CN111345115A - 用于厨房用具的温度限制或调节装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于厨房用具(10)的温度限制或调节装置(1)，该厨房用具设计成由电磁感应发生器(20)加热，所述装置(1)包括：‑保持主体(2)，‑由所述保持主体(2)保持并且与所述主体电绝缘的绕组(3)，以及‑阻抗转变机构(4)，其连接到所述绕组(3)，并且处于：‑第一操作状态(E1)，其中所述绕组(3)被置于高阻抗的第一电气状态(O)，‑第二操作状态(E2)，其中所述绕组(3)被置于低阻抗的第二电气状态(F)，所述阻抗转变机构(4)根据预定温度条件从其第一操作状态(E1)变成其第二操作状态(E2)，以及相反地，从其第二操作状态(E2)变成其第一操作状态(E1)。

Description

用于厨房用具的温度限制或调节装置

技术领域

本发明涉及通过电磁感应加热的厨房用具的一般技术领域。

更具体地，本发明涉及一种用于设计成由电磁感应发生器加热的厨房用具的温度限制或调节装置，一种厨房用具，特别是包括插入了这种限制或调节装置的底部的家用电器的水壶、茶壶、煎锅、平底锅或碗，以及一种这种限制或调节装置的套件。

背景技术

将温度限制或调节装置集成到厨房用具、尤其是水壶中是特别有利的。

众所周知，有一种水壶包括第一固定部分，也称为底座，其设计成连接到供电网络，以及第二移动部分，其包括用于接收待煮水的容器和加热元件。

加热元件是焦耳效应电阻型的，需要1kW到2kW的电功率来允许使相对大量的，通常为大约1L到2L的水沸腾。

此外，该第二部分包括某些安全功能，例如当达到的温度高于阈值或当容器里面没有水时切断加热元件的电源的功能。

底座的一个问题是，它必须具有特定的电连接器，该电连接器允许在第二部分位于上方时，向第二部分的加热元件供电。

移除水壶时，连接器不得对使用者造成任何危险，因此必须符合严格的安全标准，以防止有任何带电风险。

水壶是相对简单和便宜的产品，其中底座和水壶之间的连接占了产品成本的很大一部分，因为它很复杂，并且需要符合安全标准。

对于这种类型的水壶，可以通过根据测量的温度主动控制加热元件的电源进行温度调节。

发明内容

因此，本发明的目的之一是完全取消水壶的底座和连接器。

为此，众所周知，有一种没有底座的水壶，它的电源是感应发生器，特别是感应台的感应发生器。

这种水壶必须始终配备温度安全功能，使得当温度达到阈值时，可以停止加热水。

与感应台兼容的水壶的概念是众所周知的，市场上有许多产品可以允许把水壶(或类似地把茶壶)放在感应台上。

然而，这种水壶没有温度限制或调节装置以允许在达到温度阈值时停止感应台的加热。

还有一些概念将特定的感应发生器与特定的水壶或茶壶结合在一起。

这些概念包括通常设置在感应发生器中的温度传感器，该温度传感器允许通过感应发生器和水壶或茶壶之间的通信来执行温度限制或调节功能。

水壶或茶壶与感应兼容，但是当这种水壶位于标准感应台上时，由于该功能最初集成在针对该水壶设计了尺寸的特定电磁感应发生器中，因此不再可能限制或调节温度。

因此，本发明的另一个目的在于使得在与标准感应板上的感应兼容的水壶中实现温度限制或调节功能成为可能。

标准是指没有特定的控制装置来执行温度限制或调节功能的电磁感应发生器。因此，这种电磁感应发生器相对于温度在开环中操作，厨房用具放置在电磁感应发生器上。

因此，水壶或茶壶必须具有被动限制或调节装置，无法向电磁感应发生器反馈信息，特别是温度信息。

此外，从文件WO2016074743中已知一种用于在感应加热板上加热流体的水壶，包括非铁磁材料制成的容器，所述容器包括设计成由电磁感应发生器加热的铁磁板吸盘装置。

吸盘装置包括与流体室分开布置的形状记忆材料元件和在形状记忆材料元件与铁磁板之间延伸的中间元件。

形状记忆材料元件具有第一状态和第二状态，在第一状态中形状记忆材料元件在第一限定温度以下膨胀，在第二状态中形状记忆材料元件在第二限定温度以上收缩，第二温度高于第一温度。

在加热过程中，形状记忆材料元件从其第一状态改变为其第二状态，并且中间元件将铁磁板从容器的下部抬起。

当抬起时，感应台检测到铁磁板不存在，并从检测到铁磁板不存在开始在预定持续时间中进入安全模式，在该持续时间结束时，如果没有再次检测到铁磁元件，则电感器的电源被中断。

