться плавно в широком диапазоне. Таким образом, отдаваемое количество тепла может легко адаптироваться к соответствующим требованиям. Так как при этом нет необходимости в полном закрывании отдельных элементов горелок, даже в ином случае обычно возникающие и обусловленные закрыванием отдельных сопел горелок колебания температуры в области нагрева предотвращаются, и обеспечивается равномерный и гомогенный нагрев. Кроме того, пористые горелки могут изготавливаться с различными размерами и формами и вставляться в нагревательные системы автоматических пекарных установок. Благодаря этому на большой поверхности может достигаться чрезвычайно гомогенная отдача тепла.

Так как при сжигании газовоздушной смеси внутри пористых горелок не возникает открытых пламен в нагревательной системе, влияние движений воздуха внутри нагревательной системы на предоставляемое количество тепла и нагретую область опорных элементов для выпекаемых продуктов чрезвычайно мало. Обусловленные движениями воздуха колебания температуры в области нагрева в значительной степени предотвращаются благодаря применению пористых горелок.

Чтобы можно было, в частности, лучше адаптировать отдаваемое пористыми горелками количество тепла к соответствующей форме и размеру применяемых плит для выпекания, в соответствии с изобретением предусмотрено, что пористые горелки установлены с возможностью поворота вокруг вертикальной оси. Таким образом, например, как при широких плитах для выпекания, так и при более узких плитах для выпекания пористые горелки могут располагаться так, чтобы тепло по существу отдавалось в области, предпочтительной для нагрева соответствующих плит для выпекания. Потребное в каждом случае количество тепла может задаваться путем плавного регулирования мощности на единицу поверхности отдельных пористых горелок. Таким образом предотвращаются потери тепла, которые могут возникать при нагреве ненужных областей. Благодаря этому может снижаться потребное количество горючего.

Для достижения наилучшего возможного результата выпечки обычно необходим гомогенный нагрев поверхности плит для выпекания. Для этой цели предпочтительным образом предусмотрено, что пористые горелки установлены с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси. Таким образом, например, в наружных областях плит для выпекания может вводиться большее количество тепла, чем в средней области плит для выпекания, чтобы компенсировать возникающие при известных условиях потери тепла через корпус.

Например, если несколько автоматических пекарных установок устанавливаются и эксплуатируются параллельно, то оказалось, что на обращенных друг к другу сторонах разных автоматических пекарных установок через корпуса автоматических пекарных установок отдается меньше тепловой энергии, чем на стороне автоматической пекарной установки, обращенной к проходу или наружной стене здания. Если применяются поворотные пористые горелки, предоставляемая пористыми горелками тепловая энергия может интенсивнее направляться в более холодные области автоматической пекарной установки, чтобы противодействовать возникающему в этой области более интенсивному охлаждению.

Ограниченное задаваемой областью и наиболее гомогенное возможное распределение тепла может предпочтительным образом достигаться за счет того, что нагревательная система имеет поворотное устройство, которое обеспечивает возможность поворотного движения в любом направлении. Например, у такого поворотного устройства опирание отдельных пористых горелок может быть предусмотрено всегда в трех точках, так что путем задания расстояния от соответствующих точек опоры до основной станины автоматической пекарной установки может задаваться ориентация отдельных плит для выпекания в широких областях.

При другом предпочтительном варианте осуществления нагревательной системы предусмотрено, что поворотное устройство имеет фиксируемый шарнир со сферической головкой. Благодаря применению такого шарнира со сферической головкой положения отдельных пористых горелок могут задаваться легко и точно.

Благодаря установке с возможностью поворота пористых горелок создаваемое ими нагревательное действие может легко адаптироваться к действующим в каждом случае на месте индивидуальным условиям, чтобы можно было обеспечивать как можно более гомогенное нагревательное действие по всей релевантной области плит для выпекания или, соответственно, опорного элемента для выпекаемого продукта во время эксплуатации. Так как индивидуальные условия на месте при проектировании и предварительном монтаже автоматической пекарной установки, как правило, неизвестны или не могут определяться достаточно точно, в случае необходимости такого рода адаптация путем поворота пористых горелок на месте не могла бы предупреждаться заранее путем соответствующего изменения конструкции и становиться излишней.

Предпочтительным образом распределение тепла может также адаптироваться к соответствующим требованиям за счет того, что пористые горелки установлены с возможностью перемещения. Таким образом может, например, задаваться расстояние между соседними пористыми горелками. Возможно также, чтобы пористые горелки следовали за плитами для выпекания, подлежащими нагреву в данный момент, и после процесса нагрева отводились обратно в свое исходное положение, чтобы после этого нагревать следующие плиты для выпекания.

