溫度傳感器和具有所述溫度傳感器的感應加熱烹飪器的製作方法
2023-06-15 09:04:06
專利名稱：溫度傳感器和具有所述溫度傳感器的感應加熱烹飪器的製作方法
技術領域：
實施例涉及一種感應加熱烹飪器，所述感應加熱烹飪器具有用於感測工作線圈或要加熱的物體的溫度的溫度傳感器。
背景技術：
通常，感應加熱烹飪器為下述設備所述設備將高頻電流供應到加熱線圈以在加熱線圈中產生強高頻磁場，並且利用所述高頻磁場在要加熱的磁性連接到加熱線圈的物體中產生渦電流，使得所述物體利用渦電流產生的焦耳熱量被加熱，從而烹飪物體。在所述感應加熱烹飪器中，將放置要加熱的物體的位置顯示在上面放置物體的頂板上，並且容器放置在所述位置上，使得容器被頂板下方的工作線圈加熱。近年來，感應加熱烹飪器已經被提供有即使容器沒有放置在預定位置處也能夠感測放置容器的位置的功能。在這種情況下，多個工作線圈遍及烹飪板設置。對工作線圈設置溫度傳感器以感測工作線圈產生的熱量。
發明內容
一個方面是提供一種包括用於測量工作線圈的溫度的溫度傳感器的感應加熱烹飪器。另外的方面將在以下隨後的說明中部分地說明，並且部分地從該說明清楚呈現， 或者可以通過實踐本發明來獲悉。根據一個方面，感應加熱烹飪器包括烹飪臺，要加熱的物體放置在所述烹飪臺上；設置在烹飪臺下方的工作線圈和溫度傳感器；和熱傳遞構件，所述熱傳遞構件用於將來自工作線圈的熱量傳遞到溫度傳感器。熱傳遞構件可以部分接觸工作線圈，以便將熱量傳遞到工作線圈。熱傳遞構件可以由表現出高導熱性的非磁性材料製成。熱傳遞構件可以由銅、鋁或不鏽鋼製成。熱傳遞構件可以包括熱管，所述熱管包括填充有可變的預定量的工作流體相的氣密管。溫度傳感器可以包括接觸溫度傳感器或非接觸溫度傳感器。工作線圈可以包括以網格或蜂窩狀形式設置的多個工作線圈。工作線圈可以包括設置在烹飪臺下方的多個工作線圈，溫度傳感器可以設置在工作線圈之間，並且熱傳遞構件可以從溫度傳感器延伸到工作線圈。熱傳遞構件可以設置用於將熱量傳遞到與溫度傳感器相鄰的工作線圈中的每一個。熱傳遞構件可以設置用於將熱量傳遞到繞著溫度傳感器設置的工作線圈中的兩個或更多個。
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溫度傳感器可以具有遮蓋傳感器元件的感測單元，並且熱傳遞構件可以從感測單元的一側延伸，使得熱傳遞構件與感測單元一體形成。感測單元可以包括由熱絕緣壁劃分的多個感測區和位於各個感測區中的傳感器元件，並且熱傳遞構件可以從感測區中的每一個的一側延伸。根據另一個方面，感應加熱烹飪器的溫度傳感器包括遮蓋傳感器元件的感測單元和從感測單元的一側延伸的一個或多個熱傳遞構件，其中所述感應加熱烹飪器包括烹飪臺，要加熱的物體放置在烹飪臺上；和多個工作線圈，所述多個工作線圈設置在烹飪臺的下方，設置在工作線圈之間以測量物體的溫度。一個或多個熱傳遞構件可以由表現出高導熱性的非磁性材料製成。一個或多個熱傳遞構件可以沿徑向繞著感測單元設置。一個或多個熱傳遞構件中的每一個都可以包括熱管。溫度傳感器可以包括鉬電阻感溫計、熱電偶、熱敏電阻器或IC溫度傳感器。感測單元可以包括由熱絕緣壁劃分的多個感測區，每一個感測區都包括設置在該感測區中的傳感器元件，並且一個或多個熱傳遞構件中的每一個可以從感測區中的每一個的一側延伸。