CN115191648A - 用于水烟加热的电磁加热器及水烟电磁加热装置 - Google Patents

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CN115191648A CN202210876149.0A CN202210876149A CN115191648A CN 115191648 A CN115191648 A CN 115191648A CN 202210876149 A CN202210876149 A CN 202210876149A CN 115191648 A CN115191648 A CN 115191648A
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Abstract

本发明公开了一种用于水烟加热的电磁加热器，包括壳体和安装于壳体内的电磁加热主体，所述壳体包括隔热底盘，所述电磁加热主体包括励磁线圈和驱动电路，所述励磁线圈呈片状并由导线绕一中心逐渐向外盘旋而成，所述励磁线圈朝向所述隔热底盘方向，所述驱动电路控制所述励磁线圈向所述隔热底盘外发出可使电磁感应件产生涡流效应的高频交流信号。本发明还公开了一种水烟电磁加热装置。本发明将励磁线圈与电磁感应件分开，将电磁感应件设于烟碗处，将励磁线圈制成片状，可对相对侧的电磁感应件高效率输出高频交流信号使得电磁感应件产生涡流效应，电磁感应件随之发热以加热烟碗中的烟雾生成物，加热效率高且安全可靠。

Description

用于水烟加热的电磁加热器及水烟电磁加热装置
技术领域
本发明涉及水烟加热，尤其涉及为水烟加热的水烟加热碳。
背景技术
阿拉伯水烟起源于印度，主要流行在阿拉伯国家，参考图1，水烟一般包括盛放烟丝10或烟膏的烟碗11、盛放过滤水121的烟瓶12、设于烟瓶12侧壁上的烟管122，烟碗11底部设有连通烟碗11内部的通气管111，一过滤管13连通通气管111和烟瓶12中的过滤水121。使用时，先在烟瓶12盛水，过滤水121淹过过滤管13一指即可，水位不要太高，在烟瓶12上面放置烟碗11，烟碗11的通气管111插入过滤管13中，在烟碗11和烟瓶12上方之间设置硅胶的密封圈14。接着，在烟碗11中放入烟丝10，用一小块儿锡纸把整个放好烟丝的烟碗上方包住，在上面扎些气孔，把烧好的木炭放在扎好孔的锡纸上面，在烟管122上插上抽烟管15，即可开始拿起抽烟管15末端的烟嘴吸烟。吸烟时，木炭隔着锡纸对烟碗11内的烟丝10进行加热使得烟丝燃烧，从抽烟管15外吸烟时，空气从锡纸上的气孔进入烟碗11，经过烟丝10后通过过滤管13进入过滤水121中过滤后，从烟管122穿过抽烟管15被人吸食。
然而，这种传统的水烟加热技术时，不但操作复杂，木炭温度不可控使得烟味不够浓。而且，在吸烟过程中木炭燃烧会产生有害气体，吸入后对人体有害，木炭燃烧为明火状态，容易产生火灾。木炭燃烧后会产生炭灰，会污染环境。
为此，在专利CN203952409U中公开了一种电加热水烟烟碗，直接在烟碗的底部设置加热的金属管，在加热金属管上缠绕涡流线圈，使用时，可通过涡流线圈对加热金属管直接加热，使得加热金属管发热烤焦烟丝。但是，这种电加热水烟烟碗使用后，难以清理烟碗，长时间使用后，烟碗下堆积过多烤焦的烟渍，使得烟碗加热效率极低，且加热源在烟碗底部，空气很难均衡进入发热处，使得烟丝燃烧的均匀度不够，尤其初期吸食时，效果很差。
而在中国专利CN101483942A中公开了一种水烟电子碳，使用高导热陶瓷作为集体对取代了水烟木炭，然而这种水烟电子碳使用时，一方面会阻挡一些锡纸上的气孔，使得空气很难进入烟碗中，吸烟量有限，用于多人吸烟时，往往效果很差；另一方面，这种水烟电子碳只能通过导热性能加热锡纸，然后通过锡纸加热烟丝，如果现有水烟木炭一样，加热效率差，甚至为了增加加热效率，经常需要一个功率极大，体积很大的变压器进行供电。
故，急需一种可解决上述问题的水烟加热装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于水烟加热的电磁加热器及水烟电磁加热装置，加热效率高、安全可靠。
为了实现上述目的，本发明公开了一种用于水烟加热的电磁加热器，包括壳体和安装于壳体内的电磁加热主体，所述壳体包括隔热底盘，所述电磁加热主体包括励磁线圈和驱动电路，所述励磁线圈呈片状并由导线绕一中心逐渐向外盘旋而成，所述励磁线圈朝向所述隔热底盘方向，所述驱动电路控制所述励磁线圈向所述隔热底盘外发出可使电磁感应件产生涡流效应的高频交流信号。
较佳地，所述隔热底盘为陶瓷盘或云母件，隔热效果好，不会对高频交流信号的通过产生干扰，且成本低。当然，该隔热底盘也可以由其他非磁性非金属隔热材料制成，不限于陶瓷盘。
