EP0754918A1 - Sensoranordung für Kochstellenheizelemente - Google Patents
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- H05B3/746—Protection, e.g. overheat cutoff, hot plate indicator
Definitions
- the invention relates to a sensor arrangement for hotplate heating elements, which are either radiant heaters or mass heaters and are connected to cooktop layers, which consist of metallic or non-metallic materials of limited layer thickness.
- the object of the invention is therefore to create an effective and inexpensive monitoring method against breakage of radiant heaters and cooking surfaces of the type mentioned.
- the arrangement according to the invention for solving this problem is characterized in that a safety circuit fed by at least one monitoring sensor Turns off radiant heat sources and / or heat conducting heat sources in the event of an accident.
- An advantageous embodiment of the invention is characterized in that the monitoring sensor is formed from a monitoring conductor track which surrounds the heating source to be monitored. Further advantageous embodiments of the invention are contained in the subclaims. An embodiment of the invention is described below with reference to the drawing.
- FIG. 1 a heat-conducting plate with a monitoring sensor can be seen, which consists in particular of a heat-conducting carrier 1, a heating medium 2, electrical contacts 3 for the heating medium 2, the monitoring conductor 4, and the voltage supply contacts 7 for the monitoring conductor 4.
- the associated FIG. 2 shows a cooking surface, for example a glass ceramic cooking surface or glass surface, which is equipped with four individually monitored hotplates according to FIG. 1.
- the cooking surface 6 has a monitoring path 5 which surrounds all the cooking areas and signals breaks in the vicinity of the cooking area or in the glass ceramic cooking area.
- the heat sources at risk of breakage for example heat-conducting layer heat sources, are monitored for voltage, overheating and fatigue breaks by the application of at least one monitoring conductor track 4, 5.
- the monitoring path 4, 5 is connected to a safety circuit which switches off the radiant heat sources and / or heat conducting heat sources in the event of an accident. This usually happens in that the monitoring path 4, 5 is connected to the control circuit of a relay circuit which is connected in series to the respective radiator and switches it off at all poles if the monitoring path 4, 5 is interrupted in the monitoring circuit.
- the relay for controlling the safety circuit can be connected to a safety extra-low voltage by a separately feeding transformer.
- the requirements for the surveillance track are that it is sensibly protective is arranged around the heat sources, consists of sufficiently thin material, for example gold, nickel silver, graphite, and is applied by vapor deposition, sputtering or printing.
- the heating source to be monitored breaks, it can be assumed that the monitoring sensor 4, 5 also interrupts and thus triggers the safety circuit.
- Both the monitoring sensor or sensors and the heat source structure can be designed in different ways.
- the structural shape of the heat source to be monitored can be applied in a meandering manner, in spiral circular paths or in concentric circular paths. It makes sense to design the monitoring sensor so that it largely approximates the shape of the respective heat source.
- an inner and an outer monitoring sensor can be arranged which can switch off different heating circuits if they break, at least one of these several monitoring sensors 4, 5 additionally for pot detection purposes is usable. According to FIG.
- the arrangement also provides that the monitoring sensor is assigned to each cooking zone of a cooking surface and that the cooking surface itself additionally protects against breakage.
- the mass-determining electrical non-conductive layer of a silicon compound, for example silicon nitrite or silicon carbide the monitoring sensor must surround the at least one closed heating surface in a sealed manner.
- heat-conducting plates of the aforementioned type consist in particular in the fact that the heat-conducting sources equipped with carrier materials made of silicon nitrite or silicon carbide have a very short comparison heating time compared to previously known heating sources.
- the overall efficiency of such special heat-conducting plates is also above 80% and thus significantly higher than previously known heat source arrangements.
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Abstract
Sensoranordnung für Kochstellenheizelemente, die entweder Strahlungsheizkörper oder Masseheizkörper sind und mit Kochfeldschichten in Verbindung stehen, die nicht aus metallischen oder nichtmetallischen Materialien begrenzter Schichtdicke bestehen, wobei eine von mindestens einem Überwachungssensor (4,5) gespeiste Sicherheitsschaltung Strahlungsheizquellen und/oder Wärmeleitheizquellen in Havariefällen abschalten. <IMAGE>
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf eine Sensoranordnung für Kochstellenheizelemente, die entweder Strahlungsheizkörper oder Masseheizkörper sind und mit Kochfeldschichten in Verbindung stehen, die aus metallischen oder nichtmetallischen Materialien begrenzter Schichtdicke bestehen.