根據另一個方面，一種感應加熱烹飪器包括主體；烹飪臺，所述烹飪臺設置在主體的頂部處，使得要加熱的物體放置在烹飪臺上；多個工作線圈，所述多個工作線圈設置在烹飪臺的下方以加熱物體；用於將高頻電流供應到工作線圈的逆變器單元；用於接通/斷開逆變器單元的開關元件的驅動單元；用於控制感應加熱烹飪器的驅動單元和其它部件的控制器；溫度傳感器，所述溫度傳感器設置在工作線圈之間以測量物體的溫度；一個或多個熱傳遞構件，所述熱傳遞構件沿徑向繞著溫度傳感器設置，以將通過與溫度傳感器相鄰設置的工作線圈加熱的物體所產生的熱量傳遞到溫度傳感器。控制器可以根據溫度傳感器測量的溫度檢測輸出信號，並且當物體的溫度不正常地增加時，停止逆變器單元的操作。感應加熱烹飪器還可以包括信號切斷單元，所述信號切斷單元用於根據溫度傳感器的輸出信號接通/斷開從控制器傳送到驅動單元的信號，並且當物體的溫度等於或大於預定溫度時，信號切斷單元可以切斷從控制器傳送到驅動單元的信號。根據另外的方面，一種感應加熱烹飪器包括烹飪臺，所述烹飪臺包括一個或多個預定區；設置在一個或多個預定區中的每一個的下方的至少一個工作線圈和溫度傳感器； 和熱傳遞構件，所述熱傳遞構件用於將來自至少一個工作線圈的熱量傳遞到溫度傳感器。至少一個工作線圈可以包括位於一個或多個預定區中的每一個的下方的多個工作線圈，使得工作線圈彼此相鄰，並且熱傳遞構件可以包括多個熱傳遞構件，所述多個熱傳遞構件的數量與位於一個或多個預定區中的每一個下方的工作線圈的數量相對應，熱傳遞構件從溫度傳感器延伸到各個工作線圈。一個或多個預定區可以包括設置在烹飪臺下方的多個預定區，至少一個工作線圈可以包括設置在烹飪臺下方的多個工作線圈，溫度傳感器可以包括設置在烹飪臺下方的多個溫度傳感器，並且熱傳遞構件可以包括設置在烹飪臺下方的多個熱傳遞構件。
本發明的這些和/或其它方面將從結合附圖的以下實施例說明中變得清楚且更容理解，其中圖1是示意性地顯示根據一個實施例的感應加熱烹飪器的結構的立體圖；圖2是圖1的分解立體圖；圖3A至3E是顯示根據一個實施例的熱傳遞構件的各種布置結構的視圖；圖4是感應加熱烹飪器的控制方框圖；和圖5是顯示根據另一個實施例的溫度傳感器的視圖。
具體實施例方式以下將詳細參考實施例，所述實施例的實例顯示在附圖中，其中相同的附圖標記在通篇之中表示相同的元件圖1是示意性地顯示根據一個實施例的感應加熱烹飪器1的結構的立體圖，圖2 是圖1的分解立體圖。參照圖1和圖2，感應加熱烹飪器1包括形成感應加熱烹飪器1的外觀的主體10 以及烹飪臺13，所述烹飪臺位於主體10的頂部，使得要加熱的物體11(例如，烹飪容器)放置在烹飪臺13上。主體10形成為在其頂部處打開的盒狀形狀。烹飪臺13遮蓋主體10的開口頂部。烹飪臺13形成為平板形狀，物體11放置在所述平板上。烹飪臺13可以由淬火玻璃製成，例如由陶瓷玻璃製成，使得烹飪臺不容易被損壞或劃痕。用於感應加熱放置在烹飪臺13上的物體11的多個工作線圈20安裝在烹飪臺13 的下方。工作線圈20均勻地設置在主體10中，使得在烹飪臺13的整個面積上加熱物體 11。工作線圈20可以以包括以直角和規則間隔相交的平行線的網格形式進行設置。 工作線圈20的數量可以根據主體10的尺寸變化。在該實施例中，工作線圈20的數量例如為 16-20。同時，工作線圈20的布置沒有受到特別的限制，只要工作線圈20的間隔減小而使得在烹飪臺13的任何位置處都能夠執行烹飪即可。