專利名稱：節(jié)能電熱鍋的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用電能加熱的烹調(diào)裝置，尤其是一種紫砂、陶瓷、礦石、玻璃等
非金屬內(nèi)膽的加熱快速、均勻、安全以及節(jié)能的電熱鍋。
背景技術(shù)：
由于紫砂、陶瓷等非金屬內(nèi)膽電熱鍋不會產(chǎn)生過多鋁等金屬離子及不會脫落不沾 涂層而對人體健康造成危害，反而有部分材料可以溶解出多種對人體有益的微量元素，并 可以讓水呈更利于人體健康的弱堿性、讓食物口感更好、具有回歸自然風(fēng)味等優(yōu)點(diǎn)，已逐步 受越來越多家庭的喜愛和使用。 但是，由于紫砂、陶瓷等非金屬材料存在著導(dǎo)熱系數(shù)低、質(zhì)地硬而脆柔韌性差、膨 脹系數(shù)與金屬加熱裝置的差異大等物理特性，造成了要加熱裝置對內(nèi)膽進(jìn)行高效、安全地 傳遞熱量存在較大的困難，這是本領(lǐng)域技術(shù)人員所長期以來面臨的挑戰(zhàn)、一個(gè)技術(shù)瓶頸?，F(xiàn) 有的加熱方式主要有加熱裝置與內(nèi)膽直接接觸的和之間留有間隙的兩種。之間直接接觸的 包括在底部接觸和在側(cè)部包套接觸，這種方式由于內(nèi)膽的受熱不均、內(nèi)膽與加熱裝置的熱 膨脹程度不同等原因而容易爆裂，會給用戶帶來麻煩和存在安全隱患。之間不接觸留有間 隙的方式主要為空氣對流傳熱和輻射傳熱，通過空氣對流方式的加熱裝置要先加熱空氣后 再通過熱空氣將熱量傳給內(nèi)膽，這間接的傳熱方式速度較慢并熱空氣易外散而造成能源浪 費(fèi)；而輻射方式的由于加熱裝置通常使用的鋁板表面紅外線法向全發(fā)射率非常低，一般不 超過0.3，而表面高度拋光的鋁板就更低至0.03，內(nèi)膽表面的紅外線吸收率也低。所以，目 前之間不接觸留有間隙的空氣對流傳熱和輻射傳熱方式，存在著熱傳遞的效率低、單次烹 飪時(shí)間較長、浪費(fèi)能源的技術(shù)缺陷；并且，由于加熱裝置的熱量難以傳遞出去還會造成電熱 鍋殼體溫度過高而燙手和存在一定的安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有電熱鍋的上述技術(shù)缺陷，而提供一種紫砂、陶瓷、礦 石、玻璃等非金屬內(nèi)膽受熱均勻、不易爆裂、使用安全、加熱速度快、熱效率高、節(jié)約能源能 應(yīng)用于煮飯、煲湯、煲粥、煲中藥、煮茶、燒開水、火鍋、煎炒的節(jié)能電熱鍋。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)上述目的 —種節(jié)能電熱鍋，它包括非金屬材料或非金屬摻入金屬的復(fù)合材料所制造的的內(nèi) 膽、加熱裝置、殼體、電控制裝置，其中，加熱裝置為桶狀或盤狀，其邊緣高于內(nèi)表面的底部 位置1. 5cm以上，其電熱元件被包嵌在本體里或固定于外表面的底部或側(cè)部，加熱裝置包 套在內(nèi)膽之外或僅位于在內(nèi)膽之下，之間為完全不接觸或?yàn)橛胁糠治恢孟嗷ソ佑|，其特點(diǎn) 是，所述加熱裝置的內(nèi)表面覆蓋有紅外輻射材料層。 在上述的節(jié)能電熱鍋中，其中，所述加熱裝置的外表面為紅外線反射面或貼靠地 設(shè)有填充式隔熱層。 在上述的節(jié)能電熱鍋中，其中，所述內(nèi)膽的外表面設(shè)有紅外吸收材料層。
在上述的節(jié)能電熱鍋中，其中，所述紅外輻射材料層是與所述紅外吸收材料層在 同一溫度下具有相匹配的相對輻射能譜的紅外輻射材料層。 在上述的節(jié)能電熱鍋中，其中，所述紅外輻射材料層為紅外輻射涂料的涂層。
