Мультиплита - RU2689410C2
Код документа: RU2689410C2
Чертежи
Описание
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к области индукционных плит, более конкретно, к настольным плиткам с индукционным нагревом.
Уровень техники
С помощью индукционного нагрева осуществляется нагрев емкости с целью приготовления пищи внутри емкости. Емкости для приготовления пищи для индукционных плит изготовляются обычно из ферромагнитного металла, такого как чугун или, в частности, из нержавеющей стали. Под стеклянной поверхностью, на которую ставится емкость для приготовления пищи, размещается индукционная катушка из медной проволоки, и по ней пропускают переменный электрический ток. В результате этого возникает магнитное поле, которое индуцирует электрический ток в емкости для приготовления пищи. Ток, протекающий в емкости, создает резистивный нагрев. Тепло от емкости нагревает находящуюся в ней пищу. Тепловое излучение от емкости также нагревает стекло, на котором стоит емкость, и, соответственно, компоненты внутри индукционной плиты.
Известные индукционные плиты имели ограниченные возможности по точности поддержания температуры, универсальности, программируемости потребителем, надежности, сроку службы и возможности техобслуживания.
Задача настоящего изобретения заключается в устранении как поодиночке, так и в сочетании друг с другом, некоторых недостатков, характерных для индукционных плит известного уровня техники.
Приготовление пищи с помощью индукционного нагрева осуществляется с помощью как кухонных плит, так и отдельных настольных устройств. Такие плиты и настольные устройства могут иметь одну или несколько индукционных катушек для нагрева одной или нескольких емкостей одновременно. Соответственно, настоящее изобретение относится к индукционным плитам и другим настольным устройствам для приготовления пищи, содержащим одну или несколько индукционных катушек.
Содержание международной заявки PCT/AU2011/000887 (WO/2012/006674) данного заявителя согласно договору PCT включено в настоящую заявку посредством ссылки.
Раскрытие сущности изобретения
Задачей изобретения является создание индукционной плиты с повышенной точностью регулирования температуры приготовления пищи и расширенной функциональностью.
Еще одна задача изобретения заключается в создании индукционной плиты с повышенной надежностью и удобством техобслуживания.
Еще одной задачей изобретения является создание индукционной плиты с заменяемой рабочей поверхностью.
Еще одна задача изобретения заключается в создании программируемой индукционной плиты.
Краткое описание чертежей
Для лучшего понимания изобретения описание производится со ссылками на прилагаемые чертежи.
На фиг. 1 показано перспективное изображение индукционной плиты;
на фиг. 2 - вид сверху нижней поверхности индукционной плиты, показанной на фиг. 1;
на фиг. 3 - принципиальная схема индукционной плиты;
на фиг. 4 - перспективное изображение с пространственным разделением элементов рабочей поверхности, температурного датчика и изоляционного слоя;
на фиг. 5 - вид в разрезе температурного датчика и держателя температурного датчика;
на фиг. 6 - вид в разрезе температурного датчика и держателя температурного датчика;
на фиг. 7 - вид в разрезе температурного датчика и держателя температурного датчика;
на фиг. 8 - вид в разрезе температурного датчика и держателя температурного датчика;
на фиг. 9 - вид в разрезе температурного датчика и держателя температурного датчика;
на фиг. 10 - вид в разрезе температурного датчика и держателя температурного датчика;
на фиг. 10A - два типа крышек температурного датчика;
на фиг. 10B - вид в разрезе монтажного узла температурного датчика с куполовидной формой держателя;
на фиг. 11 - перспективное изображение нижней стороны рабочей поверхности индукционной плиты;
на фиг. 12 - схематичный вид в разрезе крепления рабочей поверхности к раме индукционной плиты;
на фиг. 13 - схематичный вид в разрезе крепления рабочей поверхности к раме индукционной плиты;
на фиг. 14 - перспективное изображение вентилятора индукционной плиты;
на фиг. 15 - развернутый вид в перспективе вентилятора и канала подвода воздуха для индукционной плиты;
на фиг. 16 - вид в плане канала подвода воздуха, вентилятора и дополнительного выходного канала индукционной плиты;
на фиг. 17 - перспективное изображение с пространственным разделением элементов узла индукционной катушки и рамы;
на фиг. 18 - схематичный вид в разрезе индукционной катушки и узла её крепления к раме;
на фиг. 19 - вид в плане индукционной плиты, демонстрирующий изолирующие мембраны;
на фиг. 20 - вид в разрезе изолирующей мембраны и USB-соединения;
на фиг. 21 - вид в разрезе изолирующей мембраны и гнезда разъема;
на фиг. 22 - перспективное изображение термометра-щупа;
на фиг. 23 - перспективное изображение индукционной плиты и термометра-щупа;
на фиг. 24 - перспективное изображение держателя термометра-щупа;
на фиг. 25 - вид в разрезе держателя термометра-щупа;
на фиг. 26 - вид в разрезе держателя термометра-щупа;
на фиг. 27 - принципиальная схема, иллюстрирующая способ применения держателя термометра-щупа;
на фиг. 28 - перспективные изображения настольных устройств, в которых используется термометр-щуп.
Осуществление изобретения
Как показано на фиг. 1 и 2, индукционная плита 100 содержит наружный корпус, кожух или оболочку 101, над которой установлена жаропрочная и термостойкая стеклокерамическая рабочая поверхность 102. Рабочая поверхность 102 содержит центральное отверстие 103, в котором установлен узел 104 температурного датчика, который измеряет температуру емкости для приготовления пищи, в частности её нижней поверхности, и передает полученные данные на микропроцессорный блок управления устройства. В данном примере отдельное настольное устройство 100 имеет графический дисплей 105 и различные пользовательские органы 106 ввода входных сигналов для управления работой устройства. Пользовательский интерфейс, содержащий дисплей 105 и органы ввода 106, сообщается с микропроцессорным блоком управления устройства.
