DE294328C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

PATENTSCHRI

- M 294328 KLASSE 21 h. GRUPPE

Das elektrische Kochen auf den gewöhnlichen Kochherden mit ausschließlich direkt vom Strom geheizten Kochstellen ist bei den heutigen Preisen für Tagesstrom und insbesondere für den zum Kochen des Nachtessens notwendigen Lichtstrom nicht ökonomisch, und darum findet das elektrische Kochen noch wenig Ausbreitung, trotz der vielen Vorzüge, die es an sich bietet. Die Elektrizitätszentralen, namentlich solche, welche mit. Wasserkraft arbeiten, haben nun aber vielfach Doppeltarife eingeführt, indem sie den Strom zu Zeiten geringerer Belastung, namentlich zur Nachtzeit, erheblich billiger abgeben als zu Zeiten ihrer Vollbelastung. Um nun diese Vergünstigung dazu auszunutzen, das elektrische Kochen ökonomischer zu gestalten, handelt es sich darum, einen Kochherd zu finden, der den Strom bei billigerem Tarif zur Erzeugung von Wärme ausnutzen, die so erhaltene Wärme aufspeichern und sie dann in gut regelbarer Menge an die Kochstellen abgeben kann. Damit ein solcher Kochherd aber auch den gewünschten Erfolg erreicht, muß er verschiedene Bedingungen erfüllen:

Er muß einen genügend großen Wärmespeicher besitzen, der nach außen kalorisch gut isoliert ist. Die Überleitung der Wärme vom Wärmespeicher muß durch eine Vorrichtung erfolgen, durch welche die Wärmeleitfähigkeit zwischen dem Wärmespeicher und· der Kochstelle proportional dem momentanen Wärmebedarf und also auch stetig verändert werden kann, d. h. der thermische Widerstand in der kalorischen Verbindung zwischen dem Wärmespeicher und der Kochstelle muß stetig veränderbar sein und auch ganz aufgehoben werden können. Diese Vorrichtung muß aber auch leicht gehandhabt werden können. Ferner muß die Wärmeleitung vom Speicher zum Kochgefäß durch direkte Berührung wärmeleitender Teile erfolgen, und zwar muß die gute Berührung auch bei den erforderlichen großen Temperaturschwankungen nicht beeinflußt werden, und sie muß namentlich auch zwischen einem beliebigen Kochgefäß und der wärmeabgebenden Fläche der Kochstelle bei jedem Wärmebedarf vorhanden sein.

Es sind nun schon elektrische Kochherde mit Wärmespeicher konstruiert worden, welche aber diese Bedingungen nicht alle erfüllen. So ist ein Kochherd bekannt, dessen Wärmespeicher zusammen mit einem Isolationskörper einen Rotationskörper bildet und je nach seiner Stellung eine mehr oder weniger große Fläche seiner Speichermasse mit der Kochstelle in Verbindung hält. Da nun aber die Temperatur, auf die der Speicher gebracht werden kann, aus physikalischen Gründen beschränkt ist, so muß die Masse des Speichers proportional der aufgespeicherten Wärmemenge gewählt werden. Es wird darum der Speicher für Haushaltungskochherde relativ groß und schwer. Ein beweglicher Speicher ist darum an und für sich schwer zu handhaben. Der Speicher ist aber auch den größten Temperaturschwankungen unterworfen, und diese machen sich um so mehr bemerkbar, je größer er ist, so daß eine einwandfreie Lagerung desselben große Schwierigkeiten bietet, weil ein gutes Aufeinanderpassen der wärmeüberleitenden Berührungsflächen oder

ein ungehindertes Bewegen des Speichers in j Frage stellt. j

Ein anderer Kochherd zeigt einen festliegenden Wärmespeicher und zwischen diesem.

und der Nutzungsstelle einen verschiebbaren Wärmeleiter. Dabei kann aber eine direkte Berührung des Kochgefäßes mit dem verschiebbaren Wärmeleiter, der zugleich die Nutzungsstelle bildet, nur in dessen äußerster

ίο Stellung stattfinden. In allen anderen Lagen des Wärmeleiters ist die Wärmeleitung zwischen Speicher und Kochgefäß unterbrochen, indem zwischen Kochgefäß und Wärmeleiter eine Luftschicht von größerer oder kleinerer Dicke gebildet wird. Die Wärmeübertragung muß daher durch Wärmestrahlung sowie durch zirkulierende Luft oder Wärmekonvektion erfolgen. Dies hat aber eine sprungweise und unvorteilhafte-Wärmeleitung zur Folge, und sie ist daher für Kochzwecke nicht empfehlenswert.

