ES2203345B2 - Inductor con un cordon enrollado formando una bobina de induccion en espiral. - Google Patents
Inductor con un cordon enrollado formando una bobina de induccion en espiral.Info
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Abstract
La presente invención se refiere a un inductor 6 con un cordón 28 enrollado formando una bobina de inducción en espiral 17, que comprende un número de hilos conductores eléctricos 30 retorcidos entre sí. El cordón 28 está realizado como una banda plana 29.
Description
Inductor con un cordón enrollado formando una
bobina de inducción en espiral.
La presente invención se refiere a un inductor
con un cordón enrollado formando una bobina de inducción en
espiral, que comprende un número de hilos conductores eléctricos
retorcidos entre sí.
Un inductor de este tipo se reconoce por la
patente US 5.686.006. Allí se describe una placa de cocina por
inducción con un inductor que contiene un cordón a partir de hilos
conductores eléctricos, dividido y enrollado para formar una bobina
de inducción en espiral, teniendo el cordón una sección redonda. El
inductor comprende un soporte de bobina de un material térmicamente
conductor y eléctricamente aislante con el fin de permitir la
transmisión de calor desde la bobina de inducción a través del
soporte de bobina.
El inconveniente del inductor propuesto en la
patente US 5.686.006 radica en que especialmente los inductores de
pequeño diámetro presentan una inductividad reducida, debido a la
menor área de sección del cordón y, por lo tanto, a que trabajan
fuera de la frecuencia de resonancia, con lo cual se reduce el grado
de rendimiento.
La invención tiene como objetivo facilitar un
inductor económico para un aparato de cocina por inducción, en
particular una placa de cocina, que tenga un alto grado de
rendimiento.
Este objetivo se resuelve mediante un inductor
que presenta las características de la reivindicación 1.
En el inductor, con un cordón enrollado para
formar una bobina de inducción en espiral, que comprende un número
de hilos eléctricamente conductores retorcidos entre sí, el cordón
está realizado como una banda plana.
Es conveniente que el inductor presente una
potencia de calentamiento por inducción máxima que sea proporcional
a su diámetro. Es decir, los inductores de diámetro pequeño como,
por ejemplo, para calentar recipientes de cocina pequeños, deberían
facilitar una potencia calentadora por inducción máxima inferior a
la de los inductores con un diámetro mayor, con el fin de evitar el
sobrecalentamiento de los recipientes de cocina. La reducción de la
potencia calentadora por inducción se puede conseguir aumentando la
densidad de espiras de la bobina de inducción. AI realizar el
cordón como banda plana se puede enrollar la bobina de inducción de
forma más compacta que en el caso de un cordón de sección redonda.
De esta manera se puede reducir la potencia de calentamiento por
inducción máxima, a igualdad de densidad de corriente que atraviesa
el cordón, aumentando la inductividad de la bobina de inducción.
Esto tiene la ventaja de que incluso para un cordón con un área de
sección inferior, la bobina de inducción con su correspondiente
ondulador puede trabajar cerca de su frecuencia de resonancia,
obteniéndose por lo tanto un alto grado de rendimiento. Además y a
igualdad de potencia calentadora por inducción, se necesita menor
intensidad de corriente y, por lo tanto, menor flujo magnético, lo
que da lugar a una radiación electromagnética más reducida. Debido
a los hilos conductores eléctricos retorcidos entre sí, en la
bobina de inducción se produce un efecto Skin menor que en una
bobina de inducción que sea de material macizo, como por ejemplo,
una banda conductora o de hilos que no estén retorcidos entre sí. El
menor efecto Skin da lugar a que se produzca una menor pérdida de
potencia en los hilos y por lo tanto, a un menor calentamiento de
la bobina de inducción.
El espesor y la anchura de la banda están
limitados por el número y el diámetro de los hilos del cordón. En
particular, la banda tiene un espesor mínimo igual a la suma de los
diámetros de dos hilos. De esta manera, en el cordón hay por lo
menos dos hilos retorcidos entre sí.
De acuerdo con una forma de realización
preferida, está previsto que entre el espesor y la anchura de la
banda exista una proporción del orden de magnitud de uno a dos. De
esta manera se asegura durante la fabricación de la banda que no se
deformarán los distintos hilos del cordón.
