FI68144B - Straolupphettningsenhet - Google Patents

Description

KUULUTUSjULKAISU ^81 44

•$11(8 {11) UTLÄGGNINGSSKRIFT O O I *+ H

C (45) r . . J

(51) Kv.lk//lnt.ci.‘ H 05 B 3/7^ SUOMI —FINLAND (21) Patenttihakemus — Patentansökning 781901 (22) Hakemispäivä — Ansökningsdag 1 k . 06.78 (23) Alkupäivä — Giltighetsdag 1^.06.78 (41) Tullut julkiseksi — Blivit offentlig qj qi

Patentti- ja rekisterihallitus . ... , , . .. ...

* (44> Nähtavaksipanon ja kuul.julkaisun pvm. —

Patent-och registerstyrelsen ' Ansökan utlagd och utl.skriften publicerad 29.03.85 (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus — Begärd prioritet 02.07.77 09.05.78 Saksan Lίittotasavalta-Förbundsrepub-liken Tyskland(DE) P 2729929.2, P 2820138.9 (71)(72) Karl Fischer, Am Gaensberg 8, 7519 Oberderdingen, Saksan Liitto-tasavalta-Förbundsrepubliken Tyskland(DE) (74) Oy Kolster Ab (54) Säteilykuumennusyksikkö - Strälupphettningsenhet

Keksinnön kohteena on säteilykuumennusyksikkö, jossa on ainakin yksi kuumennusvastus, joka on sovitettu kuumennusalueel-le olennaisesti levymäiseen erityskannattimeen, jolloin kierretty kuumennusvastus on osittain upotettu eristyskannattimeen.

US-patenttijulkaisuista 3 612 828 ja 3 624 352 tunnetaan tällainen kuumennusyksikkö, jossa tukikuoressa sijaitsee suhteellisen massiivinen eristysainekappale ja tämän päällä samoin hyvin massiivinen eristyskannatin, jossa on ylös kohoava reuna ja ylös kohoava keskivyöhyke. Siihen on koverrettu rengasalue, joka muodostaa suhteellisen laakean säteilytilan. Sen pohjaan on sijoitettu uriin kuumennusvastuksia, tarkemmin sanottuna meanderimai-sesti taivutettujen kuumennusnauhojen muotoon. Tämän kuumennus-yksikön haittana on sen suuri korkeus, minkä vuoksi sitä voidaan käyttää ainoastaan liesissä eikä laakeissa sisäänasennetuissa keittoleyvissä. Eristysaineen paksuus johtuu siitä, että ennen muuta erityskannattimen on oltava ainetta, jolla on suhteellisen suuri mekaaninen lujuus ja vastaavasti pienempi eristyskyky ja suurempi lämmönjohtokyky. Lisäksi kuumennusvastukset kuumentavat 2 68144 tätä eristyskannatinta melko korkeaan lämpötilaan, ja säteily-pinta ylöspäin on pieni.

DE-hakemusjulkaisusta 2 165 569 tunnetaan sähköliesi, jossa on lasikeramiikkalevy, jonka kuumennusyksikössä on levykannat-timella säteittäisesti kulkevia eristystukia, jolloin kuumennus-kierukat sijaitsevat suhteellisen lähellä lasikeramiikkalevyä sen alapuolella. Levykannatin sijaitsee tukikuoressa ja se on alapuoleltaan päällystetty eristysaineella. Tämä rakenne edellyttää useiden eristystukien käyttöä metallikannatinlevyssä. Välimatka lasikeramiikkalevyyn on pieni ja erityisiin toimenpiteisiin on ryhdyttävä, jotta sähkölujuutta ja kosketussuojaa koskevat vaatimukset täytettäisiin lasikeramiikkalevyn mahdollisesti rikkoutuessa. Kuumennusyksikkö on ennen kuumennuskierukoiden paikoilleen sijoittamista tehtävä valmiiksi, ja se voidaan vaihtaa toiseen ainoastaan kokonaisuudessaan. Lisäksi kierukoiden sijoittaminen eristystukiin on työlästä. Varsinkin kun langan paksuus on pieni suuresta käyttö jännittestä johtuen, kuumennuskierukoilla on voimakkaassa kuumennuksessa taipumuksena taipua alas ja ne tarvitsevat mahdollisesti välitukia.

Keksinnön tarkoituksena on saada aikaan alussa mainitunlainen säteilykuumennusyksikkö, jonka valmistus on helppo ja joka takaa mahdollisimman hyvät säteilyolosuhteet ja kuumennusvastuksien hyvän paikoillaan pysymisen kaikissa käyttöolosuhteissa.

Tämä tehtävä ratkaistaan keksinnön mukaisesti siten, että eristyskannattimessa on siitä muodostettuja kohoumia, jotka on kuumennusvastuksen pituussuunnassa sovitettu useiden kuumennusvas-tuskierukoiden päähän toisistaan ja että muuten olennaisesti upot-tamattomana eristyskannattimen pinnalla kulkeva kuumennusvastus on upotettu osittain ainoastaan kohoumiin.

