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Anwendungsgebiet
und Stand der Technik
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Die
Erfindung betrifft eine Heizeinrichtung mit einer Heizkammer gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1. Insbesondere handelt es sich um einen Backofen
mit einer Backofenmuffel, wobei hinter einer strahlungsdurchlässigen Abdeckung
in der Backofenmuffel, beispielsweise an der Oberseite, ein Heizelement
vorgesehen ist.
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Es
ist aus der
GB 2 152
790 A bekannt, in einer Backofenmuffel beispielsweise Glaskeramik-Scheiben
in bestimmten Bereichen vorzusehen. Dahinter sind Halogen-Strahlungsheizer
vorgesehen, welche in die Backofenmuffel hineinstrahlen und diese
somit erhitzen.
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In
der
DE 35 27 957 C2 wird
beschrieben, dass eine Backofenmuffel aus Glas oder Glaskeramik
bestehen kann. Hierbei sind Strahlungs- oder Halogenheizkörper vorgesehen, welche direkt
auf einer Isolierung eines Heizkörpers
für die
Backofenmuffel aufliegen.
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Ähnliches
ist aus der
DE 35 39
880 A1 bekannt, bei der eine Backofenmuffel ebenfalls Glaswände aufweist
und Strahlungsheizkörper
zur Beheizung, welche in einen Isolierträger eingebettet sind und hinter
den Scheiben angeordnet sind.
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Nachteilig
ist hierbei, dass Verwendung und Anordnung von Halogen-Strahlungsheizkörpern oder in
Isoliermaterial eingedrückten
Heizleitern als Strahlungsheizkörper
teuer und aufwendig ist. Bei den eingedrückten Heizleitern besteht weiterhin
das Problem, dass das Isoliermaterial vielfach nicht besonders fest
ist. Des weiteren wird angestrebt, eine möglichst kostengünstige Heizung
zu verwenden. Hierzu sind zwar Rohrheizkörper bekannt, beispielsweise wie
in der
DE-OS 24 21 842 beschrieben.
Diese weisen jedoch in der bekannten Form mit üblichen Durchmessern von mehr
als 6 mm eine sehr große Masse
auf, welche eine lange Aufheizzeit bewirkt.
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Aufgabe und
Lösung
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte Heizeinrichtung
zu schaffen, mit welcher Nachteile des Standes der Technik vermieden
werden können
und kostengünstige,
vielseitig einsetzbare und robuste Heizelemente verwendet werden
können.
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Gelöst wird
diese Aufgabe durch eine Heizeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs
1. Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind
Gegenstand der weiteren Ansprüche und
werden im folgenden näher
erläutert.
Der Wortlaut der Ansprüche
wird durch ausdrückliche
Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen,
dass als Heizelement hinter einer für IR-Strahlung durchlässigen Abdeckung
ein Rohrheizkörper
verwendet wird, welcher einen geringen Durchmesser und/oder eine geringe
Masse aufweist. Dadurch ist der große Vorteil gegeben, dass Rohrheizkörper an
sich in vielfältiger
Form herstellbar sind, mechanisch wenig anfällig sind und kostengünstig sowie
in großen
Mengen hergestellt werden können.
Die Herstellung von Rohrheizkörpern
ist mittlerweile technisch sehr gut beherrschbar. Durch den speziell
geringen Durchmesser der Rohrheizkörper, der weit unter den sonst
in einem Backofen üblichen
Durchmessern liegt, ist deren thermische Trägheit relativ gering. Somit
ist ein schnelles Aufheizen möglich.
Dies kann bis hin zum deutlich sichtbaren Glühen gehen. Dadurch wird einerseits
ein schnellerer Aufheizvorgang bewirkt. Des weiteren kann bei einer
lichtdurchlässigen
Abdeckung ein Benutzer das Starten des Heizens relativ schnell sehen.
Der glühende
Rohrheizkörper
kann sogar als Beleuchtung für
die Heizkammer dienen.
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Vorteilhaft
wird ein Rohrheizkörper
mit einem Durchmesser von wenigen mm, insbesondere weniger als 2
mm, verwendet. Versuche mit Rohrheizkörpern von sogar nur 1,8 mm
oder 1,5 mm Durchmesser waren erfolgreich und haben ein zufriedenstellendes
Ansprechverhalten gezeigt.
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Durch
die über
oder vor dem Rohrheizkörper angeordnete
Abdeckung wird dieser vor Verschmutzung geschützt. Die Abdeckung kann eine
Scheibe sein, insbesondere aus IR-durchlässigem Material. Sie kann die
gesamte Heizkammer oder auch nur Bereiche davon verschließen. Für eine bessere
Säuberungsmöglichkeit
der Heizkammer wird sie vorteilhaft durch eine Abdeckung in flacher
Scheibenform verschlossen, und zwar möglichst fugenfrei. Es können ganze
Seitenwände
der Heizkammer aus einem solchen Material bestehen, beispielsweise
auch die gesamte Heizkammer.
