一种热辐射构件的辐射孔设计方法和热辐射构件与流程

1.本技术属于烹饪器具技术领域，特别涉及一种热辐射构件的辐射孔设计方法和热辐射构件。


背景技术：

2.传统面包烤箱等加热类的烹饪器具很难做到加热均匀，辐射源与受热平面的距离越远，单位面积的热辐射强度越小；远弱近强，远近受热不均，则烤出的面包片往往靠近加热管源的颜色深而远离加热管源的颜色浅，现有技术中虽然对辐射孔洞大小或者热反射循环等进行了处理，然而由于不能做到精确的尺寸设计，无法做到准确的受热均匀。


技术实现要素：

3.针对上述问题，本技术公开了一种热辐射构件的辐射孔设计方法和热辐射构件，以克服上述问题或者至少部分地解决上述问题。
4.为了实现上述目的，本技术采用以下技术方案：
5.本技术一方面提供了一种热辐射构件的辐射孔设计方法，所述设计方法包括如下步骤：
6.步骤1，将热辐射源用点o标识，与所述热辐射源对应的受热平面用线段ab标识，其中，所述受热平面与所述热辐射源平行，线段oa与线段ab垂直，所述热辐射构件设置在所述热辐射源与受热平面之间，所述热辐射源的热辐射线穿过所述热辐射构件上的辐射孔加热所述受热平面，线段oa与所述热辐射构件相交处的辐射孔宽度用k1标识，线段ob与所述热辐射构件相交处的辐射孔宽度用k2标识；
7.步骤2，辐射线ob的辐射角为线段oa与线段ob的夹角β，所述热辐射构件在与线段ob相交处的偏转角为所述热辐射构件在线段ob相交处的切线与垂直所述线段ob的直线的夹角θ，则根据β和θ设计k1和k2之间的函数关系，使得k2大于k1且所述受热平面上的各点受热均匀。
8.可选的，所述步骤2具体包括：
9.步骤2.1，将点o至点a的热辐射量用eoa标识，点o至点b的热辐射量用eob标识，点o至点a的距离用loa标识，点o至点b的距离用lob标识，由于热辐射强度与距离呈负相关，则eob/eoa＝loa/lob＝cosβ,即，
10.eob＝eoa*cosβ
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
公式一
11.步骤2.2，假设eoa处的辐射量完全通过，所述热辐射构件在与线段oa相交处的切线与垂直所述线段oa的直线所形成的夹角为0，而所述辐射线ob在与所述热辐射构件相交处由于夹角θ的存在，到达点b处的辐射量部分被遮挡，则通过单位面积的辐射量用eob1标识，则，
12.eob1＝eob*cosθ
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
公式二
13.步骤2.3，将eob1在垂直受热平面的分量用eob2标识，由于所述辐射线ob与所述受
热平面的法线的夹角为β，则，
14.eob2＝eob1*cosβ
ꢀꢀꢀꢀꢀ
公式三
15.步骤2.4，将公式二带入公式三，则，
16.eob2＝eob*cosθ*cosβ，即，
17.eob2＝eoa*cosθ*(cosβ)2ꢀꢀ
公式四
18.步骤2.5，为了使得a点和b点的受热均匀，则，
19.eoa*k1＝eob2*k2
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
公式五
20.步骤2.6，将公式四带入公式五，则，
21.eoa*k1＝eoa*cosθ*(cosβ)2*k2
22.即，k1＝k2*cosθ*(cosβ)2ꢀꢀ
公式六。
23.可选的，当所述热辐射构件为以o点为圆心的圆弧形时，θ＝0，k1＝k2*(cosβ)2。
24.可选的，当所述热辐射构件为平行线段ab的平面形时，θ＝β，k1＝k2*(cosβ)3。
25.可选的，当k1为定值，随着β的增大，k2递增，递增曲率为先缓后急。
26.可选的，在满足受热平面受热均匀的条件下，所述辐射孔的几何形状为一体式、分体式或等效变形式。
27.本技术另一方面提供了一种热辐射构件，所述热辐射构件的辐射孔采用上述任一项所述的辐射孔设计方法进行设计制造。
28.可选的，所述热辐射构件为护罩或烤箱壳体的一部分。
29.可选的，所述辐射孔在长度范围内满足k1＝k2*cosθ*(cosβ)2。
30.可选的，所述热辐射构件为模制件或铸造件。
31.本技术的优点及有益效果是：
32.通过上述设计方案获得的热辐射构件在烤箱上安装使用时，由于其辐射孔是通过数理演算获得的几何形状，能够增加远点的辐射量，使得远近受热均匀。
附图说明
33.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
34.图1为本技术的一个实施例中热辐射构件的辐射孔设计原理的示意图；
35.图2为本技术的一个实施例中一体式辐射孔的结构示意图；
36.图3为本技术的一个实施例中分体式辐射孔的结构示意图；
37.图4为本技术的一个实施例中平面形热辐射构件的立体结构示意图；
38.图5为本技术的一个实施例中平面形热辐射构件的平面结构示意图；
39.图6为本技术的一个实施例中圆弧形热辐射构件的立体结构示意图；
