DE2742493A1

DE2742493A1 - Verfahren und schaltungsanordnung zur regelung der reinigungstemperatur eines backofens

Info

Publication number: DE2742493A1
Application number: DE19772742493
Authority: DE
Inventors: Paul Maitenaz
Original assignee: Compagnie Europeenne pour lEquipement Menager SA
Current assignee: Compagnie Europeenne pour lEquipement Menager SA
Priority date: 1976-09-28
Filing date: 1977-09-21
Publication date: 1978-03-30
Also published as: FR2365927A1; GB1577873A; DE2742493C2; US4238670A; BE858596A; CH617502A5; FR2365927B1; ES462714A1; NL7710498A; IT1202374B

Description

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VERFAHREN UND SCHALTUNGSANORDNUNG ZUR REGELUNG DER REINIGUNGSTEMPERATUR EINES BACKOFENS

Die Erfindung betrifft die Regelung der Reinigungstemperatur von pyrolytisch gereinigten Backöfen, deren an der Ofensohle befindliches Heizelement außerhalb des Backraums angeordnet ist.

Die Reinigung eines Backofens auf pyrolytischem Wege besteht darin, die in Form von Spritzern während des Backoder Bratvorgangs auf den Backofenwandungen entstehenden Verschmutzungen durch Aufheizen auf eine hohe Temperatur zu lösen.

Die pyrolytische Reinigung erfordert Temperaturen von 500°C, wenn der Reinigungevorgang vollständig und innerhalb einer vernünftigen Zeitdauer ablaufen soll. Andererseits sind die von auf übliche Weise emaillierten Wandungen ertragenen Höchsttemperaturen auf etwa 520 bis 550 C begrenzt. Es gibt jedoch auch Emaillearten, die eine höhere Verglasungstemperatur aushalten, wobei dann für die Herstellung eines derartigen Backofens ein besonderer Emailleofen eingesetzt werden muß, dessen Temperatur entsprechend hoch eingestellt wird,

Soll eine wirksame Reinigung in relativ kurzer Zeit, beispielsweise in eineinhalb bis zwei Stunden je nach Verschmutzungsgrad, erreicht werden, so muß die Pyrolysetemperatur möglichst homogen über die Backofenwandungen verteilt sein. Dies läßt sich relativ gut erreichen, wenn die Heizelemente des Backofens innerhalb des wärmeisolierten Backraums angeordnet sind.

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Befindet sich jedoch das Backofensohlenhoizelement außerhalb des eigentlichen Backofenraums, so ist diese Bedingung nicht mehr so leicht zu erfüllen. Ofensohlenhei?;-elemente werden aber aus verschiedenen Gründen gerne außen angeordnet. Aus Kostengründen weisen die für den Back- oder Bratvorgang verwendeten Ofensohlenheizelemente einen ziemlich hohen Wärmeabgabekoeffizienten (Leistung pro Oberflächeneinheit) auf, so daß es zu einer lokalen Überhitzung der in unmittelbarer Nähe des Heizelements befindlichen Wandung kommt, was keinen Nachteil darstellt, solange man von den Pyrolysetemperaturen ausreichend weit entfernt ist. Eine bekannte Lösung zur Verringerung des Wärmeabgabekoeffizienten des Ofensohlenheizelements für den Pyrolysevorgang besteht darin, das Heizelement mit einem weiteren Heizelement in Reihe zu schalten, jedoch müssen dann ein oder mehrere zusätzliche Heizelemente, die nur für Reinigungszwecke eingesetzt werden, vorgesehen werden, um die für einen genügend schnellen Temperaturanstieg auf die notwendige Temperatur erforderliche Leistung zu erzielen.

Ziel der Erfindung ist es, ohne das Hinzufügen zusätzlicher Heizelemente für die Pyrolysereinigung eine homogene Pyrolysetemperatur zu erreichen.

