CN211526491U - 紧凑结构的电灶炉盘 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种紧凑结构的电灶炉盘，其特征在于，包括表面介质层、热传递层、发热层以及隔热层；所述表面介质层、热传递层、发热层以及隔热层依次设置；所述隔热层和表面介质层合围形成发热传递空间，且所述热传递层和发热层均设置在发热传递空间内；所述热传递层包括导热绝缘材料，即所述热传递层的导热系数大于设定值、电导率小于设定值；所述热传递层的厚度小于15mm。本实用新型技术的基本构思是选择特殊高绝缘、高导热系数材料替代空气绝缘介质，将电阻特性发热丝与该特殊材料紧密接触，加大电阻发热体与微晶玻璃间的导热性能，消除原发热炉盘的高热阻空气间隙，从而实现达到提高发热盘热效率和减小炉盘热惯性效果。

Description

紧凑结构的电灶炉盘

技术领域

本实用新型涉及辐热灶具领域，具体地，涉及一种紧凑结构的电灶炉盘。

背景技术

家用辐热电灶起源于1904年，通过电阻丝通电发热作为电灶的热源沿用至今。一百多年来，电灶随着材料技术和控制技术发展发生了很大变化，但辐热炉的热转换特点及炉具结构特点，最新技术的辐热炉热转换效率始终限制在70％附近；热传递的方式始终无法改变热响应慢的弱点。

如专利文献CN203349318U公开的一种电灶，包括上开口的外壳、面板、上开口的隔热聚热盘、镍铬金属发热体、风扇和控制装置，所述外壳包括由金属材料制成的上下端开口的壳体和由金属材料制成的底盖板，还包括一塑料材料制成的上开口的底座、导向杆和压力弹簧，所述隔热聚热盘上设置有角形的连接座，连接座包括垂直板和水平板，垂直板与隔热聚热盘固定连接，水平板上有导向孔；所述线路板嵌入底座内，所述导向杆下端与外壳的底盖板固定连接，上端穿过压力弹簧并与水平板的导向孔滑动配合。

尽管这些年来材料技术和控制技术发展迅猛，但辐热炉能效提高受限于温度响应慢的瓶颈无法突破。其原因是(见图1)：

目前辐热炉盘的技术是在纳米粉末成型的隔热炉盘上盘上附着带弧形的合金电阻丝片，电阻片通电发热，通过传导、辐射、对流加热微晶玻璃陶板，再由微晶玻璃陶板将热传导给烹饪锅底。根据电灶安全标准要求，发热丝(带电体)需要加强绝缘，尽管炉灶微晶玻璃陶板在常温下是绝缘体，但用于辐热炉烹饪面板，在炉具工作时微晶玻璃陶板温度可达600℃，其绝缘特性急剧下降，因此从炉具绝缘安全出发，发热丝必须离微晶玻璃陶板有一定间隔(空间15mm距离)，以满足绝缘要求。所以，就目前技术和使用材料，发热丝不允许直接紧贴微晶玻璃陶板安装。

由于发热丝距微晶玻璃陶板15mm，发热丝与微晶玻璃陶板间的介质为空气，封闭状态下,干燥空气的导热系数为0.023W/m·k，它属于导热性能很差的介质(隔热材料)。辐热炉的这种特殊结构必然导致了辐热炉的温度变化缓慢(时间常数大)、热转换效率低的必然结果。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种紧凑结构的电灶炉盘。

根据本实用新型提供的一种紧凑结构的电灶炉盘，包括表面介质层、热传递层、发热层以及隔热层；

所述表面介质层、热传递层、发热层以及隔热层依次设置；所述隔热层和表面介质层合围形成发热传递空间，且所述热传递层和发热层均设置在发热传递空间内；

所述热传递层包括导热绝缘材料，即所述热传递层的导热系数大于设定值、电导率小于设定值；

所述热传递层的厚度小于15mm。

优选地，所述表面介质层包括陶板。

优选地，所述热传递层包括氧化铝热传递层。

优选地，所述发热层包括电阻发热层。

优选地，所述热传递层和发热层集成设置，作为发热传递层；

所述发热传递层包括微晶陶瓷和电阻发热丝；

所述微晶陶瓷上设置有电阻发热丝安装结构；所述电阻发热丝包括接线端子；所述电阻发热丝留有间隙地设置在电阻发热丝安装结构内，并且通过设置在电阻发热丝两端的接线端子引出；

