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Die
Erfindung betrifft ein Induktionsheizgerät.
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Ein
Induktionsheizgerät
ist beispielsweise bekannt in Form eines Induktionskochfelds, bei
dem ein metallisches Kochgeschirr durch induktiv erzeugte Wirbelströme erwärmt wird.
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So
kann über
ein Induktionskochfeld mit einer Glaskeramik-Oberfläche Energie
in Form eines magnetischen Wechselfeldes in den Boden des Kochgeschirrs übertragen
und dort in Wärme
umgewandelt werden. Unterhalb der Glaskeramik-Kochfläche befindet
sich eine stromdurchflossene Spule, die ein magnetisches Wechselfeld
erzeugt. Dieses induziert in einem darüber platzierten metallischen
Topf durch Induktion Wirbelströme,
die das Metall des Topfes und von dort durch Wärmeübertragung den Inhalt aufheizen.
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Hierbei
ist es von Nachteil, dass ein Induktionskochfeld im Betrieb ein
elektromagnetisches Feld emittiert.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht darin, insbesondere eine Möglichkeit
zu schaffen, das emittierte elektromagnetische Feld eines Induktionsheizgeräts zu reduzieren.
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Diese
Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des
unabhängigen
Anspruchs gelöst.
Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich auch aus den abhängigen Ansprüchen.
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Zur
Lösung
der Aufgabe wird ein Induktionsgerät angegeben umfassend mindestens
einen Induktor, der oberhalb mehrerer metallischer Körper angeordnet
ist, wobei jeweils zwei der mehreren metallischen Körper mindestens
eine elektrische Verbindung aufweisen.
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Hierbei
ist es von Vorteil, dass anhand der verbundenen metallischen Körper eine
wirksame Abschirmung erreicht werden kann, ohne dass ein großer durchgehender
metallischer Körper
erforderlich würde.
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Eine
Weiterbildung ist es, dass der metallische Körper eine Metallplatte, insbesondere
eine Aluminiumplatte ist.
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Eine
Metallplatte eignet sich besonders gut zur Abschirmung des von den
Induktoren hervorgerufenen elektromagnetischen Feldes. Insbesondere kann
Aluminium eingesetzt werden, um das Gewicht des Induktionsgeräts nicht
unnötig
zu erhöhen.
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Eine
andere Weiterbildung ist es, dass mindestens einer der metallischen
Körper
im wesentlichen unterhalb eines Induktors angeordnet ist.
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Demgemäß ist es
von Vorteil, dass zumindest die Heizwirkfläche des Induktors mittels des
metallischen Körpers
abgedeckt ist, um eine unmittelbare Abschirmung durch den durchgehenden
metallischen Körper
zu erreichen.
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Auch
ist es von Vorteil, dass die metallischen Körper als Träger für Induktoren einsetzbar sind.
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Insbesondere
ist es eine Weiterbildung, dass mindestens einer der mehreren metallischen
Körper mindestens
einen Durchmesser mindestens eines Induktors aufweist.
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Um
den Einsatz des für
den metallischen Körper
notwendigen Materials gering zu halten, ist vorteilhaft der metallische
Körper
nicht (viel) größer als
diese Heizwirkfläche
des Induktors.
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Insbesondere
können
auch eine Vielzahl von Induktoren von einem metallischen Körper "abgedeckt" sein, d. h. für die Heizwirkfläche mehrerer
Induktoren kann ein einziger metallischer Körper vorgesehen sein.
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Auch
ist es eine Weiterbildung, dass die mehreren metallischen Körper zumindest
teilweise mehrere elektrische Verbindungen aufweisen.
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Durch
die mehreren elektrischen Verbindungen kann eine weitergehende Vermaschung
der metallischen Körper
und somit eine zusätzlich
verbesserte Abschirmung erreicht werden.
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Ferner
ist es eine Weiterbildung, dass der mindestens eine Induktor einsetzbar
ist für
- – mindestens
ein Mehrkreisheizfeld und/oder
- – mindestens
ein Matrixkochfeld und/oder
- – mindestens
eine Bräterzone.