在上述的節(jié)能電熱鍋中，其中，所述紅外輻射材料層為含有紅外輻射材料的陶瓷 或礦石經(jīng)加工而形成的覆蓋層。 在上述的節(jié)能電熱鍋中，其中，所述紅外輻射材料層為加熱裝置的內(nèi)表面經(jīng)金屬 表面物理、化學(xué)或物理與化學(xué)結(jié)合工藝方法處理后而形成的紅外輻射材料覆蓋層。
在上述的節(jié)能電熱鍋中，其中，所述紅外吸收材料層為紅外輻射涂料的涂層。
在上述的節(jié)能電熱鍋中，其中，所述紅外吸收材料層為將紅外輻射材料混入內(nèi)膽 外層或本體的制造材料之中而制成的復(fù)合層。 在上述的節(jié)能電熱鍋中，其中，所述加熱裝置的內(nèi)表面或所述內(nèi)膽的外表面分別 為螺紋面、蜂窩面、條紋面或帶凸脊的面；所述紅外輻射材料層為含有蜂窩狀、顆粒狀、螺紋 狀、條紋狀或晶格狀構(gòu)造的復(fù)合結(jié)構(gòu)層。 本發(fā)明節(jié)能電熱鍋由于采用了上述技術(shù)方案，與現(xiàn)有的電熱鍋相比，具有以下的 優(yōu)點(diǎn)和有益效果 1.通過在加熱裝置的內(nèi)表面覆蓋有紅外輻射材料層可以使之成為一個(gè)紅外輻射 加熱器，極大增強(qiáng)其紅外加熱效果，如鋁質(zhì)加熱裝置在表面覆涂紅外輻射涂料以后， 一般其 紅外法向全發(fā)射率就馬上能從0. 3以下提高到0. 8以上，選用更優(yōu)質(zhì)紅外輻射涂料甚至可 提高到0.9以上，為原來的三倍以上；將加熱裝置的外表面設(shè)為紅外線反射面，更減少了熱 量外丟，增強(qiáng)了其定向輻射加熱作用。 2.通過在內(nèi)膽外表面設(shè)置紅外吸收材料層又可以大大提高紅外線吸收率，提高內(nèi) 膽熱吸收能力。 3.由于物體對與自身輻射的波長、頻率相同的電磁波具有選擇性吸收的物理特 性，一個(gè)好的輻射體同時(shí)也是一個(gè)好的吸收體，通過設(shè)置紅外輻射材料層與紅外吸收材料 層的相對輻射能譜相匹配而形成共振，從而達(dá)到匹配吸收的最優(yōu)效果，更大的提高節(jié)能電 熱鍋的紅外線熱傳遞效率、減少內(nèi)膽反射造成的能量損失。 4.再通過加熱裝置和內(nèi)膽表面形狀設(shè)計(jì)、紅外輻射材料層和紅外吸收層自身構(gòu)造 設(shè)計(jì)，增大紅外線的有效輻射及吸收的面積，盡可能地更好提高紅外輻射的熱傳遞能力。
5.本發(fā)明技術(shù)方案為非金屬內(nèi)膽電熱鍋開拓了一條新的高效紅外輻射的節(jié)能技 術(shù)發(fā)展途徑，大幅度提高了紅外輻射方式的傳熱作用。并且，還能兼顧和發(fā)揮傳導(dǎo)方式和空 氣對流方式相加熱的作用，相互有機(jī)結(jié)合，從而在整體上實(shí)現(xiàn)了加熱裝置對內(nèi)膽的熱傳遞 效率大大提高、加熱速度快、外殼溫度升高慢、內(nèi)膽受熱均勻不易爆裂、使用安全、節(jié)約能源 的有益目的。 6.本發(fā)明還具有工藝簡單、成本低廉、易于推廣、效果明顯等優(yōu)點(diǎn)。
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。


圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意4
圖3是本發(fā)明第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是本發(fā)明第三實(shí)施例所使用的一種紅外輻射涂料的相對輻射能譜曲線示意 圖。 附圖標(biāo)記說明 1-殼體 2_加熱裝置 3-內(nèi)膽 4-感溫探頭 5-相對輻射能譜曲線 101-隔熱層 201-紅外輻射材料層 202-帶狀電熱元件 203-管狀電熱元件 204-懸浮裝置 205-紅外線反射面 301-紅外吸收材料層
具體實(shí)施方式

