CN108207048B - 电磁加热线圈盘和电磁加热厨具及电磁加热方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电磁加热技术领域，公开一种电磁加热线圈盘和电磁加热厨具及电磁加热方法。该电磁加热线圈盘包括磁芯(2)和线圈绕组(3)，所述线圈绕组(3)叠置在所述磁芯(2)上方，其中，所述线圈绕组(3)和所述磁芯(2)之间设置有绝缘传热体(4)，所述绝缘传热体(4)与所述线圈绕组(3)和所述磁芯(2)保持接触，以能够将所述线圈绕组(3)产生的热量直接传递至所述磁芯(2)来使得磁芯的温度迅速达到功率损耗最低值的温度。这样，线圈绕组开始的工作发热量能够通过绝缘传热体快速传递到磁芯，使得磁芯的温度在较短时间内快速提高到功率损耗最低值的温度，以提升电磁加热线圈盘的转化效率和提升能效值。

Description

电磁加热线圈盘和电磁加热厨具及电磁加热方法

技术领域

本发明涉及电磁加热技术领域，具体地，涉及一种电磁加热线圈盘，和一种电磁加热厨具，以及一种电磁加热方法。

背景技术

随着人们生活品质的提升，电磁炉越来越普及，其中，在电磁炉的结构中，绕线组和磁芯设置在支架上以形成电磁加热线圈盘，具体地，支架为一体注塑形成的塑料件，并且该塑料件一体注塑形成有容纳槽，这样，绕线组设置在支架的一侧，而磁芯设置在容纳槽内并位于支架的另一侧，而容纳槽的底槽壁则将磁芯和绕线组绝缘隔离开。

目前，电磁加热线圈盘的磁芯为锰锌铁氧体材料，锰锌铁氧体的功率损耗是温度的函数，不同温度区间对应不同的功率损耗，即功率损耗根据温度的变化而变化。例如，电磁加热线圈盘的工作开始时，磁芯的温度为环境温度(大约为25℃)，此时磁芯的功率损耗值约400KW/m³，通常接近温度-功率损耗的曲线的谷峰位置，此时磁芯自身单位体积发热量和散热较大，电磁转化率低。

因此，本申请将改善电磁加热线圈盘刚开始工作时磁芯功率损耗高的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种电磁加热线圈盘，该电磁加热线圈盘能够使磁芯迅速达到功率损耗最低值的温度，从而显著地减少电磁加热线圈盘从刚开始工作(环境温度)到磁芯达到功率损耗最低值温度期间的功率损耗，以提升电磁加热线圈盘的转化效率和提升能效值。

为了实现上述目的，第一方面，本发明提供一种电磁加热线圈盘，该电磁加热线圈盘包括磁芯和线圈绕组，所述线圈绕组叠置在所述磁芯上方，其中，所述线圈绕组和所述磁芯之间设置有绝缘传热体，所述绝缘传热体与所述线圈绕组和所述磁芯保持接触，以能够将所述线圈绕组产生的热量直接传递至所述磁芯来使得磁芯的温度迅速达到功率损耗最低值的温度。

通过上述技术方案，由于线圈绕组以层叠的方式设置在磁芯上，并且线圈绕组和磁芯之间设置有绝缘传热体，该绝缘传热体则与线圈绕组和磁芯保持接触，例如，绝缘传热体为平板件时，两个板面分别与线圈绕组和磁芯保持面接触，这样，通过具有较高热传导系数的绝缘传热体(例如，如下所述的，绝缘传热体的热传导系数大于支架的热传导系数)，线圈绕组开始的工作发热量能够通过绝缘传热体快速传递到磁芯，使得磁芯的温度在较短时间内快速提高到功率损耗最低值的温度，以提升电磁加热线圈盘的转化效率和提升能效值。例如，电磁加热线圈盘刚开始工作时，磁芯的温度为环境温度(25℃)，磁芯的功率损耗值约400KW/m³，电磁加热线圈绕组工作后发热，线圈绕组的温度大于磁芯的温度，线圈绕组的热量快速传递到磁芯，使磁芯的温度快速提高到功率损耗约180KW/m³的温度60℃左右的范围，从而相对于现有技术，磁芯温度上升到60°左右范围的时间大约节省20％，这显著提升了电磁转化率。

