超声波振子装置和具有其的烹饪器具的制作方法

本实用新型涉及烹饪器具技术领域，更具体地，涉及一种超声波振子装置和具有其的烹饪器具。

背景技术：

在相关技术中，超声波振子的超声范围小，超声效果差，一些技术中通过增加超声波振子的数量来提高超声范围和超声效果，增加了生产成本。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种超声波振子装置，所述超声波振子装置增大了超声范围。

本实用新型的另一个目的在于提出一种具有上述超声波振子装置的烹饪器具。

根据本实用新型实施例的超声波振子装置，包括：超声波换能器，所述超声波换能器适于产生沿其轴向传播的超声波；多个端杆，多个所述端杆设在所述超声波换能器的轴向一端且沿所述超声波换能器的周向分布，每个所述端杆相对于所述超声波换能器的轴向向外且向远离所述超声波换能器的方向延伸，每个所述端杆适于接收所述超声波换能器产生的超声波并从所述端杆的远离所述超声波换能器的一端向外发射。

根据本实用新型实施例的超声波振子装置增大了超声范围，使超声波效果分布更均匀，超声效果更好并且连接结构简单。

另外，根据本实用新型上述实施例的超声波振子装置还可以具有如下附加的技术特征：

根据本实用新型实施例的超声波振子装置，每个所述端杆相对于所述超声波换能器的轴向的倾斜角α满足：15度≤α≤30度。

在本实用新型的一些实施例中，多个所述端杆的与所述超声波换能器相连的一端彼此间隔开设置。

可选地，至少一个所述端杆为适于改变超声波的振幅的变幅杆。

在本实用新型的一些实施例中，所述变幅杆包括：直杆体，所述直杆体的轴向一端与所述超声波换能器相连，所述直杆体的横截面积从其轴向一端向其轴向另一端的方向递减；发射头，所述发射头设在所述直杆体的轴向另一端，所述发射头向外超出所述直杆体的轴向另一端的外周面。

进一步地，所述发射头具有背向所述超声波换能器的底表面和位于所述直杆体和所述底表面之间的侧周面，所述底表面垂直于所述超声波换能器的轴向，所述侧周面相对于所述超声波换能器的轴向向外且向远离所述超声波换能器的方向延伸。

进一步地，所述直杆体和所述发射头的横截面均为圆形。

可选地，所述端杆的数量为3至5个。

根据本实用新型的一些实施例，所述超声波换能器包括：压电组件，所述压电组件包括多个层叠设置的压电片和与所述压电片相连的电极片；第一端块和第二端块，所述第一端块和所述第二端块分别设在所述压电组件的轴向两端，所述端杆与所述第二端块相连或一体形成于所述第二端块。

根据本实用新型实施例的烹饪器具包括根据本实用新型实施例的用于烹饪器具的超声波振子装置。

进一步地，所述超声波振子装置设在所述烹饪器具的锅盖上且所述端杆适于伸入所述烹饪器具的烹饪腔内，每个所述端杆的远离所述超声波换能器的一端与所述烹饪腔的底壁的距离为d1，与所述烹饪腔的侧周壁的距离为d2，30mm≤d1≤40mm， 40mm≤d2≤50mm。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型实施例的超声波振子装置的结构示意图；

图2是根据本实用新型实施例的超声波振子装置的主视图；

图3是根据本实用新型实施例的超声波振子装置的仰视图；

图4是根据本实用新型实施例的烹饪器具的主视图；

图5是根据本实用新型实施例的烹饪器具的俯视图。

附图标记：

超声波振子装置100；烹饪器具200；烹饪腔210；锅盖220；

超声波换能器10；压电组件11；压电片111；电极片112；第一端块12；第二端块 13；

端杆20；直杆体21；发射头22。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

下面参考图1-图5描述根据本实用新型实施例的超声波振子装置100。

参照图1-图3所示，根据本实用新型实施例的超声波振子装置100可以包括：超声波换能器10和端杆20。

具体而言，超声波换能器10可以产生超声波，超声波可以沿超声波换能器10是轴向传播，并且端杆20的轴向一端与超声波换能器10的轴向一端相连，使超声波换能器 10的轴向一端可以将沿超声波换能器10的轴向传播的振动传递至端杆20。振动继续沿端杆20的轴向向端杆20的轴向另一端传递，并由端杆20的轴向另一端向外发射。

