DE3922249C1 - Heating plate for electric oven - has heating element covered by IR and light transparent cooking area element, and particle collector - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Heizplatte für einen Elektroherd gemäß dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 2.

Eine solche Heizplatte ist z. B. aus dem Aufsatz von Dylewski "Der moderne Elektroherd" in der Zeitschrift eta, 1987, S. A57-A60 bekannt.

Es sind Heizplatten für Elektroherde bekannt, die einen wannenförmigen Träger, ein im wannenförmigen Träger angeordneten Heizelement in Form einer Widerstandsdraht- Heizwendel, und ein den wannenförmigen Träger abdeckendes Deckelement aus Metall aufweisen. Das Heizelement ist in den wannenförmigen Träger eingegossen. Eine solche seit langem bekannte Heizplatte weist infolge ihres massiven Aufbaus und infolge der zur Anwendung gelangenden Materialien ein träges Aufheiz- sowie Abkühlverhalten auf. Das bedingt einen relativ geringen Wirkungsgrad derartiger Heizplatten.

Um den Wirkungsgrad von Heizplatten für Elektroherde zu verbessern, sind sog. Glaskeramik-Heizplatten bekannt (DE 27 60 339 C2), die einen Träger, einen am Träger vorgesehenen, das Heizelement bildenden Widerstandsdraht sowie ein als Glaskeramikplatte ausgebildetes Kochfeldelement aufweisen. Bei derartigen Heizplatten erreicht das Heizelement Betriebstemperaturen in der Größenordnung um 1000°C, wobei die Zeitkonstante in der Aufheiz- bzw. Abkühlphase einer solchen Glaskeramik-Heizplatte im Vergleich zur zuerst erwähnten Heizplatte mit in einen Träger eingegossenem Heizelement vergleichsweise klein ist, so daß sich ein im Vergleich zur zuerst genannten Heizplatte verbessertes dynamisches Heizverhalten ergibt.

Ein noch besseres, weil noch schnelleres dynamisches Heizverhalten ergibt sich mit Heizplatten, die als sog. Hellstrahler bezeichnet werden (Aufsatz von Dylewski in eta, 1987, insb. S. A57, A58). Derartiges Hellstrahler verzichten auf einen Träger für das Heizelement insofern, als das Heizelement, bei dem es sich bspw. um einen Wolframdraht handeln kann, in einem Quarzrohr angeordnet und gehaltert ist, wobei das Quarzrohr entweder evakuiert oder mit einem geeigneten Gas gefüllt ist. Bei einem derartigen Hellstrahler ist die aufzuheizende Masse demnach äußerst gering, so daß sich ein gutes dynamisches Heizverhalten ergibt. Andererseits ist der das Kochfeldelement in Form bspw. einer Glaskeramikplatte erreichende Infrarotanteil der vom Heizelement abgegebenen Strahlung relativ gering, was als ein Mangel eines solchen Hellstrahlers für Heizzwecke angesehen werden muß. Aus diesem Grunde wurde auch schon vorgeschlagen, eine Heizplatte zu schaffen, bei welcher das Heizelement bspw. im wesentlichen aus Molybdän-Disilizid besteht. Derartige Heizelemente werden bspw. auch bei Hochtemperaturöfen für Industrie- oder Laborzwecke u. dgl. angewandt. Die Betriebstemperaturen solcher Heizelemente können in der Größenordnung um 1600°C liegen. In Verbindung mit infrarotstrahlendurchlässigen Kochfeldelementen wie z. B. Glaskeramikplatten wurde jedoch festgestellt, daß während des Betriebs vom Heizelement Materialpartikel abgelöst werden, die sich auf der dem Heizelement zugewandten Unterseite des Kochfeldelementes niederschlagen. Es gibt sich also auf der dem Heizelement zugewandten Unterseite des Kochfeldelementes eine Schicht aus dem Material des Heizelementes, die mit zunehmender Betriebsdauer einer solchen Heizplatte zu einer Abschwächung der Infrarotdurchlässigkeit des Kochfeldelementes führt. Diese Abnahme der Infrarotdurchlässigkeit des Kochfeldelementes bedingt jedoch eine Reduktion des Wirkungsgrades einer solchen Heizplatte für einen Elektroherd.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Heizplatte der eingangs genannten Art für einen Elektroherd zu schaffen, bei welcher eine unerwünschte Beschichtung der dem Heizelement zugewandten Unterseite des Kochfeldelementes mit Materialpartikeln des Heizelementes auf einfache Weise mindestens größtenteils verhindert wird, so daß die gute Infrarotdurchlässigkeit des Kochfeldelementes auch nach einer langen Betriebszeit der Heizplatte erhalten bleibt, wobei gleichzeitig das gute dynamische Verhalten einer derartigen Heizplatte uneingeschränkt ausnutzbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß jeweils durch die in den kennzeichnenden Teilen der Patentansprüche 1 und 2 angegebenen Merkmale gelöst.

