CN102767856A - 用于大功率电磁炉的水冷散热控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于大功率电磁炉的水冷散热控制方法，其通过由储水箱、冷却泵、水温检测装置及水循环控制模块组成的水循环冷却控制系统控制与电磁感应线盘面接触的水冷散热装置的水循环交换，从而实现对电磁感应线盘的水冷散热，并能自动调作储水箱的水温以达到对电磁感应线盘的快速散热，具有散热效果好、无噪音、安全耐用且智能化程度等优点。

Description

用于大功率电磁炉的水冷散热控制方法

技术领域

本发明涉及一种烹饪器具，具体地说是一种用于大功率电磁炉的水冷散热控制方法。

背景技术

电磁炉作为一种高效节能的电加热器具，已经成为人们生活中不可或缺的产品。然而，由于电磁炉热效率高，高频感应加热线圈及控制电路的发热也非常明显，现有技术大部分是采用冷却风扇进行散热降温的方法来实现电磁炉的安全工作，但该方法存在噪音大、使用寿命短的缺陷，特别是对于长时间处于高油烟的环境中，冷却风扇及电子元气件易因粘附大量的油污而停止工作，从而影响电磁炉的使用寿命。特别是对于大功率电磁炉（灶），上述缺陷尤为突出。

公告日为2009年7月8日，公告号为CN201269562Y 的实用新型公开了一种带有水冷散热系统的电磁炉，其包括炉体，设于炉体内部的金属水箱、吸热盘、水冷散热器，其中水箱表面与空气直接接触，水箱内设有水泵，吸热盘与水冷散热器内均设有水流通道，并且吸热盘、水冷散热器分别与电磁炉线盘、线路板相接触，水管及水管接头将水箱、水泵、吸热盘、水冷散热器依次连接在一起，构成一个闭合的水流循环回路，该专利利用水循环实现对线盘及线路板的冷却散热，效果好、无噪音、但该专利仅适用于小功率电磁炉，对于大功率电磁炉（5kw以上），由于其工作时线盘及线路板温度高，内循环冷却及小容量内置式水箱无法满足大功率电磁炉工作时的散热要求；同时，该专利对水的冷却主要靠与空气接触的金属水箱自然冷却，降温慢；另外，为产生电磁涡流，电磁炉线盘到加热锅具的距离一般为10mm左右，而将吸热盘设置在线盘之上时，当在线盘与加热锅具之间设置陶瓷面板或玻璃面板时，易因空间不足而影响吸热盘铺设和吸热效果；当线盘与加热锅具之间不设置陶瓷面板或玻璃面板时，吸热盘易使加热锅具同步散热而影响加热效率。

公开日为1993年8月11日，公开号为CN 1075198A的发明专利申请公开了一种水冷式电磁炉，该电磁炉采用中空管体圈绕成感应线盘，并使中空管体与外部水箱以及冷却装置连通形成水循环实现散热降温，该申请适合大功率电磁炉并同样采用水冷进行散热，但仍需要采用冷却风扇进行散热；此外，当采用铜管作为导管导水时，易漏电引起短路；另外，铜管长时间与水接触易造成氧化、腐蚀，从而产生导热不良，影响线盘寿命。

公告日为2009年9月16日，公告号为CN201312472Y的专利公开了一种大功率电磁炉机芯、大功率电源开关外壳水槽式水冷结构，该专利将大功率电磁炉机芯及大功率电源开关的电子元件置于封闭的壳体中，并在壳体底部开设水槽并通过进水孔及出水孔实现水槽内部与外部水循环，从而达到对电磁炉机芯及电源开关元件的冷却降温，该专利只实现了对电磁炉机芯及电源开关元件的冷却降温处理，但对电磁炉另一主要发热元件——感应线圈，却没有提出散热的解决方案。

公告日为2011年4月27日，公告号为CN201813574U的专利公开了一种电磁炉机芯的水冷散热装置，该装置将电磁炉机芯发热元器件设于盖板上面，并在盖板背面对应区域设置U形水槽，并通过与外部的水循环实现对电磁炉机芯发热元器件的水冷降温散热。同样，该专利对电磁炉另一主要发热元件——感应线圈没有提出散热的解决方案，这大大限制了电磁炉主要发热元器件整体散热的处理效果。