进一步地，所述电磁加热线圈盘包括支架，其中，所述磁芯和所述线圈绕组设置在所述支架上。

进一步地，所述绝缘传热体的热传导系数高于所述支架的热传导系数。

另外，在叠置方向上，所述磁芯的朝向所述线圈绕组的整个表面与所述绝缘传热体的一侧面保持接触，所述绝缘传热体的相对的另一侧面整体与所述线圈绕组保持接触。

另外，所述绝缘传热体为平板件。

进一步地，所述绝缘传热体的厚度为0.1mm-3mm。

更进一步地，所述绝缘传热体为0.2mm-2mm厚度的玻璃板或陶瓷板。

可选择地，所述绝缘传热体为0.1mm-0.2mm厚度的柔性胶板。

另外，所述支架形成有多个围绕支架的中心体呈放射状布置且贯通所述支架的长形孔，所述磁芯为多个数量与所述长形孔的数量相同的磁板，其中，每个所述磁板固定安装在各自对应的所述长形孔内，所述线圈绕组和所述绝缘传热体设置在所述磁板上。

进一步地，所述磁板为U形磁板，其中，所述线圈绕组和所述绝缘传热体位于所述U形磁板的空间内。

进一步地，一种形式中，所述绝缘传热体为条状板，所述条状板的长度和所述空间的底面长度相同，其中，每个所述条状板沿着各自对应的所述空间的底面的长度方向固定设置在所述空间底面和所述线圈绕组之间。

另外，可选择地，所述绝缘传热体为环状板，其中，所述线圈绕组和所述环状板位于多个所述U形磁板的空间内。

此外，在另一种实施形式中，所述绝缘传热体为环状板；所述磁芯为多个U形磁板，多个所述U形磁板通过各自的空间呈放射状地卡接在所述环状板上，使得所述环状板和所述线圈绕组位于多个所述U形磁板的空间内。

此外，所述绝缘传热体通过导热胶层粘结于所述空间的底面。

第二方面，本发明提供一种电磁加热厨具，所述电磁加热厨具设置有上述任一所述的电磁加热线圈盘。

这样，如上所述的，能够使得磁芯的温度在较短时间内快速提高到功率损耗最低值的温度，以提升电磁加热线圈盘的转化效率和提升能效值。

第三方面，本发明提供一种电磁加热方法，所述电磁加热方法包括在电磁加热线圈盘开始运行时通过加热装置对电磁加热线圈盘的磁芯进行加热，使得所述磁芯的温度迅速达到功率损耗最低值的温度。

这样，通过加热装置对磁芯进行加热，和上述的类似的，能够使得磁芯的温度在较短时间内快速提高到功率损耗最低值的温度，以提升电磁加热线圈盘的转化效率和提升能效值。

进一步地，一种形式中，所述加热装置包括电磁加热线圈盘的线圈绕组，所述线圈绕组产生的热量通过所述磁芯和所述线圈绕组之间的绝缘传热体传递所述磁芯，以加热所述磁芯。

更进一步地，所述电磁加热线圈盘对锅具进行加热，其中，所述锅具的热量向下传递以加热所述磁芯。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明具体实施方式提供的电磁加热线圈盘的一种结构示意图，其中，处于分解状态；

图2是本发明具体实施方式提供的电磁加热线圈盘的另一种结构示意图，其中，处于分解状态；

图3是本发明提供的电磁加热线圈盘加热锅具的示意图；

图4是图3中的局部结构放大示意图；

图5是本发明的电磁加热线圈盘的磁芯被加热的温度和时间与现有技术相比较的示意图；

图6是本发明的电磁加热线圈盘的磁芯的温度和功率损耗值的示意图。

附图标记说明

1-支架，2-磁芯，3-线圈绕组，4-绝缘传热体，5-长形孔，6-U形磁板，7-空间，8-条状板，9-环状板。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

首先，电磁加热线圈盘的磁芯通常为锰锌铁氧体材料，本申请人研究发现，锰锌铁氧体的功率损耗是温度的函数，不同温度区间对应不同的功率损耗，即功率损耗根据温度的变化而变化。如图6所示，电磁加热线圈盘的工作开始时，磁芯的温度为环境温度(大约为25℃)，此时磁芯的功率损耗值约400KW/m³，通常接近温度-功率损耗的曲线的谷峰位置，此时磁芯自身单位体积发热量和散热较大，电磁转化率低。而随着电磁加热线圈盘的运行，磁芯温度将上升到大约60℃左右时，磁芯的功率损耗值约在180KW/m³左右，接近温度-功率损耗的曲线的谷底位置，此时磁芯的自身单位体积发热量最小，电磁转化率高，此后磁芯的温度稳定在60℃-100℃，也就是磁芯功率损耗较低的环境温度。

