CN1796876A - 加热烹饪装置 - Google Patents

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Abstract

一种加热烹饪装置，包括：具有器壁部分的壳体；提供在至少部分器壁部分处的第一基材；和任选形成在第一基材上的第二基材；形成在导电基材上的热线反射体，包括形成在第一基材上的第一透明导电膜和提供在第一透明导电膜上的第二透明导电膜，其中第二透明导电膜的耐热性高于第一透明导电膜。

Description

加热烹饪装置
技术领域
本发明涉及加热烹饪装置，例如利用微波或热线加热器的微波炉或电子炉。
本申请要求递交于2004年12月27日的日本专利申请No.2004-375107的优先权，其内容通过引用并入本文。
背景技术
加热烹饪装置，如微波炉，通常在装置的门部分提供有具有透明导电膜的导电基材。
可用于透明导电膜的材料包括掺杂有几个百分数的锡的氧化铟，即所谓的氧化铟锡(下文中称作“ITO”)。由ITO制得的透明导电膜高度透明，并表现出优异的导电性。例如，这种材料公开在日本未审查专利申请第一次公开No.2002-327927中。
然而，在加热烹饪装置中使用由ITO制得的透明导电膜时，膜的热线反射特性会下降，并且烹饪期间的加热效率会不足。
发明内容
本发明根据上述背景而构思，其目的是提供热线反射特性提高的加热烹饪装置。
根据本发明第一方面的加热烹饪装置是包括以下部分的加热烹饪装置：具有器壁部分的壳体，所述器壁部分包含导电基材；提供在至少部分器壁部分处的第一基材；和任选地形成在第一基材上的第二基材；形成在导电基材上的热线反射体，包括：形成在第一基材上的第一透明导电膜；和提供在第一透明导电膜上并且耐热性高于第一透明导电膜的第二透明导电膜。
根据本发明的加热烹饪装置的第二方面，在上述加热烹饪装置中，第一透明导电膜可以由ITO制成。
根据本发明的加热烹饪装置的第三方面，在上述加热烹饪装置中，第二透明导电膜可以由选自氟掺杂氧化锡、锑掺杂氧化锡、氧化锡、氟掺杂氧化锌、铝掺杂氧化锌、镓掺杂氧化锌、硼掺杂氧化锌和氧化锌的至少一种制成。
根据本发明的加热烹饪装置的第四方面，导电基材可以用于窗体部分，通过所述窗体部分可以观察到壳体的内部。
根据本发明的加热烹饪装置的第五方面，在上述加热烹饪装置中，导电基材还可以包括任选的第二基材，所述第二基材与第一基材间隔预定空隙，并且热线反射体可以提供在第一基材朝向所述空隙一侧。
根据本发明的加热烹饪装置的第六方面，在上述加热烹饪装置中，第二基材可以提供在比第一基材更接近壳体内侧的位置处。
根据本发明的加热烹饪装置的第七方面，可以将冷却介质引入到所述空隙内。
在根据本发明的加热烹饪装置中，由于热线反射体构造为将具有优异耐热性的第二透明导电膜放置在第一透明导电膜上或上方，使得第二透明导电膜比第一透明导电膜更接近热源，因此当暴露于高温下时，第一透明导电膜的热线反射性能不会变差。
例如，当将由ITO制得的透明导电膜暴露于300℃或更高的温度下时，空气中的氧与一部分缺氧结构结合。因此，作为电子通道的氧空位减少，导致电导率下降。
相反，由于根据本发明的加热烹饪装置提供有第二透明导电膜，因此空气中的氧与第一透明导电膜的接触减少，从而防止第一透明导电膜氧化。
因此，可以提高热线反射性能，从而改善烹饪过程中的加热效率。
附图说明
图1是示出根据本发明的烹饪装置的门部分实施例的截面图；
图2是图1中所示加热烹饪装置的门部分中所用导电基材的主要部分的截面图；
图3是图1中所示加热烹饪装置结构的截面示意图；
图4是图1中所示加热烹饪装置的透视图；和
图5是示出可以用于根据本发明的加热烹饪装置中的冷却介质循环机构的结构示意图。
