EP2379947A1 - Strahler für ein haushaltsgerät - Google Patents

Strahler für ein haushaltsgerät

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Publication number
EP2379947A1
EP2379947A1 EP09768523A EP09768523A EP2379947A1 EP 2379947 A1 EP2379947 A1 EP 2379947A1 EP 09768523 A EP09768523 A EP 09768523A EP 09768523 A EP09768523 A EP 09768523A EP 2379947 A1 EP2379947 A1 EP 2379947A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
radiator
cavity
household appliance
radiation
infrared
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Withdrawn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
EP09768523A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Miguel Angel BUÑUEL MAGDALENA
Francisco Javier Ester Sola
Jose-Ramon Garcia Jimenez
Damaso Martin Gomez
José Ignacio Peña Torre
Daniel Sola Martinez
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.)
BSH Hausgeraete GmbH
Original Assignee
BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
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 BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH filed Critical BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Publication of EP2379947A1 publication Critical patent/EP2379947A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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
    • H05B3/0033—Heating devices using lamps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24C—DOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
    • F24C7/00—Stoves or ranges heated by electric energy
    • F24C7/08—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24C7/082—Arrangement or mounting of control or safety devices on ranges, e.g. control panels, illumination
    • 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
    • H05B3/744—Lamps as heat source, i.e. heating elements with protective gas envelope, e.g. halogen lamps
    • 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
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/06—Control, e.g. of temperature, of power
    • H05B6/062—Control, e.g. of temperature, of power for cooking plates or the like
    • 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
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/64—Heating using microwaves
    • H05B6/6444—Aspects relating to lighting devices in the microwave cavity
    • 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
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/64—Heating using microwaves
    • H05B6/647—Aspects related to microwave heating combined with other heating techniques
    • H05B6/6482—Aspects related to microwave heating combined with other heating techniques combined with radiant heating, e.g. infrared heating
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture

Definitions

  • the invention relates to a radiator for a household appliance, in particular for a stove, a household appliance with at least one radiator and a method for producing a radiator.
  • IR radiation resistance heating elements For baking food by means of infrared (IR) radiation resistance heating elements are known, which are arranged in a cooking chamber of a baking oven.
  • the object of the invention is to provide a particularly precise, flexible and efficient way of generating radiation in household appliances, in particular for baking.
  • the spotlight for a household appliance has at least one cavity, which is filled with at least one light source.
  • the at least one luminous means can be excited by means of an electromagnetic excitation field, in particular an alternating magnetic field, for the emission of radiation, in particular for the emission of infrared radiation.
  • the radiator is designed in particular as an infrared radiator and / or as a light or beacon.
  • the illuminant can be, for example, an infrared illuminant. Accordingly, the radiation may comprise an infrared radiation.
  • This spotlight has the advantages that the light source is excited in a timely manner and thus the light source can emit heat quickly. In the same way, heat emission is terminated promptly when the excitation field is switched off. Consequently, a heat input can be controlled very precisely and directly.
  • the excitation of the light source in the cavity is particularly reliable and efficient. Also, various, in particular easy to implement, variations for the cavity are possible. This requires a correspondingly high degree of design flexibility.
  • An embodiment is that a radiator with at least one cavity is at least partially, in particular completely, surrounded by a glassy body.
  • the vitreous body may be a body of glass, glass ceramic or a combination of both. Due to its easy integration, the spotlight can be used flexibly.
  • the body surrounding the cavity may comprise any other light-transmissive, in particular infrared-permeable, and preferably high-temperature-resistant material, for example a transparent ceramic or a plastic.
  • the body may be made of non-opaque material.
  • Heat radiation a radiator with a plate-shaped glassy body can be used.
  • the at least one cavity can be made flat.
  • the cavity is designed electrodeless.
  • the at least one IR illuminant present in the cavity can be excited by means of an external excitation field, similar to the action principle of a zero ground.
  • an embodiment is particularly durable and reliable.
  • the radiator may comprise at least one excitation means for generating the electromagnetic excitation field, e.g. a high frequency (HF) generator.
  • excitation means for generating the electromagnetic excitation field, e.g. a high frequency (HF) generator.
  • HF high frequency
  • the electromagnetic excitation field can preferably be generated by means of at least one coil.
  • the excitation means may comprise at least one coil.
  • At least one electrode preferably two or more electrodes, can be introduced into at least one cavity filled with lamps for generating the electromagnetic excitation field.
