DE19849040A1 - Backofen mit Mitteln zur pyrolytischen Selbstreinigung - Google Patents

Abstract

Bekannt ist ein Backofen mit Mitteln zur pyrolitischen Selbstreinigung mit einem durch eine Tür verschließbaren und durch eine Backofenmuffel begrenzten Garraum, mit einem unterhalb der Deckwand der Muffel im Garraum angeordneten ersten Heizelement und einem der Bodenwand zugeordneten zweiten Heizelement, dessen Heizleistung beim Pyrolysebetrieb wesentlich größer ist als die des ersten Heizelementes. Um die Reinigbarkeit des Backofens zu verbessern, ist die Bodenwand 15 als separates Teil ausgebildet sowie im Bodenbereich der Backofenmuffel 3 oberhalb des zweiten Heizelementes 11 gehaltert und deckt dises ab.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Backofen mit Mitteln zur pyrolytischen Selbstreini­ gung mit einem durch eine Tür verschließbaren und durch eine Backofenmuffel begrenz­ ten Garraum, mit einem unterhalb der Deckwand der Muffel im Garraum angeordneten ersten Heizelement und einem der Bodenwand zugeordneten, zweiten Heizelement, des­ sen Heizleistung beim Pyrolysebetrieb wesentlich größer ist als die des ersten Heiz­ elementes.

Ein derartiger Backofen ist bekannt aus der Druckschrift US 3,668,371, wobei im Garraum unterhalb der Deckwand und oberhalb der Bodenwand der Muffel jeweils ein Rohrheizkörper für den Garbetrieb vorgesehen ist. Beim Selbstreinigungsbetrieb wird das erste Heizelement vom Netz getrennt, während das zweite Heizelement an Netzspannung gelegt ist. Dabei stellt sich im Schwerpunkt der Backofenmuffel eine Temperatur von etwa 320°C im Unterschied zu der beim Pyrolysebetrieb ansonsten üblicherweise erreichten Schwerpunkttemperatur von 450°C ein. Die mit der gemäß der Druckschrift US 3,668,371 deutlich reduzierten Schwerpunkttemperatur verbundenen, relativ niedrigen Muffelwandtemperaturen sind jedoch im Bereich der weniger verschmutzten Muffelseiten­ wände und -deckwand für eine Reinigung ausreichend groß. Infolge der unmittelbaren räumlichen Nähe des zweiten Heizelementes zur Bodenwand wird diese deutlich stärker aufgeheizt typischerweise auf bis zu etwa 450°C. Diese Temperatur ist geeignet, um den üblicherweise stärker verschmutzten Bodenbereich der Backofenmuffel pyrolytisch reinigen zu können.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei einem Backofen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 die Reinigbarkeit zu erleichtern.

Erfindungsgemäß ist dies bei einem Backofen nach dem Oberbegriff des Patentan­ spruches dadurch erreicht, daß die Bodenwand als separates Teil ausgebildet ist sowie im Bodenbereich der Backofenmuffel oberhalb des zweiten Heizelementes gehaltert ist und dieses abdeckt. Die nach dem Pyrolysevorgang in der Backofenmuffel zurück­ bleibende Asche ist aus der Bodenwand in besonders einfacher Weise zu entfernen bzw. herauszuwischen. Die nachteiligen Ecken und Zwischenraumbereiche zwischen dem zweiten Heizkörper und der Bodenwand gemäß dem Stand der Technik entfallen erfin­ dungsgemäß. Zudem ist durch die Abschirmung des zweiten Heizelementes durch die Bodenwand gegenüber dem Garraum ein größerer Temperaturunterschied zwischen der Bodenwand und den Seitenwänden bzw. der Deckwand der Muffel beim Pyrolysebetrieb einstellbar.

