EP2824394A1 - Gargerät und Katalysatoreinrichtung - Google Patents

Gargerät und Katalysatoreinrichtung Download PDF

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EP2824394A1
EP2824394A1 EP14174951.5A EP14174951A EP2824394A1 EP 2824394 A1 EP2824394 A1 EP 2824394A1 EP 14174951 A EP14174951 A EP 14174951A EP 2824394 A1 EP2824394 A1 EP 2824394A1
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EP
European Patent Office
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heat
catalyst device
heat transfer
cooking appliance
partially
Prior art date
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Application number
EP14174951.5A
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English (en)
French (fr)
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EP2824394B1 (de
Inventor
Wolfgang Bollmers
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Miele und Cie KG
Original Assignee
Miele und Cie KG
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Publication date
Application filed by Miele und Cie KG filed Critical Miele und Cie KG
Publication of EP2824394A1 publication Critical patent/EP2824394A1/de
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Publication of EP2824394B1 publication Critical patent/EP2824394B1/de
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Anticipated expiration legal-status Critical

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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
    • F24C15/2007—Removing cooking fumes from oven cavities
    • F24C15/2014—Removing cooking fumes from oven cavities with means for oxidation of cooking fumes

Definitions

  • the present invention relates to a cooking appliance with a catalyst device and a catalyst device.
  • the catalyst device usually has a catalytically active material which supports or catalyzes these conversion reactions. For such catalytic reactions, the catalytically active material must come into contact with the vapor and its constituents, also generally referred to as reactants.
  • catalyst device is heated accordingly.
  • catalyst devices in cooking appliances therefore require their own heat sources, which apply the necessary operating temperature. Below the operating temperature, the cleaning effect of catalyst devices is usually considerably lower.
  • the cooking appliance according to the invention is in particular an oven or stove and has at least one heatable cooking chamber and at least one catalyst device.
  • the catalyst device comprises at least one catalytically active material.
  • At least one heat transfer device comprising at least one hollow body is provided. The heat transfer device is designed and suitable for heat transfer between a heat source and the catalyst device.
  • the cooking appliance according to the invention has many advantages.
  • a significant advantage is that at least one heat transfer device is provided, which comprises at least one hollow body.
  • Such a heat transfer device with a hollow body allows a particularly efficient heat transfer between a heat source and the catalyst device.
  • the catalyst device can be heated by a heat source not provided specifically for the catalyst device. It is therefore not a separate and costly heat source necessary to bring the catalyst device to a suitable operating temperature.
  • a heat source can be used as a heat source, which is arranged away from the catalyst device and is actually intended for the preparation of food.
  • the heat is at least partially transferred to the catalytically active material by the heat transfer device.
  • the temperature of the catalytically active material is decisive for the course of the catalytic reactions and thus also for the cleaning action.
  • the hollow body is particularly suitable and adapted to transfer heat.
  • An arbitrarily shaped body with at least one cavity are also possible.
  • the cavity may be at least partially filled and / or coated with at least one agent.
  • the means may be at least partially suitable and usable for heat conduction or conduction and / or for heat flow or convection.
  • the heat transfer device may also comprise at least one tubular body.
  • the tubular body is designed and suitable in particular for the transmission of heat.
  • the tubular body may be designed substantially as a round or elliptical or an edged tube.
  • the tubular body may also be at least partially closed at least at one end. It is also possible at least one bend and / or at least one other change in shape of the tubular body.
  • the heat transfer device is at least partially designed as a thermoacoustic heat transfer medium.
  • the thermoacoustic heat exchanger is preferably at least partially heat-conducting connected to the heat source and with the catalyst device.
  • the heat transfer is based on the so-called thermoacoustic effect, in which heat can be at least partially converted into vibrational energy of a particular gaseous medium. The vibration energy can be transmitted and then at least partially converted back into heat. It is advantageous that the heat can be transmitted with a particularly high power density. As a result, a thermoacoustic heat exchanger is particularly efficient and economical.
  • the thermoacoustic heat exchanger comprises at least one cavity.
  • the cavity is substantially sealed gas-tight and has at room temperature to a pressure which is lower than the usual atmospheric pressure at sea level.
  • the pressure is preferably below 500 mbar and in particular between 0.01 mbar and 200 mbar and particularly preferably between 0.1 mbar and 100 mbar. Other pressures are possible.
  • the cavity is at least partially coated, in particular, on the delimiting inner walls with at least one means.
  • a gaseous medium can be released from this coating, for. B. under the influence of heat.
  • the released medium is particularly suitable for transmitting acoustic waves after the thermoacoustic effect.
  • the heat transfer device may also be at least partially formed as a heat pipe.
  • the heat pipe preferably has at least one cavity, which is closed in a substantially gas-tight manner.
  • the cavity may have any shape and extent.
  • the cavity is preferably at least partially filled with at least one working medium. In principle, the heat transfer occurs essentially via evaporation or condensation heat of the working medium.
  • thermosyphon in which the condensed working medium returns to the area of evaporation essentially by gravity.
  • heat pipe in which the condensed working medium at least partially by capillary force returns to the area of evaporation.
  • the cavity in the heat pipe at least partially be configured with at least one means which produces a suitable capillary action, for. B. a copper wire mesh.
  • a heat pipe has the advantage that the working medium is returned to the evaporation area, regardless of the position of the heat pipe. This offers a variety of possibilities for the arrangement of the heat pipe between the heat source and the catalyst device.
  • the heat transfer device is preferably designed to at least partially transfer heat from the heatable cooking chamber to the catalyst device. As a result, a separate heat source for the catalyst device can be saved.
  • the heat transfer device is at least partially heat conductively connected to the cooking chamber and / or a wall of the cooking chamber. It is also possible at least partially heat-conducting connection with at least one device, wherein the device is at least partially heated by the heating of the cooking chamber.
