EP0300548A1 - Strahlheizkörper für Kochgeräte - Google Patents

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EP0300548A1
EP0300548A1 EP88201451A EP88201451A EP0300548A1 EP 0300548 A1 EP0300548 A1 EP 0300548A1 EP 88201451 A EP88201451 A EP 88201451A EP 88201451 A EP88201451 A EP 88201451A EP 0300548 A1 EP0300548 A1 EP 0300548A1
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EP
European Patent Office
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reflector
radiant heater
hotplate
halogen lamp
heater according
Prior art date
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Application number
EP88201451A
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English (en)
French (fr)
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EP0300548B1 (de
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Reinhard Dr.Rer.Nat. Kersten
Heinz Körver
Walter Dipl.-Ing. Braun
Alfred Dipl.-Ing. Mendler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bauknecht Hausgeraete GmbH
Whirlpool Europe BV
Original Assignee
BAUKNECHT HAUSGERATE GmbH
Bauknecht Hausgeraete GmbH
Whirlpool Europe BV
Philips Gloeilampenfabrieken NV
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Publication date
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First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=6331453&utm_source=***_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP0300548(A1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by BAUKNECHT HAUSGERATE GmbH, Bauknecht Hausgeraete GmbH, Whirlpool Europe BV, Philips Gloeilampenfabrieken NV filed Critical BAUKNECHT HAUSGERATE GmbH
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/68—Heating arrangements specially adapted for cooking plates or analogous hot-plates
    • H05B3/74—Non-metallic plates, e.g. vitroceramic, ceramic or glassceramic hobs, also including power or control circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/68—Heating arrangements specially adapted for cooking plates or analogous hot-plates
    • H05B3/74—Non-metallic plates, e.g. vitroceramic, ceramic or glassceramic hobs, also including power or control circuits
    • H05B3/744—Lamps as heat source, i.e. heating elements with protective gas envelope, e.g. halogen lamps

Definitions

  • the invention relates to a radiant heater for cooking appliances with a hotplate designed in particular as a glass ceramic plate, a concave reflector arranged at a distance from the hotplate and at least one halogen lamp arranged between the hotplate and the reflector.
  • the overheating of the hotplate leads to considerable reheating after the cooking appliance has been switched off. Furthermore, the heat radiation emanating from the hotplate leads to a strong heating of the space below the hotplate, including the reflector. This necessitates the use of complex, temperature-resistant components and can be premature during operation Switch off through the built-in safety temperature controller.
  • EP A1 01 76 063 It is also known (EP A1 01 76 063) to arrange insulating supports at a distance from the halogen lamps, which have the shape of flat, arcuately delimited grooves in order to achieve a reflection of the radiation. It is also known (EP A1 01 76 027) to arrange light and dark radiators in radiant heaters for cooking appliances. A coating of titanium dioxide is applied to an insulating layer arranged under the light emitters in order to achieve a reflection of the radiation from the light emitters. In these embodiments, the intensity of the radiation incident on the hotplate is also inhomogeneous, so that the disadvantages mentioned are also present.
  • the invention has for its object to design a generic radiant heater so that it is simple and inexpensive to manufacture and leads to a homogeneous distribution of the radiation incident on the hotplate even with a small number of lamps.
  • each halogen lamp is assigned two regions of the reflector which are essentially in the form of parabolic-like cylinder sections.
  • each halogen lamp is assigned two regions of the reflector which are essentially in the form of parabolic cylinder sections, favorable angles of incidence are achieved for the reflection, through which the radiation emitted by the halogen lamp and incident on the reflector essentially falls into the regions of Hotplate is reflected, which are located further away from the halogen lamp.
  • the parabolic-like cylinder sections can have parabolic sections or sections formed in one or more additional members of a higher order.
  • the reflected radiation thus affects those parts of the hotplate which, due to the increasing distance from the halogen lamp, are only affected by a small proportion of the light emitted directly by the halogen lamp. This results in an essentially homogeneous radiation distribution over the hotplate and local overheating of the hotplate is avoided.
  • the elimination of overheated areas of the hotplate also means that excessive heating of the space underneath the hotplate, including the reflector, is avoided.
  • the use of complex components that are also resistant to very high temperatures is no longer necessary. This means that simple, highly reflective reflectors can be used that could not withstand the heat load in the known radiant heaters.
  • two halogen lamps are arranged on a hotplate and the reflector is symmetrical. With a small number of halogen lamps, this results in a very homogeneous radiation distribution on the hotplate.
  • the reflector is symmetrical to a central plane lying between the two halogen lamps.
  • the regions arranged in one half of the reflector can have different cross-sectional shapes. The cross-sectional shapes of the areas adjoining each other on the plane of symmetry can be determined depending on the distance between the halogen lamps so that the most homogeneous radiation distribution results in the central area.
  • the reflector facing the halogen lamp has a highly reflective surface, so that there is good reflection. Due to the reduced heating of the reflector, e.g. Pure aluminum or specially anodized aluminum can be used.
