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Die Erfindung betrifft das Gebiet
von Verfahren zum Steuern der Pyrolyse von Backöfen, insbesondere von Haushaltsbacköfen, sowie
Pyrolyseöfen,
die ein solches System zum Steuern der Pyrolysezeit enthalten.
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Das Prinzip des Steuerns der Pyrolysezeit
liegt darin, die Pyrolysezeit je nach Verunreinigungsgrad des Pyrolyseofeninnenraums
zu optimieren. Es geht darum, einen minimalen Energieverbrauch bei
Gewährleistung
einer optimalen Reinigungsqualität
zu erreichen.
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Im Stand der Technik (US-A-4 493
976) wird der Verunreinigungsgrad vom Benutzer eingeschätzt, der die
Pyrolysezeit auswählt.
Es handelt sich zwangsweise um eine ungefähre Einschätzung durch den Benutzer. Dieses
Verfahren ist nämlich
oftmals mit dem Nachteil behaftet, dass es entweder zu einem am
Ende der Pyrolyse noch verunreinigten Ofen führt oder aber die Pyrolyse
noch eine ganze Weile fortgesetzt wird, nachdem der Ofen bereits
gereinigt wurde, was eine Energieverschwendung darstellt.
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Die Erfindung schlägt ein Verfahren
zum Steuern der Pyrolysezeit vor, das kein Einwirken seitens des Benutzers
erfordert, um den Verunreinigungsgrad des Ofeninnenraums zu bestimmen.
Das vorgeschlagene Verfahren führt
automatisch eine Feinbestimmung des Verunreinigungsgrades durch,
dem dann eine Pyrolysezeit zugeordnet wird. Die Erfindung schlägt auch
einen Pyrolyseofen vor, der mit einem System zum Steuern der Pyrolysezeit
ausgestattet ist, bei welchem das erfindungsgemäße Verfahren zum Steuern der
Pyrolysezeit Anwendung findet.
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Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zum Steuern
der Pyrolysezeit eines Backofens vorgesehen, umfassend zu Beginn
der Pyrolyse zumindest zwei aufeinanderfolgende Heizphasen zunächst vor
allem des oberen Teils, dann vor allem des unteren Teils des Ofeninnenraums,
dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren für jede Heizphase die Ermittlung
eines Verunreinigungsteilgrades des Innenraums und die Zuordnung
einer entsprechenden Restpyrolysezeit zu den gesamten Verunreinigungsteilgraden
umfasst.
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Die Ermittlung des Verunreinigungsteilgrades
des Innenraums erfolgt vorzugsweise ausgehend von der Temperaturmessung
im Bereich einer Zelle zum exothermen Kracken der Verunreinigungen.
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Erfindungsgemäß ist noch ein Pyrolyseofen
vorgesehen, mit einem Backinnenraum, zumindest einem oberen Heizelement,
das sich im Bereich des oberen Teils des Innenraums befindet, zumindest
einem unteren Heizelement, das sich im Bereich des unteren Teils
des Innenraums befindet, einem Steuersystem zum Steuern der Pyrolysezeit,
bei dem zu Beginn der Pyrolyse zumindest zwei Heizphasen erfolgen,
nämlich
eine Oberheizphase, bei der das obere Heizelement aktiviert wird,
während
das untere Heizelement nicht aktiviert wird, und eine Unterheizphase,
bei der das untere Heizelement aktiviert wird, wobei die Oberheizphase
vor der Unterheizphase erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass das
System eine Zelle zum exothermen Kracken der aus dem Innenraum stammenden
Verunreinigungen enthält,
wobei die Zelle sich benachbart zum oberen Teil des Innenraums befindet,
sowie der Zelle zugeordnete Temperaturmessmittel, dass bei jeder
Heizphase das System einen Verunreinigungsteilgrad ermittelt, indem
es eine Verunreinigungsteilquantifizierung in dem Innenraum ausgehend
von der Temperaturmessung im Bereich der Zelle durchführt, und
dass bei der aus den Verunreinigungsteilgraden gebildeten Gesamtheit
das System dann über
eine Verknüpfungstabelle
eine entsprechende Restpyrolysezeit zuordnet.
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Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden
Beschreibung und der beigefügten
Zeichnungen, die sich nur beispielhaft verstehen, besser verständlich,
woraus sich weitere Besonderheiten und Vorteile ergeben. Darin zeigt:
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1 schematisch
ein Beispiel eines Pyrolyseofens, das ein erfindungsgemäßes System
zum Steuern der Pyrolyse enthält,
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2A schematisch
eine Einzelheit aus 1,
nämlich
das Element 6,
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2B schematisch
eine Einzelheit aus 1,
nämlich
das Element 7,
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3 schematisch
eine beispielhafte Aufstellung der Temperaturkurve der Krackzelle
mit einem Teil der zugeordneten Aufbereitung, der es ermöglicht,
einen Verunreinigungsteilgrad des Ofeninnenraums zu bestimmen, und
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4 schematisch
die gleiche beispielhafte Aufstellung der Temperaturkurve der Krackzelle
wie 3, mit einem weiteren
Teil der zugeordneten Aufbereitung, der es ermöglicht, einen weiteren Verunreinigungsteilgrad
des Ofeninnenraums zu bestimmen.
