CN110089199B

CN110089199B - 用于感应加热器具的感应线圈

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Publication number: CN110089199B
Application number: CN201680090339.2A
Authority: CN
Inventors: 劳伦特·让纳托; 菲利波·米拉内西; 亚历克斯·维罗利
Original assignee: Electrolux Appliances AB
Current assignee: Electrolux Appliances AB
Priority date: 2016-10-25
Filing date: 2016-10-25
Publication date: 2021-09-07
Anticipated expiration: 2036-10-25
Also published as: WO2018077393A1; CN110089199A; AU2016427625B2; EP3533288A1; US20190335549A1; EP3533288B1; US10813178B2; AU2016427625A1

Abstract

本发明涉及一种用于感应加热器具、具体是用于感应烹饪灶具的感应线圈。该感应线圈包括至少一个基板(10)和至少一个绕组布置(12)。该绕组布置(12)包括至少一个绕组集中度高的部分(18)和至少一个绕组集中度低的部分(20)。该绕组布置包括至少两个线圈(26)、优选地至少三个线圈(26)。该基板(10)被布置在一个或多个绕组布置(12)上。该基板(10)包括至少一个导电部分(14)和至少一个非导电部分(16)。该基板(10)的至少一个导电部分(14)被布置在该绕组布置(12)的至少一个绕组集中度高的部分(18)上。该基板(10)的至少一个非导电部分(16)被布置在该绕组布置(12)的至少一个绕组集中度低的部分(20)上。该基板(10)的导电部分(14)由至少一种导电材料制成。该基板(10)的非导电部分(16)由至少一种非导电材料制成和/或由该基板(10)中的至少一个切口形成。进一步地，本发明涉及一种感应加热器具。此外，本发明涉及一种感应烹饪灶具。

Description

用于感应加热器具的感应线圈

本发明涉及一种用于感应加热器具、具体是用于感应烹饪灶具的感应线圈。进一步地，本发明涉及一种感应加热器具。此外，本发明涉及一种感应烹饪灶具。

提供了一种感应线圈用于通过涡电流加热铁磁性物质。具体地，烹饪锅的底部由铁磁性物质制成并且通过该感应线圈被加热。感应线圈的绕组布置可以具有不同的形状以便满足多个几何条件。

感应线圈的绕组布置的一些特殊的形状产生绕组集中度较高和较低的多个部分。例如，如果感应线圈的绕组布置的接地区域包括一个或多个锐角，低绕组集中度则发生在所述锐角的部分。不同的绕组集中度在铁磁性物质中引起非均匀的热量分布。

本发明的目的是提供一种具有绕组集中度不同的绕组布置的感应线圈，其中，所述感应线圈允许均匀的热量分布。

本发明的目的是通过根据权利要求1所述的感应线圈实现的。

本发明提供一种用于感应加热器具、具体是用于感应烹饪灶具的感应线圈，其中：

-该感应线圈包括至少一个基板和至少一个绕组布置，

-该绕组布置包括至少一个绕组集中度高的部分和至少一个绕组集中度低的部分，

-该绕组布置包括至少两个线圈、优选地至少三个线圈，

-该基板被布置在一个或多个绕组布置上，

-该基板包括至少一个导电部分和至少一个非导电部分，

-该基板的至少一个导电部分被布置在该绕组布置的至少一个绕组集中度高的部分上，

-该基板的至少一个非导电部分被布置在该绕组布置的至少一个绕组集中度低的部分上，

-该基板的导电部分由至少一种导电材料制成，并且

-该基板的非导电部分由至少一种非导电材料制成和/或由该基板中的至少一个切口形成。

本发明的核心是该基板的非导电部分被布置在该绕组布置的绕组集中度低的部分上，而该基板的导电部分由至少一种导电材料制成。基板的导电部分局部地对该绕组布置的绕组集中度高的部分产生的磁场作出反应，使得减小磁场与由所述磁场加热的物质之间的耦合。相反地，基板的非导电部分对该绕组布置的绕组集中度低的部分产生的磁场没有反应，使得磁场与由所述磁场加热的物质之间的耦合保持不变。这在被磁场加热的物质中产生均匀的热量分布。由于绕组布置由线圈组成，所以多个不同的绕组布置可以通过少量类型的所述线圈组装而成。

