EE01331U1 - Küpsetusriiuliga kuumaõhuahi - Google Patents

Abstract

Küpsetusriiuliga kuumaõhuahi toorproduktide küpsetamiseks kuumaõhuahju küpsetuskambris oleval küpsetusriiulil, kusjuures küpsetuskambri kambriuksel on olemuslikult sama kumerusraadius kui küpsetuskambri kumerdatud pinnaosadel, kambriust on võimalik nihutada ukseava ühele küljele ning ukseavale vastab ringikaar, millele vastav kesknurga väärtus on vahemikus 60° kuni 100°. Küpsetuskambril koos kumerdatud kambriuksega on olemuslikult ringjas ristlõige.

Description

Tehnikvaldkond

Käesolev leiutis seondub küpsetusriiuliga varustatud kuumaõhuahjuga, mis omab küpsetuskambrit ning vahendeid küpsetusriiuli pöörlema panemiseks küpsetuskambris.

Tehnika tase

Küpsetusriiuliga kuumaõhuahjud pagaritoodete küpsetamiseks on tänapäeval üldtuntud ning küpsetuspaberitele paigutatud küpsetatavad toorproduktid asetatakse mainitud kuumaõhuahju kas ruudukujulistel või ristkülikukujulistel plaatidel või pannidel, mis omakorda toetuvad ruudukujulisele ratastega varustatud küpsetusriiulile. Küpsetusriiul sisestatakse kuumaõhuahju küpsetuskambrisse ning jääb küpsetuskambrisse kuni küpsetusprotsessi lõpuni. Küpsetuskamber omab ristkülikukujulist või ruudukujulist horisontaalset ristlõiget (see tähendab, et pealtvaates on küpsetuskambri ristlõige ristkülikukujuline või ruudukujuline) ning küpsetuskamber valitakse selliste mõõtmetega, et küpsetusriiul mahuks küpsetuskambrisse ning saaks selles vabalt pöörelda. Kuum õhk sisestatakse küpsetuskambrisse küpsetatavate toorproduktide küpsetamiseks kas läbi ühe või kahe küpsetuskambri külgseinte lõikekohta moodustatud vastava sisseviigu. Kuid mainitud kuuma õhu sisestusmeetodi tõttu tekib küpsetuskambris temperatuurierinevus kambri erinevate piirkondade vahel, mis võib põhjustada küpsetatavate toorproduktide ebaühtlase küpsetustaseme. Selleks, et vähendada küpsetatavate toorproduktide ebaühtlast küpsetustaset, pannakse küpsetusriiul kogu küpsetusprotseduuri vältel pöörlema ümber vertikaalse telje. Pöörlemist on võimalik saavutada selliselt, et küpsetusriiul asetatakse küpsetuskambris küpsetusprotsessi ajal pöördalusele või riputatakse pöörleva konksu otsa. Pärast küpsetusprotsessi lõppemist eemaldatakse küpsetusriiul küpsetuskambrist (pärast langetamist ning riputuskonksust vabastamist juhul, kui kasutatakse riputuskonksupõhist küpsetusriiuli kinnitust). Ühte eelnevalt mainitud küpsetusriiuliga varustatud küpsetusahju kirjeldatakse dokumendis US3954053. See küpsetusahi omab ristkülikukujulist küpsetuskambrit tasapinnalise tagumise külgseinaga ning kahe paralleelse vastastikuse külgseinaga, mis on perpendikulaarsed tagumise külgseina suhtes, ning kumerat kambriust, mille abil suletakse kuumaõhuahju küpsetuskamber.

Kuid vaatamata pöörleva küpsetusriiuli kasutamisele ei õnnestu mitte alati saavutada küpsetuskambris ühtlast temperatuuri ning seetõttu toimub sageli küpsetatavate toorproduktide ebaühtlane küpsetus.

Leiutise olemus

Käesoleva leiutise eesmärgiks on esitada eelnevalt kirjeldatud küpsetusriiulitega sarnast tüüpi küpsetusriiul, mille kasutamise abil on võimalik elimineerida kõik prototüübiks olevate kuumaõhuahjude loetletud puudused.