例如，工作線圈20可以以蜂窩狀形式進行設置。在該結構中，烹飪臺13可以不具有與工作線圈20相對應的特定烹飪區。用於控制感應加熱烹飪器1的操作的控制器50在主體10處設置在烹飪臺13的前面。控制器50包括允許使用者輸入烹飪指令的操縱開關51和顯示感應加熱烹飪器1的狀態的顯示器53。用於感測工作線圈20或物體11的溫度的多個溫度傳感器30設置在工作線圈20 之間。當烹飪臺13上烹飪的物體11的溫度不正常地增加時，溫度傳感器30感測到工作線圈20或物體11的異常溫度並將感測的溫度發送到控制器50，使得控制器50使感應加熱烹飪器1的操作停止。每一個溫度傳感器30可以具體表現為熱敏電阻元件，其中熱敏電阻元件的內電阻值根據周圍溫度的變化而改變。熱敏電阻器可以是負溫度係數(NTC)熱敏電阻器、正溫度係數(PTC)熱敏電阻器或臨界溫度電阻(CTR)熱敏電阻器。如圖2所示，溫度傳感器30中的每一個都包括熱敏電阻器31，所述熱敏電阻器包括設置在該熱敏電阻器的相對側的電極；多個導線33，導線33中的每一個的一端連接到電極中的相對應的一個；和感測單元35，感測單元35包圍熱敏電阻器31，導線33中的每一個的一部分保護熱敏電阻器31。在該實施例中，溫度傳感器30中的每一個具體表現為使用熱敏電阻元件的接觸溫度傳感器，然而實施例不限於此。例如，溫度傳感器30中的每一個可以具體表現為熱電偶、雙金屬、IC溫度傳感器或為非接觸傳感器的紅外傳感器。通常，溫度傳感器30的數量等於工作線圈20的數量。然而，在該實施例中，溫度傳感器30的數量小於工作線圈20的數量。為此，溫度傳感器30中的每一個都包括多個熱傳遞構件40，所述熱傳遞構件將熱量傳遞到與溫度傳感器30中的每一個相鄰的相對應的工作線圈20。熱傳遞構件40中的每一個的一端連接到溫度傳感器30中的相對應的一個。S卩，如圖2所示，溫度傳感器30中的每一個都包括從感測單元35徑向延伸的多個熱傳遞構件40。熱傳遞構件40可以與感測單元35 —體形成。可選地，熱傳遞構件40可以單獨製造並然後連接到感測單元35。熱傳遞構件40中的每一個可以具體表現為由表現出高導熱性的諸如銅、鋁或不鏽鋼的非磁性材料製成的杆，使得通過工作線圈20中相對應的一個加熱的物體11所產生的熱量被傳遞到溫度傳感器30中相對應的一個。當熱傳遞構件40由非磁性材料製成時，可以減小由熱傳遞構件40的由於工作線圈20產生的磁場所造成的電磁感應產生的熱量所造成的測量誤差。可選地，熱傳遞構件40中的每一個都可以具體表現為熱管(未示出)，所述熱管將通過工作線圈20中相對應的一個加熱的物體11所產生的熱量快速傳遞到溫度傳感器30 中相對應的一個。熱管可以為由銅或鋁製成的氣密管，所述氣密管在真空狀態下填充有可以改變的預定量的工作流體。所述工作流體可以為表現出在氣體與液體之間連續相變、低沸點和極好的蒸發潛熱的甲醇、乙醇、丙酮、氨水或氟利昂。通過上述結構能夠在熱管的相對端部之間快速傳遞熱量，從而進一步提高物體11 的溫度測量的可靠性。同時，可以以各種形式設置連接在溫度傳感器30中相對應的一個與工作線圈20 之間的熱傳遞構件40。圖3A至3E是顯示根據一個實施例的熱傳遞構件的各種布置結構的視圖。