JP5021500B2 - 温度センサを備えた加熱装置及び加熱装置を備えたホブ - Google Patents

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Description

本発明は、ガラス又はガラスセラミックカバーを有するホブ用に好都合に使用されるような加熱装置とともに、幾つかの加熱装置を備えたホブに関する。
輻射加熱器の形の加熱装置上に、細長いロッド状の膨張部材を備えたロッドコントローラの形の過熱防止装置を設置することは、たとえばドイツ特許第DE19942967号から既知である。この過熱防止装置は特に、ホブの、加熱装置の上方に延びるガラスセラミック板の最高許容温度を絶対に超えないように機能する。輻射加熱器の外側のそのケーシングは、受け皿又はトレイに固定されている。ロッド状膨張部材は、輻射加熱器の内部に突出して、たとえばクリップ又は直立フック状ホルダによって固定されることができる。しかしながら、受けトレイの外側へのケーシングの固定は、コスト、特に組み立てコストを招く。
ドイツ特許第DE19942967号
本発明の課題は、上記加熱装置及びホブを提供し、それにより、従来技術の問題を回避できるようにし、特に加熱装置上への温度センサの配置を簡単にできるようにすることである。
この課題は、請求項1に記載の特徴を有する加熱装置、及び請求項16に記載の特徴を有するホブによって解決される。本発明の有利且つ好適な発展が、さらなる請求項に記載され、以下により詳細に説明される。各請求項の記載は、明細書の内容の一部を構成する。
発明の実施の形態
加熱装置は、温度センサおよび支持体の両方を有し、細長い加熱導体が、支持体の上部の上、又はその上方に位置している。加熱導体は特に、支持体表面の大部分を、たとえばらせん形、蛇行形又は混合形で覆うように構成され、且つ位置付けられている。温度センサは、本発明では圧倒的に、さらに言えばもっぱら支持体に固定又は取り付けられており、支持体上に、それと接触するように配置されている。このことは、それが支持体の長さ又は広がりの大部分に好都合に設置される、又は係合することを意味する。したがって、特に上記従来技術と比べて、これは、支持体の受けトレイに固定する必要をなくす。さらに、たとえば、使用する受けトレイの性質に関係なく、モジュールを形成するための支持体及び温度センサの事前組み立て体を設けることができ、特にこれにより、受けトレイをなくした構造が可能である。
温度センサは、細長いことが好都合である。特に、それは、単一か、二重の、特に曲り管の形をしており、その内部に感応素子を入れることができる。
温度センサは、温度変化などの結果としての機械的膨張挙動ではなく、電気的挙動によって温度決定を行うように構成されることが好都合である。これにより、それをより小さく、また移動部品を用いないで構成することができ、それは、特に膨張力などがそれに作用しない、又はそれの検出が必要ないからである。
本発明の発展において、温度センサを少なくとも部分的に支持体に埋め込む、又は該支持体内のチャネルに通すことができる。好都合には、それは支持体材料とほぼ完全に接触した状態にあり、その長さの大部分にわたって支持体上に係合することができる。これにより、非常に良好な保持を生じるために、支持体上でのほぼ完全な支持又は担持が行われる。温度センサを支持体又は支持体材料内に埋め込むことにより、横方向移動を阻止するように固定することができる。支持体上での温度センサの保持は、一方では横方向に、他方では垂直方向に、それぞれの場合に互いに独立的に、又は好都合に互いに組み合わせても行われることができることを特に念頭に置かなければならない。この目的のために、温度センサが通るチャネル又は凹所を別個に設けることができる。また、支持体が、加熱導体用の電気リード線を支持体上で収容又は案内するための凹所又はチャネルを有することもできる。同時に、温度センサをこれに嵌めることができる、すなわち凹所が二重機能を有することができる。事前成形された対応の支持体部分によるサンドウィッチ構造により、温度センサ用の凹所形成することも可能である。その場合、支持体部分の一方が凹所を有することができ、その上方の部分が、再び凹所を少なくとも部分的に覆うことができ、上向きの窓を設けることもできる。
