TWI495399B - 可增加加熱範圍之電磁感應加熱裝置 - Google Patents

Description

可增加加熱範圍之電磁感應加熱裝置

本案係關於一種電磁感應加熱裝置，尤指一種可增加加熱範圍之電磁感應加熱裝置。

隨著電子工業之發展，烹煮食物已不再受限於使用傳統的爐火廚具，舉凡電鍋、電磁爐、微波爐等調理家電用品，在不斷的研發與進步中，在近年內已成為一般人日常生活不可或缺的電器產品。

其中，電磁爐即是利用電磁感應原理，當電磁爐通電時，電流通過電磁爐之感應線圈而產生磁場，此時，將導體鍋具(例如：鐵鍋、不銹鋼鍋、金屬鍋等鍋具)置放於此隨時間改變的磁場中，則通過導體鍋具的磁通量會隨之改變，並且產生渦電流來抵抗磁通量的改變，由於導體鍋具內的渦電流流經電阻時會產生熱，因此利用渦電流生熱之原理，可使導體鍋具自體感應發熱，俾加熱及烹飪鍋具內的食材，而達到烹煮的目的。

目前一般家庭所用的電磁爐通常為多爐式。一般來說，除了具有一主加熱區域之外，更具有第一、第二副加熱區域，以達到可同時對多食材容器進行烹煮之目的。其中，第一、第二副加熱區域 係設置於第一主加熱區域之一側，且第一、第二副加熱區域可獨立運作進行加熱，且第一、第二副加熱區域所對應之電磁組件係分別具有一溫度感應器，用以感測對應之感應線圈於加熱食材容器時所產生之溫度。

然而，於習用技術中，食材容器需準確地放置在第一或第二副加熱區域中才能進行加熱，且第一及第二副加熱區域對應之感應線圈的配置方式，更限制了適用的食材容器形狀或大小。詳言之，若食材容器未準確地放置於第一或第二副加熱區域中，或因食材容器之尺寸較大而無法單獨放置於第一或第二副加熱區域中時，則食材容器會跨置於第一及第二副加熱區域之間，如此可能會造成無法加熱。即便可進行加熱，第一或第二副加熱區域中對應之感應線圈對食材容器的有效加熱量較小，而感應線圈之虛功率與電流值則過高，容易使感應線圈燒毀，或是電能耗損過多。

此外，當電磁爐已加熱一段時間後，若使用者需將放置於第一副加熱區域所加熱的食材容器移至第二副加熱區域時，較高溫的第一副加熱區域之溫度感應器與較低溫的第二副加熱區域之溫度感應器所感測之溫度間會產生一溫度差，當溫度差到達一預設值時，電磁爐內的控制器會停止第一副加熱區域的感應線圈繼續加熱，以防止第一副加熱區域的感應線圈因繼續加熱而造成虛功率(reactive power)及電流量增加，以及避免該感應線圈燒毀。

更甚者，當食材容器由第一副加熱區域移至第二副加熱區域進行加熱時，由於第二副加熱區域的溫度相較於加熱過的食材容器低，亦即對應之溫度感應器所感測之溫度也低於加熱過的食材容器，而控制器便會根據對應第二副加熱區域的溫度感測器的溫度而 驅動感應線圈進行加熱，如此一來，處於低溫之感應線圈會持續地對高溫之食材容器進行加熱，進而導致食材容器內之食材燒焦，或是使得食材容器本身造成損毀，亦會造成感應線圈虛功率增加以及容易燒毀之缺失。

因此，如何發展出一種可改善上述習用技術缺失之可增加加熱範圍之電磁感應加熱裝置，實為相關技術領域者目前所需要解決之問題。

本案之目的在於提供一種可增加加熱範圍之電磁感應加熱裝置，其係藉由改變複數個感應線圈的形狀與配置方式，以及偵測食材容器的擺放位置與投影面積，並依據該位置與投影面積而控制與調整提供至複數個感應線圈之加熱功率或電能，藉此使電磁感應加熱裝置具有自由區域加熱模式，且可防止因食材容器擺放的位置不良而導致電磁爐損壞之問題。

本案之另一目的在於提供一種可增加加熱範圍之電磁感應加熱裝置，相較於習用技術之同樣的承載板之加熱區域的面積下，可提供更大的加熱範圍，藉此提昇電磁感應加熱裝置對食材容器之加熱效率，亦能提供更多樣化形狀之食材容器來進行加熱。

本案之又一目的在於提供一種可增加加熱範圍之電磁感應加熱裝置，可根據食材容器之放置位置，進而調整提供予複數個第一感應線圈之電量，俾有效地提昇加熱效率，且降低第一感應線圈的電能損耗。

