DE2811650C2

DE2811650C2 - Katalytischer Nachverbrenner

Info

Publication number: DE2811650C2
Application number: DE2811650A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl.-Ing. 7519 Oberderdingen Gößler
Original assignee: Ego Elektro-Geraete Blanc U Fischer 7519 Oberderdingen De
Current assignee: Ego Elektro-Geraete Blanc U Fischer 7519 Oberderdingen De
Priority date: 1978-03-17
Filing date: 1978-03-17
Publication date: 1983-02-03
Also published as: SE440394B; DE2811650A1; IT7921083A0; FR2420092B1; YU63079A; SE7902338L; FR2420092A1; ES478705A1; YU40742B; JPS54132835A; IT1111940B

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 Katalysator-Träger.

Katalytische Nachverbrenner werden eingesetzt, um beispielsweise bei sog. selbstreinigenden Backöfen nach dem pyrolytischen Prinzip den entstehenden Rauch zu weitgehend geruch- und schadstofffreien Abgasen zu oxydieren oder bei Koch . Back- oder Bratvorgängen entstehendem Wrasen durch Oxydation schädliche oder störende Wirkungen zu nehmen. Hierzu ist es erforderlich, die im Katalysator-Träger enthaltenen Katalysatoren jeweils auf die Temperatur zu bringen, bei der sie die ihnen zugedachte Aufgabe optimal erfüllen, denn diese Temperatur liegt zumeist höhen als clic Temperatur des zu reinigenden Rauches bzw, Wraseris. Es ist bereits Vorgeschlagen worden, diese JCatafysalor-Erwärmung durch ein aus einem Heizdraht oder aus Heizdrähten bestehendes elektrisches Heizele^ ment durchzuführen; Eine solche elektrische Katalyse tor-Erwärmung ist jedoch mit nicht unerheblichen Schwierigkeiten verbunden, nicht zülefzl 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 Xohlenstoffablagerungen bewirkt. Kohlenstoffablagerungen am Träger für einen elektrischen Heizdraht bewirken jedoch eine Herabsetzung der Isolierfähigkeit des Trägers, was zu erheblichen Fehlerströmen und ίο letztlich zu frühzeitiger Zerstörung des Heizdrahtes führt.

Aus der US-PS 29 00 483 ist ein katalytischer Nachverbrenner mit einem beschichteten Heizelement und einem mit einem Katalysator beschichteten Gitterband bekannt, die beide jeweils spiralförmig in einer gemeinsamen Ebene im unteren Bereich eines Gehäuses angeordnet sind. Dieses Gehäuse weist unten eine zentrale Eintrittsöffnung und oben ei.ie damit fluchtende Austrittsöffnung sowie oberhalb der Heizelement-Gitterband-Ebene einen Zwischenboden auf. Im Randbereich des Zwischenboden sind kleine Durchtrittsöffnungen vorgesehen, so daß die durch die Eintrittsöffnung in das Gehäuse eintretende zu reinigende Luft labyrinthartig durch das Gehäuse geführt und dabei gleichzeitig sowohl erwärmt als auch katalytisch gereinigt wird. Das Heizelement dirnt bei diesem Nachverbrenner vorrangig der Erwärmung der zu reinigenden Luft und nicht der Katalysator-Erwärmung, was zu unerwünschten Kohlenstoff-Ablagerungen am Heizelement führt.

Katalytische Nachverbrenner sollten möglichst raumsparend, insbesondere in Durchströmrichtung möglichst flach ausgebildet sein. Zudem sollten katalytische Nachverbrenner so ausgebildet sein, daß ihr Heizelement nicht mit der zu reinigenden Luft in Berührung kommt, so daß sich auf ihm keine unerwünschte Kohlenstoff-Ablagerunger bilden können. Es ist Jäher bereits ein katalytischer Nachverbrenner bekanntgeworden (vgl. FR-PS 23 12 734), bei r^m ein aus einer nackten Heizdraht-Wendel bestehendes elektrisches Heizelement einen vom zu reinigenden Medium durchströmten Katalysator-Träger in einer ringförmigen Schlaufe umgibt. Ein so ausgebildeter Nachverbrenner genügt jedoch der ihm gestellten Aufgabe nicht, da sein Heizelement den vom Katalysator-Träger gehaltenen Katalysator nicht gleichmäßig genug auf eine Arbeitstemperatur von nv:hr als 350⁰C zu erwärmen vermag, so daß seine Reirngungswirkung nicht befriedigt und der Katalysator bei gegebener Nachverbren nungswirkung groß baut.

