CN101142855A - 集成式可微波加热蓄热装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集成式可微波加热蓄热装置，该装置可在相当短的时间(一般为1分钟)内在微波炉中吸收大量的微波能，并在一个延长的时间(一般为20～30分钟)内将这些能量以热的形式散发掉。所述装置包括三个刚性元件，上元件一般为容器(10)如碟或杯的形式，与基底元件(14)一起形成密封的盒或腔。所述盒可透射微波，并可在尽可能少的接触盒壁的条件下装入大量的固体吸波材料加热件(12)。根据本发明的集成式可微波加热蓄热装置的特殊用途或实施方式的不同，所述容器(或盒)及所述吸波材料(加热件(12))可有各种实现形式或横截面、形状、体积、质量等。

Description

集成式可微波加热蓄热装置

本申请是由胡安·J·瑞麦兹于2005年3月18日提交的申请号为60/663,052的美国临时申请和2005年10月10日提交的申请号为11/248,713的美国正式申请的部分继续申请，其全部内容通过参考予以援引，并享有以上优先权日。

技术领域

本发明涉及蓄热装置，更特别地，涉及吸收微波能量并将其储存为热能的蓄热装置，该装置可与陶瓷或玻璃容器的设计一体化或实施为陶瓷或玻璃容器，如碟、碗、调味汁瓶、咖啡杯，等等。

背景技术

自有餐具以来，就有将装到餐具中的食物保持温热的需要，不仅对用碟子(盘子)盛装的、特别难以密封的食物是这样，对其它食物如面包、饼、饮料等，也是如此。

这种需要尤以餐馆、医院等为甚，因为在这些地方，食物从做好到发送和食用之间往往需要相当长的时间。

在气候寒冷的地方，这种保持食物温热的需要在家中也十分明显。在温暖的地方，这种需要可能会被忽视，因为该问题在这种地方很容易解决，但是，当与家人或朋友聚餐时，人们慢慢地享用温度适宜的食物，既可明显增长饮食的乐趣，又会比快吃时吃得少些。

在餐馆中，人们设法通过在常规的烤箱中预热普通的碟子(盘子)来解决这个问题，而在一些牛排餐馆中，人们则使用带木底的金属平底锅。

在医院，人们用昂贵而复杂的送餐器(带盖的盘式加温器或炉台)，但是拿开盖子后，食物很快就会变凉。

在家中则几乎无人试图解决这个问题，至今没有实际的解决方案存在就可证明这一点。有些人在特殊情况下会预先将盘子加热，但是抓拿热盘子复杂且麻烦，并且盘子的热度也不会保持很长时间。

餐馆中预热过的器皿，其热度难以长期保持，并且持拿这些器皿时必须戴手套或采取其它保护措施以避免烫伤，因为这些器皿的边缘也很热。所述平底锅的用途很有限(几乎只适用于肉排)，它们必须被加热到很高的温度，并且散热很快，同时它们也非常昂贵，在家中使用不实际。与前述现有技术相比，本发明的整合或具体如碟(盘)式蓄热装置更雅致、更有效率，最重要的是更便宜且与用于肉排的平底锅相比具有更多的用途。本发明的装置不需要过分加热，并且散热速度受控。

医院中的送餐器只在盖着盖子时才是有效的，在揭盖之后，食物就会变凉。所述送餐器用在家中或餐馆中并不实际。

背景技术文献

美国专利US 6,188,053公开了一种热保持餐具(不是盘子)，该餐具比较复杂，甚至带有减压阀，在餐馆或家中使用不实际。

美国专利US 4,246,884公开了一种不适于在餐馆或家中使用的盘式加温器(不是盘或碟)，其温度-时间曲线显示，该加温器需要被加热到非常高的温度，且其温度随时间下降很快。本发明的与盘子的设计相结合的蓄热装置一般只需在1200W的微波炉中加热1分钟，就会达到大约100℃(212华氏度)，由于其散热速度受控，20-25分钟后其温度仍有大约60℃(140华氏度)；如果加热1分15秒，所述装置半小时后仍是热的(30分钟后为60℃)。本发明中还具有延迟功能，以避免使食物过热。根据本发明的装置的各种特殊使用目的(例如用来盛放肉排、意大利面、普通食物，等等)，所述延迟功能可在一定程度上可按需要设计。

美国专利US 2,545,733公开了一种水填充儿童餐具，其只适于儿童使用，而且每次使用时都需要重新装热水，其用途太特殊，不适合成人。

公布号为2002/0096514A1的美国专利申请公开了一种可微波加热的保温器皿，非常复杂，具有许多零件(甚至包括无任何细节披露的装填口)；在用水保温介质的情况下，这种器皿会更加危险。如果不用保温介质，食物就有可能会掉进洞中造成严重的卫生问题。本发明的蓄热器皿只有包括刚性吸波加热件(基座或保温介质)在内的3个元件。