支持体は、少なくとも一部分又は大部分の領域で、ほぼ平面的又は均一な表面を有することができる。温度センサは、その上方にいくらか突出することができる、すなわち、支持体内に完全には埋め込まれない。突出は、たとえば特に、小部分だけであって、それにより、この領域で温度決定を行うことができるようにしてもよい。
代替として、ほぼ平面的な表面又は平面形状を有する支持体に、温度センサを通す隆起部分又は突出部分を設けることも可能である。温度センサをそのような隆起部分に埋め込むことは好都合には、温度センサの大部分、特にほとんどが支持体に埋め込まれる、又は隆起部分の支持体材料によって覆われるように行われることができる。この着想を続けると、ほぼ平面的な支持体上に、温度センサを概ね埋め込む、又はそれを保持する上記隆起部分を設けることも可能である。しかしながら、センサの長手方向のかなりの領域が、隆起部分から側方に離れることができ、支持体上に載っているが、概ね自由であって、それにより、支持体の効果によって妨害されない温度決定を実行することができる。この場合、そのような隆起部分は、温度センサを機械的に保持する。隆起部分が間隔をおいて延びて、側方保護部として構成されることもできる。
温度センサを実質的に平面的な支持体の平面又は上面の下方に、すなわち、言わば加熱導体の下方に置くことも可能である。温度センサは、上方に露出するか、支持体材料で概ね覆われるかのいずれでもよい。そのような温度センサの評価に関連して言うと、支持体材料内に埋め込むことにより、加熱導体又は該加熱導体の上方の領域の温度を直接的に決定することができなくなることを念頭に置かなければならない。この場合、所望ならば、補正係数を使用するか、支持体温度を非常に容易に決定することができるような構造を用いるかのいずれかが可能である。
基本的に異なる構造において、温度センサを支持体上に置いて、実質的に露出させる、すなわち支持体に埋め込まないようにすることができる。それは確かに、基本的に重要な部分が、すなわち埋め込みが温度決定に影響を及ぼすような部分が埋め込まれず、たとえば、これにより、温度センサの感応素子が支持体材料から遮蔽されてしまうからである。たとえば、上方から係合するクリップ、突出締結部材などを有する保持手段によって固定することができる。
本発明のさらなる発展において、温度センサを、それの横に並べて位置付けられた加熱導体による直接的放射から保護することも可能である、又は望ましい。これは、たとえば支持体材料層の形で遮蔽することによって好都合に行うことができる。しかしながら、温度センサを支持体内に特に深く埋め込む必要はなく、代わりに、比較的狭い壁又はウェブを設けることができる。特に、温度センサを側部まで上向きに傾斜させて、たとえば、その上を通るガラスセラミックホブ板上で特に良好な温度決定を行うために、直接的に上方に露出させるべきである。
上述したように、温度センサは、感応測定素子を有することが有利であり、これは好ましくは金属、又は金属片又は金属ワイヤである。感応素子は、細長く、それにより、特により広い領域にわたって温度を決定できるようにすることが有利である。感応素子は、封体部内に置かれるべきであり、これは好ましくは、温度及び/又は放射熱透過材料から形成される。特に好ましくは、たとえば、ガラス管の形でガラスを利用する。ガラスの透過性は、たとえば着色又はドーピングなどによって変更又は最適化されることができる。金属の封体部も可能である。
感応素子は好都合にも、温度センサ接続ワイヤによって外部に電気的に接続されることができる。それがガラス封体部に入っている場合、接続ワイヤをそれに導入しなければならず、一般的に封入される。過剰な熱応力又は破損を回避するために、好ましくは該シールは、加熱装置の外側、又は支持体の外側に、特に加熱装置の直接的な加熱作用の及ばない位置に設けられる。好ましくは、温度センサは、一端部が、特に電気接続部を備えた封体部端部が、横方向に加熱装置の上方に突出する。これにより、たとえば溶接又はろう付けにより、又は取り外し可能な接続で、良好な接触が可能になる。
温度センサのさらなる発展では、細長い形の感応素子は、上記接続ワイヤに平行に通ることができ、好ましくは封体部の内部にあって、それに接続される、好ましくは溶接されることができる。
本発明の別の発展では、封体部を、感応素子が内部を通る毛細管として構成することが可能である。それは少なくとも部分的に毛細管の1つの壁と接触し、またより広い領域又はより長い部分で係合して、特にその上に支持されることができる。
