專利名稱：包括排氣凈化組件的烹飪爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及烹飪爐，例如家用的或者專業(yè)的烹飪或焙烤爐、微波爐或烤爐，所述烹 飪爐包括烹飪腔和用于凈化從烹飪腔釋放出的氣體的排氣凈化組件。
背景技術(shù)：
烹飪，特別是油炸和焙烤所釋放的氣體包括多種煙氣，例如油脂蒸汽、氣味顆粒和 /或碳?xì)浠衔?。烹飪過(guò)程中產(chǎn)生的一些煙氣是希望出現(xiàn)的，因?yàn)樗鼈兪情_(kāi)胃香味的源頭。 但是另外的煙氣是不希望出現(xiàn)的，特別是多脂蒸汽和煙狀氣體和顆粒產(chǎn)物，這些產(chǎn)物累積 在爐的內(nèi)表面形成包殼狀殘留物，并且因此需要經(jīng)常清潔和保養(yǎng)這種爐。如果所述氣體僅 僅排出爐外，如同大多數(shù)已知的爐表明，房間很快會(huì)充滿煙氣，在房間墻壁和天花板上留下 一層膜和持續(xù)幾天的氣味。清潔爐的已知的操作是通過(guò)物理方式處理，涉及到破壞油脂堆積或者通過(guò)加熱處 理烹飪過(guò)程中出現(xiàn)在爐壁上的其它殘留物。但是，油脂和污點(diǎn)的燃燒又會(huì)產(chǎn)生煙氣，這些煙 氣可能包含或多或少的有害氣體，例如一氧化碳。于是希望在有害的和令人不愉快的煙氣在從爐中逸出前被處理，使它們的出現(xiàn)不 會(huì)危害房間環(huán)境。這些煙氣和味道在現(xiàn)有烹飪爐中消除的典型操作是通過(guò)排出少量爐腔空氣到位 于烹飪腔和設(shè)備排氣孔之間的單個(gè)通道、低溫催化過(guò)濾元件。在所述催化過(guò)濾元件中，空氣 傳播的烹飪煙氣被氧化成二氧化碳和水，因此防止了煙氣和味道逸出到環(huán)境中。這樣的催化過(guò)濾元件要求在其能夠正常操作前要加熱到至少180攝氏度。這通常試圖通過(guò)將所述催化過(guò)濾器組件定位在排氣管裝置中，設(shè)置成足夠靠近所 述爐的出口，從而來(lái)自所述爐的熱空氣加熱所述催化劑過(guò)濾器組件。已知道的其它技術(shù)解決方案是通過(guò)單獨(dú)的加熱裝置來(lái)高溫加熱所述過(guò)濾元件，和 要求電流通過(guò)發(fā)熱電極或者加熱器線圈來(lái)獲得相同的結(jié)果。一個(gè)已知設(shè)計(jì)使用支撐在導(dǎo)電金屬絲上的催化劑，其中導(dǎo)電金屬絲用作電阻加熱 器。但是即使當(dāng)一個(gè)設(shè)計(jì)中提供金屬絲的時(shí)候，該設(shè)計(jì)要包含設(shè)置成網(wǎng)狀或者篩狀結(jié)構(gòu)的 大量金屬絲，這種設(shè)計(jì)仍然涉及的問(wèn)題是保持被污染空氣的柱與所述催化劑金屬絲網(wǎng)物理 接觸足夠長(zhǎng)的一段時(shí)期用于催化劑完成催化劑的工作，因?yàn)檫@種設(shè)計(jì)提供的是低比表面 積。因此，催化劑涂覆金屬絲篩設(shè)計(jì)通常次于使用催化劑涂覆能透過(guò)氣體的陶瓷的設(shè) 計(jì)。用于自清潔爐的標(biāo)準(zhǔn)催化轉(zhuǎn)換器通常包括催化劑涂覆陶瓷蜂窩狀盤。所述蜂窩狀盤包 括大量的蜂窩通道，通道壁上涂覆有合適的催化劑用于幫助烹飪蒸汽的燃燒。為了加熱到 選定溫度，所述陶瓷蜂窩盤穿有高電阻電金屬絲來(lái)提供輔助加熱裝置。也從DE 4139904知道一種爐，該爐具有中心輔助加熱元件，所述加熱元件被包圍 著催化轉(zhuǎn)換組件，其中催化劑沉積成泡沫陶瓷上的涂層，所述泡沫陶瓷例如氧化鋁或者碳 化硅。
但是，這些設(shè)計(jì)使用陶瓷結(jié)構(gòu)，通常需要輔助電加熱器，這樣爐的總電消耗遠(yuǎn)大于 只具有強(qiáng)迫熱氣體循環(huán)加熱系統(tǒng)而沒(méi)有這樣的催化過(guò)濾元件的爐。另外，所述陶瓷催化劑 組件的輔助加熱可能不夠快，導(dǎo)致不想要的煙或者煙氣從所述爐中逸出。還有，通過(guò)輔助加熱器加熱的陶瓷過(guò)濾器結(jié)構(gòu)的溫度分布可能不均勻，結(jié)果是使 煙氣燃燒出現(xiàn)的區(qū)域狹窄，這樣就難于有效燃燒所述烹飪煙氣。因此，未燃?xì)埩粑锟赡芾鄯e 在過(guò)濾元件端表面附近，過(guò)濾器進(jìn)口側(cè)的流路開(kāi)口可能被粘住導(dǎo)致功能降低。