第一實(shí)施例 如圖1所示，本實(shí)施例的節(jié)能電熱鍋，它的側(cè)面由外到內(nèi)依次包含有殼體1、桶狀 加熱裝置2、紫砂、陶瓷、礦石、玻璃等非金屬材料制造的內(nèi)膽3，它還含有電控制裝置。其 中，加熱裝置2包括桶狀鋁、銅、鐵等導(dǎo)熱體、包嵌于導(dǎo)熱體底部的管狀電熱元件203、固定 于導(dǎo)熱體外側(cè)部的帶狀電熱元件202 ;加熱裝置2的內(nèi)表面覆蓋有紅外輻射材料層201，并 其側(cè)部為螺紋面，底部為平滑面；加熱裝置2的外表面為紅外線反射面205，可以通過表面 保留平滑潔凈、表面拋光、設(shè)置鋅層、鈦層等技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。內(nèi)膽3的外表面覆蓋有紅外吸收 材料層301，內(nèi)膽3底部設(shè)有凸腳與加熱裝置2接觸，內(nèi)膽3上部的邊緣也與加熱裝置2或 殼體1的上緣接觸，內(nèi)膽3的外表面與加熱裝置2的內(nèi)表面之間形成相對封閉的高效紅外 輻射腔和空氣對流腔。 內(nèi)膽3的外表面也可設(shè)置成蜂窩、螺紋、條紋等結(jié)構(gòu)面而增大紅外吸收面積和空 氣對流受熱面積；加熱裝置2的內(nèi)表面也可設(shè)置有凸脊來減少與內(nèi)膽3外表面的摩擦面積， 從而避免紅外輻射材料層201或紅外吸收材料層301的磨損。 電控制裝置可以包含有定時(shí)裝置或變檔裝置或感溫裝置，可以是機(jī)械式控制也可 以是微電腦式控制。 紅外輻射材料層201和紅外吸收材料層301的相對輻射能譜相匹配，并均可選用 紅外輻射涂料涂層，或選用經(jīng)熱滲鍍、濺射鍍、真空蒸發(fā)鍍、熱噴涂、沖擊鍍、電鍍、陽極氧 化、化學(xué)鍍、化學(xué)轉(zhuǎn)化、離子鍍、化學(xué)氣相鍍、離子注入、搪瓷、瓷釉燒結(jié)等物理、化學(xué)金屬表 面處理工藝的一種或多種而形成的含有紅外輻射材料或紅外吸收材料的高紅外輻射率或 高紅外吸收率的復(fù)合層。紅外輻射材料層201也可以選用含有高紅外發(fā)射率物質(zhì)的紫砂、 陶瓷或礦石材料制備，紅外吸收材料層301也可選用將紅外輻射材料混入內(nèi)膽3外層或本體的制造材料之中而制成。其中，所選用的紅外輻射涂料應(yīng)符合國家《紅外輻射涂料通用技 術(shù)條件》(中國國標(biāo)號G B/T 4653-1984)等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，加熱裝置2的表面覆蓋了紅外輻射 材料層201而相當(dāng)一個(gè)紅外加熱器，實(shí)施時(shí)也應(yīng)符合國家《紅外輻射加熱器試驗(yàn)方法》(中 國國標(biāo)號GB/T7287-2008)等標(biāo)準(zhǔn)。 為增強(qiáng)紅外輻射材料層201或紅外吸收材料層301與加熱裝置2或內(nèi)膽3的結(jié)合 強(qiáng)度，可以對加熱裝置2或內(nèi)膽3表面進(jìn)行清潔、毛化等前置處理。紅外輻射材料層201或 紅外吸收材料層301的厚度可根據(jù)其實(shí)際的材料性能和使用需要進(jìn)行確定。紅外輻射材料 層201的厚度一般為1000iim以內(nèi)，可以優(yōu)選在20iim 130iim范圍，常用為100iim。紅 外輻射材料層201可以設(shè)置有蜂窩狀、顆粒狀、螺紋狀、條紋狀、晶格狀構(gòu)造而提高其有效 輻射面積提高紅外輻射傳熱能力。 紅外輻射材料層201或紅外吸收材料層301，可以含有經(jīng)試驗(yàn)紅外輻射能力相對 較強(qiáng)的鈷、銅、鉀、鈣、鈦、鋇、錳、鐵、鎳、鋅、鋰、鈹、硼、鎂、鋁、硅、銀、鍶、鎢、金、鑭、鈰、鉭、 鈮、釷、釔、釩、鉬、鉻、鍺、硒、鋯等單質(zhì)或其化合物成分，化合物可以是氧化物、碳化物、氮化 物、氟化物和硼化物，可以含有一種或多種，也可選用其它成分的紅外輻射材料或紅外輻射 材料。 