温度センサは好ましくは、支持体の平面上において加熱導体が、温度センサの横に並べて配置されるだけであるようにして、支持体上に載置されることができる。しかしながら、それより高い、又は低い加熱導体はない。特に、加熱装置の加熱導体はすべて、ほぼ一平面上に位置する、又はそのような平面を画定する。
さらなる発展では、温度センサは、それ以外ではほぼ平面的な支持体の平面、又はその上面に対して傾斜することもできる。好ましくは、それは1つの長手方向領域が支持体材料層によって覆われる一方、別の長手方向領域では、たとえば、温度を特に十分に決定することができる端部で自由になっている。
感応素子は、特に金属及びセラミックの結合体であることができる。セラミックは、PTC特性を有し、たとえば少なくとも1つの高温超電導体を含むことができる。感応素子は好ましくは、低い熱容量を有し、それにより、特に温度センサの迅速な反応が可能になる。それは、プラチナより高い固有電気抵抗の温度係数を有することができ、たとえば銀又はタングステンである。電気抵抗の温度依存が、加熱装置の上方に延びるガラスセラミック板の温度と、感応素子が決定する温度との間の変動を特定の温度範囲内で補償又は減少させるように構成されることもできる。
感応素子の別の可能性は、光学温度センサである。
そのような感応素子を、たとえばセラミック材料製の専用のセンサ支持体に載置することも可能である。それは、たとえば幾つかの部分を有するセラミック封体部で外側が包囲されることができる。支持体が、感知素子を構成することもできる。
そのような感応素子は、好ましくは従来の厚膜又は薄膜プロセスを使用して製造されることができる。特に、このようにしてそれをセンサ支持体に付着させることができる。
温度センサが支持体上に載置される、又はさらには一部分だけそれに埋め込まれることにより、加熱装置又は加熱導体を、その上方に延びるホブ板の下側により近づけることが可能である。これにより、寸法を減少させ、距離が短くなることによって放射による火力の伝達を増加させることができる。特に、加熱ワイヤは自由に放熱し、露出するか、上部で開放することができ、それにより、最適加熱作用が得られる。
本発明のホブは、1つ又は複数の加熱装置を有し、それは上記のようにして好都合に構成される。それはホブ板も有し、その下方に1つ又は複数の加熱装置が位置している。既知のホブと比べて、ホブ板の下側と加熱装置との間の距離が減少し、非常に短くすることができる。それは好ましくは2cm未満、特に好ましくはわずかに1cm、さらにはそれ未満にもなる。これにより、全高を上記のように縮めることができる。加えて、ホブ板を通してその上に載せた調理用鍋に送り込まれる加熱装置の火力をより多くすることができる。好ましくは、すべての加熱装置が同一原理に従って構成される、あるいは埋め込み式又は低位置温度センサを有する。
個別の接続部材を節約することも可能である。
完全な全高を保持する、又は増加した全高の一部を使用しながら、断熱材を増加させる、又はコスト効率を高めることができる。断熱材は、たとえば一部又は全体を気泡ガラス又はサンドウィッチ状構造に取り替えることができる。これにより、加熱器を含む調理用器具の加熱を減少させることができる。そのような加熱装置は、たとえば以下のステップ、すなわち、
a)たとえば、粉末ガラス又は気泡ガラスなどの単純な充てん材料を、板金トレイ又は皿などの受けトレイに入れるステップ、
b)温度センサを導入するステップ、及び
c)その上方にヒュームドシリカを有する絶縁層を載せるステップ、
を使用して製造されることができる。
次に、加熱導体を絶縁層の上方に固定することができる。
上記特徴及びさらなる特徴は、特許請求の範囲、明細書及び図面から推論されることができ、個々の特徴は、単独又は組み合わせの形のいずれでも、本発明の実施形態及び他の分野で実行ることができ、ここで保護を請求する有利で独立的に保護可能な構造を表すことができる。の記載内容を個々の段落に細分割することは、以下の記述の包括的な正当性を決して制限しない。
本発明の実施形態を図面に概略的に示し、以下により詳細に説明する。