公告日为2009年12月30日是，公告号为CN 201372837Y的专利还公开了一种水冷控制系统，该控制系统将热水由水箱通过水管进入单管风散热器冷却，再通过水管重新流入水箱形成水循环实现水箱中水的冷却，从而实现对发动机的散热，该系统实质上仍然是利用风扇对热水进行冷却。

发明内容

为克服现有技术的局限性，本发明的目的是提供一种用于大功率电磁炉的水冷散热控制方法，该控制方法具有散热效果好，无噪音，安全耐用且智能化程度高。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种用于大功率电磁炉的水冷散热控制方法，包括有：

水冷散热装置：与电磁感应线盘面接触并籍由设置其上的进水口和出水口实现该水冷散热装置内部与储水箱的水循环交换；

电子元气件及控制电路，用于控制并驱动所述线盘工作； 

水循环控制模块：其通过冷却泵实现储水箱内部与水冷散热装置内部的水循环交换；所述控制方法包括：

⑴．当电磁感应线盘开始工作时，启动冷却泵从而实现储水箱与水冷散热装置的水循环交换；

⑵．当检测到储水箱水温高于溢洪温度时，开启设于储水箱底部的进水阀为储水箱补水直到检测到水温低于溢洪温度时，关闭进水阀，停止给储水箱补水；

⑶．当检测到储水箱水位高于上限水位时，储水箱中的水自动通过溢洪通道溢流；

⑷．当电磁感应线盘停止工作时，延时关闭冷却泵从而停止储水箱与水冷散热装置的水循环交换。

优选的，所述电子元气件及控制电路设置于散热板上且所述散热板贴附于所述储水箱外侧壁。

优选的，所述散热板贴附于所述储水箱外侧壁下部。

优选的，所述冷却泵进水口设于储水箱底部，出水口与所述水冷散热装置进水口连通，冷却泵回流口设于储水箱上限水位线及下限水位线之间并与所述水冷散热装置的出水口连通，使得储水箱的水依次流经冷却泵进水口、冷却泵出水口、水冷散热装置并经冷却泵回流口回流至储水箱。

优选的，所述水冷散热装置与所述电磁感应线盘通过导热胶粘固成一体结构。

优选的，所述电磁感应线盘之上设有隔热层。

优选的，步骤⑶所述通过溢洪通道溢流为通过设置于所述上限水位水平线上部的溢洪口溢流。

优选的，所述水冷散热装置采用由导流管环绕而成的盘状结构。

优选的，所述水冷散热装置采用由多条导流管并排且沿一中心点向外螺旋环绕而成的盘状结构，且所述散热盘设有多个对应的进水口及出水口，并且相邻导流管水流方向相反。

优选的，所述水冷散热装置采用由多条导流管并排从一端向另一端呈“S”形依次环绕而成的盘状结构，且所述散热盘设有多个对应的进水口及出水口，并且相邻导流管水流方向相反。

采用上述技术方案与现有技术相比，其有益效果是：

1、结构合理，便于安装。本发明水冷散热装置是由导流管环绕而成的盘状结构，使得水冷散热装置能够适应不同形状的电热锅具并与线盘形成高吻合的面接触。当电热锅具为平底时，与其匹配的线盘也为平面结构，此时将散热装置圈绕成平面状即可；当电热锅具为U形底时，与其匹配的线盘也为U形状结构，此时将散热装置圈绕成沿轴截面呈U形状的盘状结构即可。此外，散热装置设置在线盘下面，使得散热装置不受线盘与电热锅具间距离的限制，从而可根据实际需要设置散热装置的厚度和形状。同时，散热装置还可作为线盘的紧固支架，方便线盘与散热装置的紧固。

