專利名稱：雙壁烹飪?nèi)萜鞯闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種改進的烹飪?nèi)萜鳎貏e是一種雙壁烹飪?nèi)萜鳌?br> 背景技術(shù)：
雙壁烹飪?nèi)萜骶哂幸粋€實心的底面和被其間的空隙隔開的一對同心同軸的側(cè)壁。雙壁結(jié)構(gòu)提供了絕熱層以便使食物在烹飪后保溫并使得同一個炊具可被用作餐桌上的盛器。
“無水炊具(waterless cookware)”在該領(lǐng)域中同樣為人所知，它是一種具有一個自密封的蓋的烹飪?nèi)萜鳎员憷猛饧拥乃褪澄镒陨硭乃a(chǎn)生的蒸汽來使烹飪食物的用水最少，而不是讓這些蒸汽通過容器邊緣和蓋子之間的空隙散失。“無水炊具”的一個極端的例子是高壓鍋，其中帶壓烹飪?nèi)萜骶哂幸粋€相匹配的蓋子，蓋子鎖定以緊固邊緣和蓋子之間的墊圈。蓋子必須具有一個安全閥以免內(nèi)部的壓力導(dǎo)致容器的猛烈爆炸。“無水炊具”另一個形式包括從容器周邊向外延伸的鍋邊緣或容器邊緣以提供一個稍呈凹面的區(qū)域，在稍呈凹面的區(qū)域蒸汽能夠在延伸的邊緣和相配的蓋子之間凝結(jié)，從而形成一個“水”封來代替高壓鍋上的橡膠墊圈。蓋子的質(zhì)量起到“放氣閥”的作用，防止容納食物的封閉空間中的壓力過大。兩種形式的“無水炊具”都很流行，因為它們提供了一種比微波爐方式更好地保留維生素、營養(yǎng)元素和自然風(fēng)味的方法，并給烹飪的食物帶來更合意和一致的紋理。
然而，雙壁炊具還是具有一些缺陷。所包含的壁必須在產(chǎn)品的整個期望的使用壽命內(nèi)是水密封的，因為在使用和清洗過程中進入或滲入的任何水都會在烹飪過程中轉(zhuǎn)化為蒸汽而帶來危害。因此，這種炊具制造困難并且成本高昂。
與單壁蒸煮器相比雙壁蒸煮器還在性能上有不利之處，因為容器底部附近的外表面因與容器的其余部分絕熱而在烹飪過程中很容易過熱。這迅速地導(dǎo)致了在極端條件下的退色和扭曲，使得炊具對于在餐桌上使用或者在廚房中陳列樣子不好看。
因此，需要一種改進的雙壁蒸煮器及其制造方法，其能夠克服前面提到的缺陷，尤其是使得該容器適于使用“無水炊具”。
所以，本發(fā)明的第一個目的是為雙壁炊具提供一種改進的結(jié)構(gòu)。
另一個目的是提供一種制造這種改進結(jié)構(gòu)的可靠并且經(jīng)濟合算的方法，這形成內(nèi)部壁和外部壁交接的邊緣處的一個完整而可靠的密封。
本發(fā)明的另一個目的是使可靠密封的邊緣被合適地成形以便容器能夠與合適的匹配蓋子一起充當(dāng)無水炊具。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一個目的是通過以這樣一種方式來構(gòu)造雙壁炊具來實現(xiàn)的，即在鍋的兩個相鄰的底部的下部填充導(dǎo)熱材料。
本發(fā)明的另一個目的是通過在鍋的形成過程中在壁的下部填充鋁以及連接導(dǎo)熱的底部來實現(xiàn)的，所述導(dǎo)熱的底部配置成在用作烹飪或食物接觸表面的內(nèi)側(cè)底面上形成均勻的溫度狀態(tài)。
實現(xiàn)用于無水炊具的合適的邊緣這一目的是將形成雙壁的內(nèi)部容器和外部容器的底部在其被摩擦結(jié)合在一起之前對準(zhǔn)并焊接在一起。這導(dǎo)致對預(yù)先形成的內(nèi)部邊緣和外部邊緣部分的精確對準(zhǔn)，這些邊緣可以被一致地焊接在一起以形成在內(nèi)外壁之間的水密封。
