JP5390218B2 - 誘導ホブの誘導加熱手段を駆動するための装置および方法 - Google Patents

Description

発明の技術分野及び背景技術

本発明は、誘導ホブの誘導加熱手段、いわゆる誘導コイルを駆動するかまたはそれに電力を供給するための装置および方法に関する。電力が電力網またはその格子位相を介して上記誘導加熱手段に供給され、前記電力網には、フィルタユニットが設けられ、そしてそのフィルタユニットには、少なくとも１つの変換器と１つの中間回路とを有する整流ユニットが設けられる。この場合、１つの誘導加熱手段が駆動されるかまたはその誘導加熱手段に変換器毎の電力が供給されるように、それぞれ２つの変換器を有する整流ユニットがフィルタユニットに有利に接続される。

ホブ用の従来の誘導発電機または上記装置は、２つまたは４つの誘導コイルまたは調理リングに最適である。１つまたは３つの調理リングを有する装置は、１つの変換器を省略することによって、または一対の変換器を使用して２回路の調理領域を動作させることによって形成される。４つのリングを有するシステムは２つの一対のユニットの並列構造によって形成される。それに応じて、５つまたは６つのリングシステムには、一対のユニットと共に、３つの一対のユニットまたは４つのユニットが使用される。

発電機は、原則として、高周波数を発生させる変換器とフィルタとを含む。フィルタおよび変換器がプリント回路基板にまたは別個に構成されることが可能であると共に、１つ以上の誘導コイル、典型的には２つの誘導コイルを有する１つの変換ユニットが一方のフィルタユニットに常に確実に割り当てられる。各フィルタユニットを１つの格子位相に別個に接続し得る。フィルタユニットよりも少ない格子位相が利用可能である場合、フィルタユニットが格子側で常に互いに接続される。

さらに、複数の誘導コイル、または１つの誘導コイルの複数の加熱回路に切り換えるリレーによって、個々の変換器が交互に接続されることが知られている。その上、異なる変換ユニットに配置することも可能である２つ以上の変換器が、多回路誘導コイルの異なる二次コイルに常時接続されることが知られている。

２つの誘導コイルに対して１つの変換器を交互に使用する場合、１つの変換器を省略することが可能である。しかし、この場合には、１つの誘導コイルに電力を常に供給することのみが可能である。

特許文献１から知られているように、変換器が２つの誘導コイルに短い間隔で交互に接続された場合、例えば、水が沸騰したりしなくなったりする等の調理性能に関する欠点が生じる。さらに、リレーの機械的な切り換えにより、規則的で厄介なクリックノイズが生じる。切り換えで生じるゆらぎも不利である。

他方、特許文献２および特許文献３から知られているように、別の誘導コイルが変換器なしに確実に接続されるべく、変換器がリレーを介して一方の誘導コイルに確実に割り当てられた場合、誘導コイルには電力を供給できず、対応するリングは低温のままである。この解決方法の利点は、多回路誘導加熱手段の２つの変換器が互いに周波数同期された場合、規則的に生じるクリックノイズが発生せず、動作ノイズがより小さくなることである。

独国特許出願公開第３７１２２４２Ａ１号明細書 欧州特許出願公開第１１９４００８Ａ２号明細書 米国特許第７，２２７，１０３Ａ１号明細書 独国特許出願公開第１０２００５０４５８７５Ａ１号明細書

発明が解決しようとする課題及び解決手段

本発明の課題は、従来技術の課題を回避することが可能であり、特に、できるだけ少ない労力で別の誘導加熱手段を有利に駆動することが可能である上記装置、および電力を誘導加熱手段に供給するかまたはそれを駆動するための方法を提供することである。

上記課題は、請求項１の特徴を有する装置と、請求項１０の特徴を有する方法とによって解決される。本発明の有利かつ好ましい形態は別の請求項の主題であり、それらの形態について以下により詳細に説明する。以下に記載する特徴のいくつかについて、装置のみを参照してまたは方法のみを参照して説明する。また、上記特徴を装置および方法の両方に無関係に適用することが可能である。請求項の記載内容は、明確な参照によって明細書の内容に援用される。

本発明により、装置または方法によって駆動されかつ電力が供給されるように構成される別の誘導加熱手段のために、既存のフィルタユニットの一方の下流側に接続される追加の変換器が設けられることが意図される。したがって、本発明によれば、フィルタユニット自体が既に完全に占有されたとしても、別の誘導加熱手段の追加の変換器のために別のフィルタユニットが設けられず、この追加の変換器がフィルタユニットの下流側に接続される。本発明の有利な形態では、合計２つのフィルタユニットが設けられ、それらの各々が、それぞれ２つの変換器を有する一方の整流ユニットに電力を供給する。これらの変換器の各々に既存の誘導加熱手段が接続される。

