NO800648L - Elektrisk varmeelement. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår et elektrisk varmeelement for'

oppvarming av mat o.l.

Dertil blir vanligvis benyttet kokeplater på hvis

varmeflate blir satt kokekar.

Den i Europa vanlig benyttede kokeplate, som f.eks. er kjent fra DE-OS 26 20 004 og det tilsvarende US-PS 4 122 330, har et støpelegeme med varmetråder anbragt i innlei-ringsmassé i spor på undersiden. Man prøver å forbedre denne kokeplaten med hensyn til en liten varmekapasitet og liten vekt, henholdsvis materialforbruk og samtidig opprettholde dens fordeler. På tross av at virkningsgraden til de kjente kokeplatene er god i stasjonær tilstand kunne det bli spart en videre energimengde ved å gjøre kokeforløpet kortere (oppkokingen)..

Det er videre blitt kjent kokeelementer som består av spiralmessig anordnede rørvarmelegeme som har et tre-. kantet tverrsnitt med en forstørret øvre kontaktflate på hvilke kokekarene blir plassert. En slik kokeplate er f.eks. kjent fra GB-PS 76 78 87 og DE-OS 27 51 991 (tilsvarende US-patentsøknad nr. 9 61 83 7]. På grunn av deres lave varmekapasitet har de spesielt ved oppkokningsforløpet en svært god virkningsgrad. Det blir imidlertid ofte funnet for-styrrende at varmelegemet ligger åpent og således er vanskelig å gjøre rent. Videre er ved utførelsen i følge GB-PS 76 78 87 kokeplaten gjennomslippelig for overkokende væske, hvilket er en stor ulempe.

US-PS 22 99 596 beskriver en utførelse ved hvilke trapesformede varmelister blir forbundet over likeledes trapesformede mellomstykker til en vidtgående jevn plate. Denne platen er imidlertid vanskelig å fremstille, og har således ikke fått noen utbredelse i praksis.

Videre er det fra US-PS 3 191 003, .3 632 983 og

3 789 189, kjent såkalte glasskeramiske komfyrer, ved hvilke kokeflaten består av en -glasskeramisk plate, og som blir oppvarmet fra undersiden ved hjelp av spiralformede viklede røroppvarmingslegemer i trekantform gjennom kontaktoppvarming. Dissé glasskeramiske platene.har rett nok den fordelen at

•de utgjør en lukket øvre kokeplate, som eventuelt kan rekke -

over flere kokestedér, men hår imidlertid den ulempen at glasskeramikkplaten er en dårlig varmeleder og dermed blir varmeovergangen fra undersiden til oversiden og varmefor-delingen dårlig. Varmeelementene må derfor bli bragt på

en svært høy temperatur for å gi en tilstrekkelig energi og den nøyaktige reguleringen av denne temperaturen ér vanskelig. - For å oppnå en bedre varmefordeling er det allerede fra US-PS 36 74 983 og u36 86 477 kjentmen utførelse av en glasskeramikkoppvarming, ved hvilken det er anordnet mellom glasskeramikkplaten og varmeelementet en varmefor-delingsplate av aluminiumsblekk, til hvilke det er loddet rørvarmelegemer. Denne utføringen antas imidlertid på grunn av den lave smeltetemperaturen til aluminium dg den høye nødvendige varmelédertemperaturen i drift å være svært kritisk og forbedrer derfor ikke vesentlig problemet ved glasskeramikkplaten.