  • illuminants all suitable illuminants, in particular infrared illuminants, can be used, which are under an electromagnetic Excitation field for illumination, for example in the infrared range, in particular in the near infrared range (NIR), are excitable, either individually or in a composition or mixture.
  • electromagnetic Excitation field for illumination for example in the infrared range, in particular in the near infrared range (NIR)
  • NIR near infrared range
  • the illuminant may be a noble gas or a combination of
  • noble gases are non-toxic and inert.
  • other illuminants are also conceivable, e.g. Mercury or mercury compounds, halogens, carbon dioxide or solid light bulbs (e.g., phosphor-based bulbs).
  • the emitted radiation has a maximum at a wavelength that allows a particularly good penetration for food.
  • the radiation may have a maximum in the range of 1, 3 microns.
  • a radiator can be used which has a major part (e.g., more than 50%) of its energy, e.g. in the infrared range, in particular in the near infrared range.
  • the luminous means can emit part of its radiation energy in the form of visible light, so that the heat radiation surface can be optically well recognized by a user and possibly avoided. This increases the operating safety.
  • a household appliance which has at least one radiator as described.
  • the household appliance preferably has a cooking chamber (for example a stove, a built-in oven or a microwave oven), wherein at least one radiator is arranged on or in at least one wall of the cooking chamber.
  • a cooking chamber for example a stove, a built-in oven or a microwave oven
  • at least one radiator is arranged on or in at least one wall of the cooking chamber.
  • a food located in the cooking chamber can be heated, alone or together with conventionally present heating means, such as a bottom heat radiator, a top heat radiator, a circulating air heater, a microwave generating unit, etc.
  • the household appliance may also have a hob with a cooking zone, for example, a single hob or a stove, wherein at least one radiator at least one Cooking zone for heating a cooking dish located on the cooking zone is used.
  • a hob with a cooking zone for example, a single hob or a stove, wherein at least one radiator at least one Cooking zone for heating a cooking dish located on the cooking zone is used.
  • the cavity can be arranged in or on the cooking plate of the hob and can also emit visible light for safety reasons or for the information of a user.
  • a cooking zone can be determined by the cavity.
  • the cavity is introduced into a particular glassy body. This can e.g. done by laser processing with a focal point within the body, as a joining process with resulting joining surfaces is avoided.
  • a method can be used for easy processing of the body, comprising the step of introducing at least one recess in a bottom of the body and a subsequent covering the free opening of the recess with a cover, in particular by gluing the open surface with a glass plate.
  • 1a shows a top view of a glass ceramic plate of a radiator
  • 1 b shows a cross-sectional side view of a radiator with the glass-ceramic plate of FIG. 1 a and an additional excitation field source
  • 2a shows a sectional side view of a glass ceramic plate produced according to another method in a first production step
  • FIG. 2b shows a sectional side view of the glass-ceramic plate from FIG. 2a in a second production step
  • 3a shows a sectional view in side view one according to another
  • FIG. 3 b shows a top view of the glass ceramic plate from FIG. 3 a.
  • the infrared radiator described by way of example below may be any radiator, in particular an arbitrary light or luminous radiator.
  • FIG. 1a shows a top view of an IR-transparent glass ceramic plate 1 of a radiator, in particular an infrared or heat radiator, in which a rectangular heat radiation zone 2 with length 11 and width 12 is introduced.
  • the heat radiation zone 2 is defined by means of a coherent cavity 3 completely surrounded by the material of the glass-ceramic plate 1, which acts as an infrared radiation area.
  • the cavity 3 is filled with at least one infrared illuminant (not shown), which is excited in an electromagnetic excitation field for the emission of heat radiation.
  • a coil 4 To generate the excitation field is located below the cavity 3, a coil 4 and generates an upward (in the z direction) directed into the cavity 3 alternating magnetic field.
  • the at least one infrared illuminant which is provided here in the form of one or more noble gases, is ionized by means of the alternating magnetic field and emits inter alia IR light of a wavelength in a range of 1.3 ⁇ m, which at least partially passes through the glass ceramic plate 1 at the top 5 penetrates.
  • the cavity 3 may function similar to a no-luminescent tube. On the top 5, the heat radiation can be transmitted to a parked on the heat radiation zone 2 cooking utensils.
  • an IR reflector (not shown) may be present below the cavity 3, which is largely permeable to the excitation field.
  • the cavity 3 has to increase stability, in particular for protection against breakage of the upper cavity wall, parallel and equidistantly arranged ribs 6.