Чтобы можно было как можно проще перемещать отдельные пористые горелки, в соответствии с изобретением предусмотрено, что нагревательная система имеет рельсовое ходовое устройство, на которое пористые горелки установлены с возможностью перемещения в задаваемом направлении движения. Например, отдельные пористые горелки могли бы устанавливаться в этих ходовых рельсах на ролики.

Для крепления пористых горелок, ходовых рельсов или, соответственно, поворотных устройств в соответствии с изобретением предусмотрено, что нагревательная система имеет несущую раму, на которой могут фиксироваться пористые горелки.

Чтобы можно было одновременно адаптировать положение всех пористых горелок к соответствующим требованиям, в соответствии с изобретением предусмотрено, что несущая рама подвижно зафиксирована на основной станине автоматической пекарной установки. Таким образом, например, можно сначала грубо задавать расположение отдельных пористых горелок для всех пористых горелок вместе посредством положения несущей рамы, а затем точно юстировать положение отдельных пористых горелок в соответствии со специальными требованиями, например с помощью поворотных устройств или рельсового ходового устройства.

Для простого и быстрого позиционирования отдельных пористых горелок предпочтительным образом предусмотрено, что нагревательная система имеет по меньшей мере одно управляемое приводное устройство, с помощью которого пористые горелки и/или несущая рама могут передвигаться. Таким образом, положение пористых горелок может легко задаваться с помощью соответствующего устройства управления.

Чтобы можно было также автоматически юстировать положение пористых горелок, например в зависимости от задаваемой температуры, в соответствии с изобретением предусмотрено, что нагревательная система имеет сенсорное устройство для регистрации технологических параметров нагревательной системы и соединенное с сенсорным устройством с передачей данных регулировочное устройство. При этом позиционирование может производиться регулировочным устройством, например, с помощью соответствующих приводных устройств.

В качестве приводных устройств возможны, в частности, электромагнитные, электродвигательные, электропневматические и электрогидравлические приводные системы.

Описанная выше нагревательная система может применяться во множестве автоматических пекарных установок различного размера.

Благодаря применению пористых горелок в нагревательной системе автоматической пекарной установки может достигаться равномерный и гомогенный нагрев опорных элементов для выпекаемых продуктов. Так как пористые горелки не имеют открытых пламен, тепло может, к тому же, предоставляться независимо от возникающих при известных условиях и зависящих от соответствующего места установки движений воздуха внутри нагревательной системы.

Однако реагирование на обусловленный, например, местом установки необходимый различный нагрев разных областей опорных элементов для выпекаемых продуктов только условно возможно путем регулирования отдаваемого тепла. К тому же адаптация к размеру и форме опорных элементов для выпекаемых продуктов больше не возможна путем простого закрытия отдельных сопел горелок.

Поэтому выяснилось, что для предпочтительного применения пористых горелок в нагревательных системах автоматических пекарных установок дополнительно должны предусматриваться соответствующие устройства передвижения пористых горелок. В зависимости от размера установки и цели применения, при этом возможны комбинации разных описанных выше устройств передвижения, например, для поворота пористых горелок вокруг горизонтальной или вертикальной оси или же в любом направлении, а также для перемещения пористых горелок.

Другие детали изобретения поясняются подробнее с помощью изображенных на чертеже примеров осуществления.

Показано:

фиг. 1 - схематичное изображение фрагмента автоматической пекарной установки;

фиг. 2a - схематично изображенный вид сверху фрагмента нагревательной системы;

фиг. 2b - изображенный на фиг. 2a вид сверху при другом положении пористых горелок;

фиг. 3 - схематично изображенный вид сбоку фрагмента нагревательной системы.

На фиг. 1 показано схематичное изображение фрагмента автоматической пекарной установки 1. Автоматическая пекарная установка 1 имеет нагревательную систему 2, включающую в себя несколько пористых горелок 3 для нагрева нескольких установленных на цепи 4 вафельниц на расстоянии друг от друга вафельниц 5, причем каждая вафельница 5 имеет по две плиты 6 для выпекания.

Пористые горелки 3 установлены с возможностью поворота на поворотное устройство 7, при этом поворотное устройство 7 зафиксировано на несущей раме 8. Пористые горелки 3 посредством устройства 9 подачи газа снабжаются газовоздушной смесью и нагревают пекарную камеру 10 приблизительно до 180°C. Пористые горелки 3 достигают температур до 1400°C. Предоставляемая пористыми горелками 3 мощность на единицу поверхности может плавно регулироваться от 150 кВт/м² до 3000 кВт/м². С помощью поворотного устройства 7 пористые горелки 3 могут поворачиваться вокруг горизонтальной и вертикальной оси.

