CN219876179U - 一种磁热转换式加热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于加热器领域，提供了一种磁热转换式加热器，包括磁热转换部分、温控部分和隔离部分，其特征在于，所述磁热转换部分，包括以下结构之一：A1结构：相互电连接的磁电转换线圈和电加热器，所述磁电转换线圈由低电阻率导体制成；A2结构：由电阻率较高的材料制成的线圈，其电阻值不低于0.5欧姆；A3结构：涡流加热片，所述涡流加热片，为铁质或不锈钢材质制成的平板结构，或由多个铁质或不锈钢材质颗粒与绝缘导热材料相互嵌入而构成的片状结构。本实用新型无需导线及电源，结构简单，成本低；浸入式设计，使发热体完全浸入到待加热物质中，热能利用率高；结构紧凑小巧，组装、包装、运输成本低，占用收纳场地小。

Description

一种磁热转换式加热器

技术领域

本实用新型属于加热器领域，尤其涉及一种磁热转换式加热器。

背景技术

对食品、饮料以及其它物品的加热，是日常生活中经常需要的，传统技术中，通常使用传统燃气或电气灶具、太阳能灶、化学能加热器等方式加热，需要具备传统灶具条件或化学能材料等。对于办公室、书房、客厅、卧室等场合，显然具有一定的局限性。

针对该局限性，近年来发明了加热杯垫等加热垫产品，其工作原理为：在加热垫内设置阻性加热器，给加热器通电，使加热垫发热，杯子等被加热物体置于加热垫上，热量即可传导到被加热物体，使其升温。

由于加热垫产品的阻性发热体外层必须设有绝缘层，以保证用电和设备安全，故，发热体产生的热能必须首先传导到绝缘层，然后由绝缘层传导到被加热物体，且，发热体只能有一个面向被加热物体传输热能，其工作效率必然很低。

当前，无线充电技术已进入成熟阶段，并在手机、可移动式小功率用电器上，实现了对用电器内置电池的充电功能。无线充电设备分为发射装置和接收装置两部分，其发射装置具有很大比例的闲置时间。利用充电设备的发射装置发送的能量，为被加热物体加热，在技术上具有足够的可行性，在实用上则具有方便、一物多用等有点。

第二方面，电磁炉作为厨用灶具，以普及多年。电磁炉对食品加热式，需要使用专用的锅具。使用时，需要将待加热食品、饮料倒入专用锅具中，加热完成后再盛装到杯盘等餐具中，不但因锅具残留造成浪费，而且使用后需要清洗锅具和餐具，工作量大。

同充电设备的发射装置一样，电磁炉也是向外发射交变磁场，在技术上，同样具备直接通过餐具对待加热食品加热的可行性。

基于此，本申请公开一种磁热转换式加热器，可有效解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种磁热转换式加热器，旨在解决加热效率低或需要使用专用工具的问题。

本实用新型实施例是这样实现的，一种磁热转换式加热器，工作时，置于无线充电设备的发射装置上表面，或置于电磁炉的上表面，把无线充电设备的发射装置或电磁炉产生的交变磁场能量，转变为热能，对被加热物质进行加热。磁热转换式加热器包括磁热转换部分、温控部分和隔离部分，其中：

所述磁热转换部分，包括以下结构之一：

A1结构：相互电连接的磁电转换线圈和电加热器，所述磁电转换线圈由低电阻率导体制成。由于工作于交变磁场中，磁电转换线圈的两端将产生交变电压，向与其连接的电加热器供电，使其产生热能。

A2结构：由电阻率较高的材料制成的线圈，其电阻值不低于0.5欧姆。该方案中，线圈兼任磁电转换绕组与阻性加热器两大功能：处于交变磁场的线圈产生交变电压，当线圈两端闭合上，将在线圈内产生电流。由于线圈由电阻率较高的材料制成，成为线圈结构的阻性加热器，电流流过时将产生热能。

