НАГРЕВАТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ ДЛЯ ХЛЕБОПЕКАРНЫХ ПЕЧЕЙ
BAKING STOVE HEATING ELEMENT

Изобретение относится к нагревательному элементу для печей, в особенности хлебопекарных печей для пищевых изделий.
В пищевой промышленности, в особенности в хлебопекарнях и на других предприятиях, производящих изделия из теста, используются либо большие, удлиненные печи, в которых выпекаются изделия из теста, расположенные обычно ярусно при перемещении от входа к выходу, или более малые печи, в которых изделия обрабатываются стационарно.
Сверху и/или снизу (в случае горизонтального перемещения или стационарного расположения изделий в печи) и/или сбоку (в случае вертикального перемещения изделий) прохода/расположения изделий расположены нагревательные элементы. Они нагревают изделия с помощью радиации и, по выбору, конвекции. Они могут иметь каналы, через которые проходит нагревательная среда, в частности масло.
Известно, что для этой цели нагревательная пластина была собрана из двух пластин, имеющих каналы, причем пластины были расположены напротив друг друга таким образом, чтобы противолежащие каналы образовывали проходы для масла. На кромках пластины были предусмотрены соединения для трубопроводов, идущих к масляному нагревательному узлу и от масляного нагревательного узла, расположенного у печи или отдельно от печи. Между каналами может быть предусмотрена пластина с отверстиями для конвекции.
Печи не являются стандартными изделиями, они почти всегда адаптируются к изделиям и к конкретному выполняемому пекарному процессу, который тесно связан с природой выпекаемого изделия. Поэтому известная нагревательная пластина должна изготавливаться по индивидуальному заказу, каждый раз меняя размеры. В результате производство (многих) нагревательных пластин для отдельно заказанных печей требует большого времени.
Другим недостатком является температурный градиент, который может существовать над нагревательной пластиной, в результате чего изделия, которые перемещаются вдоль нее или расположены около зоны нагревательной пластины, выпекаются иначе, чем изделия, которые перемещаются вдоль или расположены около зоны, которая отделена от указанной нагревательной пластины.
Целью настоящего изобретения является устранение, по меньшей мере, нескольких из этих недостатков.
Такая цель достигается за счет создания нагревательного элемента для печей, более конкретно для печей для выпечки хлебобулочных изделий, содержащего ряд трубок, расположенных рядом друг с другом для направления через них нагревательной текучей среды, причем трубки изготовлены из теплопроводящего материала и образуют первые каналы для нагревательной текучей среды, которые проходят от подающего трубопровода для нагревательной жидкости до места поворота, и образуют расположенные рядом вторые каналы для нагревательной текучей среды, которые проходят от места поворота до сливного трубопровода для нагревательной текучей среды, причем согласно изобретению первые каналы и вторые каналы образованы по выбору внутри составной трубы и, по меньшей мере, по всей их длине отделены друг от друга, по меньшей мере, одной стенкой, которая является продольной разделительной стенкой, расположенной в трубе, и сливной трубопровод и подающий трубопровод расположены на одном и том же конце трубок, а каждый первый канал в месте поворота сообщается по текучей среде с соответствующим вторым каналом для образования места поворота потока.
В нагревательном элементе в каждой трубке из ряда трубок место поворота потока соединяет указанные первый и второй каналы.
Предпочтительно трубки расположены в одной плоскости.
Предпочтительно первые каналы и вторые каналы расположены рядом друг с другом, если смотреть в направлении, в котором трубки расположены рядом друг с другом.
Предпочтительно, первые каналы и вторые каналы расположены рядом друг с другом, если смотреть в направлении, перпендикулярном направлению, в котором трубки расположены рядом друг с другом.
Предпочтительно разделительная стенка предпочтительно сужается к месту поворота.
Предпочтительно первый и второй каналы отделены друг от друга воздушной камерой, образованной между двумя разделительными стенками, предпочтительно сходящимися к месту поворота.
Предпочтительно трубки на их концах в месте поворота имеют поворотный элемент, такой как колпачок, присоединенный к концу трубки.
Предпочтительно одна или более трубок имеют сплюснутое поперечное сечение, такое как овальное или эллиптическое поперечное сечение.
Предпочтительно одна или более трубок имеют четырехугольное поперечное сечение, причем диагонали проходят параллельно и перпендикулярно, соответственно, плоскости ряда трубок, расположенных рядом друг с другом.
Предпочтительно трубки расположены рядом друг с другом и разделены зазором друг с другом.
Предпочтительно подающий трубопровод содержит подающий канал, который сообщается по текучей среде с первыми каналами, и в котором сливной трубопровод содержит сливной канал, который сообщается по текучей среде со вторыми каналами.