Grundideee des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es, die Leistung des Ofensohlenheizelements erst von dem Zeitpunkt an zu verringern, zu dem die Höchsttemperatur der Ofenwandungen ausreichend nahe an der für den Reinigungsvorgang gewählte Höchsttemperatur, beispielsweise 50O⁰C, heranreicht.

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Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß gegen Ende des Temperaturanstiegs auf den für die Reinigung notwendigen Wert eine Heizleistung verwendet wird, die gleich ist oder etwas über der Leistung liegt, die für den Ausgleich der Wärmeverluste des Ofens während des Pyrolysevorgangs notwendig ist.

Durch die Verringerung der Heizleistung erreicht man eine Verbesserung der Wirksamkeit der Reinigung durch Homogenisierung der Temperaturen an den Innenwandungen des Backofenraums.

Bezüglich bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung wird auf die Unteransprüche verwiesen.

Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung an Hand der beiliegenden drei Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt ein elektrisches Schaltbild der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung.

Fig. 2 zeigt ein Regeldiagramm für den Fall, daß die während des Pyrolysevorgangs genutzte Leistung gleich der für den Ausgleich der Wärmeverluste des Ofens notwendigen Leistung ist.

Fig. 3 zeigt ein Regeldiagranm für den Fall, daß die Heizleistung des Pyrolysevorgangs etwas über der für den Ausgleich der Wärmeverluete notwendigen Leistung liegt.

Wie in Fig. 1 dargestellt, besitzt ein Schalter CO des Backofens Kontakte a,.b, c, d, e, mit denen ausgehend von einer Stromquelle 1, 2 verschiedene Heizelemente des Backofens gespeist werden können, nämlich ein oberer Heizwideratand V, ein Grillheizwiderstand G, ein Ofensohlenheizwiderstand-mittlerer Teil Sv und peripherer Teil Sp-und ein Widerstand des

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Rauchkatalysators C. Mit einem Pyrolysethermostaten T, der zwei Kontakte I, und I_ aufweist, kann über den Kontakt I. die Backofentemperatur auf die für den Pyrolysereinigungsvorgang gewählte Temperatur T„, beispielsweise 500 C, begrenzt werden, indem beim Erreichen von T„ sämtliche für das Aufheizen des Backofens genutzten Heizelemente abgeschaltet werden; der Umschaltkontakt I„ schließt in einer ersten Stellung den Widerstand G des Grills kurz und schaltet den mittleren Widerstand Sc des Backofenheizelements und den Katalysatorwiderstand C in Reihe; in der zweiten Stellung schaltet er den mittleren Widerstand Sc des Backofensohlenwiderstands und den Grillwiderstand G in Reihe.

Die Vorrichtung arbeitet folgendermaßen : Der Reinigungsvorgang wird eingeschaltet, wenn die Kontakte a, c, d, e des Schalters CO geschlossen und b geöffnet sind. Der Reinigungsthermostat T weist eine erste Stufe I, auf, deren Auslösetemperatur auf einen Wert eingestellt ist, der in der Nähe der höchsten Reinigungstemperatur, beispielsweise 5OO C liegt, sowie eine zweite Stufe I_?, deren Umkippen bei einer Temperatur T erfolgt, die etwas unter der vorgenannten Temperatur liegt. T ist die Temperatur am Ende des Temperaturanstiegs, beispielsweise 470 C.

Die Reinigung erfolgt mit dem oberen Widerstand und dem peripheren Widerstand des Backofensohlenheizelements, zu denen zu Beginn des Vorgangs bis zum Erreichen der Temperatur T die Widerstände Sc und C in Reihe geschaltet hinzukommen, so daβ ein versehentlicher Ausfall des Katalysatorwiderstands das Aufheizen des mittleren Teils der Backofensohle und folglich den ganzen Pyrolysevorgang abbricht.

