EP3115698B1 - Kochfeld - Google Patents
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- EP3115698B1 EP3115698B1 EP16177904.6A EP16177904A EP3115698B1 EP 3115698 B1 EP3115698 B1 EP 3115698B1 EP 16177904 A EP16177904 A EP 16177904A EP 3115698 B1 EP3115698 B1 EP 3115698B1
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Definitions
- the invention relates to a hob with a hob plate and at least one heating device arranged thereunder.
- a hob with a hob plate under which a plurality of heaters are arranged, for example, with radiant heaters or electric resistance heaters.
- the cooktop panel is translucent, wherein a arranged on a heating zone above a radiant heater portion may be doped with rare earth ions.
- the radiant heater emits during operation IR radiation, which excite these rare earth ions for the luminescent emission of light, which can recognize an operator.
- the invention has for its object to provide an aforementioned cooktop, can be solved with the problems of the prior art and it is particularly possible to provide an advantageous light indicator on a hob.
- the hob has a hob plate and at least one heating device arranged thereunder.
- the hob plate can advantageously consist of hard glass or glass ceramic, as is known per se. It can be colored largely transparent or reddish-brown.
- the cooktop panel is advantageously designed so that it transmits light in a visible to the human eye wavelength range, even if this is only a small permeability. This wavelength range is from about 380nm to 780nm.
- the permeability does not necessarily apply to the entire visible to the human eye wavelength range, but may also apply to narrow areas or substantially individual colors.
- the cooktop panel can be translucent or have a transmission of more than 50%, advantageously more than 80% or even 90%. This is particularly advantageous when using radiant heaters or generally electrical resistance heaters, which have very high temperatures and thus a very high proportion of IR radiation.
- the heater operates electrically and preferably has an electrical resistance heater, which is arranged on a support with thermal insulation.
- this can be a so-called band-shaped resistance heater as radiant heater, as it is known, for example, from the EP 585831 A1 is known.
- the electrical resistance heater with its band is exposed to the atmosphere, wherein it is partially disposed on a support with a thermal insulation.
- the thermal insulation may advantageously be formed flat or plate-like or plate-like, wherein the resistance heater or the resistance heating rests on it under possible Clauseinbettung.
- the heater may have an electrical resistance heater in the form of a so-called tubular heater, as he, for example, from the DE 102009048495 A1 is known.
- the actual resistance heating element is surrounded by insulating material in a metal tube, which can ultimately be heated by the resistance heating element or even made to glow and then also works as a radiant heater.
- an electrical resistance heater may be a so-called halogen lamp, also known as a light radiator, as can also be used for hobs.
- the alternative resistance heaters are arranged on carriers with thermal insulation to increase the heat radiation upwards to a mounted on the cooktop plate above cooking vessel or to improve energy efficiency. Furthermore, a heating of the hob downwards in a built-in furniture or the like. not too big.
- An IR-stimulable material which forms a light display or a lighting is designed so that it can be excited by light in the IR wavelength range and then emits light. So it can serve as the aforementioned indicator or lighting. This effect is a fluorescence or these materials are also called anti-Stokes materials.
- Light in the IR wavelength range is indeed present by the aforementioned resistance heater during heating operation in any case and usually also a short time thereafter, while just the resistance heater, for example, after switching off still hot is enough or as long as it has not cooled down too much.
- the IR-stimulatable material which may be in particular material with quantum dots, a light display or lighting can be generated with other colors than with red to orange or orange-yellow, as it emit conventional glowing resistance heaters.
- Such IR-stimulable materials are also from the US 4806772 A The content of these materials is made explicit reference to the content of the present application.
- the IR-stimulatable material is arranged on the resistance heater and / or on the thermal insulation and / or on an additional carrier.
- the IR-stimulable material is in the immediate area of high irradiation with heat radiation by the heater or the resistance heater.
- This IR-stimulable material should be selected accordingly temperature stable, so that a long-term temperature stability is given for temperatures above 1000 ° C. These should be even higher, especially with exposed electrical resistance heaters, which glow visibly bright in heating mode, for example up to 1300 ° C.
- exposed electrical resistance heaters which glow visibly bright in heating mode, for example up to 1300 ° C.
- the aforementioned tubular heaters are usually not hotter than 1000 ° C, even if they are already beginning to glow.
- thermoelectric stability or temperature stability of the materials, in addition to the use at high heat conductor temperatures, is also that this temperature resistance can be achieved at high temperatures, e.g. Enamelling, casting, sintering, baking or the like only possible.
- the IR-stimulable material may generally be rare-earth doped.
- it may contain erbium or be doped with erbium. This can be particularly advantageous Er 3+ .
- the IR-stimulable material is preferably material with so-called quantum dots or quantum wires. Such materials, also called anti-Stokes materials, just radiate visible light when excited by IR radiation or heat. Due to the size of the constituents of the material, in particular the quantum dots, the wavelength of the emitted light can be influenced within certain limits. Thus, for example, by quantum dots from the company CAN from Hamburg under the product name CANdots Series X Green a tip of the material be achieved with the quantum dots emitted light in the wavelength range between 510nm and 560nm. In another wavelength range between 640nm and 690nm, another emission peak may be present.
