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Die Erfindung betrifft einen Garofen.
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In Garöfen sind Wrasenabführsysteme bekannt, mit denen Wrasen, also Gargase und Gardämpfe, insbesondere Wasserdampf und Partikel und Moleküle, die während des Garens in der Ofenmuffel entstehen, aus der Ofenmuffel an die Umgebung abgegeben werden. Bei den Partikeln und Molekülen kann es sich insbesondere um Fette und sonstige Bestandteile handeln, die eine Geruchsbelästigung darstellen. Der Wasserdampf entsteht infolge der Abgabe von Wasser aus dem zu garenden Gut infolge der Gartemperaturen in der Ofenmuffel.
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Aus energetischer Sicht ist die Abgabe von Wasserdampf aus dem Ofeninneren negativ, da mit dem Dampf Wärmeenergie aus dem Garofen abgegeben wird. Allerdings ist bei bestehenden Garöfen die Abgabe einer gewissen Menge Wasserdampf nicht vermeidbar.
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Besonders störend ist es dabei, wenn neben dem Wasserdampf auch die genannten Fett- und Geruchspartikel aus dem Ofeninneren abgegeben werden. Dies kann in manchen Fällen auch unter gesundheitlichen Aspekten bedenklich sein.
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Aus
DE 198 29 651 A1 ist ein Herd mit einem Backofen bekannt mit einem mit einer Tür verschließbaren Garraum Ofenmuffel) mit einer Garraumwrasenöffnung, die einen Wrasenkanal mit einer deckseitigen, im Rahmen oder Randbereich der Kochplatte eines über dem Backofen angeordneten Kochfeldes angeordneten Wrasenöffnung des Herdes verbindet. Ein abnehmbar gehaltertes Filterelement filtert den Wrasenstrom zur Verringerung des Fettgehaltes und der unangenehmen Geräche des Wrasens und ist in einem flachen Filtergehäuse angeordnet, das im Bereich der Wrasenöffnung des Kochfeldes hochkant auf diesem halterbar ist. Das Filtergehäuse weist einen Deckel zum Austausch des Filterelementes auf. Das Filterelement ist insbesondere ein Metallfilter in Form eines mehrlagigen Drahtgeflechtes und kann ferner Aktivkohle aufweisen, die insbesondere zwischen zwei Metallfiltern angeordnet ist. Die Wrasenabfuhr ist ohne aktive Entlüftung durch einen Wrasenlüfter vorgesehen und das Filterelement weist deshalb einen geringen Strömungswiderstand auf. Das Filtergehäuse ist wärmeisolierend ausgebildet.
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Bei diesem bekannten Wrasenfiltersystem wird die im heißen Wrasen enthaltene Wärmeenergie im Wesentlichen mit dem Wrasen nach außen abgeführt und geht somit verloren.
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Aus
EP 0 322 735 B1 ist ein Backofen bekannt mit einem verschließbaren Garraum (Ofenmuffel), von dem aus ein Wrasenableitkanal zu einem außerhalb des Garraumes mündenden Strömungskanal geführt ist in dem mittels eines Gebläses der Wrasen mit Luft von außerhalb des Garraumes vermischt und das Gemisch abgeführt wird. Innerhalb des Strömungskanals ist ein großflächiger Fettfilter angeordnet, der in Breite und Länge dem Strömungskanal angepasst ist und diesen in eine Wrasenzuführkammer und in eine Wrasenabführkammer unterteilt. Das Ende des Wrasenableitkanals befindet sich auf der Saugseite und der Anfang des Strömungskanals auf der Druckseite des Gebläses und die Austrittsöffnung der Wrasenabführkammer ist gegenüber dem Gebläse versetzt angeordnet. Ferner befinden sich das Ende des Wrasenableitkanals und das Ende des Strömungskanals auf der Saugseite des Gebläses, jedoch in Längsrichtung des Fettfilters gegeneinander versetzt. Strömungskanal und Fettfilter sind im Wesentlichen horizontal und oberhalb des Garraumes angeordnet. Der Fettfilter ist in Verbindung mit einem Tragrahmen an dem Backofengehäuse horizontal zur Frontseite herausziehbar und auswechselbar. Auch bei dieser bekannten Ausführungsform wird die in dem heißen Wrasen enthaltene Wärmeenergie über das Wrasenabführsystem nach außen abgeführt und kann nicht mehr genutzt werden.