在冷却过程中，形状记忆材料制成的元件从其第二状态改变为其第一状态，并且中间元件将铁磁板降低到容器的下部上。

当降低时，感应台再次检测到铁磁板的存在，并开始再次加热铁磁板。

这种水壶允许为标准感应板上的感应兼容水壶提供温度调节功能。

然而，用于在这种水壶中执行温度调节功能的装置是不可靠的，并且缩短了水壶的使用寿命。

因此，本发明的目的是解决上述缺点的全部或部分，特别是通过提供一种简单可靠的温度限制或调节装置。

为此，本发明涉及一种用于厨房用具的温度限制或调节装置，该厨房用具设计成由电磁感应发生器加热，所述装置包括：

-绕组的保持主体，所述保持主体包括非磁性非导电的部分，其设计成相对于绕组与电磁感应发生器相对，

-由保持主体保持并与保持主体电绝缘的绕组，以及

-阻抗转变机构，其连接到绕组并且处于：

-第一操作状态，其中绕组被置于高阻抗的第一电气状态，

-第二操作状态，其中绕组被置于低阻抗的第二电气状态，

所述装置具有热操作模式，其中根据阻抗转变机构的预定温度条件，阻抗转变机构从其第一操作状态变成其第二操作状态，以及相反地，从其第二操作状态变成其第一操作状态。

当阻抗转变机构处于其第二操作状态时，这种设置允许在绕组中感应出交流电流。这种交流电流的流动因此将产生磁场，由于楞次定律，该磁场将与由电磁感应发生器产生的可变磁场相反。电磁感应发生器将检测到故障并中断其电源。

因此，有可能实现一种可靠的限制或调节装置，该装置易于实施并允许使用所有类型的电磁感应发生器操作。

根据本发明的一个方面，除了热操作模式之外，该装置还具有受限操作模式，在该模式中，根据由使用者触发的阻抗转变机构的状态的改变的主导命令，阻抗转变机构从其第一操作状态变成其第二操作状态，以及相反地，从其第二操作状态变成其第一操作状态。

阻抗转变机构能够在使用者的主导命令的作用下改变操作状态的事实使得使用者能够控制厨房用具的温度，而不管预定的温度条件如何。

根据本发明的一个方面，阻抗转变机构包括单个无源电子部件，这仅给予装置根据热操作模式操作的可能性，或者阻抗转变机构包括并联设置并且连接到绕组的无源电子部件和有源电子部件，这给予装置根据热操作模式或根据受限操作模式操作的可能性。

因此，阻抗转变机构的操作状态可以仅取决于施加到阻抗转变机构的温度条件，在这种情况下，使用者不能控制阻抗转变机构的操作状态，或者阻抗转变机构的操作状态可以取决于施加到阻抗转变机构的温度条件，但是也取决于使用者的主导控制，在这种情况下，使用者保留控制阻抗转变机构的操作状态的可能性。

这种无源电子部件例如是双金属片。

这种有源电子部件适于中断交流电流的流动，这种有源部件例如是三端双向可控硅开关(triac)。在这种情况下，无源电子部件可以由电池、电池组或能量回收装置提供能量。

实际上，由于有源电子部件的功能是除了热操作模式之外，还能够提供受限操作模式，并且由于限制或调节仅在加热时间之后才需要，因此可以想到能够在该加热时间期间回收部分能量，以便能够例如给能量回收装置的蓄电池充电。

根据本发明的一个方面，在阻抗转变机构的加热期间，阻抗转变机构处于其第一操作状态，且绕组处于其高阻抗的第一电气状态，阻抗转变机构的温度保持低于预定的低阻抗转变温度值；并且在阻抗转变机构冷却期间以及在阻抗转变机构的温度已经达到所述预定低阻抗转变温度值之后，在有限时段中，阻抗转变机构处于其第二操作状态，且绕组处于其低阻抗的第二电气状态阻抗转变机构的温度保持高于预定高阻抗转变温度值，所述有限时段大于电磁感应发生器的安全模式的预定持续时间，电磁感应发生器在检测到不存在要通过感应加热的兼容厨房用具时切换到所述安全模式。

该设置使得获得用于设计成由电磁感应发生器加热的厨房用具的温度限制装置成为可能。

阻抗转变机构的第二操作状态允许闭合绕组，从而降低其阻抗。

更准确地说，绕组的闭合准许在绕组中感应的交流电流动，从而产生与电磁感应发生器产生的可变磁通量相反的磁场。

该磁场的产生由电磁感应发生器的电子控制器件解释为：不良负载或存在不适于通过感应加热的厨房用具，或者甚至感应炉上没有厨房用具。

电磁感应发生器的电子控制器件然后将在预定的持续时间中切换到安全模式，它在此期间停止向厨房用具提供能量，直到在该安全模式的预定持续时间中再次检测到感应炉上存在厨房用具。

此外，假设安全模式具有大约一分钟的预定有限持续时间，并且限制装置设置成使得阻抗转变机构处于其第二操作状态的有限持续时间大于安全模式的预定有限持续时间，则在阻抗转变机构的温度已经达到低阻抗转变温度值之后，电磁感应发生器的电源将被明确中断。

因此，加热被限制在由预定低阻抗转变温度值限定的值。一旦达到这个值，厨房用具就会随着时间冷却。

根据本发明的一个方面，在阻抗转变机构加热期间，阻抗转变机构处于其第一操作状态，且绕组处于其高阻抗的第一电气状态，阻抗转变机构的温度保持低于预定低阻抗转变温度值；并且在阻抗转变机构冷却期间以及在阻抗转变机构的温度已经达到所述预定低阻抗转变温度值之后，在有限时段中，阻抗转变机构处于其第二操作状态，且绕组处于其低阻抗的第二电气状态，阻抗转变机构的温度保持高于预定高阻抗转变温度值，所述有限时段小于电磁感应发生器的安全模式的预定持续时间，电磁感应发生器在检测到不存在要通过感应加热的兼容厨房用具时切换到所述安全模式。