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Im
Rahmen einer zusätzlichen
Weiterbildung dienen die mehreren metallischen Körper zur Schirmung des von
dem mindestens einen Induktor emittierten Feldes.
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Eine
nächste
Weiterbildung besteht darin, dass mindestens einer der mehreren
metallischen Körper
mit einem Massepotential verbunden oder geerdet ist.
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Durch
die Masseanbindung oder Erdung kann die Abschirmung des elektromagnetischen
Feldes zusätzlich
verstärkt
werden.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen dargestellt und
erläutert.
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Es
zeigen:
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1 ein
Schnittbild eines Ausführungsbeispiels
für ein
Induktionskochfeld;
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2 ein
Schnittbild eines alternativen Ausführungsbeispiels für ein Induktionskochfeld;
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3 ein
Schnittbild einer Erweiterung des Ausführungsbeispiels gemäß 2;
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4 eine
Anordnung mit mehreren induktiven Kochmulden, die jeweils mittels
eines metallischen Körpers
abgeschirmt und zumindest teilweise miteinander elektrisch verbunden
sind.
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Der
hier vorgestellte Ansatz erlaubt es, die von einem Induktionsheizgerät emittierte
Strahlung zu reduzieren. Zusätzlich
ist es von Vorteil, dass dies effizient und ressourcenschonend erfolgt.
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Beispielhaft
wird vorliegend ein Induktionskochfeld beschrieben. Generell ist
der vorliegende Ansatz auf jedwede Form von Induktionsheizgerät anwendbar.
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1 zeigt
eine Ausführungsform
für ein
Induktionskochfeld 100 in Form eines Schnittbildes.
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Unterhalb
einer Glaskeramikplatte 101 sind Induktoren 102 und 103 vorgesehen,
die auf einem metallischen Körper 104 angeordnet
sind. Der metallische Körper 104 ist
beispielsweise ein Träger
aus Aluminium oder ein Aluminiumblech und ist mittels der Stützelemente 105, 106 in
dem Induktionskochfeld 100 gelagert. Die Stützelemente 105, 106 können beispielhaft
federnd ausgeführt
sein. Weiterhin ist der metallische Körper 104 mittels einer
Verbindung 107 geerdet.
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Symbolisch
ist in 1 noch eine Eingabe- und Steuereinheit 108 zur
Bedienung des Induktionskochfelds 100 durch einen Benutzer
dargestellt. Diese Eingabe- und Steuereinheit 108 kann
beispielsweise Eingabemittel, eine Platine und/oder ein Gehäuse aufweisen.
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Weiterhin
ist in 1 eine Schaltung 109 dargestellt, die
beispielsweise in Form einer Platine oder mehrerer Platinen zum
Betrieb oder zur Ansteuerung der Induktoren 102 und 103 ausgeführt sein kann.
Zur Ansteuerung der Induktoren sind unterschiedliche Ausführungen
möglich.
Beispielsweise kann jeder Induktor 102 oder 103 in
Form einer Spule ausgeführt
sein, die über
eine Halbbrückenschaltung bzw. über einen
Inverter betrieben wird. Die über
ein Stromnetz bereitgestellte elektrische Energie wird vorzugsweise
mittels eines Gleichrichters gewandelt und der Halbbrückenschaltung
zugeführt.
Insbesondere kann ein Mikrocontroller vorgesehen sein, anhand dessen
abhängig
von den Einstellungen des Benutzers oder abhängig von vorgegebenen Regelungen
oder Betriebsmodi jeder Induktor über eine Halbbrückenschaltung
angesteuert wird.
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Weiterhin
vorgesehen ist ein Kühlkörper 110, z.
B. ein Kühlblech,
zur Ableitung von Wärme,
die z. B. von Leistungsschaltern der Halbbrückenschaltung erzeugt wird.
Der Kühlkörper 110 kann
auf der Schaltung 109 angeordnet sein; auch ist es möglich, dass der
Kühlkörper 110 unmittelbar
mit den wärmeerzeugenden
Bauelementen der Schaltung 109 in Verbindung steht.
