WO2000023750A2 - Gargerät mit katalysator - Google Patents

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Wilfried Durth
Peter Wiedemann
Gerd Funk
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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
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    • F24C15/20—Removing cooking fumes
    • F24C15/2007—Removing cooking fumes from oven cavities
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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

Definitions

  • the invention relates to a cooking device with a catalyst.
  • a device for separating solid and / or liquid particles from a gas volume with at least one impact surface is known, for example, from DE 42 06 846 C2.
  • DE 198 24 172 discloses a cooking device with an energy storage and energy extraction system which is connected to a measuring and control system already present in a conventional cooking device, so that heating power can be reduced on the one hand and waste heat can be used on the other.
  • An energy storage device can be used during breaks, as is always the case in batch operation or as a result of the cooking process, and or in a prior cooking phases, in which a cooking process requires little or no energy, by means of an, if necessary, additional heating, controlled via the measurement and control system, according to a priority hierarchy to ensure an undisturbed sequence of a cooking process, or are charged by the heat from the exhaust air or excess steam escaping from the cooking space, and then more than in hyperior cooking phases in which the cooking process requires a lot of energy the heating installed to heat the food can deliver energy from the energy storage.
  • EP 0 772 514 B1 describes self-cleaning surfaces which are created by artificially implementing a microscopic surface structure as described for the Lotus flower is known, can be realized in hydrophobic polymers or durable hydrophobized materials.
  • the object of the present invention is to add a cooking device in which the cooking chamber atmosphere can be cleaned of odors and fat swaths in an energy-saving manner with a simple and compact construction.
  • a cooking device with a cooking chamber, a ventilation device, such as in the form of a fan wheel or the like, a heating device and a catalyst, on which air, finally, fats, odor particles and / or hydrocarbons from the cooking chamber can be finely atomized by the ventilation device , which cleans the air directed at it with the release of energy and from which the cleaned air and / or the energy released during cleaning in the form of heat can be distributed into the cooking space via the ventilation device.
  • a ventilation device such as in the form of a fan wheel or the like
  • a heating device and a catalyst
  • the catalyst is arranged at least in areas essentially concentrically around the ventilation device.
  • An embodiment of the invention is characterized in that the catalyst is designed in the form of a large number of catalyst elements attached to a catalyst housing.
  • an impact surface be arranged at least approximately essentially concentrically around the ventilation device, preferably in the rear third of the cooking space, in the blow-out direction.
  • the impact surface is designed in the form of a separating ring for separating solid and / or liquid particles from a gas volume. It is also proposed according to the invention that the heating device is arranged essentially concentrically around the ventilation device, the catalyst is arranged essentially concentrically around the heating device, and the heating direction is arranged at least partially in the flow shadow of the impact surface.
  • the heating device is designed in the form of at least one, preferably two, ring-shaped radiators.
  • a further development of the invention is characterized by an energy storage system or energy system with catalyst properties.
  • the cooking space, the energy storage and / or energy extraction system and / or the heating device is or are at least partially equipped and / or coated with a catalyst.
  • the catalyst has a surface with a surface structure in dimensions of up to a maximum of 500 ⁇ m and is self-cleaning.
  • the catalyst comprises aluminum oxide and / or platinum.
  • the invention is therefore based on the surprising finding that by means of a fan wheel or the like, air, including fat swaths, odor particles and / or hydrocarbons, can be directed in a simple manner onto a catalyst which is converted by fat swaths, smell particles and / or hydrocarbons, in particular by oxidation greases, allows air to be cleaned and, at the same time, generates heat, which on the one hand enables the cooking chamber atmosphere to be cleaned and on the other hand enables the cooking chamber to be heated in an energy-saving manner.
  • the catalyst can be used on the one hand in the form of individual, separate catalyst elements and / or on the other hand as a (partial) coating of the chamber and / or of an energy storage and / or energy extraction system.
  • the catalyst itself can be designed in accordance with the invention in such a way that its surface structure is dirt-repellent.
