DE2221906A1 - Elektrisches Geraet zum Kochen von Fluessigkeiten - Google Patents

Elektrisches Geraet zum Kochen von Fluessigkeiten

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DE2221906A1 DE19722221906 DE2221906A DE2221906A1 DE 2221906 A1 DE2221906 A1 DE 2221906A1 DE 19722221906 DE19722221906 DE 19722221906 DE 2221906 A DE2221906 A DE 2221906A DE 2221906 A1 DE2221906 A1 DE 2221906A1
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Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Gerät zum Kochen von Plüssigkeiten, wie z.B. elektrische Kessel, Kaffeemaschinen, Y/aschmaschinen, Fettsiedegeräte usw. Die Erfindung sieht in einem solchen Gerät eine elektronische Einrichtung vor, die auf die Temperatur anspricht und den Strom abschaltet, der dem Heizelement zugeführt wird, wenn die Flüssigkeit siedet,und eventuell ebenfalls, wenn das Heizelement überhitzt wird, da dus Gerät koine Flüssigkeit enthält.
Las tief jndungngemäße Gorät zi.mi Kochen von L-'lUsaLgkoi ten umfaßt
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einen Behälter für die Flüssigkeit, ein elektrisches Heizelement, um die Flüssigkeit in dem Behälter zu erhitzen, eine stromge~ steuerte Schaltereinrichtung, um den Strom zu unterbrechen, der dem Heizelement zugeführt wird, einen elektronischen Temperaturfühler, der sich in einer Lage befindet, so daß er dem Dampf der Flüssigkeit ausgesetzt ist, wenn die Flüssigkeit in dem Behälter siedet, und eine mit dem Temperaturfühler verbundene Steuerschaltung, die dis Schaltereinrichtung betätigt, um den dem Heizelement zugeführten Strom zu unterbrechen, wenn der Temperaturfühler ausreichend erhitzt ist. Mit "elektronischer Temperaturfühler" ist hier eine Einrichtung bezeichnet, bei der sich ein elektrischer Parameter mit einem hohen Temperaturkoeffizienten in Abhängigkeit von der Temperatur ändert. Gewöhnlich ist dieser Parameter der Widerstand, und was in diesem Zusammenhang mit einem "hohen Temperaturkoeffizienten" gemeint 1st, ist ein Temperaturkoeffizient, der wesentlich höher als der Widerstands-Temperatur-Koeffizient der Metalle ist. Ein Thermistor hat einen geeigneten Temperaturkoeffisienten,und eine Einrichtung mit einem Temperaturkoeffizienten, der halb so groß ist wie der eines Thermistors, könnte verwendet werden. Vorzugsweise ist der Temperaturfühler ein Thermistor. Der Temperaturfühler kann einen positiven oder einen negativen Widerstands-Temperatur-Koeffizient cn besitzen.
Der Temperaturfühler kann sich in dem Luftraum oberhalb der Flüssigkeit befinden. Ein Merkmal der Erfindung besteht jedoch darin, daß sich der Temperaturfühler in einem Führungskanal oder außerhalb einer Öffnung in dem Behälter befindet, die so angeordnet sind, daß, wenn die Flüssigkeit siedet, ein Dampfstrom von der Öffnung ausgesandt oder durch den Führungskanal geschickt wird, wobei der Temperaturfühler dem Dampf strom aus ge-"' setat ist. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß der Temperaturfühler beim Aufhören des Siedena schneller abkühlt,als wenn or direkt in dem Luftraum.oberhalb der Flünaigkoit angebracht ist. Dadurch kann die Schalterelnriohtung söhneLl für den v/fi-
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teren Betrieb zurückgestellt v?erden.
