EP3957915B1 - Gargerät sowie verfahren zur pyrolytischen reinigung eines gargerätes - Google Patents

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EP3957915B1
EP3957915B1 EP21190569.0A EP21190569A EP3957915B1 EP 3957915 B1 EP3957915 B1 EP 3957915B1 EP 21190569 A EP21190569 A EP 21190569A EP 3957915 B1 EP3957915 B1 EP 3957915B1
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EP
European Patent Office
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temperature
cooking chamber
heating
cooking
pyrolysis
Prior art date
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Active
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EP21190569.0A
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English (en)
French (fr)
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EP3957915A1 (de
Inventor
Uwe Keller
Patrick Ribbe
Helge Nelson
Helmut Rothenbacher
Antje Sonntag
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
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Publication of EP3957915A1 publication Critical patent/EP3957915A1/de
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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
    • 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
    • F24C7/00—Stoves or ranges heated by electric energy
    • F24C7/08—Arrangement or mounting of control or safety devices

Definitions

  • the present invention relates to a method for the pyrolytic cleaning of a cooking appliance with at least one heatable cooking space, a heating device for heating up the cooking space and a temperature control device for controlling a cooking space temperature, the cooking space being heated to a pyrolysis target temperature of between 400° C. and 600° C. in a heating-up phase is heated. Furthermore, the invention relates to a corresponding cooking appliance.
  • the cooking chamber With pyrolytic cleaning, the cooking chamber is heated to high temperatures of up to 600°C in order to break down cooking chamber contamination from baking or roasting, such as leftover food or fat residue. After the pyrolysis process, which usually lasts several hours, the dirt has turned to ash and can then be easily wiped off. In the case of cooking appliances with a pyrolysis function, there is usually no need for time-consuming manual cleaning of the cooking chamber.
  • a disadvantage of the previously known pyrolysis cleaning processes is that, due to the constant exchange of air between the cooking chamber and the area surrounding the cooking appliance, they are accompanied by a strong odor that is perceived as unpleasant.
  • a method for controlling a pyrolytic cleaning process in which the heating power and consequently the cooking chamber temperature is regulated on the basis of an oxygen content within the cooking chamber.
  • the oxygen is thereby displaced by the odorous substances which cause the odor pollution and occur, for example, in the form of vapors, gases and/or smoke, so that a low oxygen concentration correlates with a high odorous substance concentration. If the oxygen concentration falls below a certain limit, the heating output is reduced so that less dirt is burned and thus fewer odors are produced.
  • the limit value is set in such a way that the amount of odorous substance that is still produced can be converted by the catalyst and the odor pollution is thus kept within limits.
  • a method for pyrolytic cleaning of a cooking appliance according to the preamble of claim 1 is from EP 3 470 740 B1 known.
  • the method should preferably be able to be carried out without an additional sensor system.
  • the object is also achieved by a cooking appliance having the features of claim 9.
  • Preferred features are the subject matter of the dependent claims. Further advantages and features can be found in the general description and the exemplary embodiments.
  • the odor pollution can be greatly reduced if, after heating the cooking chamber to a cooking chamber temperature of 270°C and starting from a cooking chamber temperature of 270°C, the cooking chamber is heated to a cooking chamber temperature of 350°C with an average heating rate of 2 K/min to 4 K/min n is heated. It has been shown that especially in the critical temperature range of 270 °C to 350 °C, particularly odor-intensive molecules, such as a large number of fat residues, are converted to a greater extent.
  • the odorous substances are converted more slowly and spread over a longer period of time, so that the odor pollution that correlates with the odorous substance concentration is reduced, with the pyrolysis process as such not being unnecessarily in the length is pulled, which would be perceived as disadvantageous by users of the device.
  • the slower conversion of particularly odor-intensive molecules means that the odor load in the vicinity of the cooking appliance can be better reduced through adequate ventilation. If the cooking appliance is equipped with a catalytic converter, this can better counteract odor pollution since it is overloaded less frequently or no longer due to the lower concentration of odorous substances.
  • Ovens/stoves and combination ovens with steam cooking and/or microwave functions can be considered as cooking appliances, as can ovens with high-frequency technology.
  • the pyrolysis process can be controlled or regulated at least partially, in particular completely, using preset parameters without having to rely on additional sensitive sensors, for example for detecting oxygen, smoke or other gases or aerosols.
  • the method can be implemented in a particularly simple manner and is also optimally suited as a retrofit solution for existing cooking appliances, for example as part of a software update.
  • a particularly known device for controlling a cooking chamber temperature Having a temperature sensor for detecting the cooking chamber temperature and at least regulates the power of the heating device in such a way that the cooking chamber temperature reaches a target cooking chamber temperature.
  • the temperature control device can be controlled via software.
  • the temperature control device can be at least partially part of a control unit that controls the cooking appliance.
  • the temperature control device can be designed as an independent unit with a processor, a memory, communication interfaces and/or other components for electronic data processing and can be connected to the control unit of the cooking appliance—wirelessly or by wire—for data transmission.