所述微晶陶瓷包括导热绝缘微晶陶瓷，即所述微晶陶瓷的导热系数大于设定值、电导率小于设定值。

优选地，所述热传递层和发热层集成设置，作为发热传递层；

所述发热传递层包括微晶陶瓷层、绝缘导热浆料层以及电阻浆料层；所述绝缘导热浆料层设置在微晶陶瓷层远离表面介质层的一侧上；所述电阻浆料层通过丝网印刷设置在绝缘导热浆料层；

所述微晶陶瓷包括导热绝缘微晶陶瓷，即所述微晶陶瓷的导热系数大于设定值、电导率小于设定值；所述绝缘导热浆料层的导热系数大于设定值、电导率小于设定值。

优选地，所述表面介质层、热传递层以及发热层集成设置，作为发热传递层；

所述发热传递层包括微晶陶瓷层、绝缘导热浆料层以及电阻浆料层；所述绝缘导热浆料层设置在微晶陶瓷层远离表面介质层的一侧上；所述电阻浆料层通过丝网印刷设置在绝缘导热浆料层；

所述微晶陶瓷包括导热绝缘微晶陶瓷，即所述微晶陶瓷的导热系数大于设定值、电导率小于设定值；所述绝缘导热浆料层的导热系数大于设定值、电导率小于设定值。

优选地，所述紧凑结构的电灶炉盘还包括温度传感器；所述温度传感器包括接入发热层的PTC加热电阻材料。

优选地，所述发热传递空间完全被热传递层和发热层填充，且所述发热传递空间的厚度小于15mm。

根据本实用新型提供的一种紧凑结构的电灶炉盘，包括表面介质层、热传递层、发热层以及隔热层；

所述表面介质层、热传递层、发热层以及隔热层依次设置；所述隔热层和表面介质层合围形成发热传递空间，且所述热传递层和发热层均设置在发热传递空间内；

所述热传递层包括导热绝缘材料，即所述热传递层的导热系数大于设定值、电导率小于设定值；

所述热传递层的厚度小于15mm；

所述表面介质层包括陶板；

所述热传递层包括氧化铝热传递层；

所述发热层包括电阻发热层；

所述热传递层和发热层集成设置，作为发热传递层；

所述发热传递层包括微晶陶瓷和电阻发热丝；

所述微晶陶瓷上设置有电阻发热丝安装结构；所述电阻发热丝包括接线端子；所述电阻发热丝留有间隙地设置在电阻发热丝安装结构内，并且通过设置在电阻发热丝两端的接线端子引出；

所述微晶陶瓷包括导热绝缘微晶陶瓷，即所述微晶陶瓷的导热系数大于设定值、电导率小于设定值；

所述热传递层和发热层集成设置，作为发热传递层；

所述发热传递层包括微晶陶瓷层、绝缘导热浆料层以及电阻浆料层；所述绝缘导热浆料层设置在微晶陶瓷层远离表面介质层的一侧上；所述电阻浆料层通过丝网印刷设置在绝缘导热浆料层；

所述微晶陶瓷包括导热绝缘微晶陶瓷，即所述微晶陶瓷的导热系数大于设定值、电导率小于设定值；所述绝缘导热浆料层的导热系数大于设定值、电导率小于设定值；

所述表面介质层、热传递层以及发热层集成设置，作为发热传递层；

所述发热传递层包括微晶陶瓷层、绝缘导热浆料层以及电阻浆料层；所述绝缘导热浆料层设置在微晶陶瓷层远离表面介质层的一侧上；所述电阻浆料层通过丝网印刷设置在绝缘导热浆料层；

所述微晶陶瓷包括导热绝缘微晶陶瓷，即所述微晶陶瓷的导热系数大于设定值、电导率小于设定值；所述绝缘导热浆料层的导热系数大于设定值、电导率小于设定值；

所述紧凑结构的电灶炉盘还包括温度传感器；所述温度传感器包括接入发热层的PTC加热电阻材料；

所述发热传递空间完全被热传递层和发热层填充，且所述发热传递空间的厚度小于 15mm。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