- Kommen Glaskeramik-Kochflächen, Glaskochflächen oder Heizungen, die auf Siliziumbasis des Trägermaterials beruhen zu Bruch, so kann es zu Netzspannungsberührungen der aufgesetzten Metalltöpfe kommen, welche durch die eindringende Feuchtigkeit in die Bruchfläche bedingt ist. Da es bisher ausschließbar war, daß solche Brüche diesbezügliche Folgen haben, erfolgte bei Beschädigung der vorgenannten Platten zunächst keine zwangsläufige Netztrennung. Werden Spezialwärmeleitplatten auf Silizium-Nitrit- bzw. Silizium-Karbitbasis verwendet, und kommt es infolge hoher thermischer Belastung zu Rissen oder Brüchen, so stellt sich dieser Vorgang besonders kritisch dar, da der jeweilige Heizleiter bei dem vorgenannten Trägermaterial entweder direkt aufgedampft bzw. gespattert ist oder beispielsweise als Graphitfolie ebenso direkt anliegt. Durch die begrenzte Dicke der genannten Silizium-Nitrit- bzw. Silizium-Karbitträgerschichten ist bei Bruch derselben mit einer notwendigen Netztrennung zu begegnen, um lebensbedrohliche Situationen infolge Kontaktierung der Netzspannung über Kriechstrecken mit den Topfböden zu verhindern.
- Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine wirksame und kostengünstige Überwachungsmethode gegen Bruch von Strahlungsheizkörpern und Kochflächen der genannten Art zu erstellen.
- Die erfindungsgemäße Anordnung zur Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß eine von mindestens einem Überwachungssensor gespeiste Sicherheitsschaltung Strahlungsheizquellen und/oder Wärmeleitheizquellen in Havariefällen abschaltet. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Überwachungssensor aus einer Überwachungsleiterbahn gebildet ist, die die zu überwachende Heizquelle umschließt. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.
Ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben. - Es zeigen
- Fig. 1
- einen Überwachungssensor auf einer Wärmeleitheiz quelle,
- Fig. 2
- eine Kochfeldanordnung mit Überwachungssensoren.
- Gemäß Fig.1 ist eine Wärmeleitplatte mit Überwachungssensor erkennbar, die im einzelnen aus einem wärmeleitenden Träger 1, einem Heizmedium 2, aus elektrischen Kontakten 3 für das Heizmedium 2, aus der Überwachungsleiterbahn 4, und den Spannungszuführungskontakten 7 für die Überwachungsleiterbahn 4 besteht. Die zugehörige Fig.2 zeigt eine Kochfläche, beispielsweise Glaskeramik-Kochfläche oder Glasfläche, die mit vier einzeln überwachten Kochstellen gemäß Fig.1 bestückt ist. Die Kochfläche 6 besitzt eine Überwachungsbahn 5, die alle Kochstellen umschließt und Brüche in Umgebung der Kochstelle bzw. in der Glaskeramik-Kochfläche signalisiert. Die bruchgefährdeten Heizquellen, beispielsweise Wärmeleitschichtheizquellen, sind durch das Aufbringen mindestens einer Überwachungsleiterbahn 4, 5 auf Spannungs-, Überhitzungs-, Ermüdungsbrüche hin überwacht. Dabei ist die Überwachungsbahn 4, 5 mit einer Sicherheitsschaltung verbunden, die die Strahlungsheizquellen und/oder Wärmeleitheizquellen in Havariefällen abschaltet. Dies geschieht in der Regel dadurch, daß die Überwachungsbahn 4, 5 mit dem Steuerkreis einer Relaisschaltung verbunden ist, welche in Reihe zu dem jeweiligen Heizkörper geschaltet ist und diese allpolig abschaltet, falls im Überwachungskreis eine Unterbrechung der Überwachungsbahn 4, 5 auftritt. Das Relais für die Steuerung der Sicherheitsschaltung kann dabei mit einer Sicherheitskleinspannung durch einen separat speisenden Transformator verbunden sein. Die Anforderungen an die Überwachungsbahn bestehen darin, daß sie sinnvoll schützend um die Heizquellen angeordnet ist, aus genügend dünnem Material besteht, beispielsweise Gold, Neusilber, Graphit, und durch Aufdampfen, Aufspattern bzw. Aufdrucken aufgebracht ist. Unter diesen Umständen ist es beim Bruch der zu überwachenden Heizquelle als sicher anzunehmen, daß der Überwachungssensor 4, 5 ebenfalls unterbricht und somit die Sicherheitsschaltung auslöst. Sowohl der oder die Überwachungssensoren als auch die Heizquellenstruktur können verschiedenartig ausgeführt sein. Die zu überwachende Heizquelle kann ihrer Strukturform nach meänderartig, in Spiralkreisbahnen oder in konzentrischen