PL228550B1 - Układ cewki płyty grzewczej indukcyjnej, ruchomej w płaszczyźnie płyty oraz sposób poruszania się cewki w układzie - Google Patents

Description

(12)OPIS PATENTOWY ₍i₉₎PL ₍n)228550 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 415079 (22) Data zgłoszenia: 02.12.2015 (51) Int.CI.

H05B 6/06 (2006.01) H05B 6/12 (2006.01) F24C 15/10 (2006.01) F24C 7/08 (2006.01)

Układ cewki płyty grzewczej indukcyjnej, ruchomej w płaszczyźnie płyty oraz sposób poruszania się cewki w układzie

	(73) Uprawniony z patentu: POLITECHNIKA POZNAŃSKA, Poznań, PL
(43) Zgłoszenie ogłoszono: 05.06.2017 BUP 12/17	(72) Twórca(y) wynalazku:
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono:	ANDRZEJ MILECKI, Zalasewo, PL GRZEGORZ PITTNER, Poznań, PL DOMINIK RYBARCZYK, Wiórek, PL ARKADIUSZ KUBACKI, Turek, PL
30.04.2018 WUP 04/18	(74) Pełnomocnik: rzecz, pat. Marcin Walkowiak

m m

oo

CM

CM

Ω.

PL 228 550 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest układ ruchomej w płaszczyźnie płyty cewki płyty grzewczej indukcyjnej oraz sposób poruszania się cewki w układzie.

W płytach grzewczych wykorzystujących zjawisko indukcji głównym elementem wytwarzającym pole magnetyczne jest jedna lub wiele cewek elektrycznych umieszczonych najczęściej tuż pod powierzchnią płyty grzewczej. Cewki te w przeważnej mierze zamocowane są do elementów urządzenia w sposób sztywny, to znaczy z zablokowanymi wszystkimi stopniami swobody. Jednym z istotnych czynników wpływających na sprawność energetyczną procesu grzejnego jest współosiowość cewki z cylindrycznym elementem nagrzewanym - na przykład stalowym garnkiem. Wadą takiego sztywnego zamocowania cewki jest brak możliwości automatycznego wprowadzenia przez urządzenie korekcji pozycji cewki w stosunku do elementu nagrzewanego (np. garnka) celem zapewnienia wyższej sprawności energetycznej poprzez zmniejszenie odległości między osią cewki, a środkiem elementu nagrzewanego.

W stanie techniki znane są rozwiązania układów ruchomych cewek płyt grzewczych.

W rozwiązaniu znanym z opisu WO2012105235 A1 zaproponowano taki sposób montażu cewki który pozwala jej poruszać się we własnej osi. Rozwiązanie według wynalazku przyjęło jednak inną koncepcję, której celem jest zapewnienie ruch cewki w płaszczyźnie płyty.

W opisie WO2008101766 A1 przedstawiono rozwiązanie w którym element grzejny przesuwany jest pomiędzy wyznaczonymi strefami grzejnymi celem rozszerzenia pola roboczego płyty. Rozwiązanie to nie odnosi się jednak do kwestii centrowania osi cewki w stosunku do osi garnka celem poprawy efektywności energetycznej.

Najbliższym względem proponowanego wynalazku rozwiązaniem jest rozwiązanie znane z opisu DE19907596 A1. Układ ten jednak wykorzystuje czujniki indukcyjne bądź optyczne do kontrolowania ruchu cewki.

W rozwiązaniu według wynalazku proponowany jest układ bezczujnikowy, w którym detekcja ruchu odbywa się poprzez pomiar mocy czynnej i biernej mocy pobieranej przez cewkę.

W ramach wynalazku proponuje się mocowania cewki płyty grzewczej indukcyjnej pozwalający cewce na swobodne lub wymuszone przemieszczanie się w płaszczyźnie normalnej do osi cewki tj. płaszczyźnie płyty grzewczej. Rozwiązanie takie pozwoli na implementacje różnych metod przemieszczania się cewki pod powierzchnią płyty poprzez ruch wymuszony za pomocą różnych elementów wykonawczych, takich jak np. silnik elektryczny bądź wymuszony pod wpływem sił magnetycznych powstających pomiędzy cewką, a garnkiem. Przemieszczania się cewki pod powierzchnią płyty grzewczej powinno się odbywać tak, aby zwiększyć efektywność energetyczną procesu grzania indukcyjnego na przykład poprzez zmniejszenie odległości między osią cewki, a środkiem elementu podgrzewanego indukcyjnie.

