CN104378858A

CN104378858A - 加热装置及用于操作加热装置的方法

Info

Publication number: CN104378858A
Application number: CN201410497582.9A
Authority: CN
Inventors: H·莫尔
Original assignee: EGO Elektro Geratebau GmbH
Current assignee: EGO Elektro Geratebau GmbH
Priority date: 2013-08-16
Filing date: 2014-08-15
Publication date: 2015-02-25
Anticipated expiration: 2034-08-15
Also published as: ES2702323T3; US20150048076A1; DE102013216290B4; EP2844029A1; DE102013216290A1; US9894716B2; PL2844029T3; CN104378858B; EP2844029B1

Abstract

本发明涉及加热装置及用于操作加热装置的方法。用于炉灶中的烹饪点的加热装置具有三个独立且分离的长的加热元件，这些加热元件沿同心圆被布置在该加热装置的支撑件上。该支撑件具有围绕中心点的中央区域、邻接外边缘的外部区域以及位于所述中央区域和外部区域之间的中间区域。杆式恒温器接合在加热装置上用于温度检测。第一和第三加热元件通过该杆式恒温器被连接到能量供应。第二加热元件被连接到能量供应而不与杆式恒温器互连，其中，第二加热元件被布置在中央区域、中间区域和外部区域的支撑件上。

Description

加热装置及用于操作加热装置的方法

技术领域

本发明涉及一种加热装置和用于操作加热装置的方法。

背景技术

US 7053340 B2公开了，在具有多个独立且分离的长的加热元件的加热装置的情况下，将所述加热元件划分为三个加热元件。第一和第二加热元件通过所谓的杆式恒温器形式的过热保护装置被连接到能量供应装置。过热保护装置在过热的情况下切断这两个加热元件。这种过热可能是大约500℃至600℃并且被认为对于由玻璃陶瓷构成的炉灶板来说是危险的。第三加热元件被直接连接到能量供应装置并且不经由过热保护装置进行监测也不与过热保护装置互连。在这种情况下，第三加热元件的电功率比第一和第二加热元件的电功率要低得多。

发明内容

本发明基于提供背景技术部分所描述类型的加热装置并提供用于操作所述加热装置的方法的问题，通过该加热装置和方法，可以解决现有技术中的问题，并且特别首先允许加速初始烹调模式并且其次允许保温模式，所述模式与所谓的能量控制器相结合。

该问题是由具有权利要求1的特征的加热装置及具有权利要求16的特征的方法而解决。本发明的优点和优选改进是从属权利要求的主题，并且将在下文中进一步详细加以解释。在这个过程中，一些特征将仅用于描述加热装置或仅用于描述方法。然而，不考虑这一点的话，它们的目的是独立地既适用于加热装置又适用于该方法。权利要求书的措辞通过明确引用的方式被并入到说明书中。

已经规定了，加热装置被设置用于炉灶的烹饪点或者由所述加热装置形成的这种类型的烹饪点。所述加热装置具有多个独立且分离的长的或长形的加热元件，例如根据US 5498853 A的加热元件，其以环和/或以螺旋的方式、和/或以蜿蜒的方式、和/或大致沿同心圆被布置在加热装置的支撑件上。该支撑件具有位于中间或围绕中心点的至少一个中央区域，并且还具有邻接外边缘的外部区域。中央区域的宽度和外部区域的宽度可以大致相等，其中优选地，中央区域可以稍宽，例如宽出10％至30％，甚至宽出高达40％。这些加热元件被布设在支撑件上，以便彼此接合并覆盖所述支撑件的大部分区域。这从上述文件US5498853 A被公知。

过热保护装置接合在所述加热装置或所述支撑件上，或者所述过热保护装置位于所述加热装置或所述支撑件上。所述过热保护装置可以检测该加热装置上方的温度或者至少检测已达到特定的温度，特别是加热装置处的所谓的过热。然后过热保护装置可以对加热装置起作用，使得所述加热装置的加热功率减少并且温度再次降低。至少第一加热元件借助于该过热保护装置被连接到能量供应装置，以便在过热的情况下切断所述第一加热元件。第二加热元件(优选地仅第二加热元件)被连接到能量供应装置，而不与所述过热保护装置或另一过热保护装置互连。

根据本发明，第二加热元件被布置在支撑件上且位于中央区域和外部区域，有利地在每种情况下被分布式布置，其中，所述加热元件在这两个区域中的每一个中具有至少一匝或循环一次。因此，以简单的术语来表达，第二加热元件被设置在加热装置的外部区域以及在该加热装置的内部区域中，而不是仅在外部或者仅在内部。结果，具有低功率的上述的保温模式以及初始烹调模式中的额外增加的功率都可以更容易地被实现。

