DE19613572A1

DE19613572A1 - Generator to heat up food in containers stored in food trays on wagon

Info

Publication number: DE19613572A1
Application number: DE1996113572
Authority: DE
Inventors: Sauter Otto; Eckert Wolf
Original assignee: ETOL VERTRIEBS GmbH; INNOVAT GES fur SONDERMASCHIN
Current assignee: ETOL VERTRIEBS GmbH; INNOVAT GES fur SONDERMASCHIN
Priority date: 1996-04-04
Filing date: 1996-04-04
Publication date: 1997-10-09

Abstract

The generator has an induction coil subject to AC pulses which creates an electromagnetic field in which sits a conducting container for the food. The generator frequency is a fixed one not equal to the resonance frequency and the load is the induction coil (11) reactance. The coil voltage is half the mains voltage, ie, about 115 V. The frequency lies between 10 and 100 kHz, but preferably between 20 and 50 kHz. There is a rectifier (14) between the mains terminals (12) and the coil. At one end of the coil are two semiconducting switches which chop the rectified voltage at a given frequency.

Description

Die Erfindung betrifft einen Generator zum Erwärmen von Speisen insbesondere in Speisetablett-Transportwagen oder -Ständern, mit zumindest einer von Wechselstrom durch flossenen Induktionsspule zur Erzeugung eines elektromag netischen Wechselfeldes, in dem ein die zu erwärmenden Speisen enthaltendes, zumindest teilweise elektrisch leitend ausgebildetes Behältnis anordbar ist.The invention relates to a generator for heating Dishes in particular in a dining trolley or -Stands with at least one of AC through fin induction coil for generating an electromag netic alternating field in which the one to be heated Food containing, at least partially electric conductive container can be arranged.

In Krankenhäusern oder ähnlichen Einrichtungen, in denen die Speisen den Patienten oder Abnehmern gebracht werden müssen, ist es notwendig, ein übermäßiges Abkühlen der Speisen während des Transportes von der Küche bis zum Abnehmer zu verhindern. Während früher aus diesem Grund überwiegend versucht wurde, die Transportbehältnisse oder -wagen möglichst gut zu isolieren, um einen zu starken Wärmeverlust zu vermeiden, ist es mittlerweile üblich, die Transportwagen mit Erwärmvorrichtungen zu versehen. Da auf einem Speisetablett neben warmen Speisen jedoch auch häufig kalte Speisen angeordnet sind, die in den Speisetablett-Transportwagen nicht erwärmt werden dürfen, findet in der Regel eine selektive Erwärmung nur der warmen Speisen statt. Dies kann dadurch erreicht werden, daß in dem Transportwagen mit Hilfe von Induktionsspulen, die von einem Wechselstrom durchflossen sind, ein elek tromagnetisches Wechselfeld erzeugt wird. Das Geschirr oder das Behältnis, auf dem die warmzuhaltenden Speisen liegen, ist zumindest teilweise elektrisch leitend ausge staltet, indem es beispielsweise mit einer elektrisch leitenden Beschichtung versehen ist. Wenn das Geschirr oder Behältnis in das elektromagnetische Wechselfeld gelangt, wird ein Induktionsstrom induziert, der zur Erwärmung des Geschirrs und der darauf befindlichen Speisen führt. Die kalten Speisen, die auf einem nicht leitenden Geschirr angeordnet sind, erfahren dabei keine Erwärmung.In hospitals or similar establishments where the food is brought to the patient or customer need, excessive cooling of the Dishes during transport from the kitchen to the To prevent customers. While earlier for this reason the transport containers or was predominantly tried -insulate the car as well as possible to make it too strong To avoid heat loss, it is now common to provide the trolleys with heating devices. As on a dining tray next to hot dishes also cold dishes are often arranged in the Tray transport trolleys must not be heated, usually only selective heating takes place warm dishes instead. This can be achieved that in the trolley with the help of induction coils, which are traversed by an alternating current, an elec tromagnetic alternating field is generated. The dishes or the container on which the food to be kept warm lie, is at least partially electrically conductive creates, for example, with an electric conductive coating is provided. If the dishes or container in the alternating electromagnetic field arrives, an induction current is induced, which leads to Heating of the dishes and the dishes on them Food leads. The cold dishes that are not on one conductive dishes are arranged, experience none Warming.