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Als
Material eignet sich beispielsweise Quarz oder Glas, insbesondere
Quarzglas. Weitere Materialien sind Glaskeramik oder Borsilikatglas. Vorteilhaft
ist das Material der Abdeckung auch gehärtet, so dass es robust ist
gegenüber
mechanischer Beanspruchung.
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Aus
Sicherheitsgründen
kann vorgesehen sein, den Rohrheizkörper zu erden. Dies ist dann
notwendig, wenn die Abdeckung aus Glaskeramik besteht, welche bei
höheren
Temperaturen des Rohrheizkörpers
elektrisch leitfähig
werden kann, und der Abstand relativ gering ist und wenige mm beträgt.
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Alternativ
kann bei einem nicht geerdeten Rohrheizkörper, der unter Umständen gar
nicht geerdet werden kann, für
die Verwendung mit einer Glaskeramikscheibe ein Abstand vorgesehen
sein, der einige mm betragen kann, abhängig auch von der Betriebsspannung.
Bei Betriebsspannungen von 230 V und mehr, insbesondere auch 400
V, beträgt
der Abstand vorteilhaft mindestens 8 mm, um den Anforderungen an
die elektrische Isolierung Rechnung zu tragen.
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Wird
das Material der Abdeckung so gewählt, dass es nicht elektrisch
leitfähig
werden kann, so kann die Abdeckung auch als elektrische Isolation zwischen
der Heizkammer und dem Rohrheizkörper dienen.
Dann ist keine Erdung des Rohrheizkörpers erforderlich.
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Ein
solcher Rohrheizkörper
kann an verschiedenen Stellen in einer Heizkammer oder einer Backofenmuffel
angeordnet sein. Beispielsweise kann für eine Backofenmuffel ein Rohrheizkörper als Oberhitze
oder als Grill an der Oberseite vorgesehen sein. Ein weiterer Rohrheizkörper kann
an der Unterseite als sogenannte Unterhitze vorgesehen sein. Weitere
Möglichkeiten
sehen auch eine seitliche Anordnung vor. Des weiteren ist es möglich, bei
einer Heizeinrichtung mit getrennten Heizkammern einen solchen Rohrheizkörper als
Beheizung steckbar bzw. in bestimmten Grenzen beliebig platzierbar
auszubilden. Es können
auch zwischen zwei benachbarten Heizkammern dazwischen ansteckbare und
flächig verlaufende
Rohrheizkörper
mit jeweils seitlich davon einer IR-durchlässigen Abdeckung vorgesehen
sein.
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Diese
und weitere Merkmale gehen außer aus
den Ansprüchen
auch aus der Beschreibung und der Zeichnung hervor, wobei die einzelnen
Merkmale jeweils für
sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei
einer Ausführungsform
der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte
sowie für
sich schutzfähige
Ausführungen
darstellen können,
für die
hier Schutz beansprucht wird. Die Unterteilung der Anmeldung in
einzelne Abschnitte sowie Zwischen-Überschriften beschränken die
unter diesen gemachten Aussagen nicht in ihrer Allgemeingültigkeit.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnung
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In
der 1 ist schematisch ein Schnitt durch eine Backofen-Muffel
dargestellt, wobei Aufbau und Beheizung im oberen und unteren Teil
etwas unterschiedlich ausgebildet sind.
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Detaillierte
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
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In 1 ist
als Heizeinrichtung 11 ein Backofen mit einer Backofen-Muffel 13 im
Schnitt schematisch dargestellt. Die Darstellung beschränkt sich
auf die für
das Erfindungsverständnis
wichtigen Gegenstände.
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Die
Backofen-Muffel 13 weist eine nach links zeigende Öffnung 14 auf.
Diese kann auf übliche
Art und Weise mit einer Backofentür verschlossen sein. Im wesentlichen
besteht die Backofen-Muffel 13 aus einer metallischen Muffelwandung 15.
Diese kann beispielsweise emailliertes Metall sein, welches leicht
reinigbar ist. Die gesamte Backofen-Muffel 13 ist von einer
nicht dargestellten Wärmedämmung umgeben,
wie es an sich bekannt ist.
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In
der oberen Muffelwandung 15 ist ein Ausschnitt vorgesehen,
in welchem eine Hartglas-Scheibe 17a eingesetzt ist. Dabei
ist die Hartglas-scheibe 17a derart
eingepasst, dass sie zum Muffelinnenraum hin bündig mit der Muffelwandung 15 ist.
So entstehen keine Fugen, Kanten oder Vorsprünge, welche eine Reinigung
der Backofenmuffel 15 erschweren könnte. Wie zu erkennen ist,
nimmt die Hartglasscheibe 17a nur einen Teil der gesamten Oberseite
der Backofen-Muffel 13 ein.