1、本实用新型提供的紧凑结构的电灶炉盘，具有结构简单、厚度更薄、可靠性更高、泛用性更强的优点；

2、本实用新型提供的紧凑结构的电灶炉盘，选择特殊高绝缘、高导热系数材料替代空气绝缘介质，将电阻特性发热丝与该特殊材料紧密接触，通过减小绝缘层厚度，在满足绝缘要求条件下，加大电阻发热体与微晶玻璃间的导热性能，消除原发热炉盘的高热阻空气间隙；

3、本实用新型提供的紧凑结构的电灶炉盘，能够突破传统电灶的热效率瓶颈，提高发热盘热效率的同时减小炉盘热惯性效果。

4、炉盘发热电阻材料采用PTC(正温度特性)材料，材料的居里点设定在炉具表面限温点(540±20℃)附近，而发热电阻而丝温度约在610℃左右。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为当前发热炉盘技术和炉具结构图；

图2为本实用新型与现有技术对比示意图；

图3为本实用新型优选例的微晶陶瓷嵌入电阻发热丝技术示意图；

图4为本实用新型优选例的微晶陶瓷厚膜电路技术示意图；

图5为本实用新型优选例的微晶玻璃基板稀土厚膜电路技术示意图；

图6为本实用新型测试过程的实验报告第一部分示意图；

图7为本实用新型测试过程的实验报告第二部分示意图；

图中，1-微晶玻璃陶板；2-隔热圈；3-发热电阻片；4-隔热底盘；5-高绝热、高导热层；6-发热丝；7-空气隔热层；8-AL3O2成型开电阻槽；9-接线端子；10-隔热炉盘；11-微晶陶瓷片；12-丝网印刷发热电阻丝；13-稀土绝缘导热层。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

根据本实用新型提供的一种紧凑结构的电灶炉盘，包括表面介质层、热传递层、发热层以及隔热层；所述表面介质层、热传递层、发热层以及隔热层依次设置；所述隔热层和表面介质层合围形成发热传递空间，且所述热传递层和发热层均设置在发热传递空间内；所述热传递层包括导热绝缘材料，即所述热传递层的导热系数大于设定值、电导率小于设定值；

具体地，所述热传递层的厚度小于15mm；所述表面介质层包括陶板；所述热传递层包括氧化铝热传递层；所述发热层包括电阻发热层；所述热传递层和发热层集成设置，作为发热传递层；所述发热传递层包括微晶陶瓷和电阻发热丝；所述微晶陶瓷上设置有电阻发热丝安装结构；所述电阻发热丝包括接线端子；所述电阻发热丝留有间隙地设置在电阻发热丝安装结构内，并且通过设置在电阻发热丝两端的接线端子引出；所述微晶陶瓷包括导热绝缘微晶陶瓷，即所述微晶陶瓷的导热系数大于设定值、电导率小于设定值；所述热传递层和发热层集成设置，作为发热传递层；

所述隔热圈22高15mm；干空气导热系数为0.03W/(m.K)，耐压3KV/MM；所述AL3O2成型开电阻槽8内嵌电阻发热片3；所述隔热炉盘10高度与AL3O2成型开电阻槽8平齐；

更具体地，所述发热传递层包括微晶陶瓷层、绝缘导热浆料层以及电阻浆料层；所述绝缘导热浆料层设置在微晶陶瓷层远离表面介质层的一侧上；所述电阻浆料层通过丝网印刷设置在绝缘导热浆料层；所述微晶陶瓷包括导热绝缘微晶陶瓷，即所述微晶陶瓷的导热系数大于设定值、电导率小于设定值；所述绝缘导热浆料层的导热系数大于设定值、电导率小于设定值；所述表面介质层、热传递层以及发热层集成设置，作为发热传递层；所述发热传递层包括微晶陶瓷层、绝缘导热浆料层以及电阻浆料层；所述绝缘导热浆料层设置在微晶陶瓷层远离表面介质层的一侧上；所述电阻浆料层通过丝网印刷设置在绝缘导热浆料层；所述微晶陶瓷包括导热绝缘微晶陶瓷，即所述微晶陶瓷的导热系数大于设定值、电导率小于设定值；所述绝缘导热浆料层的导热系数大于设定值、电导率小于设定值；