Es ist häufig erwünscht, den elektrischen Strom zu dem Heizelement bei einem der zwei folgenden Umstände abzuschalten, (a) wenn die Flüssigkeit siedet und (b) wenn das Heizelement überhitzt werden sollte, da der Behälter leer ist. Die Erfindung kann dazu verwendet v/erden, entweder die Punktion (a) oder beide Punktionen zu erfüllen. Wenn beide Punktionen erfüllt werden, kann ein einziger Temperaturfühler verwendet werden, wobei dieser so angeordnet ist, daß er sowohl dem Dampf beim Sieden ausgesetzt ist, so daß seine Temperatur beim Sieden durch den Dampf ausreichend erhöht wird,als auch in thermischem Kontakt mit dem Heizelement ist, so daß seine Temperatur ausreichend erhöht wird, wenn dieses Element überhitzt wird. Eine andere Anordnungsmögliehkeit, wenn beide Punktionen erfüllt werden sollen, besteht darin, zwei Temperaturfühler vorzusehen, "die elektrisch so zugammengesehaltet sind, daß das Erhitzen eines von beiden die Schaltereinrichtung betätigt, wobei der eine Temperaturfühler dem Dampf beim Sieden au3gesetzt ist und der andere Pühler in thermischem Kontakt mit dem Heizelement steht. Der zweite Temperaturfühler kann eine andere elektronische Einrichtung, wie z.B. ein Thermistor, sein. Der zweite Temperaturfühler kann auch alternativ dazu eine andere Einrichtung, wie ein Bimetallstreifen sein, dessen Kontakte so angeschlossen sind, daß die Schaltereinrichtung betätigt wird.
In einer anderen Ausführungsforni der Erfindung geschieht das Abschalten beim Sieden oder bei leerem Behälter durch eine übliche Einrichtung, wie einen Bimetallstreifen, der seine eigenen Kontakte aufweist, welche unterbrochen werden, wenn der Behälter in leerem Zustand kocht, oder der eventuell so angeordnet ist, daß er eine mechanische Einrichtung auslöst, die einen Hauptversorgungsstecker von dem Behälter ausstößt.
Die Schaltereinrichtung kann ein Relais sein, und die Steuerschaltung kann einen Transistor umfassen, der die Erregung des
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Relais steuert und. der wiederum durch den Temperaturfühler odor die Temperaturfühler gesteuert wird. AId eine andere Möglichkeit kann dio Scb/iltereinrichtung eine Halbiert er oinr ich tang, wie z.B. ein Thyristor oder ein Triac,sein, die den Heisstrora 1 eiten kann und durch den Temperaturfühler oder die Temperaturfühler entweder direkt oder über einen swischengeechaiteten Tranaistor oder Thyristor gesteuert wird.
Die Steuerschaltung kann einfach die Wirkung haben, die Schaltereinrichtung auszuschalten, wenn die Flüssigkeit siedet, wobei die Steuerschaltung oder die Schaltereinrichtung anschließend von Hand rückgestellt werden. Andererseits kann jedoch die Steuereinrichtung so arbeite ., daß sie die Temperatur der Flüssigkeit auf dem Siedepunkt oder etwas unter diesem hält, indem sie die Schaltereinrichtung abschaltet, wenn der Temperaturfühler erhitzt wird,und die Schaltereinrichtung wieder einschaltet, wenn der Temperaturfühler sich abkühlt.
Vorteilhafterweine zweigt die-Steuerschaltung den Betätigungsstrom von der Hauptstromversorgung für das Heizelement über einen Transformator oder eine Impedanz, für einen Spannungsabfall ab.
In einex' bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist da« Gerät ein elektrischer Kessel zum Kochen von Wasser, wobei die Steuerschaltung und die Schaltereinrichtung in den Kesselhandgriff eingeschlossen sind. Ein Führungskanal in dem Handgriff steht mit dem Luftraum libor dem V/asser in Verbindung und schließt einen Thermistor ein, der ein manuell rü.jks teilbaren Relais steuert.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Aunnihrun len unter Bezugnahme auf die beigefügte Ze: clinuii;1; näher erläutert.
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BAD ORiQfNM.
κ _
Pig. 1 zeigt schematisch eine Seitenansicht eines elektrischen Kessels gemäß der Erfindung.
Pig. 2 zeigt schematisch einen Teil des Kessels der Pig. 1 mit einer Abwandlung.
Pig, 3 zeigt schematisch einen Teil de3 Kessels der Pig. 1 mit einer anderen Abwandlung.
Pig. 4 zeigt ein Schaltbild des Kessels der Pig. 1.