由此，超声波换能器10与端杆20配合可以将输入的电功率转换成机械功率，并向外发射超声波，使超声波可以作用于传播介质等，实现超声波的应用。

在相关技术中，超声波振子的超声范围小，超声效果差，严重限制了超声波振子的应用。在一些技术中，通过增加超声波振子的数量来扩大超声范围，提高超声效果，但是这不仅增加了生产成本，而且多个超声波振子需要多个安装位点，导致具有超声波振子的设备结构复杂。

而在本实用新型中，超声波振子装置100的端杆20为多个，多个端杆20同时与一个超声波换能器10的轴向一端相连，每个端杆20均可以接收超声波换能器10产生的超声波。也就是说，一个超声波换能器10带动多个端杆20工作，在超声波振子装置100 应用于烹饪器具200等设备中时，超声波振子装置100仅需一个固定位点，例如可以通过设于超声波换能器10的外周面的法兰进行固定，使安装结构更加简单，具有超声波振子装置100的设备结构也更简单。

另外，多个端杆20可以沿超声波换能器10的周向分布，每个端杆20相对于超声波换能器10的轴向向外且向远离超声波换能器10的方向延伸，换言之，多个端杆20有超声波换能器10的轴向一端向外发散延伸，每个端杆20相对于超声波换能器10的轴向倾斜延伸。使相邻两个端杆20的远离超声波换能器10的一端之间的间距更大，多个端杆20的远离超声波换能器10的一端可以延伸至更大范围实现多点超声。在垂直于超声波换能器10的轴向上，端杆20接收的超声波可以由端杆20的远离超声波换能器10 的一端发射至更大范围，不仅可以提高超声波作用于媒介的范围，而且可以使媒介各处受超声波作用更加均匀，超声波效果更好。

可选地，多个端杆20的相对于超声波换能器10的轴向向外且向远离超声波换能器 10的方向延伸的长度可以相同也可以不同。当多个端杆20的延伸长度不同时，在超声波换能器10的轴向上，多个端杆20的远离超声波换能器10的一端距离超声波换能器 10的距离不同，使多个端杆20的远离超声波换能器10的一端可以从不同高度发射超声波，超声范围更大。

需要说明的是，图1-图3中超声波振子装置100包括三个端杆20实现三点超声仅用于示例说明的目的，而不能作为对本实用新型的限制。根据实际情况需要，在一些实施例中，端杆20的数量也可以为两个、四个、五个或者更多个。

根据本实用新型实施例的超声波振子装置100具有多个端杆20，可以增大超声范围，使超声波效果分布更均匀，超声效果更好并且连接结构简单。

根据本实用新型的一些实施例，如图4所示，每个端杆20相对于超声波换能器10 的轴向的倾斜角为α。对于固定延伸长度的端杆20，若倾斜角α过小，会导致超声范围仍较小；若倾斜角α过大，则会导致超声波能量传输效率低，并且会使端杆20在超声波换能器10的轴向上延伸的距离过短，或者在垂直于超声波换能器10的轴向上延伸的距离过长，可能出现端杆20无法伸入媒介或者伸入媒介距离过短，影响超声效果，或者端杆20的远离超声波换能器10的一端容易与其他结构发生干涉。

因此，在本实用新型中，每个端杆20的倾斜角α可以满足：15度≤α≤30度，例如，在一些具体实施例中，端杆20相对于超声波换能器10的轴向的倾斜角α可以分别为16 度、20度、25度和28度等。需要说明的是，多个端杆20的倾斜角α可以相同也可以不同。

