DE19606571C2 - Oven with pyrolytic cleaning and method for operating such an oven - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Backofen gemäß dem Oberbe griff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Betrieb eines solchen Backofens. Es handelt sich also um einen Backofen mit pyrolytischer Reinigung, bei dem während des Reinigungsvorganges die Temperatur im Back- bzw. Garraum nach dem Ausgangssignal eines in diesem angeordneten Tem peratursensors bis zu der für den pyrolytischen Reini gungsvorgang ausreichenden Temperatur angehoben wird und bei dem die Abgase aus dem Back- bzw. Garraum über einen wenigstens einstufigen Katalysator abgezogen werden.The invention relates to an oven according to the Oberbe handle of claim 1 and a method for operating such an oven. So it's one Oven with pyrolytic cleaning, during which The temperature in the baking or cooking space after the output signal of a tem temperature sensor up to that for pyrolytic cleaning sufficient temperature is raised and in which the exhaust gases from the baking or cooking space via a withdrawn at least one-stage catalyst.
Backöfen mit pyrolytischer Reinigung sind in verschie denen Ausführungsformen, z. B. aus der DE-AS 23 29 024 und aus der US 4,831,237, bekannt. Zur pyrolytischen Reini gung der durch den Back- bzw. Garvorgang verschmutzten Innenwandflächen der Backofenmuffel wird deren Temperatur meist stufenweise bis zu einem Wert von etwa 500°C ange hoben, während die Backofentür gleichzeitig aus Sicher heitsgründen gegen Öffnen verriegelt ist. Bei dieser Tem peratur verbrennen die organischen Schmutzstoffe und die dabei auftretenden Gase werden aus dem Back- bzw. Garraum über einen wenigstens einstufigen Katalysator abgezogen und können dann nahezu geruchsfrei der Umgebungsluft bei gemischt werden. Nach Abkühlen der Backofenmuffel lassen sich die Verbrennungsrückstände als staubfeine weiße Ascheabscheidung in einfacher Weise auskehren. Der pyro lytische Reinigungsvorgang erleichtert daher das Sauber halten des Backofens und befreit die Benutzer von unange nehmen und zeitaufwendigen Reinigungsarbeiten.Ovens with pyrolytic cleaning are various which embodiments, e.g. B. from DE-AS 23 29 024 and from US 4,831,237 known. For pyrolytic cleaning supply of those contaminated by the baking or cooking process Inner wall surfaces of the oven muffle will be their temperature mostly gradually up to a value of about 500 ° C raised while the oven door is off at the same time safety reasons is locked against opening. At this tem temperature burn the organic pollutants and the Any gases that occur are from the baking or cooking space withdrawn over an at least one-stage catalyst and can then add almost no odor to the ambient air be mixed. Let the oven muffle cool down the combustion residues as dust-fine white Sweep ash removal in a simple way. The pyro lytic cleaning process therefore makes cleaning easier holding the oven and relieving the user of troubles take and time consuming cleaning work.
Bei bekannten Steuerverfahren für den pyrolytischen Rei nigungsprozeß wird eine Zeitsteuerung derart durchge führt, daß die Temperatur im Back- bzw. Garraum der Ofen muffel durch ein Zeitschaltwerk in Verbindung mit einem Temperaturfühler stufenweise gesteigert wird. Der Gesamt zeitraum des Reinigungsvorganges muß dabei manuell vorge geben werden. Dabei hängt das Reinigungsergebnis bei kon stanten Zeiteingaben auch von Netzspannungsschwankungen sowie von mechanischen und elektrischen Toleranzen der Bauteile und des Gerätes ab.In known control methods for the pyrolytic Rei cleaning process, a time control is carried out in this way causes the temperature in the baking or cooking space of the oven muffle by a timer in connection with a Temperature sensor is gradually increased. The total Period of the cleaning process must be manually pre-selected will give. The cleaning result depends on con constant time input also of mains voltage fluctuations as well as mechanical and electrical tolerances of the Components and the device.
