DE2811650A1 - Katalytischer nachverbrenner - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen katalytischen Nachverbrenner, insbesondere für Backöfen, Kochherde o.dgl., mit einem von einem elektrischen Heizelement umgebenen, luftdurchlässigen, den Katalysator enthaltenden wärmebeständigen Träger.

Katalytische Nachverbrenner werden eingesetzt, um beispielsweise bei sog. selbstreinigenden Backöfen nach dem pyrolytischen Prinzip den entstehenden Rauch zu weitgehend geruch- und schadstoff-freien Abgasen zu oxydieren oder bei Koch-, Back- oder Bratvorgängen entstehende Wrasen durch Oxydation schädliche oder störende Wirkungen zu nehmen. Hierzu ist es erforderlich, die im Katalysatorträger enthaltenen Katalysatoren jeweils auf die Temperatur zu bringen, bei der sie die ihnen zugedachte Aufgabe optimal erfüllen, denn diese Temperatur liegt zumeist höher, als die-Temperatur des zu reinigenden

909839/0180

2611650

A 17 080/1 - 4 -

Rauches "bzw. VVrasens. Ea ist bereits vorgeschlagen worden, diese Katalysator-Erwärmung durch ein aus einem Heizdraht oder aus Heizdrähten bestehendes elektrisches Heizelement durchzuführen. Eine solche elektrische Katalysator-Erwärmung ist jedoch mit nicht unerheblichen Schwierigkeiten verbunden,nicht zuletzt deshalb, weil sie - bei möglichst gutem Wirkungsgrad - möglichst raumsparend erfolgen sollte. Darüber hinaus aber auch deshalb, weil dem Umstand Rechnung getragen werden muß, daß der zu reinigende Rauch bzw. Wrasen vielfach Fett enthält, das bei ungenügender Verbrennung Kohlenstoffablagerungen bewirkt. Kohlenstoffablagerungen am Träger für einen elektrischen Heizdraht bewirken jedoch eine Herabsetzung der Isolierfähigkeit des Trägers, was zu erheblichen Fehlerströmen und letztlich zu frühzeitiger Heizdraht-Zerstörung führt.

Aus der FR-PS 7 517 032 ist ein katalytischer Nachverbrenner der eingangs erwähnten Art bekannt, bei dem ein aus einem Heizdraht bestehendes elektrisches Heizelement einen vom zu reinigenden Medium durchströmten Katalysatorträger in einer ringförmigen Schlaufe umgibt. Ein solches Heizelement genügt der an sie gestellten Aufgabe, den vom Katalysatorträger gehaltenen Katalysator auf dessen Arbeitstemperatur von mehr als 350 C zu erwärmen, jedoch nicht. Üblicherweise genügen hierfür etwa 150W, so daß - unter den gegebenen Raumverhältnissen aus Dimensionierungsgründen nicht mit einer einzigen Heizdraht-Schlaufe gearbeitet werden kann. Dem Arbeiten mit einem mehrschlaufigen Heizdraht sind jedoch schon aus Fertigungsgründen Grenzen gesetzt. Außerdem wäre ein mit einem solchen Heizelement ausgestatteter Nachverbrenner relativ teuer in seiner Herstellung und aufwendig in seinem Aufbau. Ein solcher Nachverbrenner würde überdies relativ viel Platz beanspruchen.

909839/0180

A 17 080/1 - 5 -

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen katalytischen Nachverbrenner der eingangs erwähnten Art zu schaffen, der unempfindlich gegen Kohlenstoffablagerungen ist und dabei relativ klein, unkompliziert aufgebaut und leicht herstell- und montierbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen katalytischen Nachverbrenner der eingangs erwähnten Art gelöst, bei dem das Heizelement ein Rohrheizkörper ist, der einen metallischen Mantel aufweist, in dem ein in einer isolierenden Einbettmasse liegender Heizdraht angeordnet ist. Ein solcher Nachverbrenner ist - da der Heizdraht seines Heizelementes mit dem zu reinigenden Rauch bzw. Wrasen nicht in Berührung kommt - gegen Kohlenstoffablagerungen völlig unempfindlich. Er kann bei einfachem Aufbau relativ klein gehalten und leicht hergestellt und montiert werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Nachverbrenners umgibt der Rohrheizkörper den Katalysatorträger wendelförmig'mit wenigstens zwei Windungen,wodurch seine Herstellbarkeit verbsssert wird. Da der Rohrheizkörper ein berührungssicherer Heizkörper ist, benötigt er keinen besonderen keramischen Träger,wodurch sich eine besonders kleine Bauhöhe des gesamten Nachverbrenners ergibt. Selbst wenn beim bevorzugten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Nachverbrenners der Rohrheizkörper im wesentlichen die ganze äußere Mantelfläche des Katalysatorträgers wendelförmig umgibt, kommt man mit der Bauhöhe des Katalysatorträgers als Gesamthöhe des Nachverbrenners aus. Zur Vermeidung von Wärmeverlusten ist der Rohrheizkörper vorzugsweise zwischen dem Katalysatorträger und einem Isolationsmantel angeordnet und - und dies wiederum vorzugsweise - ein Gehäuse vorgesehen, das den Isolations-

909839/0180

2611650

A 17 080/1 - 6 -

mantel, den Rohrheizkörper und Randbereiche des Katalysatorträgers umfaßt.