Bekannt ist ferner auch ein elektrischer Ofen mit einem nach außen isolierten, als Wärmespeicher dienenden Kern, der mit einem äußeren Mantel, welcher zur Wärmestrahlung dient, durch wärmeleitende Teile in Verbindung steht, wobei die Teile derart verstellbar sind, daß sie mit einer größeren oder kleineren Anzahl wärmeübertragender Stellen am Speicher in Berührung kommen. Diese Konstruktion ist aber für Kochzwecke nicht verwendbar. Sie beschränkt die Wärmeübertragung nicht auf bestimmte Kochstellen, so daß der für Kochzwecke auf hohe Temperatur zu erhitzende, äußere Mantel sehr große Wärmemengen ausstrahlen würde, wodurch ein ökonomisches Kochen unmöglich würde; die Regelung erfolgt überdies auch hier sprungweise, und die hierzu dienende Vorrichtung besitzt eine große Anzahl räumlich divergierend angeordneter und zum Teil weit auseinanderliegender Wärmeleiter, wodurch gleichfalls große Wärmeverluste bedingt werden.

Demgegenüber erfüllt der Kochherd nach vorliegender Erfindung alle obenerwähnten Bedingungen. Er besitzt einen festliegenden Wärmespeicher, der in seiner Größe nicht beschränkt ist. Die Berührung der wärmeleitenden Teile zwischen Speicher und Kochstelle bleibt bei Formveränderungen durch Temperaturschwankungen durchaus aufrechterhalten, die Kochgefäße kommen in innige Berührung mit der wärmeabgebenden Fläche der Kochstelle, und diese Berührung bleibt bei jedem Wärmebedarf aufrechterhalten, und da die Größe der Berührungsflächen der wärmeübertragenden Teile zwischen Speicher und Kochstelle stetig und beliebig verändert werden kann, so kann die Wärme vom Speicher zur Kochstelle in stetig veränderbarer Menge abgeleitet werden. Damit stellt der Kochherd vorliegender Erfindung einen erheblichen technischen Fortschritt dar, um so mehr, als er damit einem eigentlichen Bedürfnis nachkommt, weil er das Kochen mit Elektrizität auf eine Art fördern hilft, welche die wirtschaftliche Verwertung der Elektrizitätszentralen erhöht.

Die Zeichnung stellt verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung dar.

Fig. ι zeigt einen Kochherd mit einem hier aus zwei Teilen e und α bestehenden Wärmespeicher. Der Kern e besteht aus wärmeleitendem Material von großer spezifischer Wärmekapazität, z. B. Gußeisen, und der den Kern seitlich und unten einschließende Mantel α besteht aus Material von großer spezifischer Wärme und beträchtlicher spezifischer Wärmekapazität, z. B. aus einem Gemenge von Serpentin und Eisenerz. Der Kern e besitzt eine Anzahl nach oben vorstehender Ansätze ν mit einer Füllung aus Material, das erhöhte Wärmeleitfähigkeit besitzt, z. B. Kupfer. Diese Ansätze sind zur vertikalen Mittelachse des Wärmespeichers in einem Kreisringausschnitt gleichmäßig verteilt angeordnet, und sie bilden mit einem mit dem AVärmespeicher fest verbundenen Körper y aus starrer Isoliermasse, z. B. Diatomit oder gepreßter Asbestkunststein, einen Zylinder, aus dem sie nach go oben wenig vorragen. Achsial zum Wärmespeicher ist im Körper y ein Fußlager eingebettet, in welches der Lagerzapfen η eingepaßt ist. Dieser Lagerzapfen η trägt die Kochstelle, welche die Form eines Zylinders, von gleichem Durchmesser wie der aus Ansätzen ν und Körper 37 gebildete, hat. Die Kopfplatte c der Kochstelle besteht aus wärmeleitendem Material, und von derselben springen Ansätze c-, nach unten, welche in gleicher Anzahl, in gleichem Kreisringausschnitt verteilt und mit gleichem Querschnitt vorhanden sind wie die Ansätze ν des Wärmespeichers. Der übrige Teil des Kochstellenzylinders besteht aus starrem Isoliermaterial i. Die Kochplatte c und die Ansätze C₁ enthalten vorteilhaft eine Füllung c₂ aus Material mit höherer Wärmeleitfähigkeit. Die Ansätze C₁ ragen unten wenig vor, so daß sie mit den vorstehenden Ansätzen ν in dichten Kontakt kommen können; dabei sind je die äußersten radial gerichteten Kanten an den Enden der im Kreisringausschnitt liegenden Ansätze ν und C₁ abgeschrägt, so daß bei Drehung der Kochstelle in ihrem Zapflager beim Zusammenstoßen von Ansätzen ein sanftes Anheben oder beim Abgleiten ein sanftes Senken der Kochstelle erfolgt. Der Zapfen η hat im Zapflager hierfür entsprechend Spiel.

