DE19758860B4 - Method for controlling a pyrolysis cleaning process - Google Patents

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Herbert BERKENKÖTTER
Thomas Dr. Krümpelmann
Helmut Rothenbacher
Ulrich Dr. Sillmen
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    • 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
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Abstract

Verfahren zur Steuerung eines Pyrolysevorganges in einem Backofen mit
– einem Garraum, welcher mindestens einen Garraumheizkörper, einen Temperatursensor und eine Abluftöffnung aufweist,
– einem Katalysator, der in der oder in Verbindung mit der Abluftöffnung angeordnet ist und einen Katalysatorheizkörper und einen Temperatursensor aufweist,
– einer elektronischen Steuer- und Auswerteeinrichtung mit einer Schaltungsanordnung zur Rauchbegrenzung,
wobei
– mit dem Beginn des Pyrolysereinigungsvorganges der Garraum und der Katalysator beheizt und Garraumtemperatur und Katalysatortemperatur separat geregelt werden,
–die momentane Katalysatorheizleistung PKist gemessen und mit einer abgespeicherten Katalysatorschwellheizleistung PKsch, der eine maximal zulässige Rauchmenge entspricht, verglichen wird und
– für den Fall, dass die momentane Katalysatorheizleistung PKist unter den Katalysatorschwellheizleistungswert PKsch fällt und somit die maximale Rauchmenge überschritten wird, wird die Rauchmenge durch Ausschalten der Garraumheizung begrenzt, bis die momentane Katalysatorheizleistung PKist den Katalysatorschwellheizleistungswert PKsch wieder übersteigt. Method for controlling a pyrolysis process in an oven with
A cooking chamber which has at least one cooking chamber heating element, a temperature sensor and an exhaust air opening,
A catalyst arranged in or in connection with the exhaust air opening and having a catalyst heater and a temperature sensor,
An electronic control and evaluation device with a smoke limitation circuit,
in which
Heated with the beginning of Pyrolysereinigungsvorganges the cooking chamber and the catalyst and cooking space temperature and catalyst temperature are controlled separately,
The instantaneous catalyst heating power PK is measured and compared with a stored catalyst threshold heat output PK sch , which corresponds to a maximum permissible amount of smoke, and
- In the event that the current Katalysatorheizleistung PK is below the Katalysatorschwellheizleistungswert PK sch and thus the maximum amount of smoke is exceeded, the amount of smoke is limited by switching off the cooking space heater until the current Katalysatorheizleistung PK is the Katalysatorschwellheizleistungswert PK sch again.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Pyrolysereinigungsvorganges bei einem Backofen mit einem Garraum, welcher mindestens einen Heizkörper zum Erwärmen, einen Temperatursensor, eine Abluftöffnung und einen Katalysator in der Abluftöffnung aufweist, sowie mit einer elektronischen Steuer- und Auswerteeinrichtung und mit einer Einrichtung zur Pyrolysereinigung, wobei dem Katalysator mindestens ein Katalysatorheizkörper und ein Temperatursensor zugeordnet sind und daß eine Schaltungsanordnung zur Rauchbegrenzung in Verbindung mit der elektronischen Steuer- und Auswerteeinrichtung angeordnet ist.The The invention relates to a method for controlling a pyrolysis cleaning process in an oven with a cooking chamber, which at least one radiator for Heat, a temperature sensor, an exhaust port and a catalyst in the exhaust port has, as well as with an electronic control and evaluation and with a device for pyrolysis, wherein the catalyst at least one catalyst heater and a temperature sensor are associated and that a circuit arrangement for smoke limitation in connection with the electronic control and evaluation is arranged.

Es ist allgemein bekannt, daß bei einem pyrolytischen Reinigungsvorgang Garraumverschmutzungen beseitigt werden können, ohne den Benutzer zeitlich und körperlich zu belasten. Dazu ist die Entscheidung zum Einleiten des Selbstreinigungsvorganges von unterschiedlichen Bedingungen abhängig. Neben der Möglichkeit, dem Benutzer Reinigungsbeginn und -dauer vollständig zu überlassen, werden aber seitens der Hersteller auch diverse Verfahren angeboten, dem Benutzer diese Entscheidungen weitgehend abzunehmen. Bekannt ist auch eine von einer Zeitschaltung abhängige Einleitung der Reinigung. Das bringt jedoch den Nachteil, daß feste Reinigungszyklen abgearbeitet werden, die auch dann eine Reinigung einleiten, wenn die Verschmutzung der Garraumwände noch keine Pyrolyse erfordern würde. Durch zu häufig durchgeführte Reinigungsvorgänge kann die Emaillierung der Garraumwände leiden und der Energieverbrauch ist unnötig hoch.It is well known that in a pyrolytic cleaning process eliminates cooking space contamination can be without the user in time and physically to charge. This is the decision to initiate the self-cleaning process depending on different conditions. Besides the possibility the user to leave cleaning beginning and duration completely, but are on the part The manufacturer also offered various procedures to the user these Decisions largely decline. Also known is one of a timer dependent Initiation of the cleaning. However, this has the disadvantage that fixed cleaning cycles be processed, which even then initiate a cleaning, if the contamination of the cooking chamber walls still would not require pyrolysis. By too often conducted cleanings the enameling of the cooking chamber walls can suffer and the energy consumption is unnecessarily high.