Das vorerwähnte, vorzugsweise aus Metall bestehende Gehäuse ist vorzugsweise zweiteilig ausgebildet.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles im Zusammenhang mit den Unteransprüchen und der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen jeweils schematisch

Fig. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Nachverbrenners teilweise im Schnitt und

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Nachverbrenner gemäß Erfindung,

Der erfindungsgemäße Nachverbrenner weist ein zweiteilig ausgebildetes ringförmiges Gehäuse 1 auf, dessen beide gleich ausgebildete Teile miteinander verschraubt, vernietet oder verschweißt sind. In diesem Gehäuse 1 ist ein an der Gehäusewandung anliegender Isolationsmantel 2, der vorzugsweise aus keramischem Fasermaterial besteht, angeordnet. Der Isolationsmantel 2 umschließt einen Rohrheizkörper 3 t <ier einen im wesentlichen kreiszylindrisch ausgebildeten Katalysatorträger 4 in vier Windungen wendelförmig umgibt. Der Katalysatorträger 4 ist luftdurchlässig ausgebildet, so daß er von zu reinigendem Rauch oder Wrasen durchströmt werden kann. Hierzu weist der Katalysatorträger eine Vielzahl dünner axialer Kanäle 5 auf, von denen in Fig.2 nur einige schematisch dargestellt sind. Die beiden isoliert ausgebildeten Enden 6 und 7 des Rohrheizkörper 3 ragen seitlich durch dafür vorgesehene Ausnehmungen des Isolationsmantels 2 und des Gehäuses 1.

909839/0180

2611650

A 17 080/1 - 7 -

Das Gehäuse 1 umfaßt den Isolationsmantel 2, den Rohrheizkörper 3 und Randbereiche des Kataly satorträgers 4. An seinen oberen und unteren Ringflächen weist das Gehäuse 1 Schraubbolzen 8 auf, über die der Nachverbrenner mit anderen Geräten verbunden werden kann, vorzugsweise mit der Backmuffelwand und dem Abluftkanal.

Der Rohrheizkörper 3 hat einen Durchmesser von 3 bis 5mm, vorzugsweise 4 bis 4»5mm und ist vorzugsweise flexibel -ausgebildet. Seine einzelnen Windungen umgeben vorzugsweise im wesentlichen die gesamte äußere Mantelfläche des Katalysatorträgers 4. Der im Rohrheizkörper 3 eingebettete Heizdraht kann sehr dünn ausgebildet werden, so daß auch größere Heiζdrahtlängen untergebracht werden können mit der Folge, daß auch bei hohen Netzspannungen kleinere Leistungen möglich sind, was wiederum Stromersparnis zur Folge hat. Der dünne und flexible Rohrheizkörper 3 umschließt den Katalysatorträger 4 mit Wärmekontakt und kann auch Wärmedehnungen leicht folgen, so daß geringe Heizflächenbelastungen und gleichmäßige Erwärmung des Katalysatorkörpers 4 möglich sind. Die Wärmeübertragung vom Rohrheizkörper 3 auf den Katalysatorträger kann auch dadurch erhöht werden, daß ein Rohrheizkörper mit einer anderen als der in der Zeichnung dargestellten Querschnittsform, z.B. ein einseitig abgeflachter oder ein im Querschnitt dreieckiger Rohrheizkörper verwendet wird.

Der erfindungsgemäße Nachverbrenner kann mit sehr geringer Bauhöhe hergestellt werden. So kann z.B. ein Backofen-Katalysatorträger eine Höhe von nur 20 bis 25mm haben.

909839/0180

-S-

L e e r s e i t e

Claims (8)

1. Ansprüche

   / 1.jKatalytischer Nachverbrenner, insbesondere für Backöfen, Kochherde o.dgl., mit einem von einem elektrischen Heizelement umgebenen, luftdurchlässigen, den Katalysator enthaltenden, wärmebeständigen Katalysatorträger, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement ein Rohrheizkörper(3) ist, der einen metallischen Mantel aufweist, in dem ein in einer isolierenden Einbettmasse liegender Heizdraht angeordnet ist.
2. 2. Katalytischer Nachverbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrheizkörper (3) den Kondensatorträger (4) mit wenigstens zwei Windungen wendelförmig umgibt.

   909839/0180

   ORIGINAL INSPECTED

   2611650

   A 17 080/1 - 2 -
3. 3. Katalytischer Nachverbrenner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrheizkörper (3) im wesentlichen die ganze äußere Mantelfläche des Kondensatorträgers (4-) wendelförmig umgibt.
4. 4. Katalytischer Nachverbrenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der
   Rohrheizkörper (3) zwischen dem Katalysatorträger (4) und einem Isolationsmantel (2) angeordnet ist.
5. 5· Katalytischer Nachverbrenner nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein den Isolationsmantel (2), den Rohrheizkörper (3) und Randbereiche des Katalysatorträgers (4-) umfassendes Gehäuse (1) vorgesehen ist.
6. 6. Katalytischer Nachverbrenner nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) zweiteilig ausgebildet ist.
7. 7. Katalytischer Nachverbrenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrheizkörper (3) flexibel ausgebildet ist und einen geringen Durchmesser zwischen 3 und 5 mm (voraugsweiee 4 bis 4,5 mm) aufweist.
8. 8. Katalytischer Nachverbrenner nach einem der Ansprüche bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrheizkörperwindungen unmittelbar aneinander angrenzen.

   909839/0180