DE102006013093B3

DE102006013093B3 - Verfahren zur Steuerung eines Pyrolysereinigungsvorgangs bei einem Backofen

Info

Publication number: DE102006013093B3
Application number: DE102006013093A
Authority: DE
Inventors: Thomas Dr. Krümpelmann; Jürgen Scharmann; Ullrich Dr. Sillmen
Original assignee: Miele und Cie KG
Current assignee: Miele und Cie KG
Priority date: 2006-03-20
Filing date: 2006-03-20
Publication date: 2007-04-12
Anticipated expiration: 2026-03-21
Also published as: US7812287B2; EP1837601A3; ES2470365T3; EP1837601A2; EP1837601B1; US20070217952A1; PL1837601T3

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Pyrolysereinigungsvorgangs bei einem Backofen, das folgende Verfahrensschritte aufweist: DOLLAR A a) Beheizung des Garraums (8) durch das Einschalten einer Heizquelle (20); DOLLAR A b) Messung der Sauerstoffkonzentration (b) in dem Garraum (8) oder in einem Abluftweg (16) zur Abführung von Wrasen aus dem Garraum (8) mittels eines Sauerstoffsensors (24); DOLLAR A c) Vergleich der aktuell gemessenen Sauerstoffkonzentration (b) mit einem vorher festgelegten und in einem Speicher (141) einer elektrischen Steuerung (14) des Backofens abgespeicherten Grenzwert GW in einer Auswerteschaltung (142) der elektrischen Steuerung (14); DOLLAR A d) Betrieb des Backofens bei ausgeschalteter Heizquelle (20) für ein vorher festgelegtes und in dem Speicher (141) abgespeichertes Zeitintervall I, falls die gemessene Sauerstoffkonzentration (b) den Grenzwert GW unterschreitet; DOLLAR A e) Wiederholung der vorgenannten Verfahrensschritte, beginnend mit dem Verfahrensschritt b), nach Ablauf des Zeitintervalls I oder DOLLAR A f) Wiederholung der vorgenannten Verfahrensschritte, beginnend mit dem Verfahrensschritt a), falls die gemessene Sauerstoffkonzentration (b) größer oder gleich dem Grenzwert GW ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Pyrolysereinigungsvorgangs bei einem Backofen.

Aus der US 4,481,404 ist ein Verfahren zur Steuerung eines Pyrolysereinigungsvorgangs bei einem Backofen bekannt, bei dem ein auf die während der Pyrolyse entstehenden Rauchgase ansprechender Gassensor eingesetzt wird. Sobald mittels des Gassensors eine zu hohe Konzentration an einem Rauchgas detektiert wird, wird die Heizleistung der Garraumbeheizung verringert, um die Menge an Rauchgas zu reduzieren. Sinkt die Konzentration an Rauchgas wieder unter den kritischen Wert, wir die Garraumbeheizung wieder mit der vollen Heizleistung versorgt. Auf diese Weise soll eine Überlastung des Oxidationskatalysators vermieden werden. Der verwendete Gassensor und die Auswertung von dessen Ausgangssignalen müssen dabei auf den jeweiligen Backofentyp angepasst werden.

Die US 4,954,694 zeigt ein Verfahren zur automatischen Beendigung eines Pyrolysereinigungsvorgangs bei einem Backofen, wobei nach dem Einschalten der Heizquelle die Sauerstoffkonzentration in einem Abluftweg gemessen wird und aus dem Verlauf der Messwerte die Zeitdauer des Pyrolysevorgangs ermittelt wird.

Ferner offenbart die DE 197 06 186 A1 ein Verfahren, bei dem die Temperatur des Katalysators mittels eines Temperatursensors gemessen wird. Bei Überschreiten eines bestimmten Temperaturschwellwertes, was einer bestimmten Rauchmenge entspricht, wird der Heizkörper zur Beheizung des Garraums abgeschaltet. Der Heizkörper wird erst wieder eingeschaltet, wenn die Katalysatortemperatur unter einen Schwellwert gesunken ist.

