DE29718419U1 - Electric radiant heating - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Strahlungsheizung und insbesondere eine elektrische Strahlungsheizung für die Verwendung in Kontakt mit einer Glas- oder Glaskeramikplatte in einem Kochherd.The present invention relates to an electric radiant heater and in particular to an electric radiant heater for use in contact with a glass or glass-ceramic plate in a cooking stove.
Es sind elektrische Strahlungsheizungen bekannt, die eine schüsselähnliche Auflage, beispielsweise aus Metall, mit einer Basis und einer umgebenden Seitenwand aufweisen, die eine Basisschicht aus mikroporösem thermischem und elektrischem Isoliermaterial aufnimmt. Auf oder neben der Basisschicht ruht mindestens ein elektrisches Widerstandsheizelement beispielsweise in der Form einer Drahtspule, eines Metallbandes oder einer Lampe. Es ist bekannt, eine Umfangswand aus Isoliermaterial in der Heizung in Kontakt mit der umgebenden Seitenwand der schüsselartigen Auflage vorzusehen, wobei eine solche Umfangswand Kontakt mit einer Glas- oder Glaskeramikplatte in einem Kochherd wie beispielsweise einem Herd mit glatter Kochfeldfläche hat. Die Umfangswand muß auch ausreichend gute Wärmeisoliereigenschaften haben, um das Auftreten zu hoher Temperaturen auf der Außenfläche der Seitenwand der schüsselähnlichen Auflage zu verhindern.Electric radiant heaters are known which comprise a bowl-like support, for example of metal, with a base and a surrounding side wall which receives a base layer of microporous thermal and electrical insulating material. At least one electrical resistance heating element, for example in the form of a wire coil, a metal strip or a lamp, rests on or adjacent to the base layer. It is known to provide a peripheral wall of insulating material in the heater in contact with the surrounding side wall of the bowl-like support, such a peripheral wall being in contact with a glass or glass-ceramic plate in a cooking stove such as a stove with a smooth hob surface. The peripheral wall must also have sufficiently good thermal insulating properties to prevent the occurrence of excessive temperatures on the outer surface of the side wall of the bowl-like support.
Es ist bekannt, eine Umfangswand mit einem Ring aus gebundenen Keramikfasermaterialien wie beispielsweise Aluminosilikat-Fasermaterialien vorzusehen. Keramikfaser-Isoliermaterialien werden jedoch immer weniger bevorzugt, und alternative Materialien werden untersucht.It is known to provide a peripheral wall with a ring of bonded ceramic fiber materials such as aluminosilicate fiber materials. However, ceramic fiber insulating materials are becoming less preferred and alternative materials are being investigated.
Eine alternative Vorgehensweise besteht darin, eine Umfangswand aus gebundenem Vermiculit zu bilden. Dies ist zwar wirtschaftlich attraktiv, aber das Material hat den Nachteil, daß es schlechtere Wärmeisoliereigenschaften hat. Wenn es in einer Heizung eingesetzt wird, geeigneterweise in der Form eines diskreten Ringes, dann kann soviel Wärme von den Heizelementen durch das Material geleitet werden, daß die Außenfläche der Seitenwand der metallschüsselähnlichen Auflage unannehmbar heiß wird.An alternative approach is to form a peripheral wall of bonded vermiculite. While this is economically attractive, the material has the disadvantage of having poorer thermal insulating properties. When used in a heater, suitably in the form of a discrete ring, so much heat from the heating elements can be conducted through the material that the outer surface of the side wall of the metal bowl-like support becomes unacceptably hot.
