[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft einen Katalysator zur Verwendung in einem Backofen
mit einer verschließbaren Backofenmuffel, die von mindestens einem Heizelement beheizbar
ist, wobei eine wirksame Oberfläche des Katalysators durch eine Edelmetallschicht
gebildet ist.
[0002] Ein derartiger Katalysator ist bekannt aus der deutschen Auslegeschrift DE 28 17
101, wobei der Katalysator durch eine Keramikscheibe mit einer Vielzahl von Löchern
kleinen Durchmessers gebildet ist. Während des Garprozesses oder während eines nachfolgenden
pyrolytischen Selbstreinigungsprozesses strömen die dabei entstehenden Gase durch
den Katalysator und werden dort verbrannt bzw. katalytisch umgesetzt.
[0003] Ein weiterer Katalysator ist bekannt aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 41
39 904 A1, wobei der Katalysator aus einem selbsttragenden Drahtgewirke hergestellt
ist. Als Draht eignet sich dabei insbesondere eine aluminiumhaltige Legierung, die
gegebenenfalls Cer enthält. Mit Hilfe des Katalysators wird die in der geschlossenen
Backofenmuffel zirkulierende Luft gereinigt.
[0004] Weiter ist aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 41 42 336 A1 ein Katalysator
bekannt, der in einer Wrasenaustrittsöffnung im Deckenbereich der Backofenmuffel sitzt.
Dadurch wird aus dem Backofen abgeführter Wrasen einer katalytischen Reaktion zum
Verbrennen bzw. Neutralisieren unangenehmer Geruchsstoffe unterzogen.
[0005] Aus der europäischen Patentanmeldung EP 0 209 887 und der deutschen Patentschritt
DE 35 16 847 C2 sind katalytische Nachverbrenner für Backöfen oder dergleichen bekannt,
um beispielsweise bei sogenannten selbstreinigenden Backöfen nach dem pyrolytischen
Prinzip den entstehenden Rauch zu weitgehend geruch- und schadstoffreien Abgasen zu
oxydieren oder den bei Koch-, Back- oder Bratvorgängen entstehenden Wrasen durch Oxydation
schädliche oder störende Wirkungen zu nehmen. Hierbei ist es wesentlich, die katalytisch
wirkende Schicht auf eine Arbeitstemperatur zu bringen, bei der sich eine optimierte
Wirkung ergibt. Diese Arbeitstemperatur liegt meistens höher als die Temperatur des
zuströmenden Rauches bzw. Wrasens.
[0006] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Katalysator bereitzustellen, mit
dem eine verbesserte Reinigung der Gase möglich ist.
[0007] Erfindungsgemäß ist dies dadurch erreicht, daß der Katalysator zum Abbau von beim
Beheizen der Backofenmuffel freiwerdendem Formaldehyd dient. Völlig überraschend wurde
festgestellt, daß bei jedem Backvorgang geringe Mengen an Formaldehyd und bei jedem
pyrolytischen Selbstreinigungsvorgang größere Mengen an Formaldehyd in der Backofenmuffel
entstehen und aus dieser in die Küche entweichen. Überraschenderweise wird durch den
Katalysator die Formaldehyd-Konzentration sowohl beim Backvorgang als auch beim Selbstreinigungsvorgang
deutlich Verringert. Bisher wurde die Entstehung von Formaldehyd lediglich beim ersten
Aufheizen eines Backofens bei dessen erstmaliger Inbetriebnahme als relevant erachtet.
Dabei entsteht das Formaldehyd bei der Verbrennung von fertigungsbedingten Öl- bzw.
Fettrückständen an der Backofenmuffel. Es wurde deshalb stets empfohlen, während des
ersten Aufheizvorganges bei der Inbetriebnahme des Backofens die Küche zu belüften
und gleichzeitig zu verlassen. Entsprechende Anweisungen für den pyrolytischen Selbstreinigungsbetrieb
sind bisher allgemein unbekannt.
[0008] Vorteilhafterweise ist der Katalysator durch ein Drahtgewirk gebildet, um insbesondere
eine gute Durchströmbarkeit des Katalysators und gleichzeitig eine große Oberfläche
für die katalytische Reaktion bereitzustellen.
[0009] Gemäß einer bevorzugten Ausstellungsform ist der Katalysator in einem durchströmbaren,
topfförmigen Gehäuse angeordnet. Dies erleichtert die Herstellung und die Montage
des Katalysators. Demselben Zweck und der einfachen Reinigbarkeit des Katalysators
dienen die Maßnahmen gemäß Patentanspruch 4.
