[0001] Die Erfindung betrifft einen Kochherd gemäss Oberbegriff von Anspruch 1.
[0002] Bei der Verwendung eines Kochherds mit einzelnen Kochstellen ist darauf zu achten, dass die Wärmeenergie in möglichst effizienter Weise auf das jeweilige Kochgefäss übertragen wird.
[0003] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine hohe Effizienz des Geräts zu erreichen.
[0004] Diese Aufgabe wird vom Kochherd gemäss Anspruch 1 erfüllt.
[0005] Der Erfindung liegt u.a. die Erkenntnis zugrunde, dass an ein nicht gut auf der Kochstelle zentriertes Kochgefäss die Wärme nur ineffizient übertragen werden kann. Zudem wurde erkannt, dass die Zentrierung des Kochgefässes dadurch verbessert werden kann, indem ein Detektor zur Detektion einer azentrischen Anordnung des Kochgefässes auf der Kochstelle eingesetzt wird.
Auf diese Weise wird es möglich, falsch platzierte Kochgefässe zu erkennen und nötigenfalls Massnahmen zu ergreifen, z.B. indem dem Benutzer angezeigt wird, dass er das Gefäss besser zentrieren soll.
[0006] Von besonderem Vorteil ist die Erfindung beim Einsatz in einem Induktionsherd, bei welchem die Kochstellen induktive Heizungen aufweisen, wo eine Fehlzentrierung des Kochgefässes nicht nur zu Effizienzverlusten, sondern auch zu unerwünschten Streufeldern führt.
[0007] Weitere bevorzugte Ausführungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie aus der nun folgenden Beschreibung. Dabei zeigen:
<tb>Fig. 1<sep>einen Kochherd mit vier Kochstellen von oben,
<tb>Fig. 2<sep>eine erste Ausführung der Kochstelle mit induktiver Detektion,
<tb>Fig. 3<sep>eine zweite Ausführung der Kochstelle mit kapazitiver Detektion und
<tb>Fig. 4<sep>eine dritte Ausführung der Kochstelle mit optischer Detektion.
[0008] Der Kochherd nach Fig. 1 besitzt vier Kochstellen 1, welche z.B. rund oder länglich ausgestaltet sein können. Die Zahl und Form der Kochstellen spielt im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung jedoch keine Rolle. Insbesondere eignet sie sich auch für Geräte mit einer, zwei, drei oder mehr als vier Kochstellen.
[0009] Weiter eingezeichnet in Fig. 1 ist eine Bedieneinheit 2, welche in an sich konventioneller Weise aufgebaut sein kann, und z.B. berührungssensitive Felder zum Anwählen der Kochstellen und zum Einstellen der Heizleistung besitzt. Die Bedieneinheit 2 kann weiter mit Anzeigeelementen versehen sein, wie z.B. Lichtquellen im Bereich der einzelnen berührungssensitiven Felder oder Anzeigen zur Darstellung einer eingestellten Heizleistung.
Teil der Bedieneinheit 2 ist auch eine Azentrizitäts-Ausgabeeinheit 3, deren Aufgabe weiter unten beschrieben wird.
[0010] Wie eingangs erwähnt, ist jede Kochstelle mit einem Detektor zur Detektion einer azentrischen Anordnung des Kochgefässes auf der Kochstelle versehen. Unter "azentrische Anordnung" wird dabei eine Anordnung verstanden, bei welcher das Kochgefäss nicht ordnungsgemäss mittig sondern horizontal versetzt zur Mitte auf einer Kochstelle positioniert ist.
[0011] Im Folgenden werden verschiedene Ausführungen des Detektors beschrieben.
[0012] Fig. 2 zeigt einen induktiven Detektor 5, welcher drei elektrische Spulen 6 umfasst. Die Spulen 6 sind in Fig. 2 vereinfacht als Kreise dargestellt, in Wirklichkeit bestehen sie aber aus einer oder mehreren, kreisförmig oder nicht-kreisförmig verlaufenden Windungen. Sie sind horizontal zueinander versetzt.