Es wurden geformte Composite aus Vermiculit und anderen Materialien mit besseren WärmeisoliereigenschaftenMolded composites made of vermiculite and other materials with better thermal insulation properties
vorgeschlagen, aber solche Composite sind komplex und unpraktisch in der Herstellung.proposed, but such composites are complex and impractical to manufacture.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diesenIt is an object of the present invention to
Nachteil zu überwinden oder auf ein Minimum zu reduzieren. Die vorliegende Erfindung stellt eine elektrische Strahlungsheizung bereit, umfassend eine schüsselähnliche Auflage mit einer Basis und einer umgebenden Seitenwand, wobei die schüsselähnliche Auflage eine Basisschicht aus mikroporösem thermischem und elektrischem Isoliermaterial aufnimmt, wenigstens ein elektrisches Heizelement, das auf oder neben der Basisschicht gelagert ist, und eine diskrete Umfangswand aus Isoliermaterial, wobei die Umfangswand aus Isoliermaterial gebundenes Vermiculit umfaßt und wobei zwischen der Umfangswand aus Isoliermaterial und der umgebenden Seitenwand der schüsselähnlichen Auflage ein Rand aus mikroporösem thermischem und elektrischem Isoliermaterial vorgesehen ist.The present invention provides an electric radiant heater comprising a bowl-like support having a base and a surrounding side wall, the bowl-like support receiving a base layer of microporous thermal and electrical insulating material, at least one electrical heating element supported on or adjacent the base layer, and a discrete peripheral wall of insulating material, the peripheral wall of insulating material comprising bonded vermiculite, and a rim of microporous thermal and electrical insulating material being provided between the peripheral wall of insulating material and the surrounding side wall of the bowl-like support.
Der Rand aus mikroporösem Isoliermaterial istThe edge made of microporous insulating material is
geeigneterweise aufrechtstehend auf der Basisschicht und in Kontakt mit der umgebenden Seitenwand und der Umfangswand angeordnet und kann einstückig mit der Basisschicht und geeigneterweise durch Formen oder Pressen hergestellt werden.suitably arranged upright on the base layer and in contact with the surrounding side wall and the peripheral wall and may be integral with the base layer and suitably manufactured by moulding or pressing.
Der Rand aus mikroporösem Isoliermaterial kann gestuft oder konisch geformt sein, wobei seine Breite zum oberen Rand der umgebenden Seitenwand der schüsselähnlichen Auflage hin abnimmt.The rim of microporous insulating material may be stepped or conical in shape, with its width decreasing towards the upper edge of the surrounding side wall of the bowl-like support.
Die Umfangswand aus Isoliermaterial hat eineThe peripheral wall made of insulating material has a
angemessen komplementär gestufte oder konische Form für den Kontakt mit dem Rand aus mikroporösem Isoliermaterial. Die Umfangswand aus Isoliermaterial kann auf dersuitably complementary stepped or conical shape for the contact with the edge of microporous insulating material. The peripheral wall of insulating material can be on the
Basisschicht und/oder auf dem Rand aus mikroporösem Isoliermaterial gelagert sein.Base layer and/or edge made of microporous insulation material.
Die Umfangswand aus Isoliermaterial kann eine Wärmeleitfähigkeit haben, die höher ist als die des Randes aus mikroporösem Isoliermaterial.The peripheral wall of insulating material may have a thermal conductivity higher than that of the edge of microporous insulating material.
Die Umfangswand aus Isoliermaterial kann reibungsmäßig in den Rand aus mikroporösem Isoliermaterial eingreifen und kann für diesen Zweck mit einem oder mehreren Vorsprüngen, z.B. einer oder mehreren Rippen, versehen sein. Die Umfangswand aus Isoliermaterial kann als diskreter Ring ausgestaltet sein und nach dem Herstellen der Basisschicht und dem Rand aus mikroporösem Isoliermaterial in der schüsselähnlichen Auflage montiert werden.The peripheral wall of insulating material may frictionally engage the rim of microporous insulating material and may be provided with one or more projections, e.g. one or more ribs, for this purpose. The peripheral wall of insulating material may be designed as a discrete ring and may be mounted in the bowl-like support after the base layer and the rim of microporous insulating material have been formed.
Die Umfangswand aus Isoliermaterial hat geeigneterweise eine Oberfläche, die wenigstens auf gleicher Höhe und vorzugsweise leicht oberhalb der umgebenden Seitenwand der schüsselähnlichen Auflage verläuft. Die Oberfläche der Umfangswand ist auf eine zum Kontaktieren einer Glas- oder Glaskeramikplatte in einem Kochherd geeignete Weise angeordnet.The peripheral wall of insulating material suitably has a surface which is at least level with and preferably slightly above the surrounding side wall of the dish-like support. The surface of the peripheral wall is arranged in a manner suitable for contacting a glass or glass-ceramic plate in a cooking range.