發(fā)明內(nèi)容
這樣，持續(xù)不斷地需求具有有效的排氣凈化組件的烹飪?cè)O(shè)備，在該設(shè)備中烹飪煙 氣中的可燃成分被完全轉(zhuǎn)化，于是即使當(dāng)排氣直接釋放到廚房環(huán)境中的時(shí)候，也沒(méi)有令人 不愉快或者有害的氣體可能產(chǎn)生。根據(jù)本發(fā)明，提供一種烹飪爐包括烹飪腔和排氣凈化組件，所述排氣凈化組件包 括過(guò)濾元件，所述過(guò)濾元件包括能透過(guò)氣體的導(dǎo)電碳化硅材料和用來(lái)自加熱所述過(guò)濾元件 的可操作的電流供給結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明的排氣凈化組件中，碳化硅材料的電性能提供了燃燒所述收集到的煙氣 的新的途徑。因?yàn)槭褂玫乃鎏蓟璨牧鲜菍?dǎo)電的，電接觸可直接到碳化硅材料表面來(lái)提供電 阻加熱。不同于使用單獨(dú)的補(bǔ)充的電加熱元件加熱所述過(guò)濾元件到燃燒溫度之上，電流直 接經(jīng)過(guò)所述碳化硅材料。當(dāng)電流流過(guò)所述碳化硅材料，它將變得足夠熱來(lái)實(shí)現(xiàn)收集到的顆 粒的氧化。已經(jīng)表明碳化硅是一種特別合適的過(guò)濾材料，因?yàn)樗瘜W(xué)穩(wěn)定、具有很大的熱傳 導(dǎo)容量，并且是相對(duì)溫度和熱應(yīng)力堅(jiān)固。因?yàn)樘蓟璨牧嫌行鳠?，有味兒的煙氣可以被很快加熱到燃燒激活溫度，能?使所述爐的排氣流中的有毒蒸汽有效燃燒。同樣沒(méi)有不可操作的死區(qū)出現(xiàn)在過(guò)濾材料上的危險(xiǎn)。這樣，根據(jù)本發(fā)明，使用自加熱組件消除了在催化劑或者非催化劑燃燒前的預(yù)加 熱的步驟，于是燃燒經(jīng)歷的時(shí)間可以被縮短。因此，所述組件的尺寸可以降低，并且應(yīng)用范 圍可以被拓寬。根據(jù)本發(fā)明特別優(yōu)選的實(shí)施例，所述碳化硅材料是一種開(kāi)孔碳化硅泡沫。這種泡沫緊湊，提供了很好的熱量和質(zhì)量傳遞，并且在流動(dòng)氣流上僅產(chǎn)生很小的 壓降，所有這些都是相對(duì)傳統(tǒng)蜂窩結(jié)構(gòu)的明顯優(yōu)勢(shì)。特別地，如果泡沫碳化硅材料的蜂窩通道結(jié)構(gòu)覆蓋有昂貴的金屬催化劑，所述的 開(kāi)孔碳化硅泡沫的獨(dú)特結(jié)構(gòu)允許煙氣很好地使用相當(dāng)大的催化表面。因?yàn)樘沾膳菽牡蜔崛莶⑶胰紵^(guò)程在整個(gè)陶瓷泡沫上分布均勻，陶瓷泡沫的升 溫非?？?。這意味著僅經(jīng)過(guò)很短時(shí)期的操作之后所述過(guò)濾元件有效工作。另外，碳化硅提供了具有很好機(jī)械剛性同時(shí)密度非常低的開(kāi)孔泡沫。因?yàn)樗雠?沫材料的自支撐性質(zhì)，它消除了壓降，否則保持和安裝裝置將產(chǎn)生壓降。有利的是所述開(kāi)孔泡沫碳化硅材料的開(kāi)孔孔隙率為30% -90%。優(yōu)選具有高開(kāi)孔 孔隙率的泡沫結(jié)構(gòu)，因?yàn)樗谶^(guò)濾元件上產(chǎn)生的壓降低。
4
所述過(guò)濾器本體的表面的進(jìn)一步的提高可以通過(guò)提供具有相當(dāng)大的平均小孔尺 寸的過(guò)濾元件獲得，所述平均小孔尺寸例如0. 05mm-5mm。這樣的提高允許所述煙氣深深地 滲透進(jìn)入所述過(guò)濾器結(jié)構(gòu)內(nèi)，用于改善傳熱或者用于與更大的表面面積上的活性催化劑涂 層相互作用。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述過(guò)濾元件由不同孔隙率的多個(gè)區(qū)域組成，以此再 分布所述揮發(fā)物的流動(dòng)從而獲得基本上完全燃燒的效果。根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，所述過(guò)濾元件具有催化劑涂層以提高在較低溫度下的無(wú)焰氧化 反應(yīng)。