CN105125060B - 超声波快速循环加热系统及加热方法 - Google Patents

Abstract

本发明披露一种超声波加热循环加热系统，包括容器、水雾反相器、加热板、超声波雾化喷头、上盖板。其利用超声波发生源的机械振动，将水打撒成1～50μm的微小液滴水雾，通过加热源，水雾快速加热，升温汽化，同时水蒸气由于浮力向上飘散，经过被加热物体进行加热。由于是半密闭容器，一部分水蒸气会飘散出去，另一部分遇冷壁冷凝，出现挂壁现象，同时因为水雾量的不断加大，挂壁的水雾也会逐渐增多，最终会出现零星水滴，沿壁下流，水滴抵达容器底部收集装置。将收集装置与加热源进行整合，热源处于稳定高温状态，水滴遇热快速沸腾，形成水蒸气，借助浮力上升，形成热力循环。其节约能耗、提升效率。无需预热，水蒸汽量由雾化系统控制。

Description

超声波快速循环加热系统及加热方法

技术领域

本发明涉及超声加热系统，具体是一种超声波快速循环加热系统及加热方法。

背景技术

由于蒸汽熨烫，食物烹饪对对水蒸气的需要。为了快速产生水蒸气常用使用高温热源对大量工作用水进行加热，加热至超过沸腾点后，水蒸气产生，供工作需要。期中，被加热的工作用水是超量的，加热超量工作用水需要如何加快水蒸气的产出速度，减少加热过程所用时间是，是本领域技术人员关注的重点。

根据加热效率原理，可通过下列途径加快汽化速率：1、单次加热少量水，减少多余水量。2、提高热源温度。

在食品领域，蒸汽烹调过程中会出现加热不均匀导致的现象。导致烹调过程中容器内处于顶端的食物先熟。更具热力环流与冷凝原理，可通过下列途径减少不均匀加热现象：1、减慢容器内热气流上身速度。2、加快热气流放热速度。3、减少在容器顶部凝结水蒸气量。

对象现有技术资料搜索发现，解决快速加热问题已有的技术都是基于提高单位加热源功率原理。因此此领域开发人员致力于开发一种结构简单，技术要求低的快速，均匀加热的蒸汽加热系统。

发明内容

鉴于现有的技术缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单，使用方便的快速加热，均匀加热系统。本发明通过对现有技术的改进，提供一种超声波快速循环加热系统。装置中的超声波雾化头，将振荡传输到压电陶瓷振子表面，压电陶瓷振子会产生轴向机械共振变化，这种机械共振变化再传输到与其接触的液体，使液体表面产生隆起，并在隆起的周围发生空化作用，由这种空化作用产生的冲击波将以振子的振动频率不断反复，使液体表面产生有限振幅的表面张力波，这种张力波的波头飞散，可产生1 ～ 50μm 的微小液滴( 即雾化现象)。水经过雾化成小液滴，汽化速度快。同等时间内没有对所有工作用水的预热过程，提高了水蒸汽产出速度。对于加热不均匀现象，本发明使用水雾干预水蒸气在容器内热力环流，在水蒸气上升过程中利用水雾吸收部分水蒸气的热量，最终减少大量水蒸气在容器顶部放热现象，从而达到均匀加热效果。工作时加热系统升温迅速，在2秒之内就能达到200℃以上，在通电后0.8秒之内，雾化器即可产生水雾，水雾遇到加热板之后0.1秒左右便可汽化成为水蒸气。整个流程进行速度较之以往的加热方式而言，没有传统水蒸气加热系统需要预热大量工作用水的过程。同时，水蒸气在向上浮起的时候，会把推起部分刚刚产生的常温水雾推起，由于大面积的直接接触，加之热传递效应，使得被推起的常温水雾在抬升过程中从水蒸气中吸收热量，减少了水雾在容器顶部的凝结量，同时不会出现水蒸气大量在容器顶部液化而导致顶部温度高，底部温度低。使得被加热物质均匀加热。

本超声波快速加热循环系统，利用超声雾化技术将液态水打散成雾态小液滴，实现了快速蒸汽产出。利用水雾与水蒸气混合，干扰热力环流，实现均匀加热。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种超声波加热循环加热系统，包括，容器，水雾反相器，加热板，超声波雾化喷头，上盖板。所述系统从下到上至少分布有一个所述容器，一个所述雾化头，一个所述加热板，一个所述水雾反向器。所述容器分为内仓与外仓，所述系统容器内仓布置一个所述雾化头，内仓置于所述水雾反向器的覆盖中。所述容器内仓与外仓中间空隙布置所述加热板。所述容器内仓与外仓共用底部。所述容器内仓用于放置所述超声波雾化喷头与盛放工作用水。所述水雾反向器作为内仓上盖，覆盖所述容器内仓顶部。所述水雾反向器与所述容器内仓结合部位为支柱支撑，留有间隙。

所述上盖板边缘分布小孔。

所述超声波雾化喷头，所述水雾反向器，所述加热板，所述上盖板。所述容器使用使用级PE材料。所述超声波雾化喷头使用压电陶瓷雾化片，工作频率1.7MHz。所述水雾反向器使用食用级不锈钢材质。所述加热板工作温度200℃。所述上盖使用食用级PE材质。

