一種烹飪器皿、電磁加熱設(shè)備及導磁板的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種烹飪器皿、包括烹飪器皿的電磁加熱設(shè)備以及用于烹飪器皿的導磁板。所述烹飪器皿包括底壁和側(cè)壁，所述底壁和側(cè)壁至少其中一者的外表面設(shè)有分割槽，所述分割槽將所述底壁和/或側(cè)壁分割成若干個導磁塊，電磁加熱時單個所述導磁塊內(nèi)能產(chǎn)生獨立的環(huán)形感應(yīng)電流。采用本實用新型的技術(shù)方案，能有效的降低烹飪器皿在電磁加熱時發(fā)出的噪音。
【專利說明】
一種烹飪器皿、電磁加熱設(shè)備及導磁板
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實用新型涉及家用電器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種烹飪器皿、電磁加熱設(shè)備及導 磁板。
【背景技術(shù)】
[0002] 圖1為電磁加熱電路原理圖。市電（假設(shè)市電剛好為50HZ，沒有偏差）經(jīng)過整流橋 后，變成如（1)所示，即不但有100HZ基波，而且產(chǎn)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(shè)備，又相應(yīng)加強，并最終到達線圈盤和烹飪器皿。I GBT 在開關(guān)過程中（假設(shè)開關(guān)頻率為20Khz)，則又產(chǎn)生新的基波，即20Khz，因為I GBT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(chǎn)生新的諧 波，如（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51(~2010^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l(wèi)〇〇hz~500hz頻段表現(xiàn)為 嗡嗡聲，5K~20Khz頻段表現(xiàn)為吱吱聲。
[0003] 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?qū)w趨膚效應(yīng)存在，加之上述I GBT有一定開關(guān)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。
[0004] 導體在磁場中運動或處在變化的磁場中，會產(chǎn)生感應(yīng)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。
[0005] 反應(yīng)到實際電磁加熱方案中：如圖5中左邊錐形線（對應(yīng)IGBT開關(guān)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(nèi)的一個錐形線(對應(yīng)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(gòu)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(yīng)頻率聲音，產(chǎn)生電磁噪音。 【實用新型內(nèi)容】
[0006] 本實用新型所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)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(shè)備以及用于烹飪器皿的導磁板。
[0007] 本實用新型解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：一種烹飪器皿，包括底壁和側(cè)壁， 所述底壁與側(cè)壁一體成型，所述底壁和側(cè)壁至少其中一者的外表面設(shè)有分割槽，所述分割 槽將所述底壁和/或側(cè)壁分割成若干個導磁塊，電磁加熱時單個所述導磁塊內(nèi)能產(chǎn)生獨立 的環(huán)形感應(yīng)電流。
[0008] 為實現(xiàn)上述實用新型目的，本實用新型還提供一種電磁加熱設(shè)備，包括上述技術(shù) 方案所述的烹飪器皿。所述電磁加熱設(shè)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。
[0009] 為實現(xiàn)上述實用新型目的，本實用新型還提供了一種導磁板，用于烹飪器皿，所述 導磁板具有安裝在烹飪器皿底壁和側(cè)壁至少一者的上表面，所述導磁板的下表面設(shè)有分割 槽，所述分割槽將所述導磁板分割成若干個導磁塊，使得在電磁加熱時單個所述導磁塊內(nèi) 能產(chǎn)生獨立的環(huán)形感應(yīng)電流。