具体实施方式
下面将参照示例性实施方案详细描述本发明。
图1-4是示出根据本发明的加热烹饪装置的实施例的视图。图1是示出该加热烹饪装置的门部分的截面图。图2是用于门部分的导电基材的主要部分的截面图。图3是示出该加热烹饪装置的结构的截面示意图。图4是示出该加热烹饪装置外观的透视图。
如图3和4所示，该加热烹饪装置的壳体1包括具有门部分3的壳体主体2，所述门部分3是用于开/关壳体主体2的器壁部分。
门部分3优选包括框架部分4和窗体部分5，通过所述窗体部分5可以观察到壳体1的内部。
如图1和3中所示，窗体部分5包括具有双壁结构的导电基材9，其中导电基材9包括第一基材6和提供在第一基材6内侧的第二基材7(在壳体主体2的内侧)。
第一和第二基材6和7基本相互平行排列，并通过空隙8而相互隔开。
第一和第二基材6和7例如由透明材料制成，如由玻璃例如钠玻璃、耐热玻璃、石英玻璃等制成的示例板。
空隙8可以具有例如1mm-20mm的厚度。
用于本文时，术语“透明性”和“透明”分别指允许可见光透过的特性和具有该特性。
如图1和2所示，热线反射器13提供在第一基材6的内侧(朝向空隙8的一侧)。
热线反射器13具有多层结构并包括形成在第一基材6上的第一透明导电膜11和提供在第一透明导电膜11上侧(图2中的左侧)的第二透明导电膜12，所述上侧在图2中表示为最接近空隙8的侧面。
第一透明导电膜11例如由氧化铟锡(ITO)制得。第一透明导电膜11可以具有100nm-1000nm的厚度，包括上述范围的两端点值。
第二透明导电膜12由耐热性高于第一透明导电膜11所用材料的材料制得。
可以通过例如在300℃-700℃加热材料时，包含上述范围的两端点温度，测量电阻增加率来评价材料的耐热性，这样测得的电阻例如高于常温(25℃)下测得的电阻2倍或更低。
第二透明导电膜12例如由选自氟掺杂氧化锡(FTO)、锑掺杂氧化锡(ATO)、氧化锡(TO)、氟掺杂氧化锌(FZO)、铝掺杂氧化锌(AZO)、镓掺杂氧化锌(GZO)、硼掺杂氧化锌(BZO)和氧化锌(ZO)中的至少一种制成。
在这些材料中，采用FTO作为实例，这是因为当暴露于高温下时，FTO的电阻不会显著增加，并且FTO表现出良好的耐热性。
第二透明导电膜12例如具有50nm-300nm的厚度，包括上述范围的两端点值，这是因为如果太薄，其耐久性就会降低，而如果太厚，透明性就会变差。
应该注意，第一和第二透明导电膜11和12可以包含除上述组分之外的其它组分。
接下来将描述形成第一和第二透明导电膜11和12的方法。
可以利用喷雾热解沉积(SPD)法、溅射法或化学气相沉积(CVD)法形成第一和第二透明导电膜11和12，SPD法是示例方法。
在SPD法中，将原料溶液喷到基材上，并随后加热，使得在基材上发生热分解反应而生成氧化物颗粒，由此将氧化物颗粒沉积在基材表面上。
例如在第一透明导电膜11形成之后立即形成第二透明导电膜12，这是因为第一透明导电膜11的示例材料在高温下易被氧化。第二透明导电膜12例如在第一透明导电膜11形成之后的一分钟内形成。
上述加热烹饪装置具有下列优点。(1)由于热线反射体13的结构为在第一透明导电膜11上形成有表现出优异耐热性的第二透明导电膜12，因此当将其暴露于高温下时，第一透明导电膜11的热线反射特性不会变差。
一般而言，当由ITO制得的透明导电膜暴露于300℃或更高的温度下时，空气中的氧与一部分缺氧结构结合。结果，允许电子通过的氧空位减少，导致电导率下降。
相反，由于上述加热烹饪装置具有第二透明导电膜12，因此空气中的氧与第一透明导电膜11的接触减少，从而防止第一透明导电膜11的氧化。
因此，可以提高热线反射特性并改善烹饪过程中的加热效率。
