EP0831277A1 - Backofen mit einem Katalysator - Google Patents

Backofen mit einem Katalysator Download PDF

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EP0831277A1
EP0831277A1 EP97114675A EP97114675A EP0831277A1 EP 0831277 A1 EP0831277 A1 EP 0831277A1 EP 97114675 A EP97114675 A EP 97114675A EP 97114675 A EP97114675 A EP 97114675A EP 0831277 A1 EP0831277 A1 EP 0831277A1
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catalyst
catalytic converter
oven
oven muffle
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Johann Klement
Christian Dipl.-Ing. Zimmermann
Erich-Olaf Fischer
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BSH Hausgeraete GmbH
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BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
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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
    • F24C15/00—Details
    • F24C15/20—Removing cooking fumes
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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
    • F24C14/00—Stoves or ranges having self-cleaning provisions, e.g. continuous catalytic cleaning or electrostatic cleaning
    • F24C14/02—Stoves or ranges having self-cleaning provisions, e.g. continuous catalytic cleaning or electrostatic cleaning pyrolytic type

Definitions

  • the present invention relates to a catalyst for use in an oven with a lockable oven muffle by at least one heating element is heated, an effective surface of the catalyst by a Precious metal layer is formed.
  • Such a catalyst is known from German specification DE 28 17 101, the catalyst passing through a ceramic disc with a plurality of holes small diameter is formed. During the cooking process or during a subsequent pyrolytic self-cleaning process flow the resulting Gases through the catalyst and are burned there or converted catalytically.
  • Another catalyst is known from German published application DE 41 39 904 A1, the catalyst being made from a self-supporting knitted wire.
  • An aluminum-containing alloy is particularly suitable as the wire, if appropriate Contains cerium. With the help of the catalyst is in the closed oven muffle circulating air cleaned.
  • a catalyst is known from German published patent application DE 41 42 336 A1 known that in a vapor outlet opening in the ceiling area of the oven muffle sits. As a result, vapors removed from the oven become a catalytic reaction for burning or neutralizing unpleasant odors.
  • the object of the present invention is to provide a catalyst with which improved cleaning of the gases is possible.
  • this is achieved in that the catalyst for the breakdown of the Heating the oven muffle released formaldehyde is used.
  • the catalyst for the breakdown of the Heating the oven muffle released formaldehyde is used.
  • formaldehyde concentration by both the catalyst Baking process and the self-cleaning process significantly reduced. So far the formation of formaldehyde only when the oven is first heated considered its first commissioning as relevant. This creates the formaldehyde when burning production-related oil or grease residues on the Oven muffle. It was therefore always recommended during the first heating process ventilate the kitchen when starting up the oven and at the same time to leave. Appropriate instructions for the pyrolytic self-cleaning operation are generally unknown so far.
  • the catalyst is advantageously formed by a wire mesh, in particular good flowability of the catalyst and at the same time a large surface area to provide for the catalytic reaction.
  • the catalyst is in a flow-through, Pot-shaped housing arranged. This facilitates the manufacture and the Assembly of the catalytic converter. The same purpose and the easy cleanability of the The measures according to claim 4 serve as a catalyst.
  • the Catalyst at least two partial catalysts arranged one behind the other in terms of flow technology on. While, for example, palladium as a catalyst material for degradation of formaldehyde, a platinum coating contributes in particular to the reduction of carbon monoxide at. So there is a risk of adverse mutual influence of smells of the two partial catalysts is reduced, is between the at least two partial catalysts an uncoated, possibly coarse mesh Neutral filter arranged. This also helps to even out the Flow through the catalyst.
  • the catalytic effect is particularly pronounced at the high temperatures occur in pyrolytic self-cleaning operation.
  • An oven 1 has a housing 3 which encloses an oven muffle 5. This is clad in a manner known per se with a thermal insulation material and on its front can be closed with an oven door 7.
  • the door consists of one metallic door floor 9, in which a viewing window 11 is held. In the front area the door 7 is on the door bottom 9 a front window spaced from the viewing window 13 attached. Between the door floor 9 and an oven flange 15 is a essentially 17 sealing the entire muffle opening arranged.
  • At the oven 1 is for pyrolytic self-cleaning operation suitable, whereby all components according to the occurring particularly high operating temperatures are designed.
  • a vapor opening 21 is also provided in this, which consists of several individual openings 22 (Fig. 2). Via a funnel-shaped connector 23, the vapor opening 21 is connected to a blow-out duct 25 which opens into the open above the door 7 in the front area of the oven 1. In the blow-out duct 25, a fan 27 for sucking air from the oven muffle 5 is arranged.
  • a catalyst 35 is arranged in the area of the vapor opening 21.
  • the catalyst has a cup-shaped housing 37 made of a good heat-conducting material, in particular Aluminum, in the bottom of which several suction openings 39 are formed are.
  • an attachment opening 41 In the middle of the bottom of the housing 37 there is an attachment opening 41, through which a fastening screw 43 is pushed through the catalyst 35 can be and in a mounting plate 45 of the top wall 20 of the Oven muffle 5 can be screwed.
  • a bent peripheral edge 47 of the Catalyst housing 37 is pressed against the top wall 20. In the direction of flow three flat wire meshes are arranged one behind the other, the large contact surfaces with each other and to the inner wall of the housing 37 and the Have top wall 20.
  • the first wire mesh forms the first partial catalyst 49.
  • the wire used for this is coated with palladium and serves in particular for the reduction of formaldehyde.
  • the second wire mesh is through an uncoated one Metal wire formed as a neutral filter 51.
  • the flow resistance of the neutral filter 51 is less than that of the first partial catalytic converter 49 and a second partial catalytic converter 53, the flow technology after the neutral filter 51 and by the first partial catalytic converter 49 is arranged spatially separated.
  • the knitted fabric of the second Partial catalyst 53 is formed from a platinum-coated metal wire for Burn or neutralize other odors or pollutants.

