EP0339739B1

EP0339739B1 - Cooking appliance

Info

Publication number: EP0339739B1
Application number: EP89201055A
Authority: EP
Inventors: Horst Dr. Hörster; Reinhard Dr. Kersten; Erwin Dr. Schnedler; Bruno Dr. Vitt
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH; Philips Gloeilampenfabrieken NV; Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1988-04-28
Filing date: 1989-04-24
Publication date: 1993-11-10
Anticipated expiration: 2009-04-24
Also published as: EP0339739A2; EP0339739A3; DE58906134D1; DE3814354A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kochgerät mit einer insbesondere als Glaskeramikplatte ausgebildeten Kochplatte und mindestens einer, eine Lichtquelle und ein optisches Filter aufweisenden Heizeinrichtung.The invention relates to a cooking appliance with a hotplate, in particular in the form of a glass ceramic plate, and at least one heating device having a light source and an optical filter.

Eine Anordnung eines derartigen optischen Filters ist in der GB-A-2 137 060 beschrieben. Damit wird angestrebt, daß der optische Eindruck der Kochgeräte nicht dadurch beeinträchtigt wird, daß Heizeinrichtungen durch Kochplatten hindurch sichtbar sind. Die Anordnung eines derartigen optischen Filters kann zu einer Erhöhung des Fertigungs- bzw. Montageaufwandes führen. Durch den Einsatz der bekannten Filter können ferner Wärmeverluste, durch Strahlungsabsorption in dem Filter sowie durch Reflexion von außerhalb des Bereiches sichtbaren Lichts liegenden Strahlungsanteilen, auftreten.An arrangement of such an optical filter is described in GB-A-2 137 060. The aim is that the visual impression of the cooking appliances is not impaired by the fact that heating devices are visible through hot plates. The arrangement of such an optical filter can lead to an increase in production and assembly costs. Through the use of the known filters, heat losses can also occur due to radiation absorption in the filter and due to reflection of radiation components lying outside the region of visible light.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Kochgerät so auszubilden, daß es einfach herzustellen und zu montieren ist, und daß Wärmeverluste während des Betriebes weitgehend vermieden sind.The invention has for its object to provide a generic cooking device so that it is easy to manufacture and assemble, and that heat losses during operation are largely avoided.

Diese Aufgabe wird bei einem Kochgerät der genannten Gattung dadurch gelöst, daß die Lichtquelle von einem im wesentlichen nicht absorbierenden optischen Filter umgeben ist, das einen Bereich hohen Reflexionsgrades für Wellenlängen unterhalb von etwa 0,73 µm und oberhalb dieser Wellenlänge hohe Durchlässigkeit hat. Das Filter kann dabei in bekannter Weise als Interferenzfilter ausgebildet sein.This object is achieved in a cooking device of the type mentioned in that the light source is surrounded by an essentially non-absorbing optical filter which has a high reflectivity range for wavelengths below about 0.73 μm and above this wavelength high transmittance. The filter can be designed as an interference filter in a known manner be.

Dadurch, daß die Lichtquelle von einem optischen Filter umgeben ist, sind Filter ohne zusätzlichen Aufwand, zusammen mit der Lichtquelle, in das Kochgerät einsetzbar. Die optischen Filter können dabei bspw. auf der Außen-oder Innenseite einer Lichtquelle aufgetragen sein und so mit dieser eine bauliche Einheit bilden. Sie können aber bspw. auch auf die Außen- oder Innenseite eines die Lichtquelle umgebenden transparenten Röhrchens aufgebracht sein. In beiden Fällen ist ein Nachrüsten bereits existierender Kochgeräte mit einem Filter gemäß der Erfindung einfach möglich.Because the light source is surrounded by an optical filter, filters can be inserted into the cooking device without additional effort, together with the light source. The optical filters can, for example, be applied to the outside or inside of a light source and thus form a structural unit with the latter. However, they can also be applied, for example, to the outside or inside of a transparent tube surrounding the light source. In both cases, retrofitting of existing cooking appliances with a filter according to the invention is easily possible.

Dadurch, daß das Filter die Lichtquelle umgibt, wird von dieser ausgehende Strahlung in die Lichtquelle selbst zurückreflektiert. Dadurch kann die Temperatur einer Heizwendel der Lichtquelle erhöht werden. Es kann aber auch bei im wesentlichen gleichbleibender Wendeltemperatur der Energieaufwand zum Beheizen der Wendel herabgesetzt werden. Eine Temperaturerhöhung der Heizwendel hat zur Folge, daß der Teil der von der Wendel ausgehenden Strahlung, der in den langwelligen Bereich oberhalb von 2,7 µm fällt, vermindert wird. Da bspw. als Glaskeramikplatten ausgebildete Kochplatten in diesem Bereich Strahlung absorbieren, wird somit auch die von Kochplatten aufgenommene und gespeicherte Wärmemenge reduziert. Kochvorgänge sind somit besser und im wesentlichen trägheitsfrei steuerbar. Ein Nachkochen nach dem Abschalten der Lichtquelle durch in der Kochplatte gespeicherte Wärme ist weitestgehend vermieden.Because the filter surrounds the light source, radiation emanating from it is reflected back into the light source itself. As a result, the temperature of a heating coil of the light source can be increased. However, the energy required for heating the coil can also be reduced while the coil temperature remains essentially the same. An increase in the temperature of the heating coil has the result that the part of the radiation emanating from the coil, which falls into the long-wave range above 2.7 μm, is reduced. Since, for example, hot plates designed as glass ceramic plates absorb radiation in this area, the amount of heat absorbed and stored by hot plates is also reduced. Cooking processes are therefore better and can be controlled essentially without inertia. Post-cooking after switching off the light source due to heat stored in the hotplate is largely avoided.

Dadurch, daß die Kochplatte während des Betriebes im wesentlichen nicht erwärmt wird, ist auch eine sonst durch erhitzte Kochplatten mögliche Verbrennungsgefahr nicht gegeben.Because the hotplate is essentially not heated during operation, there is also no risk of burns otherwise caused by heated hotplates given.