优选地，该基板覆盖一个绕组布置或者更多相邻的绕组布置。

根据本发明的优选实施例，该绕组布置的接地区域包括至少一个锐角。绕组布置的低绕组集中度仅出现在锐角部分是可能的。

具体地，该绕组布置的接地区域具有包括两个或三个锐角的三角形形状。优选地，绕组布置包括至少三个线圈。

进一步地，绕组布置的三角形接地区域可以包括一个直角。在直角部分中，绕组布置的绕组集中度可以较高，因为线圈在直角中比在锐角中需要的空间较小。

例如，感应线圈包括具有一个直角的至少一对绕组布置，其中，所述绕组布置对包括方形或矩形的接地区域。

在这种情况下，绕组布置对被一个方形或矩形的基板覆盖。

此外，多对绕组布置可以被布置成一排或被布置成矩阵。

例如，线圈是圆形的、椭圆形的、三角形的、方形的、和/或矩形的。通常，线圈可以具有任意形状。

根据本发明的一个方面，一个绕组布置的线圈是相同的，其中，绕组布置的至少一个绕组集中度高的部分和至少一个绕组集中度低的部分由线圈的位置形成。仅一种类型的线圈的使用允许产生复杂度低的绕组布置。

根据本发明的另一个方面，一个绕组布置的至少两个线圈是不同的，其中，绕组布置的至少一个绕组集中度高的部分和至少一个绕组集中度低的部分由线圈的位置和特性形成。几种不同类型的线圈的使用允许绕组布置上有绕组集中度高的部分和绕组集中度低的部分的多个组合。

具体地，一个绕组布置的线圈可以通过串联或并联电连接连接在一起。在优选实施例中，一个绕组布置的至少两个线圈、优选地所有线圈通过串联电连接连接在一起。在同等优选实施例中，一个绕组布置的至少两个线圈、优选地所有线圈通过并联电连接连接在一起。

