DE3520485A1

DE3520485A1 - Elektrischer strahlungsheizer

Info

Publication number: DE3520485A1
Application number: DE19853520485
Authority: DE
Inventors: Joseph Anthony Droitwich Worcestershire McWilliams
Original assignee: Micropore International Ltd
Current assignee: Micropore International Ltd
Priority date: 1984-06-09
Filing date: 1985-06-07
Publication date: 1985-12-12
Anticipated expiration: 2005-06-08
Also published as: ATA167185A; FR2565671B1; SE458655B; ZA854298B; BE902615A; IT1200630B; NL8501548A; CA1243346A; AU4340385A; AT399938B; ES543978A0; SE8502621L; US4892997A; DE3520485C2; IT8521050A0; CH667767A5; GB8414764D0; SE8502621D0; ES8608262A1; AU580602B2

Description

Die vorliegende Erfindung richtet sich auf elektrische Heizer, die eine Infrarotstrahlungsquelle aufweisen und auf ihre Verwendung für elektrische Kochplatten, die dann solche Heizer enthalten.
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Elektrische Kocher, die Infrarotstrahlungsheizer aufweisen, sind bekannt, beispielsweise aus GB-PS 1 273 023 und GB-PS 1 406 028. Aus GB-PS 1 406 028 ist es außerdem bekannt, eine reflektierende Beschichtung auf der Bodenhalfte von Infrarotlampen anzubringen, die ein Teil der Heizer sind, so daß die Infrarotstrahlung aus dem Strahlungsheizer reflektiert wird. Diese Anordnung einer reflektierenden Beschichtung kann Jedoch zu einer unzu.reLChew.5en Verteilung der Infrarotstrahlung, die von den Heizern abgegeben wird, führen, die unerwünscht hohe Temperaturen in der Nähe der Lampen zur Folge hat. Dies bedingt eine ungleichmäßige Erwärmung und schlechte Leistung des Heizers. Diese Nachteile treten insbesondere dann auf, wenn die Infrarotlampe oder die Lampen auf eine relativ kleine Fläche des Heizers wirken.

Eine relativ gleichmäßige Verteilung der Infrarotstrahlung kann erreicht werden durch Anordnung der Lampe oder Lampen zum Boden eines schalenförmig geformten Heizers. Diese Lösung ist jedoch auf Anwendungsfälle beschränkt, die schalenf örmige "Ke['lektor(>n|aufweisen. Es besteht jedoch ein Bedürfnis, die Heizer so flach als möglich auszubilden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen elektrischen Heizer zu schaffen, der eine Infrarotstrahlungsquelle aufweist und bei dem die von dem Strahlungsheizer ausgehende Infrarotstrahlung relativ gleichmäßig verteilt ist.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die konstruktive Gestaltung eines elektrischen Heizers gemäß Patentanspruch

In den Unteransprüchen sind "bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben.

Ein wesentlicher Gesichtspunkt der konstruktiven Gestaltung der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß der elektrische Heizer, der eine Infrarotstrahlungsquelle, eine Schicht aus thermischem Isoliermaterial und einen Reflektor aufweist, der so angeordnet ist, daß er die von der Strahlungsquelle emittierte infrarote Strahlung zur Schicht aus thermischem Isoliermaterial reflektiert.

Die Infrarotstrahlungsquelle kann ein oder mehrere Infrarotlampen aufweisen.

Die Schicht aus thermischem Isoliermaterial kann keramische Fasern oder mikroporöses thermisches Isoliermaterial enthalten. Die Schicht aus thermischem Isoliermaterial kann beschichtet sein mit einem spiegelnd· oder diffus Infrarotstrahlung reflektierendem Material. Sie kann aber auch geeignetes Infrarotstrahlung reflektierendes Material enthalten, beispielsweise Titandioxid. Die Schicht aus thermischem Isoliermaterial kann angeordnet in bzw. getragen sein von einer Metallschale.