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

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen katalytischen Nachverbrenner gelöst, bei dem das Heizelement ein Rohrheizkörper ist, der einen metallischen Mantel aufweist, in dem ein in einer isolierenden Einbettmasse liegender Heizdraht angeordnet ist, und das Heizelement wenigstens zwei in der Nachverbren* .ner-Durchströmrichtung hintereinander liegende, wen' delförmig angeordnete Windungen aufweist. Ein so ausgebildeter Nachverbrenner ist — da der Heizdraht seines Heizelementes mit dem zu reinigenden Medium nicht in Berührung kommt — gegen Rohlenstoff-AblägcfUngeri Völlig Unempfindlich. Außerdem wird bei ihm durch Beheizung mit mehreren Rohrheizkörper-

Windungen mit geringer Leistung eine wesentlich bessere Temperaiurverteilung eriielt, d. h. die katalytische Aktivität des Katalysators wird beim erfindungsgemäß ausgebildeten Nachverbrenner über die gesamte Länge des Katalysator-Trägers besser und gleichmäßiger als beim Nachverbrenner nach der FR-PS 23 12 734 ausgenutzt, so daß der Katalysator-Träger des Nachverbrennen nach der Erfindung flacher gebaut werden kann.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform umgibt der Rohrheizkörper im wesentlichen die gesamte äußere Mantelfläche des Katalysator-Trägers.

Zur Vermeidung von Wärmeverlusten ist der Rohrheizkörper vorzugsweise zwischen dem Katalysator-Träger und einem Isoliermantel angeordnet und — und dies wiederum vorzugsweise — ein Gehäuse vorgesehen, das den Isolalionsmantel, den Rohrheizkörper und Randbereiche des Katalysator-Trägers umfaßt.

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

Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung anhand eines bevorzugten in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläuterL In der Zeichnung zeigt jeweils schematisch

F i g. 1 eine Seitenansicht eines Nachverbrennen teilweise im Schnitt und

F i g. 2 eine Draufsicht auf den Nachverbrenner.

Der 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 Isolationsmaniel 2. der vorzugsweise aus keramischem Fasermaterial besteht, angeordnet Der Isolationsmantel 2 umschließt einen Rohrheizkörper 3, der einen im wesentlichen kreiszylindrisch ausgebildeten Katalysator-Träger 4 in vier Windungen wendelförmig umgibt. Der Katalysator-Träger 4 ist luftdurchlässig ausgebildet, so daß er von zu reinigendem Rauch oder Wrasen durchströmt werden kann. Hierzu weist der Kataljsator-Träger eine Vielzahl dünner axialer Kanäle 5 auf, von denen ^;n Fig. 2 nur einige schematisch dargestellt sind. Die beiden isoliert ausgebildeten Enden 6 und 7 des Rohrheizkörpers 3 ragen seitlich durch dafür vorgesehene Ausnehmungen des Isolationsmanteis 2 und des Gehäuses 1.

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

H Der Rohrheizkörper 3 hat einen Durchmesser von 3 bis 5 mm, vorzugsweise 4 bis 4.5 mm und ist vorzugsweise flexibel ausgebildet. Seine einzelnen Windungen umgeben vorzugsweise im wesentlichen die gesamte äußere Mrntelfläche des Katalysator-Trägers 4. Der im Rohrheizkörper 3 eingebettete H .;jdraht kann sehr dünn ausgebildet sein, so daß auch grörcre Heizdrahtlängen untergebracht werden können mit der Folge, daß auch bei hohen Netzspannungen kleinere Leistungen möglich sind, was wiederum Stromersparnis zur Folge hat. Her dünne und flexible Rohrheizkörper 3 umschließt den Katalysator-Träger 4 mit Wärmekontakt und kann auch Wärmedehnungen leicht folgen, so daß geringe Heizflächenbelastungen und gleichmäßige Erwärmung des Katalysator-Trägers 4 möglich sind. Die

so Wärmeübertragung vom Rohrheizkörper 3 auf den Katalysator-Träger 4 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 beschriebene Nachverbrenner kann mit sehr geringer Bauhöhe hergestellt werden. So kann z. B. ein Backofen-Katalysator-Träger eine Höhe von nui 20 bis 25 mm haben.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Katalytischer Nachverbrennen insbesondere für Backöfen, Kochherde o. dgL, mit einem von einem elektrischen Heizelement umgebenen, luftdurchlässigen, den Katalysator enthaltenden, wärmebeständigen Katalysator-Träger, 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, und daß das Heizelement wenigstens zwei in der Nachverbrenner-Durchströmrichtung hintereinander liegende, wendelförmig angeordnete Windungen aufweist

2. Katalytischer Nachverbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrheizkörper (3) im wesentlichen die ganze äußere Mantelfläche des Katalysator-Trägers (4) umgib L

3. Katalj .ischer Nachverbrenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrheizkörper (3) zwischen dem Katalysator-Träger (4) und einem Isolationsmaruel (2) angeordnet ist

4. Katalytischer Nachverbrenner nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein den Isolationsmantel (2), den Rohrheizkörper (3) und Randbereiche des Katalysator-Trägers (4) umfassendes Gehäuse (1) vorgesehen ist.

5. Katalytischer Nachverbrenner nach Anspruch 4, darl'irch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) zweiteilig ausgebildet ist.

6. Katalyvischer Nachverbrenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrheizkörper (3) flexibel ausgebildet ist und einen geringen Durchmesser zwischen 3 und 5 mm {vorzugsweise 4 bis 4.5 mm) aufweist.

7. Katalytischer Nachverbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 6. dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrheizkörper-Windungen unmittelbar aneinander angrenzen.