CN1265866A - 感应加热陶瓷锅的陶瓷盆和生产它的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种感应加热型锅的陶瓷盆和生产它的方法。更具体地涉及一种可以用于煤气灶一类的常规方式加热也可用于如电压力锅似的感应方式加热的陶瓷锅盆,和生产它的方法。特别涉及一种有极好的抗腐蚀性和耐用性的锅,由于陶瓷材料发出的远红外线用其产品烹制的食物比用其它的更可口。

Description

感应加热陶瓷锅的陶瓷盆和生产它的方法
图1是依照本发明的感应加热陶瓷锅例1中盆的截面图。
图2是依照本发明的感应加热陶瓷锅例2中盆的截面图。
图3是依照本发明的感应加热陶瓷锅例3中盆的截面图。
图4是图3中金属盆的一个可供选择的例子。
图5是代表生产本发明的感应加热陶瓷盆过程的方框图。
图6是代表生产本发明的感应加热陶瓷盆另一过程的方框图。
图7是代表生产本发明的感应加热陶瓷盆又一过程的方框图。
图8是代表加热本发明的感应加热陶瓷盆的过程的截面图。
图9是代表陶瓷锅使用的截面图。
图10是一个常规的耐火锅盆的截面图。
图11代表生产图10(a)所示耐火锅盆的过程。
1……陶瓷盆         2……金属盆
3……陶瓷层         4……金属层
5……陶瓷颗粒       6……金属颗粒
17……准备步骤      18……敲击步骤
19……表面清洗步骤  19A……浸渍步骤
19B……喷涂步骤     20……干燥步骤
21……溅射步骤      21A……离子电镀
22……金属化步骤    23……冷却步骤
27……修整步骤      28……热处理步骤
本发明涉及感应加热型陶瓷锅的盆和制做它的方法。特别是涉及到一种以煤气灶一类常规方式和像电压力锅中用到的感应方式加热的烹制食物的陶瓷锅的盆和制做这种锅盆的方法。
本发明涉及一种陶瓷锅的盆和生产它的方法，这种盆有极好的抗腐蚀性和耐用性，而且由于陶瓷材料发出的远红外线，用这种锅烹制的食品会比用其它锅更美味可口。
图8表示加热感应加热锅的过程，它属于本发明的技术范畴。
在上面插图给出的感应加热锅盆的情形里，首先是由一个转换电路给加热线圈提供一个高频电流。于是在加热线圈周围产生了一个高频磁场，使这个磁场集中在盆上便产生了消耗能量的涡流，盆就得到加热。
通常这种感应加热锅盆是由像钢，铝，不锈钢等金属材料制成。
用钢做盆时，由于即使在低于20KHz的磁场里趋肤效应都均匀发生，它具有可以稳定烹调的优点，但用钢存在一个固有的问题，潮湿时材料容易腐蚀，由于热导率低加热要花较长时间。
“趋肤”效应是指金属板表面(产生高频磁场的区域)电流集中在一定区域的现象，当此现象出现时，钢板的电阻与其厚度无关，同时没有磁通量穿过钢板。
如果用铝来做锅盆，其重量比钢制的轻，它不仅有极好的热导性，而且由于和空气反应形成了氧化层，它还有不被腐蚀的优点。但用铝做也有它的问题，由于铝的电阻比钢的小，盆内部的加热线圈必须加长以提高它的第一电抗。另一个问题是只有在50KHz或更高的磁场里才产生趋肤效应。
用不锈钢做的锅盆，其电阻如此之小以至于阻碍感应加热。这就需要在它的底部附着一个像钢一样有较大电阻的合金板来帮助感应加热。因为它的热传导差，不得不和铝这样热导性好的材料一起使用，可是这样一来锅又变得笨重。例如，板的附着也常有剥落的危险。
为了解决这些问题，建议在盆的底部施加一层铝，钨或类似的金属。这样制做的锅有在低频电磁场里产生趋肤效应的优点，但也有其不足。铝或其它金属箔露在外面，锅的外观不可能整洁，漂亮。另一个问题是加热时金属箔和食物或作料的化学反应使锅的耐久性降低。再有由于盆的底部有金属箔，加热食品的热量要经过一个低热导层才能到达，其热效率低。盆制成后额外的施加铝或其它箔的工艺又是一个问题。
