用纳米材料石墨烯加热的电饭煲加热方式
阅读说明：本技术 用纳米材料石墨烯加热的电饭煲加热方式 (Electric cooker heating mode using nano material graphene for heating ) 是由 何厚龙 于 2021-08-26 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种用纳米材料石墨烯加热的电饭煲加热方式,强电部分的火线与零线通过铜导线传递电能,在电饭煲塑料外壳打孔处通过,在接近电饭煲的焊接点后分为多股,火线分成的多股连接到上部的多个焊锡点后,零线分成的多股连接到下部的多个焊锡点上,反之也可以,焊锡点是焊接在有导电与焊接能力的纳米银构成的两个同心环上,两个环都融入石墨烯层,石墨烯层通电后会将电能转化为热能并额外产生远红外线波,远红外线波产生的热量能穿过锅体直达食材内部,有直接加热食材的效果。本发明能规避现有电饭煲加热方式的缺陷,使食物受热更均匀,特别对米饭来说不会因为加热不均匀导致产生夹生饭,让米加热转化为饭的过程中受热更充分,更有营养价值。(The invention discloses an electric rice cooker heating mode by using nano material graphene, wherein a live wire and a zero wire of a strong current part transmit electric energy through a copper wire, the electric energy passes through a punching hole of a plastic shell of the electric rice cooker and is divided into a plurality of strands after approaching a welding point of the electric rice cooker, the plurality of strands divided by the live wire are connected to a plurality of soldering tin points at the upper part, the plurality of strands divided by the zero wire are connected to a plurality of soldering tin points at the lower part, otherwise, the soldering tin points are welded on two concentric rings formed by nano silver with electric conduction and welding capacity, the two rings are both fused into graphene layers, the electric energy is converted into heat energy after the graphene layers are electrified, and far infrared waves are additionally generated, the heat generated by the far infrared waves can penetrate through a cooker body and directly reach the inside of food materials, and the effect of directly heating the food materials is achieved. The invention can avoid the defects of the heating mode of the existing electric cooker, so that the food is heated more uniformly, particularly for rice, the generation of half-cooked rice caused by non-uniform heating is avoided, the heating is more sufficient in the process of converting the rice into the rice, and the rice has higher nutritive value.)