碳化硅基片通常使在支架和催化劑涂層之間的熱膨脹不匹配最小化并且將是優(yōu)選 的，因?yàn)樗鎏蓟杌軌蚪?jīng)得起高溫，而在表面上沒(méi)有實(shí)質(zhì)上的縮放。因?yàn)樗龃呋瘎┩繉又苯拥卦O(shè)置在所述自加熱過(guò)濾元件的表面上，當(dāng)所述過(guò)濾元 件通電的時(shí)候所述催化劑涂層很快被加熱。這幾乎立即就能有效處理在烹飪運(yùn)行期間或者 在所述爐腔中實(shí)施高溫自動(dòng)清洗循環(huán)期間產(chǎn)生的煙氣。所述催化劑涂層合適地包括鉬、鈀、銠、釩、鈦、鋯、銅鎳或者它們的任何組合或者合金。所述排氣凈化組件的的電流供給結(jié)構(gòu)可以是非常簡(jiǎn)單并且緊密的單獨(dú)對(duì)的電極 的形式。另外所述電流供給結(jié)構(gòu)可以包括多個(gè)電極對(duì)，用于均勻電流和溫度分布或者用以 提供所述過(guò)濾元件不同的瓦特功率。優(yōu)選地，所述過(guò)濾元件包括至少一個(gè)接觸區(qū)域，所述區(qū)域可以由滲透或者電鍍金 屬區(qū)域組成。適當(dāng)?shù)碾姌O設(shè)計(jì)可以包括由中心電極和外圍電極組成的一對(duì)電極。適當(dāng)?shù)碾姌O設(shè) 計(jì)也可以包括二維的電極設(shè)計(jì)，比如網(wǎng)狀電極和梳狀電極，來(lái)改善在所述結(jié)構(gòu)過(guò)濾元件中 的電流分布。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的烹飪爐的側(cè)面的縱斷面部分示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的所述廢氣凈化組件的一個(gè)實(shí)施例的放大的橫斷面視圖；圖3是開(kāi)孔碳化硅泡沫的掃描電子顯微鏡顯微照片；圖4是包括滲透接觸區(qū)域的碳化硅泡沫的橫斷面視圖。
具體實(shí)施例方式首先參考附圖1，示意地示出一種傳統(tǒng)烹飪爐1，所述烹飪爐具有爐腔12，所述爐 腔12由爐襯2形成。在頂壁下面是側(cè)、后、底壁，這些壁限定絕熱爐腔，所述絕熱爐腔具有 由門4封閉的開(kāi)放式前部3。所述門可以通過(guò)任意合適的鉸鏈裝置樞軸安裝。圖示的爐具 有上、下加熱單元。根據(jù)本發(fā)明的烹飪爐可以是所述的自清潔或者熱解型的，能夠加熱到高于最高食 物烹飪溫度，直到大約400攝氏度的溫度。在這個(gè)溫度，任何可能已經(jīng)沉積并且以硬殼形式 保持在爐襯內(nèi)表面的食物殘留，在當(dāng)前烹飪操作中被熱分解并且被氣化。本發(fā)明還有利于用于具有強(qiáng)制空氣對(duì)流系統(tǒng)的烹飪爐，所述強(qiáng)制空氣對(duì)流系統(tǒng)是 用以在爐內(nèi)循環(huán)對(duì)流空氣流以便執(zhí)行烹飪操作。對(duì)流空氣流的額外好處是保持爐壁高溫，減輕了殘留累積的趨勢(shì)。圖1所示的爐包括排氣管10位于爐腔頂壁的之上。排氣通道13從所述爐腔連接 到出口，所述排氣通道13是錐體狀的、打開(kāi)增壓室(plenum)9，并且在爐腔的寬度方向上延 伸。所述排氣管10容納所述的排氣凈化單元7并且用于熱煙氣的受控排放，所述熱煙氣是 從爐腔內(nèi)部排放到環(huán)境。在說(shuō)明的實(shí)施例中，所述排氣管設(shè)置在所述爐腔上部，但是在有些爐的設(shè)計(jì)中它 可能被設(shè)置在爐腔的后壁的后面以減少熱損失，所述熱損失是由高溫氣體移動(dòng)到爐腔上部 并且從排氣管排放到烹飪爐的外側(cè)而產(chǎn)生。為了使?fàn)t腔內(nèi)的煙氣與所述的排氣凈化單元接觸，在排氣管部分提供了電機(jī)驅(qū)動(dòng) 風(fēng)扇11，所述風(fēng)扇在排氣增壓室正上方。所述風(fēng)扇葉輪以足夠的速率被驅(qū)動(dòng)，在烹飪腔中產(chǎn) 生相對(duì)于環(huán)境壓力的負(fù)壓，于是壓力梯度形成于從所述環(huán)境到烹飪腔，并且形成于排氣凈 化組件7上，以使所有的烹飪蒸汽被抽出來(lái)。