在本发明的一个有利的改进中，规定了所述支撑件在布设有第二加热元件的两个区域中的情况下是圆形的。在这种情况下，中央区域处于半径的直至50％或60％的内半径范围内。外部区域邻接所述中央区域的外部，并且因此处于半径的超过40％或50％的外半径范围内。在这种情况下，第二加热元件被布设在两个区域中，也就是说，就像第二加热元件位于内部和外部。

在一个可选的改进中，中间区域被进一步设置在中央区域与外部区域之间，第二加热元件被类似地布设成至少一匝位于所述中间区域中。三个区域的宽度可以大致相等，其中有利地，中央区域的宽度较大。在这种情况下，支撑件也可以是圆形的，其中，中央区域处于半径的直至40％至50％甚至直至60％的内半径范围内。中间区域邻接中央区域的外部并且处于半径的40％或50％至70％或80％的中间半径范围内。外部区域再次邻接所述中间区域的外部，并处于半径的超过70％或80％的外半径范围内。

在本发明的一个改进中，所述支撑件可以不是上述两种替代方案中所述的圆形，而是拉长的和椭圆形的或近似长方形的。在这种情况下，关于这两个或三个区域的宽度或半径的信息是相等的，其中，在这种情况下，百分比与圆形的半径无关，而是与整个加热装置的最窄宽度的一半有关。

在一个有利的改进中，所述支撑件的大部分被加热元件覆盖。有利地，所述支撑件的半径的至少10％或20％直至半径的100％、特别是直至最大值95％被至少一个加热元件所覆盖。所述加热元件之间的距离或者所述加热元件的彼此紧邻地布设的两匝之间的距离可以在几mm的范围内，例如从2mm到5mm或者甚至到8mm。有利地，该距离对于整个加热装置来说是大致相等的。

可以规定，加热装置的最外匝不由第二加热元件形成，而是例如由第一加热元件或第三加热元件形成。还可以规定，所有加热元件或加热装置的第二最外匝由第二加热元件形成。因此，它也是第二加热元件的最外匝。

可以规定，加热元件或加热装置的至多第三最内匝由第二加热元件形成，以作为所述加热元件的最内匝。最初有利的是第四最内匝(从而第二加热元件没有匝)、而是有利地仅第一加热元件的匝围绕加热装置的中心被设置。

在本发明的一个有利的改进中，规定，第二加热元件大致以双重且彼此紧邻地平行的所谓双匝的方式被布置在支撑件上。另一加热元件或第一加热元件的至少一匝(优选地至少一个双匝)被布置在第二加热元件的两个双匝(特别是第二加热元件的两个最外部的双匝)之间。这导致第二加热元件的任何两个双匝都不布设成彼此直接紧邻，这是因为，否则的话，加热装置或支撑件上的过大的环形区域会仅由第二加热元件覆盖，这可能意味着在没有过热保护的情况下的不期望的高功率密集。有利地，第二加热元件仅以双匝被布置在支撑件上。这也可以适用于其他加热元件。尤其有利的是，另一加热元件(其可以是第一加热元件，但是在某些情况下也可以是第三加热元件)的两个或四个匝总是布设在第二加热元件的两个双匝之间。

加热装置可以是双环加热装置的形式并具有三个加热元件，其中，则上述三个区域也有利地被设置为中央区域、中间区域和外部区域。第一加热元件可主要设置在中央区域，而不在外部区域中。第三加热元件可主要设置在外部区域，并且有利地并不在中央区域中。第二加热元件被布设在所有三个区域中，正如上面所述的那样。

在本发明的一个有利的改进中，过热保护装置是具有细长的热机械膨胀元件的所谓的杆式恒温器。这种杆式恒温器例如从US 4633238 A或US 4544831 A是公知的。在特定的温度下，开关由热机械膨胀元件来跳闸，并且因此第一加热元件(在某些情况下也包括上述第三加热元件)被关断。

可以规定，第二加热元件的功率在230伏的市政电压下至多为1200瓦，优选为1000瓦。所述第二加热元件的每单位面积的功率可以有利地低于2.5瓦/平方厘米(W/cm²)。

