ES2284066T3 - Inductor con un cordon enrollado formando una bobina de induccion en espiral. - Google Patents

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Abstract

Un inductor 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, caracterizado porque 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 conoce a partir del documento 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 el documento US 5.686.006 consiste en que particularmente los inductores de pequeño diámetro presentan una inductividad reducida, debido a la menor área de corte transversal 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 con 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 ventajoso 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, deben 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. Al 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 corte transversal 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 disminuida. 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 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 realización preferida, se prevé que entre el grosor 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 se enrolla en particular de tal manera, que en la bobina de inducción cada dos espiras de la banda se oponen entre sí por su cara ancha. De esta manera se puede conseguir una densidad de enrollamiento particularmente alta.
De acuerdo con una realización preferida se prevé que la bobina de inducción se sitúe en un soporte de bobina. El soporte de bobina presenta en particular una ranura con forma de 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.
De manera ventajosa, la ranura está adaptada convenientemente al grosor y a la anchura de la banda, de manera que la banda se puede encajar en la ranura sin 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 fijadas encima de la banda y del soporte de la bobina.
De acuerdo con una realización preferida, se prevé que el inductor comprenda al menos dos cordones enrollados formando bobinas de inducción, teniendo los cordones diferentes grosores 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 comprende 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 particularmente económica y flexible, ya que a partir de la madeja redonda se pueden fabricar cordones de diferente grosor.
La invención se refiere particularmente a un aparato de cocina por inducción, en particular a una placa de cocina por inducción, que tiene al menos un inductor.
La invención y sus perfeccionamientos se describen a continuación con mayor detalle mediante los dibujos.
Se muestra:
En la Figura 1, una representación esquemática de una placa de cocina por inducción con un mando para regular la potencia calentadora por inducción,
En la Figura 2, un esquema del sistema de mando,
En la Figura 3, una disposición esquemática de un inductor.
En la Figura 4, una vista de la placa de cocina por inducción desde arriba con zonas de cocción por inducción de distintas formas,
En la Figura 5, un corte transversal por una bobina de inducción de la placa de cocina por inducción, según la invención, y
En la Figura 6, un dispositivo para la fabricación del cordón de acuerdo con la invención.
En la Figura 1 se muestra 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 comprende una placa vitrocerámica 4 con cuatro zonas de cocción por inducción 5 en cuyas posiciones, debajo de la placa vitrocerámica, se encuentran los respectivos inductores 6. El recipiente de cocina 3 se calienta por 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.
Como se muestra 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, y 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 se muestra una disposición esquemática del inductor 6. El inductor 6 se compone de un soporte de bobina 14, que está fabricado, por ejemplo, de plástico, y en cuya superficie 15 se graba una ranura en espiral 16. Dentro de la ranura 16 se introduce una bobina de inducción 17. La bobina de inducción 17 se cubre 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 se sujeta en la placa de cocina por inducción 1 mediante un soporte de inductores 21, y habitualmente se presiona desde abajo contra la placa vitrocerámica 4 mediante elementos elásticos no representados.
En la Figura 4 se muestra una vista desde arriba de la placa de cocina por inducción 1 con zonas de cocción por inducción 5 de formas distintas. Una zona de asados 22 comprende dos bobinas de inducción 23, 24, dispuestas contiguas, de igual diámetro y por lo tanto, de igual densidad de espiras, donde únicamente se muestra el perímetro exterior de las bobinas de inducción 23, 24. Una zona doble de calentamiento 25 comprende 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 con 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 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 se muestran 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 de una única bobina de inducción que se adapta a la forma de la zona de asados 22.
La Figura 5 muestra un corte transversal por una bobina de inducción de acuerdo con 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 se introduce la bobina de inducción 17. La ranura 16 tiene una profundidad T y una anchura N. La bobina de inducción 17 se compone de un cordón 28 y presenta un grosor D y una anchura B, donde la anchura B es mayor que el grosor D. El cordón 28 está realizado por lo tanto como una banda plana 29. El grosor D del cordón 28 se adapta 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 se muestran en la Figura 5, a modo de ejemplo, en una de las espiras del cordón 28.
En la Figura 6 se muestra un dispositivo para la fabricación del cordón 28. Una madeja redonda 31, que comprende dos hilos eléctricamente conductores 30 retorcidos entre sí, se pasa en el sentido de la flecha entre dos cilindros 32, donde la separación A entre los dos cilindros 32 es inferior al diámetro R de la madeja redonda 31, e igual que el grosor D deseado del 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 grosores D.
Lista de referencias
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
Grosor del cordón
N
Anchura de la ranura
T
Profundidad de la ranura.

Claims (13)

1. Un inductor 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, caracterizado porque el cordón (28) está realizado como una banda plana (29).
2. El inductor de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la banda (28, 29) presenta un grosor mínimo (D) igual a la suma de los diámetros de dos hilos.
3. El inductor de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque entre el grosor (D) y la anchura (B) de la banda (28, 29) hay una relación del orden de magnitud de uno a dos.
4. El inductor de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque en la bobina de inducción cada dos espiras de la banda (28, 29) se oponen entre sí por su cara ancha.
5. El inductor de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la bobina de inducción (17) se dispone en un soporte de bobina (14).
6. El inductor de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado porque el soporte de bobina (14) tiene una ranura (16) con forma de espiral para el alojamiento de la bobina de inducción (17).
7. El inductor de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque la ranura (16) se adapta al grosor (D) y a la anchura (B) de la banda (28, 29).
8. El inductor de acuerdo con 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. El inductor de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el inductor (6) comprende al menos dos cordones (28) formando bobinas de inducción (17), teniendo los cordones (28) diferentes grosores (D) y/o diferentes anchuras (B).
10. El inductor de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado porque las bobinas de inducción (17) presentan diferente densidad de espiras.
11. Un procedimiento para la fabricación de un cordón (28), que comprende un número de hilos eléctricamente conductores (30) retorcidos entre si, para un inductor (6) de acuerdo con 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. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado porque la madeja redonda (31) se conforma en una banda plana (29) mediante prensado y/o laminado.
13. Un aparato de cocina por inducción, en particular una placa de cocina por inducción (1) con por lo menos un inductor (6) de acuerdo con una de las reivindicaciones la 10.
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