EP0529352B1 - Herd mit sensorgesteuerter Pyrolyse - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a stove with pyrolytic self-cleaning
- the muffle can be operated by a heating element arranged in at least one wall area and, if appropriate, with additional circulating air heating, the muffle being ventilated by a circulating air blower and equipped with means for pyrolytic gas cleaning.
- the muffle walls are heated to a temperature of 480 to 500 ° C during a given time-temperature profile and kept at a high temperature for a certain time, this time being an empirical value corresponds and does not reflect the actual conditions of the muffle contamination.
- the relatively long-chain molecules of the dirt adhering to the walls of the muffle are subjected to a thermal cracking process due to the long-lasting heating to over 450 ° C.
- the gaseous degradation products are removed from the stove with the vent during self-cleaning. After self-cleaning, the remaining residues can simply be removed from the stove as ash.
- the stove is locked to prevent accidents and only after falling below a predetermined temperature threshold is released for use again.
- the object of the invention is now to carry out the pyrolytic self-cleaning operation as a function of the real contamination rate.
- the solution to this problem according to the invention is characterized in that a gas sensor connected to an evaluation unit for pyrolytic self-cleaning is arranged in the exhaust air path of the muffle, that the evaluation unit analyzes the sensor signals with a logic system adapted to the pyrolysis operation, that the evaluation unit from the sensor signals after a typical pyrolysis Operating time determines a pyrolysis minimum temperature due to the type of contamination and increases the sensor signal query frequency for peak temperatures of the muffle that are to be expected higher than 470 ° C before a temperature rise above 470 ° C takes place, whereby the evaluation unit, which is partly equipped with an unsharp logic system, does the necessary depending on the degree of contamination Total pyrolysis time predetermined, sensor signal-corrected and after these times the heating elements are switched off.
- FIG. 1 and FIG. 2 represent diagrams which, in parametric assignment, show different contamination values with the associated sensor signal profiles.
- the evaluation unit analyzes the sensor signals with a logic system adapted to the pyrolysis operation, which will expediently be a combination of sharp and unsharp logic, and that the evaluation unit determines a minimum pyrolysis temperature from the sensor signals after a typical pyrolysis operating time .
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Description
- Die Erfindung bezieht sich auf einen Herd mit pyrolytischer Selbstreinigung, dessen Muffel durch ein in wenigstens einem Wandbereich angeordnetem Heizelement und ggf. mit zusätzlicher Umluftheizung betreibbar ist, wobei die Muffel durch ein Umluftgebläse belüftbar und mit Mitteln zur pyrolytischen Seblstreinigung ausgerüstet ist.
- Beim Braten, Garen und Backen werden die Innenseiten einer Herdmuffel in unterschiedlicher Weise verschmutzt. Diese Verschmutzung besteht im wesentlichen aus drei Komponenten: "Fettspritzer tierischer und pflanzlicher Art", "anklebende Gargutreste an den Muffelwänden" und "Kondensation von Wrasenbestandteilen an den Muffelwänden".
- Aus der EP-A-0 380 733 ist ein Herd mit einer automatischen pyrolytischen Selbstreinigung bekannt.
- Bei der konventionellen pyrolytischen Selbstreinigung von Herden, wie sie bisher betrieben wurde, weraen die Muffelwände beim Durchlauf eines vorgegebenen Zeit-Temperatur-Profils auf eine Temperatur von 480 bis 500°C aufgeheizt und für gewisse Zeit auf hoher Temperatur gehalten, wobei diese Zeit einem Erfahrungswert entspricht und nicht die tatsächlichen Verhältnisse der Muffelverschmutzung wiedergibt. Die relativ langkettigen Moleküle der an den Wänden der Muffel haftenden Verschmutzungen werden durch die lang andauernde Erhitzung auf über 450°C einem thermischen Kreckverfahren unterworfen und so zu relativ kurzkettigen Abbauprodukten, beispielsweise Wasser, kurze Kohlenwasserstoffe, Aromate und zu Ascherückständen umgesetzt. Die gasförmigen Abbauprodukte werden während der Selbstreinigung mit der Entlüftung aus dem Herd geführt. Nach der Selbstreinigung können die verbleibenden Rückstände als Asche einfach aus dem Herd genommen werden. Während der pyrolytischen Selbstreinigung wird der Herd zur Vermeidung von Unfällen verriegelt und erst nach dem Unterschreiten einer vorgegebenen Temperaturschwelle wieder für die Benutzung freigegeben.
