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WO2019170511A1 - Induktionsheizvorrichtung und verfahren zum betreiben einer induktionsheizvorrichtung - Google Patents

Induktionsheizvorrichtung und verfahren zum betreiben einer induktionsheizvorrichtung Download PDF

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WO2019170511A1
WO2019170511A1 PCT/EP2019/054987 EP2019054987W WO2019170511A1 WO 2019170511 A1 WO2019170511 A1 WO 2019170511A1 EP 2019054987 W EP2019054987 W EP 2019054987W WO 2019170511 A1 WO2019170511 A1 WO 2019170511A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
windings
spiral
induction heating
heating device
heat transfer
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.)
Ceased
Application number
PCT/EP2019/054987
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English (en)
French (fr)
Inventor
Marvin Schneider
Markus Kaden
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Original Assignee
Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV filed Critical Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Publication of WO2019170511A1 publication Critical patent/WO2019170511A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/36—Coil arrangements
    • H05B6/44—Coil arrangements having more than one coil or coil segment
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/10—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications
    • H05B6/105—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications using a susceptor
    • H05B6/108—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications using a susceptor for heating a fluid
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/36—Coil arrangements
    • H05B6/42—Cooling of coils
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2206/00—Aspects relating to heating by electric, magnetic, or electromagnetic fields covered by group H05B6/00
    • H05B2206/02—Induction heating
    • H05B2206/022—Special supports for the induction coils

