NL8200567A - Elektrisch fornuis met temperatuurwaarschuwingsorganen. - Google Patents

Description

* i \

Elektrisch fornuis met temperatuurwaarschuwingsorganen.

De uitvinding heeft betrekking op een elektrisch fornuis met organen voor het waarschuwen van de gebruiker wanneer éin of meer van de kookoppervlakken boven een veilige aan-rakingstemperatuur is en in het bijzonder, doch niet uitslui-5 tend op een fornuis met een bovenzijde van glaskeramiek, voor zien van zulke waarschuwingsorganen.

Problemen kunnen optreden bij elektrische fornuizen indien er geen zichtbare of andere aanwijzing is dat de temperatuur van het kookoppervlak te warm wordt om aan te 10 raken zonder brandwonden te veroorzaken. De meeste fornuizen hebben een hulplichtstelsel om aan te geven wanneer een van de verhittere elektrisch wordt gevoed, maar dit geeft niet een geschikte aanwijzing omtrent een gevaarlijke oppervlaktetempera-tuur, in het bijzonder in het geval van fornuizen met een boven-15 zijde van glaskeramiek. Het hulplicht wordt direkt ontstoken als het fornuis wordt ingeschakeld, maar het kookoppervlak zal ongeveer 15 tot 50 sec nodig hebben om een gevaarlijke temperatuur van bijvoorbeeld 50 tot 60°C te bereiken. Van groter belang is, dat zodra de verhitter wordt uitgeschakeld, het hulplicht 20 wordt uitgeschakeld, maar het kookoppervlak enige tijd warm blijft en afhankelijk van de constructie van het fornuis en de tijd dat de verhitter in werking is geweest kan het 20 tot 80 minuut duren voordat het kookoppervlak voldoende is afgekoeld om veilig te kunnen worden aangeraakt.

25 Verschillende inrichtingen zijn gebruikt bij handelsfornuizen om een gevaarlijke temperatuur van het werkelijke kookoppervlak aan te geven. Er is voorgesteld een elektronisch tijdorgaan aan te brengen, dat een waarschuwingslicht inschakelt zodra de verhitter is ingeschakeld en welke het 30 waarschuwingslicht ingeschakeld houdt gedurende een vooraf be paalde tijd nadat de verhitter is uitgeschakeld. Dit tijdorgaan heeft echter het nadeel, dat het een gevaarlijke temperatuur aanwijst zelfs indien de verhitter een zeer korte tijd is inge- 8200567 < i - 2 - schakeld geweest. Bijvoorteeld kan de verhitter zijn ingeschakeld per ongeluk zonder dat het kookoppervlak een gevaarlijke temperatuur heeft "bereikt. Dit resulteert in verlies van geloofwaardigheid van het waarschuwingslicht en in het veronachtzamen 5 daarvan door de gebruiker, omdat hij uit ervaring weet dat het kookoppervlak niet warm is geworden. Indien desondanks het kookoppervlak in gebruik is gedurende een langere periode, is het waarschuwingslicht nodig. Deze verschillen worden echter niet altijd gemakkelijk bespeurd door de gebruiker en leiden tot 10 verwarring en dus tot gevaar voor de gebruiker.

Er is ook voorgesteld temperatuurvariaties in het kookoppervlak na te bootsen en een waarschuwingslichtscha-kelaar te bedienen tengevolge van deze nagebootste temperatuurveranderingen. Evenwel zijn dergelijke nabootsorganen in het 15 algemeen kostbaar en omvangrijk en vereisen vaak meer ruimte dan beschikbaar is binnen het huis van het fornuis.

Volgens een verder voorstel wordt een waarschuwingslicht ingeschakeld in direkte afhankelijkheid van de werkelijke temperatuur van de verhitter of van de ondersteuning 20 van de verhitter. Deze constructie vereist een langzame aan- spreektijd omdat de verhitter als een geheel eerst een vooraf bepaalde temperatuur moet bereiken voordat het op temperatuur aansprekende element werkt en het waarschuwingslicht inschakelt. Hulpverhitters zijn daartoe aangebracht ter vermindering van 25 de aanspreektijd van het op temperatuur aansprekende element, maar deze hebben nog steeds geen voldoende nauwkeurig aanspreken op de temperatuur van het kookoppervlak, die moet worden bereikt, mogelijk gemaakt. Een speciaal probleem bestaat in de periode volgend op de aanvankelijke aanspreektijd en voordat de 30 verhitter als geheel een voldoende hoge temperatuur bereikt om het waarschuwingslicht ingeschakeld te houden, dat wil zeggen in de periode van ongeveer 20 sec na het inschakelen tot ongeveer 5 min na het uitschakelen. Gedurende deze periode is het nodig de verlichting van het waarschuwingslicht te handhaven tot 35 ongeveer 20 min totdat de temperatuur van de bovenzijde van 8200567 i * - 3 - glaskeramiek daalt tot een veilige aanrakingstemperatuur.

Indien echter de vermogensuitgang van de hulpverhitter -wordt vergroot teneinde de aanvankelijke aanspreektijd te verminderen, wordt de duur van de inschakelperiode van het waarschu-5 wingslicht ook vergroot, hetgeen resulteert in het ingeschakeld houden van het licht wanneer de bovenzijde van glaskeramiek koel is en aldus is er een risico dat het licht door de gebruiker wordt verwaarloosd.