技术领域
本发明属于家电领域，尤其涉及一种用纳米材料石墨烯加热的电饭煲加热方式。
背景技术
石墨烯具有非常好的热传导性能。纯的无缺陷的单层石墨烯的导热系数高达5300W/mK，是目前为止导热系数最高的碳材料，高于单壁碳纳米管（3500W/mK）和多壁碳纳米管（3000W/mK）。当它作为载体时，导热系数也可达600W/mK。此外，石墨烯的弹道热导率可以使单位圆周和长度的碳纳米管的弹道热导率的下限下移。所以石墨烯的优点非常明显，它比纸张薄，比钻石硬，比铜导电性好，通电后发热，电能几乎全部转化为热能，高达99%，无发光损耗，而传统电阻丝的电热转化率只有不到80%；通电过程中伴随5-20um远红外线的释放。远红外线又称为“红外热辐射”，是一种不可见光线，在太阳光线中，波长范围约在4μm~1000 μm的为远红外线，其中波长范围在8μm~14 μm的被科学家誉为“生命光线”，石墨烯通电产生的波长绝大部分都在此范围内，这种光线可促进生物生长，提高其活力。此外，远红外线还有较强的渗透力和辐射力，具有显著的温控效应和共振效应，易被物体吸收并转化为物体的内能。
相较于普通加热以水为介质，通过热传递逐步渗透至米粒热量易损耗，远红外线可以穿透加热让高温直达米芯，在受热更均匀的基础之上提高了米饭的空气蓬松感。最大化的激发米饭香气，全面释放每一粒米的精华，真正做到“粒粒透芯，口口香传”，使米饭的口感更好，从米这种物质转化为饭这种物质更充分，更有营养价值。
电饭煲，又称作电锅，电饭锅。是利用电能转变为热能的炊具，具有对食品进行蒸、煮、炖、煲、煨等多种操作功能，使用方便、安全可靠。它不但能够把食物做熟，而且能够保温，使用起来清洁卫生，没有污染，省时省力，是家务劳动现代化不可缺少的用具之一。二战时期常见的电饭煲分为保温自动式、定时保温式以及新型的微电脑控制式三类。
近几年来，常用的基本上都是微电脑控制的智能电子电饭煲，它们的功能可以更多，除了完成基本的煮饭要求外，还可以煲汤、煮粥、蒸肉等，而且煮饭曲线更理想，导致煮饭口感更佳，更好的控制温度，限制电流、调节功率大小，更安全可靠等。
它们又分普通的智能控制的电饭煲（加热盘加热原理）与IH的智能控制的电饭煲（电磁加热原理）。
现有技术的缺点：
其中，普通微电脑控制的智能电子电饭煲，采用的还是底部加热盘加热的原理，无论它怎么控制温度、功率或电流，这种加热原理本质上还是底部加热，锅体内的水越靠近底部加热盘温度越高，离底部加热盘越远，越靠近水的上部温度越低，无论水流交换速度有多快，都存在这个温差的问题，那么就会导致米饭加热过程中受热不均匀，底部可能已经有锅巴糊了，上部米饭还有点夹生，而且米饭口感肯定不好。
IH电饭煲原理是通过高频电磁场的磁力线切割金属导体产生涡流加热的，它通过电子功率器件与大量铜线镀高温绝缘漆绕出的漆包线产生高频电磁场，高频磁场产生磁力线高速切割导体金属锅壁，在金属锅壁内产生涡流，可以导致整个锅体的热量产生得非常均匀，整个锅体温度基本一致，就避免了上面底部加热的缺陷，但是它的成本非常高，首先需要的电子功率器件价格比较贵，还得考虑电子功率器件的散热问题等，其次是漆包线是铜线在外层镀高温绝缘漆的铜，数量与体积需求较多，因此重量不轻，导致价格也比较昂贵，第三是因为锅体要被电磁场的磁力线高速切割产生涡流导致发热，那么锅体金属壁就需要越厚效果越好，无论锅体是铸铁、还是不锈钢、还是铜等金属物质镀铁氟龙绝缘层，因为厚重，分量多，价格也不会便宜，以上三种情况都导致IH电饭煲价格昂贵，而且IH电饭煲会产生高频的电磁场，一直存在辐射与米饭被改变分子结构的争议。