Vorzugsweise, insbesondere wenn genau drei Spulen eingesetzt werden, sind sie symmetrisch um die Mitte der Kochstelle angeordnet, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. Die Induktivitäten der drei Spulen 6 sind bei korrekt positioniertem Kochgefäss identisch. Wird das (metallische) Kochgefäss jedoch azentrisch auf die Kochstelle 1 gesetzt, so sind die Induktivitäten der drei Spulen 6 unterschiedlich.
Diejenige Spule, die am stärksten mit dem Kochgefäss überlappt, besitzt die grösste Induktivität, während jene mit der kleinsten Überlappung die geringste Induktivität aufweist.
[0013] Bei Verwendung dreier, nicht konzentrischer Spulen lässt sich die Richtung der Azentrizität des Koch-gefässes winkelaufgelöst eindeutig feststellen, soweit das Kochgefäss nicht zu klein oder zu gross ist, und soweit die Spulen nicht kolinear angeordnet sind (d.h. soweit deren Mittelpunkte nicht auf einer gemeinsamen Linie liegen). Falls eine höhere Messauflösung erwünscht ist und/oder auch kleine Kochgefässe sicher festgestellt werden sollen, so kann die Zahl der Spulen auch grösser gewählt werden.
Zudem ist es auch denkbar, nur zwei Spulen einzusetzen, falls (z.B. bei einem länglichen Kochfeld) in erster Linie die Azentrizität in nur einer Dimension von Interesse ist.
[0014] In der Ausführung nach Fig. 2 erstreckt sich jede Spule 6 ungefähr von der Mitte der Kochstelle zu einem Randbereich derselben. Eine Erstreckung ungefähr bis zum Rand der Kochstelle (oder über deren Rand hinaus) hat den Vorteil, dass die Azentrizität eines grossen Kochgefässes (mit einem Durchmesser gleich jenem der Kochstelle) gut gemessen werden kann.
Die Erstreckung der Spulen 6 bis zur Mitte der Kochstelle erlaubt es demgegenüber, auch kleine Kochgefässe zu erfassen.
[0015] Die Spulen können sich auch gegenseitig Überlappen, solange sie versetzt und nicht konzentrisch angeordnet werden.
[0016] Die festgestellte Richtung der Azentrizität kann auf der Azentrizitäts-Ausgabeeinheit 3 angezeigt werden.
Hierzu besitzt diese z.B. drei Pfeile, welche gegeneinander um 120 deg. gedreht sind und zu einer gemeinsamen Mitte hin weisen, und von denen derjenige am stärksten beleuchtet wird, der in die Richtung zeigt, in welche das Kochgefäss zur Korrektur der Azentrizität verschoben werden muss.
[0017] Beispielsweise ist es denkbar, jeden Pfeil einer der Spulen 6 zuzuordnen und umso stärker zu beleuchten, je grösser die Induktivität der zugeordneten Spule ist, wobei der Pfeil, welcher der Spule mit kleinster Induktivität zugeordnet ist, gar nicht beleuchtet wird.
[0018] Beim Feststellen einer Azentrizität kann die Azentrizitäts-Ausgabeeinheit 3 jedoch zusätzlich oder alternativ eine andere Art von benutzererkennbarem Signal ausgeben, z.B.
ein akustisches Signal.
[0019] Bei Verwendung eines Induktionsherdes können die Spulen 6 auch Teil der Spulenanordnung der induktiven Heizung der Kochstelle sein, falls diese induktive Heizung mehrere, seitlich zueinander versetzte Spulen aufweist. In diesem Fall kann durch die von einer azentrischen Position des Kochgefässes herrührende asymmetrische Induktivitätsverteilung z.B. aufgrund des unterschiedlichen Leistungsbezugs der einzelnen Spulen festgestellt werden.
