DE102020005791A1

DE102020005791A1 - Inductive warming device for food

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Publication number: DE102020005791A1
Application number: DE102020005791.8A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-09-23
Filing date: 2020-09-23
Publication date: 2022-03-24

Abstract

Die Erfindung betrifft eine induktive Warmhaltevorrichtung für Speisen. Dazu ist eine Induktionsspule erforderlich, die von einer Steuerung mit Wechselstromimpulsen versorgt wird. Diese erzeugen in einem ferromagnetischen Material der Speisenträger Wirbelströme, die zur Erwärmung dieses Materials und damit des Behältnisses führen. Um eine Versorgung einer Vielzahl von Behältnissen kostengünstig zu erreichen, ist erfindungsgemäss die Induktionsspule in mehrere Bereiche unterteilt, die besonders vorteilhaft in eine Tischplatte integriert sind.The invention relates to an inductive warming device for food. This requires an induction coil that is supplied with alternating current pulses by a controller. These generate eddy currents in a ferromagnetic material of the food carrier, which lead to heating of this material and thus of the container. In order to be able to supply a large number of containers in a cost-effective manner, the induction coil is divided into several areas according to the invention, which are particularly advantageously integrated into a table top.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine induktive Warmhaltevorrichtung von Speisen mittels wenigstens einer in einer Tischplatte integrierten Induktionsspule, die in Wirkverbindung mit einer Steuerung ein elektromagnetisches Wechselfeld erzeugt.The invention relates to an inductive device for keeping food warm by means of at least one induction coil integrated in a table top, which generates an alternating electromagnetic field in operative connection with a control.

Damit durch das elektromagnetische Wechselfeld die Speisen, die in einem Behältnie, z.B. einem Teller, zum Verzehr dargeboten werden, erwärmt werden können, müssen diese Behältnisse vorzugsweise im Bodenbereich mit ferromagnetischem Material, z. B. Metallscheiben, ausgerüstet sein, in denen durch die Wechselfelder Wirbelströme erzeugt werden, die das Metall und damit das Behältnis erwärmen.So that the food presented for consumption in a container, e.g. a plate, can be heated by the alternating electromagnetic field, these containers must preferably be lined with ferromagnetic material, e.g. As metal discs, be equipped, in which eddy currents are generated by the alternating fields, which heat the metal and thus the container.

Eine solche induktive Erwärmung von Speisen ist aus der DE 20 2006 009 905 U1 vorbekannt. In dieser Schrift wird Schutz dafür begehrt, dass die Induktionsspule in einer Tischplatte eines Tisches integriert ist. In 3 dieses Dokumentes sind mehrere Spulenfelder nebeneinander angeordnet, die zu einem fahrbaren Buffettisch gehören. Dass an diesem Tisch auch Personen Speisen zu sich nehmen können, geht aus diesem Dokument nicht hervor und ist auch an einem Buffettisch wohl nicht üblich.Such inductive heating of food is from the DE 20 2006 009 905 U1 previously known. In this document, protection is sought for the fact that the induction coil is integrated in a tabletop of a table. In 3 of this document, several coil fields are arranged side by side, which belong to a mobile buffet table. This document does not state that people can also eat food at this table and is probably not common at a buffet table either.

Auch in der WO 2012/094770 A1 ist ein derartiges Warmhaltesystem für Speisen gezeigt und beschrieben, das einen modularen Aufbau aufweist, mit gemeinsamem Leistungssteller und mit einer Mehrzahl von Anschlussschnittstellen für den individuellen Anschluss und die individuelle Ansteuerung der Induktionswarmhaltegeräte.Also in the WO 2012/094770 A1 such a warming system for food is shown and described, which has a modular structure, with a common power controller and with a plurality of connection interfaces for the individual connection and the individual control of the induction warming devices.

Ähnlich sind Induktionsspulen in Regalen angeordnet, die in der DE 10 2004 010 674 und der DE 296 12 514 gezeigt und beschrieben sind.Similarly, induction coils are arranged in shelves placed in the DE 10 2004 010 674 and the DE 296 12 514 are shown and described.

Schließlich zeigt auch das US Patent 3,740,513 eine Speiseerwärmungseinrichtung mit Induktionsfeldern, wobei diese in Tischplatten eingelassen sind. In diesem Dokument sind nicht nur Teller zur induktiven Erwärmung vorgesehen, sondern beispielsweise auch Kochgefäße, deren Inhalt auf diese Art und Weise während des Verzehrs von Speisen warmgehalten werden können.Finally, the US patent also shows 3,740,513 a food heating device with induction fields, which are embedded in table tops. In this document, not only plates for inductive heating are provided, but also, for example, cooking vessels whose contents can be kept warm in this way while food is being consumed.