Durch die Anordnung des/jedes Heizelementes in einem Gleichspannungs-Hochspannungsfeld gemäß Patentanspruch 1 werden die von dem/jedem Heizelement insbes. während seines Betriebs abgegebenen Materialpartikels in diesem elektrischen Hochspannungsfeld infolge ihrer elektrischen Eigenladung zur Sammeleinrichtung hin beschleunigt und an der Sammeleinrichtung gesammelt. Die von dem/jedem Heizelement abgegebenen Materialpartikel werden also daran gehindert, sich auf der dem/jedem Heizelement zugewandten Unterseite des Kochfeldelementes niederzuschlagen, so daß die Infrarotstrahlen- und Lichtdurchlässigkeit des Kochfeldelementes auch nach einer langen Benutzungsdauer der Heizplatte aufrechterhalten bleibt. Zu diesem Zweck ist es selbstverständlich erforderlich, die Sammeleinrichtung mit dem richtigen Ausgangsanschluß, d. h. mit dem Ausgangsanschluß der richtigen Polarität zu kontaktieren.

Bei der Ausbildung der Heizplatte nach Patentanspruch 2 ist das/jedes Heizelement also nicht im elektrischen Gleichspannungsfeld zwischen zwei felderzeugenden Elementen angeordnet, von denen eines durch die Sammeleinrichtung bestimmt ist, sondern das/jedes Heizelement bildet selbst das eine der felderzeugenden Elemente, und die Sammeleinrichtung für die von dem/jedem Heizelement abgegebenen Materialpartikel bildet das zweite felderzeugende Element. Durch eine solche Ausbildung befindet sich das/jedes Heizelement auf dem einen elektrostatischen Potential und die Sammeleinrichtung auf dem entgegengesetzten elektrostatischem Potential, so daß in jedem Fall sichergestellt ist, daß die von dem/jedem Heizelement abgegebenen Materialpartikel sich auf dem elektrostatischen Potential des entsprechenden Heizelementes befindet, von dem sie abgegeben werden, so daß diese Materialpartikel zuverlässig zur Sammeleinrichtung hin beschleunigt und somit vom Kochfeldelement sicher ferngehalten werden. Um die Sammeleinrichtung mit der Gleichspannungs-Hochspannungsquelle elektrisch leitend kontaktieren zu können, ist es selbstverständlich erforderlich, daß die Sammeleinrichtung entweder aus einem elektrisch leitenden Material besteht oder zumindest ein elektrisch leitendes Material aufweist.

Bei der erfindungsgemäßen Heizplatte kann die Sammeleinrichtung mindestens ein Gitter aufweisen, welches das/jedes Heizelement in einem Abstand mindestens teilweise umgibt. Dieses Gitter kann ein Metallgitter sein. Das/jedes Gitter kann rohrförmig ausgebildet sein.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß die Sammeleinrichtung mindestens ein Plattenelement aufweist. Das/jedes Plattenelement kann seitlich neben dem zugehörigen Heizelement vorgesehen sein. Bei einer solchen Anordnung des/jedes Plattenelementes ergibt sich der Vorteil, daß die Sammeleinrichtung die Infrarot- und Lichtstrahlung von dem/jedem Heizelement zum Kochfeldelement nicht beeinträchtigt. Dieser Vorteil wird auch erzielt, wenn das/jedes Plattenelement der Sammeleinrichtung auf der vom Kochfeldelement abgewandten Seite des/jedes Heizelements vorgesehen ist.

Das/jedes Heizelement kann an einem Träger gehaltert sein, der die Sammeleinrichtung bildet. Der Träger für das Heizelement kann hierbei aus Metall bestehen. In diesem Fall ist es erforderlich, das Heizelement gegen den Träger elektrisch zu isolieren, um durch den Träger einen Kurzschluß des Heizelement es zu verhindern. Bei einer solchen Ausbildung ist die zwischen dem Heizelement und dem Träger aus Metall gegebene elektrische Kapazität insbes. durch die Dielektrizitätskonstante der zwischen dem Heizelement und dem Träger befindlichen Luft gegeben. Daraus folgt jedoch, daß die Kapazität zwischen dem Heizelement und dem Träger relativ gering ist. Da - wie allgemein bekannt ist - die elektrische Ladung dem Produkt aus Kapazität und an der Kapazität anliegender Spannung proportional ist, ergibt eine kleine Kapazität bei einer bestimmten elektrischen Spannung eine kleine elektrische Ladung. Einer kleinen elektrischen Ladung entspricht jedoch ein kleiner elektrischer Strom, so daß bei einer hohen elektrischen Spannung ein großer Strombegrenzungswiderstand erforderlich ist, um den kleinen elektrischen Strom zu gewährleisten. Solche Hochohm-Widerstände stehen problemlos zur Verfügung.

Um die Isolierung zwischen dem Heizelement und dem Träger zu vereinfachen, kann der Träger für das Heizelement aus einem elektrisch isolierenden Material bestehen und mit einer Metallisierung versehen sein, die mit dem ersten Ausgangsanschluß der Gleichspannungs-Hochspannungsquelle kontaktiert ist. Diese Metallisierung kann auf der dem Heizelement zugewandten Oberseite des Trägers oder auf der vom Heizelement abgewandten Unterseite des Trägers vorgesehen sein.

Wie bereits erwähnt worden ist, ist in der zwischen dem ersten Ausgangsanschluß der Gleichspannungs-Hochspannungsquelle und dem Träger vorgesehenen Anschlußleitung vorzugsweise ein Strombegrenzungswiderstand vorgesehen. Die Größe des Strombegrenzungswiderstandes ist zur Größe der Gleichspannungs-Hochspannung direkt und zur elektrischen Kapazität zwischen dem Heizelement und dem Träger umgekehrt proportional.

Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn das/jedes Heizelement aus einem gesinterten Cermet-Werkstoff besteht, der im wesentlichen aus Molybdän-Disilizid und keramischen Komponenten zusammengesetzt ist. Ein solcher Cermet-Werkstoff ist bspw. im Firmenprospekt KANTHAL FURNACE PRODUCTS "KANTHAL SUPER HANDBUCH; Elektrische Heizelemente", 1985 beschrieben. Derartige Heizelemente sind bis zu Betriebstemperaturen im Bereich um 1600°C betreibbar, wobei sich bei einer ein solches Heizelement verwendenden Heizplatte der Vorteil ergibt, daß das Heizelement und somit die Heizplatte sehr schnell aufheizbar und dementsprechend sehr schnell wieder abkühlbar ist.

Das/jedes Heizelement der zuletzt genannten Art weist vorzugsweise eine Schutzschicht aus Quarzglas auf. Dadurch wird erreicht, daß das Heizelement bei den hohen Anwendungs- bzw. Betriebstemperaturen an Luft eine gute Beständigkeit, d. h. Dauerstandsfestigkeit, aufweist.

Eine einfache Ausbildung der Heizplatte ergibt sich, wenn das/jedes Heizelement und die Gleichspannungs- Hochspannungsquelle an dieselbe Netzspannung anschließbar sind. Das ist möglich, wenn das Heizelement und die Gleichspannungs-Hochspannungsquelle entsprechend dimensioniert sind. Bei der Netzspannung kann es sich bspw. um eine Spannung von 220 Volt, 50 Hz oder um eine beliebige andere genormte Netzspannung handeln.

Die Gleichspannungs-Hochspannungsquelle kann einen primärseitig an Netzspannung anschließbaren Übersetzungstransformator aufweisen, dessen Hochspannungs-Sekundärseite eine Gleichrichterschaltung aufweist. Mit Hilfe der Gleichrichterschaltung kann eine Einweggleichrichtung oder eine Zweiweggleichrichtung durchgeführt werden. Anstelle einer Gleichspannungs-Hochspannungsquelle der zuletzt beschriebenen Art ist es auch möglich, daß die Gleichspannungs- Hochspannungsquelle einen primärseitig an Netzspannung anschließbaren Transformator mit einem Übersetzungsverhältnis von mindestens annähernd 1 : 1 aufweist, dessen Sekundärseite eine Spannungsvervielfachungs-Kaskadenschaltung aus Gleichrichtern und elektrischen Kondensatoren aufweist. Eine solche Spannungsvervielfachungs-Kaskadenschaltung ist an sich bekannt, so daß es sich erübrigt, hierauf detailliert einzugehen.

Eine andere Möglichkeit der Gleichspannungs- Hochspannungserzeugung besteht darin, daß die Gleichspannungs- Hochspannungsquelle einen primärseitig an Netzspannung anschließbaren Transformator aufweist, dessen Sekundärseite über eine Oszillator und ein Triac an die Primärseite eines zweiten Transformators angeschlossen ist, dessen Sekundärseite mit einer Gleichrichtereinrichtung verbunden ist. Hierbei kann zwischen der Sekundärseite des ersten Transformators und dem Oszillator, bei dem es sich um ein sog. Timer-IC handeln kann, eine Gleichrichtereinrichtung vorgesehen sein.

Die Gleichspannungs-Hochspannungsquelle kann entsprechend einer weiteren Ausbildung der Heizplatte eine piezokeramische Einrichtung mit einem Eingang und einem Ausgang aufweisen, wobei der Eingang an Netzspannung anschließbar und der Ausgang mit einer Gleichrichtereinrichtung verbunden sein kann.

Gleichspannungs-Hochspannungsquellen der oben beschriebenen Art sind an sich bekannt, so daß es sich erübrigt, hierauf detailliert einzugehen. Es ist auch möglich, die Gleichspannungs-Hochspannung mittels einer anderen an sich bekannten Gleichspannungs-Hochspannungsquelle zu erzeugen. Unabhängig von der zur Anwendung gelangenden Gleichspannungs- Hochspannungsquelle ergibt sich erfindungsgemäß der ganz entscheidende Vorteil, daß ein Beschlagen der dem Heizelement zugewandten Unterseite des Kochfeldelementes mit Materialpartikeln des Heizelements durch das zwischen dem Heizelement und dem zum Heizelement zugehörigen Träger anliegende Gleichspannungs-Hochspannungsfeld verhindert wird, so daß die Infrarotstrahlendurchlässigkeit des Kochfeldelementes auch nach einer langen Betriebsdauer bzw. Standzeit der Heizplatte aufrechterhalten bleibt.

Dem Kochfeldelement können mehrere Heizelemente und zugehörige Träger zugeordnet sein. In diesem Fall ist es möglich, mit einer einzigen gemeinsamen Gleichspannungs-Hochspannungsquelle zwischen jedem Heizelement und dem zugehörigen Träger ein geeignetes Gleichspannungs-Hochspannungsfeld zu erzeugen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Heizplatte und durch ein abschnittsweise gezeichneten Kochfeldelement, wobei die elektrische Versorgung der Heizplatte schematisch darstellt ist,

Fig. 2 eine Ansicht einer Heizplatte von oben, wobei das Kochfeldelement von der Heizplatte entfernt ist,

Fig. 3 eine schematische Schaltungsdarstellung eines Kochfeldelementes mit drei Heizplatten,

Fig. 4 eine der Fig. 1 entsprechende Schnittdarstellung durch eine zweite Ausführungsform der Heizplatte,

