CN110300471B - 感应烹饪器具 - Google Patents

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Abstract

感应烹饪器具包括以阵列布置的多个感应线圈。感应线圈包括导电绕组和至少一个薄片。至少一个薄片包括在多个感应线圈下方延伸的导磁材料。

Description

感应烹饪器具
技术领域
本发明涉及感应炉灶，并且更具体地，涉及一种包括多个烹饪区域的感应炉灶组件。
背景技术
感应炉灶是利用感应加热现象用于食物烹饪目的的装置。公开内容提供了用于感应炉灶的各种改进的组件，其可以改进性能和/或经济的制造。这样的改进可以用于改进基于感应的烹饪技术的使用。因此，公开内容提供了用于感应炉灶的组件、系统和方法。EP3139702 A1公开了一种“灵活”类型的感应炉灶，即其中多个线圈以矩阵(行和列)配置使用的类型的感应炉灶。这样的已知技术方案使用放置在线圈下面的多个铁氧体棒，所述铁氧体棒彼此交叉以形成星形组件，目的是集中由感应线圈生成的电磁通量场。DE102015220788 A1公开了一种类似的技术方案，其中对于每个线圈，使用六边形瓦片形式的单个铁氧体元件，瓦片的厚度约为5mm。使用多个铁氧体棒或铁氧体瓦片或板使感应炉灶的组装非常复杂，原因是它增加了总体部件的数量。本发明的目的是使炉灶的组装更简单并降低其总体成本。
发明内容
在本发明的至少一个方面中，公开了一种感应烹饪器具。烹饪器具包括以阵列布置的多个感应线圈。感应线圈包括导电绕组和至少一个薄片，所述至少一个薄片包括在多个感应线圈下方延伸的导磁材料。在一些实施例中，感应烹饪器具可以进一步包括与多个感应线圈中的每一个连通的电路。电路配置成从控制器接收控制信号，所述控制器配置成控制多个感应线圈。至少一个薄片由导磁材料构成。
通过研究以下说明书、权利要求书和附图，本领域技术人员将进一步理解和领会本装置的这些和其他特征、优点和目的。
附图说明
在附图中：
图1是感应炉灶组件的俯视平面图，其中为了清楚起见已去除上微晶玻璃板；
图2是在图1的炉灶中使用的线圈梁组件的投影图；
图3是线圈梁组件的投影分解图；
图4A是线圈梁组件和逆变器组件的投影分解图；
图4B是处于组装配置的线圈梁组件和逆变器组件的投影图；
图5A是图1的感应炉灶组件的侧视示意截面图，示出了与弹簧组件连接的线圈梁组件；
图5B是图1的感应炉灶组件的详细侧视示意截面图，示出了与用于支撑梁的弹簧组件连接的线圈梁组件；
图6A是沿着图2的截面线II-II的线圈梁组件的详细投影横截面图，示出了用于温度传感器的弹簧组件；
图6B是图6A的线圈梁组件的详细侧视横截面图；
图7是图1的感应炉灶的线圈梁组件的投影分解图；
图8A是线圈梁组件的单壁线圈架的实施例的投影图；以及
图8B是根据公开内容的线圈梁组件的双壁线圈架的实施例的投影图。
具体实施方式
出于本文描述的目的，术语“上”、“下”、“右”、“左”、“后”、“前”、“竖直”、“水平”及其派生词应当涉及如图5A中定向的装置。然而，要理解，装置可以采取各种替代取向和步骤顺序，除非明确地相反指出。还要理解，附图中图示和以下说明书中描述的具体装置和过程仅是所附权利要求书中限定的发明构思的示例性实施例。因此，与本文公开的实施例相关的具体尺寸和其他物理特性不要被视为限制，除非权利要求书另有明确说明。
传统的感应炉灶包括由微晶玻璃材料制成的顶表面，烹饪单元(下文称为“平底锅”)定位在所述顶表面上。感应炉灶通过在顶表面上的烹饪区域中生成电磁场来操作。电磁场由包括铜丝线圈的感应器生成，所述铜丝线圈由振荡电流驱动。电磁场的主要作用是在定位在烹饪区域中的平底锅内感应寄生电流。为了响应于电磁场高效地加热，平底锅应当由导电的铁磁材料制成。在平底锅中循环的寄生电流通过焦耳效应耗散产生热；这样的热仅在平底锅内生成，并且在不直接加热炉灶的情况下起作用。
感应炉灶具有比电炉灶更好的效率。例如，经由感应加热炊具使所吸收的电功率的更大部分被转换成加热炊具的热。在操作中，炉灶上的炊具或平底锅的存在导致靠近平底锅本身的磁通量，导致功率朝向平底锅传递。特别地，本发明公开了包括多个感应线圈的用于炉灶的感应线圈布置和构造配置，所述感应线圈使烹饪用具大致在整个顶表面上被加热，而对其在炉灶上的位置没有任何限制。
参考图1，示出了“灵活”感应炉灶组件10。在示例性实施例中，感应炉灶组件10可以形成包括分布在烹饪表面16上的感应线圈14的阵列12的器具。感应线圈14可以与控制器18连通。控制器18可以配置成响应于至用户接口20的输入选择性地激活感应线圈14。控制器18可以对应于控制系统，所述控制系统配置成响应于输入或用户选择而激活由感应线圈14形成的一个或多个烹饪区域。感应线圈14可以包括由控制器18控制的一个或多个驱动电路。驱动电路可以包括切换装置(例如，固态开关)。切换装置可以配置成生成变频/变幅电流以馈送感应线圈14。在该配置中，可以驱动感应线圈14，使得生成电磁场以加热烹饪用具22(例如平底锅、盆等)。