Vorteilhafterweise ist die Bodenwand etwa 0,5 mm stark. Durch die Ausbildung der Bo­ denwand als separates Teil ist es möglich, eine geringere Wandstärke als die der Back­ ofenmuffel zu wählen, ein anderes Material zu verwenden oder das Bodenblech mit speziellen schmutzabweisenden Schichten zu versehen. Durch die geringe Wärmekapa­ zität der Bodenwand wird der Leistungsbedarf beim Pyrolysebetrieb reduziert. Weiterhin ist der Energiebedarf bei einem Garprozess, bei dem auch das zweite Heizelement eingeschaltet ist, im Vergleich zu stärkeren Bodenwanddicken herabgesetzt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform besitzt die Backofenmuffel einen ge­ schlossenen Boden, ist oberhalb des Bodens das zweite Heizelement angeordnet, und ist oberhalb des zweiten Heizelementes die Bodenwand in Form eines insbesondere aus der Muffel herausnehmbaren Bodenbleches angeordnet. Der geschlossene Boden der Back­ ofenmuffel garantiert sowohl einen vollständig dichten Abschluß des Garraumes nach unten als auch eine zusätzliche Wärmeisolation bezüglich der nach unten abgestrahlten Wärmestrahlung des zweiten Heizelementes. Ein herausnehmbares Bodenblech bietet zudem Vorteile bei der Reinigung des Backofens. Zur Verringerung der Wärmeverluste des Backofens ist das zweite Heizelement vom Boden der Backofenmuffel geringfügig beabstandet. Dem selben Zweck dient die Anordnung eines Reflektorelementes zwischen dem zweiten Heizelement und dem Boden der Backofenmuffel. In beiden Fällen wird das Aufheizen des Backofenmuffelbodens und das Weiterleiten der Wärme in die anderen Wände der Backofenmuffel deutlich verringert. Die thermische Ankopplung des zweiten Heizelementes an das Bodenblech bzw. an die Bodenwand kann dadurch verbessert werden, daß beide miteinander thermisch leitend verbunden sind. Vorteilhafterweise kann das Heizelement beispielsweise in Dickschichttechnik direkt auf dem Bodenblech reali­ siert sein.

Um den Energiebedarf insbesondere beim Pyrolysebetrieb gering zu halten, ist die Bodenwand im wesentlichen über punkt- bzw. linienförmige Kontaktstellen in der Backofenmuffel gehaltert. Das Abfließen der in der Bodenwand bzw. im Bodenblech aufgenommenen Wärme in die Wände der Backofenmuffel kann durch diese Maßnahme deutlich reduziert werden.

Zur weiteren Verbesserung des Reinigungsverhaltens des Backofens ist vorteilhafter Weise vorgesehen, daß zumindest Teilbereiche der Seitenwände bzw. der Deckwand der Backofenmuffel eine katalytische Beschichtung aufweisen. Alternativ oder ergänzend kann auch vorgesehen sein, daß diese Bereiche der Muffelwand mit einer besonders leicht zu reinigenden Schicht beschichtet sind. Dies kann beispielsweise durch spezielle Email- oder Sol-Gel-Schichten realisiert sein.

Nachfolgend sind anhand schematischer Darstellungen zwei Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Backofens beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 in einer Seitenansicht teilweise in Schnittdarstellung stark vereinfacht einen Backofen gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel und

Fig. 2 vereinfacht in Schnittdarstellung im wesentlichen entlang der Linie II-II in Fig. 1 in vergrößertem Maßstab ausschnittsweise einen Backofen gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel.

Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel weist ein Backofen ein Gehäuse 1 auf, in dem eine einen Garraum begrenzende, quaderförmige Backofenmuffel 3 gehaltert ist (Fig. 1). Diese ist frontseitig offen und mit einer am Gehäuse 1 bzw. der Muffel 3 angelenkten Backofentür 5 verschließbar. Die Backofenmuffel 3 ist allseitig von einer Wärmeisola­ tionsschicht 7 umgeben. Dabei ist die Menge des Isolationsmaterials bzw. die Anforderung an die Isolationseigenschaften der Wärmeisolationsschicht 7 aufgrund der im Pyrolysebe­ trieb auftretenden, niedrigen Betriebstemperaturen, wie nachfolgend erläutert ist, im Ver­ gleich zu herkömmlichen Backöfen mit außenliegendem Unterhitze-Heizkörper deutlich reduziert. Unterhalb der Decke der Backofenmuffel 3 ist ein Oberhitzeheizkörper 9 und oberhalb des Backofenbodens 12 ist mit Abstand zu diesem ein Unterhitzeheizkörper 11 gehaltert. Die Oberseite des Backofenbodens 12 ist mit einer die Wärmestrahlung des Unterhitzeheizkörpers 11 reflektierenden Metallschicht 13 bedeckt. Alternativ kann die reflektierende Eigenschaft auch durch ein in die Backofenmuffel 3 eingelegtes, geeignetes Reflektorblech realisiert sein. Der Abstand zwischen dem Unterhitzeheizkörper 11 und dem Backofenboden 12 bzw. der Reflektorschicht 13 beträgt über deren gesamte Flächenausdehnung zumindest einige mm. Alternativ kann auch vorgesehen sein, daß der Backofenboden 12 über seine Fläche verteilt Prägungen aufweist, auf denen der Unterhitzeheizkörper 11 im wesentlichen punktförmig aufliegt.

