DE10060941A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Wärmeübertragung - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur WärmeübertragungInfo
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- H05B3/68—Heating arrangements specially adapted for cooking plates or analogous hot-plates
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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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- F24C15/101—Tops, e.g. hot plates; Rings provisions for circulation of air
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wärmeübertragung zwischen einer Energiequelle (3) einer Kochmulde (1) und einer oberhalb der Energiequelle (3) angeordneten Kochfeldplatte (4), insbesondere Glaskeramikplatte. Um ein Verfahren zur Verbesserung der Wärmeübertragung zwischen der Energiequelle (3) einer Kochmulde (1) und der Kochfeldplatte (4) zu schaffen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass unterhalb der Kochfeldplatte (4) durch erzwungene Konvektion eine Luftströmung im Bereich der Energiequelle (3) erzeugt wird. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wärmeübertragung zwischen einer Energiequelle
einer Kochmulde und einer oberhalb der Energiequelle angeordneten Kochfeldplatte,
insbesondere Glaskeramikplatte. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur
Durchführung dieses Verfahrens.
Bei den bekannten Kochmulden mit einer unterhalb einer Kochfeldplatte angeordneten
Energiequelle ist diese Energiequelle als Strahlungsheizkörper ausgebildet. Ein
Heizkörper für eine solche Kochmulde ist beispielsweise aus der DE 197 55 114 A1
bekannt. Bei dieser Kochmulde ist der Heizkörper in einem Isolationskörper angeordnet,
der vorzugsweise aus gepreßtem Kieselgur besteht. Der Heizkörper, beispielsweise eine
Heizwendel, bildet zusammen mit der Oberfläche des Isolationskörpers eine Heizfläche.
Diese Heizfläche gibt ihre Wärmeenergie im wesentlichen in Form von Strahlung an die
Kochfeldplatte ab. Die Strahlung wird durch Absorption an und in der Unterseite der
Kochfeldplatte in Wärme umgesetzt. Wärmetransfer durch Wärmeleitung findet aufgrund
der geringen Wärmeleitfähigkeit von Luft praktisch nicht statt. Ebenso findet unterhalb der
Kochfeldplatte kein Wärmetransfer durch natürliche Konvektion statt, da sich aufgrund
des nur geringen Spalts zwischen Heizfläche und Kochfeldplatte eine stabile
Temperaturschichtung der Luft ausbildet. Nachteilig bei diesen bekannten Heizkörpern für
Herde ist, dass einerseits der Wärmetransfer durch Strahlung gerade in der Ankochphase
nur relativ langsam erfolgt und sich andererseits beim Erwärmen der Heizfläche
Wasserdampf bildet, da Kieselgur stark hygroskopisch ist. Dieser Wasserdampf behindert
den Wärmetransfer durch Strahlung sehr stark.
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine
Vorrichtung zur Verbesserung der Wärmeübertragung zwischen der Energiequelle einer
Kochmulde und der Kochfeldplatte zu schaffen.
Die verfahrensmäßige Lösung dieser Aufgabenstellung ist erfindungsgemäß dadurch
gekennzeichnet, dass unterhalb der Kochfeldplatte durch erzwungene Konvektion eine
Luftströmung erzeugt wird.
Durch die erfindungsgemäße Erzeugung einer Luftströmung in dem Raum zwischen der
Energiequelle und der Unterseite der Kochfeldplatte wird der Transfer der von der
Energiequelle abgestrahlten Wärmeenergie hin zur Kochfeldplatte gegenüber der
üblichen reinen Wärmestrahlung deutlich beschleunigt und somit verbessert.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die
durch die erzwungene Konvektion erzeugte Luftströmung so eingestellt, dass es sich um
eine turbulente Luftströmung handelt. Gegenüber der laminaren Schichtenströmung hat
die turbulente Strömung den Vorteil, dass die Luft gut durchmischt wird und sich somit
eine gleichmäßige Temperaturverteilung in der Luftströmung einstellt, die wiederum zu
einer gleichmäßigen Erwärmung der Kochfeldplatte führt.
Vorrichtungsmäßig wird die Aufgabenstellung dadurch gelöst, dass unterhalb der
Kochfeldplatte mindestens ein Mittel zur Erzeugung einer Luftströmung durch erzwungene
Konvektion angeordnet ist.
Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Erzeugung der
erzwungenen Konvektion mechanisch, beispielsweise mittels eines Lüfterrads, das
vorzugsweise unterhalb der Energiequelle angeordnet ist, um so auf einfache Art und
Weise einen Luftstrom der erhitzten Luft von der Energiequelle hin zur Unterseite der
Kochfeldplatte zu bewirken.
Bei einer zweiten Ausführungsform der Erfindung wird die erzwungene Konvektion
physikalisch, beispielsweise mittels eines Hochspannungsbeschleunigers erzeugt. Der
vorzugsweise zwischen der Energiequelle und der Kochfeldplatte angeordnete
Hochspannungsbeschleuniger bewirkt eine teilweise Ionisierung der Luft. Diese ionisierte
Luft kann dann zwischen zwei Elektroden mit angelegter Gleichspannung gerichtet
bewegt werden.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich anhand der nachfolgenden
Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der zwei Ausführungsbeispiele eines
erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Wärmeübertragung nur beispielhaft schematisch
dargestellt sind. In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 eine schematische ausschnittweise Seitenansicht einer Kochmulde mit
darüber angeordneter Kochfeldplatte gemäß einer ersten Ausführungsform
der Erfindung und
Fig. 2 eine Ansicht gemäß Fig. 1, jedoch eine zweite erfindungsgemäße
Ausführungsform darstellend.
Die Abbildungen Fig. 1 und 2 zeigen jeweils stark vereinfacht ausschnittsweise eine
Kochmulde 1 mit einer in einem Isolationskörper 2 angeordneten Energiequelle 3. Das
Heizelement durch eine Kochfeldplatte 4, vorzugsweise aus einem Glaskeramikwerkstoff,
zum Aufsetzen von Töpfen und Pfannen abgedeckt.
Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Herden wird die Kochfeldplatte 4
ausgehend von der Energiequelle 3, beispielsweise einer an sich bekannten Heizwendel,
und dem erwärmten Isolationskörper 2, der vorzugsweise aus gepresstem Kieselgur
besteht, im wesentlichen durch Wärmestrahlung erhitzt. Da Kieselgur stark hygroskopisch
ist, kommt es bei der Erwärmung des Isolationskörpers 2 durch die Energiequelle 3 häufig
zur Bildung von Wasserdampf im Raum unterhalb der Kochfeldplatte 4. Dieser
Wasserdampf behindert die Wärmestrahlung jedoch, so dass die Kochfeldplatte 4
geringfügig verzögert erwärmt wird.
Die in Abbildung Fig. 1 dargestellte Vorrichtung ermöglicht einen besseren und
schnelleren Wärmetransfer von der Energiequelle 3 zur Kochfeldplatte 4 bzw. dem darauf
abgestellten Topf. Zu diesem Zweck ist die Kochmulde 1 mit einem unterhalb der
Energiequelle 3 im Innenraum des Isolationskörpers 2 angeordneten Lüfterrad 5
ausgerüstet, welches einen Luftstrom der erwärmten Luft hin zur Unterseite der
Kochfeldplatte 4 ermöglicht. Mittels dieser Luftströmung durch erzwungene Konvektion
wird ein schnellerer Wärmetransfer zur Kochfeldplatte 4 ermöglicht, als dies mit reiner
Wärmestrahlung möglich ist. Dabei ist das Lüfterrad 5 durch einen luftdurchlässigen
Reflektor 8 gegen die Wärmestrahlung der Energiequelle 3 abgeschirmt.
Gemäß der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform wird der durch erzwungene
Konvektion erzeugte Luftstrom mittels eines Hochspannungsbeschleunigers 6 erzeugt.
Die zu transportierende Luft wird durch die Hochspannung teilweise ionisiert und kann
dann zwischen zwei Elektroden 7 gerichtet bewegt werden, wobei der Luftstrom in
Richtung auf die mit positiver Spannung versehene Elektrode erfolgt und die Elektroden 7
vorteilhafterweise gasdurchlässig ausgebildet sind. Auch bei dieser Ausführungsform wird
die schnelle Erwärmung der Kochfeldplatte 4 dadurch bewirkt, dass die Luft unterhalb der
Kochfeldplatte durch erzwungene Konvektion in Bewegung gesetzt wird.
