CN112822964A - 用于烹饪食物的器皿及其相应的热信号发生装置 - Google Patents

Abstract

描述了一种用于烹饪食物的器皿(10)，其包括：金属主体(12)；至少一个把手(20)，其经由金属紧固元件(22)约束到金属主体的一部分；以及至少一个热信号发生装置(28)，其施加在把手的一部分(26)上，位于相应的具有导热性能的部件(22；34)处。热信号发生装置(28)设有至少一个指示元件(30)，其操作性地连接到相应的由形状记忆合金制成的致动元件(32)。致动元件由形状记忆螺旋弹簧构成，其与具有导热性能的部件间接接触并且配置成用于从第一非操作构造切换到第二操作构造，所述形状记忆螺旋弹簧在第一非操作构造中不起作用，在第二操作构造中在达到预定温度值时伸展。在致动元件(32)与具有导热性能的部件(22；34)之间置入有用于调制和/或热增强的金属基底(36)，其向这种致动元件传递热。

Description

用于烹饪食物的器皿及其相应的热信号发生装置

技术领域

本发明大体上涉及一种用于烹饪食物的器皿，且特别是涉及一种用于烹饪食物的器皿的热信号发生装置。

背景技术

在用于烹饪食物的器皿的技术领域中，已知如下系统和装置：所述系统和所述装置预设为用于告知用于烹饪食物的器皿(例如平底锅)的用户由所述器皿本身所达到的热状态，以便提供正确的烹饪并使得可以监控烹饪和调整要供给的热量。通常当开始使用时通过燃气或电供给高的热，以便使烹饪器皿达到期望的温度，而一旦达到期望的温度则应当减少热量，以免过度加热所述烹饪器皿，这会损害烹饪的质量。平底锅通常是对其而言控制其相应的热状态更为关键的烹饪器皿，因为这种类型的厨房用具需要进行热控制，因为其在不会被液体内容物减弱的高温下使用。

最常用的热信号发生系统参考由颜料提供的色彩变化，所述颜料当达到特定的温度时改变颜色，由此提供视觉的信息。存在热致变色系统，所述热致变色系统经由颜料直接设置在烹饪器皿内，所述颜料包含在设置于器皿本身的内表面上的不粘涂层中。如果期望在预定温度(例如180℃)下发生颜色改变，则一达到所述预定温度颜色就改变，借此，用户可以根据他/她的需求来调节要供给到烹饪器皿的热功率。

所述热致变色系统具有如下两个主要局限：

-颜料应当耐最高的烹饪温度，烹饪温度的峰值可能达300℃。耐高温的(无机的)颜料的颜色改变非常细微且难以意识到。使用在烹调器皿的底部的或多或少较宽的区域中触发的比较系统来识别这种颜色改变；

-烹饪器皿的其中设置有变色区域的底部通常被要烹饪的食物遮盖，从而阻碍或至少限制对颜色变化的观察。

出于这些原因已经实施在使用热致变色颜料的同时旨在克服上述局限的热信号发生系统。在这些热信号发生系统中，热致变色颜料设置到覆盖特定部件的涂料中，所述特定部件设置在烹饪器皿的紧邻周边中。例如，如果烹饪器皿是平底锅，则热致变色颜料设置在把手的最靠近所述平底锅的边缘的金属件上。

然而，在设有这些热信号发生系统的烹饪器皿中，相对于发生在烹饪底部处的温度上升，在包含热致变色颜料的部件处的温度上升发生在一定的时间延迟之后。发生这种情况是因为热从距热源较近的烹饪底部传递到所考虑的部件需要时间。例如，烹饪底部可能在180℃的温度，而包含热致变色颜料的部件可能在不超过60℃的温度。因此，在60℃的温度下改变颜色的颜料将用于表示烹饪底部达到180°C的温度。

使用在低温下改变颜色的颜料的优点在于：颜色的差别非常明确，例如从绿至红。然而，这种优点部分地被这种(有机的)颜料的耐热限制所抵消，如果以超过200℃的温度进行长时间的烹饪，所述颜料有失活的倾向并且不会恢复到其初始状态。

也存在更精密的热信号发生系统，其基于使用包含在烹饪器皿底部的金属层之内的热电偶。由热电偶获取的温度最终由电池供电的电子装置读取和表示，所述电子装置大体上设置在烹饪器皿的把手的端部区段处。