A3结构：涡流加热片，所述涡流加热片，为铁质或不锈钢材质制成的平板结构(整块铁板或不锈钢板)，或由多个铁质或不锈钢材质颗粒与绝缘导热材料相互嵌入而构成的片状结构，其中铁质或不锈钢材质颗粒为发热单元，绝缘导热材料构成支撑物(绝缘导热材料中嵌入铁质或不锈钢质颗粒)。其中，整板结构适于工作在电磁炉上的应用，而颗粒结构则适用于工作在无线充电设备上的应用。由于无线充电设备的发射装置一般设有金属块检测功能，当整板金属置于其上时，将导致无线充电设备停止工作，不能实现磁热转换，故在本方案中，采用颗粒结构，分割涡流，以保证无线充电设备可以正常向磁热转换式加热器供电。

所述温控部分，为与所述磁热转换部分电气串联，并在温度条件下调节流通电流的部件，或通过调整涡流加热片中的组分比例从而调节加热功率；

所述隔离部分，为固定所述温控部分和磁热转换部分，并将所述温控部分、磁热转换部分与被加热物质绝缘、隔离开来的介质层。

作为进一步的技术方案，磁热转换式加热器的隔离部分为罐状结构，磁热转换部分包括相互电连接的平面线圈和阻性加热片，温控部分包括温度传感器和控制电路板，其中，

所述平面线圈，为低电阻率导线绕制的扁平线圈，或制作于印刷电路板上的单层或多层线圈，固定于所述隔离部分的罐内的底部；

所述阻性加热片为平板状，其内部封嵌有阻性加热元件，其中一个面上设有静触点，用于与其内部的阻性加热元件电连接，所述阻性加热片作为隔离部分的封口，密封安装于隔离部分的罐口，其设有静触点的一面面向所述隔离部分的罐底；

所述控制电路板固定于所述平面线圈和阻性加热片之间，其面向阻性加热片的一面设有与控制电路板电连接的温度传感器和动触点，所述温度传感器的感温面与所述阻性加热片紧密贴合，以感知阻性加热片的温度；所述动触点与所述阻性加热片上的静触点电连接；所述平面线圈电连接到控制电路板上。

作为进一步的技术方案，磁热转换式加热器中，所述磁热转换部分包括PTC加热器和磁电转换线圈；所述PTC加热器，其外形为罐状，内部封嵌有PTC加热元件，并与设有PTC加热元件电连接的静触点；所述磁电转换线圈的两个出线端设有与静触点电连接的动触点；

所述隔离部分，由绝缘导热材质制成的封盖，密封装配到PTC加热器的罐状结构的罐口上构成，所述封盖面向PTC加热器的一面上设有柱状凸起，用于将所述磁电转换线圈上的动触点与PTC加热器上的静触点压合在一起，使其实现电连接。

作为进一步的技术方案，所述隔离部分由罐状的罐体和平板状的封盖构成；所述磁热转换部分，为由阻性加热材料制成的阻性平面线圈，安装于隔离部分的底部；所述阻性平面线圈的两个出线端，电连接有温度开关；所述温度开关包括但不限于双金属片式温度开关、PTC热敏电阻以及温度控制模块；

所述封盖密封安装于罐体的罐口上。

作为进一步的技术方案，所述磁热转换部分、温控部分和隔离部分嵌合为平板结构，为绝缘密封材质内封嵌有多个铁质或不锈钢材质的颗粒(发热单元)；

所述磁热转换式加热器为单个，或多个为一组，一组内，绝缘密封材质与铁质或不锈钢材质的颗粒的数量配比不同，以决定其发热功率不同。

作为进一步的技术方案，磁热转换式加热器为杯状、碗状或篮状类容器结构，其中，容器为铁质或不锈钢材质，或其底部为铁质或不锈钢材质，或其底部含有铁质或不锈钢材质。

作为进一步的技术方案，磁热转换部分采用A1结构、电加热器为阻性加热器的磁热转换式加热器，其控制电路板上还设有温度指示装置，所述温度指示装置，包括但不限于LED指示灯、数码管。

作为进一步的技术方案，磁热转换部分采用A1结构、电加热器为PTC加热器的磁热转换式加热器，还设有状态检测电路和工作状态指示装置，所述状态检测电路并联于所述磁电转换线圈两端，所述工作状态指示装置为LED指示灯，与状态检测电路电连接，由状态检测电路驱动工作状态指示装置改变亮度，或改变颜色。