Die zur Bildung des elektromagnetischen Wechselfeldes bekannten Generatoren, die zur Erwärmung von Speisen verwendet werden, arbeiten nach dem Resonanzprinzip. Der Betrieb des Generators erfolgt mit der Resonanzfre quenz des aus der Induktionsspule und zusätzlich angeordneten Kondensatoren bestehenden Schwingkreises. Hierbei stellen sich ein starker Strom und/oder eine starke Spannung ein. Es ist somit erforderlich, die Arbeitsfrequenz ständig im Resonanzbereich zu halten. Jeder Generator ist üblicherweise mit mehreren Spulen versehen, die jeweils einen Stellplatz des Transportwa gens, d. h. einem Speisetablett zugeordnet sind. Wenn die Stellplätze des Transportwagens, die einem Generator zugeordnet sind, vollständig belegt sind, d. h. bei hoher Last, arbeiten die Systeme üblicherweise zufriedenstel lend. Wenn die Speisetabletts an die Abnehmer ausgeteilt werden, sind jedoch zunehmend weniger Stellplätze mit Tabletts belegt, so daß die Last für den Generator ab sinkt. Dies hat zur Folge, daß die verbleibenden Speise tabletts und Speisen mit höherer Energie beaufschlagt werden. Eine gleichmäßige Erwärmung der Speisen ist auf diese Weise nicht gegeben.The one for the formation of the alternating electromagnetic field well-known generators for heating food used, work on the principle of resonance. Of the The generator is operated with the resonance frequency quenz des from the induction coil and additionally arranged capacitors existing resonant circuit. This creates a strong current and / or strong tension. It is therefore necessary that Keep the working frequency in the resonance range. Each generator is usually with multiple coils provided, each a parking space of the Transportwa gens, d. H. are assigned to a dining tray. If the Parking spaces of the dolly, which is a generator are fully occupied, d. H. at high Last, the systems usually work satisfactorily lend. When the food trays are distributed to the customers are, however, increasingly fewer parking spaces with Trays occupied so that the load on the generator decreased sinks. As a result, the remaining food Trays and dishes are charged with higher energy will. The food is evenly heated not given this way.

Ein weiterer Nachteil der bekannten, nach dem Resonanz-Prinzip arbeitenden Generatoren liegt darin, daß im unbelasteten Fall, wenn keine Speisetabletts auf den Stellplätzen angeordnet sind, die Gefahr des sogenannten Durchgehens bzw. des Durchbrennens von einzelnen Schal tungen oder Bauteilen besteht. Um dieses zu verhindern, müssen entsprechende Steuer- bzw. Regelmechanismen vorge sehen sein, was den konstruktiven Aufwand des Generators erhöht und sehr kostenintensiv ist.Another disadvantage of the known, based on the resonance principle working generators is that in unencumbered case when no food trays on the Parking spaces are arranged, the so-called danger Runaway or the burning of individual scarves lines or components. To prevent this Corresponding control mechanisms are required be see what the constructive effort of the generator is increased and very expensive.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Generator der genannten Art zu schaffen, der einen einfachen Aufbau besitzt und auch im unbelasteten Fall keinen Steuer- oder Regelmechanismus zur Vermeidung des Durchgehens benötigt.The invention has for its object a generator of the type mentioned to create a simple structure owns and even in the unencumbered case no tax or Control mechanism needed to avoid runaway.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Generator der genannten Art dadurch gelöst, daß die Arbeitsfrequenz des Generators eine im wesentlichen feststehende Frequenz abseits der Resonanzfrequenz ist und daß als Last der induktive Widerstand der Induktionsspule dient.This object is achieved with a generator of the type mentioned solved in that the working frequency the generator has a substantially fixed frequency is off the resonance frequency and that as a load of inductive resistance of the induction coil is used.