在一些实施例中，感应线圈14可以由控制器18独立地激活。感应线圈14的激活可以响应于经由用户接口20接收的用户定义的热设置以及烹饪表面16上的烹饪用具22的检测。响应于用户定义的设置和烹饪用具22的检测，控制器18可以激活由烹饪用具覆盖的感应线圈14。因此，炉灶组件10可以使烹饪表面16选择性地通电，从而提供可以被称为“随处烹饪”功能的多个灵活烹饪区域。
用户接口20可以对应于触摸接口，所述触摸接口配置成执行用于烹饪操作的热控制和选择感应线圈14。用户接口20可以包括多个传感器，所述传感器配置成检测靠近其的操作者的手指的存在。用户接口20的传感器可以对应于各种形式的传感器。例如，用户接口的传感器可以对应于电容、电阻和/或光学传感器。在一些实施例中，用户接口20可以进一步包括显示器24，所述显示器配置成传达炉灶10的至少一个功能。显示器24可以对应于各种形式的显示器，例如，发光二极管(LED)显示器、液晶显示器(LCD)等。在一些实施例中，显示器24可以对应于分段显示器，所述分段显示器配置成描画一个或多个字母数字字符以传达炉灶10的烹饪功能。显示器24可以进一步可操作以传达来自控制器18的一个或多个错误消息或状态消息。
在一些实施例中，感应线圈14可以被分组以形成线圈梁组件26或线性线圈组件。包括在线圈梁组件26中的一个上的感应线圈14可以包括多个感应线圈14，所述多个感应线圈可以由横跨炉灶10的壳体28或燃烧箱从第一壁28a横向延伸到第二壁28b的一个或多个梁或梁结构支撑。壳体28的第一壁28a和第二壁28b可以布置在壳体28的相对侧。在该配置中，壳体28可以是大致矩形的形式，并且进一步包括可以平行于线性组件延伸的第三侧28c和第四侧28d。因此，壳体28可以形成具有内腔的外壳，所述内腔配置成容纳炉灶10的各种部件。
如参考图1进一步讨论的，线圈梁组件26可以以包括线圈梁组件26的多个相邻列30的交替的互补布置进行布置。例如，相邻列30可以布置成使得每个奇数列30a从每个相邻的偶数列30b旋转180度。在该配置中，线圈梁组件26的各种部件可以有利地对准，使线圈梁组件26将感应线圈14均匀间隔或分布地定位在阵列12中。这样的均匀间隔可以使感应线圈14将能量均匀地分配在烹饪表面16上。
在一些实施例中，奇数列30a和偶数列30b中的一个或多个的部件和结构可以是相同的。也就是说，相邻的奇数列30a和偶数列30b中的一个或多个可以包括相同数量的感应线圈14，相同的控制或电路，相同的塑性铁氧体薄片44等。为了均匀间隔布置感应线圈14，列30a和30b可以定位在支撑梁42或梁结构上，对于每个线圈梁组件26，在旋转180度时，所述支撑梁或梁结构以交错配置定向感应线圈。例如，交错配置可以使感应线圈14定向成使得定位在奇数列30a上的每个感应线圈14的中心与定位在偶数列30b上的每个感应线圈14的周边横向对准。参考以下附图更详细地讨论线圈梁组件26以及能够使组件26操作的相关部件的互补性质的各个方面。尽管组件26作为列被讨论，但是形成组件26的细长结构可以布置为行、对角线或各种空间取向而不脱离本发明。
如本文所讨论的，炉灶组件10可以包括结构和电气的各种新颖部件，其可提供改进的经济性和质量。从用于感应线圈的薄片设计的特定方面到一个或多个支撑结构的结构配置，本发明提供了各种有益的组件，其提供了炉灶组件10的改进的性能。尽管参考具体示例讨论了炉灶组件10，但本文讨论的装置和系统的各种部件可以单独地或组合地灵活实施。
图2和3示出了线圈梁组件26的示例性实施例的组装示意图和分解示意图。现在参考图1、2和3，炉灶组件10可以包括一个或多个薄片结构40。薄片结构40可以由一种或多种聚合物材料形成，其可以包括分散或模制在其中形成塑性铁氧体结构的铁氧体材料。薄片结构40可以由支撑金属或聚合物/复合材料梁42支撑，所述支撑金属或聚合物/复合材料梁配置成支撑线圈梁组件26并且从壳体28的第一壁28a延伸到第二壁28b。如前所讨论的，线圈梁组件26可以在烹饪表面16下方在互补平行组中延伸。因此，每个线圈梁组件26可以包括在沿着梁42的长度延伸的两个或更多个感应线圈14下方连续或不间断地延伸的一个或多个薄片结构40。薄片结构40可以对应于磁薄片，所述磁薄片配置成将由感应线圈14生成的电磁通量场集中在烹饪表面16上方。另外，每个线圈梁组件26可以相同或相似地制造但是以交替配置进行布置，其中相邻的奇数列30a和偶数列30b布置成彼此旋转180度。
在一些实施例中，薄片结构40可以包括导磁材料并且可以实施为延伸支撑梁42的长度的细长的塑性铁氧体柔性薄片44。在该配置中，塑性铁氧体薄片44作为可以包含在线圈梁组件26中的附加部件提供与支撑梁42、感应线圈14组合的简单组装。例如，与每个感应线圈可以使用多个烧结铁氧体刚性棒或六边形单个瓦片的传统感应炉灶组件相比，根据本发明的组件26可以包括在一串感应线圈14或感应线圈14的线性阵列下方延伸的塑性铁氧体薄片44。例如，在一些实施例中，组件26中的每串感应线圈14优选地包括三至八个或更多个感应线圈14。因此，在一串感应线圈14下方延伸的塑性铁氧体薄片44可以使整体部件安装在感应线圈14下方，而不是多个单独的烧结铁氧体棒或瓦片。
