DE29903775U1

DE29903775U1 - Eigenbeheizbares Kochgefäß

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Publication number: DE29903775U1
Application number: DE29903775U
Authority: DE
Original assignee: SICERAM GmbH
Current assignee: SICERAM GmbH
Priority date: 1999-03-02
Filing date: 1999-03-02
Publication date: 1999-08-12
Anticipated expiration: 2009-03-03

Description

02.03.1999 06426-97 La/T/bs

SiCeram GmbH D-07751 Jena-Maua

Eigenbeheizbares Kochgefäß

Die vorliegende Erfindung betrifft eigenbeheizbare Kochgefäße, insbesondere Reiskocher, mit einem Behältnis für das Kochgut und einer elektrischen Heizeinrichtung.

Als eigenbeheizbare Kochgefäße sind beispielsweise Wasserkocher bekannt, mit denen Teewasser erhitzt werden kann. Zur Beheizung des Kochguts können im Inneren des Behältnisses freiliegende Heizwendeln eingesetzt werden, die jedoch zum einen schwierig zu reinigen sind, insbesondere leicht verkalken, und zum anderen nicht für das Erhitzen und Kochen fester Speisen geeignet sind. Es ist auch bekannt, die Heizeinrichtung außerhalb des Behältnisses anzuordnen und das Kochgut mittelbar durch Erwärmung der Wandungen, insbesondere des Bodens, des Behältnisses zu erhitzen. Solche Kocher besitzen jedoch oft einen relativ schlechten Wirkungsgrad und lange Ankochzeiten.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Kochgefäß der genannten Art zu schaffen, das die bekannten Nachteile aus dem Stand der Tech-

nik vermeidet. Insbesondere sollen ein hoher Wirkungsgrad und eine kurze Ankochzeit erreicht werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Kochgefäß der genannten Art dadurch gelöst, daß die Heizeinrichtung eine Heizplatte aus Hochleistungskeramik und einen damit in Flächenkontakt stehenden Heizleiter aufweist.

Solche Hochleistungskeramiken sind aufgrund ihrer Wärmeleitfähigkeit, ihrer zulässigen Oberflächenbelastung und ihres spezifischen elektrischen Widerstandes zur Verwendung als Heizplatten besonders geeignet. Die Wärmeleitfähigkeit solcher Hochleistungskeramiken kann in der Größenordnung von etwa 5-40 W/mK liegen. Der Widerstand solcher Hochleistungskeramiken ist ausreichend hoch, daß der elektrische Heizleiter unmittelbar an der Heizplatte angebracht werden kann, und kann in der Größenordnung von 10¹³ Ohm/cm liegen. Durch die Verwendung der Hochleistungskeramik-Heizplatte mit dem unmittelbar damit in Flächenkontakt stehenden Heizleiter erreicht das Kochgefäß einen hohen Wirkungsgrad und kurze Ankochzeiten. Die im Heizleiter erzeugte Wärme wird unmittelbar auf die Heizplatte übertragen. Das Kochgut kann mit niedrigem Energieverbrauch erhitzt und gekocht werden.

Obwohl bekannte Elektrokocher hinsichtlich ihrer Wirkungsgrade und Ankochzeiten seit längerem als unbefriedigend galten, wurde der Einsatz von Heizplatten aus Hochleistungskeramik mit damit in Flächenkontakt stehenden Heizleitern bei eigenbeheizbaren Kochgefäßen bislang gescheut. Derartige Heizeinrichtungen galten für diese spezielle Anwendungen als ungeeignet. Im Gegensatz zu herkömmlichen Kochern mit induktiven Heizern verursacht das erfindungsgemäße Kochgefäß keine starken Magnetfelder. Elektrosmog wird vermieden.

Vorzugsweise kann die Heizplatte aus einer Hochleistungskeramik auf der Basis von Siliziumcarbid oder Siliziumnitrid bestehen. Hierdurch besitzt die Heizplatte sehr gute mechanische, thermomechanische und chemische Eigenschaften.

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Die Heizplatte kann auch aus einer Hochleistungskeramik auf der Basis von Aluminiumnitrid bestehen. Eine solche Heizplatte ist besonders vorteilhaft, wenn das Kochgefäß bei tieferen Temperaturen im Bereich von etwa 250⁰C betrieben wird.