Der Erfindung stellt sich somit das Problem ein Verfahren zur Steuerung eines Pyrolysereinigungsvorgangs bei einem Backofen anzugeben, bei dem eine hohe Messgenauigkeit erzielt werden kann und das auf eine Vielzahl von verschiedenen Backofentypen anwendbar ist.

Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Unteransprüchen.

Die mit der Erfindung erreichbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass eine hohe Messgenauigkeit erzielt werden kann und dass das Verfahren auf eine Vielzahl von verschiedenen Backofentypen anwendbar ist. Durch die Messung und Auswertung der Sauerstoffkonzentration ist eine Nachkalibrierung des als Sauerstoffsensors ausgebildeten Gassensors ohne viel Aufwand und außerhalb des Backbetriebs oder des Pyrolysebetriebs ermöglicht. Eine Anpassung auf voneinander verschiedene Backofentypen oder auf Gassensoren mit unterschiedlichen Empfindlichkeiten auf verschiedene Gase ist nicht erforderlich. Stattdessen ist hier ein einfaches Verfahren mit einer hohen Genauigkeit angegeben, das eine qualitativ hochwertige Pyrolyse und damit ein zufriedenstellendes Reinigungsergebnis ermöglicht. Ein weiterer Vorteil ist die Verwendung eines festen Zeitintervalls I für die durch eine zu geringe Sauerstoffkonzentration hervorgerufene Ausschaltung der Heizquelle zur Beheizung des Garraums. Hierdurch ist es möglich, die fortlaufende Messung der Sauerstoffkonzentration in diskreten Zeitabständen und nicht kontinuierlich vorzunehmen; eine einfachere Auswerte- und Schaltungstechnik sowie ein verminderter Energieverbrauch sind die Folge. Insgesamt ergibt sich also bei der Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Zeit- und Energieersparnis für den Pyrolysereinigungsvorgang.

Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass die Heizquelle zur Beheizung des Garraums alternierend während vorher festgelegter und in dem Speicher abgespeicherter erster Zeitintervalle I₁ eingeschaltet und während zweiter Zeitintervalle I₂ ausgeschaltet wird und die Dauer des Zeitintervalls I der Dauer des zweiten Zeitintervalls I₂ entspricht. Hierdurch ist das erfindungsgemäße Verfahren auf besonders einfache Weise realisiert.

Grundsätzlich ist der Grenzwert GW für die Sauerstoffkonzentration in weiten geeigneten Grenzen wählbar. Zweckmäßigerweise beträgt der Grenzwert GW für die Sauerstoffkonzentration etwa 18 Vol-%.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann grundsätzlich während des gesamten Pyrolysereinigungsvorgangs eingesetzt werden. Hierdurch ist es möglich, während der gesamten Pyrolysedauer die Pyrolyse an der für eine vollständige pyrolytische Umsetzung der bei der Pyrolyse entstehenden Rauchgase noch zulässigen Untergrenze der Sauerstoffkonzentration, Grenzwert GW, zu betreiben, so dass eine möglichst kurze Pyrolysedauer und ein möglichst geringer Energieverbrauch ermöglicht sind.

Zweckmäßigerweise umfasst der Pyrolysereinigungsvorgang drei Phasen, nämlich eine Aufheizphase bis zur Erreichung einer vorher festgelegten oder während der Aufheizphase automatisch ermittelten Pyrolysetemperatur T_P des Garraums, eine Haltephase, deren Dauer einem vorher festgelegten oder während der Aufheizphase automatisch ermittelten Zeitintervall I₃ entspricht, während dem die Pyrolysetemperatur T_P mittels einer Temperaturregelung im Wesentlichen konstant gehalten wird, und eine Abkühlphase zur Erreichung einer vorher festgelegten Endtemperatur des Garraums, wobei die unter Anspruch 1 genannten Verfahrensschritte a) bis f) lediglich während der Aufheizphase durchgeführt werden. Auf diese Weise können die nachfolgenden Pyrolysephasen, insbesondere die Haltephase, in Abhängigkeit der während der Aufheizphase ermittelten Sauerstoffkonzentrationen und der dadurch bewirkten Ausschaltungen der Heizquelle hinsichtlich der Dauer der jeweiligen Phase wie auch der Temperatur in dem Garraum während dieser Phase optimiert werden.