  • the target cooking chamber temperature is increased stepwise and/or continuously at least in sections.
  • the heating rate of the cooking chamber temperature can be set particularly easily in this way.
  • the setpoint cooking chamber temperature is preferably lowered a first time at the latest when the cooking chamber temperature reaches 270.degree.
  • the cooking chamber is heated to the pyrolysis target temperature at an average heating rate of 4 K/min to 7 K/min.
  • an average heating rate 4 K/min to 7 K/min.
  • the method comprises a pyrolysis holding phase in which the pyrolysis target temperature is at a substantially constant temperature between 400° C. and 600° C., preferably between 410° C. and 500° C., particularly preferably between 420 °C and 470°C.
  • this pyrolysis holding phase which is run through after the moderate heating stage in the temperature range from 270°C to 350°C and in particular following a further moderate heating stage in the temperature range from 350°C up to the pyrolysis target temperature, all remaining contamination residues turn to ash burned.
  • the pyrolysis holding phase preferably lasts at least 15 minutes and at most 5 hours.
  • the cooking chamber is briefly heated one or more times in the pyrolysis holding phase to a peak temperature above the pyrolysis target temperature.
  • time losses that can be attributed to the at least one moderate heating stage can be compensated for.
  • the pyrolysis holding phase can preferably be shortened in such a way that the total duration of the pyrolysis process is reduced compared to the usual process durations.
  • heating takes place from the pyrolysis target temperature to a peak temperature with the maximum power of the heating device.
  • the peak temperature is preferably at least 20 K, preferably at least 50 K, particularly preferably at least 100 K, and at most 200 K above the selected pyrolysis target temperature.
  • the peak temperature corresponds to the maximum permissible cooking chamber temperature of the cooking appliance.
  • the cooking chamber is heated to a cooking chamber temperature of 270° C. at an average heating rate of 15 K/min to 25 K/min.
  • the cooking chamber heats up particularly quickly in the less critical temperature range below 270°C, which minimizes the overall duration of the pyrolysis process.
  • a starting temperature is in particular a temperature below 270° C. that is present in the cooking chamber at the beginning of the pyrolysis process.
  • the starting temperature essentially corresponds to the temperature of the surroundings of the cooking appliance if the cooking appliance has not been in operation for a long period of time. However, it can also be a higher temperature, for example following a cooking process.
  • the heating in this initial heating phase takes place with maximum conduction of the heating device.
  • odors produced during the pyrolytic cleaning in the cooking chamber which occur for example in the form of vapors, gases and/or smoke, are preferably removed by means of an odor elimination device of the cooking appliance arranged in particular in an exhaust air opening of the cooking appliance a catalyst.
  • an odor elimination device of the cooking appliance arranged in particular in an exhaust air opening of the cooking appliance a catalyst.
  • the odor can be counteracted particularly efficiently. Due to the lower concentration of odorous substances due to the at least one moderate heating stage, the catalytic converter is overloaded less frequently or no longer and can thus largely, in particular almost completely, decompose and/or burn the odorous substances before they are released into the environment of the cooking appliance.
  • the cooking appliance according to the invention has at least one heatable cooking space, a heating device for heating up the cooking space and a temperature control device for controlling a cooking space temperature.
  • the cooking appliance is suitable and designed to carry out pyrolytic cleaning, in which the cooking chamber is heated to a pyrolysis target temperature of between 400° C. and 600° C. in a heating-up phase.
  • the cooking appliance is characterized in that it is suitable and designed to carry out a method according to one of Claims 1 to 8.
  • a temperature control device in the context of this invention is understood to be a device for controlling a cooking chamber temperature, which is known per se and has a temperature sensor for detecting the cooking chamber temperature and at least regulates the power of the heating device in such a way that the cooking chamber temperature reaches a target cooking chamber temperature.
  • the temperature control device can be controlled via software.
  • the temperature control device can be at least partially part of a control unit that controls the cooking appliance.
  • the temperature control device can be designed as an independent unit with a processor, a memory, communication interfaces and/or other components for electronic data processing and can be connected to the control unit of the cooking appliance—wirelessly or by wire—for data transmission.
  • the cooking appliance is configured by means of the temperature control device and/or the control unit to carry out a method according to one of claims 1 to 8.
  • the present invention provides a novel method for pyrolytic cleaning of a cooking chamber with reduced odor pollution, which can be implemented in a particularly simple manner and is therefore also optimally suited for retrofitting existing cooking appliances.
  • FIGS 1 to 3 show temperature curves of a cooking chamber temperature T in a cooking chamber 4 of a cooking appliance 2 in various embodiments of the method according to the invention.
  • the cooking chamber 4 is heated to a pyrolysis target temperature ZT of between 400° C. and 600° C. in a heating-up phase A by a heating device that can be controlled via a temperature control device 12 .
  • the cooking chamber 4 is first heated to 270.degree. Starting from a cooking chamber temperature T of 270° C., the cooking chamber 4 is then heated in a first moderate heating stage M to a cooking chamber temperature T of 350° C., the average heating rate being 2 K/min to 4 K/min. In this way, the particularly odor-intensive molecules that are formed in the critical temperature range of 270 °C to 350 °C are reacted more slowly and distributed over a longer period of time.