Grundsätzlich ist das induktive Warmhalten von Speisen auf Speisenträgern von besonderem Vorteil, deren wichtigster ist jedoch die Sicherheit gegen Verbrennung und bezogen auf die abgegebene Leistung, hohen Wirkungsgrad, weil keine überflüssigen Teile beheizt werden, sondern nur der Speisenträger, der nachfolgend zur Vereinfachung des Verständnisses auch „Teller“ genannt wird. Insofern weist eine induktive Erwärmung ein Höchstmaß an Wirkungsgrad auf gegenüber herkömmlichen elektrischen Widerstandserwärmungsvorrichtungen.In principle, the inductive warming of food on food carriers is of particular advantage, the most important of which, however, is safety against burning and, in relation to the output, high efficiency, because no superfluous parts are heated, only the food carrier, which is also explained below to simplify understanding called "plate". In this respect, inductive heating has a maximum degree of efficiency compared to conventional electrical resistance heating devices.

Trotz der angesprochenen Vorteile der induktiven Erwärmung, haben die zum Stande der Technik genannten Erwärmungsmethoden den Nachteil, dass immer nur ein Teller mittels der ihm zugeordneten Induktionsspule erwärmbar ist, wobei diese Induktionsspule auch eine separate Ansteuerung erforderlich macht.Despite the mentioned advantages of inductive heating, the heating methods mentioned in the prior art have the disadvantage that only one plate can be heated by means of the induction coil assigned to it, with this induction coil also requiring a separate control.

Dies ist sowohl vom Aufwand der Zurverfügungstellung der verschiedenen Induktionsspulen wie auch von deren Installation und Ansteuerung her außerordentlich aufwändig und daher teuer.This is extremely complex and therefore expensive both in terms of the effort involved in making the various induction coils available and in terms of their installation and control.

Mit der vorliegenden Erfindung sollen diese Nachteile behoben werden und dies gelingt mit den Maßnahmen, wie sie im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegeben sind.With the present invention, these disadvantages are to be eliminated and this is achieved with the measures as specified in the characterizing part of claim 1.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Maßnahmen zur Weiterbildung des Gegenstandes nach Anspruch 1 angegeben.Advantageous measures for developing the object according to claim 1 are specified in the dependent claims.

Das Wesen der Erfindung ist daher nicht das induktive Warmhalten von Speisen auf Speisenträgern an sich, sondern vielmehr die besonders geschickte Anordnung einer oder zweier Induktionsspulen bzw. deren Verlegungsmuster, mit denen eine Vielzahl von Speisenträgern erwärmbar sind. Mit der Erfindung ist darüber hinaus der Vorteil verbunden, dass nicht nur Teller mit deren Inhalt warmgehalten werden können, sondern insbesondere auch Speiseschüsseln, auf denen beispielsweise Kartoffeln, Gemüse oder andere warmzuhaltende Speisen zum Verzehr auf dem Speisetisch bereitgehalten werden.The essence of the invention is therefore not the inductive warming of food on food carriers per se, but rather the particularly clever arrangement of one or two induction coils or their laying pattern, with which a large number of food carriers can be heated. The invention also has the advantage that not only plates with their contents can be kept warm, but in particular also food bowls on which, for example, potatoes, vegetables or other dishes to be kept warm are kept ready for consumption on the dining table.

Anhand von Zeichnungen soll der Erfindungsgegenstand beispielhaft erläutert werden:

1 zeigt in Draufsicht und gewissermassen gleich einem Röntgenbild einen Spei setisch mit zwei unterschiedlich in der Tischplatte verlegten integrierten Induktionsspulen,
2 zeigt ebenfalls in Draufsicht einen Speisetisch mit anderen Spulenverlegungsmustern und
3 ein vereinfachtes Schaltbild einer Steuerung.

The subject of the invention is to be explained by way of example with the aid of drawings:

1 shows a top view and to a certain extent similar to an X-ray image of a dining table with two different integrated induction coils laid in the tabletop,
2 also shows a plan view of a dining table with different coil laying patterns and
3 a simplified circuit diagram of a controller.

In 1 bezeichnet die Position (1) eine Tischplatte, die im vorliegenden Beispiel die Größe von 130cm x 80cm hat. Im Randbereich der Tischplatte (1) ist eine Abschirmelektrode (2) angeordnet, die mit dem Schutzleiter des versorgenden Energiesystems verbunden ist. Mit ihr sollen vagabundierende, streuende Magnetfelder abgefangen werden, so dass hier Personen, die an diesem Tisch Speisen zu sich nehmen, ein Höchstmaß an Schutz gegen elektromagnetische Strahlung erfahren.In 1 item (1) designates a table top, which in the present example has the size of 130 cm x 80 cm. A shielding electrode (2) is arranged in the edge area of the tabletop (1) and is connected to the protective conductor of the supplying energy system. It is intended to intercept stray, stray magnetic fields, so that people eating at this table eat, experience maximum protection against electromagnetic radiation.

In die Tischplatte integriert sind Windungen(3) einer Induktionsspule (4). Die Windungen dieser Induktionsspule (4) sind dabei so verlegt, dass sich zwei Induktionsbereiche (5) und (6) ergeben, die gegenüberliegen, so dass mit nur einer Spule zwei Bereiche induktiv versorgt werden können, die nach dem Stande der Technik jeweils separate Induktionsspulen nebst Ansteuerung haben müssten. Dies ist im rechten Teil der 1 dargestellt. Die Verbindung zwischen den Induktionsbereichen, also die Windungsführung erfolgt auf direktem Wege. Dieses Verlegungsmuster kann man sich so vorstellen, dass ein spiralförmig gewickeltes rundes Spulenfeld auseinandergezogen wird. Diese Windungsführung gilt auch für die im linken Teil der 1 gezeigten Ausführung.Windings (3) of an induction coil (4) are integrated into the table top. The windings of this induction coil (4) are laid in such a way that there are two opposite induction areas (5) and (6), so that two areas can be inductively supplied with just one coil, which according to the prior art are separate induction coils along with control would have to have. This is in the right part of the 1 shown. The connection between the induction areas, i.e. the windings, is direct. This routing pattern can be thought of as pulling apart a spirally wound round array of coils. This winding guidance also applies to the ones in the left part of the 1 shown version.

Die gegenüberliegende Positionierung der Induktionsbereiche(5,6) ist deshalb gewählt, weil Personen, die Speisen zu sich nehmen wollen, erfahrungsgemäss gegenüber, als nebeneinander sitzen.The opposite positioning of the induction areas (5,6) was chosen because experience has shown that people who want to eat food sit across from each other rather than next to each other.

Die Induktionsbereiche sind längs der Tischkante grösser gewählt, als es bezogen auf die ferromagnetische Fläche der Teller notwendig ist. Damit soll erreicht werden, dass die Position der Teller in der Breite verändert werden kann. Damit hat ein Benutzer eine grössere Stellfläche zur Verfügung. Dies ist mit der verlängerten Fläche(5a und 6a) angedeutet.The induction areas along the edge of the table are larger than is necessary in relation to the ferromagnetic surface of the plates. This is to ensure that the position of the plates can be changed in width. This means that a user has a larger footprint available. This is indicated with the extended area (5a and 6a).

Schließlich ist in Draufsicht auf die 1 links von den beiden Spulenbereichen (5 und 6) ein dritter Spulenbereich (7) vorgesehen, der zur Versorgung einer weiteren Person vorgesehen ist. Die elektrische Versorgung erfolgt über die Anschlussstellen(8,9) die mit der in 3 gezeigten Steuerung verbunden sind.Finally, in plan view of the 1 A third coil area (7) is provided to the left of the two coil areas (5 and 6), which is intended to supply another person. The electrical supply is provided via the connection points (8,9) with the in 3 shown controller are connected.

Bei diesem Beispiel sind die hin- und zurücklaufenden Windungen der Induktionsspule eng nebeneinander verlegt. Damit steht der ferromagnetische Tellerbereich sowohl auf den hin- und den zurücklaufenden Wicklungbereichen. Mit dieser Methode ist eine stärkere Erwärmung des ferromagnetischen Materials bezogen auf die mit dem Teller abgedeckte Fläche der Spule möglich, als bei der Verlegemethode nach 2, wo die hin- und zurücklaufenden Spulenwindungen räumlich getrennt verlegt sind.In this example, the induction coil's forward and return turns are laid closely together. This means that the ferromagnetic plate area stands on both the outward and return winding areas. With this method, the ferromagnetic material can be heated to a greater extent in relation to the surface of the coil covered by the plate than with the laying method 2 , where the forward and return coil windings are spatially separated.