Erfindungsgemäß wird das Konzept einer Halbbrückenschal tung verwirklicht, wobei als Last der induktive Wider stand der Induktionsspule herangezogen wird. Der Genera tor mit der Induktionsspule wird im nicht-resonanten Zustand betrieben. Somit kann die Arbeitsfrequenz eine feststehende Frequenz sein, die optimal auf den Anwen dungsfall abgestimmt sein kann. Der Aufbau des Generators vereinfacht sich wesentlich. Insbesondere ist kein Regel kreis zum Erreichen der Resonanzlage erforderlich.According to the concept of a half-bridge scarf device realized, with the load of inductive resistance stood the induction coil is used. The genera Gate with the induction coil is in the non-resonant Condition operated. Thus the working frequency can be a fixed frequency that is optimal for the user application can be coordinated. The structure of the generator simplified considerably. In particular, is not a rule circle required to reach the resonance position.

Im nicht-belasteten Zustand, d. h. wenn keine Energie zur Erwärmung von Speisen entnommen wird, treten keine Strom- oder Spannungserhöhungen auf. Es entfällt somit die Schutzschaltung für den nicht-belasteten Zustand und der Generator kann ständig eingeschaltet bleiben.In the unloaded state, i.e. H. if no energy to Heating of food is taken, there are no electricity or Increases in voltage. This eliminates the Protection circuit for the unloaded state and the The generator can remain switched on at all times.

Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß der Strom in der Induktionsspule allein durch die Spulendaten und nicht durch einen Regelkreis bestimmt wird, so daß keine zu sätzliche Strommeßeinrichtung erforderlich ist.Another advantage is that the current in the Induction coil by the coil data alone and not is determined by a control loop so that none too additional current measuring device is required.

Im bevorzugten Anwendungsfall ist jedem Generator nur eine Spule zugeordnet. Es ist jedoch auch möglich, einem Generator mehrere Spulen zuzuordnen, die auch unter schiedliche Kenndaten besitzen können.In the preferred application, each generator is only assigned a coil. However, it is also possible to get one Generator assign several coils, which also under can have different characteristics.

Vorzugsweise entspricht die Spulenspannung der halben Netzspannung, d. h. etwa 115 V mit einem um bis zu 40% höheren Spitzenwert. Aufgrund der erfindungsgemäßen Schaltung ist somit kein Transformator notwendig.The coil voltage preferably corresponds to half Mains voltage, d. H. about 115 V with a by up to 40% higher peak. Because of the invention No switching is necessary.

Die Arbeits- bzw. Generatorfrequenz liebt etwa im Bereich von 10 kHz bis 100 kHz, vorzugsweise im Bereich von 20 kHz bis 50 kHz.The working or generator frequency loves around from 10 kHz to 100 kHz, preferably in the range of 20 kHz up to 50 kHz.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß zwischen dem Netzanschluß, d. h. der Spannungsquelle, und der Induktionsspule ein Gleichrich ter angeordnet ist. Dem Gleichrichter kann ein Entstör filter vor- oder nachgeschaltet sein. An dem einen Ende der Induktionsspule sind zwei Halbleiterschalter angeord net, mittels derer die gleichgerichtete Spannung mit vorgegebener Frequenz, insbesondere 50000 1/sec zerhack bar ist. Auf diese Weise wird die Stromrichtung in der Spule ausgehend von einer gleichgerichteten Spannung mit hoher Frequenz umgekehrt, so daß sich ein elektromagne tisches Wechselfeld bildet. Die Halbleiterschalter sind in Weiterbildung der Erfindung von einer Steuervorrich tung angesteuert.In a preferred embodiment of the invention provided that between the network connection, d. H. of the Voltage source, and the induction coil a rectifier ter is arranged. The rectifier can be suppressed filter upstream or downstream. At one end The induction coil has two semiconductor switches net, by means of which the rectified voltage with predetermined frequency, in particular 50000 1 / sec chopped is cash. In this way the current direction in the Coil starting from a rectified voltage high frequency reversed, so that there is an electromagnetic alternating field. The semiconductor switches are in development of the invention of a control device controlled.

