ES2276426T3 - Control para un dispositivo de calentamiento electrico para proporcionar resultados de calentamiento adecuados. - Google Patents
Control para un dispositivo de calentamiento electrico para proporcionar resultados de calentamiento adecuados. Download PDFInfo
- Publication number
- ES2276426T3 ES2276426T3 ES97922577T ES97922577T ES2276426T3 ES 2276426 T3 ES2276426 T3 ES 2276426T3 ES 97922577 T ES97922577 T ES 97922577T ES 97922577 T ES97922577 T ES 97922577T ES 2276426 T3 ES2276426 T3 ES 2276426T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- voltage
- duration
- cycle
- roasting
- heating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000010411 cooking Methods 0.000 claims description 13
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 5
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 26
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 24
- 230000008859 change Effects 0.000 description 7
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 5
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 235000015895 biscuits Nutrition 0.000 description 1
- 235000008429 bread Nutrition 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 235000012489 doughnuts Nutrition 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 235000012773 waffles Nutrition 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
- A47J—KITCHEN EQUIPMENT; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; APPARATUS FOR MAKING BEVERAGES
- A47J37/00—Baking; Roasting; Grilling; Frying
- A47J37/06—Roasters; Grills; Sandwich grills
- A47J37/08—Bread-toasters
- A47J37/0814—Bread-toasters with automatic bread ejection or timing means
- A47J37/0842—Bread-toasters with automatic bread ejection or timing means with electronic timers
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
- A47J—KITCHEN EQUIPMENT; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; APPARATUS FOR MAKING BEVERAGES
- A47J37/00—Baking; Roasting; Grilling; Frying
- A47J37/01—Vessels uniquely adapted for baking
- A47J37/015—Vessels uniquely adapted for baking electrically heated
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Control Of Resistance Heating (AREA)
- Heating, Cooling, Or Curing Plastics Or The Like In General (AREA)
- Electric Stoves And Ranges (AREA)
- Central Heating Systems (AREA)
- Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
- Control Of Heat Treatment Processes (AREA)
- Power Conversion In General (AREA)
Abstract
CONTROL PARA UN DISPOSITIVO ELECTRICO DE CALEFACCION (10) PARA AJUSTAR LA DURACION DEL CICLO DE CALOR DEL DISPOSITIVO DE UNA MANERA PUNTUAL CON EL FIN DE COMPENSAR DE FORMA EFECTIVA LAS VARIACIONES EN LA TENSION OPERATIVA (32, 34) SUMINISTRADA AL DISPOSITIVO.
Description
Control para un dispositivo de calentamiento
eléctrico para proporcionar resultados de calentamiento
adecuados.
La presente invención se refiere a una mejora
para un dispositivo de calentamiento eléctrico tal como una
tostadora, en la que la duración del ciclo de calentamiento se
ajusta para que proporcione resultados de calentamiento
adecuados.
La tensión de la línea de c.a. (corriente
alterna) es la fuente estándar de potencia de funcionamiento para
la mayoría de los electrodomésticos. Aunque la tensión de la línea
de c.a. especificada en los Estados Unidos es de 120 voltios, la
tensión de la línea varía típicamente desde tan baja como de 108
voltios hasta tan alta como de 130 voltios. Esta fluctuación en la
tensión puede afectar negativamente al funcionamiento de algunos
electrodomésticos.
Son especialmente afectados los dispositivos
para cocinar eléctricos tales como tostadoras que, a diferencia de
los hornos convencionales no cocinan un producto alimentario durante
un periodo de tiempo y a una temperatura que son ambos directamente
preestablecidas por el usuario. En vez de así, tales dispositivos
para cocinar cocinan un producto alimentario durante un periodo de
tiempo que corresponde al establecido por un control de
"hechura" y a una temperatura que está controlada por la
magnitud de la tensión aplicada a los elementos de calentamiento
del dispositivo de cocinar, cuya tensión es la misma, o proporcional
a, la tensión de la línea de c.a.. En tales dispositivos para
cocinar eléctricos, el tiempo requerido para cocinar un producto
alimentario hasta que alcance un nivel particular de hechura varía
con las fluctuaciones de la tensión de la línea de c.a.. A medida
que la tensión de la línea aumenta, el calor generado por los
elementos de calentamiento del dispositivo para cocinar aumenta,
reduciendo por tanto el tiempo de cocinado requerido. De modo
similar, a medida que la tensión de la línea disminuye, el calor
generado por los elementos de calentamiento del dispositivo para
cocinar disminuye, aumentando por tanto el tiempo de cocinado
requerido. En consecuencia, la duración del ciclo de cocinado de
tales dispositivos para cocinar eléctricos debe ser ajustado para
compensar las fluctuaciones de la tensión de la línea de c.a. si se
han de lograr resultados de cocinado uniformes en un ciclo de
cocinado y en el siguiente.
Se ha puesto particular interés en el problema
anteriormente mencionado en relación con las tostadoras eléctricas.
En tales tostadoras eléctricas, el usuario es capaz de seleccionar
el grado con el que el producto alimentario introducido en la misma
ha de ser tostado mediante el ajuste manual de un control de hechura
externo que tiene típicamente ajustes de hechura que varían de
"claro" a "oscuro". Estos ajustes corresponden al color
deseado del producto tostado. El ajuste del control de hechura
afecta a la duración del ciclo de tueste que se establece mediante
un circuito de regulación dentro de la tostadora.
El circuito de regulación de una tostadora
incluye, típicamente. un contador que tiene un periodo de recuento
que establece directamente la duración del ciclo de tueste. Este
periodo de recuento está determinado por la frecuencia de una señal
de oscilación que se suministra al contador mediante un oscilador.
El control de hechura de la tostadora, típicamente en la forma de
un potenciómetro, afecta a la frecuencia de esta señal, permitiendo
por tanto que el control de hechura afecte a la duración del ciclo
de tueste.