- the IR-stimulatable material can be provided as a light indicator recognizable from above through the hob plate, advantageously in the area or heating area of the at least one heating device.
- the IR-stimulatable material may be provided on the heater, advantageously directly thereto. It may, for example, be provided directly to the aforementioned thermal insulation or to the aforementioned carrier, since thereby the properties with respect to the heat generation and heat radiation at the resistance heater are lower. The temperature at an exposed resistance heater is very high even with the aforementioned 1000 ° C to 1100 ° C and thus thermally very demanding both for the IR-stimulable material and for the operation of the heater.
- the IR-stimulatable material may be applied on the one hand as a coating, for example on the surfaces or regions of the thermal insulation which are easily recognizable from the outside or from above. Such thermal insulation may be formed according to the example EP 750444A as commonly used for radiant heaters. For flat and not too fine or detailed coatings, this surface is suitable for this thermal insulation.
- the IR-stimulable material can also be mixed into the material of the thermal insulation, for example the quantum dots directly, and thus an integral production can take place, for example as pressing.
- the need for such IR-stimulable Material very high for the relatively low proportion, which is later provided on surfaces visible from above.
- certain surfaces of the thermal insulation which are directed upwards or are particularly easily recognizable from above can be provided with the IR-stimulable material.
- This may be, for example, an edge region of the carrier or thermal insulation surrounding the resistance heater, alternatively a free center region.
- the IR-stimulatable material can also be provided directly on the heater, directly to the resistance heater. This is particularly useful when the resistance heater is an aforementioned tubular heater whose surface or outer shell, usually a metal tube, reaches temperatures of less than 1000 ° C, that is less hot than an aforementioned exposed resistance heater of a radiant heater.
- the IR-stimulable material may be attached to a support attached to the heater according to the aforementioned additional support, which may advantageously be made of metal, glass or glass-ceramic.
- the carrier may be disposed between the heater and the cooktop panel.
- the carrier between the heater and the hob plate may be formed as a light guide or light channel.
- a material with two different quantum dots or two different types of quantum dots can be provided, which are designed for the representation of two different colors in operation as a light indicator.
- the two different colors are then created by different exposure to different temperatures.
- a triggered by IR or heat radiation light indicator or lighting on a hob is possible, but also a different depending on the temperature color indicator. This is for example for residual heat heating displays on a hob advantageous.
- thermochromic material may be provided over the IR-stimulable material in a layered construction.
- a layer structure can be selected, which should be provided on the hob plate or on its underside or under the hob plate. It is considered advantageous if the extent of the thermochromic material is about the same size as that of the IR-stimulable material below, at least it should have the same areal coverage. Alternatively, certain areas may be covered and certain areas may be left blank so that when a certain temperature for that thermochromic material is exceeded, an underlying IR-stimulable material will be visible only when the thermochromic material has its color change.
- a starting material often a powder
- a dispersion can be processed in a dispersion.
- This in turn may be admixed with a dispersion material such as a paint or other carrier material. This can then be mixed or applied again in the desired manner.
- an inventive hob 11 is shown, which is formed largely in the usual way. It has a hob plate 13, advantageously made of glass ceramic such as KeraVision from EuroKera or Hightrans from SCHOTT. On a bottom 14 of the hob plate 13, a radiant heater 16 is pressed, as is usual. The hob can have several such radiant heaters.
- the radiant heater 16 is largely constructed according to the aforementioned prior art and has a plate-like or plate-like carrier 17 made of a thermal insulation material. It has externally attached or molded on a circumferential support edge 18. Under certain circumstances, the carrier 17 may be held from the thermal insulation material in a kind of sheet metal plate, which plays no role for the invention. Between the support edge 18 and support 17, an oblique edge throat 19 may be provided. On the support 17, a resistance heater 21 is arranged standing. It has the shape of an upright ribbon and runs spirally or meandering on the carrier 17th
- a coating with IR-stimulable material can be arranged in different ways on the radiant heater 16 or the carrier 17 or the carrier edge 18.
- a first possibility is a quantum dot coating 23a on the upper side of the carrier edge 18. It can be completely circumferential or individual dots, areas, symbols or the like. form. Since this quantum dot coating 23a is pressed directly onto the underside 14 of the hob plate 13, its visibility from above is very good. At the same time, however, it may only be achieved to a limited extent by the IR radiation of the resistance heater 21 of the radiant heater 16.
- Such an IR-stimulable material can either initially have quantum dots with erbium doping or according to the aforementioned US 4806772 A be educated.
- Another IR-stimulable quantum dot coating 23b is provided on the inwardly facing side of the carrier rim 18. It may also be formed completely or largely circumferentially as a kind of ring, alternatively as individual dots or the like, as has been previously carried out for the quantum dot coating 23a. Although the visibility of the quantum dot coating 23b on the sides of the carrier rim 18 from above is less good, it can be very well illuminated by the IR radiation of the resistance heater 21.
- Another IR-stimulable quantum dot coating 23c is applied to the edge throat 19, which is specially provided for this purpose.
- This quantum dot coating 23 c can be seen quite well from above as well as being readily illuminable by the IR radiation of the resistance heater 21. Again, a coating can take place in different shapes, as a long or even continuous strip, alternatively as individual dots, symbols or the like.