Kuumennusvastukset, jotka siis voivat sijaita joko eristyskannattimen yläpinnalla tai hieman sen yläpinnan yläpuolella, on kiinnitetty kohoumien alueella itse eristyskappaleeseen. Kuumennusvastukset ovat edullisesti lankakierukoita, jotka on upotettu kohoumien alueella suunnilleen puoleenväliin asti. Tällöin lankakierukoiden keskiosa kuitenkin jää edullisesti upottamatta. Massa josta eristys-kannatin muodostuu, tunkeutuu vain huonosti läpi kierukoiden yksittäisten kierteiden välistä ja ympäröi laajalti vain lankoja sekä pitää niitä kiinni täyttämättä kuitenkaan kokonaan kierukoiden sydäntä.

On huomattava, että tällä tavoin saadaan kuumennusyksikkö, jolla kuumennuskierukoiden ollessa kiinnitettyinä mahdollisinman hyvin 68144 eristyskannattimen on mahdollisimman hyvät säteilyolosuhteet.

Kohoumat ovat edullisesti ripoja, jotka sijaitsevat poikittain kuumennusvastuksia vastaan ja erityisen edullisesti kuumennusvastukset on sovitettu kierukkamaisesti ja kohoumat sijaitsevat oleellisesti säteittäisesti vastuksien suhteen eristyskannattimella. Ne voisivat kuitenkin myös olla erillisiä känsämäisiä ulkonemia.

Eristyskannatin, joka voi olla kuituaineita sisältävästä eris-tysaineesta puristettu, voidaan puristuksen yhteydessä yhdistää kuu-mennusvastukseen. Sen jälkeen seuraa tavalliseen tapaan vielä kuivaus- tai polttovaihe.

Eristyskannatin voi esim. olla maljamainen eristysosa, jonka sisäpohjaan kuumennusvastukset on sovitettu. Erityisen edullinen on kuitenkin rakenne, jossa eristyskannatin on muodoltaan erillinen oleellisesti laakea levy, joka on alta sekä sivuilta eristyksen ympäröimä ja keskiöimä.

Eräässä edullisessa suoritusmuodossa eristyskannatin voi olla muodoltaan erillinen, oleellisesti laakea levy, joka on myös sivuilta eristyksen ympäröimä ja keskiöimä. Tällöin eristyskannatin voi siis olla mekaanisesti hieman lujempaa eikä sen tähden aivan yhtä hyvin eristävä ainetta, mutta kuitenkin se on niin helposti käsiteltävä ja erittäin tehokkaaseen eristykseen sijoitettava yksikkö, että koko kuumennusyksikkö voidaan tehdä hyvin litteäksi eristyksen ollessa samalla mahdollisimman hyvä.

Keksinnön erään edullisen tunnusmerkin mukaisesti erityskannat-timen yläpinta voi olla poikkileikkaukseltaan laakean siksakmainen, jolloin oleellisesti poikittain kuumennusvastuksia vastaan sijaitsevat harjat muodostavat kohoumia, joihin kuumennusvastukset on osittain upotettu. Tämän sovitelman avulla voidaan varmistaa, että kuumennus-vastukset on upotettu vain mahdollisimman pieneltä alueelta, vaikka ne silti on kiinnitetty riittävän hyvin eristyskannattimeen. Siksa-mainen rakenne mahdollistaa lisäksi sen, että kuumennusvastukset voivat kuumentuessaan ja sen tähden laajentuessaan hieman painua alas, jolloin kuumennusvastukset eivät pääse taipumaan sivulle. Harjat voidaan edullisesti tehdä teräviksi, jolloin vain yksi tai vain jokunen kuumennusvastusten kierre on upotettuna. Tämä estää erityisen tehokkaasti ylikuumenemisen upotetulla alueella. Jotta upotusalue saataisiin vielä pienemmäksi voidaan eristyskannattimen yläpinnan siksak-aaltomaisen muodon lisäksi ensimmäistä aallon suuntaa vastaan sovittaa poikittain aallotus, niin että yksittäisten kuumennusvas- 4 68144 tuksien väliset harjat lasketaan alas. Kuumennusvastuksien alueelle muodostuu tällöin kärki, jonka sisään yksi tai mutitama kuumennusvas-tuksien kierre on puristettu. Kahden harjan väliseen syvennykseen voidaan edullisesti sovittaa sauvamainen lämpötila-anturi, joka kulkee kuumennusvastuksien alla niitä leikaten. Lämpötila-anturi voidaan varustaa kvartsilasipäällysteellä, joka on riittävästi lämpötilan kestävä ja muodostaa suojan kuumennusvastuksia kosketettaessa syntyvää oikosulkua vastaan.

Keksinnön suoritusesimerkkejä selitetään seuraavassa lähemmin viitaten oheiseen piirustukseen, jossa kuvio 1 esittää osaksi katkaistua keskileikkausta lasikera-miikkalieden säteilykuumennusyksikön läpi, kuvio 2 esittää perspektiivisesti siinä käytettyä eristyskanna-tinta, kuvio 3 esittää suurennettua yksityiskohtaa kuvion 1 katkopis-teviivoin merkittyä ympyrää III vastaten, kuvio 4 esittää kuvion 1 tavoin erästä muunnelmaa, kuvio 5 esittää ylhäältä katsottuna kuumennusyksikköä, jolloin erästä vaihtoehtoista suoritusmuotoa katkopisteviioin on merkitty, kuvio 6 esittää leikkausta kuvion 5 viivaa VI-VI pitkin, kuvio 7 esittää leikkausta kuvion 5 viivaa VII-VII pitkin, kuvio 8 esittää suurennettua leikkausta kuvion 7 leikkausta vastaten, kuvio 9 esittää erään muunnelman suurennettua leikkausta kuvion 6 mukaisena leikkauksena, kuvio 10 esittää ylhäältä katsottuna erään toisen suoritusmuodon yksityiskohtaa, ja kuvio 11 esittää suurennettua yksityiskohtaleikkausta kuvion 10 viivaa XI-XI pitkin.