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1 zeigt
schematisch ein Beispiel für
einen Pyrolyseofen, der ein erfindungsgemäßes System zum Steuern der
Pyrolyse enthält.
Der Ofen ist im Profil dargestellt. Das System zum Steuern der Pyrolyse,
das vorzugsweise aus einem Mikroprozessor besteht, ist in 1 nicht dargestellt. Der
Ofen enthält
einen Backinnenraum 1 und eine Abführleitung 2, welche
den Innenraum 1 mit dem Außenbereich 9 verbindet.
Gegenüber dem
Außenbereich
wird der Innenraum 1 von einer Ummantelung begrenzt, die
eine Muffel und eine die Muffel umgebende Isolierung enthält. Der
Weg der Luft, die durch die Abführleitung 2 des
Innenraums 1 zum Außenbereich 9 tritt,
ist mit in ausgezogener Linie dargestellten Pfeilen angedeutet.
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Die Abführleitung 2 enthält im Bereich
ihres Einlasses, der sich auf der Seite des Innenraums 1 befindet,
eine Zelle 4 zum exothermen Kracken der aus dem Innenraum 1 stammenden
Verunreinigungen. Dieser Einlass befindet sich vorzugsweise im oberen
Teil des Innenraums 1, wobei die Zelle 4 somit
benachbart zum oberen Teil des Innenraums 1 liegt. Die
Krackzelle 4 ist vorzugsweise eine katalytische Zelle.
Die Zelle 4 ist vom Typ eines Keramikblocks, der von Kanälen durchsetzt
wird, über
welche die aus dem Innenraum 1 stammende Luft strömt. Die
aus dem Innenraum 1 stammenden Verunreinigungen gelangen
in Form von Abgasen in die Abführleitung 2,
die durch Oxidations- und Krackreaktionen in kleinere Moleküle zersetzt
werden. Diese Reaktionen laufen exotherm ab und tragen folglich
zur Temperaturerhöhung
der Krackzelle 4 bei. Die Temperaturerhöhung der Krackzelle 4 ist
also mit der Menge an aus dem Innenraum 1 stammenden und
die Zelle 4 durchquerenden Verunreinigungen verbunden,
welche Verunreinigungsmenge ihrerseits den Verunreinigungsgrad des
Innenraums 1 wiedergibt. Die Abführleitung 2 enthält vorteilhaft
ein Heizelement 5 zum Erhitzen der Zelle 4, das
sich in deren Nähe
befindet. Der Zelle 4 sind Mittel 8 zum Messen
der Temperatur zugeordnet. Diese Mittel 8 bestehen beispielsweise
aus einem Plattenfühler,
können
aber auch beispielsweise ein Thermoelement sein. Die Abführleitung 2 enthält noch
einen Umlauf 3, der die in der Abführleitung 2 befindliche
Luft zum Außenbereich 9 führt, wodurch
die Abführleitung 2 entlüftet werden
kann. Der gestrichelt dargestellte Pfeil am Umlauf 3 gibt
die Luftausführrichtung
an.
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Der Innenraum 1 enthält zumindest
ein oberes Heizelement 6, das sich im Bereich des oberen
Teils des Innenraums 1 befindet, und zumindest ein unteres
Heizelement 7, das sich im Bereich des unteren Teils des
Innenraums 1 befindet. Diese Heizelemente bestehen beispielsweise
aus Widerständen.
Das obere Heizelement 6 befindet sich beispielweise im
oberen Teil des Innenraums 1, während das untere Heizelement 7 sich
unter dem Innenraum 1 befindet und benachbart zum unteren
Teil des Innenraums 1 liegt.
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Im oberen und unteren Teil des Innenraums
lagern sich Verunreinigungen im Laufe aufeinanderfolgender Backvorgänge ab.
Diese Verunreinigungen sind mit kleinen Schrägstrichen in 1 dargestellt. Die Verunreinigungen lagern
sich an sämtlichen
Wänden
der Ummantelung 10 ab, jedoch sind aus Gründen der Übersicht
nur die im oberen und unteren Teil abgelagerten Verunreinigungen
dargestellt. Bei den Verunreinigungen handelt es sich um Fettstoffe
oder andere während
der Backvorgänge
hervorgerufene Spritzer. Ein Teil dieser Verunreinigungen wird in
Form von Abgasen während
des Backvorgangs abgeführt.
