本發(fā)明涉及家用電器技術領域，尤其涉及一種烹飪器皿、電磁加熱設備及導磁板。

背景技術：

圖1為電磁加熱電路原理圖。市電(假設市電剛好為50hz，沒有偏差)經過整流橋后，變成如(1)所示，即不但有100hz基波，而且產生新的諧波，例如200,300，400,500hz等等，這些諧波通過電容和后級用電設備，又相應加強，并最終到達線圈盤和烹飪器皿。igbt在開關過程中(假設開關頻率為20khz)，則又產生新的基波，即20khz，因為igbt工作在高壓環(huán)境(1kv以上)，在較高的頻率下，高壓之間很容易通過pcb走線互相干擾，產生新的諧波，如圖(2)所示5k～20khz以上，但人耳聽覺范圍為20hz～20khz，故相對于人耳，20khz以上噪音可以忽略，故主要是市電基波100hz，諧波(200,300,400，500等)以及5k～20khz范圍諧波加載于烹飪器皿底壁，使得烹飪器皿振動，向外輻射噪音。其中100hz～500hz頻段表現(xiàn)為嗡嗡聲，5k～20khz頻段表現(xiàn)為吱吱聲。

實際線圈盤向外輻射電流如圖2a，有正向電流也同時有負向電流；這里選取正向電流做分析，如圖2b所示。圖2b中電流加載到電磁加熱底壁電流流向如圖3a所示，呈一周期性閉合環(huán)路，因導體趨膚效應存在，加之上述igbt有一定開關頻率(即線圈盤工作頻率)，通過趨膚深度計算公式：,可以得出電流大量呈現(xiàn)于烹飪器皿底壁表面，且逐漸向里繼減，如圖3b所示。

導體在磁場中運動或處在變化的磁場中，會產生感應電動勢，形成渦流，因這種渦流的存在，使得磁通量增加時候，磁場阻礙導體前進，磁通量減小 時，磁場阻礙導體離開，如圖4所示。

反應到實際電磁加熱方案中：如圖5中左邊錐形線(對應igbt開關頻率即20khz)，在上升沿相斥，在下降沿相吸；如圖5中右邊弧形線內的一個錐形線(對應市電整流基波即100hz)，在上升沿相斥，在下降沿相吸，同樣對于200hz，300hz，400hz，500hz等等諧波也存在同樣的理論。故這種相吸，相斥便構成了烹飪器皿振動的基本要素，同時這種振動也發(fā)出相應頻率聲音，產生電磁噪音。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題是針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種能噪音小的烹飪器皿、包括烹飪器皿的電磁加熱設備以及用于烹飪器皿的導磁板。

本發(fā)明解決上述技術問題的技術方案如下：一種烹飪器皿，包括底壁和側壁，所述底壁和側壁至少其中一者的外表面上凸設有多個導磁顆粒，電磁加熱時單個所述導磁顆粒內產生獨立的環(huán)形感應電流。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明還提供一種電磁加熱設備，包括上述技術方案所述的烹飪器皿。所述電磁加熱設備為電壓力鍋、電飯煲、煎烤機、面包機、用于電磁爐的湯鍋或用于電磁爐的炒鍋。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明還提供了一種導磁板，用于烹飪器皿，所述導磁板具有抵接烹飪器皿底壁和側壁至少一者的上表面，所述導磁板的下表面凸設有多個導磁顆粒，電磁加熱時單個所述導磁顆粒內產生獨立的環(huán)形感應電流。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明在烹飪器皿的底壁和/或側壁至少其中之一者的外表面上凸設有多個導磁顆粒，根據趨膚效應，電流會大部分存在于導體的表面，因此在對烹飪器皿進行電磁加熱時，電流大部分集中在導磁顆粒內，且會在單個的導磁顆粒內形成獨立的環(huán)形電流；根據洛倫磁力公式，線圈盤對烹飪器皿的作用力與其作用的導體體積相關，而本發(fā)明相當于將烹 飪器皿的底壁和/或側壁形成一個個導磁顆粒，從總體上減少了線圈盤所作用的導體體積，相應的從整體上減少了線圈盤對烹飪器皿的洛倫磁力。此外根據鄰近效應，相鄰導磁顆粒內產生的感應電流方向相反，也就是相鄰導磁顆粒二者相吸，通過這種鄰近相吸效應，可以抵消烹飪器皿底壁電流環(huán)流整體對外作用力，將整體對外作用力降低為各自獨立顆粒對外界作用力，以進一步有效的降低烹飪器皿底壁整體的振動。因此采用本發(fā)明的技術方案，能大大減少線圈盤對烹飪器皿的洛倫磁力，相應的能減少烹飪器皿的振幅，進而減少烹飪器皿在電磁加熱時所發(fā)出的噪音。

