ES2366514B1 - Dispositivo para colocar sobre un campo de cocción por inducción. - Google Patents

Dispositivo para colocar sobre un campo de cocción por inducción. Download PDF

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Abstract

Dispositivo para colocar sobre un campo de cocción por inducción.#La invención parte de un dispositivo con un lado inferior (20) para colocar sobre un campo de cocción por inducción y con un lado superior (24) para colocar un elemento de batería de cocción (26), así como con una bobina de inducción inferior (28) dispuesta en la cercanía del lado inferior (20) para el acoplamiento inductivo a una bobina de inducción de campo de cocción (12) del campo de cocción por inducción. Para hacer un campo de cocción por inducción utilizable de manera más flexible mediante el dispositivo, se propone proveer el dispositivo de una bobina de inducción superior (30) para generar corrientes de inducción en el elemento de batería de cocción (26), que esté conectada con la bobina de inducción inferior (28).

Description

Dispositivo para colocar sobre un campo de cocción por inducción.
La invención se refiere a un dispositivo con un lado inferior para colocar sobre un campo de cocción por inducción según el concepto general de la reivindicación 1.
A partir de la US 3,761,668 es conocido un campo de cocción por inducción con una pieza accesoria colocable sobre el campo de cocción por inducción. En un lado inferior de la pieza accesoria está dispuesta una bobina de inducción, que está acoplada inductivamente a una bobina de inducción de campo de cocción dispuesta debajo de la placa de cubierta del campo de cocción por inducción, y obtiene energía de esta bobina de inducción de campo de cocción.
Esta energía puede ser utilizada para diferentes consumidores que estén dispuestos en la pieza accesoria, o puedan ser conectados a la pieza accesoria. A modo de ejemplo, la energía transmitida magnéticamente puede ser empleada para accionar un motor o un elemento de calentamiento resistivo. En este caso, se trata siempre de la transformación de la energía del campo magnético en otras formas de energía utilizables.
La utilidad de los campos de cocción por inducción está restringida no sólo por medio de las propiedades ferromagnéticas necesarias de la base de la batería de cocción, sino también a través de la forma necesariamente plana de la base de la batería de cocción. A modo de ejemplo, los woks sólo pueden ser calentados sobre campos de cocción convencionales de manera muy inefectiva, ya que el abombamiento convexo del lado inferior del wok en un área exterior radialmente de la bobina de inducción de campo de cocción conduce a una distancia demasiado grande entre la bobina de inducción de campo de cocción y la base del wok.
La invención se basa en especial en la tarea de poner a disposición un dispositivo que permita una utilización eficaz de un amplio espectro de elementos de batería de cocción, en especial, aquellos con formas inusuales, sobre un campo de cocción por inducción.
La tarea se resuelve en especial mediante un dispositivo con las características de la reivindicación 1. De las reivindicaciones secundarias se extraen configuraciones y perfeccionamientos ventajosos.
La invención parte en especial de un dispositivo con un lado inferior para colocar sobre un campo de cocción por inducción y con un lado superior para colocar un elemento de batería de cocción. Asimismo, el dispositivo comprende una bobina de inducción inferior dispuesta en la cercanía del lado inferior para el acoplamiento inductivo a una bobina de inducción de campo de cocción del campo de cocción por inducción.
Se propone proveer el dispositivo de una bobina de inducción superior para generar corrientes de inducción en el elemento de batería de cocción, que esté conectada con la bobina de inducción inferior. La bobina de inducción superior puede estar adaptada en su forma y/o tamaño a la forma y/o tamaño del elemento de batería de cocción y, de este modo, calentar el elemento de batería de cocción de manera efectiva.