(2)由于第一透明导电膜11可由ITO制成，即由具有优异的热线反射性能、电阻和透明性的材料制成，因此可以得到表现出这些优异性能的热线反射器13。
(3)由于第二透明导电膜12由选自FTO、ATO、TO、FZO、AZO、GZO、BZO和ZO的至少一种制成，因此可以为热线反射器13提供足够的耐热性。因此，可以防止第一透明导电膜11各种性能(热线反射性能、电阻、透明性等)变差。
虽然上述材料如FTO通常表现出较差的电阻和透明性，但是由于当使用由ITO制成的第一透明导电膜11时可以减小第二透明导电膜12的厚度，因此可以使电阻和透明性的劣化最小化。
(4)由于导电基材9用于窗体部分5，因此可以在窗体部分5处获得足够的加热效率，而热线反射性能不会变差。
(5)由于导电基材9包括其间间隔有空隙8的第一和第二基材6和7，因此空隙8起到热绝缘层的作用。
因此，(6)由于可以使从第二基材7至第一基材6的热传导最小化，因此可以防止第一基材6被加热至高温。
因此，可以在提高可用性的同时改善安全性。
此外，由于提供在第一基材6上的热线反射器13受到保护而免于暴露在高温下，因此可以防止热线反射器13的性能下降。
虽然在图1和2所示的实施方案中例示了具有两层透明导电膜11和12的热线反射器13，但是热线反射器还可以包含三层或更多层透明导电膜。
当提供三层或更多层透明导电膜时，ITO可以用于除最外层之外的至少一层透明导电膜，并且例示为用于上述第二透明导电膜的材料的一种材料如FTO可以用于提供在由ITO制成的该透明导电膜上的透明导电膜。
此外，虽然在图1和2所示的实施方案中，热线反射器13提供在第一基材6的内侧，但是根据本发明，也可以将两个热线反射器提供在第一基材6的内侧和第二基材7的外侧；作为替代方案，可以仅在第二基材7的外侧提供一个热线反射器。
此外，虽然在图1和2所示的实施方案中，导电基材9包括两个或多个基材6和7，但是可以提供更多或更少的基材，并且基材的数量可以是一个、两个或多于两个。
此外，导电基材还可以用于除了门部分3的壳体主体2。
在空隙8中可以使用冷却介质。换句话说，冷却介质可以密封在空隙8中，或者可以提供冷却介质循环机构，使得冷却介质在空隙8内循环。
冷却介质例如可以是气体或液体。示例的气体冷却介质是空气、氮气和惰性气体，示例的液体冷却介质是硅油和水。
使用气体冷却介质时，气体供给装置如鼓风机等可以用作冷却介质循环机构。
冷却介质是液体时，如在图5所示实施例中，冷却介质循环机构可以是包括以下部分的装置：冷却介质源15、用于输送冷却介质的液体供给泵16(输送装置)、用于将冷却介质导入空隙8中的进口通道17和用于排放已经穿过空隙8的冷却介质的出口通道18。
通过允许冷却介质进入空隙8，可以防止第一基材6被加热至高温，由此确保烹饪设备的可用性和安全性。
此外，由于提供在第一基材6上的热线反射器13受到保护而免于暴露在高温下，因此可以防止热线反射器13的性能变差。
实施例
试验例1
(1)制备ITO原料溶液
将5.02克四水合氯化铟(III)(InCl3·4H2O，分子量：293.24)和0.21克二水合氯化锡(II)(SnCl2·2H2O，分子量：225.65)溶解在60ml乙醇中，以制备ITO原料溶液。
(2)制备FTO原料溶液
将0.701克五水合氯化锡(IV)(SnCl4·5H2O，分子量：350.60)溶解在10ml乙醇中，向其中加入0.592克氟化铵(NH4F，分子量：37.04)饱和溶液。将该混合物置于超声清洗机中完全溶解约20分钟，以得到FTO原料溶液。
至于第一基材6，加热厚度为2mm的耐热玻璃板，并在温度达到350℃时，以0.06MPa的压力从直径为0.3mm的喷嘴中喷射ITO原料溶液。喷射时，喷嘴和第一基材6之间的距离设定为400mm。