附圖說明

圖1為電磁加熱方案原理圖；

圖2a為線圈盤向外輻射電流示意圖；

圖2b為選取線圈盤向外輻射的正向電流示意圖；

圖3a-3b為現(xiàn)有技術烹飪器皿的底壁電流方向示意圖；

圖4為導體在磁場中受力示意圖；

圖5為實際電磁加熱方案中導體受力示意圖；

圖6為鄰近效應示意圖；

圖7a-7c為本發(fā)明所述烹飪器皿的底壁電流方向示意圖；

圖8為本發(fā)明選取的相鄰兩個顆粒內電流流向示意圖；

圖9a-9c為本發(fā)明第一類實施例示意圖；

圖10為本發(fā)明第二類實施例示意圖；

圖11為現(xiàn)有技術烹飪器皿的底壁與本發(fā)明所述烹飪器皿的底壁噪音線對比圖。

附圖中，各標號所代表的部件列表如下：

1、導磁顆粒，2、導磁顆粒內部環(huán)形電流，3、烹飪器皿底壁整體環(huán)形 電流，4、導磁顆粒間距。

具體實施方式

以下結合附圖對本發(fā)明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。

實施例1

本發(fā)明提供一種烹飪器皿，包括底壁和側壁，底壁和側壁至少其中一者的外表面上凸設有多個導磁顆粒，電磁加熱時單個導磁顆粒內產生獨立的環(huán)形感應電流。

即導磁顆粒1可以僅設置在烹飪器皿的底壁，也可以僅設置在烹飪器皿的側壁，還可以同時設置烹飪器皿的底壁和側壁，但一般而言以設置在烹飪器皿的底部居多。

本實施例中底壁和/或側壁整體由導磁性材料制成，導磁顆粒與底壁和/或側壁一體成型。以將導磁顆粒設置在烹飪器皿的底壁為例，烹飪器皿的底壁整體由導磁材料制成，導磁顆粒通過通過打磨、cnc、激光切割、線切割或表面腐蝕等工藝形成于烹飪器皿的底壁。

根據趨膚效應，電流僅僅存在于導體的表面，而且電磁頻率越高，電流越集中于導體的表面。因此通過在底壁和側壁至少其中一者的外表面上凸設有多個導磁顆粒，電流大部分在導磁顆粒內流動，只有小部分在導磁顆粒內的間隙中流動。

趨膚深度深度的計算公式為電磁加熱工作頻率f的取值范圍一般為15*10³hz～40*10³hz，導磁顆粒的磁導率μ的取值為4π*10^-7，導磁顆粒的電導率σ＝1*10⁷s/m。

本實施例根據趨膚深度的計算公式選擇合適的導磁顆粒高度范圍，使得導磁電流盡可能在導磁顆粒內流動。根據導磁顆粒的上述參數(shù)，本發(fā)明中設置導磁顆粒的高度范圍設置為0.79mm～2.2mm。

在電動力學里，洛倫茲力(lorentzforce)是運動于電磁場的帶電粒子所受的力。根據洛倫茲力定律，洛倫茲力可以用洛倫茲力方程，表達為：f＝q(e＋v×b)，其中，f是洛倫茲力，q是帶電粒子的電荷量，e是電場強度，v是帶電粒子的速度，b是磁感應強度。洛倫茲力方程的積分形式為：

f＝∫v(pe+j×b)dr，

其中，v是積分的體積，p是電荷密度，j是電流密度，dr是微小體元素。根據洛倫茲力方程的積分形式可以看出，在p,j,dr保持不變的情況下，洛倫茲力f和體積v成正比關系，即體積v越大，洛倫磁力f越大。本發(fā)明在烹飪器皿的底壁和/或側壁凸設有多個導磁顆粒。以現(xiàn)有技術線圈盤僅對底壁施加洛倫磁力做對照，現(xiàn)有技術中導體的體積為底壁的整個面積與趨膚深度之積；本實施例通過在烹飪器皿的底壁設置導磁顆粒，由于大部分的電流在導磁顆粒內流動，因此導體的體積為導磁顆粒的面積與趨膚深度之積。由于所有導磁顆粒的總面積小于整個底壁的面積，因此本實施例中導體的體積要小于現(xiàn)有技術中導體的體積，因此受到的洛倫茲力相對也減小，相應的因受到洛倫磁力產生的振動噪音也較小。

導磁顆粒的面積范圍是大于或等于0.63mm²，且小于或等于4.84mm²。如果導磁顆粒的面積過小且相鄰導磁顆粒之間間距也小的話，那么線圈盤所作用的導體體積還是很大，不能有效減少烹飪器皿所受到的洛倫磁力，也就不能有效減少烹飪器皿加熱時所產生的噪音。如果導磁顆粒的面積的過小且相鄰導磁顆粒之間間距較大的話，烹飪器皿底部有效加熱的區(qū)域不足，需要線圈盤提供較大的加熱功率。如果導磁顆粒的面積的過大，不能有效的減少導體的體積，相應的不能減少導體所受到的洛倫磁力，也就不能有效的降低噪聲。本發(fā)明可以有效消除高頻部分的噪音，所述高頻指大于等于1khz。