Fig. 5 einen Schnitt durch ein Heizelement in einem größeren Maßstab,

Fig. 6 eine Ausführungsform der Gleichspannungs- Hochspannungsquelle mit einer an die Gleichspannungs- Hochspannungsquelle angeschlossen, schematisch dargestellten Heizplatte,

Fig. 7 eine zweite Ausführungsform der Gleichspannungs- Hochspannungsquelle, an die eine schematisch gezeichnete Heizplatte angeschlossen ist,

Fig. 8 eine dritte Ausführungsform der Gleichspannungs- Hochspannungsquelle, an welche eine schematisch gezeichnete Heizplatte angeschlossen ist,

Fig. 9 eine vierte Ausführungsform der Gleichspannungs- Hochspannungsquelle, an die eine schematisch angedeutete Heizplatte angeschlossen ist.

Fig. 10 eine schematische Darstellung der Heizplatte, wobei das Heizelement in einem elektrostatischen Hochspannungs- Gleichspannungsfeld angeordnet ist,

Fig. 11 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung mit einer als Gitter ausgebildeten Sammeleinrichtung, die das Heizelement umgibt, und

Fig. 12 eine der Fig. 2 ähnliche Darstellung mit einer durch Plattenelemente gebildeten Sammeleinrichtung.

Fig. 1 zeigt eine Heizplatte 10 für einen Elektroherd mit einem abschnittsweise gezeichneten Kochfeldelement 12, das infrarotstrahlendurchlässig und bspw. Glaskeramikplatte ausgebildet ist. Auf der Unterseite des Kochfeldelementes 12 ist mindestens ein als Sammeleinrichtung 13 wirkender Träger vorgesehen, der wannenförmig ausgebildet und zur Halterung eines hochtemperaturbeständigen Heizelements 16 vorgesehen ist. Bei dem Heizelement 16 handelt es sich bspw. um ein Heizelement aus einem gesinterten Cermet-Werkstoff, der im wesentlichen aus Molybdän-Disilizid und keramischen Komponenten zusammengesetzt ist. Selbstverständlich kann auch jedes andere geeignete Material für das/jedes Heizelement 16 zur Anwendung kommen. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß das Heizelement 16 mäanderförmig hin- und hergebogen ist und mindestens annähernd eine gemeinsame Ebene aufspannt. Die beiden Endabschnitte 18 des/jedes Heizelementes 16 sind durch die Seitenwand 20 des Trägers elektrisch isoliert durchgeführt. Zu diesem Zweck sind elektrisch isolierende Durchführungselemente 22 vorgesehen, wenn der Träger aus Metall besteht. Besteht der Träger jedoch aus einem elektrisch isolierenden Material, so kann auf derartige Durchführungselemente 22 verzichtet werden.

Jeder der beiden Endabschnitte 18 des/jedes Heizelementes 16 weist ein Anschlußelement 24 auf, bei dem es sich um eine Anschlußkappe, Anschlußschelle o. dgl. handeln kann.

Wie aus Fig. 2 deutlich ersichtlich ist, ist die vom Boden 26 des Trägers am Rand wegstehende Seitenwand 20 kreisförmig ausgebildet. Das hin- und herverlaufende Heizelement 16 weist einen an die Grundflächengestalt des Trägers angepaßte Form auf. Stützelemente 28 dienen dazu, eine ungewollte bzw. unzulässige Durchbiegung des entsprechenden Heizelementes 16 zu verhindern. Zu diesem Zweck sind die Stützelemente 28 mindestens zwischen dem Boden 24 des Trägers und dem entsprechenden Heizelement 16 vorgesehen. Es ist jedoch - wie aus Fig. 1 ersichtlich ist - auch möglich, die Stützelemente 28 derart auszubilden, daß auch das Kochfeldelement 12 gegen den Boden 26 des/jedes Trägers abgestützt wird.

Um eine Wanderung von Materialpartikeln des Heizelementes 16 während des Betriebes des Heizelementes 16 von diesem zur dem Heizelement 16 zugewandten Unterseite 30 des Kochfeldelementes 12 zu verhindern, die zu einem Niederschlag der Materialpartikel an der Unterseite 30 des Kochfeldelementes 12 und somit zu einer Reduktion der Infrarotdurchlässigkeit des Kochfeldelementes 12 führen würde, ist eine Gleichspannungs- Hochspannungsquelle 32 vorgesehen, die Eingangsanschlüsse 34 und Ausgangsanschlüsse 36 und 38 aufweist. Die Eingangsanschlüsse 34 sind mit einem Spannungsnetz UN verbunden. Der Ausgangsanschluß 36 der Hochspannungsquelle 32 ist mittels einer Anschlußleitung 40 mit dem Träger elektrisch leitend kontaktiert, wobei in die Anschlußleitung 40 ein elektrischer Strombegrenzungswiderstand 42 eingeschaltet ist. Der zweite Ausgangsanschluß 38 der Gleichspannungs- Hochspannungsquelle 32 ist mit dem Heizelement 16 bzw. mit einem seiner beiden Anschlußelemente 24 elektrisch leitend kontaktiert. Das Heizelement 16 wird aus dem Spannungsnetz UN mit elektrischer Energie versorgt, was durch mit den beiden Anschlußelementen 24 elektrisch leitend kontaktierte Anschlußleitungen 44 realisiert ist. Um das/jedes Heizelement 16 wunchgemäß mit elektrischem Strom aus dem Spannungsnetz UN zu versorgen bzw. diese Stromversorgung wunschgemäß unterbrechen zu können, ist jedes Heizelement 16, von denen in Fig. 1 nur eines schematisch dargestellt ist, mit einer (nicht gezeichneten) Schalteinrichtung versehen, die in wenigstens einer der beiden Anschlußleitungen 44 des entsprechenden Heizelementes 16 vorgesehen ist.