- Die Aufgabe der Erfindung besteht nunmehr darin, den pyrolytischen Selbstreinigungsbetrieb in Abhängigkeit von der realen Verschmutzungsrate durchzuführen.
- Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß ein mit einer Auswerteeinheit für pyrolytische Selbstreinigung verbundener Gassensor im Abluftweg der Muffel angeordnet ist, daß die Auswerteeinheit die Sensorsignale mit einem auf den Pyrolysebetrieb angepaßten Logiksystem analysiert, daß die Auswerteeinheit aus den Sensorsignalen nach einer typischen Pyrolyse-Betriebszeit eine verschmutzungsartbedingte Pyrolyse-Mindesttemperatur bestimmt und für höher zu erwartende Spitzentemperaturen der Muffel als 470°C die Sensorsignal-Abfragefrequenz erhöht, bevor eine Temperaturerhöhung über 470°C erfolgt, wobei die teilweise mit einem unscharfen Logiksystem ausgestattete Auswerteeinheit in Abhängigkeit vom Verschmutzungsgrad die notwendige Pyrolyse-Gesamtzeit vorbestimmt, sensorsignalbezogen nachkorrigiert und nach Ablauf dieser Zeiten die Heizelemente abschaltet.
- Weitere, vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargestellt.
- Ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt:
- Fig. 1
- einen Sensor-Signalverlauf während der Pyrolysezeit bei verschiedenen Verschmutzungen
- Fig. 2
- Sensorsignale während des Anstieges der Pyrolysetemperatur bei verschiedenen Verschmutzungen.
- Fig. 1 und Fig. 2 stellen Diagramme dar, die in parametrischer Zuordnung verschiedene Verschmutzungswerte mit den dazugehörigen Sensor-Signalverläufen wiedergeben.
- Gemäß Fig. 1 ist eine Kurvenschar erkennbar, die mit verschiedenen Verschmutzungsraten als Parameter den Verlauf des Sensorsignals über die Pyrolysezeit darstellt. Dabei können diese Kurven nur qualitative Aussagekraft besitzen, weil sich ständig ändernde Bedingungen beispielsweise Netz-Spannungsschwankungen, andere Garraum--Verschmutzungsarten, Garraumgröße, Beheizungsart des Garraums usw. auf quantitative Kurvenverläufe erheblich auswirken können. Für den gesteuerten Pyrolysebetrieb ist es daher unbedingt erforderlich, daß eine mit unscharfer Logik ausgerüstete Auswerteeinheit durch die ständige Abfrage der Sensorsignale die jeweils erforderlichen Regelschritte einleitet. Aus Fig. 1 ist dennoch entnehmbar, daß gleiche Verschmutzungstypen nach einer bestimmten Pyrolysedauer ihre Maxima fast gleichzeitig erreichen. Man kann davon ausgehen, daß mit Erreichen der notwendigen Pyrolyse-Temperatur, d.h. der Temperatur, die dem Verschmutzungsgrad entsprechend ausreichende Kreckkraft besitzt, keine längeren Aufheizzeiten als eine Stunde erforderlich sein werden. Das ist einmal davon abhängig, in welchem Maße die Verschmutzung komplizierte Zusammensetzungen bezüglich tierischer und pflanzlicher Fette, klebender Gargutreste und komplizierte Kondensationsprodukte von Wrasenbestandteilen vorhanden sind und von welcher Ausgangstemperatur her die Pyrolyse gestartet wird.
- Es ist natürlich auch möglich, daß für eine pyrolytische Selbstreinigungsvorgang mehrere Kurven mit unterschiedlichen Maxima durchfahren werden müssen, bis eine eindeutige, der Pyrolysedauer entsprechende, sich gegen asymptotisch Null nähernde Sensorsignalentwicklung erkennbar ist. Es ist daher notwendig, daß die Auswerteeinheit die Sensorsignale mit einem auf den Pyrolysebetrieb angepaßtem Logiksystem, das zweckmäßigerweise eine Kombination aus scharfer und unscharfer Logik sein wird, analysiert und daß die Auswerteeinheit aus den Sensorsignalen nach einer typischen Pyrolyse--Betriebszeit eine Pyrolyse-Mindesttemperatur bestimmt.
