DE19907554A1

DE19907554A1 - Katalysator für einen Backofen

Info

Publication number: DE19907554A1
Application number: DE19907554A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Schmidmayer; Erich-Olaf Fischer; Frank Joerdens
Original assignee: BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 1999-02-22
Filing date: 1999-02-22
Publication date: 2000-08-31
Also published as: EP1157239A1; AU3152300A; US20020059930A1; WO2000050818A1

Abstract

Bekannt ist ein Katalysator zur Verwendung insbesondere in einem Backofen mit zumindest zwei strömungstechnisch hintereinander angeordneten Teilkatalysatoren, von denen einer als wirksame Oberfläche eine katalytisch wirksame Metallschicht aufweist. Um die Wirksamkeit des Katalysators bzgl. der Beseitigung unangenehmer Gerüche zu verbessern, weist zumindest ein Teilkatalysator als wirksame Oberfläche eine Metalloxidschicht auf, und weist zumindest ein anderer Teilkatalysator als wirksame Oberfläche eine Metallschicht aus der 8.-10. Nebengruppe des Periodensystems auf.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Katalysator zur Verwendung insbesondere in einem Backofen mit zumindest zwei strömungstechnisch hintereinander angeordneten Teilkatalysatoren, von denen einer als wirksame Oberfläche eine katalytisch wirksame Metallschicht aufweist, und einen entsprechend ausgestatteten Backofen.

Ein derartiger Katalysator ist bekannt aus der DE 196 38 665 A1, wobei der Katalysator drei strömungstechnisch hintereinander angeordnete Metallgestricke aufweist. Dabei dienen das strömungstechnisch zuerst und zuletzt angeordnete Metallgestrick als Teil katalysatoren, die jeweils mit unterschiedlichen Edelmetallschichten, beispielsweise Palla dium und Platin, versehen sind. Zwischen den beiden Teilkatalysatoren ist ein unbe schichtetes Neutralfilter-Gestrick angeordnet.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Wirksamkeit eines Katalysators nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 bzgl. der Beseitigung unangenehmer Gerüche weiter zu verbessern.

Erfindungsgemäß ist dies dadurch erreicht, daß zumindest ein Teilkatalysator als wirk same Oberfläche eine Metalloxidschicht aufweist, und daß ein anderer Teilkatalysator als wirksame Oberfläche eine Metallschicht aus der 8.-10. Nebengruppe des Perioden systems aufweist. Durch das Zusammenwirken der beiden Teilkatalysatoren ist sicher gestellt, daß beim Garprozeß entstehende und aus dem Garraum abgeführte unan genehme Gerüche wirksam abgebaut werden. Erfindungsgemäß wird also eine Vor- und eine Nachverbrennung durchgeführt.

Besonders groß ist die Wirksamkeit des Katalysators, wenn der in Strömungsrichtung vorgeschaltete erste Teilkatalysator als wirksame Oberfläche eine Metalloxidschicht auf weist, und daß der in Strömungsrichtung nachgeschaltete zweite Katalysator als wirk same Oberfläche eine Metallschicht aus der 8.-10. Nebengruppe des Periodensystems aufweist. Weiterhin ist durch das Vorschalten des speziellen ersten Teilkatalysators sichergestellt, daß der nachgeschaltete zweite Teilkatalysator vor Vergiftung und der damit verbundenen mangelnden Funktionsfähigkeit geschützt ist.

Vorteilhafterweise ist der Träger des ersten und/oder zweiten Teilkatalysators durch ein geeignetes Drahtgewirk oder eine Keramikwabe mit großer wirksamer Oberfläche gebil det. Durch die geeignete Materialwahl ist sichergestellt, daß die Katalysatoren bis Tempe raturen von etwa 600°C formstabil bleiben. Auch bei üblichen Gartemperaturen um etwa 200°C können in Abhängigkeit von den katalytisch zu verarbeitenden Stoffen derart hohe Temperaturen auftreten. Zudem ist die ggf. räumlich enge Ankupplung des Katalysators an dem Garraum zugeordnete Heizelemente zu berücksichtigen.