從下列對結(jié)合所附附圖的實施例的描述，本發(fā)明上述的以及其他的目的、效果、特征和優(yōu)點將更加明晰。


圖1A是雙壁烹飪?nèi)萜鞯牡谝粚嵤├慕孛嬲晥D。圖1B是圖1A中一部分的放大圖。
圖2是容器底部的截面正視圖，表示了內(nèi)鍋和外鍋以及在摩擦結(jié)合之前的用于形成導(dǎo)熱底部的材料。圖2B圖示了摩擦結(jié)合后的同一區(qū)域。
圖3A-3G通過順序排列的截面正視示了構(gòu)成圖1中雙壁烹飪?nèi)萜鞯牟襟E。
圖4是進一步圖示對應(yīng)于圖3F通過焊接來進行密封內(nèi)外壁邊緣部分的步驟的優(yōu)選方法的平面圖。
具體實施例方式
根據(jù)本發(fā)明，圖1圖示了導(dǎo)熱材料被置入在內(nèi)鍋135和外鍋125之間，導(dǎo)熱材料包圍容器100的底部200。然而，通過根據(jù)本發(fā)明的指導(dǎo)來制造容器100，導(dǎo)熱材料向上延伸以填充空腔105的下部，該空腔將內(nèi)鍋202直立壁130的外表面130a與外鍋201直立壁120的內(nèi)表面120b分開。如圖1B中的放大圖所示，在這個優(yōu)選實施例中的導(dǎo)熱材料包括至少三層材料。第一層150與內(nèi)鍋的外表面135a接觸并具有與中間層或第二層150接觸的相對的側(cè)。中間層150的另一側(cè)與第三層160的第一表面接觸，而層160的另一表面與外鍋的內(nèi)表面125b接觸。如同將會參照圖2作進一步說明的那樣，中間層一般不向上延伸進入空腔105，這樣層105和106在它們所部分填充的空腔105的范圍內(nèi)連接，終止于邊界210并具有它們的共同界面206。層150和160最好是鋁或其合適的合金，并包圍一個包括銅或其合適合金的中間層150。比周圍的鋁層更為導(dǎo)熱的中間銅層側(cè)向傳導(dǎo)來自于層160的熱量，以使通過內(nèi)鍋202內(nèi)底面135b的用于烹飪食物的溫度是均勻的，因此提供了用于從外鍋底表面125a加熱容器100的加熱方法以及燃燒器或火焰配置的范圍。
回過頭來參照圖1A，烹飪?nèi)萜骶哂幸粋€形成在外側(cè)的上壁120的邊103的終止端的上邊緣102且具有內(nèi)側(cè)的上壁130的邊104。邊104和103最好在制造過程中被焊接在一起以防止水滲入或進入空腔105。來自于烹飪的熱量會迅速將落入空腔105中的少量水氣化，這將因從中迅速逸出而給容器100帶來危險和損害。此外，邊104在終止于與內(nèi)壁130上端的接觸點之前以基本上水平的方向朝外延伸(flair)，由此形成用于容納蓋110的可密封面。蓋110具有終止于其周邊的穹頂狀中央?yún)^(qū)域112及與邊緣104的形狀相符的邊115。邊緣104中一個稍稍朝上的凹面被提供用來在其中收集凝結(jié)的水汽，由此提供了邊緣102和蓋110間的密封液以形成所謂的“無水”烹飪?nèi)萜?。蓋110被圖示包括一個可選的把手或手柄166以便于放置和從容器100移開。要注意的是，邊緣部分104向外延伸的構(gòu)形還大致限定了空腔105的寬度，因為壁部分103在基本上豎直的方向延伸與邊緣104相交于邊102。雙壁烹飪?nèi)萜?00還最好包括布置在外側(cè)表面的一個或多個把手(未示出)以便在烹飪或使用時握持。