基于热电偶的热信号发生系统具有如下至少两个主要局限：

-其需要对烹饪器皿的底部进行复杂的径向钻削操作以便在其中设置热电偶。

-由于其先天性质和由于电池的存在，用于读取和表示温度的电子装置不耐水和洗碗机的温度，并且在任何情况下都不耐高温(即使是偶然地暴露于高温，如在炉灶面上经常发生的那样)。

而且，基于热电偶的热信号发生系统是昂贵且不实用的，因为需要所述系统是可拆卸的。

最后，存在基于形状记忆合金(SMA)的用于烹饪器皿的热信号发生系统。这些热信号发生系统(例如在KR 2013-0068095 A中描述的热信号发生系统)使用由形状记忆合金制成的致动器，所述形状记忆合金随着温度上升而变形，然后在环境温度状况下恢复到其自身的初始状况。

在KR 2013-0068095 A的具体案例中，致动器由形状记忆合金制成的片材形成，并且设置在平底锅的把手的一部分中。较远处变热的所述片材变形并驱动带刻度的帽，所述帽移动而作为温度指示元件起作用。尽管所述片材由形状记忆合金制成，但其不能在环境温度状况下精确地立即返回到其自身的初始形状。此外，在使用平底锅之后可能需要对带刻度的帽的位置进行手动调零。

在文献GB 2 429 285 A中描述了另一种应用在根据权利要求1前序部分的用于烹饪食品的器皿上的热信号发生系统。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种用于烹饪食物的器皿的热信号发生装置，所述热信号发生装置能够以极其简单、成本有益且特别实用的方式解决现有技术的上述缺陷。

具体地，本发明的目的是提供一种用于烹饪食物的器皿的热信号发生装置，所述热信号发生装置比根据现有技术的装置在热学上更稳定且更可靠。

本发明的另一个目的是提供一种用于烹饪食物的器皿的热信号发生装置，所述热信号发生装置能根据烹饪器皿的用途来校准热流。

通过提供如权利要求1中所述的用于烹饪食物的器皿和相应的热信号发生装置来实现根据本发明的这些目的和其他目的。

各从属权利要求突显本发明的其他特征，从属权利要求是本公开的组成部分。

附图说明

根据本发明的用于烹饪食物的器皿的热信号发生装置的特征和优点将从下面参考所附示意图的描述变得更清晰，所述描述仅出于解释性的非限制性的目的而提供，图中：

图1示出用于烹饪食物的器皿的俯视图，该器皿设有根据本发明的热信号发生装置的第一实施例；

图2是图1中所示的烹饪器皿的一部分的放大剖视图；

图3是根据本发明的热信号发生装置的示意图，其以第一非操作构造示出；

图4是根据本发明的热信号发生装置的示意图，其以第二操作构造示出；

图5是用于烹饪食物的器皿的侧视图，其设有根据本发明的热信号发生装置的第二实施例；以及

图6是图5中所示的热信号发生装置的剖视图。

具体实施方式

参考附图，示出根据本发明的用于烹饪食物的器皿和相应的热信号发生装置。用于烹饪食物的器皿作为整体以附图标记10标示，并仅出于解释性的目的以平底锅的形式示出。

烹饪器皿10包括金属主体12，所述金属主体又包括底壁14和至少一个侧壁16，所述侧壁从所述底壁14延伸。在图中示出的实施例中，烹饪器皿10是设有大体上圆形的底壁14的普通的平底锅。所述平底锅包括仅一个侧壁16，侧壁16从底壁14延伸，并且更具体地，从底壁14的圆形的边缘延伸。在任何情况下，烹饪器皿10可以也设有多个侧壁16，例如烹饪器皿10可以具有四边形形状的底壁14。与烹饪器皿10的形状无关，侧壁16以普通的且本质上已知的方式从底壁14延伸，以便限定烹饪器皿10的内室18，食物置于所述内室中以便烹饪。

烹饪器皿10还包括至少一个把手20，其优选由非金属材料制成。把手20经由金属紧固元件22被约束到金属主体12的一部分，该部分一般由侧壁16构成。把手20又可以通过已知的系统(例如螺钉24)被约束到金属紧固元件22。