Die schüsselähnliche Auflage kann ein Metall aufweisen.The bowl-like support may contain a metal.
Mit Hilfe der Erfindung kann eine einen Ring aus gebundenem Vermiculit umfassende Umfangswand kostengünstig hergestellt und in einer Heizung eingesetzt werden, während aufgrund der Wirkung des Randes aus mikroporösem Isoliermaterial mit seinen überlegenen Wärmeisoliereigenschaften eine ausreichend niedrige Temperatur der umgebenden Seitenwand der schüsselähnlichen Auflage erhalten bleibt.By means of the invention, a peripheral wall comprising a ring of bound vermiculite can be inexpensively manufactured and used in a heater, while a sufficiently low temperature of the surrounding side wall of the bowl-like support is maintained due to the effect of the edge of microporous insulating material with its superior thermal insulating properties.
Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft unter Bezugnahme auf die Begleitzeichnungen beschrieben. Dabei zeigt:The invention is described below by way of example with reference to the accompanying drawings. In this drawing:
Fig. 1 eine Querschnittsansicht einer Ausgestaltung einer elektrischen Strahlungsheizung gemäß der Erfindung;Fig. 1 is a cross-sectional view of an embodiment of an electric radiant heater according to the invention;
■ Fig. 2 eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausgestaltung einer elektrischen Strahlungsheizung gemäß der Erfindung; und■ Fig. 2 is a cross-sectional view of another embodiment of an electric radiant heater according to the invention; and
Fig. 3 einen Grundriß der elektrischen 5 Strahlungsheizung von Fig. 1 und 2.Fig. 3 is a plan view of the electric radiant heater of Fig. 1 and 2.
Eine elektrische Strahlungsheizung für die Verwendung mit einem Kochherd mit glaskeramischer Kochfeldfläche hatAn electric radiant heater for use with a cooker with a glass-ceramic hob surface has
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eine schüsselähnliche Auflage 1, die mit einer Basis IA und einer umgebenden Seitenwand IB ausgebildet ist. In der Auflage 1 ist eine Basisschicht 2 aus verdichtetem mikroporösem thermischem und elektrischem Isoliermaterial vorgesehen.a bowl-like support 1 formed with a base IA and a surrounding side wall IB. In the support 1, a base layer 2 made of compacted microporous thermal and electrical insulating material is provided.
Der Begriff "mikroporös" wird hierin benutzt, um poröse oder offenporige Materialien zu beschreiben, bei denen die endgültige Größe der Zellen oder Poren geringer ist als der mittlere freie Pfad eines Luftmoleküls bei NTP, d.h. in der Größenordnung von 100 nm oder weniger. Ein Material, das in diesem Sinne mikroporös ist, weist eine äußerst geringe Wärmeübertragung durch Luftleitung auf (das sind Kollisionen zwischen Luftmolekülen). Zu solchen mikroporösen Materialien gehört Aerogel, das ein Gel ist, bei dem die flüssige Phase auf solche Weise durch eine gasförmige Phase ersetzt wurde, daß die Schrumpfung vermieden wird, die auftreten würde, wenn das Gel unmittelbar aus dem flüssigen Zustand getrocknet würde. Eine im wesentlichen identische Struktur kann durch eine 0 kontrollierte Ausfällung aus dem Lösungszustand erhalten werden, wobei Temperatur und pH-Wert während der Ausfällung geregelt werden, um einen offengittrigen Niederschlag zu erhalten. Andere äquivalente pffengittrige Strukturen sind unter anderem pyrogene (abgerauchte) und elektrothermische Typen, bei denen ein beträchtlicher Anteil der Partikel eine endgültige Partikelgröße von weniger als 100 nm hat. Jedes dieser Materialien, beispielsweise auf der Basis von Silika, Aluminiumoxid oder anderen Metalloxiden, kann zur Herstellung einer Zusammensetzung benutzt werden, die wie oben definiert mikroporös ist.The term "microporous" is used herein to describe porous or open-pored materials in which the final size of the cells or pores is less than the mean free path of an air molecule at NTP, i.e., on the order of 100 nm or less. A material that is microporous in this sense has extremely low heat transfer by conduction (i.e., collisions between air molecules). Such microporous materials include aerogel, which is a gel in which the liquid phase has been replaced by a gaseous phase in such a way as to avoid the shrinkage that would occur if the gel were dried directly from the liquid state. A substantially identical structure can be obtained by controlled precipitation from the solution state, with temperature and pH controlled during precipitation to obtain an open-lattice precipitate. Other equivalent pyrogenic lattice structures include pyrogenic (fumed) and electrothermal types, in which a significant proportion of the particles have a final particle size of less than 100 nm. Any of these materials, for example based on silica, alumina or other metal oxides, can be used to produce a composition that is microporous as defined above.