Definitions

  • the invention relates to an induction heating device, comprising at least one coil device, wherein the at least one coil device comprises a plurality of spiral windings, which are arranged in rows and / or columns.
  • the invention further relates to a method for operating an induction heating device.
  • a coil device comprising at least one current-carrying high-frequency strand and a carrier for the at least one high-frequency strand, wherein the carrier is a mesh and the at least one high-frequency strand via one or more
  • Holding threads is held on the mesh.
  • an induction heating device comprising a support and a coil device, which is arranged on the support, wherein the coil device comprises a plurality of spiral windings, which are arranged in rows and columns, and where in the spiral Windings are formed so that when current flows through the spiral windings, a current direction in adjacent edge winding sections of adjacent in a row or column spiral windings is at least approximately equal.
  • the invention has for its object to provide an induction heater of the type mentioned, which has extensive uben- opportunities. This object is achieved according to the invention in the case of the induction heating device mentioned in the introduction, in that the at least one coil device is formed by a tube through which a heat transfer medium can flow.
  • the tube for the at least one coil device forms a fluid line and in particular a liquid line in order to be able to flow through the coil device with a heat transfer medium and in particular cooling medium.
  • the tube forms an electrical line to allow induction heating.
  • the induction heating device By means of the induction heating device according to the invention, a defined surface area can be specifically heated.
  • the coil device can be cooled by means of the heat transfer medium itself in order to achieve effective heating. If necessary, it is also possible to influence the heating temperature of the induction heating device via the heat transfer medium.
  • the tube is made of copper. This way an effective induction heating can be achieved. Furthermore, for example, heat can be effectively dissipated from the coil device.
  • the at least one coil device has an input connection for heat transfer medium and / or has an output connection for heat transfer medium. It can be so
  • Coil device with heat transfer medium to flow through, for example, to effect a cooling of the coil device or to influence a heating temperature.
  • the at least one coil device also has electrical connections in order to enable just an induction heating, when the coil device is correspondingly electrically applied.
  • An adaptation to surfaces to be heated can be carried out if the at least one coil device with the tube is bend flexible.
  • the coil device can be adapted to an application and, for example, also curved surfaces can be heated.
  • a pump means for conveying heat transfer medium through the at least one coil device is provided.
  • a conveying speed or a volume flow can also be set.
  • a temperature-setting device of heat transfer medium is provided.
  • This adjusting device is positioned in particular spaced from the at least one coil device. For example, it is possible to set a temperature of the heat transfer medium in a targeted manner before it is coupled into the at least one coil device. As a result, a heating temperature for the induction heating can be specifically influenced or adjusted via the heat transfer medium.
  • At least one temperature sensor is provided for determining the temperature of the heat transfer medium in order to be able to carry out a defined temperature setting, for example.
  • a control and / or regulating device for setting at least one of the following parameters: a temperature of heat transfer medium, a heating temperature of the induction heating device, a conveying speed of heat transfer medium, a delivery volume of heat transfer medium.
  • a temperature of heat transfer medium a heating temperature of the induction heating device
  • a conveying speed of heat transfer medium a delivery volume of heat transfer medium.
  • the tube is made by a 3D printing process. It can thus achieve a defined shape in order to obtain optimized electrical properties (in particular with respect to the heating) and also cooling properties.
  • the tube In its design as a coil device, the tube can be flexurally flexible, for example, in order to enable optimized adaptability to applications even with a curved surface.
  • spiral-shaped windings are designed such that, when current flows through the spiral windings, a current direction in adjacent edge winding sections of helical windings adjacent in a row or column is at least approximately the same.
  • the corresponding design of the spiral windings ensures that there is no mutual extinction of electromagnetic fields at the intermediate region between adjacent spiral windings. Due to the geometric arrangement of turns of the spiral windings via corresponding arrangement and formation of the edge winding sections, it is ensured that in this intermediate region the current flows on adjacent spiral windings in the same direction and thus field weakening is avoided.
  • An edge winding section is a section of an outer turn.
  • a highly inhomogeneous energy density distribution occurs.
  • a homogenization of the energy density distribution is obtained during operation when the current flows through, which in turn enables homogeneous heating of components. Relative to the surface of the support, on which spiral windings are arranged, a homogeneous heating can be realized thereby.
  • the helical windings on the carrier effectively form islands, the islands being wound in such a way that field erasure in the intermediate region between adjacent spiral windings is avoided.
  • the corresponding induction heating device can be expanded as desired with respect to the surface.
  • a first helical winding has a first edge winding section and a second helical winding has a second edge winding section, wherein the first helical winding and the second helical winding are adjacent and wherein the first edge winding section and the second edge winding section portion adjacent, and wherein at current flow, the current direction in the first edge winding section and the second edge winding section is at least approximately equal.
  • adjacent spiral-shaped windings are spaced or overlap, depending on the application. If adjacent helical windings are spaced, then corresponding adjacent edge winding sections are also spaced. If adjacent helical windings overlap one another, then it can be provided that adjacent edge winding sections intersect in a projection onto the carrier.
  • the spiral-shaped windings are arranged with respect to the columns and rows in a two-dimensional grid on the carrier. This makes it possible to achieve homogeneous coverage of the carrier, which in turn makes it possible to achieve a homogeneous energy density distribution.
  • the grid is a rectangular grid and advantageously a square grid in order to achieve a homogeneous energy density distribution and thereby homogeneous heatability of a component.
  • a spiral-shaped winding has at least two turns and in particular at least three turns.
  • the coil device comprises a first type of spiral-shaped windings, in which turns from a starting winding Position away to the outside with increasing distance from the starting point, and include a second type, in which windings to a starting point from outside to inside with decreasing distance to the starting point.
  • the corresponding direction can be related to the current flow.
  • spiral-shaped windings of the first type and of the second type are arranged alternately.
  • the edge winding sections of adjacent spiral windings carry a current with at least approximately the same current direction. This in turn avoids field extinction in the corresponding areas.
  • a direction of rotation of an electric current within a spiral winding is in the same direction and the rotation sense in adjacent spiral windings are opposite.
  • adjacent edge winding sections of adjacent spiral windings carry currents whose direction is at least approximately the same.
  • a helical winding is characterized in that starting from a point (starting point) or an axis, the distance increases or decreases. In principle, this increase or decrease can be monotonous. It is also possible that the corresponding spiral-shaped winding is formed over at least approximately straight turn sections. As a result, the increase or decrease is not monotonous, but there is only an incremental increase or decrease. Such a spiral Winding with straight turn sections can be easily cut down.
  • adjacent edge winding sections of adjacent spiral windings are oriented at least approximately parallel to one another. It can thereby be achieved in a simple manner that at least approximately the same current direction is present in these adjacent edge winding sections.
  • spiral windings in a row or in a column are electrically connected in series and, accordingly, rows or columns of spiral windings are electrically connected in series. This results in a meandering course of the current flow with respect to a main current direction.
  • an electrical connection between adjacent helical windings takes place within a row or column over edge winding sections, or via a connection between exit points for winding of a helical winding. It is thereby possible to connect spiral windings with an "inward orientation” and an "outward orientation”. This, in turn, allows different rotational senses for the flow of current within adjacent spiral windings. In turn, this makes it possible in a simple manner to realize at least approximately the same current direction in neighboring edge winding sections of adjacent spiral windings. In particular, within a row or a column, the electrical connection between edge winding sections and exit points alternates. This allows an alternating direction of rotation for the current. It is realized by a homogeneous energy density.
  • spiral-shaped windings are designed as flat coils.
  • a surface induction heating device can be realized in a simple manner.
  • the coil device is designed to be self-supporting. It is then not necessarily a support for holding the coil device necessary.
  • the coil device is arranged on a carrier.
  • the carrier is flexurally flexible and in particular is formed as a mesh and is in particular designed as a textile mesh. It can be done by adapting to heating surfaces and it can, for example, also
  • the tube is held to the carrier via one or more tethers.
  • a connection of the carrier to the tube can be obtained in a simple manner.
  • the combination of tube (the at least one coil device) and carrier can then be flexible in bending.
  • a method for operating an induction heating device according to the invention in which heat transfer medium is conveyed through the tube.
  • the heat transfer medium may for example serve as a cooling medium in order to be able to dissipate heat from the at least one coil device.
  • a heating temperature of the induction heating device may be set via the heat transfer medium by passing heat transfer medium through the at least one coil device, for example at a defined temperature level.
  • This method can be carried out on the induction heating device according to the invention or the induction heating device according to the invention can be operated with this method.
  • Figure 1 is a perspective view of an embodiment of an induction heating device according to the invention.
  • FIG. 2 shows an illustration of a further embodiment of an induction heating device according to the invention.
  • An embodiment of an induction heating device according to the invention which is shown in a top view in FIG. 1 and designated therein by 10, comprises a carrier 12.
  • This carrier 12 is designed as a mesh network.
  • the mesh is, for example, a textile structure, such as a woven or knitted fabric.
  • the mesh network comprises meshes with webs which are in particular rectangular or square.
  • the webs are made for example by a thread material.
  • the carrier 12 with the mesh is bendable as a whole.
  • the coil device 14 is formed by a metallic tube 16.
  • the tube 16 serves to carry a high-frequency alternating current.
  • the coil device 14 is self-supporting with the metallic tube 16. It can then be dispensed with the support 12, or there may be a carrier 12, which facilitates, for example, a fixation of the induction heater to an application.