Käesolev leiutis seondub küpsetusriiuliga kuumaõhuahjuga küpsetatavate toorproduktide küpsetamiseks küpsetusriiulil ning küpsetusriiuliga kuumaõhuahi sisaldab küpsetuskambrit, mis omab avamismehhanismiga varustatud kambriust ning küpsetusriiuli pöörlemismehhanismi, et panna küpsetusriiul pöörlema ümber vertikaalse telje. Küpsetuskambri külgsein omab ühte või enamat kumerat pinnaosa, milledele vastavad küpsetuskambri horisontaalsetes ristlõigetes ringikaared ringjoontel diameetriga D ning ringjoonte keskmeid läbiv sirge on vertikaalne ning ringikaartele vastavad kesknurgad on suuremad kui 90° ning väiksemad kui 300°. Eelnevale lisaks omab kambriuks sama kumerust diameetriga D nagu ka küpsetuskambri kumerdatud pinnaosa ning kambriust on võimalik nihutada külgsuunas küpsetuskambri kambriava ühele küljele.

Küpsetuskamber koos kumera kambriuksega omab ringjat ristlõiget, mis on eelistatud kuuma õhu voo suunamise seisukohast, see tähendab, et küpsetuskambris liigub õhuvoog ilma takistuseta. Selle tulemusena saavutatakse küpsetusriiulil ühtlane soojuse levimine suunaga ülevalt alla ning küpsetusplaadi servadest selle keskme suunas.

Eelnevalt mainitud tehniline lahendus on eelistatav ka energia efektiivse kasutuse seisukohalt, sest sellise lahenduse puhul on võimalik kasutada väiksemate mõõtmetega küpsetusahju võrreldes tavakasutuses olevate küpsetusriiulitega varustatud kuumaõhuahjudega. Samuti on mainitud kuumaõhuahju küpsetuskambri põrand pindalalt väiksem võrreldes tavakasutuses olevate küpsetuskambrite põrandaga, olles geomeetriliselt kujult ristkülik, mille mõõtmed on samad kui küpsetusriiulil, mis omakorda võimaldab kuumaõhuahju valmistada väiksema materjali kuluga.

Kumeralt kujundatud lükatav kambriuks, mis omab ringikaarekujulist ristlõiget, võimaldab saavutada kuumaõhuahju küpsetuskambrile hõlpsamat juurdepääsu küpsetusriiuli sisestamiseks või väljastamiseks küpsetuskambrist. See saavutatakse just tänu faktile, et küpsetusriiul asetseb lähemal küpsetuskambri kambriukse avale just tänu küpsetuskambri ringjale ristlõikele.

Lisaks on operaatoril kumera lükandukse avamisel väiksem risk saada põletada, võrreldes traditsioonilise hingedel pöörduva kambriukse avamisega.

Jooniste lühikirjeldus

Joonisel fig. 1 on näidatud skemaatiliselt perspektiivvaates küpsetusriiuliga varustatud kuumaõhuahi vastavalt käesoleva leiutise esimesele teostusele.

Joonisel fig. 2 on näidatud joonisel fig. 1 esitatud küpsetusriiuliga kuumaõhuahju skemaatiline eestvaade.

Joonisel fig. 3 on näidatud joonistel fig. 1 ning 2 esitatud küpsetusriiuliga kuumaõhuahju skemaatiline ristlõige piki sirget III - III.

Joonisel fig. 4 on näidatud vastavalt käesolevale leiutisele joonistel fig. 1 ning 2 esitatud küpsetusriiuliga kuumaõhuahju skemaatiline ristlõige piki sirget IV - IV.

Joonisel 5 on näidatud vastavalt käesolevale leiutisele joonistel fig. 1 ning 2 esitatud küpsetusriiuliga kuumaõhuahju skemaatiline ristlõige piki sirget V - V.

Joonisel fig. 6 on näidatud joonisel fig. 5 esitatud küpsetusriiuliga kuumaõhuahju ristlõikele vastav alternatiivne küpsetusriiuli teostus vastavalt käesolevale leiutisele.