Ein weiterer Teil lagert sich an den Wänden der Ummantelung 10 ab,
insbesondere im Bereich der unteren Wand, die sich über dem unteren
Heizelement 7 befindet. Mit dem Pyrolysevorgang sollen
diese abgelagerten Verunreinigungen zum Knacken gebracht werden,
d. h. in kleine Moleküle
umgesetzt werden, die entweder gasförmig sind und durch die Abführleitung
zum Außenbereich 9 abgeführt werden,
oder aber fest sind, und zwar in Form von Asche, die zum Boden des
unteren Teils des Innenraums 1 fällt und nur noch aufgesammelt
werden muss. Die im oberen und im unteren Teil des Innenraums 1 abgelagerten
Verunreinigungen haben unterschiedliche Beschaffenheit. Bei den
im oberen Teil abgelagerten Verunreinigungen handelt es sich nämlich meistens
um Reste von nach oben gerichteten Flüssigkeitsspritzern, die an
der Ummantelung 10 oder am oberen Heizelement 6 im oberen
Teil des Innenraums 1 haften geblieben sind. Diese Verunreinigungen
sind weniger umfangreich und haften weniger an als die im unteren
Teil des Innenraums 1 abgelagerten Verunreinigungen, die
sämtliche
Verunreinigungen darstellen, die während des Backvorgangs herunterfallen
haben können.
Die im unteren Teil des Innenraums 1 abgelagerten Verunreinigungen
sind folglich schwieriger abzulösen
als die im oberen Teil des Innenraums 1 abgelagerten Verunreinigungen.
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2A zeigt
schematisch einen Ausschnitt einer bevorzugten Ausführung, bei
der das obere Heizelement 6 aus 1 aus zwei Widerständen 61 und 62 besteht. 2A zeigt eine Draufsicht
des Ofens. Der Widerstand 61 ist der sogenannte Grillwiderstand.
Der Widerstand 62 ist der sogenannte Deckenwiderstand. Der
Grillwiderstand 61 erhitzt vor allem den Mittelbereich
des oberen Teils des Innenraums 1, während der Deckenwiderstand 62 vor
allem seinen Umfangsbereich erhitzt.
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2B zeigt
schematisch einen Ausschnitt einer bevorzugten Ausführung, bei
welcher das untere Heizelement 7 aus 1 aus zwei Widerständen 71 und 72 besteht. 2B zeigt eine Draufsicht
des Ofens. Der Widerstand 71 ist der sogenannte Sohlenwiderstand.
Der Widerstand 72 ist der sogenannte Frontwiderstand. Der
Sohlenwiderstand 71 erhitzt vor allem den Mittelbereich
des unteren Teils des Innenraums 1, während der Frontwiderstand 72 vor
allem dessen Umfangsbereich erhitzt.
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Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel
enthält
der Ofen einen einzigen Grillwiderstand 61 und einen einzigen
Sohlenwiderstand 71.
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Das Steuern der Pyrolysezeit erfolgt
zu Beginn der Pyrolyse und ermöglicht
es, nach einer gewissen Zeit, die zum Durchführen der Messungen und zur
Aufbereitung erforderlich ist, eine Restpyrolysezeit zu ermitteln,
während
der die Pyrolysezeit zu Ende geführt
wird. Die Temperatur im Innenraum 1 im stabilen Zustand,
d. h. eine gewisse Zeit nachdem sämtliche Widerstände aktiviert
wurden, die während
der Pyrolyse aktiviert sein müssen,
kann 500°C
erreichen. Die Pyrolysetemperatur bleibt vorzugsweise konstant,
unabhängig vom
Verunreinigungsgrad, der durch das System zum Steuern der Pyrolysezeit
veranschlagt wird.
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Das Steuern der Pyrolyse umfasst
zumindest zwei aufeinanderfolgende Heizphasen. Jede Heizphase dauert
vorzugsweise etwa 20 Minuten. Zunächst wird vor allem der obere
Teil des Innenraums erhitzt, während danach
vor allem der untere Teil des Innenraums erhitzt wird. Das Steuern
der Pyrolysezeit kann mehr als zwei Phasen umfassen, beispielsweise
drei, insbesondere dann, wenn der Innenraum 1 drei Gruppen
von Heizelementen enthält,
beispielsweise ein oberes Heizelement, ein mittleres Heizelement,
beispielsweise einen Ventilatorwiderstand, der dem Ventilator des
Innenraums – falls
vorhanden – benachbart
ist, sowie ein unteres Heizelement. Beispielsweise in diesem Fall
kann das Steuern der Pyrolysezeit drei aufeinanderfolgende Heizphasen
umfassen, die vor allem den oberen Teil, dann vor allem den mittleren
Teil und schließlich
vor allem den unteren Teil des Innenraums 1 erhitzen. Die
Anzahl an Heizphasen kann der Anzahl an geographischen Stellen im
Innenraum 1 entsprechen, zwischen denen die verschiedenen
Heizelemente 1 des Innenraums 1 verteilt sind.
