DE3102668C2

DE3102668C2 - Induktionsheizvorrichtung

Info

Publication number: DE3102668C2
Application number: DE3102668A
Authority: DE
Inventors: Keiichiro Izumi Osaka Doi; Tomofumi Fuchu Tokyo Iketani; Shigeki Tachikawa Tokyo Kondo; Seiji Yamatokoriyama Nara Tanaka; Yoshio Saitama Yamazaki
Original assignee: Sharp Corp; Riccar Sewing Machine Co Ltd
Current assignee: Sharp Corp; Riccar Co Ltd
Priority date: 1980-01-30
Filing date: 1981-01-28
Publication date: 1983-07-07
Also published as: GB2069299B; DE3102668A1; FR2474803A1; GB2069299A; AU6668681A; FR2474803B1; AU522656B2; US4351996A

Abstract

Eine verbesserte Induktionsheizvorrichtung (HA), die zum Beispiel in einen Kochherd eingebaut ist, weist einen Magnetkörper (3) auf, in dem ein Loch (3a) ausgebildet ist. Außerdem ist an der Oberplatte (1) der Induktionsheizvorrichtung (HA) ein Thermistor (2) an einer Stelle angebracht, die dem Loch (3a) in dem Magnetkörper (3) entspricht, damit eine Beschädigung des Thermistors (2) vermieden wird. Die Curie-Temperatur des Magnetkörpers (3) ist zur weiteren Verbesserung der Sicherheit auf einen vorbestimmten Wert eingestellt.

Description

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Die Erfindung betrifft eine Induktionsheizvorrichtung mit einer Induktionsspule unterhalb einer Oberplatte, auf die ein Gefäß aus ferromagnetischem Werkstoff aufsetzbar ist, einem an der Unterseite der Oberplatte angeordneten Thermistorelement zur Steuerung der Speisung der auf einem Spulenträger angeordneten Induktionsheizspule in Abhängigkeit von der Temperatur der Oberplatte, einem Dauermagnetkörper, der unterhalb der Oberplatte zwischen dieser und einer Grundplatte vertikal beweglich so geführt ist, d,*ß er durch die Anziehungskraft des Gefäßes angehoben wird, und mit einem unterhalb des Dauermagnetkörpers auf der Grundplatte befestigten Schalter, der die Induktionsheizspule in der oberen Stellung des Dauermagnetkörpers ein- und in seiner unteren Stellung ausschaltet

Bei einer aus der Praxis bekannten Induktionsheizvorrichtung gemäß F i g. 1 ist in dem Mittelbereich auf der Unterfläche einer Oberplatte P eines Kochherdes ein Thermistor Tm befestigt, der die Temperatur eines Gefäßes V ermittelt, während ein Magnetkörper M in einem Magnethalterohr Ms ausschließlich senkrecht beweglich untergebracht ist Eine Induktionsheizspuie C, die von einem Spulenträger Cy getragen wird, umgibt das Magnetführungsrohr Ms, indem ein über eine Befestigungsplatte Lan einer Grundplatte 5 des Herdes befestigter Mikroschalter SW, in einer Stellung unterhalb des Dauermagnetkörpers M so vorgesehen ist, daß er infolge des Absinkens und Aufsteigens des Magnetkörpers M umgeschaltet wird. Der Dauermagnetkörper M ist außerdem in einer Einfassung Mc untergebracht, um bar Berührung des oberen Randes der Einfassung Λ/c mit der Unterfläche der Oberplatte P einen vorbestimmten Abstand zu dem Thermistor Tm zu haben, damit eine direkte Berührung zwischen dem Magnetkörper M und dem Thermistor Tm verbinden v/ird, wenn der Magnetkörper M durch Anziehungskraft gegen das Gefäß Vaufsteigt

Bei dieser bekannten Induktionsheizvorrichtung muß also der Thermistor einschließlich seiner Leitungsanschlüsse an der Oberplatte befestigt werden, während die übrigen Teile der Induktionsheizverrichtung unterhalb der Unterplatte angeordnet sind. Bei der Montage muß also der Thermistor zuvor an der Oberplatte befestigt werden, so daß er nicht mit den übrigen Teilen der Induktionsheizvorrichtung gemeinsam hergerichtet und für eine gemeinsame Montage vorbereitet werden kann. Die bekannte Induktionsheizvorrichtung bildet somit keine geschlossene Baugruppe, die separat montiert werden könnte, sondern sie umfaßt mit dem Thermistor ein Teil, das eine separate Montage und einen separaten Anschluß erfordert

Bekannt ist ferner eine Induktionsheizvorrichtung (US-PS 37 86 220), bei der der Thermistor nicht direkt unter der Oberplatte befestigt ist, sondern an einer Brücke, die an einer Ausnehmung der Oberplatte angebracht ist. Hierbei muß der Thermistor ebenfalls separat montiert und verdrahtet werden.