  • the coil device 14 is associated with a high-frequency source device 20 (see FIG. 2).
  • the tube 16 is electrically connected to corresponding terminals 22a, 22b of the high-frequency source device 20.
  • the tube 16 has a connection 24 at a first end and a connection 26 at a second end.
  • the high-frequency source device 20 serves to generate a high-frequency electromagnetic alternating field with which the tube 16 is charged.
  • the frequency is at least 20 kHz and is typically around 150 kHz.
  • the high-frequency source device 20 comprises an electronic switching device for generating the corresponding alternating field when the primary electrical source is a DC source.
  • the coil device 14 comprises a plurality of spiral windings 28. These spiral windings 28 are arranged on the support 12 in rows 30 and columns 32. In order to form a surface induction heating device 10, the spiral windings 28 are arranged uniformly distributed on the carrier 12. The spiral windings 28 are formed on the tube 16.
  • the helical windings 28 are arranged through the rows 30 and columns 32 on the carrier 12 in a two-dimensional grid.
  • This two-dimensional grid is in particular a rectangular grid and preferably a square grid.
  • a respective helical winding 28 has a plurality of turns 34 which are referenced to an exit point 36.
  • An output point 36 lies on a winding axis of the turns 34 of the spiral winding 28.
  • the winding axis is oriented perpendicular to the carrier 12.
  • the spiral of a helical winding 28 is defined as a curve which moves away from the exit point 36 or the winding axis. The distance can be monotonically increasing or the approach can be monotonically decreasing, or it can be increasing or decreasing in sections.
  • the arrangement of the spiral windings 28 on the carrier 12 determines the temperature distribution on an object to be heated.
  • the coil device 14 is preferably designed so that a homogeneous field distribution is achieved over the surface of the coil device 14 and, in particular in the region between adjacent spiral-shaped windings 28, a "field cancellation" of the generated magnetic fields is avoided.
  • the direction of rotation of the stream flowing through is the same within a spiral winding 28.
  • the direction of rotation for the flow of current in adjacent spiral windings 38a, 38b or 40a, 40b is opposite both for rows 30 and for gaps 32.
  • the spiral windings 28 of the coil device 14 are electrically connected in series.
  • the spiral-shaped windings 28 are serially connected in series 30 in a row.
  • the corresponding rows 30 are in turn connected in series.
  • the coil device 14 comprises two types of helical windings 28, namely a first type, in which corresponding windings 34 run outward from the respective output point 36 with increasing distance (at least in sections) from the starting point 36.
  • the spiral-shaped windings 38a and 40a are of the first type.
  • the corresponding turns 34 to the exit point 36 run from outside to inside with decreasing distance (at least in sections) from the exit point 36.
  • the spiral windings 38b and 40b are of the second type.
  • the corresponding winding direction of the first type and the second type is based on the corresponding current flow.
  • the helical windings 28 of the first type and second type are alternately arranged.
  • the first type and second type helical windings 28 are also alternately arranged. As a result, both within a row 30 and within a column 32 with respect to adjacent spiral windings 28, when the current flows through, there is an alternating direction of rotation for the current.
  • the respective spiral windings 28 have edge winding sections adjacent to the spiral windings.
  • the spiral winding 38a has an edge winding portion 42a adjacent to a corresponding edge winding portion 42b of the spiral winding 38b.
  • the edge winding sections 42a and 42b are arranged in such a way that, when the current flows through the coil device 14, the current direction in them is at least approximately the same.
  • edge winding sections 44a, 44b of spiral windings 40a, 40b adjacent in a column 32 are arranged so that the current flow in them takes place at least approximately in the same direction.
  • edge winding sections 42a, 42b, 44a, 44b is achieved by a corresponding arrangement of helical windings 28 of the first type and of the second type, which is alternating both in the rows 30 and in the gaps 32.
  • adjacent spiral windings 28 are electrically connected to each other within a row.
  • a first connection type 46 is provided, at which exit points 36 of adjacent spiral windings 28 are interconnected (through a corresponding portion 48 of the pipe 16).
  • a second type of connection 50 the connection between adjacent helical windings 28 takes place via an edge winding section 52.
  • first connection type 46 and the second connection type 50 alternately follow each other between adjacent spiral windings 28.
  • a third electrical connection type 54 is provided for electrical connection between adjacent rows 30, a third electrical connection type 54 is provided. In this case, an electrical connection between a starting point 36 and a Randwicklungs- section 56 takes place.
  • the spiral windings 28 are arranged as flat coils on the carrier 12 by appropriate shaping of the tube 16.
  • the helical windings 28 have straight portions 58.
  • the spiral winding 28 is not one which monotonically progressively moves away from the corresponding output point 36 or approaches monotonically decreasing. With regard to these sections, however, there is a section-wise removal or approach to the corresponding exit point 36.
  • adjacent edge winding sections 42a, 42b and 44a, 44b are preferably oriented parallel to one another. This results in a parallel current direction there.
  • spiral windings 28 In principle, it is possible for adjacent spiral-shaped windings to be spaced apart from one another and for their respective adjacent edge winding sections to be spaced apart from one another.
  • the spiral windings 28 according to the embodiment of Figure 1 are arranged.
  • edge winding sections which are adjacent, cross each other (in the projection on the support 12).
  • Each helical winding 28 of the coil device 14 has a plurality of turns 34.
  • each helical winding 28 has at least two and preferably at least three turns 34. It is also favorable if each helical winding 28 has at most eight and preferably at most seven turns 34.
  • spiral windings 28 of at least the same type are of the same design with regard to the number of turns and the outer envelope surface.
  • the mesh has a first side 68 and a second side opposite the first side 68.
  • the tube 16 is preferably arranged exclusively or for the most part on the first side 68.
  • the corresponding winding axes of the spiral windings 28 are transverse and in particular perpendicular to the carrier 12.
  • the tube 16 is fixed in one embodiment via one or more retaining threads 70 on the support 12 and in particular sewn thereto.
  • the coil device 14 is associated with a magnetic flux concentrator layer, which is arranged in particular on that side of the carrier 12 which is remote from the first side 68.
  • a magnetic flux concentrator layer which is made of a material having a corresponding magnetic permeability, serves to concentrate the magnetic flux, which is generated during operation of the coil device 14, in an apron in front of the first side 68.
  • outer electrical insulator layers between which the carrier 12 with the coil device 14 fixed thereto and, if appropriate, the magnetic flux concentrator layer are arranged.
  • outer electrical insulating layers are made, for example, of a silicone material.
  • the outer electrical insulating layers or the magnetic flux concentrator layer are configured flexibly.
  • the carrier 12 is flexible.
  • the tube 16 is bendable with the carrier 12.
  • the connection of the tube 16 with the carrier 12 via the or the holding threads 70 allows the bendability.
  • the carrier 12 is not absolutely necessary.
  • the tube 16 may be self-supporting and also be bendable alone. In this embodiment, no support 12 is correspondingly present.
  • the induction heating device 10 can be brought into different geometric shapes. For example, a simple curvature or multiple curvature is possible.
  • the induction heating device is designed as a surface induction heating device in which the arrangement of the spiral windings 28 avoids regions with mutually canceling electromagnetic fields. As a result, homogeneous heating can be achieved with high flexibility.
  • the spiral windings 28 on the carrier 12 form field-generating islands. Due to the appropriate design of the islands, the "heating surface” can in principle be extended as desired or a size adaptation can be carried out. This is then achieved by appropriate "laying" of the tube 16 on the carrier 12.
  • the coil device 14 is made of the tube 16 by forming the spiral windings 28.
  • the tube 16 itself is from a
  • Heat transfer medium can be flowed through. This flow is indicated in Figure 1 by the double arrows with the reference numeral 72.
  • a liquid such as water is used as the heat transfer medium.
  • the tube 16 and thus the coil device 14 has for this purpose an input connection 74 for heat transfer medium, and has an output connection 76 for heat transfer medium.
  • the tube 16 is continuous between the input port 74 and the output port 76.
  • the entire coil device 14 can then flow through the coupling of heat transfer medium at the input connection 74.
  • the coil device 14 can be cooled by means of heat transfer medium.
  • a hot temperature of the induction heater 10 can also be adjusted.
  • the tube 16 is made of copper, for example.
  • the tube 16 is made by a 3D printing process.
  • the tube 16 is preferably formed such that the flexible support 12 also allows for a certain flexural flexibility of the coil device 14 (which is made from the tube 16).
  • the induction heating device 10 includes a pumping device 78.
  • This pumping device 78 is connected to the input port 74.
  • About the pump device 74 can be
  • a corresponding delivery speed or a corresponding volume flow of heat transfer medium for passage through the tube 16 can be set or specified via the pump device 78.
  • a circuit 80 for the heat transfer medium 72 is provided.
  • a pipeline 82 is connected to the outlet port 76.
  • This pipeline 82 leads, for example, to a reservoir 84 for heat transfer medium.
  • the reservoir 84 is in particular a source of heat transfer medium for transport through the pipe 16.
  • a cooling device for heat transfer medium 72 (spaced from the coil device 14) may be provided.
  • An exemplary embodiment of an induction heating device comprises a control and / or regulating device 86. This controls the pump device 78. In particular, a conveying speed or a volume flow of heat transfer medium 72 can be applied via the control and / or regulating device 86 Adjust transport through the pipe 16.
  • control and / or regulating device 86 is also signal-effectively coupled to the high-frequency source device 20.
  • an adjusting device 88 is connected to the circuit 80, via which the temperature of the heat transfer medium 72 can be adjusted when supplied to the input port 74.
  • the control and / or regulating device 86 is signal-effectively coupled to the setting device 88 in order to make appropriate settings.
  • one or more temperature sensors 90 may be provided which measure the temperature of the heat transfer medium and in particular measure it before being coupled in at the input connection 74.
  • the coil device 14 can be cooled during operation of the induction heating device 10 via the tube 16.
  • the induction heating device 10 operates as follows:
  • the pipe 16 forms both a fluid line (liquid line) and an electrical line for forming the coil device 14.
  • a heat transfer medium 72 can be conveyed through the tube 16 in order to cool the coil device 14 or to set a heating temperature of the induction heating device 10.
  • the flexible design of the tube 16 (with or without carrier 12), which forms the coil device 14, results in an optimized adaptability to specific applications.
  • a pipe diameter of the pipe 16 and / or a pipe geometry and / or a wall thickness of the pipe 16 can vary over its extent. This results in further possibilities for adaptation. A corresponding variability can be achieved in a relatively simple manner via 3D printing production.

