TWI834997B - 電磁加熱體、電磁加熱爐及電磁加熱裝置 - Google Patents

Abstract

本發明係一種電磁加熱裝置，包括電磁加熱爐及至少一個電磁加熱體，其中電磁加熱爐係包括有爐體及電磁感應線圈，爐體的表面設有開口，且爐體相對開口的位置設有容納槽，容納槽與開口相通，而電磁感應線圈係設在爐體的內部，電磁感應線圈的兩端連接交變電源單元，而電磁加熱體係放置在容納槽內，經由交變電源單元提供給電磁感應線圈所需的交流電，使得電磁加熱體內部將會出現渦電流，渦電流的焦耳熱效應使電磁加熱體升溫，從而實現加熱。

Description

電磁加熱體、電磁加熱爐及電磁加熱裝置

本發明係有關於加熱裝置，尤指一種電磁加熱裝置。

傳統對物體加熱方式，熱量是由物體的表面逐漸傳導到物體的內部，物體的體積越大熱量傳導的過程愈慢。當物體的表面溫度到達所需要的溫度時，物體的內部則尚未到達所需的溫度。近年來利用“被加熱物體本身分子磨擦生熱之原理”所發展出來之誘電加熱(包括高周波與微波加熱)被廣泛應用於加熱的用途上面。此種加熱方式，熱量並非逐步由表面傳送到內部，而是將電磁波能量直接穿透物體轉換成為熱量的一種方法。

上述的加熱方式通常稱為「電磁加熱」，電磁加熱的原理係有規律地改變電流方向，所以由磁熱線圈產生的磁力線就跟著不斷地改變方向，而產生交變磁場，交變磁力線將存在磁熱線圈中的介質材料產生交變的電流(即渦流)，渦流使介質材料的載流子高速無規則運動，載流子與原子互相碰撞、摩擦而產生熱能，從而起到加熱介質材料的效果。目前的電磁爐、電磁灶、電磁加熱電飯鍋都是採用的電磁加熱技術，使作為加熱目標的物體(介質材料)的正電分子高速運動，摩擦產生熱量。

以電磁爐而言，先將一般插座的交流電轉變成直流電，再將直流電轉變成高週波電流，流經「陶瓷面板」下的「磁熱線圈」。高週波電流是有規律地改變電流方向，所以由磁熱線圈產生的磁力線就跟著不斷地改變方向，電流方向改變，磁力線的方向也跟著改變，即產生交變磁場。當鐵質的鍋子(介質材料)放置在這個交變磁場上，鍋底是受到交變磁場的感應，產生感應電流，所產生的感應電流又稱為「渦電流」(eddy current)，在鍋底的渦電流，因為金屬導體的電阻關係而產生熱量。

由於，電磁爐是以磁感應使鍋子產生熱量，所以不是所有的鍋子或是器具都適用。因此，適合放在電磁爐上的烹飪器具，係為可以感應磁場變化的材質所製作而成者，例如：不鏽鋼鍋、不鏽鋼壺、平底鐵鍋等，而陶鍋、陶磁壺、鋁鍋、鋁壺等則屬於不適合的烹飪器具。

但是有些人在泡茶或煎熬中藥時，偏好使用陶鍋或陶壺放在炭爐加熱，但是炭爐內使用木炭燃燒的方式提供熱量，在木炭燃燒的過程中會產生白煙、一氧化碳(CO)、二氧化碳、硫氧化物以及PM10、PM2.5懸浮微粒、還有多環芳香烴(PAHs)等有害物質，實在不適合再繼續使用，因此有人則仿照炭爐的造型設計成電熱絲爐，在電熱絲爐上方設有陶瓷導熱元件，陶瓷導熱元件的外側面上設有凹槽，凹槽的內部設置電熱絲，電熱絲通電後利用電流的熱效應原理來發熱，如此就可以使用電熱絲爐來對陶鍋或陶壺進行加熱，但是電流的熱效應的熱量利用率不佳，而且電阻絲加熱方式的電能損失高達50%以上。

另外，臺灣第M571457號新型專利(新型專利名稱：多工節能板)，係具有一由高導熱金屬製成的導熱板體，於導熱板體之底部結合一由導磁材料製成的導磁板體。可將冷凍食材置於導熱板體上做為解凍板使用；或者，以導熱 板體與鍋具接觸的方式置於電磁爐上，做為電磁爐加熱陶鍋、銅鍋或玻璃鍋具之導磁板使用；尤其導磁板體所產生的溫度得以透過導熱板體快速傳導至鍋具，更可達到節省能源之功效。