  • a heating device is arranged in the flow shadow of an impact surface between the fan wheel and the catalytic converter, so that air can be directed even more specifically onto the catalytic converter and at the same time contamination of the heating device is avoided
  • Figure 1 is a partial longitudinal sectional view of the cooking device according to the invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the cooking device according to the invention of Figure
  • a cooking device 1 comprises in particular a cooking space 2, which is separated from a blower space 4 via an air baffle 3.
  • the air baffle 3 has at least one inlet and outlet opening (not shown) for air circulation between the cooking space 2 and the blower space 4.
  • a fan wheel 10, two heating elements 11, 12, a large number of catalyst elements 14 attached to a catalyst housing 13 and a working surface for separating solid and / or liquid particles in the form of a separating ring 15 are arranged in the blower chamber 4.
  • An inner heater 11 is arranged concentrically to the fan wheel 10
  • an outer heater 12 is arranged concentrically to the inner heater 1
  • the separator ring 15 is arranged concentrically to the outer heater 12
  • the catalyst elements 14 are arranged concentrically to the separator ring 15.
  • the fan wheel 10 then ensures that the odor particles and fats from the cooking space 2 into the blower space 4 and there onto the Catalyst elements 14 are passed so as to convert the To enable odor particles and the fats into clean, moist air, which can then be fed back into the cooking space 2. Due to the special arrangement of the impact surface of the separating ring 15 and the heating device 11, 12 in the flow shadow of the impact surface, air can be directed very specifically onto the catalyst element 14, so that, in particular, contamination of the heating device 11, 12 can be avoided.
  • the cooking device 1 thus makes it possible to dispose of greases and other hydrocarbons which arise during a cooking process with energy gain. Since the energy content of animal fats is, for example, of the order of 1 kWh per 100 g, inexpensive and energy-saving air purification can be obtained with the structure according to the invention without the heating device in particular being contaminated.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Gargerät mit einem Garraum, einer Belüftungseinrichtung, wie in Form eines Lüfterrads oder dergleichen, einer Heizeinrichtung und einem Katalysator, auf den Luft einschliesslich Fettschwaden, Geruchspartikeln und/oder Kohlenwasserstoffen aus dem Garraum von der Belüftungseinrichtung fein zerstäubt leitbar ist, der die auf ihn gerichtete Luft unter Energieabgabe reinigt und von dem die gereinigte Luft und/oder die bei der Reinigung in Form von Wärme freigesetzte Energie über die Belüftungseinrichtung in den Garraum verteilbar ist.

Description

„Gargerät mit Katalysator" Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Gargerät mit einem Katalysator.
Aus dem Artikel "Heiße Platten" in Elektromarkt Nr. 3, März 1996, Seiten 16 bis 22, ist die Verwendung eines Katalysators '.um Umwandeln von Gerüchen und Fettschwaden, welche beim Backen und Braten entstehen, in reine, feuchte Luft bekannt. Dabei wird im Gegensatz zu anderen Reinigungssystemen weder zusätzlich Zeit noch Strom benötigt, da der Katalysator Umwandlungswärme erzeugt, die auch zur Beheizung von Garguts verwendbar ist.
Aus der DE 35 16 847 AI ist ein Elektroherd mit einem Katalysator bekannt, bei dem e fremdbeheizter Katalysator in einer Wrasenabzugsöffhung eingesetzt ist.
Eine Vorrichtung zum Abscheiden von Feststoff- und/oder Flüssigkeitspartikeln aus einem Gasvolumen mit zumindest einer Aufprall fläche ist, beispielsweise, aus der DE 42 06 846 C2 bekannt.