In den 1 und 2 ist im übrigen gezeigt, dass für größeres Geschirr, in das Kartoffeln, Gemüse, Reis oder ähnliche Speisen zum Verzehr angeboten werden, ein weiterer Spulenbereich (10 bzw. 10a) vorgesehen ist, der bei der 2 in direkter Verbindung zwischen den beiden Bereichen (5 und 6) liegen kann, aber zur besseren Optimierung des Platzbedarfs auf dem Tisch leicht seitlich abweichend von der geraden Verbindungsachse(11) zwischen den Bereichen (5 und 6) vorgesehen ist.In the 1 and 2 is shown, moreover, that for larger dishes, in which potatoes, vegetables, rice or similar foods are offered for consumption, another coil area (10 or 10a) is provided, which is in the 2 in a direct connection between the two areas (5 and 6), but is intended to deviate slightly laterally from the straight connecting axis (11) between the areas (5 and 6) to better optimize the space requirement on the table.

In 1 ist der Induktionsbereich (10a) dadurch geschaffen, dass rechtwinklig ausgehend vom Endbereich des Spulenbereiches (6a) ein Spulenfortsatz in Richtung Tischmitte verlegt ist.In 1 the induction area (10a) is created in that a coil extension is laid at right angles, starting from the end area of the coil area (6a), towards the center of the table.

Mithin ist mit nur einer Spulenanordnung eine induktive Versorgung von mehreren Speisen-Behältnissen möglich und dies auch mit nur einer Ansteuerung derselben. Darüberhinaus ist es ohne weiteres möglich auch Getränke warm zu halten, wie dies angedeutet mit Pos(12) gezeigt ist. Praktisch kann jeder Bereich des, bzw der Spulenverlegung dazu benutzt werden Speisen bzw. Getränke beim Verzehr warm bzw. heiß zu halten. Auf der Oberseite des Tisches angebrachte Markierungen erleichtern dabei das Auffinden der Spulenanordnungen.Consequently, an inductive supply of several food containers is possible with only one coil arrangement, and this also with only one actuation of the same. In addition, it is also easily possible to keep drinks warm, as indicated by Pos(12). Practically every area of the coil installation can be used to keep food or drinks warm or hot during consumption. Markings on the top of the table make it easier to find the coil arrangements.

Mit der Steuerung ist in an sich bekannter Weise eine optional weitere Maßnahme verbunden, die darin besteht, dass erst dann die Aktivierung dieses Spulenbereiches erfolgen kann, wenn sich nicht mindestens ein Speisenträger auf irgendeinem der Induktionsbereiche befindet.In a manner known per se, an optional further measure is connected to the control, which consists in the fact that this coil area can only be activated if there is not at least one food carrier on any of the induction areas.

Mit dieser Maßnahme soll erreicht werden, dass die Leerlaufverluste äußerst gering gehalten werden und dass vor allem bei Nichtgebrauch der Einrichtung praktisch kein Magnetfeld vorhanden ist.This measure is intended to ensure that no-load losses are kept extremely low and that, especially when the device is not in use, there is practically no magnetic field.

Damit die Speisenbehältnisse erwärmt werden können, müssen diese, wie oben bereits angedeutet, im Bodenbereich ferromagnetisches Material aufweisen, was hier im Beispiel auf einfachste Weise dadurch erreicht wird, dass im Bodenbereich der Teller Ronden aus Metall angeordnet, z.B. eingeklebt sind, die im vorliegenden Beispiel eine Größe von 150mm Durchmesser x 1,5mm Dicke aufweisen. Gleichwohl ist es aber auch möglich, bereits bei der Herstellung derartigen Geschirrs in an sich bekannter Weise mittels Siebdruckverfahrens auf die noch nicht gebrannte Oberfläche des Porzellans ferromagnetische Partikel zu drucken, die mit den Tellern in diese eingebrannt werden.In order for the food containers to be heated, they must, as already indicated above, have ferromagnetic material in the bottom area, which is achieved here in the simplest way in the example by arranging metal discs in the bottom area of the plates, e.g have a size of 150mm diameter x 1.5mm thickness. However, it is also possible to print ferromagnetic particles onto the unfired surface of the porcelain during the production of such crockery in a manner known per se, which are fired into the plates together with them.

Die vorbezeichnete Anordnung der Induktionsspule eignet sich beispielsweise bestens für die Installation eines Tisches quadratischen Querschnitts. Bei Tischen größerer Breite, also z. B. bei solchen, die standardmäßig z.B. 130cm × 80cm aufweisen, ist es möglich, eine zweite Induktionsspulenanordnung vorzusehen, die spiegelbildlich zu der ersten gestaltet ist. Die Ansteuerung dieser zweiten Induktionsspule kann von der gleichen Steuerung erfolgen, die auch die erste Induktionsspule versorgt und, obwohl beide von der gleichen Steuerung versorgt werden, ist dennoch eine autarke, individuelle Steuerung steuerungstechnisch ohne weiteres möglich.The aforementioned arrangement of the induction coil is ideally suited, for example, for the installation of a table with a square cross-section. For tables of greater width, e.g. B. in those that have, for example, 130cm × 80cm by default, it is possible to provide a second induction coil assembly that is designed as a mirror image of the first. This second induction coil can be controlled by the same controller that also supplies the first induction coil and, although both are supplied by the same control, a self-sufficient, individual control is still easily possible in terms of control technology.