Предпочтительно подающий канал и сливной канал расположены рядом друг с другом, если смотреть в направлении, перпендикулярном направлению, в котором трубки расположены рядом друг с другом.
Предпочтительно подающий канал и сливной канал проходят по существу в направлении, перпендикулярном трубкам.
Предпочтительно каждый подающий канал и сливной канал расположены в отдельных подающем трубопроводе и сливном трубопроводе.
Предпочтительно сливной трубопровод и подающий трубопровод расположены друг над другом, предпочтительно на любой стороне ряда трубок.
Предпочтительно сливной трубопровод и подающий трубопровод расположены рядом друг с другом, предпочтительно на одной и той же стороне ряда трубок.
Предпочтительно подающий канал и сливной канал образованы внутри по выбору композитного трубопровода и, по меньшей мере, по всей их длине отделены друг от друга, по меньшей мере, одной стенкой.
Предпочтительно разделительная стенка является продольной разделительной стенкой, расположенной в трубопроводе, и в котором ряд трубок проходит в трубопровод и через указанную разделительную стенку.
Предпочтительно подающий трубопровод и сливной трубопровод на своих концах имеют средства для соединения с подобными другими нагревательными элементами, по выбору, расширительным компенсатором.
Указанная цель также достигается за счет создания печи для пищевых изделий, имеющей множество описанных нагревательных элементов.
Предпочтительно нагревательные элементы расположены горизонтально с их основной плоскостью.
Предпочтительно нагревательные элементы расположены вертикально с их основной плоскостью.
Предпочтительно нагревательные элементы расположены на любой стороне пути перемещения для изделий.
Таким образом, создан нагревательный элемент, в котором первый и второй каналы соединены друг с другом через свое собственное соединение так, чтобы не было никакого обмена нагревательной текучей среды со смежными потоками жидкости. Таким образом достигается то, что в двух следующих друг за другом путях, которые расположены последовательно друг за другом, и в которых тепло выделяется с помощью текучей среды, температурный градиент ориентирован в противоположных направлениях, в результате чего вдоль рассматриваемой трубки может возникать баланс равномерно распределяемой тепловой эмиссии.
Нагревательный элемент может быть легко собран, начиная с требуемой длины трубопровода для подачи и/или слива, к которому может быть прикреплен требуемый ряд трубок. В этом случае это относится к простой и легко адаптируемой технике сборки.
Если слив и подача расположены друг над другом, легко получить одинаковую длину первого канала и второго канала.
Предпочтительно, если трубки расположены в одной плоскости, по существу в плоской поверхности, в результате чего достигается плоская форма, которую легко внедрить в печи.
В первой дополнительной разработке нагревательного элемента согласно изобретению первые каналы и вторые каналы расположены рядом друг с другом, если смотреть в направлении, в котором трубки расположены рядом друг с другом, при этом повышается равномерное распределение температуры.
Как вариант во второй дополнительной разработке нагревательного элемента согласно изобретению первые каналы и вторые каналы расположены рядом друг с другом, если смотреть в направлении, перпендикулярном направлению, в котором трубки расположены рядом друг с другом, в результате чего присоединение к подаче и сливу, расположенных рядом друг с другом в этом направлении, может быть простым.
Как указывалось, первые каналы и вторые каналы могут быть образованы по выбору внутри композиционной трубки и, по меньшей мере, по всей их длине могут быть отделены друг от друга, по меньшей мере, одной стенкой, которая предпочтительно является продольной разделительной стенкой, установленной в трубке. Указанная стенка может быть легко вставлена на одном конце трубки, что упрощает сборку.
Стенка может иметь тепловую изоляцию и с этой целью представляет из себя двойную стенку, включающую в себя воздушную камеру. Таким образом, осуществляется противодействие тепловому обмену между обоими каналами.
В легко собираемом варианте осуществления на концах трубок, расположенных в месте поворота, предусмотрен поворотный элемент, такой как колпачок, присоединяемый к концу трубки. Трубкам может быть легко придана требуемая длина и затем на них может быть установлен поворотный элемент.
Эффект конвекции может быть легко достигнут, когда трубки расположены рядом друг с другом и на расстоянии друг от друга.
За счет расположения подающего канала и сливного канала соответственно для подачи и слива жидкости по выбору внутри композиционного трубопровода и, по меньшей мере, по всей их длине отделения их друг от друга, по меньшей мере, одной стенкой, которая предпочтительно является продольной разделительной стенкой, установленной в трубопроводе, можно получить компактный нагревательный элемент, имеющий маленькую толщину, по меньшей мере, если смотреть в направлении, перпендикулярном направлению, в котором трубки расположены рядом друг с другом.