In der DE 198 24 172 ist ein Gargerät mit einem Energiespeicher- und Energieentnahmesystem offenbart, das mit einem in einem herkömmlichen Gargerät bereits vorhandenen Meß- und Regelsystem verbunden ist, so daß einerseits Heizleistung reduzierbar und andererseits Abwärme nutzbar ist. Dabei kann ein Energiespeicher in Gaτpausen, wie sie im Falle eines Chargenbetriebs stets anfallen oder durch den Garablauf bedingt sind, und oder in aprioren Garphasen, in denen ein Garprozeß wenig oder keine Energie benötigt, mittels einer, gegebenenfalls zusätzlichen, Heizung, gesteuert über das Meß- und Regelsystem, nach einer Priori- tätshierarchic zur Sicherstellung eines ungestörten Ablaufe eines Garprozesses, oder durch die Wärme aus dem Garraum auftretender Abluft bzw. austretenden überschüssigen Dampfes aufgeladen werden, um dann in hyperioren Garphasen, in denen der Garprozeß viel Energie benötigt, mehr als die zum Heizen des Garguts installierte Heizung liefern kann, Energie aus dem Energiespeicher entnehmen zu können.
Insbesondere in der EP 0 772 514 Bl sind selbstreinigende Oberflächen beschrieben, die durch künstliche Implementierung einer mikroskopischen Oberflächenstruktur, wie sie für die Lotus-Blüte bekannt ist, in hydrophoben Polymeren oder haltbar hydrophobierteπ Materialien realisierbar sind.
Aufgabe der gegenwärtigen Erfindung ist es, ein Gargerät zu hefern, bei dem auf energiesparende Weise mit einem einfachen und kompakten Aufbau die Garraumatmosphäre von Gerüchen und Fettschwaden gereinigt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Gargerät mit einem Garraum, einer Belüftivngseinrichtung, wie in Form eines Lüfterrads oder dergleichen, emer Heizemrichtung und einem Katalysator, auf den Luft eirischließlich Fettschwaden, Geruchspartikeln und/oder Kohlenwasserstoffen aus dem Garraum von der Belüuungseinrichtung fein zerstäubt leitbar ist, der die auf ihn gerichtete Luft unter Energieabgabe reinigt und von dem die gereinigte Luft und/oder die bei der Reinigung in Form von Wärme freigesetzte Energie über die Belüftungseinrichtung in den Garraum verteilbar ist.
Dabei kann gemäß der Erfindung vorgesehen sein, daß der Katalysator zumindest bereichs- weisc im wesentlichen konzentrisch um die Belüftungseinrichtung angeordnet ist.
Eine Au^führungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator in Form einer Vielzahl von an einem Katalysatorgehäuse angebrachten Katalysatorclementen ausgebildet ist.
Ferner ist erfindungsgemäß eineWeiterentwicklung vorgeschlagen, die gekennzeichnet ist durch eine Luftzufuhrleitung, über die kontrolliert Frischluft einführbar ist, insbesondere um eine Oxidation von Fetten, Geruchspartikeln und/oder Kohlenwasserstoffen anzutreiben-
Erfindungsgemäß wird weiterhin vorgeschlagen, daß eine Auτprallfläche zumindest be- rcichswcisc im wesentlichen konzentrisch um die Belüftungseinrichtung angeordnet ist, vorzugsweise im hinteren Drittel des Garraums, in Ausblasrichtung.
Dabei ist gemäß der Erfindung bevorzugt, daß die Aufprallfläche in Form eines Abscheiderings z m Abscheiden von Feststoff- und/oder Flüssigkeitspartikeln aus einem Gasvolumen ausgebildet ist. Femer wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß im wesentlichen konzentrisch um die Belüftungseinrichtung die Heizeinrichtung angeordnet ist, der Katalysator im wesentlichen konzentrisch um die Heizeimichtung angeordnet ist, und die Heizehrrichtung zumindest teilweise im Strömungsschatten der Aufprallfläche angeordnet ist.
Weiterhin wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Heizeinrichtung in Form von zumindest einem, vorzugsweise zwei, ringförmigen Heizkörpern ausgebildet ist.
Eine Weiterentwicklung der Erfindung ist gekennzeichnet durch ein Energiespeicher- unuVoder Energieeπtnahrnesystem mit Katalysatoreigenschaften.
Ferner kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß der Garraum, das Energicspeicher- und/oder Energieentnahmesystem und/oder die Heizemrichtung mit einem Katalysator zumindest bereichsweise ausgerüstet und/oder beschichtet ist bzw. sind.