El dispositivo puede comprender en especial una carcasa en la que estén dispuestas la bobina de inducción superior y la bobina de inducción inferior directamente detrás de paredes de la carcasa, las cuales formen el lado superior, o bien, el lado inferior, de la carcasa. Por consiguiente, el dispositivo es dispuesto en especial entre la bobina de inducción de campo de cocción y el elemento de batería de cocción, y sirve como adaptador que posibilita calentar el elemento de batería de cocción de manera efectiva, también entonces si esto no fuera posible colocando directamente el elemento de batería de cocción sobre el campo de cocción por inducción. Por lo general, las bobinas de inducción de campo de cocción están dispuestas debajo de placas de cubierta de vidrio o vitrocerámica, y el lado superior y el lado inferior del dispositivo están realizados de un material dieléctrico para evitar un blindaje del campo magnético generado por la bobina de inducción de campo de cocción. Asimismo, en especial el lado superior debería estar fabricado de un material dieléctrico resistente al calor, para evitar daños a través de la olla de cocción calentada por las corrientes de inducción.
El intercalar el dispositivo entre la bobina de inducción de campo de cocción y la olla de cocción posibilita además instalar una conexión para tomar una corriente de alimentación para otro consumidor de energía, a modo de ejemplo, un motor eléctrico de una licuadora o batidora, o similares.
Asimismo, el disponer el dispositivo entre la olla de cocción y la placa de cubierta de campo de cocción conduce a que en el área de la placa de cubierta de campo de cocción sólo aparezcan temperaturas que sean bajas en comparación con la temperatura del elemento de batería de cocción. Por lo tanto, son concebibles configuraciones de la invención en las que la placa de cubierta de campo de cocción sólo tenga una escasa resistencia a la temperatura, hasta aproximadamente 250 ó 300ºC. De este modo, se pueden ahorrar costes. En el caso de que el usuario quiera producir temperaturas más elevadas, debe disponer el dispositivo entre la olla de cocción y la placa de cubierta de campo de cocción. Puesto que, por lo general, raramente será esto el caso, se podrá superar la pérdida de comodidad de la que ello va acompañado.
Se puede conseguir una adaptación a formas poco convencionales del elemento de batería de cocción si la bobina de inducción superior y la bobina de inducción inferior tienen una forma diferente. La bobina de inducción inferior es, por lo general, circular, e idéntica en su forma y su diámetro a la bobina de inducción de campo de cocción. Para calentar woks, la bobina de inducción superior puede tener en especial una forma que se abra hacia arriba cóncavamente. También son concebibles bobinas de inducción superiores ovaladas para calentar una asadora o similares. De manera independiente del tamaño de la bobina de inducción de campo de cocción, también se pueden calentar de manera efectiva elementos de batería de cocción muy grandes o muy pequeños si la bobina de inducción superior y la bobina de inducción inferior tienen diámetros diferentes. Se puede mejorar más la adaptabilidad si el lado superior y/o la bobina de inducción superior son deformables elásticamente.
La superficie del lado superior está compuesta en una configuración especialmente ventajosa de la invención de un material dieléctrico con una resistencia al calor de más de 500ºC.
Una transmisión de energía entre la bobina de inducción inferior y la bobina de inducción superior puede ser interrumpida si el dispositivo comprende un elemento interruptor para interrumpir una conexión entre la bobina de inducción superior y la bobina de inducción inferior. De este modo, en especial entonces si a través de la bobina de inducción inferior son alimentados junto a la bobina de inducción superior otros consumidores de energía más, el funcionamiento de calentamiento de la bobina de inducción superior puede ser interrumpido de manera independiente del funcionamiento de los otros consumidores.
La energía recibida a través de la bobina de inducción inferior puede hacerse utilizable más fácilmente si el dispositivo comprende además un rectificador para generar una corriente continua a partir de la corriente alterna inducida en la bobina de inducción inferior y/o un transformador para generar una baja tensión a partir de la tensión inducida en la bobina de inducción inferior. Como baja tensión se denomina en este contexto en especial una tensión de menos de 12 V, en especial, de aproximadamente 5 V.