Kuviossa 1 on esitetty lasikeramiikkalevy 11, joka muodostaa muuten tarkemmin esittämättä jätetyn sähkölieden keittopinnan. La-sikeramiikkalevyn alle on sovitettu kuumennusyksikkö, joka on tarkemmin sanottuna edullisesti painettu esittämättä jätettyjen jousiosien avulla lasikeramiikkalevyn alapintaa vasten. Kuumennusyksikössä 12 on levystä tehty tukikuori 13, joka muodostuu alammasta levyosasta 14, joka muodostuu tasapohjaisesta laakeasta maljasta ja ylemmästä levyosasta 15, joka muodostuu poikkileikkaukseltaan z-muotoisesta renkaasta. Molemmat levyosat on yhdistetty toisiinsa päällekkäisistä rengaslaipoistaan.

5 681 44

Tukikuori 13 on päällystetty eristyksellä, joka muodostuu kahdesta tukikuoren pohjan 16 suuntaisesta erityskerroksesta -tai -levystä 17, 18 ja eristysrenkaasta 19. Eristyskerrokset voidaan valmistaa mitä erilaisimmista aineista. Koska tässä käytettävien suurlämmönkestävien eristysten lämmöneristysominaisuudet tavallisesti huononevat mekaanisen lujuuden parantuessa, eristyskerroksissa 17, 18 voidaan käyttää suhteellisen vähäisen mekaanisen lujuuden, mutta hyvän lämmöneristyskyvyn omaavaa ainetta, koska nämä kerrokset ovat lujuuden suhteen jokseenkin kuormittamattomia. Tällöin alempi kerros 17 voi esim. olla kokoonpuristamatonta tai vain vähän kokoon-puristettua kuohkeaa ainetta (esim. hienojakoista piihappoa) tai ainetta, jolla ei ole niin hyvä lämmönkestävyys, koska tässä on kuu-mennusyksikön "kylmin" kohta. Sitä vastoin eristysrenkaan 19, jolla on määrätty tukitehtävä, on oltava mekaanisesti hieman enemmän kuormitettava. Se voi olla kuitumaista eristysainetta, esim. alu-miinioksidikuitua, joka saa pahvimaisen rakenteen, kun sitä on vastaavaa sideainetta lisäämällä muovattu. Tällaista ainetta on kaupan tavaranimellä "Fiberfrax". Eristyksen pohjana voidaan kuitenkin käyttää myös muita mineraalikuituja.

Eristyskerroksen 18 päällä ja eristysrenkaan 19 sisäpuolella, mutta kuitenkin eristysrenkaan rengasaukossa, sijaitsee eristys-kannatin 20,joka on pyöreän levyn muotoinen. Lasikeramiikkalieden tavallisessa kuumennuskappaleessa halkaisija on 15 cm ja paksuus 5 mm. Tämä eristyskannatin on samoin puristettua kuitumaista eris-tysainetta, jolla on erittäin hyvä lämmönkestävyys ja jonka yläpinnalla on kierukkamaisia, lankakierukoiden muodostamia kuumennusvastuksia 21, jolloin muodostuu rengasmainen kuumennusalue, joka jättää vapaaksi ainoastaan kuumentamattoman keskivyöhykkeen 22.

Kuumennusvastukset 21 sijaitsevat suurimmaksi osaksi erityskan-nattimen 20 yläpinnalla tai hieman sen yläpuolella.0leellisesti tasaiselta pinnalta 23 ulkonee kohoumia 24, 25, jotka kulkevat sä-teittäisesti. Kohoumat 24 kulkevat ulkoreunasta kuumentamattomaan keskivyöhykkeeseen saakka, kun taas kohoumat 25 päättyvät suunnilleen tämän puoliväliin. Tällä tavoin varmistetaan, että kohoumien väliset etäisyydet pysyvät määrätyllä alueella. Nämä kohoumat on valmistettu kohomeistämällä eristyskannattimesta, viimeksi mainittun ollessa valmistettu puristamalla sideaineilla varustetusta kuitumassasta. Tällöin kuumennusvastukset puristetaan samalla sisään, niin että ne 68144 tunkeutuvat kohoumien läpi ja pysyvät niissä kiinni. Kuten erityisesti kuvioista 2 ja 3 näkyy, kuumennusvastukset on kohoumien alueella upotettu sisään hieman niiden kierukkakehän puolenvälin yli, jolloin kuitenkin niiden yläkierteet ja melkein koko yläpuolisko samoin kuin kierukan sisäosa jäävät vapaiksi.

Tämän ansiosta kuumennusvastukset pysyvät erinomaisen hyvin paikoillaan, mutta niiden lämmönsäteilyä ei. kuitenkaan juuri estetä.

Koko kohoumien välisellä alueella kuumennusvastukset voivat esteettä säteillä ulospäin ja kohoumien alueella on ainoastaan alakierteen säteily estetty. Näin saadaan erittäin tehokas kuumennuskappale, joka takaa mahdollisimman hyvät säteilyolosuhteet ylöspäin.