Pig. 5 zeigt eine andere Schaltung, die erfindungsgemäß verwendet werden kann.
Pig. 6,7 und 8 zeigen schematisch mögliche Abwandlungeformen der Steuerschaltung.
In Pig. 1 ist ein elektrischer Kessel gezeigt, der einen Kesselkörper 1 umfaßt, an dessen Boden sich ein elektrisches Heizelement 2 befindet. Der elektrische Strom für das Heizelement wird von einer Steckdose 3 über Kontakte 4 eines Relais 5· zugeführt. Der Handgriff 6 des Kessels nimmt das Relais 5 und ebenso eine Steuerschaltung 7 für dieses auf. Die Steuerschaltung wird durch einen Thermistor 8 gesteuert, der sich in einem Leitungskanal 9 in dem Handgriff befindet. Der Kanal 9 steht bei 10 mit dem Luftraum über dem V/asser und bei 11 mit der Außenluft in Verbindung.
Im Gebrauch ist der Kessel mit Wasser gefüllt und durch einen Stecker und ein Kabel (nicht gezeigt) mit der Stromversorgung verbunden. Ein Druckknopf 12 wird niedergedrückt und schließt direkt die Kontakte 4 des Relais 5. Das Relais wird erregt und hält die Kontakte 4 geschlossen. Wenn das Wasser kocht, tritt Dampf durch den Kanal 9 und erhitzt den Thermistor 8 auf eine Temperatur von etwa 1000C. Dies reicht aus, damit die Steuerschaltung 7 das Relai3 5 entregt, wodurch bewirkt wird, daß sich die Kontakte 4 öffnen und die Stromzufuhr zu dem Heizelement unterbrochen wird.
Pig. 2 zeigt eine Abwandlung des Kessels der Pig. 1. Der Kessel
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der Fig. 2 ist der gleiche wie der der Pig. 1 mit der Ausnahme, daß ein weiterer Thermistor Sa hinzugefügt i3t.,Der Thermistor 8 ist vorhanden, auch wenn er in Pig. 2 nicht gezeigt ist. Der Thermistor 8a hat die Wirkung, die Stromzufuhr zu unterbrechen, wenn das Heizelement überhitzt wird, und ist an einem Beryllium-Kupfer-Streifen angebracht, der an dem Heizelement 2 angelötet ist. Der Streifen 13 leitet die Wärme von dem Heizelement zu dem Thermistor und hält den Thermistor im wesentlichen auf der Temperatur des Heizelements. Die Schaltung ist so, daß das Relais 5 entregt wird, um die Kontakte 4 zu öffnen, wenn die Temperatur des Heizelements merklich über den Siedepunkt des Wassers ansteigt, z.B. auf etwa 1250C. Es ist zu erkennen, daß die Thermistoren 8 und 8a wirkungsmäßig so zusamniengeschaltet sind, daß das Relais entregt wird, wenn einer von beiden ausreichend erhitzt wird. Auf diese Weise liefert diese Ausführungsform eine Unterbrechung des Stromes des Heizelementes, wenn das Wasser kocht, oder wenn das Heizelement überhitzt wird.
Ein anderer Weg, diese zwei Punktionen zu erfüllen, ist in Pig. 3 dargestellt. In dieser Anordnung ist ein einziger Thermistor 8 an einem Beryllium-Kupfer-Streifen 13 wie in Pig. 2 angebracht und befindet sich auch in einen Kanal 9, der mit dem Luftraum über dem V/asser in Verbindung steht. Dadurch wird der Thermistor ausreichend erhitzt, um das Relais zu entregen, wenn das Wasser kocht oder wenn das Heizelement überhitzt wird.
Fig. 4 zeigt ein Schaltbild für die Kessel der Pig. 1 bi3 3. Die Wechselstromquelle ist mit 14 bezeichnet. Das Heizelement 2 ißt an diese Quelle angeschlossen, wenn die Relaiskontakto 4 geschlossen sind, und ebenso gilt dies für eine Reihenschaltung einer Impedanz 15 für einen Spannungsabfall und einen Zweiweg-Brückengleichrichter 16. Der Ausgang voa Gleichrichter 16 wird durch einen Kondensator 17 geglättet und der Relaiaspule 5 zugeführt. Wenn die Kontakte 4 durch Niederdrücken des Druckknopfea 12 (Fig. 1) geschlossen werden, wird die Spule 5 erregt
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und hält die Kontakte 4 geschlossen.