这种设置使得获得用于设计成由电磁感应发生器加热的厨房用具的温度调节装置成为可能。

与限制装置不同，当在达到预定低阻抗转变温度值之后，阻抗转变机构将返回到其第一操作状态，并且绕组将返回到其高阻抗的第一电气状态，阻抗转变机构冷却期间的温度达到预定高阻抗转变温度值。

因此，再现几个循环以获得预定低阻抗转变温度值和预定高阻抗转变温度值之间的调节。

当然，这两个温度值之间的差异越小，温度调节就越精确。

当然，由于取决于引入烹饪容器的内容物的热惰性，在加热期间，阻抗转变机构的温度将稍微超过为了低阻抗转变温度定义的值。

根据本发明的一个方面，限制装置或调节装置包括用于调整预定低阻抗转变温度值和/或预定高阻抗转变温度值的调整机构。

这种设置让使用者能够改变不应超过的极限温度值或调整用于调节的目标温度值。

根据本发明的一个方面，保持主体具有圆盘形状，并且绕组包括沿圆盘直径分布的多个线圈。

这种设置使得根据市售标准电磁感应发生器确定绕组的尺寸成为可能。

根据本发明的一个方面，绕组由利兹线(fil de Litz)制成，以减少电磁感应发生器的操作频率范围内的损耗，该操作频率范围典型地从20千赫到100千赫。

这种设置还使得根据市售标准电磁感应发生器确定绕组的尺寸成为可能。

根据本发明的一个方面，绕组基本上沿同一平面延伸。

当阻抗转变机构处于其第二操作状态，且绕组处于其低阻抗的第二电气状态时，这种设置使得可以优化绕组中电场的产生对电磁感应发生器产生的磁通量的影响。

根据本发明的一个方面，绕组位于厨房用具的接触区域上方1至20毫米处，该接触区域设计成与电磁感应发生器的感应炉接触。

这种设置还使得可以在阻抗转变机构处于其第二操作状态且绕组处于其低阻抗的第二电气状态时，优化绕组中磁场的产生对电磁感应发生器产生的磁通量的影响。

根据本发明的一个方面，绕组由铜或铝制成，但优选由铜制成。

根据本发明的一个方面，除了第一部分之外，保持主体还包括设计成相对于绕组与电磁感应发生器相对定位的第二部分，所述第二部分包括叠加层，该叠加层选自感应兼容材料，例如不锈钢、钢、铜或镍，或者非感应兼容材料，例如铝、适于耐温的聚合物或弹性体，或者这些不同材料的组合。

根据本发明的一个方面，绕组包括用于延迟在绕组中建立电流的装置，优选地是与阻抗转变机构串联的电感器。

这种设置使得该装置能够与更多类型的电磁感应发生器兼容，特别是半桥型电磁感应发生器，如果没有这种装置，这种电磁感应发生器将导致电感器中的电流上升过快，这会损坏其功率部件。

根据本发明的一个方面，阻抗转变机构包括无源形状记忆电触点，例如双金属片，或无源形状记忆电触点以及适于中断交流电流的流动的有源电子部件，例如晶体管或三端双向可控硅开关。

双金属片的使用允许以简单的方式实现根据温度具有两种状态的阻抗转变机构。

根据本发明的一个方面，双金属片由金属合金制成，例如基于铁基以及镍和/或铬基的金属合金。

本发明还涉及一种包括多个如上所述的温度限制和/或调节装置的套件，每个装置包括阻抗转变机构，其中第一操作状态和第二操作状态根据不同的预定低阻抗转变温度值来确定，并且在需要的情况下根据不同的预定高阻抗转变温度值来确定。

这种设置允许使用多种厨房用具，每种都具有温度限制或调节功能，带有不同的限制或调节温度。

根据本发明的一个方面，每个温度限制和/或调节装置是设计成在电磁感应发生器的玻璃陶瓷板和厨房用具的底部之间设置的适配器装置。

这种设置使得使用者能够使用带有电磁感应发生器同时具有温度限制或调节功能的现有厨房用具。

根据套件的一个方面，每个适配器装置的保持主体包括由铁磁材料制成的部分，该部分设计成通过感应加热，所述部分包括不锈钢板，并由铝板覆盖。

根据套件的一个方面，每个适配器装置完全由非铁磁材料制成。

本发明还涉及一种用于用电磁感应发生器加热食物或流体的厨房用具，特别是家用电器的水壶、茶壶、煎锅、平底锅或碗，其包括插入有如上所述的温度限制或调节装置的底部。

根据本发明的一个方面，厨房用具的底部包括布置成接收如上所述的套件的每个温度限制或调节装置的凹槽，所述凹槽以及如上所述的套件的每个温度限制或调节装置包括互补的固定机构。

这种设置使得可以用同一个厨房用具实现具有不同的限制或调节温度的温度限制或调节功能。

本发明还涉及一种包括至少一个如上所述的限制或调节装置和如上所述的厨房用具的组件。

附图说明

参考示出了根据本发明的温度限制或调节装置以及可以集成这种装置的某些厨房用具的全部或部分的附图，阅读出于说明性和非限制性目的的本发明的详细描述，本发明的其他优点和特征将变得更加清楚。