In der 3 ist sehr vereinfacht eine elektronische Schaltung einer solchen Steuerung(19) beschrieben. Sie besteht im Wesentlichen aus einem an das 230V-Versorgungsnetz angeschlossenen Brückengleichrichter(13), dem eine Siebschaltung, bestehend aus einer Drossel(14) und Kondensator(15), nachgeschaltet ist. Damit wird eine Gleichspannung erzeugt, deren Höhe bei etwa 350V liegt. An diese ist die Parallelschaltung eines Kondensators(16) und der Induktionsspule (4) angeschlossen. Über ein elektronisches Schaltelement, einen sog. IGBT(17), wird eine taktende Verbindung zum Nullleiter der Schaltung hergestellt, wobei eine den Takt, z. B. 18 KHz erzeugende Einrichtung (18) in die Steuerungselektronik einbezogen ist.In the 3 an electronic circuit of such a controller (19) is described in a very simplified manner. It essentially consists of a bridge rectifier (13) connected to the 230V mains supply, which is followed by a filter circuit consisting of a choke (14) and a capacitor (15). This generates a DC voltage of around 350V. The parallel connection of a capacitor (16) and the induction coil (4) is connected to this. A clocking connection to the neutral conductor of the circuit is established via an electronic switching element, a so-called IGBT(17). B. 18 KHz generating device (18) is included in the control electronics.

Somit ist die Spule Mitbestandteil der elektronischen Steuerung und sie ist es, die das Wechselfeld um sich herum aufbaut, was somit die ferromagnetische, metallische Einlage der Speisenträger erregt und dabei erwärmt. Diese Vorgänge sind aber aus der induktiven Erwärmungstechnik wohl bekannt.Thus, the coil is a component of the electronic control and it is it that builds up the alternating field around itself, which thus excites the ferromagnetic, metallic insert of the food carrier and heats it up. However, these processes are well known from inductive heating technology.

Um ein Höchstmass an Energieversorgungsmöglichkeiten bereitzustellen, kann die Energierversorgung aus dem 230 Volt Stromnetz, aus einem Akkumulator oder schliesslich aus einem Netzteil(21) erfolgen. Diese wird aus dem 230 Volt- Netz versogt und liefert eine Gleichspannung im Bereich von 12-48 Volt.In order to provide a maximum of energy supply options, the energy can be supplied from the 230 volt mains, from an accumulator or finally from a power pack (21). This is powered from the 230 volt network and supplies a DC voltage in the range of 12-48 volts.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

DE 202006009905 U1 [0003]
WO 2012/094770 A1 [0004]
DE 102004010674 [0005]
DE 29612514 [0005]
US 3740513 [0006]

Claims

Inductive device for keeping food warm by means of at least one induction coil (4) integrated into a table top (1) which, when operatively connected to a controller, generates an alternating electromagnetic field, characterized in that the induction coil (4) has at least two induction areas (5, 6) which are arranged opposite one another in the edge zones of the table top (1) in a direct connection (4a).

Inductive warming device for food claim 1 , characterized in that the induction coil has several induction areas, two (5,6) which are opposite one another and are arranged in the edge zones of the table top (1) and at least one further one (7) which is laterally separated from the opposite ones (5,6) and is arranged in the direct connection in the table top.

Warming device after claim 1 , characterized in that three induction areas (5, 6, 7) are arranged in the edge zones of the tabletop in direct connection with one another.

Warming device after claims 1 until 3 , characterized in that the width of the induction areas (5, 6, 7) running parallel to the edge of the table is greater than is required for a plate cover.

Warming device after claim 1 , characterized in that four induction areas (5,6,7,10 or 5a, 6a, 10a) are introduced into the tabletop, two opposite ones (5,6 or 5a,6a), one (7) on the left side and one ( 10 or 10a) on the right side of the person opposite.

Warming device after claim 1 , characterized in that a second induction coil is introduced into the table top in a mirror-inverted manner to the laying pattern according to one of claims two to five.

Inductive warming device for food by means of at least one induction coil (4) integrated in a table top, which generates an electromagnetic alternating field in operative connection with a control (19), characterized in that the energetic supply of the warming device can be supplied either directly from the mains with 230 volts or from a DC voltage generating Netztteil (21), or an accumulator (20).