Der Reflektor kann ein spiegelnder Reflektor sein, beispielsweise eine Beschichtung aus einem reflektierenden Metall, die innerhalb oder außerhalb der Infrarotstrahlungsquelle angeordnet sein kann. Es ist aber auch möglich, einen metallischen Reflektor außerhalb der Infrarotstrahlungsquelle anzuordnen. Bei einer anderen Ausführungsform kann der Reflektor ein diffuser Reflektor sein, beispielsweise eine Schicht aus feinteiligem Alu-

miniumoxid, die auf der Außenoberfläche der Infrarotstrahlungsquelle angeordnet ist. Es ist aber auch möglich, den Reflektor als einen geeignet geformten Körper aus feinteiligem Aluminiumoxid oder anderem geeigneten Material auszubilden und außerhalb der Infrarotstrahlungsquelle anzuordnen.

Die Erfindung schließt auch die Verwendung dieser elektrischen Heizer, nämlich eines Heizers oder mehrere für elektrische Kochplatten ein.

Die Erfindung wird nun beispielhaft unter Bezugnahme auf die Abbildungen noch näher beschrieben.

Abbildung 1 ist ein Querschnitt durch einen elektrischen Heizer nach dem Stand der Technik.

Figur 2 ist ein Querschnitt durch eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Heizers.
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Figuren 3 und 4 zeigen den Temperaturverlauf über die Kochfläche bei Verwendung von Strahlungsheizern nach dem Stand der Technik.

Figuren 5 und 6 zeigen den Temperaturverlauf auf der Kochfläche bei Verwendung der erfindungsgemäßen Strahlungsheizer.

Der in Fig. 1 wiedergegebene bekannte Strahlungsheizer weist eine Schicht 11 aus thermisch isolierendem Material auf, die in einer Metallschale 12 angeordnet ist. Zwei Infrarotlampen 13, 14 sind oberhalb der Schicht 11 angeordnet und ein Uberhitzungsschutzschalter 15 ist oberhalb der Lampen 13, 14 angeordnet. Eine glatte Deckplatte 16, die die Kochfläche eines elektrischen Kochers bildet, erstreckt sich über den Heizer und ist üblicher-

weise aus Glaskeramik. Eine reflektierende Beschichtung 17 ist vorgesehen auf der Bodenhälfte der Lampen 13 und 14, um die Infrarotstrahlung aus dem Heizer zu reflektieren.
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Der in Abbildung 2 wiedergegebene Strahlungsheizer weist eine Schicht 1 aus thermisch isolierendem Material, beispielsweise keramischen Fasern oder mikroporösem thermischen Isoliermaterial auf, die in einer flachen Metallschale 2 angeordnet ist. Oberhalb der Schicht 1 sind zwei Infrarotlampen 3 und 4 montiert. Die Zahl der Lampen kann auch kleiner als zwei sein, aber es können auch mehr als zwei Lampen angeordnet werden. Oberhalb der Lampen 3 und 4 ist ein Überhitzungsschutzschalter 5 angeordnet. Die Stellung des Überhitzungsschutzschalters kann jedoch auch verändert werden, beispielsweise kann dieser zwischen den Lampen 3 und 4 angeordnet werden. Bei Verwendung dieses Strahlungsheizers für Herde mit flachen glatten Kochflächen erstreckt sich eine Deckplatte 6 über den Strahlungsheizer und bildet ein Teil des Heizers. Diese kann beispielsweise aus Glaskeramik sein.

Im Gegensatz zum Stand der Technik, wie er in Fig. 1 wiedergegeben ist, ist die reflektierende Beschichtung nicht auf der Bodenhälfte der Lampen 3 und 4 angeordnet, um die Strahlung aus dem Strahlungsheizer hinaus zu reflektieren, sondern genau umgekehrt, so daß die Strahlung der Infrarotlampen auf die Schicht aus thermisch isolierendem Material reflektiert wird. Die Reflektoren 7 sind oberhalb oder auf dem oberen Teil der Lampen angeordnet, um die angegebene Richtung der Infrarotstrahlung zu erreichen.