但是，無論是電熱絲爐或者是多工節能板，都無法再讓人體驗到木炭添加到炭爐中，藉以調節傳導到熱量陶鍋或陶壺的感受，讓人們失去了體驗添炭加熱的感受，因此如何在較少電能消耗的前提下，而讓人依然有機會感受到類似添加木炭加熱或者減少木炭降溫的體驗，將是一件亟待解決的問題。

有鑑於先前技術的問題，本發明之目的係提供以電磁加熱方式的電磁加熱爐，並且可以在電磁加熱爐中提供猶如木炭的電磁加熱體，而且可以電磁加熱爐上中添加或減少電磁加熱體，使得電磁加熱體傳出的熱量被傳導到電磁加熱爐上的陶鍋或陶壺等無法電磁感應的烹飪器具上，達到猶如傳統炭爐添加木炭加溫或減少木炭降溫的相似效果。

本發明係一種電磁加熱爐，包括爐體及電磁感應線圈，爐體的表面設有開口，且爐體相對開口的位置設有容納槽，容納槽與開口相通，而電磁感應線圈係設在爐體的內部，電磁感應線圈的兩端連接交變電源單元，而容納槽內提供放置至少一個電磁加熱體，經由交變電源單元提供給電磁感應線圈所需的電源，使得在電磁加熱體內部將會出現渦電流，渦電流的焦耳熱效應使導體升溫，從而實現加熱。

其中，爐體在開口的周圍設有複數個突起物，提供支撐放置在開口上方的烹飪器具。

其中，容納槽內設有複數個容置單元，各容置單元提供放置一個電磁加熱體。

其中，容納槽的內部靠近開口的位置設有導熱板，導熱板吸收電磁加熱體所釋放出來的熱能。

根據本發明之一目的，係提供一種電磁加熱體，係包括本體及造型體，其中本體係為導磁性材料或金屬材料所製成，而造型體係包覆在本體的外圍，且造型體的燃點係高於電磁加熱體於電磁感應線圈加熱所產生的最大溫度。

其中，造型體係由木炭所製作而成。

其中，本體係為中空狀，並在本體呈中空狀的位置設有保溫體。

其中，保溫體係為陶瓷材料所製作而成。

本發明係一種電磁加熱裝置，包括電磁加熱爐及至少一個電磁加熱體，其中電磁加熱爐係包括有爐體及電磁感應線圈，爐體的表面設有開口，且爐體相對開口的位置設有容納槽，容納槽與開口相通，而電磁感應線圈係設在爐體的內部，電磁感應線圈的兩端連接交變電源單元，電磁加熱體則是放置在容納槽內，經由交變電源單元提供給電磁感應線圈所需的交流電，使得電磁加熱體內部將會出現渦電流，渦電流的焦耳熱效應使導體升溫，從而實現加熱。

據上所述，本發明可以使用電磁加熱爐加熱電磁加熱體，如此本發明的電能損耗將不至於高於電熱絲，而且又可以讓使用者有如同傳統炭爐的使用感受，同時也不會有傳統炭爐燃燒木炭所產生的有害物質，又任何材質的烹飪器具都可以由電磁加熱爐的開口處接受到熱量的傳導，使得人們仍然可以使用慣用的陶鍋或陶壺放在電磁加熱爐進行加熱。

1:電磁加熱爐

10:爐體

100:開口

102:容納槽

104:突起物

106:容置單元

108:導熱板

1080:穿孔

12:電磁感應線圈

14:交變電源單元

2:電磁加熱體

20:本體

22:造型體

24:保溫體

圖1係本發明之電磁加熱爐的示意圖。

圖2係本發明之電磁加熱爐剖面示意圖。

圖3係本發明之另一電磁加熱爐的剖面示意圖。

圖4係本發明之一電磁加熱體的示意圖。

圖5係本發明之另一電磁加熱體的示意圖。

圖6係本發明之又一電磁加熱體的示意圖。

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，下面結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，但並不用於限定本發明。