例示的な構造において、図1は、封体部としてU字形ガラス管13を有する、細長い温度センサ11を示す。ガラス管13の上部分14a及び下部分14bは、互いに非常に接近している。代替として、2つの部分の間隔をさらに広げることもできる。好ましくは石英ガラス製の、単一のほぼ直線的又は細長い管を備える温度センサを構成することも可能である。
ガラス管13は、概略的に示された細長い感応素子15を収容している。感応素子は、多くの異なった方法で構成されることができ、対応の金属から形成された金属ワイヤ、及び支持体に塗布された高感度層の両方であることができる。感応素子15上の電気接触は、それにしっかり溶接された接続ワイヤ16a、16bによって行われる。接続ワイヤ16がガラス管13から出る地点にシール17a、17bが設けられている。これにより、たとえば、ガラス管の内部に保護ガス雰囲気又は真空を生じることも可能である。
図2は、本発明の第1実施形態を示す。たとえばドイツ特許出願第DE2551137A号又はヨーロッパ特許出願第EP750,444A号に記載されているように、加熱装置20が、断熱材料から形成された皿状又は板状支持体22を有する。加熱導体26、図示の実施形態では直立加熱導体ストリップが、その上を通っている。それは、支持体22内に部分的に埋め込まれる、又は支持体内に延在する保持部材を有することができる。支持体22の上部はほぼ平面的であり、すべての加熱導体26も、一平面上を通っている。
図2の左側及び右側の例の違いは、右側の例の細長い隆起部分23に関係する。両方の場合、温度センサ11は、下部分14bが支持体22内に確実に完全に埋め込まれている。上部分14aは、それからほぼ半分が突出している、又は支持体22の断熱材料の上方に突出している。右側の例では、隆起部分23がなければ、上部分14aが突出する、又は支持体22の上方に位置することになることがわかるであろう。したがって、この場合、隆起部分23は、機械的安定化作用に加えて、側部に一定の遮蔽効果を生じることができる。温度センサ11を支持体22内へより深く埋め込むことができない場合、これは特に有利である。
ガラス管13、すなわち上部分14a及び下部分14bの端部が少なくとも少しだけ側方に突出する、すなわち、支持体22から自由にアクセス可能であることも、図2からわかるであろう。これは特に、シール17a、17bにも当てはまり、それにより、接続ワイヤ16a、16bも完全に露出している、すなわち支持体22の材料で覆われていない。
隆起部分23の形又は形状を変更することができる。図示の比較的緩やかな上昇に加えて、より急激な上昇も可能である。隆起部分23は、図示のものより幅広に、又は長くすることもできる。しかしながら、好都合には、それは温度センサ11の周りのすぐ近くを通っているだけであり、そうでなければ、加熱導体26の締結に悪影響を与えるからであり、結果的に製造コストも低くなる。
図2は、本実施形態では、温度センサ11が支持体22又はその材料に埋め込まれているが、一部分だけがその上方に突出しているという基本原理を示している。特に、それは上部が覆われておらず、それにより、それは、たとえばその上方に位置するホブ板からの放射熱を検出することができる。
図3は、本発明による第2実施形態の加熱装置120を分割形式で再び示している。支持体122は、ほぼU字形の細長いチャネル124を有する。図2に従った表示では、初期状態において温度センサを支持体22と一緒により粗い断熱材料ですでにシールすることができるが、この場合、温度センサ111を導入する前に、チャネル124がすでに存在している。チャネル124内での温度センサ111の固定は、押し込みを伴った正確なはめ込み構造から生じることができる。迅速に粘着するか、保持クリップを使用することも可能である。この場合も、上部分114a及び下部分114b又は接続ワイヤ116の端部が容易にアクセス可能であるべきであり、又はその一部分が、支持体122の側縁部の上方に突出しているべきである。
加熱導体126に続くリード線127が、少なくとも部分的にチャネル124内を通って外部に案内される仕方もわかるであろう。加熱導体126に到達しやすくするために、チャネル124又はその一部が、加熱導体126まで延びることもできる。この場合、温度センサ111は、チャネル124の全長の一部を占めるだけである。