Se sabe como ajustar la duración del ciclo de
tueste para compensar una diversidad de factores, en adición a las
variaciones de tensión de la línea de c.a. que afectan al tiempo
requerido para tostar un producto alimentario con un nivel
particular de hechura. Uno de tales factores que afecta al tiempo de
tueste requerido es la temperatura inicial dentro de la cavidad de
tueste de la tostadora. Cuando la tostadora es accionada después de
un cierto periodo de no utilización (usualmente unos pocos
minutos), la cavidad de tueste estará a la temperatura de la sala
al principio del ciclo de tueste. Por lo tanto, el tiempo de tueste
requerido incluirá el tiempo necesario para que el elemento de
calentamiento eleve la temperatura dentro de la cavidad de tueste a
la óptima temperatura de tueste a la cual el producto alimentario
puede ser realmente cocinado. No obstante, cuando la tostadora se
acciona durante ciclos de tueste consecutivos, la temperatura dentro
de la cavidad de tueste al principio del segundo y de cualquiera de
los ciclos siguientes es ya, o se aproxima, a la temperatura de
tueste óptima. En estas circunstancias poco tiempo, si alguno, de
precalentamiento es necesario, resultando que el tiempo de tueste
requerido es menor que si los ciclos de tueste consecutivos no se
hubieran realizado.
Otro factor que afecta al tiempo de tueste
requerido son las características del alimento que se ha de tostar.
En tostadoras convencionales, se sabe como proporcionar ranuras de
tueste de dimensión adecuada para recibir varios tipos de productos
alimentarios tales como pan, roscos, bizcochos ingleses. Debido a
los diferentes tamaños, formas y espesores de estos diferentes
productos alimentarios, el tiempo de tueste requerido por cada uno
de ellos puede variar sustancialmente.
Aunque las tostadoras de la técnica anterior han
tenido algún éxito en la compensación de la temperatura inicial de
la cavidad de tueste y las características del alimento que se ha de
tostar, tales tostadoras han sido incapaces de proporcionar una
compensación eficaz a las fluctuaciones en la tensión de la línea de
c.a.. Tales fluctuaciones pueden afectar dramáticamente a los
tiempos de tueste requeridos, cambiando a menudo tales tiempos en
cualquier lugar del 30% al 100%.
Típicamente, las tostadoras de la técnica
anterior han tratado de compensar variaciones en la magnitud de la
tensión de la línea empleando cualquiera de un elemento resistivo o
capacitivo sensible al calor como un componente dentro de una red
RC que se acopla al oscilador del circuito de cronomedición. Tales
tostadoras se ilustran, por ejemplo, en la Patente de EE.UU. Nº
5.402.708. Este elemento sensible al calor está posicionado de modo
que detecta los cambios de temperatura de otro elemento, usualmente
la cavidad de tostado o un resistor reductor de la tensión,
causados por las variaciones de la tensión de la línea de c.a.. La
resistencia o capacitancia del elemento sensible al calor varía en
respuesta a estos cambios de temperatura, ajustando por tanto la
duración del ciclo de tueste.
Aunque el método anterior proporciona alguna
compensación a las variaciones de tensión de la línea de c.a., la
naturaleza inherente de la detección térmica impide que el elemento
sensible al calor detecte las variaciones en la tensión de la
línea, y que responda a ellas de una manera oportuna. Esto crea un
tiempo de retardo entre la fluctuación de la tensión de línea y el
ajuste de la duración del ciclo de la tostadora. Puesto que el
periodo de tiempo total requerido para tostar un producto
alimentario es relativamente corto (usualmente menos de dos
minutos), este tiempo de retardo impide que sea proporcionada una
compensación eficaz de la tensión.
Por tanto, existe una necesidad de unos medios
mejorados para compensar las variaciones de tensión de la línea de
c.a. de modo que la duración del ciclo de calentamiento de un
dispositivo eléctrico tipo tostadora o similar pueda ser ajustado de
una manera oportuna.
La presente invención proporciona unos medios
mejorados de compensación para variaciones en la tensión de
funcionamiento de un dispositivo de calentamiento eléctrico. La
duración del ciclo de calentamiento del dispositivo se ajusta de
manera temporal en respuesta a tales variaciones, resolviendo por
tanto los problemas anteriormente mencionados.
La presente invención está incorporada en un
dispositivo de calentamiento eléctrico según la reivindicación 1 y
un método según la reivindicación 2.
Estas y otras características, ventajas y
objetos de la presente invención comprenderán y apreciarán los
expertos en la técnica con referencia a la siguiente especificación,
reivindicaciones y dibujos que se adjuntan.
La figura 1 es una vista en perspectiva lateral
de una tostadora que incorpora la presente invención;
la figura 2 es un diagrama de circuito
esquemático que muestra un circuito de control de una tostadora de
acuerdo con la realización preferida de la presente invención; y
la figura 3 es un diagrama de circuito
esquemático que muestra detalladamente el Circuito Integrado
Concreto de Aplicación mostrado en la figura 2.
La presente invención puede ser incorporada en
una diversidad de dispositivos eléctricos que incluyen, pero no se
limitan a, tostadoras, hornos tostadores, hornos, estufas,
dispositivos panificadores y hornos barquilleros, y la expresión
"dispositivo eléctrico", como se usa en la memoria, está
destinado a incluir, pero sin limitarse necesariamente a, la
totalidad de tales dispositivos. Por ejemplo, los beneficios de la
presente invención pueden ser útiles en un: calentador de espacios,
secadora de ropas eléctrica, lavavajillas, y esencialmente en
cualquier electrodoméstico en el que las fluctuaciones de tensión en
la línea de entrada puedan afectar negativamente al comportamiento
del electrodoméstico durante su utilización. La descripción
detallada siguiente de la realización preferida de la presente
invención está enfocada en su aplicación concreta dentro de una
tostadora eléctrica con fines explicativos. Además, aunque la
presente invención se describe en términos de su capacidad para
compensar fluctuaciones en la tensión de la línea de c.a., se puede
usar fácilmente para compensar fluctuaciones en cualquier tipo de
tensión de funcionamiento, c.a. o c.c., y de la tensión de
funcionamiento de cualquier magnitud estándar.