Als besonders wirksam hat sich der Katalysator erwiesen, wenn die wirksame Oberfläche des ersten Teilkatalysators durch Oxide von Metallen aus der 3. bis 12. Nebengruppe des Periodensystems und/oder Seltenen Erden Metallen bzw. deren Kombinationen gebildet ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die wirksame Oberfläche des ersten und/ oder des zweiten Teilkatalysators als dünne Beschichtung mit ausgeprägter Mikrostruktur aufgebracht. Die Mikrostruktur ist beispielsweise durch Krater, Wölbungen, Furchen und ähnlichem gebildet, und deshalb weist die Beschichtung selbst eine sehr große wirksame Oberfläche auf. Fertigungstechnisch besonders günstig ist es, wenn diese Beschichtung im um-Bereich in der an sich bekannten Sol-Gel-Technik aufgebracht ist.

Um die beiden Teilkatalysatoren vor Versottung zu schützen, ist in Strömungsrichtung vor diesen ein Filter, insbesondere aus Edelstahl, angeordnet.

Es zeigen

Fig. 1 in einer Seitenansicht, teilweise in Schnittdarstellung abschnittsweise einen Backofen mit dem Katalysator und

Fig. 2 in stark vergrößertem Maßstab den in der Backofenmuffel befestigten Katalysator.

Ein Backofen 1 weist ein Gehäuse 3 auf, das eine Backofenmuffel 5 umschließt. Diese ist in an sich bekannter Weise mit einem Wärmeisolationsmaterial umkleidet und an ihrer Vorderseite mit einer Backofentür 7 verschließbar. Die Tür besteht aus einem metallischen Türboden 9, in dem eine Sichtscheibe 11 gehaltert ist. Im Frontbereich der Tür 7 ist an dem Türboden 9 eine von der Sichtscheibe beabstandete Frontscheibe 13 befestigt. Zwischen dem Türboden 9 und einem Backofenflansch 15 ist eine im wesentlichen die gesamte Muffelöffnung umziehende Dichtung 17 angeordnet. Bei dem Backofen 1 kann es sich auch um ein für den pyrolytischen Selbstreinigungs betrieb geeignetes Gerät handeln, wobei dann alle Gerätekomponenten entsprechend den dabei auftretenden, besonders hohen Betriebstemperaturen ausgelegt sind.

Von den verschiedenen an sich bekannten Heizelementen des Backofens 1 ist ledig lich ein Oberhitze-Heizkörper 19 gezeigt, der unterhalb einer Deckwand 20 der Back ofenmuffel 5 befestigt ist. In dieser ist zudem eine Wrasenöffnung 21 vorgesehen, die aus mehreren Einzelöffnungen 22 besteht (Fig. 2). Über ein trichterförmiges Anschluß stück 23 ist die Wrasenöffnung 21 mit einem Ausblasschacht 25 verbunden, der ober halb der Tür 7 im Frontbereich des Backofens 1 ins Freie mündet. Im Ausblasschacht 25 ist ein Gebläse 27 zum Saugen von Luft aus der Backofenmuffel 5 angeordnet. Eine Steuervorrichtung 29 zur Steuerung aller Betriebsarten des Backofens 1, wie ins besondere des Backbetriebes, ist über mehrere im Frontbereich gehalterte Handhaben 31 möglich.

Im Bereich der Wrasenöffnung 21 ist ein Katalysator 35 angeordnet. Der Katalysator 35 sitzt in einem topfförmigen Gehäuse 37 aus einem gut wärmeleitenden Material, in dessen Boden mehrere Ansaugöffnungen 39 ausgebildet sind. In der Mitte des Bo dens des Gehäuses 37 befindet sich eine Befestigungsöffnung 41, durch die eine Be festigungsschraube 43 durch den Katalysator 35 geschoben werden kann und in eine Befestigungsplatte 45 der Deckwand 20 der Backofenmuffel 5 geschraubt werden kann. Ein abgebogener Umfangsrand 47 des Katalysatorgehäuses 37 wird dabei an die Deckwandung 20 gepreßt.