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In der
US 3548154 A ist ein Ofen gezeigt, der in einem Durchbruch einer isolierten Muffeldecke einen beheizbaren katalytischer Filter aufnimmt.
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Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Garofen anzugeben, bei dem die Abgabe an störenden Wrasen reduziert wird.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
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Mit der Erfindung wird eine wesentlich geringere Umgebungsbelastung mit Geruchsstoffen und Fetten erreicht und ferner eine günstige Energiebilanz des Garofens erreicht.
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Der Wrasenfilter umfasst ein wärmeisolierendes Filtermaterial, durch das der Wrasen hindurchgeleitet wird, und vorzugsweise auch ein wärmeisolierendes Filtergehäuse für das Filtermaterial. Durch diese wärmeisolierende Ausbildung des Wrasenfilters erfüllt der in der Muffelwärmeisolierung eingebaute Wrasenfilter oder dessen Filtermaterial ebenfalls eine thermische Isolationsfunktion. Das Filtermaterial besteht bevorzugt aus einem Material, das eine Vielzahl von Mikroporen aufweist. Dabei hat sich besonders Faserstoff bewährt. Genauso kann auch geschäumtes Material zum Einsatz kommen. Besonders bevorzugt besteht der Faserstoff bzw. der Schaum aus keramischem Material. Die Fähigkeit des Filtermaterials, zu filternde Moleküle oder Partikel, insbesondere Geruchsmoleküle oder -partikel, aufzunehmen, kann erhöht werden, wenn das Material einer Oberflächenbehandlung unterzogen wird, wobei insbesondere an eine chemische Aktivierung gedacht ist. Hierdurch wird die wirksam werdende Innenoberfläche des Filters signifikant erhöht, so dass bei der Durchleitung von Abluft, die die Ofenmuffel verlässt, der wesentliche Teil der belastenden Moleküle und Partikel ausgefiltert werden kann.
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Das Filtergehäuse kann auch entfallen, wenn das Filtermaterial nach außen zumindest weitgehend gasdicht ist oder die umgebende Wärmeisolierung entsprechend zumindest weitgehend gasdicht ist.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist der Wrasenfilter zwischen einem inneren Teilbereich oder einer inneren Lage der Wärmeisolierung und einem äußeren Teilbereich oder einer äußeren Lage der Wärmeisolierung eingebettet oder angeordnet. Die Wärmeisolierung kann nun aus einem Material oder einschichtig ausgebildet sein oder auch zwei- oder mehrlagig oder mehrschichtig. Bei einer mehrlagigen Ausbildung der Wärmeisolierung kann der äußere Teilbereich mit der eine Lage gebildet sein und der innere Teilbereich aus einer weiteren Lage gebildet sein.
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Der Wrasenfilter wird nun im Allgemeinen in einem vorgegebenen Aufnahmeraum der Wärmeisolierung angeordnet, der in einer Lage oder zwischen verschiedenen Lagen der Wärmeisolierung erzeugt sein kann.
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Wrasenfilter und/oder sein Aufnahmeraum sind insbesondere kassettenförmig ausgeführt. Dies ermöglicht eine einfache Handhabung – insbesondere zwecks Auswechslung eines kontaminierten oder zugesetzten Filters. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen werden, dass der Wrasenfilter oder dessen Filtermaterial durch eine sich im Frontbereich des Garofens befindliche Öffnung eingesetzt und herausgezogen werden kann. Der Aufnahmeraum für den Wrasenfilter kann dabei insbesondere im Frontbereich des Ofens mit einer Abdeckung für die Öffnung versehen sein.