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Abstract

Es wird eine Induktionsheizvorrichtung vorgeschlagen, welche mindestens eine Spulenvorrichtung (14) umfasst, wobei die mindestens eine Spulenvorrichtung (14) eine Mehrzahl von spiralförmigen Wicklungen (28) umfasst, welche in Reihen (30) und/oder Spalten (32) angeordnet sind, wobei die mindestens eine Spulenvorrichtung (14) durch ein Rohr (16) gebildet ist, welches von einem Wärmeübertragungsmedium durchströmbar ist.

Description

Induktionsheizvorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer
Induktionsheizvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Induktionsheizvorrichtung, umfassend mindestens eine Spulenvorrichtung, wobei die mindestens eine Spulenvorrichtung eine Mehrzahl von spiralförmigen Wicklungen umfasst, welche in Reihen und/oder Spalten angeordnet sind.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betreiben einer Induktions- heizvorrichtung.
Aus der DE 10 2013 111 266 Al ist eine Spulenvorrichtung bekannt, um fassend mindestens eine stromtragende Hochfrequenzlitze und einen Träger für die mindestens eine Hochfrequenzlitze, wobei der Träger ein Maschennetz ist und die mindestens eine Hochfrequenzlitze über einen oder mehrere
Haltefäden an dem Maschennetz gehalten ist.
Aus der DE 20 2015 100 080 Ul ist eine Induktionsheizvorrichtung bekannt, umfassend einen Träger und eine Spulenvorrichtung, welche an dem Träger angeordnet ist, wobei die Spulenvorrichtung eine Mehrzahl von spiralförmigen Wicklungen umfasst, welche in Reihen und Spalten angeordnet sind, und wo bei die spiralförmigen Wicklungen so ausgebildet sind, dass bei Stromdurch- fluss der spiralförmigen Wicklungen eine Stromrichtung in benachbarten Rand- wicklungsabschnitten von in einer Reihe oder Spalte benachbarten spiral- förmigen Wicklungen mindestens näherungsweise gleich ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Induktionsheizvorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, welche umfangreiche Einsatzmöglich- keiten aufweist. Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten Induktionsheizvorrichtung er- findungsgemäß dadurch gelöst, dass die mindestens eine Spulenvorrichtung durch ein Rohr gebildet ist, welches von einem Wärmeübertragungsmedium durchströmbar ist.
Das Rohr für die mindestens eine Spulenvorrichtung bildet eine Fluidleitung und insbesondere Flüssigkeitsleitung, um die Spulenvorrichtung mit einem Wärmeübertragungsmedium und insbesondere Kühlmedium durchströmen zu können.
Ferner bildet das Rohr eine elektrische Leitung, um eine Induktionsheizung zu ermöglichen.
Durch die erfindungsgemäße Induktionsheizvorrichtung lässt sich ein definier- ter Flächenbereich gezielt heizen. Über das Wärmeübertragungsmedium selber lässt sich die Spulenvorrichtung kühlen, um eine effektive Heizung zu erzielen. Es lässt sich gegebenenfalls auch über das Wärmeübertragungsmedium die Heiztemperatur der Induktionsheizvorrichtung beeinflussen.
Insbesondere ist das Rohr aus Kupfer hergestellt. Es lässt sich so eine effek- tive Induktionsheizung erreichen. Ferner lässt sich beispielsweise effektiv Wärme von der Spulenvorrichtung abführen.
Günstig ist es, wenn die mindestens eine Spulenvorrichtung einen Eingangs- anschluss für Wärmeübertragungsmedium aufweist und/oder einen Ausgangs- anschluss für Wärmeübertragungsmedium aufweist. Es lässt sich so die
Spulenvorrichtung mit Wärmeübertragungsmedium durchströmen, um bei- spielsweise eine Kühlung der Spulenvorrichtung zu bewirken bzw. eine Heiz- temperatur zu beeinflussen.
Insbesondere weist die mindestens eine Spulenvorrichtung auch elektrische Anschlüsse auf, um eben eine Induktionsheizung zu ermöglichen, wenn die Spulenvorrichtung entsprechend elektrisch beaufschlagt wird. Es lässt sich eine Anpassung an zu heizende Flächen durchführen, wenn die mindestens eine Spulenvorrichtung mit dem Rohr biegeflexibel ausgebildet ist. Dadurch lässt sich die Spulenvorrichtung an eine Anwendung anpassen und es können so beispielsweise auch gekrümmte Flächen beheizt werden.
Bei einer Ausführungsform ist eine Pumpeneinrichtung zur Förderung von Wärmeübertragungsmedium durch die mindestens eine Spulenvorrichtung vorgesehen. Dadurch lässt sich gezielt eine Beaufschlagung der Spulen- vorrichtung mit Wärmeübertragungsmedium durchführen. Insbesondere lässt sich auch eine Fördergeschwindigkeit bzw. ein Volumenstrom einstellen.
Bei einer Ausführungsform ist eine Einstelleinrichtung für eine Temperatur von Wärmeübertragungsmedium vorgesehen. Diese Einstelleinrichtung ist ins- besondere beabstandet zu der mindestens einen Spulenvorrichtung posi- tioniert. Es lässt sich so beispielsweise gezielt eine Temperatur des Wärme- übertragungsmediums vor Einkopplung in die mindestens eine Spulenvorrich- tung einstellen. Dadurch kann gezielt über das Wärmeübertragungsmedium eine Heiztemperatur für die Induktionsheizung beeinflusst werden bzw. ein- gestellt werden.
Es ist dann günstig, wenn mindestens ein Temperatursensor zur Ermittlung der Temperatur von Wärmeübertragungsmedium vorgesehen ist, um bei- spielsweise eine definierte Temperatureinstellung durchführen zu können.
Es ist ferner günstig, wenn eine Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung zur Einstellung mindestens eines der folgenden Parameter vorgesehen ist: einer Temperatur von Wärmeübertragungsmedium, einer Heiztemperatur der Induktionsheizvorrichtung, einer Fördergeschwindigkeit von Wärme- übertragungsmedium, einem Fördervolumen von Wärmeübertragungsmedium. Es ergeben sich so umfangreiche Einsatzmöglichkeiten der Induktionsheiz- vorrichtung mit definierten Einstellmöglichkeiten. Bei einer Ausführungsform ist das Rohr durch ein 3D- Druckverfahren her- gestellt. Es lässt sich so eine definierte Formgebung erreichen, um optimierte elektrische Eigenschaften (insbesondere bezüglich der Heizung) und auch Kühlungseigenschaften zu erhalten. Das Rohr lässt sich in seiner Ausbildung als Spulenvorrichtung beispielsweise biegeflexibel ausgestalten, um eine opti- mierte Anpassbarkeit an Anwendungen auch mit gekrümmter Oberfläche zu ermöglichen.
Günstig ist es, wenn die spiralförmigen Wicklungen so ausgebildet sind, dass bei Stromdurchfluss der spiralförmigen Wicklungen eine Stromrichtung in be- nachbarten Randwicklungsabschnitten von in einer Reihe oder Spalte benach- barten spiralförmigen Wicklungen mindestens näherungsweise gleich sind. Es wird in diesem Zusammenhang auf die DE 20 2015 100 080 Ul verwiesen.
Durch die entsprechende Ausbildung der spiralförmigen Wicklungen wird dafür gesorgt, dass am Zwischenbereich zwischen benachbarten spiralförmigen Wicklungen keine gegenseitige Auslöschung von elektromagnetischen Feldern erfolgt. Durch die geometrische Anordnung von Windungen der spiralförmigen Wicklungen über entsprechende Anordnung und Ausbildung der Rand- wicklungsabschnitte ist dafür gesorgt, dass in diesem Zwischenbereich der Strom an benachbarten spiralförmigen Wicklungen in die gleiche Richtung fließt und dadurch eine Feldabschwächung vermieden wird.
Ein Randwicklungsabschnitt ist dabei ein Abschnitt einer äußeren Windung.
Beispielsweise tritt beim Vorsehen einer einzigen spiralförmigen Wicklung eine stark inhomogene Energiedichteverteilung auf. Durch das Vorsehen einer Mehrzahl von spiralförmigen Wicklungen mit der erfindungsgemäßen Aus- bildung erhält man im Betrieb bei Stromdurchfluss eine Homogenisierung der Energiedichteverteilung, wodurch wiederum eine homogene Erwärmung von Bauteilen realisierbar ist. Bezogen auf die Fläche des Trägers, an welchem spiralförmige Wicklungen an- geordnet sind, lässt sich dadurch eine homogene Erwärmung realisieren.
Die spiralförmigen Wicklungen an dem Träger bilden gewissermaßen Inseln, wobei die Inseln so gewickelt sind, dass eine Feldauslöschung im Zwischen- bereich zwischen benachbarten spiralförmigen Wicklungen vermieden ist.
Grundsätzlich lässt sich die entsprechende Induktionsheizvorrichtung bezüglich der Fläche beliebig erweitern.
Insbesondere ist es vorgesehen, dass eine erste spiralförmige Wicklung einen ersten Randwicklungsabschnitt aufweist und eine zweite spiralförmige Wick- lung einen zweiten Randwicklungsabschnitt aufweist, wobei die erste spiral- förmig Wicklung und die zweite spiralförmige Wicklung benachbart sind und wobei der erste Randwicklungsabschnitt und der zweite Randwicklungs- abschnitt benachbart sind, und wobei bei Stromfluss die Stromrichtung in dem ersten Randwicklungsabschnitt und dem zweiten Randwicklungsabschnitt min- destens näherungsweise gleich ist. Dadurch wird in dem Zwischenbereich zwi- schen der benachbarten ersten spiralförmigen Wicklung und der zweiten spiralförmigen Wicklung eine Feldauslöschung vermieden. Dies wiederum er- möglicht eine homogene Erwärmung eines Bauteils, welches mit der entspre- chenden Induktionsheizvorrichtung beheizt wird.
