EP3127397B1 - Heizeinrichtung, haushaltsgerät und verfahren - Google Patents

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EP3127397B1
EP3127397B1 EP15715993.0A EP15715993A EP3127397B1 EP 3127397 B1 EP3127397 B1 EP 3127397B1 EP 15715993 A EP15715993 A EP 15715993A EP 3127397 B1 EP3127397 B1 EP 3127397B1
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EP
European Patent Office
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substrate
pores
moisture
insulating layer
insulation layer
Prior art date
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EP15715993.0A
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English (en)
French (fr)
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EP3127397A1 (de
Inventor
Alexander Dinkel
Sebastian Matzinger
Klemens Roch
Philipp Schaller
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BSH Hausgeraete GmbH
Original Assignee
BSH Hausgeraete GmbH
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Publication date
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    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/78—Heating arrangements specially adapted for immersion heating
    • 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
    • H05B3/10—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
    • H05B3/12—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material
    • H—ELECTRICITY
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    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
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    • H05B2203/021—Heaters specially adapted for heating liquids
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    • H05B2203/022—Heaters specially adapted for heating gaseous material

Definitions

  • the present invention relates to a heating device, a household appliance and a method.
  • Household appliances can have a heating device for heating a fluid such as air, vapor, rinsing solution or water.
  • a heating device for heating a fluid such as air, vapor, rinsing solution or water.
  • the EP 1 672 958 A2 describes such a heating device in the form of a pipe heater.
  • the pipe heater comprises a metallic substrate, a heating conductor and an electrically insulating insulation layer arranged between the heating conductor and the substrate. In order to prevent direct contact of the fluid to be heated with the heating conductor, the latter is encapsulated together with the insulation layer.
  • the WO 00/70915 A1 describes a heating device with a tubular substrate, a heating conductor and an insulation layer arranged between the substrate and the heating conductor.
  • the insulation layer has pores. To prevent the pores from absorbing moisture, the insulation layer is impregnated with a silicon-based compound.
  • a heating device for a domestic appliance with a substrate which has a first side facing a fluid to be heated and a second side facing away from the fluid to be heated, a flat heating conductor and an insulation layer arranged between the second side of the substrate and the flat heating conductor, which Has pores proposed.
  • the pores are sealed with a moisture-impermeable coating, the pores each having a wall delimiting them, the moisture-impermeable coating being applied to the respective wall and the moisture-impermeable coating being applied to the respective wall of the cavities in a sol-gel process.
  • Encapsulation or coating of the heating conductor can be dispensed with.
  • the heating conductor is therefore preferably unencapsulated or uncoated.
  • the first side of the substrate can also be referred to as the usage side.
  • the second side of the substrate can also be referred to as the heating side.
  • the substrate can be a wall of a receiving area of the household appliance.
  • the fluid to be heated can be air, vapor, water or rinsing liquor.
  • the substrate is preferably metallic.
  • the substrate can be made from a steel sheet.
  • the pores each have a wall that delimits them, the moisture-impermeable coating being applied to the respective wall.
  • the insulation layer is particularly porous. This means that the insulation layer has a large number of micropores. The pores can be closed or connected to one another.
  • the moisture-impermeable coating is applied to the respective wall of the cavities in a sol-gel process.
  • a “sol-gel process” is to be understood as a method for producing non-metallic, inorganic or hybrid polymeric materials from colloidal dispersions, the so-called sols.
  • the insulation layer is a ceramic layer.
  • the insulation layer can be an aluminum oxide layer. In this way, particularly good electrical insulation properties of the insulation layer are achieved. Furthermore, the use of aluminum oxide as a coating material is particularly cost-effective.
  • the flat heating conductor and / or the insulation layer are sprayed onto the substrate in a thermal spraying process.
  • thermal spraying processes molten bath spraying, electric arc spraying, flame spraying, high-speed flame spraying, detonation spraying, cold gas spraying and / or laser spraying.
  • the insulation layer is an amorphous glass-like layer.
  • the insulation layer is a water glass layer.
  • Such a water glass layer preferably does not have any glass components that promote conductivity, such as sodium, calcium or the like.
  • the water glass layer can be applied in a sol-gel process.