Eine besonders einfache Realisierung der vorgenannten Ausführungsform sieht vor, dass die Dauer der Haltephase I₃ und/oder die Höhe der Pyrolysetemperatur T_P in dem Garraum während der Haltephase I₃ in Abhängigkeit der Anzahl der durch eine zu geringe Sauerstoffkonzentration verursachten Ausschaltungen der Heizquelle während der Aufheizphase in der Auswerteschaltung automatisch ermittelt wird/werden.

Eine andere vorteilhafte Weiterbildung dieser Ausführungsform sieht vor, dass die Dauer der Haltephase I₃ und/oder die Höhe der Pyrolysetemperatur T_P in dem Garraum während der Haltephase I₃ in Abhängigkeit der über das Zeitintervall I₄, nämlich von der ersten durch eine zu geringe Sauerstoffkonzentration verursachten Ausschaltung bis zu dem Ende der letzten durch eine zu geringe Sauerstoffkonzentration verursachten Ausschaltung der Heizquelle, gemittelten Garraumtemperatur in der Auswerteschaltung automatisch ermittelt wird/werden. Hierdurch ist die Genauigkeit des Verfahrens verbessert.

Eine weitere alternative Weiterbildung sieht vor, dass die Dauer der Haltephase I₃ und/oder die Höhe der Pyrolysetemperatur T_P in dem Garraum während der Haltephase I₃ in Abhängigkeit der Summe der durch eine zu geringe Sauerstoffkonzentration verursachten Ausschaltzeiten der Heizquelle während der Aufheizphase in der Auswerteschaltung automatisch ermittelt wird/werden. Auf diese Weise ist die Genauigkeit des Verfahrens weiter verbessert.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der letztgenannten Ausführungsform sieht vor, dass aus der Addition der Summe der durch eine zu geringe Sauerstoffkonzentration verursachten Ausschaltzeiten und einer vorher festgelegten und in dem Speicher abgespeicherten Mindestdauer I_{3_MIN} in der Auswerteschaltung die Dauer der Haltephase I₃ ermittelt wird. Hierdurch ist das Verfahren auf besonders einfache Weise realisiert.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung rein schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt
1 eine Frontansicht eines Backofens, in dem das erfindungsgemäße Verfahren verwendet wird,
2 eine Schnittdarstellung des Backofens aus 1 und
3 ein Diagramm der Garraumtemperatur und der Sauerstoffkonzentration in Abhängigkeit der Zeit.
In 1 ist ein Backofen dargestellt, in dem das erfindungsgemäße Verfahren verwendet wird. Der Backofen weist eine Bedienblende 2 mit einer Anzeige 4 und Bedienelementen 6 auf. Der Garraum 8 ist durch eine Tür 10 verschließbar, wobei die Tür 10 eine Durchsichtscheibe 12 aufweist.
2 zeigt den Backofen in einer Schnittdarstellung von der Seite. Der Backofen weist hinter der Bedienblende 2 eine elektrische Steuerung 14 auf. Die in dem Garraum 8 während der Pyrolyse entstehenden Rauchgase, sogenannter Wrasen, können über einen Abluftweg 16 in die freie Umgebung entweichen. Der Weg der Rauchgase 17 ist dabei durch Pfeile 18 symbolisiert. In dem Garraum 8 ist eine als elektrische Strahlungsheizung ausgebildete Heizquelle 20 zur Beheizung des Garraums 8 angeordnet. Zwischen dem Garraum 8 und dem Abluftweg 16 ist ein Oxidationskatalysator 22 angeordnet, an dem die durch den Abluftweg 16 abgeführten Rauchgase 17 auf dem Fachmann bekannte Weise umgesetzt werden. Stromabwärts des Oxidationskatalysators 22 ist in dem Abluftweg 16 ein Sauerstoffsensor 24 zur Erfassung der Sauerstoffkonzentration angeordnet. Die vorgenannten Bauteile sind auf dem Fachmann bekannte Weise mit der elektrischen Steuerung 14 signalübertragend verbunden.