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Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der Wrasenfilter oder sein Filtermaterial eine im Querschnitt rechteckige oder quadratische Form aufweist; grundsätzlich kommen aber auch andere Formen in Frage, beispielsweise eine runde Querschnittsform.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Wrasenabführsystem eine Wrasenaustrittsöffnung an oder in der Muffelwand, insbesondere der oberen Wand oder Deckenwand (9), der Ofenmuffel, einen innerhalb der Wärmeisolierung verlaufenden Strömungsführungsabschnitt und eine aus der Wärmeisolierung nach außen führende Auslassöffnung auf, wobei der Strömungsführungsabschnitt die Wrasenaustrittsöffnung mit der Auslassöffnung strömungstechnisch verbindet und wobei der Strömungsführungsabschnitt in dem Wrasenfilter angeordnet ist oder verläuft.
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Der Strömungsführungsabschnitt oder der Strömungsweg im Wrasenfilter oder in dessen Filtermaterial ist vorzugsweise im Wesentlichen parallel zur Muffelwand, vorzugsweise zur oberen Muffelwand, und/oder horizontal gerichtet.
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Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung des Garofens sieht vor, dass Mittel zur Erzeugung einer Luftströmung entlang mindestens einer äußeren Wandung der Wärmeisolierung oder der Ofenmuffel vorhanden sind, insbesondere zur Kühlung. Diese Mittel zur Erzeugung der Luftströmung können nun zur Erzeugung eines Ansaugdruckes oder einer Saugwirkung an der Auslassöffnung des Wrasenabführsystems genutzt werden unter Nutzung des Venturi-Prinzips, wodurch der Wrasen aus dem Inneren des Ofenmuffels durch den Wrasenfilter absaugt wird. Insbesondere kann der vorbeiströmende Luftstrom im wesentlichen senkrecht zur Oberflächennormale der Auslassöffnung gerichtet sein.
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Ferner kann eine Zusatzleitung vorgesehen werden, die, insbesondere auf dem kürzesten Wege, die Wrasenaustrittsöffnung mit der Außenseite des Garofens oder der Ofenmuffel oder der Wärmeisolierung verbindet. In der Zusatzleitung kann ein Ventil angeordnet sein, mit dem die Zusatzleitung geöffnet und geschlossen werden kann. Damit kann erreicht werden, dass gezielt die Ausleitung des Gases oder Dampfes aus dem Inneren der Ofenmuffel entweder durch den Wrasenfilter erfolgt oder durch die Zusatzleitung temporär ungefiltert und direkt an die Umgebung erfolgt. Dies ist besonders vorteilhaft, um eine Wasserkondensation im Wrasenfilter zu verhindern. Es wird bevorzugt eine Steuereinheit vorgesehen, die das Ventil in Abhängigkeit der im Ofenmuffel herrschenden Temperatur schalten kann, so dass erst bei einer ausreichenden Temperatur im Wrasenfilter eine Durchleitung des Wrasens erfolgt und eine Kondensation somit vermieden oder zumindest verringert werden kann. Die Steuereinheit kann mit einem Temperatursensor im Inneren der Ofenmuffel in Verbindung stehen. Das Ventil kann dabei als thermomechanisch betätigtes Ventil ausgebildet sein. Es kann auch als elektrisch oder elektromagnetisch oder magnetisch betätigtes Ventil ausgebildet sein.
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Mit dem Erfindungsvorschlag wird es möglich, die Geruchsbelastung beim Garen signifikant herabzusetzen und im übrigen auch die Energiebilanz zu verbessern, indem die Abgabe von Wasserdampf aus dem Ofeninneren reduziert wird.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
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Die einzige Figur zeigt einen Längsschnitt durch einen Garofen 1 mit einer Ofenmuffel 2, die beliebig ausgebildet oder ausgestattet, insbesondere beheizt, sein kann, beispielsweise mit Strahlungsheizkörpern wie Ober- und Unterhitze oder Grillheizkörper, Umluftgebläse, Heißluftgebläse oder Mikrowelleneinspeisung und anderen Komponenten. Die Ofenmuffel 2 hat einen Frontbereich 17 mit einer durch eine Tür verschließbaren Beschickungsöffnung, durch die zu garendes Gut in die Ofenmuffel 2 eingeschoben und wieder herausgenommen werden kann.
