DE-102014106006-B4 - Heizelement mit Abschnitten verschiedener Heizleistungen sowie Gargerät

Abstract

Heizelement (10, 10', 10") für ein Heizsystem für Gargeräte, mit einem Träger (12), einer Heizschicht (14), die auf dem Träger (12) aufgebracht ist und eine Heizfläche mit einem Normalbereich (20) bildet, und wenigstens einem Funktionsabschnitt (18) der Heizfläche, wobei der Funktionsabschnitt (18) die spezifische Heizleistung der Heizfläche lokal verändert, wobei die Heizschicht (14) wenigstens teilweise eine Kohlenstoffnanoröhrchen-Dispersion und Wasserglas enthält.

Inventors

• Erfinder auf Antrag nicht genannt.

Assignees

• TOPINOX SARL

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20140429

Priority Date

20130503

Claims (14)

1. Heizelement (10, 10', 10") für ein Heizsystem für Gargeräte, mit einem Träger (12), einer Heizschicht (14), die auf dem Träger (12) aufgebracht ist und eine Heizfläche mit einem Normalbereich (20) bildet, und wenigstens einem Funktionsabschnitt (18) der Heizfläche, wobei der Funktionsabschnitt (18) die spezifische Heizleistung der Heizfläche lokal verändert, wobei die Heizschicht (14) wenigstens teilweise eine Kohlenstoffnanoröhrchen-Dispersion und Wasserglas enthält.
2. Heizelement nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass ein Bereich der Heizschicht (14) mit einer Schichtdicke, die sich von der Schichtdicke der Heizschicht des Normalbereiches (20) unterscheidet, den Funktionsabschnitt (18) bildet.
3. Heizelement nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet , dass der Funktionsabschnitt (18) ein Bereich der Heizschicht (14) ist, auf dem sich eine weitere Heizschicht (16) befindet.
4. Heizelement nach Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet , dass die Heizschicht (14) und die weitere Heizschicht (16) unterschiedliche Zusammensetzungen, insbesondere unterschiedliche spezifische Widerstände, haben.
5. Heizelement nach Anspruch 3 oder 4 , dadurch gekennzeichnet , dass die weitere Heizschicht (16) Kohlenstoffnanoröhrchen, insbesondere eine Kohlenstoffnanoröhrchen-Dispersion, enthält.
6. Heizelement nach einem der Ansprüche 3 bis 5 , dadurch gekennzeichnet , dass die weitere Heizschicht (16), die die Kohlenstoffnanoröhrchen, insbesondere die Kohlenstoffnanoröhrchen-Dispersion, enthält, Wasserglas aufweist.
7. Heizelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass auf dem Heizelement (10) ein Temperaturfühler vorgesehen ist, der eine Kohlenstoffnanoröhrchen, insbesondere Kohlenstoffnanoröhrchen-Dispersion, enthaltende Messfläche (28) aufweist und dessen Temperatur durch Widerstandsmessung bestimmt wird.
8. Heizelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass das Heizelement (10) gekrümmt ist oder eine Freiform bildet.
9. Heizelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass zwischen Träger (12) und Heizschicht (14) ein Dielektrikum (13) vorgesehen ist.
10. Heizelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass das Heizelement (10', 10") Stromverteiler (22) aufweist, die über die Heizfläche derart verteilt sind, dass eine durch elektrische Kontakte (24) erzeugte Stromdichte in der Heizfläche nahezu homogen ist.
11. Heizelement nach Anspruch 10 , dadurch gekennzeichnet , dass die Stromverteiler (22) auf dem Normalbereich (20) und/oder den Funktionsabschnitten (18) angeordnet sind.
12. Heizelement nach Anspruch 10 , soweit auf Anspruch 4 rückbezogen, dadurch gekennzeichnet , dass die Stromverteiler (22) zwischen den beiden Heizschichten (14, 16) angeordnet sind.
13. Heizelement nach Anspruch 10 , soweit auf Anspruch 4 rückbezogen, dadurch gekennzeichnet , dass die Stromverteiler (22) abschnittsweise an Stelle einer der beiden Heizschichten (14, 16) angeordnet sind.
14. Gargerät mit einem Heizelement (10, 10', 10") nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass das Heizelement (10, 10', 10") von außen an einem zu heizenden Gargutbehälter angebracht werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft ein Heizelement für ein Heizsystem für Gargeräte sowie ein Gargerät mit einem solchen Heizelement. Heizelemente für Gargeräte können aus einer Heizschicht bestehen, die aus einem elektrisch leitenden Material hergestellt ist. Beim Anlegen einer Spannung an die Heizschicht fließt durch diese ein Strom, und aufgrund des elektrischen Widerstands des Materials der Heizschicht erwärmt sich der stromdurchflossene Teil. Dabei ist die in Wärme umgesetzte elektrische Energie eines bestimmten Abschnitts