2、无噪音且散热效果好。本发明采用水冷对线盘及其它电子发热元件进行散热，克服现有技术采用冷却风扇散热存在噪音大、功耗高的局限性；此外，本发明散热装置与线盘面接触使得线盘工作时散热快、效果好，散热装置与线盘通过导热胶粘固成一体结构使得散热效率更高、散热效果更好，也使得散热装置与线盘连接更加紧密牢固；另外，导流管呈“S”形环绕或螺旋环绕使得线盘散热均匀，多条导流管并排环绕，并且相邻导流管水流方向相反使得线盘散热更均匀，效果更好；再次，电子元气件及控制电路通过散热板贴附于储水箱外侧壁下部使得电子元气件能籍由储水箱中的水散热；更次，将冷却泵的进水口设于储水箱底部，回流口设于储水箱上部，使得储水箱中的热水在上，冷水在下，便于热水用于厨用，也使得线盘及其它电子发热元件的散热效果更好；另外线盘之上设有隔热层能防止线盘因散热而降低锅具的温度，提高热能的利用率。

3、可靠性高、安全耐用。本发明采用硅胶管作为导流管，硅胶管具有绝缘性好、散热性能佳、可塑性强、热稳定性好的优点，使得制成的水冷散热装置安全性好、可靠性高；此外，水冷散热也克服了传统散热风扇易粘附油污而影响使用寿命的缺陷，而且，也克服了采用冷却风扇易造成电子元气件及控制电路易吸附油污从而降低导电性能和使用寿命的局限性；另外，本发明将线盘及其它电子发热元件均通过水冷散热，整体散热效果好，使得电磁炉的主要发热元件均处于最佳的工作环境中，进一步延长其使用寿命。

4、智能化程度高。本发明通过调节水循环的速度和储水箱的容量来控制线盘及其它电子发热元件的散热速度。当线盘功率大、发热特别厉害时，加快水循环的速度，增大储水箱的容量，可实现线盘及其它电子发热元件的快速降温散热；此外，当储水箱水温过高，达不到线盘及其它电子发热元件的散热要求时，通过设于储水箱底部的进水阀补充冷水和设于储水箱上部的溢洪口溢流掉储水箱上部的热水，达到降低储水箱中的水温；另外，进水阀为储水箱补水受控于水温及水位并根据水温和水位自动控制，智能化程度高。

附图说明

图1是本发明线盘、散热装置及锅具的结构示意图。

图2是本发明水循环冷却控制系统的结构示意图。

图3是本发明散热装置的一结构示意图。

图4是本发明散热装置的另一结构示意图。

图5是本发明散热装置的另一结构示意图。

图6是本发明散热装置的另一结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

如图1、2所示的电磁炉水冷散热控制系统，包括有：锅具1，其利用电磁感应线盘产生的交感磁力线形成电磁涡流从而加热物质，其为一U形铁质器具；

电磁感应线盘4，用于产生交感磁力线，该线盘由线圈缠绕而成并与锅具1相匹配，并通过绝缘耐高温支撑架3固定安装于锅具1外表面，锅具1与线盘4之间还设有隔热材料层2，该隔热材料层设于锅具外表面与线盘的对应区域，本实施例中隔热材料层为石棉填充材料并填充在线盘与锅具之间；

电子元气件及控制电路26，用于控制并驱动所述线盘工作；

水冷散热盘5：该散热盘由导流管环绕而成的盘状结构并与所述线盘4面接触，并籍由连通至散热盘进水口和出水口的水循环冷却控制系统实现散热盘5内部与外部的水循环从而实现所述线盘的散热降温，其中导流管为硅胶管，水冷散热盘5与线盘4间设有导热硅胶以利于导热，导热硅胶将散热盘与线盘粘固成一体结构；为使散热盘5与线盘4紧密牢固结合并紧固于锅具外表面，散热盘5的中心部位设有紧固架7，径向设有紧固线6将散热盘5及线盘4紧固于锅具上。

如图2、3所示的水循环冷却控制系统，包括有储水箱19、冷却泵22、水温检测装置18、水位检测装置17及水循环控制模块25，其中冷却泵22进水口23设于储水箱底部，出水口21与散热盘5进水口30a连通，冷却泵回流口14设于储水箱上部并与散热盘出水口30b连通，使得储水箱的水依次流经冷却泵进水口23、冷却泵出水口21、散热盘5并经冷却泵回流口14回流到储水箱19，水循环控制模块25、电子元气件及控制电路26均设置于散热板24上且该散热板贴附于储水箱19外侧壁下部。

