EP0831277B1 - Backofen mit einem Katalysator - Google Patents

Backofen mit einem Katalysator Download PDF

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EP0831277B1
EP0831277B1 EP97114675A EP97114675A EP0831277B1 EP 0831277 B1 EP0831277 B1 EP 0831277B1 EP 97114675 A EP97114675 A EP 97114675A EP 97114675 A EP97114675 A EP 97114675A EP 0831277 B1 EP0831277 B1 EP 0831277B1
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EP
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baking oven
catalyser
catalyst
catalysers
muffle
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EP97114675A
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English (en)
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EP0831277A1 (de
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Johann Klement
Christian Dipl.-Ing. Zimmermann
Erich-Olaf Fischer
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BSH Hausgeraete GmbH
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BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24C—DOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
    • F24C15/00—Details
    • F24C15/20—Removing cooking fumes
    • F24C15/2007—Removing cooking fumes from oven cavities
    • F24C15/2014—Removing cooking fumes from oven cavities with means for oxidation of cooking fumes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24C—DOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
    • F24C14/00—Stoves or ranges having self-cleaning provisions, e.g. continuous catalytic cleaning or electrostatic cleaning
    • F24C14/02—Stoves or ranges having self-cleaning provisions, e.g. continuous catalytic cleaning or electrostatic cleaning pyrolytic type

Definitions

  • the present invention relates to an oven according to the preamble of Claim 1 and a catalyst according to the preamble of claim 7.
  • Such a catalyst is known from German specification DE 28 17 101, the catalyst being small through a ceramic disc with a multitude of holes Diameter is formed. During the cooking process or during a subsequent pyrolytic self-cleaning process flow the resulting Gases through the catalyst and are burned there or converted catalytically.
  • Another catalyst is known from German published application DE 41 39 904 A1, wherein the catalyst is made from a self-supporting wire mesh. As Wire is particularly suitable for an aluminum-containing alloy, if necessary Contains cerium. With the help of the catalyst is in the closed oven muffle circulating air cleaned.
  • a catalyst is known from German published patent application DE 41 42 336 A1 known that sits in a vapor outlet opening in the ceiling area of the oven muffle. As a result, vapors removed from the oven become a catalytic reaction Burn or neutralize unpleasant odors.
  • the object of the present invention is an oven and a catalyst to provide with which an improved cleaning of the gases is possible.
  • the catalytic converter has at least two fluidically one behind the other arranged partial catalysts.
  • palladium as The catalyst material used to break down formaldehyde has a platinum coating especially to reduce carbon monoxide. So there is a risk of adverse mutual odor influence of the two catalytic converters is reduced an uncoated, if appropriate, between the at least two partial catalysts coarser mesh neutral filter arranged. This also contributes to one Uniformization of the flow through the catalyst.
  • the catalyst is advantageously formed by a wire mesh, in particular good flowability of the catalyst and at the same time a large surface for to provide the catalytic reaction.
  • the catalyst is in a flow-through, Pot-shaped housing arranged. This simplifies manufacture and assembly of the catalyst. The same purpose and the easy cleanability of the The measures according to claim 4 serve as a catalyst.
  • the catalytic effect is particularly pronounced at the high temperatures that occur in pyrolytic self-cleaning operation.
  • An oven 1 has a housing 3 which encloses an oven muffle 5. This is dressed in a conventional manner with a heat insulation material and on her Front can be closed with an oven door 7.
  • the door consists of one metallic door floor 9, in which a viewing window 11 is held.
  • door 7 In the front area of the On the door base 9, door 7 is a front window 13 that is spaced apart from the viewing window attached.
  • Oven 1 is for pyrolytic self-cleaning operation Suitable, all components according to the occurring, especially are designed for high operating temperatures.
  • a vapor opening 21 is also provided in this, which consists of several individual openings 22 (Fig. 2). Via a funnel-shaped connector 23, the vapor opening 21 is connected to a blow-out duct 25 which opens into the open above the door 7 in the front area of the oven 1. In the blow-out duct 25, a fan 27 for sucking air from the oven muffle 5 is arranged.
  • a catalyst 35 is arranged in the area of the vapor opening 21.
  • the catalyst has a cup-shaped housing 37 made of a good heat-conducting material, in particular Aluminum, in the bottom of which a plurality of suction openings 39 are formed.
  • a fastening opening 41 through which a fastening screw 43 can be pushed through the catalyst 35 and in a mounting plate 45 of the top wall 20 of the oven muffle 5 is screwed can be.
  • a bent peripheral edge 47 of the catalyst housing 37 is thereby pressed against the top wall 20.
  • In the direction of flow there are three flat ones in a row Wire mesh arranged, the large areas of contact with each other and to the Have the inner wall of the housing 37 and the top wall 20.
  • the first Wire mesh forms the first partial catalytic converter 49.
  • the wire used for this is included Palladium coated and is used in particular to break down formaldehyde.
  • the second Wire mesh is through an uncoated metal wire as a neutral filter 51 educated.
  • the flow resistance of the neutral filter 51 is lower than that of the first partial catalyst 49 and a second partial catalyst 53, the fluidic after the neutral filter 51 and spatially separated from the first partial catalyst 49 is arranged.
  • the knitted fabric of the second partial catalyst 53 is made of a platinum-coated one Metal wire formed for burning or neutralizing other odor or pollutants.