der Heizschicht über weite Bereiche proportional zu dem durch die Heizschicht fließenden Strom. Üblicherweise ist die Heizschicht aus einem homogenen Material hergestellt und weist dadurch eine homogene Heizleistung auf. Trotzdem wurde eine ungleichmäßige Erwärmung des Gargutbehälters bzw. des darin enthaltenen Garguts festgestellt, wodurch eine genaue Kontrolle der Temperatur des Garguts stark erschwert ist. Zudem sind die Heizschichten der Heizelemente meist nicht ohne Störstellen, beispielsweise elektrische Kontakte, Befestigungsaussparungen oder Biegungen. Diese Störstellen verhindern eine homogene Aufwärmung der Heizschicht, da um sie herum Bereiche mit erhöhten Temperaturen, sogenannte Hotspots, entstehen. Derart inhomogene Temperaturverteilungen erschweren die Temperaturkontrolle zusätzlich. Aus der DE 10 2004 044 352 A1 ist ein Heizleiter für eine Heizeinrichtung eines Elektrowärmegeräts bekannt, der durch Stromdurchfluss Wärme erzeugt, wobei das Material des Heizleiters Carbon-Nanotubes aufweist. Zudem ist aus der DE 10 2009 003 135 A1 ein Haushaltsgerät zum Zubereiten von Lebensmitteln bekannt, mit einem Aufnahmeraum, in welchem das Lebensmittel zum Zubereiten einbringbar ist und in dem eine Zubereitungseinrichtung angeordnet ist, welche mehrere separat beheizbare Wärmezonen aufweist, wobei eine Wärmezone beheizende Heizeinrichtung als Bedruckung mittels eines Druckverfahrens an der Unterseite einer Platte der Zubereitungseinrichtung ausgebildet ist. Ferner offenbart die EP 0 069 298 A1 eine Kochplatte mit einem im beheizten Bereich eine im wesentlichen ebene Ober- und Unterseite aufweisenden flachen Kochplattenkörper, einer an der Unterseite des Kochplattenkörpers anliegenden elektrischen Beheizung, sowie einem Bodenblech und/oder einem Überfallrand. Der Kochplattenkörper ist von einem flachen Substrat aus gut wärmeleitendem, elektrisch isolierendem Material gebildet, auf dessen Unterseite eine Schicht aus Widerstandsmaterial aufgebracht ist. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Heizelement bereit zu stellen, das den zu heizenden Gargutbehälter bzw. das zu heizende Gargut gleichmäßig erwärmt. Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Heizelement für ein Heizsystem für ein Gargerät, mit einem Träger, einer Heizschicht, die auf den Träger aufgebracht ist und eine Heizfläche mit einem Normalbereich bildet, und wenigstens einem Funktionsabschnitt der Heizfläche, wobei der Funktionsabschnitt die Heizleistung der Heizfläche lokal verändert. Die Heizschicht enthält wenigstens teilweise eine Kohlenstoffnanoröhrchen-Dispersion und Wasserglas. Dadurch wird eine Heizschicht mit einer geringen Wärmekapazität bereitgestellt und eine Temperaturbeständigkeit der Heizschicht bis 500°C ermöglicht. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass ein Heizelement mit über die Fläche verteilter homogener Heizleistung eine ungleichmäßige Wärmeverteilung erzeugt, da verschiedene Bereiche des Heizelementes verschieden große Wärmeverluste erfahren. Beispielsweise ist der Wärmeverlust am Rand des Heizelementes größer als im Inneren. Um dem entgegen zu wirken, sind die Funktionsabschnitte vorgesehen, die die spezifische Heizleistung der Heizfläche lokal verändern, und zum Beispiel in den Randbereichen der Heizfläche eine größere Heizleistung bereitstellen. Dadurch können die Wärmeverluste der verschiedenen Bereiche der Heizfläche ausgeglichen werden. Somit werden eine homogene Wärmeverteilung und damit auch eine gleichmäßige Erwärmung des Gargutbehälters bzw. des zu garenden Garguts ermöglicht. Beispielsweise bildet ein Bereich der Heizschicht mit einer Schichtdicke, die sich von der Schichtdicke der Heizschicht des Normalbereiches unterscheidet, den Funktionsabschnitt, so dass der Funktionsabschnitt auf einfache Weise ausgebildet werden kann. In einer Ausführungsvariante ist der Funktionsabschnitt ein Bereich der Heizschicht, auf dem sich eine weitere Heizschicht befindet, wodurch die Heizleistung des Funktionsabschnittes eingestellt werden kann. Beispielsweise haben die Heizschicht und die weitere Heizschicht unterschiedliche Zusammensetzung, insbesondere unterschiedliche spezifische Widerstände, so dass der Unterschied der Heizleistungen genau eingestellt werden kann. Vorzugsweise enthält die weitere Heizschicht Kohlenstoffnanoröhrchen, insbesondere eine Kohlenstoffnanoröhrchen-Dispersion. Dadurch können die vorteilhaften Eigenschaften einer Heizschicht aus Kohlenstoffnanoröhrchen auch für