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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Erwärmen von Flüssigkeiten. Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf eine Friteuse beschrieben, es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung auch gegebenenfalls für andere Erwärmungsvorrichtungen wie beispielsweise Vorrichtungen zum Erwärmen von Wasser für Teigwaren oder dergleichen geeignet sein kann.
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Im Stand der Technik weisen derartige Friteusen üblicherweise Behältnisse auf, in denen eine Frittierflüssigkeit, wie insbesondere Öl, erhitzt wird. Zum Erhitzen dient dabei üblicherweise ein elektrisches Element, welches innerhalb des Behältnisses angeordnet ist und das Öl erhitzt. Auf diese Weise wird ein befriedigendes Frittierergebnis erreicht. Gleichwohl ist es teilweise sehr mühsam, entsprechende elektrische Heizeinrichtungen nach dem Gebrauch zu reinigen, da sie naturgemäß mit der Frittierflüssigkeit in Kontakt kommen.
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Weiterhin sind aus dem Stand der Technik auch Friteusen bekannt, welche Brenner, insbesondere Gasbrenner, aufweisen, welche das besagte Behältnis erhitzen. Derartige Friteusen sind jedoch insbesondere in der gewerblichen Anwendung stets auf einen Gasanschluss angewiesen.
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Aus der
WO 2008/089590 A2 ist eine Induktionsfrittiervorrichtung bekannt. Diese Vorrichtung weist einen Frittierbehälter mit einer Kaltzone und je einer Induktionsspule in einem Bodenbereich und in einem seitlichen Bereich des Frittierbehälters auf. Weiterhin ist eine Temperaturmessvorrichtung vorgesehen, wobei eine Regeleinheit die einzelnen Heizelemente dieser Induktionsfrittiervorrichtung individuell ansteuert. Insbesondere ist bei dieser Vorrichtung jeder Induktionsspule genau eine Temperaturmessvorrichtung zugeordnet. Die in der
WO 2008/089590 A2 beschriebene Vorrichtung erlaubt ein Ansteuern der einzelnen Induktionsspulen, ist jedoch bedingt durch die mehreren Heizelemente und insbesondere auch die individuelle Zuordnung mehrerer Temperaturmessvorrichtungen zu den einzelnen Heizelementen regelungstechnisch relativ kompliziert ausgestaltet.
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Im Falle der
WO 2008/089590 A2 sind demnach mehrere Induktionsspulen vorgesehen, welche ein gleichmäßiges Erwärmen des Frittierguts erreichen sollen. Diese Vorgehensweise ist dabei jedoch relativ aufwendig.
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Die Druckschrift
US 59 52 112 A beschreibt einen mehrschichtigen kalt verformbaren Verbundmetallartikel für Kochgeräte, insbesondere Töpfe, wobei der Verbundartikel tiefgezogen werden kann und eine zwischen mehreren Außenschichten angeordnete Kernschicht aufweist.
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In der Druckschrift
US 3 786 220 A ist ein Induktionskochgerät zur Erhitzung eines Gefäßes offenbart, welches einen Tresen zum Tragen des Gefäßes, eine Induktionsspule zur Erzeugung eines sich ändernden magnetischen Feldes und ein Temperatursensorgerät aufweist. Die Temperatursensoreinheit bzw. das Temperatursensorgerät weist einen Temperatursensor sowie Komponenten oder Elemente, die mit dem Temperatursensor verbunden sind, auf. Der Temperatursensor ist zumindest teilweise in einem Silikongummidiaphragma eingebettet, so dass das Kochgefäß, welches erhitzt werden soll, mehr oder weniger direkt auf bzw. über dem Diaphragma und in dessen eingebetteten Temperatursensor angeordnet wird.
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In der Druckschrift
DE 195 00 896 A1 ist eine Fritteuse offenbart, welche einen Frittierbehälter aufweist und zur Aufnahme der zu erwärmenden Flüssigkeit dient. Des Weiteren weist die Fritteuse eine Induktionsheizung auf, die unmittelbar am Boden des Behälters außenseitig angeordnet ist und eine Induktionsspule umfasst. Zugehörig zur Induktionsheizung ist innerhalb des Behälters eine elektrisch leitfähige Platte angeordnet, in der durch das Magnetfeld Wirbelströme induziert werden, die zur Erwärmung der Platte führen.
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Die Druckschrift
DE 10 2007 024 007 A1 beschreibt einen Dampfgenerator zur Verdampfung einer Flüssigkeit, welcher einen Kessel mit einem mit einer Flüssigkeit befüllbaren Kesselraum, einen Flüssigkeitseinlass zur Zuführung von Flüssigkeit in den Kesselraum, eine Heizeinrichtung zur Erhitzung der Flüssigkeit und einen Ablauf aufweist. Des Weiteren weist der Dampfgenerator eine Vielzahl von Sensoren zur beispielsweisen Erfassung eines Verunreinigungsgrades oder eines Füllstandes der Flüssigkeit oder eine Fließgeschwindigkeit der Flüssigkeit durch das Sieb auf. Die Heizeinrichtung des Dampfgenerators ist entweder teilweise in dem Kesselinnenraum angeordnet und/oder teilweise in zumindest einer Wand des Kesselinnenraumes oder ist von der Wand des Kesselinnenraumes umfasst und/oder thermisch mit der Wand des Kesselinnenraumes in Kontakt.
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Die Druckschrift
DE 601 14 251 T2 offenbart ein Behältnis zum Kochen (Kochgefäß), welches aus einem mehrschichtigen Material besteht. Das Gefäß weist einen inneren und einen äußeren Bereich um einen Kern auf, wobei diese Bereich aus ferromagnetischen Materialien bestehen und durch den Kern eine bessere Wärmeverteilung ermöglicht ist..