另外，由于鄰近效應，即雙線傳輸線的兩根導線分別通過方向相反的交流電流時，各自產生的交變磁場相互在相鄰的另一根導線上產生渦流。這種 由相鄰導線上的電流在本導線激發(fā)的渦流與本導線原有的工作電流疊加，使導體中的實際電流分布向截面中接近相鄰導線的一側(內側)集中。如圖6所示。本發(fā)明在烹飪器皿底壁和側壁至少其中一者的外表面上凸設有多個導磁顆粒。如圖7a-7c為烹飪器皿底壁示意圖：1為導磁顆粒；2、為小顆粒內部電流流向；3、為烹飪器皿底壁整體環(huán)形電流；4、為顆粒間距。

如圖8所示，相鄰兩個導磁顆粒，因電流流向相反，從鄰近效應可以分析出，圖上兩個相鄰導磁顆粒二者相吸，通過這種鄰近相吸效應，可以抵消烹飪器皿電流環(huán)流整體對外作用力。同時也將整體對外作用力降低為各自獨立顆粒對外界作用力，從而可以有效的降低烹飪器皿底壁整體的振動，使振動減小，產生的電磁噪音減小。

本實施例中，相鄰導磁顆粒1的間距范圍是0.79mm～2.2mm。相鄰導磁顆粒1的間距不能過小，這樣會使得相鄰的導磁顆粒之間難以產生鄰近效應。相鄰導磁顆粒1的間距不能過大，過大的話需要線圈盤提供更大的額定加熱功率，會對線圈盤的參數(shù)提出更高的要求。

本發(fā)明中所述導磁顆粒的形式可以有很多種，以下列舉幾種具有代表性的。

如圖9a-9c所示，所述導磁顆粒呈三棱柱狀、多棱柱狀、圓柱狀、橢圓柱狀、截頭圓錐狀或者截頭棱錐狀。

如圖10所示，所述底壁外表面凸設有沙狀導磁顆粒。

另外，可以同時或單獨在烹飪器皿的側壁上凸設以上實例所述的導磁顆粒。本發(fā)明中所述導磁顆粒的形式還有很多，此處不再一一列舉。

實施例2，與實施例1不同的是底壁和/或側壁包括基板和附著在基板外表面的導磁板，導磁顆粒設置在所述導磁板上。一般而言，可以通過打磨導磁板以形成導磁顆粒。

實施例3，與實施例1不同的是底壁和/或側壁整體由非導磁性材料制 成，導磁顆粒通過噴涂工藝或噴沙工藝等附著在底壁和/或側壁整體上。

實施例4，本發(fā)明還提供一種電壓力鍋，所述電壓力鍋的內鍋為上述實施例1或實施例2所述的烹飪器皿。

實施例5，本發(fā)明還提供一種電飯煲，所述電飯煲的內鍋為實施例1-3任一所述的烹飪器皿。

實施例6，本發(fā)明還提供一種煎烤機，所述煎烤機的烤盤為實施例1-3任一所述的烹飪器皿。

實施例7，本發(fā)明還提供一種面包機，所述面包機的面包桶為實施例1-3任一所述的烹飪器皿。

實施例8，本發(fā)明還提供一種用于電磁爐的湯鍋，其采用實施例1-3任一所述的烹飪器皿。

實施例9，本發(fā)明還提供一種用于電磁爐的炒鍋，其采用實施例1-3任一所述的烹飪器皿。

實施例10，為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明還提供了一種導磁板，用于實施例2所披露的烹飪器皿，導磁板具有抵接烹飪器皿底壁和側壁至少一者的上表面，導磁板的下表面凸設有多個導磁顆粒1，電磁加熱時單個所述導磁顆粒內產生獨立的環(huán)形感應電流。

本發(fā)明采用2000w功率電磁爐對不銹鋼湯鍋做煮水實驗，該湯鍋的重量為400g，底壁和側壁采用430不銹鋼制成，該湯鍋僅在底部通過打磨工藝凸設有導磁顆粒。導磁顆粒為圓柱狀，導磁顆粒高度為1.0mm，導磁顆粒間距為0.8mm，導磁顆粒面積為2mm²。烹飪器皿底壁有無導磁顆粒實測噪音db如圖11(噪音房用國家家電研究院標準噪音實驗室)：

可以看到，底壁有導磁顆粒比底壁無導磁顆粒的情況，在1khz時降低了10db,1.1khz時降低了5db，在1.2khz時降低了10db,在1.3khz時降低了10db，在1.6khz時降低了5db，以及在1.6khz～3khz時整體降低了1～3db。

在本說明書的描述中，參考術語“實施例一”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體方法、裝置或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、方法、裝置或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進行結合和組合。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。