Aus dem Dokument US 4,954,694 ist ein gattungsgemäßer Backofen mit pyrolytischer Reinigung bekannt, bei dem die Abgase aus dem Garraum über einen Katalysator abgezogen werden. Im Garraum ist ein Temperatursensor und auf der Auslaßseite des Katalysators ist ein Gassensor angeord net, wobei beide zur Steuerung des pyrolytischen Reini gungsvorgangs verwendet werden. Der Gassensor ist ein den Verschmutzungsgrad messender Verschmutzungssensor.From document US 4,954,694 is a generic Known oven with pyrolytic cleaning, in which the Exhaust gases are withdrawn from the cooking space using a catalytic converter become. There is a temperature sensor in the oven and on the A gas sensor is arranged on the outlet side of the catalytic converter net, both to control the pyrolytic Reini be used. The gas sensor is a Pollution sensor measuring the degree of pollution.
Die Erfindung geht von der Aufgabenstellung aus, einen weitgehend selbständig ablaufenden pyrolytischen Reini gungsvorgang zu schaffen, wobei jeweils durch eine opti male Anpassung der Beheizung ein gewünschter Reinigungs grad erzielt werden soll. Dies wird erfindungsgemäß durch einen Backofen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 15 er reicht. Erfindungsgemäß ist ein als weiterer Temperatur sensor ausgebildeter Verschmutzungssensor in Verbindung mit dem Katalysator vorgesehen. Es ist also der Reini gungsvorgang in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des weiteren Temperatursensors und des Temperatursensors regelbar. Auf diese Weise wird der pyrolytische Reini gungsvorgang direkt überwacht und optimal geregelt, so daß keine manuellen Zeiteingaben mehr notwendig sind.The invention is based on the task, one largely independent pyrolytic cleaning agents creating process, each with an opti Male adjustment of the heating a desired cleaning degree should be achieved. This is done according to the invention an oven with the features of claim 1 and by a method with the features of claim 15 he enough. According to the invention is a further temperature sensor-designed contamination sensor in connection provided with the catalyst. So it's Reini process depending on the output signal of the further temperature sensor and the temperature sensor adjustable. In this way the pyrolytic Reini directly monitored and optimally regulated, see above that manual time entries are no longer necessary.
Ein Verschmutzungssensor kann allgemein in ganz verschie dener Weise zur Überwachung verschiedener den Verschmut zungsgrad kennzeichnenden Zustandsgrößen ausgebildet sein, beispielsweise als gasanalytischer Sensor. Ein er findungsgemäß als weiterer Temperatursensor ausgebildeter Verschmutzungssensor kann die aus dem Katalysator austre tende Abgasströmung hinsichtlich einer für den Verschmut zungsgrad kennzeichnenden Zustandsgröße, nämlich der Tem peratur in der Abgasströmung, überwachen. Ein solcher weiterer Temperatursensor bestimmt die Temperatur der Luft hinter dem Katalysator und dieses Ausgangssignal wird in Verbindung mit dem Ausgangssignal des Temperatur sensors zur Regelung der Temperatur bzw. der Einschalt dauer für die Backofenheizelemente benutzt.A contamination sensor can generally be completely different whose way to monitor various the pollution degree of characteristic be, for example as a gas analytical sensor. A he according to the invention designed as a further temperature sensor The contamination sensor can escape from the catalytic converter exhaust gas flow with regard to one for the pollution efficiency characteristic, namely the tem temperature in the exhaust gas flow, monitor. Such a Another temperature sensor determines the temperature of the Air behind the catalytic converter and this output signal is used in conjunction with the output signal of the temperature sensors for regulating the temperature or switching on used for the oven heating elements.