因此，本申请将改善电磁加热线圈盘刚开始工作时磁芯功率损耗高的问题。

为此，第一方面，参考图1和2所示的结构，本发明提供的电磁加热线圈盘包括磁芯2和线圈绕组3，线圈绕组3叠置在磁芯2上方，其中，线圈绕组3和磁芯2之间设置有绝缘传热体4，绝缘传热体4与线圈绕组3和磁芯2保持接触，以能够将线圈绕组3产生的热量直接传递至磁芯2来使得磁芯的温度迅速达到功率损耗最低值的温度。

在该技术方案中，由于线圈绕组3以层叠的方式设置在磁芯2上，并且线圈绕组3和磁芯2之间设置有绝缘传热体4，该绝缘传热体4则与线圈绕组3和磁芯2保持接触，例如，绝缘传热体4为平板件时，两个板面分别与线圈绕组3和磁芯2保持面接触，这样，通过具有较高热传导系数的绝缘传热体4(例如，如下所述的，绝缘传热体的热传导系数大于支架的热传导系数)，线圈绕组3开始的工作发热量能够通过绝缘传热体4快速传递到磁芯2，使得磁芯2的温度在较短时间内快速提高到功率损耗最低值的温度，以提升电磁加热线圈盘的转化效率和提升能效值。例如，电磁加热线圈盘刚开始工作时，磁芯2的温度为环境温度(25℃)，磁芯2的功率损耗值约400KW/m³，电磁加热线圈绕组工作后发热，线圈绕组3的温度大于磁芯2的温度，线圈绕组3的热量快速传递到磁芯2，使磁芯2的温度快速提高到功率损耗约180KW/m³的温度60℃左右的范围，从而相对于现有技术，磁芯2温度上升到60°左右范围的时间大约节省20％，参考图5所示，这显著提升了电磁转化率。

另外，通过线圈绕组3对磁芯2的加热，可以避免设置额外的加热装置来对磁芯2进行加热。

进一步地，如图1和2所示的，电磁加热线圈盘包括支架1，其中，磁芯2和线圈绕组3设置在支架1上。这样，通过支架1，可以对磁芯2和线圈绕组3提供一种载体，使得在支架1的支撑定位下，该电磁加热线圈盘的整体稳定性和可靠性得到显著提升。

进一步地，为了提升线圈绕组3的热量的传递，优选地，绝缘传热体4的热传导系数是大于空气的热传导系数的，更进一步地，在具有支架1的情形下，绝缘传热体4的热传导系数高于支架1的热传导系数。这样，线圈绕组3的热量将主要通过绝缘传热体4传递至磁芯2来加热磁芯2，从而避免支架1传递大部分的热量而使得例如电磁炉的炉体发热，从而降低了磁芯2的加热程度。

更进一步地，为了提升热量的传递，使得磁芯2能够在更短时间内被加热，优选地，参考图4所示的结构，在叠置方向上(也就是在图4所示界面的高度方向上)，磁芯2的朝向线圈绕组3的整个表面与绝缘传热体4的一侧面保持接触，绝缘传热体4的相对的另一侧面整体与线圈绕组3保持接触。这样，可以充分利用绝缘传热体4的整个接触面进行热量传递。

当然，在本发明的电磁加热线圈盘中，绝缘传热体4可以具有多种结构形式，例如，根据需求，绝缘传热体4的一个面上可以形成凹凸部，这样，线圈绕组3可以设置在绝缘传热体4相对的另一个面上，而磁芯2则可以根据设置在一个面上的凹部内。

或者，在另一种形式中，为了减少电磁加热线圈盘的空间占用，并实现最大化的接触和热量传递，优选地，如图1和2所示的，绝缘传热体4为平板件。这样，平板件可以使得电磁加热线圈盘更紧凑和体积更小。