喷射ITO原料溶液之后，再次加热第一基材6，并在温度达到400℃时，喷射FTO原料溶液。FTO原料溶液的喷射条件与ITO原料溶液的喷射条件相同。
在以上过程中，得到导电基材9，其包括由厚度为900nm的ITO膜(第一透明导电膜11)和在第一基材6上的厚度为100nm的FTO膜(第二透明导电膜12)制成的热线反射器13。
试验例2
为了比较，通过在类似于试验例1中所用的耐热玻璃板上仅形成厚度为1000nm的ITO膜来制备导电基材。
利用中红外灯在试验例1和2的导电基材上辐射红外辐射线(热线)，将样品加热至400℃，以评估样品的热线反射特性。通过利用分光光度计测量波长为2000nm的光的反射率来评估样品的热线反射特性。
此外，使用四探针法测量电阻，并利用紫外可见分光光度计测量样品对波长为550nm的光的透过率，以评估透明性。
结果列于表2中。表1列出加热前的测量值，表2列出加热后的测量值。
表1
材料   薄层电阻(Ω/□)   膜厚(nm)   电阻率(Ω·cm)   透过率(％)550nm处   反射率(％)2000nm处
 试验例1   FTO·ITO   1.4   1000   1.4×10-4   88   82
 试验例2   ITO   1.3   1000   13×10-4   90   83
表2
材料   薄层电阻(Ω/□)   膜厚(nm)   电阻率(Ωcm)   透过率(％)550nm处   反射率(％)2000nm处
 试验例1   FTO·ITO   1.4   1000   1.4×10-4   88   82
 试验例2   ITO   5.3   1000   5.3×10-4   90   45
表1和2中所列结果表明，加热使得仅使用ITO膜的试验例2中的热线反射率显著变差，而在使用具有ITO膜和叠置于ITO膜上的FTO膜的热线反射器13的试验例1中，热线反射率几乎不受加热的影响。
此外，在使用ITO膜的试验例2中，与加热前的电阻相比，加热后电阻(即薄层电阻和电阻率)增加约四倍，而试验例1中的电阻几乎没有增加。
此外，还观察到试验例1中的透明性几乎没有变差。
试验例3
制造具有由第一基材和第二基材制得的导电基材的加热烹饪装置。
第一和第二基材叠在一起，其间没有空隙。
当壳体1的内部温度升至400℃时，测量第一基材外表面的温度。结果列于表3中。
试验例4
以类似于试验例3的方式制造加热烹饪装置，但是第一和第二基材6和7间隔有空隙8，如图1所示。
当壳体1的内部温度升至400℃时，测量第一基材6的外表面温度。结果列于表3中。
试验例5
制造类似于试验例4的加热烹饪装置，当壳体1的内部温度升至400℃的同时，使用鼓风机使空气在空隙8中循环，测量第一基材6的外表面温度。结果列于表3中。
试验例6
制造类似于试验例4的加热烹饪装置，当壳体1的内部温度升至400℃的同时，使硅油在空隙8中循环，测量第一基材6的外表面温度。结果列于表3中。
表3
  导电材料的结构 第一基材的温度(℃)
  空隙   冷却介质
  试验例3   无   无   320
  试验例4   有   无   90
  试验例5   有   空气   70
  试验例6   有   硅油   55
表3中的结果表明在第一基材6和第二基材7之间提供空隙8防止了第一基材6被加热至高温。
此外，冷却介质在空隙8内的循环有助于使第一基材6保持在较低温度。具体地，当使用硅油作为冷却介质时，第一基材6保持在较低的温度。
本发明适用于加热烹饪装置，例如利用微波或热线加热器的微波炉或电子炉。