  • a device may for example be a metallic plate or the like, which is arranged in the cooking chamber and has suitable heat conduction properties. It may also be arranged at least partially in the cooking chamber, the heat transfer device and thereby at least partially absorb the heat to be transferred.
  • At least one heating source provided for heating the cooking chamber is coupled to the catalyst device by the heat transfer device.
  • Possible are thermal heat sources of many kinds such as Oberhitzesammlungn, Unterhitzesammlungskan and / or Um KunststoffChttlettlen and Dampfloom provoken. Heating sources for hotplates are also possible. It is also possible to use the heat generated during operation of MikrowellenMaptreun as a heat source. The heat generated by the heat source can be removed directly from the heat source and / or near the heat source. In a substantially direct coupling, the heat transfer device is in particular at least partially heat conductively connected to the heat source.
  • Such a configuration is very advantageous because the heating source for heating the cooking chamber usually has a heating power, which is suitable and favorable for the heating of the catalyst device.
  • a cost-intensive sensor and control device for the heating of the catalyst device can be saved, since preferably the sensor and control device of the heating source of the cooking chamber can also be used to control the heating of the catalyst device.
  • the heat is preferably through the Transfer heat transfer device from the separately and remotely located heat source to the catalyst device.
  • Such a heat source can be provided, for example, as a supplement to another, not specifically provided for the catalyst device heating source or heat source.
  • the catalytically active material of the catalyst device comprises in particular at least one noble metal and / or a noble metal alloy and / or at least partially palladium and / or at least partially platinum. It is also possible that the catalytically active material comprises at least one other metal and / or at least one transition metal and / or at least one alloy. Also possible are metal complexes and other metal compounds as well as materials which have a suitable catalytic activity.
  • the catalyst device prefferably has at least one heat distribution device.
  • the heat distribution device is in particular coupled to the heat transfer device.
  • the heat distribution device can be arranged at least partially between the heat transfer device and the catalyst device and / or between the heat transfer device and the catalytically active material.
  • the heat distribution device is at least partially designed as a screen and / or at least partially as a grid and in particular at least partially through which the air to be cleaned can flow.
  • a heat distribution device is particularly advantageous since the heat which is supplied to the catalyst device is distributed substantially uniformly. As a result, essentially all areas of the catalytically active material rapidly reach the required operating temperature. Another advantage is that such a heat distribution device local overheating and hot areas, so-called hotspots prevented. This prevents heat damage to the catalytically active material.
  • the catalyst device has at least one flow connection to the cooking chamber and / or to an exhaust air duct of the cooking chamber.
  • the catalyst device is preferably formed at least partially permeable.
  • the catalyst device is arranged and designed so that gases which form during the cooking process as well as vapors and in particular the vapors at least partially come into contact with the catalytically active material of the catalyst device.
  • the catalyst device can be arranged at least partially within the cooking chamber. It is also possible that the catalyst device is arranged outside the cooking chamber and is at least partially in flow communication with at least one exhaust duct of the cooking chamber.
  • a vapor or the air to be purified due to a pressure gradient at least partially fed to the catalyst device is in particular between the side facing the cooking chamber in the flow direction, the input, and the side facing away from the cooking chamber, the output before. It is also possible for the vapor to be guided at least partially through a negative pressure in the exhaust air duct and / or an overpressure in the cooking chamber, as may occur, for example, during steam cooking, through the catalyst device.
  • the vapor can be at least partially actively fed to the catalyst device or guided through the catalyst device.
  • at least one fan device is provided. It is possible and preferred that at least one already existing fan device in the cooking appliance and in particular a fan device for the discharge of air from the oven and / or for appliance cooling is at least partially usable. It is also possible at least partial supply of vapor to the catalyst device via other means which cause a flow of the cooking chamber, such as a fan of a Umluft2020.
  • the vapor may also at least partially passively flow to the catalyst means, e.g. B. by convection through a thermal gradient.
  • the catalyst device according to the invention is in particular for a domestic appliance and preferably for a cooking appliance and has at least one catalytically active material.
  • the catalyst device has at least one heat transfer device comprising at least one hollow body.
  • the heat transfer device is designed and suitable for heat transfer between a heat source and the catalyst device.
  • the catalyst device is at least partially formed as previously described.
  • the heat transfer device is at least partially designed as a thermoacoustic heat exchanger.
  • the heat transfer device is at least partially formed as a heat pipe.
  • the thermoacoustic heat exchanger and the heat pipe can be at least partially designed as described above.
  • FIG. 1 an inventive cooking appliance 1 is shown in a sectional side view.
  • the cooking appliance 1 can be operated by a user via an operating device 104 and has a cooking chamber 2, which can be closed by a door 106.
  • the cooking chamber 2 is surrounded by a Garraummuffel 101.
  • two provided for cooking food heating sources 7 are attached.
  • the one heat source 7 is designed as Um Kunststoff2020 27 and the other heat source 7 is designed as a top heat radiator 17.
  • Further heat sources 7, such as a bottom heat radiator and a microwave heating source and the like may be provided.
  • the catalyst device 3 is mounted here on an outer side of the Garraummuffel 101 and serves to reduce greasy and / or odoriferous substances of Wrasens.
  • the cooking chamber 101 has an opening at a position where the catalyst device 3 is located. Through the opening, the catalyst device 3 is in flow communication with the cooking chamber 2 (indicated by arrows).
  • the catalyst device 3 is also connected via the connecting channel 107 with the exhaust air duct 103 in flow communication.
  • a fan 102 In the exhaust duct 103 is a fan 102, which sucks in air from the environment and with a flow of this air in particular heat-sensitive components, such as the electronics box 105 cools. The heated air is discharged through the exhaust duct 103 back out into the environment of the cooking appliance 1.
  • the exhaust air duct 103 has a constriction at a point at which the connecting duct 107 enters the exhaust air duct 103.
  • This constriction leads to an increase in the flow velocity of the air flowing through, whereby a negative pressure arises, through which air is sucked out of the connecting channel 107.
