JPH11218332A - 調理面のカットアウトに調理用レンジとしてセラミック加熱素子を配置した装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】電気的加熱素子を調理面のカットアウトに、接
着剤接合によらず一体化し、電気的信頼性、耐熱性、耐
漏れ性等高く、而も液が内部に侵入しない装置。 【解決手段】ガラス−セラミック、ガラス、セラミッ
ク、金属又はプラスチックから成る調理面２内のカット
アウト３ｃに熱伝導度が高いセラミックでキャリア３を
持つ電気的加熱素子装置。加熱素子のセラミックキャリ
ア３は調理面２の面上方に領域３ａを有し、領域により
キャリアはカットアウト３ｃの上で調理面２に係合し、
キャリアは又ガスケット６を介して調理面２上に戴置さ
れる。セラミックキャリア３は又、調理面２の内面に更
なる領域を形成し、領域によりキャリアはカットアウト
３ｃ内のその端面から離れた所に位置付けられる。セラ
ミックキャリア３は更に、調理面２の面下方に、当接部
として作用する調理面に支援され、カットアウト内にセ
ラミックキャリアに働く成形部３ｂにある領域を持つ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ガラス−セラミッ
ク、ガラス、セラミック、金属又はプラスチックから成
る調理面内のカットアウトに、熱伝導度が極めて高いセ
ラミックから成るキャリアを備えた電気的加熱素子を設
け、これを調理用領域として配置した電気的加熱素子装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ガラス−セラミック製の調理面をもつ調
理器具が知られている。かかる調理器では、調理領域
（レンジ）が一般に電気式又はガス式加熱装置により加
熱され、加熱装置は調理レンジの領域のガラスセラミッ
ク製調理面の下方に配置されている。かかる加熱装置に
は、例えば、電気的に動作される接触加熱又は放射加熱
素子、或いはガスジェット式バーナーが用いられる。

【０００３】かかる調理器の不都合の一つは、プレート
から被加熱物への熱放出が遅いことで、それの伴って加
熱媒体の熱利用（効率）が低く、その結果、調理時間が
長くなることとされている。

【０００４】電気式調理器において、電気的加熱素子を
調理レンジ又はプレートに用い、これに電気的には絶縁
性があるが、熱伝導度が極めて高いセラミックをキャリ
ア（坦持体）として配置したものは、欧州特許文献ＥＰ
００６９２９８Ｂ１から知られるように周知である。こ
の文献が就中、言及するところは、調理プレート材料と
して窒化珪素が、高い熱伝導度と低い熱膨張係数をもつ
と共に、繰り返し熱応力に対して高い耐性をもつので、
特に適していると云うことである。この欧州特許明細書
によれば、窒化珪素材料は機械的強度が高く、それ故、
薄板として設計することができる。それにより、熱の急
速で且つ慣性の無い供給をも確実にする程度まで熱容量
が低いプレートが得られる。

【０００５】特許文献ＷＯ９６／０９７３８の課題は同
様に、セラミック、特に窒化珪素から成る電気的に絶縁
性で、伝熱性のあるキャリアを有し、このキャリアに付
設され且つ電気接点が設けられた導電性層又は箔を有す
る電気的加熱素子であり、かかるキャリアを板状に且つ
ヒートシンクとして作用する程度までソリッド化して設
計するものである。

【０００６】セラミックは熱伝導度が高いので、調理プ
レートを通って被加熱物に流れる熱流は特に高く、従っ
て熱上昇温度、反応速度及びエネルギー利用効率が特に
有利となる。

【０００７】他方、セラミックは熱伝導度が極めて高い
ため、ガラス−セラミック製調理面をもつ調理器では可
能な一枚式又は単一体構成を調理面がとることができな
い。これは、熱が高温領域から流出してしまうからであ
る。かかる場合には、エネルギー利用効率は損なわれ、
器具の枠は許容できる温度を越えてしまう。従って、か
かるキャリアとして熱伝導度が極めて高いセラミックを
有する、調理レンジとしての加熱素子を熱的に絶縁され
るようにベースプレートに挿入することが必要となる。

【０００８】多回路調理レンジを調理器に適合した径又
は沸騰レンジをもち、独立して切り換え、制御可能なレ
ンジを有するように設計することは、ガラス−セラミッ
ク調理面の場合には既に長年に亘って知られ、一般に良
好な結果を得て用いられているが、セラミックの場合は
熱伝導度が高いのでできない。特に、ここでは隣接する
レンジも相互に共に加熱されてしまうからである。