Videre er det kjent fra DE-OS 20 21 17 7 og US-PS 38 26 898 forsøk med å frembringe en elektrisk kokeplate, som har en øvre plate av samme slags materiale, f.eks. kobber mellom to dekksjikt og rustfritt stål, som blir oppvarmet fra undersiden ved hjelp av dertil festede og på-loddede røroppvarmingslegemer. Den sammensatte platen sørger rett nok for en god varmefordeling, men er imidlér-tid ikke svært varmekapasitetsfattig. Dessuten utgjør loddingen av rørvarmelegemene vanskeligheter ved en eventuell serieproduksjon. Blir én lodding ikke utført så blir varme-kontakten dårlig. Videre er det fira tysk Gebrauchsmuster nr. 78 11 510 kjent .et varmeelement, ved hvilke et røropp-varmingslegeme er fast omhyllet av et dekkblekk. Derved blir imidlertid svært mye varme avledet og går således tapt. Under hensyntagende til denne teknikkens stand er ved en oppgave til foreliggende oppfinnelse å frembringe et elektrisk varmeelement, som er lett å fremstille og også etter lengre bruk fremdeles har en god varmegjennomgang av varmeelementet for å oppvarme mat.

Denne oppgaven blir ifølge oppfinnelsen'løst ved

.hjelp av et elektrisk varmeelement som er kjennetegnet ved

følgende: En av metallbestående overdel, hvis overside ut-gjør en kokeflate, en nedre, metallisk tildekningsdel, et mellom overdelen og tildekningsdelen utformet rom, i det minste et i det nevnte rom anordnet rørvarmelegemet med metallisk kappe, som har en avflatet stor kontaktflate til undersiden av overdelen og er lagt mot undersiden av overdelen ved"anvendelse av vakuum i varmeledende forbindelse.

Vakuumet blir i alle tilfeller benyttet til å' legge rørvarmelegemet mot undersiden av overdelen, som er uten spor og i det vesentlige er glatt. Ved en utførelse blir under vakuum foretatt en lodding mellom rørvarmelegem-et og overdelen, hvorved vakuumet på den ene siden sikrer et godt anlegg og på den andre siden sørger for en feilfri lodding. Vakuumet kan bli opprettholdt i rommet.på tross av at dette ikke er tvingende nødvendig.

Ved en annen foretrukket utførelsesform, ved

hvilke vakuumet blir opprettholdt i drift, sørger lufttrykket, som innvirker på det.evakuerte rommet i forbindelse med en ettergivende utførelse av overdelen og/eller underdelen, for at rørvarmelegemet er lagt mot undersiden av overdelen i varmeledende kontakt. Det er derved også mulig å legge inn en isolasjon mellom rørvarmelegemet og underdelen. Videre er det fordelaktig å avstøte rørvarmelegemet på en indre avstøttingsplate når overdelen er utformet ettergivende. Derved blir på tross av en svært ettergivende overdel og som har tilpasningsevne sørget for at den i de fleste tilfellene anordnedé rørvarmelegemespiralen blir flat og jevn.

Ved hjelp av foreliggende oppfinnelse er det blitt frembragt et elektrisk varmeelement som muliggjør en god varmeovergang fra rørvarmelegemet til det som skål bli kokt. Gjennom den relativt ubetydelige massen av overdelen og underdelen, som kan bestå av blekk, f.eks. rustfritt stålblekk,

ér varmekapasiteten svært lav, slik at virkningsgraden blir god såvel i stasjonær som også i skiftende drift. Foruten den foretrukkede anvendelsen av kokeplaten kan også varmeelementet ifølge oppfinnelsen være slik utformet at over-- delen utgjør umiddelbart en beholdervegg, f.eks. den til en-

elektrisk vannkoker.

Foretrukne utførelseseksempler av oppfinnelsen

er vist på tegningen.og skal i det følgende bli nærmere for-klart, hvor: Figur 1 viser et skjematisk tverrsnitt gjennom et som kokeplateutformet varmeelement,

figur 2 -4 viser enkelheter ved utførelsesformen, figur 5 viser varmeelement for et kokekar med en buet bunn,

figur 6 viser et tverrsnitt gjennom en vannkoker

med varmeelement,

figur 7 viser et snitt gjennom en ytterligere

foretrukket utførelsesform,

figur 8 viser en detalj ved en variant på figur 7,

og

figur 9 viser en ytterligere utførelsesform i

tverrsnitt.