使內(nèi)部容器和外部容器摩擦結(jié)合的方法和結(jié)果通過圖2A和2B的示意性放大圖說明，圖2A和2B相當(dāng)于圖1中的區(qū)域B。首先，將鋁板160置于外部容器125的底面125b上。將薄板或板形式的銅層140置于鋁板160的上面。然后，將第二鋁板150置于銅板140的上面。最后，將容器201底部的外表面135b置于鋁板150的上面。因為銅板140具有許多被圖示為許多間隙145的穿孔或孔以增強與周圍的鋁板150和160的連接。
如將根據(jù)圖3進一步描述的那樣，一旦沖擊或摩擦結(jié)合圖2A中組件，因為鋁板160的上表面在界面205處已經(jīng)與鋁板150的底面結(jié)合或焊接，由銅板140中的穿孔所引起的間隙145被填充。上部鋁板50和下部鋁板160都通過摩擦結(jié)合工藝分別與周圍的不銹鋼層125b和135b實質(zhì)上焊接或熔合在一起。鋁板150和160都因為由沖擊結(jié)合所引起的側(cè)向流動而減小了厚度，上部鋁板150的厚度比下部鋁板160減小得多。
所包含的由兩個單壁容器構(gòu)成雙壁容器的優(yōu)選流程表示在圖3A到3G中。圖3A和3B僅僅圖示了內(nèi)部容器201和外部容器202，它們是通過一個拉延工序由不銹鋼最初成形的，在形成在各容器的開口端附近的上部中該工序形成最初的邊緣104和103。
在圖3C中，通過電極301(布置在容器201內(nèi)側(cè))和與下部鋁層150的底部接觸的電極302，使層組與容器201的中心對準(zhǔn)，將前述的下部鋁板或?qū)?50、銅層140和上部鋁層160的組件點焊。優(yōu)選地，各鋁板和銅板是基本上圓形的，與容器201和202底部的形狀相對應(yīng)，然而在這個優(yōu)選實施例中的上部鋁板150除了厚度大約為鋁板160的一半外，由于其在如圖3E所示的沖擊結(jié)合工藝中強烈的流動傾向，它還具有具有較小的直徑。
然而，在如圖3D所示的內(nèi)部容器和外部容器的沖擊結(jié)合以插入鋁銅層之前，內(nèi)部容器201和外部容器202最好仔細地同軸對準(zhǔn)，使得外部容器202的最初邊緣103與內(nèi)部容器201的最初邊緣104相接觸。然后該組件通過顯示的內(nèi)部電極301′和外部電極302′，在容器201和202底部的中心處通過點焊固定起來。這樣，內(nèi)部容器201和外部容器202在它們各自的底部135和125中心連接到鋁層或板160、銅薄板140和鋁板150上。
在圖3E描繪的步驟中，在將組件300e第一次預(yù)熱到大約500℃后使內(nèi)鍋和外鍋彼此被沖擊或摩擦結(jié)合，此后一個驅(qū)動塊(drivenmass)使與內(nèi)部底面135b接觸的成形心軸向下朝著容器組件300E底面125a下的支架加速。因為鋁層在組件的材料中具有最低的熔點并且已經(jīng)被預(yù)熱到其熔點的80％，由突然的沖擊所產(chǎn)生的摩擦和熱量使插入的鋁層相互的流動和熔合，并使沒有預(yù)先焊接在一起的容器的剩余的接觸層在其間形成強鍵(strong bonds)。