[0020] Anstelle eines induktiven Detektors kann beispielsweise auch ein kapazitiver Detektor verwendet werden, wie er in Fig. 3 dargestellt ist. Hier sind bei der Kochstelle drei horizontal zueinander versetzte Elektroden 7 vorgesehen, deren gegenseitige elektrische Kapazität gemessen wird. Ist das Kochgefäss mittig auf der Kochstelle zentriert, so sind die Kapazitäten zwischen allen drei Elektroden 7 gleich.
Bei einer azentrischen Anordnung des (leitfähigen) Kochgefässes ist die Kapazität zwischen denjenigen Elektroden am grössten, deren Spalt mit dem Kochgefäss die grösste Überlappung hat.
[0021] Wiederum kann die Zahl der Elektroden auch grösser gewählt werden, falls eine hohe Auflösung erwünscht ist, oder es kann nur ein Elektrodenpaar vorgesehen sein, falls nur der Versatz in einer Dimension von Interesse ist.
[0022] Die kapazitiv gemessene Azentrizität kann wiederum auf der Azentrizitäts-Ausgabeeinheit 3 angezeigt werden.
[0023] Vorzugsweise verlaufen die Spalten 9 zwischen benachbarten Elektroden 7 radial zur Kochstelle, so dass jede Spalte 9 mit den benachbarten Elektroden 7 einen Spaltkondensator bildet, dessen Kapazität praktisch linear davon abhängt, an welchem Radius der Rand des Kochgefässes endet.
Um einen grossen Messbereich zu erzielen, verlaufen die Spalten 9 vorzugsweise ungefähr von der Mitte des Kochbereichs zu dessen Rand.
[0024] Ein Vorteil der kapazitiven Messung gegenüber die Induktiven Messung liegt darin, dass die kapazitiv gemessenen Signale; von der Leitfähigkeit, nicht aber von der magnetischen Permeabilität des Kochgefässes abhängen. Da die Leitfähigkeit (im Gegensatz zur magnetischen Permeabilität) eine nur schwach temperaturabhängige Grösse ist, ist die kapazitive Messung weniger anfällig auf allfällige Asymmetrien der Temperaturverteilung im Kochgefäss.
[0025] Fig. 4 zeigt eine weitere Variante des Detektors, welche auf einer optischen Erfassung der Azentrizität des Kochgefässes basiert. Der Detektor weist mehrere, insbesondere mindestens drei, horizontal versetzte optische Sensoren 8 auf.
Jeder Sensor 8 besitzt z.B. eine Lichtquelle und einen Lichtempfänger, von denen beide unterhalb der Glaskeramik-Deckplatte des Kochherds angeordnet sind. Das Licht der Lichtquelle tritt durch die Glaskeramik-Deckplatte hindurch nach oben. Befindet sich dort der Boden eines Kochgefässes, so wird ein Teil des Lichts zurückreflektiert und gelangt zum Lichtempfänger, der ein entsprechendes Signal misst.
[0026] Durch die Verwendung einer Vielzahl von Lichtsensoren (mindestens drei) entlang des Randes der Kochstelle, wie in Fig. 4 dargestellt, kann so festgestellt werden, ob ein Kochgefäss zentrisch auf der Kochstelle steht, soweit dieses einen Durchmesser ungefähr gleich jenem der Kochstelle besitzt.
Sollen auch kleinere Kochgefässe detektiert werden, so können zusätzliche Sensoren näher zur Mitte der Kochstelle eingesetzt werden, wie dies ebenfalls in Fig. 4 dargestellt ist.
[0027] Die Lichtquellen und Lichtempfänger können auch ausserhalb der Kochstelle angeordnet sein, wo sie weniger hohen Temperaturen ausgesetzt sind, und das Licht kann mittels Lichtleitern zu den Messpunkten und wieder zurück geführt werden.
[0028] Besitzt der Kochherd eine Glaskeramik-Deckplatte über der Kochstelle, so wird der Detektor (aller Ausführungen gemäss Fig. 2 bis 4) vorzugsweise an dieser Deckplatte, insbesondere an ihrer Unterseite, angeordnet.
