DE202020004700U1

DE202020004700U1 - Induktive Warmhaltevorrichtung für Speisen

Info

Publication number: DE202020004700U1
Application number: DE202020004700.7U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-11-09
Filing date: 2020-11-09
Publication date: 2020-11-20
Anticipated expiration: 2030-11-10

Abstract

Induktive Warmhaltevorrichtung für Speisen, die auf einem Speisenträger(12 bis 17), der im Bodenbereich ferromagnetisches Material(18) aufweist, serviert werden, mittels wenigstens einer in eine Tischplatte(1) integrierten Induktionsspule(2), die in Wirkverbindung mit einer Steuerung(26) ein elektromagnetisches Wechselfeld erzeugt, wobei das Windungsmuster der Induktionsspule so gestaltet ist, dass mehrere induktionsfähige Speisenträger auf ihr Platz haben, dadurch gekennzeichnet, dass die Windungen der Induktionsspule spiralförmig gewickelt nebeneinander liegen und in ihrer Wicklungsbreite über den Durchmesser des ferromagnetischen Bereiches(18) der Speisenträger verteilt sind und dass bei Verwendung eines Tisches, an dessen Längsseiten je zwei und mehr Personen Platz haben, wenigstens zwei Induktionsspulen(2,3) so in der Tischplatte integriert sind, dass wenigstens je zwei Speisenträger- Stellplätze in den Randzonen und je wenigstens ein Speisenträger-Stellplatz im Mittenbereich des Tisches geschaffen sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine induktive Warmhaltevorrichtung für Speisen gemäß Oberbegriff von Anspruch 1.
Eine solche induktive Erwärmungsvorrichtung ist in der CN 103584505 B in der 2 und in der DE 20 2020 002 706 U1 , die auf den Anmelder zurückgeht, gezeigt.
In beiden Dokumenten sind Induktionsspulen vorgesehen, mit denen eine Vielzahl von Speisenträgern induktiv zum Warmhalten von Speisen versorgt werden können.
Ein solcher Betriebszustand ist aber energetisch betrachtet höchst unwirtschaftlich, wenn beispielsweise nur ein oder zwei Speisenträger erwärmt werden sollen. Auch wenn die Abstrahlung magnetischer Felder unter dem zulässigen Bereich von 27 uT (mikro Tesla) liegen, kann das bei Personen, die generell eine Abneigung gegen magnetische Strahlung haben, eine negativ-Assoziation herbeiführen, was zu vermeiden oder abzuschwächen gilt.
Auch in der DE 20 2006 009 905 U1 sind in der 3 Induktionsspulen großflächig in einer Tischplatte integriert. Diese nebeneinanderliegenden Spulenfelder, die zu einem fahrbaren Buffettisch gehören, decken damit flächenmäßig den gesamten Bereich des Tisches ab. Dass an diesem Tisch auch Personen Speisen zu sich nehmen können, geht aus diesem Dokument nicht hervor und ist auch an einem solchen Buffettisch wohl nicht üblich. Die o.g. Nachteile treffen auch auf dieses Dokument zu.
Damit durch das elektromagnetische Wechselfeld die Speisen, die in einem Speiseträger, z. B. einem Teller zum Verzehr angeboten werden, erwärmt werden können, müssen diese vorzugsweise im Bodenbereich mit ferromagnetischem Material, z. B. Metallscheiben ausgerüstet sein, in denen durch die elektrischen Wechselfelder Wirbelströme erzeugt werden, die das Metall und damit das Behältnis und die Speisen erwärmen.
Auch in der WO 2012/094770 A1 ist ein induktives Warmhaltesystem für Speisen gezeigt und beschrieben, das einen modularen Aufbau aufweist, mit gemeinsamen Leistungssteller und mit einer Mehrzahl von Anschlussschnittstellen für den individuellen Anschluss und die individuelle Ansteuerung der Induktionswarmhaltegeräte.
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 warm-bzw.heiss gehalten werden können.
Grundsätzlich ist das induktive Warmhalten von Speisen auf Speisenträgern von erheblichem Vorteil, der wichtigste jedoch ist die Sicherheit gegen Verbrennung und, bezogen auf die abgegebene Leistung, hoher Wirkungsgrad, weil keine überflüssigen Teile beheizt werden, sondern nur der Speisenträger. Insofern weist eine induktive Erwärmung ein Höchstmaß an Wirkungsgrad auf gegenüber herkömmlichen elektrischen Widerstandsheizvorrichtungen.
Mit der vorliegenden Erfindung sollen die eingangs aufgezeigten Nachteile behoben werden, und das erreicht sie mit den im Kennzeichen des Anspruches 1 aufgezeigten Massnahmen. Darüberhinaus soll der Vorteil erhalten bleiben, dass mehrere Speisenträger von nur einer Induktionsspule erfasst sind.
Mit der erfindungsgemässen Massnahme ist somit erreicht, dass nur dort, wo erwartungsgemäß Speisenträger, z. B. Teller auf dem Tisch abgestellt werden, magnetische Wechselfelder in eine Induktionsspule eingespeist werden. Damit ist das magnetische Wechselfeld und damit die resultierenden Wirbelströme konzentriert auf die Speisenträger ausgerichtet, verbunden mit einem hohen Wirkungsgrad und dem Vorteil, dass mehrere Speisenträger erwärmbar sind.
Selbst wenn Bereiche der Spulenführung nicht von Speisenträgern bedeckt sind, werden hier aufgrund der grössenreduzierten Spulengeometrie dennoch keine übermässig streuenden Magnetfelder erzeugt, wie dies beispielsweise bei der Spulengestaltung gem. dem Stande der Technik möglich ist. Um ein leichtes Auffinden der in die Tischplatte integrierten Windungen der Induktionsspule zu ermöglichen, d. h. den Stellbereich der Speisenträger schnell und eindeutig zu finden, sind auf der Oberseite der Tischplatte Markierungen der Spulenführung angebracht.
In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Maßnahmen zur Weiterbildung des Gegenstandes nach Anspruch 1 angegeben.
Die Erfindung besteht daher nicht in der induktiven Erwärmung von Speisen schlechthin, sondern in der besonders geschickten Anordnung der Spulenführung bzw. deren Verlegungsmuster, mit denen einerseits eine Vielzahl von Speisenträgern erwärmbar sind, andererseits diese Erwärmung aber sehr gezielt nur dort über elektromagnetische Wechselfelder stattfindet, wo tatsächlich ein Speisenträger auf dem Tisch positioniert ist.
Die Erfindung soll anhand von Zeichnungen beispielhaft beschrieben werden.
Dabei zeigen:

1 eine rechteckige Tischplatte mit zwei Induktionsspulen,
2 eine sehr vereinfachte Schaltung zur Erzeugung elektrischer, den Induktionsspulen zuzuführenden Impulsen, und
3 die Spulenanordnung gem. 1, mit einer Verschaltungsanordnung

In 1 ist mit (1) eine Tischplatte gezeigt, die beispielsweise die Größe 80x140 cm haben mag. Im rechten und linken Bereicht sind Induktionsspulen (2 und 3) angeordnet, die je in Randbereichen der Tischplatte Spulenbereiche (4,5,6 und 7,8,9) aufweisen, während im Mittenbereich der Tischplatte Spulenbereiche (10,11) vorhanden sind.
Auf den Spulenbereichen (4,5 und 6 bzw. 7,8 und 9) sind Speisenträger (12,13,14 bzw. 15,16,17), z.B. Teller mit Speisen abgestellt, die im Boden ferromagnetische Platten (18) aufweisen, die zur Vermeidung einer mögliche Unübersichtlichkeit nur einmal, nämlich am Teller (12) gezeigt sind.
Die spiralförmig, nach Art eines Ringes gewickelten Spulenwindungen weisen eine Breite auf, die etwa dem Durchmesser der ferromagnetischen Platten entspricht. Dadurch ist die magnetische Bestrahlung konzentriert auf die Platten gerichtet, was ein hohes Mass an Effektivität nach sich zieht. Ausserdem ist die unerwünschte magnetische Streuung an diesen Stellen erfahrungsgemäss besonders niedrig, bis gar nicht mehr vorhanden.
Diese ferromagnetischen Platten können unter die Teller geklebt oder es können bei der Herstellung der Teller kleinste Metallpartikel mittels Siebdruck in an sich bekannter Weise auf die noch teigige Masse des Tellers gedruckt werden, welche dann zusammen mit den Tellern bei ca. 1200°C mitgebrannt werden.
Mit den Pos.(19,20) ist induktionsfähiges Geschirr, z.B. zur Aufnahme von Gemüse, Kartoffeln oder Reis gezeigt, das im Mittenbereich der Tischplatte zum Warm- bzw. Heisshalten abgestellt ist. Aber auch Heissgetränke (21) lassen sich heisshaltend abstellen, sofern deren Behältnisse auch im Bodenbereich ferromagnetisches Material aufweisen.
Mit den Spulenanschlüssen (22,23 bzw 24,25) lässt sich eine elektrische Verbindung zu einer Steuerung (26) herstellen, die die elektrischen Impulse des Wechselfeldes bereit stellt. Diese liegen im Bereich von ca. 18-25 kHz.
In 2 ist sehr vereinfacht eine elektronische Schaltung einer Steuerung (26) beschrieben. Sie besteht im Wesentlichen aus einem an das 230V-Versorgungsnetz angeschlossenen Brückengleichrichter (27), dem eine Siebschaltung, bestehend aus einer Drossel (28) und einem Kondensator (29) nachgeschaltet ist. Damit wird eine Gleichspannung erzeugt, deren Höhe bei etwa 350V liegt. An diese ist die Parallelschaltung eines Kondensators (30) und der Induktionsspule (2) angeschlossen. Über ein elektronisches Schaltelement, einem sog. IGBT (31) wird eine taktende Verbindung zum Nullleiter der Schaltung hergestellt, wobei eine den Takt, z. B. 18KHz erzeugende Vorrichtung (32), die den Impulsgeberbaustein SN 555 enthält, in die Steuerungselektronik einbezogen ist. Der Vorrichtung (32) sind über die Zuleitungen (33,34)) Informationen über die Induktivität der Spule (2) zugeführt. Mit diesen Informationen kann die Vorrichtung (32) erkennen, ob und in welcher Anzahl sich Speisenträger auf den Induktionsfeldern befinden. Mit diesen Informationen ist eine entsprechende Regulierung der den Spulen zugeführten elektrischen Leistung möglich. Unabhängig davon ist aber auch eine manuelle Leistungswahl über das Stellelement(35) möglich.
Die Spulenanschlüsse (22/24 und 23/25) sind über Zuführungsleitungen (36,37) mit der Steuerung (26) verbunden.
Die Energieversorgung der Steuerung (26) und damit die Energieversorgung insgesamt, kann aus dem Energienetz direkt oder unter Einbeziehung eines Netzteiles(36) oder einer Gleichstromquelle (37)erfolgen. Das wird durch eine besondere Beschaltung über die Zuleitungen(38,39) ermöglicht.
Sofern eine Gleichstromversorgung vorgesehen ist, wäre auch der Einsatz einer in der industriellen Erwärmung von Maschinenteilen weit verbreiteten ZVS-Steuerung möglich. ZVS heisst, dass im stromlosen Nulldurchgang der Wechselimpulse geschaltet wird, eine Schaltungsmethode, die auf einen Erfinder namens Royer in den 50iger Jahren zurückgeht und den selbstschwingenden Oszillator zum Gegenstand hat.
In 3 ist eine besonders vorteilhafte und praktische Verschaltung der Induktionsspulen gezeigt:

Ein Schalter (40) schaltet die Energieversorgung zur Steuerung (26). An deren Ausgängen (41,42) sind die Induktionsspulen (2,3) angeschlossen. Dabei führt der Anschluss (41) direkt zu den Spulen, während der Anschluss (42) zwei Schaltern (43,44) zugeführt ist. Mit diesen Schaltern ist es auf einfachste Weise möglich die Spulen (1) oder (2) unabhängig voneinander ein- bzw. auszuschalten.

Damit ist es möglich, je nach Bedarf die linke, rechte oder beide Spulenkörper zu schalten. Die Schalter (40, 43,44) können bedienungsfreundlich vorzugsweise in einer Seitenschürze des Speisetisches angeordnet sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

CN 103584505 B [0002]
DE 202020002706 U1 [0002]
DE 202006009905 U1 [0005]
WO 2012/094770 A1 [0007]
US 3740513 [0008]

Claims

Induktive Warmhaltevorrichtung für Speisen, die auf einem Speisenträger(12 bis 17), der im Bodenbereich ferromagnetisches Material(18) aufweist, serviert werden, mittels wenigstens einer in eine Tischplatte(1) integrierten Induktionsspule(2), die in Wirkverbindung mit einer Steuerung(26) ein elektromagnetisches Wechselfeld erzeugt, wobei das Windungsmuster der Induktionsspule so gestaltet ist, dass mehrere induktionsfähige Speisenträger auf ihr Platz haben, dadurch gekennzeichnet, dass die Windungen der Induktionsspule spiralförmig gewickelt nebeneinander liegen und in ihrer Wicklungsbreite über den Durchmesser des ferromagnetischen Bereiches(18) der Speisenträger verteilt sind und dass bei Verwendung eines Tisches, an dessen Längsseiten je zwei und mehr Personen Platz haben, wenigstens zwei Induktionsspulen(2,3) so in der Tischplatte integriert sind, dass wenigstens je zwei Speisenträger- Stellplätze in den Randzonen und je wenigstens ein Speisenträger-Stellplatz im Mittenbereich des Tisches geschaffen sind.
Induktive Warmhaltevorrichtung für Speisen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beide Induktionsspulen mit einer Steuerung(26) zur Bereitstellung eines elektrischen Wechselfeldes in Wirkverbindung stehen, wobei die Leistung und damit die Größe des elektromagnetischen Feldes sich automatisch dem Bedarf anpasst.
Induktive Warmhaltevorrichtung für Speisen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistung von der sich ändernden Induktivität der Induktionsspule abhängt, wobei die Änderung der Induktivität dadurch herbeigeführt wird, dass im Bereich der Spulenwindungen ein induktionsfähiger Speisenträger platziert ist.
Induktive Warmhaltevorrichtung für Speisen mittels wenigstens einer in eine Tischplatte integrierten Induktionsspule, dadurch gekennzeichnet, dass die energetische Versorgung wahlweise direkt aus dem Versorgungsnetz mit 230V oder einem, eine Gleichspannung erzeugenden Netzteil (36) oder einem Akkumulator(37) erfolgt.
Induktive Warmhaltevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ausgang (41) der Steuerung (26) direkt zu den beiden Spulenkörpern (2,3) und der andere Steuerungsausgang (42) über Schalter (43;44) zu den Spulenkörpern geschaltet ist.