作为进一步的技术方案，磁热转换部分采用A2结构的磁热转换式加热器还设有工作状态指示装置，所述工作状态指示装置为相互串联的整流二极管限流电阻和LED指示灯；所述工作状态指示装置与所述温度开关并联。

作为进一步的技术方案，杯状、碗状或篮状类容器结构的磁热转换式加热器，还设有温度指示装置，其中，所述温度指示装置包括安装于所述容器底部的平面线圈和安装于容器壁的显示电路板，或安装于容器壁的电池和显示电路板；所述显示电路板上设有温度传感器及其处理电路，和温度指示器件。

相较于现有技术，本实用新型的有益效果如下：

本实用新型实施例提供的一种磁热转换式加热器，无需导线及电源，结构简单，成本低；浸入式设计，使发热体完全浸入到待加热物质中，热能利用率高；结构紧凑小巧，组装、包装、运输成本低，占用收纳场地小。

附图说明

图1是磁热转换部分采用A1结构、电加热器为阻性加热器的磁热转换式加热器的结构示意图；

图2是磁热转换部分采用A1结构、电加热器为PTC加热器的磁热转换式加热器的结构示意图；

图3是磁热转换部分采用A2结构的磁热转换式加热器的结构示意图；

图4是磁热转换部分采用A3结构、发热单元为颗粒状的磁热转换式加热器的结构示意图；

图5为底部具有涡流加热片的容器状磁热转换式加热器的结构示意图。

附图中：阻性加热片1、第一静触点11、控制电路板2、第一动触点21、温度传感器22、第一磁电转换线圈3、第一出线端31、第一隔离仓6、第一罐壁61、第一罐底62；

PTC加热模组1a、第二静触点11a、第二罐底12a、定位槽13a、第二罐壁14a、第二磁电转换线圈3a、第二动触点31a、封盖4a、定位柱41a；

阻性线圈3b、第三出线端31b、第二封盖4b、凹槽42b、温度开关5b、第二隔离仓6b、第三罐壁61b、第三罐底62b；

第三封盖4c、第三隔离仓6c、涡流加热片7c、发热单元71c；

容器状磁热转换加热器8、杯81、杯体811、手柄812、杯底813、杯盖82。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

以下结合具体实施例对本实用新型的具体实现进行详细描述。

实施例1——磁热转换部分采用A1结构、电加热器为阻性加热器的磁热转换式加热器

如图1所示，这是一款浸入式磁热转换加热器，由阻性加热片1、控制电路板2、第一磁电转换线圈3、第一隔离仓6等构成。其中：

阻性加热片1为片状结构，其外壳由绝缘导热材料制成，例如陶瓷，内部装嵌有阻性加热元件(未画出)，设有2个第一静触点11，该第一静触点11分别与阻性加热片1内嵌的阻性加热元件的两端电连接；

控制电路板2上设有两个第一动触点21和温度传感器22，以及其它用于控制温度的元器件(未画出)；

第一磁电转换线圈3由低电阻率导线绕制，匝间绝缘，或印刷在电路板上，设有两个第一出线端31；

第一隔离仓6为罐式结构，设有第一罐壁61和第一罐底62。

组装时，将第一磁电转换线圈3安装于第一隔离仓6的第一罐壁61；控制电路板2以温度传感器22背向第一罐底61的方向靠近第一磁电转换线圈3安装，第一磁电转换线圈3的两个第一出线端31电连接到控制电路板2上，为控制电路板2供电；将阻性加热片1以第一静触点11面向控制电路板2的方向，使以第一静触点11对准第一动触点21，安装到第一隔离仓6的罐口，并使之密封，避免液体等物质进入第一隔离仓6的内腔，造成内部器件的损毁。