- an IR-stimulable quantum dot coating 23d can be applied to the carrier 17 or its upper side, for example centrally, but also at the edge region. Although not much space may be available here, both visibility and suitability are very good.
- an IR-stimulatable coating not belonging to the claimed invention is a quantum dot coating 23e on the underside 14 of the hob plate 13. It has the advantage that it is both very visible from above and very good from the IR radiation of the resistance heater 21 can be illuminated. However, it has the disadvantage that it is not attached to the radiant heater 16 itself, but just on the hob plate 13. So it must be applied in completely different steps.
- a coating bonding with a film, a glass plate or any other suitable carrier is also possible in each case, on which a quantum dot coating 23 is applied.
- a tubular heater 116 has a metallic tube in which a heating wire 121 extends.
- the tube is filled with powdery or granular insulating material.
- Such a tubular heater 116 may be formed in the manner mentioned above and form the aforementioned resistance heater.
- an IR-stimulable quantum dot coating 123 is applied on top of the tubular heater 116. It can essentially cover the upper half, for example, but only an upper third or upper quarter, which just as well as possible to see from above or can be seen.
- the resistance heaters 21 of the radiant heater 16 of the Fig. 1 be provided directly with a quantum dot coating. Their high temperatures in the heating mode of about 1100 ° C, however, make a coating difficult. In addition, the efficiency could be adversely affected.
- thermochromic coating 25 may change color or even become transparent at a certain temperature. Thus, at this temperature, the visibility of an underlying quantum dot coating 23 is given or no longer exists. Furthermore, the color may change due to the thermochromic coating 25. Based on Fig. 3 it is also easy to imagine how a layer structure with even more layers could be done, for example, several IR-stimulable quantum dot coatings on top of each other.
- Fig. 4 is a plan view of the hob 11 from the Fig. 1 with lights of an IR-stimulable quantum dot coating 23c as a light indicator 24 in the form of a circumferential, dotted ring shown luminous.
- This indicator 24 is visible through the hob plate 13 through and can, for example, a power indicator or hot display for the radiant heater 16 and its heating operation represent.
- Fig. 5 a radiation spectrum of an IR-stimulable quantum dot coating or material with quantum dots.
- quantum dots from CAN in Hamburg called CANdots Series X Green.
- These quantum dots consist of so-called “core” particles of NaYF 4 : Yb, Er. This is the lower curve with the very low rashes at around 540nm and 650nm. They can be excited by IR radiation to illuminate.
- the upper curve for quantum dots is represented by so-called "core / shell” particles. These consist of NaYF 4 : Yb, Er / NaYF 4 . The maxima of this emission or radiation are much higher, but are in principle at about the same wavelength. The resulting color is then just green. Irradiation of the respective IR-stimulable materials with quantum dots takes place by means of near IR light with a wavelength of 980 nm, for example, as it is included in the spectrum of the radiant heater 16 and the resistance heater 21 in the heating mode.
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Description
- Die Erfindung betrifft ein Kochfeld mit einer Kochfeldplatte und mit mindestens einer darunter angeordneten Heizeinrichtung.
- Beispielsweise aus der
DE 102011085112 A1 oder derDE 102012204546 A1 sind Anzeigen bzw. Leuchtanzeigen an Kochfeldern bekannt, die nicht einfach nur mit einem Leuchtmittel wie beispielsweise einer sichtbar angeordneten LED arbeiten. Hier werden Materialien mit außergewöhnlichen Eigenschaften verwendet. - Aus der
WO 2008/128900 A2 ist ein Kochfeld mit einer Kochfeldplatte bekannt, unter der mehrere Heizeinrichtungen angeordnet sind, bspw. auch mit Strahlungsheizkörpern bzw. elektrischen Widerstandsheizern. Die Kochfeldplatte ist lichtdurchlässig, wobei ein an einer Heizzone über einem Strahlungsheizkörper angeordneter Teilbereich mit Seltenerden-Ionen dotiert sein kann. Der Strahlungsheizkörper emittiert im Betrieb IR-Strahlung, die diese Seltenerden-Ionen zur lumineszenten Emission von Licht anregen, was eine Bedienperson erkennen kann. - Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes Kochfeld zu schaffen, mit dem Probleme des Standes der Technik gelöst werden können und es insbesondere möglich ist, eine vorteilhafte Leuchtanzeige an einem Kochfeld zu schaffen.
- Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Kochfeld mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Ansprüche und werden im Folgenden näher erläutert. Der Wortlaut der Ansprüche wird durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der vorliegenden Anmeldung gemacht.
- Es ist vorgesehen, dass das Kochfeld eine Kochfeldplatte und mindestens eine darunter angeordnete Heizeinrichtung aufweist. Die Kochfeldplatte kann vorteilhaft aus Hartglas oder aus Glaskeramik bestehen, wie dies an sich bekannt ist. Sie kann weitgehend durchsichtig oder rötlich-braun eingefärbt sein. Die Kochfeldplatte ist vorteilhaft so ausgebildet, dass sie in einem für das menschliche Auge sichtbaren Wellenlängenbereich Licht durchlässt, auch wenn dies nur eine geringe Durchlässigkeit ist. Dieser Wellenlängenbereich reicht von etwa 380nm bis 780nm.