Asimismo, se propone que el dispositivo comprenda un sensor para detectar una propiedad del elemento de batería de cocción, a modo de ejemplo, un sensor de temperatura o un sensor para detectar un peso del elemento de batería de cocción. A partir del peso se pueden extraer conclusiones sobre una cantidad de llenado del elemento de batería de cocción, que puede ser utilizada para la regulación del proceso de cocción.
Otras ventajas se extraen de la siguiente descripción del dibujo. En el dibujo están representados ejemplos de realización de la invención. El dibujo, la descripción y las reivindicaciones contienen características numerosas en combinación. El experto en la materia considerará las características ventajosamente también por separado, y las reunirá en otras combinaciones razonables.
Muestran:
Fig. 1 una representación esquemática de sección de un campo de cocción por inducción,
Fig. 2 un campo de cocción por inducción con un dispositivo para calentar una olla de cocción tipo wok,
Fig. 3 un esquema de conexiones esquemático del campo de cocción por inducción y el dispositivo según las figuras1ó2,
Fig. 4 un esquema de conexiones esquemático de un campo de cocción por inducción y un dispositivo según las figuras1ó2con un sensor, una unidad de mando y una unidad de comunicación, y
Fig. 5 una representación esquemática de un campo de cocción por inducción con un dispositivo según la invención, cuya bobina de inducción superior está en contacto con una pared lateral de un elemento de batería de cocción.
La figura 1 muestra una representación esquemática de sección de un campo de cocción por inducción con una placa de cubierta 10, una bobina de inducción de campo de cocción 12, que está dispuesta debajo de la placa de cubierta 10, y elementos de blindaje magnético 14. Los elementos de blindaje magnético 14 están configurados en especial como travesaños ferromagnéticos, orientados radialmente. Debajo de los elementos de blindaje magnético está dispuesta la electrónica de potencia 16 del campo de cocción por inducción. Sobre la placa de cubierta 10 del campo de cocción por inducción está dispuesto un dispositivo según la invención con una carcasa 18, en lo que el lado inferior 20 de la carcasa 18 se encuentra sobre la placa de cubierta 10 y, de hecho, de tal modo que en la medida de lo posible un eje central 22 de la bobina de inducción de campo de cocción 12 coincida con un eje central de la carcasa 18. La carcasa 18 tiene en conjunto una forma cilíndrica plana. Sobre un lado superior 24 de la carcasa 18 está colocado un elemento de batería de cocción 26, o sea, una olla de cocción o una sartén o similares. En la carcasa 18 del dispositivo está dispuesta en cercanía directa del lado inferior 20 una bobina de inducción inferior 28, cuya forma y diámetro se corresponden con la forma y el diámetro de la bobina de inducción de campo de cocción 12. Un campo magnético alterno generado por la bobina de inducción de campo de cocción 12 induce corrientes alternas correspondientes en la bobina de inducción inferior 28 del dispositivo, de modo que entre la bobina de inducción de campo de cocción 12 y la bobina de inducción inferior 28 es posible una transmisión de energía efectiva con pérdidas sólo escasas.
Debajo del lado superior 24 de la carcasa 18 está dispuesta una bobina de inducción superior 30, que está conectada con la bobina de inducción inferior 28 a través de un circuito de corriente común. Las corrientes alternas inducidas en la bobina de inducción inferior 28 son transmitidas a la bobina de inducción superior 30, que genera un campo magnético alterno correspondiente. Este campo magnético alterno genera corrientes en remolino en la base ferromagnética del elemento de batería de cocción 26, de modo que éste es calentado. Entre la bobina de inducción inferior 28 y la bobina de inducción superior 30 están dispuestos elementos de blindaje magnético 32 para evitar pérdidas por dispersión e interacciones destructivas entre las dos bobinas de inducción 28, 30.