Der Heizleiter kann verschiedenartig ausgebildet sein. Eine bevorzugte Ausführung besteht darin, daß als Heizleiter eine Metallfolie vorgesehen ist, die gegen die Heizplatte gedrückt ist. Die Metallfolie kann selbsttragend sein, wodurch die Handhabung bei der Herstellung vereinfacht wird.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann der Heizleiter aus einer auf die Heizplatte aufgebrachten Metallschicht bestehen. Die Metallschicht kann aufgedruckt oder aufgedampft werden. In vorteilhafter Weise kann die Metallschicht auch durch Sputterverfahren auf die Heizplatte aufgebracht sein.

Um einen schnellen Wärmeübergang auf das Kochgut und dessen rasche Erwärmung zu erreichen, ist die Heizplatte in vorteilhafterweise unmittelbar mit dem Behältnis verbunden, insbesondere kann die Heizplatte den Boden des Kochgefäßes bilden. Das Behältnis kann als Napf ausgebildet sein, d.h. es besitzt keinen zusätzlich angebrachten Boden. Der Napf ist unmittelbar auf die Heizplatte gesetzt.

In Weiterbildung der Erfindung ist die Heizplatte mit dem Behältnis verlötet, wodurch eine haltbare und feste Verbindung zwischen Heizplatte und Behältnis erreicht wird. Zweckmäßigerweise wird zur Verlötung ein Weichlot, das bis ungefähr 35O⁰C temperaturbeständig ist, verwendet. Gemäß einer anderen Ausführung der Erfindung kann die Heizplatte mit dem Behältnis verklebt sein. Dies erleichtert die Herstellung des Kochgefäßes.

Die Verbindung zwischen Heizplatte und Behältnis kann auch formschlüssig oder kraftschlüssig unter Verwendung einer temperaturbeständigen Abdichtung, insbesondere einer Silikondichtungsmasse, bewerkstelligt sein. Auch hier ist die Heizplatte vorzugsweise unmittelbar mit dem Behältnis verbunden.

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In Weiterbildung der Erfindung ist die Heizeinrichtung gegen die Umgebung verkapselt. Sie ist gegen Feuchtigkeit abgedichtet und vor mechanischen Einwirkungen geschützt. Vorzugsweise ist die Heizeinrichtung in einem Gehäuse angeordnet, auf dem das Behältnis stehen kann. Zweckmäßigerweise kann das Gehäuse als ringförmige Hülse ausgebildet sein, mit der das Kochgefäß auf eine Arbeitsfläche abstellbar ist.

Um bestmögliche Kochergebnisse zu erreichen, kann für die Heizeinrichtung eine Temperatursteuerung vorgesehen sein, mit der die Erhitzung des Kochguts beeinflußt werden kann. Die Temperatursteuerung besitzt einen der Heizplatte und/oder dem Heizleiter zugeordneten Temperatursensor, um deren Temperatur zu erfassen. Vorzugsweise ist der Temperatursensor auf der Plattenunterseite, d.h. der Seite des Heizleiters angeordnet. Durch die Temperatursteuerung ist eine Regelung der Leistung möglich, die erforderlich ist, um ein vorgegebenes Temperaturniveau zu halten. Insbesondere bei Reiskochern ist es besonders vorteilhaft, wenn die erforderliche Temperatur des Kochgutes exakt steuerbar ist und der Reis die notwendige Zeit köcheln kann.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist ein Mikroprozessor vorgesehen, der ein Vorgabe von Temperatur und Koch- bzw. Heizzeit ermöglicht. Durch die Verwendung eines Mikroprozessors kann eine weitgehende Automatisierung des Kochvorganges erreicht werden.

Um bei dem eigenbeheizten Kochgefäß eine ausreichende Sicherheit zu erhalten, ist zweckmäßigerweise ein Überlastschutz vorgesehen.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht ferner darin, daß eine Thermoisolation auf der dem Behältnis abgewandten Seite der Heizeinrichtung vorgesehen ist. Hierdurch wird zum einen erreicht, daß das Kochgefäß auf seiner Außenseite keine hohen Temperaturen erreicht und ohne Probleme angefaßt bzw. auf eine nicht wärmebeständige Oberfläche gestellt werden kann. Zum anderen wird der Wärmeverlust verringert und die Heizleistung weitestgehend auf die Erwärmung

des Kochguts verwendet. In Verbindung mit einer Metallfolie als Heizleiter kann die Thermoisolation dazu verwendet werden, den Heizleiter gegen die Heizplatte zu drücken. Hierdurch sind keine weiteren Bauteile zum Andrücken der Metallfolie erforderlich.

Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der weiteren Beschreibung und der zugehörigen Zeichnung hervor, anhand derer ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert wird.

In der einzigen Zeichnung ist ein eigenbeheizbares Kochgefäß gemäß einer Ausführung der Erfindung im Querschnitt schematisch dargestellt.