Schließlich ist ein Induktionsheizgerät bekannt (DE-AS 25 04 651), bei dem die Induktionsheizvorrichtung aus einer separat zu montierenden Baugruppe besteht, jedoch weist diese Induktionsheizvorrichtung keinen die Temperatur der Oberplatte fühlenden Thermistor auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Induktionsheizvorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß eine separate Anbringung des Thermistors an der Oberplatte entbehrlich ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß das Thermistorelement an einem fcnde einer Halterung befestigt ist, die, ein durchgehendes

Loch des Dauermagnetkörpers durchsetzend, mit ihrem anderen Ende auf der Grundplatte abgestützt ist und die das Thermisiorelement gegen die Unterseite der Oberplatte drückt

Nach der Erfindung ist das Thermistorelement nicht an der Oberplatte befestigt, sondern an der Halterung, die ihrerseits auf der Grundplatte abgestützt ist Sowohl der Dauermagnetkörper und dessen Führungsvorrichtung als auch das Thermistorelement könne» auf der Grundplatte montiert werden, die dann ihrerseits unterhalb der Oberplatte angeordnet wird. Erst bei diesem Montagevorgang wird das Thermistorelement gegen die Unterseite der Oberplatte gesetzt Eine Vormontage des Thermistorelementes wird daher entbehrlich.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt

Im folgenden werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert Es zeigt

F i g. ί einen schematischen Längsschnitt durch eine herkömmliche Induktionsheizvorrichtung, taif die bereits Bezug genommen wurde,

F i g. 2 einen schematischen Längsschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung,

Fig.3 einen schematischen Längsschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels,

F i g. 4 ein elektrisches Blockschaltbild einer Schaltung der Induktionsheizvorrichtungen gemäß Fig.2 und 3,

F i g. 5 einen schematischen Längsschnitt eines dritten Ausführungsbeispiels und

Fig. 6 einen schematischen Längsschnitt eines vierten Ausfühfüiigsbeispiels.

Die Induktionsheizvorrichtung HA nach Fig.2 besteht im wesentlichen aus einer Oberplatte 1, die in der vorgegebenen Stellung in dem Vorrichtungsgehäuse so angeordnet ist daß auf ihr ein Behälter oder ein Gefäß V abgestellt werden kann, einem Wärmefühler oder Thennistorelement 2, das an dem Mittelteil der Unterfläche der Oberplatte 1 angebracht ist einem Magnetführungsrohr 4 zwischen dem Mittelteil der Unterfläche der Oberplatte 1 und einer Grundplatte 6 des Vorrichtungsgehäuses, einem z. B. zylindrischen Dauermagnetkörper 3, in dem ein Loch 3a ausgebildet ist und der in dem Magnetführungsrohr 4 nur in senkrechter Richtung beweglich gelagert ist einem Mikroschalter 5, der in dem Magnetführungsrohr 4 in einer Stellung unterhalb des Dauermagnetkörpers 3 in vorgegebener Höhe über der Grundplatte 6 angeordnet und an der Grundplatte 6 mittels einer Trägerplatte 5/ so befestigt ist, daß er infolge der senkrechten Bewegung des Magnetkörpers 3 wahlweise ein·' oder ausgeschaltet wird und aus einer Induktionsheizspule 8, die von einem Spulenträger 7 getragen wird und die das Magnetführungsrohr 4 an einer Stelle nahe der Oberplatte t umgibt Das Thermistorelement 2, das von einem Ende der aus einer Tragstange bestehenden, durch das Loch 3a hindurchragenden und mit ihrem anderen Ende an der Grundplatte 6 befestigten Halterung R getragen und gegen die Unterfläche der Oberplatte 1 gedruckt wird, ist so angeordnet, daß es von dem Loch 3a des zylindrischen Dauermagnetkörpers 3 aufgenommen wird, wenn der Dauermagnetkörper 3 gegen die Oberplatte 1 angehoben wird. Die Curie-Temperatur des Dauermagnetkörpers 3 ist so eingestellt, daß sie niedriger als die Temperatur an der Unterfläche der Oberplatte 1 ist, wenn die Temperatur der Induktionsheizspule 8 ihre zulässige Grenze erreicht hat