水位检测装置17及水温检测装置18设于储水箱内部，分别用于检测储水箱水位及水温；其中水位检测装置为一水位传感器，水温检测装置为一感温探头并通过数据线将测得的水温传送到水循环控制模块25。

储水箱19还设有自动进水阀27，该进水阀设于储水箱底部并通过水管28与外部水源连通，进水阀27的开通与关闭受水循环控制模块25控制；

水循环控制模块25用于控制冷却泵22工作以实现所述水冷散热盘5内部与储水箱19的水循环交换，并根据水位检测装置17及水温检测装置18测得的水位及水温控制进水阀27的开通与关闭。

储水箱19还设有溢洪口16，该溢洪口设于储水箱上部，用于溢流储水箱中的水。

储水箱19还设有厨用加水装置，用于为烹饪提供用水，其包括加水泵11及厨用加水口10，加水泵进水口13设于储水箱上部，出水口与厨用加水口10连通，并且加水泵进水口13位于溢洪口16低部水平线以下。

如图3所示的水冷散热盘5，其由导流管30从一端向另一端呈“S”形依次环绕而成的盘状结构，其中进水口30a与冷却泵出水口21连通，出水口30b与冷却泵回流口14连通。

如图4所示的水冷散热盘5，其由两条导流管31、32并排从一端向另一端呈“S”形依次环绕而成的盘状结构，且散热盘5设有两个对应的进水口31a、32a及出水口31b、32b，并且相邻导流管31、32水流方向相反。

如图5所示的水冷散热盘5，其由导流管33沿一中心点向外螺旋环绕而成的盘状结构，其中进水口33a与冷却泵出水口21连通，出水口33b与冷却泵回流口14连通。。

如图6所示的水冷散热盘5，其由两条导流管34、35并排且沿一中心点向外螺旋环绕而成的盘状结构，且散热盘5设有两个对应的进水口34a、35a及出水口34b、35b，并且相邻导流管34、35水流方向相反。

为实现散热盘5与线盘4的面接触，上述散热盘的形状与线盘及锅具相匹配，当锅具1为平底时，线盘4也为平底结构，此时散热盘5也呈平面状；当锅具1为U形底时，线盘4也为U形状结构，此时散热盘5也呈U形状结构，使得散热盘与线盘实现更均匀的面接触。

当水冷散热盘由多条导流管并排环绕时，不同导流管相应的进水口同时与冷却泵出水口21连通，不同导流管相应的出水口同时与冷却泵回流口14连通。图4所示的散热盘中，进水口31a、32a同时与冷却泵出水口21连通，出水口31b、32b同时与冷却泵回流口14连通；图6所示的散热盘中，进水口34a、35a同时与冷却泵出水口21连通，出水口34b、35b同时与冷却泵回流口14连通。

下面以电磁感应线盘工作功率为5KW为例并结合图1、2，详细说明水冷散热控制系统的工作过程： 

⑴．电磁感应线盘4开始工作时，启动冷却泵22从而实现储水箱19与水冷散热盘5的水循环交换，其中冷却泵22的流量为1.2升/分钟；

⑵．检测储水箱19水位及水温参数值，并执行如下操作：

（2.1）.当水温高于溢洪温度时，开启设于储水箱19底部的进水阀27为储水箱补水直到水温低于溢洪温度时，关闭进水阀27，停止给储水箱补水;其中，当储水箱水位高于上限水位12时，通过溢洪口16溢流；其中溢洪温度为一温度参数，可根据电磁感应线盘的工作功率及散热要求设定，目的是使得当储水箱中的水因与散热盘水循环导致水温过高达不到对线盘的冷却要求时，自动通过进水阀补充冷水，溢流热水从而降低储水箱的水温。本实施例中设定的溢洪温度为60℃，也即当储水箱中的水温达到60℃时，说明储水箱中的水温过高，此时水循环控制模块25自动开启进水阀27为储水箱补水直到储水箱水温低于60℃。