Auch ist es erfindungsgemäß von Vorteil, daß der Katalysator eine Oberfläche mit einer Oberflächenstruktur in Abmessungen von bis zu maximal 500μm aufweist und selbstreinigend ist.
Schließlich wird erfindungsgemäß noch vorgeschlagen, daß der Katalysator Aluminiumoxid und/odeτ Platin umfaßt.
Der Erfindung liegt somit die überraschende Erkenntnis zugrunde, daß mittels eines Lüfterrads oder dergleichen gezielt Luft einschließlich Fettschwaden, Geruchspartikcln und/oder Kohlenwasserstoffen mit einem einfachen Aufbau auf einen Katalysator lenkbar ist, der durch Umwandlung der Fettschwaden, Gerucbspartikeln und/oder Kohlenwasserstoffe, insbesondere durch Oxidation von Fetten, eine Luftreinigung ermöglicht und gleichzeitig Wärme erzeugt, wodurch zum einen eine Reinigung der Garraumatmosphäre und zum anderen ein energiesparendes Aufheizen des Garraums ermöglicht wird.
Der Katalysator kann erfindungsgemäß dabei einerseits in Form von einzelnen, separaten Katalysatorelementen und/oder andererseits als (Teil) Beschichtung des Garraurns und/oder eines Energiespeicher- und/oder Energieentnahmesystems eingesetzt werden. Zudem kann der Katalysator selbst derart ausgestaltet sein nach der Erfindung, daß dessen Oberflä^enstrvüctur schmutzabweisend ist.
Vorteilhaft ist es gemäß der Erfindung auch, wenn zwischen dem Lüfterrad und dem Katalysator eine Heizeinrichtung im Strömungsschatten einer Aufprallfläche angeordnet ist, so daß Luft noch gezielter auf den Katalysator richtbar ist und gleichzeitig eine Verschmutzung der Heizeinrichtung vermieden wird
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von schematischen Zeichnungen im einzelnen erläutert ist. Dabei zeigt:
Figur 1 eine TeiUängsschnittansicht des erfindungsgemäßen Gargeräts; und
Figur 2 eine Querschnittsansicht des erfindungsgemäßen Gargeräts von Figur
1.
Wie den Figuren 1 und 2 zu entnehmen ist, umfaßt ein erfindungsgemäßes Gargerät 1 insbesondere einen Garraum 2, der über ein Luftleitblech 3 von einem Gebläseraum 4 getrennt ist. Dabei weist das Luftleitblcch 3 zumindest eine nicht gezeigte Einlaß- und AuslaßöfEhung zur Luftzirkulation zwischen dem Garraum 2 und dem Gebläseraum 4 auf.
Im Gebläseraum 4 sind ein Lüfterrad 10, zwei Heizkörper 11, 12, eine Vielzahl von an einem Katalysatorgehäuse 13 angebrachten Katalysatorelementen 14 und eine AufpraJlfläche zum Abscheiden von Feststoff- und/oder Flüssigkeitspartikeln in Form eines Abscheiderings 15 angeordnet. Dabei sind konzentrisch zum Lüfterrad 10 ein innerer Heizkörper 11, konzentrisch zum inneren Heizkörper 1 ein äußerer Heizkörper 12, konzentrisch zum äußeren Heizkörper 12 der Abscheidering 15 und konzentrisch zum Abscheidering 15 die Katalysatorelemente 14 angeordnet.
Werden, beispielsweise, im Garraum 2 Hähnchen gegart, so kommt es zu einer starken Geruchsbildung und Erzeugung von Fettschwaden innerhalb des Garraums 2. Das Lüfterrad 10 sorgt dann dafür, daß die Geruchspartikel und Fette aus dem Garraum 2 in den Gebläseraum 4 und dort auf die Katalysatorelemente 14 geleitet werden, um somit eine Umwandlung der Geruchspartikel und der Fette in reine, feuchte Luft zu ermöglichen, die dann wieder dem Garraum 2 zufuhrbar ist. Durch die spezielle Anordnung der Aufprallfläche des Abscheiderings 15 und der Heizeinrichtung 11, 12 im Strömungsschatten der Aurprallfläche ist Luft sehr gezielt auf die Katalysatorelcmentc 14 richtbar, so daß insbesondere eine Verschmutzung der Heizeinrichtung 1 1 , 12 vermieden werden kann.