Het is daarom een doel van de uitvinding te 10 voorzien in een vaarschuvingsorgaan, dat is voorzièn van een hulp verhitter en waardoor een waarschuwingslicht direkt kan worden ingeschakeld, maar het waarschuwingslicht uitschakelt zodra de temperatuur van het kookoppervlak daalt tot een veilig niveau.

Volgens de uitvinding wordt voorzien in een 15 elektrisch fornuis, dat is voorzien van een kookoppervlak, een of meer elektrische verhitters aangebracht aan de onderzijde van het kookoppervlak, een temperatuurtestorgaan thermisch gekoppeld met tenminste een van de genoemde een of meer verhitters en voorzien van een thermisch aansprekend orgaan in de vorm van 20 een thermistor, een elektrische hulpverhitter voor het leveren van extra warmte aan de thermistor, en een thermische buffer gelegen tussen de hulpverhitter en de thermistor, en organen voor het aangeven wanneer de thermistor bij of boven een vooraf bepaalde temperatuur is.

25 De thermistor kan zijn van materiaal met positieve temperatuurcoefficient. Het materiaal heeft bij voorkeur een weerstand van ongeveer 300 Ohm bij 25°C en een schakel-temperatuur (Ir) van ongeveer 50°C. In zulk een geval kan de thermische buffer zijn gemaakt uit zacht staal met een dikte van 30 praktisch 0,8 mm.

Alternatief kan de thermistor worden gemaakt uit materiaal met negatieve temperatuurcoefficient. Dit materiaal heeft bij voorkeur een weerstand van ongeveer 1200 ohm bij 25°C en een B-waarde van ongeveer k000. De thermische buffer kan 35 zijn gemaakt uit zacht staal met een dikte van ongeveer 2,8 mm.

8200567 λ i - k -

De of elke verhitter kan een thermisch geleidende "buitenbekleding hebben in de vorm van een metalen schotel, waarbij het temperatuurtestorgaan mechanisch is bevestigd aan de schotel in warmte-overdrachtrelatie daarmee. Het temperatuur-5 testorgaan kan zijn opgenomen in een thermisch blok, gemonteerd op de metalen schotel voor het verbinden van de verhitter met een bron van elektrische energie. Alternatief kan het tempera-tuurtestorgaan zijn voorzien van een hol cilindrisch huis, dat is gesloten aan een einde, terwijl de hulpverhitter, de thermi-10 sche buffer en de thermistor zijn gemonteerd in het' huis. Het huis kan zijn gemaakt van keramisch materiaal en kan zijn gevormd met twee tegengestelde axiaal verlopende gleuven voor het passeren van de verbindingsorganen voor de hulpverhitter en de thermistor. Een gemeenschappelijk verbindingsorgaan wordt bij 15 voorkeur geplaatst tussen de hulpverhitter en de thermistor, terwijl het gemeenschappelijke verbindingsorgaan dient als de thermische buffer. De hulpverhitter, de buffer en de thermistor kunnen zijn begrensd binnen het huis door middel van een strook van verenstaal, welke zich uitstrekt over het huis en samenwerkt 20 met een paar gleuven gevormd in een metalen plaat, welke is gelegen over het open einde van het huis. Het temperatuurtest-orgaan wordt bij voorkeur gemonteerd op de verhitter door middel van de plaat.

Alternatief kan het huis zijn gemaakt uit 25 aluminium of een aluminiumlegering, terwijl de hulpverhitter, de buffer en de thermistor zijn gemonteerd binnen het huis door middel van een hardhaar materiaal zoals siliconenrubber.

Volgens een voorkeursuitvoering van de uitvinding is de hulpverhitter praktisch schotelvormig en heeft 30 elektroden slechts geplaatst aan een vlak daarvan, is de ther mistor praktisch schotelvormig en heeft elektroden slechts geplaatst aan een vlak daarvan en is de thermische buffer gemaakt van een elektrisch isolerend materiaal. De elektroden kunnen zijn in de vorm van aluminium of aluminiumlegering neergeslagen 35 op de hulpverhitter en de thermistor. De thermische buffer kan 8200567 i t - 5 - zijn gemaakt uit een plaat van mica of een film van polyimide-materiaal. Bij voorkeur zijn de componenten van het temperatuur-test orgaan aan elkaar bevestigd door het inkapselen van de componenten. Het temperatuurtestorgaan kan zijn geplaatst in een 5 holte gevormd in de basis van de verhitter. De holte is bij voorkeur gevormd door het maken van een indeuking in een metalen schotel, welke een buitenbekleding voor de verhitter vormt.

De hulpverhitter kan zijn gemaakt uit een materiaal met positieve temperatuureoefficient. Het materiaal 10 met positieve temperatuureoefficient kan een weerstand hebben van 500 tot 2500 ohm bij 25°C en een schakeltemperatuur (Tr) van tenminste ongeveer 185°C. Bij voorkeur heeft het materiaal een weerstand van 1200 ohm bij 25°C en een schakeltemperatuur (Tr) van ongeveer 185°C.

