CAMPO DE COCCIÓN CON UNA PLURALIDAD DE ELEMENTOS DE CALENTAMIENTO.

La invención se refiere a un campo de cocción, en especial un campo de cocción por inducción,

con una pluralidad de elementos de calentamiento (10) y una unidad de suministro de corriente (12) para generar una corriente de calentamiento para accionar los elementos de calentamiento (10), donde una conexión entre la unidad de suministro de corriente (12) y al menos uno de los elementos de calentamiento (10) puede ser establecida e interrumpida mediante al menos un interruptor (14).Para posibilitar un mando preciso de los elementos de calentamiento (10), se propone que el interruptor (14) esté configurado como interruptor semiconductor unipolar, bidireccional

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P200803709.

Solicitante: BSH ELECTRODOMESTICOS ESPAÑA S.A..

Nacionalidad solicitante: España.

Provincia: ZARAGOZA.

Inventor/es: GARDE ARANDA,IGNACIO, LLORENTE GIL,SERGIO, BURDIO PINILLA,JOSE MIGUEL, MILLAN SERRANO,IGNACIO, LUCIA GIL,ÓSCAR, PUYAL PUENTE,DIEGO, BERNAL RUIZ,CARLOS.

Fecha de Solicitud: 19 de Diciembre de 2008.

Fecha de Publicación: .

Fecha de Concesión: 13 de Febrero de 2012.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • F24C15/10C4
  • H05B6/12A

Clasificación PCT:

  • F24C7/08 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F24 CALEFACCION; HORNILLAS; VENTILACION.F24C OTRAS ESTUFAS U HORNILLAS DE USO DOMESTICO; DETALLES DE LAS ESTUFAS U HORNILLAS DE USO DOMESTICO, DE APLICACION GENERAL (estufas-radiadores del tipo de circulación de fluido F24H). › F24C 7/00 Estufas u hornillas calentadas por electricidad (elementos o dispositivos eléctricos de los circuitos de calefacción H05B). › Disposición o montaje de los dispositivos de control o de seguridad (relés H01H; dispositivos de circuitos para calentamiento eléctrico H05B).
  • H05B1/02 SECCION H — ELECTRICIDAD.H05 TECNICAS ELECTRICAS NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR.H05B CALEFACCION ELECTRICA; ALUMBRADO ELECTRICO NO PREVISTO EN OTRO LUGAR.H05B 1/00 Detalles de los dispositivos de calefacción. › Disposiciones de conmutación automática especialmente adaptadas a los aparatos de calefacción (conmutadores accionados térmicamente H01H 37/00).
  • H05B6/12 H05B […] › H05B 6/00 Calefacción por campos eléctricos, magnéticos o electromagnéticos (terapia de radiación de microondas A61N 5/02). › Dispositivos para la cocción.