  • the infrared illuminant In order to identify the heat radiation zone 2 for a user, the infrared illuminant also emits light in the visible range, so that the heat radiation zone 2 shines in color or recognizable.
  • the wavelength of the emitted visible and / or infrared light can be adjusted in each case by a type of the illuminant, a pressure in the cavity and / or by means of an excitation frequency.
  • a glass ceramic plate provided without the cavity 3 is first of all processed by a laser processing method in which the laser is focused in the glass ceramic plate and generates the cavity 3 there. Furthermore, a through hole (not shown) may be formed between the cavity 3 and the outside. Through the through-hole, the cavity can be vented by means of a vacuum pump by creating a negative pressure in a range of 10 "1 atm and 10 " 5 atm. Then, an infrared illuminant, such as a noble gas or a noble gas mixture, are introduced through this through hole into the cavity 3 until a comparatively lower negative pressure prevails in the cavity 3. Thereafter, the through hole is hermetically sealed, for example by means of a glass adhesive.
  • FIG. 2a shows a sectional side view of a glass ceramic plate 7 produced by a different method in a first production step.
  • the glass ceramic plate 7 is first divided into two parts in an upper part 8 and a lower thin cover plate 9.
  • a rectangular recess 10 has been inserted by means of a surface-removing machining method, e.g. by means of laser ablation, sandblasting, water jet machining, micro machining, etc.
  • the cover plate 9 After introduction of the recess 10, the cover plate 9, as shown in Fig.2b, placed in a subsequent manufacturing step in the direction indicated in Figure 2a arrow direction on the underside of the upper part 8 and firmly connected to it, so that forms a negative pressure cavity 11 with the recesses 10.
  • the upper part 8 and the cover plate 9 thus form the glass ceramic plate 7.
  • 3 a shows a sectional side view of a glass ceramic plate 12 produced according to a further method, on the underside of which a separately produced glass ceramic element 13 protrudes, which is connected to a solid upper plate part 14 (in particular inseparable) and which has a cavity 15 filled with fluorescent material.
  • FIG. 3 b shows a plan view from above of the glass-ceramic plate 12 with the FIG
  • Glass ceramic element 13 from Fig.3a The glass ceramic element 13 and an upper plate part 14 form the glass ceramic plate 12 by way of example.
  • a lower outer contour 16 of the glass ceramic element 13 and thus of the cavity 15 is step-shaped executed and thereby generates for a user at the top 5 a similar visible pattern as the cavities 3 and 11 respectively.
  • the embodiments shown have the advantages that heat at the heat radiation zone (see, for example, reference numeral 2 in Fig. 1b) can be efficiently generated and rapidly switched on and off.
  • the cavity acting as an infrared radiation region can be integrated into the glass-ceramic plate and, in particular, can be completely realized in glass-ceramic, the glass-ceramic plate can be used simply and flexibly. Also, the shape of the cavity is variable and thus allows a high degree of design flexibility.
  • the present invention is not limited to the embodiments shown.
  • mercury, phosphorus or other non-gaseous substances can also be used as the infrared illuminant.
  • the infrared illuminant is not limited to noble gases as luminous gases.
  • halogens, halogen mixtures or carbon dioxide can also be used.
  • electrodes may also be introduced into the cavity in order to generate the excitation field.
  • This embodiment is independent of the position and strength of an external excitation source.
  • electrodeless cavities and cavities equipped with electrodes can be used individually or together for a cooking plate or cooking zone.
  • any other IR-transparent and preferably heat-resistant material may be used, such as glass, plastic or ceramic.
  • the shape of the at least one cavity is not limited to an open, a closed or an angular basic shape.
  • the at least one cavity may also be configured oval or annular.
  • one or more cavities can be configured spherical, drop-shaped or line-shaped.

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Abstract

Eine lichtdurchlässige Kochplatte weist mindestens einen leuchtmittelbefüllten Hohlraum auf, welcher mit mindestens einem Leuchtmittel gefüllt ist, wobei das mindestens eine Leuchtmittel mittels eines elektromagnetischen Anregungsfelds zum Leuchten anregbar ist. Das Induktionskochfeld weist mindestens eine solche Kochplatte auf. Das Verfahren zum Herstellen einer Kochplatte weist mindestens die folgenden Schritte auf: (a) Entlüften des Hohlraums; (b) Befüllen des Hohlraums mit dem mindestens einen Leuchtmittel; und (c) Versiegeln des Hohlraums.

