Procedimiento y dispositivo para la supervisión térmica de un recipiente de cocción calentable por inducción.

Procedimiento para la supervisión térmica de un recipiente de cocción calentable por inducción a través de lasupervisión de la frecuencia (f),

influenciada por el recipiente de cocción, de la corriente alterna (I) que provoca elcalentamiento inductivo, general:

a) en el que se realiza la supervisión de temperaturas (T) a través de la asociación de frecuencias (f) o derelaciones de frecuencias (f/f-inicio) predeterminadas a temperaturas (T) predeterminadas o a la inversa,caracterizado porque

b) se realiza la supervisión de modificaciones repentinas de la curva de la temperatura en función del tiempo(T(t)) como supervisión de modificaciones repentinas de la relación de la frecuencia con relación al tiempo(f(t)) y

c) se mide la frecuencia (f) cuando la tensión de la red tiene su máximo.

Procedimiento y dispositivo para la supervisión térmica de un recipiente de cocción calentable por inducción La invención se refiere a un procedimiento y a un dispositivo para la supervisión térmica de un recipiente de cocción calentable por inducción.

Las superficies de cocción por inducción poseen superficies vitrocerámicas para la recepción de los recipientes de cocción y bobinas de inducción dispuestas debajo para su calentamiento. A las bobinas de inducción se alimenta una corriente alterna en el intervalo de frecuencias desde aproximadamente 15 kHz hasta 80 KHz, en particular desde aproximadamente 20 kHz hasta 60 kHz. Los campos alternos que resultan de esta manera generan en fondos ferromagnéticos de los recipientes de cocción unas corrientes parásitas que conducen al desarrollo de calor. Su supervisión se realiza a través de sistemas de sensores, que son costosos y/o inertes.

El documento US 3.781.506 se refiere a un dispositivo de cocción por inducción, que está equipado para medir y regular la temperatura de la vajilla de cocción. Se describen un circuito de control de la temperatura y un método sin contacto para la medición de la temperatura de un objeto calentado por inducción, sobre la base de la detección de parámetros eléctricos del circuito de potencia, que suministra energía a la bobina de calentamiento por inducción.

El documento US 5.477.035 se refiere a un método de regulación de la temperatura de calentamiento en aparatos calefactores por inducción de alta frecuencia y a un dispositivo par la regulación de la temperatura del calentamiento por inducción de alta presión, en particular a un método de regulación y a un dispositivo, que son adecuados para regular exactamente una temperatura de calentamiento en un objeto a calentar, cuando se utiliza una bobina de calentamiento por inducción de alta frecuencia, para calentar el objeto por medio de inducción de alta frecuencia.

El documento EP 0 806 887 A1 se refiere a un procedimiento para la detección del punto de cocción del producto de cocción en un recipiente colocado sobre un campo de cocción con la ayuda de al menos un sensor de temperatura asociado al campo de cocción, en el que se sigue la curva temporal de la temperatura del al menos un sensor de temperatura y se reconoce como punto de cocción un punto de inflexión en esta curva de la temperatura.

El documento DE 101 22 427 A1 se refiere a un procedimiento para la limitación y/o control de la temperatura de la superficie de un campo de cocción calentado a través de una fuente de energía, provisto con un limitador de la temperatura, en particular, en particular de un campo de cocción con una superficie de cocción de vitrocerámica, en el que la temperatura de conmutación del limitador de temperatura se modifica de acuerdo con un perfil predeterminado de la temperatura de conmutación y del tiempo durante el proceso de cocción.

El documento DE 199 06 115 C1 se refiere a un procedimiento para la detección de la cocción en vacío de vajilla en campos de cocción con una superficie de cocción de vitrocerámica, que presenta al menos una zona de cocción, a la que está asociado un cuerpo de calentamiento, cuya alimentación de energía se regula a través de órganos de regulación y de control, y en la que se detecta operativamente la temperatura o una magnitud derivada de ella como señal (señal de la temperatura) y se limita por medio de un limitador de protección de la temperatura con temperatura de desconexión regulable.