  • the flat heating conductor is made from a CrNi and / or an FeCr steel.
  • a household appliance with such a heating device is also proposed.
  • the household appliance can be a dishwasher, a washing machine, a tumble dryer, a cooking device such as an oven or a steam cooker, a kettle, a boiler, a water heater or the like.
  • the heating device can be part of the household appliance.
  • a method for producing a heating device for a household appliance is proposed with the following steps: providing a substrate with a first side and a second side; Applying an insulating layer having pores to the second side of the substrate; Applying a flat heating conductor to the insulation layer; Sealing the pores of the insulation layer with a moisture-proof Coating, wherein the moisture-impermeable coating is applied to walls of the pores of the insulation layer and wherein the liquid-impermeable coating is applied in a sol-gel process; and building up the substrate together with the insulation layer and the heating conductor in such a way that the first side of the substrate faces a fluid to be heated and the second side of the substrate faces away from the fluid to be heated.
  • the moisture-impermeable coating is applied to the walls of the pores of the insulation layer.
  • the liquid-impermeable coating is applied in a sol-gel process.
  • the insulation layer and / or the flat heating conductor are applied in a thermal spraying process.
  • the Fig. 1 shows a schematic perspective view of an embodiment of a household appliance 1.
  • the household appliance 1 can for example be a dishwasher, a washing machine, a tumble dryer, a cooking device such as an oven or a steam cooker, a kettle or the like.
  • the household appliance 1 has a receiving area 2 which can be closed by a door 3.
  • the receiving area 2 and the door 3 can form a receiving chamber 4 of the household appliance 1.
  • the receiving chamber 4 can be, for example, a washing chamber or a cooking chamber of the household appliance 1.
  • the receiving area 2 can be arranged in the interior of a housing of the household appliance 1.
  • Door 3 is in the Figure 1 shown in their open position.
  • the door 3 can be closed or opened by pivoting about a pivot axis 5 provided at a lower end of the door 3.
  • the receiving area 2 has a floor 6, a ceiling 7 arranged opposite the floor 6, a rear wall 8 arranged opposite the door 3 and two side walls 9, 10 arranged opposite one another.
  • the receiving area 2 is in particular cuboid.
  • the receiving area 2 can be, for example, circular-cylindrical.
  • the receiving area 2 is preferably made at least partially from a metal material, in particular from a sheet steel.
  • the household appliance 1 also has a heating device 11, in particular a flat heating device.
  • a heating device 11 in particular a flat heating device.
  • “flat” is to be understood as meaning that the heating device 11 is flat and / or is plate-shaped.
  • the heating device 11 can have a thickness of a few fractions of millimeters up to a few millimeters.
  • the heating device 11 is preferably provided on the outside of the receiving area 2.
  • the heating device 11 can completely cover the floor 6, the ceiling 7, the rear wall 8 and the side walls 9, 10.
  • the heating device can only partially cover the floor 6, the ceiling 7, the rear wall 8 and the side walls 9, 10.
  • the heating device 11 can also be provided on the door 3.
  • the Fig. 2 shows a schematic sectional view of the ceiling 7 with the heating device 11.
  • the ceiling 7 is referred to below as the substrate.
  • the substrate can furthermore comprise the base 6, the rear wall 8, the side walls 9, 10 and / or the door 3.
  • the heating device 11 has the metallic substrate 7.
  • the substrate 7 has a usage side 12 and a heating side 13 arranged opposite the usage side 12.
  • the use side 12 faces a fluid 14 to be heated.
  • the fluid can be air, vapor, water or rinsing liquor.
  • the usage side 12 can also be referred to as the first side of the substrate 7.
  • the heating side 13 faces away from the fluid 14 to be heated.
  • the heating side 13 can also be referred to as the second side of the substrate 7.
  • the heating device 11 also has a flat heating conductor 15.
  • the heating conductor 15 is provided on the second side 13 of the substrate 7.
  • the heating conductor 15 preferably has a plurality of conductor tracks 16.
  • the conductor tracks 16 are preferably connected to one another and run in a meandering shape on the metallic substrate 7.
  • the heating conductor 15 is made, for example, from a CrNi steel and / or an FeCr steel.