F i g, 3 zeigt eine Abwandlung der Induktionsheizvorrichtung HA nach Fig,2, Bei der abgewandelten Induktionsheizvorrichtung HB nach Fig,3 ist die Halterung R für den Thermistor 2 der Anordnung nach F i g. 2 durch eine Tragstange RB ersetzt worden, deren eines Ende das Thermistorelement 2 trägt und deren anderes Ende in einer zylindrischen Bohrung 9a einer

ίο Hülse 9 beweglich gelagert ist, die an der Grundplatte 6 befestigt ist Eine Feder Sp umgibt die Tragstange RB und stützt sich mit ihren Enden zwischen dem oberen Ende der Tragstange RB und dem oberen Rand der Hülse 9 ab, so daß sie normalerweise die Tragstange RB in Fig.3 nach oben drückt damit das Thermistorelement 2 fester gegen die Unterfläche der Oberplatte 1 gepreßt wird.

Im übrigen entspricht die Induktionsheizvorrichtung HB gemäß F i g. 3 der Anordnung nach F i g. 2.

Fig.4 zeigt ein elektrisches rfockschaltbild der Induktionsheizvorrichtung. Eine erste Gleichrichtungsund Glättungsschaltung 12 und die Primärwicklung eines Transformators 13 sind an die Anschlußklemmen einer Wechselstromquelle E angeschlossen, während die Induktionsheizspule 8 sowie der Emitter und der Kollektor eines Ausgangstransistors 16 zwischen der positiven und der negativen Anschlußklemme der ersten Gleichrichtungs- und Glättungsschaltung 12 in Reihe geschaltet sind. Eine Schutzdiode 17 ist in

JO Sperr-Richtung zwischen den Kollektor und den Emitter des Ausgangstransistors 16 geschaltet und ein Kondensator 18 ist der Schutzdiode 17 parallelgeschaltet Mit der Sekundärwicklung des Transformators 13 ist eine zweite Gleichrichtungs- und Glättungsschaltung 14

J5 verbunden, deren positive Anschlußklemme über einen Mikroschalter 5 an die positive Anschlußklemme eines monostabilen Multivibrators 19 angeschlossen ist und deren negative Anschlußklemme mit den ErdkJemmen des monostabilen Multivibrators 19 und eines astabilen Multivibrators 20 verbunden ist an den der monostabile Multivibrator 19 angeschlossen ist Der Ausgang des monostabilen Multivibrators 19 ist an die Basis des Ausgangstransistors 16 angeschlossen. Das Thermistorelement 2 ist an eine Temperatur-Detektorschaltung 21

■>3 angeschlossen, um z. B. das Basiseingangssignai für den Ausgangstransistor 16 oder das Ausgangssignal dieses Transistors 16 durch das Ausgangssignal der Temperatur-Detektorschaltung 21 zu steuern.
Mit der vorstehend erläuterten Anordnung wird der Heizvorgang durch Einschaltung eines nicht gezeichneten Einschalters begonnen, wenn das Gefäß V auf der Oberplatte 1 steht Besteht das Gefäß V aus magneiisierbarem Material, so wird der Dauermagnetkörper 3 durch die Anziehungskraft des Gefäßes V gegen dieses angehoben und daher wirJ der Mikroschalter 5, der normalerweise durch den ihn niederdriikkenden Dauermagnetkörper 3 geöffnet ist geschlossen, um an die positive Anschlußklemme des monostabilen Multivibrators 19 positive Spannung anzulegen.

f>o Entsprechend erzeugt der monostabile Multivibrator 19 Impulse bestimmter Breite, deren Anstiegsflanken mit den von dem astabilen Multivibrator 20 periodisch erzeugten Impulsen zeitgleich sind. Wenn der Ausgangsimpuls des monostabilen Multivibrators 19 den Ausgangstransistor /6 durchschaltet, wird die induktionsheizspule 8 für den Induktionsheizvorgang gespeist.

Bei Fortsetzung der Induktionsheizung steigt die

Temperatur des Gefäßes V und der Widerstandswert des Thermistorelementes 2 nimmt infolgedessen zu. Wenn die Temperatur des Gefäßes V eine vorbestimmte Höhe erreicht und der Widerstand des Thermistorelementes 2 sich auf einen vorgegebenen Wert verringert hat, schaltet die Temperatur-Detektorschaltung 21 das Eingangssignal oder Ausgangssignal des Ausgangstransistors 16 ab.