Der Unterhitzeheizkörper 11 bzw. der Backofenboden 12 ist vollständig durch ein heraus­ nehmbar in der Backofenmuffel 3 gehaltertes Bodenblech 15 bedeckt. Die Wandstärke des Bodenbleches 15 beträgt etwa 0,4-0,5 mm. Das Bodenblech 15 kann sowohl an der Innenseite der Backofentür 5 gehaltert sein, insbesondere wenn diese in Form eines an sich bekannten Backwagens ausgebildet ist, kann an den Seitenwänden oder der Rück­ wand der Backofenmuffel 3 in an sich bekannten Rillenbackrohren gehaltert sein oder in einem speziellen in der Backofenmuffel 3 vorgesehenen, an sich bekannten Gargutträger­ gestell oder in den Muffelseitenwänden einhängbaren Führungsgittern gehaltert sein. Alternativ ist es auch möglich, das Bodenblech 15 nicht herausnehmbar an der Backofen­ muffel 3 zu befestigen. Das Bodenblech 15 weist eine möglichst glatte Oberflächenkontur auf, um das Auswischen von Pyrolyserückständen zu erleichtern. Oberhalb des Boden­ blechs 15 ist in verschiedenen Höhen ein Gargutträger 17 in der Backofenmuffel 3 halter­ bar.

Zum Betrieb des Backofens kann mittels einer Bedieneinheit 19 einer Steuereinheit 21 ein Pyrolysebetrieb- oder Garbetriebwunsch mitgeteilt werden. Dazu sind die Bedieneinheit 19, die Steuereinheit 21, die Heizkörper 9,11 und weitere an sich bekannte Funktions­ elemente von Backöfen, wie beispielsweise ein Garraum-Temperaturfühler, über Verbin­ dungsleitungen 23 verbunden. Im Garbetrieb ist der Unterhitzeheizkörper 11 durch das dünne Bodenblech 15 vom Gargut abgeschirmt. Das Ausmaß der thermischen Ab­ schirmung ist jedoch geringer als im Falle der an sich bekannten Anordnung eines Unter­ hitzeheizkörpers außerhalb der Backofenmuffel 3 unterhalb des Backofenbodens 12.

Durch die Reflexionsschicht 13 und die thermisch möglichst schwache Ankopplung des Bodenbleches 15 an die Backofenmuffel 3 ist die Energiebilanz bei der Gestaltung des Backofens gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel deshalb vergleichsweise günstiger. Im Pyrolysebetrieb schaltet die Steuereinheit 21 den Oberhitzeheizkörper 9 ab und be­ treibt den Unterhitzeheizkörper 11 mit voller Leistung. Daraus ergibt sich eine Aufheizung des Bodenbleches 15 auf etwa 500°C, während die Backofenschwerpunktstemperatur geringer als 350°C bleibt. Der primäre Verschmutzungsbereich der Backofenmuffel 3, nämlich das Bodenblech 15, wird dabei pyrolytisch gereinigt. Infolge der geringen, thermi­ schen Masse des Bodenbleches 15, der schlechten thermischen Ankopplung an die Wände der Backofenmuffel 3 bzw. der Anordnung der Reflektorschicht 13 wird dabei elektrische Energie gespart. Hinzu kommt, daß aufgrund der geringen Schwerpunktstem­ peratur in der Backofenmuffel 3 Maßnahmen zur an sich bekannten Türverriegelung im Pyrolysebetrieb im Sinne der Sicherheitsvorschriften nicht mehr erforderlich sind. Um das Reinigungsergebnis bzgl. der übrigen Wände der Backofenmuffel 3 sicherstellen zu können, sind diese mit einer katalytischen Reinigungsschicht 25 bedeckt.