[0010] 本實用新型的有益效果是:本實用新型將所述底壁和/或側(cè)壁分割成若干個導磁 塊，根據(jù)趨膚效應(yīng)，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塊內(nèi)，且會在單個的導磁塊內(nèi)形成獨立的環(huán)形電流;根據(jù)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(guān)，而本實用新型相當于將烹飪 器皿的底壁和/或側(cè)壁分割成一個個導磁塊，從總體上減少了線圈盤所作用的導體體積，相 應(yīng)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(jù)鄰近效應(yīng)，相鄰導磁塊內(nèi)產(chǎn) 生的感應(yīng)電流方向相反，也就是相鄰導磁塊二者相吸，通過這種鄰近相吸效應(yīng)，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導磁塊對外界作 用力，以進一步有效的降低烹飪器皿底壁整體的振動。因此采用本實用新型的技術(shù)方案，能 大大減少線圈盤對烹飪器皿的洛倫磁力，相應(yīng)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】
[0011]圖1為電磁加熱方案原理圖；
[0012]圖2a為線圈盤向外輻射電流示意圖；
[0013]圖2b為選取線圈盤向外輻射的正向電流示意圖；
[0014]圖3a_3b為現(xiàn)有技術(shù)烹飪器皿的底壁電流方向示意圖；
[0015]圖4為導體在磁場中受力示意圖；
[0016]圖5為實際電磁加熱方案中導體受力示意圖；
[0017]圖6為鄰近效應(yīng)示意圖；
[0018] 圖7a_7b為本實用新型所述烹飪器皿的底壁電流方向示意圖；
[0019] 圖8為本實用新型選取的相鄰兩個導磁塊內(nèi)電流流向示意圖；
[0020] 圖9a-9b為本實用新型第一類實施例示意圖；
[0021] 圖10a-l〇C為本實用新型第二類實施例示意圖；
[0022]圖1 la-1 lb為本實用新型第三類實施例示意圖；
[0023]圖12a_12c為本實用新型第四類實施例示意圖；
[0024] 圖13為本實用新型第五類實施例示意圖；
[0025] 圖14為現(xiàn)有技術(shù)烹飪器皿的底壁與本實用新型所述烹飪器皿的底壁噪音線對比 圖。
[0026] 附圖中，各標號所代表的部件列表如下：
[0027] 1、導磁塊的環(huán)形電流，2、烹飪器皿底壁整體環(huán)形電流，3、分割槽。
【具體實施方式】
[0028] 以下結(jié)合附圖對本實用新型的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本實用 新型，并非用于限定本實用新型的范圍。
[0029] 實施例1
[0030] 本實用新型提供一種烹飪器皿，包括底壁和側(cè)壁，所述底壁與側(cè)壁一體成型，所述 底壁和側(cè)壁至少其中一者的外表面設(shè)有分割槽，所述分割槽將所述底壁和/或側(cè)壁分割成 若干個導磁塊，電磁加熱時單個所述導磁塊內(nèi)能產(chǎn)生獨立的環(huán)形感應(yīng)電流。
[0031] 即可以僅在烹飪器皿的底壁分割形成導磁塊，也可以僅在烹飪器皿的側(cè)壁分割形 成導磁塊，還可以同時在烹飪器皿的底壁和側(cè)壁分割形成導磁塊，但一般而言在烹飪器皿 的底壁居多。
[0032] 本實施例中底壁和/或側(cè)壁整體由導磁性材料制成。
[0033] 根據(jù)趨膚效應(yīng)，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(cè)壁至少其中一者的外表面上分割有多個導磁塊，電流大部 分在導磁塊內(nèi)流動，只有小部分在導磁塊內(nèi)的間隙中流動。
[0034] 趨膚深度深度的計算公式為1
電磁加熱工作頻率f的取值范圍一般為 15*103hz~40*103hz，導磁塊的磁導率μ的取值為4π*1〇-7,導磁塊的電導率σ= l*l〇7S/m。
[0035] 本實施例根據(jù)趨膚深度的計算公式選擇合適的分割槽深度范圍，使得導磁電流 盡可能在導磁塊內(nèi)流動。根據(jù)導磁塊的上述參數(shù)，本實用新型中設(shè)置分割槽的深度范圍設(shè) 置為 0.79mm ~2.2mm。
[0036]在電動力學里，洛倫茲力(Lorentz force)是運動于電磁場的帶電粒子所受的力。 根據(jù)洛倫茲力定律，洛倫茲力可以用方程，稱為洛倫茲力方程，表達為:F = q(E+vXB)，其 中，F(xiàn)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(yīng)強 度。洛倫茲力方程的積分形式為：
[0037] F = /v(pE+JXB)dr,
[0038] 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(jù)洛倫茲 力方程的積分形式可以看出，在P，J，dH呆持不變的情況下，洛倫茲力F和體積V成正比關(guān)系， 即體積V越大，洛倫磁力F越大。本實用新型將烹飪器皿底壁和/或側(cè)壁至少其中一者的外表 面設(shè)有分割槽，所述分割槽將所述底壁和/或側(cè)壁分割成若干個導磁塊。以現(xiàn)有技術(shù)線圈盤 僅對底壁施加洛倫磁力做對照，現(xiàn)有技術(shù)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(shè)置導磁塊，由于大部分的電流在導磁塊內(nèi)流動，因此 導體的體積為導磁塊的面積與趨膚深度之積。由于所有導磁塊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(shù)中導體的體積，因此受到的洛倫茲力相對 也減小，相應(yīng)的因受到洛倫磁力產(chǎn)生的振動噪音也較小。