较佳地，所述隔热底盘上凸设有若干支撑壳体的支撑脚，所述支撑脚可支撑于烟碗上方并在所述隔热底盘和烟碗之间形成与烟碗内连通的进气孔。本发明电磁感应器底部设置有多个支撑脚可将电磁感应器的壳体撑起，并在电磁感应器和烟碗之间形成进气孔，便于空气进入烟碗，可使得烟雾生成物充放燃烧，吸烟体验好。其中，隔热底盘可直接支撑于烟碗上，也可以间接支撑于烟碗上。
具体地，所述支撑脚绕所述隔热底盘中心分布，并在若干所述支撑脚环绕的中间形成与所述励磁线圈位置对应的加热区域。
具体地，所述支撑脚设置于所述隔热底盘临近边沿的位置，便于支撑脚支撑于烟碗上。
较佳地，所述隔热底盘中间向外凸伸有外凸台，所述外凸台背面于所述壳体内形成凹陷于周沿的凹坑，所述励磁线圈安装于所述凹坑内。
具体地，所述外凸台台面所在水平面低于所述支撑脚末端，所述支撑脚设置于所述隔热底盘临近边沿的位置并绕所述隔热底盘中心分布，且所述支撑脚支撑于所述烟碗的碗口上时，所述外凸台伸入所述烟碗内。
更具体地，所述外凸台周沿向外凸设形成有多个卡合凸块，所述卡合凸块与所述支撑脚交错设置，所述卡合凸块外侧与所述隔热底盘中心之间的距离大于等于所述支撑脚内侧与所述隔热底盘中心之间的距离，小于所述支撑脚外侧到隔热底盘中心的距离，且所述卡合凸块外侧末端倾斜以形成导向壁，便于外凸台伸入烟碗内。
较佳地，所述电磁加热器还包括可盖于烟碗上的耐热碗盖，所述耐热碗盖上表面与所述烟碗的碗口配合的位置凹设有一容纳腔，所述容纳腔的底壁上开设有贯穿的通孔，所述隔热底盘中间凸设有与所述容纳腔凹凸配合的外凸台，所述壳体活动架设于所述耐热碗盖上，所述外凸台伸入所述容纳腔，并使所述耐热碗盖和隔热底壳之间形成与外部连通的进气孔，且所述进气孔与所述通孔连通。
较佳地，所述电磁加热主体还包括控制单元和供电单元，所述供电单元对所述驱动电路供电，所述控制单元控制所述驱动电路动作。
具体地，所述壳体包括顶壳、底壳，以及安装于所述顶壳和底壳之间的隔离盖，所述顶壳与所述隔离盖之间形成安装所述控制单元和供电单元的第一腔室，所述隔离盖与所述底壳之间形成安装所述励磁线圈的第二腔室，所述隔离盖隔离所述第一腔室和第二腔室，所述隔热底盘形成所述底壳的底壁。隔离盖可有效隔离电磁加热主体的控制供电部分和电磁生成部分(励磁线圈)，防止控制供电部分与电磁生成部分(励磁线圈)之间的热量、电磁影响。
具体地，所述隔离盖的中间向所述第二腔室凹陷以形成一隔离腔，所述隔离腔区别于所述第一腔室，所述隔离盖背对所述隔离腔的一侧形成向外凸伸的内凸台，所述励磁线圈安装于所述内凸台与所述隔热底盘之间。
具体地，所述励磁线圈安装于所述内凸台上并与所述隔热底盘之间具有间距。
具体地，所述底壳包括环形固定框和卡合于所述环形固定框上的隔热底盘。
较佳地，所述壳体外形成有把持的把手。
较佳地，所述励磁线圈远离所述隔热底盘的一侧设有一电磁屏蔽片，所述励磁线圈安装于所述电磁屏蔽片上。电磁屏蔽片可有效防止励磁线圈的电磁场影响到第一腔室的控制供电部分。
较佳地，所述电磁屏蔽片上开设有一从边沿连通至中心的半径孔，所述励磁线圈沿其第一端从边沿逐渐向内盘旋到中心后沿所述半径孔引出所述励磁线圈的第二端。
较佳地，所述励磁线圈的导线横截面在径向的长度大于沿所述励磁线圈的中心线方向的长度，节省能源，加热效率高，便于使得电磁感应件形成涡流感应。
本发明还公开了一种水烟电磁加热装置，包括电磁加热器和电磁感应件，所述电磁感应件安装于烟碗处，所述电磁加热器如上所述，安装于所述烟碗上方并使所述隔热底盘与所述烟碗的碗口相对，所述电磁加热器的励磁线圈发出高频交流信号以使得所述烟碗处的电磁感应件产生涡流效应。
较佳地，所述电磁感应件为包裹于所述烟碗碗口上的锡纸或安装于所述烟碗碗口上的金属片或盛放于烟碗碗内的电磁感应片，所述锡纸或金属片上具有若干通气孔，所述电磁感应件对所述烟碗中的烟雾生成物加热以产生烟雾。
较佳地，所述电磁感应件安装于烟碗碗口上且其上形成有盛烟凹槽，所述盛烟凹槽用于盛放烟雾生成物，所述电磁感应件对所述盛烟凹槽中的烟雾生成物加热，所述盛烟凹槽底部设有与所述烟碗内连通的通气孔，空气进入所述盛烟凹槽辅助燃烧产生烟雾后，产生的烟雾穿过所述通气孔进入烟碗内，并通过烟碗内的通气管进入水烟的烟瓶内。该方案使得烟雾生成物无需放置于烟碗内，可放于电磁感应件上，加热方便，效率高。
与现有技术相比，本发明公开了一种电磁加热器对烟雾生成物(烟丝、烟膏等)进行加热，使用时，可采用传统方式在烟碗上包裹锡纸作为电磁感应件，也可以在烟碗或烟碗上中放可接触烟雾生成物的电磁感应件，然后将电磁加热器直接放在在烟碗上，通过电磁加热器中的励磁线圈使得电磁感应件产生涡流效应，使得电磁感应件发热对烟雾生成物加热使得烟雾生成物燃烧。一方面，本发明通过电磁感应器对电磁感应件加热，加热效率高，对供电器的功率需求小。另一方面，本发明励磁线圈呈片状并由导线绕一中心逐渐向外盘旋而成，可直接使得隔热底盘外侧的电磁感应件在涡流效应下直接发热点燃烟雾生成物，无需其他部件导热，更进一步增加了烟雾生成物的加热效率。再一方面，本发明的电磁感应件仅接受电磁加热器的高频电磁信号，从而升温加热，加热用的电磁感应件本身不与任何电路进行电气连接，大幅度地提高了系统的稳定性和可靠性。