图1和图2示出了根据本发明的用于厨房用具的温度限制或调节装置的操作，该厨房用具设计成由电磁感应发生器加热。

图3示出了包括根据本发明的温度限制或调节装置的厨房用具。

图4是图3所示的厨房用具底部的放大视图。

图5是示出了根据本发明的温度限制装置的操作的曲线图。

图6是示出了根据本发明的温度调节装置的操作的曲线图。

图7示出了根据本发明的用于设计成由电磁感应发生器加热的厨房用具的三个温度限制或调节装置的套件。

图8示出了包括厨房用具和图7的套件的装置的组件，其中根据本发明的装置是用于非感应兼容的厨房用具的适配器装置。

图9是图8所示的适配器装置的详细视图。

图10示出了包括厨房用具和图7的套件中的装置的组件，其中根据本发明的装置插入厨房用具的底部。

图11是图10所示的限制或调节装置的详细视图。

具体实施方式

图中仅示出了理解本发明所必需的要素。为了便于阅读附图，相同的元件在不同的附图中用相同的附图标记表示。

“感应兼容”这个术语应解释为能够被感应台加热。

如图1至图3所示，根据本发明的用于厨房用具10的温度限制或调节装置1包括绕组3的保持主体2、所述绕组3以及阻抗转变机构4，所述厨房用具10设计成由电磁感应发生器20加热。

保持主体2包括第一部分2a和第二部分2b，第一部分2a是非磁性非导电的，设计成相对于绕组3与电磁感应发生器20相对，第二部分2b设计成相对于绕组3与电磁感应发生器20相对放置。

该第一部分2a包括从例如适于耐温性的聚合物或弹性体材料或者这些不同材料的组合中选择的叠加层。

此外，保持主体2的第二部分2b包括从感应兼容材料(例如不锈钢、钢、铜或镍)或非感应兼容材料(例如铝、适于耐温的聚合物或弹性体)或这些不同材料的组合中选择的叠加层。

绕组3与保持主体2电绝缘。

在图1至图4所示的优选实施方式中，绕组3设置在保持主体2的厚度中。

厨房用具10例如是家用电器的水壶、茶壶、煎锅、平底锅或者甚至是碗。

装置1的绕组3的保持主体2优选具有圆盘形状，并且绕组3基本沿同一平面延伸，并且包括沿着圆盘的直径分布的多个线圈6。

绕组3可以通过胶粘、包覆成型或任何其它确保将绕组3保持在保持主体2中的方法被保持在保持主体2中。

绕组3可以由铝制成，但是优选由铜制成。

最后，阻抗转变机构4可以包括无源电子部件，例如确保装置1的热操作模式的形状记忆电触点，或者包括确保装置1的热操作模式的无源电子部件以及确保装置的受限操作模式的有源电子部件。

在所示的示例中，阻抗转变机构4仅确保装置1的热操作模式，并且仅包括一个形状记忆电触点，例如由铁基和镍基和/或铬基金属的合金制成的双金属片。

阻抗转变机构4位于绕组3的两端之间。

优选地，阻抗转变机构4设置在装置1的区域中，在该区域中，由电磁感应发生器20产生的可变磁场的模量与装置1的另一区域相比相对较小。

阻抗转变机构4也可以由磁屏蔽(未示出)保护。

温度限制或调节装置1的绕组3的线圈6延伸的平面P位于厨房用具10的接触区域上方1至10毫米的距离处，该接触区域设计成与电磁感应发生器20的感应炉23接触。

当装置1处于其热操作模式时，阻抗转变机构4具有两种操作状态E1、E2，其中绕组3分别置于高阻抗的第一电气状态O或低阻抗的第二电气状态F，这仅仅取决于阻抗转变机构4的预定温度条件。

这两种操作状态E1、E2在下文中有进一步的详细说明。

电磁感应发生器20是标准类型的，并且具有电感器21、玻璃陶瓷板22和感应炉23。

“标准”是指这样的电磁感应发生器，它没有特定的控制装置来执行温度限制或调节功能，特别是不能从厨房用具10反馈信息。这样的电磁感应发生器因此相对于温度在开环中操作，厨房用具10放置在电磁感应发生器上。

感应器21位于玻璃陶瓷板22的下方，并由电子控制器件24调控以产生可变磁场，通常频率为20千赫至100千赫。

感应炉23限定了玻璃陶瓷板22的上部区域，厨房用具10在该上部区域上接触。

厨房用具10优选设置在感应炉23的中央。

根据阻抗转变机构4的固有温度特性和位置，限制或调节装置1执行限制或调节功能。

当装置1配置为执行限制功能时，则阻抗转变机构4：

-在阻抗转变机构4加热期间处于第一操作状态E1，其中绕组3被置于高阻抗的第一电气状态O，阻抗转变机构4的温度Temp保持低于预定低阻抗转变温度值TempF，并且

-在阻抗转变机构4冷却期间以及在阻抗转变机构4的温度Temp已经达到所述预定低阻抗转变温度值TempF之后，在有限时段T2中处于第二操作状态E2，其中绕组3被置于低阻抗的第二电气状态F，阻抗转变机构的温度Temp保持高于预定高阻抗转变温度值TempO，所述有限时段T2大于电磁感应发生器20的安全模式的预定持续时间TMS，电磁感应发生器20在检测到不存在要通过感应加热的兼容厨房用具10时切换到所述安全模式。