Eristyskannattimella 20 olisi oltava parempi mekaaninen lujuus kuin muulla eristyksellä. Tähän päästään esim. vastaavalla aineen valinnalla tai puristamalla ainetta enemmän kokoon. Kannatin muodostaa siis levyn, jolla tosin edelleenkin on tietynlainen pahvimainen rakenne, mutta jota silti voidaan vaivatta käsitellä valmistuksen, asennuksen ja korjauksen aikana.Kuumennusvastukset ovat niin lujasti tässä levyssä, ettei ole pelättävissä että ne voisivat jollakin n tavalla irrota tärinöiden tai lämpölaajenemisten vaikutuksesta.

Kohoumia 24, 25 muodostavat korkokuviot saavat aikaan syvennyksiä 26 eristyskannattimen alapinnalle. Edullisesti on ylemmän eristyskerroksen 18 yläpinnalle myös tehty syvennyksiä 27, niin että nämä mahdollisesti toisiaan leikkaavat syvennykset muodostavat ilmatilan, joka osaltaan parantaa eristystä. Kierukoiden sähkölii-täntä johtaa edullisesti eristyskannattimen läpi alaspäin, niin että liitäntäjohtimet voivat esim. kulkea yhdessä syvennyksessä 26. Vastaavat liitäntäpuikot tai -kielet voidaan jo puristuksen yhteydessä painaa eristyskannattimen vielä pehmeän aineen läpi. Eristyskanna-tin joutuu puristuksen jälkeen normaalisti vielä kuivaus- ja poltto-vaiheeseen .

Kuumennusyksikön asennus suoritetaan siten, että alempi levy-osa 14 täytetään ensin erityskerroksilla 17 ja 18 ja/tai ne sijoitetaan sen sisään,kun kysymyksessä ovat esipuristetut levyt, minkä jälkeen eristyskannatin 20 sijoitetaan paikoilleen.Liitäntäjohtimet 28 viedään sivulta syvennyksen 29 läpi levyosien 14, 15 välisen erotusviivan alueella. Eristysrengas 19 sijoitetaan sen jälkeen paikoilleen ja kuumennusyksikkö tehdään valmiiksi sijoittamalla ja kiinnittämällä ylempi levyosa 15 paikoilleen. Eristysrenkaassa 19 68144 on myös ylöspäin ulkoneva rengasalue 30, joka rajoittuu lasikeramiik-kalevyn alapintaan.

Kuviossa 1 on esitetty suoritusmuoto, jossa lämpötilanrajoitin tai lämpötilansäädin 31 on sovitettu siten, että sen sauvamainen lämpötila-anturi 32 kulkee diametraalisesti kuumennusvastuksien 21 ja lasikeramiikkalevyn 11 alapinnan välille muodostuneen säteilyti-lan 33 läpi. Lämpötila-anturi kulkee tällöin levyosan 15 ja eristys-renkaan 19 aukon läpi. Tässä suoritusmuodossa lämpötila-anturi on kuitenkin kosketusturvallisuuden takia lasikeramiikkalevyn mahdollisesti rikkoutuessa eristetty sähköisesti, esimerkiksi päällystetty kvarsiputkella. Tästä syystä lämpötilansäädin 31 voi kuvion 4 mukaisessa, muuten samanlaisessa suoritusmuodossa olla sovitettu siten, että se kulkee molempien levyosien 14, 15 erotusviivan läpi eristystenkään 19' alapinnalla olevaan syvennykseen ja sijaitsee eristyskerroksen 18' yläpinnalla. Myös eristyskannattimessa 20 on diamet-raalinen syvennys 34 lämpötila-anturia 32 varten , niin että tämä voi tunnustella kuumennuslämpötilaa suhteellisen hyvin, koska eristys-kannatin omaksuu suuremman mekaanisen lujuutensa takia ja siitä johtuvan hieman pienemmän lämpöeristysvaikutuksensa takia hyvin nopeasti kuumennuslämpötilan.

Tämän rakenteen ansiosta säteilytila 33 jää suuressa määrin vapaaksi ja siihen voidaan liittää maadoitushila 35, joka sijaitsee eristysrenkaan 19' olakkeella ja muodostaa heti lasikeramiikkalevyn alla kosketussuojän jännitteellisiä kuumennusvastuksia 21 vastaan.

Koska koko eristystä 17,18, 19 ja myös eristyskannatinta 20 olisi puristettava kokoan vain sen verran kuin mekaaninen lujuus välttämättä vaatii, eristysosien pinnalla voi kosketuksen aikana vielä olla hieman kitkaa. Tämän takia eristeosien pintoja voidaan käsitellä erikseen, jolloin niihin voidaan esim. lisätä enemmän sideainetta tai ne voidaan ruiskuttaa lämmönkestäväliä lakalla. Lisäksi on edul -lista varustaa eristyskannattimen pinta lämmönsäteilyn suhteen mahdollisimman mustasti vaikuttavalla lakdla ylöspäin tapahtuvan lämmönsäteilyn parantamista varten.

Normaalisti kuumennusyksiköillä on pyöreä muoto, jolloin on tarkoituksenmukaista tehdä myös eristyskannatin pyöreäksi. Saattaa kuitenkin olla edullista käyttää suorakulmaisia tai neliömäisiä kuumennusyksiköitä, jotka mukautuvat paremmin keittolevyyn normaaliin nelilankasovitelmaan. Tässä tapauksessa eristysrenkaalla voisi olla ulkopuolelta nelikulmainen ja sisäpuolelta pyöreä muoto, kun käyte- 8 681 44 tään pyöreää eristyskannatinta.