Fig. 3 zeigt ein abschnittsweise gezeichnetes infrarotstrahlendurchlässiges Kochfeldelement 12 einer Heizplatte 10 für einen Elektroherd, wobei unter dem Kochfeldelement 12, bei dem es sich um eine Glaskeramikplatte handeln kann, drei Heizelemente 16 schematisch dargestellt sind. Jedes der Heizelemente 16 ist an einem zugehörigen Träger gehaltert. Bei einer solchen Heizplatte 10 mit mehr als einem Heizelement 16 dient die Gleichspannungs-Hochspannungsquelle 32 zur gemeinsamen Hochspannungsversorgung zwischen jedem Heizelement 16 und dem zugehörigen Träger. Zu diesem Zweck ist der eine Ausgangsanschluß 36 der Hochspannungsquelle 32 über die jeweils zugehörigen Strombegrenzungswiderstände 42 mit dem entsprechenden Träger und der zweite Ausgangsanschluß 38 der Gleichspannungs-Hochspannungsquelle 32 jeweils mit einem Heizelement 16 bzw. einem Anschlußelement 24 des entsprechenden Heizelements 16 verbunden, so daß sich zwischen der Gleichspannungs-Hochspannungsquelle 32 und den Heizelementen 16 und den zugehörigen Trägern eine Parallelschaltung ergibt.

Die Gleichspannungs-Hochspannungsquelle 32 weist zwei Eingangsanschlüsse 34 auf, die mit dem Spannungsnetz UN elektrisch leitend verbunden sind. Eine Schalteinrichtung 46 dient zum Ein- und Ausschalten der Spannungs- bzw. Stromversorgung der Gleichspannungs-Hochspannungsquelle aus dem Spannungsnetz UN.

Jedes Heizelement 16 ist mittels zweier Anschlußleitungen 44 mit dem Spannungsnetz UN verbunden, wobei Schalteinrichtungen 48 dazu vorgesehen sind, die einzelnen Heizelemente 16 voneinander unabhängig mit Strom zu versorgen, um das eine oder andere der Heizelemente 16 zum Glühen und damit zur Abgabe einer Infrarotstrahlung anzuregen. Die Schalteinrichtung 46 zur Stromversorgung der Gleichspannungs-Hochspannungsquelle 32 ist mit den einzelnen Schalteinrichtungen 48 zur Stromversorgung der einzelnen Heizelemente 16 derart gekoppelt, daß ein Einschalten mindestens einer Schalteinrichtung automatisch zu einem Einschalten der Schalteinrichtung 46 führt, wodurch die Gleichspannungs-Hochspannungsquelle 32 aktiviert wird, so daß zwischen dem/jedem Heizelement 16 und dem zugehörigen Träger ein Gleichspannungs-Hochspannungsfeld anliegt, durch das Materialpartikel, die sich vom glühenden Heizelement 16 entfernen, daran gehindert werden, zur Unterseite 30 des Kochfeldelementes 12 zu gelangen, um sich dort abzulagern und die Infrarotdurchlässigkeit des Kochfeldelementes 12 zu reduzieren, vielmehr werden die aus dem entsprechenden Heizelement 16 austretenden Materialpartikeln durch das anliegende Gleichspannungs-Hochspannungsfeld zum zugehörigen Träger beschleunigt, um sich dort niederzuschlagen. Auf diese Weise wird die Infrarotdurchlässigkeit des Kochfeldelementes 12 aufrechterhalten, was in einem gleichbleibend guten Wirkungsgrad einer solchen Heizplatte 10 resultiert.

In Verbindung mit Fig. 1 wurde oben erwähnt, daß der Träger aus Metall bestehen kann. Es ist jedoch auch möglich, den Träger aus einem elektrisch isolierenden Material auszubilden, was in Fig. 4 schematisch angedeutet ist. Ein derartiger Träger 14 aus elektrisch isolierendem Material wird am Boden 26 mit einer Metallisierung 50 versehen, bei der es sich um eine lötfähige Dickschichtmetallisierung handeln kann. Bei einem derartigen Träger sind Durchführungselemente 22 (sh. Fig. 1 und 2) zur Durchführung der Endabschnitte 18 des Heizelementes 16 durch die Seitenwand 20 des Trägers entbehrlich. Mit der Bezugsziffer 28 sind auch in Fig. 4 Stützelemente zur Abstützung des Heizelementes 16 bezeichnet, wobei die Stützelemente 28 zwischen dem Boden 26 des Trägers und dem bspw. hin- und herverlaufend ausgebildeten Heizelement 16 angeordnet sind. An den Endabschnitten 18 des Heizelementes 16 sind auch in dieser Figur Anschlußelemente 24 angedeutet. Mit der Metallisierung 50 des Trägers ist ein Strombegrenzungswiderstand 42 elektrisch leitend verbunden. Die Anschlußschaltung des Heizelementes 16 und des Strombegrenzungswiderstandes 42 gemäß Fig. 4 entspricht der in Fig. 1 bzw. der in Fig. 3 gezeichneten Versorgungsschaltung für die Gleichspannungs-Hochspannung und für die Heizelement-Betriebsspannung.

