NO780476L - Anordning til innstilling og visning av avgitt effekt fra en elektrisk varmeutvikler - Google Patents

Description

"Anordning til innstilling og visnimg av avgitt effekt fra en elektrisk varmeutvikler"

Oppfinnelsen angår en anordning til innstilling og visning av effektavgivelsen fra en elektrisk varmeutvikler, særlig fra varmesteder hos en elektrisk komfyr, hvor et håndbetjent manøvre-ringsorgan innvirker på et foran varmeutvikleren innskutt innstillingsorgan for dens effektavgivelse, og hvor manøvreingsorganet er sammenkoblet med en viserinnretning.

Ved vanlige elektriske komfyrer er innstillingsorganet

for varmestedets resp. kokeplatens effektavgivelse i enkleste til-felle en flertrinns- eller termostatbryter og manøvreringsorganet en dreieknapp som er forbundet med bryteren ved en aksel. Viserinnretningen er utført rent mekanisk og består i en markering som er anordnet på dreieknappen og løper over en skala tilordnet denne. En. slik utforming er riktignok robust og brukbar, men har ansee-lige ulemper for en rekke anvendelser. Hvis komfyren, som det sta-dig blir mer alminnelig, er utført i form av et koketrau som er innsatt i en arbeidsplate- f.eks i kjøkkenet, og inneholder betjeningselementene i en anordning ved siden av varmestedene, får man med den nevnte utforming avtetningsproblemer på gjennomføring-stedene for bryterakslene. En god avtetning er imidlertid nødvendig for å forhindre at overkokende kokegods eller andre væsker, f.eks rengjøringsvæsker trenger inn i de elektriske komponenter på undersiden av koketrauet og dermed medfører fare for at brukeren får elektrisk støt. Dessuten samler der seg på dreieknappen lett smuss som er vanskelig å fjerne.

På den annen side er anbringelsen av betjeningselementene for en elektrisk komfyr på oversiden av et koketrau eller en vann-rett arbeidsplate, ikke bare meget behagelig for brukeren på

grunn av oversiktligheten, men også særlig gunstig forsåvidt som betjeningselementene da praktisk talt ikke kan nås av små^ barn. Der har derfor allerede vært foreslått komfyrer med magnetisk

manøvrerbare innstillingsorganer og med . manøvreringsorganer i form av permagnetmagneter som brukeren må betjene på bestemt måte på bestemte steder av koketrauets overside, og som da kobler seg magnetisk med komponenter under koketrauets plate. An-ordninger i en slik utførelse er imidlertid meget kompliserte mekanisk henseende og derfor utsatt for forstyrrelser. Dessuten er der fare for at de løse magnetiske manøvreringsorganer går tapt, eller blir skadet av barn som anser dem som leketøy. Enda en ulem-pe er å se i at der ikke finnes noen tydelig markering som man lett merker seg, av varmstedenes innstilte effektavgivelse til en hver tid. På den annen side foreligger den fordel,som særlig gjør seg gunstig bemerket i husholdningen, at hele koketrauet kan være utført ugjennomtrengelig for fuktighet og dermed yde en effektiv isolasjon for de elektriske komponenter under trauet. Dessuten blir rengjøringen lettvint siden koketrauet kan få en glatt overflate fri for fast anbragte manøvreringsorganer.

Til grunn for oppfinnelsen ligger den o<p>pgave å utforme en anordning av den innledningsvis nevnte art slik at der dels fås mulighet for enkel og problemfri innstilling av varmeutviklerens effektavgivelse med god sikkerhet mot forstyrrelser og under samtidig tydelig og nøyaktig markering av den innstilte effektavgivelse, og dels er sørget for størst mulig sikkerhet for brukeren og mot ubeføyet bruk.

Med utgangspunkt i en anordning av den innledningsvis an-gitte art er denne op<p>gave ifølge oppfinnelsen løst ved at der finnes en styreinnretning som med et utgangssignal styrer innstillingsorganet og den elektrisk manøvrerbare viserinnretning synkront for en fortløpende visning av den av innstillingsorganet foreskrevne effektavgivelse, og at manøvreringsorganet omfatter to separate innstillingsbrytere som er tilsluttet styreinnretningens inngang, og hvis betjening bringer styreinnretningen til å endre sitt utgangssignal med den ene innstillingsbryter i retning av en økning av effektavgivelsen,og ved den annen innstillingsbryter i retning av en minskning av effektavgivelsen.