本发明进一步提供一种超声波加热方法，使用上述的超声波加热循环加热系统，其步骤如下：

A.利用超声波雾化喷头工作将工作液通过高频振荡，产生负压气泡，气泡在水面破裂之后将水打散成1 ～50μm 的微小液滴水雾，自然飘逸出来；

B.水分子从水面飘逸出来之后，在空气中凝结成雾状微小液滴，在水雾反向器与重力的引导之下落到加热盘上；

C.在水雾产生的同时，加热盘同步快速升温；当水雾接触到加热盘时，加热盘温度≥200℃，被快速汽化成水蒸气；

D.水蒸气质量较轻，向上运动；在反向器内部由于大量水雾下沉，水蒸气将部分水雾顶起预热；大部分水蒸气在反向器周围向上运动；大量水蒸气遇到部分未被来得及加热的水雾，将水雾预热，向上推起；水蒸气在上升过程中，与未被气化的水雾接触，形成热传递，保持整个蒸汽范围内温度均衡，并进行加热。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明超声波快速循环加热系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

参照图1所示，一种超声波加热循环加热系统，包括容器1，水雾反相器2，加热板3，超声波雾化喷头4，和上盖板5。所述系统从下到上至少分布有一个所述容器1，一个所述雾化头2，一个所述加热板3，一个所述水雾反向器2。所述容器1分为内仓与外仓，所述内仓布置一个所述超声波雾化喷头4，内仓置于所述水雾反向器2的覆盖中。所述容器内仓与外仓中间空隙布置所述加热板3。将水加注到内仓，被所述超声波雾化喷头4雾化成水雾，水雾向上飘散过程中遇到所述水雾反向器2，水雾在所述水雾反向器2引导下向下飘散，向下飘散过程中遇到所述加热板3，水雾在所述加热板3上被加热汽化，汽化后的水蒸气在自身浮力作用下沿着所述水雾反向器2外壁与所述外仓内壁间空隙向上飘散，进行加热工作。所述内仓与外仓共用底部。所述内仓用于放置所述超声波雾化喷头4与盛放工作液（多数情况下为水）。所述水雾反向器2作为内仓上盖，覆盖所述内仓顶部。所述水雾反向器2与所述内仓结合部位为支柱支撑，留有间隙。被所述超声波雾化喷头4雾化后的水雾通过此间隙飘散出去。

所述上盖板5边缘分布小孔，小孔用于多余水蒸气扩散，调节容器内部气流流动。减少顶部水蒸气凝结量。

所述超声波雾化喷头4，所述水雾反向器2，所述加热板3，所述上盖板5。所述容器1使用使用级PE材料。所述超声波雾化喷头4使用压电陶瓷雾化片，工作频率1.7MHz。所述水雾反向器2使用食用级不锈钢材质。所述加热板3工作温度200℃。所述上盖板5使用食用级PE材质。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种超声波加热循环加热系统，包括容器，水雾反相器，加热板，超声波雾化喷头，上盖板；其特征在于，所述超声波加热循环加热系统从下到上至少分布有一个所述容器，一个所述超声波雾化头，一个所述加热板，一个所述水雾反向器；所述容器分为内仓与外仓，所述内仓布置一个所述超声波雾化喷头并盛放工作用水，内仓置于所述水雾反向器的覆盖中；所述超声波雾化喷头为压电陶瓷振子结构；所述容器内仓与外仓中间空隙布置所述加热板；所述水雾反向器作为内仓上盖，覆盖所述容器内仓顶部；所述水雾反向器与所述容器内仓结合部位为支柱支撑，留有间隙。

2.根据权利要求1所述的超声波加热循环加热系统，其特征在于：所述上盖板边缘分布多个小孔。

3.根据权利要求1所述的超声波加热循环加热系统，其特征在于：所述加热板工作温度200℃。

4.根据权利要求1所述的超声波加热循环加热系统，其特征在于：所述超声波雾化喷头工作频率为1.7MHz。

5.如权利要求1-4任一权利要求所述的超声波加热循环加热系统，其特征在于所述容器使用使用级PE材料，所述水雾反向器使用食用级不锈钢材质，所述上盖使用食用级PE材质。

6.一种超声波加热方法，使用权利要求1-5任一权利要求所述的超声波加热循环加热系统，其特征在于包括以下步骤：

A.利用超声波雾化喷头工作将工作液通过高频振荡，产生负压气泡，气泡在水面破裂之后将水打散成1 ～50μm 的微小液滴水雾，自然飘逸出来；

B.水分子从水面飘逸出来之后，在空气中凝结成雾状微小液滴，在水雾反向器与重力的引导之下落到加热盘上；

C.在水雾产生的同时，加热盘同步快速升温；当水雾接触到加热盘时，加热盘温度≥200℃，被快速汽化成水蒸气；

D.水蒸气质量较轻，向上运动；在反向器内部由于大量水雾下沉，水蒸气将部分水雾顶起预热；大部分水蒸气在反向器周围向上运动；大量水蒸气遇到部分未被来得及加热的水雾，将水雾预热，向上推起；水蒸气在上升过程中，与未被气化的水雾接触，形成热传递，保持整个蒸汽范围内温度均衡，并进行加热。