  • heating from a starting temperature (usually room temperature) up to 270 °C can take place at much higher heating rates of 15 K/min to 25 K/min and, in particular, at maximum power of the heating device in order to keep the total duration of the pyrolysis process as short as possible .
  • the cooking chamber 4 is heated to the pyrolysis target temperature ZT in a second moderate heating stage M' at an average heating rate of 4 K/min to 7 K/min. Since a large part of odor-intensive molecules has already been converted by the preceding first moderate heating stage M when a cooking chamber temperature T of 350 °C is reached, heating can take place at a heating rate that is still throttled, but higher than the first moderate heating stage M, without that the odor load is significantly increased.
  • the second moderate heating stage M' is followed by the pyrolysis holding phase H, in which the cooking chamber temperature T is at the essentially constant pyrolysis target temperature ZT between 400° C. and 600° C., preferably between 410° C. and 500° C., in particular preferably between 420°C and 470°C. Since a large part of the critical odorous substances has already been converted in the preceding moderate heating stages M, M', the pyrolysis holding phase H, which is decisive for the cleaning result, can be carried out without the odor load being significantly increased.
  • the pyrolysis holding phase H preferably lasts at least 30 minutes and at most 5 hours.
  • the cooking chamber 4 in the pyrolysis holding phase H is briefly heated to a peak temperature above the pyrolysis target temperature ZT.
  • the peak temperature is preferably at least 20 K, preferably at least 50 K, particularly preferably at least 100 K, and at most 200 K above the selected pyrolysis target temperature ZT and corresponds in particular to the maximum permissible cooking chamber temperature T of the cooking appliance 2.
  • FIG 3 shows a real measurement curve of the cooking chamber temperature T over time.
  • a target cooking chamber temperature is initially maintained at 270° C. and then increased in stages, here by approx. 30 K each time. After reaching the set cooking space temperature, the cooking space temperature T still slightly exceeds it (overshooting).
  • the target cooking chamber temperature is increased in stages. The target cooking chamber temperature is then kept at a constant temperature of approx. 440 °C during the pyrolysis holding phase H.
  • the cooking appliance 2 shows a cooking appliance 2 according to the invention in the form of an oven with a heatable cooking chamber 4.
  • the cooking appliance 2 has a heating device which, in this embodiment, has a top-heating element 6 and a bottom-heating element 8 below the cooking chamber floor and a circulating fan 10 equipped with a ring heater.
  • a temperature control device 12, which is part of a control unit 14 of the cooking appliance 2 is used to control the cooking compartment temperature T recorded by a temperature sensor 16 in the cooking compartment 4.
  • the cooking appliance 2 is suitable and designed for this purpose, in particular by means of the control unit 14 and/or the temperature control device 12 configured to carry out the inventive method for pyrolytic cleaning of the cooking chamber 4.
  • the cooking appliance 2 also has an odor elimination device (not shown here) designed as a catalyst, which is arranged in an exhaust air opening of the cooking appliance 2 and treats odors produced during the pyrolytic cleaning carried out with the cooking chamber door 18 closed.
  • an odor elimination device (not shown here) designed as a catalyst, which is arranged in an exhaust air opening of the cooking appliance 2 and treats odors produced during the pyrolytic cleaning carried out with the cooking chamber door 18 closed.
  • the odorous substances can be largely, in particular almost completely, decomposed and/or burned before being released into an area surrounding the cooking appliance 2 .

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur pyrolytischen Reinigung eines Gargerätes mit wenigstens einem aufheizbaren Garraum, einer Heizeinrichtung zum Aufheizen des Garraumes und einer Temperaturregelungseinrichtung zur Regelung einer Garraumtemperatur, wobei der Garraum in einer Aufheizphase auf eine Pyrolyse-Zieltemperatur zwischen 400°C und 600°C aufgeheizt wird. Ferner betrifft die Erfindung ein entsprechendes Gargerät.
  • Bei der pyrolytischen Reinigung wird der Garraum auf hohe Temperaturen bis zu 600°C aufgeheizt, um so vom Backen oder Braten herrührende Garraumverschmutzungen, wie beispielsweise Speisereste oder Fettrückstände, zu zersetzen. Nach dem meist mehrere Stunden andauernden Pyrolysevorgang sind die Verschmutzungen zu Asche umgesetzt und können anschließend leicht ausgewischt werden. Bei Gargeräten mit Pyrolysefunktion erübrigt sich daher in der Regel eine aufwändige manuelle Reinigung des Garraums.
  • Nachteilig an den bisher bekannten Pyrolyse-Reinigungsvorgängen ist, dass diese aufgrund des ständigen Luftaustauschs zwischen dem Garraum und der Umgebung des Gargeräts mit einer starken Geruchsbelastung einhergehen, die als unangenehm empfunden wird.
  • Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, Katalysatoren insbesondere in einer Abluftöffnung des Gargeräts vorzusehen, die die aus dem Garraum entweichenden Geruchsstoffe zersetzen und/oder verbrennen. Derartige Katalysatoren sind jedoch in erster Linie auf den normalen Garbetrieb ausgelegt und daher regelmäßig nicht in der Lage, der bei der Pyrolyse entstehenden Geruchsbelastung ausreichend entgegenzuwirken.
  • Aus der EP 1 837 601 B1 ist ein Verfahren zur Steuerung eines Pyrolysereinigungsvorgangs bekannt, bei dem die Heizleistung und folglich die Garraumtemperatur anhand eines Sauerstoffgehalts innerhalb des Garraums geregelt wird. Der Sauerstoff wird dabei von den die Geruchsbelastung hervorrufenden Geruchsstoffen, die beispielsweise in Form von Wrasen, Gasen und/oder Rauch auftreten, verdrängt, so dass eine niedrige Sauerstoffkonzentration mit einer hohen Geruchsstoffkonzentration korreliert. Bei Unterschreiten eines bestimmten Grenzwertes für die Sauerstoffkonzentration, wird die Heizleistung runtergeregelt, so dass weniger Verschmutzungen verbrannt werden und somit weniger Geruchsstoffe nachproduziert werden. Der Grenzwert wird dabei so eingestellt, dass die noch entstehende Geruchsstoffmenge von dem Katalysator umgesetzt werden kann und so die Geruchsbelastung in Grenzen gehalten wird.
  • Nachteilig an dieser Lösung ist, dass zusätzliche Sensorik im Garraum verbaut werden muss und diese aufgrund der mit den hohen Pyrolysetemperaturen einhergehenden Belastungen stör- und zerstörungsanfällig ist.
  • Ein Verfahren zur pyrolytischen Reinung eines Gargerätes gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der EP 3 470 740 B1 bekannt.
  • Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur pyrolytischen Reinigung eines Gargerätes bereitzustellen, bei dem die Geruchsbelastung prozesssicher vermindert wird. Vorzugsweise soll das Verfahren ohne eine zusätzliche Sensorik durchführbar sein. Ferner ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein entsprechendes Gargerät bereitzustellen. Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Ferner wird die Aufgabe durch ein Gargerät mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst. Bevorzugte Merkmale sind Gegenstand der Unteransprüche. Weitere Vorteile und Merkmale sind der allgemeinen Beschreibung sowie den Ausführungsbeispielen zu entnehmen.
  • Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, dass die Geruchsbelastung stark verringert werden kann, wenn nach Aufheizen des Garraums auf eine Garraumtemperatur von 270°C und ausgehend von einer Garraumtemperatur von 270°C der Garraum auf eine Garraumtemperatur von 350°C mit einer durchschnittlichen Aufheizrate von 2 K/min bis 4 K/min n aufgeheizt wird. Es hat sich gezeigt, dass gerade in dem kritischen Temperaturintervall von 270 °C bis 350 °C besonders geruchsintensive Moleküle, beispielsweise eine Vielzahl von Fettrückständen, verstärkt umgesetzt werden. Durch das Vorsehen einer derart moderaten bzw. gedrosselten Aufheizetappe für dieses kritische Temperaturintervall erfolgt zum einen die Umsetzung der Geruchsstoffe langsamer und über einen längeren Zeitraum verteilt, so dass die mit der Geruchsstoffkonzentration korrelierende Geruchsbelastung verringert wird, wobei zum anderen der Pyrolysevorgang als solcher nicht unnötig in die Länge gezogen wird, was von Benutzern des Geräts als nachteilig empfunden würde.
  • Die langsamere Umsetzung besonders geruchsintensiver Moleküle hat zur Folge, dass die Geruchsbelastung in der Umgebung des Gargeräts besser durch eine ausreichende Lüftung gesenkt werden kann. Falls das Gargerät mit einem Katalysator ausgestattet ist, kann dieser einer Geruchsbelastung besser entgegenwirken, da er aufgrund der geringeren Geruchsstoffkonzentration seltener oder nicht mehr überlastet wird. Als Gargeräte kommen Backöfen/Herde und Backofen-Kombigeräte mit Dampfgar- und/oder Mikrowellenfunktion in Betracht, sowie Backöfen mit Hochfrequenztechnik.
  • Mit dem vorliegenden Verfahren kann der Pyrolysevorgang zumindest teilweise, insbesondere vollständig, anhand voreingestellter Parameter gesteuert bzw. geregelt werden, ohne auf zusätzliche empfindliche Sensoren, beispielsweise zur Erfassung von Sauerstoff, Rauch oder anderen Gasen oder Aerosolen, angewiesen zu sein. Dadurch ist das Verfahren in besonders einfacher Weise implementierbar und eignet sich darüber hinaus optimal als Nachrüstlösung für bestehende Gargeräte, beispielsweise im Rahmen eines Softwareupdates.