附图说明
图1是传统水烟的结构图。
图2是本发明电磁加热器的立体图。
图3是本发明电磁加热器的俯视图。
图4是本发明电磁加热器的立体分解图。
图5是本发明励磁线圈与电磁屏蔽片安装的结构图。
图6是本发明励磁线圈与电磁屏蔽片安装另一角度的结构图。
图7a是本发明电磁加热器的结构框图。
图7b是本发明一实施例中驱动电路的结构图。
图7c是本发明另一实施例中驱动电路的结构图。
图7d是本发明又一实施例中驱动电路的结构图。
图7e是本发明水烟电磁加热装置主回路电路图。
图8是本发明第一实施例中水烟电磁加热装置安装于水烟上的结构图。
图9是本发明第一实施例中水烟电磁加热装置的侧视图。
图10是本发明第一实施例中电磁感应件的结构图。
图11是本发明第二实施例中水烟电磁加热装置安装于水烟上的结构图。
图12是本发明第三实施例中水烟电磁加热装置安装于水烟上的结构图。
图13是区别于本发明第一实施例的另一实施例中水烟电磁加热装置安装于水烟上的结构图。
图14是本发明第二实施例中水烟电磁加热装置安装于水烟上的结构图。
图15是本发明第三实施例中水烟电磁加热装置安装于水烟上的结构图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
参考图8和图9，本发明公开了一种水烟电磁加热装置，包括电磁加热器200和电磁感应件40，所述电磁感应件40安装于水烟的烟碗11上并可接触烟碗11内的烟雾生成物10(烟丝或烟膏)，所述电磁加热器200中具有励磁线圈31和驱动电路32，驱动电路32可驱动励磁线圈31发出高频交流信号以使所述电磁感应件40产生涡流效应。
参考图2至图4，所述电磁加热器200包括壳体20和安装于壳体20内的电磁加热主体30，所述壳体20包括隔热底盘21，所述电磁加热主体30包括励磁线圈31和驱动电路32，所述励磁线圈31呈片状并由导线311绕一中心逐渐向外盘旋而成，所述励磁线圈31朝向所述隔热底盘21方向，所述驱动电路32控制所述励磁线圈31向所述隔热底盘21外发出可使电磁感应件40产生涡流效应的高频交流信号。其中，励磁线圈31由导线31在一个平面盘旋而成。
本实施例中，所述电磁感应件40活动架设于水烟的烟碗11上并可接触烟碗11内的烟雾生成物10(烟丝或烟膏)，所述电磁加热器200活动架设于电磁感应件40上，且电磁感应件40在所述烟碗11碗口的位置开设有贯穿的通气孔41，并可对电磁感应件40发出高频交流信号以使电磁感应件40产生涡流效应。所述电磁加热器200具有励磁线圈31和驱动电路32，驱动电路32可驱动励磁线圈31发出高频交流信号以使所述电磁感应件40产生涡流效应。其中，本发明的活动架设为可在横向(与碗口平行的方向)略微移动(非卡接)、纵向(与烟碗中心平行方向)自由拿起的安装结构，拿起电磁感应件40时，不会带动烟碗11，可直接拿起。
参考图9，电磁感应器200活动架设于电磁感应件40上时，所述电磁加热器200和所述电磁感应件40之间具有与外界连通的进气孔210，所述进气孔210还连通所述通气孔41。其中，所述隔热底盘21上凸设有若干支撑壳体20的支撑脚211，所述支撑脚211可支撑于烟碗11上并在所述隔热底盘21和烟碗11之间形成与烟碗11连通的进气孔210。支撑脚211可位于隔热底盘21边沿位置，也可以位于隔热底盘21中间位置，只需将隔热底盘21悬空架设于烟碗上即可。电磁感应件40为架设于烟碗11的碗口处的金属片。
参考图1和图8，电磁感应件40与烟碗11中的通气管111之间具有间距。吸烟时，驱动电路32可驱动励磁线圈31发出高频交流信号以使所述电磁感应件40产生涡流效应，以使电磁感应件40加热烟雾生成物10，烟雾生成物10随之产生烟雾，人吸抽烟管15时，空气从进气孔210进入通气孔41，从通气孔41进入烟碗11，将烟碗11中产生的烟雾通气管111进入过滤管13，从过滤管13进入过滤水121中过滤后，从烟管122穿过抽烟管15被人吸食。
参考图8和图10，本实施例中，架设于烟碗11上的电磁感应件40包括周沿42、中间向下凹陷的中心加热部43，周沿42支撑于烟碗11的碗口边沿上并封闭所述碗口周沿，以防止烟雾从碗口周沿溢出，所述中心加热部43的下表面凹设于烟碗11内，并配合周沿42使得电磁感应件40同时形成遮盖烟碗11的碗盖。本实施例中，所述加热部43呈圆形槽。当然，加热部43也可以为方形槽或其他槽。
参考图13，在另一实施例中，所述加热部43a也可以为环形槽，此时，加热部可伸入到烟碗的通气管111顶端下方，也可以只延伸到通气管111上方。
