CN106471864B - 感应加热装置和感应灶具 - Google Patents

Abstract

一种感应加热装置(1000)，包括：至少一个第一感应线圈(1，1500)、至少一个第二感应线圈(2，1100，1200，1300，1400)，该第二感应线圈(2，1100，1200，1300，1400)与该第一感应线圈(1，1500)在重叠区(3，1511，1512，1513 1514)中部分重叠，其中，在该重叠区(3，1511至1514)之外，该第一感应线圈(1，1500)和该第二感应线圈(2，1100，1200，1300，1400)各自设有若干相应引导元件(11至17，25至29，1110至1114，1210至1214，1310至1314，1410至1414)，这些引导元件用于引导相应感应线圈的磁通量，其中，在该重叠区(3，1511至1514)内，安排有至少两个另外的引导元件(21，22，23，1121，1122，1123，1221，1222，1223，1321，1322，1323，1421，1422，1423)，这些另外的引导元件用于引导该第一感应线圈(1，1500)和/或该第二感应线圈(2，1100，1200，1300，1400)的磁通量，这些另外的引导元件中的至少一个第一引导元件(21，23，1121，1123，1221，1223，1321，1323，1421，1423)与轴线(A)间隔开，该轴线沿着该第一感应线圈(1，1500)的径向方向并且沿着该第二感应线圈(2，1100，1200，1300，1400)的径向方向延伸，并且该至少一个第一引导元件被定向成或者安排成平行于或倾斜于所述轴线(A)。

Description

感应加热装置和感应灶具

本发明涉及一种感应加热装置和一种感应烹饪灶具。

在现代家居环境中，如厨房环境，购买新的家用电器的原因是设备的可用性更好、能量效率更高以及使用更灵活。从而，这个领域发展的技术焦点指向关于设备的可用性、能量效率以及灵活性的改进。

在烹饪灶具领域中，感应加热近年来广泛普及。然而，感应加热器的普遍问题是感应线圈位于板(例如玻璃陶瓷板)下面，并且通常难以将不同大小的一般深锅或烹饪容器与感应线圈的场恰好对齐以便使从高频率电磁场到金属锅内的能量传递最大化。

另一方面，有许多不同形状的深锅(例如用于做鱼或用于烧烤)广泛扩展遍布传统圆形加热器范围。

因此，需要使感应灶具能够灵活适应深锅大小和/或感应厨房灶具的表面或顶板上的深锅的深锅位置。

进一步地，需要储存尽可能多的能量，因为能量是昂贵资源并且石化燃料能量是非常有限的。

DE 10 2009 019 765 A1披露了用于格栅的感应加热装置，其中若干感应线圈安排在板的下面。在一个实施例(图5)中，三个第二感应线圈对称包围一个中心第一感应线圈，这些第二感应线圈具有小于第一感应线圈的直径。该第一线圈和第二线圈同时操作以提供均匀感应场以及均匀加热放置在该板上的格栅。格栅中设有磁通量引导元件，但是没有在线圈中描述。

在EP 2 265 088 B1中，披露了使用安排成两个不同层的圆形感应线圈阵列，由此不同层中的阵列彼此水平移位以提高烹饪场中的感应功率覆盖范围。取决于深锅在感应烹饪区域上的位置，使用一层或另一层的在深锅下面的感应线圈。为了避免不同层的感应线圈之间的干扰，一次只使用一层的线圈，这还允许减少操作感应烹饪场所要求的功率供应。所有线圈优选地具有相同直径。为每个感应线圈提供由铁氧体材料制成的六个磁通量引导元件，这些磁通量引导元件从该线圈的中心径向向外延伸几乎该线圈的整个半径。在两个线圈重叠的重叠区中，这两个线圈确切共用一个引导元件，该引导元件在轴线上并且沿其延伸，该轴线沿这些重叠线圈中的每一个重叠线圈的径向方向延伸。三个引导元件形成等边三角形。

本发明是基于为感应加热提供至少两个重叠感应线圈以及高效引导磁通量的问题。

这个问题是通过根据本发明、具体是根据权利要求1所述的感应加热装置、以及以及根据本发明、具体是根据权利要求15所述的感应灶具解决的。

所附权利要求书中具体披露了根据本发明的实施例。仅由于正式原因而选择所附权利要求书中的从属或引用权利要求。然而，也可以要求保护任何前述权利要求(具体是多个从属权利要求)的细微引用产生的任何主题，使得披露并且可以要求保护权利要求书的任何组合及其特征，而不论在所附权利要求书中选择的从属权利要求如何。可以要求保护的主题不仅包括所附权利要求书中阐述的特征的组合，还可以包括权利要求书中的特征的任何其他组合，其中，权利要求书中提到的每一个特征可以结合权利要求书中的任何其他特征或其他特征的组合。另外，在此描述或描绘的任何实施例和特征可以在单独权利要求中被要求保护和/或与在此描述或描绘的任何实施例或特征或与所附权利要求书的任何特征结合。

在根据权利要求1所述的本发明的实施例中，该感应加热装置包括至少一个第一感应线圈，以及至少一个第二感应线圈，该至少一个第二感应线圈与该第一感应线圈在重叠区部分重叠。

在该重叠区之外，该第一感应线圈与该第二感应线圈各自设有用于引导相应感应线圈的磁通量的若干相应引导元件。

在该重叠区内部或之内，安排有用于引导该第一感应线圈和/或该第二感应线圈的磁通量的至少两个另外的引导元件。这些另外的引导元件中的至少一个第一引导元件与轴线(径向轴线)间隔开，该轴线沿该第一感应线圈的径向方向以及该第二感应线圈的径向方向延伸，具体是延伸穿过两个重叠感应线圈的两个相应中心，并且被定向成或者被安排出平行于所述轴线或者倾斜于所述轴线。