塑性铁氧体薄片44的布置可以进一步提供改进的机械强度。例如，塑性铁氧体薄片44的整体形式的延伸可以具有半刚性结构，其可以用于支撑感应线圈14。也就是说，塑性铁氧体薄片44的半刚性结构可以限制在支撑梁14中引发的应力并且因此限制施加到支撑梁42的结构负荷。最后，塑性铁氧体薄片44可以制造成具有大致一样的厚度的非常薄的片。例如，塑性铁氧体薄片44可以具有小于4mm的厚度，同时保持炉灶10的电子部件的有效屏蔽。
如本文所述，术语“大致”可以提供尺寸性质以及本文讨论的各种元件之间的关系的一些合理变化。例如，由于可能导致厚度不一致的各种制造变化，本文讨论的薄片结构40的厚度可能不是完全一样的。因此，本文讨论的厚度和其他各种尺寸方面可以取决于相关领域的技术人员认为合理的相关公差变化大约2％-20％。薄片结构可以由热塑性基质和铁氧体粉末构成。
包括薄片结构40和梁42的每个线圈梁组件26可以进一步包括电路46。电路46可以包括形成印刷电路板(PCB)的基板。PCB配置成支撑电路46的多个导电连接件。因此电路实施为印刷电路板或线框，其配置成传达来自控制器的控制信号和/或驱动电流。电路46可以包括与每个线圈14的导电元件连接的导电线路。电路46的导电线路可以经由一个或多个连接器48与炉灶组件10的控制器连通。连接器48可以与设置在炉灶10的壳体28中的逆变器组件或逆变器阵列形成连接接口。电路46的连接器48可以对应于阳快速连接端子(“faston”)，其配置成接合逆变器组件的阴插座74。
仍然参考图2和3，塑性铁氧体薄片44可以沿着形成线圈梁组件26的梁42延伸。线圈梁组件26可以在烹饪表面16下方在互补平行组中延伸。在该配置中，由梁42支撑的感应线圈14可以以矩阵配置分布在烹饪表面16上。梁42可以由各种结构材料(金属或复合材料)形成。例如，梁42可以由铝或纤维增强塑料(FRP)形成。在该配置中，线圈梁组件26提供模块化组件，所述模块化组件配置成易于组装在炉灶10的壳体28内，形成图1中所示的感应线圈的列。
在一些实施例中，可以堆叠塑性铁氧体薄片44，使得每个组件26包括多个塑性铁氧体薄片44。如图2和图3中所示的示例性实施例中所图示的，组件26可以包括第一塑性铁氧体薄片44a和第二塑性铁氧体薄片44b。塑性铁氧体薄片的多层结构确实为设计者提供了在为每个组件26选择所需厚度和屏蔽效果方面的更大灵活性。铁氧体材料可以是颗粒或粉末的形式，并且可以是具有窄磁化循环的软磁性物质(例如锰锌铁氧体)。在各种实施例中，形成薄片结构40的材料可以具有大于10的相对磁导率。
塑性铁氧体薄片44的结合剂可以对应于各种聚合物材料(例如聚氨酯、聚丙烯、聚酯、聚苯硫醚(PPS)或硅树脂)。因此，塑性铁氧体薄片44可以以各种方式模制或形成。以该方式，塑性铁氧体薄片44可以以各种形状和厚度形成以提供本文所讨论的有益配置。
单独的感应线圈14可以缠绕在线圈架50上。线圈架50可以由布置在塑性铁氧体薄片44上的塑料线轴形成，并且可以配置成接收感应线圈14的绕组。在一些实施例中，每个感应线圈14可以缠绕在具有一个或多个塑料销52的线圈架50中的一个上。塑料销52可以从线圈架50延伸并且布置成与形成在塑性铁氧体薄片44和/或支撑梁42中的一个或多个孔54形成对应配合的组件。在该配置中，线圈架50的销52可以使感应线圈14与线圈梁组件26中的塑性铁氧体薄片44和/或支撑梁42对准。另外，在一些实施例中，塑料销52可以为触头的一个或多个导电元件提供电绝缘路径以穿过梁42。
线圈梁组件26的电路46可以沿着包括感应线圈14的支撑梁42的长度延伸。因此，电路46可以与感应线圈14的导电触头对准。例如，在一些实施例中，每个线圈梁组件26可以共用单个电路46。每个电路46可以对应于印刷电路板(PCB)或引线框架，其可以由各种材料形成。可以用于PCB的一些材料可以包括但不限于：FR-1、F4、FR-5、G-10、G-11等。尽管本文参考炉灶10的各种部件讨论了具体材料，但是本领域技术人员将领会可以使用其他材料。
电路46的导电线路可以经由连接器48与炉灶组件10的控制器连通。阳连接器48配置成与逆变器组件或逆变器阵列的多个阴连接器74形成连接接口58。用于每个线圈梁组件26的逆变器组件可以设置在炉灶10的壳体28中。参考图4A和4B进一步讨论与控制器连通的线圈梁组件26的连接器48的连接。
在一些实施例中，线圈梁组件26可以进一步包括设置在支撑梁42和电路46之间的一个或多个间隔件60。间隔件60可以配置成使电路46以间隔开的配置安装到支撑梁42以用于电绝缘目的。在一些实施例中，线圈梁组件26可以进一步包括连接固定件62，所述连接固定件配置成将感应线圈14的绕组的每个自由端的电连接件对准到电路46。例如，连接固定件62可以由塑料或其他绝缘材料形成并且配置成经由多个接合棘爪64可卡扣地连接到电路46的结构中的孔。在该配置中，连接固定件62可以设置在支撑梁42和电路46之间，并且配置成便于将感应线圈14的导电绕组的自由端插入逆变器组件或逆变器电路的接收端子中。在该配置中，线圈梁组件26可以易于组装并且可以进一步限制制造中的缺陷。