Aus dem gleichen Grund ist es günstig, wenn bei Stromdurchfluss in benach- barten Randwicklungsabschnitten von benachbarten spiralförmigen Wicklun- gen sowohl in einer Reihe als auch in einer Spalte mindestens näherungsweise die gleiche Stromrichtung vorliegt. Dadurch wird in den Zwischenbereichen zwischen benachbarten spiralförmigen Wicklungen auf einer zweidimen- sionalen Fläche eine Feldauslöschung in Zwischenbereichen vermieden.
Es kann vorgesehen sein, dass benachbarte spiralförmige Wicklungen be- abstandet sind oder einander überlappen, je nach Anwendungsfall. Wenn benachbarte spiralförmige Wicklungen beabstandet sind, dann sind auch entsprechende benachbarte Randwicklungsabschnitte beabstandet. Wenn be- nachbarte spiralförmige Wicklungen einander überlappen, dann kann es vor- gesehen sein, dass benachbarte Randwicklungsabschnitte sich in einer Projek- tion auf den Träger kreuzen.
Für eine homogene Energiedichteverteilung ist es günstig, wenn die spiral- förmigen Wicklungen bezüglich der Spalten und Reihen in einem zweidimen- sionalen Gitter an dem Träger angeordnet sind. Dadurch lässt sich eine homo- gene Bedeckung des Trägers erreichen, wodurch wiederum eine homogene Energiedichteverteilung realisierbar ist.
Es ist insbesondere vorteilhaft, wenn das Gitter ein Rechteckgitter und vorteil- hafterweise Quadratgitter ist, um eine homogene Energiedichteverteilung und dadurch homogene Erwärmbarkeit eines Bauteils zu erreichen.
Günstig ist es, wenn spiralförmige Wicklungen mindestens eines gleichen Typs bezüglich einer äußeren Einhüllenden gleich ausgebildet sind. Dadurch lässt sich eine hohe Homogenität erreichen.
Aus dem gleichen Grund ist es günstig, wenn spiralförmige Wicklungen min- destens eines gleichen Typs bezüglich der Anzahl an Windungen gleich aus- gebildet sind.
Es hat sich als günstig erwiesen, wenn eine spiralförmige Wicklung mindestens zwei Windungen und insbesondere mindestens drei Windungen aufweist.
Es hat sich ebenfalls als günstig erwiesen, um eine gleichmäßige Erwärmbar- keit zu realisieren, wenn eine spiralförmige Wicklung höchstens acht Win- dungen und insbesondere höchstens sieben Windungen aufweist.
Günstig ist es, wenn die Spulenvorrichtung einen ersten Typ von spiral- förmigen Wicklungen umfasst, bei welchem Windungen von einer Ausgangs- stelle weg nach außen mit zunehmendem Abstand von der Ausgangsstelle verlaufen, und einen zweiten Typ umfassen, bei welchem Windungen zu einer Ausgangsstelle hin von außen nach innen mit abnehmendem Abstand zu der Ausgangsstelle verlaufen. Die entsprechende Richtung (nach außen oder nach innen) kann dabei auf den Stromfluss bezogen werden. Durch das Vorsehen von zwei unterschiedlichen Typen an spiralförmigen Wicklungen kann auf ein- fache Weise realisiert werden, dass der Stromfluss in Randwicklungs- abschnitten von benachbarten spiralförmigen Wicklungen näherungsweise die gleiche Richtung hat.
Es ist dann besonders vorteilhaft, wenn in den Reihen und Spalten spiral- förmige Wicklungen vom ersten Typ und vom zweiten Typ alternierend an- geordnet sind. Dadurch kann auf einfache Weise erreicht werden, dass sowohl in den Reihen als auch in den Spalten die Randwicklungsabschnitte von be- nachbarten spiralförmigen Wicklungen einen Strom mit mindestens nähe- rungsweise der gleichen Stromrichtung tragen. Dadurch wiederum wird eine Feldauslöschung in den entsprechenden Bereichen vermieden.
Günstigerweise ist ein Drehsinn eines elektrischen Stroms innerhalb einer spiralförmigen Wicklung gleichsinnig und die Drehsinne in benachbarten spiralförmigen Wicklungen sind entgegengesetzt. Dadurch lässt es sich auf einfache Weise erreichen, dass benachbarte Randwicklungsabschnitte von be- nachbarten spiralförmigen Wicklungen Ströme tragen, deren Richtung min- destens näherungsweise gleich ist.
Eine spiralförmige Wicklung zeichnet sich dadurch aus, dass ausgehend von einem Punkt (Ausgangsstelle) bzw. einer Achse der Abstand zunimmt oder abnimmt. Grundsätzlich kann diese Zunahme bzw. Abnahme monoton sein. Es ist auch möglich, dass die entsprechende spiralförmige Wicklung über min- destens näherungsweise gerade Windungsabschnitte gebildet ist. Dadurch ist die Zunahme bzw. die Abnahme nicht monoton, sondern es liegt nur ab- schnittsweise eine Zunahme bzw. Abnahme vor. Eine solche spiralförmige Wicklung mit geraden Windungsabschnitten lässt sich auf einfache Weise her- steilen.
Es ist dann günstig, wenn benachbarte Randwicklungsabschnitte benachbarter spiralförmiger Wicklungen mindestens näherungsweise parallel zueinander orientiert sind. Es lässt sich dadurch auf einfache Weise erreichen, dass in die- sen benachbarten Randwicklungsabschnitten mindestens näherungsweise die gleiche Stromrichtung vorliegt.
Es ist vorgesehen, dass eine Mehrzahl von spiralförmigen Wicklungen elektrisch in Reihe geschaltet sind. Insbesondere sind benachbarte spiral- förmige Wicklungen elektrisch in Reihe geschaltet. Dadurch lässt sich auf ein- fache Weise erreichen, dass der Stromfluss in benachbarten Randwicklungs- abschnitten die gleiche Stromrichtung aufweist.
Beispielsweise sind die spiralförmigen Wicklungen in einer Reihe oder in einer Spalte elektrisch in Reihe geschaltet, und entsprechend sind dann Reihen oder Spalten spiralförmiger Wicklungen elektrisch in Reihe geschaltet. Es ergibt sich dadurch bezüglich einer Hauptstromrichtung ein mäanderförmiger Verlauf des Stromflusses.
Es kann vorgesehen sein, dass eine elektrische Verbindung zwischen benach- barten spiralförmigen Wicklungen innerhalb einer Reihe oder Spalte über Randwicklungsabschnitte erfolgt, oder über eine Verbindung zwischen Aus- gangsstellen für Windung einer spiralförmigen Wicklung erfolgt. Es ist dadurch möglich, spiralförmige Wicklungen mit einer "Einwärtsorientierung" und einer "Auswärtsorientierung" zu verbinden. Dies wiederum ermöglicht unterschied- liche Drehsinne für den Stromfluss innerhalb benachbarter spiralförmiger Wicklungen. Dadurch wiederum ist es auf einfache Weise möglich, in benach- barten Randwicklungsabschnitten benachbarter spiralförmiger Wicklungen mindestens näherungsweise die gleiche Stromrichtung zu realisieren. Insbesondere erfolgt innerhalb einer Reihe oder einer Spalte die elektrische Verbindung zwischen Randwicklungsabschnitten und Ausgangsstellen alter- nierend. Dadurch lässt sich ein alternierender Drehsinn für den Strom er- reichen. Es wird dadurch eine homogene Energiedichte realisiert.
Günstigerweise erfolgt eine elektrische Verbindung zwischen benachbarten Reihen oder Spalten über einen Randwicklungsabschnitt und eine Ausgangs- stelle für Windungen benachbarter spiralförmiger Wicklungen. Dadurch lässt sich auf einfache Weise eine elektrische Verbindung zwischen benachbarten Reihen bzw. Spalten erreichen.
Günstig ist es, wenn die spiralförmigen Wicklungen als Flachspulen ausgebildet sind. Dadurch lässt sich auf einfache Weise eine Flächeninduktionsheiz- vorrichtung realisieren.
Bei einer Ausführungsform ist die Spulenvorrichtung selbsttragend ausge- bildet. Es ist dann nicht unbedingt ein Träger zum Halten der Spulen- vorrichtung notwendig.
Bei einem alternativen oder kombinatorischen Ausführungsbeispiel ist die Spulenvorrichtung an einem Träger angeordnet.
Es ist dann insbesondere günstig, wenn der Träger biegeflexibel ausgebildet ist und insbesondere als Maschennetz ausgebildet ist und insbesondere als textiles Maschennetz ausgebildet ist. Es lässt sich dadurch eine Anpassung an zu heizende Flächen durchführen und es können beispielsweise auch
gekrümmte Flächen und dergleichen beheizt werden.
Bei einer Ausführungsform ist das Rohr über einen oder mehrere Haltefäden an dem Träger gehalten. Dadurch lässt sich auf einfache Weise eine Ver- bindung des Trägers mit dem Rohr erhalten. Insbesondere lässt sich dann die Kombination aus Rohr (der mindestens einen Spulenvorrichtung) und Träger biegeflexibel ausgestalten. Es wird ein Verfahren zum Betreiben einer erfindungsgemäßen Induktions- heizvorrichtung bereitgestellt, bei dem Wärmeübertragungsmedium durch das Rohr gefördert wird.
Das Wärmeübertragungsmedium kann beispielsweise als Kühlmedium dienen, um Wärme von der mindestens einen Spulenvorrichtung abführen zu können.
Es ist auch möglich, dass über das Wärmeübertragungsmedium eine Heiz- temperatur der Induktionsheizvorrichtung eingestellt wird, indem Wärme- übertragungsmedium beispielsweise auf einem definierten Temperaturniveau durch die mindestens eine Spulenvorrichtung geführt wird.
Dieses Verfahren lässt sich an der erfindungsgemäßen Induktionsheizvor- richtung durchführen beziehungsweise die erfindungsgemäße Induktions- heizvorrichtung lässt sich mit diesem Verfahren betreiben.
Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen dient im Zu sammenhang mit den Zeichnungen der näheren Erläuterung der Erfindung. Es zeigen :
Figur 1 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Induktionsheizvorrichtung; und
Figur 2 eine Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer er- findungsgemäßen Induktionsheizvorrichtung.
Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Induktionsheizvorrichtung, welches in Figur 1 in einer Draufsicht gezeigt ist und dort mit 10 bezeichnet ist, umfasst einen Träger 12. Dieser Träger 12 ist als Maschennetz aus- gebildet. Das Maschennetz ist beispielsweise ein textiles Gebilde, wie ein Gewebe oder Gewirke.
