CN204797548U - 用于通过外部热源加热其内容物的器具 - Google Patents

Abstract

一种用于通过外部热源(8)加热其内容物的器具(1)，包括：非水平的侧壁(2)；和热传递结构(6)，被附接至所述侧壁的外表面并与所述侧壁的外表面成良好的热接触，或者一体地形成于所述侧壁的外表面上。

Description

用于通过外部热源加热其内容物的器具

技术领域

本实用新型涉及用于通过外部热源加热其内容物的器具(vessel)，例如煮锅，具体地，涉及器具，例如在燃气炉上的器具，被设计为改善向该器具的热传递。

背景技术

如在全世界的厨房中使用的煮锅通常是简单的器具，其设计许多年都没有太大改变。通常它们将具有水平基底和从该基底向上延伸的典型为圆形的侧壁，以包含一容积，在该容积内液体和食物可被加热。然而，申请人已经认识到，特别是在燃气炉上使用时，这样的锅使大量来自热源的热能耗散到周围的大气中，而不是被锅捕获以加热其内容物。如将理解的，这导致对锅的内容物的加热远达不到高效，从而浪费时间和能源。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供改善的加热器具。

本实用新型提供一种用于通过外部热源加热其内容物的器具，包括：非水平的侧壁；和热传递结构，被附接至所述侧壁的外表面并与所述侧壁的外表面成良好的热接触，或者一体地形成于所述侧壁的外表面上。

因此，应当理解，本实用新型提供与器具的侧壁成良好热接触的热传递结构，使得在该器具的侧部向上行进的加热空气和/或任何火焰可被热传递结构捕获并且热量被传导到器具的壁中，并因此被用于加热器具中的内容物。这与已知的煮锅形成截然不同，在已知的煮锅中，来自向上经过锅的侧部的燃气火焰和加热空气的大部分热量被损失。增加的热能可用于加热器具的内容物，从而大大增加加热过程的效率，即对器具的内容物的加热更快并且使用更少的燃料。在某些实施例中，这样的设计已经被申请人发现以增加效率，以此从燃气火焰可得到的能量的30％至80％被传递到器具中，其中在燃气火焰最大时获得最大益处，因为这导致更多的火焰和加热空气沿器具的侧壁向上行进。

本实用新型的器具尤其适于放置在燃气炉上，因为在使用期间所产生的向上经过器具的侧壁的火焰和加热空气，来自所产生的火焰和加热空气的热量通过本实用新型的实施例被更有效地捕获。然而，根据本实用新型的器具不一定只在燃气炉上使用，其可被用于若干不同的热源，例如轻便电炉(hotplate)、感应加热器、电环(electricring)或卤素炉盘(halogenhob)，尽管与传统的锅相比效率增加较小。

该器具可包括适合于加热液体或食物内容物的任何容器，例如煮锅、煎锅、炒锅、蒸锅、压力锅、砂锅、水壶或摩卡壶。

在适于容纳并加热液体和食物的器具中，通常侧壁将连续围绕该器具，并且将从水平的基底向上延伸。侧壁可以是任何适合的形状。通常，其可包含圆柱体形状，但同样地其纵剖面可以为弓形的、锥形的、缩腰的等等。类似地，侧壁的平剖面不一定是圆形的，其可以是多面的，即横截面是多边形的或甚至是不对称的。

该器具可具有独立的水平基底，然而这不是必须的。设想的实施例中，器具的底部和侧壁之间没有明确的过渡，例如，像可在炒锅中看到的，器具可以是连续弯曲的。在这种器具中，期望的是，热传递结构被提供在侧壁的一部分上或者延伸到侧壁的一部分，侧壁的该部分在典型的燃气火焰直接作用的区域的外部。因此，在一组实施例中，热传递结构被提供在器具的侧壁的与下侧的形心间隔至少7cm，或至少10cm的部分上。

侧壁可具有相同的外轮廓和内轮廓，例如，如果其由恒定厚度的相对薄的材料制成。然而，特别是如果器具具有双壁结构，则侧壁可具有与其外轮廓不同的内轮廓。例如，器具可在外部具有平坦基底和直的侧部以提供更好的加热和稳定性，并且具有更大程度地连续弯曲的内部以便于清洁和搅拌内容物。

申请人已经发现，本实用新型为例如面条锅或咖啡壶之类的高侧部的器具提供比较浅的锅或炒锅更大的益处。因此，在一组实施例中，器具的高度比其直径大。如果器具是非圆形的，直径被认为是，当该器具被放置在其正常操作方位中时，即当在热源上使用时，该器具的垂直于该器具高度的最大尺寸。