In Strömungsrichtung sind hintereinander drei Drahtgewirke 49, 51, 53 angeordnet, die große Berührungsflächen untereinander und zu der Innenwandung des Gehäuses 37 sowie der Deckwand 20 aufweisen. Das erste Drahtgewirk 49 ist durch einen unbe schichteten Edelstahldraht gebildet, der als ein Neutral- bzw. Fettfilter 49 dient und zwei strömungstechnisch nachgeschaltete Katalysatoren 51, 53 insbesondere vor Ver sottung schützt. Das zweite Drahtgewirk bildet den ersten Teilkatalysator 51. Der dazu verwendete Draht ist mit einem Metalloxid, beispielsweise einem Oxid eines Über gangsmetalls wie Cer oder Mangan, beschichtet und dient zur Vorbehandlung der zu reinigenden Luft. Das Gewirk des zweiten Teilkatalysators 53 ist aus einem mit Platin beschichteten Metalldraht gebildet und dient zum Verbrennen bzw. Neutralisieren der für die menschliche Nase unangenehmen Geruchsstoffe. Um den zweiten Teilkataly sator 53 vor Vergiftung und damit verbundener Unwirksamkeit, insbesondere durch schwefelhaltige Verbindungen, zu schützen, wird die zu reinigende Luft bzw. der Wra sen zuerst der katalytischen Reaktion mit dem ersten Teilkatalysator 51 unterzogen und das Reaktionsprodukt dann dem zweiten Teilkatalysator 53 zugeleitet. Die wirk samen Oberflächen der Teilkatalysatoren 51, 53 sind in Sol-Gel-Technik als dünne Schichten im um-Bereich mit ausgeprägter Mikrostruktur zur Vergrößerung der wirk samen Katalysatoroberfläche realisiert (nicht gezeigt).

Claims

1. Katalysator zur Verwendung insbesondere in einem Backofen mit zumindest zwei strömungstechnisch hintereinander angeordneten Teilkatalysatoren, von denen einer als wirksame Oberfläche eine katalytisch wirksame Metallschicht aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teilkatalysator (51) als wirksame Oberfläche eine Metalloxidschicht aufweist, und daß zumindest ein anderer Teilkatalysator (53) als wirksame Oberfläche eine Metallschicht aus der 8.-10. Nebengruppe des Periodensystems aufweist.

2. Katalysator nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in Strömungsrichtung vorgeschaltete erste Teilkatalysator (51) als wirksame Oberfläche eine Metalloxidschicht aufweist, und daß der in Strömungsrichtung nachgeschaltete zweite Teilkatalysator (53) als wirksame Oberfläche eine Metallschicht aus der 8.-10. Nebengruppe des Periodensystems aufweist.

3. Katalysator nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Teilkatalysator (51) und/oder der zweite Teilkatalysator (53) als Träger ein Drahtgewirk oder eine Keramikwabe aufweisen.

4. Katalysator nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die wirksame Oberfläche des ersten Teilkatalysators (51) durch Oxide von Metallen aus der 3.-12. Nebengruppe des Periodensystems, z. B. Mangan, und/oder von Seltenen Erden Metallen, z. B. Cer, bzw. deren Kombinationen gebildet ist.

5. Katalysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß die wirksame Oberfläche des zweiten Teilkatalysators (53) durch ein Edelmetall, insbesondere Palladium oder Platin, gebildet ist.

6. Katalysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß die wirksame Oberfläche des ersten und/oder des zweiten Teil katalysators (51, 53) als dünne Beschichtung mit ausgeprägter Mikrostruktur, insbesondere in Sol-Gel-Technik, aufgebracht ist.

7. Katalysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß in Strömungsrichtung vor den beiden Teilkatalysatoren (51, 53) ein Filter (49), insbesondere aus Edelstahl, angeordnet ist.

8. Backofen mit einem Katalysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche.