CN110447305A - 家用器具装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种家用器具装置、特别是灶台装置，其具有至少一个铁氧体元件（12），所述铁氧体元件被设置用于集中由线圈（14）提供的磁通量并且所述铁氧体元件具有至少一定份额的MnO。为了提供所述类型的、在效率方面具有得到改进的特性的装置而提出，所述铁氧体元件（12）具有至少一定份额的NiO。

Description

家用器具装置

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的家用器具装置和一种根据权利要求10所述的用于制造用于家用器具装置的铁氧体元件的方法。

背景技术

从现有技术中已知一种具有至少一个铁氧体元件的家用器具装置，所述铁氧体元件被设置用于集中由线圈提供的磁通量。铁氧体元件由一定份额的MnO、一定份额的ZnO和一定份额的Fe₂O₃组成并且被称为MnZn铁氧体元件。在铁氧体元件中不包含其它材料。

发明内容

本发明的任务尤其在于提供一种所述类型的、在效率方面具有得到改进的性能的装置。所述任务按照本发明通过权利要求1和10的特征来解决，而本发明的有利的设计方案和拓展方案能够从从属权利要求中得知。

本发明基于一种家用器具装置、特别是一种烹饪器具装置并且有利地基于一种灶台装置，其具有至少一个铁氧体元件，所述铁氧体元件被设置用于集中由线圈提供的磁通量并且所述铁氧体元件具有至少一定份额的MnO。

提出，铁氧体元件具有至少一定份额的NiO，由此能够改进效率、特别是加热效率。尤其能够实现特别是铁氧体元件的高性能并且有利地额外地能够实现具有家用器具装置的家用器具的高性能并且更确切地说有利地在烹饪过程中实现所述高性能。尤其能够在避免每种尤其为了保护烹饪器具组件并且/或者确保烹饪器具组件的安全的工作范围而可能需要的调整的情况下长时间地维持烹饪过程。 在高温下，尤其能够实现小的功率损耗，并且更确切地说尤其能够实现比在使用尤其由一定份额的MnO、一定份额的ZnO和一定份额的Fe₂O₃构成的MnZn铁氧体元件时小的功率损耗。尤其通过NiO的份额能够实现铁氧体元件的有利的高的居里温度，所述居里温度尤其大于由MnZn铁氧体元件已知的居里温度，MnZn铁氧体元件尤其由一定份额的MnO、一定份额ZnO和一定份额的Fe₂O₃构成。

“家用器具装置”、特别是“烹饪器具装置”、有利地“灶台装置”并且特别有利地“感应灶台装置”尤其应该是指家用器具、特别是烹饪器具、有利地是灶台并且特别有利地是感应灶台的至少一个部件、特别是子组件。例如，具有家用器具装置的家用器具能够是冷冻柜并且有利地能够是冰箱和/或冰柜。作为替代方案或者补充方案，具有家用器具装置的家用器具比如能够是洗碗机和/或洗衣机和/或干衣机。具有家用器具装置的家用器具有利地是烹饪器具。构造为烹饪器具的家用器具比如能够是烤炉和/或微波炉和/或烧烤器具和/或蒸煮器具。构造为烹饪器具的家用器具有利地是灶台并且优选是感应灶台。

“铁氧体元件”尤其应该是指一种至少大部分由铁氧体构成的元件。“铁氧体”尤其应该是指铁磁的和/或亚铁磁的陶瓷材料。“至少大部分”尤其应该是指以至少70％、特别是至少80％、有利地至少90％并且优选至少95％的份额。尤其铁氧体元件被设置用于改进线圈与至少一个所安放的烹饪炊具之间的耦合，所述烹饪炊具在安装位置中特别是至少部分地布置在线圈的上方。铁氧体元件尤其被设置用于：尤其显著地增强由线圈提供的磁通量并且因此增强并且/或者提高特别是在烹饪炊具中、尤其在烹饪炊具的烹饪炊具底部中所引发的热损失，并且更确切地说尤其与一种避免铁氧体元件的设计方案的比较而言。尤其铁氧体元件被设置用于至少部分对至少一个地方进行屏蔽，以防止由线圈所提供的磁通量。 尤其铁氧体元件被设置用于将由线圈提供的漏磁场（Streufelder）降低到最低限度。