Description

Beschreibung
Strahler für ein Haushaltsgerät
Die Erfindung betrifft einen Strahler für ein Haushaltsgerät, insbesondere für einen Ofen, ein Haushaltsgerät mit mindestens einem Strahler und ein Verfahren zum Herstellen eines Strahlers.
Zum Backen von Lebensmitteln mittels Infrarot (IR)-Strahlung sind Widerstandsheizkörper bekannt, die in einem Garraum eines Backofens angeordnet sind.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine besonders präzise, flexible und effiziente Möglichkeit zur Erzeugung von Strahlung bei Haushaltsgeräten bereitzustellen, insbesondere zum Backen.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich auch aus den abhängigen Ansprüchen.
Der Strahler für ein Haushaltsgerät weist mindestens einen Hohlraum auf, welcher mit mindestens einem Leuchtmittel gefüllt ist. Das mindestens eine Leuchtmittel ist mittels eines elektromagnetischen Anregungsfelds, insbesondere eines magnetischen Wechselfelds, zur Emission von Strahlung, insbesondere zur Emission von Infrarotstrahlung, anregbar.
Der Strahler ist insbesondere als ein Infrarotstrahler und/oder als ein Licht- oder Leuchtstrahler ausgeführt. Das Leuchtmittel kann beispielsweise ein Infrarotleuchtmittel sein. Entsprechend kann die Strahlung eine Infrarotstrahlung umfassen.
Dieser Strahler weist die Vorteile auf, dass das Leuchtmittel zeitnah angeregt wird und das Leuchtmittel somit Wärme schnell abgeben kann. Genauso wird eine Wärmeabgabe bei einem Ausschalten des Anregungsfelds zeitnah beendet. Folglich kann ein Wärmeeintrag sehr präzise und direkt gesteuert werden. Zudem ist die Anregung des Leuchtmittels in dem Hohlraum besonders zuverlässig und effizient. Auch sind verschiedene, insbesondere einfach umsetzbare, Variationen für den Hohlraum möglich. Dies bedingt ein entsprechend hohes Maß an Designflexibilität. Eine Ausgestaltung ist es, dass ein Strahler mit mindestens einem Hohlraum zumindest teilweise, insbesondere vollständig, von einem glasartigen Körper umgeben ist. Der glasartige Körper kann ein Körper aus Glas, aus Glaskeramik oder einer Kombination aus beiden sein. Durch seine einfache Integrierbarkeit ist der Strahler flexibel einsetzbar. Weiterhin kann der den Hohlraum umgebende Körper jedes andere lichtdurchlässige, insbesondere infrarotdurchlässige, und bevorzugt hochtemperaturbeständige Material umfassen, z.B. eine transparente Keramik oder einen Kunststoff. Der Körper kann aus nicht-opakem Material hergestellt sein.
Zur Einsparung von Gewicht und Bauhöhe bei gleichzeitig großflächiger
Wärmeabstrahlung kann ein Strahler mit einem plattenförmigen glasartigen Körper eingesetzt werden. Insbesondere kann der mindestens eine Hohlraum flächig ausgeführt sein.
Auch ist es eine Ausgestaltung, dass der Hohlraum elektrodenlos ausgeführt ist.
In diesem Fall kann das in dem Hohlraum vorhandene mindestens eine IR-Leuchtmittel mittels eines externen Anregungsfelds ähnlich dem Wirkprinzip einer Nullode angeregt werden. Eine solche Ausführungsform ist besonders langlebig und zuverlässig.
Der Strahler kann mindestens ein Anregungsmittel zur Erzeugung des elektromagnetischen Anregungsfelds aufweisen, z.B. einen Hochfrequenz (HF)- Generator.
Zur einfachen und preiswerten Anregung des Leuchtmittels, insbesondere, falls in mindestens einem Hohlraum keine Elektrode vorhanden ist, kann das elektromagnetische Anregungsfeld vorzugsweise mittels mindestens einer Spule erzeugt werden. Insoweit kann das Anregungsmittel mindestens eine Spule aufweisen.
Falls kein oder kein ausreichend starkes externes Anregungsfeld erzeugbar ist oder ein externes Anregungsmittel zu teuer oder zu großvolumig ist, kann in mindestens einen leuchtmittelbefüllten Hohlraum mindestens eine Elektrode, vorzugsweise zwei oder mehr Elektroden, zur Erzeugung des elektromagnetischen Anregungsfelds eingeführt sein bzw. werden.
