DE69106145T2

DE69106145T2 - Kochfeld mit induktionsbeheizung.

Info

Publication number: DE69106145T2
Application number: DE69106145T
Authority: DE
Inventors: Jacques Bonnet
Original assignee: Compagnie Europeenne pour lEquipement Menager SA
Current assignee: Compagnie Europeenne pour lEquipement Menager SA
Priority date: 1990-11-09
Filing date: 1991-10-25
Publication date: 1995-05-04
Anticipated expiration: 2011-10-26
Also published as: EP0556251B1; FR2669101A1; DE69106145D1; EP0556251A1; ES2065712T3; DK0556251T3; WO1992009182A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbesserung an Herdplatten mit Induktionsheizung.
Wie schematisch in Figur 1 zu sehen, enthält eine Herdplatte mit Induktionsheizung im allgemeinen eine Arbeitsebene 1, die meist aus einer Keramikplatte, insbesondere einer Glaskeramikplatte besteht, auf der im allgemeinen die Stellen der Kochfelder markiert sind, auf die die Töpfe 2 zu stellen sind. Unter dieser Arbeitsebene 1 sind in Flucht mit den markierten Herdplatten Induktoren 3 montiert, die von einem Stromgenerator 4 mit elektrischer Hochfrequenzenergie gespeist werden. Der Induktor 3 besteht im allgemeinen aus flachen Spulen von elektrischen Drähten, die durch einen nicht dargestellten Träger gehalten werden. Der Induktor hat meist Spiralform.
Im Betrieb induziert der Induktor 3, der von vom Generator 4 gelieferten Hochfrequenzströmen durchflossen ist, in dem Topf 2 Ströme 5, die durch den Joule-Effekt eine Temperaturerhöhung des Inhalts 6 des Topfes bewirken, Verwendet man Induktoren in Spiralform, dann stellt man fest, daß die in dem Topf 2 entwickelte Wärme nicht gleichmäßig verteilt wird. Mißt man nämlich die Temperatur T an verschiedenen Stellen der Oberfläche des Topfes, der über dem Induktor sitzt, dann beobachtet man die größte Temperatur in der Nähe des halben Induktorradius, wie durch die Kurve T = f(R) gezeigt wird. Dieser auf dem Gebiet der Induktion wohlbekannte Effekt wird Kranzeffekt genannt. Er führt also zu einer Begrenzung der Heizoberfläche. Diese Begrenzung macht sich aber insbesondere bemerkbar, wenn man Kochbehälter verwendet, die einen deutlich größeren Durchmesser als der des Induktors besitzen und außerdem eine geringe thermische Trägheit aufweisen und/oder aus einem schlecht wärmeleitenden Material bestehen. Solche Probleme stellen sich insbesondere bei Großküchenherden oder professionellen Herdplatten. In diesem Fall können nämlich die Behälter Durchmesser von etwa 400 mm erreichen, während die üblicherweise verwendeten Induktoren einen Durchmesser von nur ungefähr 300 mm besitzen.
Um diesen Nachteil zu beheben, wurde insbesondere in dem französischen Patent FR-A-2 315 819 eine Herdplatte mit Induktionsheizung vorgeschlagen, deren Induktor parallel zur Arbeitsebene mit Hilfe eines mechanischen Systems bewegt werden kann, so daß die Wärmeerzeugung im Kochbehälter egalisiert wird.
Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, eine Verbesserung dieser Lösung vorzuschlagen.
Die vorliegende Erfindung hat weiter zum Ziel, eine Lösung vorzuschlagen, die den Wirkungsgrad der professionellen Herdplatten verbessert, wenngleich die Erfindung nicht auf diese einzige Anwendung begrenzt ist.
Daher hat die vorliegende Erfindung eine Herdplatte mit Induktionsheizung mittels mindestens eines Induktors zum Gegenstand, der unter einer Arbeitsebene montiert ist, in der er ein Kochfeld definiert, wobei ein Hochfrequenzstromgenerator den Induktor speist und mindestens ein Induktor unter dem Kochfeld der Arbeitsebene über Mittel befestigt ist, die seine Verschiebung unter der Arbeitsebene parallel zu dieser erlaubt, dadurch gekennzeichnet, daß die Herdplatte außerdem Mittel aufweist, die jede Drehbewegung des Induktors um seine Achse untersagen.
Da nämlich der Induktor mit Hochfrequenzströmen gespeist wird, ist es günstig, wenn seine Verschiebung unter der Arbeitsfläche durch eine translatorische Bewegung des Induktors gebildet wird, deren geometrisches Zentrum eine Kurve beschreibt, vorzugsweise einen Kreis, die konzentrisch zu der für die Kochbehälter reservierten Heizzone liegt. Um jede Drehbewegung des Induktors um ihn selbst zu untersagen, verwendet man gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ein verformbares Parallelogramm, das zwischen dem Induktor und dem Chassis der Herdplatte befestigt ist.
So unterliegt im Rahmen der vorliegenden Erfindung der Induktor bezüglich des Kochbehälters einer Bewegung, die unter der ganzen Behälterfläche die bevorzugten Heizzonen verschiebt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform bestehen die Mittel zur Verschiebung des Induktors aus einem Exzentermechanismus, der zwischen dem Zentrum des Induktors und dem Zentrum des Kochfelds befestigt ist, und aus einem Motor zum Antrieb des Exzentermechanismus.