Der obere Teil des Innenraums 1 muss vor dem unteren Teil
des Innenraums 1 erhitzt werden, so dass es den im oberen
Teil des Innenraums 1 abgelagerten Verunreinigungen möglich ist,
zum Großteil
abgeführt zu
werden, bevor mit dem Abführen
des Großteils
der im unteren Teil des Innenraums 1 abgelagerten Verunreinigungen
begonnen wird. Zunächst
wird der obere Teil des Innenraums 1 und dann der untere
Teil des Innenraums 1 erhitzt, da die im oberen Teil abgelagerten
Verunreinigungen einfacher abzulösen
sind als die im unteren Teil abgelagerten Verunreinigungen. Ferner
wird das obere Heizelement 6 vorzugsweise leistungsstärker gewählt als
das untere Heizelement 7, was das aufeinanderfolgende Abführen zunächst der
im oberen Teil des Innenraums 1 abgelagerten Verunreinigungen
und dann der im unteren Teil des Innenraums 1 abgelagerten
Verunreinigungen einfacher in der Durchführung und schneller macht.
Somit gelangen die im oberen Teil des Innenraums 1 abgelagerten
Verunreinigungen zunächst
in den Bereich der Krackzelle 4, wobei dann eine erste
Temperaturspitze an der Temperaturkurve der Zelle 4 in
Abhängigkeit
von der Zeit festzustellen ist, wobei diese erste Spitze im wesentlichen
auf das Kracken der im oberen Teil des Innenraums 1 abgelagerten
Verunreinigungen zurückzuführen ist
und den Teilgrad der im oberen Teil des Innenraums 1 abgelagerten
Verunreinigungen wiedergibt. Danach gelangen die im unteren Teil
des Innenraums 1 abgelagerten Verunreinigungen in den Bereich
der Krackzelle 4, wobei dann eine zweite Temperaturspitze
an der Temperaturkurve der Zelle 4 in Abhängigkeit
von der Zeit festzustellen ist, wobei diese zweite Spitze auf das
Kracken der im unteren Teil des Innenraums 1 abgelagerten
Verunreinigungen zurückzuführen ist
und den Teilgrad der im unteren Teil des Innenraums 1 abgelagerten
Verunreinigungen wiedergibt. Würde
der untere Teil des Innenraums 1 vor dem oberen Teil des
Innenraums 1 erhitzt werden, so würde ein großer Teil der aus dem oberen
Teil des Innenraums 1 stammenden Verunreinigungen in den
Bereich der Zelle 4 gelangen, bevor der Großteil der
aus dem unteren Teil des Innenraums 1 stammenden Verunreinigungen
die Zelle 4 durchquert hat, wodurch eine wirklich eindeutige
Unterscheidung zwischen dem Teilgrad der im oberen Teil des Innenraums 1 abgelagerten
Verunreinigungen und dem Teilgrad der im unteren Teil des Innenraums 1 abgelagerten
Verunreinigungen verhindert werden würde. Bei einer gleichen Menge
an Verunreinigungen je nachdem, ob diese im oberen Teil oder im unteren
Teil des Innenraums 1 vorliegen, ist die optimale Pyrolysezeit
jedoch nicht die gleiche, da einerseits die Verunreinigungen unterschiedlicher
Beschaffenheit sind und andererseits die in den verschiedenen Teilen des
Ofens befindlichen Heizelemente im allgemeinen unterschiedliche Leistung
haben. Der hinsichtlich Pyrolysezeit aufwendigere Verunreinigungsteilgrad
ist der Teilgrad der im unteren Teil des Innenraums 1 abgelagerten
Verunreinigungen.
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Bei jeder Heizphase wird durch eine
Aufbereitung in einem oder in mehreren Schritten ein Verunreinigungsteilgrad
ermittelt, vorzugsweise ausgehend von der Messung der Temperatur
im Bereich der Krackzelle 4. Auch kann ein Rauchmelder
Anwendung finden. Die verschiedenen Verunreinigungsteilgrade können entweder
direkt oder indirekt mit Hilfe von einem oder mehreren Zwischenparametern
ermittelt werden, welche repräsentativ
für den
Verunreinigungsteilgrad sind.
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Nachdem die verschiedenen Verunreinigungsteilgrade
durch die Aufbereitung ermittelt wurden, ordnet das System zum Steuern
der Pyrolysezeit der Gesamtheit von Verunreinigungsteilgraden eine
Restpyrolysezeit zu, vorzugsweise über eine Verknüpfungstabelle.
Die Verknüpfungstabelle
weist ebenso viele Eingänge wie
Arten von Verunreinigungsteilgraden auf, beispielsweise zwei, nämlich einen
für den
Teilgrad der im oberen Teil des Innenraums 1 abgelagerten
Verunreinigungen und einen für
den Teilgrad der im unteren Teil des Innenraums 1 abgelagerten
Verunreinigungen. Die Verknüpfungstabelle
weist einen Ausgang für
die Restpyrolysezeit auf. Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Steuerung
der Pyrolysezeit beschrieben.