所述紧凑结构的电灶炉盘还包括温度传感器；所述温度传感器包括接入发热层的PTC加热电阻材料；所述发热传递空间完全被热传递层和发热层填充，且所述发热传递空间的厚度小于15mm。

进一步地，本实用新型涉及家用电灶-以电能为能源的辐热灶具领域，具体地说是一种辐热炉关键部件-发热炉盘的材料、结构的方法和产品创新，通过材料、结构的改变，提高辐热炉具电灶的热转换效率和降低辐热炉具电灶热惯性，使其节能和烹饪特性得到提高。提高辐热电灶的热转换率，加快辐热炉温度响应速度，解决目前辐热炉灶发展技术瓶颈。

相对于当前电灶技术，电磁炉的优点是热转换率高，温度响应速度快，这些优点正冲击着辐热炉产品市场。当然，辐热炉也有着其突出优点，例如无高频电磁辐射，无电力电子器件，***简单可靠、低温特性及导热均匀性好等诸多优点，如果能在能效和温度响应性能提高，电灶产业中的电磁炉和辐热炉就能并行发展，历史悠久的辐热炉产业仍有着很好的发展前景和市场需求。

如图2所示，本实用新型的基本构思之一就是在原发热炉盘基础上，采用不同材料和实现方法，用特殊高绝缘、高导热系数材料替代空气绝缘介质，将电阻特性发热丝与该特殊材料紧密接触，消除原发热炉盘的空气间隙，从而达到提高炉盘热转换效率及提高热响应速度目的。

本实用新型技术的优选技术方案如下：

如上图所示，选择特殊高绝缘、高导热系数材料替代空气绝缘介质，将电阻特性发热丝与该特殊材料紧密接触。高绝缘、高导热材料特性，可通过减小绝缘层厚度，在满足绝缘要求条件下，加大电阻发热体与微晶玻璃间的导热性能，消除原发热炉盘的高热阻空气间隙，从而实现达到提高发热盘热效率和减小炉盘热惯性效果。

技术上实现目标方式有下列几种特殊方法应用举例：

1、微晶陶瓷嵌入电阻发热丝技术

仍然按照发热盘传统元件结构，将发热丝盘在高绝缘、高导热材料微晶陶瓷部件缝隙中，即使该材料的膨胀系数和发热丝有较大不同，但该部件固定发热丝的缝隙可以解决因发热盘工作温度变化导致的发热丝的膨胀问题。即采用高绝缘、导热特性良好的氧化铝、氧化镁材料取代原空气介质(见图3)。

2、采用微晶陶瓷厚膜电路技术

在高绝缘、高导热的微晶陶瓷片上涂覆绝缘导热浆料层，再用丝网印刷技术在绝缘导热浆料层上涂覆电阻浆料层，形成发热炉盘的加热电阻(见图4)。

3、微晶玻璃基板稀土厚膜电路技术

省去了高绝缘、高导热的微晶陶瓷片，直接在炉具的微晶玻璃陶板1上直接涂覆绝缘导热浆料层，再用丝网印刷技术在绝缘导热浆料层上涂覆电阻浆料层，形成发热炉盘的加热电阻(见图5)。

更进一步地，关于本申请提高热效率的技术效果，申请人进行了实验，测试结果详见附图6和附图7。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种紧凑结构的电灶炉盘，其特征在于，包括表面介质层、热传递层、发热层以及隔热层；