Ved anordningen i følge o<p>pfinnelsen er styreinnretningen innføyet mellom innstillingsorganet til innstilling av effektavgivelsen og manøvreringsorganet og påstyrer ikke bare innstillingsorganet, men synkront hermed også den rent elektrisk manøvrerbare viserinnretning. Derved bortfaller enhver direkte forbindelse mellom manøvreringsorganet og viserinnretningen, så den sistnevnte kan utføres og anordnes utelukkende ut fra hensynet til sikkerhet og god synlighet. På grunn av styringen av viserinnretningen synkront med innstillingsorganet blir der allikevel oppnådd en meget eksakt angivelse av den til en hver tid innstilte ef f ektavgi/velse. Selve manøvreringsorganet får ikke lenger noen som helst visende funksjon. Denne funksjon tilkommer to enkle innstillingsbrytere som er rent elektrisk forbundet med styreinnretningen, og hvorav den ene manøvreres for økning av effektavgivelsen og den annen for minskning av denne, og det hver gang så lenge til viserinnretningen viser det nye ønskede effekttrinn. Det betyr ikke bare at manøvreringen faller ytterst naturlig for brukeren, men muliggjør også en meget sikker utførelse av innstillingsbryterne i elektrisk henseende, da de bare behøver en inn- ut-funksjon. Således kan innstillingsbryterne med fordel være utført som f.eks kapasitive nærhetsbrytere som arbeider uten noen som helst beveget del og er fullstendig isolert.

Oppfinnelsen lar seg med særlig fordel anvende for innstilling av effektavgivelsen fra varmesteder hos en elektrisk komfyr og særlig hos et koketrau. Varmestedet kan i den forbindelse være en konvensjonell motstandsoppvarmet kokeplate. De potensielle for-deler med oppfinnelsen gjør seg imidlertid særlig bemerket om der som varmeutvikler benyttes en induksjonsvarmespole som kobler energi-en magnetisk inn på et kokeredskap. Et koketrau som er realisert på denne måte, kan ha en helt glatt overflate fullstendig fri for be-vegelige deler, og være utført under anvendelse av en gjennomgående, elektrisk isolert bæreplate, f.eks av varmefast glass, som ikke opp-viser gjennombrudd noe sted, og som derfor ytterst effektivt isolerer de underliggende elektriske komponenter,inklusive viserinnretningen som er synlig gjennom glasset, og det også overfor væsker o. 1.

På særlig hensiktsmessig måte er viserinnretningen ut-ført som i og for seg kjent stabeldiagram(bar graph), som setter seg sammen av en rekke enkeltvis påstyrbare viserelementer som alt etter innstilt effekt lyser opp med forskjellig lenkte og derved gir en særlig tydelig visning i likhet med et termometer.

Andre gunstige utformninger, deriblandt særlig slike som gir ytterligere øket sikkerhet når det gjelder å hindre barn i ube-føyet bruk, fremgår av underkravene.

I det følgende vil oppfinnelsen med ytterligere gunstige enkeltheter bli belyst nærmere ved et utførselseksempel som er vist skjematisk på tegningen. Fig. 1 er et isometrisk riss av et koketrau utrustet i samsvar med oppfinnelsen.

Fig. 2 er et blokkskjerna over koketrauet på fig.l.

Fig. 3 er et koblingskjema for induksjonsvarmespolen og

det forkoblede innstillingsorgan ved koketrauet.

Fig. 4 er et koblingsskjema for koketrauets styreinnretning.

I utførelsen på fig. 1 er et elektrisk koketrau 10 innsatt

i åpningen 12 i en vanlig kjøkkenbenk 14 under mellomlegg av en tet-ningsleppe 16. Koketrauet 10 omfatter en bærende bunnplate 18 av et kjent varmefast glass, på hvis underside 20 der er anbragt, f.eks påklebet, en elektrisk varmeutvikler i form av en flat induksjonsvarmespole 22. Spolen 2 2 er anordnet slik at den under drift av koketrauet 10 er induktivt koblet til et metallisk kokeredskap som står på platen 18 og varmes opp av den av spolen 22 frigjorte og magnetisk overførte energi.