Beispielsweise können die Spulen 6 oder die Elektroden 7 gemäss Fig. 2 und 3 durch Leiterbahnen gebildet werden, die entlang der Unterseite der Glaskeramik-Platte verlaufen, und auch die erwähnten Lichtleiter für die optische Detektion gemäss Fig. 4 können an der Unterseite dieser Platte angeordnet werden.
The invention relates to a cooking stove according to the preamble of claim 1.
When using a cooker with individual hobs is important to ensure that the heat energy is transmitted in the most efficient way to the respective cooking vessel.
The object of the present invention is to achieve a high efficiency of the device.
This object is achieved by the stove according to claim 1.
The invention is u.a. based on the knowledge that the heat can only be transferred inefficiently to a cooking vessel that is not well centered on the cooking surface. In addition, it was recognized that the centering of the cooking vessel can be improved by a detector for detecting an acentric arrangement of the cooking vessel is used on the cooking surface.
In this way it becomes possible to detect improperly placed cooking vessels and, if necessary, take measures, e.g. by indicating to the user that he should better center the vessel.
Of particular advantage is the invention when used in an induction cooker, wherein the hotplates have inductive heaters, where a Fehlzentrierung the cooking vessel leads not only to efficiency losses, but also to unwanted stray fields.
Further preferred embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims and from the following description. Showing:
<Tb> FIG. 1 <sep> a cooker with four hobs from above,
<Tb> FIG. 2 <sep> a first embodiment of the hotplate with inductive detection,
<Tb> FIG. 3 <sep> a second version of the hotplate with capacitive detection and
<Tb> FIG. 4 <sep> a third embodiment of the hob with optical detection.
The cooking range according to Fig. 1 has four cooking places 1, which e.g. can be designed round or elongated. However, the number and shape of the cooking zones plays no role in connection with the present invention. In particular, it is also suitable for devices with one, two, three or more than four burners.
Further shown in Fig. 1 is an operating unit 2, which may be constructed in a conventional manner, and e.g. touch-sensitive fields for selecting the hotplates and adjusting the heating power has. The operating unit 2 may be further provided with display elements, such as e.g. Light sources in the area of the individual touch-sensitive fields or displays for displaying a set heating power.
Part of the operating unit 2 is also an Azentrizitäts output unit 3, whose task will be described below.
As mentioned above, each hotplate is provided with a detector for detecting an acentric arrangement of the cooking vessel on the cooking surface. By "acentric arrangement" is understood an arrangement in which the cooking vessel is not properly centered but horizontally offset from the center positioned on a cooking surface.
In the following, various embodiments of the detector will be described.
Fig. 2 shows an inductive detector 5, which comprises three electric coils 6. The coils 6 are shown in simplified form in Fig. 2 as circles, but in reality they consist of one or more, circular or non-circular turns running. They are offset horizontally.
Preferably, in particular when exactly three coils are used, they are arranged symmetrically about the center of the cooking zone, as shown in Fig. 2. The inductances of the three coils 6 are identical with correctly positioned cooking vessel. However, if the (metallic) cooking vessel is placed on the cooking surface 1 in a central position, the inductances of the three coils 6 are different.
The coil that most strongly overlaps the cooking vessel has the largest inductance, while the one with the smallest overlap has the lowest inductance.
When using three, non-concentric coils, the direction of the Azentrizität the cooking vessel angle resolved uniquely determine, as far as the cooking vessel is not too small or too large, and as far as the coils are not arranged colinear (ie as far as their centers are not on a common line). If a higher measurement resolution is desired and / or small cooking vessels are to be determined safely, so the number of coils can also be chosen larger.
In addition, it is also conceivable to use only two coils if (for example in the case of an elongated hob) primarily the centricity in only one dimension is of interest.
In the embodiment of Fig. 2, each coil 6 extends approximately from the center of the cooking surface to an edge region thereof. An extension approximately to the edge of the hob (or beyond its edge) has the advantage that the Azentrizität a large cooking vessel (with a diameter equal to that of the cooking area) can be measured well.