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Um die Ofenmuffel 2 ist mit Ausnahme des Frontbereichs 17 eine Wärmeisolierung 20 oder thermische Isolierung aus einem praktisch nicht oder nur gering wärmeleitenden Material angeordnet oder gelegt, um Wärmeverluste beim Garen gegenüber der Umgebung U möglichst gering zu halten.
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Über eine fluidische Verbindung oder ein Wrasenabführsystem 3 kann Luft und Wrasen aus dem Innenraum 4 der Ofenmuffel 2 in die Umgebung U transportiert werden. Das Wrasenabführsystem 3 umfasst eine Wrasenaustrittsöffnung 7 an der oberen Wand oder Decke 9 der Ofenmuffel 2, die über einen innerhalb der Wärmeisolierung 20 verlaufenden Strömungskanal oder Strömungsführungsabschnitt 6 mit einer Auslassöffnung 8 verbunden ist. Der Wrasen strömt aus dem Innenraum 4 der Ofenmuffel 2 durch die Wrasenaustrittsöffnung 7 in den Strömungsführungsabschnitt 6 und tritt dann durch die Auslassöffnung 8 in die Umgebung U aus.
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Der Strömungsführungsabschnitt 6 verläuft im Wesentlichen horizontal in der oder parallel zur Wärmeisolierung 20 und ist zwischen zwei Teilbereiche oder Teilschichten der Wärmeisolierung, einen inneren Teilbereich 21 und einen äußeren Teilbereich 22, eingebettet oder angeordnet.
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Die Auslassöffnung 8 ist insbesondere als Bohrung oder Ausnehmung ausgebildet und verläuft durch den äußeren Teilbereich 22 der Wärmeisolierung 20, vorzugsweise derart, dass die Strömungsrichtung oder Oberflächennormale N am Austritt der Auslassöffnung 8 senkrecht zur äußeren Oberfläche 11 der Wärmeisolierung 20 bzw. deren äußerem Teilbereich 22 gerichtet ist.
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Der Strömungsführungsabschnitt 6 ist nun als oder in einem Wrasenfilter 5 ausgebildet, der ein Filtermaterial umfasst, das vorzugsweise in einem Filtergehäuse angeordnet ist. In der Wärmeisolierung 20 ist zwischen dem inneren Teilbereich 21 und dem äußeren Teilbereich 22 ein Aufnahmeschacht oder Aufnahmeraum 16 gebildet, der an die äußeren Abmessungen des Wrasenfilters 5 angepasst ist und den Wrasenfilter 5 aufnimmt. Wenn die gesamte Wärmeisolierung 20 aus einem Material gebildet ist, kann der Aufnahmeraum 16 aus dem Material ausgenommen oder herausgeschnitten sein. Bei Verwendung eines zwei- oder mehrlagigen Aufbaus für die Wärmeisolierung 20 der Ofenmuffel 2 kann auch der äußere Teilbereich 22 mit einer Lage oder einer Schicht der Wärmeisolierung 20 gebildet sein, die vollständig über den Wrasenfilter 5 angeordnet wird, und der innere Teilbereich 21 mit einer zweiten Lage gebildet sein und dort entweder ausgenommen sein oder, bei Vorsehen einer dritten Lage als Zwischenlage zwischen erster und zweiter Lage, auch zwischen kompletter erster und dritter Lage seitlich an die Zwischenlage angrenzen.
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Das Filtergehäuse weist Öffnungen zur Wrasenaustrittsöffnung 7 sowie zur Auslassöffnung 8 hin auf, um den Wrasen in das Filtermaterial eintreten bzw. wieder austreten zu lassen.
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Das Filtermaterial ist vorzugsweise ein wärmeisolierendes Material mit Poren oder Gaseinschlüssen, beispielsweise ein keramisches Material, insbesondere mit keramischen Fasern, oder ein Schaum, bei dem eine entsprechende Oberflächenbehandlung oder chemische Oberflächenaktivierung die Filterfähigkeit bewirkt oder erhöht.