På undersiden 20 av platen 18 er et i og for seg kjent elektrisk påvirkbart stabeldiagram 24 anbragt slik at dets diagramstabel 26, som kan styres til lysende tilstand i variabel lengde, er synlig ovenfra gjennom platen 18. Videre er platen 18 forsynt med seks små transparente skiktelementer 28 som består av elektrisk ledende mat-eriale, og som strekker seg fra undersiden 20 rundt kanten 30 til oversiden 32 av platen 18. Den del av ett av disse elementer 28 som ligger på oversiden 32, er belagt med et elektrisklisolerende skikt, f.eks av emalje, som har form av en oppadrettet pil 34. En tilsvarende nedadrettet pil 36 er anordnet på et annet av elementene 28.

De to piler 34 og 36 er anbargt i nærheten av viserinnretningen 24 og innstilt slik på linje med diagramstabelen 26 at de antyder og/ eller foreslår henholdsvis en forlengelse og en forkortelse av det lysende avsnitt av stabelen 26. De øvrige fire elementer 28 er forsynt med et punktformet belegg 38, f.eks av samme art som pilene i 34 og 36.

Til koketrauet 10 hører en elektrisk komponent 40 som via ledninger 42 er tilsluttet varmespolen 22, viserinnretningen 24 og de belagte elementer 28. Komponenten 40 er anordnet på et hensiktsmessig sted i nærheten av platen 18, f.eks under benkplaten 14, og tilstrekkelig langt fra spolen 22 til at der ikke er fare for ov.er-hetning av komponenten.

Fig. 2 viser den elektriske kobling for koketrauet 10 og den tilhørende komponent 40. Der finnes to like innstillingsbrytere 50, som på i og for seg kjent måte er utført som kapasitive nærhets brytere og omfatter hvert sitt av de skiktelementer 28 som er belagt med pilene henholdsvis 34 og 36. Hver innstillings- resp. nær-hetsbryter har en kapasitiv spenningsdelV som skiktelementet 28 er tilsluttet. Når en jordet lededyktig gjenstand, f.eks en kroppsdel nærmer seg et av disse skiktelementer 28, blir den respektive spenn-ingsdelers kapasitets likevekt forstyrret så der inntrer trigging av et halvlederelement og dermed avgivelse av et koblingssignal på en utgangsledning 116 resp. 120.

Videre finnes der fire kontrollbrytere 52, som likeledes har form av nærhetsbrytere og er utført på samme måte som innstillingsbryterne 50, og som er tilordnet hvert sitt av skiktelementene 28 med de punktformede belegg 38. Ved tilnærming til skiktelementene 28 avgir de respektive kontrollbrytere 52 et koblingssignal på en utgangsledning 124.

Til utgangsledningene 116 og 120 fra innstillingsbryterne 50 er der under mellomkobling av en inverterende tilpasningsforsterker 118,resp. av en normal tilpasningsforsterker 122, koblet en styreinnretning 54 med lagringsvirkning. Til utgangsledningen 124 fra kontrollbryterne 52 er der over tilpasningsforsterkerne 126 koblet en BCD-dekoder 56 som får utgangssignalene fra kontrollbryterne 52 tilført som kodesignaler, og som ved mottagning av en bestemt, på forhånd fastlagt kodesignalkombinasjon avgir et frigivningssignal over en ledning 128 til styreinnretning 54. Avhengig av de signal-er som tilføres styreinnretningen 54, avgir denne et utgångssignal som over en ledning 176 kommer frem både til en påstyringsenhet 57 for stabeldiagrammet 24 og til et innstillingsorgan 58. Til dette hører en tyristor 60 som er innskutt foran induksjonsvarmespolen 22 og gjør det mulig å endre strømmen gjennom denne.