Abweichend von dem hier erläuterten Ausführungsbeispiel kann der Sauerstoffsensor 24 auch an einer anderen, geeigneten Stelle in dem Backofen angeordnet sein. Gleiches gilt für den Oxidationskatalysator 22, der beispielsweise auch in dem Abluftweg 16 angeordnet sein kann.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird nun anhand der 3 näher erläutert:
3 zeigt den Verlauf der Garraumtemperatur a und der Sauerstoffkonzentration b in Abhängigkeit der Zeit, die auf der Abszisse in Minuten, abgekürzt min. aufgetragen ist. Auf der linken Ordinate ist die Garraumtemperatur a in Grad Celsius, kurz °C, aufgetragen. Die absolute Sauerstoffkonzentration ist auf der rechten Ordinate in Vol-% angegeben.
Der Backofen weist in dem Ausführungsbeispiel starke Verschmutzungen 26 auf. Siehe 2. Der Benutzer startet den Pyrolysereinigungsvorgang mittels der Bedienelemente 6. Dabei wird er über die Anzeige 4 auf dem Fachmann bekannte Weise geführt und informiert.
Die Garraumtemperatur a beträgt am Anfang des Pyrolysereinigungsvorgangs, Zeitpunkt 0 min., Raumtemperatur, also etwa 20°C. Die Sauerstoffkonzentration entspricht der Sauerstoffkonzentration in der Atmosphäre, also etwa 21 Vol-%.
Während einer Aufheizphase wird der Garraum 8 nun mittels der Heizquelle 20 durch ein alternierendes Ein- und Ausschalten der Heizquelle 20 durch die elektrische Steuerung 14 bis auf eine Pyrolysetemperatur T_P aufgeheizt, wobei die Heizquelle 20 jeweils für ein erstes Zeitintervall I₁ eingeschaltet und für ein zweites Zeitintervall I₂ ausgeschaltet ist. Die beiden Zeitintervalle I₁ und I₂ sind vorher festgelegt und in dem Speicher 141 abgespeichert. Alternativ hierzu ist es auch möglich, dass der Garraum 8 mit einer vorher festgelegten und in einem Speicher 141 der elektrischen Steuerung 14 abgespeicherten Geschwindigkeit, nämlich etwa 10°C pro 1 min., aufgeheizt wird, so dass sich eine ähnliche Aufheizrate wie bei der ersten Alternative ergibt.
Sobald sich die Garraumtemperatur a im Bereich von etwa 200°C befindet, beginnt sich auch die Sauerstoffkonzentration b in dem Garraum 8 und damit auch in dem Abluftweg 16 zu verändern. Aufgrund der sich zersetzenden Verschmutzungen 26 entstehen Rauchgase 17, die über den Katalysator 22 und den Abluftweg 16 an die freie Umgebung abgeführt werden. Diese Rauchgase 17 und die daraus durch die Oxidation an dem Oxidationskatalysator 22 entstehenden Produkte wie Wasserstoff und Kohlendioxid verdrängen den Sauerstoff teilweise, so dass die Sauerstoffkonzentration in dem Garraum 8 und in dem Abluftweg 16 abnimmt.
Das Ausgangssignal des Sauerstoffsensors 24 und damit die gemessene Sauerstoffkonzentration b wird zumindest während der Aufheizphase fortlaufend an die elektrische Steuerung 14 übertragen und in einer Auswerteschaltung 142 der elektrischen Steuerung 14 mit einem abgespeicherten Grenzwert GW für die Sauerstoffkonzentration b, nämlich 18 Vol-%, verglichen. In Abhängigkeit davon und unabhängig von dem oben erläuterten und bereits ablaufenden Aufheizprogramm, also dem alternierenden Ein- und Ausschalten der Heizquelle 20 während der Aufheizphase, wird die Heizquelle 20 durch die elektrische Steuerung 14 ausgeschaltet oder eingeschaltet. Sinkt die Sauerstoffkonzentration b unter 18 Vol-% wird die Heizquelle 20 für ein vorher festgelegtes und in dem Speicher 141 abgespeichertes Zeitintervall I ausgeschaltet, wobei hier das Zeitintervall 1 der Dauer des zweiten Zeitintervalls I₂ entspricht. Steigt die Sauerstoffkonzentration b wieder über 18 Vol-% nach Ablauf des Zeitintervalls I wird die Heizquelle 20 wieder eingeschaltet.
