Aparato de calentamiento por inducción y cocina de calentamiento por inducción provista con el mismo.

Un aparato de calentamiento por inducción que comprende:

un circuito inversor (40) que incluye dos dispositivos de conmutación (46,

47) conectados en serie y emite una señal de CA mediante el accionamiento de los dos dispositivos de conmutación (46, 47);

una porción de control (52) que acciona y controla los dos dispositivos de conmutación (46, 47); y

una pluralidad de circuitos resonantes (56, 57) cada uno de los cuales incluye un condensador resonante (50, 51) respectivo y una bobina de calentamiento (48, 49) respectiva y conecta con un punto de conexión entre los dos dispositivos de conmutación (46, 47) con el fin de suministrar de manera constante la señal de CA desde el circuito inversor (40) hasta la pluralidad de bobinas de calentamiento (48, 49), caracterizado por que la porción de control (52) acciona y controla la pluralidad de dispositivos de conmutación (46, 47), mediante el uso, como un intervalo de funcionamiento, de un intervalo de frecuencias más alto que una frecuencia de resonancia lo más alta, o un intervalo de frecuencias más bajo que una frecuencia de resonancia lo más baja, de entre las frecuencias de resonancia respectivas de la pluralidad de circuitos resonantes, y

las bobinas de calentamiento (48, 49) respectivas en la pluralidad de circuitos resonantes se combinan para formar al menos una única fuente de calentamiento por inducción, por lo que un objeto que ha de calentarse se calienta de manera inductiva por la al menos una única fuente de calentamiento por inducción.

Aparato de calentamiento por inducción y cocina de calentamiento por inducción provista con el mismo Campo de la técnica

La presente invención se refiere a aparatos de calentamiento por inducción para calentar de manera inductiva unos objetos que han de calentarse usando bobinas de calentamiento y, más en particular, se refiere a aparatos de calentamiento por inducción para calentar de manera inductiva unos recipientes fabricados de metales y similares, como los objetos que han de calentarse, usando una pluralidad de bobinas de calentamiento, y también se refiere a las cocinas de calentamiento por inducción que incluyen tales aparatos de calentamiento por inducción.

Antecedentes de la técnica

Se describirá una cocina de calentamiento por inducción común convencional, con referencia a los dibujos adjuntos. La figura 19A es una vista en sección transversal que ilustra una cocina de calentamiento por inducción convencional en un estado en el que esta está incorporada en un armario de un aparato de cocina. La figura 19B es una vista en planta que ilustra la cocina de calentamiento por inducción convencional que se ilustra en la figura 19A.

Tal como se ilustra en la figura 19A y la figura 19B, la cocina de calentamiento por inducción incluye un armario que está constituido por una placa de arriba con forma de placa plana 1 fabricada de un no metal tal como un vidrio resistente al calor, y una porción de alojamiento 8 que se proporciona por debajo de la placa de arriba 1. Un objeto que ha de calentarse, tal como un recipiente, se coloca en una posición previamente determinada (un área de calentamiento) sobre la placa de arriba 1 que ha de calentarse de manera inductiva.

En el interior de la porción de alojamiento 8, se colocan las bobinas de calentamiento 21, 22 y 23 para calentar de manera inductiva el objeto que ha de calentarse colocado sobre la placa de arriba 1, de tal modo que se interpone un espacio con un tamaño de aproximadamente 5 mm, entre las bobinas de calentamiento y la superficie posterior de la placa de arriba 1.

La cocina de calentamiento por inducción que se ilustra en la figura 19A y la figura 19B se provee con las tres bobinas de calentamiento 21, 22 y 23, de tal modo que la bobina de calentamiento izquierda 21 y la bobina de calentamiento derecha 22 están colocadas en un lado frontal, y la bobina de calentamiento central 23 se coloca en un lado trasero, a medio camino entre la bobina de calentamiento izquierda 21 y la bobina de calentamiento derecha 22. Además, la cocina de calentamiento por inducción que se ilustra en la vista en planta de la figura 19B está adaptada de tal modo que un usuario manipula esta cocina de calentamiento por inducción en un lado inferior en la figura, en la que las expresiones "izquierda", "derecha", "frontal" y "posterior" que se han mencionado en lo que antecede hacen referencia a unos lados izquierdo, derecho, frontal y posterior vistos desde el usuario.