Haciendo referencia a la figura 1, en ella se
muestra una tostadora 10 de la presente invención que, a excepción
de la mejora descrita en esta memoria, puede ser considerada
convencional. La tostadora 10 incluye un alojamiento 12 que tiene
una superficie superior 14 que define dos ranuras 16 de tueste en
las cuales se introduce el producto alimentario que se ha de
tostar. Las ranuras 16 de tueste se abren en cavidades 18 de tueste
que están situadas en el interior del alojamiento 12 y que son
calentadas mediante elementos calefactores de tostadora
convencionales (no mostrados en la figura 1). Un carro para las
tostadas (tampoco se muestra) está posicionado dentro de las
cavidades 18 de tueste para mantener el producto alimentario que se
tuesta. Un empujador 20 se proporciona para iniciar un ciclo de
tueste haciendo descender el carro de las tostadas, y por tanto el
producto alimentario, dentro de las cavidades 18 de tueste.
La tostadora 10 incluye también un control 22 de
hechura que permite que el operador de la tostadora seleccione el
periodo de tiempo que el producto alimentario estará insertado
dentro de las ranuras 16 de tueste para ser tostado. Como se ha
descrito anteriormente, el establecimiento del control 22 afecta a
la duración del ciclo de tueste. Un selector 24 de tipo de alimento
permite que el operador de la tostadora introduzca el tipo de
alimento que se ha de tostar. El establecimiento del selector 24
afecta también a la duración del ciclo de tueste para acomodar los
diferentes tiempos requeridos para tostar diferentes productos
alimentarios con un nivel de hechura particular. Posicionado sobre
la superficie 14 de la tostadora 10 hay un botón o control 25 de
terminación que, como se describe más adelante, permite que el
operador termine prematuramente una operación de tueste, si lo
desea. Un enchufe eléctrico 26 se proporciona también para que sea
insertado dentro de un enchufe de pared convencional, o similar,
del cual se obtiene la corriente, típicamente c.a. asociada con una
tensión de funcionamiento (línea).
En la figura 2 se muestra el circuito 30 de
control eléctrico para la tostadora 10. La c.a. asociada con una
tensión de funcionamiento se suministra al circuito 30 a través de
los terminales 32 y 34 que están conectados eléctricamente a un
enchufe eléctrico 26. El circuito 30 incluye un conmutador SW3 que
cuando está cerrado acopla la tensión de funcionamiento de c.a. al
resto del circuito 30. El cierre del conmutador SW3 se produce
cuando se inicia un ciclo de tueste haciendo bajar manualmente el
carro de tueste por medio del empujador 20. Como se ha descrito
anteriormente, un electroimán L1 del circuito 30 mantiene el carro
de tueste bajo, y por tanto mantiene el conmutador SW3 cerrado,
durante la duración del ciclo de tueste.
El circuito 30 incluye elementos 36 de
calentamiento convencionales (mostrados en la forma de diagrama de
bloques en la figura 2) que están situados dentro de las cavidades
18 de tueste del tostador 10. Cuando el conmutador SW3 se cierra,
los elementos 36 de calentamiento son activados y generan calor para
tostar el producto alimentario que está colocado en el carro de
tueste. El resto del circuito 30 se acopla a la tensión de
funcionamiento de c.a., cuando el conmutador SW3 se cierra, a
través del resistor R1 de limitación de corriente que es un resistor
de 33 ohmios en la realización preferida.
El condensador C7 del circuito 30 es un
componente de limitación de la impedancia a través del cual se
experimenta una caída de tensión de aproximadamente 85 voltios
durante la operación de tueste. Los diodos D1, D2, D3 y D4
constituyen un rectificador de onda completa que, en combinación con
el condensador C1 de filtro, proporciona aproximadamente 25 voltios
de c.c. en el nodo 38 del circuito 30. El resistor R2, el diodo
Zener Z1 y el condensador C2 de filtro reducen esta tensión y
proporcionan aproximadamente 5,1 voltio de c.c. en el nodo 40 del
circuito 30. En la realización preferida, el resistor R2 es de 1,8
K\Omega, el diodo Zener Z1 es un diodo de 5,1 voltios, y los
condensadores C7, C1 y C2 son condensadores de 1 \muF (250
voltios), 22 \muF (63 voltios), y 0,1 \muF (50 voltios),
respectivamente. Otras combinaciones y valores para estos
componentes son, por supuesto, posibles como será evidente para los
expertos de habilidad normal en la técnica.
El circuito 30 incluye un circuito de
cronomedición que determina la duración del ciclo de tueste. El
circuito de cronomedición incluye una red divisora de la tensión
compuesta por los resistores R5, R19, R20, R13, R10 y R6, el
potenciómetro P1, y el conmutador SW2. La red divisora de la tensión
controla la tensión suministrada al terminal 1 de un ASIC (Circuito
Integrado de Aplicación Específica) 42 que es también parte del
circuito de cronomedición y se describe con mayor detalle más
adelante en relación con la figura 3. El conmutador SW2 de la red
de divisor de tensión está controlado por el selector 24 de tipo de
alimento (figura 1) y, en la realización preferida mostrada en la
figura 2, tiene una posición superior (terminal 44 de contacto), una
posición central, y una posición inferior. Cada posición afecta a
la magnitud de la tensión suministrada al terminal 1 de ASIC 42,
con la tensión del terminal 1 disminuyendo a medida que el
conmutador SW2 se mueve descendiendo desde su posición superior a su
posición inferior. El potenciómetro P1 de la red divisora de la
tensión está controlado por el control 22 de hechura (figura 1) y,
en la realización preferida, es un potenciómetro de 500 K\Omega.