因此，根据本发明，第二加热元件进行操作，而不与过热保护装置互连并且也不通过过热保护装置监测。在烹饪点或加热装置的保温模式中，第二加热元件可以自身进行操作，而不存在过热保护装置。在正常烹饪模式中，第二加热元件可以根据需要而被连接，但不是必须这么做。在初始烹饪模式中，加热装置的所有加热元件都被操作，尤其是在处于双环模式下的双环加热器中。在这中情况下，第二加热元件对于非常高的初始烹饪功率来说具有优势，因为在过热的情况下，用于保护玻璃陶瓷炉灶板的过热保护装置出于安全的原因响应并切断第一加热元件、并且可能响应并切断第三加热元件。然而，为了使电功率在这之后不会直接下降到零但与此同时在不改变由操作者设置的功率等级的前提下不会由切断的加热元件产生相对低的功率，第二加热元件可以继续被操作。由于大的分布，所述第二加热元件的每单位面积的功率相对较低，其中，其有利地小于2.5瓦/平方厘米(W/cm²)。如果炉灶板下方的温度之后又下降直至过热保护装置又启用或导通第一和第三加热元件，则所述第一和第三加热元件又可以附加地并且以非常高的总功率来操作。

这些及其他的特征不仅从权利要求中而且从说明书和附图中也都是显而易见的，其中单独的特征在每种情况下可以自身被实现或者在本发明的实施例中及在其他领域中以子组合的形式相结合地实现，并且可以构成在此处被要求保护的固有地可被保护的实施方式。本申请的细分的副标题和单独的部分不限制以下陈述的总体有效性。

附图说明

本发明的示例性实施例在附图中被示意性地示出，并且将在下文中被更详细地说明。在附图中：

图1是用于根据本发明的分成三个半径范围的加热装置的支撑件的示意图；

图2示出了具有图1的支撑件并被覆盖有三个加热元件的加热装置，其中只有最内部的加热元件是活动的；

图3示出了其中所有三个加热元件都被致动的另一操作状态的图2的加热装置；

图4示出了分成两个半径范围的图1中的支撑件的变形；

图5是利用设定开关来驱动图3的加热装置的电路图的示意图；以及

图6示出了具有其旋转角度区域的描述的示意性示出的能量控制器。

具体实施方式

图1示出了用于根据图2的电加热装置11的支撑件10，该支撑件具有圆形的设计，并具有外周支撑边缘10a和在图2居中地示出的中央凸起支撑部10b。支撑件10的位于支撑边缘10a内的平坦区域被划分成三个半径范围，具体为中央区域I、中间区域II和外部区域III。中央区域I具有半径r₁和宽度b₁。中间区域II以宽度b₂在半径r₁和r₂之间延伸。外部区域III以宽度b₃在半径r₂和r₃之间延伸。可以看出，半径r₁占据支撑件10或支撑边缘10a内的总半径的近50％。半径r₂占据支撑边缘10a内的大约75％，并且半径r₃占据支撑边缘10a内的几乎100％。因此，中央区域I的宽度b₁比其他区域II和III的宽度稍大，其中，考虑了凸起支撑部10b的面积需求。

图2示出了如何将具有开关外壳14和长传感器15的杆式恒温器13布置在支撑件10或加热装置11上。在这种情况下，细长的直线传感器15一直延伸到凸起支撑部10b，并在那里通过本身已知的方式被安装到所述凸起支撑部，并有可能用夹子来固定。连接区17被设置成紧邻杆式恒温器13或者其开关外壳14，所述连接区17具有多个连接凸耳或插头连接，作为与加热装置形成电接触的装置。

加热装置11的加热元件布设在支撑件10上。第一加热元件20被示为阴影黑色，其布设在两个区域I和II的内部，并且特别地也形成中央区域I的三个最内匝。所述第一加热元件被连接到连接凸耳17′，连接凸耳17′被连接到杆式恒温器13；或者杆式恒温器13被串接到所述连接凸耳的能量供应装置中。所述第一加热元件也被接通。

第二加热元件22以三个双匝布设。最内部的双匝布设在中央区域I中，尤其就像它被居中地嵌入到第一加热元件20中。中间的双匝布设在中间区域II中，以便径向地邻接第一加热元件20的外部。第二加热元件22的第三且最外部的双匝布设在外部区域III中，且相对较远地位于支撑件10的外部。第三加热元件24的仅有一个单独的匝被进一步设置在所述外部区域的径向外部，所述第三加热元件布设在外部区域III中并过渡到中间区域II。第三加热元件24仅具有一个双匝，并且在这种情况下具有最外侧的单独的匝。正如以上针对第一加热元件20描述的，第三加热元件24还通过具有作为过热保护装置的串接的杆式恒温器13的连接凸耳17′被连接到能量供应装置。