现在参考图4A和4B，线圈梁组件26的详细组装图以与逆变器组件70分解和组装的配置示出。如前所讨论的，在一些实施例中，每个线圈梁组件26可以与线圈梁组件的电路46或PCB形成快速连接接口或连接接口58。如图4B中所示，线圈梁组件26和下面的逆变器组件70之间的连接可以通过由线圈梁组件26或电路46的阳连接器48与逆变器组件70的多个阴连接器74连接形成的连接接口58实现。尽管被识别为与电路46连接的阳连接器48和与逆变器组件70连接的阴连接器，但是应当理解，阳连接器和阴连接器的配置可以交换或以其他方式配置以适合所需的应用。
在组装期间，逆变器组件70可以安装在壳体28中。在安装逆变器组件70的情况下，线圈梁组件26也可以插入壳体28中。线圈梁组件26可以经由对准特征75与对应的逆变器组件70对准，所述对准特征可以由逆变器组件70的阴连接器74形成。在一些实施例中，对准特征可以对应于由阴连接器74的开口形成的槽。对准特征75的示例用表示沿着阴连接器74的槽的路径的虚线指示。在该配置中，逆变器组件70可以配置成接收线圈梁组件26的阳连接器48并且对准交替的奇数列30a和偶数列30b中的每一个，使得感应线圈14均匀地间隔和对准以形成阵列12，如图1中所示。也就是说，通过将阳连接器48的齿与由阴连接器74形成的对准特征75对准，可以便于每个梁42和对应的感应线圈14的对准。
在图4B所示的组装配置中，电路46的导电线路可以经由逆变器组件70与炉灶组件10的控制器连通。逆变器组件70可以包括配置成生成一个或多个高频切换信号的一个或多个驱动电路。切换信号可以使感应线圈14在烹饪表面16上的一个或多个烹饪用具22中生成电磁场。以该方式，公开内容可以提供改进的器具和组件以改进炉灶10的性能和经济性二者。
现在参考图3、4A和4B，在一些实施例中，电路46(例如PCB)可以形成线圈梁组件26的集成部件。在这样的布置中，感应线圈14的绕组的自由端可以直接焊接到电路46。然后电路46的导电线路可以经由连接接口58直接连接到线圈梁组件26下面的逆变器组件70。在一些实施例中，PCB或电路46的导电线路可以连接或焊接到多线扁平电缆，所述多线扁平电缆在相对端连接或焊接到逆变器组件70。
在一些实施例中，感应线圈14可以包括一个或多个温度传感器76。在各种实施例中，温度传感器76可以对应于负温度系数(NTC)传感器，其配置成基于传感器76附近的温度来调节电阻。温度传感器76可以包括一个或多个导线或引线78、106，其可以经由电路46和逆变器组件70连接到控制器。
在操作中，温度传感器76可以传达一个或多个感应线圈14的温度信号，所述温度信号由控制器用于温度控制和调节目的。因此，在各种实施例中，连接接口58可以进一步配置成传递来自温度传感器76的导线78、106的信号(例如，温度信号)。在该配置中，每个组件26可以经由连接接口58电气或导电连接到炉灶组件10的逆变器组件和控制器，从而在制造炉灶组件10时提供高效的组装和改进的质量。
如图4B中所示，在组装配置中，线圈梁组件26可以经由连接接口58安装到逆变器组件70。逆变器组件70可以安装在壳体28内，由此将每个线圈梁组件26固定到壳体28。另外，如后面参考5A和5B所讨论的，线圈梁组件26可以由炉灶10的壳体28或燃烧箱的第一壁28a和第二壁28b支撑。因此，线圈梁组件可以从壳体28的第一侧上的第一壁28a延伸到布置在壳体28的相对侧上的第二壁28b。
在组装配置中，线圈梁组件26在第一壁28a和第二壁28b之间延伸的跨度上延伸，在梁组件26的下表面26a和逆变器组件70的上表面70b之间形成开口。还示出了线圈梁组件26的顶表面26b和逆变器组件70的底表面70a。在该配置中，逆变器组件70可以与线圈梁组件26分离，使得冷却空气可以耗散由每个逆变器组件70生成的热。例如，每个逆变器组件70可以在感应线圈14的交替的奇数列30a和偶数列30b下方平行布置。在该配置中，多个通风路径80(图4A)可以在每个对应的逆变器组件70和线圈梁组件26之间平行延伸，为逆变器组件70和壳体28中的其他电气部件提供冷却。尽管组件26作为列30a和30b被讨论，但是形成组件26的细长结构可以布置为行、对角线或各种空间取向。
现在参考图5A和5B，示出了炉灶组件10的侧视横截面图。如图所示，当组装在炉灶组件中时，每个感应器14的顶表面14b(与底表面14a相对)可以接触形成烹饪表面16的面板90的底表面90a。为了确保温度传感器76和感应器14保持与面板90的底表面90a(与顶表面90b相对)接触，炉灶组件10可以包括一个或多个弹簧组件92。弹簧组件92可以设置在线圈梁组件26中、壳体28中、和/或作为互连线圈梁组件26、壳体28和面板90的一个或多个中间组件。弹簧组件92可以提供弹簧偏置调节，其可减轻与炉灶组件10的各种部件的尺寸变化相关的问题并且将炉灶组件10的弹性提高到特别是在运输和安装期间施加的力。