Das Kochgefäß besitzt als Behältnis 1 einen tiefgezogenen Napf mit kreiszylindrischer Gestalt, dessen Umfangswandungen integral in die Bodenfläche übergehen. Ein zusätzlich angebrachter Topf- bzw. Behältnisboden ist nicht vorgesehen. Der Napf ist vorzugsweise aus Edelstahl ausgebildet.

Unmittelbar am Boden des Behältnisses 1 ist eine Heizplatte 2 von im wesentlichen ebener und kreisförmiger Gestalt vorgesehen. Die Heizplatte 2 ist direkt auf die Unterseite des Napfes 1 gesetzt. Der Napf 1 und die Heizplatte 2 sind miteinander verlötet bzw. verklebt. Die Lötschicht bzw. Klebeschicht ist mit der Bezugsziffer 3 bezeichnet.

Die Heizplatte der gezeigten Ausführungsform kann aus Siliziumcarbid, Siliziumnitrid oder Aluminiumnitrid bestehen.

Auf der Unterseite der Heizplatte 2 ist der Heizleiter 4 angeordnet, der in der gezeigten Ausführung eine Metallfolie ist, die gegen die Heizplatte angedrückt wird. Der Heizleiter 3 ist vorzugsweise mäanderförmig gestaltet.

Zur Wärmeabschirmung ist auf der Unterseite der Heizplatte 2 und des Heizleiters 4 eine Thermoisolation 5 vorgesehen, die als kreisförmige Platte ausgebildet ist.

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Die Thermoisolation kann aus verschiedenen Materialien bestehen, sie ist ausreichend dick, um eine ausreichende Wärmeabschirmung zu gewährleisten.

Vorzugsweise beträgt die Dicke der Isolationsplatte etwa 5-20mm, insbesondere etwa 10mm. Die Dicke der Heizplatte 2 kann im Bereich weniger Millimeter liegen, insbesondere etwa 3mm betragen. Die Heizeinrichtung des Kochgefäßes baut dementsprechend niedrig.

Die gesamte Heizeinrichtung ist im Inneren eines Gehäuses 6 angeordnet, das die Heizeinrichtung nach außen hin abkapselt. Das Gehäuse 6 besitzt eine ringförmige Hülse 7, an deren unterer Stirnseite eine Bodenplatte 8 angesetzt und befestigt ist. An ihrer oberen Stirnseite besitzt die Hülse 7 einen nach innen gerichteten Vorsprung, an dem die Heizplatte 2 sitzt. Die Heizplatte kann mit dem Vorsprung verlötet bzw. verklebt sein, wodurch der Innenraum des Gehäuses abgeschlossen ist. Die aufeinandersitzenden Sitzflächen des Hülsenvorsprunges und der Heizplatte 2 können nach Art einer Phase angeschrägt sein, wie die Zeichnung zeigt. Der Vorsprung wirkt als Anschlag bzw. Anlagefläche für die Heizplatte 2, die so nicht aus dem Gehäuse herausgedrückt werden kann. Sie kann von der Bodenseite des Gehäuses her in dieses eingesetzt werden.

Anders als in der Zeichnung gezeigt, ist es auch möglich, daß das napfförmige Behältnis 1 keine eigene Bodenfläche besitzt. Diese kann unmittelbar von der Heizplatte 3 gebildet werden, wobei das Behältnis 1 dicht auf den oberen Rand des Gehäuses 6 gesetzt ist.

Im Inneren des Gehäuses 6 ist ferner, wie die Zeichnung zeigt, eine Platte 9 vorgesehen, die unter der Thermoisolation 5 angeordnet ist. Mittels der Platte 9 kann der Heizleiter 4 über die Thermoisolation 5 gegen die Unterseite der Heizplatte 2 gedruckt werden. Hierzu können beispielsweise auf die Platte 9 drückende Druckmittel vorgesehen sein.

Zur Stromzuführung besitzt der Heizleiter 4 einen Elektroanschiuß 10, der auf der Außenseite der Mantelfläche des Gehäuses 6 angeordnet und an ein Stromkabel angeschlossen werden kann. Die Leitungsenden des Heizleiters 4 sind am Rand durch die Thermoisolation 5 und die Platte 9 hindurchgeführt. Der Elektroanschiuß 10 selbst ist durch die Hülse 7 hindurchgeführt. Zur Durchführung der Zuleitungen bzw. der Anschlußstücke sind in der Thermoisolation 5, der Platte 9 und der Hülse 7 entsprechende Durchgangsausnehmungen vorgesehen.

