EP1967044B1 - Foyer de cuisson par induction de taille variable - Google Patents
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- EP1967044B1 EP1967044B1 EP06847123.4A EP06847123A EP1967044B1 EP 1967044 B1 EP1967044 B1 EP 1967044B1 EP 06847123 A EP06847123 A EP 06847123A EP 1967044 B1 EP1967044 B1 EP 1967044B1
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- H05B2213/05—Heating plates with pan detection means
Definitions
- the present invention relates to an induction cooker of variable size, and an induction cooktop incorporating such a hearth.
- the present invention applies to the field of domestic cooking appliances by induction, such as induction glass-ceramic tables.
- An induction cooking hearth generally consists of a circular winding adapted to the size of a cooking vessel of given size.
- It may also consist of several concentric coils to adapt to the different diameters of the containers arranged on the hob above the fireplace.
- a cooking hearth may also consist of several coils arranged side by side and supplied by independent generators as described in the patent application. FR 2 758 994 .
- Hobs are also known comprising several small coils arranged in a hob.
- a hob is described in particular in the document FR 2 863 039 .
- This document describes a set of circular coils arranged side by side so as to cover the entire surface of the hob.
- the coils are magnetically independent and are controlled independently so that each cooking focus is determined case by case, depending on the position of the container on the cooking surface, vis-à-vis -vis reels.
- the power delivered by a determined cooking point depends on the electromagnetic adaptation between the inductor and the container disposed above.
- the container is considered as a resistive load by the current generator supplying the inductor.
- the induction heaters are designed such that the electromagnetic adaptation is optimal and the power delivered is maximum when the container completely covers the surface of the inductor.
- the present invention aims to solve the aforementioned drawbacks and to provide a cooking induction cooking of variable size to ensure a high power delivered to a container regardless of its size.
- the present invention relates to a variable size induction cooking furnace comprising at least two assemblies of several coils arranged side by side in a plane, each assembly of several coils being adapted to form a cooking chamber.
- the firing chamber comprises control means adapted, on the one hand, to independently control said assemblies in operation, and on the other hand to control said assemblies in synchronous operation, each assembly being powered by a single current generator.
- the induction cooking stove has the advantage of being able to function as two independent cooking heaters of medium size or as a single larger sized hearth.
- the recovery rate of the surface of the inductor coils is very important, when a container is placed above the two assemblies.
- the assemblies comprise an identical number of coils.
- the coils of each assembly are tangent to a circle corresponding to the dimension of the cooking zone associated with this assembly, well suited to the circular shape of a conventional cooking vessel.
- each assembly comprises at least three coils equidistant from each other, to distribute well in the plane of the cooking chamber the surface covered by the inductor coils arranged facing the bottom of a container.
- the recovery rate of the bottom of a container placed above three equidistant coils is greater than 70%.
- the cooking chamber comprises two assemblies, each assembly comprising at least three coils equidistant from each other, at least two coils of a first assembly being arranged facing each other or at least two coils of a second assembly.
- This arrangement provides a wider cooking focus at its center, well suited to heat larger containers when the coil assemblies operate in synchronized mode.
- the surface of the inductors covered by a container placed in the center of the two assemblies is greater than 50% with a container of such size that it completely covers an assembly of inductor coils.
- the bottom surface of a container placed next to the coils of an assembly represents at least 70% of the total surface of the bottom of the container.
- the coils of each assembly are tangent to an ellipse corresponding to the size of a single large size cooking chamber.
- the present invention also relates to an induction hob, comprising a cooking stove according to the invention.
- This cooktop has features and benefits similar to those previously described in connection with the cooking stove.
- the cooking chamber comprises two assemblies 10, 10 'of several coils 10a, 10b, 10c, 10'a, 10'b and 10'c, all deposited in a plane parallel to the cooking surface.
- each assembly 10, 10 ' comprises three coils arranged in a triangle, such that each assembly 10, 10' comprises coils equidistant from each other.
