BRPI0904207A2

BRPI0904207A2 - método de detecção da presença de um recipiente de cozimento em uma boca de fogão por indução e boca de fogão utilizando tal método

Info

Publication number: BRPI0904207A2
Application number: BRPI0904207-5A
Authority: BR
Inventors: Gutierrez Diego Neftali; Arione Ettore
Original assignee: Whirlpool Co; Teka Ind Sa
Priority date: 2008-10-21
Filing date: 2009-10-20
Publication date: 2011-02-01
Also published as: EP2180760B1; CA2681846C; US20100096385A1; CA2681846A1; BRPI0904207B1; ES2666277T3; US8492684B2; EP2180760A1

Abstract

MéTODO DE DETECçãO DA PRESENçA DE UM RECIPIENTE DE COZIMENTO EM UMA BOCA DE FOGãO POR INDUçãO E BOCA DE FOGãO UTILIZANDO TAL MéTODO. A presente invenção refere-se a um método para a detecção da presença de um recipiente de cozimento em um elemento de aquecimento por indução localizado abaixo de uma superfície de vidro compreendendo a detecção através de um eletrodo condutor localizado abaixo da superfície de vidro de se um utensílio de cozimento está localizado no elemento de aquecimento por indução (H) pela medição da capacitância, indicando para o usuário se o utensílio de cozimento está presente em um ou mais dos elementos de aquecimento por indução, realizando uma segunda detecção do utensílio de cozimento, depois da ativação pelo usuário, pela alimentação de energia para o dito elemento de aquecimento por indução (H) e pela determinação de pelo menos um parâmetro elétrico de um circuito de energia.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODO DEDETECÇÃO DA PRESENÇA DE UM RECIPIENTE DE COZIMENTO EMUMA BOCA DE FOGÃO POR INDUÇÃO E BOCA DE FOGÃO UTILIZAN-DO TAL MÉTODO".

A presente invenção refere-se a um método para a detecção dapresença de um utensílio de cozimento em um elemento de aquecimento porindução abaixo de uma superfície de isolamento, além de uma boca de fo-gão de cozimento por indução utilizando tal método.

Hoje em dia todos os fogões por indução executam rotinas dedetecção de panelas imediatamente após o usuário ter ativado um único e-lemento de aquecimento por indução. O objetivo da rotina de detecção depanela é garantir que uma panela ferromagnética seja colocada na boca dofogão a fim de impedir situações potencialmente perigosas.

A execução das rotinas de detecção de panela implica na ener-gia ser suprida para o nível de aquecimento mínimo possível, não obstante,a boca de fogão por indução não pode evitar aquecer a panela. Adicional-mente, toda vez que o conversor de energia por indução é ativado, o mesmogera um ruído perturbador no início. Esses fatos não seriam um problema seo usuário tiver colocado uma panela ferromagnética real na boca do fogão,mas, no caso de uma panela que não seja boa o suficiente ou outro objetometálico ser colocado na boca do fogão, a rotina conhecida acima pode a-quecer de forma inútil e perigosa o objeto metálico interrompendo o funcio-namento normal de outros elementos de aquecimento da boca do fogão.

Em suma, as desvantagens dessa rotina de detecção de panelaconhecida são:

gasto inútil de energia;

presença de um som de "clique" audível no início da rotina;interrupção do suprimento de energia para outros elementos deaquecimento por indução da boca de fogão que estão conectados ao mesmoconversor de energia por indução.

Adicionalmente, as rotinas de detecção de panela podem sertornar cada vez mais complicadas no caso de bocas de fogão por induçãocom áreas "mistas" como ponte, múltiplas resistências expansíveis ou achamada configuração "cozinhe em qualquer lugar", onde a panela pode serlocalizada em qualquer local na boca do fogão. Essas configurações com-plexas podem exigir que a rotina de detecção de panela seja executada emcada resistência diferente e então pode exigir um tempo inaceitável antes dadetecção da panela.

E um objetivo da presente invenção se fornecer um método euma boca de fogão de cozimento que solucione o problema técnico mencio-nado acima de uma forma fácil e barata.

O objetivo acima é obtido graças às características listadas nasreivindicações em anexo.

De acordo com a invenção, ao invés de analisar a resposta dealguma magnitude elétrica enquanto um determinado elemento de aqueci-mento por indução é ativado para detecção da panela (como feito nas roti-nas de detecção de panela conhecidas para bocas de fogão por indução), asolução básica é a detecção da panela ferromagnética pela percepção davariação da capacitância medida sob a superfície isolante, normalmente umvidro Ceran.