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Backofen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie einen Katalysator gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 7.
Ein derartiger Katalysator ist bekannt aus der deutschen Auslegeschrift DE 28 17 101, wobei der Katalysator durch eine Keramikscheibe mit einer Vielzahl von Löchern kleinen Durchmessers gebildet ist. Während des Garprozesses oder während eines nachfolgenden pyrolytischen Selbstreinigungsprozesses strömen die dabei entstehenden Gase durch den Katalysator und werden dort verbrannt bzw. katalytisch umgesetzt.
Ein weiterer Katalysator ist bekannt aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 41 39 904 A1, wobei der Katalysator aus einem selbsttragenden Drahtgewirke hergestellt ist. Als Draht eignet sich dabei insbesondere eine aluminiumhaltige Legierung, die gegebenenfalls Cer enthält. Mit Hilfe des Katalysators wird die in der geschlossenen Backofenmuffel zirkulierende Luft gereinigt.
Weiter ist aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 41 42 336 A1 ein Katalysator bekannt, der in einer Wrasenaustrittsöffnung im Deckenbereich der Backofenmuffel sitzt. Dadurch wird aus dem Backofen abgeführter Wrasen einer katalytischen Reaktion zum Verbrennen bzw. Neutralisieren unangenehmer Geruchsstoffe unterzogen.
Aus der europäischen Patentanmeldung EP 0 209 887 und der deutschen Patentschrift DE 35 16 847 C2 sind katalytische Nachverbrenner für Backöfen oder dergleichen bekannt, um beispielsweise bei sogenannten selbstreinigenden Backöfen nach dem pyrolytischen Prinzip den entstehenden Rauch zu weitgehend geruch- und schadstoffreien Abgasen zu oxydieren oder den bei Koch-, Back- oder Bratvorgängen entstehenden Wrasen durch Oxydation schädliche oder störende Wirkungen zu nehmen. Hierbei ist es wesentlich, die katalytisch wirkende Schicht auf eine Arbeitstemperatur zu bringen, bei der sich eine optimierte Wirkung ergibt. Diese Arbeitstemperatur liegt meistens höher als die Temperatur des zuströmenden Rauches bzw. Wrasens.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Backofen sowie einen Katalysator bereitzustellen, mit dem eine verbesserte Reinigung der Gase möglich ist.
Erfindungsgemäß ist dies durch einen Backofen mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 sowie durch einen Katalysator mit den Merkmalen des Patentanspruches 7 erreicht. Der Katalysator im Backofen dient zum Abbau von beim Beheizen der Backofenmuffel freiwerdendem Formaldehyd. Völlig überraschend wurde festgestellt, dass bei jedem Backvorgang geringe Mengen an Formaldehyd und bei jedem pyrolytischen Selbstreinigungsvorgang größere Mengen an Formaldehyd in der Backofenmuffel entstehen und aus dieser in die Küche entweichen. Überraschenderweise wird durch den Katalysator die Formaldehyd-Konzentration sowohl beim Backvorgang als auch beim Selbstreinigungsvorgang deutlich verringert. Bisher wurde die Entstehung von Formaldehyd lediglich beim ersten Aufheizen eines Backofens bei dessen erstmaliger Inbetriebnahme als relevant erachtet. Dabei entsteht das Formaldehyd bei der Verbrennung von fertigungsbedingten Öl- bzw. Fettrückständen an der Backofenmuffel. Es wurde deshalb stets empfohlen, während des ersten Aufheizvorganges bei der Inbetriebnahme des Backofens die Küche zu belüften und gleichzeitig zu verlassen. Entsprechende Anweisungen für den pyrolytischen Selbstreinigungsbetrieb sind bisher allgemein unbekannt. Um die Wirksamkeit des Katalysators zu erhöhen oder mit größerer Wirkung ein breiteres Band an Schadstoffen bzw. Geruchsstoffen aus der Luft zu entfemen, weist der Katalysator mindestens zwei strömungstechnisch hintereinander angeordnete Teilkatalysatoren auf. Während beispielsweise Palladium als Katalysatormaterial zum Abbau von Formaldehyd dient, trägt eine Platinbeschichtung insbesondere zur Kohlenmonoxid-Verringerung bei. Damit die Gefahr einer nachteiligen gegenseitigen Geruchsbeeinflussung der beiden Teilkatalysatoren verringert ist, ist zwischen den mindestens zwei Teilkatalysatoren ein unbeschichtetes, gegebenenfalls grobmaschigeres Neutralfilter angeordnet. Dies trägt zusätzlich auch zu einer Vergleichmäßigung der Strömung durch den Katalysator bei.
Vorteilhafterweise ist der Katalysator durch ein Drahtgewirk gebildet, um insbesondere eine gute Durchströmbarkeit des Katalysators und gleichzeitig eine große Oberfläche für die katalytische Reaktion bereitzustellen.
Gemäß einer bevorzugten Ausstellungsform ist der Katalysator in einem durchströmbaren, topfförmigen Gehäuse angeordnet. Dies erleichtert die Herstellung und die Montage des Katalysators. Demselben Zweck und der einfachen Reinigbarkeit des Katalysators dienen die Maßnahmen gemäß Patentanspruch 4.