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Vorteilhaft
kann der Kühlkörper 110 mittels einer
definierten Lüftung
gekühlt
werden. Hierzu kann ein Ventilator 111 vorgesehen sein,
der Umgebungsluft über
Lüftungsschlitze
ansaugt und über den
Kühlkörper 110 aus
dem beispielhaft in 1 dargestellten Gehäuse bläst.
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2 zeigt
ein alternatives Beispiel für
ein Induktionskochfeld 200 in Form eines Schnittbildes.
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Unterhalb
einer Glaskeramikplatte 201 sind Induktoren 202 und 203 vorgesehen,
die jeweils auf metallischen Körpern 204 und 205 angeordnet
sind. Bei den metallischen Körpern 204, 205 handelt
es sich beispielsweise um Träger
aus Aluminium, die mittels der Stützelemente 207 bis 210 in
dem Induktionskochfeld 200 gelagert sind. Die Stützelemente 207 bis 210 können beispielhaft
federnd ausgeführt sein.
Weiterhin ist der metallische Körper 204 mittels einer
leitenden Verbindung 206 mit dem metallischen Körper 205 verbunden.
Optional kann mindestens einer der metallischen Körper 204, 205 geerdet
sein (in 2 nicht dargestellt).
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Beispielhaft
ist in 2 zu jedem Induktor 202, 203 eine
separate Schaltung 211, 212, z. B. in Form einer
eigenen Platine, vorgesehen. Optional kann auch eine einzige Schaltung
bzw. eine einzelne Platine für
mehrere Induktoren vorgesehen sein. Auch ist es möglich, dass
eine Schaltung für
einen Induktor auf mehrere Platinen verteilt ist.
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Weiterhin
vorgesehen ist ein Kühlkörper 213, z.
B. ein Kühlblech,
zur Ableitung von Wärme,
die z. B. von Leistungsschaltern der Halbbrückenschaltung erzeugt wird.
Der Kühlkörper 213 kann
zumindest teilweise auf bzw. über
der Schaltung 211, 212 angeordnet sein; auch ist
es möglich,
dass der Kühlkörper 213 unmittelbar
mit den wärmeerzeugenden
Bauelementen der Schaltungen 211, 212 in Verbindung steht.
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3 zeigt
eine Erweiterung des Induktionskochfelds gemäß 2 in Form
eines Schnittbildes.
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Das
Induktionskochfeld 300 umfasst die Komponenten des Induktionskochfelds 200.
Insoweit wird auf die vorstehenden Ausführungen zu 2 verwiesen.
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Zusätzlich umfasst
das Induktionskochfeld einen weiteren Induktor 214, der
auf einem metallischen Körper 215 angeordnet
ist. Dieser metallische Körper 215,
z. B. ein Körper
aus Aluminium, ist mit dem metallischen Körper 204 verbunden.
Weiterhin ist der metallische Körper 215 mittels
Stützelementen 217 und 218 z.
B. federnd gelagert. Auch ist eine Schaltung 219 zum Betrieb
des Induktors 214 vorgesehen, die vorzugsweise einen eigenen
Kühlkörper 220 aufweist.
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Hierbei
sei angemerkt, dass die vorstehenden beschriebenen Schaltungen die
Bauelemente der Schaltungen sowie die dafür nötige Platine umfassen können. Wie
ausgeführt,
können
geeignete Mittel zur Kühlung
bestimmter Bauelemente vorgesehen sein. Ein Beispiel für derartige
Hitzesenken sind Kühlbleche
oder eine entsprechende Belüftung.
Generell sind unterschiedliche Hitzesenken einsetzbar, insbesondere
können
diese miteinander kombiniert und separat oder in Kombination mit
der jeweiligen Schaltung Verwendung finden.
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4 zeigt
mehrere Kochmulden in Draufsicht, wobei die Kochmulden mit metallischen
Körper darstellt
sind und wobei die metallischen Körper zumindest teilweise miteinander
verbunden (vermascht) sind.
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Eine
Kochmulde 401 umfasst (mindestens) einen Induktor 402,
der ein längliches
Kochfeld vorgibt. Unterhalb des Induktors (vergleiche obige Figuren
in Schnittdarstellung) ist als metallischer Körper eine Aluminiumplatte 403 angeordnet.
