專利名稱：熨斗底板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及凝斗底板(soleplate)、更特別地涉及在基于感應(yīng)的 無繩凝斗中使用的褽斗底板。
背景技術(shù)：
無繩凝斗允許在活動凝燙階段過程中無需通過繩線將熨斗連接 到電源即可Jt燙。
這樣的熨斗通常具有內(nèi)部加熱單元。無繩熨斗通過在熨斗在未 執(zhí)行熨燙時擱置于其上的底座中設(shè)置的電磁感應(yīng)線圏來接收必要能 量。感應(yīng)線圏加熱凝斗，從而后繼凝燹的活動階段所必需的能量積
累于熨斗中。
在凝斗中可用的能量用于加熱凝斗底板。如果褽斗還被設(shè)計為 生成蒸汽，則最大蒸汽速率取決于在凝斗中可以存儲的能量。通常， 在約15-20 gm/min的蒸汽速率， 一半能量需要用于燮爽過程，而另 一半能量需要用于生成蒸汽。在電石茲感應(yīng)加熱設(shè)備中可以高效加熱 的金屬是鐵磁金屬。通常，此類金屬的導(dǎo)熱性不佳。這造成不均勻 的熱分布。另外，比如鐵和不銹鋼這樣的金屬具有高比重，因此使 無繩凝斗沉重并且難以使用。另外，這些金屬不能模具澆鑄，這限 制了將鋼用于整個凝斗底板。
JP01313100描述了一種基于感應(yīng)的無繩凝斗，其中鐵磁層與由 具有良好熱導(dǎo)率的物質(zhì)例如鋁制成的層接合。這兩個層一起形成熨 斗的熨斗底板。與熨斗的殼背向的并且與衣物接觸的鐵》茲層還形成 熨斗的熨燙板。當(dāng)鐵磁材料用于褽燙板時，所述熨燙板由于向金屬 層的傳熱不足而變得很熱。當(dāng)熨斗放置于底座上進行充入能量時， 是在無繩凝斗的 一側(cè)測量溫度以控制將向凝斗供應(yīng)的功率。當(dāng)這一側(cè)由于不均勻傳熱而變得很熱時，功率被切斷，乂人而使熨斗底才反的 頂部變冷。在這樣的情況下，在凝斗中積累的能量可能不足以生成 蒸汽。另外，當(dāng)熨燙板變得很熱時，待熨燙的衣物由于溫度過高而 被燙壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能夠通過電磁感應(yīng)來高效地加熱的并 且可以保持熱量用于高效無繩性能的熨斗底板。
這一目的通過獨立權(quán)利要求的特征來實現(xiàn)。在從屬權(quán)利要求中 概括了本發(fā)明的進一 步發(fā)展和優(yōu)選實施例。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種凝斗底板，該熨斗底板包括 金屬層、非鐵磁層和夾入于金屬層與非鐵磁層之間的鐵磁層。在底 座中通常提供感應(yīng)線圏并且在熨斗擱置時使用感應(yīng)線圏來加熱無繩 凝斗。保證鐵磁層并不與感應(yīng)線圏最近而是由非鐵磁層居先，即非 鐵磁層在鐵磁層與感應(yīng)線圏之間。形成凝板的非鐵磁層保證向金屬 層的均勻?qū)嵋杂糜谟行o繩凝燙的良好汽化性能。由于非鐵磁層 不能被加熱，可以對褽斗有效地進行充入能量，這保證凝斗底板足 夠熱以進一步凝燙。在褽斗中積累的能量足以生成蒸汽。由于凝板 未變得非常熱，所以待凝燹的衣物不會由于溫度過高而燙壞。鐵磁 材料可以是任何可感應(yīng)加熱材料。通過鉚接和/或釬焊和/或通過擴散 粘結(jié)將鐵磁層與金屬層接合，并且有基于金屬的高熱導(dǎo)率軟膏介于 所述層之間。這些可供選擇的處理步驟是得到很好驗證的接合不同 金屬的方法。另外，金屬填充的粘合劑提供具有高熱導(dǎo)率的結(jié)合和 良好熱接觸。
根據(jù)本發(fā)明的一個特定實施例，金屬層具有至少為900 J/kg K 的比熱和至少為150W/mK的熱導(dǎo)率。金-屬層的比熱在給定溫度處 增加載熱能力。該熱導(dǎo)率實現(xiàn)均勻熱分布并且避免熱斑。它還實現(xiàn) 向蒸汽室的高效傳熱以避免蒸汽噴射。就此而言，金屬層包括鋁或 者鎂是有利的。這些金屬組合了良好熱導(dǎo)率和良好比熱與良好處理性質(zhì)。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，非鐵磁層具有多于一個表皮(skin) 深度的厚度，而鐵磁層具有三倍于表皮深度的厚度。借助表皮深度 來限定任一層的厚度。
