DE2355345A1 - Heizvorrichtung - Google Patents

Description

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"Heizvorrichtung"

Die Erfindung bezieht sich auf eine Heizvorrichtung, bei welcher ein oder mehrere Heizzonen in einer Platte zu einer Einheit zusammengefaßt sind, insbesondere eine Ofendeckplatte.

Gegossene elektrische Heizplatten bestehen normalerweise aus Gußeisen. Dieses Material hat jedoch eine Reihe von Nachteilen. So rostet und korrodiert Gußeisen, hat es verglichen mit Stail eine geringe Festigkeit; schließlich ist die elektrische Leitfähigkeit des Materiales gering. Diese Eigenschaften führen zu einer ungleichmäßigen Belastung bei Überhitzungen und zu einer geringen Lebensdauer der Heizelemente_o Lokale Überhitzungen können auch zu einem Brechen oder zu einem Wellen der planen Platten führen. In einem gewissen Umfang lassen sich diese Nachteile beheben durch eine Ausnehmung in der Mitte der Heizplatte; auf diese Weise wird aber die Größe des Färmekontaktbereiches reduziert.

Es wurde bereits vorgeschlagen, eine elektrische Heizplatte aus einer speziellen Legierung aus rostfreiem Stahl herzu-

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stellen. In der NO-PS 125 870 wird vorgeschlagen, eine elektrische Heizplatte aus Aluminium zu bilden und mit dünnen Schichten aus rostfreiem Stahl auf beiden Seiten abzudecken. Diese Schichten aus rostfreiem Stahl sollten mit dem Aluminium verbunden werden. Zu diesem Zweck sollte das Aluminium zwischen zwei Platten aus rostfreiem Stahl gegossen werden. Diese Konstruktion gestattet aber nur die Fertigung einer einzelnen Heizeinheit ohne Deckplatte und nicht eine Kombination oder eine miteinander gekuppelte Anzahl von Heizplatten.

Es war auch früher schon bekannt, eine Ofendeckplatte aus keramischem Glas zu bilden. Diese Konstruktionen un1s?liegen aber vergleichsweise scharfen Beschränkungen. Das keramische Glas ist ein sprödes Material, welches plötzlich bricht, wenn es überladen wird, und zwar ohne irgendeine plastische Deformation. Auch die Oberflächentemperaturen der Heizzonen sind vergleichsweise eng begrenzt, ebenso die Festigkeit.

In der US-PS 2 640 906 wird eine elektrische Heizvorrichtung vorgeschlagen, die sandwich-artig leitfähige und nicht-leitfähige Schichten aufweist. Die Ofendeckplatte ist dabei durchgehend von gleicher Dicke, und der tragende Teil der Konstruktion ist Glas oder ein entsprechendes Material„ Die Deckplattenoberfläche kann metallisch sein, jedoch nur nach Art eines Filmes oder einer dünnen Beschichtung, die nicht selbsttragend ist. Diese dünne Beschichtung ist mit dem zweiten tragenden Material, wie Glas oder ähnlichem verbunden. Die

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Ausdehnungsunterschiede zwischen Glas und Metall begrenzen die Oberflächentemperatur der beheizten Zonen sehr scharf. Ein Nachteil dieser Konstruktion ist ebenso wie bei der nach der US-PS 2 660 906, daß die Heizelemente nicht ausgewechselt werden können» Die.leitfähigen und nicht-leitfähigen Schichten sind durch den sandwich-artigen Aufbau fest miteinander verbunden. - -

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Heizvorrichtung zu schaffen, welche gegenüber den bekannten Vorrichtungen verbessert ist und deren Nachteile vermeidet.

Die gestellte Aufgabe ist bei einer Heizvorrichtung der eingangs erwähnten Art gelöst durch die Verwendung eines einzigen geschmeidigen Materials ι es kann jedoch auch in Sandwich-Konstruktion ausgeführt seinj vorzugsweise werden drei Schichten mit zwei unterschiedlichen Materialien verwendete So können beispielsweise eine vergleichsweise dicke Metallschicht mit gut§i!;iSfärmeleitfähigkeit, z« B. Aluminium oder Kupfer in der Mitte, und eine vergleichsweise dünne Materialschicht mit geringerer Wärmeleitfähigkeit, wie beispielsweise rostfreier Stahl, auf beiden Seiten aufgeschichtet werden» Ein solches Sandwich enthält in seinem Inneren keine Heizelemente. Die Heizquelle kann von beliebiger Art_s beispielsweise ein rohrförmiges Element sein und außen angesetzt werden.

In der■mittleren Schicht eingesetztes Aluminium hat beispiels-

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weise einen Wärmeleitfähigkeitsfaktor von 190 k cal/m.h. ⁰C und rostfreier Stahl einen von 15 k cal/m.h. ⁰C. Die Dicke der unterschiedlichen Schichten hängt ab von den benutzten Materialien. Wenn die Mittelschicht Aluminium ist, kann die Dicke zwischen 0,5 und 10 mm liegen. Die Oberflächenschichten können, wenn sie aus rostfreiem Stahl bestehen, eine Dicke von ungefähr 0,1 bis '2 mm aufweisen.