然后被凈化的氣體被強(qiáng)制排出到環(huán)境中。所述排氣管可以額外具有定溫器在所述風(fēng)扇正上方，用于切斷通過(guò)所述過(guò)濾元件 的電流防止溫度過(guò)高；溫度過(guò)高有可能發(fā)生，因?yàn)榕腼儫煔獾拇呋磻?yīng)是放熱的，如果有足 夠的可燃燒氣體所述反應(yīng)一旦開(kāi)始就能夠自己維持。所述排氣凈化組件包括至少一個(gè)第一過(guò)濾元件72，所述第一過(guò)濾元件包括能透過(guò) 氣體的導(dǎo)電碳化硅材料并且最終處于活性催化劑狀態(tài)，由實(shí)心(solid)殼體71圍繞，所述 殼體是由不能透過(guò)氣體的并且相對(duì)于設(shè)備的工作溫度穩(wěn)定的材料制造。所述殼體裝備有至 少兩個(gè)開(kāi)口。所述殼體的底壁具有一個(gè)進(jìn)口開(kāi)口，用以連接到爐襯的排氣管開(kāi)口，另一個(gè)開(kāi) 口用作排氣的出口。已經(jīng)被證明滿意的一個(gè)特別形式的組件已經(jīng)在圖1和圖2中表示。如圖所示，所述單元橫截面是圓形。也就是說(shuō)，所述過(guò)濾元件形狀是圓柱形。但 是，當(dāng)然，過(guò)濾元件的形狀不必是圓柱形，可以是長(zhǎng)方體，六邊形或者橢圓形柱，或者實(shí)際上 任何其它形狀，這將由排氣管增壓室的空間要求決定，所述元件將被安裝在所述排氣管增 壓室內(nèi)。另外，所述幾何形狀可以修改成圓錐狀或者包括圓錐狀的型腔，從而在所述過(guò)濾 元件中提供煙囪的效果。選擇所述組件的直徑和長(zhǎng)度尺寸確保盡可能大的催化表面面積，與所述組件在排 氣通道中的設(shè)置相一致，用以加強(qiáng)接觸并且延長(zhǎng)接觸時(shí)間。這樣相對(duì)于其長(zhǎng)度，所述組件直徑可以做得比較小，并且形狀也可以不規(guī)則或者 歪斜，用以產(chǎn)生空氣紊流，在氣流通過(guò)通道的時(shí)候空氣將趨向于碰撞通道表面一次或者多 次，于是基本上烹飪空氣中的所有煙氣和油脂將被催化氧化。因?yàn)榕菽蓟璨牧鲜亲员?持的并且易于加工，它沒(méi)有限制過(guò)濾元件的任何設(shè)計(jì)?？梢赃x擇的，在過(guò)濾元件周圍設(shè)有密封環(huán)，在殼體71內(nèi)壁表面和過(guò)濾元件72的外 周表面之間形成密封用以減少氣體分流。因?yàn)樗鲎约訜徇^(guò)濾元件應(yīng)該絕緣并且接地安裝，絕緣材料的基層，例如微孔絕 緣材料，可以設(shè)置成盤狀支架6。所述過(guò)濾元件可以在排氣管的排氣增壓室設(shè)置一個(gè)或者多個(gè)。在一個(gè)改進(jìn)中，所述過(guò)濾元件包括第一過(guò)濾器和空間絕緣關(guān)系的第二過(guò)濾器，并且具有分開(kāi)的一套電極，因此所述過(guò)濾元件可以單獨(dú)使用或者并聯(lián)使用。根據(jù)本發(fā)明的一 個(gè)實(shí)施例，在所述排氣凈化組件中，不同瓦特?cái)?shù)的兩個(gè)過(guò)濾元件結(jié)合在一起。一個(gè)元件單獨(dú) 用于焙烤時(shí)，這時(shí)僅需要較小的催化氧化，同時(shí)所述元件需要保持發(fā)出最小量的熱，以防止 超過(guò)理想的焙烤溫度。兩個(gè)元件在燒烤(broiling)時(shí)都使用，因?yàn)闊緯r(shí)比焙烤過(guò)程中煙 和煙氣的產(chǎn)生得多，并且超過(guò)焙烤過(guò)程中的選定溫度也不應(yīng)該反對(duì)。附圖2中表示的一種改進(jìn)包括有三個(gè)過(guò)濾元件72、73、73’相對(duì)于排氣的流動(dòng)串聯(lián) 安裝。第一過(guò)濾元件用于重新分配排氣流，只有第二過(guò)濾元件承載催化涂層從而減少了珍 貴金屬的消耗。橫截面減小的第三元件幫助形成煙囪的效果。所示的排氣凈化組件通過(guò)緊固裝置8保持在位置上，所述緊固裝置包括基本U形 的彈簧構(gòu)件，所述彈簧構(gòu)件安裝到爐襯的頂部。這種設(shè)置允許簡(jiǎn)單卸下所述設(shè)備。