组装后，第一静触点11电连接第一动触点21，实现由控制电路板2向阻性加热片1供电；温度传感器22则贴紧阻性加热片1表面，可以感测到阻性加热片1的温度变化。

工作时，将磁热转换加热器放入杯子等容器底部，在容器中导入待加热的液体或颗粒；将杯状置于无线充电设备的发射装置上，或置于电磁炉上。此时，磁热转换加热器内的第一磁电转换线圈3处于无线充电设备(或电磁炉)发射的交变磁场内，将磁能转换为电能，通过第一出线端31为控制电路板2供电，控制电路板2则通过第一动触点21和第一静触点11为阻性加热片1供电，使其温度上升，温度传感器22则实时检测阻性加热片1的温度，并根据温度情况调控第一动触点21和第一静触点11回路的电流(调整电流幅度或通断)，以控制阻性加热片1的温度在设定范围内，通过控制阻性加热片1为容器内的物质加热。

本方案作为无线充电设备(或电磁炉)的附属器件，利用无线充电设备(或电磁炉)加热，具备以下优点：

无需导线及电源，结构简单，成本低；

浸入式设计，使发热体完全浸入到待加热物质中，热能利用率高；

结构紧凑小巧，组装、包装、运输成本低，占用收纳场地小。

实施例2——磁热转换部分采用A1结构、电加热器为PTC加热器的磁热转换式加热器

如图2，这是一款浸入式磁热转换加热器，由PTC加热模组1a、第二磁电转换线圈3a，和第一封盖4a等构成。其中：

PTC加热模组1a为罐状结构，设有第二罐底12a和第二罐壁14a，其外层为绝缘导热材料制成，如陶瓷，其内封嵌了PCT加热元件(未画出)，PCT加热元件的出线端电连接到两个第二静触点11a，第二静触点11a固定于定位槽13a内；

第二磁电转换线圈3a由由低电阻率导线绕制，或印刷在电路板上，设有两个第二动触点31a；

第一封盖4a为绝缘导热材料制成，如陶瓷，设有两个定位柱41a。

组装时，将第二磁电转换线圈3a安装到PTC加热模块1a的罐内，两个第二动触点31a分别对正两个第二静触点11a，将第一封盖4a的两个定位柱41a分别对正第二磁电转换线圈3a的两个第二动触点31a，压合后将对接处密封。组装后，第二磁电转换线圈3a的两个第二动触点31a分别电连接到PTC加热模组1a的两个第二静触点11a上。

工作时，将磁热转换加热器放入杯子等容器底部，在容器中加入待加热的液体或颗粒；将容器置于无线充电设备的发射装置上，或置于电磁炉上。此时，磁热转换式加热器内的第二磁电转换线圈3a将无线充电设备(或电磁炉)发射的交变磁场变换为交变电压，为PTC加热模组1a供电，使之发热。随着温度升高，PTC加热模组1a的内阻提高，电流降低，知道到达PTC加热模组1a的居里点时，电流被切断。此过程中可实现恒温控制。

同实施例1，这款磁热转换式加热器为浸入式设计，具有与实施例1一样的优点，而与实施例1相比，由于直接采用PCT加热元件，利用PCT加热元件本身的特性实现恒温控制，结构更简单，故障率更低。

实施例3——磁热转换部分采用A2结构的磁热转换式加热器

如图3所示，这也是一款浸入式磁热转换加热器，由阻性线圈3b、温度开关5b、第二隔离仓6b和第二封盖4b等构成。其中：

阻性线圈3b由电阻率较高的材料绕制而成，匝间绝缘，设有两个第三出线端31b；

温度开关5b的两个出线端电连接到阻性线圈3b的两个第三出线端31b；

第二隔离仓6b为罐型结构，包括第三罐壁61b和第三罐底62b；

第二封盖4b为平板结构，一面设有非透式凹槽42b。

组装时，阻性线圈3b置于第二隔离仓6b内，将第二封盖4b以凹槽42b面向阻性线圈3b的方向装配到第二隔离仓6b的罐口，并做密封处理。阻性线圈3b的厚度与第二隔离仓6b的深度相当，第二封盖4b装配到位后，阻性线圈3b的两个面分别与第二隔离仓6b的第三罐底62b、第二封盖4b的平面贴紧，实现良好的热传递，第二封盖4b的凹槽42b为温度开关5b的装配空间。