温度对阻抗转变机构4从其第一操作状态E1切换到其第二操作状态E2，以及相反地从其第二操作状态E2切换到其第一操作状态E1的影响，以及这种切换对绕组3和电磁感应发生器20的影响在图5的各种曲线图中示出。

如图5所示，在厨房用具10的正常使用中(厨房用具10的底部11包括根据本发明的限制装置1，并且其将被设置在电磁感应发生器20的感应炉23上)，那么装置1的温度Temp，特别是阻抗转变机构4的温度Temp在第一时段T1中变热，直到温度Temp达到预定低阻抗转变温度值TempF。

在该第一时段T1期间，阻抗转变机构4处于其第一操作状态E1，并且绕组3的线圈6没有电闭合。因此，绕组3处于其高阻抗的第一电气状态O。

电磁感应发生器20然后处于接通状态ON，它在此状态下向加热的厨房用具10提供能量。

在该第一时段T1期间，在阻抗转变机构4包括确保装置的受限操作模式的有源电子部件的情况下，则可以回收部分能量，例如给设计成向有源电子部件供电的能量回收装置的蓄电池充电。

当温度Temp达到预定低阻抗转变温度值TempF时，阻抗转变机构4则切换到其第二操作状态E2，并且绕组3的线圈6闭合。绕组3然后切换到其低阻抗的第二电气状态F。

在这一时刻，电磁感应发生器20检测到厨房用具10的存在的缺陷，并切换到安全模式，它在该模式下停止向厨房用具10提供能量。

电磁感应发生器20然后处于关闭状态OFF。

当然，由于取决于引入厨房用具10的内容物的热惰性，在加热期间，阻抗转变机构4的温度Temp将稍微超过为低阻抗转变温度TempF设定的值。

从检测到厨房用具10不存在的时刻起的安全模式的预定持续时间TMS是在电磁感应发生器20的工厂设置中预定的。该预定持续时间TMS约为一分钟。

从这一时刻起，阻抗转变机构4的温度Temp将开始降低。

在冷却的第二有限时段T2之后，阻抗转变机构4将达到预定高阻抗转变温度值TempO，并将切换到其第一操作状态E1，其中绕组3被置于高阻抗的电气状态O。

该第二有限时段T2是有限持续时间的时段，取决于阻抗转变机构4的固有特性及其相对于绕组3的位置，但也取决于引入厨房用具10的内容物的惰性和周围的热条件。

因此，引入厨房用具10的内容物的热扩散率越低，用于达到预定高阻抗转变温度值TempO的第二有限时段T2就越长。

由于电磁感应发生器20的安全模式的预定持续时间TMS小于第二有限时段T2(在此之后，阻抗转变机构4切换到其第一操作状态E1)，那么在该第二有限时段T2之后，电磁感应发生器20将保持在其关闭状态OFF，并且不会向厨房用具10提供能量。

因此，使用者将不得不重新启动电磁感应发生器20，以便能够再次加热厨房用具10，并且能够返回到类似于在第一加热时段T1期间发生的情况。

此外，当装置1配置为执行调节功能时，则阻抗转变机构4：

-在阻抗转变机构4加热期间处于第一操作状态E1，其中绕组3被置于高阻抗的第一电气状态O，阻抗转变机构4的温度Temp保持低于预定低阻抗转变温度值TempF，并且

-在阻抗转变机构4冷却期间，以及在阻抗转变机构4的温度Temp已经达到所述预定低阻抗转变温度值TempF之后，在有限时段T2中，处于第二操作状态E2，其中绕组3被置于低阻抗的第二电气状态F，阻抗转变机构4的温度Temp保持高于预定高阻抗转变温度值TempO，所述有限时段T2小于电磁感应发生器20的安全模式的预定持续时间TMS，电磁感应发生器20在检测到不存在要通过感应加热的兼容厨房用具10时切换到所述安全模式。

温度对阻抗转变机构4从其第一操作状态E1转变到其第二操作状态E2，以及相反地从其第二操作状态E2转变到其第一操作状态E1的影响，以及这种转变对绕组3和电磁感应发生器20的影响在图6的各种曲线图中示出。

如图6所示，在厨房用具10的正常使用中(厨房用具10的底部11包括根据本发明的调节装置1，并且该调节装置将被设置在标准电磁感应发生器20的感应炉23上)，那么装置1的温度Temp，特别是阻抗转变机构4的温度Temp在第一时段T1中变热，直到温度Temp达到预定低阻抗转变温度值TempF。

在该第一时段T1期间，阻抗转变机构4处于其第一操作状态E1，绕组3的线圈6没有闭合。因此，绕组3处于其高阻抗的第一电气状态O。

电磁感应发生器20然后处于接通状态ON，它在此状态下向加热的厨房用具10提供能量。

在该第一时段T1期间，在阻抗转变机构4包括确保该装置的受限操作模式的有源电子部件的情况下，则可以回收部分能量，例如给设计成向有源电子部件供电的能量回收装置的蓄电池充电。