家用器具装置尤其具有线圈。尤其线圈具有至少一条感应加热线。“线圈”尤其应该是指具有至少一种尤其特定的电感的感应结构元件。尤其线圈至少基本上以盘的形式、特别是以圆盘的形式、作为替代方案以椭圆形或矩形的形式来构成。尤其线圈具有感应加热线的至少五个、特别是至少十个、有利地至少十五个并且优选至少二十个绕组。 例如，至少一个线圈区段的绕组能够布置在多个平面中。 优选至少一个线圈区段的绕组布置在一个平面中。

“物体具有至少一定“份额”的另一个物体”尤其应该是指，所述物体以大于0%的质量份额和/或体积份额由另一个物体构成。MnO特别是氧化锰（II）。铁氧体元件尤其具有至少5％、特别是至少10％、有利地至少15％并且优选至少20％的质量份额和/或体积份额的MnO。 尤其铁氧体元件具有最大40％、特别是最大35％、有利地最大30％并且优选最大25％的质量份额和/或体积份额的MnO。NiO特别是氧化镍（II）。

“设置”尤其应该是指专门地设计和/或配备。“物体被设置用于特定的功能”尤其应该是指，所述物体在至少一种使用和/或运行状态下履行并且/或者执行这种特定的功能。

比如线圈能够构造为扼流圈。优选家用器具装置具有构造为感应加热元件的线圈。 构造为感应加热元件的线圈尤其被设置用于产生特别是具有20kHz至100kHz的频率的交变电磁场，所述交变电磁场尤其被设置用于在所安放的、特别是金属的、优选铁磁的烹饪炊具底部中通过涡流感应和/或反复磁化效应来转换为热。由此，尤其能够实现对于所安放的烹饪炊具的优化的加热。

此外提出，铁氧体元件具有至少0.5％、特别是至少1％、有利地至少1.5％、特别有利地至少2％并且优选至少2.5％的质量份额和/或体积份额的NiO，由此尤其能够实现得到改进的性能。

此外提出，铁氧体元件具有最高10％、特别是最高8％、有利地最高7％、特别有利地最高6％并且优选最高5%的质量份额和/或体积份额的NiO，由此尤其能够避免高份额的NiO和/或通过NiO的份额所引起的、对性能产生的积极效应的反转。

此外提出，铁氧体元件具有至少一定份额的ZnO。铁氧体元件尤其具有至少2％、特别是至少3％、有利地至少4％并且优选至少5％的质量份额和/或体积份额的ZnO。尤其铁氧体元件具有最高20％、特别是最高15％、有利地最高10％并且优选最高8％的质量份额和/或体积份额的ZnO。ZnO尤其是氧化锌。由此，尤其能够实现廉价的设计方案。

此外提出，铁氧体元件具有至少一定份额的Fe₂O₃。铁氧体元件尤其具有至少50％、特别是至少55％、有利地至少60％并且优选至少65％的质量份额和/或体积份额的Fe₂O₃。尤其铁氧体元件具有最高90％、特别是最高85％、有利地最高80％并且优选最高75％的质量份额和/或体积份额的Fe₂O₃。Fe₂O₃尤其是氧化铁（III）。由此，尤其能够实现廉价的设计方案。

此外提出，铁氧体元件具有至少250℃、特别是至少260℃、有利地至少270℃、特别有利地至少280℃并且优选至少290℃的居里温度，由此尤其能够用特别高的温度来实施并且/或者实现烹饪过程。尤其甚至在高温下也能够保证高的功能适用性。