本発明の基本形態では、整流器なしに、フィルタユニットに接続された既存の整流ユニットの中間回路に追加の変換器を接続し、特に直接接続し得る。さらに、この接続は上記のように切換手段を介して再び行うことが可能である。本発明のさらに別の形態では、整流器なしに、切換手段を介して追加の変換器を複数の整流ユニットの複数の中間回路に接続し得る。追加の変換器をフィルタユニットに接続するために、上記のように、種々の中間回路から接続部を介した追加の変換器の種々の電力供給を同じ原理に従って行うことが可能である。

さらに、本発明の上記形態では、１つの追加の誘導加熱手段用の１つの追加の変換器だけでなく、それぞれ１つの追加の誘導加熱手段用の複数の追加の変換器も既存の整流ユニットの中間回路に接続することが可能である。このことは有利には切換手段を介して再び行われることが可能であるが、この理由は、このことが、複数の整流ユニットまたは複数のフィルタユニットからの電力供給に関する有利な方法であるからである。

本発明の他の基本形態では、追加の誘導加熱手段用の追加の変換器が、追加の誘導加熱手段用の整流ユニットと共に、フィルタユニットと、変換器を有する既存の整流ユニットとの間に接続されるように意図することが可能である。この場合、特に、追加の変換器をフィルタユニットと整流ユニットとの間の接続部に直接接続してもよい。この場合、有利には、切換手段、例えばリレーを介して、フィルタユニットと整流ユニットとの間のこのような接続部に追加の変換器を接続することが可能である。特に有利には、切換手段を介して、一方のフィルタユニットと一方の整流ユニットとの間の一方の接続部にだけでなく、複数のフィルタユニットと、それらにそれぞれ確実に関連する整流ユニットとの間の接続部にも追加の変換器を接続することが可能である。したがって、以下により詳細に説明するように、依然として利用可能なフィルタユニットの予備電力容量に応じて、いわば切換手段を介して追加の変換器を１つまたは他のフィルタユニットに接続することが可能である。特に、そのときに、その既存の誘導加熱手段用のより小さい電力出力、すなわち、依然として比較的大きい予備電力容量を有する当該フィルタユニットに、追加の誘導加熱手段用の追加の変換器をその都度接続してもよい。

さらに、この場合、より小さい負荷下にあるこのフィルタユニットが不十分な残存電力を有しているとしても、フィルタユニットの最大許容電力、さらに特に一時的な最大許容電力を満足するように、低減された電力で追加の誘導加熱手段を動作させることが依然として可能である。本発明のさらに別の形態では、このような低減電力は、主に、追加の誘導加熱手段においてだけでなく、さらにはフィルタユニットの既存の誘導加熱手段の１つにおいても生じさせることが可能である。このようにして、ほぼ絶対的に必要な低減電力が、特に深刻な効果または負の効果を複数の誘導加熱手段のいずれかに与えないように、複数の誘導加熱手段を介して前記低減電力を分配し得る。特許文献４から、上記低減電力を実現する可能な方法が当業者に知られている。ここで、この点に関するこの内容は、明確な参照によって本発明の説明の内容に援用される。

本発明の別形態では、第１の誘導コイル用の電力が既存の第１の整流ユニットから供給されるように、２つ以上の関連する誘導コイルを「２回路加熱手段」または「多回路加熱手段」としてそれぞれ備える追加の加熱手段に電力を印加することが可能である。有利には、第１の誘導コイルに通常接続可能な加熱手段である第２の、さらには別の誘導コイルのために、切換手段を介して既存の整流ユニットの中間回路の一方に接続される上記追加の変換器から電力を供給することが可能である。その代わりに、既存のフィルタユニットに接続される整流ユニットを有する追加の変換器を介して、電力を第２の誘導コイルに供給してもよい。

本発明のさらに別の形態では、有利には、変換器が周波数同期して動作されるように意図することが可能である。このようにして、誘導加熱手段間の干渉ノイズを回避し得る。

これらおよび別の特徴は、請求項からだけでなく、発明の詳細な説明および図面からも明らかになり、個々の特徴は、本発明の実施形態のサブコンビネーションの形態においてまた他の分野において、それぞれ単独でまたは複数の組み合わせで実現され、そして本明細書で保護が請求されるそれ自体保護可能で有利な実施形態を構成することが可能である。本出願が個々の区分および副題に再分割されても、以下になされる説明の一般的な適用性が制限されない。