Als Leuchtmittel können sämtliche geeigneten Leuchtmittel, insbesondere Infrarotleuchtmittel, verwendet werden, welche unter einem elektromagnetischen Anregungsfeld zum Leuchten z.B. im Infrarotbereich, insbesondere im nahen Infrarotbereich (NIR), anregbar sind, und zwar einzeln oder in einer Zusammensetzung oder Mischung.
Insbesondere kann das Leuchtmittel ein Edelgas oder eine Kombination von
Edelgasen aufweisen. Dies ist von Vorteil, da Edelgase ungiftig und inert sind. Es sind grundsätzlich aber auch andere Leuchtmittel denkbar, z.B. Quecksilber oder Quecksilberverbindungen, Halogene, Kohlendioxid oder feste Leuchtmittel (z.B. phosphorbasierte Leuchtmittel).
Es kann für eine besonders effektive Lebensmittelerwärmung ein Strahler eingesetzt werden, bei dem die ausgesandte Strahlung ein Maximum bei einer Wellenlänge aufweist, die eine besonders gute Durchdringung für Lebensmittel erlaubt. Beispielsweise kann die Strahlung ein Maximum in einem Bereich um 1 ,3 μm haben.
Insgesamt kann ein Strahler eingesetzt werden, der einen Großteil (z.B. mehr als 50%) seiner Energie z.B. im Infrarotbereich, insbesondere im nahen Infrarotbereich, abstrahlt.
Auch ist es möglich, dass das Leuchtmittel einen Teil seiner Strahlungsenergie in Form von sichtbarem Licht emittiert, so dass die Wärmestrahlungsfläche von einem Benutzer optisch gut erkannt und ggf. vermieden werden kann. Dies erhöht die Bedienungssicherheit.
Zur Lösung der Aufgabe ist ein Haushaltsgerät vorgesehen, das mindestens einen Strahler wie beschrieben aufweist.
Das Haushaltsgerät weist vorzugsweise einen Garraum auf (z.B. einen Herd, einen Einbaubackofen oder einen Mikrowellenofen), wobei an oder in mindestens einer Wand des Garraums mindestens ein Strahler angeordnet ist. Dadurch kann insbesondere zum Backen der Strahler ein im Garraum befindliches Lebensmittel erwärmen, und zwar allein oder zusammen mit herkömmlich vorhandenen Erwärmungsmitteln, wie einem Unterhitzeheizkörper, einem Oberhitzeheizkörper, einer Umluftheizung, einer Mikrowellenerzeugungseinheit usw.
Das Haushaltsgerät kann auch ein Kochfeld mit einer Kochzone aufweisen, z.B. ein einzelnes Kochfeld oder einen Herd, wobei mindestens ein Strahler mindestens einer Kochzone zur Erwärmung eines auf der Kochzone befindlichen Gargeschirrs einsetzbar ist.
Beispielsweise kann der Hohlraum in oder an der Kochplatte des Kochfelds angeordnet sein und kann aus Sicherheitsgründen oder zur Information eines Benutzers auch sichtbares Licht abstrahlen.
Beispielsweise kann durch den Hohlraum eine Kochzone bestimmt sein.
Weiterhin wird zur Lösung der Aufgabe ein Verfahren zum Herstellen eines Strahlers wie hierin beschrieben angegeben, umfassend die Schritte:
(a) Entlüften des Hohlraums, vorzugsweise mittels einer Vakuumpumpe bis in einen Druckbereich zwischen 10"1 atm und 10"5 atm;
(b) Befüllen des Hohlraums mit dem mindestens einen IR-Leuchtmittel; und (c) (hermetisches) Versiegeln des Hohlraums.
Auch ist es möglich, dass zuvor der Hohlraum in einen insbesondere glasartigen Körper eingebracht wird. Dies kann z.B. durch Laserbearbeitung mit einem Brennpunkt innerhalb des Körpers erfolgen, da so ein Fügevorgang mit entstehenden Fügeflächen vermieden wird.
Weiterhin kann zur einfachen Bearbeitung des Körpers ein Verfahren eingesetzt werden, das den Schritt eines Einbringens mindestens einer Aussparung in eine Unterseite des Körpers und ein folgendes Bedecken der freien Öffnung der Aussparung mit einer Abdeckung, insbesondere mittels Verklebens der offenen Fläche mit einer Glasplatte, aufweist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen dargestellt und erläutert. Dabei können zur besseren Übersichtlichkeit gleiche oder gleichwirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sein.