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Nach dem Umkippen des Umschalters des Reinigungsthermostaten bei Erreichen der Temperatur T werden die Widerstände G und Sc in Reihe geschaltet. Da der Katalysator bereits wirksam ist, reicht seine Temperatur ohne weiteres Erwärmen aus, so daß es nicht mehr nötig ist, den Widerstand C mit Strom zu versorgen.

Da der Widerstand C im Verhältnis zum Widerstand G klein ist, ist die erreichte Leistungsverringerung nach Einschalten von G spürbar, und durch geeignete Wahl der Verteilung der Widerstände Sc und Sp kann die gewünschte Leistungsverringerung leicht erhalten werden.

Fig. 2 zeigt die Erwärmungskurven CF in der Mitte des Ofens bzw. PS an der Ofensohlenwandung für den Fall, daß der Ausgleich der Wärmeverluste im wesentlichen gegen Ende des Reinigungsvorgänge erreicht wird. Die Zeit t entspricht der Temperatur T in der Mitte des Ofens, die etwas unterhalb der als Höchsttemperatur im Ofenmittelpunkt für den Reinigungsvorgang gewählten Temperatur T₃ liegt. Der Zeit t entspricht außerdem die Temperatur T, der Backofensohle, die oberhalb der Temperatur T liegt; diese Temperatur T, wird kleiner als die Höchsttemperatur T gewählt, die im wesentlichen von der für

Πι el X

die Ofenwandungen verwendeten Emaille abhängt. Da der pyrolytische ReinigungsVorgang umso schneller abläuft, je höher die Temperatur ist, wird für die Höchsttemperatur T die

IHcI X

höchstmögliche gewählt. Betrachtet Ban die Kurve CF, so stellt man ein rasches Ansteigen der Temperatur bis zum Zeitpunkt t fest, bei dem der Kontakt I- des Pyrolysethemostats umkippt;

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von da an ist der Temperaturanstieg schwächer, da die Erwärmungsleistung verringert wurde und die Wärmeverluste zunehmen; die Kurve steigt bis zur Temperatur T„ an, ohne daß es zu Regelschwankungen käme. Betrachtet man die Kurve PS, so läßt sich ein rasches Ansteigen der Temperatur bis zum Zeitpunkt t feststellen; danach nimmt die Temperaturanstiegsgeschwindigkeit wegen der Heizleistungsverringerung und der steigenden Wärmeverluste ab und wächst asymptotisch zu einer Höchsttemperatur, die die Temperatur T sein kann.

max

In der Praxis ist es empfehlenswert, Abweichungen aufgrund von Netzspannungsschwankungen und ungleichmäßiger Wärmeisolierung des Backofens zu berücksichtigen. Unter diesen Bedingungen kann nur eine verringerte Leistung bestimmt werden, die in der Nähe der für den Ausgleich der Wärmeverluste notwendigen Leistung liegt. Daher wählt man eine verringerte Leistung, die im ungünstigsten Fall noch etwas oberhalb der für den Ausgleich der Wärmeverluste notwendigen Leistung liegt. Dann ergeben sich die in Fig. 3 dargestellten Kurven, die sich von den in Fig. 2 gezeigten darin unterscheiden, daß vom Zeitpunkt t an der Temperaturanstieg etwas stärker ist und daß hier vom Zeitpunkt t, an, an dem der Kontakt I, des Thermos taten T wirksam wird, eine Alles- oder Nichts-Regelung erfolgt, Betrachtet man die Kurve CF für den Ofenmittelpunkt, so stellt man einen raschen Temperaturanstieg bis zum Zeitpunkt t fest, an dem die Temperatur T erreicht wird, und dann einen weniger raschen Temperaturanstieg zwischen den Zeitpunkten t und t. , zu dem der Ofenmittelpunkt die Temperatur T_ erreicht, bei der der Reinigungsthermostat ausgelöst wird und von der ab diese

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Temperatur ebenso wie die Temperatur an der Wandung der Herdsohle PS von einer Temperatur T- ab schwankt, die etwas unterhalb der Höchsttemperatur T liegt, die von der Emaille der Sohlenwandung ausgehalten werden kann. Der Abstand zwischen

T und der Durchschnittstemperatur in der Ofenraitte ist max

etwas größer als im Falle gemäß Fig. 2.