上述实施例中，加热件40可以为一体件，加热件40的周沿部分和中心部分与加热部43a为同一材料制成的一体件。在另一实施例中，加热件40也可以为嵌合件，中心部分与加热部43a为不同材料制成，与通气管111相对的中心部分为非感磁且耐热材质，例如陶瓷材料等。
其中，电磁感应件40还包括由周沿42向外延伸形成的操作柄44，用户可用夹子夹取操作柄44将使用完成的电磁感应件40从烟碗11上拿下。操作并44上具有挂孔441，用户可通过挂孔441将电磁感应件40挂在钩子上收纳。
本实施例中，电磁感应件40由金属片(例如马口铁片、不锈钢片、不锈铁片等)冲压而成，也可以为其他可电磁感应的材料，或者夹杂金属物质的材料。
参考图8，所述隔热底盘54与所述电磁感应件40的加热部43之间具有间距以形成加热腔400，所述加热腔400一端连通进气孔210，一端连通通气孔41，吸烟时，外部的空气通过进气孔41进入加热腔210，在加热腔210处被所述电磁感应件40加热后从所述通气孔41进入所述烟碗11中。将电磁加热器200放于电磁感应件40上打开开关，电磁感应件40即可产生涡流效应而发热，如果未吸烟，则留在加热腔400处的空气会在电磁感应件40作用下加热，使得电磁感应件外部为热空气，一方面使得吸烟时，外部进入烟雾生成物10中的空气为暖空气，吸烟体验好，一方面，也使得烟碗内的温度足够高且稳定，电磁感应件40的温度变化小，烟雾生成物10的燃烧稳定。
在一实施例中，为了更好的遮盖烟碗11，电磁感应件40的周沿42外还具有向下弯折以包裹烟碗11周沿的下弯边，操作柄44形成于下弯边末端。
参考图2和图3，所述支撑脚211绕所述隔热底盘21中心分布，并在若干所述支撑脚211环绕的中间形成与所述励磁线圈31位置对应的加热区域。具体地，所述支撑脚211设置于所述隔热底盘21临近边沿的位置。
参考图2、图3和图8，所述隔热底盘21中间向外凸伸有外凸台212，所述外凸台212背面于所述壳体20内形成凹陷于周沿的凹坑，所述励磁线圈31安装于所述凹坑内。
具体地，所述外凸台212台面所在水平面低于所述支撑脚211末端，所述支撑脚211设置于所述隔热底盘21临近边沿的位置并绕所述隔热底盘21中心分布，且所述支撑脚211支撑于所述烟碗11的碗口上时，所述外凸台212伸入所述烟碗11内。
本实施例中，支撑脚211支撑于电磁感应件40的周沿42上，外凸台212伸入中心加热部43的凹陷处并与电磁感应件40的加热部43凹凸配合。其中，外凸台212的半径小于加热部43，外凸台212到支撑脚211末端的距离小于加热部43的深度。
参考图2和图3，所述外凸台212周沿向外凸设形成有多个导向凸块213，所述导向凸块213与所述支撑脚211交错设置，所述导向凸块213外侧与所述隔热底盘21中心的距离大于等于所述支撑脚211内侧与所述隔热底盘21中心的距离，小于所述支撑脚211外侧到隔热底盘21中心的距离，并导向凸块213外侧末端倾斜以形成导向壁(如图2所示，导向壁用于将外凸台212导入加热部43的凹坑中)。
其中，导向通道形成于相邻导向凸块213之间，具体沿盛烟器11中心线方向(纵向)延伸，加热腔400形成于外凸台212和加热部43之间，所述导向通道有多个并位于所述加热腔400外侧上方。该方案使得空气需要先从进气孔下行一段时间在水平进入加热腔400。其中，进气孔210位于加热腔400的上方外侧，导向通道由上至下延伸。本实施例中，导向通道为从上至下的纵向通道，并未在外凸台212轴向延伸，在另一实施例中，导向通道也可以为盘旋于外凸台外的螺旋通道。
本实施例中，所述电磁感应件40的加热部43底部为相对于盛烟器11入口平行的平直片状，所述底壳21与所述加热部43相对的位置为平直状，以使所述加热腔400呈扁平状。当然，电磁感应件40的加热部42的底部也可以呈锥形、向下倾斜的三角形、锥形、球形等形状，不限于片状。
较佳地，所述电磁加热主体30还包括控制单元33和供电单元，所述供电单元对所述驱动电路32供电，所述控制单元33控制所述驱动电路32动作。
参考图7a，为本发明电磁加热主体30的电路框图。其中，供电单元包括蓄电电池341、充电管理单元342、电源管理单元343、直流接口345，直流接口345通过充电管理单元342接蓄电电池341，充电管理单元342管理蓄电电池341的充放电，电源管理单元342将蓄电电池中的电能转换为对应的电压输送至驱动电路32以对驱动电路32供电。
其中，供电单元还包括辅助电源344，辅助电源344通过供电接口347接电源管理单元342，将外部的市电转换为供电电压输送至电源管理单元342，电源管理单元342所述供电电压转换为对应的电压输送至驱动电路32以对驱动电路32供电。
其中，直流接口345还接电源管理单元343，电源管理单元343将直流接口345输入的电能转换为对应的电压输送至驱动电路32以对驱动电路32供电。该直流接口345可以为USB接口、mrico USB、type－c等直流供电接口。本实施例中，蓄电电池341为锂电池。