  • the reflector has a coating of higher emissivity on the side opposite the highly reflective surface.
  • the resulting increased radiation prevents the reflector from overheating, so that limit temperatures, which for example are about 450 ° C. for aluminum, are not exceeded.
  • the reflector is formed in one piece. Reflectors are thus easy to manufacture and can be easily installed or removed from the radiant heater.
  • the adjoining ends of the parabolic-like cylinder sections can form a folded edge.
  • a temperature sensor is arranged on the side of the reflector facing away from the halogen lamp. As a result, when a predeterminable temperature is reached, the power of the halogen lamp can be reduced or it can be switched off completely.
  • the arrangement of the temperature sensor on the reflector provides effective protection not only for the reflector, but for the entire radiant heater, since the heating of the reflector results from the thermal energy radiated by the halogen lamp and the hotplate.
  • blower device is assigned to the side of the reflector facing away from the halogen lamp.
  • the blower device which can likewise be controllable via a temperature sensor, allows the reflector to be cooled or protected from overheating in a simple manner.
  • the maximum distance between the hotplate and reflector is approximately 20 mm. This leads to a low overall height of the radiant heater and enables it to be installed in parts of low height, such as worktops of kitchen equipment or appliances.
  • the hotplate is essentially transparent to radiation in the wavelength range from visible light to at least 4 ⁇ m. This transparency results in a high proportion of the rays directly hitting the bottom of the vessel and, at the same time, the undesired heating the hob is reduced.
  • the food to be cooked is therefore predominantly due to absorption of the radiation from the halogen lamp by the vessel or, in the case of transparent vessels, directly to absorption by the food itself. Since the heat is not transported by heat conduction between the hotplate and the bottom of the vessel or via an air gap between the hotplate and the bottom of the vessel, there are no special requirements for the flatness of the bottom of the vessel.
  • the start of cooking takes place essentially without inertia. Furthermore, due to the low radiation absorption by the hotplate, the residual heat that can be emitted by the hotplate after switching off the radiant heater is low, so that there is a comparatively small increase in the temperature of the food after switching off the radiant heater.
  • the hotplate is essentially opaque to radiation in the visible light range, so that the proportion of the disruptive visible light emission is reduced with somewhat reduced permeability for the total radiation of the halogen lamp.
  • one or more halogen lamps of a radiant heater have a filament with an incline that varies over their length. With this arrangement, the homogeneity of the radiation directed onto the hotplate can be increased over the length of the halogen lamp and thus of the radiant heater.
  • the radiant heater shown in FIG. 1, designated as a whole by 1, is arranged below a hotplate 2 in a housing part 3, for example a cooker (not shown).
  • the radiant heater 1 has a housing 4, not shown, which can be connected to the housing part 3 and has a base plate 5, from which an annular wall 6 extends in the direction of the hotplate 2, which at its end opposite the base plate 5 into an annular end wall 7 passes.
  • the end wall 7 lies essentially in a plane parallel to the one containing the base plate 5.
  • the housing 4 consisting of the base plate 5, the annular wall 6 and the annular end wall 7 can be produced in one piece, for example as a sheet metal part.
  • halogen lamps 8 are in opposite areas of the wall 6 to the annular End wall 7 open slot-shaped recesses 9 formed.
  • two halogen lamps 8 are arranged parallel to one another at a distance.
  • the halogen spotlights used are preferably optimized for maximum energy output by radiation in the visible light range down to a wavelength of around 4 ⁇ m.
  • connection blocks 10 are connected to the annular wall 6 in the region of the elongated recesses, of which only one connection block 10 is shown in FIG. 1 for the sake of simplicity.
  • the connection block 10, which is connected to the annular wall 6 in a manner not shown, has a slot-shaped recess 11 which is open towards the annular end wall 7 and into which a contact part 12 of the halogen lamp 8 can be inserted.
  • An electrical connection to an electrical connection line 13 can be produced via the contact part 12 and the connection block 10 in a manner not shown.
  • a reflector 14 can be connected to the housing 4 and is assigned to each halogen lamp pe 8 has two regions 15, 16, which have essentially the shape of parabolic cylinder sections. On the edge regions of its long sides, the reflector 14 has flanges 17 bent over like flanges, and one or more supporting ribs 18 extend from the reflector for support on the base plate 5.
  • the annular space between the annular end wall 7 and the underlying annular surface of the base plate 5 is included an insulation 19 filled, which has a recess adjacent to the annular end wall 7. Between the recess and the overlying part of the annular end wall 7, a receptacle 20 is formed for one of the flange-like projections 17.
  • the adjoining ends 21 ', 21 ⁇ of both areas 15, 16 have the smallest distance to the halo gene lamp 8 and run substantially parallel to the central axis.
  • the transition between the ends 21 ', 21 ⁇ can be formed in a manner not shown, for example. By a narrow area of convex curvature. With integrally formed reflectors, the ends 21 ', 21' can also merge into one another in the form of a folded edge.