【０００９】かくして、前記の利点にも拘らず、ガラス
−セラミック製調理面又はレンジをもつ調理器と比較し
て、熱伝導度が極めて高いセラミック調理プレートのみ
で調理レンジが形成される調理器は、全体として不都合
がある。

【００１０】これ等の不都合は独国実用新案文献２９７
０２４１８．３で考慮されている。この文献の課題は、
複数の調理レンジを備えたガラス−セラミック製調理面
を有する調理器であって、調理レンジは、その少なくと
も一つが急速調理レンジとして設計されると共に、電気
式加熱装置で実質的に加熱が自在であり、急速調理レン
ジはセラミック調理プレートをガラス−セラミック調理
面と一体化して形成され、セラミック調理プレートはＳ
ｉ_３Ｎ_４又はＳｉＣから成ることを可能にしたものであ
る。

【００１１】上記実用新案によれば、セラミック調理プ
レートはガラス−セラミック調理面に直接挿入される
か、ガラス−セラミック調理面内のカットアウト（凹
部）にシリコーン接着剤により接着され、或いは熱絶縁
セラミック、金属又は予備応力付与ガラスから成るプレ
ートに挿入され、後者は次いでガラス−セラミック調理
面のカットアウトに挿入される。

【００１２】しかしながら、これ等の組立、接着方法は
実際上、そして長期の使用においては、かなりの不都合
がある。

【００１３】セラミックプレートは熱膨張がかなり大き
い。セラミックから成る調理プレートは従って動作中に
膨張するので、かかる調理プレートが、例えばガラス−
セラミック、ガラス又はセラミック等の脆い材料と共に
組み立てられるときは高い温度になってはいけない。ま
た、接着を永久弾性材料で行うことができる。しかしな
がら、かかる永久弾性材料は約３００℃まで温度耐性で
あるに過ぎない。

【００１４】更に、セラミックプレートの温度耐性は一
般に約３００℃である。

【００１５】従って、かかるセラミック調理プレートの
動作温度は約２５０℃から最大３００℃迄に制限され
る。しかしながら、セラミック調理プレートがこれ等の
低温で使われるためには、同様に熱伝導度が極めて高
い、高度に平坦な底面をもつ、高価な特殊ポットを用い
る必要がある。

【００１６】しかしながら逆に、市販の台所用品は底面
が平坦でないので、被加熱物を円滑に沸騰するために
は、温度は６００℃迄、上昇されなければならない。

【００１７】従って、セラミック調理プレートの場合に
は、特殊温度センサや調節装置がこのために更に必要と
なる。

【００１８】

【発明により解決されるべき課題】従って、本発明の目
的は、キャリアとして熱伝導度が極めて高い電気絶縁性
セラミックを有する調理領域としての電気的加熱素子
を、ガラス−セラミック、ガラス又はセラミック、或い
は金属又はプラスチックから成る調理面のカットアウト
と、接着剤接合を用いずに一体化すると共に、電気的に
信頼性があり、熱耐性が高く（４００から５００℃）、
耐漏れ性が高く、液が調理器の内部に侵入しないように
した装置を提供することにある。

【００１９】更に本発明の目的は、かかる装置に付随す
る材料の個々、それぞれの特性を考慮し、セラミック加
熱素子を５００℃迄と、著しく上昇した温度で動作でき
るようにするものである。

【００２０】

【課題を解決する手段及びその作用・効果】上記目的
は、本発明に従って、加熱素子のセラミックキャリアが
調理面の面上方に領域を有し、該領域により上記キャリ
アはカットアウトの上で調理面に係合し且つガスケット
を介して調理面上に戴置し、セラミックキャリアはまた
調理面の面内に更なる領域を形成し、該領域により上記
キャリアはカットアウト内のその端部面から離れた位置
に位置付けられ、セラミックキャリアは更に、調理面の
面下方に、当接部として作用する調理面に支援されて、
調理面のカットアウト内にセラミックキャリアを積極的
に固定する素子の支承体として働く成形部のある領域を
有するように装置を構成することによって達せられる。

【００２１】ここで、調理面の面下方の領域にある加熱
素子のセラミックキャリアの成形部は、セラミックキャ
リアを着脱自在に、或いはネジ込み自在に囲繞するモー
ルディングに連結するのを可能にする溝、ネジ山、ボス
又は孔として設計することができる。