  • Als Temperaturregelungseinrichtung im Sinne dieser Erfindung wird eine insbesondere an sich bekannte Einrichtung zur Regelung einer Garraumtemperatur verstanden, die einen Temperatursensor zur Erfassung der Garraumtemperatur aufweist und zumindest die Leistung der Heizeinrichtung derart regelt, dass die Garraumtemperatur eine Soll-Garraumtemperatur erreicht. Insbesondere ist die Temperaturregelungseinrichtung über eine Software steuerbar. Die Temperaturregelungseinrichtung kann zumindest teilweise Bestandteil einer das Gargerät steuernden Steuereinheit sein. Alternativ kann die Temperaturregelungseinrichtung als eigenständige Einheit mit einem Prozessor, einem Speicher, Kommunikationsschnittstellen und/oder weiteren Komponenten zur elektronischen Datenverarbeitung ausgebildet und mit der Steuereinheit des Gargeräts - drahtlos oder drahtgebunden - datenübertragend verbunden sein.
  • Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird zumindest in der Aufheizphase eine die Soll-Garraumtemperatur zumindest abschnittsweise stufenweise und/oder zumindest abschnittsweise stufenlos erhöht. Die Aufheizrate der Garraumtemperatur kann auf diese Weise besonders einfach eingestellt werden. Bevorzugt wird dabei die Soll-Garraumtemperatur spätestens ein erstes Mal abgesenkt, wenn die Garraumtemperatur 270° C erreicht.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird ausgehend von einer Garraumtemperatur von 350°C der Garraum auf die Pyrolyse-Zieltemperatur mit einer durchschnittlichen Aufheizrate von 4 K/min bis 7 K/min aufgeheizt. Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, dass in einem weiteren kritischen Temperaturintervall von 350 °C bis zur Pyrolysetemperatur von 400 °C bis 600 °C noch ein Teil besonders geruchsintensiver Moleküle umgesetzt wird, der zu einer starken Geruchsbelastung führt. Dabei hat sich allerdings gezeigt, dass aufgrund der vorgelagerten moderaten Aufheizetappe in dem Temperaturintervall von 270 °C bis 350 °C ein großer Teil geruchsintensiver Moleküle bei Erreichen einer Garraumtemperatur von 350 °C bereits umgesetzt ist, so dass ein Aufheizen mit einer zwar nach wie vor gedrosselten, jedoch höheren Aufheizrate möglich ist. Bevorzugt ist die durchschnittliche Aufheizrate in dem Temperaturintervall von 350 °C bis zur Pyrolysetemperatur größer als in dem Temperaturintervall von 270 °C bis 350 °C.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Verfahren eine Pyrolyse-Haltephase, in der die Pyrolyse-Zieltemperatur auf einer im Wesentlichen konstanten Temperatur zwischen 400°C und 600°C, bevorzugt zwischen 410°C und 500°C, besonders bevorzugt zwischen 420°C und 470°C gehalten wird. In dieser Pyrolyse-Haltephase, die nach der moderaten Aufheizetappe im Temperaturintervall von 270°C bis 350°C und insbesondere im Anschluss an eine weitere moderate Aufheizetappe im Temperaturintervall von 350°C bis zur Pyrolyse-Zieltemperatur durchlaufen wird, werden sämtliche übrigen Verschmutzungsreste zu Asche verbrannt. Ein Großteil der kritischen Geruchsstoffe ist in der oder den vorgelagerten moderaten Aufheizetappe(n) bereits umgesetzt worden, so dass sich die Geruchsbelastung in der für das Reinigungsergebnis maßgebenden Pyrolyse-Haltephase in Grenzen hält. Bevorzugt dauert die Pyrolyse-Haltephase zumindest 15 min und maximal 5 Stunden.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird der Garraum in der Pyrolyse-Haltephase ein- oder mehrmals kurzfristig auf eine über der Pyrolyse-Zieltemperatur liegende Spitzentemperatur aufgeheizt. Hierbei entstehen Temperaturspitzen, bei denen eine erhöhte Umsetzung der Verschmutzung stattfindet, wodurch die Pyrolyse-Haltephase insgesamt kürzer ausfallen kann. Ferner können auf diese Weise Zeitverluste, die auf die zumindest eine moderate Aufheizetappe zurückzuführen sind, kompensiert werden. Insbesondere kann auf diese Weise erreicht werden, dass die Gesamtdauer des Pyrolysevorgangs im Rahmen üblicher Verfahrensdauern verbleibt und sich nicht auffallend in die Länge zieht. Dies ist besonders beim Nachrüsten bestehender Gargeräte vorteilhaft, da längere Verfahrensdauern von Endkunden in der Regel missbilligt werden. Vorzugsweise kann die Pyrolyse-Haltephase derart verkürzt werden, dass sich die Gesamtdauer des Pyrolysevorgangs gegenüber den üblichen Verfahrensdauern reduziert. Insbesondere erfolgt das Aufheizen von der Pyrolyse-Zieltemperatur auf eine Spitzentemperatur mit maximaler Leistung der Heizeinrichtung. Vorzugsweise liegt die Spitzentemperatur zumindest 20 K, bevorzugt zumindest 50 K, besonders bevorzugt zumindest 100 K, und maximal 200 K über der gewählten Pyrolyse-Zieltemperatur. Insbesondere entspricht die Spitzentemperatur der maximal zulässigen Garraumtemperatur des Gargerätes.