Das Maschennetz umfasst Maschen mit Stegen, welche insbesondere recht- eckförmig oder quadratisch sind. Die Stege sind beispielsweise durch ein Fadenmaterial hergestellt.
Der Träger 12 mit dem Maschennetz ist als Ganzes biegbar.
An dem Träger 12 ist eine Spulenvorrichtung 14 angeordnet. Die Spulen- vorrichtung 14 ist durch ein metallisches Rohr 16 gebildet.
Das Rohr 16 dient zum Tragen eines hochfrequenten Wechselstroms.
Es ist bei einer Ausführungsform vorgesehen, dass die Spulenvorrichtung 14 mit dem metallischen Rohr 16 selbsttragend ist. Es kann dann auf den Träger 12 verzichtet werden, beziehungsweise es kann ein Träger 12 vorhanden sein, der beispielsweise eine Fixierung der Induktionsheizvorrichtung an einer Anwendung erleichtert.
Der Spulenvorrichtung 14 ist eine Hochfrequenzquelleneinrichtung 20 (ver- gleiche Figur 2) zugeordnet. Das Rohr 16 ist beim Betrieb der Induktionsheiz- vorrichtung 10 mit entsprechenden Anschlüssen 22a, 22b der Hoch- frequenzquelleneinrichtung 20 elektrisch wirksam verbunden.
Das Rohr 16 weist dazu an einem ersten Ende einen Anschluss 24 und an einem zweiten Ende einen Anschluss 26 auf.
Die Hochfrequenzquelleneinrichtung 20 dient zur Erzeugung eines hoch- frequenten elektromagnetischen Wechselfelds, mit welchem das Rohr 16 be- aufschlagt wird. Die Frequenz liegt bei mindestens 20 kHz und liegt typischer- weise bei ca. 150 kHz. Die Hochfrequenzquelleneinrichtung 20 umfasst eine elektronische Schalt- einrichtung zur Erzeugung des entsprechenden Wechselfelds, wenn die pri- märe elektrische Quelle eine Gleichstromquelle ist.
Die Spulenvorrichtung 14 umfasst eine Mehrzahl von spiralförmigen Wicklun- gen 28. Diese spiralförmigen Wicklungen 28 sind an dem Träger 12 in Reihen 30 und Spalten 32 angeordnet. Zur Ausbildung einer Flächeninduktionsheiz- vorrichtung 10 sind die spiralförmigen Wicklungen 28 an dem Träger 12 gleichmäßig verteilt angeordnet. Die spiralförmigen Wicklungen 28 sind an dem Rohr 16 ausgebildet.
Insbesondere sind die spiralförmigen Wicklungen 28 durch die Reihen 30 und Spalten 32 an dem Träger 12 in einem zweidimensionalen Gitter angeordnet. Dieses zweidimensionale Gitter ist insbesondere ein Rechteckgitter und vor- zugsweise ein Quadratgitter.
Eine jeweilige spiralförmige Wicklung 28 weist eine Mehrzahl von Windungen 34 auf, welche auf eine Ausgangsstelle 36 bezogen sind. Eine Ausgangsstelle 36 liegt auf einer Windungsachse der Windungen 34 der spiralförmigen Wick- lung 28. Die Windungsachse ist senkrecht zum Träger 12 orientiert. Die Spi- rale einer spiralförmigen Wicklung 28 ist als Kurve definiert, welche sich von der Ausgangsstelle 36 bzw. der Windungsachse entfernt bzw. annähert. Die Entfernung kann dabei monoton zunehmend sein bzw. die Annäherung kann monoton abnehmend sein, oder sie kann abschnittsweise zunehmend bzw. abnehmend sein.
Die Anordnung der spiralförmigen Wicklungen 28 an dem Träger 12 bestimmt die Temperaturverteilung an einem zu erwärmenden Gegenstand.
Die Spulenvorrichtung 14 ist bevorzugt so ausgebildet, dass über die Fläche der Spulenvorrichtung 14 eine homogene Feldverteilung erreicht wird und ins- besondere im Bereich zwischen benachbarten spiralförmigen Wicklungen 28 eine "Feldauslöschung" der erzeugten magnetischen Felder vermieden wird. Bei Stromdurchfluss einer spiralförmigen Wicklung 28 ist innerhalb einer spiralförmigen Wicklung 28 der Drehsinn des durchfließenden Stroms gleich- sinnig. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass sowohl für Reihen 30 als auch für Spalten 32 der Drehsinn für den Stromdurchfluss in benachbarten spiralförmigen Wicklungen 38a, 38b bzw. 40a, 40b entgegengerichtet ist.
Dadurch lässt sich die beschriebene Auslöschung des elektromagnetischen Felds vermeiden.
Die spiralförmigen Wicklungen 28 der Spulenvorrichtung 14 sind elektrisch in Reihe geschaltet. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die spiral- förmigen Wicklungen 28 in einer Reihe 30 hintereinander seriell geschaltet.
Die entsprechenden Reihen 30 sind wiederum seriell geschaltet.
Die Spulenvorrichtung 14 umfasst zwei Typen an spiralförmigen Wicklungen 28, nämlich einen ersten Typ, bei dem entsprechende Windungen 34 von der jeweiligen Ausgangsstelle 36 nach außen mit zunehmendem Abstand (zu- mindest abschnittsweise) von der Ausgangsstelle 36 verlaufen. Die spiral- förmigen Wicklungen 38a und 40a sind vom ersten Typ.
Bei den spiralförmigen Wicklungen 28 eines zweiten Typs laufen die entspre- chenden Windungen 34 zu der Ausgangsstelle 36 von außen nach innen mit abnehmendem Abstand (zumindest abschnittsweise) von der Ausgangsstelle 36. Die spiralförmigen Wicklungen 38b und 40b sind vom zweiten Typ.
Die entsprechende Windungsrichtung des ersten Typs und des zweiten Typs ist dabei bezogen auf den entsprechenden Stromfluss.
In einer Reihe 30 sind die spiralförmigen Windungen 28 vom ersten Typ und zweiten Typ alternierend angeordnet.
Innerhalb einer Spalte 32 sind die spiralförmigen Wicklungen 28 vom ersten Typ und zweiten Typ ebenfalls alternierend angeordnet. Es ergibt sich dadurch sowohl innerhalb einer Reihe 30 als auch innerhalb einer Spalte 32 bezüglich benachbarter spiralförmiger Wicklungen 28 bei Stromdurchfluss alternierend ein entgegengesetzter Drehsinn für den Strom.
Die jeweiligen spiralförmigen Wicklungen 28 weisen benachbarten spiral- förmigen Wicklungen hin Randwicklungsabschnitte auf. Beispielsweise hat die spiralförmige Wicklung 38a einen Randwicklungsabschnitt 42a, welcher einen entsprechenden Randwicklungsabschnitt 42b der spiralförmigen Wicklung 38b benachbart ist.
Die Randwicklungsabschnitte 42a und 42b sind dabei so angeordnet, dass bei Stromdurchfluss der Spulenvorrichtung 14 die Stromrichtung in ihnen min- destens näherungsweise gleich ist.
Dadurch wird in dem entsprechenden Bereich eine "Auslöschung" der ent- stehenden elektromagnetischen Felder verhindert.
Entsprechend sind auch Randwicklungsabschnitte 44a, 44b von in einer Spalte 32 benachbarten spiralförmigen Wicklungen 40a, 40b so angeordnet, dass der Stromfluss in ihnen mindestens näherungsweise in gleicher Richtung erfolgt.
Die Anordnung der Randwicklungsabschnitte 42a, 42b, 44a, 44b wird durch entsprechende Anordnung von spiralförmigen Wicklungen 28 des ersten Typs und des zweiten Typs erreicht, welche sowohl in den Reihen 30 als auch in den Spalten 32 alternierend ist.
Zur Herstellung der Reihenschaltung der spiralförmigen Wicklung 28 sind innerhalb einer Reihe 30 benachbarte spiralförmige Wicklungen 28 elektrisch miteinander verbunden. Innerhalb einer Reihe 30 ist ein erster Verbindungstyp 46 vorgesehen, bei welchem Ausgangsstellen 36 benachbarter spiralförmiger Wicklungen 28 miteinander verbunden sind (durch einen entsprechenden Ab- schnitt 48 des Rohrs 16). Bei einem zweiten Verbindungstyp 50 erfolgt die Verbindung zwischen be- nachbarten spiralförmigen Wicklungen 28 über einen Randwicklungsabschnitt 52.
Innerhalb einer Reihe 30 folgen der erste Verbindungstyp 46 und der zweite Verbindungstyp 50 zwischen benachbarten spiralförmigen Wicklungen 28 alternierend aufeinander.
Zur elektrischen Verbindung zwischen benachbarten Reihen 30 ist ein dritter elektrischer Verbindungstyp 54 vorgesehen. Bei diesem erfolgt eine elektrische Verbindung zwischen einer Ausgangsstelle 36 und einem Randwicklungs- abschnitt 56.
Die spiralförmigen Wicklungen 28 sind als Flachspulen an dem Träger 12 durch entsprechende Formgebung des Rohrs 16 angeordnet.
Bei einem Ausführungsbeispiel weisen die spiralförmigen Wicklungen 28 ge- rade Abschnitte 58 auf. Dadurch ist die spiralförmige Wicklung 28 keine sol- che, welche sich monoton zunehmend von der entsprechenden Ausgangsstelle 36 entfernt bzw. monoton abnehmend annähert. Bezogen auf diese Abschnitte liegt jedoch eine abschnittsweise Entfernung bzw. Annäherung zu der entspre- chenden Ausgangsstelle 36 vor.
Bei dem Ausführungsbeispiel von spiralförmigen Wicklungen 28 mit geraden Abschnitten 58 sind vorzugsweise benachbarte Randwicklungsabschnitte 42a, 42b bzw. 44a, 44b parallel zueinander orientiert. Dadurch ergibt sich eine parallele Stromrichtung dort.
Es ist grundsätzlich möglich, dass benachbarte spiralförmige Wicklungen be- abstandet zueinander sind und ihre entsprechenden benachbarten Rand- wicklungsabschnitte beabstandet zueinander sind. Die spiralförmigen Wicklungen 28 gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 sind so angeordnet.
Es ist auch möglich, dass benachbarte spiralförmige Wicklungen einander überlappen und dadurch Windungen übereinander liegen. (Das Rohr 16 ist da- bei nach außen isoliert.)
Es ist dabei möglich, dass Randwicklungsabschnitte, welche benachbart sind, einander (in der Projektion auf den Träger 12) überkreuzen.
Jede spiralförmige Wicklung 28 der Spulenvorrichtung 14 weist eine Mehrzahl von Windungen 34 auf. Vorzugsweise weist jede spiralförmige Wicklung 28 mindestens zwei und vorzugsweise mindestens drei Windungen 34 auf. Es ist ferner günstig, wenn jede spiralförmige Wicklung 28 höchstens acht und vor- zugsweise höchstens sieben Windungen 34 aufweist.
