CN1905826A - 双壁烹饪容器 - Google Patents

Abstract

一种双壁烹饪容器，通过将内部容器冲击或摩擦结合到外部容器上形成，其中由铝层和铜层组成的层叠件置于内部容器底部的外表面和外部容器底部的内表面之间。铝层被设置成包围最上面的铝层的铜层。最上面的铝层为上部铝层，比下部铝层薄且直径稍小于铜层和铝层的直径。合适的铝层直径与焊接和结合操作顺序使所有铝层共同挤压至由内部容器和外部容器壁之间的间隙形成的一部分相邻侧壁中。侧壁和容器底部的铝的共同挤压层改善了烹饪过程中从外部容器到内部容器的热传递，当用于给食物保温的双壁容器被使用时不会显著地减小其绝缘性能。

Description

双壁烹饪容器

技术领域

本发明涉及一种改进的烹饪容器，特别是一种双壁烹饪容器。

背景技术

双壁烹饪容器具有一个实心的底面和被其间的空隙隔开的一对同心同轴的侧壁。双壁结构提供了绝热层以便使食物在烹饪后保温并使得同一个炊具可被用作餐桌上的盛器。

“无水炊具(waterless cookware)”在该领域中同样为人所知，它是一种具有一个自密封的盖的烹饪容器，以便利用外加的水和食物自身所含的水所产生的蒸汽来使烹饪食物的用水最少，而不是让这些蒸汽通过容器边缘和盖子之间的空隙散失。“无水炊具”的一个极端的例子是高压锅，其中带压烹饪容器具有一个相匹配的盖子，盖子锁定以紧固边缘和盖子之间的垫圈。盖子必须具有一个安全阀以免内部的压力导致容器的猛烈爆炸。“无水炊具”另一个形式包括从容器周边向外延伸的锅边缘或容器边缘以提供一个稍呈凹面的区域，在稍呈凹面的区域蒸汽能够在延伸的边缘和相配的盖子之间凝结，从而形成一个“水”封来代替高压锅上的橡胶垫圈。盖子的质量起到“放气阀”的作用，防止容纳食物的封闭空间中的压力过大。两种形式的“无水炊具”都很流行，因为它们提供了一种比微波炉方式更好地保留维生素、营养元素和自然风味的方法，并给烹饪的食物带来更合意和一致的纹理。

然而，双壁炊具还是具有一些缺陷。所包含的壁必须在产品的整个期望的使用寿命内是水密封的，因为在使用和清洗过程中进入或渗入的任何水都会在烹饪过程中转化为蒸汽而带来危害。因此，这种炊具制造困难并且成本高昂。

与单壁蒸煮器相比双壁蒸煮器还在性能上有不利之处，因为容器底部附近的外表面因与容器的其余部分绝热而在烹饪过程中很容易过热。这迅速地导致了在极端条件下的退色和扭曲，使得炊具对于在餐桌上使用或者在厨房中陈列样子不好看。

因此，需要一种改进的双壁蒸煮器及其制造方法，其能够克服前面提到的缺陷，尤其是使得该容器适于使用“无水炊具”。

所以，本发明的第一个目的是为双壁炊具提供一种改进的结构。

另一个目的是提供一种制造这种改进结构的可靠并且经济合算的方法，这形成内部壁和外部壁交接的边缘处的一个完整而可靠的密封。

本发明的另一个目的是使可靠密封的边缘被合适地成形以便容器能够与合适的匹配盖子一起充当无水炊具。

发明内容

本发明的第一个目的是通过以这样一种方式来构造双壁炊具来实现的，即在锅的两个相邻的底部的下部填充导热材料。

本发明的另一个目的是通过在锅的形成过程中在壁的下部填充铝以及连接导热的底部来实现的，所述导热的底部配置成在用作烹饪或食物接触表面的内侧底面上形成均匀的温度状态。

实现用于无水炊具的合适的边缘这一目的是将形成双壁的内部容器和外部容器的底部在其被摩擦结合在一起之前对准并焊接在一起。这导致对预先形成的内部边缘和外部边缘部分的精确对准，这些边缘可以被一致地焊接在一起以形成在内外壁之间的水密封。