热传递结构可包括附接到器具的侧壁并与器具的侧壁成良好的热接触的任何适合的构件或多个构件或者其它物理结构。为使热能从热传递结构到器具的侧壁的传导最大化，热传递结构可直接地和/或永久地被附接到侧壁，例如铜焊、焊接或锡焊，然而附接方法可由侧壁和热传递结构使用的材料决定。通过机械固定进行附接也被设想，虽然通常不会使得它们意在允许被用户移除该结构。

在一组实施例中，热传递结构包括附接到侧壁的多个肋或翅片。该肋或翅片可采用任何合适的形状。例如，其可包括离散的伸出部。在一组实施例中，其包括板条。例如，肋或翅片可具有矩形(具有附接到器具侧壁的短侧或长侧)、正方形、半圆形、三角形、半椭圆形、L形、T形或U形等的横截面。具有沿远离侧壁的方向逐渐变窄的肋或翅片已经被发现对于给定体积的材料提供良好的性能。翅片或肋可具有用于附接到侧壁的法兰或凸耳。

肋或翅片可水平地或对角地延伸，但优选地它们竖向地延伸。这还允许加热空气和任何火焰向上经过器具的侧部并且从而遇到大的表面面积(包括侧壁本身和肋或翅片)以使向侧壁中的热传递最大化。肋或翅片可沿侧壁向上延伸一部分，例如多于一半，但优选地，肋或翅片沿侧壁的整个长度延伸。肋或翅片可以是平行的、发散的或汇聚的。其横截面和/或形状可沿其长度增大、减小或以其它方式改变。例如，在一组实施例中，例如在远离侧壁的方向上，肋或翅片的端部(通常为肋或翅片的顶部和底部)比其中部宽，因为这已被发现更有效地捕获热量。

肋或翅片可以是连续的材料板条，例如具有如上所讨论的在端部较宽的形状，但在一组实施例中，翅片包括一个或更多个切口。切口可被定位在沿翅片的任何位置，例如和孔一样在中部或在外边缘(远离侧壁)，但在一组实施例中，翅片包括沿翅片的内边缘的一个或更多个切口，即沿翅片的附接到器具侧壁的边缘的一个或更多个切口。申请人已经认识到，特别是在翅片被附接到侧壁的一组实施例中，提供沿翅片内边缘的切口使得翅片能够获得与器具的侧壁的更准确的接触，这有助于将翅片附接到侧壁的操作，例如通过激光焊接。切口可以是任何适合的形状，但是，尤其是在切口沿着翅片内边缘的实施例中，优选地，切口沿大致垂直于器具的侧壁的方向延伸，即其水平宽度比其竖直高度更大。

翅片、肋或任何其它类型的离散热传递结构可围绕侧壁布置成不规则图案。然而，在一组实施例中，肋或翅片等间隔地围绕侧壁，即围绕侧壁的周界，但是在器具上提供把手的位置可能有不同的间距，例如更大的间距。在一组实施例中，具有至少四个，例如至少八个，例如至少十二个，例如至少二十四个肋或翅片。热传递结构可从侧壁伸出。热传递结构可伸出器具的直径的至少5％，例如器具的直径的至少10％，例如器具的直径的至少15％。这也可被绝对限定，例如热传递结构可从侧壁伸出至少1cm，例如至少2cm，例如至少3cm，这将通常沿径向方向，即垂直于侧壁进行。在翅片或肋具有沿其长度变化的宽度的情况下，这被认为是翅片或肋(沿垂直于侧壁的方向限定)的最大宽度，如一些实施例中，翅片或肋的宽度可渐缩至零。

翅片或肋可以是附接到侧壁的单独的构件或者可以被接合(例如在一端或两端或沿其长度的一部分)。在其它实施例中，多个翅片或肋(例如全部)可被一体地形成，例如通过适合的压型板。

在另一组实施例中，热传递结构被直接形成在器具的侧壁上，例如通过铸造、铣削或钻孔。这样形成的热传递结构可具有以上关于附接到壁的结构所描述的任何形状或形式。当然，一体形成和附接两者可结合使用。

器具和热传递结构通常将由具有高热传导性的材料制成，例如金属。当不是一体形成时，根据其制造的适合性，器具和热传递结构可由相同或不同的材料制成。典型的材料包括铝、铜和不锈钢。不锈钢易于焊接，从而使热传递结构能够容易地被附接到侧壁。材料可以是层压的，例如在每侧具有不锈钢的铝。这是有利的，因为铝具有高热传导性，而不锈钢是抗腐蚀的、提供良好的成品外观并且也易于清洁。材料可以是镀金属的，例如使用铜，以提供有吸引力的外观而不降低器具的机械性能和/或热性能。使用这样的材料，器具，例如锅，可使用已知技术制作。热传递结构在例如通过铜焊、焊接或锡焊被附接到侧壁之前可以被冲压、水射流切割或激光切割。