  • the beam paths 22, 23 shown in FIG. 3 result for direct radiation directed from the halogen lamp 8 onto the hotplate 2 or the radiation reflected via the reflector 14 onto the hotplate 2.
  • the shape of the reflector 14 results in the somewhat simplified, substantially homogeneous intensity 24 of the radiation directed onto the hotplate 2, which is plotted somewhat simplified in FIG. 3.
  • the essentially homogeneous radiation intensity 24 is achieved because the rays 23 reflected by the reflector 14 are predominantly reflected in areas of the hotplate 2 which are distant from the halogen lamp 8 and are therefore only slightly exposed to direct radiation 22.
  • the filament pitch of the halogen lamps 8 can be varied over their length in a manner not shown. It has proven advantageous that the slope in the middle third of the Halogen lamps 8 is about 20% larger than in the end thirds that follow on both sides. Areas of high thermal load on the hotplate 2 are avoided by the essentially homogeneous radiation distribution 24.
  • the glass ceramic material for the hotplate 2 is such that it is transparent to radiation in the wavelength range from approximately visible light to 4 ⁇ m. It is thus avoided that a substantial amount of heat absorbed radiation energy is stored in the hotplate 2. On the one hand, this results in an essentially inertia-free start of cooking and, on the other hand, it avoids the fact that after switching off the radiant heater 1, heat can still be transferred to the food to a significant extent. Cooking material is thus heated predominantly by absorption of the radiation emitted by the halogen lamps 8 in the vessels containing the cooking material or, if these vessels are transparent, directly by absorption in the cooking material. In contrast to heating the vessel essentially through heat transfer, requirements regarding the flatness of the vessel bottoms therefore do not have to be made.
  • the emission from the hotplate 2 in the direction of the reflector 14 is likewise low. Because of the reduced heating of the reflector 14 compared to conventional radiant heaters, pure aluminum or specially anodized aluminum can be used, for example, to achieve a highly reflective surface. In order to further ensure that a permissible maximum temperature of the reflector 14, for example 450 ° C. in the case of aluminum, is not exceeded, the side of the reflector 14 facing away from the halogen lamp 8 can be covered with a coating Emission levels are provided, and this side of the reflector can also be cooled by a blower device, not shown.
  • that side of the reflector 14 which faces away from the halogen lamp 8 can be assigned a temperature sensor which, when a predeterminable temperature is reached, throttles the power of the halogen lamp 8 or switches it off entirely. This results in an effective overload protection, not only for the reflector 14 but for the entire radiant heater 1 and the hotplate 2, since the heat absorption by the reflector 14 is determined by the power of the halogen lamps 8 and the amount of heat absorbed by the hotplate 2.
  • the radiant heater can be designed with a small distance 25 between the hotplate 2 and the reflector 14 of approximately 20 mm and can be used in parts of low height, such as worktops of kitchen equipment or appliances, due to the small space requirement.

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract

Bei bekannten Strahlheizkörpern führt die von Halogenlampen ausgehende direkte und die über einen Reflektor reflektierte Strahlung zu einer inhomogenen Strahlungsintensität auf einer Kochplatte. Um eine im wesentlichen homogene Strahlungsintensität auf der Kochplatte (2) zu erreichen, wird jeder Halogenlampe (8) ein Reflektor (14) zugeordnet, der zwei Bereiche (15, 16) aufweist, die im wesentlichen in Form parabelähnlicher Zylinderabschnitte ausgebildet sind. Der Strahlheizkörper ermöglicht ein energiesparendes Kochen mit verminderter Temperaturbelastung.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf einen Strahlheizkörper für Kochgeräte mit einer insbesondere als Glaskeramikplatte ausgebildeten Kochplatte, einem im Abstand von der Koch­platte angeordneten konkaven Reflektor und mindestens ei­ner zwischen der Kochplatte und dem Reflektor angeordne­ten Halogenlampe.
  • Bei einem bekannten Strahlheizkörper (EP A1 01 69 643) ist der Querschnitt des Reflektors halbkreisförmig, halb­elliptisch oder parabolisch ausgebildet. Dadurch ergibt sich insbesondere bei einer geringen Anzahl von Halogen­lampen eine inhomogene Strahlungsverteilung auf der Koch­platte. Die Strahlungsintensität in den Lampen nahegele­genen Bereichen ist dabei überhöht, da in diesen Berei­chen sowohl die direkten von der Strahlungsquelle ausge­henden als auch die von dem Reflektor zurückreflektierten Strahlen wirksam werden. Infolge von Strahlungsabsorption in der Kochplatte ergibt sich eine Überhitzung in den Be­reichen, die einer hohen Strahlungsintensität ausgesetzt sind.