  • the insulation layer 17 is preferably a ceramic layer applied directly to the substrate 7 in a thermal spray process.
  • the insulation layer 17 is made of aluminum oxide.
  • the Fig. 3 shows an enlarged schematic sectional view of the heating device 11.
  • the insulation layer 17 preferably has a plurality of pores 18, of which in FIG Fig. 3 only one is provided with a reference number.
  • each pore 18 a wall 19 delimiting the respective pore 18.
  • the pores 18 are sealed with a moisture-impermeable, in particular water-impermeable, coating 20.
  • the moisture-impermeable coating 20 is preferably applied only to the walls 19 of the pores 18.
  • the coating 20 is an amorphous glass-like layer.
  • the coating 20 can be a water glass layer. Such a water glass layer preferably does not have any glass components that promote conductivity, such as sodium, calcium or the like.
  • the coating is preferably applied to the walls 19 in a sol-gel process.
  • the heating conductor 15 is not encapsulated and not coated.
  • the heating conductor 15 can be applied to the insulation layer 17 in a thermal spray process.
  • the insulation layer 17 Because the pores 18 of the insulation layer 17 are sealed with the moisture-impermeable coating 20, the absorption of moisture into the porous insulation layer 17 is prevented. This ensures that the insulation layer 17 permanently retains its electrically insulating property even in the case of high humidity.
  • the substrate 7 is provided with the first side 12 facing the fluid 14 to be heated and the second side 13 facing away from the fluid 14 to be heated.
  • the insulation layer 17 having the pores 18 is applied to the second side 13 of the substrate 7. The insulation layer 17 is sprayed directly onto the substrate 7 in a thermal spraying process.
  • the flat heating conductor 15 is applied to the insulation layer 17 in a thermal spraying process.
  • the conductor tracks 16 of the heating conductor 15 can be formed with the aid of a template when applied to the insulation layer 17.
  • the conductor tracks 16 can be formed with the aid of an abrasive process.
  • the Fig. 5 shows in a schematic sectional view the substrate 7 with the sprayed-on porous insulation layer 17 and the heating conductor 15.
  • a step S4 the pores 18 of the insulation layer 17 are then sealed with the moisture-impermeable coating 20.
  • the sealing of the pores can alternatively take place before the heating conductor 15 is sprayed on.
  • the pores 18 are preferably completely filled with a coating liquid 21 in step S4.
  • the pores 18 are infiltrated with the coating liquid 21.
  • the coating liquid 21 is a sol.
  • a “sol” is to be understood as meaning a colloidal dispersion.
  • the coating liquid 21 is absorbed by the insulation layer 17 with the aid of capillary forces.
  • the heating device 11 is then tempered.
  • a step S5 the substrate 7-10 together with the insulation layer 17 and the heating conductor 15 are installed in such a way that the first side 12 of the substrate 7-10 facing the fluid 14 to be heated and the second side 13 of the substrate 7-10 faces away from the fluid 14 to be heated.

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  • Resistance Heating (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Heizeinrichtung, ein Haushaltsgerät und ein Verfahren.
  • Haushaltsgeräte können zum Erwärmen eines Fluids wie Luft, Wrasen, Spülflotte oder Wasser eine Heizeinrichtung aufweisen. Die EP 1 672 958 A2 beschreibt eine derartige Heizeinrichtung in Form einer Rohrheizung. Die Rohrheizung umfasst ein metallisches Substrat, einen Heizleiter und eine zwischen dem Heizleiter und dem Substrat angeordnete, elektrisch isolierende Isolationsschicht. Um einen direkten Kontakt des zu erwärmenden Fluids mit dem Heizleiter zu verhindern, ist dieser mitsamt der Isolationsschicht verkapselt.
  • Die WO 00/70915 A1 beschreibt eine Heizeinrichtung mit einem rohrförmigen Substrat, einem Heizleiter und einer zwischen dem Substrat und dem Heizleiter angeordneten Isolationsschicht. Die Isolationsschicht weist Poren auf. Um zu verhindern, dass die Poren Feuchtigkeit aufnehmen, ist die Isolationsschicht mit einer siliziumbasierten Verbindung imprägniert.
  • Vor diesem Hintergrund besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine verbesserte Heizeinrichtung zur Verfügung zu stellen.