- each assembly 10, 10 'of three coils is inscribed in a circle, as illustrated in FIG. figure 2 , so as to constitute a disk-shaped cooking hearth particularly well adapted to the shape of a cooking vessel.
- the coils are disk-shaped and tangent to the circle defining the cooking zone.
- Each coil consists of an electrically conductive winding.
- each coil may consist of a spiral flat winding of a multi-strand strand of copper wires.
- each coil The electrically conductive windings of each coil are non-parallel to the electrically conductive windings of neighboring coils. Thus, the natural magnetic coupling between two neighboring coils is virtually zero.
- the two coil assemblies are arranged side by side in a plane parallel to the cooking plane and are inscribed substantially in an oval or elliptical shape.
- each assembly 10, 10 ' comprises two coils 10a, 10b and 10'a, 10'b disposed facing each other and equidistant from each other.
- each assembly 10, 10 ' is fed by a single high-frequency alternating current generator 11, 11' conventionally used for supplying induction heating coils.
- the three coils of each assembly 10, 10 ' are electrically connected in series or in parallel with each generator 11, 11'.
- each assembly 10, 10 ' is electrically connected in series with each generator 11, 11'.
- each generator 11, 11' is electrically connected in series with each generator 11, 11'.
- Control means 12, 12 make it possible to operate in two configurations.
- control means 12, 12 'are adapted to independently control the operation of each generator 11, 11', thus ensuring the operation of the two cooking stoves independently.
- the control means 12, 12 ' are adapted to synchronously control, thanks to a synchronization module 13, the operation of the generators 11, 11' so as to allow the operation of the six coils 10a, 10b, 10c, 10 ' a, 10'b and 10'c synchronously.
- each inductor coil 10a, 10b, 10c, 10'a, 10'b, 10'c is equal to about 100 mm.
- Each assembly 10, 10 'of three coils arranged in a triangle is then inscribed in a circle of about 200 mm, which corresponds to a focus of medium size.
- the juxtaposition of the two assemblies 10, 10 'in two opposite triangular arrangements allows for a cooking zone of about 200 mm wide and 400 mm long.
- the cooking stove of variable size thus offers the possibility of using two cooking hobs independent of each other, each constituted by three coils of each assembly 10, 10 ', a middle central circular fireplace consisting of four coils 10a, 10b, 10'a, 10'b controlled synchronously, or a large elliptical focus consisting of six coils 10a, 10b, 10c, 10'a, 10'b, 10'c, controlled synchronously .
- variable size cooking hearth allows on the one hand to accept one or two small containers, of the order of 12 to 20 cm in diameter, arranged side by side, and on the other hand to receive a container of medium size, of the order of 25 cm in diameter, or even a large oval container, up to 40 cm long.
- a medium-sized container disposed in the center of the cooking chamber is adapted to cover about 60% of the surface of the inductor coils.
- the induction cooking stove according to the invention makes it possible to optimize the area covered by the inductors by a container of any size, and thus to guarantee a high operating power in the various cases of use of the fireplace. cooking.
- the total area covered by the inductor coils disposed under the bottom of the container is the largest possible to ensure a good temperature distribution in the container.
- the recovery rate of the bottom of the container by the inductor coils is greater than 70% .
- each assembly 10, 10 respectively comprises five coils 10a-10e, 10'a-10'e.
- the inductor coils are arranged in staggered rows.
- each assembly 10, 10 ' comprises three coils 10a, 10b, 10c and 10'a, 10'b, 10'c disposed opposite each other and equidistant from each other.
- each assembly 10, 10 ' comprises six coils 10a-10f, 10'a-10'f.
- the coils are staggered and form a base triangle consisting of three coils 10a, 10b, 10c and 10'a, 10'b, 10'c and having a single coil 10f, 10' f at the top.
- the cooking chamber could comprise assemblies of coils different from each other.
- the cooking chamber could comprise a greater number of coil assemblies, and for example three assemblies.
- the shape of the coils is not limited to one form of disc, but may be different and for example oval or other.