Leiutise detailne kirjeldus

Järgnevas kirjelduses ei kirjeldata detailsemalt kuumaõhuahju tunnuseid, mis on antud valdkonnas tegutsevatele spetsialistidele üldtuntud, nagu kuuma õhuga varustamine ning jahtunud kuuma õhu väljastamine, välja arvatud siis, kui see on vajalik kirjeldatu paremaks mõistmiseks. Küpsetusriiuliga kuumaõhuahi 1 omab välist korpust 3, millesse on paigutatud küpsetuskamber 5, mitmetest küpsetuskambri külgseinas vertikaalselt reastatud horisontaalsetest avadest 8 koosnevat kuuma õhu sisseviiku 7, läbi mille puhutakse kuum õhk küpsetuskambrisse, ning väljaviiku 9, läbi mille kuum õhk eemaldatakse küpsetuskambrist, ning kambriust 11. Vastavalt traditsioonilistele kuumaõhuahjudele suunatakse vähemalt mõningane osa väljastatud kuumast õhust ventilaatori 15 abil läbi vastava torustiku (joonistel üldiselt tähistatud tähisega 16) ning kuumutusseadme 17 kuuma õhu sisseviigu 7 kaudu taas küpsetuskambrisse. Küpsetuskambris küpsetatavad toorproduktid asetatakse pannidele, plaatidele, troppidele või muudele sobivatele kanduritele ning seejärel ratastega varustatud küpsetusriiulile (joonistel mitte näidatud), mis transporditakse küpsetuskambrisse 5. Kuuma õhu sisseviik 8 on kujundatud selliselt, et küpsetuskambrisse sisestatav kuum õhk voolab sobival viisil läbi küpsetuskambri. Eelistatult on eelnevalt kirjeldatud kuuma õhu voog suunatud selliselt, et saavutatakse küpsetatavate toorproduktide ühtlane küpsetus, edastades soojust küpsetusriiulil ühtlaselt suunaga ülevalt alla ning küpsetusplaadi servadest selle keskmesse. Eelmainitud ühtlane kuuma õhu jaotus küpsetuskambris saavutatakse seeläbi, et kuuma õhu sisseviik suunab kuuma õhu ülespoole, sest suunates kuuma õhu voo teatud nurga all ülespoole, saavutatakse küpsetatavate toorproduktide alumiste külgede vajalik kuuma õhuga kuumutus. Küpsetatavad toorproduktid on kuumaõhuahjus allutatud nii vahetule kuuma õhu voole kui ka kaudsele kuuma õhu voole läbi küpsetusriiulite, millele on küpsetatavad toorproduktid asetatud. Ratastega varustatud küpsetusriiulit toetatakse küpsetuskambri laest vastava jõuajamiga varustatud pöörlemismehhanismi poolt, et panna küpsetusriiul 18 pöörlema ümber vertikaalse telje.