至少一个热信号发生装置28施加到把手20的部分26上，部分26位于具有导热性能的相应部件处，例如金属紧固元件22或金属耐火包箍34处(下面更详细地示出)。热信号发生装置28设有至少一个指示元件30和至少一个由形状记忆合金(SMA)制成的相应的致动元件32。指示元件30操作性地连接到其相应的致动元件32并且预设为用于突显通过致动元件32的机械运动来达到烹饪器皿10的预定热状态，所述致动元件的机械运动在烹饪器皿达到这种预定热状态时触发。

致动元件32由设置成与具有导热性能的部件22或34间接接触的形状记忆螺旋弹簧构成。形状记忆螺旋弹簧32预设为用于从热信号发生装置28的第一非操作构造(图3)切换到热信号发生装置28的第二操作构造(图4)，在第一非操作构造中该形状记忆螺旋弹簧32不起作用，在所述第二操作构造中，该形状记忆螺旋弹簧32在达到具体设想和实施的预定温度值时伸展。预定温度值通过形状记忆螺旋弹簧32的基部来评估，所述基部设置成通过用于调制和/或热增强的热基底36来与把手20的具有导热性能的部件22或34接触，如下面更好地描述的那样。

在图1至图4中示出的实施例中，当达到预定温度值时形状记忆螺旋弹簧32伸展，从而抬升指示元件30，所述指示元件将从在金属防火包箍34上形成的孔中移出，所述金属防火包箍围绕把手20的施加有热信号发生装置28的部分26布置。形状记忆螺旋弹簧32以使其当达到预定温度值时伸展的方式制造，在烹饪器皿10中，所述预定温度值在烹饪温度的范围内。在本发明的一个优选实施例中，预定温度值设置为大约80℃，假设该预定温度值对应于在使用烹饪器皿10时底壁14的大约180℃的温度。

为了也使得由烹饪器皿10所达到的热状态在色彩上明显，指示元件30优选由筒形的盖(capsule)组成，所述盖由金属或技术聚合物制成，并且在其外部侧表面上着色有预定颜色，优选红色。为了使得由烹饪器皿10所达到的热状态在色彩上明显，实施起来更简单且更成本有益的另一个解决方案可以是：使用预定颜色(优选从红色和黑色中选取的颜色)来仅对筒形的盖的上表面着色，以便突显指示元件30的存在和促进观察到其之后的起作用的阶梯构型。

可选地，在筒形的盖30的外部侧表面上可以设置O形环，所述O形环具有预定颜色，优选红色。作为进一步的备选方案，金属防火包箍34和筒形的盖30的外部上表面二者可以都着色有相同的颜色(例如黑色)。在这种情况下，在筒形的盖30由于温度影响而抬升时，突显其相应的外部侧表面。

有利地，在致动元件32与具有导热性能的部件(在图1至图4中示出的实施例中该部件由金属紧固元件22构成)之间置入有用于调制和/或热增强的金属基底36。这种用于调制和/或热增强的金属基底36因此与烹饪器皿10的热的金属紧固元件22直接接触，以便允许热传导到致动元件32。如果致动元件32由形状记忆螺旋弹簧形成，则用于调制和/或热增强的金属基底36可以不但设有置入在致动元件32与金属紧固元件22之间的盘36A，还设有中央引导销36B，中央引导销36B插入形状记忆螺旋弹簧32的匝中。以这种方式，形状像蘑菇的、用于调制和/或热增强的金属基底36可以通过盘36A和中央引导销36B二者与形状记忆螺旋弹簧32接触来传递热。

为了能够在热学上比较具有不同的几何(因此，也是热学上的)构型的用于烹饪的器皿10，可行的是：根据用于制造用于调制和/或热增强的金属基底36的金属的导热性以及其相应的厚度来校准热流。类似地，可行的是：根据用于烹饪的器皿10的不同用途类型(例如用于电源或用于燃气源)来校准热流。

为了从相应的第二操作构造开始返回到第一非操作构造(即，当烹饪器皿10已经冷却下来时)，热信号发生装置28设有复位弹簧(“偏置弹簧”)38。复位弹簧38置入在指示元件30与烹饪器皿10的固定部分(例如在图1至图4中所示的实施例中，把手20的金属防火包箍34)之间。复位弹簧38预设为通过允许指示元件30快速返回到其自身的座部中而同时使致动元件32返回其初始形状(图3)，使其准备好重新使用。应当将形状记忆致动元件32校准为使得相应的指示元件30在安全的热状况(对于金属而言定义为55℃的温度值内)下能够回归其初始位置。