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Description
- La présente invention concerne un foyer de cuisson par induction de taille variable, ainsi qu'une table de cuisson par induction intégrant un tel foyer.
- De manière générale, la présente invention s'applique au domaine des appareils de cuisson domestiques par induction, tels que des tables vitrocéramiques par induction.
- Un foyer de cuisson par induction est généralement constitué d'un bobinage circulaire adapté à la dimension d'un récipient de cuisson de taille donnée.
- Il peut également être constitué de plusieurs bobines concentriques permettant de s'adapter aux différents diamètres des récipients disposés sur le plan de cuisson au-dessus du foyer.
- Un foyer de cuisson peut également être constitué de plusieurs bobines disposées côte à côte et alimentées par des générateurs indépendants comme décrit dans la demande de brevet
FR 2 758 994 - On connaît également des tables de cuisson comprenant plusieurs bobines de petite taille disposées dans un plan de cuisson. Une telle table de cuisson est décrite notamment dans le document
FR 2 863 039 - Toutefois, en fonction de la position du récipient sur le plan de cuisson, il n'est pas rare qu'une proportion importante d'un groupe de bobines ne soit pas recouverte par le récipient, de telle sorte que la puissance délivrée par l'inducteur est faible.
- En effet, la puissance délivrée par un foyer de cuisson déterminé dépend de l'adaptation électromagnétique entre l'inducteur et le récipient disposé au-dessus. Le récipient est considéré comme une charge résistive par le générateur de courant alimentant l'inducteur. En principe, les dispositifs de chauffage par induction sont conçus de telle sorte que l'adaptation électromagnétique est optimale et la puissance délivrée est maximale lorsque le récipient recouvre complètement la surface de l'inducteur.
- La présente invention a pour but de résoudre les inconvénients précités et de proposer un foyer de cuisson par induction de taille variable permettant de garantir une puissance élevée délivrée à un récipient quelle que soit sa taille.
- À cet effet la présente invention concerne un foyer de cuisson par induction de taille variable comprenant au moins deux assemblages de plusieurs bobines disposés côte à côte dans un plan, chaque assemblage de plusieurs bobines étant adapté à constituer un foyer de cuisson.
- Selon l'invention, le foyer de cuisson comprend des moyens de commande adaptés d'une part à commander indépendamment en fonctionnement lesdits assemblages, d'autre part à commander en fonctionnement synchrone lesdits assemblages, chaque assemblage étant alimenté par un unique générateur de courant.
- Ainsi, le foyer de cuisson par induction présente l'avantage de pouvoir fonctionner comme deux foyers de cuisson indépendants de taille moyenne ou comme un unique foyer de taille plus importante.
- Grâce à l'utilisation de plusieurs bobines dans chaque assemblage constituant un foyer de cuisson, le taux de recouvrement de la surface des bobines inductrices est très important, lorsqu'un récipient est placé au-dessus des deux assemblages.
- Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, les assemblages comportent un nombre identique de bobines.
- De préférence, les bobines de chaque assemblage sont tangentes à un cercle correspondant à la dimension du foyer de cuisson associé à cet assemblage, bien adapté à la forme circulaire d'un récipient de cuisson classique.
- En outre, chaque assemblage comporte au moins trois bobines équidistantes les unes des autres, permettant de bien répartir dans le plan du foyer de cuisson la surface recouverte par les bobines inductrices disposées en regard du fond d'un récipient.
- Grâce à cette disposition équidistante des bobines, le taux de recouvrement du fond d'un récipient placé au-dessus de trois bobines équidistantes est supérieur à 70%.
- Selon une réalisation, le foyer de cuisson comprend deux assemblages, chaque assemblage comportant au moins trois bobines équidistantes les unes des autres, au moins deux bobines d'un premier assemblage étant disposées en vis-à-vis respectivement d'au moins deux bobines d'un second assemblage.
- Cette disposition permet d'obtenir un foyer de cuisson plus large en son centre, bien adapté à chauffer des récipients de plus grande taille lorsque les assemblages de bobines fonctionnent en mode synchronisé.
