EP1837599A2 - Verfahren zur automatischen Beendigung eines Pyrolysereinigungsvorgangs bei einem Backofen - Google Patents
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- F24C15/2007—Removing cooking fumes from oven cavities
Definitions
- the invention relates to a method for automatically ending a pyrolysis cleaning process in an oven.
- the US 4,954,694 also shows a method for automatic completion of a Pyrolysecurisvorgangs in an oven, wherein after switching on the heat source, the oxygen concentration is measured in a Ab povertyweg and from the course of the measured values, the duration of the pyrolysis process is determined.
- a fixed or dependent on the pyrolysis time interval is additionally heated after completion of the actual pyrolysis process.
- the invention thus has the problem of providing a method for automatic completion of a Pyrolysealismsvorgangs in an oven, in which the quality of Pyrolysealism while reducing the energy consumption during pyrolysis is improved.
- the advantages achievable with the invention are in particular that the quality of the pyrolysis cleaning is improved while reducing the energy consumption during the pyrolysis.
- the limit value GW for the oxygen concentration can be selected within wide suitable limits.
- the limit value GW for the oxygen concentration is in a range of about 20.5 mol% to 21.0 mol%.
- the pyrolysis cleaning process comprises three phases, namely a heating phase until reaching a predetermined or automatically determined during the heating pyrolysis temperature T P of the cooking chamber, a holding phase whose duration is dependent on the measured oxygen concentration and during the pyrolysis T P is kept substantially constant by means of a temperature control, and a cooling phase to achieve a predetermined final temperature of the cooking chamber T E , with T E ⁇ T P , said under claim 1 process steps a) to d) performed only during the holding phase I. become. This makes it possible to restrict the monitoring of the oxygen concentration to the holding phase, so that the energy consumption is further reduced.
- a baking oven is shown, in which the inventive method is used.
- the oven has a control panel 2 with a display 4 and 6 controls.
- the cooking chamber 8 can be closed by a door 10, wherein the door 10 has a see-through disk 12.
- Fig. 2 shows the oven in a sectional view from the side.
- the oven has an electrical control 14 behind the control panel 2.
- the resulting in the cooking chamber 8 during pyrolysis flue gases 17, so-called fumes, can escape via an exhaust path 16 in the free environment.
- the path of the flue gases 17 is symbolized by arrows 18.
- an oxidation catalyst 22 is arranged, on which the flue gases 17 discharged through the exhaust air path 17 are converted in a manner known to those skilled in the art.
- an oxygen sensor 24 for detecting the oxygen concentration is arranged in the exhaust path 16.
- the aforementioned components are connected in a manner known to those skilled in the art to the electrical controller 14 in a signal-transmitting manner.
- the oxygen sensor 24 may also be arranged at another suitable location in the oven.
- the oven has heavy contaminants 26 in the embodiment. See Fig. 2.
- the user starts the pyrolysis cleaning process by means of the controls 6. He is guided and informed about the display 4 in a manner known to those skilled in the art.
- the cooking chamber temperature a is at the beginning of the pyrolysis cleaning process, time 0 min., Room temperature, ie about 20 ° C.
- the oxygen concentration b corresponds to the oxygen concentration b in the atmosphere, ie about 21 mol% or 0 mol% deviation.
- the cooking chamber 8 is now heated by means of the heating source 20 with a previously set and stored in a memory 141 of the electric controller 14 speed, namely about 10 ° C per 1 min., Heated.
- the heating takes place by means disposed in the cooking chamber 8 and with the electrical control 14 signal transmitting connected temperature sensor 30 and a known temperature control by the electric controller 14, which turns on or off the heat source 20 according to the above-mentioned heating curve.
- the heating phase described above is followed by a holding phase during which a predetermined pyrolysis temperature T P is kept substantially constant by means of the temperature sensor 30 and the temperature control already explained in a manner known to the person skilled in the art.