Weiterhin ist es durch die DE-PS 40 17 628 bekannt, eine objektiv begründete Einleitung des Pyrolysereinigungsvorganges durch eine Erfassung der Verschmutzungswerte und einen Grenzwertvergleich zu schaffen. In der DE-OS 41 27 388 wird als eine weitere Möglichkeit vorgeschlagen, mit elektronischen Mitteln die Pyrolyse objektiv zu begründen. Hierzu sind im Garraum Sensoren angeordnet, welche die Verschmutzungswerte erfassen und zu einer Auswerteschaltung weitergeben. Die Auswerteschaltung signaliert den Verschmutzungsgrad und empfiehlt daraufhin eine Reinigung oder führt sie durch. Diese Sensoren müssen jedoch an geeigneten Stellen im Garraum zusätzlich angeordnet und außerdem auch für die extremen Temperaturbedingungen bei einem Pyrolysevorgang geeignet sein. Weiterhin kommt negativ hinzu, daß sich die Sensoren an verschiedenen Stellen der Garraumwände befinden und daher auch unterschiedlich verschmutzt sind. Die sensierten Ergebnisse können daher nicht immer eine exakte Auskunft über den Verschmutzungszustand des Garraumes geben.Furthermore, it is known from DE-PS 40 17 628 to provide an objectively justified initiation of Pyrolysereinigungsvorganges by detecting the pollution levels and a limit comparison. In the DE-OS 41 27 388 is proposed as another possibility to objectively justify pyrolysis by electronic means. For this purpose, sensors are arranged in the cooking chamber, which detect the pollution values and pass them on to an evaluation circuit. The evaluation circuit signals the degree of contamination and then recommends cleaning or carrying it out. However, these sensors must be additionally arranged in suitable places in the oven and also be suitable for the extreme temperature conditions in a pyrolysis process. Furthermore, there is a negative effect that the sensors are located at different points of the cooking chamber walls and therefore are also polluted differently. Therefore, the sensed results can not always give exact information about the soiling state of the cooking chamber.

Die EP 0 537 796 offenbart einen Herd mit Pyrolysereinigung und einem Katalysator in der Abluftöffnung, welcher konstruktionsbedingt erst auf seine Betriebstemperatur gebracht werden muß, bevor er aus dem Garraum entweichenden Rauch reinigen kann. Der Katalysator hat keine eigene Heizung und kein Mittel zur Erfassung der an ihm herrschenden Temperatur. Um die Betriebstemperatur des Katalysators zu erreichen, wird der Garraum mit maximaler Leistung seiner Heizkörper auf einen Temperaturwert hochgeheizt, bei welchem nur wenig Rauch im Garraum gebildet wird. Danach erfolgt eine Verringerung der Leistung der Heizkörper und die Garraumtemperatur wird auf diesem Temperaturwert eine feste Zeit gehalten bis sich dabei die Temperatur des Katalysators seiner Betriebstemperatur genähert hat. Das hat jedoch den Nachteil, daß je nach Abluftvolumenstrom und Garraumverschmutzung beim Leistungserhöhen der Garraumbeheizung unerwünscht hohe Katalysatortemperaturen erreicht werden oder in der festen Wartezeit die Katalysatortemperatur noch deutlich zu niedrig ist. Dadurch ist der Katalysator nicht immer in der Lage, alle Rückstände zu verbrennen. Diese gelangen dann unverbrannt an die Umgebung des Gerätes.The EP 0 537 796 discloses a cooker with pyrolysis and a catalyst in the exhaust port, which must be brought to its operating temperature by design before it can clean out escaping smoke from the oven. The catalyst has no own heating and no means for detecting the temperature prevailing at it. In order to reach the operating temperature of the catalyst, the cooking chamber is heated up to maximum temperature of its radiator to a temperature value at which only a small amount of smoke is formed in the oven. Thereafter, there is a reduction in the performance of the radiator and the oven temperature is maintained at this temperature value for a fixed time until the temperature of the catalyst has approached its operating temperature. However, this has the disadvantage that, depending on the exhaust air volume flow and cooking space when increasing the power of the cooking chamber undesirably high catalyst temperatures are reached or in the fixed waiting time, the catalyst temperature is still far too low. Thus, the catalyst is not always able to burn all residues. These then get unburned to the environment of the device.

Aus der GB 1,157,468 A ist ein Backofen mit einem Garraum bekannt, welcher mindestens einen Heizkörper zum Erwärmen, einen Temperatursensor, eine Abluftöffnung und einen Katalysator in der Abluftöffnung aufweist. Ferner weist der Backofen eine elektronische Steuer- und Auswerteeinrichtung sowie eine Einrichtung zur Pyrolysereinigung auf, wobei der Katalysator einen Heizkörper aufweist und ein weiterer Temperatursensor an dem Katalysator angeordnet ist. Mittels der Steuer- und Auswerteeinrichtung wird die Temperatur am Katalysator ausgewertet und bei Erreichen eines vorgegebenen Grenzwertes wird der Heizkörper im Garraum abgeschaltet, bis die Katalysatortemperatur auf einen Wert unterhalb des Grenzwerts abgenommen hat.From the GB 1,157,468 A an oven with a cooking chamber is known, which has at least one heating element for heating, a temperature sensor, an exhaust port and a catalyst in the exhaust port. Further, the oven has an electronic control and evaluation and a device for pyrolysis, wherein the catalyst has a radiator and a further temperature sensor is arranged on the catalyst. By means of the control and evaluation, the temperature is evaluated at the catalyst and upon reaching a predetermined limit, the radiator is switched off in the oven until the catalyst temperature has dropped to a value below the limit.