- En outre, la surface des inducteurs recouverts par un récipient placé au centre des deux assemblages est supérieure à 50% avec un récipient de taille telle qu'il recouvre complètement un assemblage de bobines inductrices. Par ailleurs, la surface du fond d'un récipient placé en regard des bobines d'un assemblage représente au moins 70% de la surface totale du fond du récipient.
- De préférence, les bobines de chaque assemblage sont tangentes à une ellipse correspondant à la dimension d'un unique foyer de cuisson de grande dimension.
- La présente invention concerne également une table de cuisson par induction, comprenant un foyer de cuisson conforme à l'invention.
- Cette table de cuisson présente des caractéristiques et avantages analogues à ceux décrits précédemment en relation avec le foyer de cuisson.
- D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description ci-après.
- Aux dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs :
- la
figure 1 est un schéma simplifié illustrant un foyer de cuisson par induction conforme à un mode de réalisation de la présente invention ; - la
figure 2 est un schéma illustrant un assemblage de bobines du foyer de cuisson de lafigure 1 ; - la
figure 3 est un schéma illustrant le fonctionnement en deux foyers indépendants du foyer de cuisson de lafigure 1 ; - la
figure 4 est un schéma illustrant le fonctionnement en un unique foyer du foyer de cuisson de lafigure 1 ; et - les
figures 5 et 6 sont des schémas illustrant des foyers de cuisson par induction conformes à d'autres modes de réalisation de l'invention. - On va décrire à présent en référence aux
figures 1 à 4 , un exemple de réalisation d'un foyer de cuisson par induction conforme à l'invention. - Dans ce mode de réalisation, le foyer de cuisson comprend deux assemblages 10, 10' de plusieurs bobines 10a, 10b, 10c, 10'a, 10'b et 10'c, toutes déposées dans un plan parallèle à la surface de cuisson.
- Comme bien illustré sur la
figure 2 , chaque assemblage 10, 10' comporte trois bobines disposées en triangle, de telle sorte que chaque assemblage 10, 10' comporte des bobines équidistantes les unes des autres. - Ainsi, chaque assemblage 10, 10' de trois bobines est inscrit dans un cercle, tel qu'illustré à la
figure 2 , de manière à constituer un foyer de cuisson en forme de disque particulièrement bien adapté à la forme d'un récipient de cuisson. - Dans ce mode de réalisation, les bobines sont en forme de disque et tangentes au cercle définissant le foyer de cuisson.
- Chaque bobine est constituée d'un enroulement conducteur électrique.
- En pratique chaque bobine peut être constituée d'un enroulement à plat, en spirale, d'un toron multibrin de fils de cuivre.
- Les enroulements électriquement conducteurs de chaque bobine sont non parallèles aux enroulements électriquement conducteurs des bobines voisines. Ainsi, le couplage magnétique naturel entre deux bobines voisines est quasiment nul.
- Par ailleurs, les deux assemblages de bobines sont disposés côte à côte dans un plan parallèle au plan de cuisson et sont inscrits sensiblement dans une forme ovale ou elliptique.
- En pratique, chaque assemblage 10, 10' comporte deux bobines 10a, 10b et 10'a, 10'b disposées en vis-à-vis et équidistantes les unes des autres.
- Comme illustré à la
figure 1 , chaque assemblage 10, 10' est alimenté par un unique générateur 11, 11' de courant alternatif haute fréquence utilisé de façon classique pour alimenter des bobines de chauffage par induction. Les trois bobines de chaque assemblage 10, 10' sont connectées électriquement en série ou en parallèle à chaque générateur 11, 11'. - De préférence, les bobines de chaque assemblage 10, 10' sont connectées électriquement en série à chaque générateur 11, 11'. Ainsi, contrairement à un montage parallèle, il est possible d'éviter la surchauffe d'une bobine qui ne serait pas recouverte par un récipient de petite taille placé sur l'assemblage.