Kun pyöreällä kuumennusrengasalueella käytetään nelikulmaista eristyskannatinta ja eristysrengasta, näin syntyviin kuumentamattomiin kulmiin voidaan sovittaa valvonta- ja anturilaitteet lämpötilan valvontaa varten. Kun kuumennuselementti sijoitetaan mekaanisesti hyvin kestävälle ja tiiviin sulun muodostavalle eristyskannatti-melle, saadaan erittäin edullinen mahdollisuus käyttää kuohkeaa eristysainetta eristyskerrosten 17, 18 alueella, jolla aineella on erittäin hyvä lämmöneristyskyky. Kun verkkojännitteet ja kuumennus-tehot vaihtelevat, on kulloinkin valmistettava ainoastaan toinen eristyskannatin kuumennusvastuksineen, kun sitä vastoin muu kuumen-nusyksikkö pysyy samana ja voidaan valmistaa sarjatuotantona. Tämä on tärkeää myös varastossapidon ja varaosien kannalta. Kuumennus-vastusten kierukkasovitelma voi olla kaksilankainen, ts. kuumennus-vastuksen molemmat päät sijaitsevat kehällä ja kierukkaimainen kuumennusvastus kulkee kahdella keskenään yhdensuuntaisella langalla keskustaan asti. Eristyskannatin voidaan liittää erityisen hyvin säteittäisesti ulostulevilla syöttöjohdoilla, minkä vuoksi se on niiden ansiosta myös ilman muuta pinottavissa, mikä yksinkertaistaa kuljetusta.

Eristyskannattimella olevat kuumennusvastukset ovat tavallisesti kierukkamaisesti sijoitettuja pyöreitä lankakierukoita. Saattaa kuitenkin myös olla edullista tehdä lankakierukat soikeiksi, jolloin niiden pienin ulottuvuus on lasikeramiikkalevyn suunnassa. Tämän ansiosta säteilytila voi myös suurehkoja kierukoita käytettäessä saada riittävän koon, joka on välttämätön mm. sähkölujuuden kannalta. Ainahan on hyvin vaikeaa hyvästä eristyksestä ja vaadittavasta sähkölujuudesta huolimatta valmistaa hyvin ohuita kuumennus-yksiköitä, joilla samanaikaisesti olisi alapinnallaan vielä riittävän alhainen lämpötila, jotta ne voisivat rajoittua keittiökalusteiden helposti syttyviin osiin.

Eräässä toisessa esittämättä jätetyssä muunnelmassa kierukat voitaisiin sijoittaa eristyskannattimen yksittäisiin kohtiin hieman syvemmälle, jotta saataisiin tilaa esim. sauvalämpötila-anturia varten. Tämän syventämisen ansiosta voidaan tarvittava eristysväli säilyttää tarvitsematta sijoittaa koko säteilypintaa syvemmälle.

Selitetyssä suoritusesiunerkissä kussakin kuumennusyksikössä on erityinen tukikuori joka painetaan lasikeramiikkalevyä vasten. Edullisesti voidaan myös käyttää moniyksikköliettä varten vain yhtä tukikuorta 10,jossa sijaitsee eristys, joka rajoittaa useita malja- 68144 maisia syvennyksiä, joihin erityskannatin sijoitetaan.

Kuvioissa 5-9 esitetyssä kuumennusyksikössä 111 on eristyskan-natin 112, joka muodostuu ylhäältä katsottuna suorakulmaisesta ja edullisesti neliömäisestä laakeasta maljasta, jossa on pohja 113 ja reunat 114, jotka on valmistettu eristysaineesta, esimerkiksi puristamalla muovatusta ja sideaineella riittävästi vahvistetuista kuituisesta eristysaineesta. Maljan sisätilaa 116 päin käännöllä pohjan 113 pinnalla 115 on siksakmainen muoto, kuten eristyisesti kuvioista 7 ja 8 käy ilmi. Se muodostuu keskenään yhdensuuntaisista aaltomaisista kohoumista ja laskeumista, joiden harjat 117 on kuitenkin tehty suhteellisen teräviksi.Siksakmuoto on muuten suhteellisen laakea.

Sisätilaan 116 ja pinnalle 115 on sovitettu kuumennusvastus 118, joka muodostuu kierukkamaisesta vastuslangasta, joka on sovitettu edestakaisin kulkevaksi (meanderimuotoiseksi), jolloin kuumennus-vastuksen peräkkäiset osat 119 kulkevat suhteellisen lähellä toisiaan edestakaisin. Ne on yhdistetty toisiinsa U-muotoisilla alueilla 120, jotka on tehty sileiksi ja kierteettömiksi esim. kuumennettua kierukkaa venyttämällä (sileäksi vetämällä). Nämä liitosalueet on upotettu erityskannattimen kohoumiin 124, ts. puristettu niihin edullisesti ennen erityskannattimen kovettumista. Kohoumilla voi olla yhden tai useamman siksakmaisen aallon muoto, niin että upotettu alue riittävästä kiinnityksestä huolimatta rajoittuu minimiin.