- the pyrolysis temperature T P during the holding phase I is fixed here.
- the pyrolysis temperature T P here is 460 ° C, see Fig. 3.
- the duration of the holding phase 1 depends on the measured oxygen concentration b.
- the limit value GW for the oxygen concentration b is set to 20.5 mol%.
- the oxygen concentration b has dropped to values below the limit value GW during the pyrolysis cleaning process. As long as the oxygen concentration b remains below the limit value GW, the holding phase I continues and the pyrolysis temperature T P is further regulated to 460 ° C.
- the contaminants 26 are implemented and thus less.
- the amount of flue gas 17 also decreases and the oxygen concentration b at the oxygen sensor 24 increases again. See Fig. 3. About 160 min.
- the oxygen concentration b first exceeds the limit value GW for the first time, ie 20.5 mol%.
- the cooking chamber temperature a is controlled during the entire holding phase I to the pyrolysis temperature T P from here 460 ° C by means of temperature control, it is usual during pyrolysis that the cooking space a due to the continuous reaction of the flue gases 17 at the Oxidation catalyst 22 fluctuates. Therefore, it is necessary that the aforementioned minimum value for the oven temperature a during the time interval l Zsuatz_1 is chosen to be correspondingly lower than the pyrolysis temperature T P , here 445 ° C.
- the heat source 20 would be here after expiration of the time interval l foi_2, ie after 60 min. from the time the limit value GW for the oxygen concentration b is exceeded for the first time, it is switched off automatically.
- the cooking chamber temperature a in the present embodiment during a cooling phase to a final temperature T E is reduced from 70 ° C here. On the one hand, this is achieved by the above-described switching off the heat source 20. On the other hand, to speed up the cooling, the flushing of the cooking chamber 8 with fresh air can be increased by means of a blower not shown in the figures. If the cooking chamber temperature a has dropped to the final temperature T E , the door 10, which is automatically locked during the start of the pyrolysis cleaning process, is unlocked again, so that it can be opened by the user without danger.
- the cooling phase is not fully illustrated in FIG.
- inventive method is not limited to the illustrated embodiment.
- the time intervals l foi_1 , l foiu_2 and the pyrolysis temperature T P and the final temperature T E can be selected within wide suitable limits.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatischen Beendigung eines Pyrolysereinigungsvorgangs bei einem Backofen.
- Aus der
US 4,481,404 ist ein Verfahren zur automatischen Beendigung eines Pyrolysereinigungsvorgangs bei einem Backofen bekannt, bei dem ein auf die während der Pyrolyse entstehenden Rauchgase ansprechender Gassensor eingesetzt wird. Sobald mittels des Gasssensors eine ausreichend niedrige Konzentration an einem Rauchgas detektiert wird, wird der Pyrolysereinigungsvorgang automatisch beendet. Der verwendete Gassensor und die Auswertung von dessen Ausgangssignalen müssen dabei auf den jeweiligen Backofentyp angepasst werden. - Die
US 4,954,694 zeigt darüber hinaus ein Verfahren zur automatischen Beendigung eines Pyrolysereinigungsvorgangs bei einem Backofen, wobei nach dem Einschalten der Heizquelle die Sauerstoffkonzentration in einem Abluftweg gemessen wird und aus dem Verlauf der Messwerte die Zeitdauer des Pyrolysevorgangs ermittelt wird. Um die Reinigung des Garraums zu erleichtern, wird bei dem bekannten Verfahren entweder ein festes oder von der Pyrolysezeit abhängiges Zeitintervall nach Beendigung des eigentlichen Pyrolysevorgangs zusätzlich geheizt. - Der Erfindung stellt sich somit das Problem ein Verfahren zur automatischen Beendigung eines Pyrolysereinigungsvorgangs bei einem Backofen anzugeben, bei dem die Qualität der Pyrolysereinigung bei gleichzeitiger Reduzierung des Energieverbrauchs während der Pyrolysereinigung verbessert ist.
- Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Unteransprüchen.
- Die mit der Erfindung erreichbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass die Qualität der Pyrolysereinigung bei gleichzeitiger Reduzierung des Energieverbrauchs während der Pyrolysereinigung verbessert ist.
- Grundsätzlich ist der Grenzwert GW für die Sauerstoffkonzentration in weiten geeigneten Grenzen wählbar. Zweckmäßigerweise liegt der Grenzwert GW für die Sauerstoffkonzentration in einem Bereich von etwa 20,5 Mol-% bis 21,0 Mol-%.
- Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass der Pyrolysereinigungsvorgang drei Phasen umfasst, nämlich eine Aufheizphase bis zur Erreichung einer vorher festgelegten oder während der Aufheizphase automatisch ermittelten Pyrolysetemperatur TP des Garraums, eine Haltephase, deren Dauer abhängig ist von der gemessenen Sauerstoffkonzentration und während der die Pyrolysetemperatur TP mittels einer Temperaturregelung im Wesentlichen konstant gehalten wird, und eine Abkühlphase zur Erreichung einer vorher festgelegten Endtemperatur des Garraums TE, mit TE < TP, wobei die unter Anspruch 1 genannten Verfahrensschritte a) bis d) lediglich während der Haltephase I durchgeführt werden. Hierdurch ist es möglich, die Überwachung der Sauerstoffkonzentration auf die Haltephase zu beschränken, so dass der Energieverbrauch weiter reduziert wird.
- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt
- Figur 1
- eine Frontansicht eines Backofens, in dem das erfindungsgemäße Verfahren verwendet wird,
- Figur 2
- eine Schnittdarstellung des Backofens aus Fig. 1 und
- Figur 3
- ein Diagramm der Garraumtemperatur und der Sauerstoffkonzentration in Abhängigkeit der Zeit.
- In Fig. 1 ist ein Backofen dargestellt, in dem das erfindungsgemäße Verfahren verwendet wird. Der Backofen weist eine Bedienblende 2 mit einer Anzeige 4 und Bedienelementen 6 auf. Der Garraum 8 ist durch eine Tür 10 verschließbar, wobei die Tür 10 eine Durchsichtscheibe 12 aufweist.
- Fig. 2 zeigt den Backofen in einer Schnittdarstellung von der Seite. Der Backofen weist hinter der Bedienblende 2 eine elektrische Steuerung 14 auf. Die in dem Garraum 8 während der Pyrolyse entstehenden Rauchgase 17, sogenannter Wrasen, können über einen Abluftweg 16 in die freie Umgebung entweichen. Der Weg der Rauchgase 17 ist dabei durch Pfeile 18 symbolisiert. In dem Garraum 8 ist eine als elektrische Strahlungsheizung ausgebildete Heizquelle 20 zur Beheizung des Garraums 8 angeordnet. Zwischen dem Garraum 8 und dem Abluftweg 16 ist ein Oxidationskatalysator 22 angeordnet, an dem die durch den Abluftweg 16 abgeführten Rauchgase 17 auf dem Fachmann bekannte Weise umgesetzt werden. Stromabwärts des Oxidationskatalysators 22 ist in dem Abluftweg 16 ein Sauerstoffsensor 24 zur Erfassung der Sauerstoffkonzentration angeordnet. Die vorgenannten Bauteile sind auf dem Fachmann bekannte Weise mit der elektrischen Steuerung 14 signalübertragend verbunden.
- Abweichend von dem hier erläuterten Ausführungsbeispiel kann der Sauerstoffsensor 24 auch an einer anderen, geeigneten Stelle in dem Backofen angeordnet sein. Gleiches gilt für den Oxidationskatalysator 22, der beispielsweise auch in dem Abluftweg 16 angeordnet sein kann.