附图9是一个使用中的普通陶瓷锅的截面图。看上去和搪瓷锅一样。
就这些锅而言，即使提供高频磁场也不会产生热量，因此必须用常规的加热方式7，如煤气灶来加热。用这种方式加热锅时，从锅的矿物材料，特别是从发射远红外线材料发出的远红外线使锅中烹调出的食物的味道更可口。这些锅的外观也可以做得很漂亮，因为可以在它们的表面上做出各种图案或花纹，这是它们的另一个优点。
然而，随着工业技术的进步和迎合顾客追求更加闲适的要求，改进或改造直接加热型锅成感应加热型锅已成为潮流。
考虑到所有这些，每个制造者都在积极发展兼备陶瓷锅和感应加热锅优点的陶瓷感应加热锅。图10和11给出的是在这方面具有新构思的一些实施例(1999年8月16日韩国实用新型公报96-7002)。
依照该发明说明书的附图和韩国实用型专利公报中的描述，上述的耐火锅是在其成形步骤里嵌入或附着铝或钢，钨，不锈钢等的箔而制成的。
换言之，在阴模101中注入一半的耐火陶瓷材料102，金属箔104置于其上，再注入另一半陶瓷材料，一起用顶板103热压(例一)；把金属箔104的背面用胶粘在烧好的耐火锅上，再把金属箔的正面涂上耐火材料，然后一起去做第二次烧结(例二)。
依照上述公报中的描述，因金属箔104均匀地埋在里面，用例一方法制成的耐火盆不仅像常规的非感应加热型的锅一样具有精美的外观，它还解决了常规感应加热锅的最严重的问题，即：当做得在低强度的磁场中趋肤效应的电流能均匀感应时，会降低锅的耐用性，生产过程的简化节省了单位生产成本更是自不待言。
在用例二方法生产的耐火盆的情况里，有如下描述：氧和金属箔104被隔绝开，因而提高有了锅的抗腐蚀性，用在锅底安放热导性良好的金属板的办法可使它不仅能用感应加热也能用直接加热烹饪。
可是，在这类耐火锅的情形中，当它们被高频磁场加热时，趋肤效应发生的区域(埋金属箔的地方)只限于锅底，产生的热量比烹饪要求的少，事实上食物做得并不尽如人意。
另外，因为延展性很好的金属箔104是在极脆的陶磁材料102中展开，两种不同的材料容易彼此脱离，或由于它们不同的应变率，加热时陶瓷部分开裂。
虽然，从想像的应用角度考虑，这些锅该是令消费者满意的，制做它们所遭遇的困难实际上不可逾越，这就是市场上还没有真实产品的原因。
提出本发明的目的就是要解决上述问题，以提供一个有良好的制做，抗腐蚀和耐用性的，因从陶瓷材料中发出的远红外线而能够做出更美味食品的陶瓷锅，和生产它的最有效的方法。
为达到这些目的，本发明陶瓷锅在设计时考虑到了热膨胀时两种异质材料的变化和趋肤效应的产热量以防两种不同性质的材料起层并确保满意地烹制食品所需的热量。
先来看本发明权利要求1中的感应加热陶瓷锅盆，它的生产是先把金属和陶瓷颗粒均匀混合在模中然后对混合物做热压。
这样金属颗粒就均匀地分布在盆的内外表面，于是当建立高频磁场时，趋肤效应能在所有表面上发生确保了满意烹制所需的足够的热量。
另外，因为金属和陶瓷的微小颗粒相互贴紧均匀分布，在金属颗粒受热膨胀时，它的变长能很好地被陶瓷颗粒限制(或承受)，即使没有这种限制两种异质材料也能表现得像是个均匀体，于是防止了两种材料的脱离。
公布于本发明权利要求2的感应加热陶瓷锅盆的特征在于：事先用锗一类发远红外光的矿物粉末制成盆，再在盆的表面包上可产生趋肤效应的金属层。
其制法如下：金属层开始几乎像分子键一样粘在陶瓷盆表面上，当盆反复镀上更多的金属粒子以增加厚度后，整个金属层变得像是用相似的材料熔融而成，结果不会分层，即，陶瓷和金属层在热膨胀时不会相互脱离。
本发明权利要求3描述的感应加热陶瓷锅盆的特征在于：它是在事先开了许多孔的金属盆的两个表面上形成一体结构的陶瓷层而制成的。
这些孔占的面积越大金属盆施的力越小，因而陶瓷层完全能经住金属盆的热膨胀，结果金属和陶瓷间不会分层。