美国专利US 5,052,369公开了另一种食物保温容器，复杂且昂贵，不适于家用。

现有技术中还有一些类型的容器(不是盘或碟)，但它们都不具有本发明的优点：即整合又可微波加热、效率高(吸收能量很快并且散热速度受控)而且由于其可整合到陶瓷盘、碗、咖啡杯、调味瓶等具体设计上，所以用途很广。

综上所述，以上现有技术中的解决方案都非常复杂和昂贵，并且都不适于家用。本发明的与盘碟结合或体现为盘碟的蓄热装置的边缘保持低温，因此可按通常的方式拿住其边缘，并可置于常规的基底之上在家中使用。通常只需将本发明的装置预热1分钟～1分15秒(在一个优选实施例中仅需1分钟预热时间)就足够了，所述装置可保持热度20～30分钟(经过这段时间之后的温度大约为140华氏度或60摄氏度)。

本发明的整合可微波加热蓄热装置优选体现为蓄热盘(碟)，但它并不限于在盘碟上的应用，它还有许多其它方面的应用。

发明内容

发明目的

本发明的一个目的是提供一种易于用微波加热的蓄热装置，该装置既可用作盘碟、碗、咖啡杯等的组成部分，也可单独作为盘碟、碗、咖啡杯等使用，同时还可用在其它方面(如温饼器、比萨饼运送器等)；主要用于在将食物装盘或运送之后使食物保持温热。根据需要的特殊用途，本发明的装置可有不同的尺寸、容积、横截面形状和组成等。

本发明的另一个目的是提供一种蓄热装置，该装置可在非常短的时间(一般1～1.5分钟一盘)内吸收大量能量并将这些能量以热的形式保存在具有足够的预定热容量的刚性无毒加热件中，以在食物装盘之后及运送和食用过程中保持食物温热。

本发明的又一个目的是提供一种蓄热装置，该装置以受控的传热速率散热，同时具有延迟功能，因此既可保持食物温热，又不至于使其过热，从而可将食物温度控制在确定的区间内。所述延迟功能主要由不同的内部尺寸如加热件和容器(盘碟、碗、杯，等)之间的间隙来控制，容器为盘碟时，所述间隙可优选为2～4毫米。

本发明的再一个目的是提供一种多用蓄热盘碟(此为本发明的蓄热装置的优选实施方式和主要的实施例之一)，其中蓄积有足够而预定的热能但又不会达到太高的温度(只有100摄氏度或212华氏度左右)，从而使人们既可以愉快地享用温热的食物，又可安全的拿住所述盘碟的仍保持为低温的边缘。

这种可微波加热的盘碟具有以下特征：

1)可在相当短的时间(1～1:30分钟，一般为1分钟)内吸收预定的充足能量；

2)在将其从炉子处移开几分钟后，所述盘碟的表面才达到最大温度(这个特征非常重要，即所述的“延迟功能”)；

3)以受控的速率散热；

4)在整个过程中，所述盘碟的边缘保持低温，使其能被安全地拿住。

本发明的另一个非常重要的目的提供一种盘碟，该盘碟具有以上所述的所有优点，成本低廉且可家用，使用方便且可改善人们的饮食习惯，如慢食，享受食物，以及食用较少食物就可感觉到饱等(众所周知饮食过量是现代社会的一个严重问题)。

本发明的另一个目的提供可选盘碟(或喜爱的盘碟)，可选咖啡杯，等等，它们具有不同的颜色或设计，以迎合家中不同成员的喜好。据测试，使用这种餐具时，人们饮食的愉快程度大为增长，家庭成员趋向于渐渐喜欢这种类型的盘碟或咖啡杯。

最后，当烹饪方法和食谱已臻于极致、难以再改善时，仍可通过奉上用创新方式保持着理想温度的食物来改善服务的质量。

发明简述

本发明提供了一种整合可微波加热蓄热装置，该装置可在相当短的时间内吸收预定的大量高频电磁辐射如普通微波炉中的微波(典型地，在1200W的微波炉中加热直径为11英寸的盘碟1～1.5分钟)，并在一个延长的时间段(一般为25～30分钟或再长一点)内将吸收的能量以热的形式散发掉。

本发明的装置包括刚性容器和刚性中空底座，所述容器和底座均可被微波透射，并彼此结合为密封的腔，在该腔中装有专为本发明的目的(即加热件)而开发的固体吸波材料(新材料组合物)，所述加热件尽可能少的接触所述腔的内壁。根据本发明的整合蓄热装置的具体用途，所述容器、吸波材料(即加热件)和底座可有不同的预定横截面形状、体积和质量等。