Die Kochstelle und der zylindrische Kopf des Wärmespeichers sind von einem Ringkörper k aus wärmeisolierendem Material von

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großer Festigkeit umgeben, und dieser Ringkörper sowie der übrige Teil des Wärmespeichers liegen in einer Bettung u von kalorisch vorzüglich isolierendem Material, z. B. Kieselgur, die von einem Mantel I, einer Bodenplatte r und-einer Deckplatten umgeben ist.

Die Kopfplatte c trägt ein Zahnsegment s, in welches ein Zabnkölbchen p eingreift, das auf einer Spindel χ sitzt, welche in einer am

ίο Mantel / befestigten Büchse lagert und mittels eines auf dem aus dem Mantel / vorstehenden Ende sitzenden Handrädchens q gedreht werden kann. Der Ringkörper k ist für das erforderliche Spiel des Zahnsegmentes s und des Zahnkolbens p entsprechend ausgeschnitten.

Da die Kochstelle auf dem Wärmespeicher frei aufliegt, bleibt der innige Kontakt zwischen den Ansätzen ν und C₁ auch bei durch die Temperaturschwankungen herbeigeführten Volumänderungen aufrechterhalten, und dieser Kontakt kann stetig verändert werden durch Drehung der Kochstelle am Handrad q. Die Fig. 1 zeigt den Herd in Ruhestellung, bei der die Ansätze C₁ und ν einander nicht berühren. Zweckmäßig ist dabei die Kochstelle noch durch einen Deckel d aus Wärmeschutzmaterial überdeckt, um die Wärmestrahlung durch die Kochplatte zu verhindern. Ein solcher Deckel ist auch für den Zweck vorteilhaft, um vor dem Aufstellen des Kochgeschirres die Kochplatte auf eine bestimmte Temperatur zu erhitzen, damit das Kochen sofort mit erheblicher Wärme beginnen kann. Die Wärmeerzeugung erfolgt durch ein oder mehrere Heizelemente m, welche zweckmäßig auswechselbar im Teil α des Wärmespeichers eingebettet und mit einem Schalter / elektrisch verbunden sind. Der Schalter f ist vorteilhaft ein sog. Temperaturschalter und mit einem Speicherthermometer I in Verbindung, so daß die Erhitzung des Speichers nach Stromschluß vollständig selbsttätig auf eine bestimmte Temperatur erfolgt, der Herd also, z. B. während der Nacht, eingeschaltet und ohne Aufsicht sich selbst überlassen werden kann.

In den Fig. 2 bis 7, welche weitere. Ausführungsbeispiele der Erfindung darstellen, sind die zum Beispiel nach Fig. 1 analogen Teile mit den gleichen Buchstaben bezeichnet wie in Fig. ι; die Beschreibung beschränkt sich daher auf die Erläuterung derjenigen Teile, in denen sie von der beschriebenen Ausführungsform abweichen.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 hat die Kochstelle c rechteckigen Querschnitt, und ihre Ansätze C₁ sind von prismatischer Form, und dieser entsprechend sind auch die Ansätze ν des Speicherkörpers e gestaltet. Mit Griff q der Zugstange χ kann die Kochstelle über die Ansätze ν des gußeisernen Speicherkörpers e verschoben werden. Die Zeichnung zeigt die Kochstelle in Kochstellung. Die Isolierschichten des Speichers und der Kochstelle sind dabei noch durch eine Luftschicht getrennt, welche die Isolierung noch erhöht. ■■ Wie die Wärmezufuhr vom Wärmespeicher zur Kochstelle zwischen ihrem größten», und ihrem kleinsten Wert willkürlich und stetig verändert werden kann, ist aus dieser Figur besonders deutlich zu erkennen. ■ · ^:

Die Fig. 3 zeigt einen Kochherd mit einer Kochstelle c, die wie diejenige der Fig. 1 gestaltet, aber nicht drehbar ist. Auch der Wärmespeicher ist wie beim Beispiel nach Fig. ι ausgebildet. Zwischen Wärmespeicher ".' und Kochstelle befindet sich ein drehbares Zwischenstück, welches zum Teil aus Isoliermaterial j und zum Teil aus wärmeleitendem Material to besteht. Das letztere bildet sektorartige Körper von der Querschnittsform der Ansätze C₁ und ν und in der gleichen Anzahl und Anordnung wie diese. Die Drehung dieses Zwischenstückes hat darum die gleiche, die Erfindung charakterisierende Wirkung wie die Drehung der Kochstelle in Fig. 1. In der Kochstelle ist noch ein an Schalter h angeschlossenes Heizelement m vorgesehen, so daß also die Kochplatte auch direkt elektrisch beheizt werden kann, wodurch die Verwendbarkeit des Herdes noch erhöht wird; denn es kann unter Umständen dieses direkte Beheizen von Vorteil sein, weil beim Kochen ganz verschiedenartige Beheizung der Gefäße erforderlich ist. ·

Die Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes mit einer unter dem Wärmespeicher angeordneten und als Bratoder Backofen ausgebildeten Kochstelle c mit Ansätzen q, wie beim Beispiel nach Fig. 2. Auch besitzt der Wärmespeichere Ansätzen '■■ wie derjenige in Fig. 2, die aber nach unten springen. Zwischen dem Wärmespeicher und dem Backofen ist der Schieber ay, / an der Zugstange χ mit Griff q geradlinig verschiebbar angeordnet. Die Teile zu sind prismatische Körper aus wärmeleitendem Material, während der diese einschließende Teil ; starres Isoliermaterial ist. Die charakteristische Regulierbarkeit des Wärmestromes vom Wärmespeicher zum Bratofen ist ohne weitere Erklärung zu erkennen. Um gegebenenfalls im Backofen eine kräftige Unterhitze erzeugen zu können, ist in der Bodenplatte des Backofens noch ein direkt heizbares elektrisches Heizelement m vorgesehen. Auf dem Wärmespeicher sind weitere Kochstellen mit Vorrichtungen zur regulierbaren Wärmezufuhr zu denken.

Die Fig. 5 stellt einen Kochherd dar, dessen Kochstelle c wieder festgelagert ist, und welche einen nach unten springenden zapfenartigen

Ansatz C₁ aus wärmeleitendem Material besitzt. In einem Loch des Kernes e des Wärmespeichers ist ein Kolben zv verschiebbar. Dieser hat eine Bohrung, in welche der Zapfen C₁ einpaßt. Der Kolben zu trägt unten eine Zahnstange s, in welche ein Zahnkolben/; eingreift, der auf einer Spindel χ sitzt, welche am Hand¹ rad q gedreht werden kann. Diese Einrichtung gestattet ein Einstellen des Kolbens zv, so

ίο daß dieser den Zapfen C₁ mehr oder weniger umgreift und somit eine Wärmebrücke darstellt, welche der Kochstelle die benötigte Wärme bei entsprechender Einstellung in passendem Mäße zuführt. In der Kochstelle ist noch ein an einen Schalter Ii angeschlossenes Heizelement vorgesehen. Oben ist der Kolben zu abgeschrägt, damit keine sprungweise Veränderung der Wärmezufuhr stattfindet, wenn er so hoch gestellt wird, daß er oben an der Kochplatte anliegt. Eventuell kann auch noch auf der Achse .r ein Sperrad und zu diesem eine ausschaltbare Sperrklinke vorgesehen werden, um die jeweilige Stellung des Kolbens w fixieren zu können.