Asimismo, en el circuito de corriente que conecta la bobina de inducción inferior 28 y la bobina de inducción superior 30 puede ser integrada opcionalmente una unidad de electrónica 34, que pueda comprender uno o varios de los elementos descritos con mayor exactitud haciéndose referencia a la figura 4.
La forma y el tamaño de la bobina de inducción superior 30 se pueden diferenciar de la forma y el tamaño de la bobina de inducción inferior 28. En comparación con la temperatura que aparece al calentarse un elemento de batería de cocción 26 colocado directamente sobre la placa de cubierta 10 en el área de la placa de cubierta 10, la temperatura que se produce en la configuración según la figura 1 en el área de la placa de cubierta 10 es escasa. Por lo tanto, la placa de cubierta 10 puede ser fabricada de un material menos resistente a la temperatura en comparación con el estado de la técnica.
La figura 2 muestra una configuración alternativa de la invención con un dispositivo que tiene muchas características en común con el dispositivo según la figura 1. Por lo tanto, para evitar repeticiones, a continuación sólo se describen las diferencias con respecto al dispositivo según la figura 1, mientras que en lo referente a características que permanecen iguales se remite a la descripción de la figura 1.
La bobina de inducción superior 30 en el dispositivo según la figura 2 está arqueada cóncavamente con forma de embudo o de casquete esférico, y en su forma está adaptada al lado superior 24 cóncavo también con forma de embudo
o de casquete esférico de una carcasa 18 del dispositivo. La forma del lado superior 24 y de la bobina de inducción superior 30 está por lo tanto adaptada a la forma del lado inferior convexo de un elemento de batería de cocción 26 configurado como olla de cocción tipo wok. De este modo, el material ferromagnético de la olla de cocción tipo wok puede ser calentado inductivamente con un grado de eficacia elevado.
La figura 3 muestra un esquema de conexiones esquematizado del campo de cocción por inducción y del dispositivo con la bobina de inducción inferior 28 y la bobina de inducción superior 30, así como con el grupo constructivo de la electrónica 34. El campo de cocción por inducción obtiene su energía a partir de una conexión 36 a la red de corriente doméstica. La corriente alterna de baja frecuencia de la red de corriente doméstica es rectificada a través de un rectificador 38, y es transformada por un inversor 40 en una corriente de calentamiento de alta frecuencia con una frecuencia en el orden de magnitud entre 50 y 100 kHz, que es escogida a través de una unidad de mando no representada aquí de manera dependiente de una potencia de calentamiento deseada. Esta corriente de calentamiento de alta frecuencia es transmitida entonces a la bobina de inducción de campo de cocción para generar un campo magnético de alta frecuencia correspondiente.
La figura 4 muestra un ejemplo de realización alternativo de la invención con un grupo constructivo de la electrónica 34 representado detalladamente. Este grupo constructivo de la electrónica 34 comprende un sensor 42 para detectar una temperatura del elemento de batería de cocción 26, o para determinar un peso del producto de cocción, una unidad de mando 44 para evaluar las señales del sensor 42, un interruptor 46 para interrumpir un circuito de corriente que comprende la bobina de inducción superior 30, en lo que el interruptor 46 es accionable automáticamente a través de la unidad de mando 44, una unidad de comunicación 48 para enviar y recibir inalámbricamente señales de mando, a modo de ejemplo, de una unidad de comunicación correspondiente del campo de cocción por inducción, así como una unidad de suministro de corriente 50 con un rectificador 52 y un transformador 54, que genera una tensión continua de baja tensión para alimentar la unidad de mando 44, a partir de la corriente inducida en la bobina de inducción inferior
28.