La regulación del potenciómetro P1 afecta también a la magnitud de
la tensión suministrada al terminal 1 de ASIC 42. En la realización
preferida, los resistores R5, R19, R20, R13, R10 y R6 de la red
divisora de la tensión son resistores de 1,82 K\Omega, 562
\Omega, 3,92 K\Omega, 47,5 K\Omega, 2,67 K\Omega, y 41,2
K\Omega, respectivamente. Otras combinaciones y valores para estos
componentes son, por supuesto, posibles como resultará evidente para
un experto de habilidad ordinaria en la técnica.
El circuito de cronoregulación incluye también
un circuito de compensación de temperatura, compuesto de un
resistor R16 de potencia y un termistor RT1. Por razones que se
exponen más adelante, estos componentes se seleccionan
cuidadosamente para que sean compatibles unos con otros de modo que
los cambios en el calor generado por el resistor R16 de potencia
originan que el termistor RT1 cambie de resistencia de una manera
particularmente deseada. El resistor R16, un resistor de película
de carbono de 18 K\Omega en la realización preferida, está
acoplado a la tensión de funcionamiento de c.a. a través del
resistor R1 y el conmutador SW3, y está situado fuera de y remoto
térmicamente de las cavidades 18 de tueste. Una tensión se aplica a
través del resistor R16, que genera por tanto calor y eleva la
temperatura del mismo, solamente cuando el calor está similarmente
siendo generado separadamente en las cavidades 18 de tueste por
medio de los elementos 36 de calentamiento.
Las características de temperatura del resistor
R16 modelan las de las cavidades 18 de tueste. Concretamente, la
masa térmica, características de potencia, y constante de tiempo
térmica de R16 son tales que su régimen de transferencia de calor
es relativamente bajo. Esto, en efecto, significa que requiere un
tiempo relativamente largo para que R16 caliente o enfríe. Por
tanto, la temperatura de la misma será elevada, y permanecerá
elevada durante un cierto periodo de tiempo, para así emular el
cambio de características de temperatura de las cavidades 18 de
tueste a lo largo de ciclos de tueste consecutivos.
\newpage
El termistor RT1 del circuito de compensación de
temperatura es, en la realización preferida, un termistor de
coeficiente de temperatura negativo que tiene una resistencia de 150
K\Omega a la temperatura de la habitación. Es parte de una red
RC, junto con el resistor R11 y el condensador C4, que está acoplada
al terminal 2 de ASIC 42 y a la tensión de funcionamiento de la
c.a. a través del diodo D6, diodo Zener Z2, y resistor R4. El
termistor RT1, que está fuera de y es térmicamente remoto de las
cavidades 18 de tueste pero está en proximidad térmica y
físicamente cerca del resistor R16, detecta la temperatura del
resistor R16. La resistencia del termistor RT1 varía, de una manera
inversamente proporcional, a las variaciones en la temperatura
detectada del resistor R16. La resistencia del termistor RT1, a su
vez, controla el régimen de carga del condensador C4 de la red que
está acoplada al terminal 2 de ASIC 42, siendo el régimen de carga
del condensador C4 inversamente proporcional a la magnitud de la
resistencia del termistor RT1. En la realización preferida, el
resistor R11 es un resistor de 90,9 K\Omega y el condensador C4 es
un condensador de 0,082 \muF (50 voltios).
El circuito de cronomedición incluye también un
circuito de compensación de tensión, que está compuesto del
resistor R4, diodo Zener Z2, diodo D6, resistor R12 y condensador
C3, que está acoplado a la tensión de funcionamiento de c.a. a
través del resistor R1 y el conmutador SW3. El diodo D6 del circuito
de compensación de tensión funciona como un rectificador de media
onda y el condensador C3 funciona como un filtro. El circuito de
compensación de tensión responde continuamente a loa cambios en la
magnitud de la tensión de funcionamiento de la c.a., lo cual ocurre
en cualquier momento durante o antes de una operación de tueste,
generando dinámicamente, en el punto situado entre el resistor R12
y el diodo D6, una tensión que es, en la realización preferida,
aproximadamente proporcional al cuadrado de la tensión de
funcionamiento de la c.a. Esta aproximación es válida a través del
margen típico de variación de la tensión de funcionamiento de la
c.a. La magnitud de esta tensión generada afecta al régimen de
carga del conductor C4 de la red RC que está acoplada al terminal 2
de ASIC 42, con el régimen de carga del condensador C4 afectando a
la duración del ciclo de tueste, como se describe más adelante.
Concretamente, si la tensión generada aumenta (debido a un
incremento en la tensión de funcionamiento de la c.a.), entonces el
condensador C4 carga a un régimen más alto, que como se describe más
adelante, y reduce la duración del ciclo de tueste. Si la tensión
generada disminuye (debido a una disminución en la tensión de
funcionamiento de la c.a.), entonces el condensador C4 carga a un
régimen más bajo que, como se describe más adelante, aumenta la
duración del ciclo de tueste. En la realización preferida, el diodo
Zener Z2 es un diodo de 75 voltios, el condensador C3 es un
condensador de 47 \muF (25 voltios), y los resistores R4 y R12 son
resistores de 12,1 K\Omega.