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In der Druckschrift
EP 0 228 774 A1 ist ein Verbundmaterial zur Herstellung von Kochgeräten, wie Kochtöpfen etc., beschrieben, welche sich für die Erwärmung per Induktion eignen. Dieser Verbundwerkstoff weist eine magnetische ferritische Stahlschicht auf, welche zwischen zwei nicht magnetischen austenitischen Stahlschichten angeordnet ist.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, insbesondere die Erwärmungseffizienz für derartige Vorrichtungen zu erhöhen. Auch sollen die Kosten für Induktionsfriteusen herabgesetzt werden. Dies wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 erreicht. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Frittieren weist ein Gestell auf, in dem ein Behältnis zur Aufnahme eines flüssigen Mediums angeordnet ist. Dabei besteht das Behältnis wenigstens abschnittsweise aus einem stromleitenden Material und die Vorrichtung weist eine ein Magnetfeld erzeugende Induktionseinrichtung auf, wobei diese Induktionseinrichtung außerhalb des Behältnisses derart angeordnet ist, dass sie wenigstens eine Außenwandung des Behältnisses zur Erwärmung der Flüssigkeit mit einem Magnetfeld beaufschlagt. Weiterhin ist zumindest eine erste Sensoreinrichtung sowie zumindest eine Regeleinrichtung aufgewiesen, wobei die Sensoreinrichtung eine Temperaturmesseinrichtung ist, welche derart eingerichtet ist, dass sie die Temperatur des flüssigen Mediums unmittelbar erfasst , und die Regeleinrichtung derart eingerichtet ist, dass sie die Leistung der Induktionseinrichtung in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal der Sensoreinrichtung regelt, wobei die Sensoreinrichtung in einer Seitenwand oder in einem Boden des Behältnisses angeordnet ist.
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Erfindungsgemäß weist das Behältnis wenigstens abschnittsweise und insbesondere wenigstens in einem Abschnitt, der von der Induktionseinrichtung mit dem Magnetfeld beaufschlagt wird einen Verbundwerkstoff auf, wobei eine der Komponenten dieses Verbundwerkstoffs Aluminium enthält bzw. aus Aluminium besteht und eine zweite Komponente des Verbundwerkstoffs einen von Aluminium abweichenden Werkstoff. Erfindungsgemäß enthält die zweite Komponente einen ferromagnetischen Werkstoff. Erfindungsgemäß weist die erste Komponente eine Schichtdicke zwischen 3 mm und 15 mm auf, während die zweite Komponente eine Schichtdicke zwischen 1 mm und 10 mm aufweist, wobei die erste Komponente als Schicht vorliegt, welche zwischen zwei weiteren Schichten der zweiten Komponente angeordnet ist
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Es wird daher vorgeschlagen, nicht wie bisher im Stand der Technik üblich, das genannte Behältnis aus einem Werkstoff beispielsweise aus Stahl herzustellen sondern aus mehreren Komponenten, welche in besonders vorteilhafter Weise zusammen wirken. Grundsätzlich wäre Aluminium besonders geeignet, da es ein sehr guter Wärmeleiter ist. Der Nachteil von Aluminium besteht darin, dass es insbesondere für den Einsatz von induktiven Heizeinrichtungen nicht geeignet ist. Diese Aufgabe übernimmt die zweite Komponente welche den von Aluminium abweichenden Werkstoff aufweist. Insbesondere weist dabei die zweite Komponente einen magnetischen Werkstoff auf, der auf das magnetische Feld der Induktionseinrichtung anspricht.
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Vorteilhaft ist der zweite Werkstoff aus einer Gruppe von Werkstoffen ausgewählt, welche Stahl, Edelstahl, Titannickellegierungen, Kupfer und Kombinationen hieraus enthält.
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Vorteilhaft besteht die Innenwandung des Behältnisses aus der weiteren Komponente. Dabei ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die erste Komponente als Schicht vorliegt, welche zwischen zwei weiteren Schichten der zweiten Komponente liegt. Vorteilhaft ist das Behältnis vollständig aus dem genannten Verbundwerkstoff hergestellt und weist dabei bevorzugt in seiner Gesamtheit die genannten drei Schichten auf. Optional können weitere Schichten wie Isolierschicht, Lackschichten und dergleichen vorgesehen sein. Auf diese Weise kann durch die Verwendung der mittleren Aluminiumschicht eine schnelle Wärmeverteilung über das gesamte Behältnis erreicht werden selbst wenn die Erwärmung über das Magnetfeld nur in einem Bereich erfolgt. Unter einem Verbundwerkstoff werden also vorteilhaft übereinander angeordnete Schichten unterschiedlicher Materialien verstanden.
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Vorzugsweise weist die Wandung des Behältnisses, also der gesamte Materialverbund eine Dicke auf, welche zwischen 8 mm und 30 mm, bevorzugt zwischen 10 mm und 25 mm und besonders bevorzugt zwischen 10 mm und 20 mm liegt. In aufwändigen Untersuchungen konnte ermittelt werden, dass die genannten Schichtdicken sich in besonderer Weise eigenen, um den unterschiedlichen Anforderungen an Stabilität, Wärmeleitfähigkeit und Wärmeübertragung an die Flüssigkeit gerecht zu werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung ein Steuerbares Ventil auf und besonders bevorzugt ein Wassermagnetventil, um eine Flüssigkeit, wie insbesondere Wasser in das Behältnis einzufüllen. Dieses Ventil eignet sich dabei vorteilhaft auch für die Einfüllung von unter Druck stehenden Medien. Auf diese Weise ist beispielsweise möglich, Flüssigkeiten wie Wasser in das Behältnis nachzufüllen
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Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung eine erste Sensoreinrichtung auf, welche einen ersten physikalischen Zustand des flüssigen Mediums oder des Behältnisses erfasst, sowie bevorzugt eine Regeleinrichtung, welche die Leistung der Induktionseinrichtung in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal dieser Sensoreinrichtung regelt. Bei dieser Sensoreinrichtung kann es sich beispielsweise um einen Füllstandsensor handeln, der einen Füllstand der Flüssigkeit innerhalb des Behältnisses erfasst. Daneben können jedoch auch Temperatursensoren vorgesehen sein.