[0010] Um die Wirksamkeit des Katalysators zu erhöhen oder mit größerer Wirkung ein breiteres
Band an Schadstoffen bzw. Geruchsstoffen aus der Luft zu entfernen, weist der Katalysator
mindestens zwei strömungstechnisch hintereinander angeordnete Teilkatalysatoren auf.
Während beispielsweise Palladium als Katalysatormaterial zum Abbau von Formaldehyd
dient, trägt eine Platinbeschichtung insbesondere zur Kohlenmonoxid-Verringerung bei.
Damit die Gefahr einer nachteiligen gegenseitigen Geruchsbeeinflussung der beiden
Teilkatalysatoren verringert ist, ist zwischen den mindestens zwei Teilkatalysatoren
ein unbeschichtetes, gegebenenfalls grobmaschigeres Neutralfilter angeordnet. Dies
trägt zusätzlich auch zu einer Vergleichmäßigung der Strömung durch den Katalysator
bei.
[0011] Um den Katalysator auf eine ausreichende Betriebstemperatur zu erwärmen, ohne eine
zusätzliche Spezialheizung für den Katalysator bereitstellen zu müssen, ist vorteilhafterweise
der Katalysator im Bereich einer üblicherweise in der Backofenmuffel angeordneten
Oberhitze befestigt.
[0012] Die katalytische Wirkung ist besonders ausgeprägt bei den hohen Temperaturen, die
beim pyrolytischen Selbstreinigungsbetrieb auftreten.
[0013] Nachfolgend ist anhand schematischer Darstellungen ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Katalysators beschrieben.
[0014] Es zeigen
- Fig. 1
- in einer Seitenansicht, teilweise in Schnittdarstellung abschnittsweise einen Backofen
mit dem Katalysator und
- Fig. 2
- in stark vergrößertem Maßstab den in der Backofenmuffel befestigten Katalysator.
[0015] Ein Backofen 1 weist ein Gehäuse 3 auf, das eine Backofenmuffel 5 umschließt. Diese
ist in an sich bekannter Weise mit einem Wärmeisolationsmaterial umkleidet und an
ihrer Vorderseite mit einer Backofentür 7 verschließbar. Die Tür besteht aus einem
metallischen Türboden 9, in dem eine Sichtscheibe 11 gehaltert ist. Im Frontbereich
der Tür 7 ist an dem Türboden 9 eine von der Sichtscheibe beabstandete Frontscheibe
13 befestigt. Zwischen dem Türboden 9 und einem Backofenflansch 15 ist eine im wesentlichen
die gesamte Muffelöffnung umziehende Dichtung 17 angeordnet. Bei dem Backofen 1 handelt
es sich um einen für den pyrolytischen Selbstreinigungsbetrieb geeigneten, wobei alle
Komponenten entsprechend den dabei auftretenden, besonders hohen Betriebtemperaturen
ausgelegt sind.
[0016] Von den verschiedenen an sich bekannten Heizelementen des Backofens 1 ist lediglich
ein Oberhitze-Heizkörper 19 gezeigt, der unterhalb einer Deckwandung 20 der Backofenmuffel
5 befestigt ist. In dieser ist zudem eine Wrasenöffnung 21 vorgesehen, die aus mehreren
Einzelöffnungen 22 besteht (Fig. 2). Über ein trichterförmiges Anschlußstück 23 ist
die Wrasenöffnung 21 mit einem Ausblasschacht 25 verbunden, der oberhalb der Tür 7
im Frontbereich des Backofens 1 ins Freie mündet. Im Ausblasschacht 25 ist ein Gebläse
27 zum Saugen von Luft aus der Backofenmuffel 5 angeordnet. Eine Steuervorrichtung
29 zur Steuerung aller Betriebsarten des Backofens 1, wie insbesondere des Backbetriebes
und des pyrolytischen Selbstreinigungsbetriebes, ist über mehrere im Frontbereich
gehalterte Handhaben 31 möglich.