- Das erfindungsgemäße Verfahren wird nun anhand der Fig. 3 näher erläutert:
- Fig. 3 zeigt den Verlauf der Garraumtemperatur a und der Sauerstoffkonzentration b in Abhängigkeit der Zeit, die auf der Abszisse in Minuten, abgekürzt min., aufgetragen ist. Auf der linken Ordinate ist die Garraumtemperatur a in Grad Celsius, kurz °C, aufgetragen. Die absolute Sauerstoffkonzentration b ist auf der rechten Ordinate in Mol-% angegeben.
- Der Backofen weist in dem Ausführungsbeispiel starke Verschmutzungen 26 auf. Siehe Fig. 2. Der Benutzer startet den Pyrolysereinigungsvorgang mittels der Bedienelemente 6. Dabei wird er über die Anzeige 4 auf dem Fachmann bekannte Weise geführt und informiert.
- Die Garraumtemperatur a beträgt am Anfang des Pyrolysereinigungsvorgangs, Zeitpunkt 0 min., Raumtemperatur, also etwa 20°C. Die Sauerstoffkonzentration b entspricht der Sauerstoffkonzentration b in der Atmosphäre, also etwa 21 Mol-% oder 0 Mol-% Abweichung.
- Während einer Aufheizphase wird der Garraum 8 nun mittels der Heizquelle 20 mit einer vorher festgelegten und in einem Speicher 141 der elektrischen Steuerung 14 abgespeicherten Geschwindigkeit, nämlich etwa 10°C pro 1 min., aufgeheizt. Die Aufheizung erfolgt dabei mittels eines in dem Garraum 8 angeordneten und mit der elektrischen Steuerung 14 signalübertragend verbundenen Temperatursensors 30 und einer an sich bekannten Temperaturregelung durch die elektrische Steuerung 14, die die Heizquelle 20 entsprechend der oben erläuterten Aufheizkurve ein- oder ausschaltet.
- Entsteht dabei zuviel Rauchgas 17, kann dies anhand der Sauerstoffkonzentration b erkannt werden. Zuviel Rauchgas 17 behindert die Umsetzung der Rauchgase 17 an dem Oxidationskatalysator 22, so dass die Rauchgase 17 nicht mehr vollständig umgesetzt werden können. Aus diesem Grund wird die Aufheizung des Garraums 8 während der Aufheizphase immer dann unterbrochen, wenn die Sauerstoffkonzentration b am Sauerstoffsensor 24 einen vorher festgelegten Mindestwert, hier 18 Mol-% oder 3 Mol-% Abweichung, unterschreitet. Dies geschieht bei dem in Fig. 3 abgebildeten Beispiel insgesamt vier mal. Danach wird die Aufheizung wie bereits erläutert fortgesetzt, da der zulässige Mindestwert für die Sauerstoffkonzentration b nicht mehr unterschritten wird.
- Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel folgt auf die vorstehend erläuterte Aufheizphase eine Haltephase, während der eine vorher festgelegte Pyrolysetemperatur TP mittels des Temperatursensor 30 und der bereits erläuterten Temperaturregelung auf den Fachmann bekannte Weise im Wesentlichen konstant gehalten wird.
- Die Pyrolysetemperatur TP während der Haltephase I ist hier fest vorgegeben. Die Pyrolysetemperatur TP ist hier 460°C, siehe Fig. 3. Alternativ hierzu wäre es auch denkbar, die Pyrolysetemperatur TP während der Aufheizphase automatisch zu ermitteln, beispielsweise in Abhängigkeit des zeitlichen Verlaufs der Sauerstoffkonzentration b, oder in Abhängigkeit von Eingaben des Benutzers an der Bedienblende 2 auszuwählen.
- Die Dauer der Haltephase 1 ist abhängig von der gemessenen Sauerstoffkonzentration b. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Grenzwert GW für die Sauerstoffkonzentration b auf 20,5 Mol-% festgesetzt.