Statt einer Überwachung der Abgasströmung aus dem Kataly sator kann der als weiterer Temperatursensor ausgebildete Verschmutzungssensor gegebenenfalls zweckmäßig auch eine Zustandsgröße des Katalysators selbst, beispielsweise dessen Infrarotstrahlung oder Kerntemperatur, überwachen.Instead of monitoring the exhaust gas flow from the Kataly sator can be designed as a further temperature sensor Contamination sensor may also be useful State variable of the catalyst itself, for example monitor its infrared radiation or core temperature.
Aus Einfachheitsgründen wird jedoch in den meisten Fällen als Verschmutzungssensor ein in der Abgasströmung liegen der weiterer Temperatursensor zweckmäßig sein. Ein direkt auf den Katalysator orientierter Verschmutzungssensor kann beispielsweise ein mit Blickrichtung auf den Kataly sator gerichteter optischer Sensor sein, welcher die Infrarot-Strahlung aufnimmt und zu einem Ausgangssignal verarbeitet.For simplicity, however, in most cases as a pollution sensor in the exhaust gas flow the additional temperature sensor may be appropriate. A direct pollution sensor oriented on the catalytic converter For example, one with a view of the Kataly sator-directed optical sensor, which the Infrared radiation picks up and becomes an output signal processed.
Damit der Katalysator auch bei geringem Abgasanfall seine erforderliche Betriebstemperatur erreicht, kann zusätz lich eine Beheizungsvorrichtung vorgesehen sein, welche den Katalysator so lange beheizt, bis durch seine Reak tion mit den Abgasen eine erwünschte Betriebstemperatur erreicht ist. Ein solcher Katalysator kann zweckmäßig ein- oder zweistufig ausgebildet sein.So that the catalytic converter works even with low emissions required operating temperature can be reached Lich a heating device can be provided, which heated the catalyst until it reached its reak tion with the exhaust gases a desired operating temperature is reached. Such a catalyst can be useful be designed in one or two stages.
Da die Abgase aus der Backofenmuffel Kohlenwasserstoffe in verschiedener Zusammensetzung enthalten, kann es zum Ausschluß einer Explosionsgefahr zweckmäßig sein, auf der Einlaßseite des Katalysators bzw. der Zusatzbeheizungs vorrichtung einen Explosionsschutz vorzusehen. Dieser kann vorteilhaft in Form eines engmaschigen Drahtnetzes bzw. einer perforierten Platte gestaltet sein.Because the fumes from the oven muffle hydrocarbons Contained in different compositions, it can be used Exclusion of an explosion may be appropriate on the Inlet side of the catalyst or the additional heating device to provide explosion protection. This can be advantageous in the form of a close-meshed wire mesh or a perforated plate.
Der als weiterer Temperatursensor ausgebildete Verschmut zungssensor wird zweckmäßig oberhalb der Auslaßseite des Katalysators im Abstand angeordnet. Außerdem wird die Auslaßseite mit der Kühlluftströmung des Backofens in dessen Gehäuse derart verbunden, daß die Gase aus dem Back- bzw. Garraum über den Katalysator abgezogen und mit der allgemeinen Abluftströmung der Kühlluft in den Umge bungsraum abgegeben werden. Für eine gute Wirksamkeit des Katalysators darf die Durchlaßgeschwindigkeit nicht allzu hoch sein. Es erscheint daher zweckmäßig, auf der Auslaß seite des Katalysators ein Strömungsdrosselelement nach zuschalten, welches den Durchlaß des Katalysators be schränkt. Ein derartiges Strömungsdrosselelement kann gegebenenfalls vorteilhaft hinsichtlich seines Durchsat zes steuer- bzw. regelbar und damit in den Regelkreis einbezogen sein. Ein solches Strömungsdrosselelement kann zweckmäßig ein vor der Auslaßöffnung des Katalysators an gebrachter Abdecktopf sein, welcher randseitig Strömungs durchbrechungen, beispielsweise in Kreisform aufweist. Für den Katalysator bzw. für dessen Stufen werden zweck mäßig perforierte Keramikscheiben verwendet, wobei die Oberfläche und die Durchlaßausnehmungen jeweils mit einem Edelmetall, Platin, Palladium oder dergleichen, beschich tet sind.The pollution formed as a further temperature sensor tion sensor is appropriate above the outlet side of the Catalyst arranged at a distance. In addition, the Outlet side with the cooling air flow of the oven in whose housing connected so that the gases from the Pulled off the baking or cooking space over the catalyst and with the general exhaust air flow of the cooling air in the reverse exercise room. For a good effectiveness of the The catalyst speed must not be too high be high. It therefore appears appropriate on the outlet side of the catalyst after a flow restrictor switch on, which be the passage of the catalyst limits. Such a flow restrictor element can possibly advantageous with regard to its throughput zes controllable or regulable and thus in the control loop be involved. Such a flow restrictor element can expediently in front of the outlet opening of the catalyst brought cover pot, which edge flow Breakthroughs, for example in a circular shape. For the catalyst or for its stages are used moderately perforated ceramic discs used, the Surface and the passage recesses each with a Precious metal, platinum, palladium or the like, coat are.