Ein vergleichbares Verfahren ist darüber hinaus aus der US 4,292,501 A bekannt.A comparable procedure is moreover from the US 4,292,501 A known.

Der Erfindung stellt sich somit das Problem ein Verfahren zur Steuerung eines Pyrolysereinigungsvorganges anzugeben, bei dem die jeweilige Art und Menge der Verschmutzung des Garraumes die Dauer eines Pyrolysevorganges bestimmt, wobei nur maximal eine so große Rauchmenge am Katalysator anfallen darf, daß sie dort vollständig umgesetzt werden kann.Of the Invention thus raises the problem of a method of control specify a Pyrolysereinigungsvorganges, in which the respective type and amount of contamination of the cooking chamber the duration of a pyrolysis process determined, with only a maximum of such a large amount of smoke on the catalyst may happen that she completely there can be implemented.

Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch ein Verfahren mit in den Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Unteransprüchen.According to the invention this Problem by a method with specified in the patent claim 1 Characteristics solved. Advantageous embodiments and further developments of the invention result from the following subclaims.

Die mit der Erfindung erreichbaren Vorteile bestehen neben einem dem Verschmutzungsgrad angepaßten Energieverbrauch während des Reinigungsvorganges insbesondere auch darin, daß während der Aufheizphase die Rauchentwicklung im Garraum so lange gering gehalten wird, bis der Katalysator seine Betriebstemperatur erreicht hat. Der Backofen weist dazu eine Schaltung zur Rauchbegrenzung auf. Wenn zu viel Rauch entsteht, die der Katalysator aufgrund seiner noch nicht erreichten Betriebstemperatur noch nicht verarbeiten kann, wird die Garraumbeheizung ausgeschaltet. Der Katalysator kann dadurch ein optimales Ergebnis liefern und wird nicht überfordert. Je größer die Verschmutzung im Garraum ist, je höher ist die am Katalysator anfallende Rauchmenge und desto öfter wird auch bereits in der Aufheizphase die Garraumbeheizung ausgeschaltet. Die Verbrennungswärme am Katalysator nimmt mit der Größe der verbrennenden Rückstände zu. Die vom Garraum nachgelieferte Wärme wird dann geringer, wenn die Verschmutzung abnimmt. Diese Feststellung wird durch den Temperaturfühler am Katalysator erfaßt und an eine elektronische Steuer- und Auswerteeinrichtung weitergegeben. Diese realisiert für jeden Reinigungsvorgang seine verschmutzungsabhängige Dauer.The achievable with the present invention consist in addition to a the Pollution degree adapted Energy consumption during the cleaning process in particular also in that during the Heating phase, the smoke is kept low in the oven so long until the catalyst has reached its operating temperature. The oven has a circuit for smoke limitation. If too much Smoke is produced by the catalyst due to its not yet reached Operating temperature can not process, is the cooking space heating switched off. The catalyst can thereby achieve an optimal result deliver and is not overwhelmed. The bigger the Contamination in the cooking chamber is, the higher is the catalyst accumulating amount of smoke and more often The cooking chamber heating is switched off already in the heating phase. The heat of combustion at the catalyst increases with the size of the burning Residues too. The heat supplied by the oven then decreases as the pollution decreases. This statement is detected by the temperature sensor on Catalyst detected and passed on to an electronic control and evaluation device. These realized for every cleaning process its pollution-dependent duration.

Die Dauer des Verfahrens zur Steuerung des Pyrolysereinigungsvorganges wird unter Einbeziehung der aktuellen Verschmutzungswerte des Garraumes bei jedem Reinigungsvorgang neu bestimmt. Das bedeutet, daß die Dauer an den jeweiligen Verschmutzungszustand des Garraumes angepaßt werden kann. Nach dem Beginn der Betriebsart "Pyrolyse" wird die Beheizung des Katalysators und des Garraumes gleichzeitig gestartet. Der aktuelle Verschmutzungswert des Garraumes wird anhand der Rauchentwicklung durch die Einrichtung zur Rauchsensierung ermittelt. Die zur Beseitigung der vorhandenen Verschmutzung notwendige Pyrolysedauer wird durch Zuordnung zum jeweiligen Verschmutzungswert aus einem Speicher gewählt. Der Pyrolysevorgang ist dabei in eine Aufheiz-, eine Halte- und eine Abkühlphase unterteilt.The Duration of the process for controlling the pyrolysis cleaning process is taking into account the current pollution values of the cooking chamber redetermined during each cleaning process. That means the duration be adapted to the respective contamination state of the cooking chamber can. After the start of the operating mode "pyrolysis" is the heating of the catalyst and the cooking chamber started simultaneously. The current pollution value the cooking chamber is determined by the smoke through the device determined for smoke detection. The to eliminate the existing Pollution necessary pyrolysis is by assignment to the respective pollution value selected from a memory. Of the Pyrolysis process is in a heating, a holding and a cooling phase divided.