本案之再一目的在於提供一種可增加加熱範圍之電磁感應加熱裝 置，藉由一溫度感測器感測複數個第一感應線圈，以防止電磁感應加熱裝置因第一感應線圈過熱而造成損壞，藉此以提昇電器安全。

為達上述目的，本案之一較廣義實施態樣為提供一種電磁感應加熱裝置，包含：承載板，具有加熱區域供至少一食材容器設置；以及複數個第一感應線圈，其係分別為橢圓形結構，且設置於承載板之一側面，其中每一第一感應線圈各自提供子加熱區域以構成加熱區域，俾對至少一食材容器進行加熱。

為達上述目的，本案之另一較廣義實施態樣為提供一種電磁感應加熱裝置，包含：承載板，具有一加熱區域供至少一食材容器設置；以及複數個第一感應線圈，其係分別為橢圓形結構，且設置於承載板之一側面，其中每一第一感應線圈各自提供子加熱區域以構成加熱區域，且複數個第一感應線圈係依據該至少一食材容器於承載板之加熱區域之各子加熱區域之一投影面積比率提供予所需電能。

1‧‧‧電磁感應加熱裝置

11‧‧‧承載板

110、111‧‧‧加熱區域

12‧‧‧第一感應線圈

120‧‧‧子加熱區域

121‧‧‧第一投影面積

122‧‧‧第二投影面積

13‧‧‧第二感應線圈

14‧‧‧電路模組

141‧‧‧控制單元

142‧‧‧第一電源供應單元

143‧‧‧溫度感測器

145‧‧‧人機操作介面

146‧‧‧第二電源供應單元

2‧‧‧食材容器

S1‧‧‧溫度感測訊號

C1‧‧‧控制訊號

A1‧‧‧操作訊號

第1圖係為本案較佳實施例之電磁感應加熱裝置之外觀示意圖。

第2圖係為第1圖所示之電磁感應加熱裝置之第一感應線圈及第二感應線圈之示意圖。

第3圖係為本案之電磁感應加熱裝置之內部電路模組之方塊圖。

第4圖係為顯示一食材容器放置於第1圖所示電磁感應加熱裝置進行加熱之示意圖。

體現本案特徵與優點的一些典型實施例將在後段的說明中詳細敘述。應理解的是本案能夠在不同的態樣上具有各種的變化，其皆不脫離本案的範圍，且其中的說明及圖示在本質上係當作說明之用，而非用以限制本案。

請參閱第1圖及第2圖，其中第1圖係為本案較佳實施例之電磁感應加熱裝置之外觀示意圖；第2圖係為第1圖所示之電磁感應加熱裝置之第一感應線圈及第二感應線圈之示意圖。本案之電磁感應加熱裝置1可為但不限於電磁爐。電磁感應加熱裝置1包含承載板11及複數個第一感應線圈12，其中承載板11係具有一加熱區域110，供至少一食材容器(未圖示)設置以進行加熱。於本實施例中，食材容器可為導體鍋具，例如金屬鍋具。複數個第一感應線圈12係分別為一橢圓形結構，且設置於承載板11之一側面，其中每一第一感應線圈12係可各自提供一子加熱區域120，以對應構成於承載板11上之表面形成加熱區域110。於本實施例中，複數個第一感應線圈12係為彼此相切地設置，但不以此為限，亦可彼此分離地設置，使得複數個第一感應線圈12可於加熱區域110具有較大的覆蓋面積為較佳。

請再參閱第1圖及第2圖，於本實施例中，電磁感應加熱裝置1係為一多爐式結構，其更包含第二感應線圈13，設置於承載板11之一側面，且第二感應線圈13之面積相對大於第一感應線圈12之面積，用以對直徑較大之食材容器進行加熱，其中第二感應線圈13之輪廓範圍即為其加熱區域111。複數個第一感應線圈12係排列於第二感應線圈13之一側，但不以此為限。於本實施例中，複數個第一感應線圈12係由兩個橢圓形之第一感應線圈12所構成，但 其數目不以此為限，亦可依實際需求任施變化。複數個第一感應線圈12係分別為橢圓形結構，且彼此相切設置，因此相較於習用技術，於同樣的承載板11之加熱區域110的面積下，每一個第一感應線圈12具有較大的子加熱區域120，複數個第一感應線圈12之子加熱區域120總合佔整個加熱區域110之比率相對較高，藉此提昇電磁感應加熱裝置1對食材容器之加熱效率，亦能提供更多樣化形狀之食材容器，例如方形，來進行加熱。