En el interior de la porción de alojamiento 8, se coloca un asador 6 para realizar la cocción para pescado asado y similares, por debajo de la bobina de calentamiento izquierda 21. El asador 6 se provee, en el interior de del mismo, con un calentador de resistencia eléctrica, una parrilla y una placa de receptor.

Además, en el interior de la porción de alojamiento 8, a la derecha del asador 6, se proporciona un circuito inversor 5 para suministrar unas intensidades eléctricas de CA a las tres bobinas de calentamiento (la bobina de calentamiento izquierda 21, la bobina de calentamiento derecha 22 y la bobina de calentamiento central 23). El circuito inversor 5 está estructurado para incluir una pluralidad de placas de circuito inversor que están asociadas con las bobinas de calentamiento 21, 22 y 23 respectivas y, además, están colocadas en unas posiciones superior e inferior (consúltese la patente de Japón con Ne 361319 (literatura de patente 1), por ejemplo).

La figura 2 y la figura 21 son unas vistas en planta que ilustran las formas de las bobinas de calentamiento que se usan en las cocinas de calentamiento por inducción convencionales. El calentamiento por inducción está calentando un objeto que ha de calentarse a través de los flujos magnéticos que se generan por las intensidades eléctricas que se hace que fluyan a través de las bobinas de calentamiento y, por lo tanto, tiene el problema de la aparición de una irregularidad de calentamiento cuando hay un desequilibrio significativo de los flujos magnéticos.

La figura 2 ilustra una bobina de calentamiento 24 común convencional que está constituida por un hilo de bobina que se arrolla de forma continua en una forma espiral a unos intervalos regulares. La bobina de calentamiento 24 que se ilustra en la figura 2 tiene unas densidades de flujo magnético más bajas en una porción central (un área lateral de diámetro interior) y unas porciones exteriores (áreas laterales de diámetro exterior) de esta bobina de calentamiento de forma espiral 24 y tiene unas densidades de flujo magnético más altas en las áreas a medio camino entre las áreas laterales de diámetro interior y las áreas laterales de diámetro exterior, induciendo de ese modo una densidad de los flujos magnéticos. Para hacer frente a lo anterior, con el fin de suprimir tal densidad de los flujos magnéticos alrededor de las áreas a medio camino de las bobinas de calentamiento, se han sugerido estructuras para formar unas porciones de separación en las áreas a medio camino de las bobinas de calentamiento (consúltese el documento JP-A con Ne 25-353438 (literatura de patente 2), por ejemplo).

La figura 21 ilustra una bobina de calentamiento 25 que tiene una forma de devanado dividido que se provee con una porción de separación 26 que no incluye hilo de bobina alguno, en un área a medio camino de la bobina de calentamiento 25. Tal como se ilustra en la figura 21, debido a que la bobina de calentamiento 26 tiene la forma de devanado dividido que tiene la porción de separación 26 en su área a medio camino, es posible colocar un sensor de temperatura 33 para detectar la temperatura del recipiente como el objeto que ha de calentarse, en el área a medio camino de la bobina de calentamiento 25 en la que la temperatura del recipiente se eleva en mayor medida.

La figura 22 es un diagrama de circuitos que ilustra la estructura de un circuito inversor en una cocina de calentamiento por inducción convencional. Haciendo referencia a la figura 22, el circuito inversor está adaptado para introducir una intensidad eléctrica de CA en la bobina de calentamiento 3 para suministrar potencia eléctrica a la misma, de tal modo que el objeto que ha de calentarse 34 colocado sobre la placa de arriba genera unas corrientes parásitas para generar calor a partir de las mismas.