為增強(qiáng)審美價(jià)值，可將紅外輻射材料層201或紅外吸收材料層301調(diào)配成不同的 顏色和設(shè)置有各種圖案。 紅外吸收材料層301也可根據(jù)需要，由紅外吸收材料混合、調(diào)制成陶瓷釉漿后覆 蓋在內(nèi)膽3外表面燒結(jié)而成，也可將紅外吸收材料混入內(nèi)膽3的造成材料之中制成。
內(nèi)膽3也可以是由非金屬與鐵、鋁、銅等金屬混合的復(fù)合材料，經(jīng)燒結(jié)或其它工藝 制成，以改善其硬度等物理性能。
第二實(shí)施例 如圖2所示，本實(shí)施例的節(jié)能電熱鍋，它包含有殼體1、殼體l之內(nèi)的隔熱層101、 隔熱層101之內(nèi)的紫砂、陶瓷、礦石、玻璃等非金屬材料制造的內(nèi)膽3、位于內(nèi)膽3的下部并 與下部外表面相對的盤狀加熱裝置2、電控制裝置。其中，加熱裝置2含有被包嵌在底部本 體里的管狀電熱元件203，并內(nèi)表面覆蓋有紅外輻射材料層201，而外表面為紅外線反射面 205。內(nèi)膽3外表面的與加熱裝置2內(nèi)表面相對的底部地方覆蓋有紅外吸收材料層301，并 與加熱裝置2為完全不接觸。 加熱裝置2的外表面還可設(shè)有填充式或反射式隔熱結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)隔熱效果。
本實(shí)施例的節(jié)能電熱鍋的電控制裝置可含有感溫裝置，可設(shè)置在殼體1的蓋部， 也可設(shè)置在內(nèi)膽3的底部或側(cè)部。
第三實(shí)施例 如圖3所示，本實(shí)施例的節(jié)能電熱鍋，它包含有殼體1、殼體l之內(nèi)的隔熱層101、 隔熱層101之內(nèi)的紫砂、陶瓷、礦石、玻璃等非金屬材料制造的內(nèi)膽3、包套著內(nèi)膽3下部的 盤狀加熱裝置2、電控制裝置、承托加熱裝置2的懸浮裝置204。其中，加熱裝置2含有被包 嵌在底部本體里的管狀電熱元件203，底部的中央位置設(shè)置有電控制裝置的感溫探頭4。加 熱裝置2的內(nèi)表面覆蓋有紅外輻射材料層201，而外表面則為紅外線反射面205。內(nèi)膽3的 下部外表面覆蓋有紅外吸收材料層301。加熱裝置2內(nèi)表面的底部與內(nèi)膽3的底部相接觸， 接觸的位置可以不設(shè)紅外輻射材料層201或紅外吸收材料層301。
加熱裝置2的外表面還可設(shè)有填充式或反射式隔熱結(jié)構(gòu)。 如圖4所示，本實(shí)施例的節(jié)能電熱鍋所選用的一種紅外輻射涂料的相對輻射能譜 曲線5，其紅外輻射涂料的輻射能量主要集中在紅外線0. 75 ii m 1000. 0 y m全波段之內(nèi)的 2. 5iim 25. 0iim的波段，尤其是集中在波長5. 0um 15. Oum的范圍。并經(jīng)實(shí)驗(yàn)，2. 5 y m 25. 0 i！ m波段為高載能波，采用主輻射能量波段在該范圍的紅外輻射材料或紅外吸收材料 具有較好的傳熱應(yīng)用價(jià)值。所選用的該種紅外輻射涂料為低溫紅外輻射涂料并在工作時(shí)的 法向全發(fā)射率約為O. 86。 紅外輻射涂料可以為有機(jī)粘結(jié)劑液體涂料、水性液體涂料、粉末涂料或其它形態(tài) 的涂料。 由于同一紅外輻射材料在自身溫度升高后，其相對輻射能譜曲線會稍向左偏移， 以及節(jié)能電熱鍋在加熱升溫階段，其內(nèi)膽3的溫度一般要低于加熱裝置2的溫度，所以加熱 裝置2選用與內(nèi)膽3紅外吸收材料的相對輻射能譜曲線相對應(yīng)并略向右偏移紅外輻射材 料，可以達(dá)到更加完美的紅外輻射傳熱效果。 應(yīng)指出的是，以上實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，對本發(fā)明的技 術(shù)方案的修改、等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