从下列对结合所附附图的实施例的描述，本发明上述的以及其他的目的、效果、特征和优点将更加明晰。

附图说明

图1A是双壁烹饪容器的第一实施例的截面正视图。图1B是图1A中一部分的放大图。

图2是容器底部的截面正视图，表示了内锅和外锅以及在摩擦结合之前的用于形成导热底部的材料。图2B图示了摩擦结合后的同一区域。

图3A-3G通过顺序排列的截面正视图图示了构成图1中双壁烹饪容器的步骤。

图4是进一步图示对应于图3F通过焊接来进行密封内外壁边缘部分的步骤的优选方法的平面图。

具体实施方式

根据本发明，图1图示了导热材料被置入在内锅135和外锅125之间，导热材料包围容器100的底部200。然而，通过根据本发明的指导来制造容器100，导热材料向上延伸以填充空腔105的下部，该空腔将内锅202直立壁130的外表面130a与外锅201直立壁120的内表面120b分开。如图1B中的放大图所示，在这个优选实施例中的导热材料包括至少三层材料。第一层150与内锅的外表面135a接触并具有与中间层或第二层150接触的相对的侧。中间层150的另一侧与第三层160的第一表面接触，而层160的另一表面与外锅的内表面125b接触。如同将会参照图2作进一步说明的那样，中间层一般不向上延伸进入空腔105，这样层105和106在它们所部分填充的空腔105的范围内连接，终止于边界210并具有它们的共同界面206。层150和160最好是铝或其合适的合金，并包围一个包括铜或其合适合金的中间层150。比周围的铝层更为导热的中间铜层侧向传导来自于层160的热量，以使通过内锅202内底面135b的用于烹饪食物的温度是均匀的，因此提供了用于从外锅底表面125a加热容器100的加热方法以及燃烧器或火焰配置的范围。

回过头来参照图1A，烹饪容器具有一个形成在外侧的上壁120的边103的终止端的上边缘102且具有内侧的上壁130的边104。边104和103最好在制造过程中被焊接在一起以防止水渗入或进入空腔105。来自于烹饪的热量会迅速将落入空腔105中的少量水气化，这将因从中迅速逸出而给容器100带来危险和损害。此外，边104在终止于与内壁130上端的接触点之前以基本上水平的方向朝外延伸(flair)，由此形成用于容纳盖110的可密封面。盖110具有终止于其周边的穹顶状中央区域112及与边缘104的形状相符的边115。边缘104中一个稍稍朝上的凹面被提供用来在其中收集凝结的水汽，由此提供了边缘102和盖110间的密封液以形成所谓的“无水”烹饪容器。盖110被图示包括一个可选的把手或手柄166以便于放置和从容器100移开。要注意的是，边缘部分104向外延伸的构形还大致限定了空腔105的宽度，因为壁部分103在基本上竖直的方向延伸与边缘104相交于边102。双壁烹饪容器100还最好包括布置在外侧表面的一个或多个把手(未示出)以便在烹饪或使用时握持。

使内部容器和外部容器摩擦结合的方法和结果通过图2A和2B的示意性放大图说明，图2A和2B相当于图1中的区域B。首先，将铝板160置于外部容器125的底面125b上。将薄板或板形式的铜层140置于铝板160的上面。然后，将第二铝板150置于铜板140的上面。最后，将容器201底部的外表面135b置于铝板150的上面。因为铜板140具有许多被图示为许多间隙145的穿孔或孔以增强与周围的铝板150和160的连接。

如将根据图3进一步描述的那样，一旦冲击或摩擦结合图2A中组件，因为铝板160的上表面在界面205处已经与铝板150的底面结合或焊接，由铜板140中的穿孔所引起的间隙145被填充。上部铝板50和下部铝板160都通过摩擦结合工艺分别与周围的不锈钢层125b和135b实质上焊接或熔合在一起。铝板150和160都因为由冲击结合所引起的侧向流动而减小了厚度，上部铝板150的厚度比下部铝板160减小得多。

所包含的由两个单壁容器构成双壁容器的优选流程表示在图3A到3G中。图3A和3B仅仅图示了内部容器201和外部容器202，它们是通过一个拉延工序由不锈钢最初成形的，在形成在各容器的开口端附近的上部中该工序形成最初的边缘104和103。

在图3C中，通过电极301(布置在容器201内侧)和与下部铝层150的底部接触的电极302，使层组与容器201的中心对准，将前述的下部铝板或层150、铜层140和上部铝层160的组件点焊。优选地，各铝板和铜板是基本上圆形的，与容器201和202底部的形状相对应，然而在这个优选实施例中的上部铝板150除了厚度大约为铝板160的一半外，由于其在如图3E所示的冲击结合工艺中强烈的流动倾向，它还具有具有较小的直径。

然而，在如图3D所示的内部容器和外部容器的冲击结合以插入铝铜层之前，内部容器201和外部容器202最好仔细地同轴对准，使得外部容器202的最初边缘103与内部容器201的最初边缘104相接触。然后该组件通过显示的内部电极301′和外部电极302′，在容器201和202底部的中心处通过点焊固定起来。这样，内部容器201和外部容器202在它们各自的底部135和125中心连接到铝层或板160、铜薄板140和铝板150上。