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird ausgehend von einer Starttemperatur zu Beginn der Aufheizphase der Garraum auf eine Garraumtemperatur von 270°C mit einer durchschnittlichen Aufheizrate von 15 K/min bis 25 K/min aufgeheizt. Auf diese Weise erfolgt ein Aufheizen des Garraums in dem weniger kritischen Temperaturbereich unter 270°C besonders schnell, wodurch die Gesamtdauer des Pyrolysevorgangs minimiert wird. Eine Starttemperatur ist insbesondere eine unter 270°C liegende Temperatur, die zu Beginn des Pyrolysevorgangs im Garraum vorliegt. Beispielsweise entspricht die Starttemperatur im Wesentlichen der Temperatur der Umgebung des Gargeräts, wenn das Gargerät über einen längeren Zeitraum nicht in Betrieb war. Es kann sich aber auch um eine höhere Temperatur, beispielsweise im Anschluss an einen Garvorgang handeln. Insbesondere erfolgt das Aufheizen in dieser anfänglichen Aufheizphase unter maximaler Leitung der Heizeinrichtung.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung werden während der pyrolytischen Reinigung im Garraum entstehende Geruchsstoffe, die beispielsweise in Form von Wrasen, Gasen und/oder Rauch auftreten, mittels einer insbesondere in einer Abluftöffnung des Gargeräts angeordneten Geruchsbeseitigungseinrichtung des Gargeräts, vorzugsweise eines Katalysators, behandelt. Auf diese Weise kann der Geruchsbelastung besonders effizient entgegengewirkt werden. Aufgrund der geringeren Geruchsstoffkonzentration durch die zumindest eine moderate Aufheizetappe wird der Katalysator seltener oder nicht mehr überlastet und kann so die Geruchsstoffe vor der Abgabe in die Umgebung des Gargeräts größtenteils, insbesondere nahezu vollständig, zersetzen und/oder verbrennen.
  • Das erfindungsgemäße Gargerät weist wenigstens einen aufheizbaren Garraum, eine Heizeinrichtung zum Aufheizen des Garraums und eine Temperaturregelungseinrichtung zur Regelung einer Garraumtemperatur auf. Hierbei ist das Gargerät dazu geeignet und dazu ausgebildet, eine pyrolytische Reinigung durchzuführen, bei der der Garraum in einer Aufheizphase auf eine Pyrolyse-Zieltemperatur zwischen 400°C und 600°C aufgeheizt wird. Das Gargerät zeichnet sich dadurch aus, dass es dazu geeignet und ausgebildet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 durchzuführen.
  • Als Temperaturregelungseinrichtung im Sinne dieser Erfindung wird eine insbesondere an sich bekannte Einrichtung zur Regelung einer Garraumtemperatur verstanden, die einen Temperatursensor zur Erfassung der Garraumtemperatur aufweist und zumindest die Leistung der Heizeinrichtung derart regelt, dass die Garraumtemperatur eine Soll-Garraumtemperatur erreicht. Insbesondere ist die Temperaturregelungseinrichtung über eine Software steuerbar. Die Temperaturregelungseinrichtung kann zumindest teilweise Bestandteil einer das Gargerät steuernden Steuereinheit sein. Alternativ kann die Temperaturregelungseinrichtung als eigenständige Einheit mit einem Prozessor, einem Speicher, Kommunikationsschnittstellen und/oder weiteren Komponenten zur elektronischen Datenverarbeitung ausgebildet und mit der Steuereinheit des Gargeräts - drahtlos oder drahtgebunden - datenübertragend verbunden sein. Beispielsweise ist das Gargerät mittels der Temperaturregelungseinrichtung und/oder der Steuereinheit zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 konfiguriert.
  • Insgesamt wird mit der vorliegenden Erfindung ein neuartiges Verfahren zur pyrolytischen Reinigung eines Garraums mit verringerter Geruchsbelastung bereitgestellt, das sich in besonders einfacher Weise implementieren lässt und sich daher auch zum Nachrüsten bestehender Gargeräte optimal eignet.
  • Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die vorstehend erläuterten Ausgestaltungen der Erfindung jeweils für sich oder in einer beliebigen technisch sinnvollen Kombination auch untereinander jeweils mit dem Gegenstand eines der unabhängigen Ansprüche kombinierbar sind.
  • Abwandlungen und Ausgestaltungen der Erfindung sowie weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung lassen sich der nachfolgenden gegenständlichen Beschreibung und den Zeichnungen entnehmen. In den schematischen Figuren zeigen:
    • Fig. 1
    Eine Skizze eines Temperatur-Zeit-Diagramms eines erfindungsgemäßen Pyrolyseverfahrens,
    Fig. 2
    eine Skizze eines Temperatur-Zeit-Diagramms eines weiteren erfindungsgemäßen Pyrolyseverfahrens,
    Fig. 3
    ein Temperatur-Zeit-Diagramm eines weiteren erfindungsgemäßen Pyrolyseverfahrens,
    Fig. 4
    ein erfindungsgemäßes Gargerät.