On huomattava, että siksakmaiset kohoumat ja niiden väliset syvennykset 122 kulkevat poikittain kuumennusvastusosien 119 ulottuvuuden suhteen, jolloin kuviosta 8 havaitaan, että kuumennusvastukset on harjan 117 alueella kulloinkin upotettu puristamalla ennen kovetusta edullisesti vain yhdellä, mutta joka tapauksessa vain muutamalla kierteellä. Tällöin jokaisesta kierteestä upotetaan vain pieni , pintaa 115 päin käännetty osa, kun taas kierre sijaitsee vapaana kehänsä muulla alueella.

Kuvio 9 esittää muunnosta, jossa poikittain kohoumien 121' ja syvennysten 122' suhteen on tehty vielä yksi aallotus, niin että kuu-mennuskierukat on upotettu kohoumien leikkauspisteiden muodostamaan kärkeen 123.

Havaitaan, että kuumennuskierukat tämän toimenpiteen ansiosta huolimatta riittävästä kiinnityksestä eristyskannattimeen, joka siten muodostaa helposti asennettavan ja kaupallisen yksikön, ovat upotettujna vain hyvin pienillä alueilla, niin että näissä kohdissa 10 681 44 vältytään paikallisten ylikuumenemisten vavalta,joka saattaisi johtaa läpipalamiseen. Tähän vaikuttaa osaltaan myös se, että kierukat mahdollisesti laajentuessaan voivat mukautua suunnilleen siksakmuo-toiseen yläpintaan, jolloin ne siis sijaitsevat yläpinnalla ilman, että niiden on pakko puristuksen vaikutuksesta taipua sivulle. Ennen kaikkea kuitenkin kuumennuskierukoiden koko yläpuoli on\apaana ja voi vapaasti säteillä. Meanderinmuotoinen rakenne mahdollistaa varsin hyvän prosentuaalisen kuumennuspinnan kuormituksen, mihin myös vaikuttaa se, että kuumennuskierukat voivat sijaita suhteellisen lähekkäin, koska toisaalta siksakmuotoinen rakenne ja siHulle taipumisen estäminen vähentävät oikosulkuvaaraa ja toisaalta mahdollisilla oikosuluilla ei ole mainittavia seurauksia, koska yksittäisten osien 119 väliset erotusjännitteet ovat hyvin pienet.

Laitosalueilla 120 vapautuu vain vähän lämpöenergiaa, koska niissä käytetään kiertämätöntä lankaa. Tämä on erityisen tärkeää, koska U-kaaren takia on olemassa ylikuumenemisen vaara, johon osaltaan vaikuttaisi lisäksi siinä tarvittava kiinnitys ulottamalla.

Kuumennusvastusoein 119 molemmilla puolilla kulkevat lämpö-tilakytkinelimien 126 lämpötila-anturit 125, jotka voivat olla joko lämpötilanrajoittimia tai lämpötilansäätimiä. Tässä voi olla kysymyksessä sauvamaisista lämpötila-antureista, jotka ovat laajennus-hoikista ja suhteellisen vähänlaajenevasta, siinä sijaitsevasta sauvasta koostuvia antureita, jotka ulottuvat eristyskannattimen koko sisäreunan pituudelle ja kulkevat kuumennusvastuksien tasossa reunan 114 ja ulomman osan 119 välissä. Ne ulottuvat reunassa 114 olevan aukon 127 läpi, niin että niiden kytkintä kannattava pää sijaitsee kuumennetun alueen ulkopuolella. Tämän alueen läpi on myös viety kuumennusvastuksen 118 liitäntä, joka voidaan liittää välittömästi kytkinpään liitäntään, niin että tämä muodostaa samalla kuumennusvas-tuksen liitososan. Kun lämpötila-anturi on sovitettu molemmille puolille, molemmat liitännät suoritetaan niin ollen lämpötilakyt-kinelimien avulla, niin että erityiset liitososat voidaan jättää pois. Lämpötilakytkinelimet on siten kytketty sarjaan kuumennusvas-tuksen kanssa, niin että lämpötila-anturin toiminta kytkee irti kuumennusvastuksen 118.

Muunnelmana on kuvioissa 5 ja 6 esitetty lämpötilakytkinelin 26', joka voi olla rakenteeltaan samanlainen kuin edellä kuvatut elimet. Sen lämpötila-anturi 125' sijaitsee hieman kuumennusvastuksien 68144 11 tason alapuolella eristyskannattimen syvennyksessä 128, joka kulkee ripojen 121 läpi. Tässäkin on lämpötila-anturi sovitettu rinnakkain osien 119 kanssa ja tarkemmin sanottuna kahden osan välittömään läheisyyteen niin että sillä on hyvä kosketus kuumennusvastuksien lämpötilaan. Kuvattu kuumennusvastusten kanssa rinnakkain lämpöti-la-anturisovitelma takaa tehokkaan säädön ja lämpötilan rajoituksen, joka estää ylilämpötilat lasikeramiikkalevyssä. Tällä tavoin estetään kuumennusvastusten ja niinollen lasikeramiikka-aineen lämpötilan kohotessa lämpötilahuippujen muodostuminen, jotka saattaisivat vahingoittaa lasikeramiikkapintaa. Kuumennus voidaan siis asettaa korkeampaan keskiarvoon, mikä puolestaan edistää tehon läpisyöttöä.