通过根据本发明的磁通量引导元件的这种具体安排，可以将磁场或通量线引导并且集中于具体是需要加热的区域中，并且从而提高能量效率，因为更多的磁场线进入物体，如待加热的深锅。换言之，磁通量的引导元件进一步提高了磁场线的集中度和因此该感应加热装置的能量传递能力并且帮助改进该感应加热装置的磁场分布，该磁场分布可以特别进行微调并且保持均匀。

从属权利要求以及以下说明和附图中具体给出了本发明的另外的实施例。

在优选实施例中，设置在重叠区中的另外的引导元件中的至少一个第二引导元件在所述轴线(径向轴线)上并且沿其延伸。

在有利的实施例中，恰好三个另外的引导元件设置在该重叠区中，这三个另外的引导元件中的两个第一引导元件被安排成与所述轴线间隔开并且平行于或倾斜于所述轴线并且优选在所述轴线的相反侧上，并且该重叠区中的这三个另外的引导元件中的一个第二引导元件在所述轴线上并且沿其延伸和/或被安排在这两个另外的第一引导元件之间或中间。

在另一个实施例中，恰好两个另外的引导元件设置在该重叠区中，这两个另外的引导元件均被安排成与所述轴线间隔开并且平行于或倾斜于所述轴线，优选在所述轴线的相反侧上。

另外一个实施例包括在该重叠区内的两个另外的第一引导元件，这些第一引导元件以相应的倾角倾斜于所述轴线，优选地在相反的倾斜方向上，即一个顺时针方向和一个逆时针方向。优选地，这两个第一引导元件的纵向轴线或者其倾角的边以相应的、具体是相同的交点与所述径向轴线相交，该交点与该第一感应线圈或该第二感应线圈的中心位于该相应引导元件在所述轴线上的正交投影的同一侧上并且与所述中心间隔开。优选地，与所述中心相比，该交点位于离所述正交投影更大的距离处，从而具体在平行方向与径向方向之间引起某种程度倾斜。

该重叠区之外的单独引导元件在相应第一感应线圈或第二感应线圈的相应径向方向上延伸，这产生有利且均匀的磁通量引导。

在一个实施例中，在该重叠区内的至少一个另外的第一引导元件也倾斜于所述轴线，沿该第一感应线圈或该第二感应线圈的径向方向延伸以进一步改进那个线圈的磁通量的引导。

在优选实施例中，该重叠区中的另外的引导元件关于所述轴线对称安排。

这些引导元件优选地被安排或附接在相应感应线圈的下方或下侧。

该感应加热装置可以进一步包括用于待加热的物体(如烹饪容器或烹饪物品载体)的支撑板，其中，优选地该第一感应线圈作为结构层或预制部分安排在该支撑板的下表面上、具体是应用于其上，并且其中，优选地第二感应线圈进一步安排在该板的下方，具体是附接或安排在该第一感应线圈的下表面处。

根据本发明的另一个实施例，感应加热装置可以包括：

-具有第一直径并且被安排在第一平面内的第一感应线圈；

-至少一个、优选两个、三个或四个第二感应线圈，这些感应线圈具有至少一个第二直径并且被安排在第二平面内，其中，每个第二直径小于该第一直径，即，该第一感应线圈大于这些第二线圈中的每个感应线圈的直径；

-这些第二感应线圈围绕(或：包围或环绕)该第一感应线圈安排或者换言之，该第一感应线圈被安排在这些第二感应线圈的安排的中心，并且这些第二感应线圈中的每一个感应线圈与该第一感应线圈部分重叠。

“安排在平面内”的线圈解释为以这样的方式使得该线圈沿那个平面延伸，其中该平面穿过该线圈。当然，该线圈为三维技术物体而不是像几何平面那样二维的。表达“在第一(第二)平面内”在所有权利要求和实施例中也可以被“第一(第二)高度”或被“在相应第一(第二)水平上”替换。

线圈的直径可以被定义为线圈的两个边界点之间的最大距离，例如，在圆形线圈情况下，半径的两倍，而在方形线圈情况下，为对角线的长度。

在另外一个实施例中，所有第二感应线圈的中心位于该第一感应线圈之外和/或该重叠区之外。优选地，每个重叠区包括相应第二感应线圈的少于50％和/或小于180°的角扇区。

该感应加热装置可以有利地进一步加以改进，使得至少两个、特别是所有第二感应线圈具有相同的直径和/或大小，和/或其中，这些感应线圈中的至少一个、优选地所有感应线圈具有圆形形状，和/或其中，提供了至少四个第二感应线圈，每一个第二感应线圈安排在矩形或方形加热区域的对应象限中，该加热区域限定加热区，并且该第一感应线圈围绕该加热区域的中心安排，该加热区域延伸进入每个象限并且限定另一个中心加热区。

有益的是，根据本发明的感应加热装置的另外一个实施例，磁通量引导元件的长度对应于相应感应线圈的膨胀。以此方式，根据当前厨房电器的需要，可以进一步优化并且定制感应加热装置上的磁场分布。同样，在避免对应感应线圈之间的干扰的方面，可以进行进一步优化。

根据本发明的感应加热装置的另外一个实施例，具有更大直径的感应线圈可以包括磁通量引导元件，这些引导元件具有不同长度、尤其是更大的长度。以此方式，可以最佳地利用更大的感应线圈的扩展，而同时可以使用是感应线圈的一部分的磁通量引导元件，这些感应线圈在重叠区域具有更小的直径以聚焦磁场并且使具有更大直径的感应线圈上的磁场分布均匀化。

具体地，根据本发明的感应加热装置的另外一个实施例，与具有更大直径的感应线圈相关的磁通量引导元件被安排在具有更小直径的感应线圈的区域之外。以此方式，具有更小直径的感应线圈可以彼此屏蔽，并且与具有更小直径的相应感应线圈相关联的磁场线可以进一步集中在相应更小的感应线圈的区域中。以此方式，能量效率进一步提高并且磁场线进一步集中在深锅应在的区域中，像在传统加热区中一样。