当温度Temp达到预定低阻抗转变温度值TempF时，则阻抗转变机构4切换到其第二操作状态E2，并且绕组3的线圈6闭合。绕组3然后切换到其低阻抗的第二电气状态F。

在这一时刻，电磁感应发生器20检测到厨房用具10的存在的缺陷，并切换到安全模式，它在该模式下停止向厨房用具10提供能量。

电磁感应发生器20然后处于关闭状态OFF。

当然，由于取决于引入厨房用具10的内容物的热惰性，在加热期间，阻抗转变机构4的温度Temp将稍微超过为低阻抗转变温度TempF设定的值。

从检测到厨房用具10不存在的时刻起的安全模式的预定持续时间TMS是在电磁感应发生器20的工厂设置中预定的。

从这一时刻起，阻抗转变机构4的温度Temp将开始降低。

在冷却的第二有限时段T2之后，阻抗转变机构4将达到预定高阻抗转变温度值TempO，并将切换到其第一操作状态E1，其中绕组3被置于其高阻抗的第一电气状态O。

该第二有限时段T2是有限持续时间的时段，取决于阻抗转变机构4的固有特性及其相对于绕组3的位置，但也取决于引入厨房用具10的内容物的惰性和周围的热条件。

因此，引入厨房用具10的内容物的热扩散率越低，用于达到预定高阻抗转变温度值TempO的第二有限时段T2就越长。

由于电磁感应发生器20的安全模式的预定持续时间TMS大于第二有限时段T2(在此之后，阻抗转变机构4切换到其第一操作状态E1)，那么在该第二有限时段T2之后，电磁感应发生器20将再次在其感应炉23上检测到厨房用具10的存在，切换到接通状态ON并再次向厨房用具10提供能量。

从那时起，厨房用具10被电磁感应发生器20在第三时段T3中再次加热，直到阻抗转变机构4的温度Temp再次达到预定低阻抗转变温度值TempF。

调节装置1在该第三时段T3期间的行为类似于调节装置1在第一时段期间的行为。

从这一刻开始，阻抗转变机构4的温度将开始降低。

在冷却的第四有限时段T4之后，阻抗转变机构4的温度Temp将达到预定高阻抗转变温度值TempO，并将再次切换回其第一操作状态E1。

调节装置1在该第四有限时段T4期间的行为类似于调节装置1在第二有限时段T2期间的行为。

因此，该循环无限期地重复，直到使用者自愿决定停止电磁感应发生器20，从发生器20的感应炉23上移除厨房用具10，而不在安全模式的预定持续时间TMS之前将其放回，或者直到电磁感应发生器20的安全装置如溢出保护装置或计时器使得电磁感应发生器20停止为止。

在该调节装置1中，预定低阻抗转变温度值TempF和预定高阻抗转变温度值TempO彼此越接近，向对应于预定低阻抗转变温度值TempF的目标温度的温度调节就越精确。

理想情况下，绕组3由利兹线制成，以减少电磁感应发生器20的操作频率范围内的损耗，该操作频率范围通常是从20千赫到100千赫。

例如，在20千赫和在环境温度下，利兹线线圈6的直径可以为0.5毫米，并且优选为1毫米。

目标是找到一种折衷方案，既允许在电磁感应发生器20加热厨房用具10的过程中使线圈6中感应的电流最小化，又允许由在绕组3中流动的交流电流产生的磁场导致电磁感应发生器20处于默认。

例如，20厘米的感应炉直径和沿直径分布的三个利兹线线圈6的绕组3足以实现期望的功能。

此外，可以设想用于将转变温度值调整(未示出)成预定低阻抗转变温度值TempF的装置，该装置作用于阻抗转变机构4上，而例如当阻抗转变机构4是双金属片类型的无源形状记忆电触点时，该装置作用于阻抗转变机构4相对于绕组3的位置上。

这些装置包括用于调整电触点的自由端(例如当其处于其第二操作状态E2时)以及绕组3的端部之间的距离的螺钉。

因此，绕组3的端部越远离电触点的自由端，预定低阻抗转变温度值TempF就将在可由电触点实现的移动极限内越高。

该调整螺钉还可以包括温度分度指数，以向使用者指示螺钉位置和预定低阻抗转变温度值TempF之间的对应关系。

同样，可以设想用于调整预定高阻抗转变温度值TempO的装置。

通过调整该高阻抗转变温度值TempO，可以允许使用者配置装置1来执行限制功能或执行调节功能。

实际上，该值直接影响第二有限时段T2的持续时间，在该持续时间结束时，阻抗转变机构4切换到其第一打开操作状态E1。

因此，如果该持续时间大于电磁感应发生器20的安全模式的预定持续时间TMS，装置1则将执行温度限制功能，并且如果该持续时间小于电磁感应发生器20的安全模式的持续时间TMS，装置1则将执行温度调节功能。

用于调整预定低阻抗转变温度值TempF的装置和用于调整预定高阻抗转变温度值TempO的装置可能会混淆。

在这种情况下，使用者将不得不在以下情况之间找到折衷方案：预定低阻抗转变温度值TempF相对较高但预定高阻抗转变温度值TempO接近该预定低阻抗转变温度值TempF，从而能实现调节功能，或低阻抗转变温度值TempF相对较低但预定高阻抗转变温度值TempO远离该预定低阻抗转变温度值TempF，从而尤其能实现限制功能。