Grundsätzlich ist es vorteilhaft, wenn die spiralförmigen Wicklungen 28 zu- mindest des gleichen Typs gleich ausgebildet sind bezüglich Windungszahl und äußerer Einhüllendenfläche.
Das Maschennetz hat eine erste Seite 68 und eine der ersten Seite 68 gegen- überliegende zweite Seite. Das Rohr 16 ist vorzugsweise ausschließlich oder zum größten Teil an der ersten Seite 68 angeordnet.
Die entsprechenden Windungsachsen der spiralförmigen Wicklungen 28 liegen quer und insbesondere senkrecht zu dem Träger 12.
Das Rohr 16 ist bei einer Ausführungsform über einen oder mehrere Halte- fäden 70 an dem Träger 12 fixiert und insbesondere mit diesem vernäht.
Durch diese Fixierung über Haltefäden 70 wird auch die Windungsstruktur der Spulenvorrichtung 14 an dem Träger 12 hergestellt. Bezüglich der Fixierung über Haltefäden 70 der Spulenvorrichtung 14 an dem Maschennetz des Trägers 12 wird auf die DE 10 2013 111 266 Al verwiesen.
Bezüglich der Ausbildung der Spulenvorrichtung wird auf die
DE 20 2015 100 080 Ul verwiesen, auf die ausdrücklich Bezug genommen wird.
Es kann vorgesehen sein, dass der Spulenvorrichtung 14 eine Magnetfluss- konzentratorlage zugeordnet ist, welche insbesondere an derjenigen Seite des Trägers 12 angeordnet ist, welche abgewandt zu der ersten Seite 68 ist. Eine solche Magnetflusskonzentratorlage, welche aus einem Material mit entspre- chender magnetischer Permeabilität hergestellt ist, dient dazu, den Magnet- fluss, welcher beim Betrieb der Spulenvorrichtung 14 erzeugt wird, in ein Vorfeld vor der ersten Seite 68 zu konzentrieren.
Es können ferner äußere elektrische Isolatorlagen vorgesehen werden, zwi- schen welchen dann der Träger 12 mit daran fixierter Spulenvorrichtung 14 und gegebenenfalls die Magnetflusskonzentratorlage angeordnet ist. Solche äußeren elektrischen Isolierlagen sind beispielsweise aus einem Silikonmaterial hergestellt.
Die äußeren elektrischen Isolierlagen bzw. die Magnetflusskonzentratorlage sind flexibel ausgestaltet.
Der Träger 12 ist biegsam. Das Rohr 16 ist mit dem Träger 12 biegbar. Die Verbindung des Rohrs 16 mit dem Träger 12 über den oder die Haltefäden 70 ermöglicht die Biegbarkeit.
Wie oben erwähnt, ist dabei der Träger 12 nicht unbedingt notwendig. Das Rohr 16 kann selbsttragend sein und auch alleine biegbar sein. Bei dieser Ausführungsform ist dann entsprechend kein Träger 12 vorhanden. Die Induktionsheizvorrichtung 10 kann in unterschiedliche geometrische For- men gebracht werden. Es ist beispielsweise eine einfache Krümmung oder mehrfache Krümmung möglich.
Die Induktionsheizvorrichtung ist als Flächeninduktionsheizvorrichtung aus- gebildet, bei welcher durch die Anordnung der spiralförmigen Wicklungen 28 Bereiche mit sich gegenseitig auslöschenden elektromagnetischen Feldern vermieden sind. Dadurch lässt sich bei hoher Flexibilität eine homogene Er- wärmung erreichen.
Die spiralförmigen Wicklungen 28 auf dem Träger 12 bilden felderzeugende Inseln. Durch die entsprechende Ausbildung der Inseln lässt sich grundsätzlich die "Heizfläche" beliebig erweitern bzw. es lässt sich eine Größenanpassung durchführen. Dies wird dann durch entsprechende "Legung" des Rohrs 16 an dem Träger 12 erreicht.
Die Spulenvorrichtung 14 ist aus dem Rohr 16 durch Ausbildung der spiral- förmigen Wicklungen 28 hergestellt. Das Rohr 16 selber ist von einem
Wärmeübertragungsmedium durchströmbar. Diese Durchströmung ist in Figur 1 durch die Doppelpfeile mit dem Bezugszeichen 72 angedeutet. Als Wärme- übertragungsmedium wird insbesondere eine Flüssigkeit wie Wasser ein- gesetzt.
Das Rohr 16 und damit die Spulenvorrichtung 14 weist dazu einen Eingangs- anschluss 74 für Wärmeübertragungsmedium auf, und weist einen Ausgangs- anschluss 76 für Wärmeübertragungsmedium auf.
Das Rohr 16 ist zwischen dem Eingangsanschluss 74 und dem Ausgangs- anschluss 76 durchgehend. Es lässt sich dann durch Einkopplung von Wärme- übertragungsmedium an dem Eingangsanschluss 74 die gesamte Spulen- vorrichtung 14 durchströmen. Insbesondere lässt sich durch Wärmeübertragungsmedium die Spulen- vorrichtung 14 kühlen.
Mithilfe des Wärmeübertragungsmediums lässt sich auch eine Heißtemperatur der Induktionsheizvorrichtung 10 einstellen.
Das Rohr 16 ist beispielsweise aus Kupfer hergestellt.
Bei einem Ausführungsbeispiel ist das Rohr 16 mittels eines 3D-Druck- verfahrens hergestellt.
Das Rohr 16 ist vorzugsweise so ausgebildet, dass bei dem biegsamen Träger 12 auch eine gewisse Biegeflexibilität der Spulenvorrichtung 14 (welche aus dem Rohr 16 hergestellt ist) ermöglicht ist.
Bei einer Ausführungsform umfasst die Induktionsheizvorrichtung 10 eine Pumpeneinrichtung 78. Diese Pumpeneinrichtung 78 ist an den Eingangs- anschluss 74 angeschlossen. Über die Pumpeneinrichtung 74 lässt sich
Wärmeübertragungsmedium durch das Rohr 16 und damit die Spulenvorrich- tung 14 hindurch befördern. Es lässt sich insbesondere über die Pumpen- einrichtung 78 eine entsprechende Fördergeschwindigkeit bzw. ein entspre- chender Volumenstrom an Wärmeübertragungsmedium zur Durchführung durch das Rohr 16 einstellen bzw. vorgeben.
Bei einer Ausführungsform ist ein Kreislauf 80 für das Wärmeübertragungs- medium 72 vorgesehen. Es ist insbesondere eine Rohrleitung 82 an den Aus- gangsanschluss 76 angeschlossen. Diese Rohrleitung 82 führt beispielsweise zu einem Reservoir 84 für Wärmeübertragungsmedium. Das Reservoir 84 ist insbesondere eine Quelle für Wärmeübertragungsmedium zum Transport durch das Rohr 16. Alternativ oder zusätzlich zu dem Reservoir 84 kann eine Abkühlungseinrich- tung für Wärmeübertragungsmedium 72 (beabstandet zu der Spulenvorrich- tung 14) vorgesehen sein.
Ein Ausführungsbeispiel einer Induktionsheizvorrichtung umfasst eine Steue- rungs- und/oder Regelungseinrichtung 86. Diese steuert die Pumpeneinrich- tung 78. Insbesondere lässt sich über die Steuerungs- und/oder Regelungs- einrichtung 86 eine Fördergeschwindigkeit bzw. ein Volumenstrom an Wärme- übertragungsmedium 72 beim Transport durch das Rohr 16 einstellen.
Es kann dabei vorgesehen sein, dass die Steuerungs- und/oder Regelungs- einrichtung 86 auch signalwirksam an die Hochfrequenzquelleneinrichtung 20 gekoppelt ist.
Bei einer Ausführungsform ist an den Kreislauf 80 eine Einstelleinrichtung 88 angeschlossen, über welche sich die Temperatur das Wärmeübertragungs- mediums 72 bei der Zuführung zu dem Eingangsanschluss 74 einstellen lässt. Insbesondere ist die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 86 signal- wirksam an die Einstelleinrichtung 88 gekoppelt, um entsprechende Ein- stellungen vorzunehmen.
Es können dabei ein oder mehrere Temperatursensoren 90 vorgesehen sein, welche die Temperatur des Wärmeübertragungsmediums messen und ins- besondere vor Einkopplung an dem Eingangsanschluss 74 messen.
Über das Rohr 16 lässt sich grundsätzlich die Spulenvorrichtung 14 im Betrieb der Induktionsheizvorrichtung 10 kühlen.
Es ist auch möglich, insbesondere wenn eine entsprechende Temperatur des Wärmeübertragungsmediums für die Durchströmung des Rohrs 16 eingestellt wird, die Heizwirkung der Induktionsheizvorrichtung 10 zu beeinflussen. Es lässt sich dadurch insbesondere eine Heiztemperatur der Induktionsheiz- vorrichtung 10 einstellen. Die erfindungsgemäße Induktionsheizvorrichtung 10 funktioniert wie folgt:
Das Rohr 16 bildet sowohl eine Fluidleitung (Flüssigkeitsleitung) als auch eine elektrische Leitung zur Ausbildung der Spulenvorrichtung 14. Durch das Rohr 16 hindurch lässt sich ein Wärmeübertragungsmedium 72 fördern, um die Spulenvorrichtung 14 zu kühlen bzw. eine Heiztemperatur der Induktionsheiz- vorrichtung 10 einzustellen. Durch die flexible Ausbildung des Rohrs 16 (mit oder ohne Träger 12), welches die Spulenvorrichtung 14 bildet, ergibt sich eine optimierte Anpassbarkeit an spezifische Anwendungen.
Es ist beispielsweise auch möglich, dass ein Rohrdurchmesser des Rohrs 16 und/oder eine Rohrgeometrie und/oder eine Wandstärke des Rohrs 16 über dessen Erstreckung variiert. Dadurch ergeben sich weitere Anpassungs- möglichkeiten. Eine entsprechende Variabilität lässt sich über eine 3D- Druckherstellung auf relativ einfache Weise erreichen.
Bezugszeichenliste Induktionsheizvorrichtung
Träger
Spulenvorrichtung
Rohr
Hochfrequenzquelleneinrichtunga Anschluss
b Anschluss
Anschluss
Anschluss
Spiralförmige Wicklung
Reihe
Spalte
Windung
Ausgangsstelle
a Spiralförmige Wicklung
b Spiralförmige Wicklung
a Spiralförmige Wicklung
b Spiralförmige Wicklung
a Randwicklungsabschnitt
b Randwicklungsabschnitt
a Randwicklungsabschnitt
b Randwicklungsabschnitt
Erster Verbindungstyp
Abschnitt
Zweiter Verbindungstyp
Randwicklungsabschnitt
Dritter elektrischer Verbindungstyp Randwicklungsabschnitt
Gerader Abschnitt
Erste Seite Haltefaden
Wärmeübertragungsmedium
Eingangsanschluss
Ausgangsanschluss
Pumpeneinrichtung
Kreislauf
Rohrleitung
Reservoir
Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung Einstelleinrichtung
Temperatursensor