图1至图4示出热信号发生装置28的一个优选实施例，所述热信号发生装置在金属防火包箍34处嵌入在把手中，并且与其相应的金属紧固元件22热接触。可选地，如图5和图6中示出的那样，热信号发生装置28也可以制造为相对于把手20独立的部件。

在该可选实施例中，热信号发生装置28包括壳体40，所述壳体容纳所述热信号发生装置的相应功能元件(指示元件30、致动元件32、复位弹簧38、以及用于调制和/或热增强的金属基底36)。壳体40能以固定的或可拆卸的方式施加到金属防火包箍34的上背部(图5和图6)，并且在这种情况下，所述壳体作为具有导热性能的部件来操作。如果壳体40要以可拆卸的方式施加到金属防火包箍34的上背部，则所述壳体应设有磁体紧固器件。

因此，已经阐述了根据本发明的用于烹饪食物的器皿的热信号发生装置实现了之前强调的目的，并且特别是提供如下优点：

-由形状记忆合金制成的致动元件引起的指示元件的运动提供了重复性、可靠性和稳定性；

-不存在可变的部件(例如热致变色颜料)或脆弱的电子电路；

-读取重点是物理类型的(指示元件的抬升)，而不是色彩类型的；

-热信号发生装置包括简单的部件(两个小的弹簧、由金属或技术聚合物制成的一个小帽、一个蘑菇形的金属部件，以及可能存在的一个壳体)，并且所述热信号发生装置的尺寸减小，使得能够降低成本；

-尽管热信号发生装置简单，但其使用先进和复杂的冶金技术(编程-变形金属)，此外有校准热流的可能性；

-能够针对烹饪器皿、其功能和其加热源来选择形状记忆弹簧。例如，电磁平底锅的快速加热使得在底部和周边之间的温差增加，由此所述平底锅可以配备有在较低的温度下触发的形状记忆弹簧。

并且，相对于已知的基于SMA部件的热信号发生系统(例如文献KR 2013-0068095A中所描述的信号发生系统)，存在显著的区别和创新元素，在此总结如下：

-文献KR 2013-0068095 A中所描述的系统使用片材而不是弹簧，后者以在热学上更稳定和可靠的方式设置在接合元件的外部而不是固定的内部元件的外部；

-文献KR 2013-0068095 A中所描述的系统未使用复位弹簧以便复原致动元件的初始形状，在形状记忆材料中不提供这种功能，除非手动地或自动地施加作用；

-没有提供如下可能性：插入用于调整温度的元件以便校准热流。

由此，根据本发明所构想的用于烹饪食物的器皿的热信号发生装置在任何情况下都容易进行多种修改和变型，所有这些修改和变型都落入到一个同样的发明构思之内；同样，所有的细节都可以由技术上等效的元素代替。在实际应用中，所使用的材料以及形状和尺寸都可以任意地取决于技术要求。

因此，本发明的保护范围是所附权利要求书中提出的保护范围。

Claims (15)

1.用于烹饪食物的烹饪器皿(10)，包括：

-金属主体(12)，其又包括底壁(14)和至少一个侧壁(16)，其中，所述侧壁(16)从所述底壁(14)延伸以形成烹饪器皿(10)的内室(18)，食物被置入所述内室中以便烹饪；

-至少一个把手(20)，其通过金属紧固元件(22)约束到金属主体(12)的一部分；

-至少一个信号发生装置(28)，其施加到把手(20)的一部分(26)，该部分设置在相应的具有导热性能的部件(22；34)处，所述热信号发生装置(28)设有至少一个指示元件(30)和至少一个由形状记忆合金制成的相应的致动元件(32)；以及

