EP0909115A2 - Heizeinrichtung - Google Patents

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Publication number
EP0909115A2
EP0909115A2 EP98118704A EP98118704A EP0909115A2 EP 0909115 A2 EP0909115 A2 EP 0909115A2 EP 98118704 A EP98118704 A EP 98118704A EP 98118704 A EP98118704 A EP 98118704A EP 0909115 A2 EP0909115 A2 EP 0909115A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
heating device
heat
silica
moisture
insulating material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP98118704A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0909115A3 (de
Inventor
Josef Dipl.-Ing. Hecht
Dieter Jaag
Berndt Gierer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Diehl AKO Stiftung and Co KG
Original Assignee
AKO Werke GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by AKO Werke GmbH and Co KG filed Critical AKO Werke GmbH and Co KG
Publication of EP0909115A2 publication Critical patent/EP0909115A2/de
Publication of EP0909115A3 publication Critical patent/EP0909115A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/68—Heating arrangements specially adapted for cooking plates or analogous hot-plates
    • H05B3/74—Non-metallic plates, e.g. vitroceramic, ceramic or glassceramic hobs, also including power or control circuits
    • H05B3/748—Resistive heating elements, i.e. heating elements exposed to the air, e.g. coil wire heater

Definitions

  • the invention relates to a heating device according to the Preamble of claim 1.
  • the thermal insulation consists of a microporous thermal insulation. With this thermal insulation material it is a mixture of fine particles Metal oxide, opacifier, fiber material and inorganic Binding material. Examples of finely divided metal oxide are including fumed silica Arcing silica, low-alkali precipitated silica, Alumina, titanium oxide and Zirconium oxide, and mixtures thereof.
  • DE 43 31 702 A1 describes a heating device which is provided in particular for heating a glass ceramic hotplate.
  • This heating device has a surface which carries an electrical heating conductor and which is the surface of an insulation body.
  • the insulation body consists of a bearing layer and / or a heat-insulating microporous insulation layer.
  • a bowl-shaped border surrounds the insulation body in a ring.
  • the bearing layer and / or the casing and / or the microporous insulating layer contain a highly porous, fiber-free inorganic material.
  • This material is, for example, vermiculite.
  • the vermiculites are light, porous minerals that are formed from various types of mica through loss of alkali and water absorption.
  • a typical vermiculite consists, for example, of SiO 2 , Fe 2 O 3 , Al 2 O 3 , MgO, Na 2 O + K 2 O, CaO and TiO 2 (see Römp: chemical dictionary).
  • EP 0 623 567 A1 discloses a method for producing a microporous body with heat-insulating properties based on highly disperse oxides of the elements Si and / or Al.
  • There compounds from the group of oxides, hydroxides and carbonates of the metals of the second main group of the periodic system are used together with pyrogenically produced SiO 2 with a proportion of Al 2 O 3 , opacifiers and organic fibers.
  • the mixture of these components is pressed into a shaped body.
  • the molded body produced in this way is heated to a temperature above 700 ° C.
  • the organic fibers in the molded body are oxidized by this heating.
  • the heat treatment also leads to the mineralization of the alkaline earth metal compounds with the formation of silicates.
  • the fired microporous molded body is then free of organic fibers and has a porosity of 70 to 95%.
  • EP 0 027 633 describes a process for the production a heat insulating body from a highly disperse Insulating material, an opacifying agent, a reinforcing one Fiber mixture and optionally a binder, wherein these materials are mixed and solidified. There will the opacifying agent and / or the reinforcing fiber mixture mixed with a dispersant to form a premix, which is then mixed with the remaining materials becomes.
  • microporous silica In known heating devices of the type mentioned has the heat insulating material as the main component microporous silica. Is microporous silica highly hydrophilic, i.e. it absorbs moisture.