請參閱圖1所示，本發明係一種電磁加熱爐，此電磁加熱爐1包括爐體10及電磁感應線圈12及交變電源單元14，爐體10的表面設有開口100，爐體10在相對開口100的位置設有容納槽102，容納槽102與開口100相通。電磁感應線圈12係設在爐體10的內部，電磁感應線圈12的兩端連接交變電源單元14，使得交變電源單元14可以提供持續變換電流方向的電源到電磁感應線圈12，進而產生交變磁場，而交變電源單元14係將一般市電(通常為交流電，頻率為50/60Hz)轉換轉變成所需的工作電源，而容納槽102內提供放置至少一個電磁加熱體2，當電磁加熱體2被放到容納槽102內時(如圖2所示)，啟動交變電源單元14後，電磁感應線圈12所產生交變磁場，將在電磁加熱體2內部將會出現渦電流，渦電流的焦耳熱效 應使電磁加熱體2升溫，而且電磁加熱體2的溫度可以由交變電源單元14提供的工作電源進行控制，使得電磁加熱體2的溫度可以調整升高、下降或維持固定溫度。

為了能夠讓電磁加熱爐1與放置在電磁加熱爐1上的烹飪器具之間具有間隔，使得電磁加熱體2的熱量能夠適當的散逸到外界，在本發明中，請參閱圖1所示，爐體10在開口100的周圍設有複數個突起物104，提供支撐放置在開口100上方的烹飪器具，使得電磁加熱體2所產生的熱量可以被烹飪器具所吸收，也可以適當地宣洩外界。又本發明也可以如同傳統炭爐一樣，在電磁加熱爐1中增加或減少電磁加熱體2的數量，將可提高或下降溫度，當然也可以如同前述在同樣的電磁加熱體2的數量下可以透過調整工作電源控制溫度的高低。

為了能夠讓電磁加熱爐1能夠平均的提供熱量到外界，在本發明中，請參閱圖3所示，容納槽102內設有複數個容置單元106，各容置單元106提供放置一個電磁加熱體2，而各容置單元106的大小相等，並且平均分布排列在容納槽102，使得使用者整齊地將電磁加熱體2放入容納槽102中，讓容納槽102內的電磁加熱體2可以均勻地提供熱量。

在本發明中，請參閱圖3所示，容納槽102的內部靠近開口100的位置設有導熱板108，導熱板108吸收電磁加熱體2所釋放出來的熱能，且導熱板108設有複數個穿孔1080，使得電磁加熱體2所釋放出來的熱能可以由穿孔1080直接傳輸到開口100方向，當關閉交變電源單元14時，可以由導熱板108所保存的熱能再釋放到傳送到烹飪器具，達到保溫緩慢降低溫度的目的，就如同傳統木炭燃燒完後之灰燼依然散發出些微的熱量，而有保溫緩慢下降溫度的效果。

在本發明中，請參閱圖1所示，交變電源單元14係可設置在爐體10內，並連接電磁感應線圈12，此外交變電源單元14係可以如同電磁爐一般連接市 電，並將市電轉換成所需的工作電源。或者交變電源單元14可以設置在爐體10外連接到爐體10內的電磁感應線圈12，並且連接一般市電，並將市電轉換成所需的工作電源。進一步而言，交變電源單元14係由濾波器、整流器、功率轉換器(由反流器及匹配變壓器所組成)，用以將市電轉換成所需的工作電源，進一步而言，還可以將回授電路連接電磁感應線圈12及控制電路，用以偵測電磁感應線圈12的工作電壓，由控制電路判斷工作電壓是否符合需求，並且可經由控制電路連接到功率轉換器而調整控制工作電壓。

請參閱圖4所示，本發明係一種電磁加熱體，此電磁加熱體2係包括本體20及造型體22，其中本體20係為導磁性材料或金屬材料所製成，而造型體22係包覆在本體20的外圍，且造型體22的燃點係高於電磁加熱體2於電磁感應線圈12加熱所產生的最大溫度，如此，造型體22將不至於被電磁加熱體2的溫度而破壞其本質。

請參閱圖5所示，本體20係可為中空狀，並在本體20呈中空狀的位置設有保溫體24，保溫體24係為陶瓷材料所製作而成，如此當電磁加熱爐1停止由交變電源單元14供應工作電源後，保溫體24可以達到保溫緩慢降低溫度的目的。

請參閱圖6所示，本體20可為中空狀，並且將保溫體24置入到本體20的中空狀的位置內，而造型體22再包覆在本體20的表面，如此電磁加熱體2即可兼具由保溫體24提供保溫功能，加熱體提供加熱的功效，而造型體22提供作成各種所需要的造型。