  • a device also known as Venturi nozzle 108
  • the air or the vapor must also flow through the catalyst device 3 in this way and can be purified or converted by the catalyst device 3.
  • Another advantage of such a design with the Venturi nozzle 108 is that the vapor can be actively guided through the catalyst device 3, without having to use an additional ventilation device or the like. As a result, manufacturing and assembly costs can be saved.
  • a heat transfer device 5 between a heat source 6 and the catalyst device 3 is provided here.
  • the heat source 6 while the Oberhitzeshirts provoke 17 of the cooking chamber 2 is used.
  • the Oberhitzeshirts 17 of the cooking chamber 2 is used.
  • the Um Kunststoffteilán 27 can be used as a heat source 16.
  • the heated by the cooking air in the cooking chamber 2 can be used as a heat source 26.
  • the heated Garraummuffel 101 is also a possible heat source 36.
  • the heat transfer device 5 can be adjusted for the respective heat source 6, 16, 26, 36, for. B. extended in a suitable manner and / or provided with curve areas.
  • the heat transfer device 5 is embodied here as a thermoacoustic heat transfer medium 25 and comprises a substantially gas-tight hollow body 15.
  • the thermoacoustic heat transfer device 25 is connected to the upper heat heating source 17 in a heat-conducting manner.
  • heat is introduced into the thermoacoustic heat exchanger 25.
  • the thermoacoustic heat exchanger 25 and in particular the hollow body 15 are provided with an internal coating, wherein the coating can release a gaseous medium due to the heat input.
  • the gaseous medium is caused by the heat input in a particular high-frequency vibration.
  • the vibrations can be converted into heat again.
  • the FIG. 2 shows a cooking appliance 1 with a designed as a heat pipe 35 heat transfer device 5.
  • the heat pipe 35 has a hollow body 15 and serves here for heat transfer between the catalyst device 3 and the cooking chamber 2.
  • one end of the heat pipe 35 with the catalyst device 3 conductively connected.
  • a portion of the other end of the heat pipe 35 is arranged in the cooking chamber 2.
  • the heat of the cooking chamber 2 is transferred to the heat pipe 35.
  • the hollow body 15 of the heat pipe 35 is a working medium, which at least partially evaporated by the heating.
  • the working medium condenses at least partially and transfers the heat to the environment.
  • the heat pipe 35 is designed here as a heat pipe.
  • the hollow body 15 is configured inside with a copper wire mesh, so that the condensed working fluid can at least partially return to the evaporation zone by capillary forces.
  • the present invention provides a catalyst device 3 and a cooking appliance 1 equipped therewith, wherein the catalyst device 3 can be inexpensively and inexpensively brought to a suitable operating temperature. It is particularly advantageous that at least one already provided in the cooking appliance 1 heat source 6, 16, 26, 26, such as a heat source 7, 17, 27 is provided for the preparation of food, for heating the catalyst device 3. As a result, significant production costs can be saved.
  • the heat is transferred particularly efficiently by a heat transfer device 5 comprising a hollow body 15 between the heat source 6, 16, 26, 26 and the catalyst device 3.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Gargerät mit einem beheizbaren Garraum und einer Katalysatoreinrichtung sowie eine Katalysatoreinrichtung. Die Katalysatoreinrichtung umfasst ein katalytisch aktives Material. Es ist eine einen Hohlkörper umfassende Wärmeübertragungseinrichtung vorgesehen, welche zur Wärmeübertragung zwischen einer Wärmequelle und der Katalysatoreinrichtung ausgebildet und geeignet ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gargerät mit einer Katalysatoreinrichtung sowie eine Katalysatoreinrichtung.
  • Bei der Zubereitung von Gerichten in einem Gargerät kommt es regelmäßig zur Bildung eines wasser- und fetthaltigen Dunstes. Dieser Dunst, auch als Wrasen bezeichnet, setzt sich häufig an der Innenseite einer Garraummuffel ab und führt zu schlecht entfernbaren Ablagerungen. Aus dem Stand der Technik sind daher Gargeräte bekannt geworden, welche den Wrasen aus dem Garraum abführen und somit eine Verschmutzung der Innenseite der Garraummuffel wenigstens teilweise verhindern. Nachteilig an einer solchen Abführung des Wrasens ist, dass sich der Wrasen außerhalb des Garraums niederschlägt. So kommt es in der Umgebung des Gargerätes wie beispielsweise an Bedienelementen und an Küchenschränken oder Wänden regelmäßig zu fetthaltigen Ablagerungen.
  • Es sind daher Gargeräte bekannt geworden, welche den Wrasen mit einer Katalysatoreinrichtung aufreinigen können. Dazu wird der Wrasen in der Regel durch eine erhitzte Katalysatoreinrichtung geführt. Die Hitze führt zu Umwandlungsreaktionen von Bestandteilen des Wrasen, wodurch sich der Anteil an fettigen und geruchsbelästigenden Stoffen im Wrasen reduziert. Die Katalysatoreinrichtung weist dabei meistens ein katalytisch aktives Material auf, welches diese Umwandlungsreaktionen unterstützt bzw. katalysiert. Für solche Katalysereaktionen muss das katalytisch aktive Material mit dem Wrasen und dessen Bestandteilen, im Allgemeinen auch als Reaktanden bezeichnet, in Kontakt kommen.
  • Besonders vorteilhaft für das Auftreten der gewünschten Katalysereaktionen und damit auch für die Reinigungswirkung ist, dass die Katalysatoreinrichtung entsprechend erhitzt ist. In der Regel benötigen Katalysatoreinrichtungen in Gargeräten daher eigene Heizquellen, welche die nötige Betriebstemperatur aufbringen. Unterhalb der Betriebstemperatur ist die Reinigungswirkung von Katalysatoreinrichtungen meistens erheblich geringer.
  • Die Beheizung der Katalysatoreinrichtungen ist jedoch kostenaufwendig, da die Katalysatoreinrichtung mit einer eigenen Heizquelle ausgerüstet werden muss.