  • Demgemäß wird eine Heizeinrichtung für ein Haushaltsgerät mit einem Substrat, das eine einem zu erwärmenden Fluid zugewandte erste Seite und eine dem zu erwärmenden Fluid abgewandte zweite Seite aufweist, einem flächigen Heizleiter und einer zwischen der zweiten Seite des Substrats und dem flächigen Heizleiter angeordnete Isolationsschicht, die Poren aufweist, vorgeschlagen. Die Poren sind mit einer feuchtigkeitsundurchlässigen Beschichtung versiegelt, wobei die Poren eine diese jeweils begrenzende Wandung aufweisen, wobei die feuchtigkeitsundurchlässige Beschichtung auf der jeweiligen Wandung aufgebracht ist und wobei die feuchtigkeitsundurchlässige Beschichtung in einem Sol-Gel-Prozess auf die jeweilige Wandung der Hohlräume aufgebracht ist.
  • Dadurch, dass die Poren mit der feuchtigkeitsundurchlässigen Beschichtung versiegelt sind, ist sichergestellt, dass die Isolationsschicht ihre elektrisch isolierende Eigenschaft auch bei einer hohen Luftfeuchtigkeit dauerhaft behält. Auf eine Verkapselung oder Beschichtung des Heizleiters kann verzichtet werden. Der Heizleiter ist daher vorzugsweise unverkapselt oder unbeschichtet. Die erste Seite des Substrats kann auch als Gebrauchsseite bezeichnet werden. Die zweite Seite des Substrats kann auch als Heizseite bezeichnet werden. Das Substrat kann eine Wand eines Aufnahmebereichs des Haushaltsgeräts sein. Das zu erwärmende Fluid kann Luft, Wrasen, Wasser oder Spülflotte sein. Das Substrat ist vorzugsweise metallisch. Beispielsweise kann das Substrat aus einem Stahlblech gefertigt sein.
  • Die Poren weisen eine diese jeweils begrenzende Wandung auf, wobei die feuchtigkeitsundurchlässige Beschichtung auf der jeweiligen Wandung aufgebracht ist.
  • Die Isolationsschicht ist insbesondere porös. Das heißt, die Isolationsschicht weist eine Vielzahl Mikroporen auf. Die Poren können abgeschlossen oder miteinander verbunden sein.
  • Die feuchtigkeitsundurchlässige Beschichtung ist in einem Sol-Gel-Prozess auf die jeweilige Wandung der Hohlräume aufgebracht.
  • Unter einem "Sol-Gel-Prozess" ist vorliegend ein Verfahren zur Herstellung nichtmetallischer anorganischer oder hybridpolymerer Materialien aus kolloidalen Dispersionen, den sogenannten Solen, zu verstehen.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Isolationsschicht eine Keramikschicht.
  • Die Isolationsschicht kann eine Aluminiumoxid-Schicht sein. Hierdurch werden besonders gute elektrische Isolationseigenschaften der Isolationsschicht erreicht. Ferner ist die Verwendung von Aluminiumoxid als Beschichtungsmaterial besonders kostengünstig.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind der flächige Heizleiter und/oder die Isolationsschicht in einem thermischen Spritzverfahren auf das Substrat aufgespritzt.
  • Beispielsweise können als thermische Spritzverfahren die folgenden Verfahren eingesetzt werden: Schmelzbadspritzen, Lichtbogenspritzen, Flammspritzen, Hochgeschwindigkeit-Flammspritzen, Detonationsspritzen, Kaltgasspritzen und/oder Laserspritzen.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Isolationsschicht eine amorphe glasartige Schicht.
  • Hierdurch wird eine besonders gute und dauerhafte Versiegelung der Poren der Isolationsschicht erreicht.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Isolationsschicht eine Wasserglasschicht.
  • Vorzugsweise weist eine derartige Wasserglasschicht keine leitfähigkeitsfördernden Glaskomponenten wie Natrium, Kalzium oder dergleichen auf. Die Wasserglasschicht kann in einem Sol-Gel-Verfahren aufgebracht sein.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der flächige Heizleiter aus einem CrNi- und/oder einem FeCr-Stahl gefertigt.