Ein Transistor 18 ist über die Spule 5 geschaltet und normalerweise nicht leitend. E3 ist jedoch der Thermistor 8, der in dieser Aus fiüirunf;·'; forin einen negativen Widerstands-Temperatur-Koeffizienten hat, in den Basis-Emitterweg des Transistors geschaltet. Wenn die Temperatur des Thermistors 8 ausreichend ansteigt, fällt sein Widerstand auf eine Größe ab, die es ermöglicht, daß der Transistor 18 leitet und dadurch das Relais 5 kurzschließt. Das Relais wird auf diese Weise entregt, und die Kontakte 4 werden geöffnet, um den Strom zu dem Heizelement zu unterbrechen.
In der oben beschriebenen Ausführungsform,in der zwei Thermistoren vorgesehen sind, ist es günstig, den zweiten Thermistor parallel zu dom ersten zu schalten, wie in Pig. 4 rait 8a angezeigt ist.
Fig. 5 zeigt eine andere Schaltung für Kessel der in den Pig. 1 bis 3 gezeigten Art. Anstelle eines Transistors, der parallel zu der Spule 5 geschaltet ist, ist ein Transistor 19 in Reihe mit dieser Gpule vorgesehen. Der Transistor ist normalerweise leitend und wird gesperrt durch ein ausreichendes Ansteigen des Widerstandes des Thermistors 8, der eine positive Widerstands-Teirperaturkennlinie aufweist und an der Basis des Transistors angeschlossen ist. Ein Widerstand 20 ist vorgesehen, um als Laatwiderstand für den Gleichrichter 16 zu dienen, wenn der Iranaistor gesperrt int. Zum Zwecke der Erläuterung zeigt I1Ig. eine Anordnung, bei der die Versorgung der Steuerschaltung nicht von einem Schließen der Kontakte 4 abhängt.
1jg. C zeigt eine andere Anordnung für den Thermistor 8 in Verbindung ηit dem Trannistor 18 der Pig. 4.
lii',. 7 zeigt, daß der Transistor ein pnp -Tranni π tor anstelle
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eines npri-Transistors sein kann, und zeigt eine geeignete An~ Ordnung für einen Thermistor 21 mit einer positiven V/iderstands-Temperatur-Kennlinie.
Pig. 8 zeigt eine'v/eitere Abwandlung, bei dor anstelle eines über die Spule 5 geschalteten Transistors 18 ein Thyristor 18a vorgesehen ist, dessen Trigger-Elektrode so mit den Thermistor 8 verbunden ist, daß der Thyristor in den leitenden Zustand getriggert wird, wenn die Temperatur des Thermistors eine vorbeöbimDrte Hohe erreicht.
Die Erfindung ist nicht auf die Einzelheiten der Ausführungsformen beschränkt, die im Zusammenhang mit der Zeichnung beschrieben wurden. Z.B. kann anstelle des Relais 5 und der Kontakte 4 eine Halbleitertrigger-Anordnung vorgesehen sein, wie z.B. ein Thyristor, ein Thyri3torpaar oder ein Triac, die den Strom für das Heizelement aufnehmen können. Diese Einrichtung wird normalerweise durch Betätigen eines manuellen Druckknopfes leitend gemacht und durch ausreichendes Erhitzen des Thermistors 8 unterbrochen, der direkt oder über einen Transistor mit der Triggerelektrode der Ilalbleitertrigger-Anordnung verbunden ist.
Der Gleichrichter 16 kann ein Halbwellen-Gleichrichter sein,und ein Kondensator 17 kann wahlweise verwendet werden, obwohl ein solcher vorzugsweise vorgesehen ist, wenn der Gleichrichter ein Halbwellen-Gleichrichter ist.