Det på figur 1 viste elektriske varmelément 11 består av rustfritt stålblekk. (0,3-0,6mm tlykt) og har en overdel 1.2, som har en jevn, ringformet varmeflate 13,en omløpende sideveis utformet flens 14, en nedoverrettet ringformet kant 15 og en indre likeledes ringformet kant 16.

Undersiden av det ringformede varmeområdet blir likeledes tildekket av en preget blekk bestående underdel 17, som likeledes har en ytre og indre nedoverrettet kant 18,19. I den uoppvarmede middelsonen er det satt inn en sylindrisk hylse 20, som hår en øvre og en nedre flens og et temperaturfølerelement, f.eks. det bevegelige følerele-mentet 4 0 til en automatisk temperaturregulator 41.

Mot flensen 14 støtter seg en blekkring 21, som danner en seg mot eh komfyrplate eller kokested 4 4 av-støttende overløpskant 21.

Mellom overdelen 12 og underdelen 17 oppstår et rom 22, i hvilke der ligger et spiralformet anordnet rør-varmelegeme 23. Rørvarmelegemet har en metallisk kappe og en i en innleiring liggende varmemotstand. Kappen er trekantet formet slik at rørvarmelegemet 23 med sin øvre, i det

•vesentlige jevne trekantside ligger mot varmeflaten 12 innen-

fra, mens den ved underdelen i området til trekanthjørnet har kun én linjeformet berøring.

Rørvarmelegemet 43 er .avtettet gjennomført gjennom

en nedoverrettet tut 42.

Forbindelsen av overdelen og underdelen og rør-varmelegemet til disse skjer gjennom en lodding under vakuum. Deretter blir det lagt mellom veggdelen og rørvarmelegemet en loddefolie eller det blir strødd et loddepulver og etter evakueringen av rommene 22 blir loddingen gjennomført ved oppvarming av enheten. Oppvarmingen kan også utføres induk-tivt. Det danner seg derved en svært stabil kokeplate, som ikke tenderer til kasting. Når rørvarmelegemet også blir loddet til underdelen oppstår en stiv laminat struktur.

På figur 2 er vist en utførelsesform ved hvilke underdelen 17' er anordnet en vorteformet oppoverrettet ut-forming 24, som ved lodding sikrer en avstandsholding mellom over- og underdelen.

Avstøtningselementet 24 kan også være anordnet i

overdélen, henholdsvis i overr og underdel.

Ved utførelsesformen på figur 1 har den ytterste flensen 14 en nedre i det vesentlige jevn flate, og en dertil tilsluttende avskråning, som går over i kokeflaten 13.

På figur 3 er derimot flensen formet som en ombøyning av blekket til varmeflaten med 180°. Denne flensen kan enten umiddelbart eller under mellomkopling av en ovérløpskant ligge på overflaten til kokestedet.

Ved utførelsesformen ifølge figur 3 er såvel i overdelen som i underdelen anordnet innoverrettede preginger 26, som ligger henholdsvis mellom rørvarmelegemene og derfor i allminnelighet danner et spiralformet mønster på over- og undersiden. Denne innpregingen sørger på den ene siden for en avstivning av flensen, men muliggjør imidlertid.utvidelse i radial retning. Dette er spesielt fordelaktig, når inn-pregningen blir utført i løpet av et på loddingen følgende utretningsforløp.

Utførelsesformen ifølge figur 4 har likeledes innpregninger 26, imidlertid kun i overdelen. Flensen 14' - er også rettet utover og på skrå nedover og består av de sammenloddende eller sveisede kantene til overdelen og under- - delen 12<*>', 17''. Deri utgjør derved selv overløpskanten.