Die Lichtdurchlässigkeit bekannter Kochplatten ist für Strahlungen kürzerer Wellenlänge von etwa 1 bis 2,7 µm, mit einer Transparenz in diesem Bereich von fast 80%, wesentlich größer als in dem langwelligen Bereich oberhalb von 2,7 µm, in dem ein Teil der Strahlung absorbiert wird. Glaskeramikplatten mit diesen Eigenschaften sind bspw. unter der Bezeichnung "Neoceram-Black" von der Firma Nippon Elektric Glas Company, "Corning-Material 9632" der Firma Corning oder als "Robax" bzw. "Ceran" der Firma Schott bekannt. Da das optische Filter gemäß der Erfindung innerhalb dieses Wellenbereiches einen hohen Transmissionsgrad hat und im wesentlichen nicht reflektiert, ist auf der Kochplatte abgestelltes Kochgut überwiegend durch Strahlungswärme und damit verlust- und trägheitsfrei erwärmbar.The light transmission of known hotplates for radiations of shorter wavelengths of approximately 1 to 2.7 µm, with a transparency in this range of almost 80%, is significantly greater than in the long-wave range above 2.7 µm, in which part of the radiation is absorbed becomes. Glass ceramic plates with these properties are known, for example, under the name "Neoceram-Black" from the company Nippon Elektric Glass Company, "Corning material 9632" from the company Corning or as "Robax" or "Ceran" from the company Schott. Since the optical filter according to the invention has a high degree of transmission within this waveband and is essentially non-reflecting, items to be cooked on the hotplate can be heated primarily by radiant heat and thus without loss or inertia.

Dadurch, daß das Filter gemäß der Erfindung Strahlung mit einer Wellenlänge unterhalb von etwa 0,7 µm reflektiert, ist verhindert, daß sichtbares Licht durch die Kochplatte nach außen gestrahlt wird. Die erfindungsgemäßen Filter werden dabei so angelegt, daß ihr Reflexionsgrad unterhalb etwa 0,7 µm annähernd bei 100%, mindestens aber oberhalb etwa 95% liegt. Um zu vermeiden, daß unterhalb der Kochplatte liegende Heizeinrichtungen von außen sichtbar sind, ist bspw. ein gattungsgemäßes Filter einsetzbar. Es können aber auch Kochplatten vorgesehen werden, die gegenüber Strahlung im Bereich sichtbaren Lichts im wesentlichen undurchlässig sind. Eine derartige Undurchlässigkeit im Bereich sichtbarer Strahlung ist im wesentlichen verlustfrei, da Kochplatten durch den Einsatz des erfindungsgemäßen Filters in diesem Wellenbereich nicht mit Strahlung beaufschlagt werden.The fact that the filter according to the invention reflects radiation with a wavelength below about 0.7 µm prevents visible light from being radiated outwards through the hotplate. The filters according to the invention are designed so that their reflectance below approximately 0.7 μm is approximately 100%, but at least above approximately 95%. In order to avoid that heating devices located underneath the hotplate are visible from the outside, a generic filter can be used, for example. However, hotplates can also be provided which are essentially opaque to radiation in the visible light range. Such an impermeability in the visible radiation range is essentially loss-free, since hot plates are not exposed to radiation in this wave range due to the use of the filter according to the invention.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Lichtquelle mit einer Betriebstemperatur von etwa 3 300 K betreibbar. Bei dieser Betriebstemperatur der Lichtquelle ist der Anteil der über 2,7 µm liegenden, und somit teilweise von Kochplatten absorbierten, Strahlung auf etwa 11,5% reduziert; bei einer Betriebstemperatur von 2 700 K ist dieser Anteil mit vergleichsweise etwa 17,7% noch wesentlich höher. Durch die Erhöhung der Betriebstemperatur auf 3 300 K wird somit der Anteil der Strahlung, der von Kochplatten absorbiert werden kann, weiter herabgesetzt. Durch bei dieser Temperatur durchgeführte Versuche wurden ausreichende Werte für die Lebensdauer von Lichtquellen von 2 000 Stunden und mehr ermittelt.In a preferred embodiment, the light source can be operated at an operating temperature of approximately 3,300 K. At this operating temperature of the light source, the proportion of the radiation lying above 2.7 µm and thus partially absorbed by hot plates is reduced to approximately 11.5%; at an operating temperature of 2,700 K, this proportion is still significantly higher at a comparatively approximately 17.7%. By increasing the operating temperature to 3,300 K, the proportion of radiation that can be absorbed by hot plates is further reduced. Tests carried out at this temperature have determined sufficient values for the lifespan of light sources of 2,000 hours and more.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Kochplatte in einem Wellenlängenbereich von etwa 0,7 µm bis etwa 2,7 µm im wesentlichen transparent. Die Transpa-renz der Kochplatte in dem Wellenbereich, in dem das optische Filter einen sehr hohen Transmissionsgrad von über 90% hat, führt dazu, daß die Wärmeenergie überwiegend in Form von Strahlungswärme auf Kochgut enthaltende Gefäße übertragbar ist. Eine Absorption der von der Lichtquelle ausgehenden Strahlung in der Kochplatte ist weitestgehend vermieden. Dadurch ist die Steuerbarkeit des Kochgerätes betreffend Ankoch- oder Anbratvorgänge sowie eine sprunghafte Reduzierung bzw. ein völliges Abschalten der Lichtquelle weiter verbessert. Gleichzeitig ist die Möglichkeit, daß nach Abschalten der Lichtquelle ein Nachkochen auftritt, weiter herabgesetzt. Die Kochplatte bleibt dabei aufgrund ihrer Durchlässigkeit gegenüber der auftreffenden Strahlung und ihres geringen Absorptionsvermögens betreffend Strahlung oberhalb 2,7 µm während des Betriebs des Kochgerätes im wesentlichen kalt. Aufgrund des verminderten Transmissionsgrades von Kochplatten im Wellenlängenbereich unterhalb von etwa 0,7 µm wird weitgehend verhindert, daß Heizeinrichtungen durch Kochplatten hindurch sichtbar sind.In a further preferred embodiment, the hotplate is essentially transparent in a wavelength range from approximately 0.7 μm to approximately 2.7 μm. The transparency of the hotplate in the wave range in which the optical filter has a very high transmittance of over 90% means that the thermal energy can be transferred predominantly in the form of radiant heat to vessels containing cookware. Absorption of the radiation from the light source in the hotplate is largely avoided. As a result, the controllability of the cooking appliance with regard to parboiling or searing processes as well as an abrupt reduction or a complete shutdown of the light source is further improved. At the same time, the possibility of boiling after the light source is switched off is further reduced. The hotplate remains essentially cold due to its permeability to the incident radiation and its low absorption capacity with regard to radiation above 2.7 μm during operation of the cooking device. Due to the reduced transmittance of hotplates in the wavelength range below about 0.7 µm, it is largely prevents heating devices from being visible through hot plates.

