DE102013206870A1 - Induction heating device with an induction coil and method for producing an induction heater - Google Patents
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Abstract
Eine Induktionsheizeinrichtung einer Induktionsspule, insbesondere für ein Induktionskochfeld, weist einen Vorrat an Phasenwechselmaterial wie Paraffin in einem Behälter auf, wobei die Induktionsspule in das Phasenwechselmaterial eingebettet ist. Dieses Phasenwechselmaterial nimmt die Verlustwärme der Induktionsspule im Betrieb auf zu deren Kühlung und schmilzt dabei, so dass die Wärme darin gespeichert ist. Nach dem Betrieb der Induktionsspule kann die gespeicherte Wärme langsam an die Umgebung abgegeben werden durch gezielte Rekristallisation des Phasenwechselmaterials und deutlich langsamere Wärmeabgabe.An induction heating device of an induction coil, in particular for an induction hob, has a supply of phase change material such as paraffin in a container, the induction coil being embedded in the phase change material. This phase change material absorbs the heat loss of the induction coil during operation to cool it and thereby melts, so that the heat is stored therein. After the induction coil has been operated, the stored heat can be slowly released into the environment through targeted recrystallization of the phase change material and significantly slower heat emission.
Description
Anwendungsgebiet und Stand der TechnikField of application and state of the art
Die Erfindung betrifft eine Induktionsheizeinrichtung mit mindestens einer Induktionsspule sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Induktionsheizeinrichtung. Außerdem betrifft sie ein Induktionskochgerät mit einer solchen Induktionsheizeinrichtung. The invention relates to an induction heating device with at least one induction coil and to a method for producing such an induction heating device. In addition, it relates to an induction cooking appliance with such an induction heater.
Induktionsheizeinrichtungen mit mindestens einer Induktionsspule, wie sie beispielsweise für Induktionskochfelder als Induktionskochgeräte verwendet werden, erfreuen sich immer größerer Beliebtheit. Eine beachtliche technologische Herausforderung ist dabei die Kühlung, und zwar sowohl einer Leistungselektronik zur Versorgung der Induktionsspule als auch der Induktionsspule selbst. Durch die Ohmschen Verluste in einer Kupferlitze, aus der Induktionsspulen häufig gewickelt sind, entstehen Wärmeverluste und zusätzlich auch in Ferritstäben zur Beeinflussung des erzeugten Magnetfeldes. Diese Wärmeverluste stellen für sich genommen ein Problem dar und reduzieren auch den Wirkungsgrad der Induktionsheizeinrichtung. Dadurch wird unter anderem eine unter und/oder neben der Induktionsspule liegende Elektronik eines Geräts mit der Induktionsheizeinrichtung daran beeinträchtigt. Des Weiteren müssen durch die derzeit verwendeten Materialien für eine isolierende Lackierung der Kupferlitzen Temperaturen von maximal 200°C eingehalten werden als Litzenkerntemperatur. Höhere Temperaturen sind nur mit anderen Lacken und zu wesentlich höheren Kosten erreichbar. Besonders kritisch sind lokale Erwärmungen, an denen die erzeugte Wärme schlecht abgeführt werden kann. Des Weiteren haben die Ferritkerne eine Curie-Temperatur von ca. 200°C, weswegen sie auch nicht wärmer werden dürfen. Schließlich nimmt noch die Verlustleistung an den Induktionsspulen mit steigender Temperatur zu. Induction heaters with at least one induction coil, such as those used for induction cooktops as induction cooking appliances, are becoming increasingly popular. A considerable technological challenge is the cooling, both of a power electronics for supplying the induction coil and the induction coil itself. Due to the ohmic losses in a copper strand from the induction coils are often wound, heat losses and also in ferrite rods for influencing the generated magnetic field. These heat losses are in themselves a problem and also reduce the efficiency of the induction heater. As a result, among other things, an underlying electronics under and / or next to the induction coil of a device with the induction heating device is affected. Furthermore, the currently used materials for an insulating coating of the copper strands temperatures of up to 200 ° C must be maintained as strand core temperature. Higher temperatures can only be achieved with other paints and at significantly higher costs. Particularly critical are local warming, where the heat generated can be dissipated poorly. Furthermore, the ferrite cores have a Curie temperature of about 200 ° C, which is why they must not be warmer. Finally, the power loss at the induction coils increases with increasing temperature.
Aus der
Aufgabe und LösungTask and solution
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte Induktionsheizeinrichtung mit mindestens einer Induktionsspule, ein Induktionskochgerät mit einer solchen Induktionsheizeinrichtung sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Induktionsheizeinrichtung zu schaffen, mit denen Probleme des Standes der Technik vermieden werden können und insbesondere vorteilhaft und auf zuverlässige Weise eine zu starke Erwärmung einer Induktionsspule vermieden wird. The invention has for its object to provide an induction heating device mentioned above with at least one induction coil, an induction cooking appliance with such induction heating and a method for producing such induction heating, with which problems of the prior art can be avoided and in particular advantageous and reliable manner excessive heating of an induction coil is avoided.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Induktionsheizeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Induktionskochgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 9 sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Induktionsheizeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Ansprüche und werden im Folgenden näher erläutert. Dabei werden manche der Merkmale nur für die Induktionsheizeinrichtung, nur für das Induktionskochgerät oder nur für das Verfahren zur Herstellung einer Induktionsheizeinrichtung beschrieben. Sie sollen jedoch unabhängig davon für die Induktionsheizeinrichtung, das Induktionskochgerät sowie das Verfahren selbstständig gelten können. Der Wortlaut der Ansprüche wird durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.This object is achieved by an induction heating device with the features of claim 1, an induction cooking appliance with the features of claim 9 and a method for producing such an induction heating with the features of claim 10. Advantageous and preferred embodiments of the invention are the subject of further claims explained in more detail below. In this case, some of the features are described only for the induction heater, only for the induction cooking appliance or only for the method for producing an induction heater. However, they should be able to apply independently for the induction heater, the induction cooking appliance and the method independently. The wording of the claims is incorporated herein by express reference.
Es ist vorgesehen, dass die Induktionsheizeinrichtung mindestens eine Induktionsspule aufweist. Eine solche Induktionsheizeinrichtung kann eben, wie nachfolgend noch näher erläutert wird, in einem Induktionskochgerät eingesetzt werden. It is provided that the induction heater has at least one induction coil. Such an induction heater can just as will be explained in more detail below, be used in an induction cooker.
Erfindungsgemäß weist die Induktionsheizeinrichtung einen Vorrat an sogenanntem Phasenwechselmaterial bzw. einen Behälter mit Phasenwechselmaterial darin auf. Die Induktionsspule ist wärmeleitend mit dem Phasenwechselmaterial bzw. einem Vorrat oder Behälter mit Phasenwechselmaterial darin verbunden und wird so gekühlt. According to the invention, the induction heater has a supply of so-called phase change material or a container with phase change material therein. The induction coil is thermally conductively connected to the phase change material or a reservoir or container with phase change material therein and is thus cooled.
Derartiges Phasenwechselmaterial ist bekannt, unter anderem unter dem Ausdruck „phase change material“. Seine latente Schmelzwärme, Lösungswärme oder Absorptionswärme ist wesentlich größer als die Wärme, die es aufgrund seiner normalen spezifischen Wärmekapazität (ohne den Phasenumwandlungseffekt) speichern kann. Derartige Phasenwechselmaterialien werden auch als Latentwärmespeicher bezeichnet und sind beispielsweise in Wärmekissen oder Kühlakkus im Einsatz, ebenso auch als mit Paraffin odgl. gefülltes Speicherelement in Tanks von solarthermischen Anlagen. Ein Latentwärmespeicher funktioniert durch die Ausnutzung der Enthalpie von thermodynamischen Zustandsänderungen eines Speichermediums, nämlich eben des genannten Phasenwechselmaterials. Erfindungsgemäß wird der Phasenübergang festflüssig und umgekehrt, also als Erstarren und Schmelzen, genutzt. Der Effekt liegt in einer deutlich verbesserten Wärmeaufnahme beim Phasenübergang von fest nach flüssig, wobei dieser bei einer Schmelztemperatur erfolgt, die durch Materialwahl im Bereich zwischen ca. 45°C und 80°C eingestellt werden kann, vorteilhaft zwischen ca. 60°C und 70°C. Das Phasenwechselmaterial kann sehr schnell sehr viel Wärme aufnehmen und wird dabei flüssig. Durch ein anschließendes Erstarren des Phasenwechselmaterials kann die schnell aufgenommene Wärme wieder an die Umgebung abgegeben werden, was erheblich langsamer und somit bei einer bestimmten vorgegebenen Wärmeabgabe problemloser erfolgen kann. Auch hierauf wird nachfolgend noch eingegangen.Such phase change material is known, inter alia, under the term "phase change material". Its latent heat of fusion, heat of solution or heat of absorption is much greater than the heat it can store due to its normal specific heat capacity (without the phase change effect). Such phase change materials are also referred to as latent heat storage and are, for example, in heat bags or cooling batteries in use, as well as with paraffin or the like. filled storage element in tanks of solar thermal systems. A latent heat storage works by exploiting the enthalpy of thermodynamic state changes of a storage medium, namely just said phase change material. According to the invention the phase transition is solid and vice versa, so used as solidification and melting. The effect is in a significantly improved heat absorption during the phase transition from solid to liquid, which takes place at a melting temperature, which can be adjusted by choice of material in the range between about 45 ° C and 80 ° C, advantageous between about 60 ° C and 70 ° C. The phase change material can absorb a lot of heat very quickly and becomes liquid. By a subsequent solidification of the phase change material, the rapidly absorbed heat can be given back to the environment, which can be done much slower and thus easier for a given predetermined heat dissipation. This will also be discussed below.
Vorteilhaft verwendete Materialien können aus der folgenden Gruppe ausgewählt sein: Paraffin, Hartparaffin, Kunststoff, Salz, Salzhydrat, Alaun, Glaubersalz, Carbonsäureamide, Carbonsäureester, Dikaliumhydrogenphosphat-Hexahydrat, Natriumacetat-Trihydrat, thermoplastische Kunststoffe und/oder Zucker. Wegen der im vorgenannten Bereich liegenden Schmelztemperatur im Bereich zwischen ca. 45°C und 80°C bietet sich vor allem Paraffin bzw. Hartparaffin an. Advantageously used materials may be selected from the following group: paraffin, hard paraffin, plastic, salt, salt hydrate, alum, Glauber's salt, carboxylic acid amides, carboxylic esters, dipotassium hydrogen phosphate hexahydrate, sodium acetate trihydrate, thermoplastics and / or sugars. Because of the above-mentioned range melting temperature in the range between about 45 ° C and 80 ° C is especially suitable for paraffin or hard paraffin.
Da das Phasenwechselmaterial flüssig wird, wenn es viel Wärme aufgenommen hat, muss es in einem Vorrat oder Behälter angeordnet sein. Dieser kann auch noch andere Funktionen aufweisen wie beispielsweise eine Tragfunktion oder Aufnahmefunktion. Since the phase change material becomes liquid when it has absorbed much heat, it must be placed in a reservoir or container. This can also have other functions such as a support function or recording function.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung besteht der Behälter für das Phasenwechselmaterial zumindest teilweise aus schlecht wärmeleitendem Material bzw. ist wärmegedämmt. Hierfür bietet sich beispielsweise ein ausreichend temperaturbeständiger Kunststoff an. Eine thermische Isolierung kann aus üblichen Dämm-Materialien bestehen. Besonders bevorzugt sollte eine Wärmeleitung an einer nach unten weisenden bzw. zu einer Elektronik des Induktionskochgeräts weisenden Seite bzw. in das Gerät hinein verringert werden. So wird eine zu starke Erhöhung der Innentemperatur des Geräts vermieden. Eine Ausnahme ist ein Anbinden an eine Kühlvorrichtung im Inneren des Geräts, beispielsweise einen Kühlluft-Kanal mit einem Lüfter oder einen Kühlkörper. In an advantageous embodiment of the invention, the container for the phase change material consists at least partially of poorly heat-conducting material or is thermally insulated. For this purpose, for example, offers a sufficiently temperature-resistant plastic. A thermal insulation may consist of conventional insulation materials. A heat conduction should preferably be reduced at a side pointing downwards or pointing towards an electronics of the induction cooking appliance or into the appliance. This avoids excessive increase of the internal temperature of the device. An exception is a connection to a cooling device inside the device, for example a cooling air duct with a fan or a heat sink.
Nach oben zu kann ein solcher Behälter eine flexible Abdeckung aufweisen. Dadurch ist es gut möglich, ihn an eine vorgegebene Abdeckung anzupressen. Insbesondere im Falle eines Induktionskochfeldes mit einer Kochfeldplatte, die häufig aus an der Unterseite genoppter Glaskeramik besteht, ist dies von Vorteil. Dann kann, wenn das Phasenwechselmaterial bis an diese flexible Abdeckung bzw. an die Oberseite eines Behälters reicht, eine gute thermische Anbindung an diese Kochfeldplatte erfolgen. Selbst wenn diese aufgrund ihres speziellen Materials als Hartglas oder Glaskeramik nicht besonders gut zur Wärmeabnahme geeignet ist, so fließt doch eine gewisse Wärme ab. Dies kann sich auch über einen längeren Zeitraum hinziehen, was für eine Kochfeldplatte nicht schlimm ist, da sie ohnehin nur eingeschränkt als Auflage oder Ablage herangezogen werden sollte. Up to such a container may have a flexible cover. This makes it possible to press it against a given cover. In particular, in the case of an induction cooktop with a cooktop panel, which often consists of the bottom of the knobbed glass ceramic, this is advantageous. Then, if the phase change material extends to this flexible cover or to the top of a container, a good thermal connection to this hob plate done. Even if it is not particularly suitable for heat absorption due to its special material as hard glass or glass ceramic, a certain amount of heat flows away. This can also last for a longer period of time, which is not bad for a cooktop panel, since it should be used only limited as a support or storage anyway.
Eine Induktionsspule ist vorteilhaft im Wesentlichen flächig bzw. flach ausgebildet, beispielsweise mit einer Höhe von 0,1cm bis maximal 3cm und einem Durchmesser von 10cm bis 40cm. Mindestens zu einer Flachseite hin kann die Induktionsspule mit dem Phasenwechselmaterial wärmeleitend verbunden sein bzw. durch das Phasenwechselmaterial gekühlt werden. So ist eine recht gute und große Wärmeübergangsfläche gegeben, die insbesondere jeden Bereich der Längserstreckung der Spulenwicklung umfasst zur Vermeidung vorgenannter lokaler Übererwärmungen. An induction coil is advantageously substantially planar or flat, for example, with a height of 0.1 cm to a maximum of 3cm and a diameter of 10cm to 40cm. At least towards a flat side, the induction coil can be connected to the phase change material in a heat-conducting or be cooled by the phase change material. Thus, a fairly good and large heat transfer surface is given, which in particular includes each region of the longitudinal extension of the coil winding to avoid the aforementioned local overheating.
Vorteilhaft weist die Induktionsspule an einer Unterseite Ferrit-Bauteile auf, insbesondere Ferrit-Stäbe bzw. Ferrit-Kerne, um das von der Induktionsspule erzeugte Magnetfeld möglichst gut in beispielsweise ein über der Induktionsheizeinrichtung aufgestelltes Kochgefäß zur Erwärmung einzuleiten. Derartige Ferrit-Stäbe sind häufig länglich, flach und breit sind. Sie werden relativ nahe an der Induktionsspule bzw. darunter angeordnet. Auch diese Ferrit-Bauteile werden im Betrieb erwärmt, was aus verschiedenen Gründen, insbesondere deren stark temperaturabhängigen Eigenschaften wie auch einer im Bereich von etwas über 200°C liegenden Curie-Temperatur, vermieden werden sollte. Derartige Ferrit-Bauteile sind vorteilhaft ebenfalls wärmeleitend mit Phasenwechselmaterial verbunden, besonders vorteilhaft darin eingebettet. Bevorzugt sind sie zusammen mit der Induktionsspule in denselben Behälter mit Phasenwechselmaterial eingebettet. Advantageously, the induction coil has ferrite components on a lower side, in particular ferrite rods or ferrite cores, in order to initiate the magnetic field generated by the induction coil as well as possible, for example, in a cooking vessel positioned above the induction heater for heating. Such ferrite rods are often elongated, flat and wide. They are arranged relatively close to the induction coil or below. These ferrite components are heated during operation, which should be avoided for various reasons, in particular their strong temperature-dependent properties as well as a lying in the range of slightly above 200 ° C Curie temperature. Such ferrite components are also advantageously thermally conductively connected to phase change material, particularly advantageous embedded therein. Preferably, they are embedded together with the induction coil in the same container with phase change material.
In einer grundsätzlichen Ausgestaltung der Erfindung ist ein geschlossener Behälter oder Vorrat mit Phasenwechselmaterial darin vorgesehen und die Induktionsspule ist wärmeleitend damit verbunden, allerdings nicht direkt darin eingebettet. So kann sie beispielsweise mit einer unteren Flachseite direkt auf dem Behälter aufliegen, um von diesem gekühlt zu werden. Dies gilt auch für die genannten Ferrit-Bauteile. Somit dient das Phasenwechselmaterial mit dem Behälter als eine Art spezieller Kühlkörper mit speziellen Eigenschaften. In a basic embodiment of the invention, a closed container or stock with phase change material is provided therein and the induction coil is thermally conductive connected thereto, but not embedded directly therein. Thus, for example, it can rest directly on the container with a lower flat side in order to be cooled by it. This also applies to the aforementioned ferrite components. Thus, the phase change material with the container serves as a kind of special heat sink with special properties.
In einer anderen grundsätzlichen Ausgestaltung der Erfindung ist die Induktionsspule zumindest teilweise, vorteilhaft mindestens mit einem unteren Bereich, direkt in das Phasenwechselmaterial eingebettet bzw. direkt von diesem umgeben. Bevorzugt wird sie vollständig eingebettet bzw. umgeben, besonders bevorzugt auch die vorgenannten Ferrit-Bauteile, für eine möglichst gute eine Wärmeleitung bzw. Kühlung der gesamten Induktionsspule bzw. Induktionsheizeinrichtung. In another basic embodiment of the invention, the induction coil is at least partially, advantageously at least with a lower portion, embedded directly in the phase change material or directly surrounded by this. Preferably, it is completely embedded or surrounded, particularly preferably also the aforementioned ferrite components, for the best possible heat conduction or cooling of the entire induction coil or induction heating device.
Eine Induktionsspule kann mehrere Lagen bzw. Wicklungen aufweisen. Einerseits kann hierfür ein vorgenannter Spulendraht bestehend aus einer Vielzahl von dünnen Litzen mit einem Überzug aus Isolierlack verwendet werden, wie dies im Stand der Technik bekannt ist. Andererseits kann ein massiver Leiter verwendet werden, der vorteilhaft Form bzw. Querschnitt eines Bandes aufweist. Besonders vorteilhaft steht ein solcher Leiter in Bandform hochkant, wobei beim Wickeln der Induktionsspule Abstände zwischen den einzelnen Wicklungen bzw. zum jeweils benachbarten Band vorgesehen werden. In diesen Abständen bzw. zwischen benachbarten Wicklungen ist Phasenwechselmaterial vorhanden. An induction coil may have multiple layers or windings. On the one hand, for this purpose, an aforementioned coil wire consisting of a plurality of thin strands can be used with a coating of insulating varnish, as is known in the art. On the other hand, a solid conductor can be used, which advantageously has the shape or cross section of a band. Such a conductor is particularly advantageously edged upright in the form of a ribbon, wherein, when the induction coil is wound, distances are provided between the individual windings or to the respectively adjacent band. At these intervals or between adjacent windings phase change material is present.
Gemäß einer Möglichkeit kann das Phasenwechselmaterial in flüssigem Zustand nach dem Wickeln der Induktionsspule und Einbringen in einen vorgenannten Behälter darüber gegossen werden zur Einbettung. Gemäß einer alternativen Möglichkeit kann das Phasenwechselmaterial vor dem Wickeln der Induktionsspule in bestimmter Dicke auf einen Leiter aufgebracht werden, so dass die Spulenform samt Abständen zwischen den Wicklungen zumindest auch durch die Dicke des aufgebrachten Phasenwechselmaterials bestimmt werden kann. In diesem Fall ist das Phasenwechselmaterial zumindest beim Wickeln der Induktionsspule erstarrt und sollte dafür plastisch verformbar sein. Hierfür bietet sich vor allem eingangs genanntes Paraffin an. Dabei kann das Phasenwechselmaterial auch mit unterschiedlicher Dicke auf den Leiter aufgebracht werden, um einstellbare bzw. variierende Abstände der Wicklungen und somit eine weitgehend beliebig einstellbare Wicklungsdichte zu erreichen. According to one possibility, the phase change material in the liquid state after the winding of the induction coil and introduction into an aforementioned container can be poured over it for embedding. According to an alternative possibility, the phase change material can be applied to a conductor in a certain thickness prior to winding of the induction coil, so that the coil shape, including distances between the windings, can be determined at least by the thickness of the applied phase change material. In this case, the phase change material is solidified at least during winding of the induction coil and should be plastically deformable for it. For this purpose, especially at the beginning called paraffin. In this case, the phase change material can also be applied with different thickness on the conductor to achieve adjustable or varying distances of the windings and thus a largely arbitrarily adjustable winding density.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann das Phasenwechselmaterial Zusätze aufweisen, die die Wärmeleitung verbessern und dafür besonders vorteilhaft gut wärmeleitend und/oder metallisch sind. Hierfür bietet sich Magnesiumoxid an, insbesondere in Pulverform, unter Umständen auch Metallpulver bzw. Metallpartikel oder Metallfäden, beispielsweise Aluminium oder Kupfer. In a further embodiment of the invention, the phase change material may have additives which improve the heat conduction and are particularly advantageous for good thermal conductivity and / or metallic. For this purpose, magnesium oxide is suitable, in particular in powder form, possibly also metal powder or metal particles or metal filaments, for example aluminum or copper.
In Weiterbildung der Erfindung weist die Induktionsheizeinrichtung mehrere Induktionsspulen auf, wobei für jede Induktionsspule ein eigener Vorrat oder Behälter mit Phasenwechselmaterial vorgesehen ist. Dabei sollten die Behälter mindestens durch weitgehend durchgehende Trennwände voneinander getrennt sein, insbesondere ganz separat ausgebildet sein. Sie können immer noch durch Wärmebrücken wärmeleitend verbunden sein. In a further development of the invention, the induction heating device has a plurality of induction coils, wherein a separate supply or container with phase change material is provided for each induction coil. The containers should be separated from each other at least by largely continuous partitions, in particular be formed completely separate. They can still be thermally conductively connected by thermal bridges.
Vorteilhaft ist das Phasenwechselmaterial einer Induktionsspule mit Phasenwechselmaterial einer anderen Induktionsspule wärmeleitend verbunden. Dies kann durch durchgehende Bereiche oder Kanäle erfolgen, die mit Phasenwechselmaterial ausgefüllt sind. Alternativ kann dies über vorgenannte separate Wärmebrücken an den Behältern erfolgen, vorteilhaft aus gut wärmeleitendem Material, beispielsweise aus Aluminium. Auch so kann das eventuell noch kühle Phasenwechselmaterial einer Induktionsspule Wärme von einer stark erhitzten, anderen Induktionsspule aufnehmen. Advantageously, the phase change material of an induction coil with phase change material of another induction coil is thermally conductively connected. This can be done through continuous areas or channels that are filled with phase change material. Alternatively, this can be done via the aforementioned separate thermal bridges to the containers, advantageously made of good heat conducting material, such as aluminum. Even so, the possibly still cool phase change material of an induction coil can absorb heat from a heavily heated, other induction coil.
