BRPI0904207B1

BRPI0904207B1 - Método para detectar a presença de um utensílio de cozimento em um elemento de aquecimento por indução e boca de fogão de cozimento por indução

Info

Publication number: BRPI0904207B1
Application number: BRPI0904207-5A
Authority: BR
Inventors: Diego Neftali Gutierrez; Arione Ettore
Original assignee: Whirlpool Corporation; Teka Industrial S.A.
Priority date: 2008-10-21
Filing date: 2009-10-20
Publication date: 2019-04-09
Also published as: EP2180760A1; US8492684B2; EP2180760B1; CA2681846A1; CA2681846C; BRPI0904207A2; US20100096385A1; ES2666277T3

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 PARA DETECTAR A PRESENÇA DE UM UTENSÍLIO DE COZIMENTO EM UM ELEMENTO DE AQUECIMENTO POR INDUÇÃO E BOCA DE FOGÃO DE COZIMENTO POR INDUÇÃO.

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

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

A execução das rotinas de detecção de panela implica na energia ser suprida para o nível de aquecimento mínimo possível, não obstante, a boca de fogão por indução não pode evitar aquecer a panela. Adicionalmente, toda vez que o conversor de energia por indução é ativado, o mesmo gera um ruído perturbador no início. Esses fatos não seriam um problema se o 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 objeto metálico ser colocado na boca do fogão, a rotina conhecida acima pode aquecer de forma inútil e perigosa o objeto metálico interrompendo o funcionamento normal de outros elementos de aquecimento da boca do fogão.

Em suma, as desvantagens dessa rotina de detecção de panela conhecida são:

gasto inútil de energia;

presença de um som de clique audível no início da rotina;

interrupção do suprimento de energia para outros elementos de aquecimento por indução da boca de fogão que estão conectados ao mesmo conversor de energia por indução.

Adicionalmente, as rotinas de detecção de panela podem ser tornar cada vez mais complicadas no caso de bocas de fogão por indução

Petição 870190000918, de 04/01/2019, pág. 6/12 com áreas mistas como ponte, múltiplas resistências expansíveis ou a chamada configuração cozinhe em qualquer lugar, onde a panela pode ser localizada em qualquer local na boca do fogão. Essas configurações complexas podem exigir que a rotina de detecção de panela seja executada em cada resistência diferente e então pode exigir um tempo inaceitável antes da detecção da panela.

É um objetivo da presente invenção se fornecer um método e uma boca de fogão de cozimento que solucione o problema técnico mencionado acima de uma forma fácil e barata.

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

De acordo com a invenção, ao invés de analisar a resposta de alguma magnitude elétrica enquanto um determinado elemento de aquecimento por indução é ativado para detecção da panela (como feito nas rotinas de detecção de panela conhecidas para bocas de fogão por indução), a solução básica é a detecção da panela ferromagnética pela percepção da variação da capacitância medida sob a superfície isolante, normalmente um vidro Ceran.

Mesmo se o princípio geral de detecção de uma panela por meio de um capacitor for conhecido na técnica de aparelhos eletrodomésticos para cozimento (por exemplo, a partir de EP-A-374868), não obstante, na técnica de bocas de fogão de cozimento por indução existe um preconceito técnico que impede que o projetista adote um sistema de detecção de panela adicional, já estando disponível um sistema de detecção com base na determinação de um parâmetro elétrico do circuito elétrico de indução. Isso tem impedido que os versados na técnica solucionem os problemas mencionados acima.

Vantagens e características adicionais da presente invenção se tornarão claras a partir da descrição detalhada, com referência aos desenhos em anexo, nos quais:

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

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

a figura 3 é um fluxograma ilustrando como a rotina de detecção de panela de acordo com a invenção funciona; e a figura 4 é uma vista esquemática de uma boca de fogão de cozimento por indução de acordo com a invenção com quatro áreas de boca de fogão.

De acordo com os desenhos, um eletrodo metálico 10 é localizado sob uma superfície de vidro cerâmico G de um elemento de aquecimento por indução Η. O eletrodo metálico 10 vê uma determinada capacitância (da ordem de centenas de Pico Farads) entre o eletrodo e o terra, de acordo com a fórmula geral que se segue:

r SoSrA ^{c =} “d— onde:

ε₀ é uma constante dielétrica absoluta;

ε_Γ 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 o terra (isso é, utensílio de cozimento).

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

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

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

As vantagens de perceber a variação de capacitância sob o vidro Ceran G ao invés de rodar automaticamente a rotina de detecção de panela-padrão são as seguintes:

evita o aquecimento inútil da panela;

é uma detecção de panela silenciosa, visto que o conversor de indução não precisa ser ativado;

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

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

Uma das maiores vantagens de um método de detecção de panela de acordo com a presente invenção é o uso de difusores térmicos que são localizados entre a resistência e o vidro Ceran G nos fogões por indução padrão atuais (tais difusores tendo formato de colmeia ou formatados a fim de obterem um sinal de temperatura que representa a temperatura média do utensílio 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 segurança 12 (sensor de temperatura do vidro) localizado no centro da resistência, mas é isolado de forma galvânica. Adicionalmente, esses difusores conhecidos são feitos de material eletricamente condutor como alumínio. Em outras palavras, podem funcionar como um eletrodo condutor perfeito para um sensor capacitivo.