有利地，根据本发明的感应加热装置的另外一个实施例，磁通量引导元件由铁氧体制成，因为铁氧体是广泛可用并且适合于以具体方式在家用电器中引导元件磁场线的材料。

在本发明的另一个实施例中，感应加热装置可以包括另外的选择器或控制装置，该选择器或控制装置被配置成用于在第一操作状态下操作(包括电连接至电源)该第一感应线圈而不操作、优选地电性地断开任何第二感应线圈，或者在第二操作状态下操作(包括电连接至电源)这些第二感应线圈中的至少一个感应线圈而不操作、优选电性地断开该第一感应线圈。

该选择器或控制装置具体地选择或只操作第一感应线圈或者第二线圈中的至少一个线圈但不是将第一感应线圈与这些第二感应线圈中的一个或多个感应线圈一起操作。

通过描述的技术措施，可以使用感应加热装置用于不同大小的物体，特别是平底锅或深锅，在第一线圈上具有更大直径的物体，以第二感应线圈上的若干具有更小直径的物体，但是仍然需要节省功率和能耗以及良好的效率，因为重叠线圈不会同时操作并由此避免电磁损失。

感应电流的电磁损失在优选实施例中尤其得到减少，在该优选实施例中，没有操作的这些线圈在相应操作状态下时电性地断开的，使得没有感应电流可以流入或流出非操作的线圈。

每一个感应线圈可以限定用于物体、具体是烹饪容器或烹饪物品载体的相应加热区，其通常放置在线圈上方的支撑板上或表面上。

有利地，根据本发明的实施例的感应加热装置结合一个平面内的更大线圈和另一个平面内的至少两个、优选地四个更小的线圈。以此方式，可以构造具有四个烹饪区的传统灶具配置，而同时更大的感应线圈可以适应更大的深锅。

有益的是，借助选择器通过断开一个平面内的线圈来防止电磁干扰，该选择器最大化能量效率并同时减少电源电路的最大数量。在一个实施例中，该感应加热装置包括用于感应线圈的、由该选择器或控制装置控制的至少一个电源，其中，该选择器或控制装置在第一操作状态下将第一感应线圈电性地连接至相应电源并且将所有第二感应线圈从相应电源上电性地断开，并且在第二操作状态下将这些第二感应线圈中的至少一个感应线圈电连接至相应电源并将该第一感应线圈从相应电源上电性地断开。以那种方式，操作线圈引起的电流不能流入或流出断开的线圈并且因此能量损失进一步减少。优选地，电源的数量小于感应线圈的数量。

在有利实施例中，所有第二感应线圈的中心或中心点位于第一感应线圈之外和/或重叠区之外。另外，每个重叠区优选地包括相应第二感应线圈的小于50％和/或小于180°的角扇区。这允许以常规方式构造线圈的其余更大部分，并且具体是装备磁通量引导元件。

优选地，至少两个、特别是全部第二感应线圈具有相同的直径。

优选地，所有感应线圈具有圆形形状，但是像卵形或椭圆形或多边形(例如，三角形、矩形、六边形)的其他形状也是可能的。

在优选实施例中，特别是适用于常规烹饪灶具，提供至少四个第二感应线圈，每一个感应线圈安排在限定加热区的矩形或方形加热区域的对应象限中。该第一感应线圈然后围绕该加热区域的中心安排并且延伸进入每一个象限中并且限定另一个中心加热区。

有益的是，根据本发明的感应加热装置的另外一个实施例，该感应加热装置配备有电源电路，其中，该电源电路可以服务于一个平面上的感应线圈以及同样另一个平面上的更大的感应线圈。从而，根据分配给不同平面的线圈的数量，这个感应加热装置中要求的电源电路的数量小于使用的感应线圈的数量。

有益的是，根据本发明的感应加热装置的另外一个实施例，电源电路的数量小于该感应加热装置中使用的感应线圈的数量，而通过使用该选择器，一个平面内的感应线圈断开并且从而不需要电源电路。更少数量的电路提高了可靠性并且有利于该感应加热装置的制造，因为更少的零件需要更少的制造力并且需要更低的成本。

该选择器或控制装置优选地联接至使用者输入选择装置上，该使用者输入选择装置包括任何种类的致动或交互元件，如转动或推动或滑动旋钮或按钮或开关或触摸元件或接触屏幕等，以便特别是分开或单独选择第一感应线圈和相应加热区或一个或多个第二感应线圈或加热区。

该感应加热装置可以包括具有支撑表面的支撑板以放置待加热的物体，如烹饪容器或烹饪物品载体。

该第一感应线圈可以作为结构层或例如通过胶合作为预制部分安排在该支撑板的下表面上，该支撑板背离该支撑表面并且具体应用于其上。

优选地，第二感应线圈比第一感应线圈进一步安排在板的下方，具体是附接或安排在该第一感应线圈的下表面处。

每个重叠区中的引导元件可以固定至对应的第二感应线圈，优选地在背离第一感应线圈和/或支撑板的下侧或表面处。

这些重叠区之外的引导元件可以尤其在感应线圈的下侧固定、例如胶合于对应的感应线圈。

有益的是，根据本发明的感应加热装置的另外一个实施例，这个感应加热装置安排在深锅支撑件或灶具板下面，其中，具有更大直径的感应线圈安排在深锅支撑件上。以此方式，节省零件并且距烹饪区域的距离尽可能短。

