专利名称：具有由玻璃或玻璃陶瓷制成的非平面多维形状的烹饪面的灶具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种灶具，它有一个用玻璃或玻璃陶瓷制成的非平面多维形状的烹饪面，在该烹饪面的内边上烹调食物并给其外表面配备一个用于食物加热的加热装置。
背景技术：
具有用易碎材料制成的烹饪面的灶具典型地包括一个用玻璃或陶瓷或玻璃陶瓷做的平坦的烹饪板，在烹饪板的上表面上放置烹饪器具，烹饪板具有烹饪区，这些烹饪区用平面加热体从下面进行加热。
按已知方式(EP0853444 A2，DE19835378 A1)，作为烹饪板材料地使用了氧化物陶瓷和非氧化物陶瓷如Si3N4或SIC，但尽人皆知的是，使用具有热膨胀系数小的玻璃或玻璃陶瓷，最好是采用玻璃陶瓷烹饪板，其商标CERAN是众所周知的。这种玻璃或玻璃陶瓷烹饪板用平面辐射加热器件从下方进行加热。辐射加热器件一般是电加热形式的；但也可以成燃气辐射烧嘴的形式。
在这段时间里，公开了一些方法，它们能够三维地形成玻璃陶瓷板。因此，利用这些方法，也可以将用玻璃陶瓷制成的烹饪板成形为一个三维的凹陷烹饪面，该烹饪面总体上起到烹饪区的作用，也就是说，食物平摊在其中进行烹调。槽形装置如以商标Cook-In为人所知，半球形装置如以商标CERAN WOK和从DE 19906520 A1中为人所知，因此，它们均属于现有技术。此外，食物可直接在烹饪凹面的内表面上进行烹调。但在如上述德国文件提到的Wok装置中，通常使用金属的Wok烹饪器具来直接烹调食物，该烹饪器具安放在玻璃陶瓷面的半球形凹面中。
上述灶具也都是利用平面辐射加热器件来加热，这些加热器件以一定间距位于被加热烹饪面的下方。在这里，热传导以辐射和导热的方式实现。
但是，在槽形灶具下方的平面辐射加热器件的工作效率要比平面烹饪板低得多，这是因为离烹调食物的距离平均较大之故。因此，为了达到相同的烹饪效率，加热必须以较高功率和在较高温度下进行，从而降低了经济效益。尤其是对半球形WOK灶具来说，情况更是如此，在这种灶具中，为了实现有意义的操作，很快速的烹饪时间具有很高的有效值。在WOK灶具中，例如可烹饪短暂炸过的食物，这种烹饪不能长时间进行。因此，这种WOK灶具的功能在缓慢加热的情况下总的说来是成问题的。为了在这方面改进三维形状的灶具的加热，必须为每个凹槽体设计出一个在几何形状上匹配于凹槽形状的加热器，其成本往往因生产件数较少而明显增高，因而使这种灶具不经济。
发明内容
本发明的任务是提供上述类型的有一个非平面多维形状的且由玻璃或玻璃陶瓷做成的烹饪面的灶具，其中在烹饪面的内表面上烹调食物并给烹饪面外表面配备了食物加热器，本发明灶具在加热器方面是如此设计的，即它能有效地工作。在这里，加热器可以低成本地制造并且可简单地安装。此外，该加热器可按照灶具的特定使用目的而针对热量分配和可控性进行简单调适。
根据本发明，上述任务的解决是通以下措施完成的，即加热器由一个电阻式电加热器构成，该电阻式电加热器与用玻璃或玻璃陶瓷做成的烹饪面直接接触地被涂覆在其外表面上。
因此，本发明提出的加热器不再由常规的辐射加热器件构成。确切地说，加热通过直接接触由玻璃陶瓷或玻璃做成的烹饪凹面来进行。
由于烹饪面和加热器固定连接，所以提高了效率，大大地改善了控制性能并缩短了烹调时间。这样，改善了整个烹饪系统的功能性。
在直接加热的情况下，加热器件的低材料成本和低加工成本都对对产品收益是有利的。在整个加热区内的均匀热量输入本发明加热器的另一个重要优点。