在示例性实施例中，线圈梁组件26的每个梁42可以包括多个外围端部(例如，第一端部分42a和第二端部分42b)。梁组件26的端部分42a和42b可以由弹簧组件92支撑。如前所讨论的，梁42可以由铝或其他结构材料切割和形成。在该配置中，每个梁42的外围端部42a和42b可以靠置在下面的壳体28的外围边缘94上。壳体28的外围边缘94可以包括弹簧组件92，其可以实施为延伸到壳体28中的悬臂支撑弹簧96。支撑弹簧96可以配置成将梁组件42的端部分42a和42b联接到外围边缘94。在该配置中，支撑弹簧96可以将梁组件26联接到壳体28，同时允许线圈梁组件26如方向箭头98所指示的竖直地调节。
支撑弹簧96可以为炉灶组件10的结构布置提供各种优点。例如，为了确保每个感应线圈14和温度传感器76的有效操作，这些元件应当保持与形成烹饪表面16的面板90的底表面90a的接触或特定间隔。支撑弹簧96可以允许每个线圈梁组件26竖直地移位，使得感应线圈14和温度传感器76通过由每个支撑弹簧96施加的弹簧力压靠在底表面90a上。通常，支撑弹簧96可以对应于配置成移位大约1mm至5mm的弹簧机构。以该方式，炉灶组件10可以设计成确保感应器14保持与面板90接触而不管与制造和组装公差相关的限制。另外，支撑弹簧96可以允许线圈梁组件26由于在炉灶组件10的运输或使用期间施加的力而移位，由此改进组件10的弹性和耐用性。
在示例性实施例中，支撑弹簧96可以由用于构造壳体28的金属材料冲压或切割而成。例如，支撑弹簧96可以从壳体28的外围边缘94冲压而成。支撑弹簧96可以形成为指状弹簧元件，其可以在壳体28的制造期间切割或冲压到壳体28的材料中。支撑弹簧96可以在第一端部分96a处被支撑并且从壳体28延伸到第二端部分96b。在第一端部分96a和第二端部分96b之间，U形环96c可以由壳体28的材料形成。在该配置中，梁组件42的端部分42a和42b可以靠置在支撑弹簧96上，所述支撑弹簧可以进一步由外围边缘94和壳体28的对应的第一壁28a和第二壁28b支撑。在该配置中，支撑弹簧96的弹簧力可以保持顶部面板90与每个感应器14之间的接触。
在一些实施例中，支撑弹簧96可以由设置在壳体28的顶部上的搁架或周边框架100形成。周边框架100可以由与壳体28的材料类似的材料构成并且配置成与壳体28的外围边缘94配合并靠置在其上。在这样的实施例中，支撑弹簧96可以由用于构造壳体周边框架100的材料冲压或切割而成。在这样的实施例中，支撑弹簧96可以形成为指状弹簧元件，其可以在第一端部分96a处被支撑并且从周边框架100延伸到与支撑梁42连接的第二端部分96b。在第一端部分96a和第二端部分96b之间，U形环96c可以由周边框架100的材料形成。显而易见，周边框架因此可以对应于包含支撑弹簧96的可选组件，取决于所需的制造或组装标准，其可以包含或集成到壳体28中。
参考图6A和6B，示出了沿着图2的线II-II截取的线圈梁组件26的感应线圈14的侧视横截面图。温度传感器76设置在居中地形成于感应线圈14的线圈架50中的开口102中。温度传感器76可以设置在导热护套104中，所述导热护套可以配置成在开口102内平移。另外，温度传感器76可以包括导电连接件106，所述导电连接件从设置在形成于护套104中的腔中的传感器本体108延伸。导电连接件106可以延伸通过线圈架50中的开口102，通过塑性铁氧体薄片44和支撑梁42中的孔54，并且导电地连接到电路46的端子110。在该配置中，温度传感器76可以检测温度信号并将其传达到炉灶组件10的控制器以监测和控制一个或多个感应线圈14的局部操作条件。
为了确保设置在感应器14中的温度传感器76保持与面板90接触，炉灶组件10可以包括附加的或替代的弹簧组件92。如图6A中所示，优选地对应于印刷电路板(PCB)的电路46形成一体悬臂弹簧112。悬臂弹簧112可以通过选择性地铣削电路46的PCB材料而形成。在该配置中，电路46的端子110可以形成在半岛114上，所述半岛由从电路46的PCB材料铣削或以其他方式去除的开口形成。尽管描述为从电路46铣削，但是支撑温度传感器76的弹簧可以实施为可以设置在梁42和电路46之间的一个或多个间隔件或弹簧突片。
如对应于安装配置的图6B中所示，护套104的传感器接触表面116可以相对于电路46以探测距离P间隔。探测距离P可以略大于电路46和线圈接触表面118之间的设定距离D。如所图示的，增加的探测距离P可以导致面板90的底表面90a在传感器接触表面116上施加力。由底表面90a施加的力可以导致导热护套104和温度传感器76的附加部件朝向电路46平移。