Mesmo se o princípio geral de detecção de uma panela por meiode um capacitor for conhecido na técnica de aparelhos eletrodomésticos pa-ra cozimento (por exemplo, a partir de EP-A-374868), não obstante, na téc-nica de bocas de fogão de cozimento por indução existe um preconceito téc-nico que impede que o projetista adote um sistema de detecção de panelaadicional, já estando disponível um sistema de detecção com base na de-terminação de um parâmetro elétrico do circuito elétrico de indução. Isso temimpedido que os versados na técnica solucionem os problemas menciona-dos acima.

Vantagens e características adicionais da presente invenção setornarão claras a partir da descrição detalhada, com referência aos dese-nhos em anexo, nos quais:

a figura 1 é uma vista em corte e uma vista em perspectiva deuma parte de uma boca de fogão de cozimento por indução de acordo com apresente invenção;

a figura 2 é uma vista esquemática de um detalhe da figura 1conectado a uma interface de usuário da boca de fogão ou a um painel decontrole de energia que integra um painel de interface de usuário onde ouque se comunica com um painel de interface de usuário;

a figura 3 é um fluxograma ilustrando como a rotina de detecçãode panela de acordo com a invenção funciona; e

a figura 4 é uma vista esquemática de uma boca de fogão decozimento por indução de acordo com a invenção com quatro áreas de bocade fogão.

De acordo com os desenhos, um eletrodo metálico 10 é locali-zado sob uma superfície de vidro cerâmico G de um elemento de aqueci-mento por indução Η. O eletrodo metálico 10 "vê" uma determinada capaci-tância (da ordem de centenas de Pico Farads) entre o eletrodo e o terra, deacordo com a fórmula geral que se segue:

<formula>formula see original document page 4</formula>

onde:

ε0 é uma constante dielétrica absoluta;

εΓ é a constante dielétrica relativa;

A é a área da placa de superfície de condensador; e

d é a distância entre a placa de superfície de condensador e oterra (isso é, utensílio de cozimento).

Essa capacitância é uma função da área de eletrodo, da dielétri-ca (por exemplo, o vidro Ceran) e da distância entre o eletrodo e o terra.

A capacitância é aumentada de forma significativa se um objetometálico for colocado na superfície do vidro G perto do eletrodo condutor 10.

A tecnologia para perceber a capacitância em um único eletrodocondutor é bem conhecida da técnica de eletrodomésticos de cozimento.

As vantagens de perceber a variação de capacitância sob o vi-dro Ceran G ao invés de rodar automaticamente a rotina de detecção de pa-nela-padrão são as seguintes:

evita o aquecimento inútil da panela;é uma detecção de panela "silenciosa", visto que o conversor deindução não precisa ser ativado;

o sensor pode funcionar continuamente, detectando a panelatoda vez que o usuário colocar algo no mesmo;

no caso de configuração complexa da boca de fogão, o mesmopode detectar rapidamente onde a panela pode estar e quais bocas está co-brindo, evitando procedimentos de alto nível demorados.

Uma das maiores vantagens de um método de detecção de pa-nela de acordo com a presente invenção é o uso de difusores térmicos quesão localizados entre a resistência e o vidro Ceran G nos fogões por induçãopadrão atuais (tais difusores tendo formato de colmeia ou formatados a fimde obterem um sinal de temperatura que representa a temperatura média doutensílio de cozimento).

Esse difusor térmico, ilustrado com referência 10a na figura 2,deve ter um bom contato térmico com o sensor de temperatura NTC de se-gurança 12 (sensor de temperatura do vidro) localizado no centro da resis-tência, mas é isolado de forma galvânica. Adicionalmente, esses difusoresconhecidos são feitos de material eletricamente condutor como alumínio. Emoutras palavras, podem funcionar como um eletrodo condutor perfeito paraum sensor capacitivo.

O difusor 10a é conectado com um fio eletricamente condutorúnico 14 (figura 2) a um painel de interface de usuário 16 onde o circuito in-tegrado de sensor capacitivo (não ilustrado) é localizado. O difusor 10a tam-bém pode ser conectado a um painel de controle de energia (não ilustrado)que integra um painel de interface de usuário ou se comunica com um painelde interface de usuário. É possível também se utilizar um painel eletrônicoindependente com o circuito integrado de sensor capacitivo, que é localizadoperto do difusor térmico e que é conectado através de algum tipo de rede decomunicação com o painel de interface de usuário.