另外，市面上有将纳米材料石墨烯与陶瓷等融合做成锅体本身来加热的，无论石墨烯能产生多少对人体有好处的方式，但是它本身是一种碳元素的物质，不是碳的氧化物，所以本身也不能吃的，现融合在一起，如果有微量石墨烯元素融在锅的水中、米饭中等，被人吃进身体内，还是有害的，而且因为受陶瓷等物质影响，石墨烯加热效果也受到影响，传热效果也受到影响，会导致加热效率不理想。
发明内容
本发明为了解决上述现有技术中存在的缺陷和不足，提供了一种能规避现有几种电饭煲加热方式的缺陷，能产生额外的远红外线，实现穿透加热，让高温直达食物的内部，使食物受热更均匀，特别对米饭来说不会因为加热不均匀导致产生夹生饭，让米这种物质加热转化为饭这种物质过程中受热更充分，更有营养价值的用纳米材料石墨烯加热的电饭煲加热方式。
本发明的技术方案：一种用纳米材料石墨烯加热的电饭煲加热方式，强电部分的火线与零线通过铜导线传递电能，在电饭煲塑料外壳打孔处通过，在接近电饭煲的焊接点后分为多股，其中火线分成的多股连接到上部的多个焊锡点后，零线分成的多股连接到下部的多个焊锡点上，反之也可以，焊锡点是焊接在有导电与焊接能力的纳米银构成的两个同心环上，两个环都融入石墨烯层，两环镀层的厚度一致，面积一致，以上的多个焊锡点均匀的分布在上、下两个环内，并且一一对应，强电部分的火线与零线之间的电压差通过上部的焊锡点与下部的焊锡点之后，就会在两者之间形成电势差，石墨烯层为导体，有阻性特征，电流流过后就将电能转化为热能了，产生的热能通过电饭煲外锅的绝缘层、电饭煲外锅、电饭煲内锅一直传递到食材，石墨烯层是均匀的镀在电饭煲外锅的外壁绝缘层上，加热的效果比较均匀，石墨烯层通电后会额外产生远红外线波，远红外线波产生的热量能穿过锅体直达食材内部，有直接加热食材的效果。
优选地，强电部分采用220V的交流电或者120V的交流电两种不同制式的市电。
优选地，焊锡点采用焊锡材料组成，分为上部的多个焊锡点与下部的多个焊锡点，均匀的分布在两个焊接环层上，作用是连接强电部分的火线与零线两端的，如果上部多个焊锡点通过铜导线合并为一股后接火线，下部多个焊锡点将通过铜导线合并为一股后接零线，反之也行。
优选地，上部的焊锡点与下部的焊锡点位置上一一对应，保证电流通过石墨烯层的时候阻值尽量一样，以便保证不会出现发热不均匀的现象。
优选地，焊接环层是在石墨烯层的上部与下部两个位置的表面镀上两个同心的环状层，由纳米银类的能导电并能焊接良好的材料组成，其一面融入石墨烯层，以保证跟加热材料石墨烯接触良好，防止通电后打火拉弧，另一面为裸漏面，应在表面增加多个焊锡点，以便焊接通电铜线，防止纳米银后期氧化不好焊接，镀层厚度要求一致。
优选地，两个环状层的上部与下部的直径不同，但是要保证面积一样，下部的环状层的宽度要比上部环状层的宽一些；多个焊接点均匀的在环状层上分布，还得保证上部分环与下部分环上的焊接点能一一对应。
优选地，石墨烯层作为加热层，通过上部焊接环层与下部焊接环层焊接强电的火线与零线后，石墨烯层形成并联的多个阻性负载效果，当火线与零线在阻性负载之间形成电势差后，将有电流通过，按功率等于电流平方乘以电阻的公式，电能将转化为热能，从而产生热量，此产生的热量将通过电饭煲外锅的外壁上的绝缘层、电饭煲的外锅、一直传到电饭煲内锅给食材加热，而且石墨烯层的一面是均匀的覆盖在电饭煲的外锅外壁的绝缘层上，产生的热量也是均匀的传递到内锅中的食材上，还会额外产生远红外线的加成，远红外线波产生的热量能穿过锅体直达食材内部，有直接加热的效果，它的另一面被电饭煲的塑料外壳包裹，塑料外壳为绝缘体，起到隔离保护作用，防止人体触电，另外，鉴于石墨烯层无法焊接能通电的铜导线，在石墨烯加热层的上部分与下部分两个位置的表面各自镀上一层能焊接导线用的纳米银材料的环状镀层。
优选地，电饭煲外锅的外壁上的绝缘层，其为耐高温的绝缘材料的镀层，选用铁氟龙或者漆包线的耐高温漆类，其一面覆盖电饭煲外锅的外壁的金属层，另一面被纳米材料石墨烯层覆盖，作用是隔离电饭煲外锅与石墨烯加热层两者，防止电饭煲的外锅导电后接触到人体，导致人体触电。