Es hat sich bewährt, das andere Ende der Induktionsspule auf einem vorbestimmten Spannungswert, insbesondere der halben Netzspannung (Generatorspannung) zu halten. Dies kann mittels Kondensatoren, Halbleiterschaltern oder Widerständen erreicht werden.It has proven to be the other end of the induction coil to a predetermined voltage value, in particular the to keep half the mains voltage (generator voltage). This can by means of capacitors, semiconductor switches or Resistances can be achieved.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Generators liegt darin, daß er in Nullpunkten des Verlaufes der Netzspannung ein- und ausgeschaltet werden kann.Another advantage of the generator according to the invention lies in the fact that he is at zero points in the course of the Mains voltage can be switched on and off.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung ersichtlich. Es zei gen:Further details and features of the invention are from the following description of an embodiment with reference to the drawing. It shows gene:

Fig. 1 ein Schaltbild einer ersten Ausgestaltung des Generators, Fig. 1 is a circuit diagram of a first embodiment of the generator,

Fig. 2 eine alternative Ausgestaltung des Schalt bilds gemäß Fig. 1 und Fig. 2 shows an alternative embodiment of the circuit diagram of FIG. 1 and

Fig. 3 eine Weiterbildung des Generators gemäß Fig. 1. Fig. 3 shows a further development of the generator of FIG. 1.

Gemäß Fig. 1 besitzt ein Generator 10 zum Erwärmen von Speisen insbesondere in Speisetablett-Transportwagen oder -Ständern eine Induktionsspule 11, mit der ein elektro magnetisches Wechselfeld erzeugt werden kann. Der Genera tor 10 ist an einen Netzanschluß 12 anschließbar, dem die übliche Netzspannung in der Größenordnung von 230 V entnommen wird. Die Netzspannung wird mittels eines Gleichrichters 14 gleichgerichtet, wobei dem Gleichrich ter 14 ein Entstörfilter 13 vorgeschaltet ist. Die gleichgerichtete Spannung liegt jeweils über einen Halb leiterschalter T1 bzw. T2 auf der einen Seite der Induk tionsspule 11 und über einen Kondensator C1 bzw. C2 an der anderen Seite der Induktionsspule 11 an. Die Halblei terschalter T1 und T2 werden mit Hilfe einer Steuervor richtung 15 derart angesteuert, daß sie die gleichgerich tete Spannung mit einer vorbestimmten Frequenz, bei spielsweise 50000 1/sec zerhacken, so daß die Spannungs richtung in der Induktionsspule 11 mit hoher Frequenz umgekehrt wird. Die Kondensatoren C1 und C2 dienen im wesentlichen dazu, das andere Ende der Induktionsspule 11 auf einem vorbestimm ten Spannungswert insbesondere der halben Generatorspan nung zu halten. Die Eingangsleistung beträgt beispiels weise 90 W. Es hat sich gezeigt, daß der Strom in der Induktionsspule 11 im nicht-belasteten Zustand (Leerlauf zustand) nur unwesentlich von dem Strom im belasteten Zustand abweicht.According to Fig. 1 comprises a generator 10 for heating food, in particular in feed tray transport cart or -Ständern an induction coil 11, with which a can be generated electromagnetic alternating field. The generator 10 can be connected to a mains connection 12 , from which the usual mains voltage in the order of 230 V is taken. The mains voltage is rectified by means of a rectifier 14 , the rectifier ter 14 being preceded by an interference filter 13 . The rectified voltage is applied via a semiconductor switch T1 or T2 on one side of the induction coil 11 and via a capacitor C1 or C2 on the other side of the induction coil 11 . The semiconductor switch T1 and T2 are controlled by means of a control device 15 such that they chop the voltage rectified at a predetermined frequency, for example 50,000 1 / sec, so that the voltage direction in the induction coil 11 is reversed at a high frequency. The capacitors C1 and C2 essentially serve to keep the other end of the induction coil 11 at a predetermined voltage value, in particular half of the generator voltage. The input power is, for example, 90 W. It has been shown that the current in the induction coil 11 in the unloaded state (idle state) deviates only slightly from the current in the loaded state.