Kuvion 10 mukainen kuumennusyksikkö 111' vastaa eristyskannattimen rakenteen ja kuumennusvastuksien rakenteen ja sovitelman suhteen kuvion 5 mukaista rakennetta. Lämpötilakytkinelimen 126a sovitelma on ainoastaan erilainen. Kuten kuviosta 11 käy ilmi, ao. lämpötila-anturi 125a, joka samoin on sauva-anturi, sijaitsee eristyskannattimen 112a pohjassa 113a olevassa syvässä syvennyksessä 130. Syvennys ja niin ollen lämpötila-anturi 125a sijaitsevat poikittain kuu-mennusvastuksen 118 yksittäistä! osien 119 sovitelman suhteen. Koska anturi 125a sijaitsee melko lähellä kuumennusvastuksien alapuolella, syvennys 130 on varustettu kvartsi lasi levyn muodostelmalla kannella 131. Tässäkin tapauksessa anturi voitaisiin varustaa korkeita lämpötiloja kestävästä, eristävästä, mutta kuitenkin lämpösäteilyä läpäisevästä aineesta valmistetulla päällysteellä.

Esitettyä ja selitettyä suoritusesimerkkiä voidaan muunnella monin eri tavoin keksinnön puitteissa. Niinpä voitaisiin valita esim. siksakmuotoinen rakenne, jossa syvennysten 122 alueelle olisi väliin yhdistetty litteämpi kappale. Kuumennusvastuksia kiinnitettäessä olisi ennen muuta kiinnitettävä huomiota siihen, että kärjet 17 ovat suhteellisen terävät, jotta kuumennuskierukoiden upotettu alue muodostuu melko pieneksi. Lasikeramiikkakeittolevyn kuumennuksen lisäksi kuumennusyksikköä voidaan käyttää myös muiden esineiden kuumentamiseen, esim. teollisuusuuneissa metallilevyjen tai -seinien kuumentamiseen tai astioiden kuumentamiseen.

Claims (34)

68144 12

1. Säteilykuumennusyksikkö, jossa on ainakin yksi kuumennus-vastus (21, 118), joka on sovitettu kuumennusalueelle olennaisesti levymäiseen eristyskannattimeen (20, 112), jolloin kierretty kuu-mennusvastus on osittain upotettu eristyskannattimeen, tunnet-t u siitä, että eristyskannattimessa (20, 112) on siitä muodostettuja kohoumia (24, 25, 121, 124), jotka on kuumennusvastuksen (21, 118) pituussuunnassa sovitettu useiden kuumennusvastuskierukoiden päähän toisistaan ja että muuten olennaisesti upottamattomana eris-tyskannattimen (20, 112) pinnalla kulkeva kuumennusvastus (21, 118) on upotettu osittain ainoastaan kohoumiin (24, 25, 121, 124).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kuumennusyksikkö, tunnettu siitä, että upotukset ovat kuumennusvastuksia vasten kohtisuoraan sijoitettujen rivoista muodostuvien kohoumien (24, 25, 121, 124) alueella eristyskannattimen (20, 112) yläpinnalla (23, 115).

3. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen kuumennusyksikkö, tunnettu siitä, että eristyskannatin (20, 112) on puristettu eristysaineesta, joka sisältää kuituaineita.

4. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen kuumennusyksikkö, tunnettu siitä, että kuumennusvastukset (21, 118) on puristusvaiheessa osaksi puristettu eristyskannattimen (20, 112) sisään.

5. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen kuumennusyksikkö, tunnettu siitä, että kuumennusvastukset (21, 118) on sovitettu kierukkamaisesti ja että kohoumat (24, 25, 121, 124) sijaitsevat oleellisesti säteittäisesti niiden suhteen eristyskan-nattimella.

6. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen kuumennusyksikkö, tunnettu siitä, että kohoumat (24, 25) ovat eristyskannattimen (20) alapinnalla erottuvia ja tätä profiloivia koho-kuvioita .

7. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen kuumennusyksikkö, tunnettu siitä, että eristyskannatin (20) on muodoltaan erillinen, oleellisesti laakea levy, joka sijaitsee tuki-kuoressa (13) ja joka on alta sekä sivuilta eristyksen (17, 18, 19) ympäröimä ja keskiöimä. 13 68144

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen kuumennusyksikkö, tunnettu siitä, että eristys (17, 18, 19) on perusmuodoltaan eris-tyskuoressa (13) sijaitseva malja, joka pohjassaan kannattaa eris-tyskappaletta (20).

9. Patenttivaatimuksen 7 tai 8 mukainen kuumennusyksikkö, tunnettu siitä, että eristys muodostuu yhdestä tai useammasta eristyskuoren (13) pohjan peittävästä eristyskerroksesta (17, 18) ja eristyskannattimen (20) kehää ympäröivästä eristysrenkaasta (19), joka ulottuu lasikeramiikkalevyn (11) läheisyyteen.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen kuumennusyksikkö, tunnettu siitä, että eristysrengas (19) ulottuu eristyskannattimen (20) reuna-alueen yli.

11. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen kuumennusyksikkö, tunnettu siitä, että eristyskannatin (20) on valmistettu mekaanisesti lujemmasta aineesta kuin muu eristys (17, 18, 19) .

12. Jonkin patenttivaatimuksen 9-11 mukainen kuumennusyksikkö, tunnettu siitä, että eristyskuori (13) ulottuu ainakin osaksi eristysrenkaan (19) reuna-alueen yli.