Der erzeugte Luftstrom ist vorteilhafterweise turbulent, um eine gute Durchmischung und
somit eine gleichmäßige Temperaturverteilung in der Luftströmung zu erhalten, was
wiederum zu einer gleichmäßigen Erwärmung der Kochfeldplatte 4 führt.
Die oberhalb der Kochmulden 1 angeordnete Kochfeldplatte 4 dichtet den Raum über den
Kochmulden 1 nicht vollständig ab, so dass ein geringfügiger Luftaustausch mit der
Umgebung möglich ist. Dies hat den Vorteil, dass eventuell entstehender Wasserdampf
aufgrund der erzwungenen Luftströmung schnell aus dem Raum unterhalb der
Kochfeldplatte 4 ausgetrieben werden kann.
Die dargestellten Vorrichtungen zeichnen sich somit dadurch aus, dass sie durch
Erzeugung einer Luftströmung unterhalb der Kochfeldplatte 4 den Wärmetransfer von der
Wärmeausstrahlungs-Energiequelle 3 hin zur Kochfeldplatte 4 deutlich verbessern.
Claims (10)
1. Verfahren zur Wärmeübertragung zwischen einer Energiequelle (3) einer
Kochmulde (1) und einer oberhalb der Energiequelle (3) angeordneten
Kochfeldplatte (4), insbesondere Glaskeramikplatte, dadurch gekennzeichnet,
dass unterhalb der Kochfeldplatte (4) durch erzwungene Konvektion eine
Luftströmung im Bereich der Energiequelle (3) erzeugt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erzeugte
Luftströmung turbulent ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die
erzwungene Konvektion mechanisch erzeugt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die
erzwungene Konvektion physikalisch, insbesondere mittels elektrostatischer
Felder, erzeugt wird.
5. Vorrichtung zur Wärmeübertragung zwischen einer Energiequelle (3) einer
Kochmulde (1) und einer oberhalb der Energiequelle (3) angeordneten
Kochfeldplatte (4), insbesondere aus Glaskeramik, dadurch gekennzeichnet,
dass unterhalb der Kochfeldplatte (4) im Bereich der Energiequelle (3)
mindestens ein Mittel (5, 6) zur Erzeugung einer Luftströmung durch erzwungene
Konvektion angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur
Erzeugung der Luftströmung als Lüfterrad (5) ausgebildet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Lüfterrad (5)
unterhalb der Energiequelle (3) angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur
Erzeugung der Luftströmung als Hochspannungsbeschleuniger (6) ausgebildet
ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der
Hochspannungsbeschleuniger (6) zwischen der Energiequelle (3) und der
Kochfeldplatte (4) angeordnet ist.
10. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, dass die Kochfeldplatte (4) die Kochmulden (1) einen
Luftaustausch zulassend abdeckt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2000160941 DE10060941A1 (de) | 2000-12-07 | 2000-12-07 | Verfahren und Vorrichtung zur Wärmeübertragung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2000160941 DE10060941A1 (de) | 2000-12-07 | 2000-12-07 | Verfahren und Vorrichtung zur Wärmeübertragung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10060941A1 true DE10060941A1 (de) | 2002-06-13 |
Family
ID=7666207
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2000160941 Withdrawn DE10060941A1 (de) | 2000-12-07 | 2000-12-07 | Verfahren und Vorrichtung zur Wärmeübertragung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10060941A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102008008143A1 (de) * | 2008-02-08 | 2009-09-24 | Eisfink Max Maier Gmbh & Co. Kg | Grillvorrichtung |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5424511A (en) * | 1994-06-06 | 1995-06-13 | Mas; Newton A. | Electric thermal convection cooktop |
DE19755114A1 (de) * | 1997-12-11 | 1999-06-17 | Ego Elektro Geraetebau Gmbh | Heizkörper, insbesondere für Küchengeräte |
-
2000
- 2000-12-07 DE DE2000160941 patent/DE10060941A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5424511A (en) * | 1994-06-06 | 1995-06-13 | Mas; Newton A. | Electric thermal convection cooktop |
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DE102008008143A1 (de) * | 2008-02-08 | 2009-09-24 | Eisfink Max Maier Gmbh & Co. Kg | Grillvorrichtung |
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