切換手段を介した追加の誘導加熱手段用の追加の整流ユニットと２つの既存のフィルタユニットとの接続部の図面である。 切換手段を介した２つの既存の整流ユニットの中間回路との接続部を有する図１の変形図である。 既存の整流ユニットに接続された一方の誘導コイルと他方の誘導コイルとを有する２回路コイルの形態の追加の誘導加熱手段と、追加の変換器との接続部の図面である。 追加の一対の変換ユニットが、切換手段を介して２つの追加の誘導加熱手段用の２つの既存の整流ユニットの中間回路に接続される別の変形図である。 それぞれ１つの追加の誘導加熱手段用の２つの別個の追加の変換器が、それら自体の切換手段をそれぞれ介して２つの既存の整流ユニットの２つの中間回路に接続される図４の変形図である。

例示的な実施例の詳細な説明

本発明の実施例が例示的に図面に概略的に示されており、それらの実施例について以下により詳細に説明される。

図１は、誘導加熱手段１４ａ〜１７ａを駆動するための装置１１ａを示している。これらの誘導加熱手段１４ａ〜１７ａは、原則として、例えば上記特許文献３から知られているように、破線で示した誘導ホブ１２ａの構成部分である。誘導加熱手段１４ａ〜１７ａのそれぞれは、概略的に示した誘導コイル１４’ａ〜１７’ａを備えるかまたはそれらからなる。この構造であれば、当業者に問題を提起することはない。

装置１１ａは、電力網２１、特に二相電力網に接続される２つのフィルタユニット２３ａと２４ａを備える。フィルタユニット２３ａと２４ａは、群をなすものとして示されているが、別個の構成要素または構造ユニットであってもよい。フィルタユニット２３ａと２４ａは、有利に従来通りに、同じプリント回路基板にまたは同じハウジング内に配置される。第１の整流ユニット２６ａは左側のフィルタユニット２３ａに接続される。この第１の整流ユニットは、２つの変換器２８ａと２９ａに電力を供給する整流器２７ａを備え、そして図示していないが、従来通りに実現され、上記従来技術にも示されている中間回路を介して２つの変換器２８ａと２９ａへの電力供給を行う。変換器２８ａが誘導加熱手段１４ａに電力を供給し、変換器２９ａが誘導加熱手段１５ａに電力を供給するか、またはそれらの変換器の各々が誘導加熱手段の電力供給の役割を果たす。

それに応じて、右側のフィルタユニット２４ａが、整流器３２ａと２つの変換器３３ａおよび３４ａとを有する第２の整流ユニット３１ａに電力を供給し、次に、整流器３２ａおよび変換器３３ａと３４ａが誘導加熱手段１６ａと１７ａに電力を供給する。この点で、４つの変換器２８ａ、２９ａ、３３ａおよび３４ａを介して４つの誘導加熱手段１４ａ〜１７ａを駆動するための記載されている装置は、従来技術に対応する。

しかし、誘導ホブ１２ａについて、対応する誘導コイル１８’ａを有する追加の誘導加熱手段１８ａに電力を供給する必要がある場合には、上記のことは本質的に困難である。切換手段を介して、誘導加熱手段１８ａを変換器の一方の出力に接続することが可能であるが、ここで、この変換器によって通常電力が供給される他の誘導加熱手段にはもはや電力を供給することができない。

したがって、本発明によれば、切換手段３６ａは、２つの整流ユニット２６ａおよび３１ａとそれらのそれぞれのフィルタユニット２３ａおよび２４ａとの間の、すなわちフィルタユニットの下流側の接続部に接続される。そのときの電力需要に応じて、切換手段３６ａをフィルタユニットの一方の供給部に接続し得る。切換手段３６ａは追加の変換器３８ａに電力を供給する。このことにより、次に、追加の誘導加熱手段１８ａ用の電力供給が保証される。図１に示した例では、切換手段３６ａは右側のフィルタユニット２４ａに接続される。このことは、誘導加熱手段１６ａ、１７ａおよび１８ａが必要とする総電力が、例えば短期間でもフィルタユニット２４ａが利用可能にできる最大総電力よりも小さくてもよいことを意味する。この場合、３つの誘導加熱手段間で電力を共有する上記方法が実施され、３つの誘導加熱手段は変換器３３ａ、３４ａおよび３８ａによってそれぞれ調整される。代わりに、フィルタユニット２４ａが過負荷の場合には、左側のフィルタユニット２３ａに切り換えることが可能であり、これにより、依然として予備電力を有することが可能である。