Fig.1a zeigt in Draufsicht von oben eine Glaskeramikplatte eines Strahlers,
Fig.1 b zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht einen Strahler mit der Glaskeramikplatte aus Fig.1a und einer zusätzlichen Anregungsfeldquelle; Fig.2a zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine gemäß einem anderen Verfahren hergestellte Glaskeramikplatte in einem ersten Herstellungsschritt;
Fig.2b zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht die Glaskeramikplatte aus Fig.2a in einem zweiten Herstellungsschritt;
Fig.3a zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine gemäß einem weiteren
Verfahren hergestellte Glaskeramikplatte;
Fig.3b zeigt in Draufsicht von oben die Glaskeramikplatte aus Fig.3a.
Bei dem nachfolgend beispielhaft beschriebenen Infrarotstrahler kann es sich um jedweden Strahler handeln, insbesondere um einen beliebigen Licht- oder Leuchtstrahler.
Fig.1a zeigt in Draufsicht von oben eine IR-transparente Glaskeramikplatte 1 eines Strahlers, insbesondere eines Infrarot- bzw. Wärmestrahlers, in der eine rechteckige Wärmestrahlungszone 2 mit Länge 11 und Breite 12 eingebracht ist.
Fig.1 b zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht den Wärmestrahler 17 mit der Glaskeramikplatte 1 entlang der Schnittlinie A-A aus Fig.1a. Die Wärmestrahlungszone 2 wird mittels eines vollständig vom Material der Glaskeramikplatte 1 umgebenen zusammenhängenden Hohlraums 3 definiert, der als Infrarotstrahlungsbereich wirkt. Dazu ist der Hohlraum 3 mit mindestens einem Infrarotleuchtmittel (nicht gezeigt) gefüllt, das in einem elektromagnetischen Anregungsfeld zur Emission von Wärmestrahlung angeregt wird.
Zur Erzeugung des Anregungsfelds befindet sich unterhalb des Hohlraums 3 eine Spule 4 und generiert ein nach oben (in z-Richtung) in den Hohlraum 3 gerichtetes magnetisches Wechselfeld. Mittels des magnetischen Wechselfelds wird das mindestens eine Infrarotleuchtmittel, das hier in Form eines oder mehrerer Edelgase vorgesehen ist, ionisiert und gibt bei Rekombination unter anderem IR-Licht einer Wellenlänge in einem Bereich um 1 ,3 μm ab, welches zumindest teilweise durch die Glaskeramikplatte 1 an deren Oberseite 5 dringt. Der Hohlraum 3 kann ähnlich einer Nulloden-Leuchtröhre funktionieren. Auf der Oberseite 5 kann die Wärmestrahlung an ein auf der Wärmestrahlungszone 2 abgestelltes Gargeschirr übertragen werden. Zur effektiven Wärmeabstrahlung an die Oberseite 5 kann unterhalb des Hohlraums 3 ein IR-Reflektor (ohne Abb.) vorhanden sein, der für das Anregungsfeld weitgehend durchlässig ist. Der Hohlraum 3 weist zur Stabilitätserhöhung, insbesondere zum Schutz vor einem Bruch der oberen Hohlraumwand, parallel und äquidistant angeordnete Rippen 6 auf.
Zur Kenntlichmachung der Wärmestrahlungszone 2 für einen Benutzer strahlt das Infrarotleuchtmittel auch Licht im sichtbaren Bereich ab, so dass die Wärmestrahlungszone 2 farbig bzw. erkennbar leuchtet. Die Wellenlänge des abgestrahlten sichtbaren und/oder Infrarot-Lichts kann jeweils durch eine Art des Leuchtmittels, einen Druck im Hohlraum und/oder mittels einer Anregungsfrequenz eingestellt werden.
Zur Herstellung der Glaskeramikplatte 1 wird zunächst eine ohne den Hohlraum 3 versehene Glaskeramikplatte durch ein Laserbearbeitungsverfahren bearbeitet, bei dem der Laser in der Glaskeramikplatte fokussiert wird und dort den Hohlraum 3 erzeugt. Weiterhin kann ein Durchgangsloch (nicht gezeigt) zwischen dem Hohlraum 3 und der Außenseite erzeugt werden. Über das Durchgangsloch kann der Hohlraum mit Hilfe einer Vakuumpumpe entlüftet werden durch Erzeugen eines Unterdrucks in einem Bereich von 10"1 atm und 10"5 atm. Dann kann ein Infrarotleuchtmittel, z.B. ein Edelgas oder ein Edelgasgemisch, durch dieses Durchgangsloch in den Hohlraum 3 eingelassen werden, bis im Hohlraum 3 ein vergleichsweise geringerer Unterdruck herrscht. Danach wird das Durchgangsloch hermetisch versiegelt, z.B. mittels eines Glasklebers.