所述表面介质层、热传递层、发热层以及隔热层依次设置；所述隔热层和表面介质层合围形成发热传递空间，且所述热传递层和发热层均设置在发热传递空间内；

所述热传递层包括导热绝缘材料，即所述热传递层的导热系数大于设定值、电导率小于设定值；

所述热传递层的厚度小于15mm。

2.根据权利要求1所述的紧凑结构的电灶炉盘，其特征在于，所述表面介质层包括陶板。

3.根据权利要求1所述的紧凑结构的电灶炉盘，其特征在于，所述热传递层包括氧化铝热传递层。

4.根据权利要求1所述的紧凑结构的电灶炉盘，其特征在于，所述发热层包括电阻发热层。

5.根据权利要求1所述的紧凑结构的电灶炉盘，其特征在于，所述热传递层和发热层集成设置，作为发热传递层；

所述发热传递层包括微晶陶瓷和电阻发热丝；

所述微晶陶瓷上设置有电阻发热丝安装结构；所述电阻发热丝包括接线端子；所述电阻发热丝留有间隙地设置在电阻发热丝安装结构内，并且通过设置在电阻发热丝两端的接线端子引出；

所述微晶陶瓷包括导热绝缘微晶陶瓷，即所述微晶陶瓷的导热系数大于设定值、电导率小于设定值。

6.根据权利要求1所述的紧凑结构的电灶炉盘，其特征在于，所述热传递层和发热层集成设置，作为发热传递层；

所述发热传递层包括微晶陶瓷层、绝缘导热浆料层以及电阻浆料层；所述绝缘导热浆料层设置在微晶陶瓷层远离表面介质层的一侧上；所述电阻浆料层通过丝网印刷设置在绝缘导热浆料层；

所述微晶陶瓷包括导热绝缘微晶陶瓷，即所述微晶陶瓷的导热系数大于设定值、电导率小于设定值；所述绝缘导热浆料层的导热系数大于设定值、电导率小于设定值。

7.根据权利要求1所述的紧凑结构的电灶炉盘，其特征在于，所述表面介质层、热传递层以及发热层集成设置，作为发热传递层；

所述发热传递层包括微晶陶瓷层、绝缘导热浆料层以及电阻浆料层；所述绝缘导热浆料层设置在微晶陶瓷层远离表面介质层的一侧上；所述电阻浆料层通过丝网印刷设置在绝缘导热浆料层；

所述微晶陶瓷包括导热绝缘微晶陶瓷，即所述微晶陶瓷的导热系数大于设定值、电导率小于设定值；所述绝缘导热浆料层的导热系数大于设定值、电导率小于设定值。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的紧凑结构的电灶炉盘，其特征在于，所述紧凑结构的电灶炉盘还包括温度传感器；所述温度传感器包括接入发热层的PTC加热电阻材料。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的紧凑结构的电灶炉盘，其特征在于，所述发热传递空间完全被热传递层和发热层填充，且所述发热传递空间的厚度小于15mm。

10.一种紧凑结构的电灶炉盘，其特征在于，包括表面介质层、热传递层、发热层以及隔热层；

所述表面介质层、热传递层、发热层以及隔热层依次设置；所述隔热层和表面介质层合围形成发热传递空间，且所述热传递层和发热层均设置在发热传递空间内；

所述热传递层包括导热绝缘材料，即所述热传递层的导热系数大于设定值、电导率小于设定值；

所述热传递层的厚度小于15mm；

所述表面介质层包括陶板；

所述热传递层包括氧化铝热传递层；

所述发热层包括电阻发热层；

所述热传递层和发热层集成设置，作为发热传递层；

所述发热传递层包括微晶陶瓷和电阻发热丝；

所述微晶陶瓷上设置有电阻发热丝安装结构；所述电阻发热丝包括接线端子；所述电阻发热丝留有间隙地设置在电阻发热丝安装结构内，并且通过设置在电阻发热丝两端的接线端子引出；

所述表面介质层、热传递层以及发热层集成设置，作为发热传递层；

所述发热传递层包括微晶陶瓷层、绝缘导热浆料层以及电阻浆料层；所述绝缘导热浆料层设置在微晶陶瓷层远离表面介质层的一侧上；所述电阻浆料层通过丝网印刷设置在绝缘导热浆料层；

所述微晶陶瓷包括导热绝缘微晶陶瓷，即所述微晶陶瓷的导热系数大于设定值、电导率小于设定值；所述绝缘导热浆料层的导热系数大于设定值、电导率小于设定值；

所述紧凑结构的电灶炉盘还包括温度传感器；所述温度传感器包括接入发热层的PTC加热电阻材料；

所述发热传递空间完全被热传递层和发热层填充，且所述发热传递空间的厚度小于15mm。

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