Es hat sich ferner als vorteilhaft herausgestellt, ein optisches Filter mit einer wechselnden Folge von insgesamt 43 hoch- und niedrigbrechenden Schichten einzusetzen, die auf der Außen- oder Innenseite eines Lampenkolbens oder eines den Lampenkolben im wesentlichen umhüllenden transparenten Röhrchens aufgetragen sind, mit der von dem Lampenkolben oder Röhrchen ausgehenden Reihenfolge und Schichtdickenverteilung
HO, 13(L1,H1), 15(L2,H2), 13(L3,H3), H4
mit jeweils
TiO2-Schichten H0 bis H4 mit einem Brechungsindex von mindestens etwa 2,25 und der geometrischen Dicke von etwa 23,8 nm, 47,7 nm, 61,1 nm, 74,5 nm und 37,3 nm und SiO2-Schichten L1 bis L3 mit einem Brechungsindex von etwa 1,45 und der geometrischen Dicke von etwa 74,0 nm, 94,8 nm und 115,7 nm.It has also proven to be advantageous to use an optical filter with an alternating sequence of a total of 43 high and low refractive index layers, which are applied to the outside or inside of a lamp bulb or a transparent tube essentially enveloping the lamp bulb, with which of the Lamp bulb or tube starting order and layer thickness distribution
HO, 13 (L1, H1), 15 (L2, H2), 13 (L3, H3), H4
with each
TiO2 layers H0 to H4 with a refractive index of at least about 2.25 and the geometric thickness of about 23.8 nm, 47.7 nm, 61.1 nm, 74.5 nm and 37.3 nm and SiO2 layers L1 to L3 with a refractive index of approximately 1.45 and a geometric thickness of approximately 74.0 nm, 94.8 nm and 115.7 nm.

Ein derartiger Aufbau des Filters führt zu besonders hohen Reflexionsgraden für Wellenlängen unterhalb von etwa 0,73 µm und gleichzeitig zu hoher Durchlässigkeit im Bereich oberhalb 0,73 µm. Damit wird im wesentlichen ausgeschlossen, daß während des Betriebs des Kochgerätes sichtbares Licht von der Lichtquelle abgestrahlt wird und durch die Kochplatte nach außen dringen kann.Such a construction of the filter leads to particularly high degrees of reflection for wavelengths below about 0.73 μm and at the same time to high transmittance in the range above 0.73 μm. This essentially rules out that visible light is emitted from the light source during operation of the cooking appliance and can penetrate through the hotplate to the outside.

Es hat sich weiterhin als vorteilhaft herausgestellt, daß die Lichtquelle einen Lampenkolben aus Quarz mit einem Innendurchmesser von etwa 2 bis 8 mm, einer Wandstärke von etwa 1 bis 2 mm und einer Länge von etwa 10 bis 35 cm aufweist. Bei guter Heizleistung in dem gewünschten Wellenbereich von etwa 0,73 µm bis etwa 2,7 µm ergibt sich dabei eine ausreichend lange Lebensdauer.It has also proven to be advantageous that the light source has a lamp bulb made of quartz with an inner diameter of approximately 2 to 8 mm, a wall thickness of approximately 1 to 2 mm and a length of approximately 10 to 35 cm. With good heating power in the desired wave range from about 0.73 µm to about 2.7 µm, this results in a sufficiently long service life.

Dabei ist es vorteilhaft, den Lampenkolben mit Xenon zu füllen, mit einem Betriebsdruck von etwa 20 bis 80 bar, und vorzugsweise von etwa 60 bar bei einem Innendurchmesser von etwa 8 mm.It is advantageous to fill the lamp bulb with xenon, with an operating pressure of about 20 to 80 bar, and preferably of about 60 bar with an inner diameter of about 8 mm.

Es kann weiter vorteilhaft sein, den Lampenkolben mit Krypton zu füllen, mit einem Betriebsdruck von etwa 20 bis 80 bar.It may also be advantageous to fill the lamp bulb with krypton at an operating pressure of approximately 20 to 80 bar.

Ferner hat es sich auch als vorteilhaft erwiesen, den Lampenkolben mit Methylenbromid CH2Br2 mit einem Betriebsdruck von etwa 0,1 bis 10 mbar, vorzugsweise 1 mbar, zu füllen.Furthermore, it has also proven to be advantageous to fill the lamp bulb with methylene bromide CH2Br2 at an operating pressure of approximately 0.1 to 10 mbar, preferably 1 mbar.

Es hat sich schließlich auch als vorteilhaft erwiesen, den Lampenkolben mit CHBr₂Cl mit einem Betriebsdruck von etwa 0,05 bis 5 mbar, vorzugsweise 0,5 mbar, bei Verwendung kleinerer Kolbendurchmesser zu füllen.Finally, it has also proven to be advantageous to fill the lamp bulb with CHBr₂Cl at an operating pressure of about 0.05 to 5 mbar, preferably 0.5 mbar, when using smaller bulb diameters.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Lichtquelle eine Einfachwendel, vorzugsweise aus Wolfram, mit einem Steigungsparameter von etwa 1,2 bis 1,6 und/oder einen Wendeldurchmesser von mindestens 1 mm, auf. Eine derartige Wendel ist für eine Refokussierung, von durch das Filter reflektierten Strahlen, gut geeignet.In a further preferred embodiment, the light source has a single filament, preferably made of tungsten, with a pitch parameter of approximately 1.2 to 1.6 and / or a filament diameter of at least 1 mm. Such a helix is well suited for refocusing of rays reflected by the filter.

Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, daß die der Lichtquelle zugewandte Seite der Kochplatte eine lichtstreuende Strukturierung und/oder die der Lichtquelle abgewandte Seite der Kochplatte eine einen Kontakt zu Kochgeräten, wie Kochtöpfen o. dgl., vermindernde Strukturierung aufweist.It has also proven to be advantageous that the side of the hotplate facing the light source has a light-scattering structure and / or the side of the hotplate facing away from the light source has a structuring which reduces contact with cooking appliances, such as saucepans or the like.

Eine lichtstreuende Strukturierung an der der Lichtquelle zugewandten Seite der Kochplatte trägt dazu bei, daß während oder außerhalb des Betriebes des Kochgerätes nicht durch die Kochplatte auf die Lichtquelle bzw. die Heizeinrichtung gesehen werden kann. Dies trägt zur Verbesserung des optischen Eindruckes des Kochgerätes bei, denn sichtbar unter der Kochplatte liegende Einrichtungen vermindern den ästhetischen Eindruck.A light-scattering structuring on the side of the hotplate facing the light source contributes to the fact that during or cannot be seen through the hotplate onto the light source or the heating device outside the operation of the cooking appliance. This contributes to the improvement of the visual impression of the cooking appliance, because devices lying under the hotplate reduce the aesthetic impression.

Durch die Strukturierung auf der der Lichtquelle abgewandten Seite wird die Kontaktfläche zu Kochgefäßen vermindert. Dadurch wird der Wärmeübergang zwischen Kochplatte und Kochgerät herabgesetzt, so daß der Einfluß eines etwaig von der Kochplatte absorbierten Wärmeanteils auf das Steuerungsverhalten des Kochgerätes vermindert wird. Trotz etwaig in der Kochplatte gespeicherter Wärmeenergie ist somit die Gefahr eines Nachkochens nach Abschalten der Lichtquelle weitgehend gebannt.The structuring on the side facing away from the light source reduces the contact area with cooking vessels. As a result, the heat transfer between the hotplate and the cooking appliance is reduced, so that the influence of any heat portion absorbed by the hotplate on the control behavior of the cooking appliance is reduced. Despite any heat energy stored in the hotplate, the risk of re-cooking after switching off the light source is largely eliminated.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung mit weiteren Einzelheiten beschrieben.The invention is described in more detail with reference to the drawing.

Es zeigen:

Fig. 1: vereinfacht, schematisch und perspektivisch ein unvollständig dargestelltes Kochgerät;
Fig. 2: Diagramme betreffend spektrale Transmissionsgrade für visuell transparente Glaskeramik, härtbares, eisenarmes Weichglas und herkömmliche Ceran-Glaskeramik sowie die spektrale Empfindlichkeit des menschlichen Auges, die spezifische Ausstrahlung eines schwarzen Strahlers bei einer Temperatur von 3 300 K und die ideale spektrale Transmissionscharakteristik eines Lampenkolbens mit einem Filter gemäß der Erfindung und
Fig. 3: den spektralen Transmissionsgrad eines Quarz-Lampenkolbens mit einem erfindungsgemäßen optischen Filter bei geradem und unter 45° erfolgenden Lichtdurchgang.

Show it:

Fig. 1: simplified, schematic and perspective an incompletely shown cooking device;
Fig. 2: Diagrams relating to spectral transmittance for visually transparent glass ceramics, hardenable, low-iron soft glass and conventional ceran glass ceramics as well as the spectral sensitivity of the human eye, the specific radiation of a black radiator at a temperature of 3 300 K and the ideal spectral transmission characteristic of a lamp bulb with a filter according to the invention and
Fig. 3: the spectral transmittance of a quartz lamp bulb with an optical filter according to the invention with straight and 45 ° light passage.

Bei dem in Figur 1 unvollständig dargestellten Kochgerät ist auf einer Grundplatte 1 eine insgesamt mit 3 bezeich-nete Heizeinrichtung befestigt. Der Grundplatte 1 gegenüberliegend und mit Abstand von der Heizeinrichtung 3 ist eine Kochplatte 5 in nicht dargestellter Weise gehaltert. Die Kochplatte 5 dient der Aufnahme von Kochgefäßen 7, wie bspw. Töpfen oder Pfannen.In the cooking appliance, which is not fully shown in FIG. 1, a heating device, generally designated 3, is attached to a base plate 1. A base plate 5 is held opposite the base plate 1 and at a distance from the heating device 3 in a manner not shown. The hotplate 5 serves to hold cooking vessels 7, such as pots or pans.

In der Heizeinrichtung 3 sind im Abstand und im wesentlichen parallel zueinander zwei Lichtquellen 9 angeordnet. In dem Ausführungsbeispiel sind beide Lichtquellen 9 als Halogenglühlampen gleich ausgebildet; es ist jedoch auch die Anordnung mehrerer, unterschiedlich ausgebildeter, Lichtquellen möglich. An der der Kochplatte 5 abgewandten Seite ist im Abstand von den Lichtquellen 9 ein Reflektor 11 angeordnet. Der Reflektor 11 hat zwei im wesentlichen in Form parabelähnlicher Zylinderabschnitte ausgebildete Bereiche 13, 15, die achsparallel zu den Lichtquellen 9 verlaufen. Durch den Reflektor 11, der entsprechend einer Patentanmeldung der Bauknecht Hausgeräte GmbH (DE-A-37 23 077) ausgebildet sein kann, wird eine im wesentlichen homogene Strahlungsintensität auf der Kochplatte 5 erreicht.Two light sources 9 are arranged in the heating device 3 at a distance and essentially parallel to one another. In the exemplary embodiment, both light sources 9 are of identical design as halogen incandescent lamps; however, it is also possible to arrange several light sources of different designs. On the side facing away from the hotplate 5, a reflector 11 is arranged at a distance from the light sources 9. The reflector 11 has two regions 13, 15 which are essentially in the form of parabolic cylinder sections and which run axially parallel to the light sources 9. The reflector 11, which can be designed according to a patent application by Bauknecht Hausgeräte GmbH (DE-A-37 23 077), achieves an essentially homogeneous radiation intensity on the hotplate 5.