15 Bij voorkeur is de elektrische verhitter parallel verbonden met een verhittingselement van de verhitter waarmee hij samenwerkt. De aanwijsorganen kunnen een ontladings-lamp of een gloeilamp omvatten.

Bij voorkeur is het kookoppervlak gemaakt 20 van glaskeramiek en de of elke elektrische verhitter is een stralingsverhittereenheid.

De uitvinding zal aan de hand van de tekening in het volgende nader worden toegelicht.

Figuur 1 is een schematische dwarsdoorsnede 25 door een deel van een uitvoeringsvorm van een elektrisch fornuis volgens de uitvinding.

Figuur 2 is een losgenomen aanzicht, meer in detail en op grotere schaal, van een temperatuurtestorgaan.

Figuur 3 is een schakeling waarin het tem-30 peratuurtestorgaan is opgenomen.

Figuur h is een losgenomen aanzicht van een alternatieve vorm van temperatuurtestorgaan.

Figuur 5 is een schematische dwarsdoorsnede door een andere vorm van temperatuurtestorgaan.

35 Figuur 6 toont het temperatuurtestorgaan van 8200567 - 6 - figuur 5 gemonteerd in de basis van de stradingsverhitter, welke is aangebracht onder de bovenzijde van glaskeramiek van het fornuis.

Figuur 7 toont een grafiek met drie krommen, 5 welke de variatie tonen van elektrische weerstand bij nulspan ning van organen met PTC of STTC-materialen, welke kunnen worden gebruikt bij de uitvinding.

Het elektrische fornuis volgens figuren 1 en 2 omvat een bovenzijde 2 van glaskeramiek met een stralingsver-10 hitter onmiddellijk onder de bovenzijde aangebracht. De ver hitter k omvat een metalen schotel 6 voorzien van een basislaag 8 van elektrisch en thermisch isolatiemateriaal. Tegen de zijde 10 van de schotel is een omtrekswand 12 van thermische isolatie geplaatst. De basislaag 8 omvat bij voorkeur een microporeus 15 isolatiemateriaal, zoals een mengsel van silica-aerogel, een opaakmakend middel en indien nodig verstevigingsvezels van alu-miniumoxyde of aluminiumsilicaat, en de omtrekswand 12 omvat bij voorkeur keramische vezels. Opgesteld in groeven gevormd in de basislaag 8, zijn twee elektrische verhittingselementen 1U 20 en 16, welke van elkaar gescheiden zijn door een scheidingswand 18, bij voorkeur van keramische vezels. Elk verhittingselement 1!+, 16 heeft de vorm van een sxhroeflijnvormig gewikkelde spoel van ongeisoleerde draad. Over het binnenelement 1^ strekt zich een thermisch uitschakelorgaan 20 uit, dat werkzaam is voor het 25 uitschakelen van beide elementen in het geval van oververhitting.

Elk element '\k en 16 kan afzonderlijk worden bekrachtigd via aansluitverbindingsorganen (niet getekend) zodat een betrekkelijk kleine pan of dergelijke alleen wordt verhit door het element 1b en een grotere braadpan of dergelijke kan 30 worden verhit door beide elementen 1U en 16. Typerend is het ver mogen van het element 1h op 1UOO Watt en het element 16 op 800 Watt. Elke spoel is bevestigd in de basislaag 8 door middel van krammen (niet getekend) en is bij voorkeur gemaakt uit een ij zer-chroom-aluminiumweerstandsverhittingsdraad.

35 Het thermische uitschakelorgaan is van de 8200567 » t - T - \ soort met verschiluitzetting en omvat een kwartsbuis, welke een metalen staaf "bevat. Verschiluitzetting tussen de buis en de staaf als gevolg van oververhitting doet een mechanische schakelaar 26 werken voor het afschakelen van beide elementen 14 5 en 16 van de voedingsbron. Ofschoon een thermisch afschakelor- gaan kan zijn geplaatst nabij elk element 1^, 16, is gebleken dat een enkel afschakelorgaan over het element zeer afdoende is.

De stralingsverhitter k heeft een stapverbin-10 ding 28 tussen de onderkant en de zijkant van de metalen schotel 6 voor het vergemakkelijken van het monteren van de verhitter in het fornuis, voor het ondersteunen van het thermische uit-schakelorgaan, en voor het monteren van een temperatuurtest-orgaan zoals hierna in detail zal worden beschreven. De stap-15 verbinding kan worden gevormd met schroefgaten voor gebruik bij het bevestigen van de verhitter.

De omtrekswand 12 en de verdelingswand 18 zijn geplaatst tegen de onderzijde van de bovenzijde 2 van glas-keramiek. Aldus bepaalt de verhitter op het oppervlak van het 20 glaskeramiek twee concentrische verhittingszones verhit door het element en het element 16.

De invloed van het element 14 is aldus beperkt tot een centraal gebied van de verhitter door de basislaag en de verdelingswand en direkte thermische verbinding met een tem-25 peratuurtestorgaan wordt effectief voorkomen tenzij het orgaan is gemonteerd bij de basis van de verhitter waar in het algemeen onvoldoende ruimte beschikbaar is.