以上，本实施例具有三种电源输入方式：辅助电源供电、直流接口供电以及蓄电电池供电。控制单元33接电源管理单元342，并控制电源管理单元342依据优先级对电源输入方式进行选择，其优先级从高到底为：辅助电源供电、直流接口供电、蓄电电池供电。电源管理单元342依据不同的输入电压设计不同的拓扑结构，如直通模式、升压模式、降压模式、升降压模式。
参考图7e，为电磁加热主体30的电路原理图，包括供电单元提供的三种电源输入：辅助电源供电VDC、直流接口供电VUSB以及蓄电电池供电VBAT，电源管理单元342将不同电源输入方式输入的电能转换为驱动电路32所需的电压，驱动电路32在控制单元33的控制下控制LC网络输出相应的高频交流信号，LC网络包括串联的谐振电容和谐振电感(励磁线圈31)，LC网络将高频交流信号发送至电磁感应件40，电磁感应件40接收高频交流信号以产生涡流效应，从而产生热量。其中，电磁加热主体30还具有电压检测电路331和电流检测电路332，分别采集LC网络两端的电压和励磁线圈31上的电流，并将检测到的电压和电流输送至控制单元33。
高频交流信号发送至电磁感应件40时，电磁感应件40上回产生感应电流，由于电磁感应件40的电阻率随着温度变化而变化，在通常温度范围内，电磁感应件40的电阻率随温度作线性变化，变化关系可以表示为：ρ＝ρ0(1+αt)，式中ρ与ρ0分别是当前温度t℃和0℃时的电阻率；α是电磁感应件40电阻率的温度系数，t为电磁感应件的温度值。故，电磁感应件40电阻的变化跟温度的变化存在线性关系。即：t＝(R-R0)/(R0*α)，式中R与R0分别是当前温度t℃和0℃时的电阻值，α是电磁感应件40电阻率的温度系数。根据公式可得出：当温度上升时，电磁感应件40的电阻也会增大；从而LC网络所在回路电流也会随之减少，反馈到驱动电路32的功率也会减少，也就是说，LC网络所在驱动回路的功率也会减少。驱动回路的功率和电磁感应件40的温度成线性关系。根据功率计算公式P＝UI得出：只要计算出驱动回路的功率就可以计算出电磁感应件40温度。在控制单元33的存储器中，存储有温度控制对应的驱动回路的电流值、电压值、功率值、功率对应温度的系数、设定温度等，当整个系统启动工作后，控制单元33实时获取电压检测电路331和电流检测电路332检测到的驱动回路中的电流和电压，依据电流和电压计算出驱动回路的功率，根据功率对应温度的系数计算出电磁感应件40温度，将设定温度和电磁感应件40温度进行比较，当电磁感应件40温度大于设定值时，控制单元33控制驱动电路32暂停输出控制信号给LC网络，电磁感应件40暂停加热。当电磁感应件40温度小于设定值时，驱动电路32继续输出控制信号给LC网络，电磁感应件40继续加热，从而进行温度控制。
较佳者，在控温过程中，实时对检测到的电磁感应件40的温度进行积分，预先确定出温度积分的上限值和下限值，当温度积分迅速超过上限值时，判定吸烟，并进行吸烟口数计数。
其中，控制单元33包括MCU、开关按钮333以及检测电路，触压开关按钮333可输入启动命令，MCU依据启动命令进行工作状态，以控制驱动电路32工作。当然，MCU也通过检测电路检测是否具有电磁感应件，若无，则进入待机状态，以预设频率检测，在检测到电磁感应件时，进入工作状态。检测电路包括电压检测电路331和电流检测电路332，MCU可通过电压检测电路331和电流检测电路332采集到的电压和电流判断电磁感应件是否存在。其中，MCU、开关按钮333、检测电路以及驱动电路32均安装于电路板26上。
参考图7b，在一实施例中，驱动电路32为全桥驱动电路，可极大提高工作效率，节约能耗。
其中，驱动电路32由MOS管Q1、MOS管Q2、MOS管Q3、MOS管Q4组成，并与LC网络构成高频信号产生电路的主回路。LC网络由谐振电容C1、谐振电感L1组成。谐振电感L1为励磁线圈31等效成的电感，R为电磁感应件等效的电阻，用于接收电感L1发送的高频交流信号从而产生热量。其中，LC网络为串联谐振网络，谐振频率为：
Figure BDA0003761168550000121
当控制单元33控制驱动电路32动作使得驱动信号的频率f＝f0时，电路将产生谐振。工作时的时序为：信号正半周时，电流由VCC－＞Q1－＞C1－＞L1－＞Q4－＞GND；信号负半周时，电流由VCC－＞Q2－＞L1－＞C1－＞Q3－＞GND。
参考图7c，在另一实施例中，驱动电路32可以为半桥驱动电路。
其中，驱动电路32由MOS管Q5、MOS管Q6组成，并与LC网络构成高频信号产生电路的主回路。LC网络由谐振电容C1、谐振电感L1组成。谐振电感L1为励磁线圈31等效成的电感，R为电磁感应件等效的电阻，用于接收电感L1发送的高频交流信号从而产生热量。其中，LC网络为串联谐振网络，谐振频率为：
Figure BDA0003761168550000122