Deshalb wird nicht nur das Kochgut in dem Gefäß V auf der optimalen Heiztemperatur gehalten, sondern es wird auch die übermäßige Erhitzung des Gefäßes V zuverlässig verhindert. Bei Störungen des Thermistorelementes 2 oder der Temperatur-Detektorschaltung 21 wird die erwähnte Funktion nicht beeinträchtigt, jedoch verliert der Dauermagnetkörper 3 seinen Magnetismus, wenn die Temperatur des Gefäßes V weiter steigt und die Temperatur des Dauermagnetkörpers 3 die Curie-Temperatur erreicht; er fällt durch sein Gewicht nach unten, so daß der Mikroschalter 5 geöffnet wird, und der monostabile Multivibrator 19 erzeugt keine Impulse mehr, so daß die Induktionsheizspule 8 nicht mehr gespeist und der Heizvorgang unterbrochen wird. Wenn andererseits das Gefäß 5 aus nicht magnetisierbarem Material besteht, steigt der Dauermagnetkörper 3 nicht nach oben, der Mikroschalter 5 wird offengehalten und der Heizvorgang unterbleibt.

Da in dem Magnetkörper 3 das Loch 3a zur Aufnahme des Thermistorelementes 2 vorgesehen ist, schlägt der Dauermagnetkörper 3 während seines Aufstieges niemals direkt gegen das Thermistorelement 2, wodurch Bruchgefahr des Thermistorelementes ausgeschlossen wird.

Dadurch, daß die Curie-Temperatur des Dauermagnetkörpers 3 niedriger eingestellt ist als die Temperatur an der Unterfläche der Oberplatte 1 bei Erreichen der zulässigen Grenztemperatur, kann ungewöhnlicher Temperaturanstieg durch Aufheizung, insbesondere Aufheizung ohne aufgesetztes Kochgut, zuverlässig verhindert werden, und zwar selbst bei schadhaftem Thermistorelement 2.

Fig. 5 zeigt eine weitere Abwandlung der Anordnung nach F i g. 2. Bei dieser abgewandelten Induktionsheizvorrichtung HCnach F i g. 5 fehlen das Magnetführungsrohr 4 und die Halterung R der Anordnung nach Fig. 2, und der Dauermagnetkörper 3 ist in einem Magnetbehälter D beweglich untergebracht, der von einer Platte 5/-1 getragen wird, die von dem oberen Rand der Trägerplatte 5/ für den Mikroschalter 5 seitlich absteht und die Seitwärtsbewegung sowie die Steighöhe des Dauermagnetkörpers 3 durch magnetische Anziehungskraft beschränkt. Der Magnetbehälter D, dessen Gestalt der äußeren Form des Dauermagnetkörpers 3 angepaßt ist, weist in seinem Mittelbereich eine Vertiefung Do auf, die dem Loch 3a des Dauermagnetkörpers 3 entspricht. In der Vertiefung Do befindet sich eine gummielastische Halterung 2f, z. B. aus geschäumten Silikongummi oder dergleichen, auf der das Thermistorelement 2 angeordnet ist. Auf dem Thermistorelement 2 ist eine Wärmesammelplatte 2h vorgesehen, die die Wärme der Oberplatte 1 wirksam /u dem Thermistorelement 2 leitet.

Da der Abstand von der Oberfläche des Magnetbehälters D zur Oberfläche der Wärmesammelplatte 2Λ größer ist als der Abstand von der Oberfläche des Magnetbehälters D zur Unterfläche der Oberplatte 1, wird die gummielastische Halterung 2( normalerweise zwischen der Unterfläche der Oberplatte 1 und der

ίο Bodenwand der Vertiefung Do zusammengepreßt. w;is zur Folge hat, daß die Värmesammclplatte 2/i und das Thermistorelement 2 gegen die Unterfläche 'lcr Oberplatte 1 gedrückt werden. Der Mikroschiiltcr ^ <s\ unterhalb des Dauermagnetkörpers 3 angeordnet iin!

Ii ragt durch die Platte 5/-1 hindurch, um die Sinkstrecke des üauermagnetkörpers 3 zu begrenzen und in Übereinstimmung mit den Bewegungen des Dauermagnetkörpers 3 in ähnlicher Weise wie bei eier Anordnung der F i g. 2 selektiv geöffnet odei geschlos sen zu werden.

Wenn bei der Ausführungsform nach Fig. 5 d;ts Gefäß V aus magnetisierbarer!! Material in einer vorgegebenen Position auf die Oberplaite I gestellt worden ist, wird der Dauermagnetkörper 3 von dem

:") Gefäß Vangezogen und an der Innenfläche des oberen Teiles des Magnetbehälters D festgelegt, wählend die Kontakte des Mikroschalters 5 zur Einleitung der Heizung entsprechend umschalten, wobei das Thermistorelement die Speisung der Heizspule 8 so steuert, daß

)o das zu erwärmende Gefäß V'auf der Optimaltemperatur gehalten wird.