O difusor 10a é conectado com um fio eletricamente condutor único 14 (figura 2) a um painel de interface de usuário 16 onde o circuito integrado de sensor capacitivo (não ilustrado) é localizado. O difusor 10a também 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 painel de interface de usuário. É possível também se utilizar um painel eletrônico independente com o circuito integrado de sensor capacitivo, que é localizado perto do difusor térmico e que é conectado através de algum tipo de rede de comunicação com o painel de interface de usuário.

A figura 3 ilustra um fluxograma esclarecendo como a rotina de detecção de panela de energia zero de acordo com a invenção mede continuamente o valor capacitivo e interage com o usuário.

De acordo com a etapa 18 da figura 3, se o sinal do sensor capacitivo 10 for superior a um limite predeterminado, então a interface de usuário apresenta ao usuário um elemento de aquecimento pré-selecionado, eventualmente os elementos de aquecimento pré-selecionados podem ser mais de um dependendo da arquitetura dos elementos de aquecimento por indução. Então o usuário precisa na verdade selecionar um a partir do pelo menos um elemento de aquecimento indicado pela interface de usuário (etapa 20) e para escolher o nível de energia de tal elemento (etapa 22). Apenas depois dessa seleção dupla o procedimento de ativação da boca de fogão é iniciado (etapa 24). É importante se destacar que essa rotina de detecção de panela de energia zero nova não substitui a detecção de panela-padrão conhecida para bocas de fogão de cozimento por indução, ao invés disso, a torna mais segura, eficiente e consome menos energia. Uma vez que tal rotina nova detecta uma panela em potencial na superfície de isolamento, a interface de usuário propõe ao usuário a ativação da mesma. Se o usuário ativar, então a rotina de detecção de panela-padrão é executada.

Uma vez que o novo elemento de aquecimento foi ativado, a rotina de detecção de panela de energia zero começa novamente. É executada continuamente mesmo se nenhum elemento de aquecimento for ativado e o painel UI 16 e/ou painel de energia estiver no modo de espera.

Outros eletrodos metálicos podem ser utilizados com diferentes formatos (que podem ser adaptados a configurações de fogão complexas) a fim de se ser capaz de detectar a panela de indução específica com formato e tamanho particulares.

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

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Método para detectar a presença de um utensílio de cozimento em um elemento de aquecimento por indução (H) localizado abaixo de uma superfície de isolamento (G), compreendendo as etapas de detecção através de um sensor (10) localizado abaixo da superfície de isolamento (G) se um utensílio de cozimento está localizado no elemento de aquecimento por indução (H) caracterizado pelo fato de que a dita detecção é executada por meio da medição da capacitância e o método ainda compreende as etapas de:

indicação para o usuário de se o utensílio de cozimento está presente em um ou mais dos elementos de aquecimento por indução (H);

depois da ativação por parte do usuário do dito elemento de aquecimento por indução (H) indicado, realização de uma segunda detecção do utensílio de cozimento pela alimentação de energia para o dito elemento de aquecimento por indução (H) e pela avaliação de pelo menos um parâmetro elétrico de um circuito de energia do mesmo..

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

3. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o eletrodo condutor (10, 10a) é também utilizado para suportar um sensor de temperatura (12) do elemento de aquecimento por indução (H).

4. Boca de fogão de cozimento por indução, compreendendo uma superfície isolante (G), um elemento de aquecimento por indução (H) localizado abaixo da dita superfície de isolamento (G), um sensor (10) localizado forma centralizada dentro do elemento de aquecimento por indução (H) e conectado a uma unidade eletrônica (16) para detecção da presença de um utensílio de cozimento sem a ativação do elemento de aquecimento por indução (H), em que o sensor (10) é um eletrodo condutor, caracterizado pelo fato de que a boca é configurada para executar o método como definido na reivindicação 1.

5. Boca de fogão de cozimento por indução, de acordo com a

Petição 870190000918, de 04/01/2019, pág. 7/12 reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o eletrodo condutor é um difusor térmico localizado entre a bobina e a superfície de isolamento (G).

6. Boca de fogão de cozimento por indução, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o eletrodo condutor (10) é

5 adaptado para medir um valor de capacitância.

7. Boca de fogão de cozimento por indução, de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 6, caracterizado pelo fato de que a unidade eletrônica (16) compreende uma interface de usuário para informar ao usuário qual é o elemento de aquecimento por indução (H) coberto por

10 um utensílio de cozimento.

8. Boca de fogão de cozimento por indução, de acordo com a reivindicação 4 ou 6, caracterizado pelo fato de que compreende um sensor de temperatura (12) suportado por um elemento metálico (10a), em que tal elemento metálico (10, 10a) também é o eletrodo condutor (10) utilizado

15 para detecção da presença do utensílio de cozimento.

Petição 870190000918, de 04/01/2019, pág. 8/12