因为电阻加热器可具有一个任意大小的且其几何形状能覆盖一个任意形成的烹饪面区域的结构，所以，在烹饪面上可实现不同的热量输入。
电阻加热可按不同的方式方法来实现。
根据本发明的一个改进方案，灶具可以特别简单地形成，即当电阻加热器由至少一个具有正温度系数的电阻材料构成的导电层制成时，该导电层包括所属的连接电极在内地被涂覆在烹饪面的外表面上。
导电层即热敏电阻可按不同的方式方法来设计。
本发明的第一实施形式规定，成表面加热器形式的导电层平面覆盖着烹饪面的外表面并且它由一层薄的氧化锡做成并配有用金属厚层制成的连接电极。
这种用氧化锡(SnO2)做成的薄层加热元件被涂覆在玻璃基体上，这是已知的做法(WO 00/18189)。它们可以简单地通过喷涂、浸渍或采用CVD法(化学汽相淀积法)涂敷而成。形成电极的金属厚层最好是印上去的。此外，电阻最好如此布置，即能调节出一个均匀的场分布并由此调节出均匀加热，如果有关灶具按一般要这样做的话。
一种可目的明确地调节出热量分布的加热可能性可以这样的灶具设计来获得，即导电层由印制导线形成，它们按预定几何结构并包括所属连接电极在内地被涂覆在烹饪面外表面上，其中所述接触面均在印制导线的两端上。
通过印制导线结构，可以很精确地局部限制热量输入，这对某些形状的烹饪凹体可能有很大益处。
在这种印制导线实施方式中，印制导线最好成厚层电路形式，它们由具有大量金属成分的导电膏如含银的合金剂做成。在平坦烹饪面的下表面上涂上上述热敏电阻也是已知的(EP 0069298 A1，EP 0861014 A1)。
此外，该印制导线最好以丝网印刷方式涂敷上去。印制导线也可以采用象线材金属喷涂这样的方法直接作为金属导体来淀积形成。
为获得几何形状结构，需要对烹饪面底面进行相应的掩膜处理，以便得到导线布局。在这里，这种布线几乎可以随意布置在所选择的烹饪区部位上。
如果印制导线以蜿蜒形状来涂敷的话，则可获得突出的优点，尤其是对槽形烹饪凹面来说。
为了目的明确地微调在印制导线结构中的热量分布，印制导线结构是如此设计的，即印制导线在预定区段内具有不同的宽度和/或厚度。这样，如在具有蜿蜒的印制导线结构的槽形烹饪面情况下，可分别在最深部位上形成一窄的印制导线段，以便在该处考虑到最大的热量输入。
根据本发明的一个改进方案，导电层被分割成可彼此分开地工作的加热电路是特别有利的。
与各段加热功率变化有关地，可给烹饪区的不同部位局部配备不同热量输入并可以相互独立地进行调节。
玻璃陶瓷的电阻具有NTC-特性(负温度系数特性)，就是说，在温度不断升高时，电导率明显递增。为了抑制在金属锅或玻璃陶瓷表面与加热导体之间的流通电流，前提条件就是一电绝缘层，这样才能让灶具工作。为此，根据本发明的一项设计方案，在烹饪面底面和电阻加热器之间涂有一个绝缘层。该绝缘层可以由一陶瓷材料如SiO2构成，按照WO00/19774，或者由Al2O3或ZrO2构成，按照FR 2744116。此外，还可以使用搪瓷层，根据EP 0222162 B1、DE 19845102 A1及EP 0381792。
用于绝缘层涂敷的可行方法有熔胶法(溶胶悬浮法)、气相淀积法(CVD、PVD法)、溅射法及热喷涂法如火焰喷涂法或等离子喷涂法。