  • Hierdurch wird eine hohe Korrosionsbeständigkeit des flächigen Heizleiters erzielt. Die Betriebszuverlässigkeit der Heizeinrichtung wird dadurch verbessert.
  • Weiterhin wird ein Haushaltsgerät mit einer derartigen Heizeinrichtung vorgeschlagen.
  • Das Haushaltsgerät kann eine Geschirrspülmaschine, eine Waschmaschine, ein Wäschetrockner, ein Gargerät wie ein Backofen oder ein Dampfgarer, ein Wasserkocher, ein Boiler, ein Durchlauferhitzer oder dergleichen sein. Die Heizeinrichtung kann Teil des Haushaltsgeräts sein.
  • Ferner wird ein Verfahren zum Herstellen einer Heizeinrichtung für ein Haushaltsgerät mit folgenden Schritten vorgeschlagen: Bereitstellen eines Substrats mit einer ersten Seite und einer zweiten Seite; Aufbringen einer Poren aufweisenden Isolationsschicht auf die zweite Seite des Substrats; Aufbringen eines flächigen Heizleiters auf die Isolationsschicht; Versiegeln der Poren der Isolationsschicht mit einer feuchtigkeitsundurchlässigen Beschichtung, wobei die feuchtigkeitsundurchlässige Beschichtung auf Wandungen der Poren der Isolationsschicht aufgebracht wird und wobei die flüssigkeitsundurchlässige Beschichtung in einem Sol-Gel-Prozess aufgebracht wird; und Verbauen des Substrats samt der Isolationsschicht und dem Heizleiter derart, dass die erste Seite des Substrats einem zu erwärmenden Fluid zugewandt und die zweite Seite des Substrats von dem zu erwärmenden Fluid abgewandt ist.
  • Die feuchtigkeitsundurchlässige Beschichtung wird auf Wandungen der Poren der Isolationsschicht aufgebracht.
  • Die flüssigkeitsundurchlässige Beschichtung wird in einem Sol-Gel-Prozess aufgebracht.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden die Isolationsschicht und/oder der flächige Heizleiter in einem thermischen Spritzverfahren aufgebracht.
  • Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Aspekte der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung. Im Weiteren wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigelegten Figuren näher erläutert.
    • Fig. 1 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines Haushaltsgeräts;
    • Fig. 2 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Heizeinrichtung des Haushaltsgeräts gemäß der Fig. 1;
    • Fig. 3 zeigt eine weitere schematische Schnittansicht der Heizeinrichtung gemäß der Fig. 2;
    • Fig. 4 zeigt schematisch ein Verfahren zum Herstellen der Heizeinrichtung gemäß der Fig. 2;
    • Fig. 5 zeigt eine weitere schematische Schnittansicht der Heizeinrichtung gemäß der Fig. 2; und
    • Fig. 6 zeigt eine weitere schematische Schnittansicht der Heizeinrichtung gemäß der Fig. 2.
  • In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen worden, sofern nichts anderes angegeben ist.
  • Die Fig. 1 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines Haushaltsgeräts 1. Das Haushaltsgerät 1 kann beispielsweise eine Geschirrspülmaschine, eine Waschmaschine, ein Wäschetrockner, ein Gargerät wie ein Backofen oder ein Dampfgarer, ein Wasserkocher oder dergleichen sein. Das Haushaltsgerät 1 weist einen Aufnahmebereich 2 auf, der durch eine Tür 3 verschließbar ist. Der Aufnahmebereich 2 und die Tür 3 können eine Aufnahmekammer 4 des Haushaltsgeräts 1 bilden. Die Aufnahmekammer 4 kann beispielsweise eine Spülkammer oder ein Garraum des Haushaltsgeräts 1 sein. Der Aufnahmebereich 2 kann im Inneren eines Gehäuses des Haushaltsgeräts 1 angeordnet sein. Die Tür 3 ist in der Figur 1 in ihrer geöffneten Stellung dargestellt. Durch Schwenken um eine an einem unteren Ende der Tür 3 vorgesehene Schwenkachse 5 kann die Tür 3 geschlossen oder geöffnet werden.