Przedmiotem wynalazku jest układ cewki płyty grzewczej indukcyjnej ruchomej w płaszczyźnie płyty zawierający umieszczoną pod płytą grzewczą cewkę osadzoną ruchomo na mocowaniu cewki stelażu - umożliwiającym przemieszczanie się cewki we wszystkich kierunkach w płaszczyźnie płyty. Na przyłączu elektrycznym cewki umieszczone jest urządzenie pomiarowe mocy czynnej i biernej pobieranej przez cewkę. Urządzenie to połączone jest z układem sterowania ruchem cewki na mocowaniu cewki.

Korzystnym rozwiązaniem stelaża jest kiedy mocowanie cewki stanowią mocowane na sztywno do ramy kuchenki dwie łożyskowane śruby napędowe równoległe do kierunku osi x. Na śrubach tych umieszczono dwie łożyskowane śruby napędowe równoległe do kierunku osi y. Śruby równoległe do kierunku osi y mocowane są przesuwnie nakrętkami na śrubach napędowych równoległych do kierunku osi x. Cewka zaś umieszczona jest na podstawie połączonej na sztywno z nakrętkami ruchomymi w kierunku osi Y. Każda z osi ruchu wyposażona jest w układ napędowy osi zawierający silnik elektryczny połączony z jedną ze śrub napędowych i pasek przenoszący napęd na drugą ze śrub.

Korzystnym jest także kiedy w mocowaniu cewki obszar roboczy cewki ograniczany jest długością śrub napędowych. W ten sposób można wytyczać pola robocze cewki i stosować układ w konfiguracjac h płyty wielocewkowych.

Przedmiotem wynalazku jest również sposób poruszania się cewki w układzie cewki płyty grzewczej indukcyjnej ruchomej w płaszczyźnie płyt. W którym to sposobie cewkę wprowadza się w niewielkie ruchy oscylacyjne na obu osiach ruchomego układu cewki, badając jednocześnie czy w wyniku przesunięcia cewki w danym kierunku, stosunek pobór mocy czynnej do pobór mocy biernej wzrasta.

PL 228 550 B1

W sytuacji wykrycia wzrostu stosunku mocy czynnej do biernej podczas próbnego ruchu w danym kierunku cewka będzie kontynuowała ruch w układzie aż do momentu wykrycia spadku stosunku mocy czynnej do biernej, co oznaczać będzie osiągnięcie nowego punktu optymalnego położenia cewki pod garnkiem. Po osiągnięciu nowej optymalnej pozycji cewki układ sterowania ponownie wprowadzi cewkę w tryb próbnych oscylacji cewki.

Wynalazek w przykładzie realizacji przedstawiono na rysunku, na którym fig. 1 pokazuje schemat ideowy działania układu ruchomej cewki, a fig. 2 przedstawia układ konstrukcyjny ruchomej cewki.

Układ cewki płyty grzewczej indukcyjnej ruchomej w płaszczyźnie płyty zawierający umieszczaną pod płytą grzewczą cewkę 11 osadzoną ruchomo na mocowaniu cewki umożliwiającym przemieszczanie się cewki 11 we wszystkich kierunkach w płaszczyźnie płyty posiada przyłącze elektryczne cewki 9. Przyłącze 9 wyposażone jest w urządzenie zasilające cewkę i jednocześnie realizujące funkcje pomiarowe mocy czynnej i biernej 15 pobieranej przez cewkę 11. Urządzenie 15 połączone jest z układem sterowanie 16 ruchem cewki 11 i dalej z silnikami 1 i 6 na mocowaniu cewki. Mocowanie cewki 11 w przykładzie realizacji stanowią mocowane na sztywno 13 do ramy kuchenki dwie łożyskowane 2 śruby napędowe równoległe do kierunku osi x 4. Na śrubach 4 umieszczono dwie łożyskowane 12 śruby napędowe równoległe do kierunku osi y 8. Śruby 8 mocowane są przesuwnie nakrętkami 5 na śrubach napędowych równoległych do kierunku osi x 4. Cewka zaś umieszczona jest na podstawie 14 połączonej na sztywno z nakrętkami ruchomymi w kierunku osi Y 10. Każda z osi ruchu wyposażona jest w układ napędowy osi zawierający silnik elektryczny 1 oraz 6 połączony z jedną ze śrub napędowych 4 oraz 8 i paski 3 oraz 7 przenoszące napęd na drugą ze śrub.