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Abstract

Bekannt ist ein Katalysator (35) zur Verwendung in einem Backofen (1) mit einer verschließbaren Backofenmuffel (5), die von mindestens einem Heizelement (19) beheizbar ist, wobei eine wirksame Oberfläche des Katalysators (35) durch eine Edelmetallschicht gebildet ist. Erfindungsgemäß wurde überraschend festgestellt, daß der Katalysator zum Abbau von beim Beheizen der Backofenmuffel freiwerdendem Formaldehyd dienen kann. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Katalysator zur Verwendung in einem Backofen mit einer verschließbaren Backofenmuffel, die von mindestens einem Heizelement beheizbar ist, wobei eine wirksame Oberfläche des Katalysators durch eine Edelmetallschicht gebildet ist.
Ein derartiger Katalysator ist bekannt aus der deutschen Auslegeschrift DE 28 17 101, wobei der Katalysator durch eine Keramikscheibe mit einer Vielzahl von Löchern kleinen Durchmessers gebildet ist. Während des Garprozesses oder während eines nachfolgenden pyrolytischen Selbstreinigungsprozesses strömen die dabei entstehenden Gase durch den Katalysator und werden dort verbrannt bzw. katalytisch umgesetzt.
Ein weiterer Katalysator ist bekannt aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 41 39 904 A1, wobei der Katalysator aus einem selbsttragenden Drahtgewirke hergestellt ist. Als Draht eignet sich dabei insbesondere eine aluminiumhaltige Legierung, die gegebenenfalls Cer enthält. Mit Hilfe des Katalysators wird die in der geschlossenen Backofenmuffel zirkulierende Luft gereinigt.
Weiter ist aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 41 42 336 A1 ein Katalysator bekannt, der in einer Wrasenaustrittsöffnung im Deckenbereich der Backofenmuffel sitzt. Dadurch wird aus dem Backofen abgeführter Wrasen einer katalytischen Reaktion zum Verbrennen bzw. Neutralisieren unangenehmer Geruchsstoffe unterzogen.
Aus der europäischen Patentanmeldung EP 0 209 887 und der deutschen Patentschritt DE 35 16 847 C2 sind katalytische Nachverbrenner für Backöfen oder dergleichen bekannt, um beispielsweise bei sogenannten selbstreinigenden Backöfen nach dem pyrolytischen Prinzip den entstehenden Rauch zu weitgehend geruch- und schadstoffreien Abgasen zu oxydieren oder den bei Koch-, Back- oder Bratvorgängen entstehenden Wrasen durch Oxydation schädliche oder störende Wirkungen zu nehmen. Hierbei ist es wesentlich, die katalytisch wirkende Schicht auf eine Arbeitstemperatur zu bringen, bei der sich eine optimierte Wirkung ergibt. Diese Arbeitstemperatur liegt meistens höher als die Temperatur des zuströmenden Rauches bzw. Wrasens.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Katalysator bereitzustellen, mit dem eine verbesserte Reinigung der Gase möglich ist.
Erfindungsgemäß ist dies dadurch erreicht, daß der Katalysator zum Abbau von beim Beheizen der Backofenmuffel freiwerdendem Formaldehyd dient. Völlig überraschend wurde festgestellt, daß bei jedem Backvorgang geringe Mengen an Formaldehyd und bei jedem pyrolytischen Selbstreinigungsvorgang größere Mengen an Formaldehyd in der Backofenmuffel entstehen und aus dieser in die Küche entweichen. Überraschenderweise wird durch den Katalysator die Formaldehyd-Konzentration sowohl beim Backvorgang als auch beim Selbstreinigungsvorgang deutlich Verringert. Bisher wurde die Entstehung von Formaldehyd lediglich beim ersten Aufheizen eines Backofens bei dessen erstmaliger Inbetriebnahme als relevant erachtet. Dabei entsteht das Formaldehyd bei der Verbrennung von fertigungsbedingten Öl- bzw. Fettrückständen an der Backofenmuffel. Es wurde deshalb stets empfohlen, während des ersten Aufheizvorganges bei der Inbetriebnahme des Backofens die Küche zu belüften und gleichzeitig zu verlassen. Entsprechende Anweisungen für den pyrolytischen Selbstreinigungsbetrieb sind bisher allgemein unbekannt.
Vorteilhafterweise ist der Katalysator durch ein Drahtgewirk gebildet, um insbesondere eine gute Durchströmbarkeit des Katalysators und gleichzeitig eine große Oberfläche für die katalytische Reaktion bereitzustellen.
Gemäß einer bevorzugten Ausstellungsform ist der Katalysator in einem durchströmbaren, topfförmigen Gehäuse angeordnet. Dies erleichtert die Herstellung und die Montage des Katalysators. Demselben Zweck und der einfachen Reinigbarkeit des Katalysators dienen die Maßnahmen gemäß Patentanspruch 4.
Um die Wirksamkeit des Katalysators zu erhöhen oder mit größerer Wirkung ein breiteres Band an Schadstoffen bzw. Geruchsstoffen aus der Luft zu entfernen, weist der Katalysator mindestens zwei strömungstechnisch hintereinander angeordnete Teilkatalysatoren auf. Während beispielsweise Palladium als Katalysatormaterial zum Abbau von Formaldehyd dient, trägt eine Platinbeschichtung insbesondere zur Kohlenmonoxid-Verringerung bei. Damit die Gefahr einer nachteiligen gegenseitigen Geruchsbeeinflussung der beiden Teilkatalysatoren verringert ist, ist zwischen den mindestens zwei Teilkatalysatoren ein unbeschichtetes, gegebenenfalls grobmaschigeres Neutralfilter angeordnet. Dies trägt zusätzlich auch zu einer Vergleichmäßigung der Strömung durch den Katalysator bei.