Fig. 5 zeigt in einem im Vergleich zu den Fig. 1 bis 4 größeren Maßstab einen Querschnitt durch ein Heizelement 16, das bspw. aus einem gesinterten Cermet-Werkstoff 52 besteht, der im wesentlichen aus Molybdän-Disilizid und keramischen Komponenten zusammengesetzt sein kann. Das Heizelement 16 kann auch aus einem anderen geeigneten Werkstoff bestehen. Eine Schutzschicht 54 kann das/jedes Heizelement 26 bedecken, wobei es sich bei dieser Schutzschicht 54 bspw. um ein Quarzglas handeln kann.

Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform der Gleichspannungs-Hochspannungsquelle 32, die als Block dargestellt ist. Die Hochspannungsquelle 32 weist zwei Eingangsanschlüsse 34 auf, die an Netzspannung UN anschließbar sind. Außerdem weist die Gleichspannungs- Hochspannungsquelle 32 zwei Ausgangsanschlüsse 36 und 38 auf, wobei die Eingangsanschlüsse 34 mit der Primärseite 56 eines Übersetzungstransformators 58 verbunden sind. Die Sekundärseite 60 des Übersetzungstransformators 58 ist mit einem als Kondensator angedeuteten Siebglied 62 und einer Gleichrichtereinrichtung 64 zusammengeschaltet. Dadurch ist eine Einweg- oder Zweiweggleichrichtung der sekundärseitig hochtransformierten Wechselspannung möglich, so daß an den Ausgangsanschlüssen 36 und 38 der Gleichspannungs- Hochspannungsquelle 32 eine gewisse Welligkeit aufweisende Gleichspannung ansteht. Der erste Ausgangsanschluß 36 ist über einen Strombegrenzungswiderstand 42 mit dem Träger für das Heizelement 16 elektrisch leitend verbunden. Das Heizelement 16 ist mit dem zweiten Ausgangsanschluß 38 der Hochspannungsquelle 32 elektrisch leitend kontaktiert. Dadurch wird zwischen dem Heizelement 16 und dem Träger, die gegeneinander elektrisch isoliert sind, ein der Gleichspannungs-Hochspannung entsprechendes elektrisches Feld aufgebaut, durch das die im Betrieb des Heizelements 16 vom Heizelement 16 abwandernden Materialpartikel zum Träger hin beschleunigt werden. Das Heizelement 16 wird mittels der Anschlußleitungen 44 mit der Netzspannung UN versorgt, wenn ein (nicht gezeichneter) Schalter betätigt wird.

In Fig. 7 ist eine Gleichspannungs-Hochspannungsquelle 32 in einer Blockdarstellung schematisch angedeutet, die einen Transformator 66 mit einem Übersetzungsverhältnis aufweist, das mindestens annähernd bei 1 : 1 liegt. Die Primärseite 68 des Transformators 66 ist auch hier mit Netzspannung UN versorgbar, die Sekundärseite 70 des Transformators 66 ist mit einer Spannungsvervielfachungs-Kaskadenschaltung 72 verbunden, die in an sich bekannter Weise Gleichrichter und elektrische Kondensatoren aufweisen. Im übrigen entspricht die Schaltung gem. Fig. 7 der in Fig. 6 gezeichneten Schaltung, so daß es sich erübrigt, die übrigen Einzelteile, die in Fig. 7 mit denselben Bezugsziffern bezeichnet sind, wie in Fig. 6, noch einmal detailliert zu beschreiben.

Fig. 8 zeigt in einer Blockdarstellung eine dritte Ausbildung der Gleichspannungs-Hochspannungsquelle 32 mit ihren beiden Eingangsanschlüssen 34 und den beiden Ausgangsanschlüssen 36 und 38, die mit dem Träger bzw. mit dem Heizelement 16 elektrisch leitend kontaktiert sind. Die Hochspannungsquelle 32 weist einen ersten Transformator 76 mit einer Primärseite 78 und einer Sekundärseite 80 auf, wobei die Primärseite 78 mit den Eingangsanschlüssen 34 verbindbar bzw. verbunden ist. Die Sekundärseite 80 ist mit einem Oszillator 82 und einem Triac 84 und gegebenenfalls mit einer Gleichrichtereinrichtung 86 mit der Primärseite 88 eines zweiten Transformators 90 verbunden. Die Sekundärseite 92 des zweiten Transformators 90 ist mit einer Gleichrichtereinrichtung 94 verbunden, die mit den Ausgangsanschlüssen 36 und 38 der Gleichspannungs- Hochspannungsquelle 32 kontaktiert ist. Im übrigen entspricht die Schaltung gem. Fig. 8 den Schaltungen entsprechend den Fig. 6 und 7, so daß es sich erübrigt, alle weiteren Einzelteile, die in Fig. 8 mit denselben Bezugsziffern bezeichnet sind wie in den Fig. 6 und 7, noch einmal detailliert zu beschreiben.