在连接区域17中，可以看出，三个加热元件20、22和24中的每一个都可以单独被接通或驱动。至第二加热元件22的电连接经过杆式恒温器13或对应的连接凸耳17′。

三个区域I、II和III之间的过渡再次沿着传感器15的剖面通过被围住的竖直杆被示出。

在图2中，仅第一加热元件20在操作。由于整个加热装置11是所谓的双环加热装置的形式，第一加热元件20形成单环模式中的第一环或小直径，其中，在这种情况下该直径可以被认为是大约为140mm的烹饪点。在根据图2作为单环操作的过程中，第一加热元件20的加热功率在230伏下大约为1200瓦。在这种情况下，第二加热元件22和第三加热元件24被切断。

图2的示意图中被重复在图3中。在图3中，第二加热元件22被示出为阴影波浪线并且第三加热元件24没有被标记，以便在它们之间进行区分。在图3中，所有三个加热元件20、22和24都在操作。而在此双环模式中，直径约为230毫米。在这种情况下，在230伏的电源电压下，总电功率为3200瓦；因此，所有这三个加热元件被并联连接。第二加热元件22和第三加热元件24在每一种情况下具有大约1000瓦的加热功率。

利用杆式恒温器13的公知功能，因此显而易见的是，在过热的情况下，第一加热元件20和第三加热元件24通过杆式恒温器13而被切断。然而，第二加热元件22可以在不具有这种过热保护装置的前提下以相对高的功率操作，或者由于宽间隔或隔开的分布而永久地操作。因此，在具有非常高的功率的期望模式中或者在初始烹调模式时的高初始烹饪功率，功率的产生总体上来说可以增加。此外，在利用大壶的双环模式中可得到的低的永久功率理论上来说本身也可以达到，这是由于第二加热元件的相对低的功率，其相对于由其整体加热的区域来说小于上述的2.SW/cm²。出于此目的，有利地，第二加热元件将必须以电子方式被驱动。

此外，作为替代，第二加热元件22的未受保护的功率可以被切断，特别是当初始烹调模式未进行操作并且保持至多2200瓦的功率的时候。例如根据DE102008014805 A1或US RE31596 E，通过功率致动器或能量控制器实现的6％的给定最小功率释放，产生132瓦作为总功率。尽管其相对较低，但对于具有整个区域的双环模式中的烹饪点上的保温模式来说是足够的。

图5示出了用于根据本发明的加热装置11以及作为功率控制装置25的传统能量控制器的电路图，所述传统能量控制器是人们所知的并且主要可以利用根据US RE 31596 E的功率控制装置以及附加开关或设定开关26来实现。根据US 6064045 A，所述功率控制装置使用所谓的相对导通周期ED来控制加热元件的导通和关断时间或能量供应的定时比。设定开关26使用虚线示出，所述设定开关被附加地安装在功率控制装置25上，功率控制装置25使用虚线点划线示出并且它们由同一旋转轴来共同旋转。除了通过功率控制装置25设定功率之外，设定开关26还可将第二加热元件22连接至所述功率控制装置或从所述功率控制装置断开，第二加热元件22在图的底部示出。

图6示出了遵循根据本发明的方法的用于根据本发明的加热装置11的设置选项。从在0度或在OFF处的零位置，可以逆时针旋转至左边，这导致了所谓的单环模式。在这种情况下，只有第一加热元件20被操作，因此，所述的单环模式在很大程度上不是本发明感兴趣的方面。

从在0度或在OFF处的零位置沿顺时针方向旋转至右边将导致利用加热元件20和24的双环模式。在45度，锁止设置有锁止位置，其对应于最大功率。在这种情况下，用于100％的ED的值被提供用于加热元件20和24，并且第二加热元件22也通过设定开关26而被连接。因此，加热元件20和24实际上永久导通以作为标准，并且当达到所述杆式恒温器的切换点时，仅过热保护装置通过杆式恒温器13来关断所述加热元件。然而，在这种情况下，第二加热元件22继续操作，如上面所解释的。

进一步旋转至右边减小ED的值，直到ED达到最低值，尤其是在大约167°的角度下ED＝6％，其中，该位置可以通过锁止和/或停止来定义。此外，第二加热元件22从大于45°的角度开始由设定开关26关断，因此，所述加热元件可仅在最大功率下操作。在167°的位置，对于上述的保温模式有利的132瓦的低功率可从加热元件20和24的功率的6％得到，加热元件20和24一起产生2200瓦的功率。

作为图1的图示的改进，图4示出了根据本发明的加热装置111，其具有支撑件110，其中支撑件110的区域仅被分为中央区域I’和外部区域II’。中央区域I’延伸直到半径r₁并具有宽度b₁。外部区域II’从半径r₁延伸直到半径r₂并具有宽度b₂。在这种情况下，开始部分的描述同样适用；图2和图3的第二加热元件22可以被布设在中央区域I’和外部区域II’中。第一加热元件(在可能的情况下)以及第三加热元件可以在中央区域I’和外部区域II’之间被分开。