【００２２】本発明装置の更なる実施例では、追加金属
部が硬式鑞付け接合によりセラミックキャリアに固定さ
れ、或いは追加セラミック部がセラミック接着剤により
セラミックキャリアに固定され、かかる追加部が調理面
の下方領域に溝、ネジ山、ボス又は孔を備えるようにす
る。この場合、グラファイト含有材料及び／又はセラミ
ック繊維材料から成る特殊ガスケットが用いられ、一方
において充分な封鎖を確保し、他方においてセラミック
キャリアと囲繞するモールディング間の熱的絶縁を確実
にする。

【００２３】

【実 施 例】以下、図面を参照して本発明を、その特
徴と具体例に付き、より詳細に説明する。図１は、ガラ
ス−セラミックから成る調理面としてのモールディング
（付け面、付け板）２とその中に配置されたセラミック
キャリア３とを有する調理台１を示した概略的上方平面
図である。モールディング２は、金属材料、又はデュロ
プラスチック材料（例えばＵＰ又はＭＦ）又は熱可塑性
材料（例えばＰＥＩ、ＰＰＳ、ＰＥＳ、ＰＰＡ、ＰＥ
Ｔ、ＰＢＴ）等の特殊耐熱性プラスチックから成るもの
であってもよい。

【００２４】セラミックキャリア３は、窒化珪素（Ｓｉ
_３Ｎ_４）又は炭化珪素（ＳｉＣ）、或いは適切な場合、
酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）又は窒化アルミニウム
（ＡｌＮ）、或いは混合セラミックから成り、電気的に
接触する加熱導体４に付設されている。導電性セラミッ
クの場合、ここでは図示しない絶縁層が加熱導体４とセ
ラミックキャリア３との間に必要となる。

【００２５】図２に、セラミックキャリア３をシリコー
ン接着剤５により、囲繞する、例えば予め応力が加えら
れたガラス又はガラス−セラミック製のモールディング
２に接着した従来の据え付け装置を断面で示す。シリコ
ーン接着剤５は現在のところ、動作温度を一般に２００
℃（最大３００℃）までとしている。他の接着剤は、弾
性特性の永続性が不適切なので、ここでは用いられな
い。

【００２６】係わる材料の熱膨張係数が、即ち一方の側
で、例えば調理面２を形成するＣＥＲＡＮ（登録商標；
α＜０．２・１０^−６／Ｋ）等のガラス−セラミック、
他方の側でセラミックキャリア３を形成するＳｉ_３Ｎ_４
（αが約３．６・１０^−６／Ｋ）のように、しばしば異
なるので、耐高温セラミック接着剤はここでは用いられ
ない。

【００２７】図３に、本発明による装置の可能な設計の
断面を示す。セラミックキャリア３は、一方では、モー
ルディング２に係合する部分３ａ、他方ではをセラミッ
クキャリア３の下側に金属のバヨネット環７が内部に係
合し得るボス状の型押し出し片３ｂを有する。バヨネッ
ト環７を適切に設計すると取付中、ガスケット６をモー
ルディング２とセラミックキャリア３の重なり部３ａと
の間に対応して圧入できる。更に、モールディング２の
下側にガスケット６をもう一つ設けると、モールディン
グ２の下側が差し込み環７により破損されることがな
く、特に脆性材料を用いる場合にも強度の低下が阻止で
きる。

【００２８】ガスケット６として、グラファイト含有材
料及び／又はセラミック繊維材料から成る特別な熱抵抗
のある平形ガスケットが適当である。フッ素化弾性プラ
スチックから成るガスケットも同様に用いてもよいが、
その使用は比較的高価になるので特殊な場合に限られ
る。本例では、セラミックキャリア３は下側に切り欠き
（カットアウト）を有し、それに電気絶縁性加熱素子８
又は特別な放射性のある加熱体が完全に嵌合するように
挿入される。これによって、セラミック自体が電気的に
十分良好に絶縁しなくても加熱が可能になる。

【００２９】図４に示す本発明による装置では、セラミ
ックキャリア３はガスケット６が圧入されるように弾性
締結環１０で保持されている。保護環１１を用い、締結
環１０とモールディング２の下側との間の直接接触を阻
止する。一方、保護環１１はモールディング２の下側が
傷つくのを保護し、他方、セラミックキャリア３と同様
の温度の金属製締結環１０とモールディング２の間の熱
的絶縁を確保する。

【００３０】セラミックキャリア３はその鉛直に延びる
部分に小ベベル面３ｂを有し、これによりモールディン
グ２に係合するセラミックキャリア３と締結環１０の間
の密着が確実に得られ、ガスケット６の良好な圧入が保
証される。