有益的是，根据本发明的感应烹饪灶具包括根据本发明的感应加热装置，因为以此方式，可以实现灵活、可靠且节能、对于潜在客户有吸引力的感应灶具。

在附图中示出的实例的基础上，将在下文中进一步解释本发明，在附图中：

图1描绘了根据本发明的一个实施例的具有两个重叠感应线圈的感应加热装置，

图2示出了根据本发明的另一个实施例的具有两个重叠感应线圈的感应加热装置，

图3展示了根据本发明的又另一实施例的具有两个重叠感应线圈的感应加热装置，

图4描绘了根据本发明的另外一个实施例的具有两个重叠感应线圈的感应加热装置，

图5示出了根据本发明的另一个实施例的具有两个重叠感应线圈的感应加热装置，

图6示出了根据本发明的另外一个实施例的具有五个感应线圈、具体用于感应烹饪灶具的感应加热装置，

图7示出了图6的感应加热装置的侧视图，

图8描绘了根据本发明的一个实施例的感应灶具，并且

图9展示了用于操作感应加热装置的方法。

在图1至图5所示的实施例中，提供具有中心C1、半径r1以及外圆边缘或边沿10的第一感应线圈1和具有中心C2、半径r2以及外圆边缘或边沿20的第二感应线圈2。中心C1和C2位于共轴A上，该共轴被描绘为水平轴线，然而位置不重要。第一感应线圈1的半径r1大于第二感应线圈2的半径r2，具体是使得r2<r1<2·r2，意思是第一感应线圈1大于第二感应线圈2。

这两个感应线圈1和2在重叠区3内重叠，该重叠区被其两个相交的边沿10和20封闭，其中，这两个中心C1和C2之间沿轴线A的距离被选择为大于r1但小于r1+r2并且优选地小于2·r1。

通过为单独感应线圈1或2供应对应的交流电流或时变电流、特别是高频电流，可以分开操作每一个感应线圈1和2，以通过电磁感应产生围绕感应线圈1或2的磁感应场，该磁感应场及时跟随感应线圈1或2的电流的变化。这个感应场然后用于以感应方式加热放置在感应线圈1或2的感应场内、具体以本身已知的方式在感应线圈1或2上方的物体，具体是烹饪容器。至少两个重叠感应线圈1和2的这种安排允许可变的加热区或适配于不同大小的待加热的物体，因为可以操作更小的线圈2或更大的线圈1或(如果需要的话)甚至线圈1和2的组合。

当操作时，需要引导感应线圈1和2的磁通量或磁场。这是通过导磁引导元件实现的，这些引导元件集中且引导磁通量或场线并且避免更大的能量损失。

因此，作为第一措施，在重叠区3之外，每个感应线圈1和2设有用于当感应线圈1和/或2产生磁感应场时引导磁通量的相应通量引导元件。

这些引导元件具体成形为由磁材料制成的杆或纵向或直线延伸元件并且优选地根据其纵向轴线或直线方向径向地或者沿相对于相应感应线圈1或2的相应中心C1或C2的径向方向安排。穿过中心C1或C2或沿半径r1或r2的每条线限定相应线圈1或2的径向方向。每个引导元件在径向方向上的长度有利地被选择为相应线圈1或2的半径r1或r2的50％之上、优选至少60％或甚至80％，以提供磁通量的均匀引导。

在图1至图4所述的实施例中，有例如第一感应线圈1的七个引导元件11、12、13、14、15、16和17以及第二感应线圈2的五个引导元件25、26、27、28和29。在每种情况下，第一感应线圈1的引导元件15和第二感应线圈2的引导元件27安排在轴线A上，并且第一感应线圈1的两个引导元件13和17以及第二感应线圈2的两个引导元件27和29正交安排或者沿着垂直于轴线A的方向截然相反地安排或者安排在相应中心C1或C2的相反侧上。引导元件14安排在引导元件13和15之间，并且引导元件16安排在引导元件15和17之间，优选地在每种情况下均在中间或呈45°的角。引导元件11相对于中心C1与引导元件14截然相反地安排，并且引导元件12相对于中心C1与引导元件16截然相反地安排。引导元件26安排在引导元件25和27之间，并且引导元件28安排在引导元件27和29之间，优选地在每种情况下在中间或呈45°的中间角。第一感应线圈1的、与重叠区3相邻的引导元件11和12之间的夹角β1在这些示例性实施例中因此是90°，但也可以是不同的，具体是在80°与110°之间。第二感应线圈2的、与重叠区3相邻的引导元件25和29之间的夹角β2在这些示例性实施例中是180°，但也可以是不同的，具体是在90°与180°之间。

第二感应线圈2的半径r2和边沿20或者重叠区3被选择成适应这两个引导元件11和12之间的中间角β1，优选地在相当短的距离。第二感应线圈1的半径r1和边沿10或者重叠区3也被选择成适应这两个引导元件25和29之间的中间角β2，优选地在相当短的距离。

也可以有多于一个第二感应线圈2，该第二感应线圈与第一感应线圈1重叠，例如在引导元件12和14或14和16或16和18之间，由此分别替换或省略中间引导元件13或15或17。

现在，作为根据本发明的额外措施，在该(或每个)重叠区3内，设置至少两个另外的相应引导元件(例如，21和23)或优选地至少三个另外的引导元件(例如21、22和23)，这些引导元件由两个感应线圈1和2共用或者在其相应操作中引导每个感应线圈1和2的磁通量。

在图1、图2、图3和图4的实施例中，存在三个引导元件21、22和23，并且在图5的实施例中，存在安排在重叠区3中的两个引导元件21和23。多于三个引导元件也是可能的。

在图1至图4中，引导元件22安排在轴线A上或沿其安排，并且从而相对于两个感应线圈1和2的中心C1和C2径向地安排。这是在多个方面中用于磁通量引导元件的最佳位置，因为其对于线圈而言具有径向取向，引起这优选磁通量传导和对于线圈而言在径向方向上对磁通量或者场线的影响。