Ein Merkmal der Erfindung ist es, eine Heizvorrichtung zu schaffen, die wasserdicht, sauber und leicht zu reinigen ist. Die obere Schicht ist deshalb ununterbrochen einstückig; sie könnte aber auch in der Weise geformt sein, daß sich die Heizzonen in einer unterschiedlichen Ebene verglichen mit dem Rest der oberen Oberfläche befinden. An der Unterseite jedoch sind die heißen und kalten Bereiche durch kreisförmige oder geradlinige Schnuren oder dergl. getrennt. Besteht die Deckplatte aus einem Metall-Sandwich, dann wird die untere Aluminiumoder Kupferschicht teilweise entfernt, und es bleibt nur die obere Deckschicht übrig. Die Rinne oder der Graben wirken für den Transport von Wärmeenergie wie eine Barriere. Die Rinnen können eine Breite von 5 bis 100 mm haben, und zwar in Abhängigkeit von der Dicke der unterschiedlichen Schichten und der gewünschten Stabilität. ·

Der Wärmeverlust über die Brücke zwischen den. kalten und heißen Zonen ist von geringem Ausmaß. Wenn die obere Schicht aus rostfreiem Stahl besteht, dann liegt die Dicke des Metalles über

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der Brücke vorzugsweise zwischen 0,2 und 0,5 mm.

Es hat sich nach einem 8-stündigen Dauertest mit einer Brücke der Abmessungen 0,9 x 80 mm gezeigt, daß sie auf der kalten Seite eine Temperatur von etwa 55 C und auf der heißen Seite von 200⁰C aufwies. .

Der Wärmetransport durch das Metall ist unmittelbar proportional dem Querschnitt des Leiters; geht dieser von 0,9 mm auf 0,3 mm in der Dicke zurück, dann reduziert sich der Betrag der über die Brücke übertragenen Wärme um 1/3 gegen dem ursprünglichen.

Der Energieverlust kann nach folgender Formel berechnet werden:

Q 1 . F . Δ t

Eine Errechnung hat ergeben, daß bei einer Dicke des rostfreien Stahls von 0,9 mm und einer Brücke einer Abmessung von 80 χ 0,9 mm, sowie einer Differenztemperatur von 150⁰C der Energie verlust bei 3,7 W liegt«, Dies ist weniger als Λ/2% der Eingangsleistung.

Die Heizzonen sollten mit einem elektrischen Heizelement oder einer anderen Wärmequelle verbunden werden. Weiterhin sollten die Heizzonen von den kalten Zonen abisoliert werden, um eine

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Wärmeübertragung durch Strahlung zu vermeiden.

Die Färme wird durch die mittlere Schicht über die ganze Heizzone verteilte Wenn ein Metall-Sandwich benutzt wird, dann halten sich die äußeren Schichten die Balance und zeigen eine gegeneinander wirkende bimetallische Wirkung. Die Heizzone wird sich deshalb linear ausdehnen und eben bleiben. Die Längung wird aufgefangen von der Brücke, die wie ein Gelenk wirkt. Ohne diese Wirkung würde sich, die ganze Ofendeckplatte biegen. Die Vorrichtung arbeitet in der Weise, daß nur die Wärmezonen in bezug auf die Temperatur angehoben oder abgesenkt werden. Die Brücke zwischen den warmen und kalten Zonen wird vorzugsweise wie eine geneigte Ebene ausgebildet.

Es versteht sich, daß es ein wichtiger Teil der Erfindung ist, daß die Brücke aus geschmeidigem Material besteht und stark genug ist, um als Scharnier zu wirken.

Die Wärmemenge, welche über die Brücke übertritt und über die kalte Zone verteilt wird, wird durch die Luft abgegeben.

Falls es notwendig ist, können extra Gräben, wie beispielsweise ein Rahmen rund um den äußeren Rand der Platte vorgesehen werden.

Ebenso kann die Ausführung so gewählt werden, daß die heißen Zonen dreischichtig und der Rest nur zweischichtig ausgebildet

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sind mit Ausnahme der Gräben, die nur eine Schicht aufweisen. Bei dieser Ausführungsform ist die Kühlwirkung in der kalten Zone bessere "

Der Vorteil der Erfindung kann im folgenden so zusammengefaßt werden. Die Vorrichtung ist wasserdicht, kann aus geschmeidigem Material, wie rostfreiem Stahl, hergestellt werden, womit die Heizvorrichtung korrosionsbeständig ist und einen dekorativen Effekt aufweist. Weiterhin besteht die Heizvorrichtung aus einem Stück und kann beispielsweise mit einer Spüle,' einem Spülbrett, einem Arbeitstisch usw. kombiniert werden, wodurch sich Kosten einsparen lassen.