De temperatuur van de bovenzijde 2 van glaskeramiek wordt getest door middel van een temperatuurtestorgaan 30 30, dat in detail in figuur 2 is aangegeven. Het temperatuur testorgaan 30 omvat een huis 32, bijvoorbeeld van keramisch materiaal, met een algemeen holle cilindrische constructie, doch gesloten aan een einde. Openingen 3^· zijn gevormd in het huis 32 voor het passeren van de verbindingen 36, 38 en Uo voor een 35 hulpverhitter h2 en voor een temperatuuraanspreekorgaan ^4. De 8200567 - 8 - verbindingen 36, 38 en 1*0 omvatten metalen platen met radiale uitsteeksels, welke zich uitstrekken door de openingen 3^ voor verbinding met aansluitgeleiders (niet getekend).

Bij de uitvoeringsvorm van figuur 2 is een 5 warmte-opzamelaar k6 bijvoorbeeld in de vorm van een zacht stalen schijf met een dikte van ongeveer 2 mm, geplaatst tussen de hulpverhitter k2 en de verbinding 38. Verder wordt het op temperatuur aansprekende orgaan ί+U omgeven door een ring 1+8 van elektrisch isolerend materiaal, bijvoorbeeld keramisch materiaal. 10 De componenten van het temperatuurtestorgaan zijn begrensd binnen het huis 32 door een kap 50, bijvoorbeeld van keramisch materiaal, welke kap samenwerkt met een indeuking gevormd in een plaat 52. Het huis 32 wordt bevestigd aan de plaat 52 door een strook 5^ van verenstaal, welke passeert rond 15 het huis en samenwerkt met een paar gleuven gevormd in de plaat 52. De samenwerking van de strook 5^ met de plaat 52 drukt de componenten van het temperatuurtestorgaan naar het gesloten einde van het huis 32 om hen op hun plaats te houden. De strook 5I+ is gelegen in een groef gevormd in het buitenoppervlak van 20 het huis 32 en de einden van de strook zijn omgebogen om de strook in samenwerking met de plaat 52 te houden. De plaat 52 strekt zich uit vanaf het huis 32 voor het vormen van de organen waardoor het temperatuurtestorgaan is gemonteerd op de verhitter (zie figuur 1) en is voorzien van een nok voor het ver-25 zekeren van nauwkeurige plaatsing van het orgaan ten opzichte van de verhitter. Het orgaan kan zijn gemonteerd op de verhitter door middel van een schroef 56 welke samenwerkt in een van de gaten gevormd in de stapverbinding 28.

In de schakeling volgens figuur 3 is een 30 energieregelaar 58 omsloten door een stippellijn. De verhitter is parallel verbonden met de energieregelaar en het thermische uitschakelorgaan 20 is verbonden in serie met de verhitter.

De hulpverhitter k2 van het temperatuurtestorgaan is ook parallel verbonden met de energieregelaar. Wanneer 35 dus de verhitter wordt ingeschakeld, wordt een spanning aan- 8200567 - 9 - gelegd over de hulpverhitter. Bij de getekende uitvoering omvat de hulpverhitter een materiaal, dat een elektrische veerstand heeft, die toeneemt met de temperatuur of velke aanzienlijk stijgt hij een gegeven temperatuur. Zulke materialen vorden hier-5 in beschreven als materialen met positieve temperatuurcoeffi- cient (PTC) en omvatten n-soort halfgeleidermaterialen zoals gedoteerd bariumtitanaat, dat bariumtitanaat (dat normaal isolerend is) gedoteerd met strontium is. Dit materiaal heeft een specifieke veerstand, velke daalt vanneer zijn temperatuur stijgt 10 tot ongeveer 2Q0°C, maar velke snel toeneemt als dè temperatuur dit niveau bereikt. Deze karakteristiek van het materiaal veroorlooft de hulpverhitter ook te verken als een thermostaat, vaardoor de temperatuur van het op temperatuur aansprekende orgaan Uk vordt gehandhaafd bij ongeveer 200°C. Op deze vijze kan 15 oververhitting van het temperatuurtestorgaan op een eenvoudige vijze vorden vermeden, evenals energieverspilling tengevolge van de continue doorgang van elektrische stroom door de hulp-verhitterketen. Een bijzonder geschikt PTC-element heeft een veerstand van 1200 ohm bij 25°C en een schakeltemperatuur (Tr) 20 van ongeveer 185°C.

De vaunte van de hulpverhitter vordt overgedragen aan het op temperatuur aansprekende orgaan Uk via de gemeenschappelijke verbinding 36. Bij de uitvoering van figuren 2 en 3 is het op temperatuur aansprekende orgaan een thermistor 25 gemaakt van PTC-materiaal dat een lagere schakeltemperatuur heeft dan het materiaal dat de hulpverhitter vormt. Een geschikt PTC-element heeft een veerstand van ongeveer 300 ohm bij 25°C en een schakeltemperatuur (Tr) van ongeveer 50°C. Het op temperatuur aansprekende orgaan is parallel met een lamp 60 30 verbonden met een spanningsbron, velke permanent is aangesloten.