In der Zeichnung nicht dargestellt ist ein Temperatursensor zur Temperaturmessung auf der Plattenunterseite. Der Sensor ist auf der gleichen Seite der Heizplatte 2 wie der Heizleiter 4, angeordnet. Vorzugsweise ist der Temperatursensor in den Heizleiter 4 integriert.

Der gezeigte Kocher kann vorzugsweise mit Netzspannung von 230V betrieben werden. Gemäß einer anderen Ausführung kann das Kochgefäß mit einer Niedrigspannung von 12V - 60V bei einem Strom von 8OA betrieben werden. Bei dieser Niedrigspannungsausführung ist es vorteilhaft, zwischen dem Heizleiter und den elektrischen Versorgungsleitungen ein Leitungselement zwischenzuschalten, das einen Widerstandswert aufweist, der zwischen den Widerstandswerten des Heizleiters und der jeweiligen elektrischen Versorgungsleitung liegt. Hierdurch wird eine Überhitzung der Versorgungsleitungen vermieden. Insbesondere kann, ohne daß dies näher dargestellt ist, an dem freien Ende der Stromzuführung ein Kupferblock vorgesehen sein, der eine Übergangsverbindung zwischen der jeweiligen Zuführung und den elektrischen Versorgungsleitungen schafft. Darüberhinaus sind für den Niedrigspannungsbetrieb die Stromzuführungen zwischen dem Elektroanschiuß 10 und dem Heizleiter 4 mit etwa dem vierfachen Querschnitt gegenüber der eigentlichen Heizleiterbahn ausgebildet, so daß bezogen auf die gleiche Leitungslänge in den Zuführungen nur Vi der Leistung gegenüber einem gleichlangen Heizleiterstück umgesetzt wird. Hiermit ist sichergestellt, daß sich die Zuführungen zwischen dem Elektroanschiuß und dem eigentlichen Heizleiter nicht unerwünscht erhitzen.

Die Zeichnung zeigt zur Verdeutlichung des Aufbaus der Heizeinrichtung die Heizplatte 2, den Heizleiter 4, die Thermoisolation 5 und die Platte 9 voneinander beabstandet. Es versteht sich jedoch, daß die genannten Komponenten miteinander in Flächenkontakt stehen. Dies ist jedoch nicht notwendigerweise der Fall, wenn der Heizleiter 4 in Form einer Metallschicht auf der Unterseite der Heizplatte 2 aufgebracht ist.

Claims

02.03.1999 06426-97 La/T/bs SiCeram GmbH D-07751 Jena-Maua Eigenbeheizbares Kochgefäß Schutzansprüche

1. Eigenbeheizbares Kochgefäß, insbesondere Reiskocher, mit einem Behältnis für das Kochgut und einer elektrischen Heizeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung eine Heizplatte (2) aus Hochleistungskeramik und einen damit in Flächenkontakt stehenden Heizleiter (4) aufweist.

2. Kochgefäß nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Heizplatte (2) aus Siliziumcarbid oder Siliziumnitrid besteht.

3. Kochgefäß nach Anspruch 1, wobei die Heizplatte (2) aus Aluminiumnitrid besteht.

4. Kochgefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Heizleiter (4) als Metallfolie ausgebildet ist, die gegen die Heizplatte (2) gedrückt ist.

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5. Kochgefäß nach einem der Ansprüche 1-3, wobei der Heizleiter (4) aus einer auf die Heizplatte (2) aufgebrachten Metallschicht besteht.

6. Kochgefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Heizplatte (2) unmittelbar mit dem Behältnis (1) verbunden ist, insbesondere deren Boden bildet.

7. Kochgefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Heizplatte (2) mit dem Behältnis (1) verlötet ist.

8. Kochgefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Heizplatte (2) mit dem Behältnis (1) verklebt ist.

9. Kochgefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei für die Heizeinrichtung (2, 4) eine Temperatursteuerung vorgesehen ist, die einen der Heizplatte (2) und/oder dem Heizleiter (4) zugeordneten Temperatursensor aufweist.

10. Kochgefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Thermoisolation (5) auf der dem Behältnis (1) abgewandten Seite der Heizeinrichtung (2, 4) vorgesehen ist.

11. Kochgefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Heizeinrichtung (2, 4) gegen die Umgebung verkapselt ist.

12. Kochgefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Heizeinrichtung (2, 4) in einem Gehäuse (6), insbesondere einer ringförmigen Hülse, angeordnet ist, auf dem das Behältnis (1) steht.