參照圖3A至3E，溫度傳感器30設置在以網格或蜂窩狀形式均勻設置的工作線圈 20之間，並且熱傳遞構件40中的每一個從溫度傳感器30中相對應的一個延伸，所述溫度傳感器以各種形式位於與溫度傳感器30中相對應的一個相鄰的工作線圈20中的每一個的頂部上，以便測量通過工作線圈20加熱的物體11的溫度。圖3A顯示其中每一個熱傳遞構件40被設置用於測量與溫度傳感器30相鄰的工作線圈20的溫度的布置結構。溫度傳感器30的溫度測量範圍通過熱傳遞構件40而增加， 從而提高對放置在烹飪臺13的特定區上的物體11的溫度測量的可靠性。圖;3B顯示其中兩個熱傳遞構件40設置用於使用溫度傳感器30測量兩個相鄰的工作線圈20的溫度的布置結構。兩個熱傳遞構件40可以被引導到沿向上方向、向下方向、 向左方向和向右方向繞著溫度傳感器30設置的兩個工作線圈20。圖3C和3D顯示其中三個熱傳遞構件40設置用於使用溫度傳感器30測量三個或四個相鄰的工作線圈20的溫度。三個或四個熱傳遞構件40可以以任意角度設置成使得熱傳遞構件40中的每一個都不共享相同的工作線圈20。可選地，三個或四個熱傳遞構件40 中的至少一個可以設置在至少兩個工作線圈20的上方，以便將熱量從至少兩個工作線圈傳遞到溫度傳感器30。S卩，熱傳遞構件40中的每一個都可以設置成將熱量從一個工作線圈傳遞到溫度傳感器30，或者將熱量從兩個或更多個工作線圈20傳遞到溫度傳感器30。此外，溫度傳感器30的數量和熱傳遞構件40的布置結構可以根據設置在烹飪臺 13下方的工作線圈20的數量而變化。例如，圖3A至3D所示的熱傳遞構件40可以根據設置在烹飪臺13下方的工作線圈20的數量和尺寸以各種形式任意設置。S卩，如圖3E所示，多個工作線圈20可以根據彼此相鄰的密集設置的工作線圈20 的尺寸和布置來任意地設置在烹飪臺13的下方。在該結構中，溫度傳感器30設置在預定區13a、1北、13c和13d的下方，所述預定區根據工作線圈20的數量來劃分。根據設置在各個區13a、1北、13c和13d中的工作線圈 20的數量，連接到設置在各個區13a、1北、13c和13d中的溫度傳感器30的熱傳遞構件40 可以以圖3A至3D的布置結構進行設置。區13a、13b、13c和13d是根據工作線圈20的例如為2至4的數量來任意劃分的區域。同時，熱傳遞構件40的布置結構不局限於上述實例。熱傳遞構件40可以根據工作線圈20和所述溫度傳感器30的布置結構以不同形式設置。此外，當溫度傳感器30中的每一個具體表現為非接觸傳感器，例如，紅外傳感器時，溫度傳感器30中的每一個在其頂部處可以設置有感測單元35，熱傳遞構件40中的每一個的至少一端徑向設置到所述感測單元，使得感測單元35測量通過熱傳遞構件40傳遞的熱量。在這種情況下，紅外傳感器測量從感測單元35發射的紅外光的量並感測單元35的溫度，以檢測工作線圈20的溫度的異常增加。在下文中將說明具有根據所述實施例的溫度傳感器的感應加熱烹飪器的操作。圖 4為感應加熱烹飪器的控制方框圖。參照圖4，感應加熱烹飪器包括電源單元60、整流單元61、平穩單元63、逆變器單元65、驅動單元67、工作線圈20、溫度傳感器30、信號切斷單元69和控制器50。整流單元61可以具體表現為電橋二極體，所述電橋二極體用於對通過電源單元 60輸入的交流電電力進行整流並輸出整流的脈動電壓。平穩單元63使從整流單元61供應的脈動電壓平穩並輸出通過平穩操作，即，平穩電壓獲得的均勻的直流電壓。