應(yīng)當(dāng)注意的是，在圖3中因為上部鋁層150的直徑比銅層140和底部鋁層105的直徑都要小，由摩擦或沖擊結(jié)合工藝所施加的力導(dǎo)致層150上成比例的較高的壓應(yīng)力，因而使它側(cè)向和向上地擠壓到空腔105中。因為通常圍繞并包埋銅層140的下部鋁層160也流入空腔105，其流動與被擠壓的鋁層150終止于基本同一高度，大約在圖1B中標(biāo)記為210的氣-金屬界面。不希望受到理論上的限制，人們相信層150的最初流動最終使所有層中應(yīng)力均衡，引起它們一起流入空腔105。同樣不希望受到理論上的限制，人們還相信層150最初較大的擠壓可用于另一目的，即促進層160在界面125b處與不銹鋼底部125的最初熔化結(jié)合，進一步以均勻和可重復(fù)的方式使熔化結(jié)合和其他層的流動穩(wěn)定。因為熔化或摩擦結(jié)合發(fā)生在幾分之一秒內(nèi)，本發(fā)明實際的方式和操作是不固定的因此也是不容易預(yù)測的。
在根據(jù)圖3E所描述的沖擊結(jié)合以后，鍋的邊緣在圖3F和圖4所描述的步驟中成形。在由兩步程序的第一步中，剛才被對準(zhǔn)且接觸的內(nèi)壁104和外壁103的最初邊緣通過電極裝置和圖4中進一步詳細描述的工藝焊接在一起。逆向旋轉(zhuǎn)的電極410和420基本上與在圖3A和3B中所示的在內(nèi)部容器210和外部容器202的拉制過程中形成的最初邊緣表面的外形一致。這樣，繞其各自心軸411和423轉(zhuǎn)動的形狀互補的電極410和420夾持住配套的邊緣部分，引起結(jié)合的組件(其將形成圖3G中所示的雙壁容器100)繞其中心軸431旋轉(zhuǎn)，從而將邊緣的整個圓周暴露給焊接電極410和420。因此，形成圖1中的表面103和104的接觸壁邊的整個圓周被焊接在一起。這樣焊接工序?qū)⒖涨?05密封。在圖3F所示的第二步中，容器10的最終邊緣形狀通過一個圓形修整工具310形成，該圓形修整工具圍繞容器202的外壁120的上端，通過焊縫修整出環(huán)面以形成圖1所示的頂部邊102。到此，完成的雙壁容器100如圖3G所示。
應(yīng)當(dāng)理解的是，鋁層160和150是可選的多層薄鋁片的層疊件，其外層被選擇以使它們能夠連接到不銹鋼、銅、在銅片中的間隙間相遇的相鄰的鋁層或用來形成內(nèi)部容器和外部容器的替代材料或代替銅片的傳熱層上。在一個優(yōu)選實施例中，下部鋁片160由三個鋁層構(gòu)成，其中鋁合金3003被數(shù)層鋁合金1050包圍以形成6mm的總厚度。該層疊件中的外部鋁層的厚度最好為約0.2mm到0.3mm。上部鋁層150是類似的三層結(jié)構(gòu)-鋁合金3003被數(shù)片鋁合金1050包圍，然而最初厚度最好小于或大約為3.5mm。因為3003鋁合金比包圍的1050鋁合金要硬，所以這種構(gòu)造是優(yōu)選的。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是其他的金屬可以替代1003鋁層的內(nèi)層。在沖擊結(jié)合前，銅層的厚度最好為大約0.6mm。銅層上的孔或間隙的直徑最好約為2mm到10mm并覆蓋小于大約銅片面積的30％。沖擊結(jié)合之后，上部鋁層150的厚度從最初的大約3.5mm減少到大約1.5mm。下部鋁層或板160經(jīng)受了更為有限的厚度減少，從最初的6mm到大約3mm。銅層僅僅輕微變形，從大約0.6mm到0.5mm。周圍的內(nèi)部容器和外部容器壁如果由不銹鋼制造，不會在沖擊結(jié)合時承受顯著的厚度變化，而保持其大約0.5mm的最初厚度。盡管銅層優(yōu)選地具有與內(nèi)部容器和外部容器的底部類似的大小，其同樣可以延伸入它們之間的空腔105，因為它可以一開始被制成碗狀以與預(yù)期的空腔形狀相符或被制成比周圍的鋁層明顯要薄，當(dāng)圖3D中內(nèi)部容器和外部容器被套在一起時容易地從板變形為碗狀。