De gemeenschappelijke verbinding 36 bepaalt het tijdsverloop tussen bekrachtiging van de hulpverhitter en bekrachtiging van de lamp 60. Het tijdsverloop tussen afschakeling van de hulpverhitter en afschakeling van de lamp vordt bepaald door de varm-35 te-opzamelaar k6 in de toestand, waarbij het lichaam van de ver- 8200567 - 10 - hitter it niet voldoende warm is geworden om de werking van de lamp 60 te regelen. Er is geileken dat zacht staal met een dikte van ongeveer 0,8 mm zorgt dat de lamp 6o wordt bekrachtigd in ongeveer 10 tot 25 sec, hetgeen overeenkomt met de tijd vereist 5 door de bovenzijde 2 van glaskeramiek om een gevaarlijke tem peratuur van ongeveer 50 tot 6o°C te bereiken. De gemeenschappelijke verbinding 36 werkt daarom als een thermische buffer tussen de hulpverhitter en het op temperatuur aansprekende orgaan. Ook is gevonden, dat een warmte-opzamelaar gemaakt van 10 zacht staal en met een dikte van ongeveer 2 mm, zorgt in ver band met de andere componenten van het temperatuurtestorgaan, dat de lamp 60 bekrachtigd blijft totdat de bovenzijde van glaskeramiek daalt tot een veilige aanrakingstemperatuur.

Wanneer in gebruik het verhittingselement ik 15 wordt bekrachtigd of wanneer beide verhittingselementen \b en 16 worden bekrachtigd, wordt ook de hulpverhitter b2 bekrachtigd en stijgt de temperatuur van het op temperatuur aansprekende orgaan onder de besturing van het gemeenschappelijke verbin-dingsorgaan 36. Aanvankelijk loopt elektrische stroom primair 20 door het orgaan IA omdat zijn weerstand laag is, maar wanneer de temperatuur van het orgaan stijgt, neemt zijn weerstand toe.

De lamp 60 is typerend een neonlamp of een gloeidraadlamp. Bij een neonlamp zal een specifieke temperatuur van het orgaan kb bepalen wanneer de lamp ontsteekt, dat wil zeggen die tempera-25 tuur, welke zorgt dat de spanning over de lamp groter is dan de ontsteekspanning van de lamp, bijvoorbeeld 180 volt. De lamp zal bekrachtigd blijven zolang de spanning blijft op of groter is dan de brandspanning van bijvoorbeeld 150 volt. Bij een gloeidraadlamp echter is de graad van verlichting meer progres-30 sief waarbij de lamp steeds helderder wordt als de spanning toe neemt .

Deze laatste uitvoering heeft het extra voordeel van het doen overeenkomen van de sterkte van verlichting met de temperatuur van de bovenzijde van glaskeramiek. Indien 35 nodig, kan in elk of beide inrichtingen een weerstand 62 worden 8200567 P'......

- 11 - opgenomen om de lamp 6o en/of het orgaan kk te beschermen.

Zolang het verhittingselement en mogelijk het verhittingselement 16 zijn bekrachtigd en totdat het thermische evenwicht is bereikt, neemt het lichaam van de stra-5 lingsverhitter toe in temperatuur, terwijl de hulpverhitter k2 de lamp 60 bekrachtigd houdt. Wanneer echter het verhittings-element 1k en mogelijk ook het verhittings element 16 worden afgeschakeld bij het voltooien van het koken, wordt ook de hulp-verhitter k2 afgeschakeld. Het op temperatuur aansprekende or-10 gaan zal dan af koelen, maar de mate van afkoelen zral worden vertraagd door de warmte, vastgehouden in het temperatuurtest-orgaan, in het bijzonder door de warmte-opzamelaar k6 en door de warmte overgedragen van de stralingsverhitter ij· door straling en convectie vanaf de metalen schotel 6 en door geleiding 15 langs de plaat 52. Warmte-overdracht naar het orgaan kk vanaf de warmte-opzamelaar kö wordt opnieuw geregeld door het gemeenschappelijke verbindingsorgaan 36. Op deze wijze kan het tem-peratuurtestorgaan 30 zo worden geconstrueerd, dat de lamp 60 niet wordt afgeschakeld totdat de temperatuur van de bovenzijde 20 2 van glaskeramiek daalt tot een veilig niveau.

Vanwege in het algemeen de relatief grote warmte-uitgang van het verhittingselement ik in de beschreven uitvoering, is gebleken dat een enkel temperatuurtestorgaan geschikt de temperatuur van de bovenzijde van glaskeramiek kan 25 testen zowel wanneer alleen het verhittingselement 1k is be krachtigd als wanneer de verhittingselementen 1k en 16 gelijk zijn bekrachtigd. Echter wordt opgemerkt, dat de constructie van de stralingsverhitter k niet is beperkt tot de twee concentrische verhittingselementen en dat veel alternatieve construc-30 ties kunnen worden gebruikt.

Ofschoon dit niet in de tekening is aangegeven, kunnen de componenten van het temperatuurtestorgaan worden aangebracht in een huis gemaakt van aluminium of een aluminium-legering, waarbij de componenten in het huis zijn gemonteerd 35 bijvoorbeeld door middel van een siliconenrubbermateriaal.