例如，在如图1-图5所示的具体实施例中，三个端杆20的倾斜角α相同，并且在超声波换能器10的周向上，任意相邻两个端杆20间隔开的角度相等，均为60度。三个端杆20的远离超声波换能器10的一端在媒介中沿超声波换能器10的径向均匀分布，增大超声范围，超声效果更加均匀，并且超声波振子装置100工作过程中，超声波换能器10受力更加均匀，有利于提高超声波换能器10的固定可靠性以及端杆20连接的牢固性。

在本实用新型的一些实施例中，如图1所示，多个端杆20的与超声波换能器10相连的一端可以彼此间隔开设置，防止多个端杆20在工作过程中相互之间发生碰撞，而影响结构的稳定性或者造成超声波能量的损失，提高了超声波能量传递效率。

根据本实用新型的一些实施例，端杆20可以为变幅杆，变幅杆可以改变超声波的振幅(一般是增大)，提高振速比，减小谐振阻抗，有效降低超声波换能器10的发热量，提高超声波换能器10的使用寿命。在包括多个端杆20的实施例中，可以是其中一个或者几个端杆20为变幅杆，也可以是所有端杆20均为变幅杆，换言之，至少一个端杆20 为变幅杆。

进一步地，如图1所示，变幅杆可以包括：直杆体21和发射头22。直杆体21的轴向一端可以与超声波换能器10相连，以实现端杆20与超声波换能器10的连接。发射头22可以设在直杆体21的轴向另一端，超声波换能器10传递至端杆20的能量可以沿直杆体21的轴向传递至发射头22，并由发射头22向外发射。

如图1-图3所示，发射头22可以向外超出直杆体21的轴向另一端的外周面，也就是说，发射头22的径向截面积大于直杆体21的轴向另一端的径向截面积，可以有效增大超声波向外发射的扩散面，扩大能量传播范围，提高能量传递效率。

此外，如图1-图3所示，直杆体21的横截面积从直杆体21的轴向一端向直杆体21 的轴向另一端的方向递减，也就是说，直杆体21形成为倒截锥形杆，可以减小超声波能量在传递过程中的损失，提高能量的利用率。在本实用新型中，直杆体21可以整体形成为倒截锥形杆，也可以仅直杆体21的下部形成为倒截锥形杆，换言之，直杆体21 的至少下部形成为倒截锥形杆。

需要说明的是，在本实用新型中，直杆体21相对于超声波换能器10的轴向倾斜延伸，使端杆20可以相对于超声波换能器10的轴向倾斜延伸。直杆体21的轴向可以理解为直杆体21的延伸方向，直杆体21的横截面积可以理解为直杆体21的垂直于超声波换能器10的轴向的截面的面积。

进一步地，如图2所示，发射头22可以具有背向超声波换能器10的底表面和位于直杆体21和底表面之间的侧周面。其中，底表面可以垂直于超声波换能器10的轴向，使超声波换能器10产生的超声波可以从更大面积向外发射，超声波为纵波时，纵波垂直于底表面，可以降低超声波能量损失。

继续参照图2所示，侧周面可以相对于超声波换能器10的轴向向外且向远离超声波换能器10的方向延伸，使发射头22形成为喇叭头，喇叭头可以改变超声波的传播角度，扩大传播范围。在包括超声波振子装置100的烹饪器具200中，超声波可以作用于烹饪腔210内的更大范围，食材超声波处理更均匀，效率更高。

需要说明的是，在本实用新型中，发射头22的形状包括但不限于图2中所示的喇叭形，在一些实施例中，发射头22也可以为球形、柱体等结构，只需要满足发射头22的外周面凸出于直杆体21的轴向另一端的外周面的要求即可。

可选地，在本实用新型中，直杆体21的横截面可以为圆形或者椭圆形，发射头22 的横截面可以为圆形、椭圆形或者多边形等。这里，发射头22的横截面可以理解为发射头22的垂直于超声波换能器10的轴向的截面。