  • Gleich oder ähnlich wirkende Teile sind - sofern dienlich - mit identischen Bezugsziffern versehen.
  • Einzelne technische Merkmale der nachbeschriebenen Ausführungsbeispiele können auch in Kombination mit vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen sowie den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche und etwaiger weiterer Ansprüche zu erfindungsgemäßen Gegenständen kombiniert werden.
  • Fig. 1 bis 3 zeigen Temperaturverläufe einer Garraumtemperatur T in einem Garraum 4 eines Gargeräts 2 bei verschiedenen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens. Der Garraum 4 wird dabei von einer über eine Temperaturregelungseinrichtung 12 ansteuerbaren Heizeinrichtung in einer Aufheizphase A auf eine Pyrolyse-Zieltemperatur ZT zwischen 400 °C und 600 °C aufgeheizt. Dabei wird der Garraum 4 zunächst auf 270 °C aufgeheizt. Anschließend wird der Garraum 4 ausgehend von einer Garraumtemperatur T von 270 °C in einer ersten moderaten Aufheizetappe M auf eine Garraumtemperatur T von 350 °C aufgeheizt, wobei die durchschnittliche Aufheizrate 2 K/min bis 4 K/min, beträgt. Auf diese Weise werden die verstärkt in dem kritischen Temperaturintervall von 270 °C bis 350 °C entstehenden und besonders geruchsintensiven Moleküle langsamer und über einen längeren Zeitraum verteilt umgesetzt.
  • Das Aufheizen von einer Starttemperatur (in der Regel die Raumtemperatur) bis 270 °C kann dagegen bei weit höheren Aufheizraten von 15 K/min bis 25 K/min und insbesondere unter maximaler Leistung der Heizeinrichtung erfolgen, um die Gesamtdauer des Pyrolysevorgangs möglichst gering zu halten.
  • Im Anschluss an die erste moderate Aufheizetappe M wird ausgehend von einer Garraumtemperatur T von 350 °C der Garraum 4 auf die Pyrolyse-Zieltemperatur ZT in einer zweiten moderaten Aufheizetappe M' mit einer durchschnittlichen Aufheizrate von 4 K/min bis 7 K/min aufgeheizt. Da ein großer Teil geruchsintensiver Moleküle durch die vorangestellte erste moderate Aufheizetappe M bei Erreichen einer Garraumtemperatur T von 350 °C bereits umgesetzt ist, kann ein Aufheizen mit einer zwar nach wie vor gedrosselten, jedoch im Vergleich zur ersten moderaten Aufheizetappe M höheren Aufheizrate erfolgen, ohne dass die Geruchsbelastung wesentlich erhöht wird.
  • An die zweite moderate Aufheizetappe M' schließt sich die Pyrolyse-Haltephase H an, bei der die Garraumtemperatur T auf der im Wesentlichen konstanten Pyrolyse-Zieltemperatur ZT zwischen 400 °C und 600 °C, bevorzugt zwischen 410 °C und 500 °C, besonders bevorzugt zwischen 420 °C und 470 °C, gehalten wird. Da ein Großteil der kritischen Geruchsstoffe in den vorgelagerten moderaten Aufheizetappen M, M' bereits umgesetzt worden ist, kann die für das Reinigungsergebnis maßgebende Pyrolyse-Haltephase H durchgeführt werden, ohne dass die Geruchsbelastung wesentlich erhöht wird. Bevorzugt dauert die Pyrolyse-Haltephase H zumindest 30 min und maximal 5 Stunden.
  • In der Ausführungsform gemäß Fig. 2 wird der Garraum 4 in der Pyrolyse-Haltephase H einmal kurzfristig auf eine über der Pyrolyse-Zieltemperatur ZT liegende Spitzentemperatur aufgeheizt. Bei der so entstehenden Temperaturspitze S findet eine erhöhte Umsetzung der Verschmutzung stattfindet, wodurch die Pyrolyse-Haltephase H insgesamt kürzer ausfallen kann. Vorzugsweise liegt die Spitzentemperatur zumindest 20 K, bevorzugt zumindest 50 K, besonders bevorzugt zumindest 100 K, und maximal 200 K über der gewählten Pyrolyse-Zieltemperatur ZT und entspricht insbesondere der maximal zulässigen Garraumtemperatur T des Gargerätes 2.
  • Fig. 3 zeigt eine reale Messkurve der Garraumtemperatur T über die Zeit. Zur Regelung der Garraumtemperatur T in der ersten moderaten Aufheizetappe M wird eine Soll-Garraumtemperatur zunächst auf 270 °C gehalten und dann stufenweise, hier jeweils um ca. 30 K, erhöht. Die Garraumtemperatur T schießt dabei nach Erreichen der Soll-Garraumtemperatur noch etwas über diese hinaus (Überschwingen). Auch in der zweiten moderaten Aufheizetappe M' wird die Soll-Garraumtemperatur stufenweise erhöht. Anschließend wird die Soll-Garraumtemperatur während der Pyrolyse-Haltephase H auf einer konstanten Temperatur von ca. 440 °C gehalten.