Между плитами 6 для выпекания находится неизображенная тестовая масса. Вафельницы 5 заблокированы замками 11 вафельниц и установлены на ролики 12 вафельниц в ходовых рельсах 13 вафельниц.

На фиг. 2a схематично изображен вид сверху фрагмента нагревательной системы 2, включающей в себя несколько пористых горелок 3. Пористые горелки 3 установлены с возможностью вращения вокруг вертикальной оси 14, обозначенной на чертеже крестом, и могут перемещаться в направлении движения рельсового ходового устройства 15.

На фиг. 2b схематично изображенные на фиг. 2a пористые горелки 3 изображены повернутыми вокруг их вертикальной оси 14 и перемещенными в рельсовом ходовом устройстве 15. Нагреваемая пористыми горелками 3 поверхность была увеличена благодаря передвижению пористых горелок 3. Так как пористые горелки 3 должны нагревать большую по сравнению с изображенным на фиг. 2a положением поверхность, предоставляемое пористыми горелками 3 количество тепла было соответственно адаптировано. Благодаря опиранию пористых горелок 3 нагреваемая поверхность может легко адаптироваться к размеру неизображенных применяемых плит для выпекания.

На фиг. 3 показан схематично изображенный вид сбоку фрагмента автоматической пекарной установки 1, включающей в себя вафельницу 5, причем эта вафельница 5 имеет две плиты 6 для выпекания. Плиты 6 для выпекания нагреваются нагревательной системой 2. Пористые горелки 3 установлены на шарнир 16 со сферической головкой с возможностью поворота в разных направлениях. Шарнир 16 со сферической головкой через соединительный элемент 17 соединен с ходовыми роликами 18, которые установлены с возможностью перемещения в рельсовом ходовом устройстве 15. Рельсовое ходовое устройство 15 соединено с несущей рамой 8.

Установка (1) включает множество опорных элементов для выпекаемых продуктов, в частности плит (6) для выпекания, и нагревательную систему (2) для нагрева опорных элементов для выпекаемых продуктов в корпусе автоматической пекарной установки. Нагревательная система (2) имеет множество работающих на газе горелок, установленных на расстоянии друг от друга. Горелки представляют собой пористые горелки (3), установленные с возможностью поворота вокруг вертикальной оси. Изобретение обеспечивает равномерный нагрев плит для выпекания. 9 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Автоматическая пекарная установка (1), содержащая множество опорных элементов для выпекаемых продуктов, в частности плит (6) для выпекания, и нагревательную систему (2) для нагрева опорных элементов для выпекаемых продуктов в корпусе автоматической пекарной установки (1), при этом нагревательная система (2) имеет множество работающих на газе горелок, установленных на расстоянии друг от друга, при этом работающие на газе горелки представляют собой пористые горелки (3), отличающаяся тем, что пористые горелки (3) установлены с возможностью поворота вокруг вертикальной оси (14).

2. Автоматическая пекарная установка (1) по п. 1, отличающаяся тем, что пористые горелки (3) установлены с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси.

3. Автоматическая пекарная установка (1) по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что нагревательная система (2) имеет поворотное устройство (7), которое обеспечивает возможность поворотного движения в любом направлении.

4. Автоматическая пекарная установка (1) по п. 3, отличающаяся тем, что поворотное устройство (7) имеет фиксируемый шарнир (16) со сферической головкой.

5. Автоматическая пекарная установка (1) по п. 1, отличающаяся тем, что пористые горелки (3) установлены с возможностью перемещения.

6. Автоматическая пекарная установка (1) по п. 5, отличающаяся тем, что нагревательная система (2) имеет рельсовое ходовое устройство (15), на которое установлены пористые горелки (3) с возможностью перемещения в задаваемом направлении движения.

7. Автоматическая пекарная установка (1) по п. 1, отличающаяся тем, что нагревательная система (2) имеет несущую раму (8), на которой предусмотрена возможность фиксирования пористых горелок (3).

8. Автоматическая пекарная установка (1) по п. 7, отличающаяся тем, что несущая рама (8) подвижно зафиксирована на основной станине автоматической пекарной установки (1).

9. Автоматическая пекарная установка (1) по п. 1, отличающаяся тем, что нагревательная система (2) имеет по меньшей мере одно управляемое приводное устройство, с помощью которого пористые горелки (3) и/или несущая рама (8) имеют возможность перемещения.

10. Автоматическая пекарная установка (1) по п. 1, отличающаяся тем, что нагревательная система (2) имеет сенсорное устройство для регистрации технологических параметров нагревательной системы (2) и соединенное с сенсорным устройством с возможностью передачи данных регулировочное устройство.