En la bobina de inducción, el cordón está
enrollado en particular de tal manera que en la bobina de inducción
cada dos espiras de la banda estén enfrentadas entre sí por su cara
ancha. De esta manera se puede conseguir una densidad de
enrollamiento especialmente alta.
De acuerdo con una forma de realización preferida
está previsto que la bobina de inducción esté situada en un soporte
de bobina. El soporte de bobina presenta en particular una ranura
de forma espiral para alojar la bobina de inducción. Gracias a la
ranura. se puede fijar la bobina de inducción de forma sencilla, de
manera que conserve su forma.
La ranura está adaptada convenientemente al
espesor y a la anchura de la banda, de manera que la banda se pueda
encajar en la ranura sin sufrir deformación. En particular, la
anchura de la banda es ligeramente superior a la profundidad de la
ranura. De esta manera, la banda introducida en la ranura sobresale
de la ranura y se puede fijar de forma sencilla, por ejemplo,
mediante cintas adhesivas pegadas encima de la banda y del soporte
de la bobina.
De acuerdo con una forma de realización
preferida, está previsto que el inductor lleve por lo menos dos
cordones enrollados formando bobinas de inducción, teniendo los
cordones diferentes espesores y/o distintas anchuras. En particular,
las bobinas de inducción presentan densidades de espira diferentes.
Esto tiene la ventaja de que en el inductor se dispone de dos zonas
de calentamiento cuya potencia calentadora por inducción máxima
puede ser diferente.
En un procedimiento para la fabricación del
cordón, que lleva un número de hilos conductores eléctricos
retorcidos entre sí, el cordón se fabrica a partir de una madeja
redonda de hilos, deformando la madeja redonda para formar una banda
plana. En particular, la madeja redonda se conforma prensándola o
laminándola para formar una banda plana. De esta manera, la
fabricación del cordón es especialmente económica y flexible ya que
a partir de la madeja redonda se pueden fabricar cordones de
diferente espesor.
La invención se refiere especialmente a un
aparato de cocina por inducción, en particular a una placa de
cocina por inducción, que tenga por lo menos un inductor.
La invención y sus perfeccionamientos se
describen a continuación con mayor detalle sirviéndose de los
dibujos.
En éstos puede verse:
Figura 1 una representación esquemática de una
placa de cocina por inducción con un mando para regular la potencia
calentadora por inducción,
Figura 2 un croquis del sistema de mando,
Figura 3 una disposición esquemática de un
inductor.
Figura 4 una vista de la placa de cocina por
inducción desde arriba, con unas zonas de cocción por inducción de
distintas formas,
Figura 5 una sección a través de una bobina de
inducción de la placa de cocina por inducción, según la invención,
y
Figura 6 un dispositivo para la fabricación del
cordón objeto de la invención.
En la figura 1 está representada una placa de
cocina por inducción 1 con un mando 2 para regular la potencia
calentadora por inducción y, por lo tanto, para regular la
temperatura de un recipiente de cocina 3. La placa de cocina por
inducción 1 consta de una placa vitrocerámica 4 con cuatro zonas de
cocción por inducción 5 en cuyas posiciones, debajo de la placa
vitrocerámica, se encuentran sendos inductores 6. El recipiente de
cocina 3 se calienta por medio de uno de los inductores 6. Para
ajustar la potencia de calentamiento por inducción de los inductores
6 hay una unidad de mando 8 dispuesta en uno de los frentes 7 de la
placa vitrocerámica, que presenta elementos de mando 8 para ajustar
la potencia de calentamiento por inducción.
Tal como está representado en la figura 2, el
mando 2 comprende el inductor 6 para el calentamiento por inducción
de un elemento calentador 3, como por ejemplo, el recipiente de
cocina 3 de la figura 1, un regulador de potencia 10 para regular la
potencia eléctrica alimentada al inductor 6 con un ondulador 11, un
elemento de mando 9 para ajustar la potencia eléctrica alimentada
al inductor 6 y, por lo tanto, la potencia de calentamiento por
inducción, así como una unidad de mando 12, como por ejemplo, un
microprocesador para el mando del regulador de potencia 10. El
mando 2 se alimenta desde una fuente de alimentación 13 con una
tensión de entrada, que es una tensión alterna. El ondulador 11 del
regulador de potencia 10 convierte la tensión de entrada, con una
frecuencia de entrada de, por ejemplo, 50 Hz, en una tensión de
salida situada en una gama de frecuencias superior, por ejemplo, de
más de 25 kHz.