  • Der Aufnahmebereich 2 weist einen Boden 6, eine dem Boden 6 gegenüberliegend angeordnete Decke 7, eine der Tür 3 gegenüberliegend angeordnete Rückwand 8 und zwei einander gegenüberliegend angeordnete Seitenwände 9, 10 auf. Der Aufnahmebereich 2 ist insbesondere quaderförmig. Alternativ kann der Aufnahmebereich 2 beispielsweise kreiszylinderförmig sein. Der Aufnahmebereich 2 ist vorzugsweise zumindest teilweise aus einem Metallwerkstoff, insbesondere aus einem Stahlblech, gefertigt.
  • Das Haushaltsgerät 1 weist weiterhin eine, insbesondere flächige, Heizeinrichtung 11 auf. Unter "flächig" ist vorliegend zu verstehen, dass die Heizeinrichtung 11 eben und/oder plattenförmig ist. Die Heizeinrichtung 11 kann eine Dicke von wenigen Bruchteilen von Millimetern bis zu einigen Millimetern aufweisen. Die Heizeinrichtung 11 ist vorzugsweise außenseitig an dem Aufnahmebereich 2 vorgesehen. Beispielsweise kann die Heizeinrichtung 11 den Boden 6, die Decke 7, die Rückwand 8 und die Seitenwände 9, 10 vollflächig bedecken. Alternativ kann die Heizeinrichtung den Boden 6, die Decke 7, die Rückwand 8 und die Seitenwände 9, 10 nur partiell bedecken. Ferner kann die Heizeinrichtung 11 auch an der Tür 3 vorgesehen sein.
  • Die Fig. 2 zeigt eine schematische Schnittansicht der Decke 7 mit der Heizeinrichtung 11. Die Decke 7 wird im Folgenden als Substrat bezeichnet. Das Substrat kann ferner den Boden 6, die Rückwand 8, die Seitenwände 9, 10 und/oder die Tür 3 umfassen.
  • Die Heizeinrichtung 11 weist das metallische Substrat 7 auf. Das Substrat 7 weist eine Gebrauchsseite 12 und eine der Gebrauchsseite 12 gegenüberliegend angeordnete Heizseite 13 auf. Die Gebrauchsseite 12 ist einem zu erwärmenden Fluid 14 zugewandt. Das Fluid kann Luft, Wrasen, Wasser oder Spülflotte sein. Die Gebrauchsseite 12 kann auch als erste Seite des Substrats 7 bezeichnet werden. Die Heizseite 13 ist dem zu erwärmenden Fluid 14 abgewandt. Die Heizseite 13 kann auch als zweite Seite des Substrats 7 bezeichnet werden.
  • Die Heizeinrichtung 11 weist weiterhin einen flächigen Heizleiter 15 auf. Der Heizleiter 15 ist auf der zweiten Seite 13 des Substrats 7 vorgesehen. Der Heizleiter 15 weist vorzugsweise eine Vielzahl Leiterbahnen 16 auf. Die Leiterbahnen 16 sind vorzugsweise miteinander verbunden und verlaufen mäanderförmig auf dem metallischen Substrat 7. Der Heizleiter 15 ist beispielsweise aus einem CrNi-Stahl und/oder einem FeCr-Stahl gefertigt. Zwischen dem flächigen Heizleiter 15 und der zweiten Seite 13 des Substrats 7 ist eine, insbesondere elektrisch isolierende, Isolationsschicht 17 angeordnet. Die Isolationsschicht 17 ist vorzugsweise eine in einem thermischen Spritzverfahren direkt auf das Substrat 7 aufgebrachte Keramikschicht. Beispielsweise ist die Isolationsschicht 17 aus Aluminiumoxid gefertigt.