当然，平板件可以具有适当的厚度，因此，为了满足自身强度和最大传热，绝缘传热体4的厚度为0.1mm-3mm。如图4所示的，该平板件的厚度为0.1mm-3mm。

此外，绝缘传热体4可以选用任何适当的绝缘传热材料，只要满足较高的热量传递，并绝缘的功能即可。

例如，绝缘传热体4为0.2mm-2mm厚度的玻璃板或陶瓷板。

又或者，绝缘传热体4为0.1mm-0.2mm厚度的柔性胶板。例如，可以用传热较快的绝缘胶布或绝缘胶来形成这样的柔性胶板，比如，可以在磁芯2朝向线圈绕组3的面上粘结一层或多层胶布或者涂覆胶层，然后将这样的磁芯固定设置在支架1上，使得胶布的另一表面紧贴线圈绕组3。

当然，本发明的电磁加热线圈盘中，支架1和磁芯2的形状可以根据实际来设定，例如，如图1、图3和图4所示，一种结构形式中，支架1形成有多个围绕支架的中心体呈放射状布置且贯通支架1的长形孔5，磁芯2为多个数量与长形孔5的数量相同的磁板6，其中，每个磁板6固定安装在各自对应的长形孔5内，例如，磁板6和各自的长形孔5之间形成过盈配合以卡紧在各自的长形孔5内，这样，多个磁板6将呈放射状布置，而线圈绕组3和绝缘传热体4则设置在磁板6上。

这样，各个磁板6被迅速加热并呈放射状布置，从而在使得磁场分布更加均匀，能够显著地提升电磁转化率。

进一步地，为了提升聚磁效果，如图所示的，磁板为U形磁板6，其中，线圈绕组3和绝缘传热体4位于U形磁板6的空间7内。这样，U形磁板6可以利用其两个侧壁和各自的长形孔5之间形成过盈配合以更可靠地卡紧在各自的长形孔5内。

如上所述的，绝缘传热体4可以为平板件，例如，如图1所示的，绝缘传热体4为条状板8，每个条状板8的长度和空间7的底面长度相同，其中，每个条状板8沿着各自对应的空间7的底面的长度方向固定设置在空间7底面和线圈绕组3之间。例如，条状板8的两端可以和空间7的两个侧壁内表面之间形成过盈配合以卡接在空间7内，或者，如下所述的，条状板8可以通过导热胶层粘结在空间7的底面上。

又或者，绝缘传热体4为如图2所示的环状板9，其中，线圈绕组3和环状板9位于多个U形磁板6的空间7内。同样地，环状板9可以通过导热胶层粘结在空间7的底面上。

此外，可选择地，如图2所示，绝缘传热体4为环状板9；此时，磁芯2为多个U形磁板6，多个U形磁板6通过各自的空间7呈放射状地卡接在环状板9上，使得环状板9和线圈绕组3位于多个U形磁板6的空间7内。线圈绕组3固定设置在支架1上，而各个U形磁板6的两个侧壁则嵌入到支架上各自对应的卡槽内，而不用特意在支架1上开设上述的长形孔5。

此外，为了提升绝缘传热体4和磁芯2的保持接触的强度，确保接触的可靠性和稳定性，优选地，绝缘传热体4通过导热胶层粘结于空间7的底面。

第二方面，本发明提供一种电磁加热厨具，该电磁加热厨具设置有上述第一方面中任一所述的电磁加热线圈盘。这样，如上所述的，能够使得磁芯2的温度在较短时间内快速提高到功率损耗最低值的温度，可以参考图5所示，以提升电磁加热线圈盘的转化效率和提升能效值。

此时，线圈绕组3对磁芯2的加热原理如第一方面所描述的，在此不再重复说明。

第三方面，本发明提供一种电磁加热方法，该电磁加热方法包括在电磁加热线圈盘开始运行时通过加热装置对电磁加热线圈盘的磁芯进行加热，使得磁芯的温度迅速达到功率损耗最低值的温度。

这样，通过加热装置对磁芯进行加热，和上述的类似的，能够使得磁芯2的温度在较短时间内快速提高到功率损耗最低值的温度，以提升电磁加热线圈盘的转化效率和提升能效值。

如上所述的，可以在电磁加热厨具的外座体上设置额外的加热装置来对磁芯2进行额外加热。

和/或，加热装置包括电磁加热线圈盘的线圈绕组3，这样，线圈绕组3产生的热量通过磁芯2和线圈绕组3之间的绝缘传热体4传递磁芯，以加热磁芯。此时，线圈绕组3对磁芯2的加热原理如第一方面所描述的，在此不再重复说明。