Die Schaltung zur Rauchbegrenzung ist in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung aus einer Einrichtung zur Rauchsensierung, der elektronischen Auswerteeinrichtung und mindestens einem zusätzlichen Schaltmittel zum Unterbrechen der Heizkörper zum Erwärmen des Garraumes zusammengesetzt. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung werden bereits im Backofen vorhandene Bauteile als Einrichtung zur Rauchsensierung genutzt. Das zusätzliche Schaltmittel ist vorteilhafterweise mit einem bereits allgemein bekannten Schaltmittel zum Anfahren und Regeln der Heizkörper in Reihe geschaltet. Eine andere vorteilhafte Realisierungsvariante sieht eine Regelung für die Rauchmenge vor, die mit der Temperaturregelung des Backofens in Reihe geschaltet wird, ohne ein zusätzliches Schaltmittel zu benötigen. Ein besonderer Vorteil ergibt sich, wenn der Katalysator aus zwei hintereinander angeordneten Keramikwaben, einem Heizkörper am Katalysatoreingang und dem Temperatursensor in seiner Mitte zwischen den Keramikwaben zusammengesetzt ist. Für eine verbesserte Entlüftung des Garraumes wird im Saugweg am Katalysatorausgang ein Wrasenabsauggebläse angeordnet. Um Verpuffungen am Katalysator weitgehend auszuschließen, ist eine Anordnung eines ein- oder mehrlagigen Metallsiebes vor dem Katalysatoreingang sinnvoll. Wird in einer vorteilhaften Ausgestaltung ein Heizkörper als äußerer Heizkreis eines Unterhitzeheizkörpers angeordnet, kann eine bessere Reinigung im Backmuffelrahmenbereich erreicht werden. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß anhand der Anzahl und der dazugehörigen Garraumtemperaturen der rauchmengenbedingten Abschaltungen und der Garraumbeheizung auf die Menge und die Art der Verschmutzung geschlossen werden kann. Schalten die Heizkörper im Garraum bereits in der Aufheizphase mehrmals ab, ist das ein Zeichen für verbrannte frische Fette, während ältere Verschmutzungen meistens erst während der Haltephase zum Abschalten der Heizkörper führen.The Circuit for smoke limitation is in an advantageous embodiment the invention of a device for smoke detection, the electronic Evaluation device and at least one additional switching means for interrupting the radiator for heating composed of the cooking chamber. In a particularly advantageous Design are already in the oven existing components as Device used for smoke detection. The additional switching means is advantageously with an already well-known switching means for starting and rules of radiators connected in series. Another advantageous implementation variant sees a regulation for the amount of smoke before that with the temperature control of the oven is connected in series, without the need for additional switching means. One particular advantage arises when the catalyst of two consecutively arranged ceramic honeycomb, a radiator at the catalyst inlet and the temperature sensor in its middle between the ceramic honeycombs composed is. For an improved ventilation the cooking chamber is arranged in the suction at the catalyst outlet a Wrasenabsauggebläse. Around To largely eliminate deflagrations on the catalyst is an arrangement of a single or multi-layer metal mesh before the Catalyst input makes sense. Is in an advantageous embodiment a radiator as outer heating circuit a bottom heating radiator arranged, can better cleaning in the baking muffle frame area be achieved. Another advantage is the fact that based on the Number and the associated Cooking chamber temperatures of the smoke-related shutdowns and the Cooking chamber heating closed on the amount and type of contamination can be. Turn on the radiators in the cooking chamber already in the heating phase several times off, that's one Sign of burned fresh fats, while older soils mostly only during the holding phase to turn off the radiator.

In einer elektronischen Auswerteeinheit werden die Katalysatorsollheizleistung zum Halten dieser Katalysatorsolltemperatur sowie Schwellwerte für die minimale Katalysatorheizleistung abgelegt, die mit einem Wert für eine vorgegebene maximale Rauchmenge korrespondieren. Im Vergleich mit den jeweils aktuell gemessenen Werten wird die am Katalysator anfallende Rauchmenge ermittelt. Wenn die gemessene Rauchmenge größer ist, als die für eine einwandfreie Arbeit des Katalysators maximal mögliche Rauchmenge, wird durch ein Schaltmittel die Garraumheizung abgeschaltet. Die Garraumtemperatur darf dabei so lange nicht über einen vorher festgelegten Temperaturwert ansteigen, bis die Katalysatorsolltemperatur nicht mindestens nahezu erreicht ist.In an electronic evaluation unit, the Katalysatorollheizleistung to hold this target catalyst temperature and thresholds for the minimum Catalyst heat output stored with a value for a given maximum amount of smoke correspond. In comparison with the respective ones currently measured values is the amount of smoke accumulating on the catalytic converter determined. If the measured amount of smoke is greater than that for a flawless Work of the catalyst maximum possible amount of smoke, is through a switching means the oven heating off. The cooking space temperature may not be over so long increase to a predetermined temperature value until the target catalyst temperature not at least nearly reached.