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Vorteilhaft weist die Vorrichtung eine zweite Sensoreinrichtung auf, welche einen zweiten physikalischen Zustand des flüssigen Mediums oder des Behältnisses erfasst, wobei die Regeleinrichtung die Leistung der Induktionseinrichtung in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal der zweiten Sensoreinrichtung regelt.
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Vorteilhaft ist das Material des Behältnisses derart ausgestaltet, dass es ab einer gewissen Temperatur seine magnetischen Eigenschaften ändert beispielsweise von einem ferromagnetischen Zustand in einen paramagnetischen Zustand ändert. Bei derartigen Beschichtungen ist es möglich, diese so zusammen zu setzen, dass die Curie-Temperatur der Verbindung veränderbar ist. Auf diese Weise ist es möglich, dass im Falle von Überhitzung ein physikalisch bedingtes Abschalten der Vorrichtung ermöglicht wird, da der Verbundwerkstoff nicht mehr auf die Induktionsspulen reagiert. Je nach konkreter Anwendung, ist es möglich, die Materialverbindungen des Behältnisses derart zu gestalten, dass sich die Curie-Temperatur in gewissen Grenzen ändern lässt. Vorzugsweise ist die Zusammensetzung des Materials derart ausgebildet, dass die Curie-Temperatur in einem Bereich von ca. 190°C liegt.
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Dabei ist es möglich, dass die Temperatur des flüssigen Mediums, wie beispielsweise eines Frittieröls, unmittelbar gemessen wird. Es wäre jedoch auch möglich, dass indirekte Messungen, beispielsweise der Behältnisaußenwand oder auch der Behältnisinnenwand, vorgenommen werden. Bei der Leistung der Induktionseinrichtung handelt es sich insbesondere um eine elektrische Leistung bzw. Heizleistung. Vorzugsweise sind wenigstens zwei voneinander unabhängige Sensoreinrichtungen vorgesehen, welche die Eingangssignale für die Regeleinheit liefern. Vorteilhaft sind die beiden Sensoren beabstandet zueinander angeordnet, beispielsweise ein Sensor in einem unteren Bereich des Behältnisses und ein weiterer in einem oberen Bereich.
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Vorteilhaft ist wenigstens eine Sensoreinrichtung in einer Wandung des Behältnisses angeordnet. So kann beispielsweise in besagter Wandung eine Bohrung vorgesehen sein, und in dieser Bohrung kann wiederum die Temperaturmesseinrichtung angeordnet sein.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform arbeiten die erste Sensoreinrichtung und die zweite Sensoreinrichtung nach unterschiedlichen physikalischen Messprinzipien. Hierunter wird verstanden, dass die beiden Steuereinrichtungen auf unterschiedliche physikalische Zustände reagieren. So kann es sich bei der ersten Sensoreinrichtung beispielsweise um einen Temperatursensor wie einen PT 100-Widerstand handeln und bei der zweiten Sensoreinrichtung beispielsweise um eine optische Sensoreinrichtung, mittels derer ein Aufschäumen der Flüssigkeit erfasst werden kann. So ist es beispielsweise möglich, dass, falls ein Aufschäumen des Frittieröls festgestellt wird, die Heizleistung der Induktionseinrichtung unmittelbar gedrosselt wird.
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Hierbei ist zu beachten, dass derart aufschäumendes Frittierfett mit hohen Gefahren für den Benutzer verbunden ist. Vorteilhaft ist wenigstens eine Sensoreinrichtung eine Temperaturmesseinrichtung, welche die Temperatur des flüssigen Mediums wenigstens mittelbar bestimmt. So kann es sich beispielsweise bei der ersten Sensoreinrichtung um einen Temperatursensor PT 1000 handeln, der beispielsweise über ein Gewinde an das Behältnis oder an die Regeleinrichtung angeschraubt wird. Vorteilhaft können mit dieser Temperaturmesseinrichtung Temperaturen bis zu 250° Grad gemessen werden.
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Vorteilhaft erfasst wenigstens eine Sensoreinrichtung einen Füllstand des flüssigen Mediums in dem Behältnis. Dabei kann es sich beispielsweise um einen optischen Sensor handeln bzw. einen optoelektronischen Grenzschalter bzw. Öffner, der die Füllmenge bzw. einen maximalen Wert der Füllmenge angibt so dass, wenn das Frittiergut anfängt zu schäumen, die Induktionseinrichtung gedrosselt werden kann und das Frittierfett nicht überkochen kann. Es wäre jedoch auch möglich, dass diese optische Sensoreinrichtung so eingesetzt wird, dass sie einen Minimalwert der Frittierflüssigkeit anzeigt. Vorteilhaft ist die Ansprechempfindlichkeit dieser Sensoreinrichtung einstellbar. Vorzugsweise ist auch diese Sensoreinrichtung in das Behältnis eingeschraubt, beispielsweise mittels 1/2''-Zoll-Gewinden. Die Sensoreinrichtung kann jedoch auch an der Regeleinrichtung angeordnet sein.