La figura 5 muestra un ejemplo de realización alternativo de la invención, en la cual la bobina de inducción superior 30 está bobinada con forma helicoidal, y está en contacto con una pared lateral de un elemento de batería de cocción
26. La bobina de inducción superior 30 está conectada en serie con la bobina de inducción inferior 28, y genera un campo magnético alterno, el cual genera corrientes en remolino en la pared lateral del elemento de batería de cocción 26 y, así, lo calienta directamente. Con ello, en el interior del elemento de batería de cocción 26 se puede conseguir una distribución de la temperatura más homogénea en comparación con el estado de la técnica, según el cual las ollas de cocción han sido calentadas siempre desde abajo.
Símbolos de referencia
10
Placa de cubierta
12
Bobina de inducción de campo de cocción
14
Elementos de blindaje magnético
16
Electrónica de potencia
18
Carcasa
20
Lado inferior
22
Eje central
24
Lado superior
26
Elemento de batería de cocción
28
Bobina de inducción inferior
30
Bobina de inducción superior
32
Elementos de blindaje magnético
34
Grupo constructivo de la electrónica
36
Conexión
38
Rectificador
40
Inversor
42
Sensor
44
Unidad de mando
46
Interruptor
48
Unidad de comunicación
50
Unidad de suministro de corriente
52
Rectificador
54
Transformador.

Claims (14)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Dispositivo con un lado inferior (20) para colocar sobre un campo de cocción por inducción y con un lado superior (24) para colocar un elemento de batería de cocción (26), así como con una bobina de inducción inferior
    (28) dispuesta en la cercanía del lado inferior (20) para el acoplamiento inductivo a una bobina de inducción de campo de cocción (12) del campo de cocción por inducción, caracterizado por una bobina de inducción superior (30) para generar corrientes de inducción en el elemento de batería de cocción (26), que está conectada con la bobina de inducción inferior (28).
  2. 2.
    Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque un circuito de corriente que comprende la bobina de inducción superior (30) y la bobina de inducción inferior (28) comprende una conexión (36) para tomar una corriente de alimentación para otro consumidor de energía (34).
  3. 3.
    Dispositivo según una de las reivindicaciones enunciadas anteriormente, caracterizado porque la bobina de inducción superior (30) y la bobina de inducción inferior (28) tienen una forma diferente.
  4. 4.
    Dispositivo según la reivindicación 3, caracterizado porque la bobina de inducción superior (30) tiene una forma que se abre hacia arriba cóncavamente.
  5. 5.
    Dispositivo según una de las reivindicaciones enunciadas anteriormente, caracterizado porque la bobina de inducción superior (30) y la bobina de inducción inferior (28) tienen diámetros diferentes.
  6. 6.
    Dispositivo según una de las reivindicaciones enunciadas anteriormente, caracterizado porque la superficie del lado superior (24) está compuesta de un material dieléctrico con una resistencia al calor de más de 500ºC.
  7. 7.
    Dispositivo según una de las reivindicaciones enunciadas anteriormente, caracterizado por un elemento interruptor (46) para interrumpir una conexión entre la bobina de inducción superior (30) y la bobina de inducción inferior (28).
  8. 8.
    Dispositivo según una de las reivindicaciones enunciadas anteriormente, caracterizado por un rectificador (38) para generar una corriente continua a partir de una corriente alterna inducida por la bobina de inducción de campo de cocción (12) en la bobina de inducción inferior (28).
  9. 9. Dispositivo según una de las reivindicaciones enunciadas anteriormente, caracterizado por un transformador
    (54) para generar una baja tensión a partir de la tensión inducida por la bobina de inducción de campo de cocción (12) en la bobina de inducción inferior (28).
  10. 10. Dispositivo según al menos una de las reivindicaciones 8 y 9, caracterizado por una unidad de mando (44) alimentada con corriente por la corriente continua y/o la baja tensión.
  11. 11. Dispositivo según al menos una de las reivindicaciones 8 y 9, caracterizado por una unidad de comunicación
    (48) inalámbrica alimentada con corriente por la corriente continua y/o la baja tensión.
  12. 12.
