Vorrichtung zum Erwärmen des Inhaltes von aus elektrisch bzw. magnetisch gut leitendem Werkstoff bestehenden Behältern unter Verwendung des Wirbelstrom- bzw. Hysterese-Effektes Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Erwärmen des Inhaltes von aus elektrisch bzw. magnetisch gut leitendem Werksitoff bestehenden Be hältern mittels eines umlaufenden, mehrpoligen Ma gnetsystems mit von Pol zu Pol wechselnder Polari tät unter Verwendung des Wirbelstrom- bzw. Hy- sterese-Effektes.
Es wurde bereits vorgeschlagen, die Behälter zur Erwärmung von Speisen oder auch das zu erwär mende Gut in schnell wechselnde Magnetfelder ein zubringen, so dass sich in den metallisch leitenden Behältern bzw. im zu erwärmenden Gut Wirbelströme ausbilden. Dieses Verfahren setzt jedoch einen be trächtlichen apparativen Aufwand voraus, da es not wendig ist, die Frequenz der Wechselfelder hoch zu wählen, um in kürzester Zweit eine ausreichende Er wärmung zu erzielen. Man hat auch schon Geräte gebaut, bei welchen die dielektrischen Verluste im elektrischen<B>Feld</B> zur unmittelbaren Erwärmung der Speisen ausgenutzt werden.
Hierbei ist der Behälter aus elektrisch nicht leitenden Werk stoffen hergestellt und bleibt unbeheizt. Bei diesem letzteren Verfahren müssen besondere Wärmestrahler oder ähnliche Vorrichtungen vorge sehen sein, wenn eine überhitzung der Speise an der Oberfläche aus geschmacklichen oder sonstigen Grün den gewünscht ist.
Die erwähnten Nachteile bei den bekannten Vorrichtungen werden gemäss der Erfin- #dung dadurch vermieden, dass im Abstand zu dem zu erwärmenden, feststehenden Behälter ein mechanisch angetriebener, rotierender Körper aus ferromagneti- schem Werkstoff angeordnet ist, auf dem dicht ne- beneinanderliegend in Umlaufrichtung eine Vielzahl von Dauermagneten mit wechselnder Polfolge so b#e- festigt ist, dass deren Magnetfeld senkrecht zur Behäl terwandung gerichtet ist.
Auf diese Weise wird bewirkt, dass in dem elek trisch leitenden Behälter ein Wechselfeld sehr hoher Frequenz entsteht, das die Bildung von WirbeIströ- men in hohem Grade begünstigt. Dieses Wechsel feld hoher Frequenz wird durch die erfindungsgemässe Anordnung einer Vielzahl von Magneten mit abwech selnder Polarität auf geringem Raum erreicht, so dass besondere Einrichtungen zur Erzeugung einer hohen Frequenz nicht erforderlich sind. Hieraus ergibt sich eine wesentliche Leistungssteigerung gegenüber den bekannten Geräten bei gleichzeitiger Senkung der Herstellungskosten, da für die apparative Ausführung standardmässige, im Handel leicht beziehbare Ausfüh rungen verwendet werden können.
Da bei dieser Art der Erwärmung des Inhaltes von Töpfen, Pfannen und dergleichen von dem um laufenden Magnetfeld ponderomotorische Kräfte auf den zu erwärmenden Körper wirksam we.rden, kann man zum Festhalten der Körper gegebenenfalls ab schaltbare Dauer- oder Elektromagnete derart an ordnen, dass die Körper von ihnen gegenüber dem unilaufenden<B>Feld</B> festgehalten werden. Diese Ma gnete können an der Platte über dem umlaufenden Feldmagneten, auf welche die zu erwärmenden Töpfe usw. aufgesetzt werden, angebracht sein.
Dabei ist vorteilhaft die Einschaltvorrichtung der Halternagnete mit der Einschaltvorrichtung des Antriebsaggregates der bewegten Magnete derart gekuppelt, dass die Haltemagnete vor Einschalten des Antriebsaggregates in Tätigkeit treten, während die Ausschaltung der Haltemagnete gegebenenfalls über besondere Schalt mittel bewirkt wird.
Auf diese Weise wird verhindert, dass die ponderomotorischen Kräfte zur Wirkung kommen können, bevor die Fixierung der Kochgeräte stattgefunden hat bzw. dass zwangläufig beim Auslau fen der umlaufenden Magnete nach Abschaltung ihres Antriebsaggregates die zu erwärmenden Töpfe, Pfan nen und dergleichen einer ungewollten Bewegung unterworfen werden können.