En la figura 3 está representada una disposición
esquemática del inductor 6. El inductor 6 se compone de un soporte
de bobina 14, que está fabricado, por ejemplo, en plástico y en
cuya superficie 15 va grabada una ranura en espiral 16. Dentro de la
ranura 16 va encajada una bobina de inducción 17. La bobina de
inducción 17 va cubierta por una capa aislante 18 que sirve para el
aislamiento térmico y eléctrico. En la parte inferior 19 del
soporte de bobina 14 hay un alojamiento para medios de retorno
magnéticos 20, como por ejemplo, barras de ferrita. El inductor 6 va
soportado en la placa de cocina por inducción 1 mediante un soporte
de inductores 21 y generalmente esta comprimido por debajo contra
la placa vitrocerámica 4 mediante unos elementos elásticos que no
están representados.
En la figura 4 está representada una vista de la
placa de cocina por inducción 1 con unas zonas de cocción por
inducción 5 de formas distintas, vista desde arriba. Una zona de
asados 22 lleva dos bobinas de inducción 23, 24, dispuestas una
junto a la otra, de igual diámetro y por lo tanto, de igual
densidad de espiras, donde aquí únicamente se muestra el perímetro
exterior de las bobinas de inducción 23, 24. Una zona doble de
calentamiento 25 lleva una bobina de inducción interior 26 de
pequeño diámetro y una bobina de inducción exterior 27 dispuesta en
anillo alrededor de la bobina de inducción interior 26. Con esta
zona de doble calentamiento 25 se pueden calentar recipientes de
cocina 3 de diferentes diámetros. Para recipientes de cocina 3 que
tengan un diámetro pequeño se pone en funcionamiento únicamente la
bobina de inducción interior 26 y para recipientes de cocina 3 de
gran diámetro se conecta, además de la bobina de inducción interior
26, la bobina de inducción exterior 27 dispuesta en anillo. La
bobina de inducción interior 26 puede tener una densidad de espiras
mayor que la bobina de inducción exterior 27 dispuesta en anillo.
Por lo tanto, la potencia de calentamiento por inducción máxima de
la bobina de inducción interior 26 puede ser distinta de la
potencia de calentamiento por inducción máxima de la bobina de
inducción exterior 27 dispuesta en anillo. En la figura 4 están
representadas únicamente bobinas de inducción redondas, 23, 24. 26,
27. Sin embargo, también son posibles otras formas. En particular,
la zona de asados 22 puede estar compuesta por una única bobina de
inducción que se adapte a la forma de la zona de asados 22.
La figura 5 muestra una sección a través de una
bobina de inducción conforme a la invención de la placa de cocina
por inducción 1. En la ranura en espiral 16 situada en la cara
superior 15 del soporte de bobina 14 va encajada la bobina de
inducción 17. La ranura 16 tiene una profundidad T y una anchura N.
La bobina de inducción 17 está compuesta por un cordón 28 y
presenta un espesor D y una anchura B, siendo la anchura B mayor
que el espesor D. El cordón 28 está realizado por lo tanto coma una
banda plana 29. El espesor D del cordón 28 está adaptado a la
anchura N de la ranura 16. La anchura B del cordón 28 es mayor que
la profundidad T de la ranura 16, de manera que el cordón 28
sobresale de la ranura 16. El cordón 28 se compone además de un
número de hilos conductores eléctricos 30, retorcidos entre sí, que
están representados en la figura 5, a título de ejemplo, en una de
las espiras del cordón 28.
En la figura 6 esta representado un dispositivo
para la fabricación del cordón 28. Una madeja redonda 31, que lleva
dos hilos eléctricamente conductores 30 retorcidos entre sí, se
hace pasar en el sentido de la flecha entre dos cilindros 32, siendo
la separación A entre los dos cilindros 32 inferior al diámetro R
de la madeja redonda 31, e igual que el espesor D deseado para el
cordón 28. De esta manera, la madeja redonda 31 se transforma en
una banda plana 29. Modificando la separación A entre los dos
cilindros 32 se pueden fabricar, a partir de la madeja redonda 31,
cordones 28 con diferentes espesores D.