在一组实施例中，热传递结构也被提供在器具的基底。虽然申请人已经发现这没有提供像在器具的侧壁上提供的热传递结构那样大的益处，但是注意到从传统的基底向器具中的热量传递的改进。以上讨论的关于提供在侧壁上的热传递结构的所有特征可应用于器具的基底上的热传递结构。提供在器具的基底上的热传递结构可从提供在侧壁上的热传递结构分离。然而，在一组实施例中，提供在侧壁上的热传递结构延伸到器具的基底。例如，肋或翅片可从器具下面的侧壁延伸到基底上。

对于被成形的热传递结构，例如肋或翅片，或对于被成形的器具，器具的外轮廓不必匹配热传递结构的外轮廓。例如器具的侧壁可以是直的，而肋或翅片可以如上所描述的为不同的形状，或者器具的侧壁可以是弯曲的，而肋或翅片可以具有直的外边缘。

这也扩展到包括提供在器具的基底上的热传递结构的一组实施例，其中优选地，热传递结构被布置为平立于平坦表面上。例如，如果器具包括提供在基底上的肋或翅片，则其底部边缘优选为平坦的，以便它们能够稳定地立于表面或燃气炉上。此外，即使器具不包括提供在基底上的热传递结构，提供在侧壁上的热传递结构可在器具的基底的水平面下方伸出。另外，优选地，热传递结构被布置为平立于平坦表面。这使不具有平坦基底的器具能够稳定地立于平坦表面或炉上。

在热传递结构被提供基底上、从侧壁延伸和/或从侧壁伸出到基底的水平面下方的一组实施例中，器具可包括布置为平立于平坦表面的支架，例如附接到器具的热传递结构或基底。因此，即使热传递结构未布置为平立，支架也提供可以平立的基底，例如，以便使器具能够稳定地放置在炉或其它表面上。通常，支架包括连续的平坦表面，例如环，使其能够立于燃气炉的锅支撑件上。这样的支架可以是可拆装的，以便其可在需要时被安装而在使用后移除用以清洁和储存。可拆装支架可以若干方式安装到器具上，例如直接安装到器具的基底上或者安装到热传递结构本身，并且被弹性安装或夹持安装以易于附接和移除。可替代地，支架可被永久地附接到器具上。优选地，支架包括孔，以允许加热空气和任何火焰能够容易地流过支架并围绕支架流动。

附图说明

现将仅通过示例的方式，参照附图描述本实用新型的某些优选的实施例，其中：

图1示出根据本实用新型的器具的示意图；

图2示出图1所示器具的俯视图；

图3示出图1和图2所示实施例的变型的纵剖视图；

图4示出热传递结构的变型的特写；

图5示出图1和图2所示实施例的变型的纵剖视图；

图6示出图3所示实施例的变型的纵剖视图；

图7a和图7b分别示出根据本实用新型的另一器具的立体图和仰视图；

图8a和图8b分别示出根据本实用新型的又一器具的立体图和仰视图；和

图9示出根据本实用新型的器具的热传递效率的曲线图。

具体实施方式

图1和图2示出根据本实用新型的器具1，例如煮锅。器具1包括具有圆形横截面的圆柱形侧壁2，该圆柱形侧壁2从器具1的基底4垂直地伸出。器具1的主体，即侧壁2和基底4，是由传统的诸如铝或不锈钢的材料制成。包括多个翅片6的热传递结构被附接到侧壁2的外表面。翅片6由与器具1的主体相同的材料(例如铝或不锈钢)的矩形板条制成，其通过激光切割该材料的坯板被制造，并被激光焊接到侧壁2以便以良好的热接触附接它们。虽然未示出，把手可被附接到器具1，以使其可被搬运，特别是在热的时候。

操作中，例如来自燃气炉的燃气火焰8被施加于器具1的基底4以加热容纳在器具1内的例如液体或其它食物的内容物(未示出)。由于对流，被燃气火焰8加热的空气从器具1的基底4的下方经过并沿着侧壁2的外表面向上。如果燃气火焰8与器具1的基底4的尺寸相比特别大，燃气火焰8的边缘的一部分将从基底4突出并沿侧壁2向上。对于传统的锅，这样的热量大多数被损失，因为仅非常薄层的加热空气和/或燃气火焰8能够将热量传导到该器具的侧壁2中。然而，对于图1和图2所示的器具1，由于增加的表面面积和进一步穿入由侧壁2和翅片6提供的对于加热空气和/或燃气火焰8的热空气层，翅片6起到捕获这种损失的热量的作用。因为加热空气和/或燃气火焰8向上经过器具的侧壁2，所以翅片6被加热。翅片6被附接到器具1的侧壁2并与其成良好的热接触，所以该热量被传导到侧壁2中，在此起到加热器具1的内容物的作用。