当控制单元33控制驱动电路32动作使得驱动信号的频率f＝f0时，电路将产生谐振。工作的时序为：信号正半周时，电流由VCC－＞Q1－＞C1－＞L1－＞GND；信号负半周时，电流由L1－＞C1－＞L1－＞Q2－＞GND。
参考图7d，在又一实施例中，驱动电路32为E类放大电路。
其中，驱动电路由MOS管Q7、电容C2以及高频扼流圈L0组成，并与LC网络构成高频信号产生电路的主回路。LC网络由谐振电容C1、谐振电感L1组成。谐振电感L1为励磁线圈31等效成的电感，R为电磁感应件等效的电阻，用于接收电感L1发送的高频交流信号从而产生热量。其中，LC网络为串联谐振网络，谐振频率为：
Figure BDA0003761168550000123
当控制单元33控制驱动电路32动作使得驱动信号的频率f＝f0时，电路将产生谐振。
参考图4和图8，所述壳体20包括顶壳22、底壳23，以及安装于所述顶壳22和底壳23之间的隔离盖24，所述顶壳22与所述隔离盖24之间形成安装所述控制单元33和供电单元的第一腔室201，所述隔离盖24与所述底壳23之间形成安装所述励磁线圈31的第二腔室202，所述隔离盖24隔离所述第一腔室201和第二腔室202，所述隔热底盘21形成所述底壳23的底壁。隔离盖24可有效隔离电磁加热主体30的控制供电部分和电磁生成部分(励磁线圈31)，减小控制供电部分与电磁生成部分(励磁线圈31)之间的热量影响和电磁影响。
参考图4和图8，所述隔离盖24的中间向所述第二腔室202凹陷以形成一隔离腔203，所述隔离腔203区别于所述第一腔室201，所述隔离盖24背对所述隔离腔203的一侧形成向外凸伸的内凸台241，所述励磁线圈31安装于所述内凸台241与所述隔热底盘21之间。
参考图8，所述励磁线圈31安装于所述内凸台241上并与所述隔热底盘21之间具有间距。
本实施例中，隔离盖24的边沿具有若干安装位，隔离盖24通过安装位安装于顶壳22上，顶壳22和底壳23之间具有相互配合的安装组件，顶壳22和底壳23通过安装组件安装在一起，壳体20组接时，先将控制单元33和供电单元安装于顶壳22中，再将隔离盖24安装于顶壳22上以封闭第一腔室201，再将励磁线圈31安装于隔离盖24的内凸台241，然后将底壳23安装于顶壳22上以封闭第二腔室202。
参考图4和图8，所述底壳23包括环形固定框230和卡合于所述环形固定框230上的隔热底盘21。参考图4，所述隔热底盘21为陶瓷盘。当然，该隔热底盘21也可以由其他非磁性非金属隔热材料制成，不限于陶瓷盘，例如可以为云母件。
本实施例中，隔热底盘21为同一材料制成一体件，在一实施例中，隔热底盘21中与电磁感应件40接触的位置：支撑脚211为耐高温材料制成，不与电磁感应件40接触的其他地方材料对耐高温性能要求更低。
参考图2至图4，所述壳体20外形成有把持的把手25。
参考图5和图8，所述励磁线圈31远离所述隔热底盘21的一侧设有一电磁屏蔽片35，所述励磁线圈31安装于所述电磁屏蔽片35上。电磁屏蔽片可有效防止励磁线圈31的电磁场影响到第一腔室201的控制供电部分。其中，电磁屏蔽片可以由高磁导率材料制成，用于屏蔽其他方向的金属件产生涡流现象。
参考图5和图6，所述电磁屏蔽片35上开设有一从边沿连通至中心的半径孔351，所述励磁线圈31沿其第一端从边沿逐渐向内盘旋到中心后沿所述半径孔351引出所述励磁线圈31的第二端。
参考图5和图6，所述励磁线圈31的导线311的横截面在径向的长度(宽度方向的长度)大于沿中心线方向的长度(厚度方向的长度)，且所述导线311厚度所在面与隔热底盘21相对。
较佳者，参考图5和图6，励磁线圈31的导线311为扁平状(截面可以为矩形、椭圆形等)，并使其扁平面与所述隔热底盘21相对。当然，励磁线圈31的导线311的截面也可以为三角形、梯形。励磁线圈31的导线311可以由一包裹有绝缘层的导体组成，也可以由多个包裹有绝缘层的导体组成。
上述实施例中，电磁加热器200的隔热底盘21通过电磁感应件40间接架设于烟碗11上，隔热底盘21与电磁感应件40具有在径向进行限位的凹凸配合结构，防止隔热底盘21径向滑出电磁感应件40。
当然，在其他实施例中，励磁线圈31的导线截面也可以为圆形或者方形。
上述实施例中，电磁感应件40盖于烟碗11上，进通过通气孔41使得烟碗与外界空气连通。
上述实施例中，电磁加热器200活动架设于电磁感应件40上，区别于上述实施例，电磁感应件40也可以直接可拆卸连接于电磁加热器200上，例如卡接于电磁加热器200的壳体20底部，或者旋接于电磁加热器200的壳体20底部。
上述实施例中，电磁加热器200的隔热底盘21和电磁感应件40的加热部43之间具有间距以形成一个扁平状的加热腔400，区别于上述实施例，感应件40和/或隔热底盘21的底部设有连通至通气孔41处的一个或多个沟槽，一个沟槽的一端连通进气孔210，另一端连通一个或多个通气孔41，该方案使得进气孔210和通气孔41之间通过通气通道连通，不具有加热腔。