其它緊 固裝置，如現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)知道的，可以包括夾具、夾子、支架或者類似裝置。根據(jù)本發(fā)明，所述過(guò)濾元件包括導(dǎo)電碳化硅材料，該材料能透過(guò)任意氣體，特別是 烹飪腔中產(chǎn)生的煙或者煙氣。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述過(guò)濾元件包括作為濾筒的所述碳化硅材料，該元 件包括充滿顆粒的能透過(guò)氣體的床作為過(guò)濾器媒介。根據(jù)本另一個(gè)實(shí)施例，所述過(guò)濾元件 由共同燒結(jié)的碳化硅顆粒的開(kāi)口網(wǎng)狀物構(gòu)成。在另外的實(shí)施例中，所述過(guò)濾元件包括涂覆 催化劑的蜂窩狀盤。但是，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述過(guò)濾元件包括開(kāi)孔碳化硅泡沫結(jié)構(gòu)的構(gòu)件。碳化硅泡沫是一種輕質(zhì)材料，由自結(jié)合(self-bonded)的碳化硅制造并且做成泡 沫形狀，大量制造所述碳化硅泡沫在商業(yè)上可行。商業(yè)上可行的碳化硅泡沫的制造從理想孔隙尺寸的聚氨酯泡沫開(kāi)始。所述聚氨酯 泡沫充滿樹(shù)脂，然后加熱(pyrolized)以形成網(wǎng)狀玻璃質(zhì)碳泡沫。通過(guò)化學(xué)氣相沉積過(guò)程， 所述碳泡沫被碳化硅滲透，其中碳化硅在所述網(wǎng)狀玻璃質(zhì)碳的內(nèi)部骨架上分層(layered)。所述SiC層沉積之后，所述碳泡沫熱解(pyrolytically)去除，留下一個(gè)完整的 SiC泡沫核。通過(guò)前述過(guò)程制造的產(chǎn)品然后可以加工成多種外形。為了提供致密的SiC表面以 應(yīng)用電連接，SiC結(jié)合劑薄層可以被應(yīng)用到所述泡沫上。這種泡沫是分層的面板，如圖4所 示，根據(jù)本發(fā)明，所述面板可以用作電流供給結(jié)構(gòu)的基板。一種碳化硅泡沫，如同本發(fā)明中使用的，特征在于開(kāi)孔結(jié)構(gòu)，如圖3所示。所示開(kāi) 孔泡沫包括薄的多孔壁的矩陣，限定了多個(gè)孔或者限定了多個(gè)通路，所述孔或者通路彼此 連接、縱向延伸并且互相平行，穿過(guò)所述結(jié)構(gòu)的進(jìn)口和出口端表面之間。所述過(guò)濾元件幾乎全部由碳化硅構(gòu)成，特別由于過(guò)濾元件的高機(jī)械強(qiáng)度，可以 獲得非常薄的過(guò)濾壁。因而，所述泡沫材料可以是非常多孔的，典型地，孔隙率從30%到 90%。這個(gè)意味著大約30%到90%的肉眼能見(jiàn)的SiC泡沫部分的體積由小孔占據(jù)。所以 氣體可以非常容易地流過(guò)所述材料。這也將有助于提供催化劑和所述熱氣體的一個(gè)增大的 面積和接觸時(shí)期。由于所述碳化硅泡沫體可以良好設(shè)置的、基本上均勻的小孔尺寸來(lái)制造，同時(shí)可 以選定所述小孔尺寸以使所述煙氣能夠流動(dòng)穿過(guò)所述壁，并且抑制大部分的或全部的所述 微粒完全地流通穿過(guò)所述壁。
7
所述多孔的SiC過(guò)濾器部分的平均小孔尺寸將一般地選擇在0. 05到5毫米的范 圍內(nèi)。對(duì)于小孔尺寸小于0.05毫米的過(guò)濾元件，壓力損失結(jié)果將是過(guò)度的。在實(shí)踐中，優(yōu) 選不降低到低于到0. 1毫米。對(duì)于小孔尺寸超過(guò)5毫米導(dǎo)致過(guò)濾介質(zhì)不具有足夠的保持效率。有利地，所述過(guò)濾介質(zhì)可以由具有多個(gè)區(qū)域的多孔泡沫組成，所述多個(gè)區(qū)域具有 不同孔隙率分布，所述過(guò)濾介質(zhì)或者由提供一序列的具有不同的小孔尺寸的泡沫形成，或 者由具有孔隙率梯度的單個(gè)部分形成，或者由上述二種情況的結(jié)合形成。對(duì)于每個(gè)區(qū)域，所 述孔隙率平均值優(yōu)選在上所述范圍之內(nèi)。