本发明的蓄热装置本身可用作带加热件的简易空盘，该加热件位于所述装置内或被整合到各种餐具如盘碟、碗、咖啡杯等之中。本发明成本低，用途广，而那些复杂、昂贵的装置如送餐器(带有相应的盖子)或暖瓶不适于在餐馆、医院或家中使用。

本发明的蓄热装置在微波炉中预热预定的、相当短的时间(1～1.5分钟)，再以受控的速率散发这些热能，以使餐桌上的食品和饮料保持温热。

附图说明

为更好的理解本发明，以下将结合附图与具体实施方式对本发明进行详细说明，其中：

图1本发明的集成式可微波加热蓄热装置的正面剖视图，图中本发明的装置整合或体现为蓄热盘碟，图中密封腔内装有吸波材料制成的圆板(即加热件)；

图1A为图1中装置的接合处的局部放大图；

图2为本发明的蓄热装置的正面剖视图，该装置具有厚容器(盘子)，凸形加热件和凹形底座；

图3为本发明的蓄热装置的正面剖视图，该装置(盘碟)具有凸形加热件和高的脚(新设计)；

图4为本发明的一个简易实施例的正面剖视图，该实施例为热盘碟，只有两个元件，但仍具有延迟功能；

图5为本发明的一个简易实施例的热盘碟的正面剖视图，其中所述加热件与所述容器(盘形容器)结合在一起；

图6为本发明的蓄热装置的正面剖视图，该装置用于温饼器或比萨饼运送器(最简单的实施方式之一)；

图6A为本发明的蓄热装置的接合处的局部放大正面剖视图；

图6B为本发明装置的用于最小物理接触的特殊构造的正面剖视图；

图7为本发明的可微波加热蓄热装置的横截面图，所述装置处于常规的塑料制温饼器之内；

图8为本发明的全陶瓷制的蓄热装置(温饼器)的正面剖视图(所述蓄热装置集成或结合在图示设计中)；

图9为本发明的蓄热装置具体实施为咖啡杯时的正面剖视图(所述蓄热装置集成在图示设计中)；

图10为用于使食物褐变或烧烤食物的加热件本身(新材料组合物)的正面剖视图；

图11为两个具有不同延迟功能的不同装置的温度-时间曲线；

图12为分别预热1分钟和1分15秒的同样的装置的温度-时间曲线；

为清晰简明起见，相同的元件具有相同的名称和附图标记。

具体实施方式

本发明的名称“集成式可微波加热蓄热装置”源于以下事实：所述蓄热装置可被集成或结合到陶瓷制餐具如盘碟、咖啡杯(杯)、碗等的设计中，以在食物装到餐具中(装盘)后保持食物和饮料的温热；不过通过改变其形状、尺寸、热容量等特征，本发明的蓄热装置的也可有多种用途。

如图1(优选实施例)和图1A(接合处的放大图)所示，本发明的集成或结合到餐具的设计中的可微波加热蓄热装置(microwaveable heat storage device，以下简称MHSD)包括：装在空腔中的大量吸波材料或加热件12，所述空腔由两个刚性、可透射微波的元件构成，所述吸波材料或加热件12尽可能少接触所述元件的壁。容器10或上部元件的功用是容纳食物或饮料，下部元件的功用是作为底座14，每个元件均具有预定的横截面形状，与上部元件一起形成容纳所述加热件12的空腔，并使加热件12尽可能少接触所述元件，这通过形成于所述容器10底侧(可选)和所述底座14顶侧的凸起来实现，所述底侧和顶侧即为容纳加热件12的空腔的壁)。

图1为在其设计中集成有MHSD的陶瓷蓄热盘碟的横截面图，这是本发明的一个优选实施例；所述盘碟在1200W的微波炉中预热短短的1～1.5分钟，就可在20，30分钟或更长的时间内保持温热。空盘碟表面的温度约为100摄氏度(212华氏度)并逐渐散热，在加热和加热后20～30分钟时，盘碟表面仍保持在60摄氏度(140华氏度)左右，盘碟的边缘28保持低温，不需用手套或其它保护措施就可直径用手拿住所述盘碟。(同时也可获得更高的温度和更长的温热持续时间。)

盘碟状的容器10与底座14相结合而形成容纳加热件12(或吸波材料)的密封空腔，在容器10的下侧面上设有若干个凸起(可选)以限制加热件12的移动，同时也使所述容器10不与所述加热件12接触。优选地，所述容器10和底座14由瓷器而不是其它的陶瓷材料制成，也可用耐热型(抗热震型)的玻璃制成。