Beispielhaft ist die Aluminiumplatte 403 geerdet.
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Eine
weitere Kochmulde 404 umfasst zwei Induktoren 405 und 406 unterschiedlicher
Größen, die
auf einer Aluminiumplatte 407 angeordnet sind. Optional
kann die Aluminiumplatte 407 geerdet sein.
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Auch
ist eine Kochmulde 408 gezeigt umfassend eine Mehrkreiskochzone 409 mit
mindestens zwei Induktoren, die auf einer Aluminiumplatte 410 angeordnet
ist. Optional kann die Aluminiumplatte 410 geerdet sein.
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Entsprechend
diesem Beispiel können
eine Vielzahl von Kochmulden vorgesehen sein, die bevorzugt jeweils
auf einem metallischen Körper
angeordnet sind.
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In
dem Beispiel gemäß 4 weist
die Aluminiumplatte 403 mehrere Verbindungen 411 zu
der Aluminiumplatte 407 auf. Entsprechend weisen die Aluminiumplatten 407 und 410 wiederum
mehrere Verbindungen 412, 413 zu den jeweils benachbarten Aluminiumplatten
auf. Darüberhinaus
ist es möglich, dass
die Aluminiumplatten "kreuz
und quer" miteinander
verbunden sind und durch die Verbindung einer Vielzahl von Aluminiumplatten
eine wirksame Abschirmung des elektromagnetischen Feldes erreicht wird.
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Somit
ermöglicht
der hier vorgestellt Ansatz wirksam die Reduzierung elektromagnetischer
Strahlung eines Induktionsheizgeräts. Der hierin erwähnte metallische
Körper
kann unterschiedlichste Form, Dicke, Zusammensetzung, etc. aufweisen.
Auch ist es möglich,
dass der metallische Körper
lediglich teilweise metallisch ist und z. B. Elemente aus Keramik oder
Plastik aufweist. Insbesondere ist oberhalb des metallischen Körpers mindestens
ein Induktor vorgesehen. Der metallische Körper kann als Träger für den mindestens
einen Induktor dienen.
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Auch
kann es von Vorteil sein, einen, mehrere oder alle metallischen
Körper
mit einem Massepotential oder mit Erde zu verbinden. Alternativ
kann keiner der metallischen Körper
mit Massepotential oder mit Erde verbunden sein.
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Ein
weiterer Vorteil besteht darin, dass aufgrund der Unterteilung in
mehrere metallische Körper kein
durchgehender metallischer Körper
zur Abschirmung benötigt
wird und daher eine deutliche Materialeinsparung (z. B. in Form
kleiner Aluminiumträger anstelle
großer
Aluminiumplatten) erreicht werden kann.
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- 100
- Induktionskochfeld
- 101
- Glaskeramikplatte
- 102
- Induktor
- 103
- Induktor
- 104
- metallischer
Körper
- 105
- Stützelement
- 106
- Stützelement
- 107
- Verbindung
- 108
- Eingabe-
und Steuereinheit
- 109
- Schaltung
- 110
- Kühlkörper
- 111
- Ventilator
- 200
- Induktionskochfeld
- 201
- Glaskeramikplatte
- 202
- Induktor
- 203
- Induktor
- 204
- metallischer
Körper
- 205
- metallischer
Körper
- 206
- Verbindung
- 207
- Stützelement
- 208
- Stützelement
- 209
- Stützelement
- 210
- Stützelement
- 211
- Schaltung
- 212
- Schaltung
- 213
- Kühlkörper
- 214
- Induktor
- 215
- metallischer
Körper
- 216
- Verbindung
- 217
- Stützelement
- 218
- Stützelement
- 219
- Schaltung
- 220
- Kühlkörper
- 401
- Kochmulde
- 402
- Induktor
- 403
- Aluminiumplatte
- 404
- Kochmulde
- 405
- Induktor
- 406
- Induktor
- 407
- Aluminiumplatte
- 408
- Kochmulde
- 409
- Induktor
(Mehrkreiser)
- 410
- Aluminiumplatte
- 411
- Verbindungen
- 412
- Verbindungen
- 413
- Verbindungen