优选地，电饭煲的外锅分内壁与外壁，选用金属材料铸铁、不锈钢、铜或者金属混合物，其跟电饭煲金属内锅接触，为防止碰撞，外锅和内锅之间留有间隙，起到隔离内锅并传递热量给内锅的作用，在外锅的外壁上镀上一层耐高温的绝缘镀层，防止加热层的石墨烯导电后直接导致电饭煲外锅导电，人体触碰到后会触电。
优选地，电饭煲的内锅也分内壁与外壁，起到承装食材的作用，选用金属材料铸铁、不锈钢、铜或者金属混合物镀铁氟龙类的绝缘材料，铁氟龙的作用是起到使金属内锅壁绝缘的作用，耐高温，不怕电饭煲加热中产生的高温，内锅可以直接方便拿出洗米、洗食物，不用拖着线操作，洗好后可以直接放入外锅内部即可，既不影响热量传递，使用又非常方便。
本发明的有益效果如下：
从原理上就跟目前市面上电饭煲常用的两种加热方式：底部加热盘加热、电磁加热（IH加热），以及另外一种不常用的石墨烯与陶瓷融成复合材料一起加热的方式不一样。而是将电能直接通过石墨烯来转化为热能，而石墨烯比铜导电性好，通电后发热，电能几乎全部转化为热能，高达99%，无发光损耗，传统电阻丝的电热转化率只有不到80%，而且它均匀的覆盖在电饭煲外锅的外壁绝缘层上，产生的热量就比较均匀，石墨烯通电过程中伴随5-20um远红外线的释放。这种光线可促进生物生长，提高其活力。此外，远红外线还有较强的渗透力和辐射力，具有显著的温控效应和共振效应，易被物体吸收并转化为物体的内能，相较于普通加热以水为介质，通过热传递逐步渗透至米粒热量易损耗，远红外线可以穿透加热让高温直达米芯，在受热更均匀的基础之上提高了米饭的空气蓬松感。最大化的激发米饭香气，全面释放每一粒米的精华，真正做到“粒粒透芯，口口香传”，使米饭的口感更好，从米这种物质转化为饭这种物质更充分，更有营养价值，规避了电饭煲只有底部加热，上部水流与下部水流存在温差的问题，避免了产生夹生饭与锅巴的缺陷。
本发明相较于电磁加热（IH加热），省略了昂贵的电子功率器件，大量的漆包铜线，需要很厚的金属锅体，从而大大的节省了成本，避免了高频电磁场导致的辐射伤人，以及米饭被改变分子结构的争议。
针对石墨烯与陶瓷等融合做成锅体来加热的方式，本发明是通过多层隔离，热量通过金属壁间接传递与通过远红外线直接传递的方式，规避了微量石墨烯元素融入锅中的水、米饭、食材等的嫌疑，防止石墨烯本体元素被人吃进身体内的危害，而且避免了因为受陶瓷等其它物质参入影响，会导致加热效率不理想的缺陷。
附图说明
图1为本发明实施例1和2的整体剖面图；
图2为本发明中实施例3的整体剖面图；
图1中，1、电饭煲内锅；2、电饭煲外锅；3、耐高温的绝缘层；4、石墨烯加热层；5、上部导电层；6、下部导电层；7、电饭煲塑料外壳；A、上部焊锡点；B、下部焊锡点；
图2将图1中5合并到了A处，将6合并到了B处。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明，但并不是对本发明保护范围的限制。
实施例：
请参阅图1所示，一种用纳米材料石墨烯加热的方式，包括电饭煲内锅1，电饭煲外锅2，耐高温的绝缘层3，石墨烯加热层4，上部导电层5，下部导电层6，电饭煲塑料外壳7，上部焊锡点A，下部焊锡点B。
强电在此处是市电，各国的制式不同，一般有220V左右的交流电与120V左右的交流电之分，本发明都可以使用。这里强电通过铜导线输入，在电饭煲塑料外壳上打洞穿过后，铜导线接近电饭煲焊接点A与B的时候，强电的火线与零线都分别分成多股线，如果火线的多股线连接到下部的多个焊锡点B，那么零线的多股线就连接到上部的多个焊锡点A，反之也一样，
焊锡点一般都用焊锡材料构成，其中焊锡点A均匀的分布在上部导电层5处，焊锡点B均匀的分布在下部导电层6上，注意焊锡点A与焊锡点B数量都尽量多，而且A与B位置需要一一对应，上部导电层5是个环状的带状结构，下部导电层6也一样，它们由纳米银类的材料组成，能导电，除了表面裸漏好增加焊锡点外，它还需要一面能融入石墨烯层，以保证跟加热材料石墨烯接触良好，防止通电后打火拉弧，上部导电层5融入的镀层厚度要求与下部导电层6一样厚，并且要求上部导电层5与下部导电层6的面积要一样大，因为上部导电层5比下部导电层6的环状带的直径要大，那么下部导电层6的宽度就要比上部导电层5的宽度宽，这样可保证接入的电流值大小一致，通过上部导电层