关于容器10：在容器10下侧的凸起和所述加热件12之间有窄的缝隙32(大约1毫米)，以容纳热膨胀或形变。优选地，所述缝隙32的宽度为约1～2毫米，缝隙32也是控制所述散热和延迟功能的主要因素之一。

用来容纳食物的盘碟状容器10的厚度优选为大约6～10mm(如果需要的热容量较大，可以更厚些)；同时，容器10的厚度可以不统一，例如可以设计为向着边缘28逐渐变厚，以抗击产生于盘碟中心的热应力。在所述容器10的横截面上可设有同心圆增强结构20，以在结构上增强所述容器10，并减弱/限制热向边缘28的传导，该结构20为可选项。

关于加热件12：所述吸波材料或加热件12为一种由本发明的发明人自行开发的、用于本蓄热装置的新材料组合物，该组合物为代尔夫精陶(red earthenware)的同质混合物(也可使用瓷器和其它陶瓷材料)其中掺有少量的铁屑或铁粒(也可使用其它金属、金属氧化物、极性分子以及任何可在交变电磁场中被激发的材料)；所述加热件大体上是个中心为空洞18的圆盘。按现有技术中的方式使所述代尔夫精陶和铁屑的混合物成型、干燥，再将其放入窑炉中焙烧，焙烧温度为推荐的适于代尔夫精陶(或使用的其它陶瓷)的锥形温度，以形成既可吸收微波能又可蓄热的固体圆盘。

所述加热件具有预定的质量和尺寸，以包含足够的热容量，使得将该加热件在1200W的微波炉中预热1～2分钟(正常情况下1分钟就已足够)就可在20～30分钟内保持食物温热(保持在60摄氏度或140华氏度左右)。

优选地，所述加热件12可具有以下特征：形状为中间有空洞18的圆盘，铁屑的体积百分比含量为11.11％，所述铁屑的平均粒度在0.5～1.5mm之间(发明人所用的铁屑来自于修车店丢弃的废料)，所述圆盘厚度为8～10mm，外周直径为145mm，中心孔18的直径为10～12mm。为了在盘碟形容器10上形成温度梯度以及消除因温度急增而带来的破裂的风险，所述加热件12的上侧可设计为凸起状。

优选地，可增加所述盘碟形容器10和所述加热件12之间的缝隙的宽度和/或在缝隙中插入薄的陶瓷盘(1～3mm厚)以降低温度急增带来的风险或控制热流。如果所述加热件12为平直状，那么所述缝隙32的最小宽度优选为3mm；如果所述加热件12为凸起状，则所述缝隙的最小宽度在中心优选为1mm，在边缘优选为4mm；但是缝隙的宽度也可根据以下条件调整：如希望达到的最大温度，达到该最大温度的时间或延迟时间，希望保持温热的时间，等等。

关于底座14：所述底座14具有大体为圆柱形的内部形状，由可透射微波的、与容器10材料同类型的陶瓷材料制成，所述底座的中心设有圆柱形凸起30，该圆柱形凸起的直径比所述加热件12的洞18的直径小，在所述凸起的中心有个直径约1～2mm的密封排气孔；所述底座的功能是与所述盘碟形的上盖一起形成封闭的空腔、将所述加热件14装在其中，同时使得加热件14与空腔壁接触最少，还有为所述蓄热装置提供稳固支撑(所述容器10和底座14也可用抗热震型的玻璃或其它陶瓷制成)。

所述中央凸起30(直径约10mm)位于所述加热件12的中心，其顶部可设有肋条，以撑住加热器12使其与四周的接触最少。所述密封排气孔18用于在窑炉中的高温密封过程中排出气体和热空气，以实现盘碟形容器10和底座14之间的完美密封；在后期加工过程中，先将所述盘碟在高于其工作温度的温度下预热，以在所述空腔中形成半真空环境，再用高温耐热密封材料如硅树脂将所述密封排气孔封起来。

为使接触最小化，在所述底座的内部也设有若干用来承受加热件12的重量的凸起22，这些承重凸起靠近中心以减少热的传导损失。在图1的实施例中，所述底座14的下侧面向上凹入，以使得当本发明的装置放在桌面(图中未示出)上时，所述装置和桌面之间被空气隔开；所述底座上还与一般盘碟一样设有毛脚，以防所述装置粘住窑具(所述毛脚为位于盘碟下侧、未盖釉的圆圈)。