- Des moyens de commande 12, 12' permettent d'assurer le fonctionnement selon deux configurations.
- Lorsque les foyers de cuisson constitués par chaque assemblage 10, 10' sont utilisés de manière indépendante, comme illustré par exemple à la
figure 3 , les moyens de commande 12, 12' sont adaptés à commander de façon indépendante le fonctionnement de chaque générateur 11, 11', permettant ainsi d'assurer le fonctionnement des deux foyers de cuisson de manière indépendante. - A contrario, lorsque le foyer de cuisson est utilisé comme un foyer unique pour chauffer un récipient de plus grande taille, tel qu'illustré à la
figure 4 , les moyens de commande 12, 12' sont adaptés à commander de façon synchrone, grâce à un module de synchronisation 13, le fonctionnement des générateurs 11, 11' de manière à permettre le fonctionnement des six bobines 10a, 10b, 10c, 10'a, 10'b et 10'c de façon synchrone. - En pratique, et à titre d'exemple non limitatif, le diamètre de chaque bobine inductrice 10a, 10b, 10c, 10'a, 10'b, 10'c est égal à environ 100 mm. Chaque assemblage 10, 10' de trois bobines disposées en triangle est alors inscrit dans un cercle d'environ 200 mm, ce qui correspond à un foyer de taille moyenne.
- La juxtaposition des deux assemblages 10, 10' selon deux agencements triangulaires opposés permet de réaliser une zone de cuisson d'environ 200 mm de large et 400 mm de longueur.
- Le foyer de cuisson de taille variable offre ainsi la possibilité d'utiliser deux foyers de cuisson indépendants l'un de l'autre constitués chacun par trois bobines de chaque assemblage 10, 10', un foyer circulaire central de taille moyenne constitué de quatre bobines 10a, 10b, 10'a, 10'b commandées de manière synchrone, ou encore un foyer elliptique de grande taille constitué des six bobines 10a, 10b, 10c, 10'a, 10'b, 10'c, commandées de manière synchrone.
- Ainsi, un tel foyer de cuisson à taille variable permet d'une part d'accepter un ou deux récipients de petite taille, de l'ordre de 12 à 20 cm de diamètre, disposés côte à côte, et d'autre part de recevoir un récipient de taille moyenne, de l'ordre de 25 cm de diamètre, ou bien encore un récipient ovale de grande taille, pouvant atteindre 40 cm de long.
- Comme bien illustré sur la
figure 4 , grâce à l'utilisation de bobines élémentaires dans chaque assemblage 10, 10', un récipient de taille moyenne disposé au centre du foyer de cuisson est adapté à recouvrir environ 60% de la surface des bobines inductrices. - On notera que si chaque assemblage 10, 10' était remplacé par un unique inducteur circulaire de diamètre sensiblement égal à 200 mm, le même récipient ne recouvrirait qu'environ 40% de la surface des inducteurs.
- Ainsi, le foyer de cuisson par induction conforme à l'invention permet d'optimiser la surface recouverte des inducteurs par un récipient quelle que soit sa taille, et ainsi de garantir une puissance élevée en fonctionnement dans les différents cas d'utilisation du foyer de cuisson.
- Par ailleurs, il est important que la surface totale couverte par les bobines inductrices disposées sous le fond du récipient soit la plus importante possible afin de garantir une bonne répartition de température dans le récipient.
- En utilisant des bobines élémentaires de petite taille, il est possible de mieux répartir la surface des bobines disposées en vis-à-vis du fond du récipient, et ainsi de garantir une bonne répartition du chauffage du récipient.
- Ainsi, grâce à la disposition en triangle de trois bobines sous le fond d'un récipient dont le diamètre correspond sensiblement à la dimension du cercle tangent aux trois bobines, le taux de recouvrement du fond du récipient par les bobines inductrices est supérieur à 70%.
- Bien entendu, la forme et le nombre de bobines de chaque assemblage du foyer de cuisson à taille variable ne sont pas limités.