另外，在图1、图2、图3和图4中，在重叠区3内设有两个另外的引导元件21和23，这些引导元件安排在距轴线A一定距离处或与该轴线间隔开或移位。引导元件22优选地安排在两个引导元件21和23的中间或之间。优选地，这两个引导元件21和23关于轴线A或关于引导元件22彼此对称安排。

除了一般引导元件22，另外的引导元件21和23增加了重叠区3中的磁导率和磁通量的引导，并且允许增加重叠区3的面积而不会丧失磁通量或磁场过多的均匀性，尽管它们不能同时相对于两个线圈1和2径向地安排。在单独操作每一个线圈1和2的情况下或还有在需要同时操作两个线圈1和2的情况下，另外的引导元件21和23的设计和其相对于轴线A或引导元件22的取向和位置可以变化并且适配于优选磁通线分布。

在图1中，两个引导元件21和23以距离引导元件22预定、优选地相同的距离d平行于轴线A被定向，该距离d可以在重叠区3的形状内变化，但是通常小于引导元件21、22和23中的至少一者的长度L并且大于其宽度w。

在这个实施例中，引导元件21、22和23具有相同的长度L和相同的宽度w，但是当然，他们可以具有不同的长度和宽度，例如，中间元件22具有比两个外部元件21和23更大的长度和宽度。

这种平行安排提供了两个感应线圈1和2的径向方向之间的磁通量的平均化。

在图2和图3中，这两个外部引导元件21和23以相对于轴线A的相应倾角α1或α2定向，其中，优选地α1＝α2，但是倾斜方向相反(顺时针和逆时针)。选择该倾斜度使得这些引导元件21和23的纵向轴线或倾角α1和α2的边在交点IP与轴线A相交，该交点与第二感应线圈2的中心C2位于相应引导元件21或23在轴线A上的正交投影的同一侧上，在图2和图3中，在中心C2向左、在该中心处或在该中心后面，其中，第一感应线圈1的中心C1在所述投影的相反侧。

如果交点IP位于中心C2或与该中心重合，这也将引起引导元件21和23相对于C2的径向取向。图2中示出了这样的实施例，以这样的方式选择倾斜度，使得两个引导元件21和23相对于第二感应线圈2的中心C2径向地安排。引导元件21和23如例如图2中所示和所描述的倾斜的这种安排引起第二感应线圈2的磁通量的最优化，但是对于第一感应线圈1而言不是最优的。然而，这在如果存在多于一个第二感应线圈2与同一第一感应线圈1重叠时是尤其有利的，例如像图6中所示，例如，四个第二感应线圈，其中，较仅一个线圈的最优化，四个线圈的最优化是优选的。

然而，相对于C2与径向方向偏离的倾斜也可以是有利的。

如例如在图3中所示，轴线A上的交点IP也可以与引导元件21或23在轴线A上的投影在中心C2的相反侧上，并且该倾斜将没有径向方向那么陡，并且降低的倾角α1和α2(交点IP进一步向外移动)更接近于图1所示的平行取向并且通量引导将在两个线圈1和2之间更平均。

如果轴线A上的交点IP与引导元件21或23在轴线A上的投影(未示出)在中心C2的同一侧，则该倾斜比径向方向更陡，增加的倾角α1和α2更接近相对于轴线A的正交取向，其仅在特殊情况下是可能的。

倾角α1和α2当然还可以比所示的更大或更小，或者沿径向取向或者也是沿与径向取向的偏离取向，并且总体上选自0°到90°、优选地0°到60°的间隔或范围。

在另一个实施例中，如例如在图4中所示，两个外部引导元件21和23以相对于轴线A的相应倾角α3或α4沿与图2至图3中的相反方向倾斜，其中，优选地α3＝α4，但是倾斜方向相反(顺时针和逆时针)。在这个实施例中，该倾斜被选择成使得这些引导元件21和23的纵向轴线或倾角α3和α4的边在交点IP与轴线A相交，该交点与第二感应线圈2的中心C1位于相应引导元件21或23在轴线A上的正交投影的同一侧上，在图4中，在中心C1向右、在该中心处或在该中心后面，而第二感应线圈2的中心C2在所述投影的相反侧。

如果交点IP位于中心C1或与该中心重合，图4中示出了该实施例，这也将引起引导元件21和23相对于C1的径向取向。引导元件21和23如所示径向倾斜的这种类型的安排引起第一感应线圈1的磁通量的最优化，但是对于第二感应线圈2而言不是最优的，如果第一感应线圈1比第二感应线圈2更大或者具有更大的磁通量，则这是有意义的。

然而，相对于C1与径向方向偏离的倾斜也可以是有利的。如果轴线A上的交点IP与引导元件21或23在轴线A上的投影在中心C1的相反侧，则该倾斜没有径向方向那么陡，并且降低的倾角α3和α4更接近于图1中所示的平行取向并且通量引导在两个线圈1和2之间更平均。如果轴线A上的交点IP还可以与引导元件21或23在轴线A上的投影在中心C1的同一侧，则该倾斜比径向方向更陡，增加的倾角α3和α4更接近相对于轴线A的正交取向，其仅在特殊情况下是可能的。

倾角α3和α4当然还可以比所示的更大或更小，或者沿径向取向或者也是沿与径向取向的偏离取向，并且总体上选自0°到90°、优选地0°到50°的间隔或范围。

因此，这些引导元件21和23相对于轴线A的倾斜优选地应在从与轴线轴线A平行的取向(没有倾斜，α1、α2、α3和α4等于0°，没有交点IP)直到相对于两个重叠感应线圈1和2的中心C1和C2之一的径向取向的范围内。

这些感应线圈1和2的形状或边沿10和20不必是如所示的圆形，其他形状或边沿也是很有可能的，例如椭圆形或卵形或矩形或正方形或螺旋形状或边沿，对于这些形状，限定了中心和因此相对于该中心的径向方向。