在容器10的靠近所述接合处的地方可设有收窄处26，以减少热向边缘28传导所造成的热损失。

关于密封16：在高温下用釉料或含陶瓷粉末(预先焙烧过)的稠化釉料进行密封，形成密封16。本发明的一种优选的处理方法是：先将容器10和底座14在黄色火焰中用粘接剂如环氧树脂临时性的粘起三处以上地方(中间包有加热件12)，接着用已知的各种方法(浸没、喷雾、擦拭、倾泻等)给所述装置上釉，然后在窑炉中在合适的锥形温度下进行烧制。这种方法使得所述装置的上釉和容器10与底座14的密封同时进行(热气将从孔18处逸出)。

所述用于粘接所述容器10和底座14以及封闭洞18的高温耐水密封胶或粘接剂也可采用如硅树脂、氨脂或类似材料。

在加热件12上可设有斜坡24，用于在所述装置的热区域和凉区域(边缘28)之间形成过度区域。

当所述加热件12为凸起状时，可将所述容器10的中心厚度设计为(比其它区域)薄2mm左右。

所述抗热冲击的同心圆增强结构也是可选的设计。

所述底座14也可设有同心圆式或辐条式增强结构。

在密封过程之后，将所述装置在高于其工作温度(使用时的温度)的温度下预热，所述密封排气孔18在此温度下被耐水密封胶封住，所述耐水密封胶由构成发动机垫圈的那种材料或氨脂或类似材料制成；封住孔18之后，就形成了所述腔中的半真空环境。将孔18在高温下密封住，可以防止本发明的蓄热装置在加热时由于其内部空气的压力而爆炸；因为根据查理-波义耳定律，当体积不变时，气体的压力与其绝对温度(开式温度)成正比(在本发明的密封空腔中气体体积不变)。

图2为本发明另一个实施例的剖视图，其中，上部元件较厚，以提供足够的热容量；所述加热件12为凸起状，以形成热梯度。

图3的实施例中，所述加热件12具有斜坡，以形成热梯度；毛脚较高，整个盘碟装置的外形非常新颖，这种设计使得加热件12具有非常大的热容量，保持温热的时间可容易地超过半小时，非常适于盛装肉排。

图4的实施例为简化的类型，只有两个元件；仍然具有延迟功能(在从微波炉中拿出来几分钟后，所述装置的表面才达到最大温度)。

图5的实施例也是一个简化的类型，其中，加热件12和容器10直接接触，图中装置完全依靠加热件12的吸波特性和整个装置的热容量来工作，是个较便宜的可选方案，但效率较低；

图6的微波能量吸收蓄热装置的构造适合用于温饼器或比萨饼运送器，其尺寸(质量)可根据需要调整；图中装置可与普通的塑料温饼器合作使用，或将所述装置放入比萨饼运送袋中使用。

图6A是接合处的放大图，可用釉料或粘接剂进行接合。

图6B展示了不同形状的凸起，该凸起使得加热件和四周接触最少。

本发明的可微波加热蓄热装置的使用方法：

1)在微波炉中预热一定时间(一般为1分钟，根据食物的量和类型可有不同；食物一般为肉排、意大利面等)，提供热的食物，并使所述食物比正常食物保持更长的温热时间(该时间取决于许多因素如提供的食物的类型、温度和量等)；

2)可在低功率设置(10％或20％)下加热食物，定时检查以免过度烹饪。

设计为杯状或碗状的本发明蓄热装置的使用方法：

除特定的预热时间之外，其它过程与盘碟式相类似。

用于温饼器时的使用方法：

当用于温饼器时，可将预定尺寸的本发明的蓄热装置(图6)简单地放入塑料温饼器中，所述饼按通常的方式包装，放在本发明的蓄热装置的上面，移开所述温饼器的塑料盖，将其放入微波炉中加热；将以上所有物料加热后，再额外地加热所述蓄热装置1分钟；通过以上加热过程，所述饼将变热，并且再回到厨房去热饼的需要会大大降低。

用于比萨饼运送器时的使用方法：

当用于比萨饼运送器对，可先将预定尺寸的本发明的蓄热装置放入微波炉中预热，再将其放入比萨饼运送袋或运送袋中的比萨饼盒内。

这种蓄热器或加热件12本身也可用作任何基于微波的房屋供暖系统的加热元件；其形状和铁屑含量也根据需要变化。

图7为图6中的蓄热装置用于普通塑料温饼器中的情况，在所述蓄热装置的下侧设有凸起，这既是出于对效率的考虑，也可在过度加热时避免所述装置与所述塑料熔在一起。

图8为陶瓷温饼器的横截面图，本发明的MHSD(可微波加热蓄热装置)被集成在所述陶瓷温饼器中。

图9为蓄热咖啡杯的横截面图，可以设计较长的延迟时间既可避免过度加热咖啡，又可以在合适的温度下饮用咖啡直到喝完为止。该设计主要用于在家中享用第一杯咖啡(也可在其它有微波炉的场所如商业场所、办公室使用)，可在整个饮用过程中保持咖啡的热度。