【００３１】以上のように、ガラス−セラミック、ガラ
ス又はセラミックから成るモールディング内のオリフィ
スの縁部を保護し、且つかかるモールディングの下にあ
る機器がモールディング内のオリフィスを貫通する液体
により汚染、損傷されるのを、これ等それぞれのオリフ
ィスの縁部に亘ってカラーによりモールディングに係合
する金属製カウルと、キャリア部として金属製カウルに
取り付けが可能な弾性締結環によって防止する。該締結
環は、開かれると蛇行状になり、円周方向に閉じられ、
長さが半径方向の全幅に亘って弾性的に変化自在な環状
帯から成る環状座金として自己圧締めするように設計し
た装置であり、独国出願第１９６３３１４１．２−１６
号に記載されたものを用いることができる。

【００３２】締結帯１０は図５に、蛇行状バネ鋼製帯と
して例示されている。

【００３３】図６に示す本発明による装置の更なる変更
例では、溝状バルジ部３ｂに係入する単純クランプ素子
１２によりセラミックキャリア３を締着する。図７に単
独に示されているこのクランプ素子１２は、取付作業中
に横方向から押し込まれる。ここでも、保護環１１を用
い、モールディング２との直接接触が防止される。

【００３４】図８に断面で示されたセラミックキャリア
３では、例えばバヨネット環７が係入できる溝孔３ｅが
ミル（フライス）加工されてあり、これ等の溝孔は横方
向斜めに延びている。クランプ環１２が係入できるよう
にミル加工で周囲に溝を設けることも考えられる。

【００３５】好ましくは、対応する溝、溝孔又は穴を備
えたセラミックキャリア３は、製作の早期の段階で焼結
法により設け、これを用いる。

【００３６】この種の材料は脆いので、特に引っ張り応
力下に置かれる部品は応力が臨界領域で最小になるよう
に設計されなければならない。ミル加工で丸くした部分
（例えば３ｄ）は、この目的を達成するのを助ける。

【００３７】図９は、斜めに設定した対応孔３ｆに横方
向から押し込まれ、これによりガスケットの十分な圧入
を確実にする楔状ピン１３が保持するセラミックキャリ
ア３の詳細を示す。

【００３８】図１０に概略的に示された更なる実施例で
は、一つ又は複数の金属部を硬質鑞（半田）付け接続１
５によりセラミックキャリア３に取り付け、該金属部４
が調理面２の面の下方にクランプ環１２又はバヨネット
環７が係入できる対応ボス１４ａを有するようにする。
ブラケット材又は個々の山形材で形成するこれ等の金属
部１４に、バヨネット環７、クランプ環１２、締結環１
０又はピン１３等の対応締着手段が係入できる溝、ネジ
山又は孔を設けるようにしてもよい。

【００３９】図１１は、図１０のものと同様の実施例を
概略的に示す。この実施例では、セラミックキャリア３
の下側に、対応する受け横座１６ａを有する追加セラミ
ック部１６を耐高温性セラミック接着剤１７で接着す
る。この場合、セラミック部１６を熱膨張係数がセラミ
ックキャリア３と等しい材料で構成するのが望ましい。
セラミック接着剤１７も同様に、熱膨張係数を部材３及
び１６に合わせる。

【００４０】本発明は、セラミック加熱素子をモールデ
ィング、特にガラス−セラミック、ガラス又はセラミッ
ク等の脆性材料、或いは金属材料又は適切なプラスチッ
ク材料から成る調理面に設けたカットアウトに取り付け
る装置の簡単で、且つ極めて廉価な実現性を呈示する。
以下の利点がこれに伴う。 − 係わる材料に、最適に適合する。 − 材料が広範に変わっても、密封性が良好に保たれ
る。 − 動作温度を、従来の２５０℃を充分に上回る４００
℃以上に充分上昇でき、その結果、「標準的」品質の調
理器具の使用も可能になる。 − 稼働中の取り付け、取り外しが簡単。 − 完全に類別化される分離なので、再生利用が簡単。