- Wie bereits erläutert, ist die Sauerstoffkonzentration b während des Pyrolysereinigungsvorgangs auf Werte unterhalb des Grenzwerts GW abgesunken. Solange die Sauerstoffkonzentration b unterhalb des Grenzwerts GW bleibt, dauert die Haltephase I an und die Pyrolysetemperatur TP wird weiterhin auf 460°C geregelt.
- Mit fortschreitender Pyrolysereinigung werden die Verschmutzungen 26 umgesetzt und damit weniger. Als Folge davon, wird auch die Menge an Rauchgas 17 geringer und die Sauerstoffkonzentration b an dem Sauerstoffsensor 24 steigt wieder an. Siehe Fig. 3. Etwa 160 min. nach dem Beginn des Pyrolysereinigungsvorgangs überschreitet die Sauerstoffkonzentration b erstmalig wieder den Grenzwert GW, also 20,5 Mol-%. Hierdurch werden ein in der Auswerteschaltung 142 integrierter erster Zähler, der auf ein Zeitintervall lZsuatz_1 = 30 min. eingestellt ist und ein in der Auswerteschaltung 142 integrierter zweiter Zähler, der auf ein Zeitintervall lZsuatz_2 = 60 min. eingestellt ist, gleichzeitig gestartet.
- Da die Temperatur in dem Garraum 8 während des Zeitintervalls lZsuatz_1 = 30 min., also bis 190 min. nach dem Start des Pyrolysereinigungsvorgangs, nicht unter 445°C sinkt und die Sauerstoffkonzentration b während dieses Zeitraums nicht erneut unter den Grenzwert GW fällt, wird die Heizquelle 20 nach Ablauf des Zeitintervalls lZusatz_1 ausgeschaltet. Die Garraumtemperatur a verringert sich.
- Obwohl, wie bereits erläutert, die Garraumtemperatur a während der gesamten Haltephase I auf die Pyrolysetemperatur TP von hier 460°C mittels der Temperaturregelung geregelt wird, ist es während der Pyrolyse üblich, dass die Garraumtemperatur a aufgrund der fortlaufenden Umsetzung der Rauchgase 17 an dem Oxidationskatalysator 22 schwankt. Deshalb ist es erforderlich, dass der vorgenannte Mindestwert für die Garraumtemperatur a während des Zeitintervalls lZsuatz_1 entsprechend niedriger als die Pyrolysetemperatur TP gewählt wird, hier 445°C.
- Durch die vorgenannten Schaltbedingungen ist gewährleistet, dass die Pyrolysereinigung ausreicht, um den Garraum 8 sowie evtl. darin befindliche und ebenfalls verschmutzte Gargutträger zufriedenstellend zu reinigen. Ein erneutes Absinken der Sauerstoffkonzentration b unterhalb des Grenzwerts GW während des Zeitintervalls lZusatz_1 würde bedeuten, dass noch zuviel Rauchgas 17 erzeugt wird. In diesem Fall wäre der Garraum 8 noch zu stark verschmutzt, also die Verschmutzungen 26 noch nicht zufriedenstellend umgesetzt. Gleiches gilt für ein Absinken der Garraumtemperatur a auf Werte unterhalb von 445°C während des Zeitintervalls lZusatz_1, da bei derart geringen Garraumtemperaturen a eine wirksame Pyrolysereinigung nicht erfolgt.
- Sollten die vorgenannten Schaltbedingungen nicht erfüllt sein, würde hier die Heizquelle 20 nach Ablauf des Zeitintervalls lZusatz_2, also nach 60 min. ab dem Zeitpunkt des erstmaligen Überschreitens des Grenzwerts GW für die Sauerstoffkonzentration b, automatisch ausgeschaltet werden.