W innym wariancie realizacji wynalazku w przypadku gdy jedna płyta posiada wiele cewek grzejnych, każda cewka powinna być zrealizowana z użyciem osobnego układu przesuwania oraz pomiaru, tak żeby pola robocze cewek nie nachodziły na siebie. W takim przypadku realizacji każda z wielu cewek poruszać się może jedynie w wyznaczonym dla siebie oddzielnym polu roboczym ograniczonym długością śrub napędowych. Ograniczenie takiego pola możliwe jest poprzez odpowiedni podział ramy kuchenki i powielenie układów.

System sterowania działa w taki sposób, że wprowadza niewielkie oscylacje ruchu cewki w obu osiach badając jednocześnie czy w wyniku przesunięcia cewki w danym kierunku, stosunek pobór mocy czynnej do pobór mocy biernej poprawia się. W sytuacji wykrycia wzrostu stosunku mocy czynnej do biernej podczas próbnego ruchu w danym kierunku system sterowania będzie kontynuował ów ruch aż do momentu wykrycia spadku stosunku mocy czynnej do biernej co oznaczać będzie osiągnięcie nowego punktu optymalnego położenia cewki pod garnkiem. Po osiągnięciu nowej pozycji optymalnej układ sterowania znów przejdzie do trybu wykonywania próbnych oscylacji cewki.

Proponowane rozwiązanie może być wykorzystywane w obszarze konstrukcji indukcyjnych płyt grzejnych w celu poprawy efektywności energetycznej procesu.

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Układ cewki płyty grzewczej indukcyjnej, ruchomej w płaszczyźnie płyty zawierający umieszczoną pod płytą grzewczą cewkę osadzoną ruchomo na mocowaniu cewki umożliwiającym przemieszczanie się cewki we wszystkich kierunkach w płaszczyźnie płyty, znamienny tym, że przyłącze elektryczne cewki (9) wyposażone jest w urządzenie pomiarowe mocy czynnej i biernej (15) pobieranej przez cewkę (11), które to urządzenie (15) połączone jest z układem sterowania (16) ruchem cewki (11) na mocowaniu cewki.
2. 2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że mocowanie cewki stanowią mocowane na sztywno (13) do ramy kuchenki dwie łożyskowane (2) śruby napędowe równoległe do kierunku osi x (4), na których umieszczono dwie łożyskowane (12) śruby napędowe równoległe do kierunku osi y (8) mocowane przesuwnie nakrętkami (5) na śrubach napędowych równoległych do kierunku osi x (4), przy czym cewka umieszczona jest na podstawie (nr) połączonej na sztywno z nakrętkami ruchomymi w kierunku osi Y (10), a każda z osi ruchu wyposażona jest w układ napędowy osi zawierający silnik elektryczny (1) (6) połączony z jedną ze śrub napędowych (4) (8) i pasek (3) (7) przenoszący napęd na drugą ze śrub.
3. 3. Układ według zastrz. 1 lub 2, znamienny tym, że w mocowaniu cewki (11) obszar roboczy cewki (11) ograniczany jest długością śrub napędowych (4) (8).

   PL 228 550 Β1
4. 4. Sposób poruszania się cewki w układzie cewki płyty grzewczej indukcyjnej ruchomej w płaszczyźnie płyt, znamienny tym, że cewkę wprowadza się w niewielkie ruchy oscylacyjne na obu osiach ruchomego układu cewki, badając jednocześnie czy w wyniku przesunięcia cewki w danym kierunku, stosunek pobór mocy czynnej do pobór mocy biernej wzrasta, a w sytuacji wykrycia wzrostu stosunku mocy czynnej do biernej podczas próbnego ruchu w danym kierunku cewka będzie kontynuowała ruch w układzie aż do momentu wykrycia spadku stosunku mocy czynnej do biernej, po czym cewka ponownie zostanie wprowadzona w tryb próbnych oscylacji cewki.