當(dāng)食物在高溫烹飪的時(shí)候，所述油煙氣和所述油滴并不總是以恒定的比率流動(dòng)， 而是不時(shí)地輕微地進(jìn)發(fā)、穿過(guò)所述食物的表面突出出來(lái)。因此所述過(guò)濾元件的一部分可以 設(shè)計(jì)成均衡所述油煙氣的數(shù)量，并且也起分散劑的作用，以便使得所述油煙氣同所述催化 劑盡可能均勻地接觸。根據(jù)本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例，所述煙氣可以預(yù)先地通過(guò)相對(duì)粗糙泡沫 過(guò)濾元件過(guò)濾，以達(dá)到橫穿泡沫樣品的整個(gè)橫截面上均勻地并且很快地再分布所述煙氣， 之后再通過(guò)相當(dāng)精細(xì)的過(guò)濾元件過(guò)濾，所述過(guò)濾元件的提供流動(dòng)氣體流的有效均質(zhì)化。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，適當(dāng)?shù)拇呋苛现辽俨糠值馗采w所述碳化硅材料的內(nèi) 部和/或外表面，以便降低煙氣和氣味發(fā)生氧化作用的溫度。所述催化活性材料可以從，例 如，從鉬、鈀、銠、釩、鈦、鋯、銅、鎳或它的任何組合或合金中選出來(lái)的，以及對(duì)于每個(gè)被選擇 的活性元素或它們中的一些同氧、氮化學(xué)組合物/化合物，等等。舉例來(lái)說(shuō)，被稱作鉬黑的 所述催化劑適合于用于烹飪?cè)O(shè)備。所述催化活性涂層被合適地施加到所述過(guò)濾器本體，是通過(guò)引入包含所述催化劑 材料的漿液/溶液到所述過(guò)濾器本體中，并且隨后移除所述液體載液；所述漿液/溶液例如 特細(xì)的粉末和載液，所述載液例如水或有機(jī)物、鹽、酸或無(wú)機(jī)溶液。但是，也可以使用在所述 過(guò)濾器表面上施加催化活性元素的其它已知方法，例如PVD技術(shù)等等。這些催化劑金屬中 至少一個(gè)出現(xiàn)就能夠降低所述燃燒溫度并且使燃燒在低溫能夠繼續(xù)，因而防止污垢在中所 述設(shè)備中的累積。因?yàn)樗鲞^(guò)濾元件意圖用作電激發(fā)補(bǔ)燃器，所述過(guò)濾元件與電流供給結(jié)構(gòu)連接， 于是，如果電流被強(qiáng)迫經(jīng)過(guò)所述過(guò)濾元件的部分，上述的電流的通過(guò)導(dǎo)致基本上I2R的熱效果。為此目的，電極74、75被成對(duì)安裝到所述碳化硅泡沫體積上，因此在所述泡沫和 各電極之間構(gòu)成電連接。在所述凈化組件的大部分的實(shí)施例中，基本上在位于所述過(guò)濾元件在軸向的或橫 向上的每個(gè)端部之處將被提供電傳導(dǎo)材料的單獨(dú)電極對(duì)。上述的電極應(yīng)該以這樣的形狀和配置制造所述電極提供電流通過(guò)所述泡沫結(jié)構(gòu) 元件，所述泡沫結(jié)構(gòu)元件具有盡可能均勻的電流密度?？梢宰裱煌脑O(shè)計(jì)模式，例如，電壓可以施加在同軸電極之間或者二竿電極之 間，所述電極在所述過(guò)濾元件內(nèi)部隔開(kāi)。另外，多個(gè)的電極放射狀地間隔環(huán)繞所述過(guò)濾元件的外表面，在圖2圖解了具有 六個(gè)這樣的電極的情況。從而，根據(jù)不同的瓦特?cái)?shù)可以安排適當(dāng)?shù)碾娺B接，這些連接或者是 串聯(lián)的或者是并聯(lián)的或者是它們的結(jié)合。
提供擴(kuò)大的接觸區(qū)域的電極配置，例如通過(guò)二維的電極設(shè)計(jì)，也是所希望的。給一例子，第一和第二傳導(dǎo)網(wǎng)篩可以應(yīng)用于覆蓋所述過(guò)濾元件的側(cè)表面與所述泡 沫材料電連接，于是電功率能夠被施加在所述二網(wǎng)篩單元之間，以提供通過(guò)所述整個(gè)電傳 導(dǎo)碳化物泡沫的電流路徑。 梳狀電極配置可以作為替換。所述電極到所述泡沫過(guò)濾元件的連接必須能經(jīng)得起延伸熱應(yīng)力和熱烹飪煙氣的 腐蝕。此外，必須尋找盡可能小的接觸電阻。由于泡沫碳化硅部分的多孔、粗糙表面，完成 機(jī)械地和電學(xué)上連接造成相當(dāng)多的困難。