  • Die Fig. 3 zeigt eine vergrößerte schematische Schnittansicht der Heizeinrichtung 11. Die Isolationsschicht 17 weist vorzugsweise eine Vielzahl Poren 18 auf, von denen in der Fig. 3 lediglich eine mit einem Bezugszeichen versehen ist. Insbesondere weist jede Pore 18 eine die jeweilige Pore 18 begrenzende Wandung 19 auf. Die Poren 18 sind mit einer feuchtigkeitsundurchlässigen, insbesondere wasserundurchlässigen, Beschichtung 20 versiegelt. Die feuchtigkeitsundurchlässige Beschichtung 20 ist vorzugsweise nur auf den Wandungen 19 der Poren 18 aufgebracht. Insbesondere ist die Beschichtung 20 eine amorphe glasartige Schicht. Die Beschichtung 20 kann eine Wasserglasschicht sein. Vorzugsweise weist eine derartige Wasserglasschicht keine leitfähigkeitsfördernden Glaskomponenten wie Natrium, Kalzium oder dergleichen auf. Vorzugsweise ist die Beschichtung in einem Sol-Gel-Prozess auf die Wandungen 19 aufgebracht.
  • Auf dem Heizleiter 15 ist vorzugsweise keine Beschichtung vorgesehen. Das heißt, der Heizleiter 15 ist nicht verkapselt und nicht beschichtet. Der Heizleiter 15 kann in einem thermischen Spritzverfahren auf die Isolationsschicht 17 aufgebracht sein.
  • Dadurch, dass die Poren 18 der Isolationsschicht 17 mit der feuchtigkeitsundurchlässigen Beschichtung 20 versiegelt sind, wird die Aufnahme von Feuchtigkeit in die poröse Isolationsschicht 17 verhindert. Hierdurch ist sichergestellt, dass die Isolationsschicht 17 ihre elektrisch isolierende Eigenschaft auch bei einer hohen Luftfeuchtigkeit dauerhaft behält.
  • Im Folgenden wird anhand der Fig. 3 bis 6 ein Verfahren zum Herstellen einer derartigen Heizeinrichtung 11 beschrieben. Wie die Fig. 4 zeigt, wird in einem Schritt S1 das Substrat 7 mit der dem zu erwärmenden Fluid 14 zugewandten ersten Seite 12 und der dem zu erwärmenden Fluid 14 abgewandten zweiten Seite 13 bereitgestellt. In einem Schritt S2 wird die die Poren 18 aufweisende Isolationsschicht 17 auf die zweite Seite 13 des Substrats 7 aufgebracht. Die Isolationsschicht 17 wird in einem thermischen Spritzverfahren direkt auf das Substrat 7 aufgespritzt.
  • In einem Schritt S3 wird der flächige Heizleiter 15 in einem thermischen Spritzverfahren auf die Isolationsschicht 17 aufgebracht. Hierbei können die Leiterbahnen 16 des Heizleiters 15 beim Auftragen auf die Isolationsschicht 17 mit Hilfe einer Schablone ausgebildet werden. Alternativ können die Leiterbahnen 16 nach dem flächigen Auftragen des Heizleiters 15 mit Hilfe eines abtragenden Verfahrens ausgebildet werden. Die Fig. 5 zeigt in einer schematischen Schnittansicht das Substrat 7 mit der aufgespritzten porösen Isolationsschicht 17 und dem Heizleiter 15.
  • In einem Schritt S4 werden anschließend die Poren 18 der Isolationsschicht 17 mit der feuchtigkeitsundurchlässigen Beschichtung 20 versiegelt. Das Versiegeln der Poren kann alternativ vor dem Aufspritzen des Heizleiters 15 erfolgen. Wie die Fig. 6 in einer schematischen Schnittansicht zeigt, werden im Schritt S4 die Poren 18 mit einer Beschichtungsflüssigkeit 21 vorzugsweise vollständig gefüllt. Die Poren 18 werden mit der Beschichtungsflüssigkeit 21 infiltriert. Beispielsweise ist die Beschichtungsflüssigkeit 21 ein Sol. Unter einem "Sol" ist vorliegend eine kolloidale Dispersion zu verstehen. Die Beschichtungsflüssigkeit 21 wird mit Hilfe von Kapillarkräften von der Isolationsschicht 17 aufgesogen. Anschließend wird die Heizeinrichtung 11 getempert. Wie die Fig. 3 zeigt, bildet sich hierdurch die amorphe glasartige feuchtigkeitsundurchlässige Beschichtung 20 auf den Wandungen 19 der Poren 18. In einem Schritt S5 wird das Substrat 7 - 10 samt der Isolationsschicht 17 und dem Heizleiter 15 derart verbaut, dass die erste Seite 12 des Substrats 7 - 10 dem zu erwärmenden Fluid 14 zugewandt und die zweite Seite 13 des Substrats 7 - 10 von dem zu erwärmenden Fluid 14 abgewandt ist.