表皮深度可以計算如下
其中
S是以米為單位的表皮深度，
p是以微歐姆米為單位的層的電阻率，
f是以赫茲為單位的線圏中的電流頻率，
是以亨利/米為單位的層的絕對磁導(dǎo)率。
選擇非鐵磁層和鐵磁層的厚度使得來自感應(yīng)線圏的電磁場可以
穿越非鐵磁層并且高效地加熱鐵磁層。來自感應(yīng)線圏的電磁場在空 間中向上延伸。當(dāng)強制場的大部分穿過鐵磁層時獲得最高感應(yīng)加熱 效率。然而，由于非鐵磁層在感應(yīng)線圈與鐵磁層之間，所以場在它 可以加熱鐵磁層之前必須穿透這一層。因此，非4失磁層不能完全地 包括場，即它應(yīng)當(dāng)允許場穿透它，使得場延伸超出它的厚度并且可 以到達上方的鐵磁層。鐵磁層然后將幾乎完全地包括場，即它捕獲 場或者強制場的大部分穿過它以最大化加熱效率。因而非鐵磁層必 須薄而鐵磁層必須厚。這些厚度保證幾乎全部磁場穿過鐵磁層，這 是有效感應(yīng)加熱所需的。
為鐵磁層和非鐵磁層而選擇的厚度還保證電磁場以使得恢復(fù)鐵 磁層和非鐵磁層各自在先前燮燙周期過程中消耗的能量的比率向非 鐵磁層和鐵磁層傳熱。例如，形成凝板的非鐵磁層可能將能量消耗 于衣物，而與蒸汽生成器接觸的金屬層可能在蒸汽生成過程中消耗 能量。
根據(jù)本發(fā)明的又一實施例，非鐵磁層具有至少為0.4微歐姆米的 電阻率和至少為1的相對磁導(dǎo)率。非鐵磁層優(yōu)選地具有保證電磁感 應(yīng)在典型頻率有效加熱的電阻率和相對磁導(dǎo)率。電阻率越高，力口熱效率越好。非鐵磁層的相對磁導(dǎo)率優(yōu)選為1，這表示基本上無磁性。 非鐵磁層還應(yīng)當(dāng)保持活動熨燙階段所需熱量。陶瓷或者高溫塑料是 良好的絕熱體，因為它們?yōu)榉墙饘俨⑶铱梢杂米鞣氰F磁層。通過在 鐵磁層周圍強行包裹片將非鐵磁層與鐵磁層接合。也可以使用其它 機械方法如鉚接。將絕熱軟膏或者低熱導(dǎo)率軟膏置于鐵磁層與非鐵 磁層之間以提高凝斗底板的保熱性。基于硅或者環(huán)氧的軟膏用作絕 熱軟膏。
根據(jù)又一實施例，鐵磁層和非鐵磁層包含于復(fù)合金屬片中。通 過鉚接和/或釬焊和/或通過擴散粘結(jié)將商業(yè)可獲得的復(fù)合金屬片與 金屬層接合來制成熨斗底板，基于金屬的高熱導(dǎo)率軟膏介于所述片 與所述層之間。復(fù)合金屬是容易獲得的感應(yīng)優(yōu)化型商業(yè)復(fù)合金屬。
根據(jù)又一實施例，復(fù)合金屬夾入于兩個鋁層之間。頂部鋁層實 現(xiàn)與金屬層的良好一體粘結(jié)。這歸因于相似材料的結(jié)合、也歸因于 相當(dāng)?shù)臒崤蛎浵禂?shù)。面向衣物的底部鋁層是極薄的層，即厚度為微 米級。它如此之薄以至于它既不影響向金屬層的傳熱也不影響凝斗 底板的保熱性質(zhì)。
根據(jù)又 一 實施例，在活動凝燙階段過程中與衣物接觸的底部鋁 層具有裝飾涂層。這一鋁層實現(xiàn)涂敷裝飾涂層。
根據(jù)一個特定實施例，裝飾涂層是PTFE或者溶膠-凝膠層。在 薄的鋁層之上的這一涂層實現(xiàn)熨斗在衣物之上的滑順并且提高熨斗 的美感性質(zhì)。
根據(jù)另一實施例，基于金屬的導(dǎo)熱軟膏位于金屬層與鐵磁層之 間。該軟膏保證鐵磁層具有與金屬層很好的熱接觸。
根據(jù)另一實施例，絕熱軟膏位于鐵磁層與非鐵磁層之間。為不 良熱導(dǎo)體的這些軟膏減少熱消耗并且提高褽斗底板的保熱性。在絕 熱軟膏包括基于硅或者環(huán)氧的軟膏時是有禾'j的。
在又一實施例中，根據(jù)本發(fā)明的凝斗底板包含于無繩凝斗中。
在又一實施例中，無繩凝斗具有用于控制蒸汽生成的控制裝置。 由于能量在無繩熨斗中很珍貴，所以當(dāng)熨斗回到底座進行充入能量時可以不生成蒸汽，這意味著蒸汽功能僅按需提供或者基于熨斗的 運動。這保證在凝斗在底座中之時不因為蒸汽生成而有能量消耗， 并且凝斗在底座中之時的充入能量效率高。僅當(dāng)用戶按下蒸汽觸發(fā) 按鈕時才生成蒸汽。