由于探测距离P和设定距离D的尺寸，悬臂弹簧112可以偏离底表面90a(图6A和6B中所示的配置)，由此使悬臂弹簧112的弹簧力朝向面板90向后施加压力。因此，在组装配置中，悬臂弹簧112可以配置成定位温度传感器76的接触表面116，使得接触表面116由于将面板90组装到炉灶组件10而略微平移。引起悬臂弹簧112偏转的这种平移可以使温度传感器76保持与面板90的底表面90a接触，即使在沿着方向箭头98竖直定位温度传感器76方面有很大的变化。因此，悬臂弹簧112可以提供改进的组装质量以及否则可能会在面板90施加的竖直力作用下塌陷的温度传感器76上的应力的减小。在不同的实施例(图中未示出)中，弹簧可以是附接到PCB的弹性薄板。
现在参考图7，示出了沿着图2的线II-II截取的线圈梁组件26的分解横截面组装图。分解图可以展示组件26的堆叠配置的进一步细节。从组件26的顶部开始，温度传感器76的传感器本体108被示出为与护套104分离。护套104可以配置成在组装配置中接收温度传感器76。另外，护套可以配置成在居中地形成在感应线圈14的线圈架50中的开口102中向上和向下平移。温度传感器76包括导电连接件106，所述导电连接件配置成从护套104延伸并且进入到形成在线圈架50中的开口102中，通过塑性铁氧体薄片44并且通过支撑梁42。导电连接件106进一步连接到形成在电路46的PCB中的悬臂弹簧112。
感应线圈14的绕组示出为缠绕在线圈架50上，其细节将参考图8A和8B进一步讨论。线圈架50可以由布置在塑性铁氧体薄片44上的心轴或线轴形成。线圈架可以配置成接收感应线圈14的绕组。线圈架50可以包括一个或多个塑料销52。塑料销52可以包括中心销122，靠近中心销122放置的内侧销124a，以及外围销124b。销52可以从线圈架50延伸并且布置成与形成在塑性铁氧体薄片44和/或支撑梁42中的一个或多个孔54形成对应的配合组件。在该配置中，线圈架50的销52可以将感应线圈14与线圈梁组件26中的塑性铁氧体薄片44和/或支撑梁42对准。
每个销52形成内部通道，所述内部通道可以配置成使来自感应线圈14的绕组的一个或多个导电连接器和/或到温度传感器76的连接件穿过。在示例性实施例中，来自温度传感器76的导电连接件106可以穿过形成在线圈架50的中心销122中的中心通道126。另外，感应线圈14的导电绕组的第一自由端和第二自由端可以分别穿过通过外围销124b形成的外围通道128b并穿过通过内侧销124a形成的内侧通道128a。在该配置中，线圈架50可以为感应线圈14和温度传感器76的每个导线提供绝缘通道。
另外，线圈架50的销52可以与通过塑性铁氧体薄片44、支撑梁42和/或连接固定件62形成的一个或多个孔54形成对应的配合组件。例如，中心销122的外部轮廓可以与延伸通过塑性铁氧体薄片44、支撑梁42和连接固定件62的中心销孔132对准。另外，外围销124b的外部轮廓可以与通过塑性铁氧体薄片44、支撑梁42和/或连接固定件62形成的对应的外围销孔134b对准。以类似的方式，内侧销124a的外部轮廓可以与通过塑性铁氧体薄片44、支撑梁42和/或连接固定件62形成的对应的内侧销孔134a对准。在该配置中，线圈架50、塑性铁氧体薄片44、支撑梁42和连接固定件52中的每一个可以简单且精确地对准以组装每个线圈梁组件26。
连接固定件62可以进一步配置成将线圈架50、塑性铁氧体薄片44和支撑梁42与电路46连接和对准。例如，连接固定件62可以由塑料或其他绝缘材料形成并且包括与感应线圈14相对地向下延伸的多个接合棘爪64。在该配置中，接合棘爪64可以与形成在电路46的结构(例如PCB材料)中的多个固定孔136对准。因此，接合棘爪64可以可卡扣地接合电路46以确保线圈梁组件26的精确组装。连接固定件62还可以将感应线圈14的绕组和温度传感器76的导电连接件引导到电路46的接收端子中。
在一些实施例中，可以堆叠塑性铁氧体薄片44，使得每个组件26包括多个塑性铁氧体薄片44。如图7中所图示的，组件26可以包括第一塑性铁氧体薄片44a和第二塑性铁氧体薄片44b。每个塑性铁氧体薄片44可以通过将铁氧体粉末与柔性粘合剂混合或通过纳米晶磁性合金带形成。每个塑性铁氧体薄片44可以以各种方式模制或形成。以该方式，塑性铁氧体薄片44可以以各种形状和厚度形成以提供本文所讨论的有益配置。
电路46可以沿着支撑梁42的长度延伸。在一些实施例中，线圈梁组件26中的一个上的每个感应线圈14可以共用单个电路46。每个电路46可以对应于一个或多个印刷电路板(PCB)或引线框架，其可以由各种材料形成。为了清楚起见，电路46的导电线路和连接器48未在图7中示出。
如前所讨论的，电路46可以包括本文所讨论的弹簧组件92中的一个。对应于印刷电路板(PCB)的电路46形成悬臂弹簧112。在附图中，悬臂弹簧112以激活配置示出，即在其被偏转并弹性地作用在温度传感器76上时。在空闲配置(图中未示出)中，悬臂弹簧112与PCB的其余部分齐平。悬臂弹簧112可以通过选择性地切割和/或铣削电路46的PCB材料来形成。例如，可以在半岛114的三侧周围形成槽沟或开口138。另外，浮凸部分140可以在形成电路46的PCB的材料中形成。浮凸部分140可以配置成提供从近端部分112a施加到悬臂弹簧112的远端部分112b的所需弹簧力。在该配置中，电路46的端子110可以形成在半岛114上，所述半岛由铣削或以其他方式从电路46的PCB材料去除的开口形成。