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Gargerät mit einer Katalysatoreinrichtung sowie eine Katalysatoreinrichtung zur Verfügung zu stellen, wobei die Katalysatoreinrichtung kostengünstig auf eine geeignete Betriebstemperatur gebracht werden kann.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Gargerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch eine Katalysatoreinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 12. Bevorzugte Merkmale sind Gegenstand der Unteransprüche. Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der allgemeinen Beschreibung der Erfindung und der Beschreibung der Ausführungsbeispiele.
  • Das erfindungsgemäße Gargerät ist insbesondere ein Backofen oder Herd und weist wenigstens einen beheizbaren Garraum und wenigstens eine Katalysatoreinrichtung auf. Die Katalysatoreinrichtung umfasst wenigstens ein katalytisch aktives Material. Es ist wenigstens eine wenigstens einen Hohlkörper umfassende Wärmeübertragungseinrichtung vorgesehen. Die Wärmeübertragungseinrichtung ist zur Wärmeübertragung zwischen einer Wärmequelle und der Katalysatoreinrichtung ausgebildet und geeignet.
  • Das erfindungsgemäße Gargerät hat viele Vorteile. Ein erheblicher Vorteil ist, dass wenigstens eine Wärmeübertragungseinrichtung vorgesehen ist, welche wenigstens einen Hohlkörper umfasst. Eine solche Wärmeübertragungseinrichtung mit einem Hohlkörper ermöglicht eine besonders effiziente Wärmeübertragung zwischen einer Wärmequelle und der Katalysatoreinrichtung.
  • Besonders vorteilhaft an einer solchen Wärmeübertragungseinrichtung ist, dass die Katalysatoreinrichtung von einer nicht eigens für die Katalysatoreinrichtung vorgesehenen Wärmequelle beheizt werden kann. Es ist daher keine eigene und kostenintensive Heizquelle notwendig, um die Katalysatoreinrichtung auf eine geeignete Betriebstemperatur zu bringen. Durch die Wärmeübertragungseinrichtung kann beispielsweise eine Heizquelle als Wärmequelle eingesetzt werden, welche entfernt von der Katalysatoreinrichtung angeordnet ist und eigentlich für die Zubereitung von Speisen vorgesehen ist.
  • Vorzugsweise wird durch die Wärmeübertragungseinrichtung die Wärme wenigstens teilweise auf das katalytisch aktive Material übertragen. Das ist sehr vorteilhaft, da insbesondere die Temperatur des katalytisch aktiven Materials entscheidend für den Ablauf der Katalysereaktionen und damit auch für die Reinigungswirkung ist.
  • Der Hohlkörper ist insbesondere dazu geeignet und ausgebildet, Wärme zu übertragen. Möglich ist dabei ein beliebig gestalteter Körper mit wenigstens einem Hohlraum. Möglich sind auch mehrere Hohlkörper, welche insbesondere derart miteinander verbunden sind, dass ein wenigstens teilweise zusammenhängender Hohlraum gebildet wird. Der Hohlraum kann wenigstens teilweise mit wenigstens einem Mittel gefüllt und/oder beschichtet sein. Dabei kann das Mittel wenigstens teilweise zur Wärmeleitung bzw. Konduktion und/oder zur Wärmeströmung bzw. Konvektion geeignet und einsetzbar sein.
  • Die Wärmeübertragungseinrichtung kann auch wenigstens einen rohrartigen Körper umfassen. Der rohrartige Körper ist insbesondere zur Übertragung von Wärme ausgebildet und geeignet. Dabei kann der rohrartige Körper im Wesentlichen als ein rundes oder elliptisches oder ein kantiges Rohr gestaltet sein. Der rohrartige Körper kann auch an wenigstens einem Ende wenigstens teilweise verschlossen sein. Möglich ist auch wenigstens eine Biegung und/oder wenigstens eine andere Formänderung des rohrförmigen Körpers. Es können auch Beschläge und/oder Flansche oder dergleichen an dem rohrförmigen Körper vorgesehen sein, z. B. um den rohrförmigen Körper an der Wärmequelle oder an der Katalysatoreinrichtung anzubringen und/oder um mehrere röhrenförmige Körper miteinander zu verbinden.
  • In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist die Wärmeübertragungseinrichtung wenigstens teilweise als ein thermoakustischer Wärmeüberträger ausgebildet. Der thermoakustische Wärmeüberträger ist bevorzugtermaßen wenigstens teilweise Wärme leitend mit der Wärmequelle sowie mit der Katalysatoreinrichtung verbunden. Bei einer solchen Wärmeübertragungseinrichtung beruht die Wärmeübertragung auf dem sogenannten thermoakustischen Effekt, bei welchem Wärme wenigstens teilweise in Schwingungsenergie eines insbesondere gasförmigen Mediums umgewandelt werden kann. Die Schwingungsenergie kann übertragen und anschließend wenigstens teilweise wieder in Wärme umwandelt werden. Vorteilhaft ist, dass die Wärme mit einer besonders hohen Leistungsdichte übertragbar ist. Dadurch ist ein thermoakustischer Wärmeüberträger besonders effizient und wirtschaftlich.
  • Vorzugsweise umfasst der thermoakustische Wärmeüberträger wenigstens einen Hohlraum. Der Hohlraum ist im Wesentlichen gasdicht verschlossen und weist bei Raumtemperatur einen Druck auf, welcher geringer ist als der auf Meeresspiegelhöhe übliche Luftdruck. Vorzugsweise liegt der Druck unterhalb von 500 mbar und insbesondere zwischen 0,01 mbar und 200 mbar und besonders bevorzugt zwischen 0,1 mbar und 100 mbar. Andere Drücke sind möglich. Der Hohlraum ist insbesondere an den begrenzenden Innenwänden mit wenigstens einem Mittel wenigstens teilweise beschichtet. Vorzugsweise ist aus dieser Beschichtung, z. B. unter Wärmeeinfluss, ein gasförmiges Medium freisetzbar. Das freigesetzte Medium ist insbesondere zur Übertragung akustischer Wellen nach dem thermoakustischem Effekt geeignet.