Der Reflektor 7 kann beispielsweise ein spiegelnder Reflektor sein, nämlich eine Schicht aus reflektierendem Metall, die auf der Innenseite oder der Außenseite der Quarzröhre aufgebracht ist. Es kann jedoch auch ein me-

tallischer Reflektor außerhalb der Lampe angeordnet sein, um die Strahlung in Richtung der isolierenden Schicht 1 zu reflektieren. Bei einer anderen Ausführungsform ist der Reflektor ein diffus reflektierender Reflektor, beispielsweise eine Schicht aus feinteiligem Aluminiumoxid, die auf der Außenoberfläche des Quarzrohres der Lampe angeordnet ist. Es ist Jedoch auch möglich, einen entsprechend geformten Körper aus feinteiligem Aluminiumoxid oder anderem geeigneten Material vorzusehen und außerhalb der Lampe so anzuordnen, daß die Strahlung zur isolierenden Schicht 1 reflektiert wird.

Da ein großer Anteil der von den Lampen 3 und 4 emittierten Infrarotstrahlung auf die Schicht 1 gerichtet ist, wirkt diese vorzugsweise als relativ guter Reflektor für Infrarotstrahlung. Um dies zu erreichen, kann die Schicht aus einem diffus reflektierenden Material bestehen oder mit einem solchen Material beschichtet sein. Es ist jedoch auch möglich, die Schicht mit einem spiegelnden Material zu beschichten. Es wurde gefunden, wenn die mikroporöse thermische Isolierungsschicht ein Trübungsmittel enthält, die gewünschte diffuse Reflexionswirkung vorhanden ist. Ein geeignetes Trübungsmittel ist Titandioxid in Form von Rutil. Andere Bestandteile des mikroporösen thermisch isolierenden Materials können pyrogene Kieselsäure, Kieselsäure-Aerogel und verstärkende Fasern sein, beispielsweise Aluminiumsilicatfasern.

Es wurde gefunden, daß die Anordnung und Ausbildung des Reflektors, insbesondere, wenn nur ein oder zwei Infrarotlampen vorhanden sind, zu einer wesentlich gleichmäßigeren Verteilung der vom Heizer abgegebenen Strahlung führt. Daraus resultiert nicht nur eine bessere Leistung des Heizers, sondern es wird auch das optische Aussehen des Strahlungsheizers bei Betrieb unterhalb

einer Deckplatte 6 bei Betrieb verbessert.

Fig. 3 zeigt den Temperaturverlauf über die Kochfläche 6 bei den bekannten konstruktiven Gestaltungen von derartigen Heizern. Bei dieser Ausführungsform ist die reflektierende Beschichtung über einen Winkel von etwa 165° auf dem Boden der Lampen angeordnet. Aus der grafischen Gestaltung ist zu sehen, daß zwei Temperaturspitzen auftreten, jeweils oberhalb jeder Lampe. Die Temperaturdifferenz zwischen den Spitzen und den dazwischenliegenden Teilen der Kochfläche beträgt annähernd 48° C. Das Temperaturprofil wurde senkrecht zu den Längsachsen der Lampen ermittelt.

Fig. 4 ist mit Fig. 3 vergleichbar, jedoch weist die Strahlungsquelle keine reflektierende Beschichtung auf, weder oberhalb noch unterhalb der Lampen. Aus Fig. 4 ist ersichtlich, daß auch zwei Temperaturspitzen oberhalb der Lampen auf der Kochfläche vorhanden sind, jedoch ist die Temperaturdifferenz zwischen den Spitzen und den dazwischenliegenden Flächen annähernd 32° C.

Auch in Fig. 5 ist der Temperaturverlauf über eine Kochfläche wiedergegeben, jedoch für die erfindungsgemäße Ausführungsform gemäß Fig. 2, bei der eine reflektierende Beschichtung über einen Winkel von etwa 165° am oberen Teil der Lampen vorhanden ist. Aus Fig. 5 ist zu entnehmen, daß durch die erfindungsgemäße Anordnung der Reflektoren das Temperaturprofil der Kochfläche gemessen an der Deckplatte gleichmäßiger ist und keine Temperaturspitzen oberhalb der Lampen auftreten.

Fig. 6 zeigt den Temperaturverlauf in Analogie zu Fig. 5, jedoch ist die reflektierende Beschichtung über einen Winkel von 90° oberhalb der Lampen angeordnet. Das Temperaturprofil bei dieser konstruktiven Gestaltung ist

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noch gleichmäßiger und flacher als das bei der Ausführungsform des Strahlungsheizers, die zu dem in Fig.