在施加通過整流單元61整流並通過平穩單元63變平穩的電壓時，逆變器單元65 被轉換驅動以將高頻電流供應到工作線圈20。驅動單元67根據控制器50的控制信號接通或斷開逆變器單元65的開關元件。溫度傳感器30檢測物體11的溫度，該物體通過感應到磁性地連接到工作線圈20 的物體11的電動勢被加熱。信號切斷單元69根據溫度傳感器30的輸出信號接通或斷開傳送到驅動單元67 的控制器50的信號。信號切斷單元69可以具體表現為設置在被施加電力的線路上的保險絲。可選地，信號切斷單元69可以具體表現為包括電晶體的電路，所述電晶體允許從控制器輸出的控制信號根據溫度傳感器30的輸出信號流向地面，使得控制信號不會傳送到驅動單元67。控制器50控制感應加熱烹飪器1的整體操作，並輸出控制信號以調節施加到工作線圈20的高頻電力的頻率。在感應加熱烹飪器1中，交流電電力被整流成直流電電力，並且高頻電流通過逆變器單元65的轉換被供應給工作線圈20。逆變器單元65的轉換由驅動單元67調節。驅動單元67根據控制器50的控制信號進行操作。通過供應給工作線圈20的交流電從工作線圈20產生磁場，並且渦電流由於所述磁場產生的電磁感應被感應到放置在烹飪臺13上的物體11，因此物體11被加熱。當物體11被不正常地加熱時，工作線圈20可能會著火，或者感應加熱烹飪器的內部部件可能會損壞。為了防止這種點燃或損壞的出現，溫度傳感器30根據溫度傳感器30 測量的溫度來測量物體11的溫度的輸出信號被傳送到信號切斷單元69。當測量溫度等於或大於預定溫度時，信號切斷單元69切斷從控制器50傳送到驅動單元67的控制信號，因此供應給工作線圈20的高頻電流通過信號切斷單元69被切斷而不需要控制器50的控制。溫度傳感器30的數量與工作線圈20的數量相對應。然而，在該實施例中，溫度傳感器30中的每一個都包括熱傳遞構件40，以傳遞從相鄰工作線圈20產生的熱量，因此與溫度傳感器30中的每一個相鄰的工作線圈的溫度通過溫度傳感器30中的每一個檢測。因此，可以減少溫度傳感器30的數量，並且另外減小設置溫度傳感器30的空間，從而進一步提高空間應用。在該實施例中，傳送到驅動單元的控制信號被信號切斷單元切斷。可選地，可以省略信號切斷單元，並且控制器可以直接控制驅動單元以防止工作線圈過熱。在該實施例中，當感應加熱烹飪器1的溫度不正常地增加時，溫度傳感器測量工作線圈20的溫度。可選地，溫度傳感器可以獨立地檢測工作線圈20的溫度。為此，如圖5所示，溫度傳感器70的感測單元71可以包括多個感測區76、77、78 和79，所述多個感測區由多個熱絕緣壁73劃分，每一個感測區都包括多個傳感元件75 ；和來自各個感測區76、77、78和79的多個熱傳遞構件40，所述多個熱傳遞構件位於與溫度傳感器70相鄰設置的多個工作線圈20的頂部上，從而獨立地檢測各個工作線圈20的溫度。傳感器元件75中的每一個都可以具體表現為設計用於溫度測量的鉬電阻感溫計、熱電偶或熱敏電阻器。通過上述結構，溫度傳感器70可以檢測放置在烹飪臺13上的物體11的位置，或者根據物體11的溫度調節加熱功率或烹飪時間。即使在這種情況下，工作線圈20的溫度也能夠由單個溫度傳感器進行感測，從而提高生產量和空間應用。從以上說明可以清楚的是根據所述實施例的感應加熱烹飪器具有提高的生產量和空間應用。雖然已經顯示和說明了本發明的幾個實施例，但是本領域的技術人員將會理解在不背離本發明的原理和精神的前提下可以在這些實施例中做出修改，本發明的保護範圍限定在權利要求及其等效形式中。