- Die Sensorsignale, bezogen auf den Temperaturverlauf, sind gemäß Fig. 2 dargestellt. Es ist ersichtlich, daß die Maxima der Sensorsignale bei Temperaturen auftreten, die für die entsprechende Garraumverschmutzung typische Reinigungstemperaturen sind. Im allgemeinen werden Temperaturen der pyrolytischen Selbsstreinigung oberhalb 470° notwendig sein. Aus den Kurvenscharen gemäß Fig. 2 ist aber immerhin erkennbar, daß nicht jede Verschmutzung diese Temperatur erfordert. Diesbezüglich gilt auch, das unter Fig. 1 Gesagte, daß eine unscharfe Logik für die Auswerteeinheit vorteilhaft ist, um eine optimale Pyrolysetemperatur, bezogen auf die jeweilige Verschmutzung im Garraum, zu ermitteln. Durch die Verwendung zweckmäßiger Sensortechnik im Abluftkanal der Herdmuffel können Aussagen zu folgenden Punkten, die Pyrolyse betreffend, gemacht werden.
- Höhe der notwendigen Pyrolyse-Temperatur,
- Angabe zur notwendigen Pyrolysedauer,
- Vorgaben für Be- und Entlüftung der Ofenmuffel,
- Angaben zur Menge und Geschwindigkeit der Umluft,
- mögliche Erkennung von zufällig im Brat- und Backrohr vorhandeen Fremdgegenständen.
- Gegenüber den bisherigen Verfahrensweisen bei pyrolytischer Selbstreinigung, die darin bestanden, daß ein starres Zeit-Temperaturprofil durchfahren wurde, d.h. der Herd wurde eine bestimmte empirisch ermittelte Zeit lang mit hoher Temperatur betrieben, ergibt die sensorgesteuerte Pyrolyse folgende Vorteile:
- Der Energieverbrauch wird stark verringert, da die vorhandene Verschmutzung nur sehr selten den Maximalwert erreicht, für den das Zeit-Temperatur-Profil früher ausgelegt war.
- Der Herd wird weit weniger belastet, dadurch vergrößert sich die Lebensdauer der Email der Muffel.
- Die Brandgefahr im Fall von Bedienungsfehlern wird verringert, da die Sensorik Fehlbeschickung im Garraum analysiert.
- Ggf. kann die Geruchsentwicklung minimierbar gestaltet sein.
- Diese Erkennungsmöglichkeiten und Vorteile der sensorgsesteuerten Pyrolyse, verbunden mit einer Auswerteeinheit, die scharfe und unscharfe Logik problemorientiert einsetzt, geben den damit ausgerüsteten Herden einen zweckentsprechenden Komfort.
Claims (3)
- Herd mit pyrolytischer Selbstreinigung, dessen Muffel durch ein in wenigstens einem Wandbereich angeordnetes Heizelement und ggf. mit zusätzlicher Umluftheizung betreibbar ist, wobei die Muffel durch ein Umluftgebläse belüftbar und mit Mitteln zur pyrolytischen Selbstreinigung ausgerüstet ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit einer Auswerteeinheit für pyrolytische Selbstreinigung verbundener Gassensor im Abluftweg der Muffel angeordnet ist, daß die Auswerteeinheit die Sensorsignale mit einem auf den Pyrolysebetrieb angepaßten Logiksystem analysiert, daß die Auswerteeinheit aus den Sensorsignalen nach einer typischen Pyrolyse-Betriebszeit eine verschmutzungsartbedingte Pyrolyse-Mindesttemperatur bestimmt und für höher zu erwartende Spitzentemperaturen der Muffel als 470°C die Sensorsignal-Abfragefrequenz erhöht, bevor eine Temperaturerhöhung über 470°C erfolgt, wobei die teilwleise mit einem unscharfen Logiksystem ausgestattete Auswerteeinheit in Abhängigkeit vom Verschmutzungsgrad die notwendige Pyrolyse-Gesamtzeit vorbestimmt, sensorsignalbezogen nachkorrigiert und nach Ablauf dieser Zeiten die Heizelemente abschaltet.
- Herd mit pyrolytischer Selbstreinigung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gassensor auf kurzkettige Kohlenwasserstoffe und Wasserstoffmoleküle mit einer auswertbaren elektrischen Widerstandsänderung reagiert.
- Herd mit pyrolytischer Selbstreinigung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinheit nach Abschalten der Heizleistung die Belüftung der Muffel beendet.
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