- Die Durchlässigkeit muss nicht für unbedingt für den gesamten für das menschliche Auge sichtbaren Wellenlängenbereich gelten, sondern kann auch für schmale Bereiche bzw. im Wesentlichen einzelne Farben gelten. Im IR-Wellenlängenbereich kann die Kochfeldplatte lichtdurchlässig sein bzw. eine Transmission von mehr als 50% aufweisen, vorteilhaft mehr als 80% oder sogar als 90%. Dies ist vor allem bei einer Verwendung von Strahlungsheizkörpern bzw. allgemein elektrischen Widerstandsheizern, die sehr hohe Temperaturen und somit einen sehr starken IR-Strahlungsanteil aufweisen, von Vorteil.
- Die Heizeinrichtung arbeitet elektrisch und weist bevorzugt einen elektrischen Widerstandsheizer auf, der an einem Träger mit Wärmedämmung angeordnet ist. Dies kann einerseits ein sogenannter bandförmiger Widerstandsheizer als Strahlungsheizer sein, wie er beispielsweise aus der
EP 585831 A1 - Alternativ kann die Heizeinrichtung einen elektrischen Widerstandsheizer in Form eines sogenannten Rohrheizkörpers aufweisen, wie er beispielsweise aus der
DE 102009048495 A1 bekannt ist. Dabei liegt das eigentliche Widerstandsheizelement von isolierendem Material umgeben in einem Metallrohr, das letztlich von dem Widerstandsheizelement erhitzt bzw. sogar zum Glühen gebracht werden kann und dann ebenfalls als Strahlungsheizer arbeitet. In einer weiteren Alternative kann ein elektrischer Widerstandsheizer eine sogenannte Halogenlampe sein, auch als Hellstrahler bekannt, wie sie ebenfalls für Kochfelder verwendet werden können. Auch die alternativen Widerstandsheizer sind an Trägern mit Wärmedämmung angeordnet, um die Wärmeabstrahlung nach oben zu einem auf der Kochfeldplatte darüber aufgesetzten Kochgefäß zu vergrößern bzw. die Energieeffizienz zu verbessern. Des Weiteren sollte eine Erwärmung des Kochfelds nach unten in ein Einbaumöbel odgl. nicht zu groß sein. - Ein IR-stimulierbares Material, welches eine Leuchtanzeige bzw. eine Beleuchtung bildet, ist so ausgebildet, dass es durch Licht im IR-Wellenlängenbereich angeregt werden kann und dann Licht abgibt. So kann es als vorgenannte Leuchtanzeige bzw. Beleuchtung dienen. Dieser Effekt ist eine Fluoreszenz bzw. diese Materialien werden auch Anti-Stokes-Materialien genannt. Licht im IR-Wellenlängenbereich ist ja durch den vorgenannten Widerstandsheizer während des Heiz-Betriebs auf alle Fälle vorhanden und üblicherweise auch noch eine kurze Zeit danach, während eben der Widerstandsheizer beispielsweise nach Ausschalten noch heiß genug ist bzw. solange er noch nicht zu stark abgekühlt ist. Durch die Verwendung des IR-stimulierbaren Materials, welches insbesondere Material mit Quantendots sein kann, kann eine Leuchtanzeige bzw. Beleuchtung erzeugt werden mit anderen Farben als mit rot bis orange bzw. orange-gelb, wie es übliche glühende Widerstandsheizer emittieren. Solche IR-stimulierbaren Materialien sind auch aus der
US 4806772 A bekannt, deren Inhalt bzgl. dieser Materialien durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der vorliegenden Anmeldung gemacht wird. - Das IR-stimulierbare Material ist dabei am Widerstandsheizer und/oder an der Wärmedämmung und/oder an einem zusätzlichen Träger angeordnet. Vorteilhaft befindet sich das IR-stimulierbare Material im unmittelbaren Bereich der starken Bestrahlung mit Wärmestrahlung durch die Heizeinrichtung bzw. den Widerstandsheizer. Die Anordnung des IR-stimulierbaren Materials an einem zusätzlichen Träger odgl., der an der Heizeinrichtung bzw. vor allem an der Wärmedämmung angeordnet sein kann, bedeutet zwar den Aufwand eines zusätzlichen Teils, der bei Verwendung ohnehin vorhandener Teile des Kochfelds bzw. der Heizeinrichtung entfällt, ist aber möglich.
- Dieses IR-stimulierbare Material sollte entsprechend temperaturstabil gewählt werden, so dass eine Langzeittemperaturstabilität für Temperaturen von über 1000°C gegeben ist. Diese sollten vor allem bei freiliegenden elektrischen Widerstandsheizern, die im Heiz-Betrieb sichtbar hell glühen, sogar noch höher reichen, beispielsweise bis 1300°C. Vorgenannte Rohrheizkörper werden in der Regel nicht heißer als 1000°C, selbst wenn sie bereits beginnen zu glühen.