Um den Katalysator auf eine ausreichende Betriebstemperatur zu erwärmen, ohne eine zusätzliche Spezialheizung für den Katalysator bereitstellen zu müssen, ist vorteilhafterweise der Katalysator im Bereich einer üblicherweise in der Backofenmuffel angeordneten Oberhitze befestigt.
Die katalytische Wirkung ist besonders ausgeprägt bei den hohen Temperaturen, die beim pyrolytischen Selbstreinigungsbetrieb auftreten.
Nachfolgend ist anhand schematischer Darstellungen ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Katalysators beschrieben.
Es zeigen
Fig. 1
in einer Seitenansicht, teilweise in Schnittdarstellung abschnittsweise einen Backofen mit dem Katalysator und
Fig.2
in stark vergrößertem Maßstab den in der Backofenmuffel befestigten Katalysator.
Ein Backofen 1 weist ein Gehäuse 3 auf, das eine Backofenmuffel 5 umschließt. Diese ist in an sich bekannter Weise mit einem Wärmeisolationsmaterial umkleidet und an ihrer Vorderseite mit einer Backofentür 7 verschließbar. Die Tür besteht aus einem metallischen Türboden 9, in dem eine Sichtscheibe 11 gehaltert ist. Im Frontbereich der Tür 7 ist an dem Türboden 9 eine von der Sichtscheibe beabstandete Frontscheibe 13 befestigt. Zwischen dem Türboden 9 und einem Backofenflansch 15 ist eine im wesentlichen die gesamte Muffelöffnung umziehende Dichtung 17 angeordnet. Bei dem Backofen 1 handelt es sich um einen für den pyrolytischen Selbstreinigungsbetrieb geeigneten, wobei alle Komponenten entsprechend den dabei auftretenden, besonders hohen Betriebtemperaturen ausgelegt sind.
Von den verschiedenen an sich bekannten Heizelementen des Backofens 1 ist lediglich ein Oberhitze-Heizkörper 19 gezeigt, der unterhalb einer Deckwandung 20 der Backofenmuffel 5 befestigt ist. In dieser ist zudem eine Wrasenöffnung 21 vorgesehen, die aus mehreren Einzelöffnungen 22 besteht (Fig. 2). Über ein trichterförmiges Anschlußstück 23 ist die Wrasenöffnung 21 mit einem Ausblasschacht 25 verbunden, der oberhalb der Tür 7 im Frontbereich des Backofens 1 ins Freie mündet. Im Ausblasschacht 25 ist ein Gebläse 27 zum Saugen von Luft aus der Backofenmuffel 5 angeordnet. Eine Steuervorrichtung 29 zur Steuerung aller Betriebsarten des Backofens 1, wie insbesondere des Backbetriebes und des pyrolytischen Selbstreinigungsbetriebes, ist über mehrere im Frontbereich gehalterte Handhaben 31 möglich.
Im Bereich der Wrasenöffnung 21 ist ein Katalysator 35 angeordnet. Der Katalysator weist ein topfförmiges Gehäuse 37 aus einem gut wärmeleitenden Material, insbesondere Aluminium auf, in dessen Boden mehrere Ansaugöffnungen 39 ausgebildet sind. In der Mitte des Bodens des Gehäuses 37 befindet sich eine Befestigungsöffnung 41, durch die eine Befestigungsschraube 43 durch den Katalysator 35 geschoben werden kann und in eine Befestigungsplatte 45 der Deckwandung 20 der Backofenmuffel 5 geschraubt werden kann. Ein abgebogener Umfangsrand 47 des Katalysatorgehäuses 37 wird dabei an die Deckwandung 20 gepreßt. In Strömungsrichtung sind hintereinander drei flache Drahtgewirke angeordnet, die große Berührungsflächen untereinander und zu der Innenwandung des Gehäuses 37 sowie der Deckwandung 20 aufweisen. Das erste Drahtgewirk bildet den ersten Teilkatalysator 49. Der dazu verwendete Draht ist mit Palladium beschichtet und dient insbesondere zum Abbau von Formaldehyd. Das zweite Drahtgewirk ist durch einen unbeschichteten Metalldraht als ein Neutralfilter 51 ausgebildet. Der Strömungswiderstand des Neutralfilters 51 ist geringer als der des ersten Teilkatalysators 49 und eines zweiten Teilkatalysators 53, der strömungstechnisch nach dem Neutralfilter 51 sowie von dem ersten Teilkatalysator 49 räumlich getrennt angeordnet ist. Das Gewirk des zweiten Teilkatalysators 53 ist aus einem mit Platin beschichteten Metalldraht gebildet zum Verbrennen bzw. Neutralisieren weiterer Geruchs- bzw. Schadstoffe. Um den Wirkungsgrad des ersten Teilkatalysators 49 beim Abbau des Formaldehyds nicht zu verschlechtern, wird die zu reinigende Luft bzw. der Wrasen zuerst der katalytischen Reaktion mit Palladium unterzogen und das Reaktionsprodukt dann dem zweiten Teilkatalysator 53 zugeleitet.
Durch die Ausbildung und Befestigung des Katalysators 35 sowie dessen Anordnung in unmittelbarer Nähe des Oberhitze-Heizkörpers 19 erreicht dieser auch bei herkömmlichem Backbetrieb eine ausreichende Betriebstemperatur, um den Abbau des beim Backen, insbesondere durch das Verbrennen von auf die heiße Backofenmuffel 5 spritzenden Fetts oder Öls, entstehenden Formaldehyds zu gewährleisten. Beim pyrolytischen Selbstreinigungsbetrieb erreicht der Katalysator 35 aufgrund der höheren Betriebstemperatur einen höheren Wirkungsgrad beim Abbau des durch das Verbrennen von eingebrannten Fettrückständen entstehenden Formaldehyds.