[0039] 導磁塊的面積范圍是大于或等于4.84mm2,小于或等于1/4鍋底面積（以目前鍋底 直徑20cm計算，大約小于314cm 2)。如果導磁塊的面積過小且相鄰導磁塊之間間距也小的 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(chǎn)生的噪音。如果導磁塊的面積的過小且相鄰導磁塊之 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 果導磁塊的面積的過大，不能有效的減少導體的體積，相應(yīng)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。本實用新型可以有效消除低頻部分的噪音，所述低頻指小 于ΙΚΗζ。
[0040] 另外，由于鄰近效應(yīng)，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(chǎn)生的交變磁場相互在相鄰的另一根導線上產(chǎn)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(cè)（內(nèi)側(cè))集中。如圖6所示。本實用新型中將烹飪器皿底壁和側(cè)壁至少其中一者 的外表面設(shè)有分割槽，所述分割槽將所述底壁和/或側(cè)壁分割成若干個導磁塊，如圖7a、7b 為對烹飪器皿底壁進行分割的示意圖：1、導磁塊的環(huán)形電流;2、烹飪器皿底壁整體環(huán)形電 流;3、分割槽。
[0041] 如圖8所示，相鄰兩個導磁塊，因電流流向相反，從鄰近效應(yīng)可以分析出，圖上兩個 相鄰導磁塊二者相吸，通過這種鄰近相吸效應(yīng)，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導磁塊對外界作用力，從而可以有效的降低 烹飪器皿整體的振動，使振動減小，產(chǎn)生的電磁噪音減小。
[0042] 本實施例中，所述分割槽的寬度范圍是0.79mm~2.2_。相鄰導磁塊的間距不能過 小，這樣會使得相鄰的導磁塊之間難以產(chǎn)生鄰近效應(yīng)。相鄰導磁塊的間距不能過大，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。
[0043] 本實用新型中所述分割槽的形式可以有很多種，以下列舉幾種具有代表性的。
[0044] 如圖9a_9b所不，所述底壁被若干條自所述底壁的中心向外延伸的分割槽分割。
[0045] 如圖10a-10c，所述底壁被若干條相互平行的分割槽分割，所述分割槽為一條或 一組平行的直線切槽或曲線切槽。
[0046]如圖1 la-1 lb以及12a_12c所不，所述底壁被分割槽分割，所述分割槽包括若干條 平行的第一切槽和若干條平行的第二切槽，所述第一切槽與所述第二切槽相交。
[0047]如圖13所不，所述底壁被分割槽分割，所述分割槽包括若干個以底壁中心為圓心 的子切槽。
[0048] 另外，對于烹飪器皿的分割，可以按照以上實例在底壁分割的基礎(chǔ)上向側(cè)壁延伸 即可?；蛘呷サ舻妆诜指畈糠郑槐Ａ魝?cè)壁延伸的部分。本實用新型中，所述烹飪器皿的底 壁和/或側(cè)壁還有多種分割情況，此處不再一一列舉。
[0049] 實施例2,與實施例1不同的是底壁和/或側(cè)壁包括基板和附著在基板外表面的導 磁板，分割槽設(shè)置在所述導磁板上。
[0050] 實施例3,本實用新型還提供一種電壓力鍋，所述電壓力鍋的內(nèi)鍋為上述實施例1 或?qū)嵤├?所述的烹飪器皿。
[0051] 實施例4,本實用新型還提供一種電飯煲，所述電飯煲的內(nèi)鍋為實施例1或?qū)嵤├? 所述的烹飪器皿。
[0052]實施例5,本實用新型還提供一種煎烤機，所述煎烤機的烤盤為實施例1或?qū)嵤├? 所述的烹飪器皿。
[0053]實施例6,本實用新型還提供一種面包機，所述面包機的面包桶為實施例1或?qū)嵤?例2所述的烹飪器皿。
[0054]實施例7,本實用新型還提供一種用于電磁爐的湯鍋，其采用實施例1或?qū)嵤├?所 述的烹飪器皿。
[0055] 實施例8,本實用新型還提供一種用于電磁爐的炒鍋，其采用實施例1或?qū)嵤├?所 述的烹飪器皿。
[0056] 實施例9,本實用新型還提供了一種導磁板，用于實施例2所披露的烹飪器皿，導 磁板具有安裝在烹飪器皿底壁和側(cè)壁至少一者的上表面，導磁板的下表面設(shè)有分割槽，分 割槽將所述導磁板分割成若干個導磁塊，使得在電磁加熱時單個所述導磁塊內(nèi)能產(chǎn)生獨立 的環(huán)形感應(yīng)電流。
[0057] 本實用新型采用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(cè)壁采用430不銹鋼制成，該湯鍋僅在底部設(shè)置有分割槽，分割槽自底壁的中 心向外延伸(米用圖9a所不的分割方式），分割槽深度為0.8mm，分割槽寬度為0.8mm，分割塊 的面積為1/8鍋底面積，大約為157cm 2。烹飪器皿底壁有無分割實測噪音dB如圖14(噪音房 用國家家電研究院標準噪音實驗室）：