【図面の簡単な説明】

【図１】調理台装置を概略的に示す上方平面図である。

【図２】従来の据え付け装置（従来技術による）を示す
断面図である。

【図３】本発明により実施可能な装置の断面図である。

【図４】本発明により実施可能な装置の拡大断面図であ
る。

【図５】蛇行状バネ鋼帯から成る締結環の平面図であ
る。

【図６】本発明による装置の更なる変更例の断面図であ
る。

【図７】図６の装置に用いられてよいクランプ素子の平
面図である。

【図８】本発明により更に実施が可能な装置用に特に作
製されたセラミックキャリアの側面図である。

【図９】本発明により調理面に設けられた、図８のセラ
ミックキャリアの詳細を示す断面図である。

【図１０】それ自体が溝、ネジ山、横座又は孔を有する
追加金属部を備えた更なる装置実施例を概略的に示す断
面図である。

【図１１】図１０のものと同様で、且つ追加セラミック
部を有する更なる装置実施例を示す断面図である。

【符号の説明】

１…調理台、２…調理面（モールディング）、３…セラ
ミックキャリア、３ａ…重なり部、３ｂ…成形部、３ｃ
…絶縁加熱素子を受容するカットアウト、３ｆ…孔、４
…加熱導体、（シリコーン）接着剤、６…ガスケット、
７…バヨネット環、８…加熱素子（絶縁された）、９…
通電線、１０…締結環（蛇行状）、１１…保護環、１２
…クランプ環、１３…ピン（楔状）、１４…追加金属
部、１４ａ…横座、１５…硬質鑞付け接続部、１６…追
加セラミック部、１６ａ…横座、１７…セラミック接着
剤。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガラス−セラミック、ガラス、セラミッ
   ク、金属又はプラスチックから成る調理面（２）内のカ
   ットアウト（３ｃ）に、熱伝導度が極めて高いセラミッ
   クから成るキャリア（３）を有する、調理領域としての
   電気加熱素子装置であって、 この加熱素子のセラミックキャリア（３）は調理面
   （２）の面上方に一つの領域（３ａ）を有し、該領域に
   より上記キャリアはカットアウト（３ｃ）の上で調理面
   （２）に係合し且つガスケット（６）を介して調理面
   （２）上に戴置され、セラミックキャリア（３）はまた
   調理面（２）の面内に更なる領域を形成し、該領域によ
   り上記キャリアはカットアウト（３Ｃ）内のその端部面
   から離れた位置に位置付けられ、セラミックキャリア
   （３）は更に、調理面（２）の面下方に、当接部として
   働く調理面（２）に支援されて、調理面（２）のカット
   アウト（３Ｃ）内にセラミックキャリア（３）を積極的
   また非積極的に固定する素子の支承体として働く成形部
   （３ｂ）のある領域を有するように構成されることを特
   徴とする装置。
2. 【請求項２】 調理面（２）の面下方の領域にある加熱
   素子のセラミックキャリア（３）の成形部（３ｂ）は、
   ミル加工により得られた溝、ネジ山、ボス又は孔として
   設計されることを特徴とする請求項１による装置。
3. 【請求項３】 成形部（３ｂ）は、硬質鑞付け接合（１
   ５）により取り付けられた金属部（１４）によりセラミ
   ックキャリア（３）上の溝、ネジ山又はボスとして形成
   されることを特徴とする請求項２による装置。
4. 【請求項４】 成形部（３ｂ）は、特にセラミックキャ
   リア（３）と同一セラミック材料から成り且つ熱的に安
   定な同様にセラミックから成る接着剤（１７）により取
   り付けられたセラミック部（１６）によりセラミックキ
   ャリア（３）上に溝、ネジ山又はボスとして形成される
   ことを特徴とする請求項２又は３による装置。
5. 【請求項５】 加熱素子のセラミックキャリア（３）
   は、調理面（２）のカットアウト（３Ｃ）に受け自在に
   締着されることを特徴とする請求項１から４の何れか一
   つによる装置。
6. 【請求項６】 加熱素子のセラミックキャリア（３）
   は、調理面（２）のカットアウト（３Ｃ）にねじ込み自
   在に接続され得ることを特徴とする請求項１から４の何
   れか一つによる装置。
7. 【請求項７】 その支援により加熱素子のセラミックキ
   ャリア（３）が調理面（２）のカットアウト（３Ｃ）に
   固定される素子は、弾性のある金属製又はセラミック製
   素子であることを特徴とする請求項１から６の何れか一
   つによる装置。
8. 【請求項８】 更なる部材、特にガスケット（６）が加
   熱素子のセラミックキャリア（３）と調理面（２）との
   間の接触領域に配置されることを特徴とする請求項１か
   ら７の何れか一つによる装置。
9. 【請求項９】 前記ガスケット（６）はグラファイト含
   有材料及び／又はセラミック繊維材料から成ることを特
   徴とする請求項８による装置。
10. 【請求項１０】 加熱素子のセラミックキャリア（３）
    は電気的に絶縁された加熱素子を受容するように構成さ
    れた請求項１から９の何れか一つによる装置。