  • Die Wärmeübertragungseinrichtung kann auch wenigstens teilweise als ein Wärmerohr ausgebildet sein. Das Wärmerohr weist vorzugsweise wenigstens einen Hohlraum auf, welcher im Wesentlichen gasdicht verschlossen ist. Der Hohlraum kann dabei eine beliebige Gestalt und Ausdehnung aufweisen. Der Hohlraum ist vorzugsweise mit wenigstens einem Arbeitsmedium wenigstens teilweise gefüllt. Prinzipiell geschieht die Wärmeübertragung im Wesentlichen über Verdampfungs- bzw. Kondensationswärme des Arbeitsmediums.
  • Möglich ist eine Ausbildung des Wärmerohrs als ein sogenanntes Thermosiphon, bei welchem das kondensierte Arbeitsmedium im Wesentlichen durch Schwerkraft zum Bereich der Verdampfung zurückkehrt.
  • Möglich ist aber auch eine sogenannte Heatpipe, bei welcher das kondensierte Arbeitsmedium wenigstens teilweise durch Kapillarkraft zum Bereich der Verdampfung zurückkehrt. Dabei kann der Hohlraum im Wärmerohr wenigstens teilweise mit wenigstens einem Mittel ausgestaltet sein, welches eine geeignete Kapillarwirkung erzeugt, z. B. ein Kupferdrahtgewebe. Eine solche Heatpipe hat den Vorteil, dass das Arbeitsmedium unabhängig von der Lage des Wärmerohrs zum Verdampfungsbereich zurückgeführt wird. Dadurch bieten sich vielfältige Möglichkeiten für die Anordnung der Heatpipe zwischen der Wärmequelle und der Katalysatoreinrichtung.
  • Die Wärmeübertragungseinrichtung ist bevorzugtermaßen dazu ausgebildet, wenigstens teilweise Wärme aus dem beheizbaren Garraum zu der Katalysatoreinrichtung zu übertragen. Dadurch kann eine eigene Heizquelle für die Katalysatoreinrichtung eingespart werden. Die Wärmeübertragungseinrichtung ist dabei wenigstens teilweise Wärme leitend mit dem Garraum und/oder einer Wandung des Garraums verbunden. Möglich ist auch eine wenigstens teilweise Wärme leitende Verbindung mit wenigstens einer Vorrichtung, wobei die Vorrichtung durch das Beheizen des Garraums wenigstens teilweise erwärmbar ist. Eine solche Vorrichtung kann beispielsweise eine metallische Platte oder dergleichen sein, welche im Garraum angeordnet ist und geeignete Wärmeleitungseigenschaften aufweist. Es kann auch die Wärmeübertragungseinrichtung wenigstens teilweise im Garraum angeordnet sein und dadurch die zu übertragende Wärme wenigstens teilweise aufnehmen.
  • Vorzugsweise wird durch die Wärmeübertragungseinrichtung wenigstens eine zur Beheizung des Garraums vorgesehene Heizquelle mit der Katalysatoreinrichtung gekoppelt. Möglich sind thermische Heizquellen vielerlei Art wie beispielsweise Oberhitzeheizquellen, Unterhitzeheizquellen und/oder Umluftheizquellen sowie Dampfheizquellen. Heizquellen für Kochstellen sind auch möglich. Auch möglich ist es, die beim Betrieb von Mikrowellenheizquellen entstandene Wärme als Wärmequelle zu nutzen. Die von der Heizquelle erzeugte Wärme kann dabei direkt an der Heizquelle und/oder in der Nähe der Heizquelle abgenommen werden. Bei einer im Wesentlichen direkten Koppelung ist die Wärmeübertragungseinrichtung insbesondere wenigstens teilweise Wärme leitend mit der Heizquelle verbunden.
  • Eine solche Ausgestaltung ist sehr vorteilhaft, weil die Heizquelle zur Beheizung des Garraums in der Regel eine Heizleistung aufweist, welche für die Beheizung der Katalysatoreinrichtung geeignet und günstig ist. Auch eine kostenintensive Sensor- und Steuereinrichtung für die Beheizung der Katalysatoreinrichtung kann eingespart werden, da vorzugsweise die Sensor- und Steuereinrichtung der Heizquelle des Garraums auch zur Steuerung der Beheizung der Katalysatoreinrichtung eingesetzt werden kann.
  • Es kann auch wenigstens eine separate und entfernt angeordnete Heizquelle zur Beheizung der Katalysatoreinrichtung vorgesehen sein. Die Wärme wird dabei vorzugsweise durch die Wärmeübertragungseinrichtung von der separat und entfernt angeordneten Heizquelle zur Katalysatoreinrichtung übertragen. Eine solche Heizquelle kann beispielsweise als Ergänzung zu einer anderen, nicht eigens für die Katalysatoreinrichtung vorgesehenen Heizquelle oder Wärmequelle, vorgesehen sein.
  • Das katalytisch aktive Material der Katalysatoreinrichtung umfasst insbesondere wenigstens ein Edelmetall und/oder eine Edelmetalllegierung und/oder wenigstens teilweise Palladium und/oder wenigstens teilweise Platin. Möglich ist auch, dass das katalytisch aktive Material wenigstens ein sonstiges Metall und/oder wenigstens ein Übergangsmetall und/oder wenigstens eine Legierung umfasst. Möglich sind auch Metallkomplexe und andere Metallverbindungen sowie Materialien, welche eine geeignete katalytische Aktivität aufweisen.