Beide Lichtquellen 9 sind in nicht darstellbarer Weise von einem im wesentlichen nicht absorbierenden optischen Filter umgeben, das als Interferenzfilter ausgebildet ist und das einen Bereich hohen Reflexionsgrades für Wellenlängen unterhalb von etwa 0,73 µm hat. Um die Abstrahlung sichtbaren Lichts zu verhindern liegt der Reflexionsgrad für Wellenlängen unterhalb etwa 0,7 µm bei nahezu 100%, mindestens aber oberhalb 95%. Die Lichtquellen 9 selbst sind mit einer Betriebstemperatur von etwa 3 300 K betreibbar. Bei dieser Betriebstemperatur wurde durch Versuche eine Lebensdauer der Lichtquellen 9 von etwa 2 000 Stunden oder länger ermittelt.Both light sources 9 are surrounded by an essentially non-absorbing optical filter, which is designed as an interference filter and which has a high reflectivity range for wavelengths below about 0.73 μm. In order to prevent the emission of visible light, the degree of reflection lies for wavelengths below about 0.7 µm at almost 100%, but at least above 95%. The light sources 9 themselves can be operated at an operating temperature of approximately 3,300 K. At this operating temperature, the service life of the light sources 9 was determined to be approximately 2,000 hours or longer.

Lampenkolben für die Lichtquellen 9 können bspw. aus Quarz mit einem Innendurchmesser von etwa 2 bis 8 mm, einer Wandstärke von etwa 1 bis 2 mm und einer Länge von etwa 10 bis 35 cm hergestellt werden. Die Lampenkolben sind dabei bspw. mit Xenon mit einem Betriebsdruck von etwa 20 bis 80 bar, vorzugsweise etwa 60 bar, bei einem Innendurchmesser von 8 mm, gefüllt. Lampenkolben können weiterhin vorteilhaft mit Krypton, mit einem Betriebsdruck von etwa 20 bis 80 bar gefüllt werden sowie mit Methylenbromid CH2Br2 mit einem Betriebsdruck von etwa 0,1 bis 10 mbar, vorzugsweise 1 mbar.Lamp bulbs for the light sources 9 can be produced, for example, from quartz with an inner diameter of approximately 2 to 8 mm, a wall thickness of approximately 1 to 2 mm and a length of approximately 10 to 35 cm. The lamp bulbs are filled, for example, with xenon at an operating pressure of approximately 20 to 80 bar, preferably approximately 60 bar, with an inner diameter of 8 mm. Lamp bulbs can furthermore advantageously be filled with krypton, with an operating pressure of approximately 20 to 80 bar, and with methylene bromide CH2Br2 with an operating pressure of approximately 0.1 to 10 mbar, preferably 1 mbar.

Bei Verwendung von Lampenkolben kleinen Durchmessers hat sich auch eine Füllung mit CHBr₂Cl mit einem Betriebsdruck von 0,05 bis 5 mbar, vorzugsweise 0,5 mbar, als vorteilhaft erwiesen.When using lamp bulbs of small diameter, a filling with CHBr₂Cl with an operating pressure of 0.05 to 5 mbar, preferably 0.5 mbar, has also proven to be advantageous.

Das die Lichtquellen 9 umgebende Filter kann bspw. auf den Außenmantel der Lampenkolben aufgetragen werden; Lichtquellen 9 und Filter sind dann in einer, einfach herzustellenden und einzubauenden Baueinheit, zusammengefaßt. Es können Filter aber auch auf der Innenseite von Lampenkolben oder der Außen- bzw. Innenseite von Lichtquellen 9 umgebenden transparenten Röhrchen aufgetragen sein.The filter surrounding the light sources 9 can be applied, for example, to the outer jacket of the lamp bulb; Light sources 9 and filters are then combined in a unit that is easy to manufacture and install. However, filters can also be applied to the inside of lamp bulbs or the transparent tubes surrounding the outside or inside of light sources 9.

Bei Versuchen haben sich die Eigenschaften eines optischen Filters mit einer wechselnden Folge von insgesamt 43 hoch- und niedrigbrechenden Schichten, die auf der Innenseite der Lampenkolben aufgetragen sind, als besonders günstig herausgestellt. Ausgehend von dem Lampenkolben ist die Reihenfolge und Schichtdickenverteilung
H0, 13(L1,H1), 15(L2,H2), 13(L3,H3), H4
mit jeweils
TiO2-Schichten H0 bis H4 mit einem Brechungsindex von mindestens etwa 2,25 und der geometrischen Dicke von etwa 23,8 nm, 47,7 nm, 61,1 nm, 74,5 nm und 37,3 nm und SiO2-Schichten L1 bis L3 mit einem Brechungsindex von etwa 1,45 und der geometrischen Dicke von etwa 74,0 nm, 94,8 nm und 115,7 nm.During tests, the properties of an optical filter have a changing sequence of overall 43 high and low refractive index layers, which are applied to the inside of the lamp bulbs, were found to be particularly favorable. Starting from the lamp bulb is the order and layer thickness distribution
H0, 13 (L1, H1), 15 (L2, H2), 13 (L3, H3), H4
with each
TiO2 layers H0 to H4 with a refractive index of at least about 2.25 and the geometric thickness of about 23.8 nm, 47.7 nm, 61.1 nm, 74.5 nm and 37.3 nm and SiO2 layers L1 to L3 with a refractive index of approximately 1.45 and a geometric thickness of approximately 74.0 nm, 94.8 nm and 115.7 nm.