8200567 - 12 -

Buiten het leveren van mechanische ondersteuning voor de componenten, zorgt de siliconenrubber ook voor elektrische en thermische isolatie en kan -werken als een warmte-opzamelaar,

Het temperatuurtestorgaan behoeft niet direkt 5 te zijn bevestigd aan de zijde van de stralingsverhitter, maar kan onder voorwaarde, dat het thermisch is verbonden met een of meer van de verhitters, worden gemonteerd op elke geschikte plaats binnen het fornuis.

Bij de uitvoering van figuur omvat het op 10 temperatuur aansprekende orgaan ί+U een thermistor van materiaal met negatieve temperatuurcoefficient (ïïTC) zoals gedoteerd ijzer, nikkel of cobaltoxyde. Zulk een op temperatuur aansprekend orgaan kan in serie worden verbonden met een lamp βθ, bijvoorbeeld een gloeilamp, voor het verkrijgen van een progressieve 15 verlichting als boven beschreven. Ook hier kan een beschermings- weerstand worden gebruikt, indien nodig. Opgemerkt wordt dat in figuur U de standen van de hulpverhitter h2 en de warmte-opzamelaar h6 zijn omgekeerd, zodat de warmte-opzamelaar ook werkt als een extra buffer teneinde de warmtestrcom naar het op tem-20 peratuur aansprekende orgaan IA te regelen. Een geschikt ÏÏTC- element heeft een weerstand bij 25°C van 1200 ohm. en een B-waar-de van ongeveer it-000.

In het algemeen zijn bij stralingsverhitters voor een fornuis met bovenzijde van glaskeramiek, de elektri-25 sche verbindingen met het verhittingselement of verhittingsele menten normaal gemaakt via een aansluitblok dat is gemonteerd op de metalen schotel. Aldus kunnen de componenten van het tem-peratuurtestorgaan worden gemonteerd in zulk een aansluitblok om een geïntegreerd samenstel te vormen. Dit vermindert verder 30 de ruimte-eisen en het noodzakelijke aantal elektrische verbin dingen en veroorlooft dat alle elektrische verbindingen op hetzelfde punt worden gemaakt. Door het aannemen van dit kenmerk worden het samenstel van de stralingsverhitter als geheel en zijn onderbrengen in het fornuis vereenvoudigd met een resul-35 terende vermindering van arbeidskosten.

8200567 - 13 -

Bij de uitvoering van figuren 5 en 6 zijn twee elektroden 64 en 66 gevormd op hetzelfde vlak van de hulpverhitter 42, welke is gevormd van PTC-materiaal. Vroeger zijn zulke PTC-elementen voorzien van elektroden op de tegengestelde 5 vlakken daarvan. Geleiders 68 en TO worden bevestigd aan de elektroden door een geschikt tegen hoge temperatuur bestendig orgaan. Geschikte methoden voor het bevestigen van de geleiders omvatten het ultrasonoor hechten. Nabij het tegengestelde oppervlak van de hulpverhitter 42 is een laag 72 van isolatie-10 materiaal geplaatsts bijvoorbeeld van mica of polyimidefilm.

Het isolatiemateriaal scheidt de hulpverhitter b2 van het op temperatuur aansprekende orgaan en werkt ook als een thermische buffer tussen de twee componenten teneinde de warmtestroom van de hulpverhitter naar het op temperatuur aansprekende orgaan te 15 regelen zoals boven toegelicht. Het op temperatuur aansprekende orgaan is een thermistor, welke kan zijn gemaakt van een PTC-materiaal overeenkomstig aan het materiaal gebruikt bij de uitvoering van figuren 2 en 3 of een NTC-materiaal overeenkomstig het materiaal gebruikt in figuur 4. Het zal duidelijk zijn, dat de 20 elektrische schakeling van figuur 5 is bestemd voor een NTC- materiaal, maar dat een elektrische schakeling geschikt voor een PTC-materiaal gemakkelijk kan worden ontworpen door een deskundige, in het bijzonder uitgaande van figuur 3. Evenals de hulpverhitter b2, is het op temperatuur aansprekende orgaan 44 voor-25 zien van twee elektroden 74 en j6 op hetzelfde vlak van het orgaan. Geleiders 78 en 80 zijn bevestigd aan de elektroden 74 en J6y bijvoorbeeld door dezelfde organen zoals bij de elektroden 64 en 66. Alle elektroden 64, 66, 74 en 76 kunnen bijvoorbeeld zijn van aluminium of een aluminium!egering neergesla-30 gen op het oppervlak van de hulpverhitter en het op temperatuur aansprekende orgaan.

De componenten van het temperatuurtestorgaan zijn aan elkaar bevestigd bijvoorbeeld door het inkapselen van de componenten in een geschikt tegen hoge temperatuur bestendig 35 materiaal 82 zoals een materiaal op siliconenbasis, een materiaal 8200567 - 1U - op siliconenbasis, een materiaal op polyimidebasis of een cement op keramische basis.

Bij de constructie volgens figuur 5 is het mogelijk de totale dikte van het temperatuurtestorgaan te ver-5 minderen met verscheidene millimeters en het mogelijk te maken het orgaan te passen in de basis van een stralingsverhitter, hetgeen niet mogelijk zou zijn indien de gebruikelijke opstelling van elektroden was aangenomen.

