CH649621A5

CH649621A5 - Elektrische strahlungsheizeinrichtung fuer kochgeraete.

Info

Publication number: CH649621A5
Application number: CH1002/80A
Authority: CH
Inventors: Joseph Anthony Mcwilliams
Original assignee: Micropore International Ltd
Priority date: 1979-02-07
Filing date: 1980-02-07
Publication date: 1985-05-31
Also published as: GB2044057B; US4327280A; CA1144969A; GB2044057A; FR2448693A1; IT8019767A0; IT1150077B; DE3004187A1; BE881566A; DE3004187C2; ZA80693B; AT398874B; SE8000898L; ATA65080A; NZ192821A; FR2448693B1; AU5526480A; AU533560B2

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Strahlungsheizeinrichtung für Kochgeräte mit glatter Kochfläche. Bei solchen bekannten Kochgeräten überlagert ein glatter, üblicherweise aus Glaskeramik bestehender Oberteil ein im wesentlichen kreisförmiges, elektrisches Heizelement, das auf einer Schicht aus wärmedämmendem und elektrisch isolierendem Material so abgestützt ist, dass sich das Heizelement im Abstand von der Kochfläche befindet. Bei der Verwendung wird ein auf die Kochfläche über dem Heizelement aufgesetztes Kochgeschirr durch Übertragung von Wärme vom Heizelement zu der und durch die Kochfläche durch Luftkonvektion und infrarote Strahlung erwärmt. Derartige Heizelemente werden in der Folge als Strahlungsheizelemente bezeichnet. Das Isolationsmaterial verhindert im wesentlichen, dass Wärme vom Heizelement weg woanders als zur Kochfläche hin übertragen wird, und da als Materiahen für die Kochfläche im wesentlichen nicht wärmeleitende Materialien bevorzugt werden, werden nur jene Zonen der Kochfläche erwärmt, die dem Heizelement ausgesetzt sind. Um zu verhindern, dass Wärme auf jene Teile der Kochfläche übertragen wird, die nicht von einem daraufgesetzten Kochgeschirr bedeckt sind, wird üblicherweise auch rund um das Element eine in Umfangsrichtung verlaufende Wand aus Isolationsmaterial vorgesehen.

Obgleich die vorstehend beschriebene Anordnung sehr erfolgreich ist, ist sie für eine Erzielung der besten Betriebsleistung auf die Verwendung mit Kochgeschirren beschränkt, deren Grundfläche im wesentlichen jener der Heizeinrichtung oder des ausgesetzten Bereichs der Kochfläche entspricht. Wenn diese Bereiche nicht gleich gross sind, wird entweder das Kochgeschirr nicht einheitlich erwärmt oder liegen bestimmte Bereiche der Kochfläche frei, was energieverschwendend ist.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist, die Anpassung von Strahlungsheizeinrichtungen an die verschiedenen Abmessungen und Formen der am häufigsten verwendeten Kochgeschirre zu ermöglichen.

Erfindungsgemäss weist hierzu die elektrische Strahlungsheizeinrichtung die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angeführten Merkmale auf.

Da erfindungsgemäss mindestens zwei Heizelemente vorgesehen sind, lässt beispielsweise die Kombination einer unabhängigen kreisförmigen Heizschlange und einer angrenzenden, nur teilweise kreisförmigen Heizschlange die Verwendung der Heizeinrichtung für kreisförmige Kochgeschirre über der kreisförmigen Heizschlange und für ovale Kochgeschirre über beide Heizschlangen zu. Auf ähnliche Weise kann eine zentrale Hauptheizschlange von einer ringförmigen Nebenheizschlange umgeben sein.

Heizeinrichtungen dieser Art sind somit so eingerichtet, dass sie eine einzige, kontinuierliche, grosse Heizfläche definieren, wenn beide Heizschlangen mit Energie beaufschlagt sind, wodurch eine im wesentlichen gleichmässige Übertragung von Wärme auf den gesamten ausgesetzten Bereich der Kochfläche für grosse Kochgeschirre oder eine kleinere Heizfläche für kleinere Kochgeschirre geschaffen wird.

Die zwei oder mehr Heizelemente sind erfindungsgemäss durch eine oder mehrere Trennwände voneinander getrennt, um die übertragene Wärme auf bestimmte, getrennte Heizzonen der Kochfläche zu beschränken. Da die Kochfläche übli-cherweise aus einem im wesentlichen nicht wärmeleitenden Material besteht, wirdime unerwünschte Ausbreitung der vom Element übertragenen Wärme auf ein Minimum eingeschränkt.