图10中吸波加热件12被用于使食物褐变或烤制食物。具有图中横截面的装置可用于制作褐变比萨饼、饼干等。图中非常简略的画了一块鸡肉，但为了达到更好的效果，应尽量使食物和加热件12的表面之间接触良好。所述加热件12使微波炉具有了以往只有非常昂贵和复杂的装置才有的功能。可精确调节加热件12的厚度和铁屑的含量，以使食物经微波炉加热后比传统方法烹调的食物口感更好。(用极性分子如水和油等的激发从里到外非常有效的烹凋食物)

图11的温度-时间曲线对本发明的两种不同装置进行了比较，其中一种在约12分钟后达到最大温度(这种适合意大利面)。这说明可以为本发明的装置设计不同的延迟功能；也可设计为具有不同的最大温度、不同的保温时间(所述装置保持温热的时间)等。这种延迟功能、最大温度、保温时间的组合是无限多的，它们通过调节所述容器10的质量、容器10和加热件12之间的缝隙32、加热件12的质量、加热件12中铁屑的含量、下缝隙32(在加热件12和底座14之间)、毛脚的高度、加热时间等来实现，最重要、首先调节的是加热时间。

图12的温度-时间曲线比较了同一种装置在分别预热1分钟和1分15秒时的温度-时间变化情况。通常情况下预热1分钟就已足够使食物保持正常食用时的热度。注意：在从微波炉中拿出后，所述装置表面的温度保持上升(体现了延迟功能)，两条曲线的形状非常相似，达到的温度也非常可以预计，用于达到最大温度的时间(延迟功能)也是可控的，这个时间与下降的角度可通过改变缝隙32和上述的其它参数来进行容易地调整。

本发明的可微波加热蓄热装置(MHSD)的工作原理：

本发明的MHSD的工作原理也可体现在供暖系统和工业应用中。

MHSD以非常快的速度或在非常短的时间内吸收微波能，并在相对较长的时间内以受控的方式缓慢的以热的形式释放这些能量。加热件12为陶瓷质(优选代尔夫精陶，其中常含有铁氧化物)圆盘，其中含有预定含量的金属颗粒(优选体积含量为11.1％的铁屑)，于推荐的适用于所述陶土(或使用的其它陶土)的温度下在窑炉中烧制，在和含水的陶土混合时，每个铁粒的表面都被氧化，然后在氧化氛如电气炉中进行烧制。氧化后的氧化物为极性分子，可被微波激化，而每个颗粒的核都可导电。微波在所述核中引起被称为涡电流的电流(类似于变压器中的寄生电流，不过这种寄生电流在变压器中是有害的)，这些电流产生热。

组合的结果是在很短的时间内产生了大量的热(类似与短路时的生热)。加热件12吸收一个频率的电磁能(微波)，将这些能量以热能的形式储存下来(其分子和晶格的振动)，接着发出不同频率的电磁能(红外线)。

虽然发明人相信热产生于这一系列的过程：热的诱发、极性分子的激化、加热件的所述核中其它寄生电流的产生等，但并不希望被这些所限制。

在此必须提请注意的一件重要事项是：单位时间内产生的热与加热件12内的金属颗粒(在本实施例中为铁屑)的数量有直接关系，因此可通过改变金属颗粒(铁屑)的含量来设计满足各种具体需要的加热件12。加热件12的质量也决定了可被蓄积的热的量(热容量)，同时，通过微波炉的控制装置可非常精确的控制加热时间，从而可精确的控制达到的温度和保温时间。加热件12和空腔壁之间的缝隙也对从加热件12到所述壁之间的能量传递速率有很大影响，所述能量传递速率与加热件12和所述壁之间的间隔或说缝隙32的平方成反比(缝隙32的小改变就会引起能量传递速率的极大变化)，由于本发明的MHSD在高温下被密封住，对流(热气的移动)产生的热损失也变小了，装置内部实际为半真空环境。这也避免了由于热空气的压力而引起爆炸的可能性。根据查理-波义耳定律，先将所述蓄热装置在大于其工作温度下加热，使其内部空气的压力大于大气压，使得气体部分地从内部逸出，然后再将其密封。(这样在工作温度下内部空气的压力就会小于大气压，从而没有爆炸的危险)而其它蓄热装置甚至要包括一个减压阀来解决这个问题。

结论，分支及本发明的范围：

由上可知，本发明的可微波加热蓄热装置(MHSD)具有多种可能的用途，这些用途或者通过不同形状、尺寸等的装置本身，或者通过将所述装置结合(集成)到餐具的设计来实现。此外加热件12本身也有若干潜在用途，如作为烹调工具，扩展微波炉的应用范围等(如烧烤或褐化食物)，又如作为低成本(微波)感受体(吸收微波、放射热量的材料)或住房的微波供暖系统的加热芯。