Figuur 6 toont het temperatuurtestorgaan 30 10 gemonteerd in de basis van de stralingsverhitter Figuur 6 toont ook een bovenzijde 2 van glaskeramiek en een basis 82 bijvoorbeeld van plaatmetaal, van het elektrische fornuis. De ruimte tussen de basis van de stralingsverhitter ^ en de basis 82 is typerend ongeveer 5 mm. Zoals men in figuur 6 ziet, is een 15 holte 8U gevormd in de basis van de stralingsverhitter 1*. De holte kan eenvoudig worden gevormd door het verwijderen van een deel van de metalen schotel 6 en een deel van de basislaag 8.

Het heeft echter de voorkeur de holte te vormen door een indeu-king in de metalen schotel te vormen en de basislaag aan te 20 brengen in een geschikte vorm rond deze indeuking. Door het vor men van een indeuking in de metalen schotel, kan de temperatuur in de holte worden verminderd van ongeveer 300°C tot ongeveer 250 tot 280°C, waardoor de stabiliteit van het temperatuurtestorgaan wordt verbeterd. De holte heeft bij voorkeur een diepte 25 van ongeveer 5 mm. Het temperatuurtestorgaan kan zijn gemon teerd in de holte door elk geschikt orgaan. Bijvoorbeeld kan een veerklem worden gebruikt, welke samenwerkt in gaten, gevormd in de metalen schotel.

Door het toepassen van de constructie van 30 figuur 5 is het mogelijk een temperatuurtestorgaan te vervaar digen met een diepte van ongeveer 7 tot 9 mm, waardoor het mogelijk is het orgaan te monteren op de onderzijde van de stralingsverhitter onder voorwaarde dat er een holte is, die ongeveer 5 mm diep is en is gevormd in de basis van de verhittereenheid.

35 Opgemerkt moet worden evenwel, dat de diepte van de holte kan 8200567 _ - 15 - worden beperkt door de temperatuur, -welke kan worden toegelaten in de holte. De verhittingselementen werken in het algemeen bij ongeveer 900°C en indien de holte te diep is, zal de temperatuur stijgen tot een onaanvaardbaar hoog niveau. Om deze 5 reden is de diepte van de holte in de praktijk beperkt tot on geveer 5 mm. Tenzij dus een constructie volgens figuren 5 en 6 wordt toegepast, is het niet mogelijk zulk een temperatuurtest-orgaan te monteren aan dé. onderzijde van de verhitter.

Figuur 7 toont in kromme A de karakteristieken 10 van een geschikt materiaal voor een PTC-hulpverhitter. Kromme B toont de karakteristieken van een geschikt materiaal voor een PTC op temperatuur aansprekend orgaan en kromme C toont de karakteristieken van een geschikt materiaal voor een UTC op temperatuur aansprekend orgaan.

» 8200567

Claims (26)

1. Elektrisch fornuis met een kookoppervlak, een of meer elektrische verhitters aangebracht aan de onderzijde van het kookoppervlak, een temperatuurtestorgaan thermisch 5 gekoppeld met tenminste een van deze een of meer verhitters en voorzien van een thermisch aansprekend orgaan en een elektrische hulpverhitter voor het leveren van warmte aan het thermisch aansprekende orgaan, en organen voor het aangeven wanneer het thermisch aansprekende orgaan op of boven een vooraf bepaalde 10 temperatuur is, met het kenmerk, dat het thermisch'aansprekende orgaan is voorzien van een thermistor (UU) en een thermische buffer (36, J2) is gelegen tussen de hulpverhitter (1+2) en de thermistor.

2. Fornuis volgens conclusie 1, met het kenmerk, 15 dat de thermistor is gemaakt van materiaal met positieve tem- peratuurcoefficient,

3. Fornuis volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het materiaal met positieve temperatuurcoefficient een weerstand heeft van ongeveer 300 ohm bij 25°C en een schakeltem- 20 peratuur (Tr) van ongeveer 50°C. k. Fornuis volgens conclusie 2 of 3, met het kenmerk, dat de thermische buffer (36) is gemaakt uit zacht staal met een dikte van praktisch 0,8 mm.

5- Fornuis volgens conclusie 1, met het kenmerk, 25 dat de thermistor is gemaakt van materiaal met een negatieve temperatuurcoefficient.

6. Fornuis volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat het materiaal met negatieve temperatuurcoefficient een weerstand van ongeveer 1200 ohm bij 25°C heeft en een B-waarde 30 van ongeveer ^000. J. Fornuis volgens conclusie 5 of 6, met het kenmerk, dat de thermische buffer (36) is gemaakt uit zacht staal met een dikte van ongeveer 2,8 mm.

8. Fornuis volgens een van de conclusies 35 1 tot 7, met het kenmerk, dat de of elke verhitter (1+) een ther- 8200567 - 17 - misch geleidende buitenbekleding heeft in de vorm van een metalen schotel (6) terwijl het temperatuurtestorgaan (30) mechanisch is bevestigd aan de metalen schotel in warmte-overdraag-verband daarmee. 5 9· Fornuis volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat het temperatuurtestorgaan (30) is opgenomen in een aansluit-blok op de metalen schotel (6) voor het verbinden van de verhitter (*0 met een bron van elektrische energie.

