DE10123601A1 - Kochsystem - Google Patents

Abstract

Bei einem Kochsystem mit Kochfläche 1 und Strahlungsheizquelle 2 soll die Erhitzung der Kochfläche vermindert werden, um die Regelbarkeit des Kochsystems zu verbessern. Hierfür ist eine optisch wirkende Schicht 5 vorgesehen, die die emittierte Strahlung der Strahlungsheizquelle 2 in einem oder mehreren Spektralbereichen reflektiert, in dem/denen die Absorption der Kochfläche 1 hoch bzw. die Transmission der Kochfläche 1 niedrig ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kochsystem, das eine Kochfläche, insbesondere Glaskeramikplatte, mit einem Absorptions- bzw. Transmissionsspektrum und eine Strahlungsheizquelle mit einem Emissionsspektrum aufweist.

Es sind Kochsysteme bekannt, bei denen die Hitze sehr nahe am Boden oder direkt im Boden des verwendeten Kochgeschirrs erzeugt wird; insbesondere Gasherde oder Induktionsherde. Diese Kochsysteme zeichnen sich durch eine sehr gute Regelbarkeit aus, da beim Ausschalten oder Zurückregeln der Beheizungsquelle keine oder nur eine geringe gespeicherte Wärmemenge an das Kochgut abgegeben wird. Bemerkbar macht sich dies durch ein sehr geringes Überschwingen der Temperatur des Kochguts und eine sehr kurze Überschwingdauer nach dem Ausschalten bzw. Zurückregeln.

Bei anderen Kochsystemen wird die Hitze durch Widerstandsbeheizung erzeugt. Solche Kochsysteme sind Massekochplatten und strahlungsbeheizte Glaskeramik- Kochsysteme. Bei solchen Kochsystemen ist die Beheizung des Kochguts nur träge regelbar, weil verhältnismäßig viel Wärmeenergie von den abdeckenden Medien, wie Stahl oder Glaskeramik, absorbiert wird. Diese wird beim Ausschalten bzw. Zurückregeln der Heizquelle als gespeicherte Wärme an das Kochgut weiter abgegeben. Deshalb tritt beim Ausschalten oder Zurückregeln ein vergleichsweise hohes Überschwingen der Temperatur des Kochguts und eine lange Überschwingdauer auf.

In der EP 0 220 333 B1 ist eine Glaskeramik für eine beheizbare Platte beschrieben. Unter anderem ist eine Glaskeramik angegeben, die bei einer Wellenlänge 1 (d. h. lambda) von 1600 nm eine Transmission von 80% hat. Es sind die Eigenschaften genannt, die eine strahlungsbeheizte Glaskeramikplatte haben soll.

In der DE 43 21 373 C2 ist eine Glaskeramik mit hoher Transmission im Wellenlängenbereich von 2700 bis 3300 nm beschrieben.

Aus der DE-PS 24 37 026 ist eine Glaskeramik-Kochfläche bekannt, an deren Oberseite eine Wärmestrahlung absorbierende Schicht vorgesehen ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kochsystem der eingangs genannten Art vorzuschlagen, bei dem die Erhitzung der Kochfläche vermindert ist.

Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Dabei wird von der Schicht die emittierte Strahlung der Beheizungsquelle in einem oder mehreren Spektralbereichen, in den/denen die Absorption der Kochfläche hoch bzw. die Transmission der Kochfläche niedrig niedrig ist, reflektiert.

Die Kochfläche, insbesondere Glaskeramikplatte, hat im Emissionsspektrum der Strahlungsheizquelle unterschiedliche Absorptions- bzw. Transmissionswerte. Bei - bezogen auf die Wellenlänge der Strahlung - niedrigerer Absorption, also höheren Transmissionswerten, erwärmt sich die Glaskeramikplatte weniger als bei höherer Absorption, d. h. niedrigeren Transmissionswerten. Umgekehrt erwärmt sich die Glaskeramikplatte bei höherer Absorption, also niedrigeren Transmissionswerten, stärker.

Durch die in bestimmten Wellenlängenbereichen reflektierende Schicht ist erreicht, dass die Kochfläche, insbesondere Glaskeramikplatte, in Wellenlängenbereichen hoher Absorption von der Strahlung der Strahlungsheizquelle höchstens wenig oder nicht aufgeheizt wird.