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Damit ist bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wenigstens eine Sensoreinrichtung an oder in einer Wandung des Behältnisses angeordnet.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine dritte Sensoreinrichtung auf, welche einen physikalischen Zustand des flüssigen Mediums oder des Behältnisses erfasst. Dabei kann es sich beispielsweise um eine Sensoreinrichtung handeln, welche Bestandteil eines Sicherheitstemperaturbegrenzers ist, der vorzugsweise außen an dem Behältnis angeklebt oder befestigt werden kann.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform handelt es sich bei der Regeleinrichtung um einen sogenannten ACS-Regler.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist wenigstens eine weitere Induktionseinrichtung an wenigstens einer Seite des Behältnisses vorgesehen. Auch diese Induktionseinrichtungen können von den genannten ersten und zweiten Sensoreinrichtungen geregelt werden. Die Generatoren zur Versorgung der Induktionsspulen sind bevorzugt in dem Gestell unterhalb des Behältnisses angeordnet. Die Regelung kann dabei über einen Ein- und Ausschalter vorgenommen werden, sowie mittels eines Potentiometers, welches die Gradzahl über den ACS-Regler digital überträgt.
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Vorteilhaft weist die Vorrichtung eine Anzeigeeinrichtung auf, die den jeweiligen Status der Heizeinrichtungen bzw. der Frittierflüssigkeit angibt. So können beispielsweise drei sichtbare, farblich gekennzeichnete Gradfarben vorgesehen sein, welche den Aufheizstatus, einen Status in dem die gewünschte Temperatur erreicht wird und gegebenenfalls auch einen Übertemperaturstatus anzeigen (z. B. rot).
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Vorzugsweise weist das Behältnis wenigstens eine eben verlaufende Wandung auf und die Induktionseinrichtung ist benachbart zu dieser Wandung angeordnet. Über diese ebene Wandung kann auf diese Weise ein elektrisches Feld und genauer gesagt ein magnetisches Wechselfeld übertragen werden. In dieser Wandung wird dieses magnetische Wechselfeld in Wärme umgewandelt. Genauer gesagt induziert die Induktionseinrichtung in dem Behältnis bzw. der besagten ebenen Fläche Induktionswirbelströme, welche das Metall des Behältnisses und von dort durch Wärmeübertragung auch innerhalb des Behältnisses angeordnete Flüssigkeit, wie beispielsweise Frittieröl aufheizen.
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Unter einer benachbarten Anordnung der Induktionseinrichtung zu dem Behältnis wird dabei insbesondere verstanden, dass ein Abstand zwischen der Induktionseinrichtung, bzw. einem das Magnetfeld übertragenden Element der Induktionseinrichtung und dem Behältnis geringer ist als 20 cm, bevorzugt geringer als 10 cm, bevorzugt geringer als 8 cm. Bevorzugt liegt der Abstand zwischen der Induktionseinrichtung und dem Behältnis, besonders bevorzugt geringer als 5 cm und besonders bevorzugt geringer als 3 cm. Besonders bevorzugt liegt der Abstand des Behältnisses zum induktiven Material der Spule bei 9–12 mm.
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Bevorzugt handelt es sich bei der Wandung des Behältnisses um eine Bodenfläche des Behältnisses. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass das Öl bzw. die Frittierflüssigkeit von unten her erwärmt wird und auf diese Weise die Wärme die Frittierflüssigkeit vollständig durchdringt. Damit ist bei dieser bevorzugten Ausführungsform die Induktionseinrichtung unterhalb der besagten Bodenfläche des Behältnisses angeordnet. Es wäre jedoch auch möglich, dass die Induktionseinrichtung an einer Seitenfläche des Behältnisses angeordnet ist.
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Vorzugsweise ist zwischen der Induktionseinrichtung und dem Behältnis ein materialfreier Raum gebildet. Es wäre jedoch auch möglich, dass in diesem Raum ein Isolierkörper zum (insbesondere thermischen, ggfs aber auch elektrischen Isolieren der Spule angeordnet ist. Derartige Induktionseinrichtungen sind beispielsweise aus Induktionskochfeldern bekannt. Bei diesen Induktionskochfeldern wird die Induktionseinrichtung von beispielsweise einem Topf durch eine Glaskeramik abgetrennt. Diese Glaskeramik ist im vorliegenden Fall nicht zwangsläufig erforderlich, solange sichergestellt wird, dass zwischen dem Behältnis und der Induktionseinrichtung ein vorgegebenes räumliches Verhältnis besteht. Dies wird bevorzugt dadurch erreicht, dass die Induktionseinrichtung fest in dem Gestell angeordnet ist und auch das Behältnis zumindest in einem eingesetzten Zustand in einer räumlich genau definierten Position angeordnet ist.