Die Fig. 6 zeigt einen fahrbaren Kochherd mit festliegender Kochstelle c. Zwischen dieser und dem Wärmespeicher e ist ein kalorischer Drehschieber vorgesehen. Es ist dies ein horizontal gelagerter Zylinder, dessen durch zwei zur Achse parallele Ebenen begrenzter Mittelteil zv aus kalorisch leitendem Material mit einem Kern aus noch besser leitendem Material besteht, während die durch die parallelen Ebenen begrenzten Zylinderabschnitte aus starrem Isoliermaterial j bestehen. Der Drehschieber ruht auf einem Ansatz 7; dcj Wärmespeichers, welcher der Zylinderform des Schiebers entsprechend geformt ist, und auf ihm ruht die Kochstelle c, deren Ansatz C₁ ebenfalls dem Schieber entsprechend geformt ist, so daß eine innige Berührung zwischen Speicher und Schieber und diesem und der Kochplatte stattfindet. Ohne weitere Erklärung ist erkenntlich, wie durch Einstellung des Drehschiebers die Wärmeüberleitung vom Speicher zur Kochstelle stetig verändert oder ganz unterbrochen werden kann. Die Einstellung des Drehschiebers erfolgt vermittels eines Handrades, das an einem vorstehenden Ende der Schieberachse sitzt. Auf der Kochplatte c stehend ist ein Bratapparat dargestellt, in dessen Kochplatte ein direkt speisbares, elektrisches Heizelement m vorgesehen ist. Während man also dem Backapparat mittels des Kochherdes in regelbarer Menge Unterhitze zuführen kann, kann man im Bedarfsfalle darin auch Oberhitze erzeugen.

Fig. 7 zeigt einen Kochherd mit zwei offenen Kochstellen und einem Bratofen. Die beiden offenen Kochstellen werden durch Dreh-. schieber wie in Fig. 6 und der Brat- und Backofen durch einen Flachschieber wie in Fig. 4 mit Wärme vom Speicher gespeist. Außerdem ist in der einen Kochstelle und im Boden des Bratofens noch je ein elektrisches Heizelement vorgesehen, die an Schalter angeschlossen sind. Einer weiteren Erläuterungbedarf darum diese Ausführungsform nicht.

Claims (8)

Patent-Ansprüche:

1. Elektrische Kochvorrichtung mit einem elektrisch beheizbären, nach außen kalorisch gut isolierten, festliegenden Wärmespeicher und mit mindestens einer Kochstelle, auf welche Kochgefäße direkt berührend aufgestellt werden können, und bei welcher die Wärmeübertragung vom Wärmespeicher zu der Kochstelle durch direkte Berührung gut leitender Teile erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Kochstelle oder ein zwischen dieser und dem Wärmespeicher liegender Körper derart verstellt werden kann, daß die Größe der Berührungsflächen kalorisch leitender Teile zwischen Wärmespeicher und Kochstelle oder zwischen Wärmespeicher, Zwischenkörper und Kochstelle stetig von Null bis zu einem Maximum verändert und dadurch der Wärmefluß vom Speicher nach bestimmten Kochstellen nach Belieben geregelt werden kann.

2. Elektrische Kochvorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Berührungsflächen zwischen Wärmespeicher und Kochstelle oder zwischen Wärmespeicher, Zwischenkörper und Kochstelle kalorisch gutleitende und kalorisch isolierende Teile aufweisen und durch die Verstellung der Kochstelle oder des Zwischenkörpers die gutleitenden Teile mehr oder weniger zur Deckung oder ganz außer Berührung gebracht werden können und in letzterem Falle die isolierenden Teile einen Wärmefluß vom Speicher zur Kochstelle unterbinden.

3. Elektrische Kochvorrichtung nach Patentansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die kalorisch gutleitenden Teile der Berührungsflächen vorspringen, so daß jeder isolierende Teil von der gegenüberliegenden Fläche durch eine isolierende Luftschicht getrennt ist.

4. Elektrische Kochvorrichtung nach Patentansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kochstelle ein lose auf dem Wärmespeicher ruhender Rotationskörper ist, welcher durch eine außen an dem Herd steuerbare Vorrichtung in Drehung versetzt werden kann.

5. Elektrische Kochvorrichtung nach Patentansprüchen 1 und 2, dadurch ge-

kennzeichnet, daß der die Kochstelle bildende Körper mittels einer aus der Vorrichtung hervorragenden Zugstange o. dgl. geradlinig verschoben werden kaiin.

6. Elektrische Kochvorrichtung nach Patentansprüchen ι und 2, gekennzeichnet durch einen drehbaren Zwischenkörper, welcher zum Teil aus kalorisch gutleitendem, zum Teil aus kalorisch isolierendem Material besteht.

7. Elektrische Kochvorrichtung nach

Patentansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch einen geradlinig verschiebbaren Zwischenkörper.

8. Elektrische Kochvorrichtung nach Patentanspruch 1, gekennzeichnet durch einen im Wärmespeicher verschiebbaren Kolben aus kalorisch gutleitendem Material, welcher durch seine Verschiebung mehr oder weniger mit einem Ansatz der Kochstelle in Berührung gebracht oder ganz außer Berührung gesetzt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.