Erfindungsgemäße Filter sind mittels bekannter Verfahren, wie physikalischen Aufdampfverfahren, chemischer Gasphasenabscheidung, Kathodenzerstäubung oder Tauchen auf den Lampenkolben oder ein Röhrchen als Trägersubstanz auftragbar.Filters according to the invention can be applied to the lamp bulb or a tube as a carrier substance using known methods, such as physical vapor deposition, chemical vapor deposition, cathode sputtering or immersion.

Für eine Erwärmung von Kochgefäßen 7, im wesentlichen durch Strahlung, sind Kochplatten 5 vorteilhafter Weise in einem Wellenlängenbereich von etwa 0,7 µm bis etwa 2,7 µm im wesentlichen transparent ausgebildet. Diese Eigenschaft haben bspw. im Handel durch die Nippon Elektric Glas Company unter der Bezeichnung "Neoceram-Black", die Firma Corning unter der Bezeichnung "Corning-Material 9632", die Firma Schott unter der Bezeichnung "Robax" und die Nippon Electric Company unter der Bezeichnung "Neoceram-O" vertriebene Kochplatten aus Glaskeramik. Damit die Heizeinrichtung 3 nicht durch die Kochplatte 5 sichtbar ist, kann sie neben dem gegebenenfalls herabgesetzten Transmissionsgrad für diesen Wellenlängenbereich an ihrer der Heizeinrichtung 3 zugewandten Seite eine lichtstreuende Strukturierung aufweisen. Dadurch kann der optische Eindruck des Kochgerätes nicht durch unterhalb von Kochplatten 5 liegende Heizeinrichtungen herabgesetzt werden.For heating of cooking vessels 7, essentially by radiation, hotplates 5 are advantageously made essentially transparent in a wavelength range from approximately 0.7 μm to approximately 2.7 μm. This property is, for example, commercially available from the Nippon Elektric Glass Company under the name "Neoceram-Black", the company Corning under the name "Corning Material 9632", the company Schott under the name "Robax" and the Nippon Electric Company under the hot plates made of glass ceramic sold under the name "Neoceram-O". So that the heating device 3 is not visible through the hotplate 5, in addition to the possibly reduced transmission factor for this wavelength range, it can have a light-scattering structuring on its side facing the heating device 3. As a result, the visual impression of the cooking appliance cannot pass through below the hot plates 5 lying heating devices are reduced.

Bei ausreichendem Kontakt zwischen einem ggf. geschwärzten Boden eines Kochgefäßes 1 und einer Kochplatte 5 kann nach dem Abschalten einer zugehörigen Lichtquelle 9 durch Wärmeübergang von dem Kochgefäß 7 auf die Kochplatte 5 das Kochgefäß 7 gekühlt werden. Durch diesen Kühleffekt ergibt sich eine gute Steuerbarkeit des Kochvorganges.If there is sufficient contact between a possibly blackened bottom of a cooking vessel 1 and a hotplate 5, after switching off an associated light source 9, the cooking vessel 7 can be cooled by heat transfer from the cooking vessel 7 to the hotplate 5. This cooling effect results in good controllability of the cooking process.

Kochplatten 5 können auch an Heizeinrichtungen 3 abge-wandten Seiten eine Strukturierung für eine Verminderung der Kontaktfläche zu Kochgefäßen 7 aufweisen. Damit wird selbst dann, wenn etwaig Wärme von der Kochplatte 5 absorbiert wird, deren Übergang zu einem Kochgefäß 7 erschwert. Der Einfluß etwaig durch die Kochplatte 5 absorbierter Strahlung auf die Steuerbarkeit des Kochgerätes ist somit herabgesetzt. Für bekannte Kochplatten 5 aus Glaskeramik bzw. aus härtbarem, eisenarmen Weichglas, hat es sich herausgestellt, daß eine Absorption im wesentlichen nur in einem langwelligen Bereich oberhalb 2,7 µm erfolgt.Cooking plates 5 can also have a structure on the sides facing away from heating devices 3 in order to reduce the contact area with cooking vessels 7. Thus, even if heat is absorbed by the hotplate 5, its transition to a cooking vessel 7 is made more difficult. The influence of any radiation absorbed by the hotplate 5 on the controllability of the cooking appliance is thus reduced. For known hotplates 5 made of glass ceramic or hardenable, low-iron soft glass, it has been found that absorption takes place essentially only in a long-wave range above 2.7 μm.

Der von Lichtquellen 9 in diesem Wellenbereich oberhalb 2,7 µm emittierte Strahlungsanteil ist durch Erhöhung der Betriebstemperatur auf etwa 3 300 K auf etwa 11,5% herabsetzbar. Im Gegensatz dazu liegt dieser Anteil bei einer niedrigeren Betriebstemperatur von etwa 2 700 K bei etwa 17,7%. Die Reduktion dieses Anteils langwelliger Strahlung führt somit zu einer Herabsetzung des Anteils der Strahlung, der von der Kochplatte 5 absorbiert werden kann.The radiation component emitted by light sources 9 in this wave range above 2.7 μm can be reduced to approximately 11.5% by increasing the operating temperature to approximately 3,300 K. In contrast, this share is around 17.7% at a lower operating temperature of approximately 2,700 K. The reduction of this proportion of long-wave radiation thus leads to a reduction in the proportion of radiation that can be absorbed by the hotplate 5.

Zur Erhöhung der Betriebstemperatur der Lichtquelle 9 trägt das diese umgebende erfindungsgemäße Filter bei.The inventive filter surrounding it contributes to increasing the operating temperature of the light source 9.