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Bevorzugt wird daher zwischen der Induktionseinrichtung und dem Behältnis ein zumindest geringer Luftspalt ausgebildet. Auch in diesem Bereich ist bevorzugt zusätzlich oder anstelle des Luftspalts ein Isolierkörper zur thermischen Isolierung der Induktionsspule angeordnet. Diese Isolierung schützt die Induktionseinrichtung vor Erwärmung durch des Behältnis bzw. das Frittiergut.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform besteht das Behältnis zumindest abschnittsweise aus einem ferromagnetischen Material. Obwohl eine Induktionsbeheizung prinzipiell bei allen metallenen d. h. stromleitenden Materialien möglich wäre, ist für eine ausreichend gute Funktion ein Behältnis aus ferromagnetischem Material vorteilhaft. Das magnetische Wechselfeld der entsprechenden Induktionseinrichtungen breitet sich ohne Behältnisse in alle Richtungen aus und wird von gut leitenden, jedoch nicht ferromagnetischen Behältnissen sogar abgestoßen. Der Einsatz von ferromagnetischem Material führt zu einer Bündelung des magnetischen Feldes, wodurch die abgestrahlte elektromagnetische Energie gezielt in die elektrisch leitende untere Fläche des Behältnisses übertragen wird. Auf diese Weise wird einerseits das erforderliche Feld geringer, andererseits wird die Abstrahlung in die Umwelt verkleinert.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das Behältnis von dem Gestell entfernbar. Auch wird auf diese Weise eine Reinigung des Behältnisses erleichtert. Es wäre jedoch auch möglich, dass das Behältnis fest in dem Gestell angeordnet ist oder beispielsweise nur durch Lösen einer oder mehrerer Schrauben dem Gestell entnommen werden kann.
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Bevorzugt weist das Behältnis eine derartige Stabilität auf, dass sich zumindest der Boden des Behältnisses bzw. diejenige Fläche, die der Induktionseinrichtung gegenüber liegt, nicht oder nur gering unter dem Gewicht der Frittierflüssigkeit durchbiegt. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass der Boden bei einem gefüllten Behältnis die Induktionseinrichtung kontaktiert.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist eine Leistung der Induktionseinrichtung steuerbar. Auf diese Weise kann die Temperatur eines Mediums bzw der Frittierflüssigkeit wahlweise eingestellt werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Induktionseinrichtung eine Spule auf. So kann beispielsweise eine große, flache, einlagige Spule aus einer Hochfrequenzlitze vorgesehen sein, welche das magnetische Wechselfeld unter dem Behältnis erzeugt.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform besteht das Behältnis aus einem anderen Material wie die Spule. So ist vorteilhaft vorgesehen, dass das ferromagnetische Material des Behältnisses einen ausreichend höheren spezifischen elektrischen Widerstand aufweist als das Material der besagten Induktionsspule, wobei es sich bei deren Material insbesondere um Kupfer handelt. So kann beispielsweise ein Behältnis aus Eisen gefertigt sein.
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Weiterhin weist die Vorrichtung bevorzugt eine Dämpfungseinrichtung auf, welche Bewegungen des Behältnisses gegenüber dem Gestell dämpft. Hierbei ist zu beachten, dass durch die Induktionseinrichtung eine Geräuschentwicklung an dem Behältnis auftreten kann und dieses zu Schwingungen angeregt werden kann. Die besagte Dämpfungseinrichtung kann bewirken, dass Schwingungen des Behältnisses gedämpft werden. Dabei ist es möglich, dass derartige Dämpfungseinrichtungen auf die gleiche Fläche des Behältnisses wirken, an der auch die Induktionseinrichtung angeordnet ist.
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Es wäre jedoch auch möglich, dass das Behältnis in seiner Gesamtheit gegenüber dem Gestell abgedämpft ist bzw. elastische Halterungen vorgesehen sind. Insbesondere in denjenigen Fallen in denen das Behältnis fest in das Gestell eingebaut ist, können derartige Dämpfungskörper, welche das Behältnis gegenüber dem Gestell dämpfen, bereits fest integriert sein. Es wäre dabei auch möglich, dass das Behältnis zweiteilig ausgeführt ist und zwischen der Fläche des Behältnisses, welche mit dem magnetischen Feld beaufschlagt wird und dem übrigen Teil des Behältnisses Dämpfungseinrichtungen vorgesehen sind.
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Vorzugsweise ist das Gestell zumindest abschnittsweise aus einem nicht stromleitenden Material hergestellt. Vorteilhaft ist das Gestell in dem Bereich, in dem die besagte Spule angeordnet ist aus einem nicht stromleitenden und insbesondere einem nicht ferromagnetischen Material hergestellt, so dass in diesem Bereich eine ungewollte Erwärmung des Gestells verhindert werden kann. Es wäre jedoch auch möglich, dass das Gestell aus einem möglicherweise stromleitenden jedoch nicht ferromagnetischen Material hergestellt ist und wie oben erwähnt auf diese Weise erreicht wird, dass das magnetische Feld im Wesentlichen nur in das Behältnis eingebracht wird. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung mehrere Induktionseinrichtungen auf. So ist es möglich, dass mehrere Induktionseinrichtungen unterhalb einer Bodenfläche angeordnet sind. Es wäre jedoch auch möglich, dass mehrere Induktionseinrichtungen an mehreren Seitenflächen des Behältnisses angeordnet sind.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Induktionseinrichtung bzw. die Spule schräg angeordnet und bevorzugt ist auch die besagte Fläche, welche durch die Induktionseinrichtung beheizt wird, schräg angeordnet. Auf diese Weise kann zum Abschalten der Vorrichtung die Frittierflüssigkeit abfließen und damit ein gewisser Selbstreinigungseffekt erzielt werden.
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Vorzugsweise weist die Vorrichtung auch einen Abfluss für eine Frittierflüssigkeit auf, wobei dieser Abfluss vorzugsweise unterhalb der besagten Bodenfläche und bevorzugt auch unterhalb der Induktionseinrichtung angeordnet ist. Auf diese Weise kann eine Verschmutzung der Induktionseinrichtung durch auslaufende Frittierflüssigkeit verhindert werden.