Die Schicht ist so ausgelegt, dass sie in dem Wellenlängenbereich oder den Wellenlängenbereichen die Strahlung reflektiert, in denen die Absorptionswerte der Kochfläche hoch sind. Die Schicht passt das auf die Kochfläche wirkende, von der Strahlungsheizquelle ausgehende Emissionsspektrum an das Absorptionsspektrum der Kochfläche an. Die Kochfläche bleibt also kälter als ohne die reflektierende Schicht und speichert somit weniger Wärme als ohne die Schicht. Damit ist die Regelbarkeit des Kochsystems hinsichtlich des Überschwingens der Temperatur des Kochguts beim Ausschalten und Zurückregeln verbessert. Das Überschwingen der Temperatur ist verringert. Die Überschwingdauer ist verkürzt.

In Ausgestaltung der Erfindung ist die Schicht an der Strahlungsheizquelle und/oder der der Strahlungsheizquelle zugewandten Unterseite der Kochfläche vorgesehen. Die Schicht kann auch auf eine Trägerfolie oder Trägerplatte aufgebracht sein, die an der Unterseite der Glaskeramikplatte oder zwischen dieser und der Strahlungsheizquelle angeordnet sein kann. Speziell kann die Schicht außen oder innen an einem Quarzglasrohr einer Strahlungsheizquelle, insbesondere eines Halogenstrahlers, vorgesehen sein.

Die Kochfläche ist bevorzugt derart ausgelegt, dass ihr Absorptionsminimum bzw. Transmissionsmaximum im Bereich des Maximums des Emissionsspektrums der Strahlungsheizquelle liegt. Insbesondere ist die Kochfläche so gewählt, dass ihre Transmission im Bereich des Maximums des Emissionsspektrums der Strahlungsheizquelle 80% oder größer ist.

Vorzugsweise hat die Kochfläche ihr Transmissionsmaximum im Spektralbereich von etwa 1000 nm bis 2700 nm, wobei die Schicht so gestaltet ist, dass ihr Reflexionsminimum im Bereich des Transmissionsmaximums der Glaskeramikplatte liegt und ihr Reflexionsmaximum im Bereich über 2700 nm und unter 1000 nm liegt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht eines Kochsystems,

Fig. 2 das Transmissionsspektrum einer Glaskeramik- Kochfläche und das Emissionsspektrum einer zugeordneten Strahlungsheizquelle und

Fig. 3 gegenüber Fig. 2 erweiterte Ausführung.

In den Fig. 2 und 3 ist das Emissionsspektrum in solchen Wellenlängenbereichen gepunktet dargestellt, in denen die Schicht hochreflektierend wirkt.

Ein Kochsystem weist eine von einer Glaskeramikplatte oder einer Platte aus einem anderen Material mit ähnlichen Eigenschaften gebildete Kochfläche 1 auf. Unter dieser ist eine Strahlungsheizquelle 2, beispielsweise ein Halogenstrahler mit einem Quarzglasrohr 3, angeordnet.

Auf die Außen- oder Innenseite des Quarzglasrohres 3 und/oder die Unterseite 4 der Kochfläche 1 ist eine optisch wirkende Schicht 5 aufgebracht. Die Schicht 5 hat die unten näher beschriebenen Reflexionseigenschaften im relevanten Spektralbereich. Sie kann beispielsweise in einem PICVD-Verfahren (Plasma Impulse Chemical Vapour Deposition) aufgebracht werden. Die Schicht 5 besteht vorzugsweise aus mehreren Lagen. Sie kann ein SiO₂/TiO₂-Schichtsystem sein, wobei sich SiO₂-Lagen und TiO₂-Lagen abwechseln. Dadurch lässt sich das gewünschte Reflexionsspektrum der Schicht durch Interferenz erreichen. Es sind auch andere Schichtsysteme möglich.

Die Kochfläche 1 hat die höchsten Werte ihrer Transmissions T und damit ihre niedrigste Absorption im Spektralbereich zwischen 1000 nm bis 2700 nm (vgl. Fig. 2, Fig. 3). Der Halogenstrahler 2 hat das Maximums seines Emissionsspektrums E bei etwa 1200 nm. Der Verlauf des Strahlungsspektrums folgt näherungsweise dem Planck'schen Strahlungsgesetz, d. h. ein signifikanter Anteil der Strahlung, liegt in einem Bereich, in dem die Kochfläche eine niedrige Transmission bzw. hohe Absorption hat.

Um im genannten Spektralbereich eine geringe Strahlungsabsorption und somit möglichst geringe Erwärmung der Kochfläche zu erreichen, kann eine Kochfläche gewählt werden, die in dem Spektralbereich von 1000 bis 2700 nm hohe Transmissionswerte aufweist. Vorzugsweise sollte die Transmission in diesem Spektralbereich größer als 80% sein.