Die Verwendung einer Trennwand oder mehrerer Trennwände ist besonders bei im wesentlichen kreisförmigen Heizelementen von Vorteil. So kann z.B. ein zentrales, kreisförmiges Element eine Heizzone für kleine Kochgeschirre begrenzen und ein das zentrale Element umgebendes, ringförmiges Element dazu verwendet werden, den Heizbereich für grössere Kochgeschirre zu erweitern. Das Vorsehen einer Trennwand schränkt den kleineren Bereich so ein, dass Energieverschwendung vermieden wird. Es können auch noch zusätzliche ringförmige Elemente vorgesehen werden. Als Material für die Trennwände wird vorzugsweise ein Isolationsmaterial aus Keramikfasern (Aluminiumsilikatfasern) verwendet, es können jedoch auch andere Materialien wie z.B. Calciumsili-kat oder ein unter dem Handelsnamen MICROTHERM vertriebenes Material verwendet werden.

Bei allen erfindungsgemässen Heizeinrichtungen wird vorzugsweise ein Wärmeabschalter vorgesehen, um Überhitzen zu vermeiden. Da zwei oder mehr Heizelemente vorgesehen sind, kann der Abschalter oberhalb des grösseren oder

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grössten Elementes angeordnet, aber für die gleichzeitige Ab- und 20 unabhängig von der anderen regelbar, sodass ein Schaltung aller Elemente betätigbar sein. kreisförmiges Kochgeschirr nur mittels der Heizschlange 10 Bei einem Kochgerät mit einer Kochfläche aus Glaskera- und ein grösseres, möglicherweise ovales Kochgeschirr, wie mik dient die Abschaltvorrichtung dazu, die Temperatur des z.B. eine Kasserolle, auf beiden Heizschlangen erwärmt wer-Glaskeramikmaterials während des normalen Kochens und 5 den kann. Ein kleineres Kochgeschirr kann selbstverständlich bei sonstiger - auch abnormaler - Verwendung innerhalb der nur auf der Heizschlange 12 allein erwärmt werden. Üblichersicheren Betriebsgrenzen zu halten. Obgleich es möglich ist, weise wird als Heizschlange 10 eine Einheit mit 1400 Watt Strahlungsheizelemente so auszugestalten, dass keine Ab- und als Heizschlange 12 eine Einheit mit 800 Watt vor-schaltvorrichtung erforderlich ist, indem man sie auf eine ver- gesehen.

hältnismässig geringe Leistungsdichte, d.h. Leistung pro Flä- 10 Jede der Heizschlangen ist ungeschützt und an der Grundcheneinheit des Glaskeramikmaterials, einstellt, führt dies zu platte 4 mittels (nicht dargestellter) Heftklammern befestigt, einer geringen, d.h. langsamen Kochleistung, die jedoch in Jede der Heizschlangen ist vorzugsweise aus einem Eisen-manchen Fällen akzeptabel sein kann, um die Kosten für die Chrom-Aluminium-Heizwiderstandsdraht hergestellt und Abschaltvorrichtung zu ersparen. Im allgemeinen wird jedoch nach dem in der vorher erwähnten GB-Patentanmeldung zur Erzielung einer besseren Kochleistung die Vorsehung ei- 15 7 904 323 der Anmelderin beschriebenen Verfahren geformt, ner Wärmeabschaltvorrichtung bevorzugt. Um ein Verfärben Der Wärmeabschalter ist ein auf dem Prinzip der bzw. Fleckigwerden der Glaskeramik-Kochfläche zu vermei- Differentialausdehnung beruhender Schalter und umfasst den, soll diese keinen Temperaturen über 600 °C ausgesetzt eine Quarzröhre, die ein Stück eines unter dem Warenzeichen werden. «Inconel» vertriebenen Drahtes (80% Ni, 14% Chr, 6% Fe) Als bei den erfmdungsgemässen Heizeinrichtungen ver- 20 enthält, wobei die Differentialausdehnung als Ergebnis der wendetes wärmedämmendes und elektrisch isolierendes Ma- Überhitzung einen mechanischen Schalter 22 betätigt, der die terial wird vorzugsweise ein von der Firma Micropore Inter- Stromzufuhr zu beiden Heizschlangen 10 und 12 unterbricht, national Ltd. unter dem Handelsnamen MICROTHERM Obgleich angrenzend an jede der Heizschlangen ein Wärmevertriebenes Material (mikroporöses wärmedämmendes Ma- Schalter vorgesehen werden könnte, wurde gefunden, dass es terial, bestehend aus Silicaaerogel, Verstärkungsfasern und 25 völlig ausreicht, wenn ein solcher über der grösseren Heiz-Trübungsmittel in verdichteter trockener Mischung) einge- schlänge vorgesehen wird.