Um den Katalysator auf eine ausreichende Betriebstemperatur zu erwärmen, ohne eine zusätzliche Spezialheizung für den Katalysator bereitstellen zu müssen, ist vorteilhafterweise der Katalysator im Bereich einer üblicherweise in der Backofenmuffel angeordneten Oberhitze befestigt.
Die katalytische Wirkung ist besonders ausgeprägt bei den hohen Temperaturen, die beim pyrolytischen Selbstreinigungsbetrieb auftreten.
Nachfolgend ist anhand schematischer Darstellungen ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Katalysators beschrieben.
Es zeigen
Fig. 1
in einer Seitenansicht, teilweise in Schnittdarstellung abschnittsweise einen Backofen mit dem Katalysator und
Fig. 2
in stark vergrößertem Maßstab den in der Backofenmuffel befestigten Katalysator.
Ein Backofen 1 weist ein Gehäuse 3 auf, das eine Backofenmuffel 5 umschließt. Diese ist in an sich bekannter Weise mit einem Wärmeisolationsmaterial umkleidet und an ihrer Vorderseite mit einer Backofentür 7 verschließbar. Die Tür besteht aus einem metallischen Türboden 9, in dem eine Sichtscheibe 11 gehaltert ist. Im Frontbereich der Tür 7 ist an dem Türboden 9 eine von der Sichtscheibe beabstandete Frontscheibe 13 befestigt. Zwischen dem Türboden 9 und einem Backofenflansch 15 ist eine im wesentlichen die gesamte Muffelöffnung umziehende Dichtung 17 angeordnet. Bei dem Backofen 1 handelt es sich um einen für den pyrolytischen Selbstreinigungsbetrieb geeigneten, wobei alle Komponenten entsprechend den dabei auftretenden, besonders hohen Betriebtemperaturen ausgelegt sind.
Von den verschiedenen an sich bekannten Heizelementen des Backofens 1 ist lediglich ein Oberhitze-Heizkörper 19 gezeigt, der unterhalb einer Deckwandung 20 der Backofenmuffel 5 befestigt ist. In dieser ist zudem eine Wrasenöffnung 21 vorgesehen, die aus mehreren Einzelöffnungen 22 besteht (Fig. 2). Über ein trichterförmiges Anschlußstück 23 ist die Wrasenöffnung 21 mit einem Ausblasschacht 25 verbunden, der oberhalb der Tür 7 im Frontbereich des Backofens 1 ins Freie mündet. Im Ausblasschacht 25 ist ein Gebläse 27 zum Saugen von Luft aus der Backofenmuffel 5 angeordnet. Eine Steuervorrichtung 29 zur Steuerung aller Betriebsarten des Backofens 1, wie insbesondere des Backbetriebes und des pyrolytischen Selbstreinigungsbetriebes, ist über mehrere im Frontbereich gehalterte Handhaben 31 möglich.
Im Bereich der Wrasenöffnung 21 ist ein Katalysator 35 angeordnet. Der Katalysator weist ein topfförmiges Gehäuse 37 aus einem gut wärmeleitenden Material, insbesondere Aluminium auf, in dessen Boden mehrere Ansaugöffnungen 39 ausgebildet sind. In der Mitte des Bodens des Gehäuses 37 befindet sich eine Befestigungsöffnung 41, durch die eine Befestigungsschraube 43 durch den Katalysator 35 geschoben werden kann und in eine Befestigungsplatte 45 der Deckwandung 20 der Backofenmuffel 5 geschraubt werden kann. Ein abgebogener Umfangsrand 47 des Katalysatorgehäuses 37 wird dabei an die Deckwandung 20 gepreßt. In Strömungsrichtung sind hintereinander drei flache Drahtgewirke angeordnet, die große Benührungsflächen untereinander und zu der Innenwandung des Gehäuses 37 sowie der Deckwandung 20 aufweisen. Das erste Drahtgewirk bildet den ersten Teilkatalysator 49. Der dazu verwendete Draht ist mit Palladium beschichtet und dient insbesondere zum Abbau von Formaldehyd. Das zweite Drahtgewirk ist durch einen unbeschichteten Metalldraht als ein Neutralfilter 51 ausgebildet. Der Strömungswiderstand des Neutralfilters 51 ist geringer als der des ersten Teilkatalysators 49 und eines zweiten Teilkatalysators 53, der strömungstechnisch nach dem Neutralfilter 51 sowie von dem ersten Teilkatalysator 49 räumlich getrennt angeordnet ist. Das Gewirk des zweiten Teilkatalysators 53 ist aus einem mit Platin beschichteten Metalldraht gebildet zum Verbrennen bzw. Neutralisieren weiterer Geruchs- bzw. Schadstoffe. Um den Wirkungsgrad des ersten Teilkatalysators 49 beim Abbau des Formaldehyds nicht zu verschlechtern, wird die zu reinigende Luft bzw. der Wrasen zuerst der katalytischen Reaktion mit Palladium unterzogen und das Reaktionsprodukt dann dem zweiten Teilkatalysator 53 zugeleitet.
Durch die Ausbildung und Befestigung des Katalysators 35 sowie dessen Anordnung in unmittelbarer Nähe des Oberhitze-Heizkörpers 19 erreicht dieser auch bei herkömmlichem Backbetrieb eine ausreichende Betriebstemperatur, um den Abbau des beim Backen, insbesondere durch das Verbrennen von auf die heiße Backofenmuffel 5 spritzenden Fetts oder Öls, entstehenden Formaldehyds zu gewährleisten. Beim pyrolytischen Selbstreinigungsbetrieb erreicht der Katalysator 35 aufgrund der höheren Betriebstemperatur einen höheren Wirkungsgrad beim Abbau des durch das Verbrennen von eingebrannten Fettrückständen entstehenden Formaldehyds.