Die Temperatur der zu erwärmenden<B>Töpfe,</B> Pfannen und dergleichen kann durch Regelung der Rotationsgeschwindigkeit der Magnete oder dadurch geregelt werden, dass der Abstand zwischen den Ma gneten und den zu erwärmenden Töpfen usw. ge gebenenfalls automatisch mittels Bimetall-, Expan- sions- oder ähnlichen Körpern verändert wird. Bei dieser Art der Regelung kann es sich als zweckmässig erweisen, zu der bereits erwähnten magnetischen Fi xierung mechanische Hilfsmittel hinzuzufügen, wie beispielsweise Nasen, Stiftführungen oder dergleichen, die der Abstandsänderung stattgeben, ohne jedoch <U>eine</U> räumliche Verschiebung in der Ebene der Auf nahmeplatte zu gestatten.
Vorteilhaft sind die umlaufenden Magnete in zwei oder mehr konzentrisch oder mit parallelen<B>Ach-</B> sen angeordnete Magnetgruppen aufgeteilt, die so an getrieben werden, dass sie gleiche, aber entgegen gesetzt gerichtete Bewegungen ausführen. So kann man z. B. die umlaufenden Magnete aus zwei kon zentrisch ineinanderlaufenden Ringen herstellen, die in entgegengesetzter Richtung umlaufen. Die durch diese beiden Magnetringe auf das zu erwärmende Ge rät übertragenen Bewegungsmomente sind demnach auch entgegengesetzt gerichtet, so dass die zur Fixie rung des Kochgerätes erforderlichen Kräfte beträcht- lieh kleiner werden.
Die vorstehend beschriebene Vorrichtung kann ausser zum Kochen von Nahrungsmitteln eine weiter gehende Anwendung finden, so z. B. zum Zwecke der Dampferzeuggung in Kesseln. In diesem Falle wir ken die umlaufenden Magnete auf scheiben- oder zylinderfönni.o"e Teile aus geeignetem Werkstoff ein, die entweder ganz oder teilweise Bestandteile des Kessels sind.
Der Antrieb der umlaufenden Magn,2te kann opInz beliebig erfolgen, so z. B. durch bekannte Verbren- nungs-, Wasser-, Wind- usw. Kraftmaschinen. Hierbei trittder hohe Wirkungsgrad einer solchen Anlage ne ben seiner Einfachheit und Billigkeit besonders in Erscheinung. Wenn elektrische Energie zur Ver fügung steht, wird man vorzugsweise Elektromotoren wegen der Einfachheit des Betriebes benutzen.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Vorrichtung gemäss der Erfindung in verschiedenen Anwendungen veranschaulicht, und zwar zeigen: Fig. <B>1</B> einen senkrechten Längsschnitt durch die Kochvorrichtung zum Bereiten von Speisen, bei der der rotierende Körper als Kreisscheibe ausgebildet ist, Fig. 2 eine Ansicht auf das Polrad gemäss Fig. <B>1,</B> Fig. <B>3</B> einen vergrösserten Teilschnitt gemäss der Fig. <B>1</B> mit einer anderen Ausbildung der Dauer magnete, Fig. 4 einen Längsschnitt durch die Vorrichtung,
bei der der rotierende Körper als zylindrischer Hol21- körper ausgebildet ist.
Die Kochvorrichtung besteht aus dem Gehäuse<B>1,</B> ,dem Boden 2, dem auf dem Boden angeordneten Sok- kel <B>3,</B> auf welchem der Elektromotor 4 angeschraubt ist. Die Welle<B>5</B> dieses Motors trägt eine Kreisscheibe <B>6</B> aus ferromagnetischem Werkstoff, auf welcher kreisringförmig Dauermagnete<B>7</B> senkrecht zur Schei benfläche befestigt sind. Diese Dauermagnete haben prismatischen Querschnitt, wobei die längeren Seiten flächen in radialer Richtung liegen.
Sie sind senkrecht zur Scheibenebene magnetisiert, derait, dass abwech selnd Nord- und Südpole nebeneinanderliegen. über ,dieser Magnetscheibe ist eine das Gehäuse abdek- kende Platte<B>8</B> aus nichtmetallischem Werkstoff, wie z. B. Kunststoff, befestigt. In dieser Kunststoffplatte ist auf der der Kreisscheibe <B>6</B> zugewandten Seite eine Ringnut<B>9</B> ausgespart, in welche die Dauermagnete mit Luftspalt hineinragen. In dieser Abdeckplatte sind an beliebigen Stellen und beiderseits der Ring nut<B>9</B> mit Polschuhen<B>10</B> versehene Dauermagnete<B>11</B> eingelassen.