應(yīng)當(dāng)理解的是，外容器的外表面可在不銹鋼外具有包覆層或裝飾層，例如在熔化或沖擊結(jié)合過程中對應(yīng)于填充有鋁層的空腔部分一層或更多層外面的銅包覆層選擇性地部分向上延伸。這樣的對比外層還起到提醒消費者鍋底部的特殊熱性能的非裝飾功能的作用，這一點與現(xiàn)有技術(shù)中的雙壁烹飪?nèi)萜鞑煌?br> 雖然本發(fā)明已經(jīng)結(jié)合一個優(yōu)選實施例進行了說明，但本發(fā)明的范圍不是要被限制在前面所述的具體形式中，恰恰相反，而是要覆蓋如所附的權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的替代方案、改進以及等同物。
權(quán)利要求
1.一種雙壁烹飪?nèi)萜?，該容器包括?nèi)部容器，它具有被豎直壁包圍的底部，豎直壁終止于內(nèi)部邊緣以形成用于容納液體的內(nèi)表面，外部容器，它具有被豎直壁包圍的底部，豎直壁終止于外部邊緣以形成能夠容納液體并包圍內(nèi)部容器的內(nèi)表面，其中內(nèi)部容器嵌套在外部容器內(nèi)，以使內(nèi)部邊緣和外部邊緣相互同心地對準(zhǔn)，在外部容器的內(nèi)表面和內(nèi)部容器的外表面之間形成空腔，導(dǎo)熱材料插入在外部容器的內(nèi)表面和內(nèi)部容器的外表面之間，所述材料將內(nèi)部容器和外部容器結(jié)合在一起并且在內(nèi)部容器和外部容器的底部上延伸并向上部分地填充與所述內(nèi)部容器和外部容器中每一個的底部相鄰的空腔的一部分。
2.如權(quán)利要求1所述的雙壁烹飪?nèi)萜鳎渲袃?nèi)部邊緣和外部邊緣相互接觸并焊接在一起以形成基本上密封的空腔。
3.如權(quán)利要求1所述的雙壁烹飪?nèi)萜鳎渲袃?nèi)部容器的邊緣在基本垂直的方向朝外延伸并包括凹面朝上的部分以容納烹飪?nèi)萜魃w的配合邊。
4.如權(quán)利要求3所述的雙壁烹飪?nèi)萜?，進一步包括與邊緣的凹面朝上的部分相配合的蓋以形成無水烹飪?nèi)萜鳌?br> 5.如權(quán)利要求1所述的雙壁烹飪?nèi)萜?，其中?dǎo)熱材料包括一層或多層鋁或其合金。
6.如權(quán)利要求5所述的雙壁烹飪?nèi)萜?，其中?dǎo)熱材料包括插入在兩層或更多層鋁之間的銅片。
7.如權(quán)利要求1所述的雙壁烹飪?nèi)萜?，其中銅片是穿孔的而鋁層延伸穿過所述穿孔以包封銅片。
8.如權(quán)利要求5所述的雙壁烹飪?nèi)萜?，其中鋁層組合的厚度至少約為3mm。
9.如權(quán)利要求1所述的雙壁烹飪?nèi)萜?，其中?dǎo)熱材料包括被兩個層疊鋁片夾持的銅片，各層疊鋁片包括硬的鋁合金內(nèi)層，包圍所述硬的鋁內(nèi)層的兩個較軟的鋁層或其合金層。
10.如權(quán)利要求1所述的雙壁烹飪?nèi)萜?，其中?nèi)部容器用不銹鋼制造。