La invención tiene el cometido de crear un procedimiento y un dispositivo para la supervisión térmica de un recipiente de cocción calentable por inducción, que trabajan de una manera sencilla y libre de inercia.

De acuerdo con la invención, este cometido se soluciona por medio de las características de las reivindicaciones 1 y

11. Las configuraciones ventajosas se deducen a partir de las reivindicaciones dependientes.

En lo que se refiere al procedimiento, la supervisión térmica del recipiente de cocción calentable por inducción se realiza a través de la supervisión de la frecuencia (f) de la corriente alterna (I) que provoca el calentamiento inductivo.

Las ventajas son las siguientes:

-La supervisión térmica de acuerdo con la invención (por ejemplo, para calentamientos excesivos) está libre de inercia. Mientras que de acuerdo con el estado de la técnica puede suceder que se produzca un calentamiento excesivo del recipiente de cocción o incluso un fuego, antes de que se desconecte la zona de cocción a través de una solución de supervisión demasiado lenta, la solución de acuerdo con la invención reacciona mucho más rápidamente, es decir, que suministra una respuesta más rápida.

-La temperatura se mide y se calcula de acuerdo con la invención directamente en el fondo del recipiente de cocción cerca del producto de cocción, mientras que de acuerdo con el estado de la técnica, la medición tiene lugar en otro sitio, y se estima la temperatura.

-No es necesario ningún canal de transmisión separado para datos de medición desde el recipiente de

cocción hacia la cubeta de cocción.

-Tampoco es necesario un sensor separado u otro hardware separado, puesto que está implementado normalmente ya en la tarjeta de potencia del inversor, es decir, que los costes adicionales son muy reducidos.

La supervisión de modificaciones repentinas de la curva de la temperatura en función del tiempo (T (t) ) se realiza como supervisión de modificaciones repentinas de la curva de la frecuencia en función del tiempo (f (t) ) .

Se realiza la supervisión de temperaturas (T) , en particular absolutas, a través de la asociación de frecuencias (f) y/o de relaciones de frecuencias (f/f-inicio) a temperaturas (T) predeterminadas o a la inversa.

De manera correspondiente, con preferencia la supervisión de la ebullición de un producto de cocción que se encuentra en el recipiente de cocción y/o de la cocción en vacío del recipiente de cocción o bien la cocción seca del producto de cocción que se encuentra dentro se realiza como supervisión de la curva de la frecuencia en función del tiempo (f (t) ) para detectar modificaciones repentinas predeterminadas o modificaciones predeterminadas o valores absolutos de la primera derivada (f’ (t) ) de la curva de la frecuencia en función del tiempo (f (t) ) .

La supervisión de la ebullición se realiza especialmente como supervisión

-de una modificación repentina predeterminada de la curva de la frecuencia en función del tiempo (f (t) ) a partir de la dirección de una frecuencia (f) que cae esencialmente lineal en la dirección de una frecuencia (f) esencialmente constante y/o

-de una modificación predeterminada de la primera derivada (f’ (t) ) de la curva de la frecuencia en función del tiempo (f (t) ) a partir de la dirección de un valor negativo en la dirección de un valor de aproximadamente cero y/o

-de un valor predeterminado de la primera derivada (f’ (t) ) de la curva de la frecuencia en función del tiempo (f (t) ) .

La corriente alterna (I) o bien la potencia (P) correspondiente se reduce especialmente a un valor predeterminado, cuando durante esta supervisión se han calculado una o varias modificaciones, que coinciden con una o varios modificaciones predeterminadas.