40.图7为本技术的一个实施例中圆弧形热辐射构件的平面结构示意图；
41.图8为本技术的一个实施例中圆弧形热辐射组件的立体结构示意图；
42.图9为本技术的一个实施例中平面形热辐射组件的立体结构示意图。
43.图中：1为构件本体，2为辐射孔，3为热辐射源。
具体实施方式
44.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术具体实施例及相应的附图对本技术技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
45.应当理解，术语“包括/包含”、“由
……
组成”或者任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的产品、设备、过程或方法不仅包括那些要素，而且需要时还可以包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种产品、设备、过程或方法所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括/包含
……”
、“由
……
组成”限定的要素，并不排除在包括所述要素的产品、设备、过程或方法中还存在另外的相同要素。
46.还需要理解，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示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技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置、部件或结构必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作，不能理解为对本技术的限制。
47.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
48.以下结合附图1
‑
9，详细说明本技术各实施例提供的技术方案。
49.实施例1
50.参见图1所示的热辐射构件的辐射孔设计原理的示意图，本技术实施例1公开了一种热辐射构件的辐射孔设计方法，该设计方法包括如下步骤：
51.步骤1，将热辐射源用点o标识，与所述热辐射源对应的受热平面用线段ab标识，其中，所述受热平面与所述热辐射源平行，线段oa与线段ab垂直，所述热辐射构件设置在所述热辐射源与受热平面之间，所述热辐射源的热辐射线穿过所述热辐射构件上的辐射孔加热所述受热平面，优选的，为了便于分析计算，所述热辐射构件在oa处垂直于所述线段oa，即辐射线oa以垂直于所述热辐射构件上的辐射孔的方式通过所述热辐射构件，当然，也可以不作出上述的限制。
52.进一步的，为了表示各点宽度之间的大小关系，将线段oa与所述热辐射构件相交处的辐射孔宽度用k1标识，线段ob与所述热辐射构件相交处的辐射孔宽度用k2标识。
53.步骤2，继续参见图1所示，辐射线ob的辐射角为线段oa与线段ob的夹角β，所述热辐射构件在与线段ob相交处的偏转角为所述热辐射构件在线段ob相交处的切线与垂直所述线段ob的直线所形成的夹角θ，若辐射角β越大，表明该点b则越远离热辐射源；若偏转角θ越大，表示辐射线能够通过的面积减小，则通过该热辐射构件的辐射线量也越小，由此，可以根据β和θ设计k1和k2之间的函数关系，这样能够得到k2大于k1的结论，才能使得所述受热平面上的各点受热均匀。
54.需要指出的上述偏转角θ是指，热辐射构件相对于假设热辐射构件垂直与线段ob时的偏转角度，因为只有当热辐射构件垂直于线段ob，通过该处的辐射线才能全部穿过热
辐射构件，否则部分热辐射线会被遮挡而不能通过热辐射孔到达受热平面，相当于能够用于通过的面积减小。
55.综上，该实施例1以受热平面上距离辐射源最近且垂直的点a为基准参考点，根据该点a和其他点b接收热辐射量相同的要求，获得该点a的宽度和其他点b宽度之间的函数关系，从而达到精确的受热均衡技术效果。
56.在一些具体的实施方式中，所述步骤2具体包括：
57.步骤2.1，将点o至点a的热辐射量用eoa标识，点o至点b的热辐射量用eob标识，点o至点a的距离用loa标识，点o至点b的距离用lob标识，由于热辐射强度与距离呈负相关，则eob/eoa＝loa/lob＝cosβ,即，
58.eob＝eoa*cosβ
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(公式一)
59.步骤2.2，假设eoa处的辐射量完全通过，所述热辐射构件在与线段oa相交处的切线与垂直所述线段oa的直线所形成的夹角为0，而所述辐射线ob在与所述热辐射构件相交处由于夹角θ的存在，到达点b处的辐射量部分被遮挡，则通过单位面积的辐射量用eob1标识，则，
60.eob1＝eob*cosθ
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(公式二)