Figur 5 viser et varmeelement 11b, som i sin grunnoppbygning tilsvarer den på figur 1. Imidlertid er såvel overdelen 12b som underdelen 17b kuleformet velvet, slik at kokeflaten 13b har en konkav form. I denne kan et kokekar 36 med velvet bunn bli satt, f.eks. en kinesisk "Wok". Dén veivede utføringen utgjør en ekstra forsterkning. Også her er anordnet et følerelement i midten, hvorved dét midtre følergjennombruddet sørger for en ekstra sammenholding av over- og underdelen.

På figur 6 er vist en vannkoker 31, som har et kar 32 med lokk og tut og en bunn 33, som er utformet av overdelen 12a til varmeelementet, som er opptatt av et hus 34 i form av en oppover åpen skål, som står på bein.

Overdelen 12a danner kraveggen, henholdsvis kar-bunnen mens underdelen 17a er loddet til denne. I forbindel-sesområdet er tildekkingen og varmeflaten oppoverrettet og loddet med veggen til karet 32. Rørvarmelegemet 23 er loddet inn under vakuum. Kar og varmeelementenheten blir festet ved hjelp av en.skruebolt 35 til huset 34.

På figur 7 er vist en spesielt foretrukket ut-førelsesform av et elektrovarmeelement', ved hvilke overdelen 12c består av et svært tynt blekk av rustfritt stål i størrelsesorden fra 0,2 til 0,3mm tykkelse. Dette blekket har flateområder, som danner den egentlige kokeflaten 13c og er fra undersiden i flatemessig kontakt med det spiralformede anordnede rørvarmelegemet 23 med trekantet tverrsnitt. Mellom varmeflateområdet 13c er innpreget forsenk-ninger 26c,.som forsterker ettergivbarheten og fleksibili-teten til den tynne overdelen.

I kantområdet er overdelen skålformet skrått nedoverrettet og utført med en ombøyning 50 om den likeledes nedoverrette.de ytre kanten 51 til underdelen 17c. I dette området er begge delene forbundet tett til hverandre ved hjelp av lodding eller sveising.

Underdelen 17c består av et vesentlig tykkere

-blekkmateriale og utgjør en stabil bæreskål. Den griper

med kanten 14c over en oppoverrettet kant av komfyrplaten 44c og blir festet til komfyrplaten 44c ved hjelp avoen bøyel 52 og en i underdelen 17c sveiset mellombolt 53.

I den flate skålformede underdelen 17c er anordnet et isolasjonssjikt 54, som kan bestå av vilkårlig varmebestandig, fast, fibret eller granulert isolermateri-ale, som fortrinnsvis er formet i form av en skive. Foretrukket ef et under navnet "Fiberfrax" kjent anorganisk fibermateriale.

På isolasjonsmaterialet 54 ligger en avstøtnings-plate 55 av metall eller et starr isolasjonsmateriale. Ved den jevne avstøtningsplaten 55 støtter seg det nedre topp-punktet til det trekantformede rørvarmelegemet 23.

I underdelen 17c er i kantområdet tett plassert en rørformet avsugnihgsstøtte 56, som rager inn i det om varmelegemet dannede rom 22c. Over avsugningsstøtten 56 blir rommet 22c evakuert mellom over- og underdelen. Av-sugningsstøtten blir så sammentrykket ved sin nedre ende 57 og loddet eller sveiset tett, slik at vakuumet blir opprettholdt. Derved blir den relativt tynne, membranaktige overdelen 12c trykket nedover på grunn av atmosfæretrykket og presser, seg mot rørvarmelegemet 23, som på sin side igjen blir trykket mot platen 55, som støtter seg over isolasjonssjiktet 54 mot underdelen 17c. Når det blir benyttet et svært bløtt isolasjonssjikt, f.eks. et som består av granu-lat, er det mulig å forbinde avstøtningsplaten 55 over støtten med underdelen 17c, hvorved det imidlertid skulle bli frembragt minst mulig varmebroer til underdelen.