Solche mikroporösen thermischen und elektrischen Isoliermaterialien sind dem Fachmann bekannt und umfassen ein oder mehrere hochdispergierte Metalloxidpulver wie z.B. Silika und/oder Aluminiumoxid, gemischt mit entsprechender Faserverstärkung und einem Trübungsmittel wie z.B.Such microporous thermal and electrical insulating materials are known to those skilled in the art and comprise one or more highly dispersed metal oxide powders such as silica and/or alumina, mixed with appropriate fiber reinforcement and an opacifier such as
Titandioxid. Ein solches Material wird beispielsweise inTitanium dioxide. Such a material is used, for example, in
der GB 1 580 909 beschrieben, wobei eine typische Zusammensetzung wie folgt lautet:GB 1 580 909, where a typical composition is as follows:
Pyrogenes Silika 49 bis 97 Gew.-%Pyrogenic silica 49 to 97 wt.%
Keramikfaserverstärkung 0,5 bis 20 Gew.-%Ceramic fibre reinforcement 0.5 to 20 wt.%
Trübungsmittel (z.B. Titandioxid) 2 bis 50 Gew.-% Aliminiumoxid 0,5 bis 12 Gew.-%Opaque agent (e.g. titanium dioxide) 2 to 50 wt.% Aluminum oxide 0.5 to 12 wt.%
Die Bäsisschicht 2 aus mikroporösem Isoliermaterial wird auf eine solche Weise in die schüsselähnliche Auflage 1 gepreßt, daß ein aufrechtstehender Rand 3 aus dem Material in Kontakt mit der Innenseite der Seitenwand IB der Auflage 1 gebildet wird. Der Rand 3 ist stufenförmig ausgestaltet, wie in Fig. 1 gezeigt, oder konisch, wie in Fig. 2 gezeigt, wobei seine Breite zum oberen Rand der Seitenwand IB der schüsselähnlichen Auflage 1 hin abnimmt.The base layer 2 of microporous insulating material is pressed into the bowl-like support 1 in such a way that an upstanding rim 3 of the material is formed in contact with the inside of the side wall IB of the support 1. The rim 3 is stepped as shown in Fig. 1 or conical as shown in Fig. 2, with its width decreasing towards the upper edge of the side wall IB of the bowl-like support 1.
Eine diskrete ringförmige Umfangswand 4 aus Isoliermaterial ist für den Einbau in die Heizung vorgesehen. Die Umfangswand 4 umfaßt komprimierte abgeblätterte Vermiculitpartikel, die mit Kaliumsilikat gebunden sind.A discrete annular peripheral wall 4 of insulating material is provided for installation in the heater. The peripheral wall 4 comprises compressed exfoliated vermiculite particles bonded with potassium silicate.