区别于上述实施例，参考图11，在本发明第二实施例中，电磁感应件40为包裹于烟碗11碗口上的锡纸，碗口上方的锡纸上扎有若干通气孔，电磁加热器200的隔热底盘21直接架设于烟碗11的碗口上，隔热底盘21的外凸台212与烟碗11的碗口凹凸配合(导向凸块213与烟碗11内部上边沿抵触)，以防止隔热底盘21在径向滑出烟碗11。
区别于第一实施例和第二实施例，参考图12，在本发明第三实施例中，所述电磁加热器还包括可盖于所述烟碗11上的耐热碗盖50，所述耐热碗盖50与烟碗11碗口配合的位置凹设有一容纳腔51，所述容纳腔51的底壁上开设有贯穿的通气孔511，所述隔热底盘21中间凸设有与所述容纳腔51凹凸配合的外凸台212，所述壳体20活动架设于所述耐热碗盖上，所述外凸台212伸入所述容纳腔51，并使所述耐热碗盖50和隔热底壳23之间形成与外部连通的进气孔，且所述进气孔与所述通气孔511连通。
本实施例中，耐热碗盖50为陶瓷盖，当然，耐热碗盖50也可为其他非隔磁非金属材料制成，只需具有良好的耐热效果即可，以具有保温隔热性能的材料为佳。
本实施例中，隔热底盘21活动架设于耐热碗盖50上，在另一实施例中，隔热底盘21也可以与耐热碗盖50连接(固定连接、卡合连接或其他连接方式)。在又一实施例中，隔热底盘21为直接支撑盖于烟碗11上的碗盖形态，且与烟碗11碗口对应的位置开设有与外界连通的气道。
在本实施例中，耐热碗盖50上从边沿向中间开设有与通气孔511连通的导气沟槽，该导气沟槽的另一端连通至进气孔。
当然，在另一实施例中，耐热碗盖50的容纳腔51的深度大于支撑脚211到外凸台212的距离，使得隔热底盘21架设于耐热碗盖50上时，外凸台211与容纳腔51之间形成保温隔热腔。
本实施例中，电磁感应件40b为自由放置于烟碗11中的金属片或金属环，该实施例中，电磁感应件40b为一次性用具或者可以使用数次的非长期用品。
如果电磁感应件40b的面积较大，可以在电磁感应件40b上开设贯穿的气孔，便于烟雾生成物10燃烧。当然，电磁感应件40b上也可以不开设气孔。
参考图14，为本发明第四实施例，区别于上述实施例，在本实施例中，电磁感应件40b上凹设有盛放烟雾生成物10的盛烟凹槽43b，所述盛烟凹槽43b底部设有与所述烟碗11内连通的通气孔41，空气进入所述盛烟凹槽43b辅助烟雾生成物10燃烧后，烟雾穿过所述通气孔41进入烟碗11内，并通过烟碗11内的通气管111进入水烟的烟瓶12内。
其中，电磁感应件40c与烟碗11中的通气管111之间具有间距。盛烟凹槽43b同时构成电磁感应件40b的加热部43b。
较佳者，电磁感应器200的隔热底盘21架设于电磁感应件40b上，并与电磁感应件40b之间形成于外界连通的进气孔(相邻支撑脚211之间)，进气孔与盛烟凹槽43b连通。加热部43b于隔热底盘21上的外凸台211凹凸配合。
为了防止烟雾溢出，电磁感应器200的隔热底盘21架设于电磁感应件40b上的同时，还遮盖盛烟凹槽43b。
参考图15，为本发明第四实施例，区别于第一实施例，在本实施例中，电磁感应件40c上凹设有盛放烟雾生成物10的盛烟凹槽43c，所述盛烟凹槽43c为与烟碗11的盛烟区域对应的环形，所述盛烟凹槽43c底部设有与所述烟碗11内连通的通气孔41，空气进入所述盛烟凹槽43c辅助烟雾生成物10燃烧后，烟雾穿过所述通气孔41进入烟碗11内，并通过烟碗11内的通气管111进入水烟的烟瓶12内。
其中，电磁感应件40c与烟碗11中的通气管111之间具有间距。盛烟凹槽43c同时构成电磁感应件40b的加热部43c。
较佳者，电磁感应器200的隔热底盘21架设于电磁感应件40c上，并与电磁感应件40c之间形成于外界连通的进气孔(相邻支撑脚211之间)，进气孔与盛烟凹槽43c连通。
为了防止烟雾溢出，电磁感应器200的隔热底盘21架设于电磁感应件40c上的同时，还遮盖加热部43c，最低遮盖盛烟凹槽43c。
本实施例中，加热件40c可以为一体件，加热件40c的周沿部分和中心部分与加热部43c为同一材料制成的一体件。在另一实施例中，加热件40c也可以为嵌合件，中心部分与加热部43c为不同材料制成，与通气管111相对的中心部分为非感磁且耐热材质，例如陶瓷材料等。
当然，区别于上述实施例，可直接将第一实施例中的电磁感应器200架设在烟碗上，电磁感应件40自由放置于烟碗11内，以通过电磁感应器200对电磁感应件40加热。电磁感应器200的隔热底盘21遮盖于烟碗11上，并与烟碗11之间形成进气孔211。
以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (19)