61.步骤2.3，将eob1在垂直受热平面的分量用eob2标识，由于所述辐射线ob与所述受热平面的法线的夹角为β，因为只有垂直于受热平面的热辐射分量才是有效的加热量，则有，
62.eob2＝eob1*cosβ
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(公式三)
63.步骤2.4，将公式二带入公式三，则，
64.eob2＝eob*cosθ*cosβ，即，
65.eob2＝eoa*cosθ*(cosβ)2ꢀꢀ
(公式四)
66.步骤2.5，为了使得a点和b点的受热均匀，则，
67.eoa*k1＝eob2*k2
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(公式五)
68.步骤2.6，将公式四带入公式五，则，
69.eoa*k1＝eoa*cosθ*(cosβ)2*k2
70.即，k1＝k2*cosθ*(cosβ)2ꢀꢀꢀ
(公式六)。
71.如果要满足通过热辐射构件后受热均匀，则在辐射孔的宽度满足上述的关系，即k1＝k2*cosθ*(cosβ)2。在k1已知的情况下，k2＝k1/(cosθ*(cosβ)2)。
72.优选的，当所述热辐射构件为以o点为圆心的圆弧形时，线段ob处的切线垂直于线段ob，此时，θ＝0，cosθ＝1，则有如下的函数关系，k1＝k2*(cosβ)2。
73.优选的，当所述热辐射构件为平行线段ab的平面形时，切线方向为线段ab的方向，法线方向为线段oa的方向，根据切线方向和法线方向之间的关系可知，θ＝β，k1＝k2*(cosβ)3。
74.在一个优选实施方式中，当k1为定值，随着β的增大，cosβ值越小，根据cosβ的平方或立方更小，则k2递增且递增曲率为先缓后急。
75.在一个或一些实施方式中，结合图2和图3所示，根据受热平面受热均匀需求，同时考虑到造型等图形设计，所述辐射孔的几何形状为如图2所示的一体式的，也可以是图3所示的分体式，当然也可以是满足上述公式的其他变形。
76.实施例2
77.参见图4
‑
7所示，该实施例2公开了一种热辐射构件结构，所述热辐射构件的辐射孔采用上述实施例1中所述的辐射孔设计方法进行设计制造。
78.具体的，设将热辐射源用点o标识，与所述热辐射源对应的受热平面用线段ab标识，线段oa与线段ab垂直，所述热辐射构件设置在所述热辐射源与受热平面之间，所述热辐射源的热辐射线穿过所述热辐射构件上的辐射孔加热所述受热平面。
79.优选的，为了便于分析计算，所述热辐射构件在oa处垂直于所述线段oa，即辐射线oa以垂直于所述热辐射构件上的辐射孔的方式通过所述热辐射构件，当然，也可以不作出上述的限制，其他具有偏转角度的方式也在保护范围之内。
80.进一步的，将线段oa与所述热辐射构件相交处的辐射孔宽度用k1标识，线段ob与所述热辐射构件相交处的辐射孔宽度用k2标识。
81.则此时，随辐射角β越大，表明该点b则越远离热辐射源；若偏转角θ越大，表示辐射线能够通过的面积减小，则通过该热辐射构件的辐射线量也越小，由此，可以根据β和θ设计k1和k2之间的关系，使得k2大于k1，保证所述受热平面上的各点受热均匀。
82.在一个实施方式中，根据实施例1中步骤2.1
‑
2.6的推导可知，所述辐射孔在长度范围内满足k1＝k2*cosθ*(cosβ)2。
83.在一个实施方式中，当所述热辐射构件为平行线段ab的平面形时，切线方向为线段ab的方向，法线方向为线段oa的方向，θ＝β，k1＝k2*(cosβ)3。图4和图5示出了平面形热辐射构件的构件本体1和辐射孔2的具体形状。
84.在一个优选的实施方式中，当所述热辐射构件为以o点为圆心的圆弧形时，线段ob处的切线垂直于线段ob，此时，θ＝0，cosθ＝1，则有如下的函数关系，k1＝k2*(cosβ)2。其具体结构参见图6和图7所示。
85.根据上述图4
‑
7可知，当k1为定值，随着β的增大，cosβ值越小，而cosβ的平方或立方更小，因此，k2递增且递增曲率为先缓后急的特征。
86.在一个实施方式中，所述热辐射构件可以制作成护罩，或者做成烤箱壳体的一部分，比如设置成烤箱一侧的隔壁。
87.在一个实施方式中，所述热辐射构件为模制件或铸造件。模制件或铸造件制造成本低，制造效率高，能够很好地满足上述设计的要求。
88.实施例3
89.参见图8和图9所示，实施例3公开了一种热辐射组件，且该热辐射组件包括实施例2的热辐射构件以及热辐射源3，所述热辐射源3设置在所述热辐射构件的内部或内侧。
90.在一个实施方式中，所述热辐射组件包括设置在所述热辐射构件两侧的侧板，所述热辐射源3安装固定在所述侧板上。
91.优选的，所述热辐射组件设置在烤箱的上下左右以及前后等的六个壁面中的任一个或几个，用于对烤箱内的食物均匀加热，
92.以上所述仅为本技术的实施方式，并非用于限定本技术的保护范围。凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进、扩展等，均包含在本技术的保护范围内。