setzt. Dieses Material kann mit niedrigen Nuten versehen Es versteht sich, dass das Prinzip der Verwendung zweier werden, von welchen die Heizelemente aufgenommen wer- getrennter und unabhängig voneinander betätigbarer Heiz-den. Es wurde gefunden, dass diese Anordnung dazu beiträgt, schlangen in einer Strahlungsheizeinrichtung wie der hier be-die Heizelemente in Stellung zu halten und ihre Form zu er- 30 schriebenen auf alle Formen von Heizeinrichtungen angewen-halten, ohne dabei ihre Heizleistung zu beeinträchtigen. In det werden kann. So z.B. wird durch eine zentrale Heiz-manchen Fällen wird die Heizleistung durch das Material so- schlänge, die von einer ringförmigen Heizschlange, wie vorgar erhöht. stehend beschrieben, umgeben ist, eine Heizeinrichtung mit Jedes einzelne Heizelement ist vorzugsweise eine offene zwei verschiedenen, abgrenzbaren, kreisförmigen Heizzonen Schlange bzw. Spirale bzw. Wicklung, die an die Grundplatte 35 geschaffen, das gleiche Prinzip kann jedoch auch auf quadra-angeheftet oder anzementiert ist (z.B. mittels eines kerami- tische oder rechteckige Heizeinrichtungen angewandt werden, sehen Faserzements). Um eine lange Lebensdauer der Heiz- Bei einem Kochgerät mit glatter Kochfläche, die aus einem einrichtung zu gewährleisten, soll die Form der Schlange so im wesentlichen nicht wärmeleitenden Material besteht, emp-stabil wie möglich sein. Die Form einer Heizschlange kann fiehlt es sich jedoch, eine Trennwand aus einem wärmedäm-stabilisiert werden, indem man der Schlange die gewünschte 40 menden Material wie die in Fig. 1 dargestellte Wand 14 vor-Form verleiht und sie dann auf ihre Glühtemperatur erhitzt. zusehen, um unterschiedliche und getrennte Heizzonen von-Nach Abkühlung wird die gewünschte Form beibehalten. Ein einander abzugrenzen. Ohne eine Trennwand würde sich die solches Verfahren ist in der britischen Patentanmeldung Nr. von jeder der Heizschlangen abgestrahlte Wärme über die un-7 904 323 beschrieben. mittelbar über ihr gelegene Zone der Kochfläche hinaus er-

Die Erfindung wird nachstehend anhand zweier Ausfüh- 45 strecken und damit zu Energieverschwendung führen,

rungsbeispiele unter Hinweis auf die Zeichnungen näher er- Die seitliche Dicke der Trennwand 14 soll dick genug sein,

läutert, in welchen gleiche Bezugszeichen für ähnliche Teile um eine wesentliche Übertragung von Wärme aus der von der verwendet werden. Es zeigen: Heizschlange 10 erwärmten Zone auf die von der Heiz-

Fig. 1 eine Draufsicht einer ersten Ausführungsform der schlänge 12 erwärmte Zone zu verhindern, soll jedoch dünn erflndungsgemässen Heizeinrichtung, 50 genug sein, um nicht die Bildung einer kalten Stelle bzw. Linie

Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie II-II in Fig. 1, zwischen den beiden Zonen zu schaffen, wenn beide Heiz-

Fig. 3 eine Draufsicht einer zweiten Ausführungsform der schlangen mit Energie beaufschlagt sind. Es wurde gefunden,

erflndungsgemässen Heizeinrichtung und dass eine Dicke von 10-15 mm bei einer Heizeinrichtung wie

Fig. 4 eine Schnittansicht entlang der Linie IV-IV in der hier dargestellten zufriedenstellend ist. In einer optimalen

Fig. 3. 55 Anordnung entspricht die Höhe der Wand 14 jener der in

Die in den Zeichnungen (Fig. 1 und 2) dargestellte Heiz- Umfangsrichtung verlaufenden Wand 8, sodass beim Betrieb einrichtung umfasst eine Metallschale 2, die eine Grundplatte sowohl die in Umfangsrichtung verlaufende Wand 8 als auch

4 aus einem wärmedämmenden und elektrisch isolierenden die Trennwand 14 mit der Unterseite der Kochfläche im

Material enthält. Entlang der Seite 6 der Schale 2 ist eine in Kochgerät in Eingriff bzw. Berührung stehen. In der Praxis

Umfangsrichtung verlaufende Wand 8 aus wärmedämmen- 60 ist dies jedoch schwer durchführbar und die Trennwand 14 ist dem Material angeordnet. In der Grundplatte 4 sind Nuten um 1 bis 2 mm kürzer ausgebildet, um zu gewährleisten, dass ausgebildet, von welchen zwei elektrische Heizschlangen 10 wenigstens die in Umfangsrichtung verlaufende Wand 8 mit und 12 aufgenommen werden, die voneinander durch eine der Kochfläche in Berührung steht, um die seitliche Abstrah-