下面将参照附图所示实施例来详细说明本发明。附图所示为图1是一灶具的透视图，它有一个Wok烹饪面和一平面电阻加热器，该加热器由一个涂覆在烹饪面外表面上的薄导电层构成；图2是图1所示的灶具的一个横断面视图；图3表示图1所示灶具，但它有两个可分开控制的平面加热电路；图4以透视图表示图1所示的Wok灶具，但它有一个由印制导线构成的电阻加热器，所述印制导线以热盘管形式涂覆在Wok灶具凹面的周围；图5与图4相似地表示一灶具，但它有两个分开的加热电路；图6以示意图表示一灶具，它有槽形烹饪凹面和蜿蜒布置的电路。
具体实施例方式
图1、2以两个不同的视图表示本发明的第一实施例。在本实施例中，作为烹饪面地用玻璃陶瓷形成一个半球形烹饪凹面1，它具有Wok容器的构造，在该烹饪面有烹调食物2。在将本发明提出的电阻加热器涂在烹饪凹面1的清理好的外表面上之前，必须在此外表面上涂上一层金属掩膜，其厚度约为2mm。利用气相等离子喷涂法，涂上一个例如由Al2O3组成的绝缘层3，其层厚度是如此选择的，即得到一个约3750V的介电强度。该绝缘层3保证了在较高温度下是导电的玻璃陶瓷烹饪面与电阻加热器之间的电绝缘，以下将说明电阻加热器。
按图1和2所示的实施例，在底下的绝缘层3上，整面地涂上一个表面加热器4，它例如成一由氧化锡(SnO2)构成的薄导电层4的形式。这种涂敷最好采用CVD法进行，当然也可采用其它生产薄层的方法。随后，借助丝网印刷法或喷涂法，在烹饪凹面的中心点或在导电层4的边缘部位上环绕地涂上一个例如由银组成的电极层5或6。电极则通过被压紧的弹簧7及8与负载导线9和10相连，该负载导线本身与一电源11相连。
通过所示的电极配置，保证了均匀的径向的场分布并由此也保证了均匀加热。
在图1、2所示的表面加热器的实施例里，整个面都设计成一个唯一的加热电路。图3示出一个与图1和图2所示相似的实施形式，不过，该表面加热器被划分开，就是说，通过两个彼此分开的薄电阻层4a和4b环绕地设有两个分开的加热电路。为了连接这两个加热电路，除电极层5、6外还设有一个居中的环形电极12即一中间抽头，该电极经过一条居中负载导线13被引到一个电源配电器14上。
若在配电器14的极a)和b)上接入电压，则上加热电路即薄层区4a被激活；若在极b)和c)上接入电压，则下加热电路即薄层区4b被激活。
通过两个加热电路上的层厚度和/或材料成分的变化，便可不同地设计电能输入。
如果Wok灶具凹面1的底部例如配备有一个电阻较低的电阻层4b，则这里的热量便可单独地以较高强度输入，正如在Wok灶具中所希望的那样。
代替图1至3所示的面加热器，也可以通过具有预定几何形状的电阻印制导线来加热Wok灶具的烹饪凹面1。
这样的第二实施形式在图4、5中示意地示出了。在烹饪凹面的底面上或涂敷于其上的绝缘层上，分别成加热盘管形式地涂上一个金属印制导线15，其中，在图4中，按照图1、2所示实施形式地只设有一个整体的加热电路，而在图5中，按照图3所示实施形式地设置有两个可分开工作的加热电路15a、15b。
电路15的涂敷最好是经过银导电膏并借助丝网印刷法来实现，随后在500℃-600℃进行焙烧，或者通过掩膜处理和直接的CNC支持的(计算机化数字控制支持的)金属或合金如NiCR的线材金属喷涂来实施。在这里，印制导线两端呈三角形延伸出去并借助弹簧接点与负载导线9、10及13接触。
印制导线15可以按照不同的线轨密度来涂敷。因此，例如按照图4中所示，在很多绕组的高印制导线密度的情况下，比边缘更多地给烹饪凹面的底部输入热量。
这种不相等的热量输入也可通过印制导线宽度的变化来实现。