PDF original: ES-2355453_B1.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Campo de cocción con una pluralidad de elementos de calentamiento. La invención parte de un campo de cocción con una pluralidad de elementos de calentamiento según el concepto general de la reivindicación 1. A partir de la EP 0 971 562 B1 es conocido un campo de cocción con varios elementos de calentamiento y una unidad de suministro de corriente para generar una corriente de calentamiento. La corriente de calentamiento es una corriente alterna de alta frecuencia para accionar los elementos de calentamiento configurados como inductores. La corriente alterna en los inductores genera un campo magnético cambiante, el cual, por su parte, genera corrientes en remolino en una base de olla de cocción colocada sobre el campo de cocción. Los elementos de calentamiento y la unidad de suministro de corriente pueden ser conectados por medio de un interruptor en un circuito de corriente cerrado, o bien, esta conexión puede ser interrumpida mediante la abertura del interruptor. El interruptor es un sencillo relé electromecánico, que sólo debe ser accionado para adaptar una zona de calentamiento a diferentes tamaños de olla de cocción. En este caso, se producen ruidos que, no obstante, apenas son molestos debido a la escasa frecuencia de tal adaptación. No obstante, en los campos de cocción con un gran número de elementos de calentamiento, puede ser ventajoso por motivos de costes accionar al menos en ciertas situaciones varias zonas de calentamiento y/o elementos de calentamiento con una única unidad de suministro de corriente. Sin embargo, para posibilitar un mando independiente de la potencia de las zonas de calentamiento, o bien, elementos de calentamiento, las zonas de calentamiento o elementos de calentamiento pueden ser accionados en un funcionamiento temporizado en fases alternantes o que se solapen, cuya relación de duración pueda ser escogida según la relación de las potencias de calentamiento teóricas deseadas. No obstante, para la realización de un mando de la densidad del impulso de tal tipo son necesarios procesos de conmutación con una frecuencia de conmutación elevada, que no son alcanzables con relés electromecánicos, o conducen a un desarrollo de ruidos molesto. La invención se basa en especial en la tarea de poner a disposición un campo de cocción con el que se pueda llevar a cabo fácilmente y con poco ruido un mando de la densidad del impulso de alta frecuencia de varias zonas de calentamiento. La tarea se resuelve en especial mediante un campo de cocción con las características de la reivindicación 1 independiente. De las reivindicaciones secundarias se extraen configuraciones y perfeccionamientos ventajosos de la invención. La invención parte de un campo de cocción, en especial un campo de cocción por inducción, con una pluralidad de elementos de calentamiento y una unidad de suministro de corriente para generar una corriente de calentamiento, con la que son accionados los elementos de calentamiento. Una conexión entre la unidad de suministro de corriente y al menos uno de los elementos de calentamiento puede ser establecida e interrumpida mediante al menos un interruptor. Se propone que el interruptor esté configurado como interruptor semiconductor unipolar, bidireccional. Mediante la utilización de un interruptor semiconductor se pueden realizar procesos de conexión rápidos sin desarrollo de ruido. Mediante la utilización de un interruptor semiconductor unipolar, bidireccional, se puede reducir el número de señales de mando necesarias para dirigir el interruptor semiconductor. De este modo, se puede llevar a cabo un mando flexible de la densidad del impulso sin circuitos excitadores costosos para accionar los interruptores. Debido al tiempo de reacción de los inductores rápido en comparación con los elementos de calentamiento por radiación, las ventajas del mando de la densidad del impulso de alta frecuencia son especialmente efectivas en relación con campos de cocción por inducción. Un funcionamiento en paralelo de varios elementos de calentamiento se puede llevar a cabo si el interruptor conecta simultáneamente varios elementos de calentamiento con la unidad de suministro de corriente. El interruptor puede comprender en especial un transistor bipolar y un diodo conectado en paralelo con respecto al transistor bipolar. En una configuración alternativa de la invención, el interruptor semiconductor unipolar, bidireccional puede estar formado por un MOSFET (transistor de efecto de campo metal-óxido semiconductor), cuyo diodo de base pueda utilizarse como diodo de marcha libre para una dirección de la corriente. La unidad de suministro de corriente puede contener en especial uno o varios inversores que comprendan al menos otro interruptor semiconductor unipolar, bidireccional. En especial, se pueden formar inversores de semipuente de dos interruptores semiconductores unipolares, bidireccionales. Según otra configuración de la invención, se propone que varios elementos de calentamiento presenten una conexión común con la unidad de suministro de corriente, y que cada uno de los elementos de calentamiento esté conectado en serie con un interruptor semiconductor unipolar, bidireccional. Mediante la conexión en paralelo de los elementos de calentamiento, se puede posibilitar un funcionamiento en paralelo de los elementos de calentamiento. Mediante la conexión en serie de los inversores semiconductores, se puede posibilitar un reflujo de energía almacenada en un elemento de calentamiento a través de otro elemento de calentamiento. 