El circuito inversor está adaptado para convertir una corriente continua en una intensidad alterna de alta frecuencia a través de las operaciones de ENCENDIDO y de APAGADO de dos dispositivos de conmutación 31 y 32 y para suministrar esta al circuito resonante que incluye la bobina de calentamiento 3. El circuito inversor que se ilustra en la figura 22 tiene una estructura de circuito para hacer que fluya una intensidad eléctrica de CA de alta frecuencia a través de la bobina de calentamiento 3, que es una estructura de circuito de un circuito inversor común que se emplea en una cocina de calentamiento por inducción convencional.

Además, algunos aparatos de calentamiento por inducción convencionales están estructurados para incluir una pluralidad de áreas de calentamiento y para calentar de manera inductiva unos objetos que han de calentarse colocados en las áreas de calentamiento respectivas, a través de las bobinas de calentamiento colocadas por debajo de las áreas de calentamiento respectivas (consúltese la patente de Japón con Ne 2722738 (literatura de patente 3), por ejemplo). El aparato de calentamiento por inducción convencional que se divulga en la literatura de patente 3 incluye una pluralidad de circuitos resonantes que incluyen unas bobinas de calentamiento, en el que un único circuito inversor está conectado con la pluralidad de circuitos resonantes. En el aparato de calentamiento por inducción convencional que se divulga en la literatura de patente 3, los circuitos resonantes respectivos tienen unas frecuencias de resonancia diferentes y están adaptados para que se accionen al cambiar de entre la pluralidad de bobinas de calentamiento. Además, este aparato de calentamiento por inducción convencional está adaptado para controlar la relación entre las potencias eléctricas de calentamiento a partir de las bobinas de calentamiento respectivas, a través de la frecuencia de funcionamiento del circuito inversor.

Lista de citas

Literaturas... [Seguir leyendo]

1. Un aparato de calentamiento por inducción que comprende:

un circuito inversor (4) que incluye dos dispositivos de conmutación (46, 47) conectados en serie y emite una

señal de CA mediante el accionamiento de los dos dispositivos de conmutación (46, 47);

una porción de control (52) que acciona y controla los dos dispositivos de conmutación (46, 47); y

una pluralidad de circuitos resonantes (56, 57) cada uno de los cuales incluye un condensador resonante (5, 51)

respectivo y una bobina de calentamiento (48, 49) respectiva y conecta con un punto de conexión entre los dos

dispositivos de conmutación (46, 47) con el fin de suministrar de manera constante la señal de CA desde el

circuito inversor (4) hasta la pluralidad de bobinas de calentamiento (48, 49), caracterizado por que

la porción de control (52) acciona y controla la pluralidad de dispositivos de conmutación (46, 47), mediante el

uso, como un intervalo de funcionamiento, de un intervalo de frecuencias más alto que una frecuencia de

resonancia lo más alta, o un intervalo de frecuencias más bajo que una frecuencia de resonancia lo más baja, de

entre las frecuencias de resonancia respectivas de la pluralidad de circuitos resonantes, y

las bobinas de calentamiento (48, 49) respectivas en la pluralidad de circuitos resonantes se combinan para

formar al menos una única fuente de calentamiento por inducción, por lo que un objeto que ha de calentarse se

calienta de manera inductiva por la al menos una única fuente de calentamiento por inducción.

2. El aparato de calentamiento por inducción de acuerdo con la reivindicación 1, en el que

las bobinas de calentamiento (48, 49) y los condensadores resonantes (5, 51) en la pluralidad de circuitos resonantes están configurados para tener unas inductancias y unas capacidades, respectivamente, que están establecidas, de tal modo que el objeto que ha de calentarse se calienta de manera inductiva por la totalidad de las bobinas de calentamiento (48, 49) que forman la única fuente de calentamiento por inducción, en el intervalo de funcionamiento de los dispositivos de conmutación (46, 47).

3. El aparato de calentamiento por inducción de acuerdo con la reivindicación 1, en el que

la porción de control (52) está configurada para accionar y controlar los dispositivos de conmutación (46, 47), mediante el uso, como un intervalo de funcionamiento, de solo un intervalo de frecuencias más alto que la frecuencia de resonancia más alta de entre las frecuencias de resonancia respectivas de la pluralidad de circuitos resonantes.