-用于调制和/或热增强的金属基底(36)，其置入在所述致动元件(32)与所述具有导热性能的部件(22；34)之间，

其中，指示元件(30)操作性地连接到相应的致动元件(32)并且配置为用于通过致动元件(32)的机械运动来突显烹饪器皿(10)已经达到预定热状态，所述致动元件的机械运动在达到所述预定热状态时触发，所述烹饪器皿(10)的特征在于，致动元件(32)由与所述具有导热性能的部件(22；34)间接接触的形状记忆螺旋弹簧构成，所述形状记忆螺旋弹簧(32)配置为用于从热信号发生装置(28)的第一非操作构造切换到热信号发生装置(28)的第二操作构造，在所述第一非操作构造中所述形状记忆螺旋弹簧(32)不起作用，在所述第二操作构造中，所述形状记忆螺旋弹簧(32)在达到预定温度值时伸展；并且特征在于，所述用于调制和/或热增强的金属基底(36)布置成与所述具有导热性能的部件(22；34)直接接触，以将热传递到所述形状记忆螺旋弹簧(32)。

2.根据权利要求1所述的烹饪器皿(10)，其特征在于，热信号发生装置(28)设有复位弹簧(38)，所述复位弹簧置入在指示元件(30)与烹饪器皿(10)的固定部分之间，所述复位弹簧(38)配置为用于使形状记忆螺旋弹簧(32)迅速地恢复到其初始形状。

3.根据权利要求1或2所述的烹饪器皿(10)，其特征在于，用于调制和/或热增强的金属基底(36)设有盘(36A)和中央引导销(36B)，所述盘(36A)置入在所述形状记忆螺旋弹簧(32)与所述具有导热性能的部件(22；34)之间，所述中央引导销(36B)配合到所述形状记忆螺旋弹簧(32)的匝圈中，从而所述用于调制和/或热增强的金属基底(36)具有蘑菇形状并能够通过盘(36A)和中央引导销(36B)二者与形状记忆螺旋弹簧(32)接触来传递热。

4.根据前述权利要求1至3中任一项所述的烹饪器皿(10)，其特征在于，形状记忆螺旋弹簧(32)制造成在达到预定温度值时伸展，在烹饪器皿(10)中，所述预定温度值对应于烹饪温度范围。

5.根据权利要求4所述的烹饪器皿(10)，其特征在于，所述预定温度值设置为约80℃，所述预定温度值对应于在使用烹饪器皿(10)时底壁(14)的约180℃的温度。

6.根据前述权利要求1至5中任一项所述的烹饪器皿(10)，其特征在于，形状记忆螺旋弹簧(32)校准为使得在安全的热状况下能使得相应的指示元件(30)恢复到其初始位置，对于金属而言所述安全的热状况定义为55℃的温度值。

7.根据前述权利要求1至6中任一项所述的烹饪器皿(10)，其特征在于，所述具有导热性能的部件(22；34)由金属紧固元件(22)构成。

8.根据权利要求7所述的烹饪器皿(10)，其特征在于，指示元件(30)由筒形的盖构成，所述盖由金属或技术聚合物制成，并且配置为用于从在金属防火包箍(34)上形成的孔中升起，所述金属防火包箍围绕把手(20)的施加有热信号发生装置(28)的所述部分(26)布置。

9.根据权利要求8所述的烹饪器皿(10)，其特征在于，筒形的盖(30)设有具有预定颜色、优选红色的外部侧表面。

10.根据权利要求8所述的烹饪器皿(10)，其特征在于，筒形的盖(30)设有具有预定颜色、优选从红色或黑色中选取的颜色的上表面。

11.根据权利要求8所述的烹饪器皿(10)，其特征在于，筒形的盖(30)设有其上布置有O形环的外部侧表面，所述O形环具有预定颜色、优选红色。

12.根据权利要求8所述的烹饪器皿(10)，其特征在于，金属防火包箍(34)和筒形的盖(30)的外部上表面二者颜色相同，从而当筒形的盖(30)在温度的影响下升起时，相应的外部侧表面显眼。

13.根据权利要求1至6中任一项所述的烹饪器皿(10)，其特征在于，热信号发生装置(28)制造为相对于把手(20)独立的部件，并且包括壳体(40)，所述壳体容纳相应的功能元件(30；32；36；38)。

14.根据权利要求13所述的烹饪器皿(10)，其特征在于，所述壳体(40)以固定的或可拆卸的方式施加到金属防火包箍(34)的上背部，形成所述具有导热性能的部件。

15.根据权利要求14所述的烹饪器皿(10)，其特征在于，当以可拆卸的方式施加到金属防火包箍(34)的上背部时，所述壳体(40)设有磁体紧固器件。

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