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Bei weiteren vorteilhaften Ausführungsformen weist die Vorrichtung eine Bedieneinrichtung zum Bedienen der Induktionseinrichtung auf. Diese Bedieneinrichtung ist vorteilhaft als tastenlose Bedieneinrichtung ausgeführt. Der Einsatz derartiger Touch Panels ist für die vorliegende Vorrichtung in besonderer Weise geeignet, da das Risiko von Verschmutzungen von Bedienelementen auf diese Weise reduziert werden kann über diese Bedieneinrichtung kann dabei vorteilhaft eine Solltemperatur der Flüssigkeit im Inneren eingestellt werden, ggfs. auch eine Leistung für die Induktionseinrichtung.
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Vorteilhaft weist die Vorrichtung eine Steuereinrichtung auf, welche gegenüber der Umgebung abgedichtet ist, beispielsweise mittels einem Keramikglas wasserfest montiert. Vorteilhaft weist die Bedieneinrichtung zusätzlich eine Anzeigeeinrichtung auf, um dem Benutzer bestimmte Parameter, wie beispielsweise eine Flüssigkeitstemperatur auszugeben, oder eine Information darüber, ob gerade geheizt wird.
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So wäre es denkbar, dass die Bedieneinrichtung zwei Tasten bzw. Bedienelemente zum Ändern der Temperatur aufweist. Drei weitere Tasten könnten mit voreingestellten Temperaturwerten belegt sein (z. B. für unterschiedliches Frittiergut). Vorteilhaft sind dabei diese vorgegebenen Temperaturwerte durch den Benutzer einstellbar.
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Weiterhin wäre es möglich, dass der Steuerung zwei Temperaturpunkte vorgegeben werden, und die Induktionseinrichtung bewirkt, dass die Temperatur der Flüssigkeit stets zwischen diesen Werten liegt. Vorteilhaft findet, wie oben erwähnt, die Temperaturmessung im Material des Beckenbodens und insbesondere im Bodenbereich über der Spule statt. Dabei ist besonders bevorzugt eine Sensoreinrichtung in der Aluminiumschicht angeordnet. Dies ist besonders vorteilhaft, da im Bereich der Aluminiumschicht die Wärmeverteilung am günstigsten ist.
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Daneben könnte die Bedieneinrichtung ein weiteres Bedienelement aufweisen, um das oben erwähnte Ventil zu bedienen, mit dem die Zufuhr von einer Flüssigkeit in das Behältnis gesteuert wird. Auf diese Weise kann der Benutzer auf Wunsch eine Flüssigkeit wie etwa Wasser in das Behältnis nachlaufen lassen.
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Daneben kann ein optischer Sensor im Behältnis vorgesehen sein, der ein Überschäumen registriert.
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Weitere Vorteile und Ausführungsformen ergeben sich aus den beigefügten Zeichnungen: Darm zeigen:
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1 Eine Querschnittsdarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Frittieren;
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2 eine detailiertere Darstellung einer Induktionseinrichtung;
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3 einen Schaltplan für eine erfindungsgemäße Vorrichtung; und
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4 eine Darstellung eines Abschnittes des Behältnisses 4.
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1 zeigt eine Querschnittsdarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zum Frittieren von Lebensmitteln. Diese Vorrichtung 1 weist ein Gestell auf, welches Seitenwände 2a und 2b sowie einen Träger 20 zum Halten eines Behältnisses 4 aufweist. Damit bildet das Gestell 2 eine Öffnung 22 aus, durch welche hindurch das Behältnis 4 eingeschoben werden kann. Ein sicherer Halt des Behältnisses wird dabei über den besagten Träger 20 erreicht, in welche ein Kragen 24 des Behältnisses 4 eingreift. In diesem Bereich wäre es möglich, Schalteinrichtungen 28 vorzusehen, welche einen Betrieb einer Induktionseinrichtung 6 nur bei korrekt eingesetzten Behältnis 4 erlauben. Auch wäre es möglich, die Schalteinrichtung derart auszugestalten, dass nur spezielle Behältnisse diese schalten und auf diese Weise einen Betrieb der Induktionseinrichtung 6 ermöglichen. Das Behältnis kann auch fest angeordnet sein oder beispielsweise durch Schrauben von dem Gestell lösbar bzw. entfernbar sein.
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Das Behältnis 4 weist eine Bodenfläche 4a auf sowie mehrere Seitenflächen 4b und 4c auf. Die Bodenfläche 4a ist dabei eben ausgebildet und verläuft schräg, wobei sie hier gegenüber einer horizontalen um einen Winkel abgewinkelt ist, der im Bereich von 10° liegt. Über diese schräge Bodenfläche 4a kann eine Frittierflüssigkeit nach Benutzung der Friteuse in Richtung eines Aufnahmeraums 32 abfließen und gegebenenfalls über einen Abfluss 26 abgeführt werden.
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Unterhalb der Bodenfläche 4a ist eine mit 6 bezeichnete Induktionseinrichtung angeordnet, welche die Bodenfläche 4a und damit auch den Inhalt des Behältnisses 4 beheizt. Diese Induktionseinrichtung 6 weist dabei eine Spule 12 auf sowie eine Temperaturmesseinrichtung, die hier im Zentrum der Spule 12 angeordnet ist. Dabei ragt diese Temperaturmesseinrichtung bzw. ein Bereich derselben in der Richtung L (vgl. 1) leicht über die Spule 12 hinaus und dient damit gleichzeitig als Abstandshalter, der die Bodenfläche 4 von der Induktionseinrichtung beabstandet. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass das Material der Bodenfläche 4a die Spule 12 direkt kontaktiert. Es wäre jedoch auch möglich, dass mehrere derartige Abstandshalter, beispielsweise drei Abstandshalter vorgesehen sind, welche für einen ausreichenden Mindestabstand zwischen der Spule und der Bodenfläche 4a sorgen. Auch wäre es möglich, dass die Spule mit einer Schutzschicht überzogen ist, welche ebenfalls einen direkten Kontakt zwischen dem Metall der Spule und der Metall der Bodenfläche 4a verhindert.