Eine weitere besondere Ausgestaltung des erfinderischen Verfahrens sieht vor, daß eine Sicherheitsabschaltung der Heizkörper zur Garraumbeheizung dann erfolgt, wenn die gewählte Garraumtemperatur nicht innerhalb einer, in der elektronischen Steuereinheit abgelegten und der jeweiligen Betriebsart zugeordneten, Zeit erreicht wird.A sees further special embodiment of the inventive method before that one Safety shutdown of the radiators for Garraumbeheizung then takes place when the selected cooking space temperature is not within one, stored in the electronic control unit and the respective operating time associated, time is reached.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigen:One embodiment The invention is shown purely schematically in the drawings and will be closer below described. Show it:

1 eine Prinzipskizze eines Backofens mit einer Einrichtung zur Rauchbegrenzung 1 a schematic diagram of a baking oven with a device for smoke limitation

2 einen Schnitt durch eine Seitenansicht eines Backofens mit Katalysator und Wrasenabsauggebläse 2 a section through a side view an oven with catalyst and fume extraction fan

3 ein Garraumtemperatur-Zeit-Diagramm bei starker Ofenverschmutzung 3 a cooking chamber temperature-time diagram with heavy oven contamination

4 ein Garraumtemperatur-Zeit-Diagramm bei geringer Ofenverschmutzung 4 a cooking space temperature-time diagram with low oven contamination

5 ein Katalysatorheizleistungs-Zeit-Diagramm während eines Pyrolysevorganges 5 a catalyst heating-time diagram during a pyrolysis process

Die 1 zeigt einen Backofen (1) mit einer Einrichtung zur Rauchbegrenzung (10). In dem Backofen (1) ist mindestens ein Heizkörper (2) zum Erwärmen des Garraumes (1.1) angeordnet. Innerhalb des Garraumes (1.1) befinden sich weiterhin ein Temperatursensor (3) zur Erfassung der Garrauminnentemperatur (TG) und vorzugsweise an der Garraumdecke eine Abluftöffnung (5), in welcher ein Katalysator (8) eingebracht ist. Der Katalysator (8) ist mit Heizkörpern (6) zur Eigenbeheizung ausgerüstet und besitzt außerdem einen Temperatursensor (7) zur Erfassung der Katalysatortemperatur (TK). Der Temperatursensor (7) ist mit einer elektronischen Auswerteeinheit (9) und einer Katalysatortemperaturregeleinrichtung (11) verbunden, welche beide Bestandteil einer elektronische Steuer- und Auswerteeinrichtung (16) sind. In die Steuer- und Auswerteeinrichtung (16) gehen weiterhin vom Benutzer an eine Bedieneinrichtung (17) gebene Parameter ein. Mehrere ausgewertete Signale sind vom Benutzer auswählbar, um sie dann im Anzeigendisplay (18) sichtbar zu machen. Zur Rauchbegrenzung, insbesondere während eines Pyrolyseverfahrens, ist ein zusätzliches Schaltmittel (S2) zum Unterbrechen der Heizkörper (2) in Abhängigkeit von der Katalysatorheizleistung (PK) notwendig. Dieses Schaltmittel (S2) ist in Reihe geschaltet mit einem bekannten Schaltmittel (S1) zum Anfahren und Regeln der Heizkörper (2). Eine derartige Regelung ist nötig, weil bei steigender Garraumtemperatur (TG) immer Fettdämpfe im Ofenraum anfallen, die am Katalysator (8) Verbrennungswärme erzeugen. Die Heizleistung (PK) des Katalysators (8) wird dabei auf einen Wert abgesenkt, welcher unter deren Schwellwert (PKsch) liegt, obwohl die eigene Beheizung ausgeschaltet sein kann. Immer wenn nämlich der Heizleistungsschwellwert (PKsch) unterschritten ist, schaltet der Garraumheizkörper (2) ab und erst, wenn dieser Wert wieder überschritten ist, wird der Heizkörper (2) wieder eingeschaltet. Dieses Ein- und Ausschalten wird so lange wiederholt, bis kein Rauch mehr am Katalysator (8) anfällt. Der Katalysator (8) wird dadurch zu einer Einrichtung zur Rauchsensierung. Eine elektronische Auswerteeinheit (9) übernimmt dabei in Verbindung mit dem Schaltmittel (S2) und dem Katalysator (8) die Funktion eines Rauchbegrenzers. Das Schaltmittel (S2) liegt in Reihe mit einem Schalter (S3) zur Regelung der Katalysatortemperatur. Eine Sicherheitsabschaltung der Heizkörper (2) des Backofens (1) erfolgt außerdem auch dann, wenn die gewählte Garraumtemperatur (TG) nicht innerhalb einer, der jeweiligen Betriebsart zugeordneten Zeit (tmax) erreicht wird, weil dann z.B. während der Pyrolyse eventuell noch Gargut im Garraum (1.1) vorhanden oder ein Fehler in der Steuer- und Auswerteeinrichtung (16) aufgetreten sein kann.The 1 shows an oven ( 1 ) with a smoke limitation device ( 10 ). In the oven ( 1 ) is at least one radiator ( 2 ) for heating the cooking space ( 1.1 ) arranged. Inside the cooking chamber ( 1.1 ) are still a temperature sensor ( 3 ) for detecting the cooking chamber interior temperature (TG) and preferably at the cooking chamber ceiling an exhaust port ( 5 ) in which a catalyst ( 8th ) is introduced. The catalyst ( 8th ) is equipped with radiators ( 6 ) is equipped for self-heating and also has a temperature sensor ( 7 ) for detecting the catalyst temperature (TK). The temperature sensor ( 7 ) is equipped with an electronic evaluation unit ( 9 ) and a catalyst temperature control device ( 11 ), which are both part of an electronic control and evaluation device ( 16 ) are. In the control and evaluation device ( 16 ) continue to go from the user to an operating device ( 17 ) enter parameters. Several evaluated signals can be selected by the user and then displayed on the display ( 18 ). For smoke limitation, in particular during a pyrolysis process, an additional switching means (S2) for interrupting the radiator ( 2 ) depending on the catalyst heating power (PK) necessary. This switching means (S2) is connected in series with a known switching means (S1) for starting and controlling the radiator ( 2 ). Such a regulation is necessary, because with increasing cooking chamber temperature (TG) always grease vapors in the furnace chamber incurred on the catalyst ( 8th ) Generate heat of combustion. The heat output (PK) of the catalyst (PK) 8th ) is thereby lowered to a value which is below its threshold (PK sch ), although the own heating can be turned off. Whenever namely Heizleistungsschwellwert (PK sch) is reached, the switches Garraumheizkörper ( 2 ) and only when this value is exceeded again, the radiator ( 2 ) again. This switching on and off is repeated until no more smoke at the catalyst ( 8th ) accumulates. The catalyst ( 8th ) thereby becomes a smoke sensing device. An electronic evaluation unit ( 9 ) assumes in conjunction with the switching means (S2) and the catalyst ( 8th ) the function of a smoke limiter. The switching means (S2) is in series with a switch (S3) for controlling the catalyst temperature. A safety shutdown of the radiators ( 2 ) of the oven ( 1 ) also takes place when the selected cooking space temperature (TG) is not reached within a, the respective operating mode associated time (t max ), because then, for example, during cooking may still be cooked in the oven ( 1.1 ) or an error in the control and evaluation device ( 16 ) may have occurred.