在本發明之一實施例中，為了讓人使用電磁加熱體2添加到電磁加熱爐1有如木炭添加到炭爐的，造型體22係由木炭所製作而成，而木炭依照不同 種類其燃點溫度也有差異，但一般而言大約介於攝氏150~500度之間，例如：備長炭的燃點為攝氏200~500度、竹炭的燃點溫度為攝氏300~400度之間，一般木炭為攝氏150~300度之間，因此只要交變電源單元14控制工作電源，讓電磁加熱體2維持在木炭燃點以下，仍可以加熱烹飪器具，但又不至於將造型體22燒毀。

若對於造型體22係由木炭所製成，仍有所疑慮，在本發明中，係可以將造型體22以陶瓷材料製成，並且製作成木炭的造型，將本體20包覆在造型體22內，仍然可以保有相似的效果，但是卻完全除去以木炭作為造型體22的疑慮。

又本發明係一種電磁加熱裝置，包括電磁加熱爐1及至少一個電磁加熱體2，電磁加熱體2則是放置在容納槽102內，經由交變電源單元14提供給電磁感應線圈12所需的工作電源，使得電磁加熱體2內部將會出現渦電流，渦電流的焦耳熱效應使導體升溫，從而實現加熱。

據上所述，本發明的電磁加熱爐1可以藉由添加電磁加熱體2到容納槽102內進行電磁感應加熱，使得電磁加熱爐1的使用方式接近於傳統炭爐，而且又不會有傳統炭爐燃燒木炭所產生的有害物質，此外，本發明的電能損耗將不至於高於傳統電熱絲加熱方式，又可以讓任何材質的烹飪器具都可以由電磁加熱爐1的開口100處接受到熱量的傳導，尤其是讓人們仍然可以使用慣用的陶鍋或陶壺放在電磁加熱爐1進行加熱，此外，電磁加熱體2的可以將造型體22製做成如同木炭的外觀造型，更大大地增加彷如使用木炭加熱的感受，當然造型體22未必一錠需要設計成如同木炭的造型，而本發明的爐體10也並非只能製做成如同炭爐的造型。

上列詳細說明係針對本發明的可行實施例之具體說明，惟前述的實施例並非用以限制本發明之專利範圍，凡未脫離本發明技藝精神所為之等效實施或變更，均應包含於本案之專利範圍中。

1:電磁加熱爐

10:爐體

100:開口

104:突起物

12:電磁感應線圈

14:交變電源單元

Claims (5)

1. 一種電磁加熱爐，包括：一爐體，該爐體的表面設有一開口，且該爐體相對該開口的位置設有一容納槽，該容納槽與該開口相通，該容納槽內提供放置至少一個電磁加熱體；一電磁感應線圈，係設在該爐體的內部；及一交變電源單元，係連接電磁感應線圈的兩端，該交變電源單元提供給該電磁感應線圈所需的電源，使得在該電磁加熱體以電磁感應加熱；其中該容納槽的內部靠近該開口的位置設有一導熱板；其中該爐體在開口的周圍設有複數個突起物；其中該容納槽內設有複數個容置單元，各該容置單元提供放置其中一個該電磁加熱體。
2. 一種電磁加熱體，係包括：一本體，該本體係為導磁性材料或金屬材料所製成，其中該本體係為中空狀，並在該本體呈中空狀的位置設有一保溫體，且其中該保溫體係為陶瓷材料所製作而成；及一造型體，該造型體係包覆在該本體的外圍，且該造型體的燃點係高於該電磁加熱體於一電磁感應線圈加熱所產生的最大溫度；其中，該電磁加熱體係配置於一容納槽內而該容納槽的內部靠近一爐體表面開口的位置設有一導熱板。
3. 如請求項2所述的電磁加熱體，其中該造型體係由木炭所製作而成。
4. 一種電磁加熱體，係包括： 一本體，該本體係為導磁性材料或金屬材料所製成，且該本體呈中空狀；及一保溫體，係設在該本體呈中空狀的位置，其中該保溫體係為陶瓷材料所製作而成；其中，該電磁加熱體係配置於一容納槽內而該容納槽的內部靠近一爐體表面開口的位置設有一導熱板。
5. 一種電磁加熱裝置，包括：如請求項1所述的該電磁加熱爐；如請求項2至4的任一項所述的該電磁加熱體。

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