Die Temperatur, bei welcher die Unterbrechung stattfindet, ist durch Änderung der Schaltungsparametor einstellbar. Ein variabler Widerstand kann in der Schaltung enthalten sein, um die Temperatur auf Wunsch einstellbar zu machen.
Der Temperaturfühler braucht kein Thermistor zu sein, sondern kann z.B. eine Halbleiterdiode oder eventuell ein Transistor sein.
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In der oben beschriebenen Ausführungaform, in der die beiden Thermistoren 8 und 8a vorgesehen sind, können diese Thermistoren elektrisch identisch, sein. Dies ist trotz der Tatsache möglich, daß sie unter verschiedenen Bedingungen infolge der Unterschiede in der Wärmeströmung betrieben werden können. Der Thermistor 8, der dein Dampf ausgesetzt ist, wird schneller erhitzt und abgekühlt als der Thermistor 8a.
•Die Thermistoren können jedoch, wenn es erforderlich ist, elektrisch verschieden sein.
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Claims (8)

  1. - ίο -
    Patentansprüche
    ./ Gerät zum Kochen von Flüssigkeiten, gekennzeichnet durch einen Behälter für die Flüssigkeit, ein elektrisches Heizelement zum Erhitzen der Flüssigkeit im Behälter, eine stromgesteuerte Schaltereinrichtung zum Unterbrechen der Stromzufuhr zu dem Heizelement, einen elektrischen Temperaturfühler, der sich in einer Lage befindet, so daß er dem !Flüssigkeitsdampf ausgesetzt ist, wenn die Flüssigkeit in dem Behälter siedet, und durch eine Steuerschaltung, die mit dem Temperaturfühler verbunden ist, um die Schaltereinrichtung zur Unterbrechung der Stromzufuhr zu dem Heizelement zu betätigen, wenn der Temperaturfühler ausreichend erhitzt wird.
  2. 2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler ein Thermistor ist.
  3. 3. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennze ich η et, daß der Behälter einen Führungskanal oder eine Öffnung aufweist, die mit dem Luftraum über der Flüssigkeit in Verbindung stehen und durch die Dampf ausgestoßen wird, wenn die Flüssigkeit siedet, und daß sich dQr Temperaturfühler in dem Führungskanal oder an der Außenseite der Öffnung befindet.
  4. 4. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennze lehnet, daß die Schaltereinrichtung betätigt wird, um die Stromzufuhr zu dem Heizelement zu unterbrechen, sowohl wenn die Flüssigkeit siedet, als auch wenn das Heizelement überhitzt wird, wobei ein einziger
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    Temperaturfühler vorgesehen ist, der so angeordnet ist,
    daß er sowohl dem Dampf der Flüssigkeit ausgesetzt ist, wenn
    die Flüssigkeit siedet, als auch in thermischem Kontakt mit dem Heizelement steht.
  5. 5. Gerät nach, einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltereinrichtung betätigt wird, um die Stromzufuhr zu dem Heiselement zu unterbrechen, sowohl wenn die Flüssigkeit siedet,als auch wenn das Heizelement überhitzt wird, wobei zusätzlich su dem ersten elektronischen Temperaturfühler ein zweiter Temperaturfühler vorgesehen ist, wobei die zwei Temperaturfühler elektrisch so zusammengesehaltet sind, daß das Erhitzen jedes von beiden die- Schaltereinrichtung betätigt, und wobei der zweite Fühler in thermischem Kontakt mit dem Heizelement steht.
  6. 6. Gerät nach einem der vorhergehenden Anspräche, dadurch gekennze ich η et, daß die Schaltereinrichtung ein elektromechanisches Relais ist, welches von Hand rückstellbar ist.
  7. 7. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung einen Transistor umfaßt, der die Erregung des Relais steuert und der wiederum durch den Temperaturfühler oder die Temperaturfühler gesteuert wird.
  8. 8. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es ein elektrischer Kessel zum Kochen von Wasser ist, daß die Steuerschaltung und Schaltereinriehtung in dem Kessolhandgriff enthalten sind, und daß ein Kanal in dem Handgriff vorgesehen ist, der mit dem Luftraum über dem Wasser in Verbindung steht und den Temperaturfühler enthält.
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