The extension of the coils 6 to the center of the hob allows in contrast to detect even small cooking vessels.
The coils can overlap each other as long as they are offset and not arranged concentrically.
The determined direction of the centricity can be displayed on the acentricity output unit 3.
For this purpose, this has e.g. three arrows, which face each other at 120 deg. are rotated and point to a common center, and of which the one is illuminated the most, which points in the direction in which the cooking vessel for correcting the Azentrizität must be moved.
For example, it is conceivable to associate each arrow of one of the coils 6 and the more illuminate, the greater the inductance of the associated coil, wherein the arrow, which is assigned to the coil with the smallest inductance, is not illuminated.
However, upon detecting an acentricity, the acentricity output unit 3 may additionally or alternatively output another type of user-recognizable signal, e.g.
an acoustic signal.
When using an induction cooker, the coils 6 may also be part of the coil arrangement of the inductive heating of the cooking area, if this inductive heating has a plurality of laterally offset coils. In this case, due to the asymmetric inductance distribution resulting from an acentric position of the cooking vessel, e.g. be determined due to the different power reference of the individual coils.
Instead of an inductive detector, for example, a capacitive detector can be used, as shown in Fig. 3. Here, three horizontally offset electrodes 7 are provided at the cooking position, the mutual electrical capacitance is measured. If the cooking vessel is centered on the cooking surface, the capacities between all three electrodes 7 are the same.
In an acentric arrangement of the (conductive) cooking vessel, the capacity is greatest between those electrodes whose gap with the cooking vessel has the greatest overlap.
Again, the number of electrodes can be chosen larger, if a high resolution is desired, or it can be provided only one pair of electrodes, if only the offset in one dimension is of interest.
The capacitively measured acentricity can in turn be displayed on the Azentrizitäts output unit 3.
Preferably, the gaps 9 between adjacent electrodes 7 extend radially to the cooking point, so that each column 9 forms a gap capacitor with the adjacent electrodes 7, the capacity of which depends almost linearly on which radius the edge of the cooking vessel ends.
In order to achieve a large measuring range, the gaps 9 preferably extend approximately from the center of the cooking area to its edge.
An advantage of the capacitive measurement over the inductive measurement is that the capacitively measured signals; depend on the conductivity, but not on the magnetic permeability of the cooking vessel. Since the conductivity (in contrast to the magnetic permeability) is only a small temperature-dependent variable, the capacitive measurement is less susceptible to any asymmetries in the temperature distribution in the cooking vessel.
Fig. 4 shows a further variant of the detector, which is based on an optical detection of the centricity of the cooking vessel. The detector has a plurality, in particular at least three, horizontally offset optical sensors 8.
Each sensor 8 has e.g. a light source and a light receiver, both of which are arranged below the glass ceramic cover plate of the cooker. The light from the light source passes up through the glass-ceramic cover plate. If the bottom of a cooking vessel is located there, part of the light is reflected back and reaches the light receiver, which measures a corresponding signal.
By using a plurality of light sensors (at least three) along the edge of the cooking area, as shown in Fig. 4, it can be determined whether a cooking vessel is centric on the cooking area, as far as this has a diameter approximately equal to that of the cooking area has.
If smaller cooking vessels are also to be detected, then additional sensors can be used closer to the center of the cooking area, as likewise shown in FIG. 4.
The light sources and light receivers can also be arranged outside the cooking area, where they are exposed to less high temperatures, and the light can be guided by means of optical fibers to the measuring points and back again.
If the cooker has a glass ceramic cover plate above the cooking point, the detector (of all embodiments according to FIGS. 2 to 4) is preferably arranged on this cover plate, in particular on its underside.
For example, the coils 6 or the electrodes 7 according to FIGS. 2 and 3 can be formed by conductor tracks extending along the underside of the glass-ceramic plate, and also the mentioned optical fibers for optical detection according to FIG. 4 can be arranged on the underside of this plate become.