Bei der Reinigung der Garraumatmosphäre mittels der Katalysatorelemente wird zudem Energie freigesetzt, die beispielsweise zu einem weiteren, gezielten Aufheizen des Garraums 2 einsetzbar ist. Somit ermöglicht das erfmdungsgemäße Gargerät 1 , insbesondere Fette und andere Kohlenwasserstoffe, die wahrend eines Garvorgangs entstehen, unter Energiegewinn zu entsorgen. Da derEnergiegehalt tierischer Fette beispielsweise in der Größenordnung von 1 kWh pro 100 g hegt, läßt sich eine kostengünstige und energiesparende Luftreinigung mit dem erfindungsgemaßen Aufbau erhalten, ohne daß insbesondere die Heizeinrichtung verschmutzt wird.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Ansprüchen sowie in den Zeichnungen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausfuhrungsformen wesentlich sein.

Claims

Patentaπsprüche
1. Gargerät (1) mit einem Garraum (2), einer Belüftungseinrichtung, wie in Form eines Lüfterrads (10) oder dergleichen, einer Heizeinrichtung (11, 12) und einem Katalysator (14), auf den Luft einschließlich Fettschwaden, Geruchspartikcln und/oder Kohlenwasserstoffen aus dem Garraum (2) von der Belüftungseinrichtung (10) fein zerstäubt leitbar ist, der die auf ihn gerichtete Luft unter Energieabgabe reinigt und von dem die gereinigte Luft und/oder die bei der Reinigung in Form von Wärme freigesetzte Energie über die Belüftt gseinrichtung (10) in den Garraum (2) verteilbar ist.
2. Gargerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichne t,daß der Katalysator (14) zumindest bereichsweise im wesentlichen konzentrisch um die Belüftungseinrichtung (10) angeordnet ist.
3. Gargerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator in Form einer Vielzahl von an einem Katalysatorgehäuse (13) angebrachten Katalysatorelementen (14) ausgebildet ist.
4. Gargerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Luitzufuhrleitung (16), über die kontrolliert Frischluft einfuhrbar ist, insbesondere um eine Oxidation von Fetten, Geruchspartikeln und/oder Kohlenwasserstoffen anzutreiben.
5. Gargerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Aufprallfläche zumindest bereichsweise im wesentlichen konzentrisch um die Belüf- tungseinrichtung (10) angeordnet ist, vorzugsweise im hinteren Bereich des Gaτraurπs in Ausblasrichtung.
6. Gargerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufprallfläche in Form eines Abscheiderings zum Abscheiden von Feststoff- und/oder Flüssigkcitspartikeln aus einem Gasvolumen ausgebildet ist.
7. Gargerät nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß im wesenthchen konzentrisch um die Belüftungseinrichtung (10) die Heizeinrichtung (11, 12) angeordnet ist, der Katalysator (1 ) im wesentlichen konzentrisch um die Heizeinrichtung (11, 2) angeordnet ist, und die Heizeinrichtung (11, 12) zumindest teilweise im Strömungsschatten der Aufpralifiäche angeordnet ist.
8. Gargerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung in Form von zumindest einem, vorzugsweise zwei, ringförmigen Heizkörpern (11,12) ausgebildet ist.
9. Gargerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Encrgicspcicher- und/oder Energieeπtnahmesystem mit Katalysatoreigeπschafleπ.
10. Gargerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Garraum, das Energiespeicher- und/oder Energieentnahmesystem, und/oder die Heizemrichtung mit einem Katalysator zumindest bereichsweise ausgerüstet und/oder beschichtet ist bzw. sind.
11. Gargerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator eine Oberfläche mit einer Oberflächenstruktur in Abmessungen von bis zu maximal 500 μ aufweist und selbstreingend ist.
12. Gargerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator Aluminiumoxid und/oder Platin umfaßt.
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