Die Schicht 5 ist so gestaltet, dass sie bei Wellenlängen 1 ≧ 2700 nm stark reflektiert. Der reflektierte Strahlungsanteil gelangt nicht in die Kochfläche 1 und erwärmt diese also nicht. Der reflektierte Strahlungsanteil wird zur Glühwendel 6 der Strahlungsheizquelle 2 zurückreflektiert. Der zurückreflektierte Strahlungsanteil erwärmt die Glühwendel 6 der Strahlungsheizquelle 2 zusätzlich, wodurch eine verbesserte Energieausnutzung erreicht ist.

Die Schicht 5 sollte vorzugsweise so gestaltet sein, dass sie im Spektralbereich unterhalb 1000 nm reflektiert (vgl. Fig. 2). Damit ist zugleich erreicht, dass der Nutzer des Kochsystems durch den Halogenstrahler 2 nicht geblendet wird, - anders als dann, wenn die Schicht 5 im sichtbaren Spektralbereich nicht reflektieren würde -. Die Schicht 5 bildet im Bereich der hohen Werte des Transmissionsspektrums der Kochfläche 1 ein spektrales Fenster F1, wobei außerhalb des Fensters F1 die von dem Halogenstrahler 2 ausgehende Strahlung ausgeblendet wird.

Nach Fig. 3 ist in einer anderen Ausführungsform vorgesehen, dass die Schicht 5, wie oben beschrieben, bei Wellenlängen 1 (d. h. lambda) über 2700 nm reflektiert. Außerdem ist nach Fig. 3 der Aufbau der Schicht 5 so gewählt, dass er zwischen 700 nm und 1000 nm und unter 600 nm reflektiert. Im sichtbaren Bereich zwischen etwa 600 nm und 700 nm besteht ein Reflexionsminimum der Schicht 5. Dadurch ist ein schmales, spektrales Fenster F2 geschaffen, durch das der Nutzer das Glühen des Halogenstrahlers 2 zwar erkennen kann, er durch den Halogenstrahler 2 jedoch nicht geblendet wird.

Durch die Festlegung des Reflexionsspektrums der Schicht 5 lässt sich das von der Strahlungsheizquelle 2 ausgehende Emissionsspektrum so an das Transmissionsspektrum der Kochfläche 1 anpassen, dass diese möglichst wenig erhitzt wird. Diese Anpassung lässt sich auf unterschiedliche Emissionsspektren von Strahlungsheizquellen und unterschiedliche Transmissionsspektren von Kochflächen auslegen.

Claims (12)

1. Kochsystem, das eine Kochfläche, insbesondere Glaskeramikplatte, mit einem Absorptions- bzw. Transmissionsspektrum und eine Strahlungsheizquelle mit einem Emissionsspektrum aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass eine optisch wirkende Schicht (5) vorgesehen ist, die die emittierte Strahlung der Strahlungsheizquelle (2) in einem oder mehreren Spektralbereichen, in dem/denen die Absorption der Kochfläche (1) hoch bzw. die Transmission niedrig ist, reflektiert.

2. Kochsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (5) an der Strahlungsheizquelle (2) vorgesehen ist.

3. Kochsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (5) außen oder innen auf einem Quarzglasrohr (3) einer Strahlungsheizquelle (2) vorgesehenen ist.

4. Kochsystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (5) an einem als Strahlungsheizquelle (2) dienenden Halogenstrahler vorgesehen ist.

5. Kochsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (5) auf der der Strahlungsheizquelle (2) zugewandten Unterseite (4) der Kochfläche (1) vorgesehen ist.

6. Kochsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (5) von einem mehrlagigen Schichtsystem gebildet ist.

7. Kochsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Schichtsystem aus Schichten auf der Basis von SiO₂ und TiO₂ gebildet ist.

8. Kochsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kochfläche (1) ihr Transmissionsmaximum im Spektralbereich von etwa 1000 nm bis 2700 nm hat und die Schicht (5) so gestaltet ist, dass sie ihr Reflexionsminimum im Bereich des Transmissionsmaximums der Kochfläche (1) und ihr Reflexionsmaximum oberhalb 2700 nm hat.

9. Kochsystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiteres Reflexionsmaximum der Schicht (5) unter 1000 nm liegt.

10. Kochsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (5) im sichtbaren Spektralbereich ein spektrales Fenster (F2) mit niedriger Reflexion aufweist.

11. Kochsystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das spektrale Fenster (F2) zwischen etwa 600 nm und 700 nm liegt.

12. Kochsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Transmission der Kochfläche (1) im Bereich des Transmissionsmaximums bei 80% oder höher liegt.