CN101517152A - 感应熨烫系统 - Google Patents

Abstract

一种熨烫系统(500)，包括带有底板(512)的熨斗(510)，底板包括感应可加热材料。该熨烫系统(500)进一步包括单元(520、530)，该单元包括至少一个感应线圈(540)和装置(550)。感应线圈(540)给熨斗(510)充电而所述装置(550)通过感测流经感应线圈(540)的电流变化或者通过感测感应线圈(540)上的电压变化来检测底板(512)的温度。电流或电压随着感应线圈(540)的自感系数的变化而变化，而自感系数的变化则是由于根据底板温度的底板(512)的导磁率的变化。所述装置(550)根据检测到的温度来接通或者断开感应线圈(540)。

Description

感应熨烫系统

技术领域

本发明涉及一种熨烫系统，尤其涉及一种感应熨烫系统。

背景技术

感应熨烫系统包括熨斗，熨斗底板由来自感应线圈的电磁辐射加热。这种加热方式要求底板要紧贴感应线圈。该熨烫系统通常包括温度调节子系统，基于温度传感器(如热敏电阻或自动调温器)的输入，子系统当底板达到预设温度时接通/断开加热部件(感应线圈)。然而，传感器的设置通常比较困难且对感应熨烫系统的机械结构有影响。此外，传感器的响应时间(由于空气隙、湿度等等)会导致温度调节子系统不精确和延迟发挥作用，从而产生减弱熨烫性能的较宽的底板温度范围。在感应线圈位于熨衣板内部的情况下，会出现另外的问题。由于熨烫过程中熨斗的动态因素，难以将传感器设置在任何位置，因为熨斗正好位于传感器上方并提供充足时间以检测底板温度只是随机事件。此外，当熨烫的衣物位于熨衣板和熨斗之间时，衣物会干扰传感器的功能。

英国专利申请GB2392171描述了一种感应熨烫系统，其包括熨斗和带有多个感应线圈的熨衣板。为了激发电磁场，熨斗含铁的底部不得不与由电磁线圈产生的电磁场接触。要终止熨斗的加热过程，必须断开通过熨衣板的电流或者向上拿起熨斗直到其离开电磁场的范围。然而，这种系统不能保证温度可控，因此可能引起织物烧焦。

发明内容

根据本发明的第一方面，一种熨烫系统包括：带有底板的熨斗，其中所述底板包括感应可加热材料；以及一个单元，其包括至少一个感应线圈及一个装置，其中所述感应线圈配置为给所述熨斗充电且所述装置配置为通过感测流经所述感应线圈的电流变化或者通过感测所述感应线圈上电压变化来检测所述底板的温度，所述电流或电压变化是由所述感应线圈的自感变化引起的，而所述自感的变化由根据底板温度的所述底板的导磁率的变化引起，所述装置进一步配置为根据温度接通或断开所述感应线圈。熨斗从设置在所述单元中的感应线圈接收熨烫所需的能量。由感应线圈产生的交变磁场在底板中感生出涡流，因此底板被加热。熨斗则称为被充电。感应可加热材料随温度改变其导磁率。感应线圈的自感系数和因此通过感应线圈的电流根据导磁率而变化。这基于所需底板温度和通过感应线圈的电流之间的预定关系而用作接通或断开感应线圈的触发。用这种方式，可以确定底板温度而无需温度传感器。

根据本发明的另一个实施方式，所述装置包括连接到所述感应线圈的电流/电压传感电路，其中所述电流/电压传感电路感测所述感应线圈的电流变化或者感测所述感应线圈上的电压变化。所述装置进一步包括电流开关电路，其中所述电流开关电路接通或者断开所述感应线圈。所述装置还包括温度控制电路，其中所述温度控制电路根据由所述电流/电压传感电路感测到的电流/电压来控制所述电流开关电路。因此，所述装置能根据其可以感应到的线圈中的电流/电压接通或断开所述感应线圈(所述电流/电压与底板温度存在如系统中所预设并程序化的关系)。因此，底板温度能够得以调整，而无需传统温度传感器的帮助。

根据本发明的一个实施方式，该感应可加热材料是其居里温度基本接近熨烫温度的铁磁材料。Phytherm合金是这种商业可获得的材料/合金的示例。Phytherm 230或Phytherm 260可用作感应可加热材料。底板的感应可加热材料的居里温度在100℃到300℃的范围内。具有上述居里温度的底板适于在100℃到250℃的范围内熨烫。然而，在另一实施方式中，为了确保安全熨烫如丝织物的精制衣物，可以将一底托可分离地连接在底板上，以能在50℃-150℃的温度范围内熨烫精制衣物。