  • a heating device is in daily use, for example Shape of a hob in a very humid kitchen climate exposed. This moisture is from the microporous Silica of the heat-insulating carrier added. At the Heating of the heating element is that of the heat-insulating Carrier absorbed moisture from the carrier expelled. The expelled moisture condenses colder places. This process of moisture absorption and the expulsion of moisture repeats itself Cooking hobs or the like almost daily, i.e. the microporous Heat insulating support silica more conventional Heaters take in normal, not activated Operating status of the heating device moisture, and releases this again when it heats up.
  • the invention is therefore based on the object To create a heater of the type mentioned which has the above-mentioned shortcomings in moisture absorption and thus the release of moisture and the condensation of the emitted moisture in colder places with simple Funds are avoided.
  • Heating device with the features of claim 1 solved.
  • Preferred training or further developments of the invention Heating devices are characterized in the subclaims.
  • the advantages achieved by the invention are that by the hydrophobic silica, which in the heating device according to the invention is used, significantly reduces moisture absorption or is negligibly small.
  • the result of this is that during the operation of the heating device according to the invention Release of moisture from the heat-insulating material is accordingly negligible. That's why it is advantageously possible on expensive Seals of those used in modern heating devices moisture-sensitive electronic components dispense.
  • a special corrosion protection corrosion-sensitive parts and components of the Heating device or neighboring parts is not necessary, because - as has already been mentioned - the Condensate formation significantly reduced and Corrosion attacks are reduced accordingly.
  • a Another advantage is that the invention at least a proportion of hydrophobic silica having heat-insulating material with a direct Contact with water is no longer destroyed, which in the case of known, microporous silica-containing insulation material the case is.
  • the proposed is essential to the invention Heating device so that an enrichment of Moisture in the insulation material is avoided. It did proved to be sufficient, a mixture of more conventional, i.e. microporous silica and hydrophobic silica to use to realize heat-insulating insulation material.
  • the Hydrophobia of the hydrophobic silica is high Temperatures destroyed.
  • a protective cover layer of the heat insulating material With this top layer can be a seal.
  • the top layer can also be overheated, originally hydrophobic Silica be formed. In the latter case So it’s a layer destroyed, originally hydrophobic silica, which is caused by The effect of temperature arises automatically.
  • the insulating material is not only hydrophobic Silica but also hydrophobic titanium oxide, Contain aluminum oxide, zirconium oxide, iron oxide, etc.
  • the said insulation material can the respective insulation body and include other components of the same.
  • the invention also relates to the use of hydrophobic Silicic acid in the stove area such as radiant heating, ceramic cooking systems, ovens or the like.
  • FIG. 1 shows a heating device 10 with a trough-shaped base body 12 made of a sheet metal material, in which is a heat insulating material 14 for a Resistance heating element 16 is arranged.
  • the heat-insulating material 14 has a base body 18 and an annular body 20.
  • the heat insulating material 14 has e.g. a mixture made of microporous silica - as previously used for Application comes - and from hydrophobic silica.
  • a hydrophobic silica is, for example, under the Description "CAB-O-SIL TS-610" from Cabot GmbH, Hanau, known.
  • FIG. 2 shows a representation similar to FIG. 1 second training of the heater 10, which is different from the in Fig. 1 differs in that that the heat-insulating support 14 or its base body 18th has a protective cover layer 22. Otherwise, the Heating device 10 according to FIG. 2 similar to that Heating device 10 shown in FIG. 1.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Resistance Heating (AREA)
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Abstract

