DE2811650A1 - Katalytischer nachverbrenner - Google Patents
Katalytischer nachverbrennerInfo
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- F23G7/06—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases
- F23G7/07—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases in which combustion takes place in the presence of catalytic material
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24C—DOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
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- F24C15/20—Removing cooking fumes
- F24C15/2007—Removing cooking fumes from oven cavities
- F24C15/2014—Removing cooking fumes from oven cavities with means for oxidation of cooking fumes
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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
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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.
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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-
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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.
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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.
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-S-
L e e r s e i t e
Claims (8)
- 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. Katalytischer Nachverbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrheizkörper (3) den Kondensatorträger (4) mit wenigstens zwei Windungen wendelförmig umgibt.909839/0180ORIGINAL INSPECTED2611650A 17 080/1 - 2 -
- 3. Katalytischer Nachverbrenner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrheizkörper (3) im wesentlichen die ganze äußere Mantelfläche des Kondensatorträgers (4-) wendelförmig umgibt.
- 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· 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. Katalytischer Nachverbrenner nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) zweiteilig ausgebildet ist.
- 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. Katalytischer Nachverbrenner nach einem der Ansprüche bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrheizkörperwindungen unmittelbar aneinander angrenzen.909839/0180
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