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，為使置換所述過(guò)濾元件容易，所述電流可以以已知的方式供給， 即通過(guò)匯流環(huán)和滑動(dòng)接觸。另外，所述電極到所述碳化硅的連接也可以通過(guò)銅焊或者焊錫，以原有的已知方 式完成。根據(jù)圖2所示的進(jìn)一步的實(shí)施例，金屬導(dǎo)體，例如小的金屬板或者插塞嵌入到所 述泡沫結(jié)構(gòu)元件中。所述金屬導(dǎo)體74將方便地具有附著于它們的電引線75，從而構(gòu)成慣常 理解的電極。根據(jù)進(jìn)一步的實(shí)施例，一部分所述泡沫本體的表面敷以適當(dāng)?shù)慕饘?，比如銀，從而 形成電極的接觸區(qū)域。所述過(guò)濾元件優(yōu)選金屬噴鍍，例如鋁，從而通過(guò)焊錫使能夠電接觸所 述過(guò)濾器部分。直接地錫焊電接線到所述過(guò)濾元件的火焰噴涂的區(qū)域上是可能的。在本發(fā)明的進(jìn)一步的實(shí)施例中，金屬合金或者任何其他的能導(dǎo)電的適當(dāng)?shù)牟牧蠞B 透到所述泡沫本體的表面來(lái)提供一種結(jié)構(gòu)，在所述結(jié)構(gòu)中全致密的接觸區(qū)域整體地接合到 多孔的、開(kāi)孔碳化硅泡沫。具有導(dǎo)電性能的金屬滲透進(jìn)所述接觸區(qū)域，可以將接觸區(qū)域的電導(dǎo)率提高10到 100倍。進(jìn)一步，導(dǎo)致了光滑表面。兩者都幫助錫焊引線，電流通過(guò)引線才可以傳導(dǎo)通過(guò)所 述連接區(qū)域和泡沫部分。但是應(yīng)該小心所述導(dǎo)電層不要阻塞所述過(guò)濾器內(nèi)的蜂窩小孔，簡(jiǎn) 而言之排出氣體通過(guò)所述過(guò)濾器的流動(dòng)不能被阻礙。所述電極的端部露出并且并聯(lián)連接到緊固到所述爐襯的絕緣接線板，從而連接到 標(biāo)準(zhǔn)電源線。電源可以是標(biāo)稱220伏特60赫茲的電源。雖然所述過(guò)濾器中的自加熱過(guò)濾元件，如同在上文已經(jīng)描述的，被供給獨(dú)立于所 述風(fēng)扇的電流，構(gòu)造所述過(guò)濾器是交替可能的以便可以形成單個(gè)單元，至于電流的供應(yīng)也 涉及到了。在操作過(guò)程中，通過(guò)所述風(fēng)扇11將從所述食物釋放出的油脂蒸汽和顆粒從爐腔 抽出。在這個(gè)抽出的期間，所述蒸汽經(jīng)過(guò)所述過(guò)濾元件7，所述過(guò)濾元件保留了在食品準(zhǔn)備 期間釋放出的所述油脂和任何食物顆粒。電流被引導(dǎo)經(jīng)過(guò)所述過(guò)濾元件，并且由于所述泡沫碳化硅材料的電阻，將致使所 述泡沫材料加熱。如上所述，所述電流被設(shè)計(jì)成加熱所述過(guò)濾元件直到高于一個(gè)最低溫度的溫度， 所述最低溫度是180攝氏度，這足夠開(kāi)始燃除排氣中的所有的油脂成分。但是，過(guò)濾元件的 溫度將希望保持在230到400攝氏度。如果所述溫度低于180攝氏度，所述油脂的煙氣和 所述顆粒不分解，會(huì)如同露水一樣累計(jì)起來(lái)，從而阻塞所述廢氣的流動(dòng)。
為了分解所述油煙氣，雖然具有比400攝氏度高的溫度可能是所希望的，但是過(guò) 度地高溫對(duì)于所述烹飪爐的安全和烹飪效果是有害的。所以，所述溫度應(yīng)該低于400攝氏度。因?yàn)樗鲞^(guò)濾元件發(fā)熱相當(dāng)快，在所述催化劑元件壁上的催化劑影響下，所述排 氣中的煙氣和顆粒很快地氧化，于是只有清潔空氣流出。因此所述油脂未接觸到所述風(fēng)扇 13或者與所述風(fēng)扇有關(guān)的電氣部分，如此防止了對(duì)這些構(gòu)件的任何可能的破壞，所述破壞 可以削弱設(shè)備的運(yùn)行。同時(shí)，通過(guò)利用所述排氣凈化防止食品準(zhǔn)備期間的油脂蒸汽和有害 的氣味自由地分散進(jìn)入所述環(huán)境。雖然本發(fā)明參考優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行描述，但是應(yīng)該很清楚本發(fā)明不被限制在所述實(shí) 施例，本發(fā)明不同的變化或者改進(jìn)是可能的而且沒(méi)有離開(kāi)本發(fā)明的精神。因此本發(fā)明的范 圍應(yīng)該僅由附上的權(quán)利要求和它們的相等物決定。附圖標(biāo)記列表