此外提出，铁氧体元件具有至少3000、特别是至少3200、有利地至少3400、特别有利地至少3600并且优选至少3800的初始磁导率（Permeabilität），并且更确切地说尤其以至少基本上10KHz的频率并且尤其以至少基本上0.1mT的磁通量并且尤其以处于180℃至200℃的范围内的温度而具有前述初始磁导率。铁氧体元件的初始磁导率尤其是铁氧体元件的特别是首次磁化之前的磁导率。在这方面，“至少基本上”尤其应该是指，偏离预先给定的数值的偏差在所述预先给定的数值的尤其25％以下、优选10％以下并且特别优选5％以下。由此，由线圈提供的磁通量尤其能够特别强烈地得到增强，由此为了在所安放的烹饪炊具的烹饪炊具底部中产生相同的热而必须产生的磁通量尤其比在具有初始磁导率较低的铁氧体元件的设计方案中少。

尤其铁氧体元件具有至少150mT、特别是至少200mT、有利地至少250mT并且优选至少300mT的饱和通量密度，并且更确切地说尤其以至少基本上10KHz并且尤其以至少基本上1200A / m的磁场强度并且尤其以至少基本上200℃的温度而具有前述饱和通量密度。

铁氧体元件尤其被设置用于引起最高150mW/cm³、尤其最高120mW/cm³、有利地最高100mW/cm³、特别有利地最高80mW/cm³并且优选最高65W/cm³的功率损耗，并且更确切地说尤其以至少基本上20KHz的频率并且尤其以至少基本上200mT的磁通量并且尤其以至少基本上200℃的温度引起前述功率损耗。尤其铁氧体元件被设置用于以至少基本上190℃的温度引起最大的功率损耗。

尤其通过一种用于制造具有至少一个铁氧体元件的家用器具装置的方法，能够实现特别高的性能，所述铁氧体元件被设置用于集中由线圈提供的磁通量，并且所述铁氧体元件具有至少一定份额的MnO、至少一定份额的ZnO和至少一定份额的NiO，其中至少基本上并且尤其完全恒定地保持Mn与Zn的比例连同变化的份额的NiO。尤其随着NiO的份额的增加，MnO和ZnO的份额以相同的程度减少。尤其在NiO的份额变化时，由MnO的份额和ZnO的份额构成的商数至少基本上并且特别是完全保持恒定。

所述家用器具装置在此不应该局限于上面所描述的应用情况和实施方式。尤其为了实现在这方面所描述的功能，所述家用器具装置能够具有与在这方面所提到的数目有差别的数目的各个元件、构件和单元。

附图说明

另外的优点从以下附图说明中得出。在附图中示出了本发明的实施例。附图、说明书和权利要求以组合的形式包含大量的特征。本领域的技术人员也会适当地单个地研究所述特征并且将其概括为另外的有意义的组合。其中：

图1以示意性的俯视图示出了具有家用器具装置的家用器具，并且

图2以从下方朝线圈看的示意图示出了家用器具装置的构造为感应加热元件的线圈和五个铁氧体元件。

具体实施方式

图1示出了具有家用器具装置10的家用器具16。家用器具16比如能够构造为冰箱和/或洗衣机。 在当前的实施例中，家用器具16构造为烹饪器具、特别是感应烹饪器具。比如家用器具16能够构造为烤炉、特别是感应烤炉并且/或者构造为炉灶、特别是感应炉灶并且/或者构造为烹饪炉、特别是作为感应烹饪炉。家用器具16构造为灶台、特别是感应灶台。家用器具装置10在当前的实施例中构造为烹饪器具装置、特别是感应烹饪器具装置。家用器具装置10构造为灶台装置、特别是感应灶台装置。

家用器具装置10具有家用器具板18。在装配状态下，家用器具板18构成器具外部壳体、特别是家用器具16的一部分。家用器具板18在安装位置中构成器具外部壳体的朝向操作者的部分。 家用器具板18比如能够构造为特别是构造为烤炉和/或炉灶和/或烹饪炉和/或冰箱和/或洗衣机的家用器具16的器具外部壳体的前板和/或盖板。在当前的实施例中家用器具板18构造为灶台板。 在装配状态下，家用器具板18被设置用于安放烹饪炊具。