工作时，将磁热转换加热器放入杯子等容器底部，在容器中加入待加热的液体或颗粒；将容器置于无线充电设备的发射装置上，或置于电磁炉上。此时，磁热转换加热器内的阻性线圈3b处于无线充电设备(或电磁炉)发射的交变磁场内，将磁能转换为电能，温度开关5b为常闭式，当磁热转换加热器的温度低于温度开关5b的动作温度时，温度开关5b闭合，在阻性线圈3b产生电流，由于阻性线圈3b由电阻率较高的材料绕制而成，故电流流过后将产生热能，使其温度升高，热量通过贴合到阻性线圈3b的第二隔离仓6b和第二封盖4b向外传递，可对容器内的物质加热。

与实施例1、实施例2相比，本实施例将线圈与加热器合并为阻性线圈3b，结构更简单，可靠性更高，成本更低。

实施例4——磁热转换部分采用A3结构、发热单元为颗粒状的磁热转换式加热器

如图4所示，这也是一款浸入式磁热转换加热器，由第三隔离仓6c、涡流加热片7c，和第三封盖4c等构成。其中：

涡流加热片7c为片状结构，由多个铁质或不锈钢材质颗粒与绝缘导热材料相互嵌入而成，其中铁质或不锈钢材质颗粒为发热单元71c，绝缘导热材料构成支撑物；

第三隔离仓6c为罐状结构；

第三封盖4c为平板结构。

组装时，将涡流加热片7c置于第三隔离仓6c内，然后将第三封盖4c装配到第三隔离仓6c的罐口，并做密封处理。涡流加热片7c的厚度与第三隔离仓6c的深度相当，第三封盖4c装配到位后，涡流加热片7c的两个面分别与第三隔离仓6c的罐底和第三封盖4c的平面贴紧，实现良好的热传递。

工作时，将磁热转换加热器放入杯子等容器底部，在容器中加入待加热的液体或颗粒；将容器置于无线充电设备的发射装置上，或置于电磁炉上。此时，涡流加热片7c内的铁质或不锈钢材质颗粒处于交变磁场中，内部产生涡流，从而发热，热量经贴合的第三隔离仓6c和第三封盖4c向外传递，为容器内的物质加热。

涡流加热的功率除了与交变磁场的参数有关之外，还跟涡流加热片7c内的颗粒参数有关。基于此原理，本方案提供多个磁热转换式加热器，每个磁热转换式加热器配以不同参数的涡流加热片7c，各涡流加热片内部的颗粒数量不一，选用磁热转换式加热器，即可选用不同的加热功率。

与实施例1、实施例2、实施例3相比，本实施例结构更加简化，成本更低。

实施例5——底部具有涡流加热片的容器状磁热转换式加热器

如图4所示，容器状磁热转换加热器8由杯81和杯盖82构成。其中：

杯81设有杯体811、手柄812、和杯底813，杯体811和手柄812均由食品级非导体材料制成，例如陶瓷等，杯底813则为铁质或不锈钢材质制成，或由食品级非导体材料内置铁质或不锈钢材质颗粒制成。

工作时，在容器中加入待加热的液体或颗粒，将容器置于无线充电设备的发射装置上，或置于电磁炉上。此时，杯底813由于为(或含有)铁质或不锈钢材质，在无线充电设备(或电磁炉)产生的交变磁场下产生涡流，将交变磁能转换为热能，即，杯底813发热，为容器内的物质加热。

较之传统的电磁炉专用锅具，本方案实施后，对食品加热时，省去了将食品倒入锅具内加热，然后将食品倒出食用的环节，不产生食品在锅具内的残留，事后无需清洗锅具。使用方便，节省。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种磁热转换式加热器，包括磁热转换部分、温控部分和隔离部分，其特征在于，所述磁热转换部分，包括以下结构之一：