Durch dieses im wesentlichen absorptionsfreie Interferenzfilter wird nämlich im wesentlichen die Strahlung mit einer Wellenlänge unterhalb von 0,73 µm mit einem Reflexionsgrad von annähernd 100% in die Lichtquelle 9 zurückreflektiert. Für eine gute Refokussierung kann die, bspw. aus Wolfram bestehende, in der Zeichnung nicht weiter dargestellte, Wendel einer Lichtquelle 9 einen Steigungsparameter von 1,2 bis 1,6 und einen Wendelquerschnitt von mindestens 1 mm aufweisen. Das erfindungsgemäße Filter wirkt dabei nach Art eines Kaltlichtspiegels auf der Lampe. Im Gegensatz zu bekannten Kaltlichtspiegeln muß dabei das erfindungsgemäße Filter auch unter schiefem Lichtdurchgang das gesamte sichtbare Spektrum mit einem sehr hohen Reflexionsgrad - möglichst mehr als 99% - reflektieren, da sonst während des Betriebs zuviel sichtbares Licht in Folge innerer Mehrfachreflexionen in den Lichtquellen 9 durch die Kochplatte nach außen dringen kann. Eine Blendung durch sichtbares Licht ist durch das Filter somit verlustfrei vermieden.This essentially absorption-free interference filter in fact essentially reflects the radiation with a wavelength below 0.73 μm back into the light source 9 with a reflectance of approximately 100%. For good refocusing, the filament of a light source 9, for example made of tungsten and not shown in the drawing, can have a pitch parameter of 1.2 to 1.6 and a filament cross section of at least 1 mm. The filter according to the invention acts in the manner of a cold light mirror on the lamp. In contrast to known cold light mirrors, the filter according to the invention must also reflect the entire visible spectrum with a very high degree of reflection - if possible more than 99% - even when the light is passed through obliquely, since otherwise too much visible light during operation as a result of internal multiple reflections in the light sources 9 by the Hotplate can penetrate to the outside. The filter prevents glare from visible light without loss.

Bei dem erfindungsgemäßen Kochgerät, bei dem eine Leistung bis zu 1 000 W bei zwei Lichtquellen 9 pro Kochfeld erreichbar ist, trifft die Strahlungsenergie zu etwa 90% direkt als Strahlung an einen Boden eines Kochgefäßes 7 auf. Koch- bzw. Bratvorgänge sind somit im wesentlichen verlust- und trägheitsfrei gut steuerbar. Dies gilt insbesondere für Ankochvoränge bzw. dann, wenn die Heizleistung vermindert bzw. die Lichtquellen 9 gänzlich abgeschaltet werden. Dabei ist ein sogenanntes Nachkochen infolge eines Wärmeüberganges von in der Kochplatte 5 gespeicherter Wärmeenergie auf ein Kochgefäß 7 erheblich vermindert. Zum einen ist nämlich der Anteil der Strahlungsenergie, der von der Kochplatte 5 absorbiert werden kann, auf etwa 10% der Gesamtenergie herabgesetzt, und zum anderen ist durch die beschriebene Strukturierung an der der Heizeinrichtung 3 abgewandten Seite der Kochplatte 5 der Festkörperkontakt zwischen Kochplatte 5 und Kochgefäß 7 und damit auch der Wärmeübergang herabgesetzt.In the cooking device according to the invention, in which a power of up to 1,000 W can be achieved with two light sources 9 per hob, approximately 90% of the radiation energy hits the bottom of a cooking vessel 7 directly as radiation. Cooking or roasting processes can thus be easily controlled, essentially without loss and inertia. This applies in particular to parboiling or when the heating power is reduced or the light sources 9 are switched off completely. In this case, so-called post-cooking is considerably reduced as a result of heat transfer from the heat energy stored in the hotplate 5 to a cooking vessel 7. On the one hand, the proportion of the radiation energy that can be absorbed by the hotplate 5 is reduced to approximately 10% of the total energy, and on the other hand, the structuring described is sufficient on the side of the hotplate 5 facing away from the heating device 3, the solid-state contact between the hotplate 5 and the cooking vessel 7 and thus also the heat transfer is reduced.

In Figur 2 zeigt der strichpunktiert eingezeichnete Linienverlauf 20, idealisiert dargestellt, die Transmissionscharakteristik der Lichtquelle 9 mit einem erfindungsgemäßen optischen Filter. Danach ergibt sich ein Transmissionsgrad von etwa 90% für einen Wellenlängenbereich von etwa 0,73 µm bis 2,7 µm. Für sich daran anschließende Wellenlängenbereiche sind Reflexionsgrade von nahezu 100% erstrebenswert. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß im Bereich der spektralen Empfindlichkeit des menschlichen Auges gemäß der ausgezogenen Kurve 22, eine Strahlung von der Lichtquelle 9 nicht emittiert wird. Strahlungsanteile in diesem Wellenlängenbereich werden vielmehr verlustfrei mit einem Reflexionsgrad von nahezu 100% zurück in die Lichtquelle 9 reflektiert und tragen, wie dargelegt, zu einer Einsparung an elektrischer Energie bzw. zu einer Erhöhung der Wendeltemperatur bei. Die spezifische Ausstrahlung eines schwarzen Strahlers bei einer Temperatur von etwa 3 300 K ist in Fig. 2 durch den mit durchgehender Linie eingezeichneten Kurvenverlauf 24 dargestellt.In FIG. 2, the dashed line 20, ideally shown, shows the transmission characteristic of the light source 9 with an optical filter according to the invention. This results in a transmittance of approximately 90% for a wavelength range of approximately 0.73 µm to 2.7 µm. For the subsequent wavelength ranges, reflectivities of almost 100% are desirable. From Fig. 2 it can be seen that in the region of the spectral sensitivity of the human eye according to the solid curve 22, radiation from the light source 9 is not emitted. Rather, radiation components in this wavelength range are reflected back into the light source 9 with a degree of reflection of almost 100% without loss and, as explained, contribute to a saving in electrical energy or to an increase in the coil temperature. The specific radiation of a black radiator at a temperature of approximately 3,300 K is shown in FIG. 2 by the curve 24 drawn in with a solid line.