De fire kontrollbrytere 52 og BCD-dekoderen 56 danner til-sammen en utløsnings- resp. kontrollinnretning som frigir driften av styreinnretningen bare når de fire kontrollbryterne 52 manøvrer-es av brukeren i en bestemt forhåndsprogrammert rekkefølge. Bare når dekoderen 56 ved sine fire innganger får den kombinasjon av kodesignaler som tilsvarer denne manøvreringssekvens, kobler den om og avgir frigivningssignal over ledningen 128. Blir kontrollbryterne 52 påvirket i en annen rekkefølge, uteblir frigivningssignalet. Dermed kan det f.eks forhindres at barn som ikke kjenner den nøyaktige manøvreringssekvens for kontrollbryterne 52, ubeføyet kan innkoble koketrauet.

Enkeltheter ved styreinnretningen 54 er vist på fig. 4.

Den omfatter tre og-ledd 130, 132 og 134, som mottar koblingssignalene fra de to innstillingsbrytere 50 og frigivningssignalet fra dekoderen 56. Nærmere bestemt er inngangene bil og-leddet 130 tilsluttet den inverterende forsterker 118 og frigivningsledningen 128, inngangene til og- leddet 132 er tilsluttet forsterkeren 122 og f rigivningsledningen 1.28, og de tre innganger til og- leddet 134 er tilsluttet den inverterende forsterker!18, forsterkeren 122 og frigivningsledningen 128. Derved kan alle itre og- ledd i det hele tatt bare frembringe utgangssignal når frigivningssignalet foreligger, hvorved den omtalte sperrevirkning av kontrollinnretningen blir oppnådd. Når der ved tilstedeværende frigivningssignal foreligger et koblingssignal på ledningen 116,leverer og- leddet 130 et utgangssignal. Foreligger koblingssignalet på ledningen 120, leverer og-leddet 132 et utgangssignal. Utgangssignalet fra og- leddet 134 opp-står når begge koblingssignalene opptrer samtidig.

De to koblingssignaler fra innstillingsbryterne 50 anvendes til å endre ladningsnivået hos en lagringskondensator 140 som er innskutt i en ledning 142. Den ene ende av denne ledning 142 er tilsluttet utgangene fra de to og- ledd henholdsvis 130 og 132 via to koblingsgrener 144, hver bestående av en seriekobling av en strøm-begrensende motstand 146 og et neonutladningsrør 148. Utladningsrør-ene 148 tjener til, avhengig av koblingssignalene ved innstillingsbryterne 50, å tilføre lagringskondensatoren 140 en passende strøm. Dessuten isolerer de lagringskondensatoren 140 fra og- leddene 130

og 132 og forhindrer derved tap av ladning via disse. For å fastlegge en spenningsreferanse inneholder og- leddet 130 på ikke nærmere vist måte en PNP—rtransistor tilsluttet en positiv matespenn-

ing B+. Analogt med dette inneholder og- leddet 132 for å fastlegge en spenningsreferanse en NPN--transistor forbundet med gods.

Paralellt med lagringskondensatoren 140 ligger en seriekobling 150 av en arbeidskontakt på et relé 152 og en strømbegrens-ende motstand 154. Spolen på releet 152 er med sin ene tilslutning 156 forbundet med gods og er på sin annen side via en ledning 158 forbundet med utgangen fra og- leddet 134. Når inngangsbetingelsen for og- leddet 134 er oppfylt, blir derved releet 152 magnetisert og lagringskondensatoren 140 utladet over relékontakten, som da sluttes

En felteffekttransistor 160 er over en liten seriemot-

stand 162 tilkoblet den ene side av lagringskondensatoren 140, mens

dennes annen side via en beskyttelsesmotstand 164 likeledes er tilsluttet felteffekttransistoren 160. Parallelt med seriemotstanden 162 ligger en avledningskondensator 166 til å bedre frekvensleiet. Den side av lagringskondensatoren 140 hvor seriemotstanden 162 og avledningskondensatoren 166 er tilkoblet, er over en motstand 168 forbundet med gods ved 170. Felteffekttransistoren 160 er over en ledning 172 med innskutt lastmotstand 174 tilkoblet matespenningens positive pol B+. Utgangsledningen 176, som fører styreinnretningens utgangssignal, går ut fra forbindelsespunktet mellom felteffekttransistoren 160 og lastmotstanden 174.