更进一步地，参考图3所示的，电磁加热线圈盘对锅具进行加热，其中，锅具的热量如箭头所示的向下传递以加热磁芯2。这样，可以显著地利用锅体的热量来辅助加热磁芯2。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (14)

1.一种电磁加热线圈盘，其特征在于，包括支架（1）、磁芯（2）和线圈绕组（3），所述磁芯（2）和所述线圈绕组（3）设置在所述支架（1）上，所述线圈绕组（3）叠置在所述磁芯（2）上方，其中，所述线圈绕组（3）和所述磁芯（2）之间设置有绝缘传热体（4），所述绝缘传热体（4）的热传导系数高于所述支架（1）的热传导系数，在叠置方向上，所述磁芯（2）的朝向所述线圈绕组（3）的整个表面与所述绝缘传热体（4）的一侧面保持接触，所述绝缘传热体（4）的相对的另一侧面整体与所述线圈绕组（3）保持接触，以能够将所述线圈绕组（3）开始加热时产生的热量直接传递至所述磁芯（2）来使得磁芯的温度迅速达到功率损耗最低值的温度。

2.根据权利要求1所述的电磁加热线圈盘，其特征在于，所述绝缘传热体（4）为平板件。

3.根据权利要求2所述的电磁加热线圈盘，其特征在于，所述绝缘传热体（4）的厚度为0.1mm-3mm。

4.根据权利要求3所述的电磁加热线圈盘，其特征在于，所述绝缘传热体（4）为0.2mm-2mm厚度的玻璃板或陶瓷板。

5.根据权利要求3所述的电磁加热线圈盘，其特征在于，所述绝缘传热体（4）为0.1mm-0.2mm厚度的柔性胶板。

6.根据权利要求1所述的电磁加热线圈盘，其特征在于，所述支架（1）形成有多个围绕支架的中心体呈放射状布置且贯通所述支架（1）的长形孔（5），所述磁芯（2）为多个数量与所述长形孔（5）的数量相同的磁板，其中，每个所述磁板固定安装在各自对应的所述长形孔（5）内，所述线圈绕组（3）和所述绝缘传热体（4）设置在所述磁板上。

7.根据权利要求6所述的电磁加热线圈盘，其特征在于，所述磁板为U形磁板（6），其中，所述线圈绕组（3）和所述绝缘传热体（4）位于所述U形磁板（6）的空间（7）内。

8.根据权利要求7所述的电磁加热线圈盘，其特征在于，所述绝缘传热体（4）为条状板（8），所述条状板（8）的长度和所述空间（7）的底面长度相同，其中，每个所述条状板（8）沿着各自对应的所述空间（7）的底面的长度方向固定设置在所述空间（7）底面和所述线圈绕组（3）之间。

9.根据权利要求7所述的电磁加热线圈盘，其特征在于，所述绝缘传热体（4）为环状板（9），其中，所述线圈绕组（3）和所述环状板（9）位于多个所述U形磁板（6）的空间（7）内。

10.根据权利要求1所述的电磁加热线圈盘，其特征在于，所述绝缘传热体（4）为环状板（9）；所述磁芯（2）为多个U形磁板（6），多个所述U形磁板（6）通过各自的空间（7）呈放射状地卡接在所述环状板（9）上，使得所述环状板（9）和所述线圈绕组（3）位于多个所述U形磁板（6）的空间（7）内。

11.根据权利要求7-10中任意一项所述的电磁加热线圈盘，其特征在于，所述绝缘传热体（4）通过导热胶层粘结于所述空间（7）的底面。

12.一种电磁加热厨具，其特征在于，所述电磁加热厨具设置有根据权利要求1-11中任意一项所述的电磁加热线圈盘。

13.一种电磁加热方法，其特征在于，所述电磁加热方法包括在权利要求1-11中任意一项所述的电磁加热线圈盘开始运行时通过布置在线圈绕组和磁芯之间的绝缘传热体将所述线圈绕组开始加热时产生的热量直接传递到所述磁芯，以使得所述磁芯的温度迅速达到功率损耗最低值的温度。

14.根据权利要求13所述的电磁加热方法，其特征在于，所述电磁加热线圈盘对锅具进行加热，其中，所述锅具的热量向下传递以加热所述磁芯。

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