附图说明

图1是根据本发明一个实施方式的熨烫系统的装置示意图；

图2是温度控制电路的输出的示图；

图3示出了当开关打开时对于高感应系数值的感应线圈上的响应；

图4示出了对于高感应系数值的通过电流/电压传感电路的电流；

图5示出了对于高感应系数值的电流/电压传感电路上的电压；

图6示出了当开关打开时对于低感应系数值的感应线圈上的响应；

图7示出了对于低感应系数值的通过电流/电压传感电路的电流；

图8示出了对于低感应系数值的电流/电压传感电路上的电压；

图9示出了根据本发明一个实施方式的熨烫系统，其包括熨斗、带有一个或多个感应线圈的熨衣板；

图10示出了根据本发明一个实施方式的熨烫系统，其包括熨斗、熨衣板和带有一个或多个感应线圈的充电底座；以及

图11示出了根据本发明一个实施方式的带有熨烫底托的熨斗。

具体实施方式

本发明将以具体的实施方式且参照特定的附图进行说明，但本发明不限定于此而仅由权利要求书限定。权利要求书中的任何附图标记不应该解释为对发明范围的限制。描述的附图只是示意性的而非限制性的。在附图中，为了示例的目的，一些部件的尺寸可能放大，并没有按比例绘制。本发明说明书和权利要求书中使用的术语“包括”，并不排除其它部件或步骤。当涉及到单个名词时使用不定冠词或定冠词时，例如“一个”、“所述”，如果没有明确陈述，其包括所述名词的复数形式。

另外，说明书和权利要求书中的术语第一、第二、第三及类似表述用于区别相似部件并非一定用作描述连续顺序或时间顺序。可以理解的是，这样使用的术语在合适的场合中可以互换，且本文描述的本发明的实施方式可以用与文中描述和示例不同的其它顺序操作。

此外，说明书和权利要求书中的术语上部、底部、之上、之下及类似表述用作描述的目的，并非一定用作描述相对位置关系。可以理解的是，这样使用的术语在合适的场合中可以互换，且本文中描述的本发明的实施方式可以用与文中描述和示例不同的其它方位操作。

图1是示意性地示出了本发明第一实施方式的示例。如图1所示，装置130连接到感应线圈120。此外如图1所示，该装置130包括电流/电压传感电路150，电流开关电路140和温度控制电路160。该电流/电压传感电路150包括开关151、电阻器152和信号调整装置153。电流开关电路140包括桥式整流器141并连接到电源电压142。感应线圈120和电容器121共同形成了并联谐振电路125。底板180由感应线圈120产生的电磁辐射加热。

无论是熨烫时还是空闲时，当给熨斗充电的时候，感应线圈120产生的交变磁场在底板180中感生出涡流。底板180的感应可加热材料的磁性能取决于其使用时的温度。超过特性温度，这些性能逐渐下降并最终消失。这一温度通常称为材料的“居里温度”。

当底板180的温度低于居里温度时，电流/电压传感电路150使得温度控制电路160能够激活电流开关电路140。当底板180的温度超过居里温度时，感应线圈120的自感系数发生变化。这是因为当温度超过居里温度时，底板180的材料的导磁率下降到一个趋于1的低值。这由电流/电压传感电路150来测量且温度控制电路160将停用。电流开关电路140变得未激活且感应线圈120断开。底板180冷却下来。当底板180的温度低于居里温度时，底板180的磁性恢复。

通过感应线圈120的电流可以用以下公式计算：

$i=\frac{1}{L}\·\∫u\·\mathrm{dt}---\left(1\right)$

其中i是通过感应线圈120的电流，L是感应线圈120的自感系数，u是感生电压以及t是时间。自感系数L是导磁率μ的函数，而导磁率μ依次是温度T的函数。对于铁磁材料，当温度T超过居里温度时，μ快速随温度变化。因此自感系数L随着根据底板温度T的底板180的导磁率μ的变化而变化。根据公式1，通过感应线圈120的电流i随感应线圈120的自感系数L的变化而变化。

通过感应线圈120的电流i用电阻器152测量。并联谐振电路125，由感应线圈120和电容器121形成，其经由开关151连接到电源电压142。当开关151闭合时，线性增加的电流流经并行谐振电路125、开关151和电阻器152。该电流i转化为电阻器152上的电压u并经由信号调整装置153反馈给温度控制电路160。信号调整装置153为电阻器152上的电压u提供信号调整(如低通滤波和放大)。温度控制电路160给开关151提供方波信号。该控制信号的占空因数改变以实现电源调节。如果不需要电源控制，它可以是固定的占空因数(如50％)。那样它就只是一个电源开/关控制器。开关151由如图2所示的方波控制。其是温度控制电路160的输出的表示，用于控制开关151。在高信号电平时，开关151闭合。一旦开关151闭合，电流i流经感应线圈120、与线圈并联的电容器121、开关151并经过电阻器152。在这个阶段，能量储存在感应线圈120中。当开关151打开时，能量被释放，在线圈120上产生(感应)电压响应。该响应的频率由线圈120的自感系数L和电容器121的电容决定。当开关151打开时，感应线圈120上对于感应线圈120的高自感系数值L的电压响应显示在图3中。感应线圈120上对于低自感系数值L的响应显示在图6中。图4和图5示出了对于感应线圈120的高自感系数值L的通过电阻器152的电流i及电阻器152上的电压u，而图7和图8示出了对于感应线圈120的低自感系数值L的通过电阻器152的电流i及电阻器152上的电压u。