- On a illustré à titre d'exemples non limitatifs d'autres exemples de foyer de cuisson conformes à l'invention sur les
figures 5 et 6 , dans lesquels les bobines voisines de chaque assemblage sont également imbriquées et disposées en quinconce les unes par rapport aux autres. - Ainsi, sur la
figure 5 , chaque assemblage 10, 10' comporte respectivement cinq bobines 10a-10e, 10'a-10'e. Dans chaque assemblage 10, 10', les bobines inductrices sont disposées en quinconce sur deux rangées. Par ailleurs, chaque assemblage 10, 10' comporte trois bobines 10a, 10b, 10c et 10'a, 10'b, 10'c disposées en vis-à-vis et équidistantes les unes des autres. - Comme illustré à la
figure 6 , selon un autre mode de réalisation, chaque assemblage 10, 10' comporte six bobines 10a-10f, 10'a-10'f. Dans chaque assemblage 10, 10', les bobines sont disposées en quinconce et forment un triangle de base constituée de trois bobines 10a, 10b, 10c et 10'a, 10'b, 10'c et comportant une unique bobine 10f, 10'f à son sommet. - On peut ainsi obtenir des foyers de tailles variables et de formes variables, par exemple ronde, ovale ou autres.
- On obtient ainsi un foyer de cuisson de taille variable permettant d'équiper une table de cuisson par induction présentant une grande flexibilité d'utilisation en fonction de la taille des récipients de cuisson.
- Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits précédemment.
- Ainsi, le foyer de cuisson pourrait comporter des assemblages de bobines différents les uns des autres.
- Par ailleurs, le foyer de cuisson pourrait comporter un nombre supérieur d'assemblages de bobines, et par exemple trois assemblages.
- Enfin, la forme des bobines n'est pas limitée à une forme de disque, mais peut être différente et par exemple ovale ou autre.
Claims (8)
- Foyer de cuisson par induction de taille variable comprenant au moins deux assemblages (10, 10') de plusieurs bobines (10a-10f, 10'a-10'f) disposés côte à côte dans un plan, chaque assemblage (10, 10') de plusieurs bobines étant adapté à constituer un foyer de cuisson caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de commande (12, 12', 13) adaptés d'une part à commander indépendamment en fonctionnement lesdits assemblages, d'autre part à commander en fonctionnement synchrone lesdits assemblages (10, 10'), chaque assemblage (10, 10') de plusieurs bobines étant alimenté par un unique générateur de courant (11, 11').
- Foyer de cuisson conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que les bobines de chaque assemblage (10, 10') sont connectées électriquement en série avec ledit générateur de courant (11, 11').
- Foyer de cuisson conforme à l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdits assemblages (10 ; 10') comportent un nombre identiques de bobines (10a-10f, 10'a-10'f).
- Foyer de cuisson conforme à l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les bobines de chaque assemblage (10 ; 10') sont tangentes à un cercle correspondant à la dimension dudit foyer de cuisson associé à chaque assemblage.
- Foyer de cuisson conforme à l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que chaque assemblage (10 ; 10') comporte au moins trois bobines (10a, 10b, 10c ; 10'a, 10'b, 10'c) équidistantes les unes des autres.
- Foyer de cuisson conforme à l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend deux assemblages (10, 10'), chaque assemblage (10, 10') comportant au moins trois bobines (10a, 10b, 10c ; 10'a, 10'b, 10'c) équidistantes les unes des autres, au moins deux bobines (10a, 10b) d'un premier assemblage (10) étant disposées en vis-à-vis respectivement d'au moins deux bobines (10'a, 10'b) d'un second assemblage (10').
- Foyer de cuisson conforme à l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les bobines de chaque assemblage (10 ; 10') sont tangentes à une ellipse correspondant à la dimension d'un unique foyer de cuisson de grande dimension.
- Table de cuisson par induction, caractérisée en ce qu'elle comprend un foyer de cuisson conforme à l'une des revendications 1 à 7.
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