13. Jonkin patenttivaatimuksen 9-12 mukainen kuumennusyksikkö, tunnettu siitä, että eristysrenkaan (19') ja eristyskerrosten (17, 18') välistä on viety läpi sähkönsyöttöjohdot (28) kuu-mennusvastuksiin (21) ja mahdollisesti lämpötila-anturi (32).

14. Jonkin patenttivaatimuksen 9-13 mukainen kuumennusyksikkö, tunnettu siitä, että eristysrenkaassa (19‘) on maadoi-tushila (35).

15. Jonkin patenttivaatimuksen 6-14 mukainen kuumennusyksikkö, tunnettu siitä, että eristyskannattimen (20) profiloitu alapinta muodostaa ilmatiloja yhdessä eristyskannattimeen (20) rajoittuvan eristyskerroksen mahdollisesti samoin profiloidun yläpinnan kanssa.

16. Jonkin patenttivaatimuksen 7-15 mukainen kuumennusyksikkö, tunnettu siitä, että eristys, erityisesti alin eristys-kerros on kuohkeaa eristysainetta.

17. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen kuumennusyksikkö, tunnettu siitä, että eristyksen (17, 18, 19) osat ja/tai eristyskannatin (20) on varustettu pinnoitteella.

18. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen kuumennusyksikkö, tunnettu siitä, että eristyskannattimen (20) 14 681 44 ylöspäin suunnattu pinta (23) on varustettu hyvin säteilevällä pinnoitteella.

19. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen kuu-mennusyksikkö, tunnettu siitä, että lankakierukoilla on soikea poikkileikkaus, jonka pienin mitta on lasikeramiikkalevyn (11) suunnassa.

20. Jonkin patenttivaatimuksen 7-19 mukainen kuumennusyk-sikkö, tunnettu siitä, että eristyksessä on useita syvennyksiä, joissa jokaisessa sijaitsee eristyskannatin keittokohdan muodostamiseksi .

21. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen kuumen-nusyksikkö, tunnettu siitä, että se on sovitettu lasikera-miikkakeittolevyn alapinnalle levyn kuumentamista varten.

22. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen kuumen-nusyksikkö, tunnettu siitä, että eristyskannattimen (112, 112a) yläpinta (115) on poikkileikkaukseltaan laakean siksakmainen, jolloin oleellisesti poikittain kuumennusvastuksia (118) vastaan sijaitsevat harjat (117) muodostavat kohoumia (121), joihin kuumen-nusvastukset (118) on osittain upotettu.

23. Patenttivaatimuksen 22 mukainen kuumennusyksikkö, tunnettu siitä, että harjat (117) on tehty teräviksi ja että niihin on upotettu vain yksi tai vain jokunen kierukkamaisten kuumen-nusvastusten kierre.

24. Patenttivaatimuksen 22 tai 23 mukainen kuumennusysikkö, tunnettu siitä, että kuumennusvastusten (118) viereisten osien (119) väliset harjat (117) on laskettu alas, niin että kuumennusvastusten (118) alueelle muodostuu kärki (123).

25. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen kuumennusyksikkö, tunnettu siitä, että eristyskannattimen syvennykseen (130) on sovitettu sauvamainen lämpötila-anturi (125a).

26. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen kuumennusyksikkö, tunnettu siitä, että kuumennusvastuksen (118) osia (119) on sovitettu keskenään yhdensuuntaisesti edestakaisin kulkevaksi (meanderimaisesti), jolloin osat on yhdensuuntaisilta osiltaan (119) tehty kierukkamaisiksi ja näitä osia yhdistävällä alueella (120) kiertämättömästä langasta.

27. Patenttivaatimuksen 26 mukainen kuumennusyksikkö, tunnettu siitä, että kiertämätön lanka on liitosalueella (120) kiinnitetty upottamalla se eristyskannattimen (120) kohoumaan (124). 68144 15

28. Patenttivaatimuksen 26 tai 27 mukainen kuumennusyksikkö, tunnettu siitä, että kuumennusyksikkö on tehty nelikulmaiseksi, edullisesti neliömäiseksi.

29. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen kuumennusyksikkö, tunnettu siitä, että sauvaimainen lämpötila-anturi (125, 125') on sovitettu yhdensuuntaisesti kuumennusvastus-osien (119) kanssa.

30. Patenttivaatimuksen 29 mukainen kuumennusyksikkö, tunnettu siitä, että lämpötila-anturi (125, 125') on sovitettu oleellisesti kuumennusvastusten (118) tasoon.

31. Patenttivaatimuksen 29 tai 30 mukainen kuumennusyksikkö, tunnettu siitä, että lämpötila-anturi (125') sijaitsee kahden kuumennusvastusosan (119) välissä.

32. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen kuumennusyksikkö, tunnettu siitä, että lämpötila-anturi (125) kulkee ainakin yhtä ulompaa kuumennusvastusosaa (119) pitkin.

33. Patenttivaaitmuksen 32 mukainen kuumennusyksikkö, tunnettu siitä, että lämpötila-anturi kulkee kumpaakin ulompaa kuumennusvastusosaa pitkin.

34. Jonkin patenttivaatimuksen 29 - 33 mukainen kuumennusyksikkö, tunnettu siitä, että lämpötila-anturi (125) lähtee säätöpäästä, joka on sovitettu kuumennettavan alueen ulkopuolelle kuumennusvastusten (118) alkupäähän ja jossa on kuumennusvastuksen (118) syöttöjohtoliitäntä. 681 44 16