当开关151闭合时，电流i流经电阻器152，在电阻器152上产生电压u。该电压u的幅度用来接通或断开温度控制电路160。电流i的幅度决定温度控制电路160的触发点。显然，感应线圈120的自感系数L主要由待加热的底板的μ确定。当底板加热到居里温度时，底板的μ显著下降，导致较低的自感系数L。当感应线圈120的自感系数L减小时，经过开关151和电阻器152的电流i增大。当开关151释放(release)时，进一步在电阻器152上产生较高的电压u且在感应线圈120上产生较高的响应电压。两者都可以用来触发温度控制电路160。

可以使用商用的合金如Phytherm 230或Phytherm 260，它们的居里温度是惯常的。Phytherm 230的成分有50wt％的Ni，10wt％的Cr和其余的Fe。其居里温度是230℃。Phytherm 260的成分有50wt％的Ni，9wt％的Cr和其余的Fe。其居里温度是260℃。

图9示出了熨烫系统200的一个实施方式。图9中示出的熨烫系统200包括熨斗210和熨衣板230。熨斗210具有包括感应可加热材料的底板212。熨衣板230可以是一个小型板或者是全尺寸板。设置在整个熨衣板中的一个或多个感应线圈220在熨烫时可以持续不断地给熨斗210充电。

图10示出了一个熨烫系统500，其包括熨斗510、熨衣板530和带有一个或多个感应线圈540的充电底座520。熨斗有一底板512，该底板由居里温度基本接近熨烫温度即100℃-300℃范围内的材料制成。熨斗510必须回到充电底座520上充电。感应线圈540产生的交变磁场在底板512中感生出涡流，该底板接下来被加热。当底板温度超过居里温度时，装置550断开感应线圈540，熨斗510则准备好使用。

图11示出了带有熨烫底托620的熨斗610。底板612设有穿孔，熨烫底托620插入其中。所有上述的实施方式适用于单温度熨烫，即，如果为熨斗的底板选定了具体的材料，其居里温度是固定的且熨斗可以使用的温度范围是固定的。如果选择的温度高，则如丝织物的精致衣物不能熨烫。熨烫底托620能实现精致衣物的低温熨烫。

Claims (11)

1.一种熨烫系统，包括：

具有底板的熨斗，其中所述底板包括感应可加热材料；

包括至少一个感应线圈和装置的单元，其中所述感应线圈配置为给所述熨斗充电且所述装置配置为通过感测流经所述感应线圈中的电流变化或者通过感测所述感应线圈上的电压变化来检测所述底板的温度，所述电流或电压变化是由所述感应线圈的自感系数变化引起的，而所述自感系数的变化是由根据底板温度的所述底板的导磁率变化引起的，所述装置进一步配置为根据温度来接通或断开所述感应线圈。

2.如权利要求1所述的系统，其中所述装置包括：

连接到所述感应线圈的电流/电压传感电路，其中所述电流/电压传感电路感测通过所述感应线圈的电流变化或感测所述感应线圈上的电压变化；

电流开关电路，其中所述电流开关电路接通或断开所述感应线圈；以及

温度控制电路，其中所述温度控制电路根据由所述电流/电压传感电路感测的电流/电压来控制所述电流开关电路。

3.如权利要求1所述的系统，其中所述感应可加热材料是其居里温度基本接近熨烫温度的铁磁材料。

4.如权利要求3所述的系统，其中所述铁磁材料可以是Phytherm 230或Phytherm 260。

5.如权利要求3所述的系统，其中所述感应可加热材料的所述居里温度在100℃到300℃的范围内。

6.如权利要求5所述的系统，其中具有所述居里温度的所述底板适于在100℃到250℃的温度范围内进行熨烫。

7.如权利要求1所述的系统，其中底托可分离地连接到所述底板。

8.如权利要求1所述的系统，其中包括至少一个感应线圈和装置的所述单元包括熨衣板和/或充电底座。

9.一种用于前述任一权利要求所述系统的单元，包括至少一个感应线圈和装置，其中所述感应线圈配置为给所述熨斗充电且所述装置配置为通过感测流经所述感应线圈的电流变化或者通过感测所述感应线圈上的电压变化来检测所述底板的温度，所述电流或电压变化是由所述感应线圈的自感系数变化引起的，而所述自感系数的变化是由根据底板温度的所述底板的导磁率变化引起的，所述装置进一步配置为根据温度接通或者断开所述感应线圈。

10.一种用于权利要求9所述单元的装置，其中所述装置包括：

连接到所述感应线圈的电流/电压传感电路，其中所述电流/电压传感电路感测流经所述感应线圈的电流变化或者感测所述感应线圈上的电压变化；

电流开关电路，其中所述电流开关电路接通或者断开所述感应线圈；以及

温度控制电路，其中所述温度控制电路根据由所述电流/电压传感电路感测的电流/电压来控制所述电流开关电路。

11.一种用于前述任一项权利要求所述系统的熨斗，其中该熨斗包括底板，其中所述底板包括感应可加热材料，该感应可加热材料包括居里温度基本接近于熨烫温度的铁磁材料。

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