Beim Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens können die Temperaturen T und T, in weniger als 40 Minuten erreicht werden, wodurch der Zeitaufwand für den pyrolytischen Reinigungsvorgang j erheblich verringert wird.

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e e r s e i t e

Claims

Fo ίο 557 D 21, Ssp. 1977

COMPAGNIE EUROPEENNE POUR L'EQUIPEMENT MENAGER

¹¹CEPEM" S.A.
12, rue de la Baume, 75OO8 PARIS, Frankreich

PATENTANSPRÜCHE

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[ 1 - ] Verfahren zur Regelung der Reinigungstemperatur eines Pyrolyse-Backofens, vor allem eines emaillierten Backofens, dessen Sohlenheizelement außerhalb des Backraums liegt, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verhinderung einer Überhitzung der Sohlenplatte des Backofens gegen Ende des Temperaturanstiegs auf den für die Reinigung notwendigen Wert eine Heizleistung verwendet wird, die gleich ist oder etwas über der Leistung liegt, die für den Ausgleich der Wärmeverluste des Ofens während des Pyrolysevorgangs notwendig ist.

2 - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizleistungsänderung erfolgt, wenn die Temperatur im Mittelpunkt des Ofens zwischen etwa 420 und 470° C liegt.

3 - Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizleistung durchgeführt wird, wenn im Mittelpunkt des Ofens eine Temperatur von etwa 470° C erreicht ist.

ORIGINAL INSPECTED

4 - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturregelung beim Aufheizen auf die Pyrolysetemperatur in zwei Schritten erfolgt : In einem ersten Schritt (t ) ab einer Temperatur (T ), die etwas unterhalb der für die Pyrolyse gewählten Temperatur liegt, wird eine Heizleistung gewählt, die gleich oder etwas oberhalb der für den Ausgleich der Wärmeverluste notwendigen Leistung liegt, und in einem

für zweiten Schritt (t.), sobald die die Pyrolyse gewählte Temperatur (T-) erreicht ist, wird eine Alles- oder Nichts-Regelung auf diese Leistung angewandt.

5 - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizleistung, die gleich oder etwas oberhalb der für den Ausgleich der Wärmeverluste notwendigen Leistung liegt, mit Hilfe eines Schaltthermostats erreicht wird, der eine Heieleistungsänderung bei einer Temperatur herbeiführt, die etwas unterhalb der für den Reinigungsvorgang gewählten Temperatur liegt.

6 - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Sohlenelement aus zwei unabhängigen Teilen besteht, einem zentralen Teil und einem peripheren Teil, wobei der zentrale Teil mit einem anderen Heizelement des Ofens wie beispielsweise dem Grillheizelement in Reihe geschaltet wird, wenn die Temperatur der Sohle etwas unterhalb der für das Ende des Reinigungsvorgangs gewählten Höchsttemperatur liegt.

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7 - Schaltungsanordnung für den Einsatz des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen zweistufigen Thermostaten (T) aufweist, wobei eine Stufe die Temperatur des Backofens auf die für den Reinigungsvorgang gewählte Temperatur (T„) begrenzt, während die andere Stufe einen Utnschalter umfaßt, der bei einer etwas niedrigeren Temperatur (T ) umkippt und die Heizleistungsanderung bewirkt.

8 - Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Stufe (I„) des Thermostaten einen Heizwiderstand einschaltet, der gleich oder etwas größer als die für den Ausgleich der Wärmeverluste notwendige Leistung ist, während die erste Stufe (I,) nach dem Alles- oder Nichts- Prinzip auf diesen Widerstand einwirkt.

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