Нагревательный элемент легко собирается с помощью выполнения отверстий в стенке трубопровода и в продольной разделительной стенке, причем ряды трубок проходят через эти отверстия и соединяются с трубопроводом. В этом случае первые и вторые каналы сообщаются по текучей среде с подающим и сливным каналом соответственно.
В альтернативном и простом варианте осуществления подающий канал и сливной канал каждый расположены в отдельном подающем трубопроводе и сливном трубопроводе. В этом случае сливной трубопровод и подающий трубопровод предпочтительно расположены друг над другом на каждой стороне ряда трубок или расположены рядом друг с другом на одной стороне ряда трубок.
Сборка в более крупные узлы упрощается, когда подача и слив на своих концах имеют средства для присоединения к подобным другим нагревательным элементам, с расширительным компенсатором по выбору.
Изобретение может быть разъяснено на основе приводимого для примера варианта осуществления, показанного на прилагаемых чертежах, на которых:
Фиг.1 - вид сверху приводимого для примера варианта осуществления теплового элемента согласно изобретению;
Фиг.2 - вид сбоку теплового элемента с Фиг.1;
Фиг.2А - укороченный, укрупненный вид, соответствующий Фиг.2 теплового элемента с Фиг.1;
Фиг.3 - частичная детализация согласно модели III с Фиг.2А;
Фиг.4 - схематический перспективный вид печи для пищевых изделий, включающей в себя тепловой элемент согласно Фиг.1;
Фиг.5А и 5В - альтернативное поперечное сечение трубок в нагревательном элементе согласно изобретению;
Фиг.6 - вид сбоку дополнительного приведенного для примера варианта осуществления нагревательного элемента согласно изобретению; и
Фиг.6А - укороченное, укрупненное поперечное сечение нагревательного элемента, соответствующего Фиг.6.
На Фиг.1 и 2 показан нагревательный элемент 1, имеющий форму модуля, у которого на одной стороне предусмотрена относительно широкая сливная трубка 2 и подающая трубка 3, расположенная над ним, и имеющий каналы 7 и 8 для нагревательной текучей среды, в частности масла. Как трубка 2, так и трубка 3 на концах 4 и 5 могут быть присоединены к другим, в частности, идентичным нагревательным элементам или к подающим/сливным трубопроводам.
Серия нагревательных трубок 6 присоединена к обеим трубкам 2 и 3, причем нагревательные трубки тоньше и проходят перпендикулярно указанным трубкам 2 и 3, и на концах трубок 2 и 3 предусмотрены входное отверстие 9 и выходное отверстие 10, которые, как видно из Фиг.2А, расположены друг над другом. В трубке 6 вставлена разделительная стенка 11, которая в этом примере расположена параллельно плоскости, образованной трубками 6, причем разделительная стенка 11 на одном конце имеет перегородку 12, которая может быть закреплена при помощи сварки к концу трубки 6. На другом конце трубки 6 при помощи сварки прикреплен поворотный элемент 13, в результате чего трубка 6, включающая поворотный элемент 13, образует плоский U-образный проход через первый канал 14, поворотный канал 16 и второй канал 15.
Как видно из Фиг.1 и 3, трубки 6 могут немного отстоять друг от друга, причем в этом примере d1 является диаметром трубки 6, a d2 представляет собой расстояние между трубками 6.
Нагревательные элементы в соединенном ряду, как описано, устанавливаются в печь 20 (Фиг.4) в ее корпус 21. В этом случае ряды нагревательных элементов 1 могут располагаться друг над другом, причем их основная плоскость является горизонтальной плоскостью, и между ними может перемещаться горизонтальный поток изделий способом, который дополнительно не показан, в направлении К. Подающие и сливные трубки 2, 3 соединены таким способом, который ни конкретно, ни дополнительно не показан, к нагревательному блоку для нагревания масла, проходящего через нагревательные элементы 1, а также к насосному блоку. Следует отметить, что в других печах нагревательные элементы могут быть расположены таким образом, чтобы их основные плоскости были вертикальными, причем изделия перемещаются вертикально между нагревательными элементами, расположенными на любой стороне указанного пути перемещения.
Во время использования масло течет в направлении А через канал 7 подающей трубки 3, а затем входит через вход 9 в направлении В, далее течет в направлении С через канал 14, затем поток поворачивается в канале 16 согласно стрелке D, чтобы течь обратно во втором канале 15 в направлении Е, и через выход 10 выходит в канал 8 сливной трубки 2, чтобы течь по ней в направлении G к нагревательному блоку и насосному блоку.