Fig.2a zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine mit einem anderen Verfahren hergestellte Glaskeramikplatte 7 in einem ersten Herstellungsschritt. In diesem Herstellungsschritt ist die Glaskeramikplatte 7 zunächst noch in einen oberen Teil 8 und eine untere dünne Abdeckplatte 9 zweigeteilt. In die der Abdeckplatte 9 gegenüberliegenden Seite des oberen Teils 8 ist eine rechteckige Aussparung 10 mittels eines oberflächenabtragenden Bearbeitungsverfahrens eingebracht worden, z.B. mittels Laserablation, Sandstrahlbearbeitung, Wasserstrahlbearbeitung, Mikrozerspanens usw.
Nach Einbringung der Aussparung 10 wird die Abdeckplatte 9, wie in Fig.2b gezeigt, in einem folgenden Herstellungsschritt in der in Fig.2a angedeuteten Pfeilrichtung auf die Unterseite des oberen Teils 8 aufgesetzt und mit dieser fest verbunden, so dass sich mit den Aussparungen 10 ein unterdruckfester Hohlraum 11 bildet. Der obere Teil 8 und die Abdeckplatte 9 bilden somit die Glaskeramikplatte 7.
Fig.3a zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine gemäß einem weiteren Verfahren hergestellte Glaskeramikplatte 12, auf deren Unterseite ein separat hergestelltes Glaskeramikelement 13 hervorsteht, das mit einem massiven oberen Plattenteil 14 (insbesondere untrennbar) verbunden ist und das einen IR- leuchtstoffbefüllten Hohlraum 15 aufweist.
Fig.3b zeigt in Draufsicht von oben die Glaskeramikplatte 12 mit dem
Glaskeramikelement 13 aus Fig.3a. Das Glaskeramikelement 13 und ein oberes Plattenteil 14 bilden beispielhaft die Glaskeramikplatte 12. Im Gegensatz zu den Formen der in Fig.1 und in Fig.2 gezeigten Hohlräumen 3 bzw. 1 1 ist eine untere Außenkontur 16 des Glaskeramikelements 13 und damit des Hohlraums 15 stufenförmig ausgeführt und erzeugt dadurch für einen Benutzer an der Oberseite 5 ein ähnliches sichtbares Muster wie die Hohlräume 3 bzw. 11.
Die gezeigten Ausführungsbeispiele weisen unter anderem die Vorteile auf, dass Wärme an der Wärmestrahlungszone (siehe z.B. Bezugszeichen 2 in Fig.1 b) effizient erzeugt und schnell an- bzw. abgeschaltet werden kann.
Da zudem der als Infrarotstrahlungsbereich wirkende Hohlraum in die Glaskeramikplatte integrierbar ist und insbesondere vollständig in Glaskeramik realisierbar ist, ist die Glaskeramikplatte einfach und flexibel einsetzbar. Auch ist die Form des Hohlraums variabel und erlaubt somit ein hohes Maß an Designflexibilität.
Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. So kann als Infrarotleuchtmittel auch Quecksilber, Phosphor oder andere nichtgasförmige Stoffe verwendet werden. Zudem ist das Infrarotleuchtmittel nicht auf Edelgase als Leuchtgase beschränkt. Beispielsweise sind auch Halogene, Halogenmischungen oder Kohlenstoffdioxid einsetzbar.
Alternativ oder zusätzlich zur Anregung des Infrarotleuchtmittels mittels einer Einstrahlung eines elektromagnetischen Felds, insbesondere eines magnetischen Wechselfeldes, können auch Elektroden in den Hohlraum eingebracht sein, um das Anregungsfeld zu erzeugen. Diese Ausführungsform ist unabhängig von Lage und Stärke einer externen Anregungsquelle. Weiterhin ist es möglich, einen oder mehrere infrarotleuchtmittelbefüllte Hohlräume pro Kochzone oder Kochfeld vorzusehen. Auch sind elektrodenlose Hohlräume und mit Elektroden ausgerüstete Hohlräume einzeln oder gemeinsam für eine Kochplatte oder Kochzone einsetzbar.