Um eine Anpassung an Behälter mit unterschiedlichen Grundflächen zu erlauben, enthält vorzugsweise der exzentrische Mechanismus Mittel, um die Länge zwischen dem Zentrum des Induktors und dem Zentrum des Kochfelds zu variieren.
Gemäß einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung, durch das Probleme der Bewegung des Induktors bezüglich des Hochfrequenzstromgenerators vermieden werden, werden der Induktor und mindestens ein Teil des Stromgenerators gemeinsam unter der Arbeitsebene verschoben.
Gemäß einem zusätzlichen Merkmal der Erfindung können mehrere Induktoren bei der Verschiebung gekoppelt werden, was es ermöglicht, die bei der Drehung überstrichene Oberfläche an die Grundfläche des zu erwärmenden Behälters anzupassen.
Andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der beiliegenden Figuren hervor.
Die Figur 1 wurde bereits beschrieben und zeigt schematisch eine bekannte Herdplatte mit Induktionsheizung.
Die Figuren 2A und 2B wurden bereits beschrieben und zeigen schematisch den Verlauf der Temperatur in einem Behälter abhängig vom Radius des Induktors sowie einen sehr schematischen Schnitt durch einen auf den Induktor gestellten Behälter.
Figur 3 zeigt schematisch den Aufbau eines Induktors gemäß der vorliegenden Erfindung.
Figur 4 zeigt den in Figur 3 dargestellten Aufbau von der Seite.
Figur 5A und Figur 5B zeigen von der Seite bzw. von oben den Aufbau von zwei miteinander erfindungsgemäß gekoppelten Induktoren.
In den Figuren 3 und 4 wurde schematisch eine bevorzugte Ausführungsform eines Induktors 10 gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. In diesem Fall wird das Zentrum O des Induktors 10 nicht mehr unmittelbar unter dem Zentrum des durch den Kreis 11 symbolisch angedeuteten Kochfelds montiert, sondern an einem Ende eines Arms 12, dessen anderes Ende 13 im Zentrum des Kochfelds 11 befestigt ist. Der Arm 12 wird in Richtung des Pfeils f über ein System von Riemen und Rollen 17 sowie einen Motor 18 in Drehung versetzt, wie dies in Figur 4 zu sehen ist. Daher wird der Induktor 10 gemäß dem Kreis 16 in Drehung versetzt, wie dies aus Figur 3 hervorgeht. Der Kreis 16 bezeichnet die äußere Grenze der vom Induktor 10 überstrichenen Zone, wenn dieser über einen Exzentermechanismus in Drehung versetzt wird, der schematisch durch den Arm 12 in der Ausführungsform gemäß Figur 3 dargestellt ist. Es dem Fachmann klar, daß der Arm 12 durch andere bekannte Mittel ersetzt werden kann.
Wie andererseits in den Figuren 3 und 4 zu sehen ist, ist der Induktor 10 am Chassis 14 der Herdplatte über ein verformbares Parallelogramm 15 befestigt. Dieses Parallelogramm 15 ergibt eine translatorische Verschiebung des Induktors auf der Fläche 16, aber verhindert jede Drehbewegung des Induktors um seine Achse. Da nämlich der Induktor von einem Hochfrequenzstromgenerator gespeist ist, wäre es notwendig, wenn der Induktor um sich selbst drehen würde, besondere Anschlüsse vom Gleitkontakttyp zwischen dem Induktor und dem Stromgenerator zu verwenden. Solche speziellen Anschlüsse würden die Kosten der Herdplatte erhöhen. Um diesen Nachteil zu beheben, besteht eine andere Lösung darin, sowohl den Induktor als auch mindestens eine Teil des ihm zugeordneten Hochfrequenzstromgenerators gemeinsam zu verschieben. In diesem Fall ist der Generator an einen niederfrequenten Teil angeschlossen, und die beweglichen Kontakte sind Netzanschlußkontakte, die also weniger empfindlich sind, was ihre Länge, ihre Biegsamkeit und ihre Widerstandskraft gegen Verformungen angeht.
Andererseits kann der Arm 12 von einem Arm regelbarer Länge gebildet werden, um die Grenzen der vom Induktor überstrichenen Zonen an die Grundfläche des mit dem Induktor in Kontakt stehenden Behälters anzupassen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in den Figuren 5A und 5B gezeigt ist, können mehrere Induktoren 20 und 21 miteinander gekoppelt und gemeinsam verschoben werden, um eine Überstreichung einer noch größeren Fläche zu erlauben.
Insbesondere kann man zwei gemäß den Figuren 5A und 5B miteinander verbundene Induktoren verwenden. In diesem Fall werden die beiden Induktoren von einem gemeinsamen Motor 22 angetrieben, der mit der Achse des Arms 20' verbunden ist, die am Zentrum des Kochfelds über ein bekanntes Antriebssystem 23 befestigt ist. Die beiden Induktoren überstreichen eine ellipsenförmige Fläche 24. Die Antriebssysteme 20' und 21' jedes Induktors 20 und 21 gleichen denen, die anhand der Figuren 3 und 4 beschrieben wurden.
So kann man mit einem beweglichen Induktor die bevorzugten Heizzonen unter der ganzen Fläche des zu erwärmenden Behälters verschieben, was den Kranzeffekt deutlich verringert und eine bessere Verteilung der Heizzonen unter dem ganzen Behälter ergibt.