In dem hier erläuterten Beispiel sinkt die Sauerstoffkonzentration b schnell um mehr als 3 Vol-% auf unter 18 Vol-% ab. Durch den fortlaufenden Vergleich der gemessenen Sauerstoffkonzentration b mit dem abgespeicherten Grenzwert GW in der Auswerteschaltung 142 wird nun die Heizquelle 20, wie oben erläutert, von der elektrischen Steuerung 14 für ein Zeitintervall I ausgeschaltet, was aus 3 durch den Rückgang der Garraumtemperatur a und dem Anstieg der Sauerstoffkonzentration b deutlich ersichtlich ist. Sobald das Zeitintervall I abgelaufen ist und die Sauerstoffkonzentration b wieder über dem Grenzwert GW liegt, wird die Heizquelle 20 erneut, wie oben erläutert, eingeschaltet und alternierend betrieben. Die Garraumtemperatur a steigt wieder an und die Sauerstoffkonzentration b sinkt erneut ab. Der obige Ablauf wiederholt sich, da die Sauerstoffkonzentration b wieder zu stark absinkt, nämlich unter den Grenzwert GW.
Wäre die Sauerstoffkonzentration b bei Ablauf des Zeitintervalls I noch unterhalb des Grenzwerts GW gewesen, so hätte die elektrische Steuerung 14 den Backofen für ein weiteres Zeitintervall I bei ausgeschalteter Heizquelle 20 betrieben.
Der vorgenannte Ablauf wiederholt sich bei dem hier betrachteten Beispiel insgesamt vier mal. Nachdem die Heizquelle 20 nach dem Verstreichen des letzten Zeitintervalls I mittels der elektrischen Steuerung 14 wieder eingeschaltet worden ist, bleibt diese eingeschaltet, so dass die Heizquelle 20 wie eingangs beschrieben im alternierenden Betrieb den Garraum 8 weiter bis auf die Pyrolysetemperatur T_P aufheizt. Dies ist deshalb der Fall, weil die Sauerstoffkonzentration b nach dem letzten Wiedereinschalten der Heizquelle 20, etwa nach 80 min., nicht mehr unter 18 Vol-% sinkt.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel folgt auf die vorstehend erläuterte Aufheizphase eine Haltephase, während der eine vorher festgelegte Pyrolysetemperatur T_P mittels einer durch einen in dem Garraum 8 angeordneten und mit der elektrischen Steuerung 14 signalübertragend verbundenen Temperatursensor 30 auf den Fachmann bekannte Weise realisierten Temperaturregelung im Wesentlichen konstant gehalten wird. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird sowohl die Dauer der Haltephase I₃ wie auch die Pyrolysetemperatur T_P während der Aufheizphase und in Abhängigkeit der Sauerstoffkonzentration b während der Aufheizphase ermittelt, was nachfolgend näher erläutert wird.
Die Dauer der Haltephase I₃ und die Pyrolysetemperatur T_P während der Haltephase I₃ werden hier in Abhängigkeit der Anzahl der durch eine zu geringe Sauerstoffkonzentration b verursachten Ausschaltungen der Heizquelle 20 während der Aufheizphase in der Auswerteschaltung 142 automatisch ermittelt. Da es während der Aufheizphase zu insgesamt vier Ausschaltungen der Heizquelle 20 aufgrund einer zu niedrigen Sauerstoffkonzentration b kam, wird die Dauer der Haltephase I₃ auf den Höchstwert, nämlich 90 min., für den aktuellen Pyrolysereinigungsvorgang automatisch ausgewählt und für den Programmablauf übernommen. Für die Pyrolysetemperatur T_P wird hier 460°C ausgewählt und für den Programmablauf übernommen. Siehe 3.