Ved dette varmeelementet sørger underdelen 17c for en tilstrekkelig bærevirkning, mot isolasjonen mot undersiden er utmerket og kontakten til rørvarmelegemet til den membranaktige overdelen blir alltid opprettholdt gjennom virkningen av lufttrykket. Derved sørger avstøttingsplaten for en jevn flate på tross av at overdelen selv er fleksibel. Vakuumet fører til en god isolasjon mot undersiden. Fremfor alt er den massen som skal oppvarmes liten. Den består faktisk talt kun av rørvarmelegemet og den svært tynne over-,'delen. Man får således en svært varmekapasitetsfattig koke plate med den beste isolasjonen nedover, som gir en god virkningsgrad såvel i stasjonær som i vekseldrift. Kokeflaten er imidlertid lukket og lett å gjøre ren og kokende væske kan ikke renne igjennom.

Figur 8 viser en utførelse ved hvilke varmeelementet er likt det på figur 7 med unntak av kantutformingen. Det er anordnet i en komfyr, som består av en komfyrplate

44d og en deri utformet skålformet fordypning 58, i hvilke varmeelementet er anordnet. På grunn av fordypningens 58 skrå oppover seg utvidende vegger er også kanten 14d til varmeelementet ved en i det øvrige samme forbindelse av< 'overdelen og underdelen som på figur 7 i motsetning til denne utformet videre konisk, slik at varmeelementet innføyer seg passende i fordypningen 58.

Figur 9 viser en utførelse som har en av et.: noe tykkere blekk fra 1 til 2,5mm tykkélse bestående overdel 12e, hvis overside danner en jevn kokeflate 13e.

Kantene 50e er koniske nedover avskrånet og omgir en oppoverrettet kant til en komfyrplate 44e. Kanten 50e er tett forbundet med en underdel 17e, som er. fremstilt i form av et tynt bølget og ettergivende metallmembran av svært tynnveggede blekk (0,2 til 0,3mm). Et isolasjonssjikt 54e ligger i dennes skålformede metallbelgen. I dette til-fellet består isolasjonssjiktet av et formfast isolasjonsmaterialet, og derfor ligger rørvarmelegemespiralen 2 3 med sin underside direkte på isolasjonssjiktet 54e. Rommet 22e mellom overdelen og underdelen er evakuert, slik at den ettergivende underdelen 17e.under påvirkning av uteluft-trykket trykker isolasjonssjiktet 54e mot rørvarmelegemet og trykker denne til en flatemessig anslag mot undersiden av overdelen 12e. Når det er tale om vakuum så blir det her ment et visst forminsket lufttrykk. Vakuumet må ikke være spesielt høyt da ellers de oppstående kreftene er tilstrekkelig allerede ved et mindre vakuum. Ved størrelsen på vakuumet kan ved figur 9 også en viss gjennombøyning av platen 12e bli mer bestemt. Da den oppvarmede kokeflaten vanligvis

tenderer mot å veive seg oppover virker lufttrykket i dette

•tilfellet i motsatt retning og sørger for at jevnheten blir

opprettholdt ved riktig dimensjonert overdel og vakuum derfor.-Det er klart at varmeelementet ifølge foreliggende . oppfinnelse er lett og er fremstillbart med liten varmekapasitet. Derved er varmeoverføringen til kokeflaten spesielt god da varmelegemet med store flater ligger i mot denne, og, også er loddet til den. Derimot er varmetapet nedover for-ringet. Stivheten til totalkonstruksjonen er stor. Vakuumet mellom over- og underdelen sørger også for at det ikke fore-kommer korrosjon eller oksydasjon: i det indre området og for-minsker konvektiv varmetap.