Es wird eine Heizeinrichtung (10) mit einem wärmeisolierenden Material (14) für ein Heizelement (16) beschrieben. Um eine Speicherung von Feuchtigkeit im wärmeisolierenden Material (14) zu verhindern, wird vorgeschlagen, daß das wärmeisolierende Material (14) zumindest einen Anteil an hydrophober Kieselsäure aufweist. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Heizeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 39 35 031 Al ist eine Heizeinrichtung mit einem Heizelement, einem Heizelementträger und einer unter dem Heizelementträger angeordneten Wärmeisolation bekannt, wobei der Heizelementträger bezüglich der Fläche der darunter angeordneten Wärmeisolation nicht vollflächig ausgebildet ist. Die Wärmeisolation besteht aus einem mikroporösen Wärmedämmstoff. Bei diesem Wärmedämmstoff handelt es sich um eine Mischung aus feinteiligem Metalloxid, Trübungsmittel, Fasermaterial und anorganischem Bindematerial. Beispiele für feinteiliges Metalloxid sind pyrogen erzeugte Kieselsäuren einschließlich Lichtbogenkieselsäuren, alkaliarme Fällungskieselsäuren, analog hergestelltes Aluminiumoxid, Titanoxid und Zirkonoxid, sowie Mischungen hieraus.
Die DE 43 31 702 Al beschreibt eine Heizeinrichtung, die insbes. zum Beheizen einer glaskeramischen Kochplatte vorgesehen ist. Diese Heizeinrichtung weist eine einen elektrischen Heizleiter tragende Fläche auf, welche die Oberfläche eines Isolationskörpers ist. Der Isolationskörper besteht aus einer Lagerschicht und/oder einer wärmeisolierenden mikroporösen Dämmschicht. Eine schalenförmige Einfassung umschließt den Isolationskörper ringförmig. Die Lagerschicht und/oder die Einfassung und/oder die mikroporöse Dämmschicht enthalten ein hochporöses, faserfreies anorganisches Material. Bei diesem Material handelt es sich bspw. um Vermiculit. Bei den Vermiculiten handelt es sich um leichte, poröse Mineralien, die aus verschiedenen Glimmerarten durch Alkaliverlust und Wasseraufnahme entstanden sind. Ein typischer Vermiculit besteht z.B. aus SiO2, Fe2O3, Al2O3, MgO, Na2O+K2O, CaO und TiO2 (sh. Römp: Chemielexikon).
Aus der EP 0 623 567 Al ist ein Verfahren zur Herstellung eines mikroporösen Körpers mit wärmedämmenden Eigenschaften auf der Basis hochdisperser Oxide der Elemente Si und/oder Al bekannt. Dort kommen Verbindungen aus der Gruppe der Oxide, Hydroxide und Carbonate der Metalle der zweiten Hauptgruppe des periodischen Systems gemeinsam mit pyrogen hergestelltem SiO2 mit einem Anteil von Al2O3, Trübungsmittel sowie organische Fasern zur Anwendung. Die Mischung aus diesen Bestandteilen wird zu einem Formkörper verpreßt. Der solchermaßen hergestellte Formkörper wird auf eine Temperatur über 700°C erhitzt. Durch diese Erhitzung werden die organischen Fasern im Formkörper oxidiert. Die Wärmebehandlung führt außerdem unter Ausbildung von Silikaten zu einer Mineralisierung der Erdalkalimetallverbindungen. Der gebrannte mikroporöse Formkörper ist dann frei von organischen Fasern und besitzt eine Porosität von 70 bis 95%.
Die EP 0 027 633 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Wärmeisolierkörpers aus einem hochdispersen Isoliermaterial, einem Trübungsmittel, einem verstärkenden Fasergemisch und gegebenenfalls einem Bindemittel, wobei diese Materialien gemischt und verfestigt werden. Dort wird das Trübungsmittel und/oder das verstärkende Fasergemisch mit einem Dispergiermittel zu einem Vorgemisch vermischt, das anschließend mit den restlichen Materialien vermischt wird.
Bei bekannten Heizeinrichtungen der eingangs genannten Art weist das wärmeisolierende Material als Hauptbestandteil mikroporöse Kieselsäure auf. Mikroporöse Kieselsäure ist stark hydrophil, d.h. sie nimmt Feuchtigkeit auf.
Im täglichen Gebrauch ist eine Heizeinrichtung bspw. in Gestalt einer Kochmulde einem sehr feuchten Küchenklima ausgesetzt. Diese Feuchtigkeit wird von der mikroporösen Kieselsäure des wärmeisolierenden Trägers aufgenommen. Beim Aufheizen des Heizelementes wird die vom wärmeisolierenden Träger aufgenommene Feuchtigkeit aus dem Träger ausgetrieben. Die ausgetriebene Feuchtigkeit kondensiert an kälteren Orten. Dieser Vorgang der Feuchtigkeitsaufnahme und des Austreibens der Feuchtigkeit wiederholt sich bei Kochmulden o.dgl. nahezu täglich, d.h. die mikroporöse Kieselsäure des wärmeisolierenden Trägers herkömmlicher Heizeinrichtungen nimmt im normalen, nicht aktiviertem Betriebssustand der Heizeinrichtung Feuchtigkeit auf, und gibt diese beim Aufheizen wieder ab.