Die 2 stellt einen Schnitt durch eine Seitenansicht eines Backofens (1) mit einem in der Abluftöffnung (5) des Garraumes (1.1) angeordneten Katalysator (8) dar. Der Katalysatorein gang (8.1) weist zum Garraum (1.1), während der Katalysatorausgang (8.2) zu der Saugseite eines Wrasenabsauggebläses (14) zeigt. Der Katalysator (8) besteht in diesem Beispiel aus zwei hintereinander angeordneten Keramikwaben (13) und einem Heizkörper (6) am Katalysatoreingang (8.1). In der Mitte zwischen den Keramikwaben (13) ist ein Temperatursensor (7) zur Erfassung der Katalysatortemperatur (TKist) angeordnet. Das Wrasenabsauggebläse (14) saugt am Katalysatorausgang (8.2) die gereinigte Luft an, vermischt sie mit Gerätekühlluft und bläst sie abgekühlt aus dem Backofen (1) hinaus (sh. Verlauf der Pfeile). Da es beim Verflüchtigen von Alkohol oder ähnlichen Stoffen im Garraum zu Verpuffungen am Katalysator kommen kann, ist vor dem Katalysatoreingang (8.1) ein ein- oder mehrlagiges Metallgitter (15) angeordnet. Durch diese einfache konstruktive Veränderung können Verpuffungen weitgehend eingeschränkt werden. Die Heizkörper (2) sind hier wegen einer besseren Übersicht nicht dargestellt. Wird beispielsweise zu einem Oberhitzeheizkörper auch ein Unterhitzeheizkörper und dazu noch ein zusätzlicher Heizkörper als äußerer Heizkreis angeordnet, kann dadurch eine gute Reinigung auch im Backmuffelrahmenbereich erfolgen.The 2 shows a section through a side view of a baking oven ( 1 ) with one in the exhaust port ( 5 ) of the cooking space ( 1.1 ) arranged catalyst ( 8th ). The catalyst inlet ( 8.1 ) points to the cooking chamber ( 1.1 ), while the catalyst outlet ( 8.2 ) to the suction side of a Wrasenabsauggeblääses ( 14 ) shows. The catalyst ( 8th ) consists in this example of two successively arranged ceramic honeycomb ( 13 ) and a radiator ( 6 ) at the catalyst inlet ( 8.1 ). In the middle between the ceramic honeycombs ( 13 ) is a temperature sensor ( 7 ) for detecting the catalyst temperature (TK is ). The fume extraction fan ( 14 ) sucks at the catalyst outlet ( 8.2 ) the cleaned air, mix it with device cooling air and blow it cooled from the oven ( 1 ) (see the course of the arrows). Since volatilization of alcohol or similar substances in the cooking chamber can lead to deflagrations on the catalyst, before the catalyst inlet ( 8.1 ) a single or multi-layer metal grid ( 15 ) arranged. Due to this simple design change, deflagrations can be largely restricted. The radiators ( 2 ) are not shown here for a better overview. If, for example, an underheat radiator and, in addition, an additional radiator as the outer heating circuit are arranged for a top heat radiator, a good cleaning can also take place in the backmuffle frame area.