Kuumaõhuahju küpsetuskamber 5 sisaldab külgseina 19, on kaetud kambrilaega 21, toetatud kambripõrandaga 23 ning omab eesmist ukseava 25, mida on võimalik sulgeda küljele lükatava kambriuksega 11. Erinevalt eelnevalt üldtuntud küpsetusriiuliga kuumaõhuahjudest, mis omavad tasapinnaliste külgseintega küpsetuskambreid, samuti tasapinnalist või vaid veidi kumerat kambriust ning ristkülikukujulist horisontaalset ristlõiget, on käesoleva leiutisega esitatud kuumaõhuahju küpsetuskambri horisontaalne ristlõige ringjas. Nagu nähtub joonistel fig. 4 ning 5 esitatud küpsetusriiuliga kuumaõhuahju ristlõikest, on küpsetuskambri külgseina horisontaalne ristlõige ringjas ümber tsentraalse vertikaalse telje vähemalt küpsetusriiuli rataste kõrguselt kuni küpsetusriiuli kogukõrguseni, kui küpsetusriiul on ühendatud pöörlemismehhanismiga ning seetõttu on küpsetuskamber osaliselt silindriline, kuigi praktilistel põhjustel on silindriline ristlõige mõningates positsioonides modifitseeritud, näiteks tehtud tasapinnaliseks või siis alternatiivse võimalusena lokaalselt rohkem kumeramaks selle asemel, et olla ühtlaselt ringjas, koos mõningate kõrvalekaldumistega silindrilisest kujust selleks, et monteerida ja ühendada küpsetuskambriga kuuma õhu varustussüsteem, võimalik auru genereerimise süsteem jms, moodustada kambriukse ava ning kujundada võimalik sisendport ja kinnitussüsteem kumerale lükanduksele. Joonistel fig. 1 kuni 5 näidatud teostustes vastab küpsetuskambri külgseina kumerale pinnaosale 27 küpsetuskambri horisontaalses ristlõikes ringikaar ringjoonel diameetriga D ning ringikaarele vastav kesknurk α on vähemalt suurem kui 80° ning väiksem kui 300°, rohkem eelistatult aga vahemikus 90° kuni 270°, eriti eelistatult aga vahemikus 100° kuni 240° ning küpsetuskambri külgseina kumerdatud pinnaosa moodustab silindri pinnaosa diameetriga D ning kõrgusega H, kusjuures diameeter D on suurem kui diagonaalne vahekaugus suurima ratastega varustatud küpsetusriiuli, mida kavatsetakse kasutada küpsetuskambris, vastastikuste nurkade vahel, ning H on väikseim vahekaugus maksimaalselt võimaliku küpsetatavaid toorprodukte toetava küpsetusriiuli madalaima ning kõrgeima horisontaalse tasandi vahel. Eelistatult on küpsetuskambri kumera pinnaosa 27 kumerusraadiuse telg koaksiaalne küpsetusriiuli pöörlemismehhanismi vertikaalse pöörlemisteljega. Kambriavale 25 küpsetuskambri horisontaalses ristlõikes vastava ringikaare ringjoone diameeter on D ning ringikaarele vastava kesknurga väärtus on vahemikus 60° kuni 100°, rohkem eelistatult aga vahemikus 80° kuni 90°. Kambriuks 11 on kumer põhiliselt sama kumeruse diameetriga D (veidi suurem) kui kambriukse sein, ja teda saab kuumaõhuahju välisseinal külgsuunas nihutada kambriava ühele küljele. Kambriava 25 ühte külge on võimalik paigutada sisendport 26, mille pikkus on L. Eelistatult on L väärtus vahemikus 50 mm kuni 200 mm ning rohkem eelistatult vahemikus 100 mm kuni 150 mm.

Harilikult on ratastega varustatud küpsetusriiulid mõeldud toetama panne ning küpsetusplaate, mis omavad standardseid mõõtmeid, näiteks 800 x 600 mm. 800 x 600 mm mõõtmetega küpsetusplaadi jaoks mõeldud küpsetusriiuli mõõtmed on ligikaudu 850 x 660 mm. 850 x 660 mm küpsetusriiuli diametraalselt vastastikuste nurkade vahekaugus on 1076 mm ning selleks, et saavutada kokku 50 mm liikumisruumi küpsetusriiuli raami ning raami hoidva operaatori käte vahel, on vaja, et küpsetuskambri silindrilise külgseina kumerdatud pinnaosa 27 minimaalne diameeter D peaks olema eelistatult vähemalt 1126 mm. Selleks, et saada minimaalse põhjapinna pindalaga küpsetusahi, peab küpsetuskambri silindrilise külgseina kumerdatud pinnaosa 27 diameetri D maksimaalne väärtus olema vähemalt 200 mm võrra suurem kui D minimaalne väärtus. Seega küpsetusriiuli jaoks, mis omab maksimaalset horisontaalset diagonaalset vahekaugust R, on küpsetusahju kumera pinnaosa diameeter D eelistatult vahemikus R + 50 mm kuni R + 250 mm.

Selleks, et võimaldada 800 x 600 mm mõõtmetega plaatide sisestamist kuumaõhuahju küpsetuskambrisse, peab kambriukseava olema vähemalt 760 mm lai, see tähendab, et vähemalt 100 mm laiem kui küpsetusriiuli laius, et võimaldada 50 mm pilu küpsetusriiuli külgedel küpsetusriiuli teenindava operaatori käte tarvis. Kui kasutatakse väiksemat plaati ning küpsetusriiulit, näiteks 457 mm plaati küpsetusriiulil, mis oma raami tõttu omab lisalaiust 30 mm küpsetusriiuli mõlemal küljel ning 50 mm pilu käte jaoks küpsetusriiuli mõlemal küljel, on vajalik kambriukseava minimaalne laius vähemalt 617 mm. Selleks, et võimaldada hõlpsat küpsetusriiuli sisestamist kuumaõhuahju, võib kambriukseava olla ka laiem, näiteks 690 mm või 700 mm 457 mm laiusega plaadi jaoks.