將參照附圖從如下描述中清楚地理解各種特征、方面和優(yōu)點，
在附圖中
圖1描繪了在無繩凝斗中使用的根據(jù)本發(fā)明的凝斗底板的第一
實施例；
圖2描繪了在無繩凝斗中使用的根據(jù)本發(fā)明的褽斗底板的第二 實施例；
圖3描繪了在無繩褽斗中使用的根據(jù)本發(fā)明的褽斗底板的第三 實施例；以及
圖4描繪了包括無繩凝斗、水補充布置和具有感應(yīng)線圈的基部 的熨燙系統(tǒng)。
具體實施例方式
現(xiàn)在將參照附圖描述無繩褽斗的實施例。
在圖1中示出了包括由多層組成的凝斗底板101的無繩凝斗
100, 其中102為金屬層，104為非鐵磁層，而103是夾入于金屬層 102與非鐵磁層104之間的可感應(yīng)加熱鐵磁層。基于金屬的高熱導(dǎo)率 的軟膏105位于金屬層102與鐵磁層103之間。絕熱軟膏106位于 鐵磁層103與非鐵磁層104之間。燮斗還具有蒸汽觸發(fā)器107。圖1 還示出了包括感應(yīng)線圏109的底座108。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，通過在高比熱、高熱導(dǎo)率的金屬層 102與高電阻的非鐵磁層104之間夾入鐵磁層103來制成凝斗底板
101。 鐵》茲材料可以是任何可感應(yīng)加熱材料，例如適當(dāng)?shù)燃壢鏢S430 的不銹鋼。使用由比熱至少為900 J/kgK而熱導(dǎo)率至少為150 W/mK的金屬制成的金屬層102。具有較低熱導(dǎo)率的任何金屬層妨礙在橫向 方向上的均勻熱分布，/人而造成熱斑。它還妨礙向蒸汽室傳熱，這 造成不良的蒸汽生成或者甚至蒸汽噴射。金屬層的低比熱在給定溫 度嚴(yán)重減少載熱能力。鋁和鎂是高熱導(dǎo)率和高比熱的金屬并且可以 用作金屬層。另外，這些金屬使大規(guī)模生產(chǎn)如模具澆鑄更容易。通
過鉚接和/或釬焊和/或通過擴散粘結(jié)將鐵磁層103與金屬層102接 合，基于金屬的高熱導(dǎo)率軟膏105介于所述層之間。此軟膏保證鐵 磁層103具有與金屬層102很好的熱接觸?；诮饘俚母邿釋?dǎo)率軟 膏105通常是填充金屬的基于環(huán)氧的軟膏。產(chǎn)自AREMCO的 Pyro-DuctTM 597-A和597-C或者Pyro-Duct 598-A和598-C是此類 軟膏的少數(shù)示例。這些是在1000-1700°F的溫度范圍中用作粘合劑或 者涂層的電和熱傳導(dǎo)的填充銀或者鎳的軟膏。
非鐵磁層104優(yōu)選地具有至少為0.4微歐姆米的電阻率和至少為 1的相對磁導(dǎo)率。這一電阻率值保證電磁感應(yīng)在典型頻率的有效加 熱。奧氏鋼如S S 3 04或者鈦或者高溫塑料和陶瓷用于制作非鐵磁層。 通過在鐵磁層周圍強行包裹片將非鐵磁層104與鐵磁層103接合。 也可以使用其它機械方法如鉚接。絕熱軟膏或者低熱導(dǎo)率的軟膏106 位于鐵磁層與非鐵磁層之間。基于硅或者環(huán)氧的軟膏用作絕熱軟膏。 Durapot 866是熱和電絕^^f匕合物并且是絕熱軟膏的一個示例。這 些軟膏提高熨斗底板的保熱性。
通常在底座108中提供感應(yīng)線圏109,該感應(yīng)線圈用來在熨斗擱 置時加熱無繩凝斗。非鐵磁層104在鐵磁層103與感應(yīng)線圈109之 間。換而言之，非鐵磁層104形成最下層并且與感應(yīng)線圏109接觸。 它也形成凝燹板。這實現(xiàn)向金屬層102更好傳熱用于良好汽化性能 和更好的保熱性。陶資或者高溫塑料是良好的絕熱體，因為它們?yōu)?非金屬并且可以用作上述非《失》茲層。還可以通過 <吏絕熱4欠膏位于纟失 磁層與非鐵磁層之間來提高保熱性。