Statt Glaskeramik kann auch jedes andere IR-durchlässige und vorzugsweise wärmebeständige Material verwendet werden, wie Glas, Kunststoff oder Keramik.
Ferner ist die Form des mindestens einen Hohlraums nicht auf eine offene, eine geschlossene oder eine eckige Grundform beschränkt. Insbesondere mag der mindestens eine Hohlraum auch oval oder ringförmig ausgestaltet sein. Auch können ein oder mehrere Hohlräume kugel-, tropfen- oder strichförmig ausgestaltet sein.
Bezugszeichenliste:
1 Glaskeramikplatte
2 Wärmestrahlungszone
3 Hohlraum
4 Induktorspule
5 Oberseite der Glaskeramikplatte
6 Rippe
7 Glaskeramikplatte
8 oberer Teil der Kochplatte
9 untere Abdeckplatte
10 Aussparung
11 Hohlraum
12 Glaskeramikplatte
13 Glaskeramikelement
14 oberer Plattenteil
15 Hohlraum
16 Außenkontur
17 Wärmestrahler
11 Länge der Wärmestrahlungszone
12 Breite der Wärmestrahlungszone

Claims

Patentansprüche
1. Strahler (17) für ein Haushaltsgerät, aufweisend mindestens einen Hohlraum (3; 1 1 ; 15), der mit mindestens einem Leuchtmittel gefüllt ist, wobei das mindestens eine Leuchtmittel mittels eines elektromagnetischen
Anregungsfelds zur Emission von Strahlung anregbar ist.
2. Strahler (17) nach Anspruch 1 , bei dem das Leuchtmittel ein Infrarotleuchtmittel umfasst und bei dem die Strahlung eine Infrarotstrahlung umfasst.
3. Strahler (17) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem mindestens ein Hohlraum (3; 11 ; 15) zumindest teilweise, insbesondere vollständig, von einem glasartigen Körper (1 ; 8, 9; 13) umgeben ist.
4. Strahler (17) nach Anspruch 3, bei dem der glasartige Körper (1 ; 8, 9) plattenförmig ist.
5. Strahler (17) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der mindestens eine Hohlraum (3; 1 1 ; 15) flächig ausgebildet ist.
6. Strahler (17) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem in mindestens einem Hohlraum (3; 1 1 ; 15) keine Elektrode eingeführt ist.
7. Strahler (17) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend mindestens ein Anregungsmittel (4) zur Erzeugung des elektromagnetischen
Anregungsfelds.
8. Strahler (17) nach den Ansprüchen 5 und 6, bei dem das elektromagnetische Anregungsfeld mittels mindestens einer Spule als Anregungsmittel (4) erzeugbar ist.
9. Strahler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem in mindestens einen leuchtmittelbefüllten Hohlraum mindestens eine Elektrode zur Erzeugung des elektromagnetischen Anregungsfelds eingeführt ist.
10. Strahler (17) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das mindestens eine Leuchtmittel ein Edelgas aufweist.
11. Strahler (17) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die ausgesandte Strahlung ein Maximum bei einer Wellenlänge in einem Bereich um 1 ,3 μm aufweist.
12. Haushaltsgerät mit mindestens einem Strahler (17) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
13. Haushaltsgerät nach Anspruch 12, das einen Garraum aufweist, wobei an mindestens einer Wand des Garraums mindestens ein Strahler (17) angeordnet ist.
14. Haushaltsgerät nach Anspruch 12, das ein Kochfeld mit einer Kochzone aufweist, wobei mindestens ein Strahler (17) mindestens einer Kochzone zur Erwärmung eines auf der Kochzone befindlichen Gargeschirrs zugeordnet ist.
15. Haushaltsgerät nach Anspruch 14, bei dem das Leuchtmittel auch sichtbares Licht ausstrahlt und das abgestrahlte sichtbare Licht durch eine Oberfläche des Kochfelds sichtbar ist.
16. Verfahren zum Herstellen eines Strahlers (17) nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , das mindestens die folgenden Schritte aufweist:
- Entlüften des Hohlraums (3; 11 ; 15);
- Befüllen des Hohlraums (3; 11 ; 15) mit dem mindestens einen Leuchtmittel; - Versiegeln des Hohlraums (3; 11 ; 15).
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