具体地，基板的导电材料包括金属、优选地包括铝。

进一步地，该基板的非导电材料可以包括云母。

例如，基板由云母片材制成，其中，所述基板的导电部分由多个导电绕组形成，这些导电绕组由利兹线制成并且沉积在所述云母片材上。

根据另一个实施例，基板由金属制成、优选地由铝制成，并且非导电部分由所述基板中的多个切口形成。

优选地，非导电部分由多个槽缝和/或孔形成。

此外，基板可以包括多个铁氧体元件，其中，所述铁氧体元件在非导体部分中的集中度比其在导体部分中更高。铁氧体元件增大磁场与由所述磁场加热的物质之间的耦合。

最后，本发明涉及一种包括至少一个上述感应线圈的感应加热器具、具体是一种感应烹饪灶具。

在所附权利要求中阐述了本发明的新颖性和创造性特征。

参考附图，将进一步详细说明本发明，在附图中

图1展示了根据本发明第一实施例的用于感应线圈的基板的示意性俯视图，

图2展示了根据本发明优选实施例的用于感应线圈的绕组布置的示意性俯视图，

图3展示了根据本发明进一步实施例的用于感应线圈的绕组布置的示意性俯视图，

图4展示了根据本发明第二实施例的用于感应线圈的基板的示意性俯视图，

图5展示了根据本发明第一实施例的第一实例的、用于感应线圈的基板的示意性截面侧视图，

图6展示了根据本发明第一实施例的第二实例的、用于感应线圈的基板的示意性截面侧视图，

图7展示了根据本发明第一实施例的第三实例的、用于感应线圈的基板的示意性截面侧视图，

图8展示了根据本发明第三实施例的用于感应线圈的一对基板的示意性截面侧视图，

图9展示了根据本发明第四实施例的用于感应线圈的基板的示意性俯视图，

图10展示了根据本发明第五实施例的用于感应线圈的两个基板的示意性俯视图，

图11展示了根据本发明优选实施例的四个绕组布置的形成的示意性俯视图，并且

图12展示了根据本发明优选实施例的四个绕组布置的形成的示意性电路。

图1展示了根据本发明第一实施例的用于感应线圈的基板10的示意性俯视图。提供了用于感应加热器具、特别是用于感应烹饪灶具的感应线圈。

在这个实例中，基板10的接地区域是三角形的并且包括一个直角和两个锐角。三角形的基板10可以是等边的。通常，基板10的接地区域可以具有任意形状、但是具有至少一个锐角。

基板10包括导电部分14和非导电部分16。导电部分14在直角的周围延伸。非导电部分16在锐角的周围延伸。导电部分14由至少一种导电材料制成，而非导电部分16由至少一种介电材料制成。例如，导电部分14由铝制成，并且非导电部分16由云母制成。

图2展示了根据本发明优选实施例的用于感应线圈的绕组布置12的示意性俯视图。

绕组布置12具有与图1中的基板10基本上相同的接地区域。绕组布置12是三角形的并且包括一个直角和两个锐角。在这个实例中，绕组布置12包括三个线圈26，其中，每个线圈26被布置在所述绕组布置12的一个角内。在这个实施例中，三个线圈26是圆形的，具有相同的大小并且以相同的方式构造而成。仅一种类型的线圈26的使用允许产生复杂度低的绕组布置。绕组布置12在直角周围中包括绕组集中度高的部分18。每个绕组集中度高的部分18由直角中的线圈26与锐角中的线圈26之一之间的小距离形成。进一步地，绕组布置12在两个锐角周围中并且在所述锐角中的线圈26之间包括三个绕组集中度低的部分20。绕组集中度取决于线圈26的位置。进而，线圈26的可能位置取决于绕组布置12的角。尽管三个圆形线圈26是相同的，但绕组布置12上出现绕组集中度高的部分18和绕组集中度低的部分20。通常，线圈26的布置在绕组布置12上限定了绕组集中度高的部分18和绕组集中度低的部分20的空间分布。

在感应线圈内，图1的基板10与图2的绕组布置12一致。如果该感应线圈是感应烹饪灶具的一部分，则图1中的基板10被布置在图2的绕组布置12上并且将其覆盖。由此，基板10的导电部分14覆盖绕组布置12的绕组集中度高的部分18。以类似的方式，基板10的非导电部分16覆盖绕组布置12的绕组集中度低的部分20。

基板10的导电部分14局部地对绕组布置12的绕组集中度高的部分18产生的磁场作出反应，使得减小磁场与由所述磁场加热的物质之间的耦合。相反地，基板10的非导电部分16对绕组布置12的绕组集中度低的部分20产生的磁场没有反应，使得磁场与由所述磁场加热的物质之间的耦合保持不变。这允许均匀的热量分布。例如，被磁场加热的物质位于烹饪锅的底部。

图3展示了根据本发明进一步实施例的用于感应线圈的绕组布置12的示意性俯视图。

绕组布置12具有与图1中的基板10和图2中的绕组布置12基本上相同的接地区域。因此，绕组布置12也是三角形的并且包括一个直角和两个锐角。绕组布置12包括三个线圈26，其中，每个线圈26被布置在所述绕组布置12的一个角内。在这个实施例中，三个线圈26之一是圆形的，而另外两个线圈26是三角形的。两个三角形线圈26具有相同的大小并且以相同的方式构造而成。圆形线圈26被布置在绕组布置12的直角中，而三角形线圈26被布置在所述绕组布置12的锐角中。