Dieses Feuchtigkeit-Aufnahmeverhalten und das daraus resultierende Feuchtigkeit-Abgabeverhalten sowie die erwähnte Kondensation der Feuchtigkeit an kälteren Orten führt dazu, daß die in modernen Heizeinrichtungen in Gestalt von Kochmulden o.dgl. vorgesehenen feuchteempfindlichen elektronischen Komponenten eine kostenintensive Abdichtung erforderlich machen. Die Kondensation der Feuchtigkeit kann außerdem eine Korrosion der Konstruktionsteile und Komponenten einer Heizeinrichtung bewirken, was bedeutet, daß die entsprechenden Bauteile und Komponenten mit einem Korrosionsschutz versehen werden müssen. Bei diesem Korrosionsschutz handelt es sich bspw. um eine Oberflächenveredelung wie eine Vernickelung, eine Verzinkung o.dgl. Auch das stellt einen nicht zu vernachlässigenden Aufwand dar.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Heizeinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welcher die oben erwähnten Mängel der Feuchtigkeitsaufnahme und somit der Feuchtigkeitsabgabe und der Kondensation der abgegebenen Feuchtigkeit an kälteren Orten mit einfachen Mitteln vermieden werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Heizeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Aus- bzw. Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Heizeinrichtung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, daß durch die hydrophobe Kieselsäure, die bei der erfindungsgemäßen Heizeinrichtung zur Anwendung gelangt, die Feuchtigkeitsaufnahme erheblich reduziert bzw. vernachlässigbar klein ist. Daraus resultiert, daß während des Betriebs der erfindungsgemäßen Heizeinrichtung auch die Abgabe von Feuchtigkeit aus dem wärmeisolierenden Material entsprechend vernachlässigbar ist. Aus diesem Grunde ist es in vorteilhafter Weise möglich, auf kostenintensive Abdichtungen der bei modernen Heizeinrichtungen angewandten feuchteempfindlichen elektronischen Komponenten zu verzichten. Auch ein spezieller Korrosionsschutz korrosionsempfindlicher Bauteile und Komponenten der Heizeinrichtung bzw. benachbarter Teile ist entbehrlich, weil - wie bereits erwähnt worden ist - die Kondensatbildung erheblich vermindert und Korrosionsangriffe entsprechend reduziert sind. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß das erfindungsgemäß zumindest einen Anteil an hydrophober Kieselsäure aufweisende wärmeisolierende Material bei einem direkten Kontakt mit Wasser nicht mehr zerstört wird, was bei einem bekannten, mikroporöse Kieselsäure aufweisenden Dämmaterial der Fall ist.
Erfindungswesentlich ist bei der vorgeschlagenen Heizeinrichtung also, daß eine Anreicherung von Feuchtigkeit im Dämmaterial vermieden wird. Dabei hat es sich als ausreichend gezeigt, eine Mischung aus herkömmlicher, d.h. mikroporöser Kieselsäure und hydrophober Kieselsäure zu verwenden, um das wärmeisolierende Dämmaterial zu realisieren. Die Hydrophobie der hydrophoben Kieselsäure wird bei hohen Temperaturen zerstört. Deshalb ist ein weiteres erfindungswesentliches Merkmal eine schützende Deckschicht des wärmeisolierenden Materials. Bei dieser Deckschicht kann es sich um eine Versiegelung handeln. Die Deckschicht kann jedoch auch von überhitzter, ursprünglich hydrophober Kieselsäure gebildet sein. Im zuletzt genannten Falle handelt es sich also um eine Schicht zerstörter, ursprünglich hydrophober Kieselsäure, die durch Temperatureinwirkung von selbst entsteht.
Erfindungsgemäß kann das Dämmaterial nicht nur hydrophobe Kieselsäure sondern auch hydrophobes Titanoxid, Aluminumoxid, Zirkonoxid, Eisenoxid usw. enthalten. Das besagte Dämmaterial kann den jeweiligen Dämmkörper und weitere Bestandteile desselben umfassen.
Die Erfindung betrifft auch die Verwendung hydrophober Kieselsäure im Herdbereich wie bspw. Strahlungsbeheizungen, keramischen Kochsystemen, Backöfen o.dgl.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zweier in der Zeichnung schematisch dargestellter Ausbildungen der erfindungsgemäßen Heizeinrichtung. Es zeigen:
Fig. 1
eine erste Ausführungsform der Heizeinrichtung abschnittweise in einer Schnittdarstellung, und
Fig. 2
eine zweite Ausbildung der Heizeinrichtung in einer der Fig. 1 ähnlichen abschnittweisen Schnittdarstellung.
Fig. 1 zeigt eine Heizeinrichtung 10 mit einem wannenförmigen Basiskörper 12 aus einem Blechmaterial, in welchem ein wärmeisolierendes Material 14 für ein Widerstands-Heizelement 16 angeordnet ist. Das wärmeisolierende Material 14 weist einen Grundkörper 18 und einen Ringkörper 20 auf.
Das wärmeisolierende Material 14 weist z.B. eine Mischung aus mikroporöser Kieselsäure - wie sie bislang zur Anwendung gelangt - und aus hydrophober Kieselsäure auf. Eine solche hydrophobe Kieselsäure ist bspw. unter der Bezeichnung "CAB-O-SIL TS-610" der Fa. Cabot GmbH, Hanau, bekannt.
Fig. 2 zeigt in einer der Fig. 1 ähnlichen Darstellung eine zweite Ausbildung der Heizeinrichtung 10, die sich von der in Fig. 1 dargestellten Ausbildung dadurch unterscheidet, daß der wärmeisolierende Träger 14 bzw. sein Grundkörper 18 eine schützende Deckschicht 22 aufweist. Im übrigen ist die Heizeinrichtung 10 gemäß Fig. 2 ähnlich wie die Heizeinrichtung 10 gemäß Fig. 1 ausgebildet.