在组装配置中，悬臂弹簧112可以配置成定位温度传感器76的接触表面116，使得接触表面116由于将面板90组装到炉灶组件10而略微偏转。即使温度传感器76沿着方向箭头98竖直定位存在实质性变化，偏转也可以使温度传感器76保持与面板90的底表面90a接触。因此，悬臂弹簧26可以提供改进的组装质量以及否则在面板90施加的竖直力下可能会塌陷的温度传感器76上的应力的减小。
在一些实施例中，绝缘薄片142可以设置在感应线圈14和面板90之间。绝缘薄片142可以由薄的热和/或电绝缘材料形成，诸如聚合物膜。线圈梁组件26可以进一步包括设置在线圈架50、塑性铁氧体薄片44、支撑梁42、连接固定件52和电路46中的一个或多个之间的一个或多个粘合剂层144。因此，线圈梁组件26的单独的部件层可以基于组装的容易性、耐用性或可以改进炉灶组件10的设计的各种其他方面在各种实施例中组合。
在一些实施例中，一个或多个层可以与线圈架50和/或塑性铁氧体薄片44共同模制。例如，塑性铁氧体薄片44可以经由热成型或模制或压延或挤压工艺来制造，其中模制聚合物材料以形成薄片结构。因此，在一些实施例中，第一塑性铁氧体薄片44a可以模制到线圈架50以形成一体组件。另外，第二塑性铁氧体薄片44b可以模制到梁42。在一些实施例中，连接固定件62可以另外模制到电路46。因此，本文讨论的一个或多个离散层可以合并以形成复合结构。可以通过将任何上述堆叠层共同模制成一体组件而形成复合结构。
现在参考图8A和8B，示出了感应线圈14的线圈架50的实施例。如前所讨论的，每个单独的感应线圈14可以缠绕在线圈架50上。线圈架50可以由绝缘材料(例如聚合物等)形成并且布置在塑性铁氧体薄片44上。线圈架50可以以各种配置进行配置，包括图8A中所示的心轴配置50a和图8B中所示的线轴配置50b。线圈架50可以配置成接收围绕中心轴152缠绕的感应线圈14的导电绕组。在该配置中，线圈架50可以使感应线圈14容易地组装到线圈梁组件26。
参考图7、8A和8B，现在首先着重于相似性讨论每个示例性线圈架配置50a和50b。因此，相似的附图标记用于表示相似的部件。在各种实施例中，线圈架50可以包括形成在中心轴152中的凹口154。在该配置中，导电绕组的第一自由端可以穿过凹口154或孔并进入形成在线圈架50的内侧销124a中的内侧通道134a。以该方式，绕组的第一自由端可以穿过线圈架50的基座156。另外，凹口154可以在缠绕或盘绕过程期间用作绕组的卡件。
感应线圈14的导电绕组的第二自由端可以穿过形成在线圈架50的外围销124b中的外围通道128b。在该配置中，线圈架50可以提供可以方便地组装到线圈梁组件26的离散组件。例如，感应线圈14的绕组可以最初缠绕或联接到线圈架50。一旦盘绕，可以使用通道128a和128b以使绕组的自由端传递到电路46而将线圈架50和绕组添加到线圈梁组件26。
感应线圈的绕组可以对应于各种形式的导线，优选地是电绝缘的，并且在示例性实施例中，可以对应于利兹线(Litz wire)。感应线圈14的绕组未在附图中示出以清楚地展示线圈架50的细节和组件26的其他方面。绕组可以缠绕在中心轴152周围并以紧密缠绕的配置重叠。绕组可以缠绕中心轴152向外延伸并且在线圈周边158处的第二自由端终止，所述线圈周边可以靠近感应线圈14的径向周边160延伸。
参考图8A，示出了线圈架50的心轴配置50a，展示了敞开配置。心轴配置50a可以包括基座156和具有敞开上部分162的中心轴152。敞开上部分162可以使感应线圈14的绕组暴露。这样的布置可以限制线圈架50的厚度并且因此也限制线圈梁组件26的厚度。心轴配置50a的敞开上部分162可以与热和/或电绝缘薄片142组合实施，形成感应器14的顶表面。绝缘薄片142可以设置在线圈梁组件26的其余元件和顶部面板90之间。
参考图8B，示出了线圈架50的线轴配置50b，展示了闭合配置。线轴配置50b可以包括基座156和具有上部分164的中心轴152。上部分164可以与基座156大致同延地从中心轴径向延伸。在该配置中，线轴配置50b可以使感应线圈14的绕组大致封闭在基座156和上部分之间。在该布置中，线圈架50可以用作形成为基座156和上部分164之间的槽的绕组引导件166。线轴配置50b也可以与热和/或电绝缘薄片142组合实施，形成感应器14的顶表面。绝缘薄片142可以设置在线圈梁组件26的其余元件和顶部面板90之间。在每个实施例中并且在导线未设置有电绝缘涂层的情况下，线圈架50可以用作绝缘体，防止导电绕组中的电流传导被传递到线圈梁组件26的附加部分(例如，塑性铁氧体薄片44和支撑梁42)。