绕组布置12在直角周围中包括绕组集中度高的部分18。在各情况下，每个绕组集中度高的部分18形成在圆形线圈26与三角形线圈26之一之间。进一步地，绕组布置12包括三个绕组集中度低的部分20。两个绕组集中度低的部分20形成在两个锐角的周围中。绕组集中度低的最后部分20形成在三角形线圈26之间。绕组集中度的分布取决于线圈26的形状和位置并且取决于绕组布置12的角。

在感应线圈中，图1的基板10与图3的绕组布置12一致。如果感应线圈是感应烹饪灶具的一部分，则图1中的基板10被布置在图3的绕组布置12上并且将其覆盖。由此，基板10的导电部分14覆盖绕组布置12的绕组集中度高的部分18。以类似的方式，基板10的非导电部分16覆盖绕组布置12的绕组集中度低的部分20。

基板10的导电部分14局部地对绕组布置12的绕组集中度高的部分18产生的磁场作出反应，使得减小磁场与由所述磁场加热的物质之间的耦合。相反地，基板10的非导电部分16对绕组布置12的绕组集中度低的部分20产生的磁场没有反应，使得磁场与由所述磁场加热的物质之间的耦合保持不变。这使热量分布均匀。例如，被磁场加热的物质位于烹饪锅的底部。

图4展示了根据本发明第二实施例的用于感应线圈的基板10的示意性俯视图。

第二实施例的基板10与图1中示出的基板10基本上相同、但是此外包括多个铁氧体元件22。在这个实例中，基板10包括九个铁氧体元件22。这些铁氧体元件22被布置在基板10上。基板10的导电部分14上的铁氧体元件22的空间密度小于所述基板10的非导电部分16上的空间密度。铁氧体元件22集中在基板10的非导电部分16上。铁氧体元件22增加磁场与由所述磁场加热的物质之间的耦合。

图5展示了根据本发明第一实施例的第一实例的、用于感应线圈的基板10的示意性截面侧视图。在这个实例中，导电材料集成于由介电材料制成的片材内。介电材料内的导电材料延伸跨过基板10的导电部分14。在非导电部分16中，由介电材料制成的片材不包含任何导电材料。例如，介电材料是云母，而导电材料是由云母制成的片材内的利兹线。在这个实例中，导电材料的层厚略微小于由介电材料制成的片材的层厚。

图6展示了根据本发明第一实施例的第二实例的、用于感应线圈的基板10的示意性截面侧视图。在这个实例中，导电材料被布置在由介电材料制成的片材的内部及下方。介电材料内部以及下方的导电材料延伸跨过基板10的导电部分14，而基板10的非导电部分16的介电材料不包含任何导电材料。在这个实例中，导电材料具有的层厚是由介电材料制成的片材的约两倍。

图7展示了根据本发明第一实施例的第三实例的、用于感应线圈的基板10的示意性截面侧视图。在这个实例中，导电材料集成于由介电材料制成的片材的上部的内部。介电材料内的导电材料延伸跨过基板10的导电部分14。在非导电部分16中，由介电材料制成的片材不包含任何导电材料。在这个实例中，导电材料具有的层厚是由介电材料制成的片材的约一半。

图8展示了根据本发明第三实施例的用于感应线圈的一对基板10的示意性截面侧视图。在第三实施例中使用了这对基板10而并非单个基板。基板10具有相同的接地区域并且彼此上下布置。导电材料附接在上基板10的底侧、并且附接在下基板10的顶侧。导电材料被布置在上基板10的下方、并且被布置在下基板10上。附接在基板10处的导电材料延伸跨过所述基板10的导电部分14，而基板10的非导电部分16中的介电材料没有涂覆任何导电材料。