Как показано более подробно на фиг. 2, на нижней стороне устройства имеется входное отверстие 201 для первого охлаждающего вентилятора, связанного с системой охлаждения индукционной катушки, и второе входное отверстие 202 для второго вентилятора, относящегося к системе охлаждения блока регулирования мощности. Входные отверстия 201, 202 приподняты над поверхностью, на которую устанавливается устройство, с помощью ножек 203. Индукционная плита 100 содержит также USB-порт 204 для подключения и двусторонней связи со съемным USB-устройством 205. Второй порт 206 предназначен для вставки штепсельного конца 207 съемного дополнительного термометра-щупа 208.
Как показано на принципиальной схеме на фиг. 3, индукционное устройство 100 для приготовления пищи содержит керамическую рабочую поверхность 301, под которой расположена индукционная катушка 302. Датчик 303, 104 температуры емкости устройства установлен в отверстии, выполненном в керамической поверхности 301, и соединен с микропроцессорным блоком 304 управления устройства. Электронная связь датчика 303 с микропроцессорным блоком управления проходит через центральное отверстие 305 индукционной катушки 302. Контроль температуры рабочей поверхности 301 осуществляется с помощью датчика 306 температуры рабочей поверхности, установленного под рабочей поверхностью 301. Он также соединен с микропроцессорным блоком 304 управления через центральное отверстие 305 индукционной катушки 302. Первая система охлаждения содержит вентилятор и канал 307, по которому воздух поступает в устройство через первый вход 308 и перемещается вентилятором по воздушному каналу, в котором, предпочтительно, расположены обе стороны индукционной катушки, после чего выходит через первый выход 309. Теплоприемники панели регулирования мощности 310 охлаждаются отдельно с помощью второго воздушного канала 311. Второй воздушный канал 311 имеет второй вход 312, свой собственный охлаждающий вентилятор и второй выход 313.
Микропроцессорный блок 304 управления сообщается с панелью 310 регулирования мощности, коммуникационной платой и вспомогательной системой 314. Коммуникационная вспомогательная система содержит схемы для двусторонней связи, например, с WIFI, блютусом, ближней бесконтактной связью NFC или, при необходимости, с другими беспроводными протоколами передачи данных. Микропроцессорный блок 304 управления также осуществляет управление индукционными катушками 302 и получает данные от температурного датчика 314, расположенного под индукционными катушками 302 и находящегося в контакте с ними. Как будет показано ниже, микропроцессорный блок управления воспринимает сигналы от блока 303 датчика температуры емкости в форме двух отдельных сигналов от двух отдельных датчиков. Микропроцессорный блок управления также получает данные от внешних устройств, таких как температурные и другие датчики, через 3,5-миллиметровое гнездо разъема 315. Кроме того, микропроцессорный блок управления посылает и получает данные через USB-порт 316 и использует эти данные для управления устройством и сохранения данных. Устройство может содержать второй или дополнительный USB-порт 317 для обеспечения внешнего питания дополнительного устройства. Как будет показано ниже, индукционные катушки 302 могут быть соединены со вторым температурным датчиком 318, который также обеспечивает подачу данных по температуре на микропроцессорный блок 304 управления.
Совершающий возвратно-поступательные движения монтажный узел температурного датчика показан на фиг. 4; его конструкция и работа иллюстрируются с помощью фиг. 4-10B. Керамическая рабочая поверхность 102 содержит центральное отверстие 401 с фаской. В отверстие 401 вставляется непроводящее зажимное кольцо 402 с наружной резьбой. Это зажимное кольцо имеет верхний скошенный фланец 403, который входит в фаску 404 центрального отверстия и взаимодействует с данной фаской. Фаска 403a на внутреннем ободке кольца не дает кольцу пройти сквозь отверстие 401 и обеспечивает его расположение полностью под верхней плоскостью рабочей поверхности 102. Нижний, как правило, цилиндрический крепежный элемент 405 датчика имеет наружную и внутреннюю резьбы 406, 407. Внутренняя резьба входит в зацепление с наружной резьбой зажимного кольца 402 и обеспечивает его затяжное соединение с керамической рабочей поверхностью 102. Наружная резьба 407 входит в зацепление с внутренней резьбой верхнего крепежного элемента 408 датчика. Верхний крепежный элемент 408 датчика прикреплен к нижней стороне рабочей поверхности, например, с помощью вулканизирующегося при комнатной температуре силикона (1050, фиг. 10). В нижний держатель 409 датчика вставляется верхний держатель 410 датчика. Предпочтительно, верхний держатель 410 датчика выполнен из непроводящего материала, например из полимера, и содержит скошенную юбку 440, образующую периферический борт под углом, например, 45°. Верхний держатель 410 находится внутри нижнего держателя 409, который выполняет функцию направляющей при вертикальном перемещении верхнего держателя 410. Будучи соединенными, нижний и верхний держатели 409, 410 датчика образуют зазор, в который входит кромка упругой мембраны 411. Мембрана 411 может быть мембраной манжетного типа, с целью обеспечения возможности вертикального перемещения держателя без чрезмерного растяжения. В верхний держатель 410 датчика входит полая и в данном примере цилиндрическая крышка 412 датчика, выполненная из теплопроводного материала и защищающая датчики. Между верхним и нижним держателями 409, 410 расположено уплотнение 413. Таким образом, нижний держатель служит опорой для датчиков при возвратно-поступательном движении. Наружная кромка 414 мембраны удерживается нижним крепежным элементом 405 датчика.
Как будет описано ниже, нижняя сторона рабочей поверхности 102 приклеена к монтажной раме 415. Под рабочей поверхностью 102 и над электронными компонентами устройства расположен жесткий изоляционный слой 416, служащий для защиты данных компонентов от поступающего сверху теплового излучения. В изоляционном слое 416 имеется центральное отверстие 417, с помощью которого обеспечивается механическое крепление или зажим данного изоляционного слоя. Для этого под изоляционным слоем 416 расположено зажимное кольцо 418.
Механическое смещающее воздействие, обеспечиваемое, например, пружиной 419 сжатия, смещает нижний держатель 409 вверх; вышеупомянутая пружина упирается в нижнюю часть нижнего крепежного элемента 405 датчика, конструкция которого приспособлена для упора в него пружины 419. Нижний держатель 409 содержит один или несколько направленных наружу выступов 430, входящих в зацепление с кольцом или другой структурой 431, расположенной на нижнем крепежном элементе датчика.