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Zu Beginn der Pyrolyse wird während der
Oberheizphase des Innenraums 1 das obere Heizelement 6 zumindest
teilweise aktiviert, während
das untere Heizelement 7 nicht aktiviert wird. Wenn davon
die Rede ist, dass ein Heizelement zumindest teilweise aktiviert
wird, bedeutet dies, dass das Heizelement zumindest mit einer verminderten
Leistung aktiviert wird, d. h. zumindest bestimmte seiner Widerstände – falls
mehrere vorhanden – werden
mit voller Leistung bzw. mit verminderter Leistung aktiviert. Vorzugsweise
werden die beiden Widerstände,
nämlich
der Grillwiderstand 61 und der Deckenwiderstand 62 praktisch
mit ihrer maximalen Leistung eingeschaltet. Die Oberheizphase dauert
solange an, bis die Temperatur in der Mitte des Ofens einen ersten
vorbestimmten Übergangswert
erreicht hat, der beispielsweise etwa 275°C beträgt und bei dem die Krackzelle 4 bereits
gezündet
ist und im stabilen Zustand arbeitet. Diese Temperatur in der Mitte
des Ofens wird beispielsweise über
einen weiteren Temperaturfühler
bestimmt, der im Innenraum 1 angeordnet und in 1 nicht dargestellt ist.
Wird diese Übergangstemperatur
nicht erreicht, endet die Oberheizphase nach einer ersten vorbestimmten
Dauer, die beispielsweise etwa 24 Minuten beträgt. Zu Beginn der Oberheizphase wird
der Widerstand 5 zum Erhitzen der Zelle 4 für eine Zündzeit aktiviert,
welche das Zünden
der Zelle 4 gestattet, wenn diese eine katalytische Zelle
ist. Die Zündzeit
ist so bestimmt, dass die Zelle 4 gezündet wird, bevor ein wesentlicher
Teil der im oberen Teil des Innenraums 1 abgelagerten Verunreinigungen
in den Bereich der Krackzelle 4 gelangt. Die Zündzeit beträgt beispielsweise
etwa fünf
Minuten. Die Aktivierung des Widerstands 5 zum Erhitzen
der Zelle 4 kann in bestimmten Fällen verkürzt oder sogar unwirksam und
damit aufgehoben werden, wie es beispielsweise dann der Fall ist,
wenn die Pyrolyse unmittelbar nach einem Backvorgang stattfindet
und die Zelle 4 bereits ihre Zündtemperatur erreicht hat.
Anstatt einen Widerstand 5 zum Erhitzen der Zelle 4 zu
verwenden, besteht eine weitere Möglichkeit zum Zünden der
Zelle 4 darin, den Heißluftdurchsatz
durch die Zelle zu erhöhen,
indem die Drehgeschwindigkeit des in der Abführleitung 2 befindlichen Umlaufs 3 erhöht wird.
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3 zeigt
schematisch eine beispielhafte Aufstellung der Temperaturkurve der
Krackzelle 4 mit einem Teil der zugeordneten Aufbereitung,
der es ermöglicht,
einen Teilgrad der im oberen Teil des Innenraums abgelagerten Verunreinigungen
zu bestimmen. Die Kurve C gibt nicht direkt die Temperatur der Krackzelle 4 wieder,
sondern die Spannung V des Temperaturfühlers 8, welcher der
Krackzelle 4 zugeordnet ist. In 3 ist die in Volt angegebene Spannung
V in Abhängigkeit
von der in Minuten angegebenen Zeit t dargestellt. Die verschiedenen
Heizphasen sind mit gestrichelten Linien eingetragen. Die Spannung
V ist ein Zwischenparameter, der repräsentativ für die Temperatur der Krackzelle 4 ist,
wobei die Temperatur ihrerseits repräsentativ für den Teilgrad der im oberen
Teil des Innenraums 1 abgelagerten Verunreinigungen ist.
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Insbesondere ist für den Teilgrad
der im oberen Teil des Innenraums 1 abgelagerten Verunreinigungen die
Temperatur der Zelle 4 zu dem Zeitpunkt repräsentativ,
an dem der wesentliche Teil der im oberen Teil des Innenraums 1 abgelagerten
Verunreinigungen in den Bereich der Zelle 4 gelangt. Dieser
Zeitpunkt ist in der Kurve C mit der Spitze A dargestellt. Wenn
nämlich
der allgemeine Anstieg der Kurve C über der Zeit die allgemeine
Erhöhung
der Temperatur der Krackzelle 4 aufgrund der Aktivierung
der verschiedenen Heizelemente wiedergibt, nämlich das Heizelement 5 für die Krackzelle 4, 6 für den oberen
Teil des Innenraums 1 und 7 für den unteren Teil des Innenraums 1,
dann geben die zusätzlichen
Spitzen, wie die Spitze A, die Menge an Verunreinigungen wieder,
welche die exothermen Krackreaktionen hervorrufen, deren Ausgangspunkt
die Krackzelle 4 ist. Die Höhe dieser Spitze A ist repräsentativ
für den
Teilgrad der in dem oberen Teil des Innenraums 1 abgelagerten
Verunreinigungen. Die Mittel zum Messen der Temperatur der Krackzelle 4 bestehen
beispielsweise entweder aus einem Thermoelement oder aus einem Plattenfühler. Das
Thermoelement hat den Vorteil, dass es empfindlicher ist als ein
Plattenfühler.