Den nøyaktige s<p>enningsverdi av utgangssigalet på utgangsledningen 176 avhenger av lagringskondensatorens ladningstilstand, som i sin tur fastlegges ved manøvrering av de to innstillingsbrytere 50. Ved forhånden værende frigivningssignal bevirker en påvirkning av innstillingsbryteren 50 og den tilsvarende påstyring av ett av de to og- ledd 130 og 132 strømgjennomgang over en av de to koblingsgrener 144 og fører til en tilsvarende endring av ladningstil-standen. Da de to innstillingsbrytere 50 etterfølges av henholdsvis en inverterende forsterker 118 og en normal forsterker 120, bevirker en påvirkning av den innstillingsbryter 50 som etterfølges av den inverterende forsterker 118, i forbindelse med den omtalte fastleggelse av referansespenningen på og- leddene 130,132 en høy-ning av utgangsspenningen på ledningen 176, mens en påvirkning av den annen innstillingsbryter 50, som etterfølges av den normale forsterker 122, fører til en senkning av utgangsspenningen på ledningen 176. Hvis der ved foreliggende frigivningssignal på ledningen 128 skjer samtidig påvirkning av begge innstillingsbryterne 50, slutter releet kontakt og utlader lagringskondensatoren 140, hvorved driften avsluttes og en utgangsspenning på ledningen 176 bringes til opphør.

Spenningsutgangssignalet på ledningen 176 styrer påstyringsenheten 57 og innstillingsleddet 58 synkront, slik at stabeldiagrammet 24 alltid nøyaktig viser den effektavgivelse fra spolen 22 som innstilles av innstillingsleddet 58 ved hjelp av tyristoren 60.

Påstyringsenheten 57 er av vanlig utførelse. Den kan om-fatte en sagtann-generator hvis utgangssignal sammen med utgangssign naiet fra styreinnretningen tilføres en sammenligner. Denne frem-bringer en utgangspuls hvis tidsbeliggenhet i forhold til sagtann-generatorens periode avhenger av størrelsen av styreinnretningens utgangsspenning. Denne relative stilling blir digitalisert, og den digitaliserte verdi tjener til å påstyre de enkelte stabelelementer hos viserinnretningen, så dennes stabeldiagram lyser opp i en lengde som avhenger av høyden av styreinnretningens utgangssignal.

Innstillingsleddet 58, som er vist i detalj på fig.3, arbeider etter et lignende prinsipp. Det omfatter en sammenligner 212, hvis to innganger over en motstand 214 er tilsluttet ledningen 176

og over en motstand 216 er tilsluttet utgangen fra en sagtann- generator 218. Tidsstyringen av denne skjer ved hjelp av en trigger- oscil-lator 220, som innvirker på sagtann- generatoren 218 over en teller koblet som divisjonsledd 222. Et og- ledd 224 er via en ledning 222 likeledes tilsluttet triggeroscillatoren 220 og via en ledning 228 tilsluttet'utgangen fra forsterkeren 212. Når sammenligneren 212 får like høye spenninger tilført og avgir et utgangssignal og der så an-kommer en puls fra oscillatoren 220, leverer og- leddet 224 over en ledning 230 og en normal forsterker 235 en puls til portelektroden hos tyristoren 60, så denne blir ledende.

Varmespolen 22 ligger i en gren av en resonanskrets 234,

som i serie med tyristoren 60 er innkoblet mellom to strømtilslut-ningsklemmer.236. I grenen med spolen 22 ligger en kondensator 240

i serie med denne, mens en parallellgren av resonans kretsen inneholder en induktivitet 242.

Istedenfor resonansekretsen 234 med varmespolen 22 kan der selvsagt også brukes et normalt motstandselement.