Вышеупомянутый монтажный узел температурного датчика, показанный на фиг. 4-10B, считается уникальным по способу сборки и разборки. В частности, операции по техобслуживанию монтажного узла и всех деталей могут осуществляться путем отвинчивания зажимного кольца 402. Отвинчивание или снятие зажимного кольца обеспечивает полный доступ к внутренним элементам монтажного узла датчика. Однако после удаления зажимного кольца 402 и выполнения операций техобслуживания или ремонта необходимо сохранить относительное расположение деталей. Обеспечение правильного расположения деталей после ремонта или техобслуживания обеспечивается в процессе сборки. Последовательность сборки начинается прикреплением верхнего крепежного элемента 408 датчика к нижней стороне керамической рабочей поверхности с помощью вулканизирующегося при комнатной температуре силикона 1050. Вулканизирующийся при комнатной температуре силикон располагается в кольцевой канавке 1051 на верхней стороне фланца 1052 верхнего зажимного крепежного элемента 408. Даже до вулканизации или отверждения адгезива 1050, нижний датчик 405 может быть скреплен с верхним крепежным элементом датчика. После того, как нижний крепежный элемент датчика скреплен резьбой с верхним крепежным элементом датчика, оставшиеся детали 419, 608, 411, 410 устанавливаются в требуемое положение с помощью зажимного кольца 402, которое устанавливается последним, завершая процесс сборки. Зажимное кольцо 402 ввинчивается во внутреннюю резьбу нижнего зажимного крепежного элемента 405 до тех пор, пока не будет достигнут заданный крутящий момент затяжки. На выступающей части зажимного кольца 402, например на внутренней части верхнего обода, могут быть выполнены отверстия или выступы 1060 с целью обеспечения возможности соединения инструмента с зажимным кольцом 402 для его затяжки до определенного значения крутящего момента. Ввинчивание зажимного кольца 402 в нижний зажимной крепежный элемент 405 приводит к тому, что нижний зажимной крепежный элемент 405 вращается и ввинчивается во внутреннюю резьбу верхнего зажимного крепежного элемента 408. В процессе ввинчивания нижнего зажимного крепежного элемента в верхний зажимной крепежный элемент 408 контролируют крутящий момент, пока не будет достигнуто заданное значение крутящего момента затяжки. В процессе затяжки зубья 433 на вертикальных лапках 434 верхнего зажимного крепежного элемента 408 входят в зацепление с зубьями 432, выполненными по окружности на наружной поверхности нижнего зажимного крепежного элемента 405. Взаимное вхождение в зацепление зубьев 432, 433 предотвращает возможность удаления нижнего зажимного крепежного элемента 405 из верхнего зажимного крепежного элемента 408 путем вращения в противоположную сторону или отвинчивания. Таким образом, даже при снятом зажимном кольце 402, нижний зажимной крепежный элемент 405 не выйдет из верхнего зажимного крепежного элемента 408. Таким образом, относительное расположение деталей сохраняется даже при повторяемых операциях сборки-разборки.
Следует отметить, что крышка 412 датчика удерживается в положении внутри верхнего держателя 410 датчика с помощью пружинного зажима 1070. Пружинный зажим 1070 установлен в кольцевой канавке 1071 на наружной поверхности крышки 412 датчика, а на внутреннем диаметре верхнего держателя 410 датчика выполнена канавка 1072. Доступ к пружинному зажиму 1070 осуществляется через радиальное отверстие 1073 в боковой стенке верхнего держателя 410 датчика. Аналогичным образом, верхний держатель 410 датчика удерживается в определенном положении относительно нижнего держателя 409 датчика с помощью второго пружинного зажима 1080, вставляемого через радиальное отверстие 1081 в нижнем держателе 409 датчика; доступ ко второму пружинному зажиму 1080 также обеспечивается данным радиальным отверстием 1081. Второй пружинный зажим 1080 занимает первую канавку на наружной поверхности верхнего держателя 410 датчика и внутреннюю канавку 1081 на внутренней поверхности нижнего держателя 409 датчика.
Как показано на фиг. 5, в исходном положении верхняя поверхность крышки датчика приподнята выше верхнего уровня рабочей поверхности 102 под действием пружины 419. Необходимо отметить, что верхний держатель содержит нижнюю кромку 504, которая расположена ниже верхнего уровня рабочей поверхности 102, даже когда узел датчика находится в своем самом верхнем положении. За счет скошенной или конической наружной поверхности, кромка 504 которой находится ниже рабочей поверхности, кастрюли и другие емкости для приготовления пищи не упираются в верхний держатель, а скользят по нему и вдавливают подвижные элементы узла датчика, приводя его в положение, показанное на фиг. 6, при котором узел датчика располагается заподлицо с верхним уровнем рабочей поверхности. Под действием пружины 419, оба датчика (например, канальные датчики температуры) могут входить в плотный контакт с нижней поверхностью емкости для приготовления пищи и измерять её температуру, поскольку крышка 412 является теплопроводной; под плоской верхней поверхностью 503 крышки могут располагаться один или несколько температурных датчиков 501, 502; как показано на фиг. 6, пружина 419 может сжиматься.
Как видно из фиг. 6, при установке емкости для приготовления пищи на рабочую поверхность 102, она вдавливает крышку 412 вниз, утопляя её до тех пор, пока она не станет расположена заподлицо с верхним уровнем рабочей поверхности 102. Поскольку емкости для приготовления пищи часто устанавливают по центру рабочей поверхности, крышка 412 с наружными поверхностями верхнего держателя 410 датчика имеет форму усеченного конуса, даже когда какая-либо часть крышки 412 или держателя 410 расположена выше верхнего уровня 601 рабочей поверхности. На фиг. 5 и 6 продемонстрировано также как упругая мембрана 411 уплотняет пространство между подвижной и неподвижной частями узла датчика 104. В данном примере внутренняя кромка мембраны 411 зажата между верхним держателем 410 и нижним держателем 409 датчика. Таким образом, в данном примере, верхний держатель 410 имеет отходящий наружу и вниз фланец 602, который контактирует с верхней поверхностью мембраны таким образом, что мембрана может быть зажата между фланцем 602 и выступающим вверх кольцом 603 с округленной верхней кромкой, выполненным на верхней части нижнего держателя 409 датчика. Наружная кромка тороидальной мембраны 411 зажата между внутренней поверхностью зажимного кольца 402 и зажимной вставкой 604, расположенной внутри нижнего крепежного элемента 405 датчика и взаимодействующей с ним. В данном примере упругая герметизирующая мембрана 411 имеет нижнюю кромку 605, периферическую наружную стенку 606, расположенную между зажимной вставкой 604 и керамическим зажимным кольцом, изогнутую центральную часть 607 мембраны и внутреннюю кромку 608, расположенную в кольцевой канавке, образованной зажимным кольцом 603 нижнего держателя датчика. Перемещение зажимного кольца 402 под действием заданного крутящего момента в процессе сборки приводит к зажатию периферических кромок мембраны и образованию герметичного уплотнения.
Как показано на фиг. 7, зажимное кольцо 402 узла датчика содержит верхний фланец 701 со скошенной нижней поверхностью 702. В зажимном кольце могут быть выполнены отверстия или какие-либо другие элементы 703, позволяющие вывинчивать кольцо из нижнего крепежного элемента 704. Таким образом, упругую мембрану 705, так же как и нижний держатель 409, верхний держатель 410 и пружина 419, можно удалять сверху через отверстие в рабочей поверхности 102. Это обеспечивает возможность техобслуживания по меньшей мере подвижной части. Следует отметить, что диаметр верхнего фланца 701 зажимного кольца больше диаметра наружной резьбовой части зажимного кольца, но меньше максимального диаметра кромки взаимодействующей с ним фаски 710, выполненной на рабочей поверхности 102. Как видно из фиг. 8, такая конструкция позволяет самой верхней поверхности фланца 701 вставать в рабочее положение, при котором она находится ниже верхнего уровня рабочей поверхности 102. Из фиг. 7 и 8 видно также, что упругая мембрана 705 удерживается благодаря ввинчиванию зажимного кольца 402 во внутреннюю резьбу нижнего крепежного элемента, предпочтительно, таким образом, чтобы выступающая нижняя кромка 720 зажимного кольца входила в кольцевую канавку 721 между боковой стенкой и нижней кромкой мембраны. Как видно из фиг. 8, в качестве варианта, зажимное кольцо 801 может содержать верхний фланец 802, располагающийся над рабочей поверхностью 102. Предпочтительно, этот фланец имеет скошенную кромку 803, служащую для того, чтобы емкости для приготовления пищи можно было легко передвигать по верхней поверхности фланца 802.
Как показано на фиг. 9, конструкция вышеупомянутого узла датчика и способ его установки относительно рабочей поверхности обеспечивают образование канала 901 для протекания жидкости, проходящего от верхнего уровня рабочей поверхности 102 до выпускного отверстия или слива 902, расположенного на нижней части 903 корпуса 101. Данный слив предусмотрен для слива жидкости при случайном повреждении или выходе из строя упругой мембраны 411. Как показано на фиг. 9, канал 901 (под мембраной 411) проходит по зазору между возвратно-поступательно перемещающимся нижним держателем 904 датчика и нижним крепежным элементом 905. Непрерывный вертикальный канал проходит по внутренней части 906 нижнего крепежного элемента и по второму зазору 908 между отверстием в нижней части нижнего крепежного элемента 905 и цилиндрической частью 909 нижнего держателя датчика, проходящей сквозь отверстие 908 в нижнем крепежном элементе 905. В рассматриваемом примере канал также проходит по цилиндрическому каналу 910, образованному в промежуточном элементе 911 рамы в корпусе, выходящему в цилиндрический сборник 912, являющийся частью нижней поверхности 913 корпуса. В данном канале не имеется каких-либо областей, где могла бы скапливаться жидкость. В данном примере, выпускное отверстие в корпусе 101 имеет защитную перфорированную крышку 914, которую можно снимать, чтобы получить доступ к внутренней части корпуса. Следует отметить, что канал 901 позволяет жидкости стекать сверху с рабочей поверхности 102 к сливу под устройством за счет только лишь силы тяжести, обеспечивая протекание жидкости сквозь устройство таким образом, что при этом отсутствует взаимодействие с индукционной катушкой, охлаждающим потоком воздуха или любыми внутренними электрическими компонентами устройства.
Эта же конструкция обеспечивает канал для прохода воздуха, обеспечивающий эффективное охлаждение узла датчика 915 внутри корпуса, в частности вокруг нагревательного элемента 916 индукционной катушки. Внутренний канал или компонент 911 рамы содержит приподнятую стенку или канавку 917 вокруг канала для прохода жидкости и внутренней стенкой 910 канала. Приподнятый обод или стенка 917 позволяет воздуху проходить рядом с узлом 915 датчика и даже непосредственно сквозь него, в то же время не позволяя жидкости поступать в отделение 920 под полостью 911 по открытому каналу 921 для прохода воздуха. Эта же конструкция предотвращает возможность попадания жидкости, случайно прошедшей за мембрану 411, в канал 921 для прохода воздуха. Следует обратить внимание на вложенность и концентричность узла 915 датчика, канала 910 и защитного кожуха 912. Это обеспечивает отдельные каналы для прохождения воздуха и жидкости, которые могут пересекаться друг с другом, но не взаимодействуют друг с другом.