  • Aufgrund der Wärmeübertragung von der Kochplatte in den Boden eines Kochgut enthaltenden Gefäßes führt die Über­hitzung der Kochplatte zu einer erheblichen Nacherwärmung nach dem Abschalten des Kochgerätes. Weiterhin führt die von der Kochplatte ausgehende Wärmestrahlung zu einer starken Erwärmung des unterhalb der Kochplatte liegenden Raumes einschießlich des Reflektors. Dies macht den Ein­satz aufwendiger temperaturbeständiger Bauteile erforder­lich und kann während des Betriebes zu einem frühzeitigen Abschalten durch eingebaute Sicherheitstemperaturregler führen.
  • Es ist weiterhin bekannt (EP A1 01 76 063), im Abstand von den Halogenlampen Isolierträger anzuordnen, die die Form flacher bogenförmig begrenzter Rinnen haben, um eine Reflektion der Strahlung zu erreichen. Weiterhin ist be­kannt (EP A1 01 76 027), in Strahlheizkörpern für Kochge­räte Hell- und Dunkelstrahler anzuordnen. Auf eine unter den Hellstrahlern angeordnete Isolierschicht ist dabei eine Beschichtung aus Titan-Dioxyd aufgebracht, um eine Reflektion der Strahlung der Hellstrahler zu erreichen. Bei diesen Ausführungsformen ist die Intensität der auf der Kochplatte auftreffenden Strahlung ebenfalls inhomo­gen, so daß die genannten Nachteile gleichfalls vorhanden sind.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungs­gemäßen Strahlheizkörper so auszubilden, daß er einfach und kostengünstig herstellbar ist und auch bei geringer Anzahl von Lampen zu einer homogenen Verteilung der auf der Kochplatte auftreffenden Strahlung führt.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einem Strahlheizkörper der genannten Gattung jeder Halogenlampe zwei im wesentlichen in Form parabelähnli­cher Zylinderabschnitte ausgebildete Bereiche des Reflek­tors zugeordnet sind.
  • Dadurch, daß jeder Halogenlampe zwei im wesentlichen in Form parabelähnlicher Zylinderabschnitte ausgebildete Be­reiche des Reflektors zugeordnet sind, werden für die Re­flektion günstige Auftreffwinkel erreicht, durch die die von der Halogenlampe ausgehende, auf den Reflektor auf­treffende Strahlung im wesentlichen in die Bereiche der Kochplatte reflektiert wird, die von der Halogenlampe weiter entfernt gelegen sind. Die parabelähnlichen Zylin­derabschnitte können parabelförmige Abschnitte oder einem oder mehreren Zusatzgliedern höherer Ordnung gebildete Abschnitte aufweisen.
  • Durch die reflektierte Strahlung werden somit diejenigen Teile der Kochplatte beaufschlagt, die wegen der zuneh­menden Entfernung von der Halogenlampe nurmehr durch ei­nen geringen Anteil des direkt von der Halogenlampe abge­strahlten Lichtes beaufschlagt werden. Dadurch ergibt sich eine im wesentlichen homogene Strahlungsverteilung über die Kochplatte und es wird eine örtliche Überhitzung der Kochplatte vermieden. Der Wegfall überhitzter Berei­che der Kochplatte führt weiterhin dazu, daß eine starke Erwärmung des unterhalb der Kochplatte gelegenen Raumes einschließlich des Reflektors vermieden wird. Dadurch ist der Einsatz aufwendiger, auch gegenüber sehr hohen Tempe­raturen beständiger Bauteile nicht mehr erforderlich. Dies führt dazu, daß einfache, hoch reflektierende Re­flektoren verwendet werden können, die der Wärmebelastung bei den bekannten Strahlheizkörpern nicht standhalten könnten.
  • Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, daß Enden beider Bereiche des Reflektors sich aneinander an­schließen, wobei der Abstand des Reflektors zu der Halo­genlampe bei den Enden am kleinsten ist und daß die Enden im wesentlichen parallel zu der Mittelachse der Halogen­lampe verlaufen. Durch diese Anordnung des Reflektors er­geben sich Auftreffwinkel derart, daß der Anteil der durch die Halogenlampe reflektierten Strahlung, die zu einer Überhitzung und damit einer Beeinträchtigung der Lebensdauer der Lampe führen kann, stark herabgesetzt ist.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind an einer Koch­platte zwei Halogenlampen angeordnet und der Reflektor ist symmetrisch ausgebildet. Bei geringer Anzahl von Ha­logenlampen ergibt sich dabei eine sehr homogene Strah­lungsverteilung auf der Kochplatte. Um die Homogenität auch im Mittenbereich zwischen den beiden Halogenlampen möglichst uneingeschränkt aufrechtzuerhalten ist der Re­flektor symmetrisch zu einer zwischen den beiden Halogen­lampen liegenden Mittelebene. Die in einer Hälfte des Re­flektors jeweils angeordneten Bereiche können dabei un­terschiedliche Querschnittsformen aufweisen. Die Quer­schnittsformen der an der Symmetrieebene aneinander gren­zenden Bereiche können dabei abhängig vom Abstand der Ha­logenlampen so festgelegt sein, daß sich im Mittenbereich eine möglichst homogene Strahlungsverteilung ergibt.
  • Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, daß der Re­flektor der Halogenlampe zugewandt eine hochreflektieren­de Oberfläche aufweist, so daß sich eine gute Reflektion ergibt. Wegen der herabgesetzten Erwärmung des Reflektors kann dabei z.B. Reinstaluminium oder speziell eloxiertes Aluminium eingesetzt werden.
  • Es hat sich weiterhin als vorteilhaft herausgestellt, daß der Reflektor an der der hoch reflektierenden Oberfläche gegenüberliegenden Seite einen Belag höheren Emissions­grades aufweist. Die dadurch mögliche erhöhte Abstrahlung verhindert eine Überhitzung des Reflektors, so daß Grenz­temperaturen, die bspw. bei Aluminium etwa 450°C betra­gen, nicht überschritten werden.
  • Es hat sich weiterhin als vorteilhaft herausgestellt, daß der Reflektor einstückig ausgebildet ist. Reflektoren sind somit einfach herstellbar und können in einfacher Weise in den Strahlheizkörper ein- bzw. ausgebaut werden. Die aneinander grenzenden Enden der parabelähnlichen Zy­linderabschnitte können dabei eine Knickkante bilden.
  • Es ist weiterhin vorteilhaft, daß an der der Halogenlampe abgewandten Seite des Reflektors ein Temperatursensor an­geordnet ist. Dadurch kann bei Erreichen einer vorgebba­ren Temperatur die Leistung der Halogenlampe herabgesetzt oder diese völlig abgeschaltet werden. Durch die Anord­nung des Temperatursensors am Reflektor ergibt sich ein wirkungsvoller Schutz nicht nur für den Reflektor, son­dern für den gesamten Strahlheizkörper, da sich die Er­wärmung des Reflektors aufgrund der von der Halogenlampe und der Kochplatte abgestrahlten Wärmeenergie ergibt.
  • Es hat sich weiterhin als vorteilhaft herausgestellt, daß der der Halogenlampe abgewandten Seite des Reflektors ei­ne Gebläseeinrichtung zugeordnet ist. Durch die Gebläse­einrichtung, die gleichfalls über einen Temperatursensor steuerbar sein kann, ist in einfacher Weise eine Kühlung des Reflektors bzw. dessen Schutz vor Überhitzung mög­lich.
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform beträgt der maximale Abstand zwischen Kochplatte und Reflektor etwa 20 mm. Dies führt zu einer geringen Bauhöhe des Strahlheizkörpers und ermöglicht seinen Einbau in Teile geringer Höhe, wie bspw. Arbeitsplatten von Küchenein­richtungen bzw. -geräten.
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Kochplatte für eine Strahlung im Wellenlängenbereich von sichtbarem Licht bis mindestens 4 µm im wesentlichen durchlässig. Durch diese Transparenz ergibt sich ein ho­her Anteil der direkt auf den Gefäßboden auftreffenden Strahlen und es wird gleichzeitig die unerwünschte Erwär­ mung der Kochplatte herabgesetzt. Die Erwärmung des Koch­gutes erfolgt somit überwiegend aufgrund von Absorption der von der Halogenlampe ausgehenden Strahlung durch das Gefäß bzw. bei transparenten Gefäßen unmittelbar aufgrund von Absorption durch das Kochgut selbst. Da der Wärme­transport nicht durch Wärmeleitung zwischen der Kochplat­te und dem Gefäßboden bzw. über einen Luftspalt zwischen der Kochplatte und dem Gefäßboden stattfindet, müssen keine besonderen Anforderungen an die Planheit des Gefäß­bodens gestellt werden.
  • Durch die im wesentlichen direkte Erwärmung des Gefäßes bzw. Kochgutes durch von der Halogenlampe ausgehende Strahlung erfolgt der Kochbeginn im wesentlichen träg­heitslos. Weiterhin ist infolge der geringen Strahlungs­absorption durch die Kochplatte die von dieser nach Ab­schalten des Strahlheizkörpers abgebbare Restwärme ge­ring, so daß sich eine vergleichsweise geringe Tempera­turerhöhung des Kochgutes nach dem Abschalten des Strahl­heizkörpers ergibt.
  • Es kann weiterhin vorteilhaft sein, daß die Kochplatte für Strahlung im Bereich des sichtbaren Lichts im wesent­lichen undurchlässig ist, so daß bei etwas herabgesetzter Durchlässigkeit für die Gesamtstrahlung der Halogenlampe, der Anteil der störenden sichtbaren Lichtausstrahlung herabgesetzt ist.
  • Es hat sich weiterhin als vorteilhaft herausgestellt, daß eine oder mehrere Halogenlampen eines Strahlheizkörpers eine Wendel mit über ihre Länge variierter Steigung auf­weisen. Durch diese Anordnung kann die Homogenität der auf die Kochplatte gerichteten Strahlung über die Länge der Halogenlampe und damit des Strahlheizkörpers gestei­gert werden.
  • Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Strahl­heizkörpers ist mit weiteren Einzelheiten anhand der Zeichnung erläutert.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1 einen teilweise geschnittenen, in ein Herdoberteil eingesetzten Strahlheizkörper in perspektivischer Dar­stellung;
    • Fig. 2 einen Querschnitt in schematischer Darstellung durch eine Hälfte des Strahlheizkörpers nach Fig. 1.
    • Fig. 3 die Richtung direkter und reflektierter Strahlen bei einem Reflektor nach Fig. 1 und 2 sowie die sich er­gebende qualitative Verteilung der Strahlungsintensität auf einer Kochplatte.
  • Der in Fig. 1 dargestellte, im ganzen mit 1 bezeichnete, Strahlheizkörper ist unterhalb einer Kochplatte 2 in ei­nem Gehäuseteil 3, bspw. eines nicht dargestellten Koch­herdes, angeordnet. Der Strahlheizkörper 1 hat ein in nicht dargestellter Weise mit dem Gehäuseteil 3 verbind­bares Gehäuse 4 mit einer Bodenplatte 5, von dem sich in Richtung zu der Kochplatte 2 eine ringförmige Wand 6 er­streckt, die an ihrem, der Bodenplatte 5 gegenüberliegen­den, Ende in eine ringförmige Endwand 7 übergeht. Die Endwand 7 liegt im wesentlichen in einer zu der die Bo­denplatte 5 enthaltenden parallelen Ebene. Das aus Boden­platte 5, ringförmiger Wand 6 und ringförmiger Endwand 7 bestehende Gehäuse 4 ist einstückig, bspw. als Blechform­teil, herstellbar.
  • Zur Aufnahme von Halogenlampen 8 sind in einander gegen­überliegenden Bereichen der Wand 6 zu der ringförmigen Endwand 7 hin offene langlochförmige Aussparungen 9 aus­gebildet. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Halogenlampen 8 im Abstand parallel zueinander ange­ordnet. Es ist aber auch in gleicher Weise der Aufbau ei­nes erfindungsgemäßen Strahlheizkörpers mit nur einer Ha­logenlampe oder mit einer größeren Anzahl von Halogenlam­pen möglich, die als lineare Halogenlampen oder solche mit gekrümmter Form ausgebildet sein können. Die verwen­deten Halogenstrahler sind vorzugsweise optimiert auf ei­ne maximale Energieabgabe durch Strahlung im Bereich des sichtbaren Lichts bis zu einer Wellenlänge von etwa 4 µm.Dies ist durch die Verwendung wasserfreier Quarze, geeig­neter Inertgasfüllungen zur Verringerung der Gaswärmelei­tungsverluste und der Erhöhung der Lebensdauer bei hoher Brenntemperatur und einer Halogenfüllung zur Verhinderung der Abschwärzung erreichbar. Es können dabei etwa 90% der aufgenommenen elektrischen Leistung in Direktstrahlung umgewandelt werden.
  • Für die mechanische Befestigung der Halogenlampen 8 und deren elektrischen Anschluß sind im Bereich der langloch­förmigen Aussparungen 9 Anschlußblöcke 10 mit der ring­förmigen Wand 6 verbunden, von denen der Einfachheit hal­ber in Fig. 1 nur ein Anschlußblock 10 dargestellt ist. Der in nicht dargestellter Weise mit der ringförmigen Wand 6 verbundene Anschlußblock 10 weist eine in Richtung zu der ringförmigen Endwand 7 hin offene langlochförmige Aussparung 11 auf, in die ein Kontaktteil 12 der Halogen­lampe 8 einsetzbar ist. Über das Kontaktteil 12 und den Anschlußblock 10 ist in nicht dargestellter Weise eine elektrische Verbindung mit einer elektrischen Anschluß­leitung 13 herstellbar.
  • Unterhalb der Halogenlampen 8 ist mit dem Gehäuse 4 ein Reflektor 14 verbindbar, der zugeordnet jeder Halogenlam­ pe 8 zwei Bereiche 15, 16 aufweist, die im wesentlichen die Form parabelähnlicher Zylinderabschnitte haben. An den Randbereichen seiner Längsseiten weist der Reflek­tor 14 flanschartig umgebogene Ansätze 17 auf und zum Ab­stützen auf der Bodenplatte 5 erstrecken sich von dem Re­flektor eine oder mehrere Stützrippen 18. Der ringförmige Zwischenraum zwischen der ringförmigen Endwand 7 und der darunterliegenden ringförmigen Fläche der Bodenplatte 5 ist mit einer Isolierung 19 gefüllt, die benachbart der ringförmigen Endwand 7 bereichsweise eine Aussparung auf­weist. Zwischen der Aussparung und dem darüberliegenden Teil der ringförmigen Endwand 7 ist eine Aufnahme 20 für jeweils einen der flanschartigen Ansätze 17 gebildet.