图3示出贯穿器具101的纵剖面，器具101是图1和图2所示器具的变型。对于该器具101，与翅片106以良好的热接触附接到侧壁102一样，翅片106还在器具101的基底104的下方延伸，在此它们也以良好的热接触被附接。图3所示的器具101的操作也与图1和图2所示的器具一样，翅片106的与器具101的基底104附接的部分也起到增加器具101的可用于被加热的表面面积的作用，从而增加传递到器具101的内容物中的热能。环形式的支架107通过焊接被附接到翅片106的在器具101的基底104下方延伸的部分的下侧，从而使器具101能够稳定地放置在炉或平坦表面上，例如燃气炉，其中锅支撑环通常具有径向排列的叉齿(prong)。

图4示出贯穿器具201的纵剖面，器具201是图1和图2所示器具的另一变型。器具201具有弯曲的侧壁202和基底204，翅片206附接到侧壁202。翅片206在中部具有弯曲部分以匹配侧壁202的轮廓，并且部分地延伸到器具201的基底204。如图3中那样，支架207被附接到翅片206的底部部分的下侧，以使器具201能够立于炉和平坦表面上。图4所示的器具201的操作与以上已描述的相同。

图5示出器具301的一段的俯视图，示出附接到侧壁302的翅片306的可替代实施例。在该实施例中，翅片306具有锥形的远端边缘，其已被发现增加向器具301中的热传递。翅片306均借助法兰310被附接到侧壁302，例如通过焊接。

图6示出贯穿器具401的纵剖面，器具401是图3所示器具的变型。器具401是圆柱形的且具有平坦基底404，并且如图3中那样，附接到侧壁402的翅片406在器具401的基底404下方延伸。在该实施例中，翅片406被成形为具有较宽的上部和下部以及缩腰的中部。翅片406的该轮廓已被发现在将热传递到器具401中更加有效。翅片的顶角和底角是弯曲的，即钝的，以保护用户免受锋利边缘的危险。由于翅片406径向延伸，没有能够使器具401稳定地放置在燃气炉上的连续的底部。因此提供带有圆形基底407的可拆装支架412以便产生用于器具401的平坦底部。可拆装支架412是有弹性的，以使其简单地夹在翅片406上和从翅片406上取下。

图7a和图7b分别示出根据本实用新型的另一器具501连同用于在组装期间将器具501的部件保持就位的两个环形夹具514和一个星形夹具516的立体图和仰视图。类似于前面的图中所示的一些器具，器具501是圆柱形的，具有直的侧壁502和平坦基底504。如图3和图6中那样，翅片506在器具501的基底504下方延伸。另外如图6中那样，翅片506被成形为具有较宽的上部和下部以及缩腰的中部。然而，在该实施例中，翅片506包括沿垂直于侧壁502的方向延伸的切口518。这些有助于将翅片506激光焊接到器具501的侧壁502和基底504。该实施例中示出的另一特征是提供环形支架507，该环形支架507被焊接到翅片506的底部以提供连续的平坦表面，从而允许器具501被稳定地放置在燃气炉上。支架507包括多个孔520，该多个孔520允许燃气火焰、夹带的冷空气和/或加热空气通过支架507。

图7a和图7b还示出两个环形夹具514和一个星形夹具516，其均包括对应于翅片506的多个狭槽522。在焊接期间，环形夹具514和星形夹具516将翅片506保持就位，并且在焊接完成后被移除。在正常使用期间，图7a和图7b所示的器具501的操作与前述实施例的相同。

图8a和图8b分别示出根据本实用新型的又一器具601的立体图和仰视图，与图7a和图7b所示的器具类似，但没有示出组装夹具。图8a和图8b中所示的器具601也具有附接到侧壁602的翅片606，翅片606被成形为具有较宽的上部和下部以及缩腰的中部，并且在器具601的基底604的下面延伸。如图7a和图7b中那样，翅片606包括沿垂直于侧壁602的方向延伸的切口618，并具有附接到翅片606的底部的环形支架607。图8a和图8b所示的器具601与图7a和图7b所示的器具的不同之处在于，其具有锥形侧壁602使得在器具601的顶部处的开口比基底604窄，但使用中其操作是相同的。