0 Die Umfangswand 4 hat eine angemessen gestufte oder konische Form, die zu dem Rand 3 komplementär ist, so daß sie, wenn die Umfangswand 4 in die Heizung eingebaut ist, in die Oberfläche des Randes 3 vorzugsweise reibungsmäßig eingreift. Die Wand 4 ruht demzufolge auf dem Rand 3 und der Oberfläche der Basisschicht 2. Da die Wand 4 aus Vermiculit besteht, hat sie eine höhere Wärmeleitfähigkeit als das mikroporöse Isoliermaterial der Basisschicht 2 und des Randes 3. Bei Bedarf kann die Oberfläche der Wand 4 in Kontakt mit dem Rand 3 mit einem oder mehreren VorSprüngen 0 9, z.B. einer oder mehreren Rippen, versehen sein, um den reibungsmäßigen Eingriff zu verbessern.0 The peripheral wall 4 has a suitably stepped or conical shape complementary to the edge 3 so that, when the peripheral wall 4 is incorporated in the heater, it preferably frictionally engages the surface of the edge 3. The wall 4 thus rests on the edge 3 and the surface of the base layer 2. Since the wall 4 is made of vermiculite, it has a higher thermal conductivity than the microporous insulating material of the base layer 2 and the edge 3. If required, the surface of the wall 4 in contact with the edge 3 can be provided with one or more projections 0 9, e.g. one or more ribs, to improve the frictional engagement.
Ein elektrisches Strahlungsheizelement 5 ruht auf der Basisschicht 2. Das Heizelement 5 kann eine beliebige bekannte Form haben, beispielsweise ein gewelltes Band, eine Draht- oder Bandspule, oder eine Infrarot-Lampe oder Kombinationen davon. Es ist ein Anschlußblock 6 vorgesehen, um das Heizelement an eine SpannungsversorgungAn electrical radiant heating element 5 rests on the base layer 2. The heating element 5 may have any known form, for example a corrugated ribbon, a coil of wire or ribbon, or an infrared lamp or combinations thereof. A connection block 6 is provided to connect the heating element to a power supply
anzuschließen. Eine thermische Abschaltvorrichtung 7 einer bekannten Form verläuft über die Heizung und begrenzt die Betriebstemperatur der Heizung.A thermal cut-off device 7 of a known form runs across the heater and limits the operating temperature of the heater.
Die resultierende Heizung soll in einem Kochherd mit glaskeramischer Kochfeldfläche eingesetzt werden, wobei die Oberfläche 8 der Umfangswand 4 in Kontakt mit der Unterseite der Glaskeramik-Oberseite ist.The resulting heater is intended to be used in a cooker with a glass-ceramic cooking surface, wherein the surface 8 of the peripheral wall 4 is in contact with the underside of the glass-ceramic top.
Während des Betriebs der Heizung muß die Temperatur der Außenseite der Metallseitenwand IB der schüsselähnlichen Auflage 1 annehmbar niedrig bleiben. Dies wird mit dem Rand 3 des mikroporösen Isoliermaterials zwischen der Umfangswand 4 und der Metallseitenwand IB erzielt. Gäbe es diesen Rand nicht, dann würde die Metallseitenwand IB eine weitaus höhere Temperatur erreichen, wenn die Umfangswand 4 aus Vermiculit einen direkten Kontakt mit der Seitenwand IB hätte. Dies liegt an der relativ hohen Wärmeleitfähigkeit des Vermiculitmaterials. Das mikroporöse Isoliermaterial des Randes 3 mit seinen sehr hohen Wärmeisoliereigenschaften gleicht die geringeren Wärmeisoliereigenschaften der Umfangswand 4 aus.During operation of the heater, the temperature of the outside of the metal side wall IB of the bowl-like support 1 must remain acceptably low. This is achieved by the edge 3 of the microporous insulating material between the peripheral wall 4 and the metal side wall IB. If this edge did not exist, the metal side wall IB would reach a much higher temperature if the vermiculite peripheral wall 4 were in direct contact with the side wall IB. This is due to the relatively high thermal conductivity of the vermiculite material. The microporous insulating material of the edge 3 with its very high thermal insulating properties compensates for the lower thermal insulating properties of the peripheral wall 4.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 19980212 |
|
| R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 20001127 |
|
| R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |
Effective date: 20031028 |
|
| R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years |
Effective date: 20051027 |
|
| R071 | Expiry of right |