Claims (10)

  1. Katalysator zur Verwendung in einem Backofen mit einer verschließbaren Backofenmuffel, die von mindestens einem Heizelement beheizbar ist, wobei eine wirksame Oberfläche des Katalysators durch eine Edelmetallschicht gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator (35) zum Abbau von beim Beheizen der Backofenmuffel (5) freiwerdendem Formaldehyd dient.
  2. Katalysator nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator (35) durch ein Drahtgewirk gebildet ist.
  3. Katalysator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator (35) in einem durchströmbaren, topfförmigen Gehäuse (37) angeordnet ist.
  4. Katalysator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (37) einen Befestigungsabschnitt aufweist, mit dem der Katalysator an einer Wandung (45) der Backofenmuffel betriebsgemäß abnehmbar befestigt ist.
  5. Katalysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator (35) mindestens zwei strömungstechnisch hintereinander angeordnete Teilkatalysatoren (49, 53) aufweist.
  6. Katalysator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialien der Edelmetallschichten der beiden Teilkatalysatoren (49, 53) verschieden sind.
  7. Katalysator nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den mindestens zwei Teilkatalysatoren (49, 53) ein unbeschichtetes Neutralfilter (51) angeordnet ist.
  8. Katalysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der Edelmetallschicht Palladium ist.
  9. Katalysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator (35) im Bereich eines Oberhitze-Heizkörpers (19) der Backofenmuffel (5) angeordnet ist.
  10. Katalysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator in einem Backofen angeordnet ist, der zum pyrolytischen Selbstreinigungsbetrieb erforderliche Betriebsmittel aufweist.
EP97114675A 1996-09-20 1997-08-25 Backofen mit einem Katalysator Expired - Lifetime EP0831277B1 (de)

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