Wenn die Spitze A zu unbeständig
ist, besteht die Gefahr, dass der Plattenfühler aufgrund seiner großen Trägheit die
Spitze "nicht oder
schlecht sieht".
Bei einem Plattenfühler
ist es insbesondere sehr von Nutzen, bei der Kurve C eine Aufbereitung
durchzuführen,
mit der die in der Spitze A enthaltene Information ausgelesen werden
kann, selbst wenn diese Spitze nicht groß genug ist, und folglich den
Teilgrad der im oberen Teil des Innenraums 1 abgelagerten
Verunreinigungen mit einer ausreichenden Genauigkeit trotz einer
Spitze A zu bestimmen, die klein und/oder schmal sein kann. Bei
Normalbetrieb der Krackzelle 4 kann nur eine Spitze A aufgenommen
werden. Die Aufnahme mehrerer Spitzen A würde eine Sättigungserscheinung im Bereich
der Krackzelle 4 bedeuten, d. h. einen anormalen Betrieb
der Krackzelle 4 beispielsweise aufgrund von unangemessenen
Heizphasen, die zu einem zu schnellen Anstieg der Temperatur im
Ofeninnenraum und zu einem zu heftigen Freisetzen der Verunreinigungen
(ihren, die dann diese Sättigungserscheinung
in der Krackzelle 4 bedingen.
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Die bei der Kurve C angewandte Aufbereitung,
die in einer Ermittlung des Teilgrads der Verunreinigungen besteht,
hier der aus dem oberen Teil des Innenraums 1 stammenden
Verunreinigungen, umfasst vorzugsweise einen Schritt des Ableitens,
mit dem in genauerer Weise die Information über den Teilgrad der im oberen Teil
des Innenraums 1 abgelagerten Verunreinigungen angegeben
werden kann, welche Information in der Spitze A enthalten ist. Der
Schritt des Ableitens ermöglicht
es ferner, sich von den Schwankungen der Versorgungsspannung des
Ofens zu lösen.
Ein Verfahren durch direktes Ablesen der Temperatur der Krackzelle 4 ist auch
möglich,
obwohl dieses ungenauer ist, vorausgesetzt, dass dann ein Temperaturfühler Anwendung
findet, der selbst sehr empfindlich ist. Mit Ableiten der Kurve
C wird die Kurve C' erhalten,
bei der eine neue Spitze A' der
vorherigen Spitze A entspricht. Diese Spitze A' ist repräsentativ für den Teilgrad der im oberen
Teil des Innenraums 1 abgelagerten Verunreinigungen, insbesondere
die Höhe Δ1 der Spitze
A'. Die Ordinatenachse für die Kurve
C' ist ihrerseits
in beliebigen Einheiten ua abgestuft.
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Vorzugsweise umfasst die Aufbereitung
nach dem Schritt des Ableitens auch einen Schritt zum Abziehen der
Höhe der
Spitze, der darin besteht, die Ordinate des Scheitelpunkts der Spitze
zu ermitteln, wobei es sich bei der Oberheizphase um die Spitze
A' handelt, sowie
die Ordinate der Basis dieser Spitze, und dann die Differenz dieser
beiden Ordinaten zu bilden, um die Höhe der gesuchten Spitze zu
erhalten, hier die Höhe Δ1 der Spitze
A'.
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Vorzugsweise umfasst die Aufbereitung
zum Ermitteln des Verunreinigungsteilgrads nach dem Abziehschritt
mit Vorteil einen Schritt zum Vergleichen der abgezogenen Höhe der Spitze
mit einem oder mehreren Schwellwerten. Bei einem betrachteten besonderen
Beispiel wird die Höhe Δ1 der Spitze
A' mit einem Schwellwert
S1 verglichen. Der Schwellwert S1, ebenso wie alle weiteren Schwellwerte,
die in der nachfolgenden Beschreibung erwähnt werden, werden beispielsweise
durch Abgleich erhalten. Diese Schwellwerte sind vorgegebene Schwellwerte.
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Nach der Oberheizphase des Innenraums 1,
d. h. wenn der Mittelbereich des Ofens einen ersten vorbestimmten Übergangswert
von beispielsweise 275°C
erreicht, oder auch wenn andernfalls eine vorbestimmte erste Zeitdauer
von beispielsweise 24 Minuten abgelaufen ist, beginnt die Unterheizphase
des Innenraums 1. Das untere Heizelement 7 wird
zumindest teilweise aktiviert. Vorzugsweise wird der Sohlenwiderstand 71 praktisch
mit voller Leistung eingeschaltet, während der Frontwiderstand 72 – falls
vorhanden – inaktiviert
bleibt. Der Grillwiderstand 61 bleibt praktisch mit voller
Leistung eingeschaltet, während
der Deckenwiderstand 62 periodisch zwischen einem "Betriebszustand" und einem "Außerbetriebszustand" umschaltet, so dass
der Innenraum 1 progressiv an Temperatur zunimmt, d. h.
so dass die aus dem Innenraum 1 stammenden Verunreinigungen
progressiv freigesetzt werden, um keine Sättigung der Krackzelle 4 hervorzurufen.