Wären die Verschmutzungen 26 des Garraums 8 geringer, würde während der Aufheizphase nicht so viel Rauchgas gebildet, so dass die oben erläuterte Überwachung der Sauerstoffkonzentration b zu weniger Abschaltungen der Heizquelle 20 führen würde. Beispielsweise würde bei keiner Abschaltung oder lediglich einer Abschaltung während der Aufheizphase, also einer leichten Verschmutzung 26, I₃ = 30 min. und T_P = 430°C und bei zwei oder drei Abschaltungen während der Aufheizphase, also bei einer üblichen Verschmutzung 26, I₃ = 60 min. und T_P = 445°C für den Programmablauf ausgewählt werden.
Bei dem hier vorliegenden Ausführungsbeispiel, bei dem das Ende der Aufheizphase und damit der Beginn der Haltephase von dem Erreichen einer während der Aufheizphase und mittels des Sauerstoffsensors 24 sowie der elektrischen Steuerung 14 automatisch ermittelten Pyrolysetemperatur T_P in dem Garraum 8 abhängt, ist es erforderlich, dass das erfindungsgemäße Verfahren vor Erreichen dieser Pyrolysetemperatur T_P in dem Garraum 8 beendet ist. Deshalb wird das erfindungsgemäße Verfahren hier bei dem Erreichen einer Garraumtemperatur a von 400°C beendet. Zum einen ist dann bereits eine qualitativ hochwertige Auswertung möglich. Zum anderen liegt diese Temperatur noch unterhalb des Wertebereichs für zur Pyrolyse geeignete Garraumtemperaturen a. Grundsätzlich sind jedoch auch andere dem Fachmann bekannte und geeignete Endebedingungen für das erfindungsgemäße Verfahren denkbar. Darüber hinaus wäre es in einer einfacheren Ausführungsform auch möglich, eine Pyrolysetemperatur T_P fest vorzugeben. Das erfindungsgemäße Verfahren kann dann unabhängig von der Pyrolysetemperatur T_P durchgeführt werden.
Anstelle der vorgenannten Ausführungsform wäre es auch denkbar, dass die Dauer der Haltephase I₃ und/oder die Höhe der Pyrolysetemperatur T_P in dem Garraum 8 während der Haltephase I₃ in Abhängigkeit der über das Zeitintervall I₄, nämlich von der ersten durch eine zu geringe Sauerstoffkonzentration b verursachten Ausschaltung bis zu dem Ende der letzten durch eine zu geringe Sauerstoffkonzentration b verursachten Ausschaltung der Heizquelle 20, gemittelten Garraumtemperatur in der Auswerteschaltung 142 automatisch ermittelt wird/werden.
Auf das vorliegende Beispiel übertragen würde die über das Zeitintervall I₄ gemittelte Garraumtemperatur einen Wert von über 320°C entsprechen, bei dessen Vorliegen, I₃ = 90 min. und T_P = 460°C ausgewählt würden. Bei einer gemittelten Garraumtemperatur von unter 300°C würde I₃ = 30 min. und T_P = 430°C und bei einer gemittelten Garraumtemperatur zwischen 300°C und 320°C würde I₃ = 60 min. und T_P = 445°C ausgewählt.
Eine andere Alternative besteht darin, dass die Dauer der Haltephase I₃ und/oder die Höhe der Pyrolysetemperatur T_P in dem Garraum 8 während der Haltephase I₃ in Abhängigkeit der Summe der durch eine zu geringe Sauerstoffkonzentration b verursachten Ausschaltzeiten der Heizquelle 20 während der Aufheizphase in der Auswerteschaltung 142 automatisch ermittelt wird/werden. Dies wäre besonders einfach dadurch realisierbar, dass aus der Addition der Summe der durch eine zu geringe Sauerstoffkonzentration b verursachten Ausschaltzeiten und einer vorher festgelegten und in dem Speicher 141 abgespeicherten Mindestdauer I_{3_MIN} in der Auswerteschaltung 142 die Dauer der Haltephase I₃ ermittelt wird.