  • Es ist weiterhin möglich und bevorzugt, dass die Katalysatoreinrichtung wenigstens eine Wärmeverteileinrichtung aufweist. Die Wärmeverteileinrichtung ist insbesondere an die Wärmeübertragungseinrichtung gekoppelt. Die Wärmeverteileinrichtung kann dabei wenigstens teilweise zwischen der Wärmeübertragungseinrichtung und der Katalysatoreinrichtung und/oder zwischen der Wärmeübertragungseinrichtung und dem katalytisch aktiven Material angeordnet sein. Vorzugsweise ist die Wärmeverteileinrichtung wenigstens teilweise als Sieb und/oder wenigstens teilweise als Gitter ausgeführt und ist insbesondere wenigstens teilweise von der zu reinigenden Luft durchströmbar.
  • Eine Wärmeverteileinrichtung ist besonders vorteilhaft, da die Wärme, welche der Katalysatoreinrichtung zugeführt wird, im Wesentlichen gleichmäßig verteilt wird. Dadurch erreichen im Wesentlichen alle Bereiche des katalytisch aktiven Materials zügig die notwendige Betriebstemperatur. Ein weiterer Vorteil ist, dass eine solche Wärmeverteileinrichtung lokale Überhitzungen sowie besonders heiße Bereiche, sog. Hotspots, verhindert. Dadurch werden Hitzschäden am katalytisch aktiven Material vermieden.
  • In einer bevorzugten Weiterbildung weist die Katalysatoreinrichtung wenigstens eine Strömungsverbindung zum Garraum und/oder zu einem Abluftkanal des Garraums auf. Auch die Katalysatoreinrichtung ist vorzugsweise wenigstens teilweise durchströmbar ausgebildet. Besonders bevorzugt ist die Katalysatoreinrichtung so angeordnet und ausgebildet, dass beim Garvorgang entstehende Gase sowie Dämpfe und insbesondere der Wrasen mit dem katalytisch aktiven Material der Katalysatoreinrichtung wenigstens teilweise in Kontakt kommen. Dabei kann die Katalysatoreinrichtung wenigstens teilweise innerhalb des Garraums angeordnet sein. Möglich ist auch, dass die Katalysatoreinrichtung außerhalb des Garraums angeordnet ist und mit wenigstens einem Abluftkanal des Garraums wenigstens teilweise in Strömungsverbindung steht.
  • In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist ein Wrasen bzw. die zu reinigende Luft aufgrund eines Druckgefälles wenigstens teilweise der Katalysatoreinrichtung zuführbar. Dabei liegt das Druckgefälle insbesondere zwischen der in Strömungsrichtung dem Garraum zugewandten Seite, dem Eingang, und der dem Garraum abgewandten Seite, dem Ausgang, vor. Es ist auch möglich, dass der Wrasen wenigstens teilweise durch einen Unterdruck im Abluftkanal und/oder einen Überdruck im Garraum, wie er beispielsweise beim Dampfgaren auftreten kann, durch die Katalysatoreinrichtung geführt wird.
  • Der Wrasen kann wenigstens teilweise aktiv der Katalysatoreinrichtung zugeführt bzw. durch die Katalysatoreinrichtung geführt werden. Dazu ist insbesondere wenigstens eine Lüftereinrichtung vorgesehen. Es ist möglich und bevorzugt, dass wenigstens eine bereits vorhandene Lüftereinrichtung im Gargerät und insbesondere eine Lüftereinrichtung zur Ableitung von Luft aus dem Garraum und/oder zur Gerätekühlung wenigstens teilweise verwendbar ist. Möglich ist auch eine wenigstens teilweise Zuführung von Wrasen zur Katalysatoreinrichtung über andere Einrichtungen, welche eine Strömung der Garraumluft verursachen, wie beispielsweise ein Gebläse einer Umluftheizquelle. Der Wrasen kann auch wenigstens teilweise passiv zu der Katalysatoreinrichtung strömen, z. B. durch Konvektion durch einen Wärmegradienten.
  • Die erfindungsgemäße Katalysatoreinrichtung ist insbesondere für ein Haushaltsgerät und vorzugsweise für ein Gargerät und weist wenigstens ein katalytisch aktives Material auf. Die Katalysatoreinrichtung weist wenigstens eine wenigstens einen Hohlkörper umfassende Wärmeübertragungseinrichtung auf. Die Wärmeübertragungseinrichtung ist zur Wärmeübertragung zwischen einer Wärmequelle und der Katalysatoreinrichtung ausgebildet und geeignet. Vorzugsweise ist die Katalysatoreinrichtung wenigstens teilweise derart ausgebildet, wie es zuvor beschrieben wurde.
  • Besonders bevorzugt ist die Wärmeübertragungseinrichtung wenigstens teilweise als ein thermoakustischer Wärmeüberträger ausgebildet. Ebenfalls bevorzugt ist die Wärmeübertragungseinrichtung wenigstens teilweise als ein Wärmerohr ausgebildet. Dabei können der thermoakustische Wärmeüberträger und das Wärmerohr wenigstens teilweise derart ausgestaltet sein, wie es zuvor beschrieben wurde.
  • Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die nun mit Bezug auf die beiliegenden Figuren erläutert werden.
  • In den Figuren zeigen:
    • Figur 1
    eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Gargerätes in einer geschnittenen Seitenansicht; und
    Figur 2
    eine schematische Darstellung eines weiteren Gargerätes in einer geschnittenen Seitenansicht.
  • In Figur 1 ist ein erfindungsgemäßes Gargerät 1 in einer geschnittenen Seitenansicht dargestellt. Das Gargerät 1 kann von einem Benutzer über eine Bedieneinrichtung 104 bedient werden und hat einen Garraum 2, welcher von einer Tür 106 verschlossen werden kann. Der Garraum 2 ist von einer Garraummuffel 101 umgeben. Im Garraum 2 sind hier zwei zum Garen von Speisen vorgesehene Heizquellen 7 angebracht. Die eine Heizquelle 7 ist als Umluftheizquelle 27 und die andere Heizquelle 7 ist als ein Oberhitzeheizkörper 17 ausgeführt. Weitere Heizquellen 7, wie ein Unterhitzeheizkörper sowie eine Mikrowellenheizquelle und dergleichen können vorgesehen sein.