Wenn dagegen ein Gefäß Vaus nicht-magnetisierbarem Material auf die Oberplatte 1 gesetzt wird, wird der Dauermagnetkörper 3 von diesem überhaupt nicht

r> angezogen. Der Mikroschalter 5 bleibt offen oder ausgeschaltet '<nd deshalb wird die Heizspule 8 nicht gespeist.

Da der Magnetbehälter Dstationär bleibt und nur der Dauermagnetkörper 3 sich in dem Magnetbehältcr D senkrecht bewegen kann, berühren bei dieser Anordnung weder der Dauermagnetkörper 3 noch der Magnetbehälter Ddie Oberplatte 1 und den Wärmefühler bzw. das Thermistorelement 2, was zur Folge hat, daß nicht nur die Stoßgeräusche weitgehend verringert

■»5 werden, sondern die Bruchgefahr für die Oberplatte, den Magnetbehälter, den Thermistor usw. vollständig behoben ist.

F i g. 6 zeigt eine andere Abwandlung der Anordnung nach F i g. 5. Bei dieser abgewandelten Heizvorrichtun"

so HD ist der Magnetbehälter D der Vorrichtung gemäß F i g. 5 mit dem Spulenträger TD einstückig ausgebildet, und das Thermistorelement 2 ist in ähnlicher Weise wie bei der Heizvorrichtung nach F i g. 5 zur Vereinfachung der Konstruktion und Erleichterung des Herstellungs-Verfahrens in der mittleren Vertiefung Do angeordnet. In übrigen entspricht die Heizvorrichtung HD nach F i g. 6 derjenigen nach F i g. 5.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Induktionsheizvorrichtung mit einer Induktionsspule unterhalb einer Oberplatte, auf die ein Gefäß aus ferromagnetischem Werkstoff aufsetzbar ist, einem an der Unterseite der Oberplatte angeordneten Thermistorelement zur Steuerung der Speisung der auf einem Spulenträger angeordneten Induktionsheizspule in Abhängigkeit von der Temperatur der Oberplatte, einem Dauermagnetkörper, der unterhalb der Oberplatte zwischen dieser und einer Grundplatte vertikal beweglich so geführt ist, daß er durch die Anziehungskraft des Gefäßes angehoben wird, und mit einem unterhalb des Dauermagnetkörpers auf der Grundplatte befestigten Schalter, der die Induktionsheizspule in des oberen Stellung der Dauermagnetkörpers ein- und in seiner unteren Stellung ausschaltet, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermistorelement (2) an einem Ende einer Halterung (R; RB; Sp; 2[) befestigt ist, die, ein durchgehendes Loch (3a) des Dauermagnetkörpers (3) durchsetzend, mit ihrem anderen Ende auf der Grundplatte (6) abgestützt ist und die das Thermistorelement (2) gegen die Unterseite der Oberplatte

(1) drückt

2. Induktionsheizvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung eine Tragstange (RB)lst, deren anderes Ende in einer auf einer Grundplatte (6) der Induktionsheizvorrichtung (///?; befestigten Hülse (9) beweglich geführt ist, und daß zwischen dem der Gberplat- .· (1) zugewandten Ende der Hülse (9) und den das Thermistorelement

(2) tragenden Ende der Tragstang·' (RB) eine Feder (Sp) vorgesehen ist, die das Thermistorelement (2) gegen die Unterseite der Oberplatte (1) berührungsschlüssig andrückt.

3. Induktionsheizvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dauermagnetkörper (3) in einem Magnetführungsrohr (4) beweglich geführt ist, das sich zwischen der *o Oberplatte (1) und der Grundplatte (6) erstreckt und daß der Schalter (5) in dem Magnetführungsrohr (4) angebracht ist.

4. Induktionsheizvorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Dauermagnetkörper (3) in einem Magnetbehälter (D) beweglich untergebracht ist, der sich unterhalb der Oberplatte (1) befindet und in dem eine der Oberplatte zugewandte Vertiefung (Do)m'n einer dem Loch (3a) des Dauermagnetkörpers (3) entsprechenden Form ausgebildet ist und daß in der Vertiefung (Do) eine gummielastische Halterung (2f) angeordnet ist, auf der das mit einer Wärmesammeiplatte (2ty bedeckte Thermistorelement (2) angeordnet ist und die das Thermistorelement (2) unter Zwischenlage der Wärmesa.mmelplatte (2Λ,) gegen die Unterfläche der Oberplatte (1) berührungsschlüssig andrückt.

5. Induktionsheizvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetbehälter (D) mit dem Spulenträger (TD) der Induktionsheiz- M spule (8) einstückig ausgebildet ist.