图9展示了根据本发明第四实施例的用于感应线圈的基板10的示意性俯视图。基板10具有三角形接地区域。具体地，提供基板10以用于覆盖图2和图3中示出的绕组布置12。

基板10由一种或多种导电材料(例如，铝)制成。基板10包括多个槽缝24。第四实施例的基板中的这些槽缝24被布置在与第一和第二实施例的基板10的非导电部分16相对应的部分中。第四实施例的基板10的不具有槽缝24的部分与第一和第二实施例的基板10的导电部分14相对应。相反地，第四实施例的基板10的具有槽缝24的部分与第一和第二实施例的基板10的非导电部分16相对应。第四实施例的基板10包括槽缝24而并非第一和第二实施例的介电材料。

基板10的具有槽缝24的部分局部地对绕组布置12的绕组集中度高的部分18产生的磁场作出反应，使得减小磁场与由所述磁场加热的物质之间的耦合。相反地，基板10的具有槽缝24的部分对绕组布置12的绕组集中度低的部分20产生的磁场没有反应或作出较小的反应，使得磁场与由所述磁场加热的物质之间的耦合保持不变。槽缝24的布置允许均匀的热量分布。

另外，槽缝24可以与非导电部分16相组合。因此，基板10可以包括由介电材料制成的非导电部分16、以及槽缝24。鉴于磁场，介电材料和槽缝24具有相似的效果。

图10展示了根据本发明第五实施例的用于感应线圈的两个基板10的示意性俯视图。图10的两个基板10在槽缝24的几何布置的细节上有所不同。然而，图10中的两个基板10引起基本上应相同的物理效果。

图10中的基板10具有方形形状。图10中的方形的基板10各自对应于图9的两个复合三角形基板10。具体地，图10中的每个基板10被提供用于覆盖两个图2中示出的三角形绕组布置12，其中，所述绕组布置12被并排布置，使得这些绕组布置形成方形的接地区域。

图11展示了根据本发明优选实施例的四个绕组布置12的形成的示意性俯视图。两对绕组布置12被布置成一排。进一步地，四对或更多对这样的绕组布置12可以被布置成一排或被布置成矩阵。例如，四对绕组布置12可以被布置成二乘二的矩阵。每对相邻的绕组布置12形成方形的或矩形的接地区域。图10的方形基板10被提供用于在每种情况下覆盖一对绕组布置12和/或图1、图3、图4和/或图9的三角形基板10被提供用于在每种情况下覆盖单个绕组布置12。

图12展示了四个绕组布置12的形成的示意性电路。图12中所示的电路属于感应加热器具、特别是属于感应烹饪灶具。

该电路包括四个绕组布置12、四个感应发生器28、以及控制单元30。每个绕组布置12包括三个线圈26。控制单元30被提供用于控制感应发生器28。每个感应发生器28供应一个绕组布置12的三个线圈26。

尽管本发明的说明性实施例在此是参照附图进行描述的，但是应当理解的是，本发明不限于这些精确的实施例并且在不脱离本发明的范围或精神的情况下，本领域技术人员可以在此做出各种其他的改变和修改。所有这些改变和修改都旨在被包含在由所附权利要求限定的本发明的范围之内。