図3の左半分では、温度センサ111の上部分114aが、それ以外では平面的な支持体122の上部の上方へ幾分突出している。しかしながら、右半分では、チャネル124の各側に隆起部分123が設けられている。その結果、支持体内への温度センサの同じ埋め込み深さであっても、後者では断熱材料によって側部まで完全に遮蔽される。このため、温度センサ111は、いずれの点でも支持体122又はその材料の上方へ突出しない。容易に明らかであるように、それは完全に開放している、又は上向き方向で、すなわちそれが温度を測定しようとする方向で放射熱を容易に決定することができる。
図4は、第3実施形態をやはり分割表示で示し、温度センサ211が支持体222又はその材料内に完全に埋め込まれる仕方を示す。両方の場合、それは上方へ突出しないで、いずれの点でも露出していない。端部だけが、側部へ幾分突出している。
図3とほぼ同様に、左半分では、温度センサ211が加熱導体226のほぼ下方に位置していることを念頭に置かなければならない。したがって、それは、加熱導体のほぼ下方を通ることもできる。しかしながら、右半分では、温度センサ211の上部分214aは、隆起部分223がなければ、埋め込まれない、すなわち露出して、支持体222の材料の上方に突出するであろう。図3において隆起部分123がなければ、上部分114aは側部まで露出して、加熱導体126からの放射熱がそれに作用するであろう。
図2に関連して概ね述べたように、図4に従った実施形態では、温度センサ211を断熱材料で完成支持体にはり付けるか、図3のチャネルとよく似た図示しないリセスを設けて、それに温度センサを挿入するかのいずれかにすることができる。しかしながら、その場合、それらは上部が開放していない。
図5の左側に第4実施形態が示されている。この場合、温度311は、支持体322の上部に設置されて、完全にその上に、又はその上方に載っている。それをU字形に取り巻いて、図示しないやり方で支持体322に留め付けられる保持クリップ325によって締結が行われる。この目的のため、それは接着を使用することができるか、たとえば突出部分を備えて挿入又は導入されることができるかのいずれかである。ここには加熱導体が図示されていない。
やはり、温度センサ311の片側又は両側に、図2〜図4のものと同様の隆起部分を設けることが可能であり、これは支持体から上方に突出して、温度センサ311を側方で固定するか、少なくとも部分的に側方を覆うかのいずれかである。そのとき、保持クリップ325は、隆起部分内へ延出するか、横方向にその上方へ突出することができる。
図5の右側に第5実施形態が示されており、この場合、温度センサ411が支持体422の表面に対して傾斜している。それは、一端部411’で支持体から突出して、たとえばこの領域で、温度測定を実行することができる。接続部416を有する管414の端部も側方に突出して、接触のためにアクセス可能である。
図6は、好都合なガラスセラミックホブ板31を有する本発明のホブ30を示す。それの下方に、図2の左半分のものと同様の加熱装置20が設けられている。加熱装置20が入る受けトレイ29も設けられている。受けトレイ29は、ホブ板31の下側に押し付けられている。
加熱導体26が温度センサ上部分14aの上方に突出していることがわかるであろう。それらは、ホブ板31の下側から一定の間隔を置いた位置にあり、これは、受けトレイの側縁部によって決定される。しかしながら、この間隔は数ミリメートル又は約1センチメートルであり、したがって、従来の輻射加熱器の場合よりはるかに小さい。従来の輻射加熱器では、1つには、温度が加熱導体及びホブ板間を通り、一定の最小空間を維持しなければならない。
温度センサ11の接続ワイヤ16a、16bは、図示しない評価又は制御手段につながり、それらの手段は、温度センサ11又は感応素子15と一緒に、検出温度を評価する。
ガラス管を有するU字形温度センサの一実施形態の拡大図である。 図1に従った温度センサを本発明による加熱装置内に部分的に埋め込む2つの可能性を示す図である。 予め作製されているチャネル内に温度センサを入れた、図2の加熱装置の変更例を示す。 温度センサが加熱装置支持体内に完全に埋め込まれている、図2の加熱装置のさらなる変更例を示す。 温度センサが、一方では完全に加熱装置支持体上に載置され、他方では部分的にそれから突出している、図2の加熱装置の2つのさらなる変更例を示す。 本発明によるホブの側面図である。

Claims (18)