Eine zweckmäßige Ausbildung kann vorsehen, daß das Aus gangssignal des im Gar- bzw. Backraum angeordneten Tempe ratursensors und das Ausgangssignal des im Bereich des Katalysators angeordneten Verschmutzungssensors, der als weiterer Temperatursensor ausgebildet ist, einem Mikro prozessor zugeführt werden, welcher Signale zur Regelung der Temperatur der Backofenheizkörper liefert. Die Zu satzbeheizungsvorrichtung des Katalysators kann zweck mäßig zusammen mit mindestens einem Katalysator in einem aus dem Gar- bzw. Backraum austretenden Auslaßstutzen der Backofenmuffel angeordnet sein.Appropriate training can provide that the end output signal of the temperature arranged in the cooking or baking chamber ratursensors and the output signal of in the range of Catalyst arranged pollution sensor, which as Another temperature sensor is formed, a micro processor are fed, which signals for control the temperature of the oven radiator provides. The To Set heating device of the catalyst can be used moderately together with at least one catalyst in one outlet connection emerging from the cooking or baking chamber Oven muffle may be arranged.
Ein zweckmäßiges Verfahren zum Betrieb eines Backofens mit pyrolytischer Reinigung kann in der Weise ausgeführt werden, daß nach dem Einschalten des pyrolytischen Reini gungsvorganges zunächst eine vom Temperatursensor im Gar raum gesteuerte Temperaturerhöhung bis auf etwa 300°C durchgeführt wird, wobei der Katalysator durch die Zu satzbeheizungsvorrichtung auf Arbeitstemperatur gebracht wird. Danach wird in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal des weiteren Temperatursensors die Heizleistung der Back ofenheizelemente bis zur Erreichung der für den pyrolytischen Reinigungsvorgang ausrei chenden Temperatur gesteigert. Diese liegt im allgemeinen bei etwa 500°C.A convenient method of operating an oven with pyrolytic cleaning can be done in the way be that after turning on the pyrolytic Reini supply process first one from the temperature sensor in the cooking room-controlled temperature increase up to about 300 ° C is carried out, the catalyst through the Zu set heating device brought to working temperature becomes. After that, depending on the output signal the further temperature sensor the heating power of the baking oven heating elements until reaching for clear the pyrolytic cleaning process appropriate temperature increased. This is in the generally at about 500 ° C.
In der Zeichnung ist ein Backofen mit pyrolytischer Rei nigung gemäß der Erfindung schematisch dargestellt.In the drawing is an oven with pyrolytic rice slope according to the invention shown schematically.