（2.2）. 当水位低于上限水位12时，启动进水阀27为储水箱19补水直到检测到水位高于上限水位12；其中，导致储水箱水位下降的原因主要有厨用加水装置用水及储水箱中的水自然蒸发，在储水箱上部设置厨用加水装置，一方面将水循环冷却带来的热水加以利用，另一方面通过使用热水，补充冷水来调节储水箱的水温，进一步提高线盘的冷却效果。

⑶．电磁感应线盘4停止工作时，延时关闭冷却泵从而停止储水箱与水冷散热盘的水循环交换。

为确保电磁炉的安全，其中，步骤(2.2)中当检测到水位低于下限水位15时，关闭控制电路电源从而停止为电磁炉供电，因为当水位低于下限水位15时，说明储水箱中的供水系统出现异常，此时强制关闭电源使线盘停止工作以防止线盘因过热而损坏。

当然，上述只是公开本发明的优选实施方式，任何采用本发明权利要求范围内等同的变化和修饰，均在本发明权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种用于大功率电磁炉的水冷散热控制方法，包括有：

水冷散热装置(5)：与电磁感应线盘(4)面接触并籍由设置其上的进水口(30a,31a,32a,33a,34a,35a)和出水口(30b,31b,32b,33b,34b,35b)实现该水冷散热装置内部与储水箱的水循环交换；

电子元气件及控制电路(26)，用于控制并驱动所述线盘(4)工作； 

水循环控制模块(25)：其通过冷却泵(22)实现储水箱(19)内部与水冷散热装置(5)内部的水循环交换；所述控制方法包括：

⑴．当电磁感应线盘(4)开始工作时，启动冷却泵(22)从而实现储水箱(19)与水冷散热装置(5)的水循环交换；

⑵．当检测到储水箱(19)水温高于溢洪温度时，开启设于储水箱底部的进水阀(27)为储水箱补水直到检测到水温低于溢洪温度时，关闭进水阀，停止给储水箱补水；

⑶．当检测到储水箱水位高于上限水位(12)时，储水箱中的水自动通过溢洪通道溢流；

⑷．当电磁感应线盘(4)停止工作时，延时关闭冷却泵(22)从而停止储水箱(19)与水冷散热装置(5)的水循环交换。

2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于：所述电子元气件及控制电路(26)设置于散热板(24)上且所述散热板贴附于所述储水箱(19)外侧壁。

3.如权利要求2所述的控制方法，其特征在于：所述散热板(24)贴附于所述储水箱(19)外侧壁下部。

4.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于：所述冷却泵进水口(23)设于储水箱底部，出水口(21)与所述水冷散热装置进水口(30a,31a,32a,33a,34a,35a)连通，冷却泵回流口(14)设于储水箱上限水位线及下限水位线之间并与所述水冷散热装置的出水口(30b,31b,32b,33b,34b,35b)连通，使得储水箱的水依次流经冷却泵进水口(23)、冷却泵出水口(21)、水冷散热装置(5)并经冷却泵回流口(14)回流至储水箱。

5.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于：所述水冷散热装置(5)与所述电磁感应线盘(4)通过导热胶粘固成一体结构。

6.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于：所述电磁感应线盘(4)之上设有隔热层。

7.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于：步骤⑶所述通过溢洪通道溢流为通过设置于所述上限水位(12)水平线上部的溢洪口(16)溢流。

8.如权利要求1～7任一所述的控制方法，其特征在于：所述水冷散热装置(5)采用由导流管环绕而成的盘状结构。

9.如权利要求1～7任一所述的控制方法，其特征在于：所述水冷散热装置(5)采用由多条第一导流管(34,35)并排且沿一中心点向外螺旋环绕而成的盘状结构，且所述散热盘设有多个对应的第一进水口(34a,35a)及第一出水口(34b,35b)，并且相邻第一导流管(34,35)水流方向相反。

10.如权利要求1～7任一所述的控制方法，其特征在于：所述水冷散热装置(5)采用由多条第二导流管(31,32)并排从一端向另一端呈“S”形依次环绕而成的盘状结构，且所述散热盘设有多个对应的第二进水口(31a,32a)及第二出水口(31b,32b)，并且相邻第二导流管(31,32)水流方向相反。

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