1.一种用于水烟加热的电磁加热器，其特征在于：包括壳体和安装于壳体内的电磁加热主体，所述壳体包括隔热底盘，所述电磁加热主体包括励磁线圈和驱动电路，所述励磁线圈呈片状并由导线绕一中心逐渐向外盘旋而成，所述励磁线圈朝向所述隔热底盘方向，所述驱动电路控制所述励磁线圈向所述隔热底盘外发出可使电磁感应件产生涡流效应的高频交流信号。
2.如权利要求1所述的电磁加热器，其特征在于：所述隔热底盘上凸设有若干支撑壳体的支撑脚，所述支撑脚可支撑于烟碗上方并在所述隔热底盘和烟碗之间形成与烟碗内连通的进气孔。
3.如权利要求2所述的电磁加热器，其特征在于：所述支撑脚绕所述隔热底盘中心分布，并在若干所述支撑脚环绕的中间形成与所述励磁线圈位置对应的加热区域。
4.如权利要求2所述的电磁加热器，其特征在于：所述支撑脚设置于所述隔热底盘临近边沿的位置。
5.如权利要求2所述的电磁加热器，其特征在于：所述隔热底盘中间向外凸伸有外凸台，所述外凸台背面于所述壳体内形成凹陷于周沿的凹坑，所述励磁线圈安装于所述凹坑内。
6.如权利要求5所述的电磁加热器，其特征在于：所述外凸台台面所在水平面低于所述支撑脚末端，所述支撑脚设置于所述隔热底盘临近边沿的位置并绕所述隔热底盘中心分布，且所述支撑脚支撑于所述烟碗的碗口上时，所述外凸台伸入所述烟碗内。
7.如权利要求6所述的电磁加热器，其特征在于：所述外凸台周沿向外凸设形成有多个卡合凸块，所述卡合凸块与所述支撑脚交错设置，所述卡合凸块外侧与所述隔热底盘中心之间的距离大于等于所述支撑脚内侧与所述隔热底盘中心之间的距离，小于所述支撑脚外侧到隔热底盘中心的距离，且所述卡合凸块外侧末端倾斜以形成导向壁。
8.如权利要求1所述的电磁加热器，其特征在于：还包括可盖于烟碗上的耐热碗盖，所述耐热碗盖上表面与所述烟碗的碗口配合的位置凹设有一容纳腔，所述容纳腔的底壁上开设有贯穿的通孔，所述隔热底盘中间凸设有与所述容纳腔凹凸配合的外凸台，所述壳体活动架设于所述耐热碗盖上，所述外凸台伸入所述容纳腔，并使所述耐热碗盖和隔热底壳之间形成与外部连通的进气孔，且所述进气孔与所述通孔连通。
9.如权利要求1所述的电磁加热器，其特征在于：所述电磁加热主体还包括控制单元和供电单元，所述供电单元对所述驱动电路供电，所述控制单元控制所述驱动电路动作；所述壳体包括顶壳、底壳，以及安装于所述顶壳和底壳之间的隔离盖，所述顶壳与所述隔离盖之间形成安装所述控制单元和供电单元的第一腔室，所述隔离盖与所述底壳之间形成安装所述励磁线圈的第二腔室，所述隔离盖隔离所述第一腔室和第二腔室，所述隔热底盘形成所述底壳的底壁。
10.如权利要求9所述的电磁加热器，其特征在于：所述隔离盖的中间向所述第二腔室凹陷以形成一隔离腔，所述隔离腔区别于所述第一腔室，所述隔离盖背对所述隔离腔的一侧形成向外凸伸的内凸台，所述励磁线圈安装于所述内凸台与所述隔热底盘之间。
11.如权利要求10所述的电磁加热器，其特征在于：所述励磁线圈安装于所述内凸台上并与所述隔热底盘之间具有间距。
12.如权利要求10所述的电磁加热器，其特征在于：所述底壳包括环形固定框和卡合于所述环形固定框上的隔热底盘。
13.如权利要求1所述的电磁加热器，其特征在于：所述励磁线圈远离所述隔热底盘的一侧设有一电磁屏蔽片，所述励磁线圈安装于所述电磁屏蔽片上。
14.如权利要求1所述的电磁加热器，其特征在于：所述电磁屏蔽片上开设有一从边沿连通至中心的半径孔，所述励磁线圈沿其第一端从边沿逐渐向内盘旋到中心后沿所述半径孔引出所述励磁线圈的第二端。
15.如权利要求1所述的电磁加热器，其特征在于：所述励磁线圈的导线横截面在径向的长度大于沿所述励磁线圈的中心线方向的长度。
16.如权利要求1所述的电磁加热器，其特征在于：所述隔热底盘为陶瓷盘或云母件。
17.一种水烟电磁加热装置，其特征在于：包括电磁加热器和电磁感应件，所述电磁感应件安装于烟碗处，所述电磁加热器为如权利要求1至16中任一项所述的电磁加热器，所述电磁加热器安装于所述烟碗上方并使所述隔热底盘与所述烟碗的碗口相对，所述电磁加热器的励磁线圈发出高频交流信号以使所述电磁感应件产生涡流效应。
18.如权利要求17所述的水烟电磁加热装置，其特征在于：所述电磁感应件为包裹于所述烟碗碗口上的锡纸或安装于所述烟碗碗口上的金属片或盛放于烟碗碗内的电磁感应片，所述锡纸或金属片上具有若干通气孔，所述电磁感应件对所述烟碗中的烟雾生成物加热以产生烟雾。
19.如权利要求17所述的水烟电磁加热装置，其特征在于：所述电磁感应件安装于烟碗碗口上且其上形成有盛烟凹槽，所述盛烟凹槽用于盛放烟雾生成物，所述电磁感应件对所述盛烟凹槽中的烟雾生成物加热，所述盛烟凹槽底部设有与所述烟碗内连通的通气孔，空气进入所述盛烟凹槽辅助燃烧产生烟雾后，产生的烟雾穿过所述通气孔进入烟碗内，并通过烟碗内的通气管进入水烟的烟瓶内。
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