Fig. 9 zeigt eine Ausbildung der Gleichspannungs- Hochspannungsquelle 32, die eine piezokeramische Einrichtung 96 mit einem Eingang 98 und einen Ausgang 100 aufweist. Der Eingang 98 ist an Netzspannung UN anschließbar. Der Ausgang 100 ist mit einer Gleichrichtereinrichtung 102 verbunden. Die übrigen in Fig. 9 gezeichneten Einzelheiten entsprechen den in den Fig. 6 bis 8 schematisch gezeichneten Einzelheiten und sind mit denselben Bezugsziffern bezeichnet wie in den Fig. 6 bis 8.

Fig. 10 zeigt eine Heizplatte 10 mit einem abschnittsweise gezeichneten Kochfeldelement 12, einem Heizelement 16, einer Sammeleinrichtung 13 für vom Heizelement 16 abgegebene Materialpartikel, und mit einer Gleichspannungs- Hochspannungsquelle 32. Das Heizelement 16 ist in einem Abstand vom Kochfeldelement 12 angeordnet und mittels Anschlußleitung 44 mit einem Spannungsnetz UN verbunden. In der einen und/oder anderen Anschlußleitung 44 kann eine (nicht gezeichnete) Schalteinrichtung vorgesehen sein. Auf der vom Kochfeldelement 12 abgewandten Seite des Heizelementes 16 ist in einem Abstand vom Heizelement 16 die Sammeleinrichtung 13 angeordnet, wobei die Sammeleinrichtung 13 bspw. ein Plattenelement 104 aufweist. Das Plattenelement 104 besteht aus elektrisch leitendem Material bzw. es weist ein elektrisch leitendes Material auf, wobei das elektrisch leitende Material über einen Strombegrenzungswiderstand 42 mit dem einen Ausgangsanschluß 36 der Gleichspannungs-Hochspannungsquelle 32 elektrisch leitend verbunden ist. Zu diesem Zweck ist die Anschlußleitung 40 vorgesehen, in die der Strombegrenzungswiderstand 42 eingeschaltet ist. Der zweite Ausgangsanschluß 38 der Hochspannungsquelle 32, der ein zum Potential des ersten Ausgangsanschlusses 36 entgegengesetztes Potential aufweist, ist mit einem zweiten Felderzeugungselement 106 kontaktiert, während das Plattenelement 104 das zweite Felderzeugungselement bildet. Zwischen dem Plattenelement 104 und dem Felderzeugungselement 106 ergibt sich im Betrieb der Gleichspannungs-Hochspannungsquelle 32 ein elektrostatisches Feld, das durch die Feldlinien 108 schematisch angedeutet ist. In diesem Feld ist das/jedes Heizelement 16 angeordnet. Während des Betriebs des/jedes Heizelements 16 aus dem entsprechenden Heizelement 16 austretende Materialpartikel werden im durch die Linien 108 angedeuteten elektrischen Gleichspannungsfeld zum Plattenelement 104 der Sammeleinrichtung 13 hin beschleunigt und am Plattenelement 104 gesammelt. Die aus dem/jedem Heizelement 16 während des Betriebes austretenden Materialpartikel werden also durch das elektrische Gleichspannungsfeld daran gehindert, sich an der dem Heizelement 16 zugewandten Unterseite 30 des Kochfeldelementes 12 niederzuschlagen.

Eine andere Ausbildung der Sammeleinrichtung 13 ist in Fig. 11 gezeichnet. Bei dieser Ausbildung der Heizplatte 10 ist die Sammeleinrichtung 13 ein Gitter 110, das das Heizelement 16 in einem Abstand rohrförmig umgibt. Das Gitter 110 kann aus einem Metalldraht bestehen. Anstelle eines Gitters 110 kann selbstverständlich auch eine Wendel bspw. aus Drahtmaterial verwendet werden, die das zugehörige Heizelement 16 in einem Abstand umgibt. Bei der in Fig. 11 gezeichneten Ausbildung ist das Gitter 110 mittels der Anschlußleitung 40, in die ein Strombegrenzungswiderstand 42 eingeschaltet ist, mit dem einen Ausgangsanschluß 36 der Gleichspannungs-Hochspannungsquelle 32 elektrisch leitend verbunden. Der zweite Ausgangsanschluß 38 der Hochspannungsquelle 32 ist mit dem Heizelement 16 kontaktiert. Im übrigen entspricht diese Ausbildung der Heizplatte 10 der in Fig. 1 gezeichneten Ausbildung, so daß es sich erübrigt, noch einmal detailliert alle Einzelheiten der Heizplatte 10 zu beschreiben.

Fig. 12 zeigt ein hin- und hergebogenes Heizelement 16 und seitlich neben dem Heizelement 16 und von diesem beabstandet angeordnete Plattenelement 104, die miteinander elektrisch leitend verbunden sind, und die mittels der Anschlußleitung 40 mit dem einen Ausgangsanschluß der in dieser Figur nicht gezeichneten Gleichspannungs-Hochspannungsquelle kontaktiert sind. Das Heizelement 16 ist mit dem zweiten Ausgangsanschluß der nicht gezeichneten Gleichspannungs-Hochspannungsquelle elektrisch leitend kontaktiert, so daß zwischen den Plattenelementen 104 und dem Heizelement 16 während des aktiven Schaltzustands der Gleichspannungs-Hochspannungsquelle ein elektrisches Gleichspannungsfeld gegeben ist, durch das die während des Betriebs des Heizelementes 16 vom Heizelement 16 abgegebenen Materialpartikel zu den benachbarten Plattenelementen 104 hin beschleunigt und an den Plattenelementen 104 gesammelt werden.