- Ein Vorteil der hohen Temperaturbeständigkeit bzw. Temperaturstabilität der Materialien ist neben der Verwendung bei hohen Heizleitertemperaturen auch, dass diese Temperaturbeständigkeit Herstellungsverfahren bei hohen Temperaturen wie z.B. Emaillieren, Gießen, Sintern, Einbrennen odgl. erst ermöglicht.
- Das IR-stimulierbare Material kann allgemein Selten-Erd-dotiert sein. Vorteilhaft kann es Erbium enthalten bzw. mit Erbium dotiert sein. Dies kann besonders vorteilhaft Er3+ sein. Das IR-stimulierbare Material ist bevorzugt Material mit sogenannten Quantendots oder Quantenrods. Derartige Materialien, auch Anti-Stokes-Materialien genannt, strahlen eben bei Anregung durch IR-Strahlung bzw. Wärme sichtbares Licht ab. Durch die Größe der Bestandteile des Materials, insbesondere der Quantendots, kann in gewissen Grenzen die Wellenlänge des emittierten Lichts beeinflusst werden. So kann beispielsweise durch Quantendots von der Firma CAN aus Hamburg unter dem Produktnamen CANdots Series X Grün eine Spitze des von dem Material mit den Quantendots emittierten Lichts im Wellenlängenbereich zwischen 510nm und 560nm erreicht werden. In einem anderen Wellenlängenbereich zwischen 640nm und 690nm kann eine weitere Emissionsspitze gegeben sein.
- Das IR-stimulierbare Material kann als von oben durch die Kochfeldplatte hindurch erkennbare Leuchtanzeige vorgesehen sein, vorteilhaft im Bereich bzw. Heizbereich der mindestens einen Heizeinrichtung.
- In einer Ausgestaltung der Erfindung kann das IR-stimulierbare Material an der Heizeinrichtung vorgesehen sein, vorteilhaft direkt daran. Dabei kann es beispielsweise direkt an der vorgenannten Wärmedämmung oder an dem vorgenannten Träger vorgesehen sein, da dadurch die Eigenschaften bzgl. der Wärmeerzeugung und Wärmeabstrahlung am Widerstandsheizer geringer sind. Die Temperatur an einem freiliegenden Widerstandsheizer ist auch mit den vorgenannten 1000°C bis 1100°C sehr hoch und somit thermisch sehr anspruchsvoll sowohl für das IR-stimulierbare Material als auch für den Betrieb der Heizeinrichtung. An der Wärmedämmung kann das IR-stimulierbare Material einerseits als Beschichtung aufgebracht sein, beispielsweise an den von außen bzw. von oben gut erkennbaren Flächen oder Bereichen der Wärmedämmung. Eine solche Wärmedämmung kann beispielsweise ausgebildet sein entsprechend der
EP 750444 A - Das IR-stimulierbare Material kann andererseits auch in das Material der Wärmedämmung eingemischt werden, beispielsweise die Quantendots direkt, und somit kann eine integrale Herstellung erfolgen, beispielsweise als Verpressen. Dann ist jedoch der Bedarf an solchem IR-stimulierbaren Material sehr hoch für den relativ geringen Anteil, der dann später an von oben sichtbaren Oberflächen vorgesehen ist.
- Bevorzugt können bestimmte, nach oben gerichtete bzw. von oben besonders gut erkennbare Flächen der Wärmedämmung mit dem IR-stimulierbaren Material versehen sein. Dies kann beispielsweise ein um den Widerstandsheizer umlaufender Randbereich des Trägers bzw. der Wärmedämmung sein, alternativ ein freier Mittelbereich.
- In nochmals weiterer alternativer Ausgestaltung der Erfindung kann das IR-stimulierbare Material auch direkt an der Heizeinrichtung vorgesehen sein, und zwar direkt an dem Widerstandsheizer. Dies bietet sich vor allem dann an, wenn der Widerstandsheizer ein vorgenannter Rohrheizkörper ist, dessen Oberfläche bzw. Außenhülle, üblicherweise ein Metallrohr, Temperaturen von weniger als 1000 °C erreicht, also weniger heiß ist als ein vorgenannter freiliegender Widerstandsheizer eines Strahlungsheizkörpers.
- Allgemein wird es als vorteilhaft angesehen, wenn solche Bereiche mit IR-stimulierbarem Material versehen bzw. beschichtet sind, die von oben gut erkennbar sind. So braucht beispielsweise bei einem Widerstandsheizer nach Art eines Rohrheizkörpers keine vollumfängliche Beschichtung des Rohrheizkörpers vorgesehen zu werden, eine Beschichtung an der Oberseite mit IR-stimulierbarem Material reicht aus.
- Das IR-stimulierbare Material kann alternativ an einem an der Heizeinrichtung angebrachten Träger angebracht sein entsprechend dem vorgenannten zusätzlichen Träger, der vorteilhaft aus Metall, Glas oder Glaskeramik bestehen kann. Der Träger kann zwischen der Heizeinrichtung und der Kochfeldplatte angeordnet sein. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann der Träger zwischen der Heizeinrichtung und der Kochfeldplatte als Lichtleiter oder Lichtkanal ausgebildet sein.