Auf das vorliegende Beispiel übertragen würde I_{3_MIN} = 30min. betragen. Auch wenn in dem Garraum 8 lediglich eine geringe Verschmutzung 26 vorliegen würde, würde die Haltephase I₃ = I_{3_MIN} = 30 min. dauern und die Pyrolysetemperatur T_P = 430°C betragen. Bei einer stärken Verschmutzung 26 wäre I entsprechend der Summe der Ausschaltzeiten länger und T_P = 445°C. Bei einer starken Verschmutzung 26, wie in dem vorliegenden Beispiel, würde sich I₃ = 90 min. ergeben, nämlich I_{3_MIN} = 30 min. + 4 × 15 min..
Nachdem die Dauer der Haltephase I₃ und die Pyrolysetemperatur T_P, also die Garraumtemperatur während der Haltephase I₃, auf einer der vorgenannten Arten für den weiteren Programmablauf ausgewählt worden sind, wird der Garraum 8 in der oben erläuterten Weise noch bis auf T_P weiter aufgeheizt. Sobald T_P erreicht worden ist, beginnt die Haltephase I₃; ein in der Auswerteschaltung 142 integriertes und nicht näher dargestelltes Zeitglied wird gestartet und beendet die Haltephase nach Ablauf von I₃ mit dem nachfolgend näher erläuterten Übergang zu der Abkühlphase des Pyrolysereinigungsvorgangs.
Wie aus 3 hervorgeht, wird mittels der bereits erläuterten Temperaturregelung die Garraumtemperatur a im Wesentlichen konstant gehalten, während die Sauerstoffkonzentration b aufgrund der Abnahme der Zersetzungsprodukte bei der Umsetzung der Rauchgase 17 an dem Oxidationskatalysator 22 im Zuge der fortschreitenden Pyrolyse stetig abnimmt. Am Ende der Haltephase I₃ findet keine Umsetzung mehr statt, so dass die Sauerstoffkonzentration b wieder auf den Wert unter Atmosphärenbedingungen, also etwa 21 Vol-%, bzw. 0 Vol-% Abweichung, gestiegen ist.
Zum Abschluss des Pyrolysereinigungsvorgangs wird die Garraumtemperatur a bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel während einer Abkühlphase mittels der bereits erläuterten Temperaturregelung auf eine Endtemperatur von hier 70°C reduziert. Ist diese Garraumtemperatur a erreicht, wird die während des Starts des Pyrolysereinigungsvorgangs automatisch verriegelte Tür 10 wieder entriegelt, so dass diese von dem Benutzer gefahrlos geöffnet werden kann. Die Abkühlphase ist in 3 nicht vollständig dargestellt.
Während die Garraumtemperatur a während dieser Phase stetig bis auf die vorher festgelegte Endtemperatur von 70°C abnimmt, verändert sich die Sauerstoffkonzentration b nicht mehr.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht auf das erläuterte Ausführungsbeispiel sowie die obigen alternativen Ausführungsformen beschränkt. Beispielsweise wäre es auch denkbar, das Verfahren während des gesamten Pyrolysereinigungsvorgangs, also Aufheizphase, Haltephase und Abkühlphase, einzusetzen. Ferner wäre es möglich, die Dauer der Haltephase I₃ und/oder die Pyrolysetemperatur T_P während der Haltephase I₃ auf andere Weise während der Aufheizphase automatisch zu ermitteln oder fest und unveränderlich vorzugeben. Auch können die Zeitintervalle I bis I₄ und T_P in weiten geeigneten Grenzen gewählt werden.