Trennwand 14 getrennt sind. Oberhalb der grösseren Heiz- lung von Wärme aus dem gesamten Heizbereich zu hemmen,

schlänge 10 erstreckt sich ein Wärmeabschalter 16, welcher 65 In Fig. 3 und 4 ist eine Ausführungsform der Erfindung dazu ausgebildet ist, bei Überhitzung eine gleichzeitige Ab- mit zwei konzentrischen Heizschlangen dargestellt. Bei dieser

Schaltung beider Heizschlangen zu bewirken. Heizeinrichtung ist die Hauptheizschlange 10 im Zentrum an-

Jede der Heizschlangen ist über Anschlussklemmen 18 geordnet und wird von der Nebenheizschlange 12 umgeben.

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Die Trennwand 14 ist daher kreisförmig und teilt den von der in Umfangsrichtung verlaufenden Wand 8 begrenzten Heizbereich in eine zentrale und eine ringförmige Zone. Wie bei der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform ist auch bei dieser Ausführungsform jede der Heizschlangen 10, 12 unabhängig über die Anschlussklemmen 18 und 20 beaufschlagbar.

Die in den Fig. 3 und 4 dargestellte, kreisförmige Ausführungsform erfordert eine andere Form des Wärmeabschalters als die in den Fig. 1 und 2 gezeigte. Aus den gleichen Gründen braucht der Wärmeabschalter nur über der Hauptheizschlange vorgesehen zu werden, muss aber, um wirklich betriebssicher zu sein, gegenüber der Nebenheizschlange 12 wär-

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meisoliert sein. Um dies zu bewirken, ist der Wärmeabschalter 16 an jenen Stellen, wo der sich oberhalb der Nebenheizschlange 12 zwischen der in Umfangsrichtung verlaufenden Wand 8 und der Trennwand 14 erstreckt, von einem Block 26

5 aus wärmedämmendem Material eingeschlossen. Auf der anderen Seite der Hauptheizschlange 10 endet der Wärmeabschalter 16 in der Trennwand 14.

Die in der Zeichnung dargestellte Heizeinrichtung ist mit einem Stufenanschluss 24 zwischen der Unterseite und Seite io der Schale 2 versehen, um die Montage der Heizeinrichtung in einem Kochgerät zu erleichtern. Der horizontale Flansch kann mit Schraubenlöchern für die Befestigung der Heizeinrichtung versehen werden.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Elektrische Strahlungsheizeinrichtung für Kochgeräte mit glatter Kochfläche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung mindestens zwei auf einer Grundplatte (4) aus elektrisch isolierendem und wärmedämmendem Material abgestützte Heizelemente (10,12) aufweist, von welchen wenigstens eines unabhängig mit Energie versorgt werden kann, dass die Heizelemente (10,12) von einer in Umfangsrichtung verlaufenden Wand (8) aus wärmedämmendem Material umgeben sind, und dass eine aus wärmedämmendem Material bestehende Trennwand (14) zwischen den beiden bzw. zwischen mindestens zwei Heizelementen (10,12) angeordnet ist.

2. Elektrische Strahlungsheizeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie im wesentlichen kreisförmig ausgebildet ist und ein zentrales Heizelement (10) sowie ein oder mehrere das zentrale Heizelement (10) timgebende, ringförmige Heizelement (12) enthält.

3. Elektrische Strahlungsheizeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie unrund ausgebildet ist, und dass die Heizelemente (10,12) aneinander angrenzend angeordnet sind.

4. Elektrische Strahlungsheizeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Heizelemente (10) kreisförmig ausgebildet ist, und dass ein zweites, teilweise kreisförmig ausgebildetes Heizelement (12) angrenzend an das kreisförmig ausgebildete Heizelement (10) angeordnet ist.

5. Elektrische Strahlungsheizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (14) eine Dicke von 10 bis 15 mm hat.

6. Elektrische Strahlungsheizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe der Trennwand im wesentlichen gleich der Höhe der in Umfangsrichtung verlaufenden Wand (8) ist.

7. Elektrische Strahlungsheizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe der Trennwand (14) kleiner als die Höhe der in Umfangsrichtung verlaufenden Wand (8) ist.

8. Elektrische Strahlungsheizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (14) aus einem wärmedämmenden Keramikfasermaterial besteht.

9. Elektrische Strahlungsheizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich eine Wärmeabschalteinrichtung (16) über mindestens eines der Heizelemente (10,12) erstreckt.

10. Elektrische Strahlungsheizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte (4) in einer Metallschale (2) abgestützt ist, und dass die Höhe der in Umfangsrichtung verlaufenden Wand (8) grösser als die Höhe der Schale (2) ist.