下面对照附图详细描述本发明的感应加热陶瓷锅盆和制做它方法。
图1是例一中感应加热陶瓷锅盆的截面图。
在模中，热压诸如钢，铝，铜，不锈钢和钨的金属颗粒粉末6与诸如玻璃或陶土或锗矿物和陶瓷颗粒粉末的混合物而制成锅盆。
因为金属颗粒6分布在壁的表面和层中，当产生高频磁场时，这样制成的感应加热陶瓷锅盆整体被趋肤效应均匀加热。因而能够向整个锅盆均匀供热，食物可完全做好而不会一块生一块焦。
不仅如此，因为细小的陶瓷颗粒5和金属颗粒6紧密相接，热膨胀时金属颗粒6的伸长可以被邻近的陶瓷颗粒5限制住，它们表现得像是均匀的一体，不会发生分层。
图2是本发明例二中感应加热陶瓷锅的截面图。
这个盆是在事先备好的陶瓷盆1的外表面上一层一定厚度的金属层4而制成的，而该金属层厚度需要控制，因为它直接和锅的产热量，耐久性和受热时材料的分层相关。
图5是代表用溅射或离子电镀法制造感应加热陶瓷锅生产工艺的方框图。
其工艺如下：
步骤1：准备(17)
造出所需形状和大小的陶瓷锅盆。
步骤2：表面清洗(19)
清除锅1表面的灰和污物。
如需要则进行酸洗。
步骤3：干燥(20)
弄干陶瓷锅盆1的表面。
步骤4：溅射(21)或离子电镀(21A)
在陶瓷锅盆1的表面加上等厚金属层4。
金属层4的厚度依金属的种类而变化，但考虑到产品的特点它最好限于0.5-3.0mm的范围内。
步骤4可以用一步完成，它可分成几步，以便按意愿逐渐增加金属层4的厚度。
步骤5：冷却(23)
这是一个把产品的温度降至室温的步骤，在此步骤中金属层4的晶化结构得以调整。
金属层4的晶化结构和产品的耐久性与抗腐蚀性都有关，并且还影响电效率。
于此同时图6是代表用注入方法生产本发明的感应加热陶瓷锅盆工艺的方框图，它分成下列几个步骤。
步骤1：准备(17)
造出所需形状和大小的陶瓷锅盆。
步骤2：敲击(18)
用敲击的方法把陶瓷盆1的表面弄得粗糙，充满小坑小包。该步与注入的金属和陶瓷锅盆1的粘合相关。
步骤3：表面清洗(19)
清除沾在陶瓷锅盆表面的灰和污物。若愿意可进行酸洗。
步骤4：干燥(20)
弄干陶瓷锅盆1的外表面。
步骤5：注入(22)
用注入法在陶瓷锅盆1的外表面均匀地喷上高温熔化的金属，形成均匀厚度的金属层4。
金属层4的厚度依金属的种类而变化，但考虑到产品的特点它最好限于0.5-3.0mm的范围内。
同时，也可以把注入过程分成几次，每次喷涂大约0.5mm重复至得到所需的总厚度。
步骤6：冷却(23)
这是一个把产品的温度降至室温的步骤，在此步骤中金属层4的晶化结构得以调整。
金属层4的晶化结构和产品的耐久性与抗腐蚀性有关，也极大地影响电效率。
沉积不同性质材料的方法有机械的物理的和化学的。
然而在本发明例2的情况下需要供给电能的化学方法不适用，因为陶瓷锅盆1是个绝缘体。
因而陶瓷锅盆1的表面是用物理的气相沉积法上的金属层4(见表1)。
图7是用喷涂或浸渍法生产本发明感应加热陶瓷锅的工艺图，其顺序如下：
步骤1：准备(17)
做出所需形状大小的锅盆1。
步骤2：敲击(18)
用敲击的方法使陶瓷锅盆的表面形成细小的坑和包，此过程影响陶瓷锅1的表面和要上在表面的液化的陶瓷和金属颗粒混合物之间的相互粘连。
步骤3：表面清洗(19)
清洗掉锅1表面的灰和污物，如若必要可进行酸洗。
步骤4：浸渍(19A)或喷涂(19B)
一个在陶瓷锅盆外表面施加均匀厚度的液化的陶瓷-金属混合物的步骤，相继地重复此步骤直至上到所需的厚度。
步骤5：干燥(20)
弄干锅盆的外表面。
步骤6：修整(27)
检查陶瓷锅盆1的质量，如有不平的部分，则要刮平抛光。
步骤7：热处理(28)
加热陶瓷锅盆1使金属层4固定。
图3，图4分别是本发明感应加热锅盆例3的截面图和用它造的金属盆优选例的示意图。