Como se ha mencionado anteriormente, la tensión
generada entre el resistor R12 y el diodo D6 del circuito de
compensación de la tensión es, en la realización preferida,
aproximadamente proporcional al cuadrado de la tensión de
funcionamiento de la c.a. Puesto que las características de potencia
de los elementos 36 de calentamiento, que afectan directamente a la
cantidad de calor generada, son también proporcionales al cuadrado
de la tensión de funcionamiento de la c.a. (potencia = V^{2}/R),
la tensión generada en el punto situado entre el resistor R12 y el
diodo D6 es proporcional al calor real que es generado por los
elementos 36 de calentamiento. Por tanto, un cambio en la tensión
generada, originado por una fluctuación de la tensión de la línea de
c.a., origina un cambio en el régimen de carga del condensador C4
que es proporcional al cambio en el calor generado por el elemento
36 de calentamiento. Puesto que el régimen de carga del condensador
C4 afecta directamente a la duración del ciclo de tueste, como se
describe más adelante, esta relación (entre el régimen de carga del
condensador C4 y el calor generado por los elementos 36 de
calentamiento) permite que la duración del ciclo de tueste varíe en
proporción con, o siga, las variaciones en el calor generado por
los elementos 36 de modo que se logren resultados de tueste
consistentes. De esta manera, el circuito de compensación de la
tensión compensa de modo rápido, dinámico y eficaz las fluctuaciones
de la tensión en la línea de c.a.
Aunque la realización preferida de la presente
invención compensa las fluctuaciones en la tensión de funcionamiento
de la c.a. generando una tensión que es aproximadamente
proporcional al cuadrado de la tensión de funcionamiento de la
c.a., otras relaciones entre la tensión generada y la tensión de
funcionamiento de la c.a. son posibles, las cuales, aunque menos
preferidas, todavía permitirían que la duración del ciclo de tueste
variase sustancialmente con las variaciones en el calor generado
por los elemento 36 de calentamiento. La tensión generada en estas
circunstancias variaría todavía como una función no lineal de la
tensión de suministro de c.a. para permanecer sustancialmente
proporcional a la cantidad de calor que es generada por los
elementos 36 de calentamiento.
La figura 3 muestra los detalles de ASIC 42 del
circuito de cronomedición. ASIC 42 incluye un contador 48 que
empieza el recuento cuando el ciclo de tueste se inicia y que cuenta
hasta un número predeterminado. En la realización preferida, el
contador 48 es un contador de 16 etapas que cuenta hasta 2^{16}
(65.536). Como se describe más adelante, el periodo de tiempo
requerido por el contador 48 para contar hasta su número
predeterminado establece la duración del ciclo de tueste. Este
periodo de tiempo es inversamente proporcional al régimen de
recuento del contador 48 que está controlado por la frecuencia de
una señal de oscilación que es suministrada al terminal 50.
La frecuencia de la señal de oscilación
suministrada al terminal 50 del contador 48 es dependiente de las
señales de tensión suministradas a los comparadores 52 y 54 de ASIC
42 a través de los terminales 1, 2 y 3. Como se describe más
adelante, el conmutador SW2 y el potenciómetro P1 determinan la
tensión suministrada al terminal 1 de ASIC 42, mientras que el
circuito de compensación de la temperatura y el circuito de
compensación de la tensión determinan la tensión suministrada al
terminal 2. Como se muestra en la figura 2, el terminal 3 de ASIC
42 se mantiene a una tensión que es establecida por el divisor de
tensión compuesto de los resistores R17 y R18. Como se describe más
adelante, la tensión sobre el terminal 1 debe ser siempre mayor que
la tensión sobre el terminal 3 para que el circuito de
cronomedición funcione correctamente. En la realización preferida,
los resistores R17 y R18 son resistores de 8,25 K\Omega y 562
\Omega, respectivamente.
El comparador 52 de ASIC 42 compara la tensión
sobre el terminal 2 con la tensión sobre el terminal 1. Cuando la
tensión sobre el terminal 2 (que se eleva según el régimen de carga
del condensador C4) es igual a la tensión sobre el terminal 1, la
salida del comparador 42 dispara un biestable, compuesto de las
puertas NAND 56 y 58, que originan que cambie el estado de su salida
en el nodo 60 (acoplado al terminal 50 del contador 48) de bajo a
alto. Cuando esto ocurre, el transistor Q2 de ASIC 42es activado lo
cual origina que el condensador C4 se descargue a través del
resistor R24. La tensión a través del condensador C4 (la tensión
sobre el terminal 2) desciende hasta que es igual a la tensión
sobre el terminal 3. En ese momento, el comparador 54 de ASIC 42,
que compara la tensión sobre el terminal 2 con la tensión sobre el
terminal 3, dispara el biestable originando que cambie el estado de
su salida en el nodo 60 de alta a baja. Esto desconecta el
transistor Q2, permitiendo por tanto que el condensador C4 empiece a
cargarse de nuevo. El procedimiento se repite el mismo, con la
tensión sobre el terminal 2 que fluctúa entre la tensión sobre el
terminal 1 y la tensión más baja sobre el terminal 3, resultando una
señal de oscilación que se proporciona al terminal 50 y la cual
controla el régimen de recuento del contador 48. La frecuencia de
la señal de oscilación, y por tanto la duración del ciclo de tueste,
depende del régimen de carga del conductor C4 (controlado por los
circuitos de compensación de la tensión y la temperatura) y la
magnitud de la tensión aplicada sobre el terminal 1 de ASIC 42
(controlada por el conmutador SW2 y el potenciómetro P1). En la
realización preferida, los resistores R21, R22, R23 y R24 de ASIC 42
son resistores de 47 K\Omega, 47 K\Omega, 18 K\Omega y 1
K\Omega,
respectivamente.
respectivamente.