Claims (8)

  1. Heizeinrichtung mit einem wärmeisolierenden Material (14) für ein Heizelement (16),
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das wärmeisolierende Material (14) zumindest einen Anteil an hydrophober Kieselsäure aufweist.
  2. Heizeinrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das wärmeisolierende Material (14) eine Mischung aus mikroporöser Kieselsäure und aus hydrophober Kieselsäure aufweist.
  3. Heizeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das wärmeisolierende Material (14) eine schützende Deckschicht (22) aufweist.
  4. Heizeinrichtung nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Deckschicht (22) von einer Versiegelung gebildet ist.
  5. Heizeinrichtung nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Deckschicht (22) von überhitzter, ursprünglich hydrophober Kieselsäure gebildet ist.
  6. Verwendung einer Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 bei einem Elektroherd.
  7. Verwendung einer Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 bei einem Keramik-Kochsystem.
  8. Verwendung einer Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 bei einem Backofen.
EP98118704A 1997-10-09 1998-10-02 Heizeinrichtung Withdrawn EP0909115A3 (de)

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DE1997144555 DE19744555A1 (de) 1997-10-09 1997-10-09 Heizeinrichtung
DE19744555 1997-10-09

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EP0909115A2 true EP0909115A2 (de) 1999-04-14
EP0909115A3 EP0909115A3 (de) 1999-06-02

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DE (1) DE19744555A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2002102115A1 (en) * 2001-06-08 2002-12-19 Ceramaspeed Limited Radiant electric heater

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EP0909115A3 (de) 1999-06-02
DE19744555A1 (de) 1999-04-15

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