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Das Bezugszeichen 34 bezieht sich auf eine weitere Schalteinrichtung, die beispielsweise an der Induktionseinrichtung 6 angeordnet sein kann und welche nur geschaltet wird, wenn ein Behältnis in die Vorrichtung 1 korrekt eingesetzt ist. Ein Teil des Behältnisses 4 ist damit innerhalb des Gestells angeordnet, wobei dieser Teil das wesentliche Volumen des Behältnisses 4 ausmacht und ein weiterer Teil des Behältnisses 4, insbesondere dessen oberer Rand, ist außerhalb bzw. oberhalb des Gestells angeordnet.
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Es wäre jedoch auch möglich, dass das Behältnis 4 über seine Bodenfläche 4a abgestützt wird. In diesem Fall könnten unterhalb der Bodenfläche Stützen vorgesehen sein. Derartige Stützen könnten auch (nicht gezeigte) Dämpfungselemente aufweisen, um insbesondere durch Induktion erzeugte Schwingungen der Bodenfläche 4a abzudämpfen. Auch könnte eine feste Verbindung zwischen der Induktionseinrichtung 6 und dem Behältnis 4 bestehen. So könnte die Induktionseinrichtung 6 als Steckmodul ausgeführt sein, das ebenfalls dem Gestell 2 entnommen werden kann. Auf diese Weise wäre es auch möglich, die Induktionseinrichtung bei bereits bestehenden Friteusen nachzurüsten. Die vorliegende Erfindung ist daher auch auf die Verwendung einer Induktionseinrichtung und insbesondere einer Induktionseinrichtung der oben beschriebenen Art für Friteusen und insbesondere gewerblich anwendbare Friteusen gerichtet.
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Das Bezugszeichen 42 bezieht sich auf eine erste Sensoreinrichtung, welche hier eine Temperatur der Flüssigkeit in dem Behältnis 4 erfasst. Dabei ist hier diese Sensoreinrichtung 42 in einer Seitenwand 4b angeordnet, es wate jedoch auch möglich, diese Sensoreinrichtung beispielsweise in dem Boden 4a des Behältnisses oder in der anderen Seitenwand 4c anzuordnen.
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Mittels einer zweiten Sensoreinrichtung 44 kann hier ein Füllstand der Flüssigkeit, d. h. des Frittiergutes erfasst werden. Dabei kann es sich beispielsweise um einen optischen Sensor, wie eine Lichtschranke handeln, welche feststellt, ob die Flüssigkeit überkocht.
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Diese beiden Sensoreinrichtungen 42 und 44 stehen in Kontakt mit einer Reglereinrichtung 40, welche wiederum die Induktionseinrichtung 6 steuert, genauer gesagt die Leistung dieser Induktionseinrichtung 6 steuert. Wie erwähnt, könnten auch weiter Induktionseinrichtungen an den Seitenwänden 4c und 4b angeordnet sein, wobei die Regeleinrichtung 40 vorzugsweise auch diese weiteren (nicht gezeigten) Induktionseinrichtungen steuern könnte.
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2 zeigt eine detailliertere Darstellung einer Induktionseinrichtung 6. Dabei bezieht sich das Bezugszeichen 12 wieder auf eine Kupferspule, in deren Zentrum eine Temperaturmesseinrichtung 14 angeordnet ist. Das Bezugszeichen 16 kennzeichnet eine Kühleinrichtung zum Kühlen der Spule sowie der entsprechenden Elektronik. Das Bezugszeichen 17 bezieht sich auf die Kondensatoren des Resonanzkreises zum Betreiben der Induktionseinrichtung 6 und das Bezugszeichen 18 auf einen Netzfilter. Anstelle der in 2 gezeigten Ausführungsform wäre es auch möglich, mehrere Spulen anzuordnen um auf diese Weise günstiger die rechteckige Fläche abzudecken. Auch wäre es möglich, dass die Spule 12 keinen kreisförmigen Querschnitt sondern einen elliptischen Querschnitt aufweist.
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3 zeigt eine vereinfachte Darstellung einer möglichen Schaltung zum Betrieb einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Dabei bezieht sich das Bezugszeichen 50 auf eine Stromzuführung (hier dreiphasig), welche der in ihrer Gesamtheit mit 8 bezeichneten Induktionseinrichtung elektrische Energie zuführt. Das Bezugszeichen 6a kennzeichnet eine elektrische mit Energie zu versorgende Spule. Mit Hilfe einer Temperaturmesseinrichtung 64 bzw. einen Fühler wird die Temperatur der Spule gemessen und bei Bedarf eine Kühlung 82 aktiviert. Des Bezugszeichen 41 bezieht sich auf eine Schalteinrichtung zum Ein- und Ausschalten der erfindungsgemäßen Friteuse. Mit Hilfe eines Potentiometers 43 kann die Heizleistung reguliert werden. Das Bezugszeichen 48 kennzeichnet eine Sicherung.
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Zum Regeln der Vorrichtung ist ein in seiner Gesamtheit mit 40 bezeichneter ACS-Regler vorgesehen. Derartige ACS-Regler weisen üblicherweise eine Anzeigeeinrichtung wie hier beispielsweise zum Ausgeben einer Temperatur auf. Der Vorteil eines derartigen ACS-Reglers besteht in seiner hohen Arbeitsgeschwindigkeit, wobei es möglich ist, dass sämtliche Regelparameter über eine Software eingestellt werden. Auch ist es möglich, dass der ACS-Regler mit einem externen Potentiometer als Sollwertvorgabe zur Verfügung gestellt wird. Die Anzeige des Reglers ist bevorzugt in der tage ihre Farbe zu ändern, wobei die jeweiligen Schwellwerte einstellbar sind. So kann beispielsweise in orange angezeigt werden, dass ein Ist-Wert unterhalb des Soll-Wertes liegt, in grün, dass der Ist-Wert einem Soll-Wert entspricht oder in rot, dass der Ist-Wert den Soll-Wert überschreitet. In diesem Falle kann auch ein Alarm ausgegeben werden.