  • Bei dem in Fig. 2 schematisch und vergrößert dargestell­ten, einer Halogenlampe 8 zugeordneten Teil des Reflek­tors 14, sind die zwei parabelähnlichen Querschnittsbe­reiche 15, 16 als parabelförmige Bereiche gemäß der Be­ziehung y = yo + A (x - xo)² gebildet. Die konstanten Werte für die Bereiche 15, 16 sind dabei yo = -17,3 mm, A = 1,544 x 10⁻²mm⁻¹, xo = 31,0 mm bzw. yo = -17,5 mm, A = 7,848 x 10⁻³mm⁻¹ und xo = 39,5 mm. Die ange­gebenen beispielhaften Werte haben günstige Reflektions­eigenschaften für eine Halogenlampe mit einem Durchmesser von etwa 12 mm ergeben, deren nicht dargestellte Heizwen­del in dem in Fig. 2 eingezeichneten Koordinatensystem die Lage xw = 36 mm, yw = -10 mm, aufweist. Abhängig von dem Durchmesser der eingesetzten Halogenlampen kann es zur Erzielung einer besonders günstigen Reflektionswir­kung vorteilhaft sein, daß die parabelähnlichen Zylinder­abschnitte gemäß einer, um mindestens ein Glied höherer Ordnung erweiterten Funktion gebildet sind.
  • Die sich aneinander anschließenden Enden 21′, 21˝ beider Bereiche 15, 16 haben den kleinsten Abstand zu der Halo genlampe 8 und verlaufen im wesentlichen parallel zu de­ren Mittelachse. Der Übergang zwischen den Enden 21′,21˝ kann dabei in nicht dargestellter Weise bspw. durch einen schmalen Bereich konvexer Krümmung gebildet sein. Bei einstückig ausgebildeten Reflektoren können die En­den 21′, 21˝ auch in Form einer Knickkante ineinander übergehen.
  • Für den Reflektor 14 ergeben sich die in Fig. 3 einge­zeichneten Strahlengänge 22, 23 für von der Halogenlam­pe 8 auf die Kochplatte 2 gerichtete direkte Strahlung bzw. die über den Reflektor 14 auf die Kochplatte 2 re­flektierte Strahlung. Durch die Form des Reflektors 14 ergibt sich dabei die in Fig. 3 etwas vereinfacht quali­tativ aufgetragene, im wesentlichen homogene Intensi­tät 24 der auf die Kochplatte 2 gerichteten Strahlung. Die im wesentlichen homogene Strahlungsintensität 24 wird deshalb erreicht, weil die von dem Reflektor 14 reflek­tierten Strahlen 23 überwiegend in, von der Halogenlam­pe 8 entfernt gelegene und damit nur gering mit Direkt­strahlung 22 beaufschlagte Bereiche der Kochplatte 2 re­flektiert werden. Dadurch, daß die Enden 21′, 21˝ beider Bereiche 15, 16 sich so aneinander anschließen, daß der Abstand des Reflektors 14 von der Halogenlampe 8 bei den Enden 21′, 21˝ am kleinsten ist, wird weiterhin eine Re­flektion von Strahlen in Richtung auf die Halogenlampe 8 und damit eine deren Lebensdauer herabsetzende unzulässi­ge Erwärmung vermieden.
  • Um die Homogenität der auf die Kochplatte 2 auftreffenden Strahlung 22, 23 über die gesamte Länge des Strahlheiz­körpers 1 zu steigern, kann die Wendelsteigung der Halo­genlampen 8 in nicht dargestellter Weise über ihre Länge variiert werden. Es hat sich dabei als vorteilhaft her­ausgestellt, daß die Steigung im mittleren Drittel der Halogenlampen 8 um etwa 20% größer ist als in den sich beidseits anschießenden Enddritteln. Durch die im wesent­lichen homogene Strahlungsverteilung 24 sind Bereiche ho­her Wärmebelastung auf der Kochplatte 2 vermieden.
  • Das Glaskeramikmaterial für die Kochplatte 2 ist so be­schaffen, daß es für Strahlung im Wellenlängenbereich ab etwa dem sichtbaren Licht bis 4 µm durchlässig ist. Es wird damit vermieden, daß in der Kochplatte 2 ein wesent­licher Wärmeanteil absorbierter Strahlungsenergie gespei­chert wird. Zum einen ergibt sich somit ein im wesentli­chen trägheitsloser Beginn des Kochens und zum anderen ist dadurch vermieden, daß nach dem Abschalten des Strahlheizkörpers 1 noch Wärme in nennenswertem Umfang zu dem Kochgut übertragen werden kann. Die Erwärmung von Kochgut erfolgt somit überwiegend durch Absorption der von den Halogenlampen 8 ausgehenden Strahlung in den das Kochgut enthaltenden Gefäßen bzw. wenn diese Gefäße transparent sind unmittelbar durch Absorption in dem Kochgut. Anforderungen betreffend die Planheit der Gefäß­böden müssen somit, im Gegensatz zu einer Erwärmung des Gefäßes im wesentlichen durch Wärmeübergang, nicht ge­stellt werden.