Claims

1. Herdplatte mit Induktionsheizung mittels mindestens eines Induktors (10, 20, 21), der unter einer Arbeitsebene montiert ist, in der er ein Kochfeld definiert, wobei ein Hochfrequenzstromgenerator den Induktor speist und mindestens ein Induktor (10, 20, 21) unter dem Kochfeld der Arbeitsebene über Mittel (12, 20' und 21', 17, 18, 22) befestigt ist, die seine Verschiebung unter der Arbeitsebene parallel zu dieser erlaubt, dadurch gekennzeichnet, daß die Herdplatte außerdem Mittel (15) aufweist, die jede Drehbewegung des Induktors um seine Achse untersagen.

2. Herdplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Verschiebung des Induktors aus einem Exzentermechanismus (12, 20' und 21') bestehen, der zwischen dem Zentrum des Induktors und dem Zentrum des Kochfelds befestigt ist und von einem Motor (17, 18, 22) angetrieben wird.

3. Herdplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der exzentrische Mechanismus Mittel aufweist, um die Länge zwischen dem Zentrum des Induktors und dem Zentrum des Kochfelds zu variieren.

4. Herdplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel, die jede Drehbewegung des Induktors um seine Achse verbieten, aus einem verformbaren Parallelogramm bestehen, das zwischen dem Induktor und dem Chassis der Herdplatte befestigt ist.

5. Herdplatte nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Induktor und mindestens ein Teil des Hochfrequenzgenerators unter der Arbeitsebene gemeinsam verschoben werden.

6. Herdplatte nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Induktoren (20, 21) bei der Verschiebung gekoppelt werden.