如图6所示，感应加热装置1000优选地用于感应烹饪灶具或由感应烹饪灶具组成，该感应加热装置包括优选地矩形、尤其是正方形的加热、具体是烹饪区域2000，该区域通常由例如玻璃陶瓷制成的板1600覆盖。

矩形、尤其是正方形加热、具体是烹饪区域2000具有四个象限Q1、Q2、Q3和Q4，这些象限的对角线从加热区域2000M的中心到达分别由A1、A2、A3和A4指定的相应角落。在加热区域a的中间，定位优选地单个第一感应线圈1500，该第一感应线圈具有中心M，该中心优选地位于加热区域2000的中心，并且优选地具有圆形形状，该圆形形状具有围绕中心M的半径R以及直径2R。

优选地，在每一个象限Q1至Q4中安排单独的相应第二感应线圈(Q1中的1100、Q2中的1200、Q3中的1300以及Q4中的1400)，该第二感应线圈优选地具有圆形形状，相应的线圈中心由M1、M2、M3和M4指定，并且相应的线圈半径分别由R1、R2、R3和R4指定。在所示实施例中，所有半径R1至R4以及因此直径是相等的，即，第二感应线圈具有相同大小，然而还有，它们中的至少一者还可以不同，例如两个线圈，例如，具有一个大小或直径的相反线圈，像1100和1300和具有是传统烹饪灶具中的已知配置的另一直径或半径的另外两个线圈。

通过穿过中心M或M1至M4的每条线限定相应线圈的径向方向。

在所示的这个对称实施例中，第二感应线圈1100、1200、1300或1400的每一个中心M1至M4与相应的象限的中心重合并且像第一感应线圈1500的中心M位于相应对角线A1至A4上，实际上在其中间，并且进一步是象限的对角线A1至A4与第一感应线圈1500以及相应象限Q1至Q4中的相应第二感应线圈1100、1200、1300或1400的径向方向重合或与其同轴。

如可以进一步看到的，第一感应线圈1500和每一个第二感应线圈1100、1200、1300和1400水平或沿径向方向重叠，并且由于这个原因，安排在不同平面内或不同高度或水平上，如将从图2中进一步清楚的。第一内感应线圈1500在其平面内进一步向外延伸进入在其相应平面内的每一个第二感应线圈的上方或下方的区域，从而引起这些线圈在正交于其平面的投影内重叠。第二感应线圈1100与第一感应线圈1500在重叠区1511(或：区域)内重叠，第二感应线圈1200与第一感应线圈1500在重叠区(或：区域)1511内重叠，第二感应线圈1300与第一感应线圈1500在重叠区(或：区域)1513内重叠，并且第二感应线圈1400与第一感应线圈1500在重叠区(或：区域)1514内重叠。

选择第一内感应线圈1500的半径R或直径2R大于第二感应线圈1100至1400的所有半径R1至R4的最大值，但是还小于第一感应线圈1500的中心M至第二感应线圈1100至1400的中心M1至M4的所有距离的最小值。这意思是第二感应线圈1100至1400的所有中心M1至M4位于第一感应线圈1500之外并且没有被其覆盖，并且从而，重叠区1511至1514覆盖小于该区域的50％并且小于对应的第二感应线圈1100至1400的180°角扇区。这允许第二感应线圈的大于50％的非重叠区以及大于180°的角扇区以常规方式、优选沿径向方向配备磁通量引导元件，如稍后解释的。

第二感应线圈1100、1200、1300和1400从而安排在矩形或正方形烹饪区域2000的经典烹饪灶具模型占用象限Q1至Q4中，该烹饪区域通常由灶具板1600覆盖。这些线圈和象限中的每一者限定用于放置相应烹饪容器的烹饪区，其中，每一个烹饪区可以分开使用和控制。

然而，除了这种经典类型的象限烹饪区，围绕该烹饪区域的中心还提供了第一更大的感应线圈1500，该烹饪区域延展或延伸进入每一个象限，由此与每一个第二感应线圈重叠并且限定另一个(这里是第五)烹饪区，该第五烹饪区大于另外四个烹饪区并且允许更大的烹饪容器放置在板2000中间。当操作第一感应线圈1500及其更大的中心烹饪区时，其他烹饪区是不可操作的或不在用，优选地电性地断开，同时，使得在重叠区域中，避免在感应场的不期望的效果以及感应能量损失。

然而，除了经典象限配置，包围更大的内感应线圈的更小感应线圈的任何其他配置和数量根据顾客处所处的需要是可想到的，例如两个或三个外烹饪区或具有中心更大中心烹饪区的第二感应线圈或第一感应线圈。

进一步地，在这个实施例(也可以认为是优选实施例)中，可以看到与相应感应线圈相关联地设置磁场线(相应地磁通量)的引导元件。

感应线圈1100在此具有引导元件1110、1120和1115。感应线圈1200具有引导元件1210和1220。感应线圈1500具有引导元件1510、1520、1530和1540，而感应线圈1300具有引导元件1310、1315和1320。进一步地，感应线圈1400具有引导元件1409、1420和1407。为了看得更清晰目的，并不是所有的磁通量引导元件都配备有参考符号。然而，在每个感应线圈处，参考不同的感应线圈使得清楚所有的感应线圈具有可以参考的用于磁场线的引导元件。

可以进一步观察到在具有更大直径1500的感应线圈之外，具有更小直径1100、...、1400的相应感应线圈的磁通量引导元件以径向模式中或沿径向方向安排。在此，这些引导元件的数量是五个，但是可以选择其他数量。也可以看出这些引导元件1115、1110覆盖具有更小直径的感应线圈的半径的大约40％、具体是35％和尤其是45％。另一方面，在与更大感应线圈1500的重叠区域1700中，磁通量引导元件1120、1220、1320和1410以不同模式安排。在此，其中三个平行与径向方向安排于重叠区域中。具体地，通过这种特殊模式，具有更大直径1500的感应线圈发出的磁场可以进一步聚焦在感应线圈的区域中，这允许提高能量效率并且增加场线的数量，这些场线进入放置在具有更大直径的感应线圈1500的区域中的深锅内。如进一步描绘的，在具有更大直径1500的感应线圈的区域中，提供磁通量引导元件1510至1540，同时它们放置在具有更小直径的相应感应线圈1100、...、1400占据的区域之外。