附图标记清单

10 基板

12 绕组

14 导电部分

16 非导电部分

18 绕组集中度高的部分

20 绕组集中度低的部分

22 铁氧体元件

24 槽缝

26 线圈

28 感应发生器

30 控制单元

Claims

1.一种用于感应加热器具的感应线圈，其中：

-该感应线圈包括至少一个基板(10)和至少一个绕组布置(12)，

-该绕组布置(12)包括至少一个绕组集中度高的部分(18)和至少一个绕组集中度低的部分(20)，

-该绕组布置包括至少两个线圈(26)，

-该基板(10)被布置在一个或多个绕组布置(12)上，

-该基板(10)包括至少一个导电部分(14)和至少一个非导电部分(16)，

-该基板(10)的至少一个导电部分(14)被布置在该绕组布置(12)的至少一个绕组集中度高的部分(18)上，

-该基板(10)的至少一个非导电部分(16)被布置在该绕组布置(12)的至少一个绕组集中度低的部分(20)上，

-该基板(10)的导电部分(14)由至少一种导电材料制成，并且

-该基板(10)的非导电部分(16)由至少一种非导电材料制成和/或由该基板(10)中的至少一个切口(24)形成。

2.根据权利要求1所述的感应线圈，

其特征在于

该绕组布置(12)包括至少三个线圈(26)。

3.根据权利要求1所述的感应线圈，

其特征在于

该感应加热器具是感应烹饪灶具。

4.根据权利要求1所述的感应线圈，

其特征在于

该基板(10)覆盖一个绕组布置(12)或者更多相邻的绕组布置(12)。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的感应线圈，

其特征在于

该绕组布置(12)的接地区域包括至少一个锐角。

6.根据权利要求1、3和4中任一项所述的感应线圈，

其特征在于

该绕组布置(12)的接地区域具有包括两个或三个锐角的三角形形状。

7.根据权利要求6所述的感应线圈，

其特征在于

该绕组布置(12)包括至少三个线圈(26)。

8.根据权利要求7所述的感应线圈，

其特征在于

该绕组布置(12)的接地区域包括一个直角。

9.根据权利要求8所述的感应线圈，

其特征在于

该感应线圈包括具有一个直角的至少一对绕组布置(12)，并且其中，所述至少一对绕组布置(12)包括方形或矩形的接地区域。

10.根据权利要求9所述的感应线圈，

其特征在于

该至少一对绕组布置(12)被一个方形或矩形的基板(10)覆盖。

11.根据权利要求9所述的感应线圈，

其特征在于

多对绕组布置(12)被布置成一排或被布置成矩阵。

12.根据权利要求1至4中任一项所述的感应线圈，

其特征在于

这些线圈(26)是圆形的、椭圆形的、三角形的、方形的、和/或矩形的。

13.根据权利要求1至4中任一项所述的感应线圈，

其特征在于

一个绕组布置(12)的线圈(26)是相同的，其中，该绕组布置(12)的至少一个绕组集中度高的部分(18)和至少一个绕组集中度低的部分(20)由这些线圈(26)的位置形成。

14.根据权利要求1至4中任一项所述的感应线圈，

其特征在于

一个绕组布置(12)的至少两个线圈(26)是不同的，其中，该绕组布置(12)的至少一个绕组集中度高的部分(18)和至少一个绕组集中度低的部分(20)由这些线圈(26)的位置和特性形成。

15.根据权利要求1至4中任一项所述的感应线圈，

其特征在于

该基板(10)的导电材料包括金属。

16.根据权利要求15所述的感应线圈，

其特征在于

该基板(10)的导电材料包括铝。

17.根据权利要求1至4中任一项所述的感应线圈，

其特征在于

该基板(10)的非导电材料包括云母。

18.根据权利要求17所述的感应线圈，

其特征在于

该基板(10)由云母片材制成，其中，所述基板(10)的导电部分(14)由多个导电绕组形成，这些导电绕组由利兹线制成并且沉积在所述云母片材上。

19.根据权利要求1至4中任一项所述的感应线圈，

其特征在于

该基板(10)由金属制成，并且该非导电部分(16)由所述基板(10)中的多个切口形成。

20.根据权利要求19所述的感应线圈，

其特征在于

该基板(10)由铝制成。

21.根据权利要求19所述的感应线圈，

其特征在于

该非导电部分(16)由多个槽缝(24)和/或孔形成。

22.根据权利要求1至4中任一项所述的感应线圈，

其特征在于

该基板(10)包括多个铁氧体元件(22)，其中，所述铁氧体元件(22)在该非导电部分(16)中的集中度比在该导电部分(14)中更高。

23.一种感应加热器具，包括至少一个根据权利要求1至22中任一项所述的感应线圈。

24.根据权利要求23所述的感应加热器具，

其特征在于

该感应加热器具是感应烹饪灶具。