Продольная перегородка 11 может иметь теплоизоляцию. Разность температур на расстоянии между входом 9 и поворотным элементом 13 и на расстоянии между поворотным элементом 13 и выходом 10, по существу, одинакова друг другу. В среднем падение температуры в результате будет постоянным по длине трубки 6, в результате чего выпекаемые пищевые изделия, перемещающиеся по пути, ориентированному перпендикулярно трубке 6, около поворотной точки будут подвергаться такому же температурному воздействию, что и пищевые изделия, которые перемещаются параллельно, и расположены более отдаленно от поворотной точки, в частности около подающей/сливной трубки 3, 2.
Если, как в показанном примере, просвет d2 имеет место между трубками 6, то существует пространство для конвекционного движения. Если d2 равно нулю, то нагревательный элемент будет функционировать только как излучающий элемент.
На Фиг.5А показано эллиптическое поперечное сечение альтернативных трубок 106 для нагревательного элемента 1, в котором самая длинная ось параллельна плоскости трубок, причем разделительная стенка 111 разделяет внутреннее пространство трубки 106 на первый канал 114, расположенный сверху, и второй канал 115, расположенный снизу. Трубки 106 отстоят друг от друга на расстояние d2.
На Фиг.5В трубки 206 четырехугольные, причем горизонтальная перегородка 211 разделяет внутреннее пространство трубки 206 на верхний первый канал 214 и нижний второй канал 215.
Как отмечалось ранее, продольные перегородки могут быть расположены вертикально, а не горизонтально.
На Фиг.6 показан дополнительный пример варианта осуществления нагревательного элемента 60, который имеет форму, как у модуля, показанного на Фиг.1, причем один край имеет подающий/сливной трубопровод 61. Нагревательный элемент 60 расположен в печи, имеющей внутреннюю ширину печи О, в которой подающий и сливной трубопровод расположен вне обрабатывающего пространства печи. Под нагревательным элементом 60 расположено конвейерное устройство 62 для прохождения выпекаемого изделия через печь. Ширина Т несущей части конвейерного устройства 62 определяет максимальную ширину изделия, которое может проходить через печь.
Около подающего и сливного трубопровода 61 модульный нагревательный элемент 60 прикреплен к стенке 63 печи, а на другой стороне нагревательные трубки 66 удерживаются опорой 65, которая расположена с внутренней стороны стенки 64 печи.
В подающем и сливном трубопроводе 61 вставлена разделительная стенка 611, которая в этом примере расположена перпендикулярно плоскости, определяемой трубками 66, причем разделительная стенка разделяет подающий и сливной трубопровод 61 на подающий канал 67 и сливной канал 68 для нагревательной жидкости. Подающий и сливной трубопровод 61 могут с одного или с более своих концов присоединяться к другим, в частности, идентичным нагревательным элементам или к подающим/сливным трубопроводам.
Для размещения серии нагревательных трубок 66 в подающем и сливном трубопроводе 61 и в разделительной стенке 611 предусмотрены сквозные отверстия, которые находятся на одной линии и имеют диаметр, который по существу равен диаметру нагревательных трубок 66. Нагревательные трубки 66 могут вставляться через эти отверстия, после чего они присоединяются к подающему и сливному трубопроводу 61 с помощью герметичного соединения, такого как, например, сварное соединение. Благодаря такой конструкций нагревательные элементы 66, расположенные в подающем и сливном трубопроводе 61, могут быть размещены под любым углом вокруг оси симметрии S для получения оптимального температурного распределения вдоль плоскости, определяемой серией нагревательных трубок 66. После сварки нагревательных трубок 66 к подающему и сливному трубопроводу 61 ориентация этих нагревательных трубок 66 вокруг оси симметрии фиксируется.
В этом примере разделительная стенка 71 по существу параллельна плоскости, определяемой трубками 66. В альтернативном варианте осуществления разделительная стенка 71 может быть расположена, например, перпендикулярно плоскости, определяемой трубками 66.
Что касается сборки, нагревательные трубки 66 могут быть сравнены с нагревательными трубками, описанными выше и показанными на Фиг.2А. В части, расположенной внутри подающего и сливного трубопровода 61, указанные нагревательные трубки 66 имеют загрузочное отверстие 69 и выходное отверстие 70. Разделительная стенка 71 вставлена в трубку 66, причем на одном конце разделительной стенки 71 предусмотрена перпендикулярная перегородка 72. Как описано выше, ориентация указанной разделительной стенки 71 вокруг оси симметрии S может быть свободно выбрана во время изготовления нагревательного элемента 60.
На другом конце трубки 66 приварен поворотный элемент 73, в результате чего трубка 66 с поворотным элементом 73 определяет плоский U-образный проход через первый канал 74, поворотный канал 76 и второй канал 75.
Во время использования масло течет, что сравнимо с описанным выше, в направлении А через подающий канал 67, через канал В, С, D, Е и F в нагревательной трубке 66 к сливному каналу 68 в направлении G.