- 1
- Placa de cocina por inducción
- 2
- Mando
- 3
- Recipiente de cocina
- 4
- Placa vitrocerámica
- 5
- Placa de cocina por inducción
- 6
- Inductor
- 7
- Frente de la placa vitrocerámica
- 8
- Unidad de mando
- 9
- Elemento de mando
- 10
- Regulador de potencia
- 11
- Ondulador
- 12
- Unidad da mando
- 13
- Fuente de alimentación
- 14
- Soporte de bobina
- 15
- Cara superior del soporte de bobina
- 16
- Ranura en espiral
- 17
- Bobina de inducción
- 18
- Capa aislante
- 19
- Cara inferior del soporte de bobina
- 20
- Medios de retorno magnéticos
- 21
- Soporte de inductores
- 22
- Zona de asados
- 23
- Bobina de inducción de la zona de asados
- 24
- Bobina de inducción de la zona de asados
- 25
- Zona de doble calentamiento
- 26
- Bobina de inducción interior de la zona de doble calentamiento
- 27
- Bobina de inducción exterior dispuesta en anillo de la zona de doble calentamiento
- 28
- Cordón
- 29
- Banda plana
- 30
- Hilos eléctricamente conductores retorcidos entre sí
- 31
- Madeja redonda
- 32
- Cilindros
- A
- Separación entre los cilindros
- B
- Anchura del cordón
- D
- Espesor del cordón
- N
- Anchura de la ranura
- T
- Profundidad de la ranura
Claims (13)
1. Inductor con un cordón (28) enrollado formando
una bobina de inducción en espiral (17), con el cordón (28) que
comprende un número de hilos conductores eléctricos (30) retorcidos
entre sí, caracterizado porque el cordón (28) está realizado
como una banda plana (29) con un espesor (D) y una anchura (B)
diferentes.
2. Inductor según la reivindicación 1,
caracterizado porque la banda (28, 29) presenta un espesor
mínimo (D) igual a la suma de los diámetros de dos hilos.
3. Inductor según una de las reivindicaciones 1 ó
2, caracterizado porque entre el espesor (D) y la anchura (B)
de la banda (28, 29) hay una relación del orden de magnitud de uno a
dos.
4. Inductor según una de las reivindicaciones 1 a
3, caracterizado porque en la bobina de inducción cada dos
espiras de la banda (28, 29) están enfrentadas entre sí por su cara
ancha.
5. Inductor según una de las reivindicaciones 1 a
4, caracterizado porque la bobina de inducción (17) está
dispuesta en un soporte de bobina (14).
6. Inductor según la reivindicación 5,
caracterizado porque el soporte de bobina (14) tiene una
ranura (16) de forma espiral para el alojamiento de la bobina de
inducción (17).
7. Inductor según la reivindicación 6,
caracterizado porque la ranura (16) está adaptada al espesor
(D) y a la anchura (B) de la banda (28, 29).
8. Inductor según la reivindicación 6 ó 7,
caracterizado porque la anchura (B) de la banda (28, 29) es
ligeramente superior a la profundidad (T) de la ranura (16).
9. Inductor según una de las reivindicaciones 1 a
8, caracterizado porque el inductor (6) lleva por lo menos
dos cordones (28) formando bobinas de inducción (17), teniendo los
cordones (28) diferentes espesores (D) y/o diferentes anchuras
(B).
10. Inductor según la reivindicación 9,
caracterizado porque las bobinas de inducción (17) presentan
diferente densidad de espiras.
11. Procedimiento para la fabricación de un
cordón (28), que lleva un número de hilos eléctricamente conductores
(30) retorcidos entre si, para un inductor (6) según una de las
reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque el cordón (28)
se fabrica a partir de una madeja redonda (31) de hilos (30),
conformando la madeja redonda (31) en una banda plana (29).
12. Procedimiento según la reivindicación 11,
caracterizado porque la madeja redonda (31) se conforma en
una banda plana (29) mediante prensado y/o laminado.
13. Aparato de cocina por inducción, en
particular una placa de cocina por inducción (1) con por lo menos un
inductor (6) según una de las reivindicaciones 1 a 10.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
EC2A | Search report published |
Date of ref document: 20040401 Kind code of ref document: A1 |
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FG2A | Definitive protection |
Ref document number: 2203345B2 Country of ref document: ES |
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FD2A | Announcement of lapse in spain |
Effective date: 20180809 |