Kui kasutatakse küpsetusriiuleid, millede mõõtmed on kas väiksemad või suuremad kui eelnevat kirjeldatud küpsetusriiulite mõõtmed, siis vastavalt käesolevale leiutisele tuleb vastavalt korrigeerida ka kuumaõhuahju küpsetuskambri mõõtmeid. Eelistatult peab küpsetuskambri kumera osa 27 minimaalne diameeter olema vähemalt 50 mm suurem kui kasutatavatest küpsetusriiulitest suurima küpsetusriiuli diametraalselt vastastikuste nurkade vaheline diagonaalne vahekaugus R, et võimaldada saavutada kuumaõhuahju ohutut käitamist. Näiteks juhul, kui küpsetusriiuli diagonaal omab pikkust 845 mm, siis ringjoone diameeter, mis ümbritseb küpsetusriiulit, kui küpsetusriiulit pööratakse, peab samuti omama diameetri väärtust 845 mm ning kuumaõhuahju küpsetuskambri silindrilise külgseina kumerdatud pinnaosa diameetri D minimaalne väärtus peab olema vähemalt 895 mm, see tähendab, et küpsetusriiuli mõlemale poole jääb 25 mm ohutuspilu, et mahutada kallutatavaid või pööratavaid küpsetusriiuleid.

Käesoleva leiutise teises teostuses, mille skemaatiline läbilõige on näidatud joonisel fig. 6, sisaldab küpsetuskamber esimest kumerat seinaosa 27', mis eelistatult toetub kesknurgale α1, mis on vähemalt 75° ning väiksem kui 295°, rohkem eelistatult aga vähemalt vahemikus 70° kuni 270°, kõige enam eelistatult aga vahemikus 80° kuni 240° ning küpsetuskamber sisaldab lisaks mitmeid, näiteks kahte, kumeraid seinaosi 27' ning 27", mis mõlemad eelistatult omavad identset või väiksemat kumerusraadiust kui primaarse kumera seinaosa kumerusraadius ning nendest igaüks toetub kesknurgale α2, vastavalt kesknurgale α3, mis on suurem kui 5° ning väiksem kui 60°.

Vastavalt ühele edasisele käesoleva leiutise teostusele sisaldab küpsetuskamber esimest kumerat seinaosa, mis eelistatult toetub kesknurgale α1, mis on suurem kui 75° ning väiksem kui 295°, rohkem eelistatult aga vahemikus 80° kuni 275°, veelgi rohkem eelistatult aga vahemikus 80° kuhi 240° küpsetuskambri seina perimeetrist ja on moodustatud silindri diameetriga pinnasegmendist, kusjuures küpsetuskamber sisaldab edasiselt veel üksikut täiendavat kumerdatud seinaosa, mille kõverusraadius on sama või väiksem kui esimese kumerdatud seinaosa kõverusraadius, ja mis toetub kesknurgale α2, mis on suurem kui 5° ja väiksem kui 60°.

Vastavalt käesoleva leiutise igale teostusele on kuumaõhuahju küpsetuskambri kumerust D omava kumerdatud külgseina vertikaalne tsentraalne telg koaksiaalne küpsetusriiuli pöörlemismehhanismi vertikaalse pöörlemisteljega. Veelgi enam, kuumaõhuahju küpsetuskambri külgseina kumerdatud pinnaosa või pinnaosasid on vaja moodustada vaid küpsetuskambri vertikaalse pikenduse ulatuses, kus kuum õhk suunatakse küpsetatavatele toorproduktidele ning seetõttu on võimalik, et küpsetuskambri lagi ja/või põrand võivad olla mittekumerdatud kujuga.