在图5所示的实施形式中，将印制导线列分成两个加热电路15a、15b，其中在这两部分中的印制导线密度(距离和宽度)是相等的。下加热电路15b由于按比例讲有较小的印制导线长度(因底部上圆周较小之故)而具有较小的电阻，因而它具有比上加热电路15a更高的功率。在这两个加热电路同时工作时，整个烹饪区在整个面上受到很均匀的加热，但是以不同的热量输入实现的。
在此情况下，也可通过两个加热电路中的不同的印制导线宽度和/或不同电阻材料来实现热量输入的变化。
在图6中示出了本发明的一个与一槽形烹饪凹面16有关的实施形式。成印制导线17形式的加热电路例如被蜿蜒地涂覆上去。在这个实施形式中，也可以在槽周边上进行不不同的热量输入，例如通过印制导线17的不等宽度。在中心部位上即在烹饪凹面最深处的电路宽度的减小造成电阻减小。因而，底部受热较强。
权利要求
1.一种灶具，它具有用玻璃或玻璃陶瓷制成的非平面多维形状的烹饪面，在该烹饪面的内表面上烹调食物并给该烹饪面的外表面配备用于加热食物的加热器，其特征在于该加热器由一电阻式电加热器组成，该电阻加热器是与用玻璃或玻璃陶瓷制成的烹饪面直接接触被涂覆在该烹饪面的外表面上。
2.按权利要求1所述的灶具，其特征在于，该电阻加热器由至少一个用具有正温度系数的电阻材料制成的导电层(4，15，17)形成，该导电层包括所属连接电极(5，6，12)在内都被涂覆在该烹饪面的外表面上。
3.按权利要求2所述的灶具，其特征在于该导电层成面加热器的形式并且以面方式覆盖该烹饪面的外表面，该导电层由一种氧化锡薄层(4)构成并具有由金属厚层构成的连接电极(5，6，12)。
4.按权利要求2所述的灶具，其特征在于该导电层由印制导线(15，17)形成，这些印制导线按预定几何形状结构并包括所述的所属连接电极在内地被涂覆在该烹饪面的外表面上。
5.按权利要求4所述的灶具，其特征在于所述印制导线成厚层印制导线形式，它们由含有大量金属成分的导电膏形成。
6.按权利要求5所述的灶具，其特征在于该导电膏由一种含银的合金构成。
7.按权利要求4-6之一所述的灶具，其特征在于所述印制导线是用丝网印刷法涂上去的。
8.按权利要求4-7之一所述的灶具，其特征在于所述印制导线(17)是按照蜿蜒结构涂上去的。
9.按权利要求4-8之一所述的灶具，其特征在于所述印制导线在预定区段里具有不同的宽度和/或不同的厚度。
10.按权利要求2-9之一所述的灶具，其特征在于该导电层被分割成可彼此分开地工作的加热电路(4a，4b；15a，15b)。
11.按权利要求1-10之一所述的灶具，其特征在于在该烹饪面的底面和该电阻加热器之间涂有一个绝缘层(3)。
12.按权利要求11所述的灶具，其特征在于该绝缘层(3)由一种陶瓷材料构成。
13.按权利要求11所述的灶具，其特征在于该绝缘层(3)由一种搪瓷层形成。
全文摘要
在这样的烹饪面的内表面上，直接或间接地烹调食物。在该烹饪面的外表面上布置食物加热器，该加热器典型地由一平面辐射加热器件形成。为使在整个烹饪面上的热量输入达到最佳，本发明规定，该加热器由一电阻式电加热器构成，该电阻加热器直接与用玻璃或玻璃陶瓷制成的烹饪面接触地被涂覆在烹饪面的外表面上。该电阻加热器可以由一表面加热器(4)或由盘绕的印制导线构成。
文档编号H05B3/68GK1496233SQ02806183
公开日2004年5月12日 申请日期2002年1月23日 优先权日2001年3月6日
发明者K·维尔姆布特, H·克布里希, K 维尔姆布特, 祭锵 申请人:肖特玻璃制造厂