1烹飪爐
2爐襯3前部開(kāi)口
4爐門
5頂壁
6組件支架
7排氣凈化組件
71組件的殼體
72第一過(guò)濾元件
73,73第二過(guò)濾元件
74接觸區(qū)域
75電極
8緊固裝置
9排氣增壓室
10排氣管
11風(fēng)扇
12爐腔
13排氣通道
權(quán)利要求
烹飪爐，包括烹飪腔和排氣凈化組件，所述排氣凈化組件包括過(guò)濾元件，所述過(guò)濾元件包括能透過(guò)氣體的導(dǎo)電的碳化硅材料以及能操作來(lái)自加熱所述過(guò)濾元件的電流供給結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的烹飪爐，其中所述碳化硅材料是開(kāi)孔泡沫碳化硅材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的烹飪爐，其中所述碳化硅材料具有30%-90%的開(kāi)孔孔隙率。
4.根據(jù)權(quán)利要求2和3所述的烹飪爐，其中所述泡沫的小孔具有0。05mm-5mm的平均 小孔尺寸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4所述的烹飪爐，其中所述過(guò)濾元件由具有不同孔隙率的區(qū)域組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求到1-5所述的烹飪爐，其中所述過(guò)濾元件具有催化劑涂層。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的烹飪爐，其中所述催化劑材料包括鉬、鈀、銠、釩、鈦、鋯、銅、 鎳或者這些材料的任意組合或這些材料的合金。
8.根據(jù)權(quán)利要求到1-7所述的烹飪爐，其中所述電流供給結(jié)構(gòu)包括單個(gè)電極對(duì)。
9.根據(jù)權(quán)利要求到1-7所述的烹飪爐，其中所述電流供給結(jié)構(gòu)包括多個(gè)電極對(duì)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9所述的烹飪爐，其中所述過(guò)濾元件包括至少一個(gè)接觸區(qū)域。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的烹飪爐，其中所述接觸區(qū)域由滲透金屬區(qū)域組成。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的烹飪爐，其中所述接觸區(qū)域由電鍍金屬區(qū)域組成。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-12所述的烹飪爐，其中電極對(duì)由中心電極和外圍電極組成。
14.根據(jù)權(quán)利要求1-13所述的烹飪爐，其中至少一個(gè)電極是網(wǎng)狀電極。
15.根據(jù)權(quán)利要求1-13所述的烹飪爐，其中至少一個(gè)電極是梳狀電極。
全文摘要
一種烹飪爐，包括烹飪腔和排氣凈化組件，所述排氣凈化組件包括自加熱過(guò)濾元件，所述自加熱過(guò)濾元件包括能透過(guò)氣體的導(dǎo)電的碳化硅材料以及用于所述自加熱過(guò)濾元件的電流供給裝置。優(yōu)選地，所述凈化組件包括自加熱過(guò)濾元件，此自加熱過(guò)濾元件包括泡沫碳化硅結(jié)構(gòu)元件。
文檔編號(hào)F24C14/02GK101932882SQ200980103581
公開(kāi)日2010年12月29日 申請(qǐng)日期2009年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月21日
發(fā)明者C·托馬賽利, I·加利西, T·費(fèi)施·佩德森 申請(qǐng)人:伊萊克斯家用產(chǎn)品股份有限公司