Claims (8)

  1. Backofen (1) mit einem Katalysator (35) mit einer verschließbaren Backofenmuffel (5), die von mindestens einem Heizelement (19) beheizbar ist, 10 wobei eine wirksame Oberfläche des Katalysators durch eine Edelmetallschicht gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator (35) zum Abbau von beim Beheizen der Backofenmuffel (5) freiwerdendem Formaldehyd dient, daß der Katalysator (35) mindestens zwei strömungstechnisch hintereinander angeordnete Teilkatalysatoren (49, 53) aufweist, und daß die Materialien der Edelmetallschichten der mindestens zwei Teilkatalysatoren (49, 53) verschieden sind.
  2. Backofen nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator (35) durch ein Drahtgewirk gebildet ist.
  3. Backofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator (35) in einem durchströmbaren, topfförmigen Gehäuse (37) angeordnet ist.
  4. Backofen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (37) einen Befestigungsabschnitt aufweist, mit dem der Katalysator an einer Wandung (45) der Backofenmuffel betriebsgemäß abnehmbar befestigt ist.
  5. Backofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator (35) im Bereich eines Oberhitze-Heizkörpers (19) der Backofenmuffel (5) angeordnet ist.
  6. Backofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator in einem Backofen angeordnet ist, der zum pyrolytischen Selbstreinigungsbetrieb erforderliche Betriebsmittel aufweist.
  7. Katalysator (35) zur Verwendung in einem Backofen, mit einer verschließbaren Backofenmuschel (5), die von mindestens einem Heizelement beheizbar ist, wobei die wirksame Oberfläche durch eine Edelmetallschicht gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator (35) zum Abbau von beim Beheizen der Backofenmuschel (5) freiwerdendem Formaldehyd dient, der Katalysator (35) mindestens zwei strömungstechnisch hintereinander angeordnete Teilkatalysatoren (49, 53) aufweist, und die Materialien der Edelmetallschichten der beiden Teilkatalysatoren verschieden sind.
  8. Katalysator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den mindestens zwei Teilkatalysatoren (49, 53) ein unbeschichtetes Neutralfilter (51) angeordnet ist.
EP97114675A 1996-09-20 1997-08-25 Backofen mit einem Katalysator Expired - Lifetime EP0831277B1 (de)

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