Claims

Verfahren zur Steuerung eines Pyrolysereinigungsvorgangs bei einem Backofen, das folgende Verfahrensschritte aufweist: a) Beheizung des Garraums (8) durch das Einschalten einer Heizquelle (20); b) Messung der Sauerstoffkonzentration (b) in dem Garraum (8) oder in einem Abluftweg (16) zur Abführung von Wrasen aus dem Garraum (8) mittels eines Sauerstoffsensors (24); c) Vergleich der aktuell gemessenen Sauerstoffkonzentration (b) mit einem vorher festgelegten und in einem Speicher (141) einer elektrischen Steuerung (14) des Backofens abgespeicherten Grenzwert GW in einer Auswerteschaltung (142) der elektrischen Steuerung (14); d) Betrieb des Backofens bei ausgeschalteter Heizquelle (20) für ein vorher festgelegtes und in dem Speicher (141) abgespeichertes Zeitintervall I, falls die gemessene Sauerstoffkonzentration (b) den Grenzwert GW unterschreitet; e) Wiederholung der vorgenannten Verfahrensschritte, beginnend mit dem Verfahrensschritt b), nach Ablauf des Zeitintervalls I oder f) Wiederholung der vorgenannten Verfahrensschritte, beginnend mit dem Verfahrensschritt a), falls die gemessene Sauerstoffkonzentration (b) größer oder gleich dem Grenzwert GW ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizquelle (20) zur Beheizung des Garraums (8) alternierend während vorher festgelegter und in dem Speicher (141) abgespeicherter erster Zeitintervalle I, eingeschaltet und während zweiter Zeitintervalle I₂ ausgeschaltet wird und die Dauer des Zeitintervalls I der Dauer des zweiten Zeitintervalls I₂ entspricht.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Grenzwert GW für die Sauerstoffkonzentration (b) etwa 18 Vol-% beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Pyrolysereinigungsvorgang drei Phasen umfasst, nämlich eine Aufheizphase bis zur Erreichung einer vorher festgelegten oder während der Aufheizphase automatisch ermittelten Pyrolysetemperatur T_P des Garraums (8), eine Haltephase, deren Dauer einem vorher festgelegten oder während der Aufheizphase automatisch ermittelten Zeitintervall I₃ entspricht, während dem die Pyrolysetemperatur T_P mittels einer Temperaturregelung im Wesentlichen konstant gehalten wird, und eine Abkühlphase zur Erreichung einer vorher festgelegten Endtemperatur des Garraums (8), wobei die unter Anspruch 1 genannten Verfahrensschritte a) bis f) lediglich während der Aufheizphase durchgeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer der Haltephase I₃ und/oder die Höhe der Pyrolysetemperatur T_P in dem Garraum (8) während der Haltephase in Abhängigkeit der Anzahl der durch eine zu geringe Sauerstoffkonzentration (b) verursachten Ausschaltungen der Heizquelle (20) während der Aufheizphase in der Auswerteschaltung (142) automatisch ermittelt wird/werden.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer der Haltephase I₃ und/oder die Höhe der Pyrolysetemperatur T_P in dem Garraum (8) während der Haltephase I₃ in Abhängigkeit der über das Zeitintervall I₄, nämlich von der ersten durch eine zu geringe Sauerstoffkonzentration (b) verursachten Ausschaltung bis zu dem Ende der letzten durch eine zu geringe Sauerstoffkonzentration (b) verursachten Ausschaltung der Heizquelle (20), gemittelten Garraumtemperatur in der Auswerteschaltung (142) automatisch ermittelt wird/werden.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer der Haltephase I₃ und/oder die Höhe der Pyrolysetemperatur T_P in dem Garraum (8) während der Haltephase I₃ in Abhängigkeit der Summe der durch eine zu geringe Sauerstoffkonzentration (b) verursachten Ausschaltzeiten der Heizquelle (20) während der Aufheizphase in der Auswerteschaltung (142) automatisch ermittelt wird/werden.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Addition der Summe der Ausschaltzeiten und einer vorher festgelegten und in dem Speicher (141) abgespeicherten Mindestdauer I_{3_MIN} in der Auswerteschaltung (142) die Dauer der Haltephase I₃ ermittelt wird.