一種節(jié)能電熱鍋，它包括非金屬材料或非金屬混入金屬的復(fù)合材料所制造的的內(nèi)膽、加熱裝置、殼體、電控制裝置，其中，加熱裝置為桶狀或盤狀，其邊緣高于內(nèi)表面的底部位置1.5cm以上，其電熱元件被包嵌在本體里或固定于外表面的底部或側(cè)部，加熱裝置包套在內(nèi)膽之外或僅位于在內(nèi)膽之下，之間為完全不接觸或?yàn)橛胁糠治恢孟嗷ソ佑|，其特征在于，所述加熱裝置的內(nèi)表面覆蓋有紅外輻射材料層。
2. 如權(quán)利要求1所述的節(jié)能電熱鍋，其特征在于，所述加熱裝置的外表面為紅外線反 射面或貼靠地設(shè)有填充式隔熱層。
3.如權(quán)利要求1所述的節(jié)能電熱鍋，其特征在于，所述內(nèi)膽的外表面設(shè)有紅外吸收材 料層。
4. 如權(quán)利要求3所述的節(jié)能電熱鍋，其特征在于，所述紅外輻射材料層是與所述紅外 吸收材料層在同一溫度下具有相匹配的相對輻射能譜的紅外輻射材料層。
5. 如權(quán)利要求1 4所述的任一節(jié)能電熱鍋，其特征在于，所述紅外輻射材料層為紅外 輻射涂料的涂層。
6. 如權(quán)利要求1 4所述的任一節(jié)能電熱鍋，其特征在于，所述紅外輻射材料層為含有 紅外輻射材料的陶瓷或礦石經(jīng)加工而形成的覆蓋層。
7. 如權(quán)利要求1 4所述的任一節(jié)能電熱鍋，其特征在于，所述紅外輻射材料層為加熱 裝置的內(nèi)表面經(jīng)金屬表面物理、化學(xué)或物理與化學(xué)結(jié)合工藝方法處理后而形成的紅外輻射 材料覆蓋層。
8. 如權(quán)利要求3 4所述的任一節(jié)能電熱鍋，其特征在于，所述紅外吸收材料層為紅外 輻射涂料的涂層。
9. 如權(quán)利要求3 4所述的任一節(jié)能電熱鍋，其特征在于，所述紅外吸收材料層為將紅 外輻射材料混入內(nèi)膽外層或本體的制造材料之中而制成的復(fù)合層。
10. 如權(quán)利要求1 4所述的任一節(jié)能電熱鍋，其特征在于，所述加熱裝置的內(nèi)表面或所述內(nèi)膽的外表面分別為螺紋面、蜂窩面、條紋面或帶凸脊的面；所述紅外輻射材料層為含 有蜂窩狀、顆粒狀、螺紋狀、條紋狀或晶格狀構(gòu)造的復(fù)合結(jié)構(gòu)層。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種紫砂、陶瓷、礦石、玻璃等非金屬內(nèi)膽的節(jié)能電熱鍋。其主要通過在桶狀、盤狀的大面積加熱裝置的內(nèi)表面和內(nèi)膽的外表面分別設(shè)置了相匹配的紅外紅外輻射材料層和紅外吸收材料層，并通過表面和覆蓋層的構(gòu)造設(shè)計(jì)來加大紅外線的有效輻射和吸收面積，大大提高了紅外輻射方式的加熱作用，并還可以兼顧和發(fā)揮傳導(dǎo)、對流方式加熱的作用。從而實(shí)現(xiàn)了熱效率大幅提高、加熱速度加快、外殼溫度低、節(jié)約能源以及內(nèi)膽受熱面積增大、受熱均勻、不易爆裂、使用安全的有益效果。
文檔編號A47J36/02GK101744523SQ20081022007
公開日2010年6月23日 申請日期2008年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月17日
發(fā)明者張華文 申請人:張華文