如图所示，本发明实施例的例三是在钻有许多孔的金属盆2的两个表面上陶瓷层3而制成的。
这样金属盆2两面的陶瓷层3可以通过许多钻的孔连在一起，于是提高了锅盆2的稳定性加强了界面的粘合。因而大大提高了锅的耐用性。
孔越多金属盆的强度就越小，因此陶瓷层可以抗住金属盆的热膨胀，结果金属盆和陶瓷层不会相互脱离。
如上所述，因实施例1中感应加热陶瓷锅盆是用陶瓷颗粒5和金属颗粒6在模具中热压成型而制成的，锅盆有在感应加热和直接加热两种方式下使用的优点。另外由于从陶瓷颗粒发出的远红外线锅中做的食物味道更好。
因为金属颗粒6均匀分布在盆的两个表面，在施以高频磁场时趋肤效应处处发生，这就产生了足够的热量来满意地烹调食物。
另外，因为细小的陶瓷5和金属颗粒6相互紧密依靠，当金属颗粒6加热膨胀时，它的伸长可被陶瓷颗粒5束缚住，两种异质材料表现得像是连续体，防止了互相脱开，分层或剥落等不良现象更是显而易见。
在感应加热陶瓷锅盆实施例2中，第一层金属紧密地粘在陶瓷盆的外表面有如靠分子键连接，反复地上金属使层逐渐变厚时，最后锅变得像用一种材料熔融制成，结果即使在陶瓷盆1的金属层4热膨胀时，它也不会因分层而与陶瓷盆脱开。
因盆的内表面光滑，清洗方便，接触食物的表面为陶瓷材料形成的，这便引出用餐不会吃进金属元素的优点。另外锅的外观可以细致，漂亮。
在本发明的感应加热陶瓷锅盆的实施例3中，金属盆2的内外两面都上了陶瓷层3，所以它可以用常规的直接方式也可用感应方式加热，另一个优点是由于远红外线从陶瓷层3的发射，在这种锅中做的食物比用其它种做的更可口。
另外，金属盆2上钻的孔越大它的力就越小，陶瓷层3完全可以经受金属盆2的热膨胀，结果受热时不会发生陶瓷层3和金属盆2相互脱离的不良现象。

Claims (6)

1.一种感应加热型陶瓷烹饪容器，它由金属颗粒和陶瓷颗粒混合物的粉末构成。
2.一种感应加热型陶瓷烹饪容器，它包括一个在陶瓷容器外表面上具有所需厚度的金属包覆层。
3.一种感应加热型陶瓷烹饪容器，它包括一个金属容器，它的有许多洞的内外表面，陶瓷层结合在所述的内外表面上。
4.一种制造权利要求2的感应加热型陶瓷烹饪容器的方法，它包括：
第一准备步骤：造出所需形状和大小的陶瓷容器；
第二表面清洗步骤：从陶瓷容器的外表面上清除灰和污物，如有必要则进行酸洗；
第三干燥陶瓷容器外表面的步骤；
第四溅射或离子电镀步骤：古陶瓷容器的外表面上形成一个厚度均匀的金属层；
第五冷却步骤：把最终产品的温度降至室温并调整金属层的晶化结构。
5.一种制造权利要求2的感应加热型陶瓷烹饪容器的方法，它包括：
第一准备步骤：造出所需形状和大小的陶瓷容器；
第二敲击步骤：在陶瓷容器的外表面上用敲击的办法形成微小的坑和包；
第三表面清洗步骤：从陶瓷容器的外表面上清除灰和污物，如有必要则进行酸洗；
第四干燥陶瓷容器外表面的步骤；
第五在陶瓷容器的外表面上均匀喷涂高温溶化金属以形成等厚金属层的步骤；
第六冷却步骤：把最终产品的温度降至室温并调整金属层的晶化结构。
6.一种制造权利要求2的感应加热型陶瓷烹饪容器的方法，它包括：
第一准备步骤：造出所需形状和大小的陶瓷容器；
第二敲击步骤：在陶瓷容器的外表面上用敲击的办法形成微小的坑和包；
第三表面清洗步骤：从陶瓷容器的外表面上清除灰和污物，如若必要则进行酸洗；
第四浸渍或喷涂步骤：在陶瓷容器的外表面上均匀地包上陶瓷-金属熔体，在其上包一或多次直至达到所需厚度；
第五干燥陶瓷容器外表面的步骤；
第六最后抛光步骤：检查陶瓷容器的质量并抛光不平的表面；
第七热处理步骤：加热包好的陶瓷容器以固定金属层。
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