Como se ha mencionado anteriormente, el periodo
de tiempo requerido por el contador 48 para contar su número
predeterminado establece la duración del ciclo de tueste. Mientras
el contador 48 está contando, el terminal 62, y por tanto el
terminal 5 de salida de ASIC 42, se mantienen en un estado alto. El
terminal 5 de salida de ASIC 42 está acoplado con un transistor Q1
a través de un resistor R14 que es un resistor de 2,2 K\Omega en
la realización preferida. Cuando el terminal 5 de salida está alto,
el transistor Q1 es activado lo cual activa el electroimán L1. La
activación del electroimán L1 que es un electroimán de 25 voltios en
la realización preferida origina que continúe el ciclo de tueste,
iniciado por el descenso manual del carro de tueste por medio del
empujador 20, que mantiene el carro de tueste bajo lo cual mantiene
el conmutador SW3 cerrado y los elementos 36 de calentando
activados.
activados.
Cuando el contador 48 recuenta su número
predeterminado, el terminal 5 de salida es conmutado a un estado
bajo que desconecta el transistor Q1, que desactiva por tanto el
electroimán L1. Esto termina el ciclo de tueste liberando el carro
que abre el conmutador SW3 y desactiva el elemento 36 de
calentamiento. Como tales, el conmutador SW3, el electroimán L1 y
el transistor Q1 comprenden un circuito de acoplamiento que acopla
los elementos 36 de calentamiento a la tensión de funcionamiento
durante la duración del ciclo de tueste como está establecido por
el circuito de cronomedición descrito anteriormente. En la
realización preferida, un diodo D5 está conectado a través del
electroimán L1 que protege el transistor Q1 eliminando cualquier
pico de tensión que sea generado tras la desconexión del electroimán
L1.
En funcionamiento, el operador de la tostadora
10 coloca un producto alimentario dentro de las cavidades 18 de
tueste, selecciona un nivel de hechura por medio del control 22 de
hechura, e introduce el tipo de producto alimentario por medio del
selector 24 de tipo de alimento. Una operación de tueste se inicia
entonces mediante el descenso manual del empujador 20. La duración
del ciclo de tueste es controlada, por medio de la tensión aplicada
al terminal 1 de ASIC 42, mediante los reglajes del control 22 de
hechura y el selectorn24 de tipo de alimento. La duración del ciclo
de tueste se controla también, por medio de la tensión aplicada al
terminal 2 de ASIC 42 correspondiente al régimen de carga del
condensador C4,, mediante el funcionamiento de los circuitos de
compensación de la temperatura y de compensación de la tensión. El
circuito de compensación de la tensión compensa las fluctuaciones
en la tensión de la línea de c.a., lo que ocurre en cualquier
momento durante o antes de la operación de tueste, generando
dinámicamente una tensión que, en la realización preferida, es
aproximadamente proporcional al cuadrado de la tensión de
funcionamiento de c.a.. Los cambios en la tensión generada
dinámicamente ajustan el régimen de carga del condensador C4 que
ajusta la duración del ciclo de tueste. Concretamente, el circuito
de compensación de tensión aumenta la duración del ciclo de tueste
si la tensión de la línea de c.a. disminuye, y reduce la duración
del ciclo de tueste si la tensión de la línea de c.a. aumenta.
La duración concreta del ciclo de tueste puede
ser calculada con la ecuación siguiente:
\text{Duración
de Ciclo de Tueste} = - RC \ ln
((V_{0}-V_{b})/(V_{0}-0.32))
donde R es la resistencia del
resistor R11 más la resistencia del termistor RT1, C es la capacidad
del condensador C4, V_{0} es la tensión a través del condensador
C3 del circuito de compensación de la tensión, y V_{b} es la
tensión sobre el terminal 1 de ASIC
42.
El circuito 30 de control incluye también un
conmutador SW1 que está controlado por el control 25 de terminación
de la figura 1. Cuando es cerrado manualmente por el operador
durante una operación de tueste, el conmutador SW1 origina que la
tensión en la base del transistor Q1 disminuya sustancialmente,
haciendo por tanto el transistor Q1 no conductor. Esto termina
rápidamente el ciclo de tueste, como se describe más adelante, sin
tener en cuenta el estado del terminal 5 de salida de ASIC 42. El
botón 25 de cancelación es por tanto útil en situaciones en las que
el operador de la tostadora desea terminar prematuramente una
operación de tueste.
La presente invención proporciona unos medios de
compensación para los efectos en el funcionamiento de los
dispositivos eléctricos causados por fluctuaciones en la tensión de
funcionamiento. En particular, se proporcionan unos medios de
compensación de la tensión que compensan las fluctuaciones en la
tensión de funcionamiento de una manera rápida y eficaz.
La descripción anterior es considerada solamente
la de las realizaciones preferidas. Los expertos en la técnica
pueden idear modificaciones de la invención y de las que efectúa o
usa la invención. Por lo tanto, se ha de entender que las
realizaciones mostradas en los dibujos y descritas anteriormente
tienen propósitos ilustrativos y no están destinadas a limitar el
alcance de la protección de la invención, el cual es definido por
las reivindicaciones siguientes interpretadas de acuerdo con los
principios de la ley de patentes.
Claims (2)
1. Un dispositivo (10) de calentamiento
eléctrico que incluye un control (22, 24) y medios (36) de
calentamiento, estando dichos medios (36) de calentamiento
alimentados por una tensión de funcionamiento para activar dichos
medios de calentamiento durante la duración de un ciclo de
calentamiento, comprendiendo el control:
unos medios para determinar la duración del
ciclo de calentamiento, incluyendo dichos medios de determinación
unos medios (R4, Z2, D6, R12, C3) para compensar la tensión
acoplados a la tensión de funcionamiento,
caracterizado porque:
dichos medios (R4, Z2, D6, R12, C3) de
compensación generan una primera tensión que es sustancialmente
proporcional a la magnitud del cuadrado de la tensión de
funcionamiento, y en el que dichos medios de determinación
establecen la duración del ciclo de calentamiento en función de
dicha primera tensión de modo que la duración del ciclo de
calentamiento aumenta cuando la magnitud de dicha primera tensión
disminuye, y la duración del ciclo de calentamiento disminuye cuando
la magnitud de dicha primera tensión aumenta; y
unos medios (R1, SW3) para acoplar dichos medios
de calentamiento a la tensión de funcionamiento durante la duración
del ciclo de calentamiento.