Как показано на фиг. 10, нижний держатель 1000 перемещается в вертикальном направлении относительно нижнего крепежного элемента 1001. Его перемещение может направляться ровными цилиндрическими поверхностями крепежных элементов или, при необходимости, чередующимися ребрами или пластинками 1006, 1007. Это вертикальное движение вверх, обеспечиваемое пружиной 1002, является важным условием для сохранения плотного контакта двух датчиков 1003, 1004 с емкостью, контактирующей с крышкой 1005. Однако вращательного перемещения нижнего держателя и нижнего крепежного элемента относительно друг друга предпочтительно избегать. Для предотвращения или ограничения взаимного вращательного движения вышеуказанных деталей относительно друг друга нижний держатель 1000 может содержать вертикальные пластинки 1006 на своей наружной поверхности. Эти вертикальные пластинки взаимодействуют с обращенными внутрь вертикальными пластинками 1007, выполненными на внутренней поверхности нижнего крепежного элемента. Может быть предусмотрено любое количество пар внутренних и наружных взаимодействующих друг с другом пластинок; необходимым условием здесь является сохранение низкого уровня трения скольжения при вертикальном перемещении пластинок относительно друг друга. На фиг. 10 продемонстрированы также два различных способа установки изоляционного слоя 1008 между нагревательным элементом 1009 индукционной катушки и электронными и другими компонентами, которые могут находиться во внутренней полости 1010 индукционной плиты. В рассматриваемом примере конструкция содержит листовой миканит или другой жаростойкий изолятор, форма которого приблизительно соответствует наружному периметру рабочей поверхности; в нем имеется внутреннее отверстие 1011, в которое могут входить радиально выступающие элементы узла температурного датчика, например наружный диаметр верхнего крепежного элемента 1012. В данном примере удерживающая полка 1013 для удержания изолирующей внутренней кромки расположена внутри отсека 1010. В рассматриваемом примере полка 1013 опирается на верхний крепежный элемент 1012 или, как вариант, может быть прикреплена к нему или находиться на расстоянии от него на предсказуемом расстоянии. В примере, показанном на фиг. 10, полка 1013 выполняет функцию механической опоры для внутренней кромки 1014 изоляции 1008 без крепления или приклеивания к ней. Опираясь на полку 1013, изоляционный лист или слой 1008 может перемещаться относительно полки 1013, не создавая ненужных напряжений в изоляции. При необходимости, расстояние между полкой 1013 и нижним уровнем 1015 рабочей поверхности может быть достаточно большим для создания воздушного зазора или пространства 1016 между нижним уровнем рабочей поверхности 1015 и индукционной катушкой 1009. Данный воздушный зазор может являться частью канала подвода охлаждающего воздуха для индукционной катушки, как показано на фиг. 3.
На фиг. 10 видно также, что верхний держатель 410 датчика образует упор в форме усеченного конуса. Такая форма конуса позволяет емкости для приготовления пищи скользить по держателю 410 и крышке 412 и задавливать их.
Как показано на фиг. 10A, крышка 412 датчика имеет увеличенную головку 1030. Для облегчения вхождения емкости для приготовления пищи в контакт с головкой 1030 наружная кромка головки 1030 может быть выполнена с фаской 1031 или содержать закругленную или изогнутую часть 1032.
Как видно из фиг. 10B, нижний держатель 410 датчика может иметь форму усеченного конуса, как показано на фиг. 10, или куполовидную, выпуклую или округлую форму с краями 1033, изогнутыми в вертикальной плоскости.
Как показано на фиг. 11, фиксирующий узел 1100 кронштейнов приклеивается к нижней поверхности 1101 керамической рабочей поверхности 1102 индукционной плиты. Узел кронштейнов может содержать, например, 8 отверстий 1103 с внутренней резьбой для ввинчивания винтов или других крепежных элементов, расположенных внутри относительно наружной кромки 1104 или на поверхности 1102. В отверстия 1103 для крепежных элементов вставляют крепежные элементы, которые можно вынимать для обеспечения возможности техобслуживания, замены или ремонта поверхности 1102 или каких-либо находящихся под ней компонентов. В рассматриваемом примере узел кронштейнов содержит четыре отдельных прямых алюминиевых кронштейна 1105. Алюминий используется потому, что он является жестким, теплостойким и не ферромагнитным материалом. Каждый из алюминиевых кронштейнов 1105 имеет форму С-образного канала. Этот канал может содержать перфорационные отверстия 1107 для лучшего охлаждения и обеспечения прохождения охлаждающего воздушного потока. Каждый кронштейн имеет расположенные на концах пластинки или расширенные части 1108, которые могут быть прикреплены друг к другу с тем, чтобы сформировать непрерывную раму, в которой соседние пластинки или расширенные части 1108 соединены друг с другом.
Резьбовые отверстия 1103, связанные с рабочей поверхностью 1102 плиты, служат для крепления рабочей поверхности 1102 к верхнему краю кожуха или корпуса 1201, как показано на фиг. 12 и 13. Как указывалось выше, для крепления кронштейнов 1105 или узла 1100 кронштейнов к верхней части 1102 может использоваться адгезив 1202. В рассматриваемом примере на нижней поверхности кронштейна выполнен продольный канал 1203, который позволяет кромкам кронштейна с любой стороны кронштейна непосредственно контактировать с нижней поверхностью рабочей поверхности 1102. Отверстия в нижней части кронштейна обеспечивают больший поверхностный контакт адгезива 1202 с кронштейном или узлом кронштейнов. Кронштейн содержит внутренний выступ 1204, как правило, параллельный нижней стороне рабочей поверхности 1102 и образующий зазор между кронштейном и нижней стороной рабочей поверхности 1102. В данном зазоре находится наружная кромка изоляционного слоя 1205, расположенного под индукционной катушкой. Внутренняя кромка изоляционного слоя зафиксирована так, как это показано на фиг. 10. Таким образом, изоляционный слой остается зафиксированным относительно индукционной катушки, но может расширяться и сжиматься без крепления, не требуя крепления, крепежных элементов или адгезива для монтажа.
На фиг. 12 и 13 показано также, каким образом верхняя сторона рабочей поверхности 1102 крепится к раме 1301 устройства. Как показано на чертежах, резьбовой крепежный элемент 1302, совмещенный с отверстием в кронштейне, проходит сквозь устанавливаемую при необходимости направляющую, опору, отверстие, гнездо или шайбу, удерживаемую рамой 1301. При затягивании резьбового крепежного элемента 1302 верхняя сторона рабочей поверхности 1102 притягивается к раме 1301.