Weiterhin erlaubt die Heizvorrichtung eine bessere Formgestaltung eines Kochplatzes. Die heißen und kalten Zonen können beispielsweise leichter in Quadraten untergebracht werden, von denen einige beheizt und einige kalt sind. Die unterschiedlichen Zonen können eine unterschiedliche Oberflächenbehandlung, wie beispielsweise eine Plattierung mit Chrom, Chromsäurefärben, ein Emaillieren usw. erfahren, wodurch der rostfreie Stahl vor einem Entfärben durch HitzeOxydation geschützt ist.

Der Vorteil der Verwendung einer Mittelschicht aus einem Material guter Wärmeleitfähigkeit besteht in der Wärmeverteilung. Die Wärme wird von den Heizelementen abgenommen. Eine Heizplatte dieser Konstruktion ist deshalb hinsichtlich ungleicher Belastung nicht kritisch. Es ist beispielsweise nicht notwendig, die

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Elemente zu schützen durch die Verwendung gleicher Durchmesser von Heizplatte und Topfen.

Die Erfindung ist nicht beschränkt auf die Verwendung für Herddeckplätten; sie läßt sich genauso einsetzen als Wärmeplatte, als Restauranttablett mit "beheizten Zonen, als elektrischer Ofen, als Fußwärmer und dergl.

Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Teil einer Ofendeckplatte nach der Erfindung mit einer "beheizten Zone,

Fig. 2 eine andere Ausbildung der Platte,

Fig. 3 eine weitere Ausgestaltungsform der Platte nach der Erfindung.

Eine in Fig. 1 dargestellte dreischichtige Ofendeckplatte weist eine mittlere Schicht aus Aluminium oder Kupfer und zwei äußere Schichten 2 und 3 aus rostfreiem Stahl oder einem ähnlichen Material auf. Von diesem Sandwich-Aufbau sind die zwei unteren Schichten 1 und 2 teilweise entfernt zur Ausbildung eines Grabens 4. An dem Mittelbereich 9 sind ein Heizelement 5 und ein Thermostat 6 vorgesehen. Eine Wärmestrahlung wird durch eine Isolation 7 und einen Wärmeschild 8 vermieden.

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Die beheizte Zone 9 ist mit der unbeheizten kalten Zone 10 über eine .Brücke 11 verbunden. Ein Thermostat 12 am äußeren Rand der kalten Zone sorgt für das Verhüten einer Überhitzung.

.bei der Ausführungsform nach Fig. 2 besteht eine der Schichten aus Aluminium oder Kupfer und die andere aus rostfreiem Stahl oder einem in ähnlicher Weise biegsamen Material»

In Fig. 3 besteht die Ofendeckplatte aus einem durchgehend biegsamen Material niedriger Wärmeleitfähigkeit

Patentansprüche:

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Claims (5)

Patentansprüche:

1., Heizvorrichtung mit einer oder einer Anzahl von beheizbaren Einheiten, die miteinander über eine Platte zu einer Einheit verbunden sind, insbesondere eine Ofendeckplatte, dadurch gekennzeichnet, daß die oberste Oberfläche der Platte aus einem durchgehend biegsamen Material besteht, v/elches eine oder mehrere beheizte Zonen zum Kochen oder Heizen aufweist, wobei die Unterseite mit Ausnehmungen oder Gräben (4) versehen ist, welche die heiße oder heißen Zonen (9) umgeben und eine .Breite von 5 bis 100 mm aufweisen, wodurch zwischen den heißen Zonen und den umgebenden kalten Zonen (10) eine Brücke (,11) entsteht, deren Materialdicke in der Größenordnung von 0,1 bis 2,0 mm liegt bei Verwendung eines Materials mit einem Wärmeleitfähig-

keitsfaktor von weniger als 50 k cal/m.h. ⁰C.

2. Heizvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckplatte aus einer Sandwich-Konstruktion mit einer vergleichsweise dünnen Schicht aus einem Material von geringer Wärmeleitfähigkeit, vorzugsweise rostfreiem Stahl, einer dickeren Schicht aus einem Material mit guter Wärmeleitfähigkeit, vorzugsweise Kupfer oder Aluminium in der Mitte, und aus einer dünnen Schicht desselben Materials wie der ganz oben gelegenen Schicht besteht, wobei die zwei zuunterst angeordneten Schichten beim Anbringen der Gräben in deren Bereich entfernt sind (Fig. 1).

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3. Heizvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die unterste Schicht entfernt ist.

4. Heizvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dai3 die Platte aus h.omogenern Material mit niedriger Leitfähigkeit besteht (.Fig. 3).

5. Heizvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aufgeheizten Zonen oberflächenbehandelt sind zur Vermeidung einer Oxydation beim Aufheizen und daß der Oberfläche dekorative Effekte gegeben sind, wie beispielsweise eine Behandlung durch Chroinplattieren, durch chromsaures Färben, durch Aluminisieren und durch Emaillieren.

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