    • Verwendete Bezugszeichen:
    • 1
    Haushaltsgerät
    2
    Aufnahmebereich
    3
    Tür
    4
    Aufnahmekammer
    5
    Schwenkachse
    6
    Boden
    7
    Decke
    8
    Rückwand
    9
    Seitenwand
    10
    Seitenwand
    11
    Heizeinrichtung
    12
    erste Seite
    13
    zweite Seite
    14
    Fluid
    15
    Heizleiter
    16
    Leiterbahn
    17
    Isolationsschicht
    18
    Pore
    19
    Wandung
    20
    Beschichtung
    21
    Beschichtungsflüssigkeit
    S1
    Schritt
    S2
    Schritt
    S3
    Schritt
    S4
    Schritt
    S5
    Schritt

Claims (9)

  1. Heizeinrichtung (11) für ein Haushaltsgerät (1), mit einem Substrat (7 - 10), das eine einem zu erwärmenden Fluid (14) zugewandte erste Seite (12) und eine dem zu erwärmenden Fluid (14) abgewandte zweite Seite (13) aufweist, einem flächigen Heizleiter (15) und einer zwischen der zweiten Seite (13) des Substrats (7 - 10) und dem flächigen Heizleiter (15) angeordneten Isolationsschicht (17), die Poren (18) aufweist, die mit einer feuchtigkeitsundurchlässigen Beschichtung (20) versiegelt sind, wobei die Poren (18) eine diese jeweils begrenzende Wandung (19) aufweisen, wobei die feuchtigkeitsundurchlässige Beschichtung (20) auf der jeweiligen Wandung (19) aufgebracht ist und wobei die feuchtigkeitsundurchlässige Beschichtung (20) in einem Sol-Gel-Prozess auf die jeweilige Wandung (19) der Hohlräume (18) aufgebracht ist.
  2. Heizeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolationsschicht (17) eine Keramikschicht ist.
  3. Heizeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der flächige Heizleiter (15) und/oder die Isolationsschicht (17) in einem thermischen Spritzverfahren auf das Substrat (7 - 10) aufgespritzt sind.
  4. Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolationsschicht (17) eine amorphe glasartige Schicht ist.
  5. Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolationsschicht (17) eine Wasserglasschicht ist.
  6. Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, dass der flächige Heizleiter (15) aus einem CrNi- und/oder einem FeCr-Stahl gefertigt ist.
  7. Haushaltsgerät (1) mit einer Heizeinrichtung (11) nach einem der Ansprüche 1 - 6.
  8. Verfahren zum Herstellen einer Heizeinrichtung (11) für ein Haushaltsgerät (1) nach einem der Ansprüche 1-6, mit folgenden Schritten:
    (S1) Bereitstellen eines Substrats (7 - 10) mit einer ersten Seite (12) und einer zweiten Seite (13);
    (S2) Aufbringen einer Poren (18) aufweisenden Isolationsschicht (17) auf die zweite Seite (13) des Substrats (7 - 10);
    (S3) Aufbringen eines flächigen Heizleiters (15) auf die Isolationsschicht (17);
    (S4) Versiegeln der Poren (18) der Isolationsschicht (17) mit einer feuchtigkeitsundurchlässigen Beschichtung (20), wobei die feuchtigkeitsundurchlässige Beschichtung (20) auf Wandungen (19) der Poren (18) der Isolationsschicht (17) aufgebracht wird und wobei die flüssigkeitsundurchlässige Beschichtung (20) in einem Sol-Gel-Prozess aufgebracht wird; und
    (S5) Verbauen des Substrats (7 - 10) samt der Isolationsschicht (17) und dem Heizleiter (15) derart, dass die erste Seite (12) des Substrats (7 - 10) einem zu erwärmenden Fluid (14) zugewandt und die zweite Seite (13) des Substrats (7 - 10) von dem zu erwärmenden Fluid (14) abgewandt ist.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolationsschicht (17) und/oder der flächige Heizleiter (15) in einem thermischen Spritzverfahren aufgebracht werden.
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