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Das Bezugszeichen 42 bezieht sich auf einen Temperaturfühler, der an dem ACS-Regler angeschlossen ist. Dieser Temperaturfühler 42, bei dem es sich um die oben beschriebene erste Sensoreinrichtung handelt, kann eine Temperatur der Frittierflüssigkeit oder auch des Behältnisses messen und in Reaktion auf die gemessenen Temperaturen kann entsprechend die Heizeinrichtung 6 angesteuert werden. Die Bezugszeichen 52 und 53 beziehen sich jeweils auf Schaltrelais.
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Das Bezugszeichen 44 kennzeichnet in einer Gesamtheit eine weitere Messeinrichtung, wobei es sich hier um die oben beschriebene zweite Sensoreinrichtung handelt. Diese zweite Sensoreinrichtung kann einen Füllstand der Flüssigkeit innerhalb des Behältnisses messen und die entsprechenden Messergebnisse an eine Schalteinrichtung 45 weitergeben, die wiederum entsprechend die Heizeinrichtung 6 steuert. Das Bezugszeichen 53 kennzeichnet ein Leuchtmittel, welches beispielsweise einen bestimmten Schaltzustand der Vorrichtung anzeigt. Mittels eines weiteren Relais 61 kann wiederum die Heizeinrichtung 6 angesteuert werden.
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Die Messeinrichtung kann dabei sowohl ein minimales als auch ein maximales Befüllungsniveau der Frittierflüssigkeit feststellen.
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4 zeigt eine Schnittdarstellung eines Abschnittes eines Behältnisses 4. Vorteilhaft ist das Behältnis einheitlich in der in 4 dargestellten Weise ausgebildet. Man erkennt, dass die Wandung 60 des Behältnisses 4 aus mehreren übereinander angeordneten Schichten 65, 66 und 68 aufgebaut ist. Dabei bezieht sich das Bezugszeichen 65 auf eine Edelstahlschicht, welche hier dem Behältnisinneren und damit auch der zu erhitzenden Flüssigkeit zugewandt ist.
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Das Bezugszeichen 68 kennzeichnet eine weitere Edelstahlschicht, welche hier der Induktionseinrichtung (nicht gezeigt) zugewandt bzw. nach außen gerichtet ist. Die beiden Stahlschichten 65 und 68 können dabei von der Induktionseinrichtung erwärmt werden. Daneben tragen diese beiden Schichten auch zur Stabilität des Behältnisses 4 bei. Zwischen den beiden Stahlschichten 65 und 68 ist eine Aluminiumschicht 66 angeordnet. Diese Aluminiumschicht 60 dient der besseren Wärmeverteilung, was insbesondere vorteilhaft ist, wenn nur eine Induktionseinrichtung vorhanden ist. Diese genannten Schichten bilden damit den Eingangs erwähnten Verbundwerkstoff.
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Optional kann auf der Edelstahlschicht 65 noch eine weitere Schicht 70, wie etwa eine Schutzschicht vorgesehen sein. Auch wäre es denkbar, unterhalb der unteren Schicht 68 ebenfalls noch eine weitere Schicht vorzusehen. Die Dicke der beiden Schichten 65 und 68 liegt zwischen 1 mm und 10 mm, bevorzugt zwischen 1 mm und 8 mm und besonders bevorzugt zwischen 1 mm und 6 mm. Die Dicke der Aluminiumschicht liegt zwischen 3 mm und 15 mm, bevorzugt zwischen 4 mm und 12 mm und besonders bevorzugt zwischen 4 mm und 10 mm.
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Das Bezugszeichen 69 kennzeichnet eine in der Wandung angeordnete Ausnehmung, in der ein Temperatursensor 42 angeordnet ist. Dabei ragt die Ausnehmung bis in den Bereich der Aluminiumschicht 66, damit die Temperatur in diesem Bereich gemessen werden kann
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Gestell
- 2a, b
- Seitenwände
- 4
- Behältnis
- 4a
- Bodenfläche
- 4b, c
- Seitenflächen
- 6
- Induktionseinrichtung
- 6a
- Spule
- 12
- Spule
- 14
- Temperaturmesseinrichtung
- 16
- Kühleinrichtung
- 17
- Kondensatoren
- 18
- Netzfilter
- 20
- Träger
- 22
- Öffnung
- 24
- Kragen
- 26
- Abfluss
- 28,34
- Schalteinrichtung
- 32
- Aufnahmeraum
- 40
- ACS-Regler, Regeleinrichtung
- 41
- Schaltvorrichtung
- 42
- Temperaturfühler
- 43
- Potentiometer
- 44
- Messeinrichtung
- 45
- Schalteinrichtung
- 48
- Sicherung
- 50
- Stromzuführung
- 52, 53
- Schaltrelais
- 54
- Leuchtmittel
- 61
- Relais
- 62
- Kühlung
- 64
- Temperaturmesseinrichtung
- 60
- Wandung
- 65, 68
- Edelstahlschichten
- 66
- Aluminiumschicht
- 69
- Ausnehmung
- 70
- weitere Beschichtung
- L
- Richtung