图9示出根据本实用新型的器具的热传递效率的曲线图。该曲线描绘效率与进入空气的热通量，针对申请人在特制的试验台中使用常见的燃气灶获得的实验测试数据。锅1(724)是不带有附接到侧壁的任何热传递结构的传统的锅，而锅2(726)、锅3(728)和锅4(730)是根据本实用新型的器具，即类似于在附图中的实施例中所示的那些。所示的每个器具的最佳拟合线也被描绘为通过数据点。曲线图示出根据本实用新型的所有器具获得提高的效率，尤其在高热通量处。在4千瓦的热通量处，锅1(724)的(推测的)效率为45％，而其它器具具有在大约60％和67％之间的效率，意味着33％和49％之间的效率提高。在更高的热通量处，预期这种提高更大。

本领域的技术人员应当理解，只描述了少量的可能实施例，并且许多变型和改变在本实用新型的范围内是可能的。例如器具和翅片可以是任何形状并且由任何材料制成，并且翅片可仅沿器具的侧壁的侧部向上延伸一部分。而且，可提供任何数量的翅片并且它们不必是等间隔围绕侧壁的周界或彼此平行。可提供不同于翅片的热传递结构。热传递结构可通过铸造或机械加工一体地形成在器具的侧壁中，而不是被附接至器具。

Claims (29)

1.一种用于通过外部热源加热其内容物的器具，包括：

非水平的侧壁；和

热传递结构，该热传递结构包括被附接至所述侧壁的外表面并与所述侧壁的外表面成良好的热接触，或者一体地形成于所述侧壁的外表面上的多个肋或翅片，其中所述肋或翅片包括沿远离所述侧壁的方向逐渐变窄的形状。

2.如权利要求1所述的器具，用于放置在燃气炉上。

3.如权利要求1或2所述的器具，包括适于加热液体和/或食物内容物的容器。

4.如权利要求1或2所述的器具，其中所述侧壁连续围绕所述器具，并且从水平的基底向上延伸。

5.如权利要求1或2所述的器具，其中所述侧壁包括圆柱体形状。

6.如权利要求1或2所述的器具，其中所述热传递结构被提供在所述侧壁的与所述器具的下侧的形心间隔至少7cm的部分上。

7.如权利要求1或2所述的器具，其中所述器具的高度比其直径大。

8.如权利要求1或2所述的器具，其中所述热传递结构被直接地和/或永久地附接到所述侧壁。

9.如权利要求1或2所述的器具，其中所述肋或翅片包括板条。

10.如权利要求1或2所述的器具，其中所述肋或翅片包括用于附接到所述侧壁的法兰或凸耳。

11.如权利要求1或2所述的器具，其中所述肋或翅片竖向地延伸。

12.如权利要求1或2所述的器具，其中所述肋或翅片沿所述侧壁的整个长度延伸。

13.如权利要求1或2所述的器具，其中所述肋或翅片的端部比其中部宽。

14.如权利要求1或2所述的器具，其中所述翅片包括一个或更多个切口。

15.如权利要求14所述的器具，其中所述翅片包括沿所述翅片的内边缘的一个或更多个切口。

16.如权利要求14所述的器具，其中所述切口沿大致垂直于所述器具的侧壁的方向延伸。

17.如权利要求1或2所述的器具，其中所述肋或翅片等间隔地围绕所述侧壁。

18.如权利要求1或2所述的器具，其中具有至少四个肋或翅片。

19.如权利要求1或2所述的器具，其中所述热传递结构从所述侧壁伸出所述器具的直径的至少5％。

20.如权利要求1或2所述的器具，其中所述热传递结构被直接形成在所述器具的侧壁上。

21.如权利要求1或2所述的器具，其中所述器具和所述热传递结构由具有高热传导性的材料制成。

22.如权利要求21所述的器具，其中所述材料是层压的和/或镀金属的。

23.如权利要求1或2所述的器具，其中另一个热传递结构被提供在所述器具的基底上。

24.如权利要求1或2所述的器具，其中提供在所述侧壁上的所述热传递结构延伸到所述器具的基底。

25.如权利要求1或2所述的器具，其中提供在所述侧壁上的所述热传递结构在所述器具的基底的水平面下方伸出。

26.如权利要求23所述的器具，包括布置为平立于平坦表面上的支架。

27.如权利要求26所述的器具，其中所述支架包括连续的平坦表面。

28.如权利要求26所述的器具，其中所述支架包括孔。

29.如权利要求1或2所述的器具，其中所述热传递结构被布置为平立于平坦表面上。