当装置1处于其受限操作模式时，阻抗转变机构4也具有两种操作状态E1、E2，其中绕组3被分别置于高阻抗的第一电气状态O或低阻抗的第二电气状态F。

然而，与热操作模式不同，根据由使用者触发的阻抗转变机构4的状态改变主导命令，绕组3被置于这两种操作状态E1、E2中的任一种。

为此，除了无源电子部件之外，阻抗转变机构4还包括有源电子部件。

这两个部件并联设置并连接到绕组3。

因此，阻抗转变机构4的操作状态可以仅取决于施加到阻抗转变机构4的温度条件，在这种情况下，使用者不能控制阻抗转变机构4的操作状态，或者阻抗装置4的操作状态可以取决于施加到阻抗转变机构4的温度条件，但是也取决于使用者的命令，在这种情况下，使用者保留控制阻抗转变机构4的操作状态的可能性，该主导命令相对于施加到阻抗转变机构4的能够由温度条件触发的命令。

有源电子部件适于中断交流电流的流动，该部件例如是晶体管或三端双向可控硅开关。

此外，有源电子部件可以由电池或电池组供电。

电池组也可以由能量回收装置从电磁感应发生器20中产生能量的一部分再充电。

本发明还涉及包括多个如上所述的温度限制装置1和/或多个如上所述的温度调节装置1的套件30。

该套件30的每个装置1包括阻抗转变机构4，其中根据不同的预定低阻抗转变温度值TempF来确定第一操作状态E1和第二操作状态E2。

图7示出了三个温度限制或调节装置1构成的套件30。

这三个装置1各包括一个阻抗转变机构4，每个阻抗转变机构4具有不同于套件30的另一个装置1的预定低阻抗转变温度值TempF1、TempF2、TempF3。

如图8和图9所示，套件30中的每个装置1可以直接用作适配器装置1’，其设计成放置在电磁感应发生器20的玻璃陶瓷板22和厨房用具10的底部11之间。

如图10和图11所示，套件30中的每个装置1也可以插入厨房用具10的底部11中的凹槽12中。

每个装置1和凹槽12于是包括互补的固定机构7a、7b，其使得可拆卸装置1能够牢固地连接到厨房用具10。

这些互补的固定机构7a、7b包括例如互补形状的螺纹，该螺纹一方面设置在套件30中的每个装置1的边缘上，另一方面设置在厨房用具10的底部11中设置的凹槽12的边缘上。

其他互补的固定机构也是可能的，例如四分之一圈或卡口式固定件。

根据第一变型，每个装置1、1’的保持主体2的第二部分2b包括由铁磁材料制成的部分8，其设计成通过感应加热。

如图9和图11所示，保持主体2的该部分8包括不锈钢板，并且由铝板9覆盖，该铝板9设计成与凹槽12中的厨房用具10的底部11接触，以便一方面防止不锈钢板在热的作用下扭曲，另一方面更均匀地将热扩散到厨房用具10。

因此，根据该变型，厨房用具10不必须由感应兼容材料制成。

根据未示出的第二变型，每个装置1、1’的保持主体2完全由非铁磁材料制成，因此是非感应兼容的。

这种材料例如可以是适于耐温的聚合物或弹性体。

在这种情况下，至少厨房用具10的底部11必须由铁磁材料制成。

尽管已经结合具体实施例示例描述了本发明，但是显然本发明决不局限于这些示例。

修改仍然是可能的，特别是各种元件的布置和构造方面的修改，或者通过替换技术等同物，但是并不超出本发明的保护范围。

Claims (19)

1.一种用于厨房用具(10)的温度限制或调节装置(1)，该厨房用具设计成由电磁感应发生器(20)加热，所述装置(1)包括：

-绕组(3)的保持主体(2)，所述保持主体(2)包括非磁性且非导电的部分(2a)，其设计成相对于所述绕组(3)与所述电磁感应发生器(20)相对，

-由所述保持主体(2)保持的绕组(3)，以及

-阻抗转变机构(4)，其连接到所述绕组(3)，并且处于：

-第一操作状态(E1)，其中所述绕组(3)被置于高阻抗的第一电气状态(O)，

-第二操作状态(E2)，其中所述绕组(3)被置于低阻抗的第二电气状态(F)，

所述装置具有热操作模式，其中根据所述阻抗转变机构(4)的预定温度条件，所述阻抗转变机构(4)从其第一操作状态(E1)变成其第二操作状态(E2)，以及相反地，从其第二操作状态(E2)变成其第一操作状态(E1)。

2.根据权利要求1所述的温度限制或调节装置(1)，其中，除了热操作模式之外，所述装置还具有受限操作模式，在该模式中，根据由使用者触发的所述阻抗转变机构(4)的状态的改变的主导命令，所述阻抗转变机构(4)从其第一操作状态(E1)变成其第二操作状态(E2)，以及相反地，从其第二操作状态(E2)变成其第一操作状态(E1)。

3.根据权利要求1或2中任一项所述的温度限制装置(1)，其中，当所述装置(1)处于其热操作模式时：

-在所述阻抗转变机构(4)加热期间，所述阻抗转变机构(4)处于其第一操作状态(E1)，且所述绕组(3)处于其高阻抗的第一电气状态(O)，所述阻抗转变机构(4)的温度(Temp)保持低于预定低阻抗转变温度值(TempF)，并且