Ein Induktionskochgerät, insbesondere ein Induktionskochfeld, weist vorteilhaft mindestens zwei Induktionsspulen auf und besonders vorteilhaft mindestens vier Induktionsspulen. Jede der Induktionsspulen kann einen eingangs genannten, erfindungsgemäßen Behälter bzw. Vorrat mit Phasenwechselmaterial aufweisen, um an der Induktionsspule entstehende Verlustleistung abzuführen. Nach einem Betrieb einer Induktionsspule ist die Wärme der Verlustleistung im Phasenwechselmaterial eingespeichert, dieses also flüssig. Für einen erneuten Betrieb muss diese Wärme wieder abgegeben werden, was durch Rekristallisation gemacht wird. Hierfür kann an bzw. in einem Behälter mit Phasenwechselmaterial ein Auslöser bzw. entsprechender Aktuator vorgesehen sein, beispielsweise ein über ein Piezoelement oder ein Bimetall ausgelöster Schnappfeder-Aktuator nach Art eines Knackfrosches odgl.. Nach dessen Auslösung rekristallisiert bzw. erstarrt das Phasenwechselmaterial sehr schnell bzw. schlagartig und setzt die eingespeicherte Wärme in relativ kurzer Zeit frei. Diese kann dann, eventuell durch Einsatz von Isoliermaterial zeitlich verzögert, zum Teil nach oben an eine Kochfeldplatte oder ein darauf stehendes Kochgefäß abgeführt werden. Da dieser Vorgang aber deutlich länger als der Betrieb der Induktionsspule dauern kann, beispielsweise 1 Stunde bis 6 Stunden im Vergleich zu wenigen Minuten bis 1 Stunde Betriebsdauer der Induktionsspule, können die genannten Materialeigenschaften ausgenutzt werden und es entstehen keine gefährlich hohen Temperaturen an der Kochfeldplatte. Die Temperaturen an einer Kochfeldplatte können im Bereich von 50°C bis 70°C gehalten werden. An induction cooking appliance, in particular an induction hob, advantageously has at least two induction coils, and particularly advantageously at least four induction coils. Each of the induction coils may have an initially mentioned container or stock with phase change material according to the invention, in order to remove dissipated power dissipation at the induction coil. After operation of an induction coil, the heat of the power loss is stored in the phase change material, so this liquid. For re-operation, this heat must be released again, which is done by recrystallization. For this purpose, a trigger or corresponding actuator may be provided on or in a container with phase change material, for example a snap spring actuator triggered via a piezoelectric element or a bimetal in the manner of a crackpot. After its release, the phase change material recrystallizes or solidifies very rapidly or abruptly and releases the stored heat in a relatively short time. This can then be delayed, possibly delayed by the use of insulating material, in part upwards to a hob plate or a cooking vessel standing thereon. However, since this process can take much longer than the operation of the induction coil, for example 1 hour to 6 hours compared to a few minutes to 1 hour of operation of the induction coil, said material properties can be exploited and there are no dangerously high temperatures on the hob plate. The temperatures on a cooktop panel can be maintained in the range of 50 ° C to 70 ° C.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es auch möglich, dass ein Induktionskochfeld nicht nur vier Induktionsspulen aufweist mit genau definierter Größe bzw. Abgrenzung gegeneinander, sondern eine deutlich höhere Anzahl, wie dies beispielsweise aus der
Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird. Die Unterteilung der Anmeldung in Zwischen-Überschriften und einzelne Abschnitte beschränkt die unter diesen gemachten Aussagen nicht in ihrer Allgemeingültigkeit.These and other features, as well as the claims, will be apparent from the description and drawings, in which the individual features are individually or individually realized in the form of sub-combinations in one embodiment of the invention and in other fields may be and represent advantageous and protectable versions for which protection is claimed here. The subdivision of the application into intermediate headings and individual sections does not limit the general validity of the statements made thereunder.
Kurzbeschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:Embodiments of the invention are shown schematically in the drawings and are explained in more detail below. In the drawings show:
Detaillierte Beschreibung der AusführungsbeispieleDetailed description of the embodiments
In der
Unterhalb der Induktionsspulen
Die Induktionsspulen
Des Weiteren ist zwischen den Spulenbehältern
Eine weitere Option für das Induktionskochfeld
Die Vergrößerung einer Induktionsheizeinrichtung
An der Behälterunterseite
In dem Spulenbehälter
An der Unterseite des linken Ferritstabs
Schließlich ist noch ein Auslöser
Anstelle der Wärmedämmung
In der
In
Nach dem fertigen Wickeln liegt eine Induktionsspule
Allgemein kann gesagt werden, dass ein Querschnitt für die Induktionsspule bzw. deren Wicklung entweder rund sein kann, wie in
In der
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 19935835 A1 [0003] DE 19935835 A1 [0003]
- EP 1463383 A1 [0023] EP 1463383 A1 [0023]
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