A figura 3 ilustra um fluxograma esclarecendo como a rotina dedetecção de panela de energia zero de acordo com a invenção mede conti-nuamente o valor capacitivo e interage com o usuário.De acordo com a etapa 18 da figura 3, se o sinal do sensor ca-pacitivo 10 for superior a um limite predeterminado, então a interface de u-suário apresenta ao usuário um elemento de aquecimento pré-selecionado,eventualmente os elementos de aquecimento pré-selecionados podem sermais de um dependendo da arquitetura dos elementos de aquecimento porindução. Então o usuário precisa na verdade selecionar um a partir do pelomenos um elemento de aquecimento indicado pela interface de usuário (eta-pa 20) e para escolher o nível de energia de tal elemento (etapa 22). Apenasdepois dessa seleção "dupla" o procedimento de ativação da boca de fogãoé iniciado (etapa 24). É importante se destacar que essa rotina de detecçãode panela de energia zero nova não substitui a detecção de panela-padrãoconhecida para bocas de fogão de cozimento por indução, ao invés disso, atorna mais segura, eficiente e consome menos energia. Uma vez que tal ro-tina nova detecta uma panela em potencial na superfície de isolamento, ainterface de usuário "propõe" ao usuário a ativação da mesma. Se o usuárioativar, então a rotina de detecção de panela-padrão é executada.

Uma vez que o novo elemento de aquecimento foi ativado, a ro-tina de detecção de panela de energia zero começa novamente. É executa-da continuamente mesmo se nenhum elemento de aquecimento for ativadoe o painel Ul 16 e/ou painel de energia estiver no modo de espera.

Outros eletrodos metálicos podem ser utilizados com diferentesformatos (que podem ser adaptados a configurações de fogão complexas) afim de se ser capaz de detectar a panela de indução específica com formatoe tamanho particulares.

Como ilustrado na figura 4, os eletrodos podem ser localizadosdentro dos elementos de aquecimento e entre mais de um a fim de encaixarmelhor as múltiplas zonas para aquecimento por indução. Na figura 4 os senso-res de tampa 10 são localizados dentro das áreas de boca de fogão ou entre asáreas de boca de fogão. Os sensores 10 podem ter diferentes formatos a fim decobrir melhor todas as possíveis zonas de elemento de aquecimento. Com areferência A diferentes áreas de "ponte" são indicadas, enquanto que com areferência B elementos de aquecimento singulares são ilustrados.

Claims

1. Método de detecção da presença de um utensílio de cozimen-to em um elemento de aquecimento por indução (H) localizado abaixo deuma superfície de isolamento (G)1 compreendendo as etapas a seguir:detecção através de um sensor (10) localizado abaixo da super-fície de isolamento (G) se um utensílio de cozimento está localizado no ele-mento de aquecimento por indução (H) por meio da medição da capacitância;indicação para o usuário de se o utensílio de cozimento estápresente em um ou mais dos elementos de aquecimento por indução (H);depois da ativação por parte do usuário do dito elemento de a-quecimento por indução indicado (H)1 realização de uma segunda detecçãodo utensílio de cozimento pela alimentação de energia para o dito elementode aquecimento por indução (H) e pela determinação de pelo menos um pa-râmetro elétrico de um circuito de energia.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, em que o sensor(10) é um eletrodo condutor.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, em que com-preende a indicação de todas as possíveis combinações de elementos deaquecimento que podem ter uma panela colocada sobre os mesmos.

4. Método, de acordo com a reivindicação 2, em que o eletrodocondutor (10, 10a) é utilizado também para suportar um sensor de tempera-tura (12) do elemento de aquecimento por indução (H).

5. Boca de fogão de cozimento por indução, compreendendouma superfície isolante (G) e um elemento de aquecimento por indução (H)localizado abaixo da dita superfície de isolamento (G), caracterizado pelofato de compreender um sensor (10) localizado substancialmente de formacentralizada dentro do elemento de aquecimento por indução (H) e conecta-do a uma unidade eletrônica (16) para detecção da presença de um utensíliode cozimento sem a ativação do elemento de aquecimento por indução (H).

6. Boca de fogão de cozimento por indução, de acordo com areivindicação 5, em que o sensor (10) é um eletrodo condutor.

7. Boca de fogão de cozimento por indução, de acordo com areivindicação 6, em que o eletrodo condutor (10) é adaptado para medir umvalor de capacitância.

8. Boca de fogão de cozimento por indução, de acordo comqualquer uma das reivindicações 5 a 7, em que a unidade eletrônica (16)compreende uma interface de usuário para informar ao usuário qual o ele-mento de aquecimento por indução (H) coberto por um utensílio de cozimento.

9.

Boca de fogão de cozimento por indução, de acordo com areivindicação 6 ou 7, compreendendo um sensor de temperatura (12) supor-tado por um elemento metálico (10a), em que tal elemento metálico (10, 10a)também é o eletrodo condutor (10) utilizado para detecção da presença doutensílio de cozimento.