  • Außerhalb des Garraums 2 befindet sich eine Katalysatoreinrichtung 3 mit einem katalytisch aktiven Material 4. Die Katalysatoreinrichtung 3 ist hier an einer Außenseite der Garraummuffel 101 angebracht und dient zur Reduzierung von insbesondere fettigen und/oder geruchsbelästigenden Stoffen des Wrasens. Die Garraummuffel 101 hat an einer Stelle, an welcher sich die Katalysatoreinrichtung 3 befindet, eine Öffnung. Durch die Öffnung steht die Katalysatoreinrichtung 3 mit dem Garraum 2 in Strömungsverbindung (angedeutet durch Pfeile). Die Katalysatoreinrichtung 3 steht weiterhin über den Verbindungskanal 107 mit dem Abluftkanal 103 in Strömungsverbindung. In dem Abluftkanal 103 befindet sich ein Lüfter 102, welcher Luft aus der Umgebung ansaugt und mit einer Strömung aus dieser Luft insbesondere wärmeempfindliche Komponenten, wie beispielsweise die Elektronikbox 105 kühlt. Die erwärmte Luft wird durch den Abluftkanal 103 wieder nach außen in die Umgebung des Gargerätes 1 abgeführt.
  • Der Abluftkanal 103 weist an einer Stelle, an welcher der Verbindungskanal 107 in den Abluftkanal 103 eintritt, eine Verengung auf. Diese Verengung führt zu einer Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit der durchströmenden Luft, wodurch ein Unterdruck entsteht, durch welchen Luft aus dem Verbindungskanal 107 angesaugt wird. Durch eine solche Einrichtung, auch als Venturi-Düse 108 bekannt, ist es hier möglich, Luft und insbesondere den Wrasen aus dem Garraum 2 anzusaugen und durch den Abluftkanal 103 nach außen abzuführen. Besonders vorteilhaft an dieser Ausgestaltung ist, dass die Luft bzw. der Wrasen auf diesem Weg auch durch die Katalysatoreinrichtung 3 strömen muss und dabei durch die Katalysatoreinrichtung 3 aufgereinigt bzw. umgewandelt werden kann. Ein weiterer Vorteil an einer solchen Ausgestaltung mit der Venturi-Düse 108 ist, dass der Wrasen aktiv durch die Katalysatoreinrichtung 3 geführt werden kann, ohne dass dazu eine zusätzliche Lüftungseinrichtung oder dergleichen eingesetzt werden muss. Dadurch können Herstellungs- und Montagekosten eingespart werden.
  • Um die Katalysatoreinrichtung 3 und besonders das katalytisch aktive Material 4 auf eine geeignete Betriebstemperatur zu bringen, ist hier eine Wärmeübertragungseinrichtung 5 zwischen einer Wärmequelle 6 und der Katalysatoreinrichtung 3 vorgesehen. Als Wärmequelle 6 wird dabei die Oberhitzeheizquelle 17 des Garraums 2 genutzt. Möglich ist aber auch eine Nutzung anderer Wärmequellen 16, 26, 36. Beispielsweise kann die Umluftheizquelle 27 als Wärmequelle 16 genutzt werden. Auch die durch den Garbetrieb erhitzte Luft im Garraum 2 ist als Wärmequelle 26 einsetzbar. Die erhitzte Garraummuffel 101 ist ebenfalls eine mögliche Wärmequelle 36. Die Wärmeübertragungseinrichtung 5 kann für die jeweilige Wärmequelle 6, 16, 26, 36 entsprechend angepasst werden, z. B. in geeigneter Weise verlängert und/oder mit Kurvenbereichen versehen werden. Durch die Nutzung bereits im Gargerät 1 vorgesehener Wärmequellen 6, 16, 26, 36 braucht die Katalysatoreinrichtung 3 keine eigene Beheizung. Dadurch werden Herstellungs- und Montagekosten eingespart.
  • Die Wärmeübertragungseinrichtung 5 ist hier als ein thermoakustischer Wärmeüberträger 25 ausgebildet und umfasst einen im Wesentlichen gasdichten Hohlkörper 15. Der thermoakustischer Wärmeüberträger 25 ist dabei mit der Oberhitzeheizquelle 17 Wärme leitend verbunden. Bei eingeschalteter Oberhitzeheizquelle 17 kommt es zur Wärmeeinbringung in den thermoakustischen Wärmeüberträger 25. Der thermoakustische Wärmeüberträger 25 und insbesondere der Hohlkörper 15 sind mit einer innenliegenden Beschichtung versehen, wobei die Beschichtung durch den Wärmeeintrag ein gasförmiges Medium freisetzen kann. Das gasförmige Medium wird durch den Wärmeeintrag in eine insbesondere hochfrequente Schwingung versetzt. An einer kühleren Stelle und insbesondere im Bereich der Wärme leitenden Verbindung mit der Katalysatoreinrichtung 3 können die Schwingungen wieder in Wärme umgesetzt werden. Durch eine solche nach dem thermoakustischen Prinzip ausgestaltete Wärmeübertragungseinrichtung 5 ist Wärmeenergie besonders effizient und verlustarm übertragbar.