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Die
gesamte Unterseite der Backofen-Muffel 13 wird von einer
Glaskeramik-Scheibe 17b gebildet. Diese grenzt an die Rückwand an,
wobei der Anschluss wie auf vorgenannte Art und Weise möglichst als
glatter Innenwinkel und ohne Vorsprünge oder dergleichen ausgebildet
ist. Ansonsten besteht die Backofen-Muffel 13 aus der metallischen
Muffelwandung 15.
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Oberhalb
der oberen Hartglas-Scheibe 17a befinden sich Rohrheizkörper 18,
welche die sogenannte Oberhitze 19a bilden. Dargestellt
sind vier Rohrheizkörper 18,
welche im wesentlichen gerade verlaufen. Dies ist jedoch nur beispielhaft,
da so, wenn jeweils zwei Rohrheizkörper 18 an einem Ende miteinander
verbunden werden, eine zweistufige Oberhitze 19a geschaffen
wird. Ebenso ist es jedoch auch möglich, eine oder auch mehr
Stufen der Heizleistung und somit auch der Zusammenschaltung von
Rohrheizkörpern
vorzusehen.
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Im
Betrieb erreichen die Rohrheizkörper 18 der
Oberhitze 19a sehr hohe Temperaturen von mehreren 100°C. Sie können auch
zum Glühen
gebracht werden und erzeugen dann besonders viel Wärmeenergie.
Diese tritt durch die Hartglas-Scheibe 17a nach unten in
die Backofen-Muffel 13 ein.
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Auf ähnliche
Weise ist der Rohrheizkörper 18 ausgebildet,
um die Unterhitze 19b zu bilden. Der Verlauf des unteren
Rohrheizkörpers 18 kann
in einer flächig
verteilten Form sein, beispielsweise mäanderförmig. Auch die von dem Rohrheizkörper 18 der
Unterhitze 19b erzeugte Wärme tritt durch die strahlungsdurchlässige Glaskeramik-Scheibe 17b von
unten her in die Backofen-Muffel 13 ein.
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Durch
die Erfindung ist es also nicht nur möglich, sämtliche Heizmittel aus der
Backofen-Muffel 13 selber herauszunehmen und den Raum der Backofen-Muffel
somit voll zur Verfügung
zu stellen und gleichzeitig leicht reinigbar auszugestalten. Vor allem
wird durch die Verwendung der Rohrheizkörper 18, welche besonders
dünn und
massearm sind, eine sicher und günstig
zu fertigende sowie einfach einzusetzende Heizung geschaffen.
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Des
weiteren ist zu erkennen, wie die Rohrheizkörper 18 bzw. die Oberhitze 19a und
die Unterhitze 19b von einer Abschirmung 20 umgeben
sind. Die Abschirmung 20 kann beispielsweise als Reflektor
ausgebildet sein. An die Abschirmung 20 schließt sich
die Wärmedämmung der
Backofen-Muffel 13 nach außen hin an.
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Des
weiteren ist zu erkennen, wie für
die Verwendung einer Glaskeramik-Scheibe 17b der darunter
angeordnete Rohrheizkörper 18 der
Unterhitze 19b geerdet ist. Dies liegt daran, dass übliche Glaskeramiken
bei hohen Temperaturen, wie sie in der Nähe eines glühenden Rohrheizkörpers auftreten können, elektrisch
leitfähig
werden. Um bei einem internen Kurzschluss bzw. Masseschluss in dem
Rohrheizkörper 18 zu
verhindern, dass dann die Glaskeramik-Scheibe 17b und somit
für einen
Benutzer erreichbare Teile die Gefahr eines Stromschlags zu erzeugen,
ist der Mantel des Rohrheizkörpers 18 geerdet.
Alternativ zu einer Erdung könnte
auch der Abstand zwischen Rohrheizkörper 18 und Glaskeramik-Scheibe 17b so
groß gewählt werden,
dass mit ausreichender Si cherheit kein Kontakt entstehen kann. Beides
kann entfallen, wenn statt der Glaskeramik ein über den gesamten Temperaturbereich elektrisch
isolierendes Glas verwendet wird.
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Eine
mechanische Halterung der Rohrheizkörper 18 an der Oberhitze 19a oder
der Unterhitze 19b kann auf an sich gleiche Art und Weise
erfolgen wie bei den Rohrheizkörpern,
die üblicherweise
in Backöfen
vorgesehen sind. Beispielsweise können Halterungen aus isolierendem
Material wie Keramik einen Rohrheizkörper umgreifen und beispielsweise an
den strahlungsdurchlässigen
Scheiben oder an der Abschirmung 20 befestigt sein. Ist
eine Erdung nicht möglich
oder erforderlich, kann dieser auch mit isolierenden Halterungen
befestigt werden.