- In vorteilhafter Ausbildung der Erfindung kann ein Material mit zwei verschiedenen Quantendots bzw. zwei verschiedenen Arten von Quantendots vorgesehen werden, welche für die Darstellung von zwei unterschiedlichen Farben bei Betrieb als Leuchtanzeige ausgebildet sind. Die zwei unterschiedlichen Farben entstehen dann durch unterschiedliche Beaufschlagung mit unterschiedlichen Temperaturen. So ist nicht nur allgemein eine durch IR- bzw. Wärmestrahlung ausgelöste Leuchtanzeige bzw. Beleuchtung an einem Kochfeld möglich, sondern auch noch eine je nach Temperatur farblich unterschiedliche Leuchtanzeige. Dies ist beispielsweise für Restwärme-Heizanzeigen an einem Kochfeld von Vorteil.
- In Ausgestaltung der Erfindung kann in einem Schichtaufbau thermochromes Material über dem IR-stimulierbaren Material vorgesehen sein. Hier kann ein Schichtaufbau gewählt werden, der an der Kochfeldplatte bzw. an ihrer Unterseite oder unter der Kochfeldplatte vorgesehen sein sollte. Dabei wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die Ausdehnung des thermochromen Materials in etwa genauso groß ist wie diejenige des IR-stimulierbaren Materials darunter, zumindest sollte es die gleiche flächenmäßige Überdeckung aufweisen. Alternativ können auch bestimmte Bereiche überdeckt und bestimmte Bereiche freigelassen werden, so dass bei Überschreiten einer bestimmten Temperatur für dieses thermochrome Material ein darunterliegendes IR-stimulierbares Material erst sichtbar wird, wenn das thermochrome Material seinen Farbwechsel hat.
- Zur Herstellung einer Beschichtung mit dem IR-stimulierbaren Material bzw. mit Quantendots kann ein Ausgangsmaterial, häufig ein Pulver, in einer Dispersion verarbeitet sein. Dieses wiederum kann einem Dispersionsmaterial wie einer Farbe oder sonstigem Trägermaterial beigemischt sein. Dies kann dann wiederum auf gewünschte Art und Weise eingemischt oder aufgebracht werden.
- Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
- Fig. 1
- einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Kochfeld mit Strahlungsheizkörper, an dem auf unterschiedliche Arten IR-stimulierbare bzw. Quantendot-Beschichtungen aufgebracht sind,
- Fig. 2
- einen Schnitt durch einen Rohrheizkörper als alternative Heizeinrichtung,
- Fig. 3
- eine Schemadarstellung einer mehrschichtigen Beschichtung mit einer thermochromen Beschichtung über einer Quantendot-Beschichtung,
- Fig. 4
- eine Draufsicht auf das Kochfeld entsprechend
Fig. 1 mit strichliertem Strahlungsheizkörper und punktiertem Leuchtring einer leuchtenden Quantendot-Beschichtung und - Fig. 5
- ein Strahlungsspektrum von Quantendots mit zwei hauptsächlichen Wellenlängenbereichen der Abstrahlung.
- In der
Fig. 1 ist im Schnitt ein erfindungsgemäßes Kochfeld 11 dargestellt, das weitgehend auf übliche Art und Weise ausgebildet ist. Es weist eine Kochfeldplatte 13 auf, vorteilhaft aus Glaskeramik wie beispielsweise KeraVision der Firma EuroKera oder Hightrans der Firma SCHOTT. An einer Unterseite 14 der Kochfeldplatte 13 ist ein Strahlungsheizkörper 16 angedrückt, wie dies üblich ist. Das Kochfeld kann mehrere solche Strahlungsheizkörper aufweisen. - Der Strahlungsheizkörper 16 ist weitgehend gemäß dem eingangs genannten Stand der Technik aufgebaut und weist einen teller- oder plattenartigen Träger 17 aus einem Wärmedämm-Material auf. Er weist außen angesetzt oder angeformt einen umlaufenden Trägerrand 18 auf. Unter Umständen kann der Träger 17 aus dem Wärmedämm-Material auch in einer Art Blechteller gehalten sein, was für die Erfindung aber keine Rolle spielt. Zwischen Trägerrand 18 und Träger 17 kann eine schräge Randkehle 19 vorgesehen sein. Auf dem Träger 17 ist stehend ein Widerstandsheizer 21 angeordnet. Er weist die Form eines aufrechtstehenden Flachbands auf und verläuft spiralig oder mäanderförmig auf dem Träger 17.