В предпочтительных вариантах осуществления изобретения гидравлическое и воздушное непроницаемое уплотнение 1304 удерживается между рамой 1301 или кожухом, или корпусом 1201 рамы и верхней стороной рабочей поверхности 1102. В примерах, показанных на фиг. 12 и 13, данное окружное уплотнение под рабочей поверхностью 1102 содержит две верхние уплотнительные кромки 1305, 1306, причем более длинная кромка 1305 расположена в радиальном направлении снаружи относительно более короткой кромки 1306. Наружная кромка 1305 содержит наружный обод 1307. При вращении крепежного элемента 1302 наружная уплотнительная кромка 1305 зажимается, образуя основное уплотнение между кожухом 1201 и верхней рабочей поверхностью 1102. Второе уплотнение образуется между внутренней кромкой 1306 и нижней стороной рабочей поверхности 1102. Могут быть предусмотрены и другие уплотнительные устройства.
Выступ 1204 может быть образован путем изгибания пластинки и приведения её в горизонтальное положение, изображенное на фиг. 12. Таким образом, в полученный зазор можно ввести уплотнительный слой, а затем загнуть пластинку 1204, чтобы сформировать полку 1204.
Как показано на фиг. 14, основание или нижняя сторона рамы индукционной плиты содержит закрытые решеткой вентиляционные отверстия 201, 202 (как показано на фиг. 2), и закрытый вентилятор 1402 всасывает воздух сквозь одно из отверстий 202. Закрытый вентилятор подает воздух в закрытый канал 1403. Канал 1403 содержит нижний элемент 1404 и крышку 1405. Предпочтительно, нижний элемент 1404 представляет собой выполненный из алюминия теплоприемник с раздельными ребрами, на которых установлены термочувствительные элементы контура, такие как полупроводники 1406 на биполярных полупроводниках с изолированным затвором и решетчатый полупроводник 1407. Полупроводники 1406, 1407 могут быть установлены на нижней стороне нижнего элемента 1404. Верхняя сторона нижнего элемента содержит продольные, как правило, параллельные ребра 1501 (см. фиг. 15), проходящие в направлении воздушного потока. Верхний элемент 1405 представляет собой крышку, которая совместно с нижним элементом 1404 образует воздушный канал, ведущий от выхода из вентилятора 1408 к выходу или отверстию 1409 для выпуска воздуха, расположенному вблизи, предпочтительно внутри, торцовой стенки 1410, в которой выполнены выходные отверстия 1411.
Как показано на фиг. 15, выпускное отверстие 1408 вентилятора соединено с каналом для прохода воздуха, образованным верхним и нижним элементами 1404, 1405 с помощью полимерной манжеты или адаптера 1502, механически соединяющей выпускное отверстие 1408 с каналом. Таким образом, канал для прохода охлаждающего воздуха, связанный с индукционной катушкой, не пересекается с воздушным каналом для прохода потока воздуха для охлаждения полупроводников 1406, 1407. Предпочтительно, адаптер 1502 выполнен из эластичного материала, чтобы он обеспечивал эффективное уплотнение соединения вентилятора 1402 с узлом, состоящим из верхнего и нижнего элементов 1403, 1404.
Как показано на фиг. 16, канал 1601 для прохода охлаждающего воздуха, образованный теплоприемником и его крышкой 1404, 1403, может содержать дополнительный воздушный выход 1602. В данном примере дополнительный воздушный выход 1602 отходит под углом 1603 относительно основного, как правило, прямолинейного канала 1601. Дополнительный выходной канал 1602 может использоваться для отбора воздуха для охлаждения каких-либо других элементов или для регулирования расхода охлаждающего воздуха, проходящего по основному каналу 1601.
Как показано на фиг. 17 и 18, узел 1701 индукционной катушки устанавливается на раме или на промежуточном элементе 1702 рамы таким образом, чтобы свести к минимуму влияние теплового расширения и сжатия узла 1701 индукционной катушки. В рассматриваемом примере узел 1701 индукционной катушки содержит, например, как правило, круглую подложку 1703 с выполненными в ней охлаждающими отверстиями 1704 и спиральным желобом 1705, в который укладывают спиральный медный индукционный элемент, для которого данный желоб служит опорой. Как показано на фиг. 17 и 18, наружный обод или периферия подложки 1703 содержит сквозные отверстия 1706, в которые вставляются крепежные элементы 1707, которые проходят сквозь отверстия 1706 и входят в места или стойки крепления 1708 на компоненте 1702 рамы. Как более четко видно на фиг. 18, сквозные отверстия 1706 имеют удлиненную форму, и их длина, по меньшей мере в радиальном направлении, больше, чем длина крепежного элемента 1707 или мест крепления 1708, в результате чего образуется радиальный зазор, таким образом, что подложка 1703 может свободно расширяться в радиальном направлении, не создавая напряжений на раме 1702 или местах или стойках крепления 1708. Для того чтобы входить в зацепление с боковыми сторонами отверстия или паза 1706, крепежный элемент может иметь фланец или шайбу 1709 под головкой 1710. Поскольку степень теплового расширения подложки 1703 меньше по внутренней периферии, внутренняя окружность, которая является частью подложки, окружающей её центральное отверстие 1801, может быть закреплена путем введения в конструкцию подложки нижних приливов с внутренней резьбой, в которые входят крепежные элементы 1803. Крепежные элементы 1803 могут проходить сквозь сквозные отверстия 1804 с достаточной тугой скользящей посадкой, исключающей или почти исключающей перемещение прилива 1802 и рамы (или компонента 1702 рамы) относительно друг друга. Такое устройство позволяет практически зафиксировать внутреннюю кромку 1805 подложки, в то же время, позволяя наружному ободу расширяться и сжиматься относительно мест крепления 1708.