Wie Fig. 2 zeigt, kann die Funktion der Kondensatoren C1 und C2 in Fig. 1 auch von Widerständen R1 und R2 über nommen werden. Alternativ können auch Halbleiterschalter zum Einsatz kommen.As FIG. 2 shows, the function of the capacitors C1 and C2 in FIG. 1 can also be taken over by resistors R1 and R2. Alternatively, semiconductor switches can also be used.

Fig. 3 zeigt eine Weiterbildung der Schaltung gemäß Fig. 1, wobei hinter dem Gleichrichter 14 eine Stromer fassungsvorrichtung 16 angeordnet ist, mit der ein über mäßiges Ansteigen des Stroms, beispielsweise bei einer fehlerhaften Verkabelung oder einem unsachgemäßen äußeren Eingriff festgestellt werden kann. Die Stromerfassungs vorrichtung 16 gibt ein entsprechendes Signal an die Steuervorrichtung 15, woraufhin der Generator abgeschal tet werden kann. Fig. 3 shows a development of the circuit of FIG. 1, wherein a current detection device 16 is arranged behind the rectifier 14 , with which an excessive increase in the current, for example in the event of faulty wiring or improper external intervention, can be determined. The current detection device 16 gives a corresponding signal to the control device 15 , whereupon the generator can be switched off.

Zusätzlich ist die Steuervorrichtung 15 mit einem Oszil lator 17 verbunden, über den mehrere Generatoren synchro nisiert werden können.In addition, the control device 15 is connected to an oscillator 17 , via which several generators can be synchronized.

Claims

1. Generator for heating food, in particular in a food trolley or stand, with at least one induction coil through which an alternating current flows to produce an electromagnetic alternating field in which an at least partially electrically conductive container containing the food to be heated can be arranged, because of characterized in that the operating frequency of the generator ( 10 ) is a substantially fixed frequency away from the resonance frequency and that the inductive resistance of the Induktionssspu le ( 11 ) serves as a load.

2. Generator according to claim 1, characterized in that the coil voltage is essentially half Mains voltage (approx. 115 V) corresponds.

3. Generator according to claim 1 or 2, characterized shows that the working frequency in the range of 10 kHz to 100 kHz, preferably in the range of 20 kHz up to 50 kHz.

4. Generator according to one of claims 1 to 3, characterized in that a rectifier ( 14 ) is arranged between the mains connection ( 12 ) and the induction coil ( 11 ).

5. Generator according to claim 4, characterized in that the rectifier ( 14 ) is preceded by an interference filter ( 13 ).

6. Generator according to claim 4 or 5, characterized in that at one end of the induction coil ( 11 ) two semiconductor switches (T1, T2) are arranged, by means of which the rectified voltage can be chopped with a predetermined frequency.

7. Generator according to claim 6, characterized in that the semiconductor switches (T1, T2) are controlled by a control device ( 15 ).

8. Generator according to claim 6 or 7, characterized in that the other end of the induction coil ( 11 ) by means of capacitors (C1, C2) or semi-conductor switches or resistors (R1, R2) to a predetermined voltage value, in particular half the generator voltage is held.

9. Generator according to one of claims 1 to 8, characterized is characterized by an overcurrent protection circuit, with which the generator in the event of excessive Current strength can be switched off.