  • Da die von der Kochplatte 2 aufgenommene Wärmemenge ge­ring ist, ist die Emission von der Kochplatte 2 in Rich­tung zu dem Reflektor 14 gleichfalls gering. Wegen der im Vergleich zur herkömmlichen Strahlungsheizkörpern verrin­gerten Erwärmung des Reflektors 14 kann z.B. zur Erzie­lung einer hoch reflektierenden Oberfläche Reinstalumini­um oder speziell eloxiertes Aluminium eingesetzt werden. Um weiterhin sicherzustellen, daß eine zulässige Höchst­temperatur des Reflektors 14, z.B. 450°C bei Aluminium, nicht überschritten wird, kann die der Halogenlampe 8 ab­gewandte Seite des Reflektors 14 mit einem Belag höheren Emissionsgrades versehen werden, und es kann weiterhin diese Seite des Reflektors durch eine nicht dargestellte Gebläseeinrichtung gekühlt werden. In ebenfalls nicht dargestellter Weise kann der der Halogenlampe 8 abgewand­ten Seite des Reflektors 14 ein Temperatursensor zugeord­net werden, der bei Erreichen einer vorgebbaren Tempera­tur die Leistung der Halogenlampe 8 drosselt oder diese ganz abschaltet. Es ergibt sich dadurch ein wirkungsvol­ler Überlastungsschutz, nicht nur für den Reflektor 14 sondern für den gesamten Strahlheizkörper 1 und die Koch­platte 2, da die Wärmeaufnahme durch den Reflektor 14 durch die Leistung der Halogenlampen 8 und die von der Kochplatte 2 aufgenommene Wärmemenge bestimmt wird.
  • Der Strahlheizkörper kann mit geringem Abstand 25 zwi­schen der Herdplatte 2 und dem Reflektor 14 von etwa20 mm ausgeführt werden und ist infolge des geringen Raumbedarfs in Teile geringer Bauhöhe wie bspw. Arbeits­platten von Kücheneinrichtungen bzw. Geräten einsetzbar.

Claims (12)

1. Strahlheizkörper für Kochgeräte mit einer insbesondere als Glaskeramikplatte ausgebildeten Kochplatte, einem im Abstand von der Kochplatte angeordneten konkaven Reflek­tor und mindestens einer zwischen der Kochplatte und dem Reflektor angeordneten Halogenlampe, dadurch gekennzeich­net, daß jeder Halogenlampe (8) zwei im wesentlichen in Form parabelähnlicher Zylinderabschnitte ausgebildete Bereiche (15, 16) des Reflektors (14) zugeordnet sind.
2. Strahlheizkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­net, daß Enden (21′, 21˝) beider Bereiche (15, 16) sich aneinander anschließen, wobei der Abstand des Reflek­tors (14) zu der Halogenlampe (8) bei den Enden (21′,21˝) am kleinsten ist und daß die Enden (21', 22') im wesentlichen parallel zu der Mittelachse der Halogenlam­pe (8) verlaufen.
3. Strahlheizkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­kennzeichnet, daß an einer Kochplatte (2) zwei Halogen­lampen (8) angeordnet sind und der Reflektor (14) symme­trisch ausgebildet ist.
4. Strahlheizkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­durch gekennzeichnet, daß der Reflektor (14) der Halogen­lampe (8) zugewandt eine hochreflektierende Oberfläche aufweist.
5. Strahlheizkörper nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­net, daß der Reflektor (14) an der der hochreflektieren­den Oberfläche gegenüberliegenden Seite einen Belag höhe­ren Emissionsgrades aufweist.
6. Strahlheizkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­durch gekennzeichnet, daß der Reflektor (14) einstückig ausgebildet ist.
7. Strahlheizkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­durch gekennzeichnet, daß an der der Halogenlampe (8) ab­gewandten Seite des Reflektors (14) ein Temperatursensor angeordnet ist.
8. Strahlheizkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­durch gekennzeichnet, daß der der Halogenlampe (8) abge­wandten Seite des Reflektors (14) eine Gebläseeinrichtung zugeordnet ist.
9. Strahlheizkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da­durch gekennzeichnet, daß der maximale Abstand (25) zwi­schen Kochplatte (2) und Reflektor (14) etwa 20 mm be­trägt.
10. Strahlheizkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kochplatte (2) für eine Strahlung im Wellenlängenbereich von sichtbarem Licht bis mindestens 4 µm im wesentlichen durchlässig ist.
11. Strahlheizkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kochplatte (2) für eine Strahlung im Bereich des sichtbaren Lichtes im wesentli­chen undurchlässig ist.
12. Strahlheizkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Halogenlam­pen (8) eine Wendel mit über ihre Länge variierter Stei­gung aufweisen.
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