    Dispositivo según una de las reivindicaciones enunciadas anteriormente, caracterizado por un sensor (42) para detectar una propiedad del elemento de batería de cocción (26) colocado sobre el lado superior (24).
  13. 13.
    Dispositivo según una de las reivindicaciones enunciadas anteriormente, caracterizado porque la bobina de inducción superior (30) está configurada para estar en contacto con una pared lateral del elemento de batería de cocción (26).
    OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS
    N.º solicitud: 200930176
    ESPAÑA
    Fecha de presentación de la solicitud: 15.05.2009
    Fecha de prioridad:
    INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA
    51 Int. Cl. : Ver Hoja Adicional
    DOCUMENTOS RELEVANTES
    Categoría
    Documentos citados Reivindicaciones afectadas
    A A
    ES 2265758 A1 (BSH ELECTRODOMESTICOS ESPAÑA) 16.02.2007, página 3,columna 4, líneas 11-29; figuras 1,2. US 3761668 A (HARNDEN J et al.) 25.09.1973, columna 4, líneas 20-41; figuras 4,10,11. 1,7-11 1
    Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud
    El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones • para las reivindicaciones nº:
    Fecha de realización del informe 06.10.2011
    Examinador M. P. Pérez Moreno Página 1/4
    INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICA
    Nº de solicitud: 200930176
    CLASIFICACIÓN OBJETO DE LA SOLICITUD H05B6/38 (2006.01)
    H05B6/44 (2006.01) F24C7/10 (2006.01) Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación)
    H05B, F24C
    Bases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos de búsqueda utilizados) INVENES, EPODOC,WPI
    Informe del Estado de la Técnica Página 2/4
    OPINIÓN ESCRITA
    Nº de solicitud: 200930176
    Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 06.10.2011
    Declaración
    Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986)
    Reivindicaciones Reivindicaciones 1-13 SI NO
    Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986)
    Reivindicaciones Reivindicaciones 1-13 SI NO
    Se considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicación industrial. Este requisito fue evaluado durante la fase de examen formal y técnico de la solicitud (Artículo 31.2 Ley 11/1986).
    Base de la Opinión.-
    La presente opinión se ha realizado sobre la base de la solicitud de patente tal y como se publica.
    Informe del Estado de la Técnica Página 3/4
    OPINIÓN ESCRITA
    Nº de solicitud: 200930176
    1. Documentos considerados.-
    A continuación se relacionan los documentos pertenecientes al estado de la técnica tomados en consideración para la realización de esta opinión.
    Documento
    Número Publicación o Identificación Fecha Publicación
    D01
    ES 2265758 A1 (BSH ELECTRODOMESTICOS ESPAÑA) 16.02.2007
    D02
    US 3761668 A (HARNDEN J et al.) 25.09.1973
  14. 2. Declaración motivada según los artículos 29.6 y 29.7 del Reglamento de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de marzo, de Patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaración
    De todos los documentos recuperados del estado de la técnica se considera que el documento D01 es el más cercano a la solicitud que se analiza. Este documento describe un circuito con al menos dos dispositivos inductores y los dispositivos necesarios para que actúen uno, el otro o ambos a la vez. Esta sería la base de la solicitud de patente de invención en estudio, por lo que se cita el documento D01 como estado de la técnica. El documento D02, citado en la solicitud de patente en estudio, describe un utensilio de cocina con una bobina receptora plana, que tiene un buen acoplamiento inductivo con la bobina de calentamiento de inducción de la cocina. También permite que sean enchufados al utensilio de cocina otros aparatos y los alimenta eléctricamente. En consecuencia, ninguno de los documentos citados, tomados solos o en combinación, revelan la invención definida en la reivindicación 1 y la solución al problema planteado en esta reivindicación se considera que implica novedad y actividad inventiva, de acuerdo con los artículos 6 y 8 de la Ley 11/1986, de 20 de marzo, de Patentes
    Informe del Estado de la Técnica Página 4/4
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