Die 3 zeigt ein Temperatur-Zeit-Diagramm bei starker Ofenverschmutzung. Zu Beginn des Pyrolysereinigungsvorganges kann eine Beheizung des Garraumes (1.1) und des Katalysators (8) gleichzeitig oder getrennt beginnen. Die Garraumtemperaturen (TG) und Katalysatortemperaturen (TK) sind dabei separat regelbar. Während der Aufheizphase wird der Garraum (1.1) auf einen Temperaturwert (TGmax) ansteigen, dann wird dieser Temperaturwert (TGmax) so lange beibehalten, bis der Katalysator (8) seine Betriebstemperatur erreicht hat und steigt dann wieder an, weil der Katalysator (8) jetzt die anfallende Rauchmenge (Rist) verarbeiten kann. Entsteht bei den erhöhten Garraumtemperaturen jedoch eine zu große Rauchmenge (Rist), kann der Katalysator (8) nicht diese gesamte Rauchmenge (Rist) verarbeiten. Bei Unterschreitung des Schwellwertes (PKsch) schaltet das Schaltmittel (S2) die Garraumheizkörper (2) aus. Dieser Vorgang wiederholt sich so lange, bis im Garraum die Pyrolysetemperatur (TGPy) erreicht ist. Dann wird die Pyrolysetemperatur (TGPy) gehalten bis keine Rauchmenge (Rist) mehr durch den Katalysator (8) sensiert wird. Anschließend schaltet die elektronische Steuer- und Auswerteeinrichtung (16) den oder die Garraumheizkörper (2) ab und die Abkühlphase beginnt. Während der Abkühlphase ist es sinnvoll, eine in den Figuren nicht gezeigte Verschlußeinrichtung der Backofentür zum Schutz für den Benutzer so lange zu aktivieren, bis die Garraumtemperaturen (TGist) auf ca 300°C gesunken sind.The 3 shows a temperature-time diagram with heavy oven contamination. At the beginning of the pyrolysis cleaning process, a heating of the cooking chamber ( 1.1 ) and the catalyst ( 8th ) start simultaneously or separately. The cooking chamber temperatures (TG) and catalyst temperatures (TK) can be regulated separately. During the heating phase, the cooking chamber ( 1.1 ) to a temperature value (TG max ), then this temperature value (TG max ) is maintained until the catalyst ( 8th ) has reached its operating temperature and then increases again because the catalyst ( 8th ) can now process the accumulating amount of smoke (R is ). However, if too much smoke (R ist ) occurs at the increased cooking chamber temperatures, the catalyst can ( 8th ) does not process this total amount of smoke (R is ). When falling below the threshold value (PK sch ) the switching means (S2) switches the cooking space heaters ( 2 ) out. This process is repeated until the pyrolysis temperature (TG Py ) is reached in the cooking chamber. Then the pyrolysis temperature (TG Py ) held until no amount of smoke (R is ) through the catalyst ( 8th ) is sensed. Subsequently, the electronic control and evaluation device ( 16 ) the cooking space heater (s) ( 2 ) and the cooling phase begins. During the cooling phase, it is useful to activate a closure device, not shown in the figures, the oven door to protect the user until the cooking space temperatures (TG is ) have dropped to about 300 ° C.

In der 4 ist ein Garraumtemperatur-Zeit-Diagramm bei geringer Ofenverschmutzung dargestellt. Durch die geringe Verschmutzung entsteht nur wenig Rauch bei der Aufheizung des Garraumes (1.1). Die Garraumtemperatur (TG) steigt bis auf den Temperaturwert (TGPy) zur Durchführung der pyrolytischen Reinigung an. Dabei braucht sie zwischenzeitlich nicht auf einem Temperaturschwellwert (TGmax) gehalten zu werden, weil nur wenig Rauch bei der Pyrolysereinigung anfällt und daher keine Überlastung des Katalysators (8) stattfindet.In the 4 a cooking space temperature-time diagram is shown with low oven contamination. Due to the low pollution, only a small amount of smoke is generated during the heating of the cooking chamber ( 1.1 ). The cooking chamber temperature (TG) rises to the temperature value (TG Py ) to carry out the pyrolytic cleaning. In the meantime, it does not need to be kept at a temperature threshold (TG max ) because only a small amount of smoke is obtained during the pyrolysis cleaning and therefore no overloading of the catalyst ( 8th ) takes place.

In der 5 ist ein Diagramm der Katalysatorheizleistung (PK) während der Zeit eines Pyrolysevorganges dargestellt. Das Verfahren zur Rauchbegrenzung verwendet zur Bestimmung der momentan am Katalysator (8) anfallenden Gas- bzw. Rauchmenge (Rist) die momentane Katalysatorheizleistung oder ein indirektes Maß dafür. Als indirektes Maß kann beispielsweise das Verhältnis der Einschalt- zur Ausschaltzeit der Katalysatorheizkörper (6) dienen. Fallen brennbare Gase am Katalysator (8) an, reduziert das seine aufzubringende elektrische Heizenergie zum Halten der Katalysatorsolltemperatur (TKsoll). Ein Heizleistungsschwellwert (PKsch) für die Katalysatorheizleistung (PK) liegt deutlich unter dem vorgegebenen Wert für einen sauberen Backofen (1). Bei Unterschreitung des Schwellwertes (PKsch) schaltet das Schaltmittel (S2) die Garraumheizkörper (2) aus, bei Überschreitung des Schwellwertes (PKsch) schaltet das Schaltmittel (S2) die Garraumheizkörper (2) wieder ein. Die Einbeziehung der Katalysatorheizleistung (PK) in das Verfahren zur Rauchbegrenzung in einem Backofen (1) ist sogar noch empfindlicher als ein Verfahren unter Berücksichtigung der Katalysatortemperatur (TK) für den Katalysator (8) und daher noch besser zur Rauchbegrenzung am Katalysator (8) geeignet. Bei einem Temperaturschwellverfahren unter Berücksichtigung der Katalysatortemperatur (TK) muß gewartet werden, bis die elektrische Katalysatorbeheizung auf Null reduziert wurde. Bei Überwachung der Katalysatorheizleistung (PK) kann dagegen schon bei jeder vorgebbaren Reduzierung der zur Aufrechterhaltung der Katalysatortemperatur (TK) notwendigen Heizleistung (PK) auf die Garraumheizkörper (2) rückgewirkt werden.In the 5 FIG. 3 is a graph of catalyst heat capacity (PK) during the time of a pyrolysis process. FIG. The method for smoke limitation used to determine the momentarily on the catalyst ( 8th ) amount of gas or smoke (R is ) the instantaneous Katalysatorheizleistung or an indirect measure of it. As an indirect measure, for example, the ratio of the switch-on and off time of the catalyst heater ( 6 ) serve. Fall flammable gases on the catalyst ( 8th ), which reduces its applied electric heating energy for holding the target catalyst temperature (TK soll ). A Heizleistungsschwellwert (PK sch ) for the catalyst heating power (PK) is well below the default value for a clean oven ( 1 ). When falling below the threshold value (PK sch ) the switching means (S2) switches the cooking space heaters ( 2 ), when the threshold value (PK sch ) is exceeded, the switching means (S2) switches the cooking space heaters ( 2 ) again. The inclusion of the catalyst heating capacity (PK) in the smoke limitation process in an oven ( 1 ) is even more sensitive than a method taking into account the catalyst temperature (TK) for the catalyst ( 8th ) and therefore even better for smoke limitation on the catalyst ( 8th ) suitable. In a temperature threshold process, taking into account the catalyst temperature (TK), it is necessary to wait until the electrical catalyst heating has been reduced to zero. By monitoring the catalyst heating power (PK), by contrast, the heating power (PK) necessary for maintaining the catalyst temperature (TK) can be applied to the cooking chamber heaters (at any given reduction). 2 ).