本案之電磁感應加熱裝置1更包含一電路模組14，用以驅動電磁感應加熱裝置1，俾使食材容器進行加熱。請參閱第3圖，其係為本案之電磁感應加熱裝置之內部電路模組之方塊圖。如圖所示，電磁感應加熱裝置1之電路模組係包含控制單元141、第一電源供應單元142、溫度感測器143及人機操作介面145，其中溫度感測器143係架構於感測複數個第一感應線圈12之溫度並因應產生一溫度感測訊號S1。第一電源供應單元142係與複數個第一感應線圈12電連接，用以提供每一該第一感應線圈12所需之電能，使得複數個第一感應線圈12對食材容器進行電磁感應加熱而產生一加熱量。控制單元141係與溫度感測器143、第一電源供應單元142及人機操作介面145電連接，並依據所接收溫度感測器143之溫度感測訊號S1，因應地傳送一控制訊號C1至第一電源供應單元142，以控制第一電源供應單元142調整提供予每一第一感應線圈12之加熱功率或電能。人機操作介面145係與控制單元141電連接，用以因應使用者之操作而產生一操作訊號A1至控制單元141。

於本實施例中，本案之電路模組更包含第二電源供應單元146，第二電源供應單元146係與控制單元141及第二感應線圈13電連接 ，用以提供第二感應線圈13所需之電能，使得第二感應線圈13對食材容器進行電磁感應加熱而產生一加熱量。

根據本案構想，本案之電磁感應加熱裝置1可具有一自由區域加熱模式(Free Space Mode)，亦即使用者可任意將食材容器2放置於加熱區域110中且無須對準各感應線圈之子加熱區域即可進行加熱。當電磁感應加熱裝置1切換為該模式時，電磁感應加熱裝置1會根據食材容器於承載板11的加熱區域110上所擺放之位置，而因應地調整複數個第一感應線圈12之各別的加熱功率或電能，俾達到可以任意放置食材容器2於加熱區域進行加熱，且可以提升效能之目的。

請參閱第4圖並配合第3圖，其中第4圖係顯示一食材容器放置於第1圖所示電磁感應加熱裝置進行加熱之示意圖。如圖所示，當電磁感應加熱裝置1切換為自由區域加熱模式時，將食材容器2放置於兩個第一感應線圈12所形成之子加熱區域120之間時，每一第一感應線圈12根據食材容器2之擺放位置，例如根據食材容器2位於對應之第一感應線圈12之子加熱區域120之投影面積比例，而對應產生相應的熱能，以對食材容器2加熱。詳細來說，控制單元141依據所接收到根據該投影面積之比例所產生一控制訊號C1至第一電源供應單元142，藉此第一電源供應單元142可依據控制單元141之控制而調整提供予每一第一感應線圈12之加熱功率或電能，因此可自動地依據食材容器2投影於每一個第一感應線圈12之子加熱區域120之面積比例來分別調整與控制每一第一感應線圈12之加熱功率或電能。

以第4圖為例，食材容器2於加熱區域110之各子加熱區域120上分 別形成第一投影面積121及第二投影面積122，其中第一投影面積121係小於第二投影面積122，但不以此為限，第一投影面積121亦可大於或等於該第二投影面積122。而控制單元141依據第一投影面積121及第二投影面積122的比例，因應地產生一控制訊號C1並傳送至第一電源供應單元16。之後，第一電源供應單元142可依據控制單元141之控制而調整提供予每一第一感應線圈12之加熱功率或電能，因此可自動地依據食材容器2投影於每一個第一感應線圈12之子加熱區域120之投影面積比率來分別調整與控制每一第一感應線圈12之加熱功率或電能。換言之，即便食材容器2並未準確地放置於第一感應線圈12的子加熱區域120內，透過本案之電磁感應加熱裝置1可根據食材容器2位於每一第一感應線圈12之子加熱區域120之投影面積，進而自動地調整複數個第一感應線圈12所產生之加熱功率或電能，且配合本案之第一感應線圈12係為一橢圓形結構設計，而相較於習用技術具有更大的子加熱區域120，以有效地提昇第一感應線圈12對於食材容器2之加熱效率，並避免造成第一感應線圈12產生更多虛功率。

當然，於一些實施例中，當食材容器2位於第一感應線圈12之子加熱區域120之第一投影面積121小於一預設值時，即為使用者將食材容器2往另一第一感應線圈12移動，而使得第一投影面積121遠小於第二投影面積122時，使得控制單元141會控制該第一電源供應單元142停止對第一投影面積121所對應之第一感應線圈12進行供電，且不對食材容器2進行加熱，而是直接藉由另一第一感應線圈12對食材容器2進行加熱，以避免產生更多虛功率，而造成加熱效能降低及電能耗損等缺失。