Die Unterheizphase dauert solange an, bis die Temperatur in der
Mitte des Ofens einen zweiten vorbestimmten Übergangswert von beispielsweise
400°C erreicht,
bzw. wenn diese Temperatur nicht erreicht wird, bis zum Ablauf einer
weiteren vorbestimmten Zeitdauer, die beispielsweise 18 Minuten
beträgt.
Vorteilhaft bleiben die Widerstände
bei Erreichen der Temperatur von 400°C für die gesamten 18 Minuten aktiviert,
obwohl die Zeitdauer nach Erreichen der Temperatur von 400°C nicht mehr
für die
Ermittlung des Teilgrads der im unteren Teil des Innenraums 1 abgelagerten
Verunreinigungen berücksichtigt
wird. Danach ändert
der Umlauf 3 vorteilhaft seine Geschwindigkeit, um sich
schneller zu drehen und die Strömung
der Luft in der Abführleitung 2 zu
beschleunigen. Da die Verunreinigungen bei einer Temperatur ab 400°C beginnen,
im Innenraum 1 zu kracken und dies bereits sind, wenn sie
in den Bereich der Krackzelle 4 gelangen, bewirkt die Erhöhung des
Luftdurchsatzes durch die Krackzelle 4 normalerweise keine
Sättigung
an der Zelle 4.
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4 zeigt
schematisch die gleiche beispielhafte Aufstellung der Temperaturkurve
der Krackzelle 4 wie 3,
mit einem weiteren Teil der zugeordneten Aufbereitung, der es ermöglicht,
den Teilgrad der im unteren Teil des Innenraums 1 abgelagerten
Verunreinigungen zu bestimmen. Die Kurve C ist die gleiche wie Kurve
C aus 3. Die Spitze
B der Temperatur der Zelle 4 wird an der Kurve C zu dem
Zeitpunkt beobachtet, an dem der wesentliche Teil der im unteren
Teil des Innenraums 1 abgelagerten Verunreinigungen in
den Bereich der Zelle 4 gelangt. Dabei ist diese Temperaturspitze
B repräsentativ
für den
Teilgrad der im unteren Teil des Innenraums 1 abgelagerten
Verunreinigungen. Wenn nämlich
der allgemeine Anstieg der Kurve C als Funktion die allgemeine Erhöhung der
Temperatur der Krackzelle 4 aufgrund der Aktivierung der
verschiedenen Heizelemente, nämlich 5 für die Krackzelle 4, 6 für den oberen
Teil des Innenraums 1 und 7 für den unteren Teil des Innenraums 1,
wiedergibt, dann geben die zusätzlichen
Spitzen, wie die Spitze B, die Menge an Verunreinigungen wieder,
welche die exothermen Krackreaktionen hervorrufen, deren Ausgangspunkt
die Krackzelle 4 ist. Die Höhe dieser Spitze B ist repräsentativ
für den
Teilgrad der in dem unteren Teil des Innenraums 1 abgelagerten
Verunreinigungen. Wenn die Spitze B zu unbeständig ist, besteht die Gefahr,
dass der Plattenfühler aufgrund
seiner großen
Trägheit
die Spitze "nicht
oder schlecht sieht".
Bei einem Plattenfühler
ist es insbesondere sehr von Nutzen, bei der Kurve C eine Aufbereitung
durchzuführen,
mit der die in der Spitze B enthaltene Information ausgelesen werden
kann, selbst wenn diese Spitze nicht groß genug ist, und folglich den
Teilgrad der im unteren Teil des Innenraums 1 abgelagerten
Verunreinigungen mit einer ausreichenden Genauigkeit trotz einer
Spitze B zu bestimmen, die ziemlich flach sein kann, wie beispielsweise
bei
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4.
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Die bei Kurve C angewandte Aufbereitung,
die in einer Ermittlung des Teilgrads der Verunreinigungen besteht,
ist grundsätzlich
die gleiche wie bei Kurve C aus 3.
Die Zahlenparameter des Ableitschritts können aufgrund des durch die
Spitzen A und B dargestellten, unterschiedlichen Charakters unterschiedlich
sein, d. h. die durch Ableiten von der Kurve C erhaltene Kurve C' unterscheidet sich
in beliebigem Ausmaß von
der in 3 dargestellten
Kurve C'. Abgesehen
von dieser Differenz im Ausmaß bezüglich der
Kurven C und C' unterliegt
die Kurve C im wesentlichen der gleichen Aufbereitung bei Spitze
B wie bei Spitze A. Die Ermittlung des Teilgrads der im unteren
Teil des Innenraums 1 abgelagerten Verunreinigungen umfasst
die gleichen bevorzugten Schritte des Ableitens, des Abziehens der
Höhe der
Spitze und des Vergleichens der abgezogenen Höhe der Spitze mit einem oder
mehreren Schwellwerten, die sich von dem oder den anhand von 3 betrachteten Schwellwerten
unterscheiden können
und sich vorzugsweise auch unterscheiden.