10. Fornuis volgens één van de conclusies 10. tot 9» met het kenmerk, dat het temperatuurtestorgaan (30) is voorzien van een hol cilindrisch huis (32) dat is gesloten aan een einde, terwijl de hulpverhitter, de thermische buffer en de thermistor zijn gemonteerd in het huis.

11. Fornuis volgens conclusie 10, met het kenmerk, 15 dat het huis is gemaakt van keramisch materiaal.

12. Fornuis volgens conclusie 10 of 11, met het kenmerk, dat het huis (32) is gevormd met twee tegenovergestelde axiaal verlopende gleuven (3*0 voor de doorgang van verbindingsorganen (36, 38, ho), voor de hulpverhitter en 20 voor de thermistor.

13. Fornuis volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat een gemeenschappelijk verbindingsorgaan (36) is gelegen tussen de hulpverhitter en de thermistor, terwijl het gemeenschappelijke verbindingsorgaan dient als de thermische buffer. 25 l*l·. Fornuis volgens conclusie 11, 12 of 13» met het kenmerk, dat de hulpverhitter, de thermische buffer en de thermistor zijn begrensd binnen het huis door middel van een strook (5*0 van verenstaal welke zich uitstrekt over het huis en samenwerkt met een paar gleuven gevormd in een metalen 30 plaat (52) welke is geplaatst over het open einde van het huis.

15. Fornuis volgens conclusie 1*4-, met het kenmerk, dat het temperatuurtestorgaan is gemonteerd op de verhitter door middel van de plaat.

16. Fornuis volgens conclusie 10, 35 met het kenmerk, dat het huis (32) is gemaakt van aluminium of 8200567 - 18 - • een aluminiumlegering, terwijl de hulpverhitter, de buffer en de thermistor zijn gemonteerd binnen het huis door middel van een hardhaar materiaal.

17. Fornuis volgens conclusie 16, 5 met het kenmerk, dat het hardbare materiaal een siliconen rubber is.

18. Fornuis volgens een van de conclusies 1 tot 8, met het kenmerk, dat de hulpverhitter (h-2) praktisch schijfvormig is en elektroden (6^, 66) heeft welke slechts aan 10 een zijde daarvan zijn geplaatst, de thermistor (Ut) praktisch schijfvormig is en elektroden (jt, 76) heeft die slechts aan een vlak daarvan zijn geplaatst en de thermische buffer (72) is gemaakt van een elektrisch isolerend materiaal.

19· Fornuis volgens conclusie 18, 15 met het kenmerk, dat de elektroden zijn van aluminium of een aluminiumlegering neergeslagen op de hulpverhitter en de thermistor.

20. Fornuis volgens conclusie 18 of 19, met het kenmerk, dat de thermische buffer (72) is gemaakt van 20 een plaat van mica.

21. Fornuis volgens conclusie 18 of 19, met het kenmerk, dat de thermische buffer (72) is gemaakt van een film van polyimidemateriaal.

22. Fornuis volgens êén van de conclusies 25 18 tot 21, met het kenmerk, dat de componenten van het tempera tuurt est orgaan (30) aan elkaar zijn bevestigd door het· inkapselen van de componenten.

23. Fornuis volgens één van de conclusies 18 tot 22, met het kenmerk, dat het temperatuurtestorgaan is ge- 30 legen in een holte (8U) gevormd in de basis van de verhitter (U). 2k. Fornuis volgens conclusie 23, met het kenmerk, dat de holte is gevormd door het maken van een indeuking in een metalen schotel welke een buitenbekleding voor 35 de verhitter vormt. 8200567 - 19 -

25. Fornuis volgens een van de conclusies 1 tot 2k, met het kenmerk, dat de hulpverhitter (i+2) is gemaakt van materiaal met een positieve temperatuurcoefficient.

26. Fornuis volgens conclusie 25» 5 met het kenmerk, dat het materiaal met positieve temperatuur- eoefficient een weerstand heeft van 500 tot 2500 ohm bij 25°C en een schakeltemperatuur (Tr) van tenminste ongeveer 185°C.

27. Fornuis volgens conclusie 26, met het kenmerk, dat het materiaal met positieve temperatuur-10 coefficient een weerstand van 1200 ohm bij 25°C heeft evenals een schakeltemperatuur (Tr) van ongeveer 185°C.

28. Fornuis volgens een van de conclusies 1 tot 27j met het kenmerk, dat de hulpverhitter (1+2) elektrisch parallel is verbonden met een verhittingselement (1U, 16) van 15 de verhitter waarbij hij behoort.

29. Fornuis volgens één van de conclusies 1 tot 28, met het kenmerk, dat het aanwijsorgaan (60) bestaat uit een ontladingslamp of een gloeilamp.

30. Fornuis volgens één van de conclusies 20. tot 29» met het kenmerk, dat het kookoppervlak (2) is gemaakt van glaskeramiek en de of elke elektrische verhitter (1+) een stralingsverhittereenheid is.

31. Inrichting in hoofdzaak zoals beschreven in de beschrijving en/of weergegeven in de tekening. 8200567