Kreisbahnen aufgebracht sein. Es ist sinnvoll, den Überwachungssensor so auszuführen, daß er sich der jeweiligen Heizquellenstrukturform weitgehend annähert. Für spezielle Ausführungsformen der Heizquelle, beispielsweise für geometrisch größere Heizflächen mit entsprechend größerer Gesamtheizleistung, kann ein innerer und ein äußerer Überwachungssensor angeordnet sein, der unterschiedliche Heizkreise abschalten kann, falls sie zu Bruch kommen, wobei mindestens einer dieser mehreren Überwachungssensoren 4, 5 für Topferkennungszwecke zusätzlich nutzbar ist. Gemäß Fig.2 ist außerdem anordnungsmäßig vorgesehen, daß der Überwachungssensor jeder einzelnen Kochstelle einer Kochfläche zugeordnet ist und die Kochfläche selbst ebenso gegen Bruch zusätzlich schützt. Im Fall der Ausführung der Kochstelle als Wärmeleitplatte, deren massebestimmende elektrische nichtleitende Schicht einer Siliziumverbindung, beispielsweise Silizium-Nitrit oder Silizium-Karbit ist, muß der Überwachungssensor die mindestens eine geschlossene Heizfläche dicht umgeben.
- Die Vorteile, die mit Wärmeleitplatten der vorgenannten Art verbunden sind, bestehen insbesondere darin, daß die mit Trägermaterialien aus Silizium-Nitrit bzw. Silizium-Karbit ausgerüsteten Wärmeleitquellen gegenüber bisher bekannten Heizquellen eine sehr kurze Vergleichsankochzeit besitzen. Auch der Gesamtwirkungsgrad solcher spezieller Wärmeleitplatten liegt oberhalb von 80 % und damit deutlich über bisher bekannten Heizquellenanordnungen. Um die möglicherweise bei höheren Energien auftretende Wahrscheinlichkeit eines Erwärmungsbruches zu beherrschen, ist es notwendig, die mit der erfindungsgemäßen Anordnung gegebene Sicherheit mittels Überwachungssensor vorzusehen.
Claims (11)
1. Sensoranordnung für Kochstellenheizelemente, die entweder Strahlungsheizkörper oder Masseheizkörper sind und mit Kochfeldschichten in Verbindung stehen, die aus metallischen oder nichtmetallischen Materialien begrenzter Schichtdicke bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß eine von mindestens einem Überwachungssensor (4, 5) gespeiste Sicherheitsschaltung Strahlungsheizquellen und/oder Wärmeleitheizquellen in Havariefällen abschaltet.
2. Sensoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Überwachungssensor (4, 5) aus einer Überwachungsleiterbahn gebildet ist, die die zu überwachende Heizquelle umschließt.
3. Sensoranordnung nach Anspruch 1, 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zu überwachende Heizquelle ihrer Strukturform nach meänderartig ist.
4. Sensoranordnung nach Anspruch 1, 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zu überwachende Heizquelle ihrer Form nach in konzentrischen Kreisbahnen oder Spiralkreisbahnen strukturiert ist, wobei der mindestens eine Überwachungssensor (4, 5) sich der jeweiligen Heizquellenstruktur annähert.
5. Sensoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für geometrisch und damit leistungsstärkere größere Heizflächen ein innerer und ein äußerer Überwachungssensor angeordnet ist.
6. Sensoranordnung nach Anspruch 1, 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Überwachungssensor (4, 5) für Topferkennungszwecke nutzbar ist.
7. Sensoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Überwachungssensor (4, 5) für bruchgefährdete Kochfeldanordnungen angepaßt ist.
8. Sensoranordnung nach Anspruch 1 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Überwachungssensor (4, 5) jeder einzelnen Kochstelle einer Kochfläche und dieser selbst zuordenbar ist.
10. Sensoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kochstelle eine Wärmeleitplatte ist, deren massebestimmende elektrische nichtleitende Schicht eine Siliziumverbindung ist.
11. Sensoranordnung nach Anspruch 1, 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kochstelle eine Wärmeleitplatte ist, deren massebestimmende elektrisch nichtleitende Schicht aus Silizium-Nitrit besteht.
12. Sensoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kochstelle eine Wärmeleitplatte ist, deren massebestimmende elektrisch nichtleitende Schicht aus Silizium-Karbit besteht.
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