- Eine Beschichtung mit IR-stimulierbarem Material, hier mit Material mit Quantendots, kann auf unterschiedliche Art und Weise an dem Strahlungsheizkörper 16 bzw. dem Träger 17 oder dem Trägerrand 18 angeordnet werden. Eine erste Möglichkeit ist eine Quantendot-Beschichtung 23a auf der Oberseite des Trägerrands 18. Sie kann ganz umlaufend sein oder einzelne Punkte, Bereiche, Symbole odgl. bilden. Da diese Quantendot-Beschichtung 23a direkt an die Unterseite 14 der Kochfeldplatte 13 angedrückt wird, ist ihre Sichtbarkeit von oben sehr gut. Gleichzeitig wird sie aber möglicherweise nur in geringem Maß von der IR-Strahlung des Widerstandsheizers 21 des Strahlungsheizkörpers 16 erreicht. Ein solches IR-stimulierbares Material kann entweder eingangs Quantendots mit Erbium-Dotierung aufweisen oder entsprechend der vorgenannten
US 4806772 A ausgebildet sein. - Eine weitere IR-stimulierbare Quantendot-Beschichtung 23b ist an der nach innen weisenden Seite des Trägerrands 18 vorgesehen. Sie kann auch ganz oder weitgehend umlaufend als eine Art Ring ausgebildet sein, alternativ als einzelne Punkte odgl., wie zuvor für die Quantendot-Beschichtung 23a ausgeführt worden ist. Die Sichtbarkeit der Quantendot-Beschichtung 23b an den Seiten des Trägerrands 18 von oben ist zwar weniger gut, dafür kann sie aber sehr gut von der IR-Strahlung des Widerstandsheizers 21 angestrahlt werden.
- Eine weitere IR-stimulierbare Quantendot-Beschichtung 23c ist auf die Randkehle 19 angebracht, die extra zu diesem Zweck vorgesehen ist. Diese Quantendot-Beschichtung 23c ist sowohl recht gut von oben zu erkennen als auch gut von der IR-Strahlung des Widerstandsheizers 21 anstrahlbar. Auch hier kann eine Beschichtung in unterschiedlichen Formen erfolgen, als langer oder sogar durchgehender Streifen, alternativ als einzelne Punkte, Symbole odgl..
- Gemäß einer weiteren Möglichkeit kann eine IR-stimulierbare Quantendot-Beschichtung 23d auf den Träger 17 bzw. dessen Oberseite aufgebracht werden, beispielsweise mittig, aber auch am Randbereich. Hier ist zwar unter Umständen nicht besonders viel Fläche verfügbar, sowohl Sichtbarkeit als auch Anstrahlbarkeit sind jedoch sehr gut.
- Eine nochmals weitere Möglichkeit einer IR-stimulierbaren Beschichtung, die nicht zur beanspruchten Erfindung gehört, ist eine Quantendot-Beschichtung 23e an der Unterseite 14 der Kochfeldplatte 13. Sie weist den Vorteil auf, dass sie sowohl sehr gut von oben sichtbar ist als auch sehr gut von der IR-Strahlung des Widerstandsheizers 21 anstrahlbar ist. Allerdings weist sie den Nachteil auf, dass sie nicht an dem Strahlungsheizkörper 16 selbst angebracht ist, sondern eben an der Kochfeldplatte 13. Sie muss also in komplett anderen Arbeitsschritten aufgebracht werden.
- Alternativ zu einer Beschichtung ist jeweils auch ein Bekleben mit einer Folie, einer Glasplatte oder einem sonstigen geeigneten Träger möglich, auf dem eine Quantendot-Beschichtung 23 aufgebracht ist.
- In
Fig. 2 ist eine alternative Heizeinrichtung dargestellt, wie sie für einen Backofen oder auch für ein Kochfeld verwendet werden könnte. Ein Rohrheizkörper 116 weist ein metallisches Rohr auf, in dem ein Heizdraht 121 verläuft. Zusätzlich ist das Rohr mit pulverartigem oder körnigem Isoliermaterial gefüllt. Ein solcher Rohrheizkörper 116 kann auf eingangs genannte Art und Weise ausgebildet sein und den vorgenannten Widerstandsheizer bilden. - Oben auf dem Rohrheizkörper 116 ist eine IR-stimulierbare Quantendot-Beschichtung 123 aufgebracht. Sie kann im Wesentlichen die obere Hälfte bedecken, beispielsweise aber auch nur ein oberes Drittel oder oberes Viertel, welches eben möglichst gut von oben zu sehen bzw. zu erkennen ist. Zwar können auch die Widerstandsheizer 21 des Strahlungsheizkörpers 16 der
Fig. 1 direkt mit einer Quantendot-Beschichtung versehen werden. Deren hohe Temperaturen im Heiz-Betrieb von etwa 1100°C machen eine Beschichtung jedoch schwierig. Außerdem könnte der Wirkungsgrad negativ beeinträchtigt werden. - In der
Fig. 3 ist schematisch ein Schichtaufbau dargestellt mit einer IR-stimulierbaren Quantendot-Beschichtung 23, auf der eine thermochrome Beschichtung 25 angeordnet ist. Wie zuvor beschrieben worden ist, kann die thermochrome Beschichtung 25 bei einer bestimmten Temperatur ihre Farbe ändern oder sogar durchsichtig werden. So ist bei dieser Temperatur die Sichtbarkeit einer darunterliegenden Quantendot-Beschichtung 23 gegeben oder eben nicht mehr gegeben. Des Weiteren kann durch die thermochrome Beschichtung 25 eventuell ein Farbwechsel erfolgen. Anhand derFig. 3 ist es auch leicht vorstellbar, wie ein Schichtaufbau mit noch mehr Schichten erfolgen könnte, beispielsweise auch mehrere IR-stimulierbare Quantendot-Beschichtungen übereinander. - In der