Gemäß den in Fig. 2 gezeigten, vom ersten Ausführungsbeispiel abweichenden Details eines Backofens nach dem zweiten Ausführungsbeispiel ist das wannenförmig ausgebil­ dete Bodenblech 15 an seiner Unterseite mit einem als Unterhitzeheizkörper 11 dienen­ den Rohrheizkörper versehen. Dieser ist über nicht näher gezeigte Steckverbindungen im Bereich der Rückwand der Backofenmuffel 3 elektrisch kontaktierbar. Falls diese Steck­ verbindung ausreichend stabil gestaltet ist, kann sie zur alleinigen Halterung des Unter­ hitzekörpers in der Backofenmuffel verwendet werden. In in den Seitenwänden der Back­ ofenmuffel 3 ausgebildeten, horizontal verlaufenden Führungsrillen 31 ist gemäß Fig. 2 das Bodenblech 15 einschiebbar mit Abstand von der Reflektorschicht 13 stabil gehaltert. Dabei ruht der Endabschnitt eines ungebördelten Seitenwandbereiches 33 des Bodenble­ ches 15 linienförmig auf einer Führungsfläche der Rille 31. Die Steuereinheit 21 detektiert die Anwesenheit des Unterhitzeheizkörpers 11 bzw. dessen ohmschen Widerstandes und damit des Bodenbleches 15 in der Backofenmuffel 3. Ein Gar- oder Pyrolysebetrieb ist erst möglich, wenn die Steuereinheit 21 das Vorhandensein des Bodenbleches 15 fest­ stellt. Infolge der Abschirmung des Unterhitzeheizkörpers 11 durch das dünne und ther­ misch schwach an die Backofenmuffelwände angekoppelte Bodenblech 15 können auf besonders einfache Weise große Temperaturunterschiede zwischen dem Primärver­ schmutzungsbereich - das Bodenblech - und den Sekundärverschmutzungsbereichen - die Deck- und Seitenwände - eingestellt werden. Zudem führt insbesondere die gezielt schwache thermische Ankopplung des Bodenbleches 15 an die Wände der Back­ ofenmuffel 3 einen geringen Energieverbrauch beim Pyrolysebetrieb. Während des Pyro­ lysebetriebes bleibt ein nicht näher dargestelltes Umluftgebläse im wesentlichen abge­ schaltet.

Claims (8)

1. Backofen mit Mitteln zur pyrolytischen Selbstreinigung mit einem durch eine Tür verschließbaren und durch eine Backofenmuffel begrenzten Garraum, mit einem unterhalb der Deckwand der Muffel im Garraum an­ geordneten, ersten Heizelement und einem der Bodenwand zugeord­ neten zweiten Heizelement, dessen Heizleistung beim Pyrolysebetrieb wesentlich größer ist als die des ersten Heizelementes, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Bodenwand (15) als separates Teil ausgebildet ist sowie im Bodenbereich der Backofenmuffel (3) oberhalb des zweiten Heizelementes (11) gehaltert ist und dieses abdeckt.

2. Backofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Boden­ wand (15) höchstens etwa 0,5 mm stark ist.

3. Backofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Backofenmuffel (3) einen geschlossenen Boden (12) besitzt, daß ober­ halb des Bodens (12) das zweite Heizelement (11) angeordnet ist und daß oberhalb des zweiten Heizelementes (11) die Bodenwand (15) in Form eines insbesondere aus der Muffel (3) herausnehmbaren Boden­ bleches angeordnet ist.

4. Backofen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Heizelement (11) vom Boden (12) der Backoffenmuffel (3) geringfügig beabstandet ist.

5. Backofen nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem zweiten Heizelement (11) und dem Boden (12) der Backoffenmuffel (3) ein Reflektorelement (13) angeordnet ist.

6. Backofen nach einem vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Bodenwand bzw. das Bodenblech (15) und das zweite Heizelement (11) miteinander verbunden sind.

7. Backofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Bodenwand (15) im wesentlichen über punkt- bzw. linienförmige Kontaktstellen (31, 33) in der Backofenmuffel (3) gehaltert ist.

8. Backofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zumindest Teilbereiche der Seitenwände und/oder der Deckwand der Backofenmuffel (3) eine katalytische Beschichtung (25) aufweisen.