權利要求
1.一種感應加熱烹飪器，包括烹飪臺，要加熱的物體放置在所述烹飪臺上；設置在所述烹飪臺下方的至少一個工作線圈和至少一個溫度傳感器；和至少一個熱傳遞構件，所述熱傳遞構件將來自所述至少一個工作線圈的熱量傳遞到所述至少一個溫度傳感器。
2.根據權利要求1所述的感應加熱烹飪器，其中，所述至少一個熱傳遞構件部分地接觸所述至少一個工作線圈，以便將熱量傳遞到所述至少一個工作線圈。
3.根據權利要求1所述的感應加熱烹飪器，其中，所述至少一個熱傳遞構件由表現出高導熱性的非磁性材料製成。
4.根據權利要求3所述的感應加熱烹飪器，其中，所述至少一個熱傳遞構件由銅、鋁或不鏽鋼中的任一種製成。
5.根據權利要求1所述的感應加熱烹飪器，其中，所述至少一個熱傳遞構件包括熱管， 所述熱管包括填充有預定量的工作流體相的氣密管。
6.根據權利要求1所述的感應加熱烹飪器，其中，所述至少一個溫度傳感器包括接觸溫度傳感器或非接觸溫度傳感器中的任意一個。
7.根據權利要求1所述的感應加熱烹飪器，其中，所述溫度傳感器包括鉬電阻感溫計、 熱電偶、熱敏電阻器或IC溫度傳感器中的任意一個。
8.根據權利要求1所述的感應加熱烹飪器，其中，所述至少一個工作線圈包括以網格或蜂窩狀形式設置的多個工作線圈。
9.根據權利要求1所述的感應加熱烹飪器，其中所述至少一個工作線圈包括設置在所述烹飪臺下方的多個工作線圈；所述至少一個溫度傳感器設置在所述工作線圈之間；以及所述至少一個熱傳遞構件從所述至少一個溫度傳感器延伸到所述工作線圈。
10.根據權利要求9所述的感應加熱烹飪器，其中，所述至少一個熱傳遞構件設置用於將熱量傳遞到與所述至少一個溫度傳感器相鄰的所述工作線圈中的每一個。
11.根據權利要求9所述的感應加熱烹飪器，其中，所述至少一個熱傳遞構件設置用於將熱量傳遞到繞著所述至少一個溫度傳感器設置的所述工作線圈中的兩個或更多個。
12.根據權利要求1所述的感應加熱烹飪器，其中所述至少一個溫度傳感器包括遮蓋傳感器元件的感測單元；以及所述至少一個熱傳遞構件從所述感測單元的一側延伸，使得所述至少一個熱傳遞構件與所述感測單元一體形成。
13.根據權利要求12所述的感應加熱烹飪器，其中，所述一個或多個熱傳遞構件沿徑向繞著所述感測單元設置。
14.根據權利要求12所述的感應加熱烹飪器，其中所述感測單元包括由熱絕緣壁劃分的多個感測區和設置在各個所述感測區中的傳感器元件；以及所述至少一個熱傳遞構件從所述感測區中的每一個的一側延伸。
15.根據權利要求1所述的感應加熱烹飪器，還包括逆變器單元，所述逆變器單元用於將高頻電流供應到所述至少一個工作線圈；驅動單元，所述驅動單元用於接通/斷開所述逆變器單元的開關元件；和用於控制所述驅動單元的控制器。
全文摘要
本發明公開了一種感應加熱烹飪器，所述感應加熱烹飪器包括設置在多個工作線圈之間的溫度傳感器，所述多個工作線圈均勻地設置在烹飪臺的下方；和熱傳遞構件，所述熱傳遞構件用於將來自與溫度傳感器相鄰的工作線圈的熱量傳遞到溫度傳感器，從而提高生產量和空間應用。
文檔編號F24C7/08GK102345886SQ20111021259
公開日2012年2月8日 申請日期2011年7月27日 優先權日2010年7月28日
發明者孫鍾哲, 李性浩, 金賀娜 申請人:三星電子株式會社