本领域普通技术人员将理解，所描述的装置和其他部件的构造不限于任何特定材料。本文公开的装置的其他示例性实施例可以由多种多样的材料形成，除非本文另有说明。
出于本公开内容的目的，术语“被联接”(在其所有形式中，联接(couple)、联接(coupling)、被联接(coupled)等)通常表示两个部件(电气地或机械地)彼此直接或间接地连结。这种连结本质上可以是固定的或者本质上是可移动的。这种连结可以通过两个部件(电气的或机械的)以及任何附加的中间构件彼此或与两个部件一体地形成为单个整体而实现。这种连结本质上可以是永久性的，或者本质上可以是可去除的或可释放的，除非另有说明。
同样重要的是要注意，如示例性实施例中所示的装置的元件的构造和布置仅是说明性的。尽管在本公开内容中仅详细描述了本发明的几个实施例，但是阅读本公开内容的本领域技术人员将容易领会，可以进行许多修改(例如，各种元件的大小、尺寸、结构、形状和比例、参数值、安装布置、材料的使用、颜色、取向等的变化)，而不实质上脱离所述主题的新颖教导和优点。例如，示出为一体形成的元件可以由多个部分构成，或者示出为多个部分的元件可以一体形成，接口的操作可以反向或以其他方式变化，系统的结构和/或构件或连接器或其他元件的长度或宽度可以改变，设置在元件之间的调节位置的性质或数量可以改变。应当注意，系统的元件和/或组件可以由多种多样的材料中的任何一种构成，所述材料以各种颜色、纹理和组合中的任何一种提供足够的强度或耐久性。因此，所有这样的修改旨在包括在本发明的范围内。可以在所需和其他示例性实施例的设计、操作条件和布置中进行其他替换、修改、改变和省略而不脱离本发明的技术教导。

Claims (14)

1.一种感应烹饪器具(10)，其包括：
以阵列(12)布置的分布在烹饪表面(16)上的多个感应线圈(14)，其中所述阵列(12)由多个线圈梁组件(26)形成，所述多个线圈梁组件(26)在所述烹饪表面(16)下方布置在平行组中，所述感应线圈(14)包括围绕线圈架设置的导电绕组，其中所述线圈梁组件(26)包括：
梁结构(42)，所述梁结构(42)支撑形成所述阵列(12)的一串感应线圈(14)；以及
至少一个薄片(40)，所述至少一个薄片(40)沿所述梁结构(42)的长度延伸并且包括在所述多个感应线圈(14)下方延伸的导磁材料，其中所述至少一个薄片(40)设置在所述感应线圈(14)的所述阵列(12)和所述梁结构(42)之间，其中所述至少一个薄片(40)包括至少一个孔(54)，所述至少一个孔配置成接收从所述线圈架(50)的基座(156)延伸的销(52)，其中所述销(52)延伸通过所述至少一个孔(54)并形成通过所述销(52)的绝缘通道(128a、128b)，并且所述导电绕组的连接件穿过所述绝缘通道到达电路(46)。
2.根据权利要求1所述的感应烹饪器具(10)，其中所述电路(46)与所述多个感应线圈(14)中的每一个连通，其中所述电路(46)配置成从控制器接收控制信号，其中所述控制器配置成控制所述多个感应线圈(14)。
3.根据权利要求1或2所述的感应烹饪器具(10)，其中所述至少一个薄片(40)由导磁材料构成。
4.根据权利要求3所述的感应烹饪器具(10)，其中所述导磁材料具有大于10的相对磁导率。
5.根据权利要求3所述的感应烹饪器具(10)，其中所述导磁材料包括导磁材料和形成所述至少一个薄片(40)的聚合材料的组合。
6.根据权利要求1或2所述的感应烹饪器具(10)，其中所述至少一个薄片(40)包括软磁材料，所述软磁材料优选为铁氧体粉末形式。
7.根据前述权利要求中任一项所述的感应烹饪器具(10)，其中所述至少一个薄片(40)形成垫，所述垫具有大致一样的厚度并且配置成集中由所述多个感应线圈(14)生成的磁通量。
8.根据前述权利要求中任一项所述的感应烹饪器具(10)，其中所述至少一个薄片(40)在所述多个感应线圈(14)下方不间断地延伸。
9.根据权利要求1所述的感应烹饪器具(10)，其中所述梁结构(42)配置成横跨所述烹饪器具(10)从第一侧(28a)延伸到与所述第一侧相对的第二侧(28b)。
10.根据权利要求9所述的感应烹饪器具(10)，其中所述梁结构(42)配置成在所述第一侧和所述第二侧连接到所述烹饪器具(10)的壳体(28)，从而支撑所述阵列(12)。
11.根据前述权利要求中任一项所述的感应烹饪器具，其中所述至少一个薄片(40)具有小于4mm的厚度。
12.根据权利要求11所述的感应烹饪器具，其中所述至少一个薄片(40)包括处于堆叠配置的多个磁薄片(44a、44b)。
13.根据前述权利要求中任一项所述的感应烹饪器具(10)，其中所述线圈架(50)包括由电绝缘材料形成的心轴结构(50a)。
14.根据权利要求13所述的感应烹饪器具，其中所述心轴结构(50a)包括基座(156)，所述基座在所述感应线圈(14)的周边(158)附近在所述至少一个薄片(40)和所述导电绕组之间延伸。
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