Claims (9)

1. Küpsetusriiuliga kuumaõhuahi toorproduktide küpsetusriiulil küpsetamiseks, mis koosneb küpsetuskambrist (5), küpsetuskambri külgseinas mitmete vertikaalsete avadena kujundatud kuuma õhu sisseviigust (7), läbi mille on kuum õhk juhitud küpsetuskambrisse, kuuma õhu väljaviigust (9), läbi mille on kuum õhk viidud küpsetuskambrist välja, küpsetuskambri ukseavast (25), kambriuksest (11) ning küpsetusriiuli pöörlemismehhanismist (18), millega on tagatud küpsetusriiuli pöörlemine ümber vertikaalse telje, ning küpsetuskamber omab kas ühe või enam kumerdatud pinnaosa (27, 27', ...), kusjuures kõikidele kumerdatud pinnaosadele vastavad küpsetuskambri horisontaalses ristlõikes ringikaared ringjoonel diameetriga D ning pinnasosa või pinnaosade kogu ulatusele vastab küpsetuskambri horisontaalses ristlõikes ringikaar, millele vastav kesknurk on suurem kui 80° ning väiksem kui 300°, mis on iseloomustatud sellega, et kambriuks (11) omab sama kumerust diameetriga D kui küpsetuskambri kumerdatud pinnaosad, kambriust on võimalik nihutada ukseava ühele küljele ning ukseavale (25) vastab küpsetuskambri horisontaalses ristlõikes ringikaar, millele vastav kesknurga väärtus on vahemikus 60° kuni 100°, kusjuures küpsetuskamber koos kumerdatud kambriuksega omab ringjat ristlõiget.

2. Küpsetusriiuliga kuumaõhuahi vastavalt nõudluspunktile 1, mis on iseloomustatud sellega, et küpsetuskambri külgsein sisaldab ühte kumerdatud pinnaosa, millele küpsetuskambri horisontaalses ristlõikes vastab ringikaar ning ringikaarele vastav kesknurk on suurem kui 80° ning väiksem kui 300°.

3. Küpsetusriiuliga kuumaõhuahi vastavalt nõudluspunktile 2, mis on iseloomustatud sellega, et külgseina kumerdatud pinnaosale vastab küpsetuskambri horisontaalses ristlõikes ringikaar ning ringikaarele vastava kesknurga väärtus jääb vahemikku 90° kuni 270°.

4. Küpsetusriiuliga kuumaõhuahi vastavalt nõudluspunktile 1, mis on iseloomustatud sellega, et küpsetuskambri külgsein omab kas kahte või enamat kumerdatud pinnaosa, milledest vähemalt ühele pinnaosale vastab küpsetuskambri horisontaalses ristlõikes ringikaar ning ringikaarele vastab kesknurk, mis on väiksem kui 60° ning suurem kui 5°.

5. Küpsetusriiuliga kuumaõhuahi vastavalt mistahes eelnevale nõudluspunktile, mis on iseloomustatud sellega, et küpsetuskambri külgseina kõikidele kumerdatud pinnaosadele küpsetuskambri horisontaalsetes ristlõigetes vastavate ringikaarte ringjoonte keskpunkte läbiv sirge on vertikaalne ning koaksiaalne küpsetusriiuli pöörlemismehhanismi vertikaalse pöörlemisteljega.

6. Küpsetusriiuliga kuumaõhuahi vastavalt mistahes eelnevale nõudluspunktile, mis on iseloomustatud sellega, et küpsetuskambri silindrilise külgseina kumerdatud pinnaosa (27) diameeter D on vähemalt 1126 mm.

7. Küpsetusriiuliga kuumaõhuahi vastavalt mistahes eelnevale nõudluspunktile, mis on iseloomustatud sellega, et küpsetuskambri silindrilise külgseina kumerdatud pinnaosa (27) diameetri D maksimaalne väärtus on väiksem kui 1326 mm.

8. Küpsetusriiuliga kuumaõhuahi vastavalt mistahes eelnevale nõudluspunktile 1 kuni 5, mis on iseloomustatud sellega, et küpsetuskambri silindrilise külgseina kumerdatud pinnaosa (27) diameetri D minimaalne väärtus on vähemalt 895 mm.

9. Küpsetusriiuliga kuumaõhuahi vastavalt nõudluspunktile 8, mis on iseloomustatud sellega, et küpsetuskambri silindrilise külgseina kumerdatud pinnaosa (27) diameetri D maksimaalne väärtus on kuni 200 mm suurem kui D minimaalne väärtus.