Durch die in Fig. 2 strichliert eingezeichneten Kurven 26, 28, 30 sind Transmissionsgrade für Kochplatten 5 unterschiedlichen Materials dargestellt. Kurve 26 zeigt den Transmissionsgrad einer visuell transparenten Glaskeramik, wie sie bspw. unter der Bezeichnung "Robax" von der Firma Schott mit einer Dicke von etwa 4 mm erhältlich ist. Kurve 28 zeigt den Transmissionsgrad eines härtbaren, eisenarmen Weichglases, das bspw. poliert, mit einer Dicke von etwa 4 mm unter der Bezeichnung "Albarino" von der Firma Vegla erhältlich ist. Kurve 30 zeigt schließlich den Transmissionsgrad einer konventionellen Ceran-Glaskeramikplatte, wie sie bspw. von der Firma Schott mit einer Dicke von etwa 5 mm erhältlich ist.The curves 26, 28, 30 shown in broken lines in FIG. 2 show degrees of transmission for hot plates 5 of different materials. Curve 26 shows the transmittance of a visually transparent glass ceramic, as is available, for example, under the name "Robax" from Schott with a thickness of approximately 4 mm. Curve 28 shows the transmittance of a hardenable, low-iron soft glass which, for example, is polished and is available from Vegla under the name "Albarino" with a thickness of approximately 4 mm. Finally curve 30 shows the transmittance of a conventional ceramic glass ceramic plate, as is available, for example, from Schott with a thickness of approximately 5 mm.

In Figur 3 ist der spektrale Transmissionsgrad einer, einen Quarz-Lampenkolben aufweisenden Lichtquelle 9 dargestellt, die mit dem erfindungsgemäßen Interferenzfilter beschichtet ist. Es zeigt dabei der durchgehend eingezeichnete Kurvenverlauf 32 den spektralen Transmissionsgrad bei senkrechtem Lichtgang und der strichliert eingezeichnete Kurvenverlauf 34 den spektralen Transmissionsgrad bei schiefem Lichtdurchgang von etwa 45°. Ein Vergleich der spektralen Transmissionsgrade 32, 34 mit der als Kurvenverlauf 22 in Fig. 2 dargestellten spektralen Empfindlichkeit des menschlichen Auges zeigt, daß durch das erfindungsgemäße Filter auch bei schiefem Lichtdurchgang das gesamte sichtbare Spektrum mit einem sehr hohen Reflexionsgrad reflektiert wird. Es ist somit weitestgehend verhindert, daß während des Betriebs der Kochgerätes sichtbares Licht durch die Kochplatte 5 nach außen gelangen kann.FIG. 3 shows the spectral transmittance of a light source 9 which has a quartz lamp bulb and which is coated with the interference filter according to the invention. The curve 32 drawn in throughout shows the spectral transmittance in the case of a perpendicular light path and the curve 34 drawn in broken lines shows the spectral transmittance in the case of an oblique light passage of approximately 45 °. A comparison of the spectral transmittance 32, 34 with the spectral sensitivity of the human eye shown as curve 22 in FIG. 2 shows that the filter according to the invention reflects the entire visible spectrum with a very high degree of reflection even in the case of oblique light passage. It is thus largely prevented that visible light can reach the outside through the hotplate 5 during operation of the cooking appliance.

Claims

A cooking appliance comprising a cook-top (5), constructed in particular as a glass-ceramic plate, and at least one heating device comprising a light source (9) and an optical filter, characterized in that the light source (9) is surrounded by a substantially non-absorbing optical filter having a range of high reflectance for wavelengths below approximately 0.73 µm and a high transmittance above 0.73 µm.
A cooking appliance as claimed in Claim 1, characterized in that each light source (9) is operable at an operating temperature of approximately 3300 K.
A cooking appliance as claimed in Claim 1 or 2, characterized in that the cook-top (5) is substantially transparent in a waverange from approximately 0.7 µm to approximately 2.7 µm.
A cooking appliance as claimed in any one of the Claims 1 to 3, characterized by an optical filter having a sequence of in total 43 layers having alternately high and low refractive indexes and applied to the outer or inner side of a lamp vessel or to a transparent tube substantially surrounding the lamp vessel, the sequence and layer-thickness distribution, starting from the lamp vessel, being H0, 13 (L1, H1), 15 (L2, H2), 13 (L3, H3), H4, where H0 to H4 are TiO2 layers having a refractive index of at least approximately 2.25 and a geometrical thickness of approximately 23.8 nm, 47.7 nm, 61.1 nm, 74.5 nm and 37.3 nm, and L1 to L3 are SiO2 layers having a refractive index of approximately 1.45 and a geometrical thickness of approximately 74.0 nm, 94.8 nm and 115.7 nm.
A cooking appliance as claimed in any one of the Claims 1 to 4, characterized in that the light source (9) comprises a quartz lamp vessel having an inner diameter of approximately 2 to 8 mm, a wall thickness of approximately 1 to 2 mm, and a length of approximately 10 to 35 cm.
A cooking appliance as claimed in Claim 5, characterized in that the lamp vessel is filled with xenon and has an operating pressure of approximately 20 to 80 bar, preferably approximately 60 bar, for an inner diameter of 8 mm.
A cooking appliance as claimed in Claim 5, characterized in that the lamp vessel is filled with krypton having an operating pressure of approximately 20 to 80 bar.
A cooking appliance as claimed in Claim 5, characterized in that the lamp vessel is filled with methylene bromide CH2Br2 having an operating pressure of approximately 0.1 to 10 mbar, preferably 1 mbar.
A cooking appliance as claimed in any one of the Claims 1 to 8, characterized in that the light source (9) comprises a single-coil filament, preferably of tungsten, having a pitch of approximately 1.2 to approximately 1.6 and/or a coil diameter of at least 1 mm.
A cooking appliance as claimed in any one of the Claims 1 to 9, characterized in that the side of the cook-top (5) which faces the light source (9) has a light-scattering texture and/or the side of the cook-top (5) which is remote from the light source (9) has a texture reducing the contact with cooking vessels (7) such as cooking pots or the like.