相变材料(PCM)的选择性使用：

可在所述空腔中加入预定量的相变材料(PCM)。

相变材料为熔(融)化时储存热量、凝结时散发热量的材料。

所述相变材料可包括石蜡、水合盐等，所述材料在加热件12的加热下熔化，熔化过程中温度不变。

只有当所述容器10和底座14是在低温下用粘接剂密封的时才需加入所述相变材料。可以先将所述相变材料以粒状形态从孔18(在此实施例中该孔18较宽)灌入，然后用盖或塞将孔封住；或者也可将预先制好的圆盘状相变材料与加热件12一起封在所述空腔中，在这种情况下所述加热件12的质量不需要太大。

其它可能用途：

本发明的MHSD或加热件与密封盒、磁电管、风扇、空气过滤器、温度调节装置、电子控制装置、软件等结合后，可用作房屋的微波供暖系统的加热芯。

另一个可能应用是：在地下室中安装大量本发明的MHSD，用太阳能在高温下逐渐加热所述MHSD，使之储存大量的热能；所述太阳能加热通过光电池、太阳能电池板、变极器(用于将直流电转化为交流电的设备)、磁电管、电子控制装置、软件等来实现。

由于本领域技术人员在阅读本说明书后可能根据特殊的操作需要或环境对本发明做出相应修改，因此本发明的保护范围不限于以上实施例，而是包括本发明的实际精神所涵盖的所有范围。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种可微波加热蓄热设备，该设备可被选择性的实施为盘碟、碗、咖啡杯、温饼器以及其它类似的保温餐具，所述设备包括：

-上部装置，其为容器形，且具有预定的热容量和横截面，用于提供容器以容纳食品和液体，该上部装置与用于吸收微波能并放射红外线的装置之间被预定的不均匀缝隙隔开、没有物理接触，所述上部装置与用于提供底座的下部装置一起包围住相关密闭空腔中的所述用于吸收微波能的装置；

-用于吸收微波能并放射红外线的被包封刚性装置，其具有预定的质量和横截面形状，该被包封刚性装置与所述用于提供容器的上部装置之间被预定的不均匀缝隙隔开、没有物理接触，而该被包封刚性装置与所述用于提供底座的下部装置之间则为最小物理接触；

-下部装置，其为刚性、凹形，用于为所述设备提供底座，该下部装置与所述用于提供容器的装置一起以最小物理接触的方式包围住相关密闭空腔中的所述用于吸收微波能的装置、并将所述用于吸收微波能的装置置于中心，所述下部装置与所述用于提供容器的装置密封连接；

据此，所述蓄热设备可被具体实施为一种餐具，如保温盘碟，所述餐具可在微波炉中预热，预热时间一般为1分钟，以使餐桌上的食品和液体保持温热。

2.根据权利要求1所述的可微波加热蓄热设备，其特征在于：所述用于提供容器以容纳食品和液体的装置包括耐热容器，该容器为刚性，且具有预定的吸收系数、热容量和横截面形状，并可透射微波。

3.根据权利要求1所述的可微波加热蓄热设备，其特征在于：所述用于吸收微波能并放射红外线的装置包括加热件，该加热件由吸波材料制成，并具有预定的能量吸收能力、发射率、热容量和横截面形状。

4.根据权利要求1所述的可微波加热蓄热设备，其特征在于：所述用于为所述设备提供底座的装置包括耐热底座，该底座与所述容器一起包围住所述加热件，底座与加热件之间为最小物理接触，所述底座为刚性，且具有预定的吸收系数、质量和凹形的横截面形状，并可透射微波。

5.一种集成式可微波加热蓄热设备，该设备可被选择性的实施为盘碟、碗、咖啡杯、温饼器以及其它类似的保温餐具，所述设备包括：

-耐热容器，其为容器形，具有预定的热容量，可透射微波，用于容纳食品和液体，该容器与被包封的加热件之间被预定的不规则缝隙隔开、没有物理接触；

-加热件，其为刚性的，由吸波材料制成，具有预定的热容量和横截面形状，用于吸收微波能并放射红外线；

-耐热底座，其为刚性的，具有预定的质量和凹形横截面形状，可透视微波，用于为整个设备提供底座，所述底座反射一些红外线，并与所述容器一起包围住所述加热件，底座与加热件之间为最小物理接触，底座与容器之间为密封连接；