- Zum Abschluss des Pyrolysereinigungsvorgangs wird die Garraumtemperatur a bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel während einer Abkühlphase auf eine Endtemperatur TE von hier 70°C reduziert. Zum einen wird dies durch das oben erläuterte Ausschalten der Heizquelle 20 erreicht. Zum anderen kann zur Beschleunigung der Abkühlung auch die Durchspülung des Garraums 8 mit Frischluft mittels eines in den Fig. nicht dargestellten Gebläses erhöht werden. Ist die Garraumtemperatur a auf die Endtemperatur TE abgesunken, wird die während des Starts des Pyrolysereinigungsvorgangs automatisch verriegelte Tür 10 wieder entriegelt, so dass diese von dem Benutzer gefahrlos geöffnet werden kann. Die Abkühlphase ist in Fig. 3 nicht vollständig dargestellt.
- Während die Garraumtemperatur a während dieser Phase stetig bis auf die vorher festgelegte Endtemperatur von 70°C abnimmt, verändert sich die Sauerstoffkonzentration b nicht mehr.
- Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht auf das erläuterte Ausführungsbeispiel beschränkt. Beispielsweise wäre es auch denkbar, das Verfahren nur während der Haltephase einzusetzen. Auch können die Zeitintervalle lZusatz_1, lZusatzu_2 und die Pyrolysetemperatur TP sowie die Endtemperatur TE in weiten geeigneten Grenzen gewählt werden.
Claims (3)
- Verfahren zur automatischen Beendigung eines Pyrolysereinigungsvorgangs bei einem Backofen, das folgende Verfahrensschritte aufweist:a) Einschalten der Heizquelle (20) für den Pyrolysereinigungsvorgang;b) Messung der Sauerstoffkonzentration (b) in dem Garraum (8) oder in einem Abluftweg (16) zur Abführung von Wrasen (17) aus dem Garraum (8) mittels eines Sauerstoffsensors (24);c) Vergleich der aktuell gemessenen Sauerstoffkonzentration (b) mit einem vorher festgelegten und in einem Speicher (141) einer elektrischen Steuerung (14) des Backofens abgespeicherten Grenzwert GW in einer Auswerteschaltung (142) der elektrischen Steuerung (14);d) Wenn die gemessene Sauerstoffkonzentration (b) den Grenzwert GW während des Pyrolysereinigungsvorgangs unterschritten hat und die Sauerstoffkonzentration (b) den Grenzwert GW erstmalig wieder erreicht oder überschreitet, Ausschalten der Heizquelle (20),d1) nach Ablauf eines vorher festgelegten Zeitintervalls lZusatz_1 nach Erreichen oder Überschreiten des Grenzwerts GW, sofern die mittels eines Temperatursensors (30) gemessene Garraumtemperatur (a) während des Zeitintervalls lZusatz_1 nicht unter 445°C sinkt und die Sauerstoffkonzentration (b) den Grenzwert GW innerhalb des Zeitintervalls lZusatz_1 nicht unterschreitet, oderd2) nach Ablauf eines vorher festgelegten Zeitintervalls lZusatz_2 nach Erreichen oder Überschreiten des Grenzwerts GW, mit lZusatz_2 > lZusatz_1.
- Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Grenzwert GW für die Sauerstoffkonzentration (b) in einem Bereich von etwa 20,5 Mol-% bis 21,0 Mol-% liegt. - Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Pyrolysereinigungsvorgang drei Phasen umfasst, nämlich eine Aufheizphase bis zur Erreichung einer vorher festgelegten oder während der Aufheizphase automatisch ermittelten Pyrolysetemperatur TP des Garraums (8), eine Haltephase, deren Dauer abhängig ist von der gemessenen Sauerstoffkonzentration (b) und während der die Pyrolysetemperatur TP mittels einer Temperaturregelung im Wesentlichen konstant gehalten wird, und eine Abkühlphase zur Erreichung einer vorher festgelegten Endtemperatur des Garraums TE, mit TE < TP, wobei die unter Anspruch 1 genannten Verfahrensschritte a) bis d) lediglich während der Haltephase durchgeführt werden.
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