[0017] Im Bereich der Wrasenöffnung 21 ist ein Katalysator 35 angeordnet. Der Katalysator
weist ein topfförmiges Gehäuse 37 aus einem gut wärmeleitenden Material, insbesondere
Aluminium auf, in dessen Boden mehrere Ansaugöffnungen 39 ausgebildet sind. In der
Mitte des Bodens des Gehäuses 37 befindet sich eine Befestigungsöffnung 41, durch
die eine Befestigungsschraube 43 durch den Katalysator 35 geschoben werden kann und
in eine Befestigungsplatte 45 der Deckwandung 20 der Backofenmuffel 5 geschraubt werden
kann. Ein abgebogener Umfangsrand 47 des Katalysatorgehäuses 37 wird dabei an die
Deckwandung 20 gepreßt. In Strömungsrichtung sind hintereinander drei flache Drahtgewirke
angeordnet, die große Benührungsflächen untereinander und zu der Innenwandung des
Gehäuses 37 sowie der Deckwandung 20 aufweisen. Das erste Drahtgewirk bildet den ersten
Teilkatalysator 49. Der dazu verwendete Draht ist mit Palladium beschichtet und dient
insbesondere zum Abbau von Formaldehyd. Das zweite Drahtgewirk ist durch einen unbeschichteten
Metalldraht als ein Neutralfilter 51 ausgebildet. Der Strömungswiderstand des Neutralfilters
51 ist geringer als der des ersten Teilkatalysators 49 und eines zweiten Teilkatalysators
53, der strömungstechnisch nach dem Neutralfilter 51 sowie von dem ersten Teilkatalysator
49 räumlich getrennt angeordnet ist. Das Gewirk des zweiten Teilkatalysators 53 ist
aus einem mit Platin beschichteten Metalldraht gebildet zum Verbrennen bzw. Neutralisieren
weiterer Geruchs- bzw. Schadstoffe. Um den Wirkungsgrad des ersten Teilkatalysators
49 beim Abbau des Formaldehyds nicht zu verschlechtern, wird die zu reinigende Luft
bzw. der Wrasen zuerst der katalytischen Reaktion mit Palladium unterzogen und das
Reaktionsprodukt dann dem zweiten Teilkatalysator 53 zugeleitet.
[0018] Durch die Ausbildung und Befestigung des Katalysators 35 sowie dessen Anordnung in
unmittelbarer Nähe des Oberhitze-Heizkörpers 19 erreicht dieser auch bei herkömmlichem
Backbetrieb eine ausreichende Betriebstemperatur, um den Abbau des beim Backen, insbesondere
durch das Verbrennen von auf die heiße Backofenmuffel 5 spritzenden Fetts oder Öls,
entstehenden Formaldehyds zu gewährleisten. Beim pyrolytischen Selbstreinigungsbetrieb
erreicht der Katalysator 35 aufgrund der höheren Betriebstemperatur einen höheren
Wirkungsgrad beim Abbau des durch das Verbrennen von eingebrannten Fettrückständen
entstehenden Formaldehyds.
1. Katalysator zur Verwendung in einem Backofen mit einer verschließbaren Backofenmuffel,
die von mindestens einem Heizelement beheizbar ist, wobei eine wirksame Oberfläche
des Katalysators durch eine Edelmetallschicht gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator (35) zum Abbau von beim Beheizen der Backofenmuffel (5) freiwerdendem
Formaldehyd dient.
2. Katalysator nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator (35) durch ein Drahtgewirk gebildet ist.
3. Katalysator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator (35) in einem durchströmbaren, topfförmigen Gehäuse (37) angeordnet
ist.
4. Katalysator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (37) einen Befestigungsabschnitt aufweist, mit dem der Katalysator
an einer Wandung (45) der Backofenmuffel betriebsgemäß abnehmbar befestigt ist.
5. Katalysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator (35) mindestens zwei strömungstechnisch hintereinander angeordnete
Teilkatalysatoren (49, 53) aufweist.
6. Katalysator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialien der Edelmetallschichten der beiden Teilkatalysatoren (49, 53)
verschieden sind.
7. Katalysator nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den mindestens zwei Teilkatalysatoren (49, 53) ein unbeschichtetes Neutralfilter
(51) angeordnet ist.
8. Katalysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der Edelmetallschicht Palladium ist.
9. Katalysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator (35) im Bereich eines Oberhitze-Heizkörpers (19) der Backofenmuffel
(5) angeordnet ist.
10. Katalysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator in einem Backofen angeordnet ist, der zum pyrolytischen Selbstreinigungsbetrieb
erforderliche Betriebsmittel aufweist.