5与下部导电层6接入强电火线与零线后，电流将流过石墨烯层4，因为石墨烯层是阻性负载，多个焊锡点A与B之间相当于多个并联的电阻，通过功率等于电流的平方乘以电阻的公式，可以知道发热的功率的大小，此处电能基本能99%的转化为热能，热能产生的热量将通过电饭煲外锅的外壁上的耐高温的绝缘层3、电饭煲外锅2、一直传到电饭煲内锅1给食材加热，而且石墨烯加热层4的一面是均匀的覆盖电饭煲外锅的外壁的耐高温的绝缘层3上，所以产生的热量也是均匀的传递到电饭煲内锅1中的食材内的，石墨烯加热层4还会额外产生远红外线的加成，远红外线波产生的热量能穿过锅体直达食材内部，有直接加热的效果，其中耐高温的绝缘层3可以是铁氟龙、漆包线的漆类等耐高温的材质，电饭煲外锅2是金属层，它必须被耐高温的绝缘层3跟石墨烯加热层4隔离开，电饭煲内锅1虽然也是金属层，但是它本身一般都会镀铁氟龙等隔离材料，所以不需要再额外的增加隔离层。
本实施例颠覆了传统的电饭煲的加热方式，解决了它们存在的巨大缺陷，如果能实施开来，将会有庞大的市场需求，产生巨大的经济、社会效益。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下其它的变体及改型都包括在本发明范围中。比如：以上方案也可以做在电饭煲外锅2的内壁，或者也可以做在电饭煲内锅1的外壁，但是这样会导致能通电的触点位置A与B点被内锅壁或外锅壁触碰到，如果触点A与B经常碰触锅壁，就算额外加了隔离方式，也有可能导致相关壁的绝缘层被碰坏，而内锅与外锅本体也是金属，这样会导致触点A与B通电后直接短路，从而功能失效，对人体也会产生安全隐患，而且内锅洗米、洗食物经常接触到水，触点A与B都容易受潮氧化，就算加了额外的隔离方式也不太可靠，从而导致触点A或B通过大电流的时候容易导致拉弧、起火花，导致接触不良，带不动大功率加热负载，而且对人体不安全，所以不建议这样做，但是这些设计技术方案也都属于本发明保护的范围。
另外，有些高端电饭煲的顶部经常有加热功能，本技术设计方案同样也可以用同样的加热方式应用上去，所以也都属于本发明保护的范围。
实施例2
请参阅图1所示，将石墨烯加热层4从镀层更改为膜，让它紧密包裹住耐高温的绝缘层3。
本实施例的有益效果如下：
因为石墨烯加热层4如果是镀层，那么此层的厚度就会比较薄，通过电流的能力就会弱，如果强行提高电流会导致石墨烯加热层4的镀层烧毁，所以需要增加石墨烯加热层4的厚度才能提高过电流的能力，而功率是电流的平方乘以电阻，电流增加将会大大的提升功率，电能转化出的热能才会大大的提高，才能产生足够的热能。
如果用多镀几层的方式增加石墨烯加热层4，一是工艺不好操作与不好控制厚度，二是大批量生产效率低下，将浪费在烘干一层再镀一层的等待中，浪费大量的加工时间，而工业大批量生产效率就是财富，这么做很不划算，如果改为石墨烯膜就不同，它可以前期用模具成型，厚度可控，膜完成后直接覆盖就好，加工效率将大大的增加。
实施例3
请参阅图2所示，本实施例将图1中石墨烯加热层4的镀层更改为石墨烯条4，石墨烯条4应均匀的用螺旋的方式缠绕覆盖在耐高温的绝缘层3上，将上部导电层5的纳米银层缩减到上部焊锡点A处，并将多个上部焊锡点A合并为一个焊锡点A，将下部导电层6的纳米银层缩减到下部焊锡点B处，并将多个下部焊锡点B合并为一个焊锡点B，需要保证石墨条足够宽，石墨条之间的间隙尽量小，只要不会因为外部环境原因（比如：潮湿、沾水等）导致通电短路即可，以便增加过电流的能力，既是本替代方案二。
注：无论石墨烯条4按那种形式与形状缠绕覆盖在耐高温的绝缘层3上，都属于本发明保护的范围。
本实施例的有益效果如下：
不但可以将石墨烯条4的厚度按需求增加，解决了石墨烯镀层比较薄的问题，还解决了上部导电层5与下部导电层6的纳米银大面积融入石墨烯加热层4的难度的可能，而且将多点焊锡点A合并为一个焊锡点A，将多点焊锡点B合并为一个焊锡点B，防止了电流不均匀流过石墨烯镀层的可能，保证了大批量生产时候加工工艺更加简单与有效率。
另外，因为热量可以迅速在金属锅体表面传递，只要加工时注意保证石墨烯条4相互之间的间隙足够小，热量就会传递得足够快，就基本上不会影响锅体表面的热量的均匀性。