  • Fig. 4 zeigt ein erfindungsgemäßes Gargerät 2 in Form eines Backofens mit einem aufheizbaren Garraum 4. Das Gargerät 2 weist eine Heizeinrichtung auf, die in dieser Ausführungsform einen Oberhitze-Heizkörper 6, einen Unterhitze-Heizkörper 8 unterhalb des Garraumbodens sowie einen mit einer Ringheizung ausgestatteten Umlüfter 10 umfasst. Eine Temperaturregelungseinrichtung 12, die Teil einer Steuereinheit 14 des Gargeräts 2 ist, dient zur Regelung der über einen Temperatursensor 16 im Garraum 4 erfassten Garraumtemperatur T. Das Gargerät 2 ist dazu geeignet und ausgebildet, insbesondere mittels der Steuereinheit 14 und/oder der Temperaturregelungseinrichtung 12 dazu konfiguriert, das erfindungsgemäße Verfahren zur pyrolytischen Reinigung des Garraums 4 durchzuführen. Das Gargerät 2 weist ferner eine (hier nicht dargestellte) als Katalysator ausgebildete Geruchsbeseitigungseinrichtung auf, die in einer Abluftöffnung des Gargeräts 2 angeordnet ist und während der bei geschlossener Garraumtür 18 durchgeführten pyrolytischen Reinigung entstehende Geruchsstoffe behandelt. Auf diese Weise können die Geruchsstoffe vor der Abgabe in eine Umgebung des Gargeräts 2 größtenteils, insbesondere nahezu vollständig, zersetzt und/oder verbrannt werden.

Claims (9)

  1. Verfahren zur pyrolytischen Reinigung eines Gargerätes (2) mit wenigstens einem aufheizbaren Garraum (4), einer Heizeinrichtung zum Aufheizen des Garraums (4) und einer Temperaturregelungseinrichtung (12) zur Regelung einer Garraumtemperatur (T), wobei der Garraum (4) in einer Aufheizphase (A) auf eine Pyrolyse-Zieltemperatur (ZT) zwischen 400 °C und 600 °C aufgeheizt wird, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
    - Aufheizen des Garraums (4) auf eine Garraumtemperatur (T) von 270 °C,
    - ausgehend von einer Garraumtemperatur (T) von 270 °C, Aufheizen des Garraums (4) auf eine Garraumtemperatur (T) von 350 °C mit einer durchschnittlichen Aufheizrate von 2 K/min bis 4 K/min.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest in der Aufheizphase (A) eine Soll-Garraumtemperatur zumindest abschnittsweise stufenweise und/oder zumindest abschnittsweise stufenlos erhöht wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ausgehend von einer Garraumtemperatur (T) von 350 °C der Garraum (4) auf die Pyrolyse-Zieltemperatur (ZT) mit einer gegenüber der Aufheizphase (A) größeren Aufheizrate von durchschnittlich 4 K/min bis 7 K/min, aufgeheizt wird.
  4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Pyrolyse-Haltephase (H), in der die Pyrolyse-Zieltemperatur (ZT) auf einer im Wesentlichen konstanten Temperatur zwischen 400 °C und 600 °C, bevorzugt zwischen 410 °C und 500 °C, besonders bevorzugt zwischen 420 °C und 470 °C, gehalten wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Garraum (4) in der Pyrolyse-Haltephase (H) ein oder mehrmals kurzfristig auf eine über der Pyrolyse-Zieltemperatur (ZT) liegende Spitzentemperatur aufgeheizt wird.
  6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ausgehend von einer Starttemperatur zu Beginn der Aufheizphase (A) der Garraum (4) auf eine Garraumtemperatur (T) von 270 °C mit einer durchschnittlichen Aufheizrate von 15 K/min bis 25 K/min aufgeheizt wird.
  7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ausgehend von einer Starttemperatur zu Beginn der Aufheizphase (A) der Garraum (4) auf eine Garraumtemperatur (T) von 270 °C im Wesentlichen bei maximaler Leistung der Heizeinrichtung aufgeheizt wird.
  8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während der pyrolytischen Reinigung im Garraum (4) entstehende Geruchsstoffe mittels einer Geruchbeseitigungseinrichtung des Gargeräts, insbesondere eines Katalysators, behandelt werden.
  9. Gargerät (2) mit wenigstens einem aufheizbaren Garraum (4), einer Heizeinrichtung zum Aufheizen des Garraums (4) und einer Temperaturregelungseinrichtung (12) zur Regelung einer Garraumtemperatur (T), wobei das Gargerät (2) dazu geeignet und ausgebildet ist, eine pyrolytische Reinigung durchzuführen, bei der der Garraum (4) in einer Aufheizphase (A) auf eine Pyrolyse-Zieltemperatur (ZT) zwischen 400 °C und 600 °C aufgeheizt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Gargerät (2) dazu geeignet und ausgebildet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 durchzuführen.
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