家用器具装置10具有操作者接口25，该操作者接口用于输入并且/或者选择运行参数（参看图1）、例如加热功率和/或加热功率密度和/或加热区。操作者接口被设置用于将运行参数的数值输出给操作者。比如操作者接口20能够以光学的和/或声学的方式将运行参数的数值输出给操作者。

家用器具装置10具有控制单元22。控制单元22被设置用于根据借助于所述操作者接口20输入的运行参数来执行行动并且/或者更改调节。

在当前的实施例中，家用器具装置10具有多个线圈14（参见图2）。仅仅示出了所述线圈14中的一个线圈。例如线圈14的至少一部分能够以矩阵的形式布置。作为替代方案或补充方案，线圈14的至少一部分能够相应地构成独立的加热区。线圈14基本上相同地构成，因此下面仅仅描述线圈14中的一个线圈14。

线圈14构造为感应加热元件。线圈14被设置用于对在安装位置中被安放在线圈14上方的家用器具板18上的烹饪炊具进行加热。在运行状态中，线圈14将能量输送给所安放的烹饪炊具。控制单元22在运行状态中控制对线圈14的能量输送。在安装位置中，线圈14布置在家用器具板18的下方。

家用器具装置10具有至少一个线圈支架24（参见图2）。家用器具装置10为每个线圈14而具有恰好一个线圈支架24。线圈14在安装位置中布置在线圈支架24上。

在当前的实施例中，家用器具装置10特别是为每个线圈14而具有五个铁氧体元件12（参见图2）。 在附图中，在多次存在的物体中相应地仅仅一个物体设有附图标记。作为替代方案，家用器具装置10能够特别是为每个线圈14而具有较少数目的铁氧体元件12、像比如两个、特别是三个或者有利地四个铁氧体元件12。作为替代方案，家用器具装置10能够特别是为每个线圈14而具有较大数目的铁氧体元件12、像比如至少六个、特别是至少八个并且有利地至少十个铁氧体元件12。铁氧体元件12基本上相同地构成，因此下面仅仅描述铁氧体元件12中的一个铁氧体元件12。

在装配状态下铁氧体元件12布置、尤其是被固定在线圈支架24上。铁氧体元件12用于集中由线圈14提供的磁通量。 在安装位置中，铁氧体元件12布置在线圈14的下方。

铁氧体元件12具有一定份额的MnO。 在当前的实施例中，铁氧体元件12具有基本上19.93％的份额的MnO。 除了MnO的份额之外，铁氧体元件12也具有一定份额的NiO。

能够考虑具有不同份额的NiO的铁氧体元件12。 在下表中概括了铁氧体元件的几种具有不同份额的NiO的实施例。 用“F01”表示的铁氧体元件12属于现有技术而不是按本发明的铁氧体元件。

	F01	F01Ni08	F01Ni16	F01Ni24	F01Ni32	F01Ni40	F01Ni48
								Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>[%]	71.50	71.50	71.50	71.50	71.50	71.50	71.50
MnO[%]	22.45	21.82	21.19	20.56	19.93	19.30	18.67
								ZnO[%]	6.05	5.88	5.71	5.54	5.37	5.20	5.03
NiO[%]	0.00	0.80	1.60	2.40	3.20	4.00	4.80
								总和[%]	100.00	100.00	100.00	100.00	100.00	100.00	100.00
Mn/Zn	3.71	3.71	3.71	3.71	3.71	3.71	3.71
								Fe/Mn	3.18	3.28	3.37	3.48	3.59	3.71	3.83
居里温度[℃]	250	260	270	280	290	300	310
								饱和通量密度[mT]	242	256	279	292	306	318	329
功率损耗[mW/cm<sup>3</sup>]	87	74	64	61	65	76	91
								功率损耗的位置[℃]	80	100	140	160	180	190	210
起始磁导率	3919	4090	3904	3968	3834	3512	3234