Diese Haftmagnete haben die Aufgabe, eine an dieser Stelle auf die Abdeckplatte aufgesetzte Pfanne 12, die aus elektrisch gut leitendem Werk stoff, wie z. B. Kupfer, besteht, in ihrer Lage fest zuhalten. Zu diesem Zweck ist auf dem Boden der Pfanne eine Platte<B>13</B> entsprechender Grösse aus ferromagnetischem Werkstoff festgelötet. Wird nun der Motor 4 in Gang gesetzt, dann rotiert die Scheibe <B>6</B> mitden Dauermagneten<B>7</B> in der Nut<B>9</B> und gegen über der in diesem Bereich über der Platte<B>8</B> auf gesetzten Pfanne.
Da wegen der wechselnden Polari tät der Scheibenmagnete die Kraftflüsse zwischen be- nachb#arten Magneten in wechselnder Richtung und in schneller Folge durch den Boden der Pfanne hin- durchtreten, erhitzt sich der aus elektrisch gut leiten dem Werkstoff bestehende Teil der Pfanne 12 durch die entstehenden Wirbelströme, während der aus ferro- magnetischem Werkstoff bestehende Bodeneinsatz durch Hysterese-Verluste erhitzt wird. Beide physi kalischen Merkmale summieren sich also zu einer erhöhten und sehr schnellen Erhitzung der Pfanne oder eines anderen beliebigen, zur Zubereitung von Speisen dienenden Behälters.
Um eine gleichmässige Erwärmung des Behälter bodens zu erreichen, ist in Fig. <B>3</B> eine besondere Aus bildung der Dauermagnete vergrössert dargestellt. Die auf der Kreisseheibe <B>6</B> befestigten Dauermagnete<B>7</B> sind auf ihrer Poloberfläche 21 derart abgeschrägt, dass sie nach dem Umfang der Kreisscheibe hin eine abnehmende Dicke besitzen, so dass mit zunehmender Umfangsgeschwindigkeit eine lineare Verbreiterung des Luftspaltes eintritt. Die mit zunehmender Entfer nung vom Mittelpunkt der Kreisscheibe eintretende Vergrösserung der Schnittgeschwindigkeit wird durch eine entsprechende Abnahme der Durchflutung wie der ausgeglichen.
Zur Erzielung der gleichen Wirkung kann man auch die Polfläche nach dem Umfang der Kreisscheibe hin verkleinern. Da durch die schnell wechselnden Magnetfelder ponderomotorische Kräfte auf den zu erhitzenden Behälter einwirken, die das Bestreben haben, diese Behälter abzuheben bzw. wegzudrücken, sind die be reits erwähnten, in die Platte eingelassenen Haft magnete so stark bemessen, dass sie den ponderomoto- rischen Kräften das Gleichgewicht halten.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 handelt es sich um einen der Dampferzeugung dienenden, mit Wasser gefüllten Kessel 14, dessen Boden<B>15</B> zylin drisch eingewölbt ist und der aus elektrisch gut leiten dem Werkstoff, z. B. Kupfer, besteht. In dieser zy lindrischen Einwölbung 15a rotiert ein zylindrischer Hohlkörper<B>16</B> aus ferromagnetischem Werkstoff, auf dessen Mantelfläche kreisförmig in radialer Richtung magnetisierte Dauermagnete<B>17</B> in wechselnder Pol folge so angeordnet sind, dass deren Magnetfeld nahezu senkrecht zur eingewölbten Behälterwand ge-. richtet ist und zwischen den Polflächen und der Wand der Einwölbung ein geringer Luftspalt verbleibt.
Auf der gegenüberliegenden bzw. der dem Wasserraum zugewandten Seite ist auf dieser Einwölbung 15a ein Ring<B>18</B> aus ferromagnetischem Werkstoff befestigt. Die Wirkung ist die gleiche wie bei der Anordnung nach Fig. <B>1.</B> Beim Antrieb der bei<B>19</B> gelagerten und mit einem nicht dargestellten Elektromotor gekuppel ten Antriebswelle 20 rotiert der Hohlkörper<B>16,
</B> wo bei die Magnetflüsse der Magnete<B>17</B> in schneller Folge und abwechselnder Richtung sowohl die Man telfläche der aus Kupfer bestehenden Einwölbung 15a als auch den Weicheisenring <B>18</B> durchfluten und hier bei eine Erwärmung dieser Teile durch Wirbelstrom- bzw. Hysterese-Effekt h--rbeiführen. Diese Wärme wird dann auf das Wasser übertragen.