Claims (19)

1. Elektrisk varmeelement-for oppvarming av mat eller lignende, karakterisert ved en av metall bestående overdel (12), hvis overside utgjør en kokeplate (13), en metallisk underdel (17) som dekker undersiden av varmeelementet, og et mellom overdelen (12) og underdelen (17) utformet rom (22), i det minste et i det nevnte rom (22) anordnet varmelegeme (23) med metallisk kappe, som har en avflatet stor kontaktflate mot undersiden av overdelen (12) og er lagt mot undersiden av overdelen (12) ved anvendelse av et vakuum i varmeledende forbindelse.

2. Varmeelement ifølge krav 1, karakterisert ved at det rørvarmelegemet (23) inneholder rom (22) mellom overdelen (12) og underdelen (17) er til stadig-het avlukket og evakuert.

3. Varmeelement ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at varmelegemet (23) har et tre-kantformet tverrsnitt med en trekantside liggende mot undersiden av overdelen (12) og med et itrekanthjørne liggende ann mot underdelen (.17) .

4. Varmeelement ifølge et av de foregående kravene, karakterisert ved at det er utført i form av en kokeplate med en kokeflate (13) på hvilke kokekaret (36) kan umiddelbart settes.

5. Varmeelement ifølge et av de foregående kravene, karakterisert ved at overdelen (12a) danner en bholdervegg, f.eks. til en vannkoker eller lignende.

6. Varmeelement ifølge et av de foregående kravene, karakterisert ved at det har en ytre flens (14) til opptak av en komfyr-fordypningsutsnitt overgripende overløpskant (21).

7. Varmeelement ifølge et av de foregående kravene, karakterisert ved at en ytre flens (14',14c, 14d) danner en med komfyrplateutsnittet sammenvirkende kant.

8. Varmeelement ifølge et av de foregående kravene, karakterisert ved det har et midtre gjennom-brudd i hvilke område er utformet en fra overdelen (.12) ned over utformet kant. (16) av overdelen, som er tett forbundet med underdelen.

9. Varmeelement ifølge et av de foregående kravene, karakterisert ved at overdelen (12) og underdelen (17) har respektive nedoverrettede og med hverandre loddede eller sveisede kanter.

10. Varmeelement ifølge et av de foregående krav, karak"terisert ved at det rager avstøtnings-elementer (24,25) gjennom det rørvarmelegemet inneholdende rom (22).

11.. Varmeelement ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at i overdelen (12] og/ eller i underdelen (17) er foretatt fortrinnsvis spiralformede eller omlø pende innpregninger (26,26c) i det mellom varmelegemene (23) liggende område.

12. Varmeelement ifølge et av de foregående krav, • karakterisert ' ved at utføringen av varmelegemet (23). av rommet (22) skjer ved tutaktige gjennom-føringer (42) i underdelen (17) og at varmelegemet (23) er loddet eller sveiset tett sammen med kantene til tuten.

13. Varmeelement ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at overdelen (12) og rør-varmelegemet (23) er loddet sammen med hverandre under, vakuum.

14. Varmeelement ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at over- og/eller under-, delen (12,17) består av tynt blekk.'

15. Varmeelement ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at den tette forbindelsen skjer i området til den ytre flensen (14c, 14d) og at over-, og underdelen (12,17) er ombøyet med hverandre der.

16. Varmeelement ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at over- og/eller underdelen (12c, 17c; 12e, 17e) er således ettergivende utformet at de under virkning av det i det evakuerte rommet virkende atmosfæretrykk presser rørvarmelegemet (23) mot undersiden av overdelen (12c,12e).

17. Varmelement ifølge krav 16, kara k- teri-' sert ved at over- eller underdelen (12c,17e) er ut^-formet tynnvegget som et membran -med utvidelsesområde og at den andre delen (17c,12e) ér utformet tykkvegget med en tilstrekkelig stivhet for å bære varmeelementet.

18. Varmeelement ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at i rommet (22) er anordnet et"isolasjonssjikt (54).

19. Varmeelement ifølge krav 18, karakterisert ved at isolasjonssjiktet (54) og rørvarmelegem-et (231 er anordnet en avstøtningsplate (55).