Claims (18)

1. Heizplatte für einen Elektroherd mit mindestens einem Heizelement (16) und einem das mindestens eine Heizelement (16) überdeckenden, infrarotstrahlen- und lichtdurchlässigen Kochfeldelement (12), dadurch gekennzeichnet,

• - daß das/jedes Heizelement (16) in einem mittels einer Gleichspannungs-Hochspannungsquelle (32) erzeugten Hochspannungsfeld angeordnet ist,
• - daß eine die Infrarotstrahlen und Licht von dem/jedem Heizelement (16) zum Kochfeldelement (12) nicht beeinträchtigende Sammeleinrichtung (13) zur Aufnahme und Sammlung der von dem/jedem Heizelement (16) abgegebenen Materialpartikel vorgesehen ist,
• - daß die von dem/jedem Heizelement (16) beabstandete Sammeleinrichtung (13) mit dem ersten Ausgangsanschluß (36) der Gleichspannungs-Hochspannungsquelle (32) kontaktiert ist und
• - daß der zweite Anschluß (38) der Hochspannungsquelle (32) mit einem Felderzeugungselement (106) kontaktiert ist.

2. Heizplatte nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet,

• - daß das/jedes Heizelement (16) mit einem zweiten Ausgangsanschluß (38) einer Gleichspannungs- Hochspannungsquelle (32) kontaktiert ist,
• - daß eine die Infrarotstrahlen und Licht von dem/jedem Heizelement (16) zum Kochfeldelement (12) nicht beeinträchtigende Sammeleinrichtung (13) zur Aufnahme und Sammlung der von dem/jedem Heizelement (16) abgegebenen Materialpartikel vorgesehen ist, und
• - daß die von dem/jedem Heizelement (16) beabstandete Sammeleinrichtung (13) mit dem ersten Ausgangsanschluß (36) der Gleichspannungs-Hochspannungsquelle (32) kontaktiert ist.

3. Heizplatte nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammeleinrichtung (13) mindestens ein Gitter aufweist, welches das/jedes Heizelement (16) in einem Abstand mindestens teilweise umgibt.

4. Heizplatte nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das/jedes Gitter rohrförmig ausgebildet ist.

5. Heizplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammeleinrichtung (13) mindestens ein Plattenelement (104) aufweist.

6. Heizplatte nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammeleinrichtung (13) mindestens ein Plattenelement (104) aufweist, wobei das/jedes Plattenelement (104) seitlich neben dem zugehörigen Heizelement (16) vorgesehen ist.

7. Heizplatte nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das/jedes Plattenelement (104) auf der vom Kochfeldelement (12) abgewandten Seite des/jedes Heizelementes (16) vorgesehen ist.

8. Heizplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das/jedes Heizelement (16) an einem Träger gehaltert ist, der die Sammeleinrichtung (13) bildet.

9. Heizplatte nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger für das Heizelement (16) aus Metall besteht.

10. Heizplatte nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger für das Heizelement (16) aus einem elektrisch isolierenden Material besteht und mit einer Metallisierung (50) versehen ist, die mit dem ersten Ausgangsanschluß (36) der Gleichspannungs- Hochspannungsquelle (32) kontaktiert ist.

11. Heizplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der zwischen dem ersten Ausgangsanschluß (36) der Gleichspannungs-Hochspannungsquelle (32) und der Sammeleinrichtung (13) vorgesehenen Anschlußleitung (40) ein Strombegrenzungswiderstand (42) vorgesehen ist.

12. Heizplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das/jedes Heizelement (16) aus einem gesinterten Cermet-Werkstoff (52) besteht, der im wesentlichen aus Molybdän-Disilizid und keramischen Komponenten zusammengesetzt ist.

13. Heizplatte nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das/jedes Heizelement (16) eine Schutzschicht (54) aus Quarzglas aufweist.

14. Heizplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das/jedes Heizelement (16) und die Gleichspannungs- Hochspannungsquelle (32) an dieselbe Netzspannung (UN) anschließbar sind.

15. Heizplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichspannungs-Hochspannungsquelle (32) einen primärseitig an Netzspannung (UN) anschließbaren Übersetzungstransformator (58) aufweist, dessen Hochspannungs-Sekundärseite (60) eine Gleichrichterschaltung (64) aufweist.

16. Heizplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichspannungs-Hochspannungsquelle (32) einen primärseitig an Netzspannung (UN) anschließbaren Transformator (66) mit einem Übersetzungsverhältnis von mindestens annähernd 1 : 1 aufweist, dessen Sekundärseite (70) eine Spannungsvervielfachungs-Kaskadenschaltung (72) aus Gleichrichtern und elektrischen Kondensatoren aufweist.

17. Heizplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichspannungs-Hochspannungsquelle (32) einen primärseitig an Netzspannung (UN) anschließbaren Transformator (76) aufweist, dessen Sekundärseite (80) über einen Oszillator (82) und ein Triac (84) an die Primärseite (88) eines zweiten Transformators (90) angeschlossen ist, dessen Sekundärseite (92) mit einer Gleichrichtereinrichtung (94) verbunden ist.

18. Heizplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichspannungs-Hochspannungsquelle (32) eine piezokeramische Einrichtung (96) mit einem Eingang (98) und einem Ausgang (100) aufweist, wobei der Eingang (98) an Netzspannung (UN) anschließbar und der Ausgang (100) mit einer Gleichrichtereinrichtung (102) verbunden ist.