2 ES 2 355 453 A1 En una configuración especialmente ventajosa de la invención, una unidad de mando del campo de cocción está configurada para, al abrir uno de los interruptores semiconductores, cerrar otro de los interruptores semiconductores conectados en paralelo, para conducir energía que esté almacenada en uno de los elementos de calentamiento al elemento de calentamiento dispuesto en paralelo. Si la unidad de mando está configurada además para dirigir la unidad de suministro de corriente en un procedimiento de modulación de la densidad del impulso de alta frecuencia de tal modo que una potencia de calentamiento total sea distribuida en una distribución predeterminada entre los elementos de calentamiento, se puede posibilitar una distribución precisa de la potencia de calentamiento también con pocas unidades de suministro de corriente independientes. La modulación de la densidad del impulso de alta frecuencia prevé que diferentes elementos de calentamiento sean activados en diferentes fases, descritas mediante impulsos. Por lo tanto, una densidad de impulso media es una medida para una potencia de calentamiento de los elementos de calentamiento. Se puede evitar un zumbido audible del campo de cocción sí una frecuencia de conmutación utilizada en el procedimiento de modulación de la densidad del impulso de alta frecuencia asciende al menos a 20 kHz. En una configuración especialmente ventajosa de la invención, se propone que la unidad de mando esté configurada para, dentro de una fase en la cual la unidad de suministro de corriente suministre una corriente de calentamiento con una polaridad, activar varios elementos de calentamiento en diferentes momentos. La activación puede tener lugar siendo cerrados uno tras otro los interruptores semiconductores unipolares, bidireccionales, asignados a los elementos de calentamiento. Al final de la fase, la corriente de calentamiento tiene un paso por cero, de modo que los interruptores son abiertos automáticamente debido a su naturaleza unipolar. Como abrir un interruptor, en este contexto se denomina el interrumpir una conexión conductora entre una entrada y una salida y, como cerrar, el establecer una conexión conductora de tal tipo. Otras ventajas se extraen de la siguiente descripción de las figuras. Las figuras y la siguiente descripción representan ejemplos de realización de la invención, que son relativos a combinaciones especiales de características ventajosas de la invención. El experto en la materia considerará las características también por separado, y las reunirá en otras combinaciones razonables que estén adaptadas a un propósito de utilización específico. Muestran: Fig. 1 un campo de cocción con varios elementos de calentamiento, una unidad de suministro de corriente y una disposición de conexión, Fig. 2 una representación esquemática de una estructura de un campo de cocción según la figura 1, Fig. 3 otra representación de la estructura de un campo de cocción según las figuras 1 y 2, Fig. 4 la estructura de un campo de cocción según una configuración alternativa de la invención, Fig. 5 la estructura de un campo de cocción según otra configuración alternativa de la invención, Fig. 6 la estructura de un campo de cocción según otra configuración alternativa de la invención con dos grupos de elementos de calentamiento... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Campo de cocción, en especial campo de cocción por inducción, con una pluralidad de elementos de calentamiento (10) y una unidad de suministro de corriente (12) para generar una corriente de calentamiento para accionar los elementos de calentamiento (10), donde una conexión entre la unidad de suministro de corriente (12) y al menos uno de los elementos de calentamiento (10) puede ser establecida e interrumpida mediante al menos un interruptor (14), caracterizado porque el interruptor (14) está configurado como interruptor semiconductor unipolar, bidireccional. 2. Campo de cocción según la reivindicación 1, caracterizado porque el interruptor (14) conecta simultáneamente varios elementos de calentamiento (10) con la unidad de suministro de corriente (12). 3. Campo de cocción según una de las reivindicaciones enunciadas anteriormente, caracterizado porque el interruptor (14) comprende un transistor (16) bipolar y un diodo (18) conectado en paralelo con respecto al transistor (16) bipolar. 4. Campo de cocción según una de las reivindicaciones enunciadas anteriormente, caracterizado porque la unidad de suministro de corriente (12) contiene un inversor (20), que comprende al menos otro interruptor semiconductor (22) unipolar, bidireccional. 5. Campo de cocción según una de las reivindicaciones enunciadas anteriormente, caracterizado porque varios elementos de calentamiento (10) presentan una conexión común con la unidad de suministro de corriente (12), y cada uno está conectado en serie con cada vez un interruptor semiconductor (14) unipolar, bidireccional. 6. Campo de cocción según la reivindicación 5, caracterizado por una unidad de mando (24), que está configurada para, al abrir uno de los interruptores semiconductores, cerrar automáticamente otro de los interruptores semiconductores conectados en paralelo, para conducir energía que está almacenada en uno de los elementos de calentamiento (10) al elemento de calentamiento (10) dispuesto en paralelo. 7. Campo de cocción según una de las reivindicaciones enunciadas anteriormente, caracterizado por una unidad de mando (24) que está configurada para dirigir la unidad de suministro de corriente (12) en un procedimiento de modulación de la densidad del impulso de alta frecuencia, de tal modo que una potencia de calentamiento total es distribuida en una distribución predeterminada entre los elementos de calentamiento (10). 8. Campo de cocción según la reivindicación 7, caracterizado porque una frecuencia de conmutación utilizada en el procedimiento de modulación de la densidad del impulso de alta frecuencia asciende al menos a 20 kHz. 9. Campo de cocción según una de las reivindicaciones enunciadas anteriormente, caracterizado porque la unidad de mando (24) está configurada para, dentro de una fase en la cual la unidad de suministro de corriente (12) suministra una corriente de calentamiento con una polaridad, activar varios elementos de calentamiento (10) en diferentes momentos, siendo cerrados uno tras otro los interruptores semiconductores (14) unipolares, bidireccionales, asignados a los elementos de calentamiento (10). 7 ES 2 355 453 A1 8 ES 2 355 453 A1 9 ES 2 355 453 A1 ES 2 355 453 A1 11 ES 2 355 453 A1 12 ES 2 355 453 A1 13 OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS ESPAÑA

 

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