請再參閱本案第2圖及第4圖所示，本案之電磁感應加熱裝置1更具有一溫度感測器143，其係鄰設於複數個第一感應線圈12之間，用以感測第一感應線圈12之溫度。其中，如第4圖所示，若溫度感測器143所感測複數個第一感應線圈12中其中之任一者的溫度高於一預設值時，會產生並傳送一溫度感測訊號S1至控制單元141，而該控制元件141因應該溫度感測訊號S1會控制第一電源供應單元142，使得第一電源供應單元142停止對每一第一感應線圈12進行供電，藉此讓第一感應線圈12停止加熱，以避免因第一感應線圈12過熱而造成第一感應線圈12本身，或是電磁感應加熱裝置1損壞，藉此提昇電器安全。

綜上所述，本案之可增加加熱區域之電磁感應加熱裝置係藉由藉由改變複數個第一感應線圈的形狀為橢圓形結構及其與配置方式，使得相較於習用技術同樣承載板之加熱區域的面積下，複數個第一感應線圈之子加熱區域總合佔整個加熱區域之比率相對較高，藉此提昇電磁感應加熱裝置對食材容器之加熱效率，亦能提供更多樣化形狀之食材容器進行加熱。此外，電磁感應加熱裝置更能偵測食材容器的擺放位置與投影面積，而控制與調整提供至複數個第一感應線圈之加熱功率或電能，此使電磁感應加熱裝置具有自由區域加熱模式，且可防止因食材容器擺放的位置不良而導致電磁爐損壞之問題，俾有效地提昇加熱效率。另外，電磁感應加熱裝置藉由一溫度感測器感測複數個第一感應線圈，以防止電磁感應加熱裝置因第一感應線圈過熱而造成損壞，藉此以提昇電器安全。

本案得由熟知此技術之人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如 附申請專利範圍所欲保護者。

1‧‧‧電磁感應加熱裝置

11‧‧‧承載板

110、111‧‧‧加熱區域

12‧‧‧第一感應線圈

120‧‧‧子加熱區域

13‧‧‧第二感應線圈

143‧‧‧溫度感測器

Claims (10)

1. 一種電磁感應加熱裝置，包含：一承載板，具有一加熱區域供至少一食材容器設置；以及複數個第一感應線圈，其係分別為一橢圓形結構，且其係彼此相切地設置於該承載板之一側面，其中每一該第一感應線圈各自提供一子加熱區域以構成該加熱區域，俾對該至少一食材容器進行加熱。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電磁感應加熱裝置，其中該電磁感應加熱裝置係為一電磁爐，且該食材容器係為一導體鍋具。
3. 如申請專利範圍第1項所述之電磁感應加熱裝置，其更包含一電路模組，包含：一第一電源供應單元，電連接於該複數個第一感應線圈，以提供該複數個第一感應線圈各別所需之電能；以及一控制單元，與該第一電源供應單元電連接，產生一控制訊號以控制該第一電源供應單元提供該複數個第一感應線圈各別所需之電能。
4. 如申請專利範圍第3項所述之電磁感應加熱裝置，其中該電路模組更包括一溫度感測器，鄰設於該複數個第一感應線圈之間，用於感測該複數個第一感應線圈之溫度。
5. 如申請專利範圍第4項所述之電磁感應加熱裝置，其中當該溫度感測器於感測到該複數個第一感應線圈之任一者之溫度高於一預設值時，該溫度感測器產生一溫度感測訊號至該控制單元，該控 制單元因應該溫度感測器產生該控制訊號至該第一電源供應單元，以控制該第一電源供應單元停止提供電能至該第一感應線圈。
6. 如申請專利範圍第1項所述之電磁感應加熱裝置，其更包含一電路模組，具有複數個位置感測器，分別鄰設於對應之該第一感應線圈，用以感測該至少一食材容器於該加熱區域之位置及投影面積，並因應地產生複數個感測訊號。
7. 如申請專利範圍第1項所述之電磁感應加熱裝置，其中該至少一食材容器於該承載板之該加熱區域之各該子加熱區域分別形成一投影面積。
8. 如申請專利範圍第7項所述之電磁感應加熱裝置，其中一控制單元依據該至少一食材容器於該承載板之該加熱區域之各該子加熱區域之該投影面積比率，調整與控制該第一電源供應單元提供至該複數個第一感應線圈之電能。
9. 如申請專利範圍第1項所述之電磁感應加熱裝置，其更包含一第二感應線圈，設置於該承載板之該側面，且該複數個第一感應線圈係排列於該第二感應線圈之一側。
10. 一種電磁感應加熱裝置，包含：一承載板，具有一加熱區域供至少一食材容器設置；以及複數個第一感應線圈，其係分別為一橢圓形結構，且設置於該承載板之一側面，其中每一該第一感應線圈各自提供一子加熱區域以構成該加熱區域，且該複數個第一感應線圈係依據該至少一食材容器於該承載板之該加熱區域之各該子加熱區域之一投影面積比率提供予所需電能。