Claims

Patentansprüche
1. Induktionsheizvorrichtung, umfassend mindestens eine Spulenvor- richtung (14), wobei die mindestens eine Spulenvorrichtung (14) eine Mehrzahl von spiralförmigen Wicklungen (28) umfasst, welche in Reihen (30) und/oder Spalten (32) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Spulenvorrichtung (14) durch ein Rohr (16) gebildet ist, welches von einem Wärmeübertragungsmedium durch- strömbar ist.
2. Induktionsheizvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (16) aus Kupfer ist.
3. Induktionsheizvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn- zeichnet, dass die mindestens eine Spulenvorrichtung (14) einen Ein- gangsanschluss (74) für Wärmeübertragungsmedium aufweist.
4. Induktionsheizvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Spulenvorrichtung (14) einen Ausgangsanschluss (76) für Wärmeübertragungsmedium auf- weist.
5. Induktionsheizvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Spulenvorrichtung (14) elektrische Anschlüsse (24, 26) aufweist.
6. Induktionsheizvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Spulenvorrichtung (14) mit dem Rohr (16) biegeflexibel ausgebildet ist.
7. Induktionsheizvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Pumpeneinrichtung (78) zur Förderung von Wärmeübertragungsmedium durch die mindestens eine Spulen- vorrichtung (14).
8. Induktionsheizvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Einstelleinrichtung (88) für eine Temperatur von Wärmeübertragungsmedium.
9. Induktionsheizvorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch min- destens einen Temperatursensor (90) zur Ermittlung der Temperatur von Wärmeübertragungsmedium.
10. Induktionsheizvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung (86) zur Einstellung mindestens eines der folgenden Parameter: einer Temperatur von Wärmeübertragungsmedium, einer Heiztemperatur der Induktionsheizvorrichtung, einer Fördergeschwindigkeit von Wärme- übertragungsmedium, einem Fördervolumen von Wärmeübertragungs- medium.
11. Induktionsheizvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (16) durch ein 3D-Druckver- fahren hergestellt ist.
12. Induktionsheizvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die spiralförmigen Wicklungen (28) so ausgebildet sind, dass bei Stromdurchfluss der spiralförmigen Wicklun- gen (28) eine Stromrichtung in benachbarten Randwicklungsabschnitten (42a, 42b; 44a, 44b) von in einer Reihe (30) oder Spalte (32) benach- barten spiralförmigen Wicklungen (38a, 38b; 40a, 40b) mindestens nä- herungsweise gleich ist.
13. Induktionsheizvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste spiralförmige Wicklung (38a; 40a) einen ersten Rand- wicklungsabschnitt (42a; 44a) aufweist und eine zweite spiralförmige Wicklung (38b; 40b) einen zweiten Randwicklungsabschnitt (42b; 44b) aufweist, wobei die erste spiralförmige Wicklung (38a; 40a) und die zweite spiralförmige Wicklung (38b; 40b) benachbart sind und wobei der erste Randwicklungsabschnitt (42a; 44a) und der zweite Randwicklungs- abschnitt (42b; 44b) benachbart sind, und wobei bei Stromfluss die Stromrichtung in dem ersten Randwicklungsabschnitt (42a; 44a) und dem zweiten Randwicklungsabschnitt (42b; 44b) mindestens nähe- rungsweise gleich ist.
14. Induktionsheizvorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekenn- zeichnet, dass bei Stromdurchfluss in benachbarten Randwicklungs- abschnitten (42a, 42b; 44a, 44b) von benachbarten spiralförmigen Wicklungen (38a, 38b; 40a, 40b) sowohl in einer Reihe (30) als auch in einer Spalte (32) mindestens näherungsweise die gleiche Stromrichtung vorliegt.
15. Induktionsheizvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass spiralförmige Wicklungen (28) mindestens eines gleichen Typs bezüglich einer äußeren Einhüllenden gleich aus- gebildet sind, und insbesondere dass spiralförmige Wicklungen (28) min- destens eines gleichen Typs bezüglich der Anzahl an Windungen (34) gleich ausgebildet sind.
16. Induktionsheizvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine spiralförmige Wicklung (28) min- destens zwei Windungen (34) und insbesondere mindestens drei Win- dungen (34) aufweist, und vorzugsweise dass eine spiralförmige Wick- lung (28) höchstens acht Windungen (34) und insbesondere höchstens sieben Windungen (34) aufweist.
17. Induktionsheizvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulenvorrichtung (14) einen ersten Typ von spiralförmigen Wicklungen umfasst, bei welchem Windungen (34) von einer Ausgangsstelle (36) weg nach außen mit zunehmendem Abstand von der Ausgangsstelle (36) verlaufen, und einen zweiten Typ umfassen, bei welchem Windungen (34) zu einer Ausgangsstelle (36) hin von außen nach innen mit abnehmendem Abstand zu der Ausgangsstelle (36) verlaufen.
18. Induktionsheizvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass in den Reihen (30) und Spalten (32) spiralförmige Wicklungen (28) vom ersten Typ und vom zweiten Typ alternierend angeordnet sind.
19. Induktionsheizvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Drehsinn eine elektrischen Stroms innerhalb einer spiralförmigen Wicklung (28) gleichsinnig ist und dass die Drehsinne in benachbarten spiralförmigen Wicklungen (28) entgegen- gesetzt sind.
20. Induktionsheizvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass spiralförmige Wicklungen (28) durch min- destens näherungsweise gerade Windungsabschnitte (58) gebildet sind.
21. Induktionsheizvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Randwicklungsabschnitte (42a, 42b; 44a, 44b) benachbarter spiralförmiger Wicklungen (38a, 38b; 44a, 44b) mindestens näherungsweise parallel zueinander orientiert sind.
22. Induktionsheizvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von spiralförmigen Wick- lungen (28) elektrisch in Reihe geschaltet sind, und insbesondere dass die spiralförmigen Wicklungen (28) in einer Reihe (30) oder in einer Spalte (32) elektrisch in Reihe geschaltet sind, und dass Reihen (30) oder Spalten (32) spiralförmiger Wicklungen (28) elektrisch in Reihe ge- schaltet sind.
23. Induktionsheizvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektrische Verbindung zwischen be- nachbarten spiralförmigen Wicklungen (28) innerhalb einer Reihe (30) oder Spalte (32) über Randwicklungsabschnitte erfolgt, oder über eine Verbindung zwischen Ausgangsstellen (36) für Windungen (34) einer spiralförmigen Wicklung (28) erfolgt, und insbesondere dass innerhalb einer Reihe (30) oder Spalte (32) die elektrischen Verbindungen zwi- schen Randwicklungsabschnitten und Ausgangsstellen (36) alternierend sind.
24. Induktionsheizvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektrische Verbindung zwischen be- nachbarten Reihen (30) oder Spalten (32) über einen Randwicklungs- abschnitt und eine Ausgangsstelle (36) für Windungen (34) benachbarter spiralförmiger Wicklungen (28) erfolgt.
25. Induktionsheizvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die spiralförmigen Wicklungen (28) als Flachspulen ausgebildet sind.
26. Induktionsheizvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulenvorrichtung (14) selbsttragend ausgebildet ist.
27. Induktionsheizvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulenvorrichtung (14) an einem Träger (12) angeordnet ist.
28. Induktionsheizvorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (12) biegeflexibel ausgebildet ist und insbesondere als Maschennetz ausgebildet ist und insbesondere als textiles Maschennetz ausgebildet ist.
29. Induktionsheizvorrichtung nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekenn- zeichnet, dass das Rohr (16) über einen oder mehrere Haltefäden (70) an dem Träger (12) gehalten ist.
30. Verfahren zum Betreiben einer Induktionsheizvorrichtung (10) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem Wärmeübertragungs- medium durch das Rohr (16) gefördert wird.
31. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass über das Wärmeübertragungsmedium eine Heiztemperatur der Induktionsheiz- vorrichtung (10) eingestellt wird.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116480872A (zh) * 2023-03-16 2023-07-25 咸亨电气技术(杭州)有限公司 一种自适应式管道恒温加热装置

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019106107A1 (de) * 2019-03-11 2020-09-17 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Werkzeugvorrichtung zur Herstellung eines Verbundwerkstoff-Bauteils und Verfahren zur Herstellung eines Bauteils aus einem Verbundwerkstoff
DE102019106716A1 (de) * 2019-03-15 2020-09-17 Balluff Gmbh Vorrichtung zur induktiven Übertragung von elektrischer Energie und/oder von Daten und Verfahren zur Herstellung einer solchen Vorrichtung
DE102023110424A1 (de) 2023-04-24 2024-10-24 msquare GmbH Werkzeugvorrichtung, Verfahren zum Beheizen eines Werkzeugs, Verfahren zur Fixierung einer Induktions-Heizmattenvorrichtung an einem Werkzeug und Verfahren zur Herstellung eines Bauteils
DE102023110416A1 (de) 2023-04-24 2024-10-24 msquare GmbH Induktions-Heizmattenvorrichtung und Verfahren zur Fixierung einer Induktions-Heizmattenvorrichtung an einem Objekt
DE102023110355A1 (de) 2023-04-24 2024-10-24 msquare GmbH Induktions-Heizmattenvorrichtung und Verfahren zur Fixierung einer Induktions-Heizmattenvorrichtung an einem Objekt
DE102023136506A1 (de) * 2023-12-22 2025-06-26 Cobes Gmbh Verwendung eines Induktors zur homogenen Erwärmung eines Produktes

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2481071A (en) * 1945-07-25 1949-09-06 Chrysler Corp High-frequency induction heating device
US3108169A (en) * 1959-08-14 1963-10-22 Siemens Ag Device for floating zone-melting of semiconductor rods
DE19603317A1 (de) * 1995-08-28 1997-03-06 Didier Werke Ag Verfahren zum Betreiben eines Induktors und Induktor zur Durchführung des Verfahrens
DE202015100080U1 (de) 2015-01-09 2015-02-11 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Induktionsheizvorrichtung
DE202015101367U1 (de) * 2015-03-17 2015-03-26 Vladimir Abdrashitov Induktionsheizgerät
DE102013111266A1 (de) 2013-10-11 2015-04-16 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Spulenvorrichtung und Reparaturverfahren für ein Formteil
DE102015214666A1 (de) * 2015-07-31 2017-02-02 TRUMPF Hüttinger GmbH + Co. KG Induktor und Induktoranordnung

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2481071A (en) * 1945-07-25 1949-09-06 Chrysler Corp High-frequency induction heating device
US3108169A (en) * 1959-08-14 1963-10-22 Siemens Ag Device for floating zone-melting of semiconductor rods
DE19603317A1 (de) * 1995-08-28 1997-03-06 Didier Werke Ag Verfahren zum Betreiben eines Induktors und Induktor zur Durchführung des Verfahrens
DE102013111266A1 (de) 2013-10-11 2015-04-16 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Spulenvorrichtung und Reparaturverfahren für ein Formteil
DE202015100080U1 (de) 2015-01-09 2015-02-11 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Induktionsheizvorrichtung
DE202015101367U1 (de) * 2015-03-17 2015-03-26 Vladimir Abdrashitov Induktionsheizgerät
DE102015214666A1 (de) * 2015-07-31 2017-02-02 TRUMPF Hüttinger GmbH + Co. KG Induktor und Induktoranordnung

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116480872A (zh) * 2023-03-16 2023-07-25 咸亨电气技术(杭州)有限公司 一种自适应式管道恒温加热装置
CN116480872B (zh) * 2023-03-16 2023-10-27 咸亨电气技术(杭州)有限公司 一种自适应式管道恒温加热装置

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