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Aufgrund der sehr großen inneren Oberfläche des Filtermaterials werden Moleküle oder Partikel der herauszufilternden Stoffe eingefangen, was insbesondere für Fette und Geruchspartikel gilt, wenn der Gasstrom den Wrasenfilter 5 passiert.
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Damit wird nicht nur ein effizientes Ausfiltern von störenden Molekülen und Partikeln, sondern auch eine Verbesserung der Energiebilanz erreicht.
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Die thermische Leitfähigkeit von Wasserdampf ist geringer als diejenige von Luft. Aufgrund dessen ergibt sich, dass die gesamte Wärmeleitfähigkeit des wärmeisolierenden Filtermaterials des Wrasenfilters 5 reduziert und damit umgekehrt das Wärmeisoliervermögen verbessert wird, wenn das Luftvolumen im Filtermaterial durch Wasserdampf ersetzt wird. Daraus folgt aufgrund der Integration des Wrasenfilters 5 als Bestandteil der Wärmeisolierung 5 der Ofenmuffel 2 eine Energieeinsparung gegenüber einer bekannten Lösung, bei der der Wrasenfilter außerhalb der Wärmeisolierung angeordnet ist.
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Es sollte jedoch möglichst eine Kondensation des Wasserdampfes im Wrasenfilter 5 oder Filtermaterial vermieden werden.
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Hierzu ist als erste Maßnahme die Positionierung des Wrasenfilters 5 an einer gut isolierten und auf hohem Temperaturniveau über 100°C befindlichen Stelle vorteilhaft. Die beste Position für das Filterelement 5 ist im Bereich zwischen der Ofenmuffel 2 und einer äußeren Isolationsschicht der Wärmeisolierung 20. In diesem Bereich wird die übliche Betriebstemperatur höher als 100°C sein, wodurch das Kondensieren von Wasser im Filtermaterial oder Wrasenfilter 5 verhindert werden kann.
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Durch die Anordnung des Wrasenfilters 5 oberhalb der Ofenmuffel 2 in der Wärmeisolierung 20 kann insbesondere die Resthitze des Garofens 1 genutzt werden, um den Wrasenfilter 5 von kondensiertem Wasser zu befreien.
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Als weitere Maßnahme zur Vermeidung oder Verringerung von Kondensatbildung im Wrasenfilter 5 werden, meist ohnehin zur Kühlung vorhandene, Luftfördermittel 10, insbesondere in Form eines Ventilators, verwendet zur Erzeugung einer Luftströmung zumindest oberhalb der oberen Oberfläche 11 der Wärmeisolierung 20. Mit der zumindest entlang der äußeren Oberfläche 11 der Wärmeisolierung entlangströmenden Luftströmung wird im Betrieb der Garofen 1 gekühlt. Auf der Ausblas- oder Druckseite der Luftfördermittel 10 mündet nun die Ausblasöffnung 8 des Wrasenabführsystems 3. Durch diese Anordnung von Mitteln 10 und Auslassöffnung 8 wird erreicht, dass nach dem Venturi-Prinzip ein Saugdruck an der Auslassöffnung 8 erzeugt wird, der Gase bzw. Dämpfe aus dem Innenraum 4 der Ofenmuffel 2 über den Wrasenfilter 5 absaugt und zur Umgebung U transportiert. Durch diesen zusätzlichen von den Mitteln 10 erzeugten Druckgradienten wird die Strömungsgeschwindigkeit der Wrasenströmung erhöht und die Kondensation von Wasser im Wrasenfilter 5 erschwert.