以此方式，可以进一步均匀化更大的感应线圈1500发出的磁场，同时可以避免具有更小直径的感应线圈1100、...、1400之间的干扰，相应更小的感应线圈1100、...、1400发出的磁场可以相应地聚焦并且被限制到加热装置所在的象限。附图中进一步示出了与具有更大直径的感应线圈1500相关联的磁通量引导元件1510、...、1540相应地几乎覆盖更大感应线圈的半径的90％、特别是95％或者更特别是85％。具体地，具有更小直径的感应线圈具有200mm、更特别是205mm并且最特别是210mm的直径，而具有大直径的感应线圈具有275mm、更特别是280mm并且最特别是285mm的直径。

有益的是，具有更大直径1500的感应线圈以金属涂层的形式直接应用于支撑感应加热装置的玻璃陶瓷板1600。

在图7中，可以看到灶具板，例如玻璃陶瓷板1600，并且描绘了更大的感应线圈1500，该感应线圈例如以被结构化成线圈绕组的形式的金属层形式直接应用于灶具板1600的底表面。

另一方面，磁引导元件1540和1510放置在第一感应线圈1500下面并且还在此示出一个磁引导元件1540。它们可以直接固定、例如胶合于感应线圈1500。同样，在这个视图中，描绘了具有更小直径的两个第二感应线圈1400和1100。可以观察到更小的感应线圈1100和1400各自与更大的感应线圈1500重叠，并且它们直接应用于大的感应线圈下面以便尽可能近地发出磁场线至深锅应该放置的板1600。

进一步地，描绘了两个平面2100、2200。每一个平面容纳感应线圈的相应感应线圈/组。在此，平面2100是更大的感应线圈1500所位于的平面，并且在此，平面2200是四个更小的感应线圈1400至1100所位于的平面。进一步地，描绘了选择器2300和能量供给电路2400。那些装置以已知的方式连接至感应线圈100至1500。选择器的用途是一旦操作另一平面上的感应线圈，就断开位于相应平面上的感应线圈。以此方式，需要更少的电源电路2400以便供应相应感应加热装置的感应线圈并且避免耦合效果以及干扰。

进一步地，描绘了更小的感应线圈上的磁通量引导元件1409、1407、1115，这些引导元件固定、例如胶合于相应的第二感应线圈1100或1400的、背向第一感应线圈1500的下侧。

正确覆盖深锅所位于的区域的问题是通过将重叠感应线圈分配给不同平面解决的，其中，使用更大的感应线圈1500用于位于加热板1600上的更大的深锅，使用更小的感应线圈1100至1400中的一个或多个感应线圈烹饪位于板1600的象限上的更小的深锅。

多个或若干感应线圈1100至1400还可以分组在一起以便作为共同烹饪区操作相邻感应线圈，例如1100和1200，以支撑其上的长形或椭圆形深锅。

如图8所示，感应灶具3000包括根据本发明的感应加热装置1000，该感应加热装置具有直径更小的第二感应线圈1100至1400、玻璃陶瓷板1600和具有更大直径的第一感应线圈1500。

感应灶具3000进一步包括控制及显示装置3100，用于使用者手动控制感应灶具3000的操作。具体地，控制及显示装置3100可以发出使用者控制指令给选择器2300并且可以分配电源电路2400。具体地，可以以这样的方式控制感应灶具3000的操作使得一旦操作具有更大直径的感应线圈1500，具有更小直径的至少一个、优选所有第二感应线圈1100、1200、1300、1400就从电源断开以分别避免电磁波耦合进入更小的线圈以及通过更大的线圈加热更小的线圈。一旦操作第二平面2200内的线圈，具有更大直径的线圈1500发生同样的情况。控制及显示装置3100优选地仅允许使用者选择第一烹饪区及其相关联的第一感应线圈1500或者可替代地第二感应线圈1100至1400中的一个或多个感应线圈作为单个或组合烹饪区。

如图8中示出，用于操作感应加热装置、例如感应灶具3000的方法4000包括最小数量的步骤4100、4200、4300。在4100，开始方法，例如通过使用者激活感应灶具3000。在4200，确保例如平面2100或2200之一上的感应线圈1100至1500是单独操作的。非操作感应线圈可以完全从电源上断开，例如通过选择器2300分别短路。可以最小化电源电路的数量并且可以减小线圈1100至1500之间的耦合和干扰。在4300，结束方法，例如通过使用者关闭感应灶具3000。

参考数字清单

1，2 感应线圈

3 重叠区

11至17 磁通量引导元件

21至23 磁通量引导元件

25至29 磁通量引导元件

1000 感应加热装置

1600 支撑板

1100，1200，1300，1400 第二感应线圈

1500 第一感应线圈

1700 重叠区

1111至1114，1120至1123 磁通量引导元件

1211至1214，1220至1223 磁通量引导元件

1311至1314，1320至1323 磁通量引导元件

1411至1414，1420至1423 磁通量引导元件

1510，1520，1530，1540磁通量引导元件

2000 加热/烹饪区域

2100 第一平面

2200 第二平面

2300 选择器

2400 电源

3000 感应灶具

3100 控制及显示装置

4000 操作方法

4100，4200，4300 方法步骤

r1，r2 半径

A 轴线

C1，C2 中心

α1，α2，α3，α4 倾角

β1，β2 夹角

b 宽度

d，D 距离

L 长度

IP 交点

A1，A2，A3，A4 对角线

M，M1，M2，M3，M4 中心

Q1，Q2，Q3，Q4 象限

R1，R2，R3，R4 半径

Claims (23)