在图3E描绘的步骤中，在将组件300e第一次预热到大约500℃后使内锅和外锅彼此被冲击或摩擦结合，此后一个驱动块(drivenmass)使与内部底面135b接触的成形心轴向下朝着容器组件300E底面125a下的支架加速。因为铝层在组件的材料中具有最低的熔点并且已经被预热到其熔点的80％，由突然的冲击所产生的摩擦和热量使插入的铝层相互的流动和熔合，并使没有预先焊接在一起的容器的剩余的接触层在其间形成强键(strong bonds)。

应当注意的是，在图3中因为上部铝层150的直径比铜层140和底部铝层105的直径都要小，由摩擦或冲击结合工艺所施加的力导致层150上成比例的较高的压应力，因而使它侧向和向上地挤压到空腔105中。因为通常围绕并包埋铜层140的下部铝层160也流入空腔105，其流动与被挤压的铝层150终止于基本同一高度，大约在图1B中标记为210的气-金属界面。不希望受到理论上的限制，人们相信层150的最初流动最终使所有层中应力均衡，引起它们一起流入空腔105。同样不希望受到理论上的限制，人们还相信层150最初较大的挤压可用于另一目的，即促进层160在界面125b处与不锈钢底部125的最初熔化结合，进一步以均匀和可重复的方式使熔化结合和其他层的流动稳定。因为熔化或摩擦结合发生在几分之一秒内，本发明实际的方式和操作是不固定的因此也是不容易预测的。

在根据图3E所描述的冲击结合以后，锅的边缘在图3F和图4所描述的步骤中成形。在由两步程序的第一步中，刚才被对准且接触的内壁104和外壁103的最初边缘通过电极装置和图4中进一步详细描述的工艺焊接在一起。逆向旋转的电极410和420基本上与在图3A和3B中所示的在内部容器210和外部容器202的拉制过程中形成的最初边缘表面的外形一致。这样，绕其各自心轴411和423转动的形状互补的电极410和420夹持住配套的边缘部分，引起结合的组件(其将形成图3G中所示的双壁容器100)绕其中心轴431旋转，从而将边缘的整个圆周暴露给焊接电极410和420。因此，形成图1中的表面103和104的接触壁边的整个圆周被焊接在一起。这样焊接工序将空腔105密封。在图3F所示的第二步中，容器10的最终边缘形状通过一个圆形修整工具310形成，该圆形修整工具围绕容器202的外壁120的上端，通过焊缝修整出环面以形成图1所示的顶部边102。到此，完成的双壁容器100如图3G所示。

应当理解的是，铝层160和150是可选的多层薄铝片的层叠件，其外层被选择以使它们能够连接到不锈钢、铜、在铜片中的间隙间相遇的相邻的铝层或用来形成内部容器和外部容器的替代材料或代替铜片的传热层上。在一个优选实施例中，下部铝片160由三个铝层构成，其中铝合金3003被数层铝合金1050包围以形成6mm的总厚度。该层叠件中的外部铝层的厚度最好为约0.2mm到0.3mm。上部铝层150是类似的三层结构-铝合金3003被数片铝合金1050包围，然而最初厚度最好小于或大约为3.5mm。因为3003铝合金比包围的1050铝合金要硬，所以这种构造是优选的。然而，应当理解的是其他的金属可以替代1003铝层的内层。在冲击结合前，铜层的厚度最好为大约0.6mm。铜层上的孔或间隙的直径最好约为2mm到10mm并覆盖小于大约铜片面积的30％。冲击结合之后，上部铝层150的厚度从最初的大约3.5mm减少到大约1.5mm。下部铝层或板160经受了更为有限的厚度减少，从最初的6mm到大约3mm。铜层仅仅轻微变形，从大约0.6mm到0.5mm。周围的内部容器和外部容器壁如果由不锈钢制造，不会在冲击结合时承受显著的厚度变化，而保持其大约0.5mm的最初厚度。尽管铜层优选地具有与内部容器和外部容器的底部类似的大小，其同样可以延伸入它们之间的空腔105，因为它可以一开始被制成碗状以与预期的空腔形状相符或被制成比周围的铝层明显要薄，当图3D中内部容器和外部容器被套在一起时容易地从板变形为碗状。

应当理解的是，外容器的外表面可在不锈钢外具有包覆层或装饰层，例如在熔化或冲击结合过程中对应于填充有铝层的空腔部分一层或更多层外面的铜包覆层选择性地部分向上延伸。这样的对比外层还起到提醒消费者锅底部的特殊热性能的非装饰功能的作用，这一点与现有技术中的双壁烹饪容器不同。

虽然本发明已经结合一个优选实施例进行了说明，但本发明的范围不是要被限制在前面所述的具体形式中，恰恰相反，而是要覆盖如所附的权利要求所限定的本发明的精神和范围内的替代方案、改进以及等同物。