[0058] 可以看到，在100hz，200hz，300hz，400hz，500hz時，底壁有分割槽比底壁無分割槽 的情況噪音分別降低了 3dB，ldB，2dB，2dB，ldB。
[0059] 在本說明書的描述中，參考術(shù)語"實施例一"、"示例"、"具體示例"、或"一些示例" 等的描述意指結(jié)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實用新型的至 少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)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(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)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(jié)合和組合。
[0060] 以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用 新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保 護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種烹飪器皿，包括底壁和側(cè)壁，所述底壁與側(cè)壁一體成型，其特征在于，所述底壁 和側(cè)壁至少其中一者的外表面設(shè)有分割槽，所述分割槽將所述底壁和/或側(cè)壁分割成若干 個導磁塊，電磁加熱時單個所述導磁塊內(nèi)能產(chǎn)生獨立的環(huán)形感應(yīng)電流。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種烹飪器皿，其特征在于，所述分割槽的深度范圍為0.79_ ~2·2mm〇3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種烹飪器皿，其特征在于，所述分割槽的寬度范圍是0.79_ ~2·2mm〇4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種烹飪器皿，其特征在于，所述導磁塊的面積范圍是大于或 等于4.84mm2，小于或等于1/4鍋底面積。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種烹飪器皿，其特征在于，所述分割槽包括若干條自所述底 壁的中心向外延伸的切槽。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種烹飪器皿，其特征在于，所述分割槽包括若干條相互平行 的切槽。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種烹飪器皿，其特征在于，所述分割槽包括若干條平行的第 一切槽和若干條平行的第二切槽，所述第一切槽與所述第二切槽相交。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種烹飪器皿，其特征在于，所述分割槽包括若干個以底壁中 心為圓心的子切槽。9. 根據(jù)權(quán)利要求1至8任意一項所述的烹飪器皿，其特征在于，所述底壁和/或側(cè)壁整體 由導磁性材料制成。10. 根據(jù)權(quán)利要求1至8任意一項所述的烹飪器皿，其特征在于，所述底壁和/或側(cè)壁包 括基板和附著在基板外表面的導磁板，所述分割槽設(shè)置在所述導磁板上。11. 一種電磁加熱設(shè)備，其特征在于，包括權(quán)利要求1-10任意一項所述的烹飪器皿。12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述電磁加熱設(shè)備，其特征在于，所述電磁加熱設(shè)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。13. -種導磁板，用于烹飪器皿，所述導磁板具有安裝在烹飪器皿底壁和側(cè)壁至少一者 的上表面，其特征在于，所述導磁板的下表面設(shè)有分割槽，所述分割槽將所述導磁板分割成 若干個導磁塊，使得在電磁加熱時單個所述導磁塊內(nèi)能產(chǎn)生獨立的環(huán)形感應(yīng)電流。
【文檔編號】A47J36/02GK205682972SQ201620293038
【公開日】2016年11月16日
【申請日】2016年4月8日 公開號201620293038.7, CN 201620293038, CN 205682972 U, CN 205682972U, CN-U-205682972, CN201620293038, CN201620293038.7, CN205682972 U, CN205682972U
【發(fā)明人】馬志海, 王志鋒, 伍世潤, 江太陽, 區(qū)達理, 馮江平, 劉志才
【申請人】佛山市順德區(qū)美的電熱電器制造有限公司, 美的集團股份有限公司