-在所述阻抗转变机构(4)冷却期间，以及在所述阻抗转变机构(4)的温度(Temp)达到所述预定低阻抗转变温度值(TempF)之后，在有限时段(T2)中，所述阻抗转变机构(4)处于其第二操作状态(E2)，且所述绕组(3)处于其低阻抗的第二电气状态(F)，所述阻抗转变机构(4)的温度(Temp)保持高于预定高阻抗转变温度值(TempO)，所述有限时段(T2)大于所述电磁感应发生器(20)的安全模式的预定持续时间(TMS)，所述电磁感应发生器(20)在检测到不存在要通过感应加热的兼容厨房用具(10)时切换到所述安全模式。

4.根据权利要求1或2中任一项所述的温度调节装置(1)，其中，当所述装置(1)处于其热操作模式时：

-在所述阻抗转变机构(4)加热期间，所述阻抗转变机构(4)处于其第一操作状态(E1)，且所述绕组(3)处于其高阻抗的第一电气状态(O)，所述阻抗转变机构(4)的温度(Temp)保持低于预定低阻抗转变温度值(TempF)，并且

-在所述阻抗转变机构(4)冷却期间，以及在所述阻抗转变机构(4)的温度(Temp)达到所述预定低阻抗转变温度值(TempF)之后，在有限时段(T2)中，所述阻抗转变机构(4)处于其第二操作状态(E2)，且所述绕组(3)处于其低阻抗的第二电气状态(F)，所述阻抗转变机构(4)的温度(Temp)保持高于预定高阻抗转变温度值(TempO)，所述有限时段(T2)小于所述电磁感应发生器(20)的安全模式的预定持续时间(TMS)，所述电磁感应发生器(20)在检测到不存在要通过感应加热的兼容厨房用具(10)时切换到所述安全模式。

5.根据权利要求3或4中任一项所述的装置(1)，其包括用于调整预定低阻抗转变温度值(TempF)和/或预定高阻抗转变温度值(TempO)的调整机构。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置(1)，其中，所述保持主体(2)具有圆盘形状，并且所述绕组(3)包括沿所述圆盘的直径分布的多个线圈(6)。

7.根据权利要求6所述的装置(1)，其中，所述绕组(3)由利兹线制成，以减少所述电磁感应发生器(20)的操作频率范围内的损耗，该操作频率范围典型地从20千赫到100千赫。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的装置(1)，其中，所述绕组(3)基本上沿同一个平面延伸。

9.根据权利要求8所述的装置(1)，其中，所述绕组(3)位于所述厨房用具(10)的接触区域上方1至20毫米处，所述接触区域设计成与所述电磁感应发生器(20)的感应炉(23)接触。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的装置(1)，其中，除了所述第一部分(2a)之外，所述保持主体(2)还包括设计成相对于所述绕组(3)与所述电磁感应发生器(20)相对定位的第二部分(2b)，所述第二部分(2b)包括叠加层，所述叠加层选自感应兼容材料，例如不锈钢、钢、铜或镍，或者非感应兼容材料，例如铝、适于耐温的聚合物或弹性体，或者这些不同材料的组合。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的装置(1)，其中，所述绕组(3)包括用于延迟在所述绕组(3)中建立电流的装置，优选地是与所述阻抗转变机构(4)串联连接的电感器。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的装置(1)，其中，所述阻抗转变机构(4)包括无源形状记忆电触点或无源形状记忆电触点以及适于中断交流电流的流动的有源电子部件，例如晶体管或三端双向可控硅开关。

13.一种套件(30)，其包括根据权利要求2或从属于权利要求2的权利要求4至12中任一项所述的多个温度限制装置(1)，和/或根据权利要求3或从属于权利要求3的权利要求4至12中任一项所述的多个温度调节装置(1)，每个装置(1)包括阻抗转变机构(4)，其中，所述第一操作状态(E1)和所述第二操作状态(E2)根据不同的预定低阻抗转变温度值(TempF)，并且在需要的情况下根据不同的预定高阻抗转变温度值(TempO)来确定。

14.根据权利要求13所述的套件(30)，其中，每个温度限制和/或调节装置(1)是设计成在电磁感应发生器(20)的玻璃陶瓷板(22)和厨房用具(10)的底部(11)之间设置的适配器装置(1’)。

15.根据权利要求14所述的套件(30)，其中，每个适配器装置(1’)的保持主体(2)包括由铁磁材料制成的部分(8)，所述部分(8)设计成通过感应加热，所述部分(8)包括不锈钢板并且由铝板(9)覆盖。

16.根据权利要求14所述的套件(30)，其中，每个适配器装置(1’)完全由非铁磁材料制成。

17.一种厨房用具(10)，用于用电磁感应发生器(20)加热食物或流体，特别是家用电器的水壶、茶壶、煎锅、平底锅或碗，其包括底部(11)，该底部中插入有根据权利要求2或从属于权利要求2的权利要求4至12中任一项所述的温度限制装置(1)，或者根据权利要求3或从属于权利要求3的权利要求4至12中的一项所述的温度调节装置(1)。

18.根据权利要求15所述的厨房用具(10)，其中，所述厨房用具(10)的底部(11)包括凹槽(12)，所述凹槽(12)布置成接收根据权利要求13所述的套件(30)中的每个温度限制或调节装置(1)，所述凹槽(12)以及根据权利要求13所述的套件(30)的每个温度限制或调节装置(1)包括互补的固定机构(7a、7b)。

19.一种组件，其包括至少一个根据权利要求1至12中任一项所述的限制或调节装置(1、1’)和根据权利要求17至18中任一项所述的厨房用具。

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