La supervisión de la cocción en vacío o bien de la cocción en seco se realiza especialmente como supervisión

-de una modificación repentina predeterminada de la curva de la frecuencia en función del tiempo (f (t) ) a partir de la dirección de una frecuencia (f) esencialmente constante en la dirección de una frecuencia (f) que cae esencialmente lineal (f) y/o

-de una modificación predeterminada de la primera derivada (f’ (t) ) de la curva de la frecuencia en función del tiempo (f (t) ) a partir de la dirección de un valor de aproximadamente cero en la dirección de un valor negativo y/o

-de un valor predeterminado de la primera derivada (f’ (t) ) de la curva de la frecuencia en función del tiempo (f (t) ) .

La corriente alterna (I) o bien la potencia (P) correspondiente se desconectan en particular cuando durante esta supervisión se han calculado una o varias modificaciones, que coinciden con una o varias modificaciones predeterminadas.

La (s) modificación (es) repentina (s) de la curva de la frecuencia en función del tiempo (f (t) ) se encuentra (n) con preferencia en o inmediatamente después de la transición desde la curva de la frecuencia descendente (f (t) ) a la curva de la frecuencia constante (f (t) ) y/o desde la curva de la frecuencia constante (f (t) ) a la curva... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la supervisión térmica de un recipiente de cocción calentable por inducción a través de la supervisión de la frecuencia (f) , influenciada por el recipiente de cocción, de la corriente alterna (I) que provoca el calentamiento inductivo, general:

a) en el que se realiza la supervisión de temperaturas (T) a través de la asociación de frecuencias (f) o de relaciones de frecuencias (f/f-inicio) predeterminadas a temperaturas (T) predeterminadas o a la inversa,

caracterizado porque b) se realiza la supervisión de modificaciones repentinas de la curva de la temperatura en función del tiempo (T (t) ) como supervisión de modificaciones repentinas de la relación de la frecuencia con relación al tiempo 10 (f (t) ) y

c) se mide la frecuencia (f) cuando la tensión de la red tiene su máximo.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que a) se realiza la supervisión de la ebullición o bien de la cocción de un producto de cocción que se encuentra en el recipiente de cocción o la supervisión de la cocción en vacío del recipiente de cocción o bien la cocción en seco del producto de cocción que se encuentra en él como supervisión de modificaciones repentinas predeterminadas de la curva de la frecuencia con relación al tiempo (f (t) ) o de modificaciones predeterminadas o valores absolutos de la primera derivada (f’ (t) ) de la curva de la frecuencia en función del tiempo (f (t) ) ,

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 2, en el que a) se realiza la supervisión de la ebullición o bien de la cocción como supervisión de una modificación repentina predeterminada de la curva de la frecuencia en función del tiempo (f (t) ) a partir de la dirección de una frecuencia descendente lineal (f) en dirección a una frecuencia constante (f) o a una modificación predeterminada de la primera derivada (f’ (t) ) de la curva de la frecuencia en función del tiempo (f (t) ) a partir de la dirección de un valor negativo en la dirección de un valor de cero o de un valor predeterminado de la primera derivada (f’ (t) ) de la curva de la frecuencia en función del tiempo (f (t) ) , o en el que b) se realiza la supervisión de la cocción en vacío o bien de la cocción en seco como supervisión de una modificación repentina predeterminada de la curva de la frecuencia en función del tiempo (f (t) ) a partir de la dirección de una frecuencia constante (f) en la dirección de una frecuencia descendente lineal (f) o de una modificación predeterminada de la primera derivada (f’ (t) ) de la curva de la frecuencia en función del tiempo (f (t) ) a partir de la dirección de un valor de cero en la dirección de un valor negativo o de un valor predeterminado de la primera derivada (f’ (t) ) de la curva de la frecuencia en función del tiempo (f (t) ) .

4. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 2 ó 3, en el que la (s) modificación (es) predeterminada (s) de la curva de la frecuencia en función del tiempo (f (t) ) se encuentra (n) con preferencia en o inmediatamente después de la transición desde la curva de la frecuencia descendente (f (t) ) a la curva de la frecuencia constante (f (t) ) y/o desde la curva de la frecuencia constante (f (t) ) a la curva de la frecuencia descendente (f (t) .

5. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 2 a 4, en el que la corriente alterna (I) o bien la potencia (P) correspondiente se reducen a un valor predeterminado, en particular se desconecta cuando durante la supervisión se han determinado una o varias modificaciones, que coinciden con una o varias modificaciones predeterminadas.

4.

6. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que la asociación de las frecuencias (f) o de las relaciones de frecuencia (f/f-inicio) a las temperaturas (T) se realiza con preferencia en función de propiedades predeterminadas, en particular propiedades del material, del recipiente de cocción, que son predeterminadas especialmente para la utilización o que son consultadas por el usuario o en el que la asociación de las frecuencias (f) o de las relaciones de frecuencia (f/f-inicio) a las temperaturas (T) se realiza en función de 45 potencias (P) predeterminadas.

7. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que en el supuesto de que el recipiente de cocción se encuentre al principio a temperatura ambiente (T-inicio) , a la que está asociada una frecuencia inicial (f-inicio) , se expresa el valor de medición como frecuencia relativa (f-rel) como cociente (f/f-inicio) de la frecuencia (f) y de la frecuencia inicial (f-inicial) , en el que se pueden evitar especialmente las desviaciones 50 entre diferentes recipientes de cocción en virtud del nivel relativo de la frecuencia, en el que especialmente el valor de la frecuencia relativa (f-rel) para 250ºC está aproximadamente en 0, 83 para un registro amplio de recipientes de cocción, que se pueden recomendar al usuario en el caso de utilización de este método, en el que se predeterminan especialmente las propiedades del recipiente de cocción para la utilización o se consultan por el usuario.

8. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que la temperatura del recipiente de cocción se regula especialmente a un valor deseado o bien se mantiene en un valor deseado, de manera que

-se supervisa la frecuencia (f) continuamente,

- se asocia una temperatura (T) continuamente a la frecuencia (f) y/o a la relación de la frecuencia (f/f-inicio) en función de la potencia (P) asociada actualmente y en función del recipiente de cocción asociado actualmente,

-se calcula continuamente una desviación entre la temperatura (T) asociada y la temperatura deseada y

-se selecciona de acuerdo con la desviación una de las potencias asociables.

9. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores con al menos una de las otras características siguientes:

-la temperatura se mide y se calcula directamente en el fondo del recipiente de cocción cerca del producto de cocción,

-no está previsto ningún canal de transmisión separado para datos de medición desde el recipiente de 15 cocción hacia la cubeta de cocción,

-el procedimiento se utiliza para la supervisión y control del proceso de cocción en un recipiente de cocción calentable por inducción, en el que durante la cocción se detectan y se evalúan las temperaturas o las modificaciones de la temperatura como frecuencias o modificaciones de la frecuencia de una corriente alterna que provoca el calentamiento inductivo, para señalizar o influir sobre la temperatura del recipiente

de cocción,

-se mide la corriente de las bobinas (I) por medio de un convertidor de corriente 7, siendo modulada la frecuencia de oscilación (f) desde típicamente 20 hasta 60 kHz con la alimentación de la corriente de la red rectificada y conduciendo esta señal a un circuito de frecuencia (3) , que analiza la señal y determina la frecuencia de oscilación (f) ,

- la frecuencia de funcionamiento del inversor de inducción 5 se mueve especialmente en el intervalo entre 20 y 60 kHz, en función del nivel de la potencia y de la frecuencia f (es decir, la inversión de la duración de los periodos de un ciclo) varía también sobre el periodo de las curvas sinusoidales rectificadas,

-para procesos de cocción en seco lentos (producción de cocción con poco o medio contenido de agua) , la temperatura (T) no se eleva tan rápidamente y se utiliza el nivel estable de la frecuencia durante la

ebullición (cocción) como nivel de referencia, para realizar una calibración con relación a 100ºC y cuando el agua se ha escapado, cae la frecuencia, y la potencia de la zona de cocción se desconecta a un valor relativo (f1) determinado con relación a 100ºC,

-durante la regulación de la temperatura de una sartén o de una olla a temperatura constante de acuerdo con una regulación del usuario N (en particular, utilizada para freír en sartén, asar y freír en aceite) se utiliza 35 un número de niveles de potencia y a tal fin se emplean curvas de calibración f (T, P) para la utilización de

niveles de potencia previstos.

10. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores con al menos una de las otras características siguientes:

-a frecuencias o relaciones de frecuencia o modificaciones de la frecuencia o curvas de la frecuencia o a sus 40 primeras derivadas se asocian temperaturas o relaciones de la temperatura o modificaciones de la temperatura o curvas de la temperatura o sus primeras derivadas o a la inversa,

-detección de la ebullición: la potencia se reduce libre de inercia a un nivel predeterminado o se desconecta, cuando el contenido del recipiente de cocción hierve o bien cuece. La detección rápida de la ebullición funciona también como protección contra la cocción excesiva.

-detección de la cocción en vacío o cocción en seco: la potencia se desconecta libre de inercia cuando el agua se escapa del recipiente de cocción o la temperatura del recipiente de cocción es demasiado alta. Se evita el fuego y los daños del recipiente.

11. Dispositivo para la supervisión térmica de un recipiente de cocción calentable por inducción y para la realización del procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 10, con a) primeros medios (4, 5) para la preparación de una corriente alterna (I) que proporciona el calentamiento inductivo,

b) segundos medios (3) para la determinación de la frecuencia (f) de la corriente alterna (I) influenciada por el 5 recipiente de cocción (8) y

c) terceros medios (2) para la señalización o control de la temperatura (T) del recipiente de cocción (8) en función de la frecuencia (f) de la corriente alterna (I)

caracterizado porque d) los terceros medios (2) presentan primeros medios de memoria, con los que se pueden registrar

modificaciones repentinas predeterminadas de las curvas de la frecuencia en función del tiempo (f (t) ) o modificaciones predeterminadas de las primeras derivadas (f’ (t) ) de curvas de la frecuencia en función del tiempo (f (t) ) , que representan como datos de referencia especialmente una ebullición o bien una cocción de un producto de cocción que se encuentra en el recipiente de cocción (8) o representan una cocción en vacío del recipiente de cocción (8) o bien una cocción en seco del producto de cocción que se encuentra en él, y porque e) los terceros medios (2) presentan segundos medios de memoria, con los que se pueden registrar curvas de la frecuencia y de la temperatura (f (T) ) predeterminadas o curvas de la relación de la frecuencia y de la temperatura (f/d-inicio (T) ) , en particular según la propiedad del recipiente de cocción o la potencia.

12. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 11, en el que a los terceros medios (2) están asociados medios de entrada (1) , con los que el usuario puede introducir temperaturas (T) o programas deseados, en particular programas de cocción que contienen temperaturas (T) , o potencias (P) o recipientes de cocción (8) o bien sus propiedades.

13. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 11 ó 12, en el que los terceros medios (2) presentan especialmente medios de cálculo, con los que se pueden calcular las frecuencias (f) calculadas con los segundos medios (3) y los 25 datos registrados en los primeros y segundos medios de memoria e introducidos con los medios de entrada (1) para obtener corrientes alternas (I) o bien potencias (P) correspondientes, que influyen sobre la temperatura (T) del recipiente de cocción (8) de acuerdo con los datos introducidos o registrados, en el que especialmente la influencia de la temperatura (T) puede consiste en su reducción predeterminada durante la ebullición calculada o cocción en vacío o bien cocción en seco determinadas o en su ajuste o bien mantenimiento de acuerdo con datos introducidos por el usuario.

14. Aparato de cocción con al menos un dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 11 a 13.