Man erkennt in der Zeichnung (Querschnitt durch den Back ofen von oben betrachtet) ein Gehäuse 1, eines in Einbau form ausgeführten Elektrobackofens, dessen Backofenmuffel mit 2 bezeichnet ist. Die Backofenmuffel 2 weist eine wärmedämmende Umhüllung aus Steinwolle von beispielsweise 40 mm Stärke auf. Durch die Backofenmuffel 2 wird ein Back- bzw. Garraum 2a gebildet, der an seiner Vorderseite durch eine Backofentür 1a verschlossen ist. In einem rohrförmigen Auslaßstutzen 3, welcher in die Rückwand der Backofenmuffel 2 eingesetzt ist, befindet sich ein zwei stufiger Katalysator 4 dem eine Zusatzbeheizungsvorrich tung 5 in Form eines Rohrheizkörpers vorgeschaltet ist. Die in der durch einen Pfeil gekennzeichneten Strömungs richtung abgezogenen Gase strömen durch den Rohrheizkör per. Vor dem Rohrheizkörper liegt ein als Explosions schutz dienendes engmaschiges Drahtnetz 6.One can see in the drawing (cross-section through the baking oven viewed from above) a housing 1 , an electric baking oven in the form of installation, the baking oven muffle being designated by 2 . The oven muffle 2 has a heat-insulating coating made of rock wool, for example 40 mm thick. Through the oven muffle 2 , a baking or cooking space 2 a is formed, which is closed at the front by an oven door 1 a. In a tubular outlet 3 , which is inserted into the rear wall of the oven muffle 2 , there is a two-stage catalyst 4 which is connected upstream of an additional heating device 5 in the form of a tubular heater. The gases drawn off in the flow direction indicated by an arrow flow through the tubular heater. In front of the tubular heater is a close-mesh wire mesh 6 serving as explosion protection.
Die aus dem Katalysator 4 austretende Abgasströmung wird durch einen Verschmutzungssensor, der als weiterer Tempe ratursensor 7 ausgebildet ist, hinsichtlich des Tempera turwertes überwacht. Das Ausgangssignal des weiteren Temperatursensors 7 wird einem Steuergerät 8 zugeführt, welches außerdem das Ausgangssignal des im Back- bzw. Garraum befindlichen Temperatursensors 9 verarbeitet.The exhaust gas flow emerging from the catalyst 4 is monitored by a pollution sensor, which is designed as a further temperature sensor 7 , with regard to the temperature value. The output signal of the further temperature sensor 7 is fed to a control unit 8 , which also processes the output signal of the temperature sensor 9 located in the baking or cooking space.
Zwei Backofenheizelemente 10, 11 werden durch die Regel schaltung im Steuergerät 8 entsprechend der gewünschten Temperatursteigerung beheizt.Two oven heating elements 10 , 11 are heated by the control circuit in the control unit 8 according to the desired temperature increase.
Zur Kühlung des Gehäuses 1 wird in dem Gehäuse durch ein nicht dargestelltes Gebläse ein zwischen einer Gehäu seeinlaß- und Auslaßöffnung strömender Kühlluftstrom er zeugt. Dieser Kühlluftstrom ist im Bereich der Rückwand der Backofenmuffel 2 wie an gedeutet abwärts gerichtet. Er saugt gleichzeitig Abluft aus dem Katalysator 4 ab, vermischt sie mit der Kühlluft und stößt das Luftgemisch in den Umgebungsraum aus.To cool the housing 1 , a cooling air flow flowing between a housing and inlet opening is generated in the housing by a blower, not shown. This cooling air flow is directed in the region of the rear wall of the oven muffle 2 downwards. At the same time, it sucks exhaust air out of the catalyst 4 , mixes it with the cooling air and expels the air mixture into the surrounding space.
Zur Drosselung der Durchströmung des Katalysators ist auf dessen Auslaßseite als Strömungsdrosselelement ein Ab decktopf 12 vorgesehen, welcher randseitig Strömungs durchbrechungen 13 aufweist.To throttle the flow of the catalyst, a cover pot 12 is provided on its outlet side as a flow restricting element, which has flow openings 13 at the edge.
Der Katalysator 4 ist zweistufig aus perforierten edelme tallbeschichteten Keramikscheiben aufgebaut.The catalyst 4 is constructed in two stages from perforated noble metal-coated ceramic disks.
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