  • Die Figur 2 zeigt ein Gargerät 1 mit einer als Wärmerohr 35 ausgebildeten Wärmeübertragungseinrichtung 5. Das Wärmerohr 35 weist einen Hohlkörper 15 auf und dient hier zur Wärmeübertragung zwischen der Katalysatoreinrichtung 3 und dem Garraum 2. Dazu ist ein Ende des Wärmerohrs 35 mit der Katalysatoreinrichtung 3 Wärme leitend verbunden. Ein Abschnitt des anderen Endes des Wärmerohrs 35 ist im Garraum 2 angeordnet. Im Garbetrieb bzw. bei eingeschalteter Heizquelle 7, 17, 27 wird die Wärme des Garraums 2 auf das Wärmerohr 35 übertragen. Im Hohlkörper 15 des Wärmerohrs 35 befindet sich ein Arbeitsmedium, welches durch das Erwärmen wenigstens teilweise verdampft. An einer kühleren Stelle und insbesondere im Bereich der Wärme leitenden Verbindung mit der Katalysatoreinrichtung 3 kondensiert das Arbeitsmedium wenigstens teilweise wieder und überträgt dabei die Wärme an die Umgebung. Das Wärmerohr 35 ist hier als eine Heatpipe ausgebildet. Dabei ist der Hohlkörper 15 im Inneren mit einem Kupferdrahtgewebe ausgestaltet, sodass das kondensierte Arbeitsmedium wenigstens teilweise durch Kapillarkräfte zurück zum Verdampfungsbereich gelangen kann.
  • Insgesamt stellt die vorliegende Erfindung eine Katalysatoreinrichtung 3 sowie ein damit ausgerüstetes Gargerät 1 zur Verfügung, wobei die Katalysatoreinrichtung 3 kostengünstig und unaufwendig auf eine geeignete Betriebstemperatur gebracht werden kann. Besonders vorteilhaft ist, dass wenigstens eine bereits im Gargerät 1 vorgesehene Wärmequelle 6, 16, 26, 26, wie beispielsweise eine Heizquelle 7, 17, 27 für die Zubereitung von Speisen, zur Beheizung der Katalysatoreinrichtung 3 vorgesehen ist. Dadurch können erhebliche Herstellungskosten eingespart werden. Die Wärme wird durch eine einen Hohlkörper 15 umfassende Wärmeübertragungseinrichtung 5 zwischen der Wärmequelle 6, 16, 26, 26 und der Katalysatoreinrichtung 3 besonders effizient übertragen.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Gargerät
    2
    Garraum
    3
    Katalysatoreinrichtung
    4
    katalytisch aktives Material
    5
    Wärmeübertragungseinrichtung
    6
    Wärmequelle
    7
    Heizquelle
    15
    Hohlkörper
    16
    Wärmequelle
    17
    Oberhitzeheizquelle
    25
    thermoakustischer Wärmeüberträger
    26
    Wärmequelle
    27
    Umluftheizquelle
    35
    Wärmerohr
    36
    Wärmequelle
    101
    Garraummuffel
    102
    Lüfter
    103
    Abluftkanal
    104
    Bedieneinrichtung
    105
    Elektronikbox
    106
    Tür
    107
    Verbindungskanal
    108
    Venturi-Düse

Claims (14)

  1. Gargerät (1), insbesondere Backofen oder Herd, mit wenigstens einem beheizbaren Garraum (2) und wenigstens einer wenigstens ein katalytisch aktives Material (4) umfassenden Katalysatoreinrichtung (3), dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine wenigstens einen Hohlkörper (15) umfassende Wärmeübertragungseinrichtung (5) vorgesehen ist, welche zur Wärmeübertragung zwischen einer Wärmequelle (6, 16, 26, 36) und der Katalysatoreinrichtung (3) ausgebildet und geeignet ist.
  2. Gargerät (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeübertragungseinrichtung (5) wenigstens einen rohrartigen Körper umfasst.
  3. Gargerät (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeübertragungseinrichtung (5) wenigstens teilweise als ein thermoakustischer Wärmeüberträger (25) ausgebildet ist.
  4. Gargerät (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeübertragungseinrichtung (5) wenigstens teilweise als ein Wärmerohr (35) ausgebildet ist.
  5. Gargerät (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeübertragungseinrichtung (3) dazu ausgebildet ist, wenigstens teilweise Wärme aus dem beheizbaren Garraum (2) zu der Katalysatoreinrichtung (3) zu übertragen.
  6. Gargerät (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Wärmeübertragungseinrichtung (5) eine zur Beheizung des Garraums (2) vorgesehene Heizquelle (7, 17, 27) mit der Katalysatoreinrichtung (3) gekoppelt wird.
  7. Gargerät (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine separate und entfernt angeordnete Heizquelle zur Beheizung der Katalysatoreinrichtung (3) vorgesehen ist.
  8. Gargerät (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das katalytisch aktive Material (4) wenigstens ein Edelmetall oder eine Edelmetalllegierung umfasst.
  9. Gargerät (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Katalysatoreinrichtung (3) wenigstens eine Wärmeverteileinrichtung aufweist.
  10. Gargerät (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Katalysatoreinrichtung (3) eine Strömungsverbindung zum Garraum (2) und/oder zu einem Abluftkanal (103) des Garraums (2) aufweist und/oder innerhalb des Garraums (2) angeordnet ist.
  11. Gargerät (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der in Strömungsrichtung dem Garraum (2) zugewandten Seite und der dem Garraum (2) abgewandten Seite ein Druckgefälle vorliegt, wobei aufgrund des Druckgefälles ein Wrasen wenigstens teilweise der Katalysatoreinrichtung (3) zuführbar ist.
  12. Katalysatoreinrichtung (3), insbesondere für ein Haushaltsgerät und vorzugsweise für ein Gargerät (1), mit wenigstens einem katalytisch aktiven Material (4), dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine wenigstens einen Hohlkörper (15) umfassende Wärmeübertragungseinrichtung (5) vorgesehen ist, welche zur Wärmeübertragung zwischen einer Wärmequelle (6, 16, 26, 36) und der Katalysatoreinrichtung (3) ausgebildet und geeignet ist.
  13. Katalysatoreinrichtung (3) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeübertragungseinrichtung (5) wenigstens teilweise als ein thermoakustischer Wärmeüberträger (25) ausgebildet ist.
  14. Katalysatoreinrichtung (3) nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeübertragungseinrichtung (5) wenigstens teilweise als ein Wärmerohr (35) ausgebildet ist.
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