鐵磁層的厚度必須大于3個表皮深度以捕獲完全的場，而非鐵 磁層的厚度在設(shè)計頻率必須小于1個表皮深度以允許場穿透。在圖2中，示出了包括凝斗底板201的無繩熨斗200。該熨斗底 板由多層組成，其中202是金屬層而203是復(fù)合金屬片。復(fù)合金屬 片包括鐵磁層204和非鐵磁層205?；诮饘俚母邿釋?dǎo)率軟膏206 放置于金屬層202與復(fù)合金屬片203之間。在無繩熨斗200上提供 蒸汽觸發(fā)器207。
根據(jù)另 一 實施例，通過鉚接和/或釬焊和/或通過擴散粘結(jié)將商業(yè)
可獲得的復(fù)合金屬片203與金屬層202接合來制成熨斗底板201,基 于金屬的高熱導(dǎo)率軟膏206介于片與層之間。復(fù)合金屬203是容易 獲得的感應(yīng)優(yōu)化型商業(yè)復(fù)合金屬，比如ALCOR 7 Ply。它組合了非 鐵磁材料與鐵磁材料的耐久性和外觀。ALCOR 7賦予了適合于基 于感應(yīng)的加熱的性質(zhì)組合。從在薄的非鐵磁外層之下的特殊鐵磁層 獲得ALCOR 7的磁性質(zhì)或者感應(yīng)性質(zhì)。
在圖3中示出了包括褽斗底板301的無繩凝斗300。該褽斗底板 由多層組成，其中302是金屬層而303是復(fù)合金屬片。復(fù)合金屬片 303包括鋁層304、鐵磁層305、非鐵磁層306和實現(xiàn)PTFE或者溶 膠-凝膠層308的涂覆的薄鋁層307。基于金屬的高熱導(dǎo)率軟膏309 放置于金屬層與復(fù)合金屬片之間。在熨斗上提供蒸汽觸發(fā)器310。
根據(jù)又一實施例，通過鉚接和/或釬焊和/或通過擴散粘結(jié)將復(fù)合 金屬片303與金屬層302接合來制成熨斗底板301,基于金屬的高熱 導(dǎo)率軟膏309介于片與層之間。在這一實施例中，在第二實施例中 提到的復(fù)合金屬片ALCORTM7夾入于兩個鋁層之間。面向金屬層的 鋁層304由于相似材料的結(jié)合、也由于相當(dāng)?shù)臒崤蛎浵禂?shù)而實現(xiàn)與 金屬層的良好一體粘結(jié)。面向衣物的極薄鋁層307實現(xiàn)PTFE或者溶 膠-凝膠層308的涂覆涂敷于其上，從而獲得滑順性質(zhì)和美感性質(zhì)。
在圖4中示出了包括無繩凝斗401和底座403的凝燙系統(tǒng)400。 無繩褽斗401包括如在任一上述附圖中描述的凝斗底板402。該褽斗 包括水箱404。底座403具有感應(yīng)線圈405和4諸水箱406以及補充按 鈕407。
可以在底座403中提供儲水箱406,使得可以使用補充按鈕407
9來補充燮斗401內(nèi)部的較小水箱404。這可以是人工或者自動送水系統(tǒng)。
另外，由于能量在無繩熨斗中很珍貴，所以當(dāng)熨斗回到底座進 行能量充入時可以關(guān)閉蒸汽功能。這意味著蒸汽功能僅按需提供或 者基于熨斗的運動。這保證在熨斗在底座中之時不因為蒸汽生成而 有能量消耗，并且熨斗在底座中時的充入能量效率高。視所選實施 例而定，僅當(dāng)用戶按下凝斗上提供的蒸汽觸發(fā)按鈕107或者207或 者310時才生成蒸汽。通過對定量供應(yīng)點的機械控制或者通過對排 氣孔的機械控制或者通過結(jié)合電子手傳感器的電子控制(例如與泵 一起使用)來實現(xiàn)蒸汽生成。電子手傳感器感測到熨斗柄上的手并 且觸發(fā)泵開始泵送。
無繩凝斗的性能隨凝斗底板的重量增加而提高。然而，很重的 凝斗會給用戶造成不便。重量在800-1000g范圍中的褽斗底板是理想 的，因為它實現(xiàn)脫離底座的更久自治。
感應(yīng)線圏的功率應(yīng)當(dāng)優(yōu)選為高，使得能量在短暫的充入能量周 期中從感應(yīng)線圏高效地傳送到熨斗，并且為延長的熨斗自治而恢復(fù) 褽斗底板溫度。感應(yīng)線圏的功率可以在1000-3000W范圍中。
可以在使用基于感應(yīng)的加熱的任何電器中使用在上述實施例中 描述的凝斗底板。它使用于具有或者沒有蒸汽生成功能的熨斗中并 且也可以使用于有繩凝斗中。它也適用于其中蒸汽是通過連接凝斗 和生成蒸汽的鍋爐系統(tǒng)的軟管供應(yīng)到凝斗的系統(tǒng)熨斗，但是熨斗底 氺反在》文置于底座上時由感應(yīng)線圏加熱。