据此，所述蓄热设备可被具体实施为一种餐具，如保温盘碟，所述餐具可在微波炉中预热，所述用于吸收微波能的装置将以受控的速率放射红外线，以使餐桌上的食品和液体在被食用时保持温热，所述设备还具有延迟功能，延迟时间可设计为若干分钟，以避免食物过热。

6.根据权利要求5所述的集成式可微波加热蓄热设备，其特征在于：所述容器由陶瓷、耐热玻璃、或耐热夹层玻璃制成。

7.根据权利要求5所述的集成式可微波加热蓄热设备，其特征在于：所述加热件由带金属粒的陶瓷制成、由带极性分子的陶瓷制成，或由陶瓷和金属粒与极性分子的组合物制成。

Claims (11)

1.一种集成式可微波加热蓄热装置，用于吸收和储存大量微波能量并在一个延长的时间段内将这些能量释放为热，所述装置包括：

-用于提供容纳食品和液体的容器的装置；

-用于在相当短的时间内吸收大量微波能量并将这些能量释放为热的装置；

-用于为所述蓄热装置提供底座、并与所述容器配合以最小物理接触的方式包围住加热件的装置，该装置与所述用于在相当短的时间内吸收大量微波能量并将这些能量释放为热的装置枢轴连接，并与所述用于提供容纳食品和液体的容器的装置密封连接；以及

-用于连接所述容器和底座以形成容纳加热件的密封空腔的装置。

2.根据权利要求1所述的集成式可微波加热蓄热装置，其特征在于：所述用于提供容纳食品和液体的容器的装置包括刚性的、具有预定横截面以容纳食品和液体的容器。

3.根据权利要求1所述的集成式可微波加热蓄热装置，其特征在于：所述用于在相当短的时间内吸收大量微波能量并将这些能量释放为热的装置包括刚性的、由吸波材料制成的、具有预定质量、形状和横截面的加热件。

4.根据权利要求1所述的集成式可微波加热蓄热装置，其特征在于：所述用于为所述蓄热装置提供底座、并与所述容器配合以最小物理接触的方式包围住加热件的装置包括刚性的、具有预定横截面的底座。

5.根据权利要求1所述的集成式可微波加热蓄热装置，其特征在于：所述用于连接所述容器和底座以形成容纳加热件的密封空腔的装置包括密封部分。

6.一种集成式可微波加热蓄热装置，用于吸收和储存大量微波能量并在一个延长的时间段内将这些能量释放为热，所述装置包括：

-用于容纳食品和液体的容器，该容器为刚性的，并具有预定横截面；

-用于在相当短的时间内吸收大量微波能量并将这些能量释放为热的加热件，该加热件为刚性的，由吸波材料制成，具有预定质量、形状和横截面；

-用于为所述蓄热装置提供底座、并与所述容器配合以最小物理接触的方式包围住加热件的底座，该底座为刚性的，具有预定横截面，所述底座与所述加热件枢轴连接，与所述容器密封连接；

-密封部分，用于连接所述容器和底座以形成容纳加热件的密封空腔。

7.根据权利要求6所述的集成式可微波加热蓄热装置，其特征在于：所述容器为陶瓷制或玻璃制，形状为盘碟形、杯形或碗形。

8.根据权利要求6所述的集成式可微波加热蓄热装置，其特征在于：所述加热件由带金属粒的陶瓷制成、由带极性分子的陶瓷制成或由在变化电磁场中可被激发的材料制成。

9.根据权利要求6所述的集成式可微波加热蓄热装置，其特征在于：所述底座为陶瓷制或玻璃制，可具有密封排气孔。

10.根据权利要求6所述的集成式可微波加热蓄热装置，其特征在于：所述密封部分由釉料、泥釉、粘接剂或密封胶构成。

11.一种集成式可微波加热蓄热装置，用于吸收和储存大量微波能量并在一个延长的时间段内将这些能量释放为热，所述装置包括：

-用于容纳食品和液体的容器，该容器为刚性的，并具有预定横截面，由陶瓷或玻璃制成，形状为盘碟形、杯形或碗形；

-用于在相当短的时间内吸收大量微波能量并将这些能量释放为热的加热件，该加热件为刚性的，并由吸波材料制成，具有预定的质量、形状和横截面，由带金属粒的陶瓷、带极性分子的陶瓷或可在变化电磁场中被激发的材料制成；

-用于为所述蓄热装置提供底座、并与所述容器配合以最小物理接触的方式包围住加热件的底座，该底座为刚性的，具有预定横截面，由陶瓷或玻璃制成，并具有密封排气孔，且所述底座与所述加热件枢轴连接，与所述容器密封连接；

-用于连接所述容器和底座以形成容纳加热件的密封空腔的密封部分，该密封部分由釉料、泥釉、粘接剂或密封胶构成。

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