5 wiedergegebenen Temperaturverlauf führt. Bei dieser erfindungsgemäßen konstruktiven Gestaltung ist eine Andeutung einer Temperaturspitze auf der Kochfläche zwischen den beiden Lampen zu erkennen.

Die Heizer, die die Temperaturprofile der Fig. 3 bis

6 erzeugen, weisen einen Heizflächendurchmesser von 145 mm auf und sind mit zwei 600 Watt Infrarotlampen ausgestattet, die parallel zueinander angeordnet sind, zwischen der Trägerschicht aus mikroporösem thermisch isolierendem Material und einer Glaskeramikdeckplatte. Bezüglich des Temperaturprofiles, wie es in Fig. 6 für eine Beschichtung angegeben ist, die sich über einen Winkel von 90° erstreckt, ist anzumerken, daß dieser Winkel nicht in allen Fällen der bevorzugte Winkel sein muß. Optimale Ergebnisse können auch mit anderen Winkeln des Reflektors erreicht werden, je nach Ausbildung des Heizers und der Natur der Deckplatte. Bei der wiedergegebenen Ausführungsform der Lampen waren die Achsen der Lampen 60 mm entfernt von der Deckplatte aus braunem Glaskeramikmaterial.

Bezugszeichenliste

1 Schicht aus thermischem Isoliermaterial

2 Metallschale

3, 4 Infrarotlampen

5 Uberhitzungsschutzschalter

6 Deckplatte, Kochfläche

7 Reflektor

Schicht aus thermischem Isoliermaterial Metallschale

13» 14 Infrarotlampen

Uberhitzungsschutzschalter Deckplatte, Kochfläche

reflektierende Beschichtung, Reflektor

Claims

Patentanwälte Dr. Michael Hann (1940) St/kr Dr. H.-G. Sternagel Marburger Straße 38 Gießen 1 Elektrischer Strahlungsheizer Anmelder: Micropore International Ltd., Hadzor, Droitwich, Großbritannien Priorität: Großbritannien 9.6.1984 Anmelde-Nr. 8414764 Patentansprüche

1. Elektrischer Heizer, der eine Infrarotstrahlungsquelle, eine Schicht aus thermischem Isoliermaterial und einen Reflektor aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor (7) so angeordnet ist, daß er die von der Strahlungsquelle (3, 4) emittierte infrarote Strahlung zur Schicht (1) aus thermischem Isoliermaterial reflektiert.

2. Elektrischer Heizer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquelle ein oder mehrere Infrarotlampen aufweist.

3. Elektrischer Heizer nach Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus thermischem Isoliermaterial keramische Fasern und mikroporöses thermisches Isolierma-

terial aufweist.

4. Elektrischer Heizer nach Ansprüchen 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (1) des thermischen Isoliermaterials mit einer spiegelnd oder diffus reflektierenden Schicht überzogen ist.

5. Elektrischer Heizer nach Ansprüchen 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (1) des thermischen Isoliermaterials ein geeignetes, Infrarotstrahlung reflektierendes Material, z.B. Titandioxid, enthält.

6. Elektrischer Heizer nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (1) des thermischen Isoliermaterials in einer Metallschale (2) angeordnet ist.

7. Elektrischer Heizer nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor (7) einen spiegelnden Reflektor enthält.

8. Elektrischer Heizer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor (7) eine Schicht aus einem reflektierenden Metall aufweist, die innerhalb oder außerhalb der Strahlungsquelle (3, 4) angeordnet ist.

9. Elektrischer Heizer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor (7) einen metallischen Reflektor aufweist, der innerhalb oder außerhalb der Strahlungsquelle (3, 4) angeordnet ist.

10. Elektrischer Heizer nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor (7) einen diffus reflektierenden Reflektor enthält.

11. Elektrischer Heizer nach Anspruch 10 _t dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor eine Schicht aus feinteiligem Aluminiumoxid aufweist, die auf der äußeren Oberfläche der Infrarotstrahlungsquelle (3, 4) aufgebracht ist.

12. Elektrischer Heizer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor (7) einen geeignet geformten Körper aus feinteiligem Aluminiumoxid oder anderem geeigneten Material aufweist, der auf der äußeren Oberfläche der Infrarotstrahlungsquelle (3, 4) angeordnet ist.