1.一种感应加热装置，包括：

支撑板，

至少一个第一感应线圈，该第一感应线圈相对于该支撑板安排在第一水平处，

至少一个第二感应线圈，该第二感应线圈相对于该支撑板安排在第二水平处，

该第二感应线圈与该第一感应线圈在正交于该第一水平和该第二水平的投影内部分重叠并且形成重叠区，

其中，在该重叠区之外，该第一感应线圈和该第二感应线圈各自设有若干相应引导元件，这些引导元件用于引导相应感应线圈的磁通量，该感应加热装置的特征在于，

在该重叠区内，安排有彼此相距一定距离的至少两个另外的引导元件，这些另外的引导元件用于引导该第一感应线圈和/或该第二感应线圈的磁通量，

这些另外的引导元件中的至少一个第一引导元件与轴线间隔开，该轴线沿着该第一感应线圈的径向方向从该第一感应线圈的中心并且沿着该第二感应线圈的径向方向到该第二感应线圈的中心延伸，并且该至少一个第一引导元件被定向成或者安排成平行于或倾斜于所述轴线。

2.根据权利要求1所述的感应加热装置，其中，该重叠区中的这些另外的引导元件中的至少一个第二引导元件在所述轴线上并且沿其延伸。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的感应加热装置，其中，在该重叠区中存在恰好三个另外的引导元件，这三个另外的引导元件中的两个第一引导元件被安排成与所述轴线间隔开并且平行于或者倾斜于所述轴线，并且该重叠区中的这三个另外的引导元件中的一个第二引导元件在所述轴线上并且沿其延伸和/或被安排在这两个另外的第一引导元件之间。

4.根据权利要求3所述的感应加热装置，其中，这三个另外的引导元件中的两个第一引导元件被安排成在所述轴线的相反侧上。

5.根据权利要求1所述的感应加热装置，其中，在该重叠区中存在恰好两个另外的引导元件，这两个另外的引导元件均被安排成与所述轴线间隔开并且平行于或倾斜于所述轴线。

6.根据权利要求5所述的感应加热装置，其中，这两个另外的引导元件被安排成在所述轴线的相反侧上。

7.根据权利要求1或权利要求2所述的感应加热装置，其中，该重叠区中的两个另外的第一引导元件以相应倾角倾斜于所述轴线。

8.根据权利要求7所述的感应加热装置，其中，该重叠区中的两个另外的第一引导元件以相应倾角沿相反倾斜方向倾斜于所述轴线。

9.根据权利要求7所述的感应加热装置，其中，这两个第一引导元件的纵向轴线或者这些倾角的边与所述轴线在相应的交点处相交，该交点与该第一感应线圈或该第二感应线圈的中心位于该相应引导元件在所述轴线上的正交投影的同一侧上，并且与所述中心间隔开。

10.根据权利要求9所述的感应加热装置，其中，该相应的交点是同一交点，并且其中，该交点在比所述中心距离所述正交投影更大的距离处。

11.根据权利要求1或权利要求2所述的感应加热装置，其中，倾斜于所述轴线的至少一个另外的第一引导元件沿该第一感应线圈或该第二感应线圈的径向方向延伸。

12.根据权利要求1或权利要求2所述的感应加热装置，其中，在该重叠区中的这些另外的引导元件关于所述轴线对称安排。

13.根据权利要求1或权利要求2所述的感应加热装置，其中，该重叠区之外的引导元件沿相应第一感应线圈或第二感应线圈的相应径向方向延伸。

14.根据权利要求1或权利要求2所述的感应加热装置，其中，这些引导元件被安排或者附接于相应感应线圈的下方或者下侧。

15.根据权利要求1或权利要求2所述的感应加热装置，该感应加热装置包括用于待加热物体的该支撑板。

16.根据权利要求15所述的感应加热装置，其中，该待加热物体是烹饪容器或烹饪物品载体。

17.根据权利要求15所述的感应加热装置，其中，该第一感应线圈安排在该支撑板的下表面上，并且其中，这些第二感应线圈进一步安排在该板的下方。

18.根据权利要求17所述的感应加热装置，其中，该第一感应线圈作为结构层或者作为预制部分应用于该支撑板上，并且其中，这些第二感应线圈附接或安排在该第一感应线圈的下表面处。

19.根据权利要求1或权利要求2所述的感应加热装置，该感应加热装置进一步包括选择器或控制装置，该选择器或控制装置被配置成用于在第一操作状态下操作第一感应线圈而不操作这些第二感应线圈中的任何感应线圈，或者在第二操作状态下操作这些第二感应线圈中的至少一个感应线圈而不操作该第一感应线圈。

20.根据权利要求1或权利要求2所述的感应加热装置，其中，所有第二感应线圈的中心位于该第一感应线圈之外和/或该重叠区之外，和/或其中，每个重叠区包括对应的第二感应线圈的小于50％和/或小于180°的角扇区。

21.根据权利要求1或权利要求2所述的感应加热装置，其中，至少两个第二感应线圈具有相同的直径和/或大小，和/或其中，这些感应线圈中的至少一个感应线圈具有圆形形状，和/或其中，提供了至少四个第二感应线圈，每一个第二感应线圈安排在矩形或方形加热区域的对应象限中，该加热区域限定加热区，并且该第一感应线圈围绕该加热区域的中心安排，该加热区域延伸进入每个象限并且限定另一个中心加热区。

22.根据权利要求21所述的感应加热装置，其中，所有第二感应线圈具有相同的直径和/或大小，和/或其中，这些感应线圈中的所有感应线圈具有圆形形状。

23.一种感应烹饪灶具，该感应烹饪灶具包括根据权利要求1至22中任一项所述的感应加热装置。