2. Un método para variar la duración del ciclo
de cocción de un dispositivo de calentamiento eléctrico según la
reivindicación 1, que es alimentado por una tensión de
funcionamiento, que comprende las operaciones de:
detectar la magnitud de la tensión de
funcionamiento; caracterizado por:
generar una primera tensión que varía como una
función no lineal de la magnitud de la tensión de funcionamiento;
y
establecer la duración del ciclo de cocción como
una función de dicha primera tensión de modo que la duración del
ciclo de cocción aumenta cuando la magnitud de la tensión de
funcionamiento disminuye, y disminuye cuando la magnitud de la
tensión de funcionamiento aumenta.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US642273 | 1996-05-03 | ||
| US08/642,273 US5844207A (en) | 1996-05-03 | 1996-05-03 | Control for an electric heating device for providing consistent heating results |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2276426T3 true ES2276426T3 (es) | 2007-06-16 |
Family
ID=24575911
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES97922577T Expired - Lifetime ES2276426T3 (es) | 1996-05-03 | 1997-05-01 | Control para un dispositivo de calentamiento electrico para proporcionar resultados de calentamiento adecuados. |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5844207A (es) |
| EP (1) | EP0896785B1 (es) |
| AT (1) | ATE348493T1 (es) |
| AU (1) | AU2821197A (es) |
| CA (1) | CA2253533C (es) |
| DE (1) | DE69737094D1 (es) |
| ES (1) | ES2276426T3 (es) |
| WO (1) | WO1997042791A1 (es) |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998032361A1 (en) * | 1997-01-29 | 1998-07-30 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Electric toaster with asymmetric heating effect |
| US6107610A (en) * | 1997-06-13 | 2000-08-22 | Incoe Corporation | Power factor correction system for a resistive load device |
| US6429407B1 (en) * | 1997-10-06 | 2002-08-06 | Hamilton Beach/Proctor-Silex, Inc. | Household electronic toaster |
| US6232582B1 (en) | 1998-04-14 | 2001-05-15 | Quadlux, Inc. | Oven and method of cooking therewith by detecting and compensating for variations in line voltage |
| US6435424B1 (en) | 2000-07-27 | 2002-08-20 | Alto U.S. Inc. | Pressure washer with duty cycle temperature controller and method |
| US6820435B2 (en) * | 2001-03-23 | 2004-11-23 | Electrolux Home Products, Inc. | Cooling enhancement device |
| FR2825164B1 (fr) * | 2001-05-23 | 2003-09-26 | Seb Sa | Compensation de temperature dans un grille-pain a circuit electronique |
| US6770854B1 (en) * | 2001-08-29 | 2004-08-03 | Inotec Incorporated | Electric blanket and system and method for making an electric blanket |
| US6622754B1 (en) | 2001-12-19 | 2003-09-23 | Whirlpool Corporation | Load-based dishwashing cycle |
| US20030213371A1 (en) * | 2002-05-14 | 2003-11-20 | Saunders David N. | Conveyor-toaster control system |
| US7420142B2 (en) * | 2002-07-26 | 2008-09-02 | Illinois Tool Works, Inc | Power control module for electrical appliances |
| US6951997B2 (en) * | 2002-07-26 | 2005-10-04 | Ark-Les Corporation | Control of a cooktop heating element |
| US6841760B2 (en) | 2003-06-12 | 2005-01-11 | Maytag Corporation | Multiple current supply control system for a cooking appliance |
| US6979804B1 (en) * | 2004-05-27 | 2005-12-27 | Maytag Corporation | Automated oven calibration system |
| US10441110B2 (en) * | 2008-05-12 | 2019-10-15 | Breville Pty Limited | Toaster with supplemental cycle |
| US20100059601A1 (en) * | 2008-09-05 | 2010-03-11 | The Dial Corporation | Energy conserving vapor-dispersing device with optional repeating off cycles |
| FR2936696B1 (fr) * | 2008-10-03 | 2013-04-05 | Seb Sa | Grille pain avec panneau de commande superieur. |
| CN101776928B (zh) * | 2009-12-31 | 2012-08-15 | 深圳和而泰智能控制股份有限公司 | 一种多士炉加热装置及其温控方法 |
| CN214595581U (zh) * | 2020-04-06 | 2021-11-05 | 沙克忍者运营有限责任公司 | 能定位在支撑表面上的烹饪系统 |
Family Cites Families (29)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2560386A (en) * | 1944-09-02 | 1951-07-10 | Mcgraw Electric Co | Automatic electric toaster |
| US2431195A (en) * | 1944-10-09 | 1947-11-18 | Mcgraw Electric Co | Automatic electric toaster |
| US2451508A (en) * | 1944-11-22 | 1948-10-19 | Mcgraw Electric Co | Automatic electric toaster |
| US2560388A (en) * | 1945-01-06 | 1951-07-10 | Mcgraw Electric Co | Automatic electric toaster |
| US2541436A (en) * | 1945-05-05 | 1951-02-13 | Mcgraw Electric Co | Automatic electric toaster |
| US2631524A (en) * | 1947-02-21 | 1953-03-17 | Arvin Ind Inc | Toaster and electronic timer |
| US3279352A (en) * | 1964-07-07 | 1966-10-18 | Sunbeam Corp | Electric toaster |
| US3431400A (en) * | 1965-12-03 | 1969-03-04 | Mitsubishi Electric Corp | Automatic bread toaster |
| US3553428A (en) * | 1968-08-30 | 1971-01-05 | Du Pont | Apparatus and method for controlling the power supplied to a load |