  1. 温度センサ(11、111、211、311)及び支持体(22、122、222、322)を有し、支持体の上面に加熱導体(26)が位置していて、温度センサは、支持体に固定又は保持されている加熱装置であって、
    温度センサ(11、111、211)は、隆起部分(23、123、223)以外はほぼ平面的な支持体(22、122、222)の隆起部分(23、123、223)内を通り、温度センサの大部分は、支持体内に埋め込まれていて、支持体材料によってほぼ覆われている加熱装置。
  2. 温度センサ(11、111、211、311)細長、請求項1に記載の加熱装置。
  3. 温度センサ(11、111、211、311)は、電気的挙動によって温度を決定するように構成されている、請求項1又は2に記載の加熱装置。
  4. 温度センサ(11、111、211)は、支持体材料とほぼ完全に接触した状態にあるか、直接的にその内部に埋め込まれる、請求項1〜3のいずれか1項に記載の加熱装置。
  5. 支持体(122)は、温度センサ(111)及び加熱導体(126)用の電気リード線(127)が入れられるチャネル(124)を有する、請求項1〜4のいずれか1項に記載の加熱装置。
  6. 温度センサ(11、111、211)は、加熱導体(26、126、226)が位置する側の方が、支持体(22、122、222)の平面的な表面の上方に一部だけ突出ている、請求項1〜5のいずれか1項に記載の加熱装置。
  7. 温度センサ(11、111、211)は、加熱導体(26、126、226)が位置する側の方が、支持体(22、122、222)の平面的な表面の上方に最大で三分の一突出している、請求項6に記載の加熱装置。
  8. 温度センサ(11、111、211)は、側方隆起部分(23、123、223)によって、加熱導体(26、126、226)による直接的放射から保護される請求項1〜7のいずれか1項に記載の加熱装置。
  9. 支持体(22、122、322)上の温度センサ(11、111、311)の配置は、支持体の平面上の加熱導体(26、126、326)が、温度センサの横に並べて配置されるだけで、それより高くも低くもない配置である、請求項1〜8のいずれか1項に記載の加熱装置。
  10. 温度センサ(11、111、211、311)は、細長い感応素子(15)を有する、請求項1〜9のいずれか1項に記載の加熱装置。
  11. 感応素子(15)は、電気絶縁材料製の封体部(13、14)内に入れられている、請求項10に記載の加熱装置。
  12. 温度センサ(11、111、211、311)をガラス(13、14)内の感応素子(15)に接続するワイヤのシールが、加熱装置(20、120、220、320)の外側、又は支持体(22、122、222、322)の外側に位置している、請求項11に記載の加熱装置。
  13. 感応素子(15)は、金属及びセラミック間の結合体を有し、金属及び/又はセラミックは、PTC特性を有する、請求項11又は12に記載の加熱装置。
  14. 感応素子(15)は、厚膜又は薄膜製造プロセスによって形成される、請求項11又は12に記載の加熱装置。
  15. 電気接続部(16)を備える一端部(17)で、温度センサ(11、111、211、311)は、加熱装置(20、120、220、32)、又は支持体(22、122、222、322)の側縁部の上方に突出する、請求項1〜14のいずれか1項に記載の加熱装置。
  16. 請求項1〜15のいずれか1項に記載の加熱装置(20)を備えるホブであって、ホブ(30)は、ホブ板(31)及びその下方の加熱装置を有し、ホブ板の下側と加熱装置(20)との間の間隔が狭いことを特徴とするホブ。
  17. 加熱装置(20)は、加熱導体(26)を有する、請求項16に記載のホブ。
  18. 加熱導体(26)が、自由に放射し、且つ露出するか、上向きに開放した加熱ワイヤを有し、ホブ板(31)の下側と加熱装置との間の間隔が2cm未満である、請求項17に記載のホブ。
JP2007552580A 2005-02-01 2006-01-27 温度センサを備えた加熱装置及び加熱装置を備えたホブ Expired - Fee Related JP5021500B2 (ja)

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