このようにして、追加の変換器は、切換手段を介して、原則的にそのときにより適切なフィルタユニットまたは整流ユニットに接続される。周波数制御または位相制御によって、各誘導加熱手段の所望の電力を変換器で調整し得る。

図２は、図１の装置の変形例の装置１１ｂを示している。追加の切換手段３６ｂが、フィルタユニット２３ｂと２４ｂに直接接続されず、第１の整流ユニット２６ｂと第２の整流ユニット３１ｂとの中間回路（図示せず）に接続される点が相違点である。同時に、このことは、既存の整流ユニットの中間回路への接続が直接行われるので、図１による追加の整流器がいずれも不要であることを意味する。さもなければ、切換手段３６の機能および用途は上記と同じである。しかし、さらに、整流ユニットの、さらには関連する中間回路の最大利用可能な総電力をなお考慮する必要もある。

図３は、図２の装置にもほぼ一致する、すなわち、第１の整流ユニット２６ｃと第２の整流ユニット３１ｃとの中間回路に接続された追加の切換手段３６ｃを有する別の変形例の装置１１ｃを示している。さらに、図３において、既存の誘導加熱手段１７ｃまたは対応する誘導コイルは２回路加熱手段の内側部分である。内側部分を囲む外側部分は、対応する誘導コイルを有する追加の誘導加熱手段１８ｃによって形成される。この追加の誘導加熱手段１８ｃには、追加の変換器３８ｃによって電力が供給される。したがって、誘導ホブについて、２つの誘導加熱手段１７ｃと１８ｃはほぼ同じ調理リングを形成するが、追加の変換器３８ｃが切換手段３６ｃを介して、さらには、異なるフィルタユニットと、異なる整流ユニットとを介して左側の整流ユニット２６ｃに接続された場合、誘導加熱手段１７ｃと１８ｃには、異なる変換器から電力が供給される。またこの場合、正に、電力分配が有利であり得るが、この理由は、２回路加熱ユニットの２回路の動作について、大量の電力が必要となり、ここで、おそらく、同じ整流ユニット３１ｃに属する誘導加熱手段１６ｃを動作させなくてもよいかまたは非常に小さい電力のみで動作させることが可能であるからである。さもなければ、この場合、上記と同じ電力分配法則が適用される。

図４による別の装置１１ｄでは、２つの追加の変換器３８ｄと３９ｄは切換手段３６ｄに接続される。この場合、追加の変換器３８ｄが追加の誘導加熱手段１８ｄに電力を供給し、また追加の変換器３９ｄが追加の誘導加熱手段１９ｄに電力を供給する。このようにして、この場合、６つの誘導加熱手段１４ｄ〜１９ｄ、したがってさらに６つの調理リングを有する誘導ホブを構成し得る。このようにして、追加の変換器３８ｄおよび３９ｄと切換手段３６ｄとを介して、２つの追加の誘導加熱手段１８ｄと１９ｄを既存の整流ユニット２６ｄと３１ｄの中間回路の一方に接続することが可能である。この点で、この場合、正に電力管理も大きな重要性を有する。

最後に、図５は装置１１ｅを示している。この場合、図４の装置の変形例では、既存の整流ユニット２６ｅと３１ｅの２つの中間回路にそれぞれ接続される２つの追加の切換手段３６ｅと４０ｅが設けられる。切換手段３６ｅは、整流ユニットの一方の中間回路から追加の誘導加熱手段１８ｅに電力を供給する追加の変換器３８ｅに接続される。追加の誘導加熱手段１９ｅに電力を供給するために、追加の切換手段４０ｅにより、追加の変換器３９ｅが既存の整流ユニットの中間回路の一方に接続される。

このようにして、図５による装置１１ｅでは、誘導加熱手段１８ｅと１９ｅ用の変換器３８ｅと３９ｅの各々が、必要に応じて切換手段３６ｅと４０ｅを介して既存の整流ユニット２６ｅと３１ｅの中間回路の一方に接続されることが、図４の装置１１ｄよりも有利に行われる。これに関して、このことが、関連する整流ユニットの調整電力および予備電力容量によって可能になる場合、両方の変換器３８ｅと３９ｅを同じ中間回路に接続することも可能である。