Fig. 4 ist eine Draufsicht auf das Kochfeld 11 aus derFig. 1 mit Leuchten einer IR-stimulierbaren Quantendot-Beschichtung 23c als Leuchtanzeige 24 in Form eines umlaufenden, punktiert dargestellten leuchtenden Rings. Diese Leuchtanzeige 24 ist durch die Kochfeldplatte 13 hindurch erkennbar und kann beispielsweise eine Betriebsanzeige oder Heißanzeige für den Strahlungsheizkörper 16 bzw. dessen Heiz-Betrieb darstellen. - In der
Fig. 5 ist ein Abstrahlspektrum einer IR-stimulierbaren Quantendot-Beschichtung bzw. von Material mit Quantendots dargestellt. Es handelt sich um Quantendots der Firma CAN in Hamburg mit der Bezeichnung CANdots Series X Grün. Diese Quantendots bestehen aus sogenannten "Core" particles aus NaYF4:Yb, Er. Dies ist die untere Kurve mit den sehr geringen Ausschlägen bei etwa 540nm sowie 650nm. Sie sind durch IR-Strahlung anregbar zum Leuchten. - Des Weiteren ist die obere Kurve für Quantendots aus sogenannten "Core/Shell" particles dargestellt. Diese bestehen aus NaYF4:Yb, Er/NaYF4. Die Maxima dieser Emission bzw. Strahlung sind weitaus höher, liegen aber im Prinzip bei etwa derselben Wellenlänge vor. Die entstehende Farbe ist dann eben grün. Eine Bestrahlung der jeweiligen IR-stimulierbaren Materialien mit Quantendots erfolgt durch nahes IR-Licht mit einer Wellenlänge von 980nm, beispielsweise wie es im Spektrum des Strahlungsheizkörpers 16 bzw. des Widerstandsheizers 21 im Heiz-Betrieb enthalten ist.
Claims (10)
- Kochfeld (11) mit einer Kochfeldplatte (13) und mit mindestens einer darunter angeordneten Heizeinrichtung (16, 116), aufweisend:- eine Kochfeldplatte (13), die so ausgebildet ist, dass sie im für das menschliche Auge sichtbaren Wellenlängenbereich Licht durchlässt,- IR-stimulierbares Material (23a-e, 123) als Leuchtanzeige (24) bzw. Beleuchtung, das derart ausgebildet ist, dass es durch Licht im IR-Wellenlängenbereich anregbar ist zur Lichtabgabe,gekennzeichnet durch:- die Heizeinrichtung (16, 116) weist einen elektrischen Widerstandsheizer (21, 121) und einen Träger (17) mit Wärmedämmung auf, wobei der elektrisch Widerstandsheizer an dem Träger mit Wärmedämmung angeordnet ist,- das IR-stimulierbare Material (23a-d, 123) ist am Widerstandsheizer (21, 121) und/oder an der Wärmedämmung und/oder an einem zusätzlichen Träger angeordnet.
- Kochfeld nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das IR-stimulierbare Material (23a-e, 123) eine Langzeittemperaturstabilität bei Temperaturen von über 1000°C bis 1300°C aufweist.
- Kochfeld nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das IR-stimulierbare Material (23a-d, 123) Erbium enthält bzw. mit Erbium dotiert ist, vorzugsweise Er3+.
- Kochfeld nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das IR-stimulierbare Material (23a-d, 123) Quantendots sind bzw. dass es Quantendots aufweist.
- Kochfeld nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das IR-stimulierbare Material (23b-d, 123) als Leuchtanzeige (24) im Bereich bzw. Heizbereich der mindestens einen Heizeinrichtung (16, 116) vorgesehen ist.
- Kochfeld nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das IR-stimulierbare Material (23a-d, 123) direkt an der Heizeinrichtung (16, 116) vorgesehen ist, vorzugsweise an der Wärmedämmung, wobei insbesondere das IR-stimulierbare Material (23a-d) als Beschichtung an der Wärmedämmung aufgebracht ist.
- Kochfeld nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das IR-stimulierbare Material (23a-d, 123) direkt an der Heizeinrichtung (16, 116) vorgesehen ist, vorzugsweise direkt an dem Widerstandsheizer (21, 121), wobei insbesondere das IR-stimulierbare Material als Beschichtung an dem Widerstandsheizer aufgebracht ist.
- Kochfeld nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das IR-stimulierbare Material an einem an der Heizeinrichtung angebrachten Träger aus Metall, Glas oder Glaskeramik zwischen der Heizeinrichtung und der Kochfeldplatte angebracht ist, wobei vorzugsweise der Träger zwischen der Heizeinrichtung und der Kochfeldplatte als Lichtleiter ausgebildet ist.
- Kochfeld nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass IR-stimulierbares Material (23a-d, 123) für die Darstellung von zwei unterschiedlichen Farben bei Betrieb als Leuchtanzeige ausgebildet ist, wobei die zwei unterschiedlichen Farben durch unterschiedliche Beaufschlagung mit unterschiedlichen Temperaturen entstehen.
- Kochfeld nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Schichtaufbau thermochromes Material (25) über dem IR-stimulierbaren Material (23) vorgesehen ist, insbesondere an der Kochfeldplatte (13) oder unter der Kochfeldplatte, vorzugsweise mit gleicher flächenmäßiger Überdeckung.
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