4. El aparato de calentamiento por inducción de acuerdo con la reivindicación 3, en el que

un circuito de amortiguamiento (53) está conectado, en paralelo, con los circuitos resonantes.

5. El aparato de calentamiento por inducción de acuerdo con la reivindicación 1, en el que

la porción de control (52) está configurada para accionar y controlar los dispositivos de conmutación (46, 47), mediante el uso, como un intervalo de funcionamiento, de solo un intervalo de frecuencias más bajo que la frecuencia de resonancia más baja de entre las frecuencias de resonancia respectivas de la pluralidad de circuitos resonantes.

6. El aparato de calentamiento por inducción de acuerdo con la reivindicación 5, en el que

Un inductor está conectado, en serie, con los dos dispositivos de conmutación (46, 47), por lo que se da lugar a que los dos dispositivos de conmutación (46, 47) realicen una operación de conmutación suave de tal modo que una fase de una intensidad eléctrica va adelantada con respecto a una fase de una tensión.

7. El aparato de calentamiento por inducción de acuerdo con la reivindicación 1, en el que

las frecuencias de resonancia respectivas de la pluralidad de circuitos resonantes están establecidas para tener unos valores diferentes, con las inductancias de las bobinas de calentamiento (48, 49) y las capacidades de los condensadores resonantes (5, 51).

8. El aparato de calentamiento por inducción de acuerdo con la reivindicación 7, en el que

en la pluralidad de circuitos resonantes, la frecuencia de resonancia del circuito resonante que incluye la bobina de calentamiento en la que se introduce una potencia eléctrica más grande está establecida para que sea más alta que la frecuencia de resonancia del circuito resonante que incluye la bobina de calentamiento en la que se introduce una potencia eléctrica más pequeña.

9. El aparato de calentamiento por inducción de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que

la relación entre las potencias eléctricas que se introducen en la pluralidad de bobinas de calentamiento (48, 49) que forman una única fuente de calentamiento por inducción es una relación coincidente con las áreas respectivas de la pluralidad de bobinas de calentamiento (48, 49) que están orientadas hacia el objeto que ha de calentarse.

1. El aparato de calentamiento por inducción de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que

la relación entre los valores de las intensidades eléctricas que se hace que fluyan a través de la pluralidad de bobinas de calentamiento (48, 49) que forman una única fuente de calentamiento por inducción es una relación coincidente con las áreas en sección transversal de unos hilos de bobina respectivos que forman la pluralidad de bobinas de calentamiento que son ortogonales con respecto a una dirección en la que una intensidad eléctrica fluye a través de los hilos de bobina.

11. El aparato de calentamiento por inducción de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 1, en el que

la pluralidad de bobinas de calentamiento (48, 49) que forman una única fuente de calentamiento por inducción están colocadas en el mismo plano.

12. El aparato de calentamiento por inducción de acuerdo con la reivindicación 3, en el que

la pluralidad de bobinas de calentamiento (48, 49) que forman una única fuente de calentamiento por inducción están colocadas de manera concéntrica y están conformadas para tener unas formas de bobina respectivas que tienen unos diámetros diferentes.

13. Una cocina de calentamiento por inducción que comprende:

una placa de arriba para colocar un objeto que ha de calentarse sobre la misma; y

el aparato de calentamiento por inducción de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en el que una pluralidad de bobinas de calentamiento (48, 49) como una fuente de calentamiento por inducción están colocadas por debajo de la placa de arriba.

14. La cocina de calentamiento por inducción de acuerdo con la reivindicación 13, en la que

la placa de arriba tiene una pluralidad de áreas de calentamiento para colocar el objeto que ha de calentarse sobre las mismas, y

el aparato de calentamiento por inducción se proporciona como una fuente de calentamiento por inducción para por lo menos una única área de calentamiento, de entre la pluralidad de áreas de calentamiento.