在不脫離所附權(quán)利要求中限定的本發(fā)明范圍情況下也可以利用 上文未描述的等效和纟f改實施例。
權(quán)利要求
1. 一種熨斗底板，包括金屬層、非鐵磁層和夾入于所述金屬層與所述非鐵磁層之間的鐵磁層。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的凝斗底板，其中所述金屬層具有至少 為900 J/kgK的比熱和至少為150 W/mK的熱導(dǎo)率。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的凝斗底板，其中所述非鐵磁層具有不 大于一個表皮深度的厚度，而所述鐵磁層具有至少三倍于該表皮深度的厚度。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的凝斗底板，其中所述非鐵磁層具有至 少為0.4微歐姆米的電阻率和至少為1的相對》茲導(dǎo)率。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熨斗底板，其中所述鐵磁層和所述非 鐵磁層包含于復(fù)合金屬片中。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的凝斗底板，其中所述復(fù)合金屬夾入于 兩個鋁層之間。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的凝斗底板，其中所述鋁層之一具有裝 飾涂層，所述鋁層之一在活動凝燙階段過程中與衣物接觸。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的凝斗底板，其中所述裝飾涂層是PTFE或者溶膠凝膠。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的凝斗底板，其中基于金屬的導(dǎo)熱軟膏 位于所述金屬層與所述鐵磁層之間。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的熨斗底板，其中所述基于金屬的軟 膏是填充金屬的基于環(huán)氧的軟膏。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熨斗底板，其中絕熱軟膏位于所述 鐵磁層與所述非鐵磁層之間。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的褽斗底板，其中所述絕熱軟膏是基 于硅或者環(huán)氧的軟膏。
13. —種無繩凝斗，包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的熨斗底板。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的無繩褽斗，其中提供用于控制蒸汽 生成的控制裝置。
全文摘要
一種熨斗底板(101)包括金屬層(102)、非鐵磁層(104)和夾入于金屬層(102)與非鐵磁層(104)之間的鐵磁層(103)。熨斗底板(101)使用于基于感應(yīng)加熱的無繩熨斗(100)中。來自位于對熨斗進行擱置和充入能量的底座(108)中的感應(yīng)線圈(109)的電磁場可以穿越非鐵磁層(104)并且高效地加熱鐵磁層(103)。形成熨板的非鐵磁層(104)保證向金屬層(102)的均勻傳熱以用于有效無繩熨燙的良好汽化性能。
文檔編號D06F75/38GK101443510SQ200780017668
公開日2009年5月27日 申請日期2007年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月16日
發(fā)明者C·M·賈納基拉曼, J·J·范德伯格, 勇 姜 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司