A1结构：相互电连接的磁电转换线圈和电加热器，所述磁电转换线圈由低电阻率导体制成；

A2结构：由电阻率较高的材料制成的线圈，其电阻值不低于0.5欧姆；

A3结构：涡流加热片，所述涡流加热片，为铁质或不锈钢材质制成的平板结构，或由多个铁质或不锈钢材质颗粒与绝缘导热材料相互嵌入而构成的片状结构；

所述温控部分，为与所述磁热转换部分电气串联，并在温度条件下调节流通电流的部件，或通过调整涡流加热片中的组分比例从而调节加热功率；

所述隔离部分，为固定所述温控部分和磁热转换部分，并将所述温控部分和磁热转换部分与被加热物质绝缘、隔离开来的介质层。

2.根据权利要求1所述的磁热转换式加热器，其特征在于，所述隔离部分为罐状结构，所述磁热转换部分包括相互电连接的平面线圈和阻性加热片，所述温控部分包括温度传感器和控制电路板，其中，

所述平面线圈，为低电阻率导线绕制的扁平线圈，或制作于印刷电路板上的单层或多层线圈，所述平面线圈固定在所述隔离部分的罐内的底部；

所述阻性加热片为平板状，其内部封嵌有阻性加热元件，所述阻性加热片的其中一个面上设有静触点，用于与其内部的阻性加热元件电连接，所述阻性加热片密封安装于隔离部分的罐口，所述阻性加热片设有静触点的一面面向所述隔离部分的罐底；

所述控制电路板固定于所述平面线圈和阻性加热片之间，其面向阻性加热片的一面设有与控制电路板电连接的温度传感器和动触点，所述温度传感器的感温面与所述阻性加热片紧密贴合，所述动触点与所述阻性加热片上的静触点电连接，所述平面线圈电连接到控制电路板上。

3.根据权利要求1所述的磁热转换式加热器，其特征在于，所述磁热转换部分包括PTC加热器和磁电转换线圈，所述PTC加热器的外形为罐体，所述罐体的内部封嵌有PTC加热元件，罐体上设有与PTC加热元件电连接的静触点；所述磁电转换线圈的两个出线端设有与静触点电连接的动触点；

所述隔离部分由绝缘导热材质制成的封盖和PTC加热器构成，所述封盖密封装在PTC加热器的顶部，所述封盖面向PTC加热器的一面上设有柱状凸起。

4.根据权利要求1所述的磁热转换式加热器，其特征在于，所述隔离部分由罐状的罐体和平板状的封盖构成；

所述磁热转换部分，为由阻性加热材料制成的阻性平面线圈，所述磁热转换部分安装在隔离部分的底部；

所述温控部分包括温度开关，所述温度开关与阻性平面线圈的两个出线端电连接，所述温度开关包括双金属片式温度开关、PTC热敏电阻以及温度控制模块；

所述封盖密封安装在罐体的罐口上。

5.根据权利要求1所述的磁热转换式加热器，其特征在于，所述磁热转换部分、温控部分和隔离部分嵌合为平板结构；

所述磁热转换式加热器包含单个或多个该平板结构，多个所述平板结构为一组。

6.根据权利要求1所述的磁热转换式加热器，其特征在于，所述磁热转换部分、温控部分和隔离部分嵌合为杯状、碗状或篮状类容器结构。

7.根据权利要求2所述的磁热转换式加热器，其特征在于，所述控制电路板上还设有温度指示装置，所述温度指示装置包括LED指示灯和数码管。

8.根据权利要求3所述的磁热转换式加热器，其特征在于，所述温控部分还包括状态检测电路和工作状态指示装置，所述状态检测电路并联于所述磁电转换线圈两端，所述工作状态指示装置为LED指示灯，所述工作状态指示装置与状态检测电路电连接。

9.根据权利要求4所述的磁热转换式加热器，其特征在于，所述温控部分还包括工作状态指示装置，所述工作状态指示装置为相互串联的整流二极管限流电阻和LED指示灯，所述工作状态指示装置与所述温度开关并联。

10.根据权利要求6所述的磁热转换式加热器，其特征在于，所述温控部分包括温度指示装置，其中，

所述温度指示装置包括安装于所述容器结构底部的平面线圈和安装于容器结构侧壁的显示电路板，或安装于容器结构侧壁的电池和显示电路板；

所述显示电路板上设有温度传感器和温度指示器件。