Claims (21)

1.一种双壁烹饪容器，该容器包括：

内部容器，它具有被竖直壁包围的底部，竖直壁终止于内部边缘以形成用于容纳液体的内表面，

外部容器，它具有被竖直壁包围的底部，竖直壁终止于外部边缘以形成能够容纳液体并包围内部容器的内表面，

其中内部容器嵌套在外部容器内，以使内部边缘和外部边缘相互同心地对准，在外部容器的内表面和内部容器的外表面之间形成空腔，

导热材料插入在外部容器的内表面和内部容器的外表面之间，所述材料将内部容器和外部容器结合在一起并且在内部容器和外部容器的底部上延伸并向上部分地填充与所述内部容器和外部容器中每一个的底部相邻的空腔的一部分。

2.如权利要求1所述的双壁烹饪容器，其中内部边缘和外部边缘相互接触并焊接在一起以形成基本上密封的空腔。

3.如权利要求1所述的双壁烹饪容器，其中内部容器的边缘在基本垂直的方向朝外延伸并包括凹面朝上的部分以容纳烹饪容器盖的配合边。

4.如权利要求3所述的双壁烹饪容器，进一步包括与边缘的凹面朝上的部分相配合的盖以形成无水烹饪容器。

5.如权利要求1所述的双壁烹饪容器，其中导热材料包括一层或多层铝或其合金。

6.如权利要求5所述的双壁烹饪容器，其中导热材料包括插入在两层或更多层铝之间的铜片。

7.如权利要求1所述的双壁烹饪容器，其中铜片是穿孔的而铝层延伸穿过所述穿孔以包封铜片。

8.如权利要求5所述的双壁烹饪容器，其中铝层组合的厚度至少约为3mm。

9.如权利要求1所述的双壁烹饪容器，其中导热材料包括被两个层叠铝片夹持的铜片，各层叠铝片包括：

硬的铝合金内层，

包围所述硬的铝内层的两个较软的铝层或其合金层。

10.如权利要求1所述的双壁烹饪容器，其中内部容器用不锈钢制造。

11.如权利要求1所述的双壁烹饪容器，其中外部容器用不锈钢制造。

12.一种形成双壁烹饪容器的方法，该方法包括：

提供预成形的内部本体和预成形的外部本体，各本体具有基本上圆形的底面并被终止于边缘部分的向上延伸的壁包围，

提供一个层叠组件，层叠组件包括：

下部铝板，它与预成形的内部本体的底部具有基本上相同的横向尺寸；

上部铝板，其直径比下部铝板小；

一层铜片，它布置在上部铝板和下部铝板之间，所述铝板与所述铜片的重心同心对准，

将内部本体冲击结合到外部本体上以使铝层的至少一部分被挤压到形成在内部本体和外部本体之间的竖直延伸的空腔中。

13.如权利要求12所述的形成双壁烹饪容器的方法，该方法进一步包括在所述的将同心对准的层叠组件在所述本体的中心处冲击结合并焊接到所述本体上的步骤之前，将层叠组件与内部本体和外部本体中的至少一个的轴线同心对准的步骤。

14.如权利要求13所述的形成双壁烹饪容器的方法，其中同心对准的层叠组件在所述的冲击结合步骤之前焊接到内部本体和外部本体的中心。

15.如权利要求12所述的形成双壁烹饪容器的方法，该方法进一步包括在所述的冲击结合步骤之前，将焊接后的本体和层叠组件与另一个本体的轴线同心对准以便使内部本体嵌套到外部本体中而层叠组件被置于两者之间，以及将层叠组件焊接到内部本体和外部本体上的步骤。

16.如权利要求11所述的形成双壁烹饪容器的方法，其中与外部本体的内表面接触的铝板的厚度比与内部本体的外表面接触的铝板大。

17.如权利要求11所述的形成双壁烹饪容器的方法，其中下部铝板的厚度大于约3mm而上部铝板的厚度小于约4mm。

18.如权利要求11所述的形成双壁烹饪容器的方法，其中铜片具有许多穿孔。

19.如权利要求11所述的形成双壁烹饪容器的方法，其中上部铝板和下部铝板中的至少一个是由两个或更多个不同的层组成的多层的层叠件，至少一个层包括铝或其合金。

20.如权利要求11所述的形成双壁烹饪容器的方法，该方法进一步包括将内部本体的边缘部分焊接到外部本体的边缘部分的步骤。

21.如权利要求19所述的形成双壁烹饪容器的方法，进一步包括修整焊接后的上部边缘和下部边缘的环形部分，以形成密封内部本体和外部本体之间的空腔的双壁容器的上边缘。

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