Как показано на фиг. 19, кухонное настольное устройство или какое-либо другое устройство, такое как индукционная плита, может содержать внешние порты для вставки штекера USB-кабеля или другие электрические разъемы, такие как 3,5-миллиметровое гнездо разъема. В рассматриваемом примере устройство 1901 содержит утопленный порт 1902 для вставки штекера USB-разъема. Порт имеет водонепроницаемое покрытие в виде деформируемой гибкой мембраны 1903. Для того чтобы USB-штекер мог проходить сквозь мембрану, она содержит один или несколько сквозных разрезов/пазов. Предпочтительно, паз/пазы не образуют постоянное отверстие, а деформируются, позволяя штекеру проходить сквозь мембрану, в то же время, образуя водонепроницаемое уплотнение вокруг штекера, в частности, когда штекер вставлен в гнездо, расположенное за мембраной 1903. Паз может иметь прямую или линейную форму 1904, U-образную форму 1904 с линейными вертикальной и поперечными участками, H-образную форму 1905, или прямую форму 1906, оба края которой заканчиваются V-образными элементами. Как показано на фиг. 20, защитная мембрана 1903 деформируется при вставке USB-штекера 2001. Части мембраны, прилегающие к пазу или ряду пазов, деформируются таким образом, что при этом образуется согнутый или отклоненный участок 2002. Отклоненный участок 2002 создает поверхностный контакт с наружной частью штекера 2001, образуя уплотнение. В рассматриваемом примере отклоненный участок зажат между внутренней поверхностью рамы 2003 устройства и монтажным кронштейном 2004. Таким образом, штекер 2001 проходит сквозь отверстие 2005 в раме перед прохождением сквозь деформируемую мембрану 1903 и, в конечном итоге, вступает в контакт с охватывающей частью USB-разъема 2006.
Аналогичным образом, как показано на фиг. 19 и 21, гнездо или охватывающий элемент разъема для штекера или охватываемого элемента электрического контакта типа 3,5-миллиметрового штекера содержит, предпочтительно, утопленный порт 1907, защищаемый и уплотняемый деформируемой мембраной 1908. Мембрана 1908 может иметь одно точечное, но деформируемое отверстие 1909 для вставки кончика штекера. Как вариант, данное отверстие может быть выполнено в виде пересекающихся прямолинейных разрезов 1910, в виде Y-образного разреза 1911 или в виде одинарного прямолинейного разреза 1912. Как показано на фиг. 21, такое точечное или разрезное отверстие мембраны деформируется 2101, давая возможность вставки тела 2102 штекера, тем самым, позволяя концу 2103 штекера образовать электрический контакт с соответствующим гнездом или электрическим разъемом 2104. При деформации мембраны образуется согнутый или отклоненный внутрь участок 2105, образующий поверхностный контакт с телом штекера 2102 и создающий уплотнение вокруг него.
Как видно из фиг. 22, термометр-щуп 2202 может содержать штекеры типа изображенных на фиг. 21. Термометр-щуп содержит температурный датчик 2202, образующий часть щупа, такую как игла стержня 2203 с заостренным концом 2204, способным проникать внутрь большинства стандартных пищевых продуктов. Направление стержня 2203 осуществляется с помощью ручки 2205. Ручка 2205 содержит корпус 2206 и кольцо или кольцеобразный наконечник 2207. Предпочтительно, ручка изготовляется из полимера. Ручка термометра-щупа соединена с узлом штекера 2208 электрическим кабелем 2208. Узел штекера 2201 содержит корпус 2209, от которого отходит электропроводный конец или штекер 2210 типа 3,5-миллиметрового многопроводникового штекера. Корпус 2209 штекера заканчивается кольцом 2211. Центр кольца 2211 расположен на продольной оси штекера 2210. Аналогичным образом, центр кольца 2207 термометра-щупа расположен на продольной оси заостренного конца 2204 термометра-щупа. Когда штекер вставлен в разъем или гнездо 1907, термометр-щуп передает данные по температуре на микропроцессор устройства. Данные по температуре в реальном времени могут использоваться для решения целого ряда задач при приготовлении пищи с помощью настоящего устройства.
Как показано на фиг. 23, термометр-щуп 2301 соединен проводом или кабелем 2302 с портом 2303 кухонного устройства с индукционным нагревом или какого-либо другого устройства 2304. Корпус 2305 ручки термометра-щупа имеет выступ 2306. Зазор или угол между основной частью и выступом 2306 корпуса 2305 образует седловидное углубление 2307. Это седловидное углубление 2307 можно устанавливать на кромку 2308 емкости 2309 для приготовления пищи таким образом, чтобы ручка термометра-щупа располагалась на емкости 2309 для приготовления пищи и находилась на ней без каких-либо действий со стороны пользователя. В рассматриваемом примере как основной корпус 2310, так и выступ 2306 термометра-щупа имеют в целом цилиндрическую или слегка сужающуюся форму.
Как показано на фиг. 24, установка термометра-щупа 2401 также может осуществляться с помощью держателя 2402 термометра-щупа. В рассматриваемом примере держатель термометра-щупа представляет собой разрезное упругое кольцо с кольцевой канавкой 2403 для вставки в него с плотной посадкой стержня термометра-щупа 2401. В данном примере держатель выполнен в форме диска с центральным отверстием 2404. Паз или разрез 2405 позволяет деформировать держатель и поместить его на кромку или боковую стенку емкости 2406 для приготовления пищи.
Как показано на фиг. 25, глубина кольцевой канавки 2403, предпочтительно, больше толщины стержня 2203 термометра-щупа. Держатель может содержать встроенный упругий зажим 2501, поддерживающий форму держателя и позволяющий ему восстановить свою форму после снятия с емкости для приготовления пищи. Данный зажим также повышает зажимающее усилие держателя при его установке на емкость для приготовления пищи. В показанном примере центральное отверстие 2404 занимает приблизительно 1/3 общего диаметра держателя. Прилегающие зажимные кромки 2502, 2503 зажима могут быть выполнены закругленными, чтобы данный зажим можно было устанавливать на большее количество разнообразных типов емкостей разной формы и толщины. Как показано на фиг. 26, кольцевая канавка 2403 расположена, предпочтительно, по центральной линии между противоположными краями 2601, 2602 держателя. Как показано на фиг. 27, стержень 2701 может зажиматься с возможностью извлечения в данной канавке держателя в различных положениях. На чертеже показаны примеры вертикальной ориентации 2702, установки в наклонном положении 2703 и в практически горизонтальном положении 2704. Фиксация стержня держателем осуществляется за счет трения, поскольку ширина кольцевой канавки меньше диаметра стержня 2701. Стержень легко вставляется, перемещается в другое положение и снимается.