Claims

1.一种用于炉灶中的烹饪点的加热装置，其中，所述加热装置具有多个独立且分离的长的加热元件，这些加热元件以环和/或以螺旋方式、和/或大致沿同心圆被布置在所述加热装置的支撑件上，其中，所述支撑件至少具有围绕中心点的中央区域以及邻接外边缘的外部区域，其中，所述中央区域的宽度和所述外部区域的宽度大致相等，其中，所述加热元件布设在所述支撑件上，以便使得所述加热元件彼此接合并覆盖所述支撑件的大部分区域，其中，过热保护装置接合在所述加热装置或所述支撑件上，以用于检测所述加热装置处的温度，其中，至少第一加热元件经由所述过热保护装置被连接到能量供应装置，以便在过热的情况下切断所述第一加热元件，其中，第二加热元件被连接到能量供应装置而不与所述过热保护装置或另一过热保护装置互连，其中，所述第二加热元件被布置在所述支撑件上且位于所述中央区域和所述外部区域中。

2.根据权利要求1所述的加热装置，其中，所述支撑件是圆形的，并且所述中央区域处于半径的直至60％的内半径范围内，所述外部区域处于半径的超过60％的外半径范围内。

3.根据权利要求1所述的加热装置，其中，中间区域被设置在所述中央区域和所述外部区域之间，其中所述中央区域的宽度、所述中间区域的宽度和所述外部区域的宽度大致相等，并且其中，所述第二加热元件也布设在所述中间区域中。

4.根据权利要求3所述的加热装置，其中，所述支撑件是圆形的，并且所述中央区域处于半径的直至40％的内半径范围内，所述中间区域处于半径的40％到70％的中间半径范围内，并且所述外部区域处于半径的超过70％的外半径范围内。

5.根据权利要求1所述的加热装置，其中，所述支撑件的半径的至少10％直至半径的最大值95％被至少一个加热元件所覆盖。

6.根据权利要求1所述的加热装置，其中，所述加热元件的第二最外匝由所述第二加热元件形成作为所述第二加热元件的最外匝。

7.根据权利要求1所述的加热装置，其中，所述加热元件的至多第三最内匝由所述第二加热元件形成。

8.根据权利要求1所述的加热装置，其中，所述加热元件的至多第四最内匝由所述第二加热元件形成。

9.根据权利要求1所述的加热装置，其中，所述第二加热元件大致以彼此紧邻地双重平行的双匝被布置在所述支撑件上，其中另一加热元件或所述第一加热元件的至少一匝、优选地至少一个双匝被设置在所述第二加热元件的两个双匝、尤其两个最外部的双匝之间。

10.根据权利要求9所述的加热装置，其中，所述另一加热元件或第一加热元件的至少一个双匝被设置在所述第二加热元件的两个双匝之间。

11.根据权利要求9所述的加热装置，其中，所述另一加热元件或第一加热元件的所述至少一匝被设置在所述第二加热元件的两个最外部的双匝之间。

12.根据权利要求9所述的加热装置，其中，所述第二加热元件仅以双匝被布置在所述支撑件上。

13.根据权利要求12所述的加热装置，其中，所述另一加热元件或第一加热元件的两匝或四匝布设在所述第二加热元件的两个双匝之间。

14.根据权利要求1所述的加热装置，其中，过热保护装置是杆式恒温器，其具有热机械膨胀元件和开关，所述开关在热机械膨胀元件的特定温度下被跳闸。

15.根据权利要求1所述的加热装置，其中，所述第二加热元件的功率在230伏的市政电压的操作过程中至多为1200瓦。

16.一种用于操作根据权利要求1的加热装置的方法，其中，所述第二加热元件进行操作，而不与过热保护装置互连并且不通过过热保护装置进行监测。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，在所述烹饪点或所述加热装置的保温模式中，所述第二加热元件自身进行操作而没有过热保护。

18.根据权利要求16所述的方法，其中，在正常烹饪模式中，所述第二加热元件及至少另一加热元件或第一加热元件被一起操作。

19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述第二加热元件及至少另一加热元件或第一加热元件被一起操作并且彼此并联连接。

20.根据权利要求16所述的方法，其中，在所述加热装置的具有最大功率的初始烹饪模式中，所述第二加热元件及至少另一加热元件或第一加热元件被一起操作以增加所产生的功率。

21.根据权利要求20所述的方法，其中，所述第二加热元件及至少另一加热元件或第一加热元件彼此并联连接。