根据本实用新型的一些实施例，如图1所示，超声波换能器10可以包括：压电组件 11、第一端块12和第二端块13。其中，压电组件11包括压电片111(例如，压电陶瓷) 和电极片112。压电片111为多个且层叠设置，电极片112可以与压电片111相连。当电极片112通电时可以改变压电片111两端面的电压，使压电片111可以产生伸缩变形，实现电功率向机械功率的转变，产生超声波。

如图1所示，第一端块12和第二端块13可以分别设在压电组件11的轴向两端，以对压电组件11进行固定和调节频率，以及进行能量的传递。并且，通过调节第一端块 12和第二端块13的尺寸、间距等参数，可以调节超声波振子装置100的频率，以使超声波振子装置100可以满足不同的应用需求。

可选地，如图1和图4所示，端杆20与第二端块13可以为一体件，以减少零部件数量，减少装配工序，提高生产效率，端杆20与第二端块13连接也更可靠。当然根据实际情况需要，端杆20与第二端块13也可以为连接于一起的分体件，这也在本实用新型的保护范围之内。

在本实用新型中，根据本实用新型实施例的超声波振子装置100可以应用于多种领域。在一些实施例中，超声波振子装置100可以安装于洗涤设备，这里，洗涤设备可以为洗米机、洗碗机、洗衣机等。超声波的机械作用和空化作用可以对待洗涤件的凹坑、缝隙等微观结构进行清洗，去除脏污、农药等有害物质更加彻底，提高了洗涤效率和洗涤效果。

在另一些实施例中，如图4和图5所示，根据本实用新型实施例的烹饪器具200包括根据本实用新型实施例的超声波振子装置100，这里，烹饪器具200可以为电饭煲、电压力锅、汤煲、炖盅、养生壶、豆浆机或者破壁机等。在超声波振子装置100工作时，端杆20的远离超声波换能器10的一端可以伸入烹饪器具200的烹饪腔210内。由端杆 20的远离超声波换能器10的一端发射的超声波可以对烹饪腔210内的食材进行超声处理。

超声波的机械作用和空化作用不仅可以在未进行烹饪时对食材进行预处理，去除食材中的脏污、农药、肉血等有害物质，更加干净安全，而且可以在烹饪过程中降低食材中的营养成分的萃取时间以及食材的入味时间，食材口感更好，同时还可以在烹饪结束后对烹饪器具200进行超声清洗，使附着在烹饪腔210的腔壁上的积垢分散、松散、脱落，实现烹饪器具200的自清洁，清洗更加容易、干净。

由于根据本实用新型实施例的超声波振子装置100具有上述有益的技术效果，因此根据本实用新型实施例的烹饪器具200增大了超声范围，使超声波效果分布更均匀，超声效果更好并且连接结构简单。

根据本实用新型进一步的实施例，如图4所示，超声波振子装置100可以设在烹饪器具200的锅盖220上，以便于端杆20伸入烹饪器具200的烹饪腔210内。

每个端杆20的远离超声波换能器10的一端与烹饪腔210的底壁的距离为d1，d1 可以满足30mm≤d1≤40mm，例如d1可以为32mm、35mm和38mm等。使端杆20的远离超声波换能器10的一端伸入烹饪腔210内的食材的深度更深，对食材的超声范围更大，并且端杆20的远离超声波换能器10的一端与底壁的距离不会过小，而使底壁干扰对端杆20发射的超声波造成能量损失。

如图4所示，每个端杆20的远离超声波换能器10的一端与烹饪腔210的侧周壁的距离为d2，d2可以满足40mm≤d2≤50mm，例如d2可以为42mm、45mm和48mm等。使端杆20的远离超声波换能器10的一端可以从更大范围内发射超声波，食材的超声更均匀，并且可以防止超声波受烹饪腔210的侧周壁影响而造成能量损失，同时可以防止在开合盖过程中，端杆20的远离超声波换能器10的一端与烹饪腔210的侧周壁发生位置干涉。

根据本实用新型实施例的烹饪器具200和超声波振子装置100的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“具体实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。