虽然以上描述并说明了本发明的示例性实施方案，但是应该理解，这些是本发明的实施例，而不应认为是限制性的。可以在不背离本发明的精神实质或范围的情况下，进行添加、省略、替代和其它改变。因此，本发明不受限于前述说明书，而仅受所附权利要求书的范围限制。

Claims (26)

1.加热烹饪装置，包含壳体，所述壳体包含器壁部分；
其中所述器壁部分包含导电基材，所述导电基材包含
第一基材，和
第一热线反射器，包含
形成在第一基材上的第一透明导电膜；和
提供在第一透明导电膜上的第二透明导电膜，
其中第二透明导电膜的耐热性高于第一透明导电膜。
2.根据权利要求1的加热烹饪装置，其中第一透明导电膜包含氧化铟锡。
3.根据权利要求1的加热烹饪装置，其中第二透明导电膜包含选自氟掺杂氧化锡、锑掺杂氧化锡、氧化锡、氟掺杂氧化锌、铝掺杂氧化锌、镓掺杂氧化锌、硼掺杂氧化锌和氧化锌中的至少一种。
4.根据权利要求1的加热烹饪装置，其中所述导电基材是透明的并且提供用于窗体部分，通过所述窗体部分可以观察到壳体内部。
5.根据权利要求1的加热烹饪装置，其中所述导电基材还包含第二基材，其中形成分隔第二基材和第一基材的空隙，并且其中第一热线反射器提供在第一基材的内侧上。
6.根据权利要求5的加热烹饪装置，其中第二基材提供在比第一基材更接近所述壳体内侧的位置处。
7.根据权利要求5的加热烹饪装置，其中所述空隙包含冷却介质。
8.根据权利要求1的加热烹饪装置，其中所述器壁部分包含框架部分。
9.根据权利要求1的加热烹饪装置，其中第二透明导电膜防止第一透明导电膜氧化。
10.根据权利要求5的加热烹饪装置，其中第一和第二基材相互平行排列。
11.根据权利要求5的加热烹饪装置，其中第一和第二基材包含透明材料。
12.根据权利要求5的加热烹饪装置，其中第一和第二基材由玻璃制成。
13.根据权利要求5的加热烹饪装置，其中所述空隙具有1mm-20mm的厚度，所述厚度包括上述范围的两端点值。
14.根据权利要求1的加热烹饪装置，其中第一透明导电膜包含厚度为100nm-1000nm的氧化铟锡(ITO)，所述厚度包括上述范围的两端点值。
15.根据权利要求1的加热烹饪装置，其中第二透明导电膜由具有耐热性的材料制成，所述材料的耐热性通过将所述材料加热至300-700℃时的电阻上升率来测量，所述温度包括上述范围的两端点温度，并且上述温度下测得的电阻比常温(25℃)下测得的电阻高2倍或更少。
16.根据权利要求1的加热烹饪装置，其中第二透明导电膜包含氟掺杂氧化锡(FTO)。
17.根据权利要求1的加热烹饪装置，其中第二透明导电膜厚度为50-300nm，所述厚度包括上述范围的两端点值。
18.根据权利要求1的加热烹饪装置，其中第一和第二透明导电膜通过喷雾热解法(SPD)、溅射法或CVD法形成。
19.根据权利要求1的加热烹饪装置，其中第二透明导电膜在第一透明导电膜形成后一分钟内形成。
20.根据权利要求5的加热烹饪装置，其中所述空隙起热绝缘层的作用。
21.根据权利要求1的加热烹饪装置，其中第一热线反射体包含至少一个或多个透明导电膜。
22.根据权利要求5的加热烹饪装置，还包含位于第二基材外侧的第二热线反射体。
23.根据权利要求1的加热烹饪装置，还包含至少一个附加的基材。
24.根据权利要求1的加热烹饪装置，其中所述壳体包含选自氧化铟锡、氟掺杂氧化锡、锑掺杂氧化锡、氧化锡、氟掺杂氧化锌、铝掺杂氧化锌、镓掺杂氧化锌、硼掺杂氧化锌和氧化锌中的至少一种导电基材。
25.根据权利要求7的加热烹饪装置，其中所述冷却介质是气体或液体，并且可密封或循环在所述空隙内。
26.根据权利要求7的加热烹饪装置，还包含冷却介质循环机构。
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