Ved påvirkning av kontrollbryterne 52 i den programerte sekvens eller kombinasjon blir koketrauet gjort driftsparat. Derpå kan den ønskede effektavgivelse fra varmespolen 22 stilles inn ved manøvrering av innstillingsbryterne 50. Størrelsen av den avgitte effekt endres så lenge en av de to innstillingsbrytere er påvirket. Den forblir på en konstant verdi når påvirkningen av innstillingsbryterne 50 opphører. Stabeldiagrammet 24 viser til enhver tid den nøyaktige verdi av den innstilte avgitte effekt. Hvis man - noe som riktignok ikke foretrekkes - vil gi avkall på kontrollinnretningen, kan sammenknytningen ved hjelp av og- leddene 130, 132 og 134 bort-falle. Innstillingsbryterne 50 bevirker da direkte en endring av ladningstillstanden av lagringskondensatoren 140. Alternativt kan og- leddet 134 med to innganger bibeholdes for fortsatt å mulig-gjøre en frakobling ved samtidig påvirkning av de to innstillingsbrytere 50. Dessuten kan dekoderen 56 også anvendes til å forhindre en bestemt effektavgivelse som vises av viserinnretningen 24, idet den programmeres slik at den etter en bestemt påvirkning av kontrollbryterne 52 ikke lenger avgir noe frigivningssignal. Den samme programmering kan benyttes til definitiv frakobling av koketrauet lo etter at innstillingsbryterne 50 er påvirket i fellesskap,for å kort-slutte lagringskondensatoren 140. Hvis det ønskes, kan der også benyttes en vanlig tilbakestillingskobling, hvor ledningen 158 er ført til dekoderen 56, så denne parallelt med påvirkningen av releet 152 blir koblet slik at frembringelsen av frigivningssignalet opphører.

Claims (8)

1. Innretningen til innstilling og visning av effektavgivelsen

   fra en elektrisk varmeutvikler, særlig et varmested hos en elektrisk komfyr, hvor et håndbetjent manø vreringsorgan innvirker på et foran varmeutvikleren innskutt innstillingsorgan for dens effektavgivelse og en viserinnretning er sammenkoblet med manøvreringsorganet , karakterisert ved at der finnes en styreinnretning (54),

   som med et utgangssignal styrer innstillingsorganet (58, 60) og den elektrisk påvirkbare viserinnretning (24) synkront for fortløpende visning av den av innstillingsprganet fastlagte effektavgivelse, og at innstlillingsorganet omfatter to separate innstillingsbrytere (50) som er tilsluttet styreinnretningens inngang, og hvis manøvrering bringer styreinnretningen til å endre sitt utgangssignal ved den ene innstillingsbryter i retning av en økning av effektavgivelsen og ved en annen innstillingsbryter i retning av en minskning av effektavgivelsen.
2. 2. Innretning som angitt i krav 1, karakterisert ved en kontrollinnretning (52, 56) til å sette styreinnretningen (54) i drift.
3. 3. Innretning som angitt i krav 2, karakterisert ved at kontrollinnretningen omfatter flere håndbetjente kontrollbrytere (52) til å avgi kodesignaler til en dekoder (56) som etter mottagning av en bestemt, fastlagt kodesignalkombinasjon avgir et frigivningssignal til styreinnretningen (54), som bare reagerer i tilfellet av mottagning av frigivningssignalet på begge innstillingsbryterne (50) .
4. 4. Innretning som angitt i krav 1,2 eller 3, karakterisert ved at varmeutvikleren (22) og viserinnretningen (24) er anbragt på undersiden (20) av en i det minste delvis transparent, fuktighetstett bærende plate (18).
5. 5. Innretning som angitt i et av kravene 1 til 4, karakterisert ved at innstillingsbryteren (50) og/eller kontrollbryterne (52) er utformet som nærhetsbrytere.
6. 6. Innretning som angitt i krav 4og5,karakteri sert ved at nærhetsbryterne (50, 52) omfatter hvert sitt elektrisk ledende element (28) anbragt på oversiden (32) av glass-platen (18) .
7. 7. Innretning som angitt i et av kravene 1 til 6, karakterisert ved en viserinnretning (24) i form av et elek-tronisk stabeldiagram.
8. 8. Innretning som angitt i et av kravene 1 til 7, karakterisert ved at varmeutvikleren er en induksjonsvarmespole (22) og innstillingsorganet (58, 60) fastlegger styrken av den strøm som tilføres den.