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Wie weiter zu sehen ist, ist als weitere Maßnahme zur Kondensationsverringerung eine Zusatzleitung 12 vorhanden, die die Wrasenaustrittsöffnung 7 der Ofenmuffel 2 auf kürzestem Wege zur Außenseite des oberen Bereichs der Wärmeisolierung an der oberen Oberfläche 11 fortsetzt und einen Bypass für Wrasen bildet, um diesen vom Innenraum 4 der Ofenmuffel 2 bei Bedarf direkt, also ungefiltert, zur Umgebung U zu leiten. Die Zusatzleitung 12 ist dabei mit einem, beispielsweise thermomechanischen oder elektrischen oder magnetischen, Ventil 13 öffenbar bzw. verschließbar. Das Öffnen bzw. das Schließen des Ventils 13 wird vorliegend von einer Steuerung 14 veranlasst, der über einen Temperatursensor 15 die Temperatur T im Innenraum 4 der Ofenmuffel 2 übermittelt wird. In Abhängigkeit von der Temperatur T wird dann das Ventil 13 geöffnet bzw. geschlossen, wobei im wesentlichen, ein Öffnen erfolgt, solange die Ofentemperatur noch unterhalb eines vorgegebenen Wertes liegt. Wird dieser Wert überschritten, schließt das Ventil 13, so dass die abzugebende Luft über den Wrasenfilter 5 geleitet wird.
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Die aktive Kontrolle des Kondensationsprozesses geschieht also so, das, erst wenn eine hinreichende Temperatur T im Ofenmuffel 2 vorliegt, das Ventil 13 schließt, so dass die Abluft durch den Wrasenfilter 5 geleitet wird. Dann ist nämlich das Filtermaterial heiß genug, um Kondensatbildung zu verhindern. Bis dahin entweicht die Abluft ungefiltert über die Bypass-Leitung 12.
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Im Laufe der Zeit setzt sich das Filtermaterial des Wrasenfilters 5 zu, insbesondere durch Fette und sonstige geruchsbelastende Stoffe, die von dem Wrasenfilter 5 zurückgehalten werden. Daher muss das Filtermaterial oder der ganze Wrasenfilter 5 in Abhängigkeit von der Gebrauchsdauer bzw. vom Zustand gewechselt oder erneuert werden.
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Dies ist in besonders einfacher Weise möglich, wenn im Frontbereich 17 des Ofens 1 eine Öffnung 18 vorgesehen ist, über die der Aufnahmeraum 16 und der darin befindliche Wrasenfilter 5 bzw. dieses selber zugänglich ist. Dann kann das Filterelem2ent nach Lösen einer in der Figur nicht dargestellten Abdeckung in einfacher Weise herausgezogen und durch ein neues ersetzt werden. Es kommt dabei also bevorzugt ein Kassettensystem zum Einsatz, mittels dem der Filterwechsel sehr einfach bewerkstelligt werden kann.
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Weiter ist es möglich, benutzte Wrasenfilter 5 oder deren Filtermaterial zu regenerieren bzw. zu reaktivieren, beispielsweise durch Ausheizen in der Ofenmuffel 2 selbst. Es kann natürlich auch ein Wegwerfprodukt als Wrasenfilter 5 benutzt werden, also ein zugesetzter Filter einfach durch einen neuen ersetzt werden.
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Erfindungsgemäß wird also ein entsprechend geformtes Filterelement in einem Volumenbereich der fluidischen Verbindung oder des Wrasenabführsystems, die bzw. das den Muffelinnenraum mit der Umgebung verbindet, in der Wärmeisolierung als integraler Bestandteil der Wärmeisolierung platziert. Über die fluidische Verbindung als eine Art Kaminsystem werden nicht vermeidbare Abgase des Garprozesses aus der Ofenmuffel ausgeleitet und im Filter ausgefiltert.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Garofen
- 2
- Ofenmuffel
- 3
- Wrasenabführsystem
- 4
- Innenraum
- 5
- Wrasenfilter
- 6
- Strömungsführungsabschnitt
- 7
- Wrasenaustrittsöffnung
- 8
- Auslassöffnung
- 9
- oberer Wandbereich
- 10
- Mittel zur Erzeugung einer Luftströmung (Ventilator)
- 11
- äußere Oberfläche
- 12
- Zusatzleitung
- 13
- Ventil
- 14
- Steuereinheit
- 15
- Temperatursensor
- 16
- Aufnahmeraum
- 17
- Frontbereich
- 18
- Öffnung
- 20
- Wärmeisolierung
- 21, 22
- Teilbereich
- U
- Umgebung
- N
- Oberflächennormale
- T
- Temperatur