Как показано на фиг. 28, целый ряд различных кухонных устройств может содержать термометр-щуп или может быть модифицированным для введения в конструкцию термометра-щупа предлагаемого типа (см. фиг. 22). Например, кухонная ложка 2801, лопатка 2302 для переворачивания пищи или взбивалка 2803 могут содержать ручку 2804 с выполненным в ней продольным сквозным отверстием 2805. В отверстие 2805 вставляется стержень 2806 термометра-щупа 2807 либо навсегда, либо с возможностью извлечения. В рассматриваемых примерах рабочая часть кухонной ложки, лопатки или взбивалки содержит выходное отверстие 2808, через которое стержень, в частности его концевая часть 2809, может выходить наружу в область, расположенную в непосредственной близости от рабочей части данной ложки, лопатки или взбивалки. В варианте реализации в взбивалке 2803 конец 2809 термометра-щупа заканчивается в области внутри "клетки" или проволочной сетки 2810, образующей рабочую часть взбивалки. В данных примерах, ручка 2811 термометра-щупа при установке опирается на дальний конец 2804 ручки. Кольцо 2812 ручки позволяет легко вставлять стержень щупа в центральное отверстие 2805. Седловидное углубление 2812 ручки сохраняет свою функцию опоры для кухонного инструмента и его термометра-щупа при установке на кромке емкости для приготовления пищи во время использования.
Несмотря на то, что настоящее изобретение было описано на примере конкретных вариантов его осуществления, специалистам в данной области будет ясно, что данное изобретение может быть реализовано и во многих других формах.
Используемые в настоящем описании при рассмотрении аналогичных объектов термины "первый", "второй", "третий" и т.д., если не указано иное, служат лишь для обозначения порядкового номера каждого из аналогичных объектов, но не подразумевают какую-либо определенную последовательность для данных объектов - временную, пространственную, по степени важности или какую-либо другую.
Делаемые в данном описании ссылки на "один из возможных вариантов осуществления изобретения", "вариант реализации" или "пример" означают, что какой-то конкретный отличительный признак, элемент конструкции или характеристика, описываемые в связи с данным вариантом/примером, входят в по меньшей мере один из возможных вариантов осуществления настоящего изобретения. Таким образом, выражения "в одном из возможных вариантов реализации", или "в рассматриваемом примере", используемые в различных местах данного описания не обязательно относятся к одному и тому же варианту осуществления изобретения, хотя и могут относиться к таковому. Кроме того, как будет ясно специалистам среднего уровня в данной области, конкретные отличительные признаки, конструкции или характеристики могут соответствующим образом комбинироваться и сочетаться друг с другом в одном или нескольких вариантах осуществления настоящего изобретения.
Аналогичным образом, необходимо отметить, что в рассмотренных выше вариантах осуществления настоящего изобретения различные отличительные признаки иногда группируются в каком-либо одном варианте, чертеже или месте описания с целью более полного раскрытия сущности изобретения и облегчения понимания одного или нескольких его аспектов. Такой метод раскрытия сущности изобретения, однако, не должен трактоваться как показатель того, что заявленное изобретение требует больше отличительных признаков, чем явно указаны в каждом из пунктов формулы. Скорее, как следует из нижеприведенной формулы, аспекты настоящего изобретения заключены в меньшем количестве отличительных признаков, чем все отличительные признаки единичного раскрытого выше варианта осуществления изобретения. Таким образом, все пункты формулы изобретения, приведенной после раздела описания «Осуществление изобретения», непосредственно отражены в этом разделе, причем каждый пункт является самостоятельным, как отдельный вариант осуществления настоящего изобретения.
Если специально не указано иное, как следует из нижеприведенных обсуждений, следует принимать во внимание, что во всем описании изобретения положения, в которых используются термины типа "обработка", "решение", "вычисление", "определение" или аналогичные, относятся к действию и/или процессу с микропроцессором, контроллером, компьютерной системой или аналогичным электронным компьютерным устройством или устройством обработки сигналов, осуществляющим обработку или преобразование данных.
Кроме того, в то время как некоторые описанные здесь варианты осуществления изобретения включают в себя некоторые отличительные признаки, содержащиеся в других вариантах, специалистам в данной области будет понятно, что комбинации отличительных признаков различных вариантов осуществления изобретения охватываются объемом настоящего изобретения и образуют разные варианты. Например, в нижеприведенной формуле изобретения любые из заявленных вариантов осуществления изобретения могут использоваться в различных комбинациях и сочетаниях.
Таким образом, несмотря на то, что в приведенном выше описании были рассмотрены варианты осуществления изобретения, считающиеся предпочтительными, специалистам в данной области будет ясно, что другие варианты осуществления изобретения и дополнительные модификации также могут быть сделаны без отклонения от сущности настоящего изобретения, и все такие изменения и модификации находятся в пределах объема изобретения.
Хотя раскрытие настоящего изобретения было осуществлено на примере конкретных вариантов осуществления изобретения, следует иметь в виду, что данные варианты рассматривались лишь в качестве примера и никоим образом не ограничивают объем или сущность настоящего изобретения.
Реферат
Индукционное устройство для приготовления пищи содержит корпус, над которым установлена термостойкая рабочая поверхность, причем указанная поверхность имеет сквозное отверстие, через которое проходит температурный датчик, подпираемый вверх для обеспечения контакта с нижней стороной емкости для приготовления пищи, причем устройство дополнительно содержит непроводящий зажимной узел для зажатия рабочей поверхности; причем зажимной узел служит опорой, при возвратно-поступательном движении, для узла температурного датчика, который является опорой для температурного датчика. Изобретение обеспечивает создание индукционной плиты с повышенной точностью регулирования температуры приготовления пищи и расширенной функциональностью. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 28 ил.