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Durch Ableiten von der Kurve C wird
die Kurve C' erhalten,
bei der eine neue Spitze B' der
vorherigen Spitze B entspricht. Diese Spitze B' ist repräsentativ für den Teilgrad der im unteren
Teil des Innenraums 1 abgelagerten Verunreinigungen, insbesondere
die Höhe Δ2 der Spitze
B'. Bei einem betrachteten
besonderen Beispiel wird die Höhe Δ2 der Spitze
B' mit zwei Schwellwerten
S2 und S3 verglichen, die wie der Schwellwert S1 der 3 durch Abgleich erhalten
werden. Es kann eine andere Anzahl von Schwellwerten gewählt werden,
wobei die Anzahl an Schwellwerten der Feinheit entspricht, mit welcher
die Verunreinigungsteilgrade bestimmt werden. Die Spitze D der Kurve
C ist nicht repräsentativ
für den
Verunreinigungsgrad im Ofeninnenraum, sondern sie drückt einfach
die vorteilhafte Geschwindigkeitsänderung des Umlaufs 3 aus,
welcher wie oben erläutert
den Luftdurchsatz durch die Krackzelle 4 erhöht, nachdem
die Unterheizphase abgeschlossen ist.
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Die Zuordnung einer Restpyrolysezeit
zur Gesamtheit der festgelegten Verunreinigungsteilgrade kann durch
verschiedene Mittel erfolgen, wie etwa mittels einer Funktion, die
als Variable die festgelegten Verunreinigungsteilgrade während der
verschiedenen Heizphasen hat. Vorzugsweise stammt die Restpyrolysezeit
aus einer Verknüpfungstabelle,
deren Eingänge
diese Verunreinigungsteilgrade sind. Die Gesamtpyrolysezeit ist gleich
der Summe der Zeitdauern der vorangehend beschriebenen Ober- und
Unterheizphasen, zuzüglich
der Restpyrolysezeit. Da die Dauer der Heizphasen im wesentlichen
immer die gleiche bleibt, unabhängig
vom Verunreinigungsgrad des Ofeninnenraums, trennt nur eine feste
Zeitdauer, während
der die Bestimmung des Verunreinigungsgrads des Ofeninnenraums durchgeführt wird,
den Wert der Restpyrolysezeit vom Wert der Gesamtpyrolysezeit. Somit
kann in äquivalenter
Weise die eine oder die andere angegeben werden.
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Der Einfachheit halber wird der Wert
der Gesamtpyrolysezeit in der nachfolgenden Tabelle angegeben, welche
für das
bevorzugte Zahlenbeispiel die Verknüpfungstabelle darstellt, die
hier die Gesamtpyrolysezeit einer Gesamtheit von Verunreinigungsteilgraden
zuordnet:
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Bei diesem Beispiel wird dann, wenn
die Höhe Δ1 der Spitze
A' unter dem Schwellwert
S1 und die Höhe Δ2 der Spitze
B' unter dem Schwellwert
S2 liegt, der Ofen als rein erachtet und die zugeordnete Gesamtpyrolysezeit
beträgt
etwa anderthalb Stunden, wobei die Restpyrolysezeit etwa ¾ Std.
beträgt.
Wenn die Höhe Δ1 der Spitze
A' über dem
Schwellwert S1 und die Höhe Δ2 der Spitze
B' unter dem Schwellwert
S2 liegt, wird der Ofen als ein wenig verunreinigt erachtet und
die zugeordnete Gesamtpyrolysezeit beläuft sich auf etwa 1¾ Std.,
wobei die Restpyrolysezeit etwa 1 Std. dauert. Wenn die Höhe Δ2 der Spitze
B' zwischen dem
Schwellwert S2 und dem Schwellwert S3 liegt, wird der Ofen als mittelmäßig verunreinigt
erachtet und die zugeordnete Gesamtpyrolysezeit beträgt etwa
2¼ Std.,
wobei die Restpyrolysezeit etwa 1½ Std. beträgt. Wenn
die Höhe Δ2 der Spitze
B' über dem
Schwellwert S2 liegt, wird der Ofen als sehr verunreinigt erachtet
und die zugeordnete Gesamtpyrolysezeit wird etwa 3 Std. betragen,
wobei die Restpyrolysezeit etwa 2¼ Std. beträgt. Die
Gesamtpyrolysezeit variiert im wesentlichen von anderthalb Stunden
bis drei Stunden, je nach Verunreinigungsgrad des Innenraums, der
insgesamt durch die beiden Teilgrade der Verunreinigungen des oberen
und des unteren Teils des Innenraums dargestellt wird.