１１ａ 装置
１１ｂ 装置
１１ｃ 装置
１１ｄ 装置
１１ｅ 装置
１２ａ 誘導ホブ
１４ａ 誘導加熱手段
１４’ａ 誘導コイル
１４ｄ 誘導加熱手段
１５ａ 誘導加熱手段
１５’ａ 誘導コイル
１５ｄ 誘導加熱手段
１６ａ 誘導加熱手段
１６’ａ 誘導コイル
１６ｃ 誘導加熱手段
１６ｄ 誘導加熱手段
１７ａ 誘導加熱手段
１７’ａ 誘導コイル
１７ｃ 既存の誘導加熱手段
１７ｄ 誘導加熱手段
１８ａ 追加の誘導加熱手段
１８’ａ 誘導コイル
１８ｃ 追加の誘導加熱手段
１８ｄ 追加の誘導加熱手段
１８ｅ 追加の誘導加熱手段
１９ｄ 追加の誘導加熱手段
１９ｅ 追加の誘導加熱手段
２１ 電力網
２３ａ 左側のフィルタユニット
２３ｂ フィルタユニット
２４ａ 右側のフィルタユニット
２４ｂ フィルタユニット
２６ａ 第１の整流ユニット
２６ｂ 第１の整流ユニット
２６ｃ 第１の整流ユニット
２６ｄ 既存の整流ユニット
２６ｅ 既存の整流ユニット
２７ａ 整流器
２８ａ 変換器
２９ａ 変換器
３１ａ 第２の整流ユニット
３１ｂ 第２の整流ユニット
３１ｃ 第２の整流ユニット
３１ｄ 既存の整流ユニット
３１ｅ 既存の整流ユニット
３２ａ 整流器
３３ａ 変換器
３４ａ 変換器
３６ 切換手段
３６ａ 切換手段
３６ｂ 追加の切換手段
３６ｃ 追加の切換手段
３６ｄ 切換手段
３６ｅ 追加の切換手段
３８ａ 追加の変換器
３８ｃ 追加の変換器
３８ｄ 追加の変換器
３８ｅ 追加の変換器
３９ｄ 追加の変換器
３９ｅ 追加の変換器
４０ｅ 追加の切換手段

Claims (9)

1. 誘導ホブの誘導加熱手段を駆動する方法であって、電力が、電力網または該電力網の格子位相と、フィルタユニットと、少なくとも１つの変換器および中間回路を有する整流ユニットとを介して前記誘導加熱手段に供給され、２つの誘導加熱手段のために、１つの整流ユニットおよび少なくとも１つの変換器が１つのフィルタユニットに接続され、前記誘導ホブの別の誘導加熱手段のために、追加の変換器が前記既存のフィルタユニットの一方の下流側に接続され、前記追加の変換器により、前記追加の誘導加熱手段が、そのときに比較的小さい電力を発生させている当該フィルタユニットに接続され、前記フィルタユニットの残存電力が前記追加の誘導加熱手段に対して不十分であった場合、前記追加の誘導加熱手段が、前記フィルタユニットの最大電力を満足しつつ、低減された電力で動作される方法。
2. ２つの誘導加熱手段のために、１つの整流ユニットおよび２つの変換器が１つのフィルタユニットに接続される請求項１に記載の方法。
3. 合計２つのフィルタユニットが設けられ、該フィルタユニットの各々が、変換器毎のそれぞれ１つの誘導加熱手段用のそれぞれ２つの変換器を有する１つの整流ユニットを有する請求項１に記載の方法。
4. 前記追加の変換器が、整流器なしに、切換手段を介して、変換器を有する整流ユニットの複数の中間回路に直接接続される請求項１に記載の方法。
5. 複数の追加の変換器が複数の整流ユニットの中間回路に接続され、各追加の変換器が切換手段を介して前記全ての整流ユニットの前記中間回路に接続される請求項４に記載の方法。
6. 前記追加の変換器が、整流ユニットと共に、フィルタユニットと、変換器を有する既存の整流ユニットとの間の接続部に接続される請求項１に記載の方法。
7. 前記追加の変換器が、整流ユニットと共に、切換手段を介して、複数のフィルタユニットとそれぞれ１つの整流ユニットとの接続部に接続される請求項６に記載の方法。
8. 一方の誘導コイルのために、電力が既存の整流ユニットから供給され、追加の誘導コイルである他方の誘導コイルのために、電力が、前記既存の整流ユニットの前記中間回路の一方に接続された切換手段を有する追加の変換器を介して供給されるように、電力が、２つの誘導コイルを有する追加の誘導加熱手段に印加される請求項１に記載の方法。
9. 前記全ての変換器が、前記誘導加熱手段間の干渉ノイズを回避するように周波数同期される請求項１に記載の方法。
   

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