在用表中所列出的不同铁氧体元件12进行的试验系列中，用“FO1Ni32”表示的铁氧体元件12已经证实是特别优选的铁氧体元件。下面对这种用“F01Ni32”表示的铁氧体元件12进行描述。

在当前的实施例中，铁氧体元件12具有基本上3.2％的份额并且更确切地说尤其质量份额和/或体积份额的NiO。除了MnO的份额和NiO的份额之外，铁氧体元件12还具有一定份额的ZnO。 在当前的实施例中，铁氧体元件12具有基本上5.37％的份额的ZnO。

尤其除了MnO的份额、ZnO的份额和NiO的份额之外，铁氧体元件12还具有Fe₂O₃的份额。 在当前的实施例中，铁氧体元件12具有基本上71.50％的份额的Fe₂O₃。

铁氧体元件12具有基本上290℃的居里温度。在当前的实施例中，铁氧体元件12具有基本上306mT的饱和通量密度并且更确切地说尤其以基本上10KHz的频率并且以基本上1200A/m的磁场强度并且以基本上200°的温度而具有所述饱和通量密度。

铁氧体元件12被设置用于引起基本上65mW/cm³的功率损耗并且更确切地说尤其以基本上20KHz的频率并且以基本上200mT的磁通量并且以基本上200℃的温度而引起所述功率损耗。铁氧体元件12被设置用于以基本上180℃的温度来引起最大的功率损耗。

在当前的实施例中，铁氧体元件12具有基本上3834的初始磁导率。在一种用于制造用于家用器具装置10的铁氧体元件12的方法中，基本上恒定地保持Mn与Zn的比例连同变化的份额的NiO。

附图标记列表

10家用器具装置

12铁氧体元件

14线圈

16家用器具

18家用器具板

20操作者接口

22控制单元

24线圈支架

Claims (10)

1.家用器具装置、特别是灶台装置，具有至少一个铁氧体元件（12），所述铁氧体元件被设置用于集中由线圈（14）提供的磁通量并且所述铁氧体元件具有至少一定份额的MnO，其特征在于，所述铁氧体元件（12）具有至少一定份额的NiO。

2.根据权利要求1所述的家用器具装置，其特征在于所述线圈（14），其构造为感应加热元件。

3.根据权利要求1或2所述的家用器具装置，其特征在于，所述铁氧体元件（12）具有至少0.5％的质量份额和/或体积份额的NiO。

4.根据前述权利要求中任一项所述的家用器具装置，其特征在于，所述铁氧体元件（12）具有最大10%的质量份额和/或体积份额的NiO。

5.根据前述权利要求中任一项所述的家用器具装置，其特征在于，所述铁氧体元件（12）具有至少一定份额的ZnO。

6.根据前述权利要求中任一项所述的家用器具装置，其特征在于，所述铁氧体元件（12）具有至少一定份额的Fe₂O₃。

7.根据前述权利要求中任一项所述的家用器具装置，其特征在于，所述铁氧体元件（12）具有至少250℃的居里温度。

8.根据前述权利要求中任一项所述的家用器具装置，其特征在于，所述铁氧体元件（12）具有至少3000的初始磁导率。

9.家用器具、特别是灶台，具有至少一个根据前述权利要求中任一项所述的家用器具装置（10）。

10.方法，用于制造尤其是根据权利要求1至8中任一项所述的家用器具装置（10），所述家用器具装置具有至少一个铁氧体元件（12），所述铁氧体元件被设置用于集中由线圈（14）提供的磁通量，并且所述铁氧体元件具有至少一定份额的MnO、至少一定份额的ZnO和至少一定份额的NiO，其中至少基本上恒定地保持Mn与Zn的比例连同变化的份额的NiO。