Claims (3)

Verfahren zur Steuerung eines Pyrolysevorganges in einem Backofen mit – einem Garraum, welcher mindestens einen Garraumheizkörper, einen Temperatursensor und eine Abluftöffnung aufweist, – einem Katalysator, der in der oder in Verbindung mit der Abluftöffnung angeordnet ist und einen Katalysatorheizkörper und einen Temperatursensor aufweist, – einer elektronischen Steuer- und Auswerteeinrichtung mit einer Schaltungsanordnung zur Rauchbegrenzung, wobei – mit dem Beginn des Pyrolysereinigungsvorganges der Garraum und der Katalysator beheizt und Garraumtemperatur und Katalysatortemperatur separat geregelt werden, –die momentane Katalysatorheizleistung PKist gemessen und mit einer abgespeicherten Katalysatorschwellheizleistung PKsch, der eine maximal zulässige Rauchmenge entspricht, verglichen wird und – für den Fall, dass die momentane Katalysatorheizleistung PKist unter den Katalysatorschwellheizleistungswert PKsch fällt und somit die maximale Rauchmenge überschritten wird, wird die Rauchmenge durch Ausschalten der Garraumheizung begrenzt, bis die momentane Katalysatorheizleistung PKist den Katalysatorschwellheizleistungswert PKsch wieder übersteigt. A process for controlling a pyrolysis process in an oven with - a cooking chamber, which has at least one Garraumheizkörper, a temperature sensor and an exhaust port, - a catalyst, which is arranged in or in connection with the exhaust port and a catalyst heater and a temperature sensor, - one electronic control and evaluation device with a circuit arrangement for smoke limitation, - heated at the beginning of Pyrolysereinigungsvorganges the cooking chamber and the catalyst and cooking chamber temperature and catalyst temperature are controlled separately, the instantaneous Katalysatorheizleistung PK is measured and with a stored Katalysatorschwellheizleistung PK sch , the maximum permissible amount of smoke, is compared and - in the event that the current Katalysatorheizleistung PK is below the Katalysatorschwellheizleistungswert PK schfall and thus the maximum amount of smoke überschr Istenten, the amount of smoke is limited by switching off the cooking space heater until the current Katalysatorheizleistung PK is the Katalysatorschwellheizleistungswert PK sch again exceeds. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der elektronischen Steuer- und Auswerteeinrichtung (16) zu der jeweiligen Rauchmenge (Rist) und/oder Art der Verschmutzung des Garraumes (1.1) eine notwendige Pyrolysedauer gespeichert und realisiert wird, wobei die jeweils aktuelle Rauchmenge (Rist) durch einen Vergleich der momentanen Katalysatorheizleistung PKist mit der Katalysatorschwellheizleistung PKsch ermittelt wird.Method according to one of claims 1 or 2, characterized in that in the electronic control and evaluation device ( 16 ) to the respective amount of smoke (R is ) and / or type of contamination of the cooking chamber ( 1.1 ) a necessary pyrolysis is stored and realized, wherein the respective current amount of smoke (R is ) by a comparison of the instantaneous Katalysatorheizleistung PK is determined with the Katalysatorschwellheizleistung PK sch . Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Pyrolysetemperatur (TGPy) in Abhängigkeit von der Rauchmenge (Rist) und/oder der Garraumtemperatur (TGist), bei welcher die Rauchmenge (Rist) entsteht, von der Steuer- und Auswerteeinrichtung (16) errechnet wird.Process occurs according to at least one of claims 1 to 4, characterized in that the pyrolysis temperature (TG Py) in response to the amount of smoke (R) and / or the cooking chamber temperature (TG) at which the amount of smoke (R) of the control and evaluation device ( 16 ) is calculated.
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