| JPS5315378B2 (es) * | 1971-08-05 | 1978-05-24 | ||
| US3785079A (en) * | 1972-10-20 | 1974-01-15 | W Rohn | Deep trolling reel with temperature monitoring capability |
| US4223207A (en) * | 1978-02-24 | 1980-09-16 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Apparatus for controlling the power supplied to a load |
| US4296312A (en) * | 1979-06-01 | 1981-10-20 | General Electric Company | Electronic temperature sensing system for toaster appliances |
| US4395621A (en) * | 1980-04-10 | 1983-07-26 | Parker Randall W | Timing control apparatus and circuit |
| US4458140A (en) * | 1980-10-14 | 1984-07-03 | Kidde Consumer Durables Corp. | Temperature control apparatus for convection oven |
| US4435677A (en) * | 1981-11-27 | 1984-03-06 | Xerox Corporation | Rms voltage controller |
| JPS59157711A (ja) * | 1983-02-25 | 1984-09-07 | Sharp Corp | オ−ブン用予熱タイマ− |
| US4645909A (en) * | 1984-06-01 | 1987-02-24 | Kidde Consumer Durables Corp. | Toaster and overhead support |
| US4894518A (en) * | 1984-12-06 | 1990-01-16 | Sharp Kabushiki Kaisha | Toaster oven with initial temperature compensation and sensor check |
| US4755656A (en) * | 1986-03-12 | 1988-07-05 | Morphy Richards Limited | Toaster |
| US5128521A (en) * | 1986-11-07 | 1992-07-07 | Hamilton Beach/Proctor-Silex, Inc. | Microcomputer controlled toaster |
| US4859926A (en) * | 1988-01-19 | 1989-08-22 | Impact Systems, Inc. | Power controller for heater load |
| DE3803571A1 (de) * | 1988-02-06 | 1989-08-17 | Rowenta Werke Gmbh | Elektrisch beheizbarer brotroester |
| ES2020837A6 (es) * | 1990-01-31 | 1991-10-01 | Agrupada Invest Off | Mejoras en totadores domesticos. |
| US5094154A (en) * | 1990-08-27 | 1992-03-10 | Black & Decker Inc. | Electric toaster with time delay mechanism |
| DE4111784A1 (de) * | 1991-04-11 | 1992-10-15 | Ego Elektro Blanc & Fischer | Regler fuer elektrowaermegeraete |
| JP2937623B2 (ja) * | 1992-05-27 | 1999-08-23 | 株式会社東芝 | 加熱調理装置 |
| US5294050A (en) * | 1992-09-04 | 1994-03-15 | Interdynamics, Inc. | Installer climate control system |
| US5402708A (en) * | 1994-01-07 | 1995-04-04 | Black & Decker Inc. | Control for a toaster for varying the duration of the toasting cycle |
-
1996
- 1996-05-03 US US08/642,273 patent/US5844207A/en not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-05-01 CA CA002253533A patent/CA2253533C/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-05-01 EP EP97922577A patent/EP0896785B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-05-01 WO PCT/US1997/007299 patent/WO1997042791A1/en not_active Ceased
- 1997-05-01 AU AU28211/97A patent/AU2821197A/en not_active Abandoned
- 1997-05-01 ES ES97922577T patent/ES2276426T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1997-05-01 DE DE69737094T patent/DE69737094D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1997-05-01 AT AT97922577T patent/ATE348493T1/de not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69737094D1 (de) | 2007-01-25 |
| AU2821197A (en) | 1997-11-26 |
| CA2253533A1 (en) | 1997-11-13 |
| EP0896785A1 (en) | 1999-02-17 |
| EP0896785B1 (en) | 2006-12-13 |
| EP0896785A4 (es) | 1999-03-17 |
| WO1997042791A1 (en) | 1997-11-13 |
| CA2253533C (en) | 2003-01-07 |
| US5844207A (en) | 1998-12-01 |
| ATE348493T1 (de) | 2007-01-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2276426T3 (es) | Control para un dispositivo de calentamiento electrico para proporcionar resultados de calentamiento adecuados. | |
| US3908111A (en) | Multiple purpose cooking appliance | |
| US5455887A (en) | Coffee-maker | |
| US4296312A (en) | Electronic temperature sensing system for toaster appliances | |
| US5948305A (en) | Multi-function control module for toaster oven appliance | |
| US11778695B2 (en) | Thermal control apparatus and method | |
| JPH08511352A (ja) | 抵抗測定回路、及びこのような測定回路を含む熱機器、電気温度計及び冷却機器 | |
| CN108887751A (zh) | 一种烘烤式电子烟温度控制的方法及烘烤式电子烟 | |
| US3819904A (en) | Control circuit for timed food heating device | |
| US20040144257A1 (en) | Temperature compensation in an electronic circuit toaster | |
| US2565638A (en) | Thermal control for electrically heated appliances | |
| US3467817A (en) | Temperature control circuit | |
| GB1565796A (en) | Electronic temperature sensing for toaster appliances | |
| US10750903B2 (en) | Baking toaster apparatus and method | |
| US2539541A (en) | Automatic control for vacuum brewers | |
| EP1050787B1 (en) | Temperature compensated timing circuit for use in heating appliances | |
| JP2000055376A (ja) | オーブントースター | |
| JP3008645B2 (ja) | 誘導加熱調理器 | |
| JPH0126453B2 (es) | ||
| KR100348442B1 (ko) | 전기압력 보온밥솥 | |
| KR100569321B1 (ko) | 커피메이커를 구비한 전자레인지 및 그 작동 방법 | |
| JPH0213437B2 (es) | ||
| JPH0323150Y2 (es) | ||
| JP2023172696A (ja) | オーブン式加熱調理器 | |
| KR100541115B1 (ko) | 토스터 겸용 전자레인지 및 그 제어방법 |