11.如權(quán)利要求1所述的雙壁烹飪?nèi)萜?，其中外部容器用不銹鋼制造。
12.一種形成雙壁烹飪?nèi)萜鞯姆椒ǎ摲椒òㄌ峁╊A(yù)成形的內(nèi)部本體和預(yù)成形的外部本體，各本體具有基本上圓形的底面并被終止于邊緣部分的向上延伸的壁包圍，提供一個層疊組件，層疊組件包括下部鋁板，它與預(yù)成形的內(nèi)部本體的底部具有基本上相同的橫向尺寸；上部鋁板，其直徑比下部鋁板??；一層銅片，它布置在上部鋁板和下部鋁板之間，所述鋁板與所述銅片的重心同心對準(zhǔn)，將內(nèi)部本體沖擊結(jié)合到外部本體上以使鋁層的至少一部分被擠壓到形成在內(nèi)部本體和外部本體之間的豎直延伸的空腔中。
13.如權(quán)利要求12所述的形成雙壁烹飪?nèi)萜鞯姆椒?，該方法進一步包括在所述的將同心對準(zhǔn)的層疊組件在所述本體的中心處沖擊結(jié)合并焊接到所述本體上的步驟之前，將層疊組件與內(nèi)部本體和外部本體中的至少一個的軸線同心對準(zhǔn)的步驟。
14.如權(quán)利要求13所述的形成雙壁烹飪?nèi)萜鞯姆椒?，其中同心對?zhǔn)的層疊組件在所述的沖擊結(jié)合步驟之前焊接到內(nèi)部本體和外部本體的中心。
15.如權(quán)利要求12所述的形成雙壁烹飪?nèi)萜鞯姆椒ǎ摲椒ㄟM一步包括在所述的沖擊結(jié)合步驟之前，將焊接后的本體和層疊組件與另一個本體的軸線同心對準(zhǔn)以便使內(nèi)部本體嵌套到外部本體中而層疊組件被置于兩者之間，以及將層疊組件焊接到內(nèi)部本體和外部本體上的步驟。
16.如權(quán)利要求11所述的形成雙壁烹飪?nèi)萜鞯姆椒ǎ渲信c外部本體的內(nèi)表面接觸的鋁板的厚度比與內(nèi)部本體的外表面接觸的鋁板大。
17.如權(quán)利要求11所述的形成雙壁烹飪?nèi)萜鞯姆椒?，其中下部鋁板的厚度大于約3mm而上部鋁板的厚度小于約4mm。
18.如權(quán)利要求11所述的形成雙壁烹飪?nèi)萜鞯姆椒?，其中銅片具有許多穿孔。
19.如權(quán)利要求11所述的形成雙壁烹飪?nèi)萜鞯姆椒?，其中上部鋁板和下部鋁板中的至少一個是由兩個或更多個不同的層組成的多層的層疊件，至少一個層包括鋁或其合金。
20.如權(quán)利要求11所述的形成雙壁烹飪?nèi)萜鞯姆椒?，該方法進一步包括將內(nèi)部本體的邊緣部分焊接到外部本體的邊緣部分的步驟。
21.如權(quán)利要求19所述的形成雙壁烹飪?nèi)萜鞯姆椒?，進一步包括修整焊接后的上部邊緣和下部邊緣的環(huán)形部分，以形成密封內(nèi)部本體和外部本體之間的空腔的雙壁容器的上邊緣。
全文摘要
一種雙壁烹飪?nèi)萜?，通過將內(nèi)部容器沖擊或摩擦結(jié)合到外部容器上形成，其中由鋁層和銅層組成的層疊件置于內(nèi)部容器底部的外表面和外部容器底部的內(nèi)表面之間。鋁層被設(shè)置成包圍最上面的鋁層的銅層。最上面的鋁層為上部鋁層，比下部鋁層薄且直徑稍小于銅層和鋁層的直徑。合適的鋁層直徑與焊接和結(jié)合操作順序使所有鋁層共同擠壓至由內(nèi)部容器和外部容器壁之間的間隙形成的一部分相鄰側(cè)壁中。側(cè)壁和容器底部的鋁的共同擠壓層改善了烹飪過程中從外部容器到內(nèi)部容器的熱傳遞，當(dāng)用于給食物保溫的雙壁容器被使用時不會顯著地減小其絕緣性能。
文檔編號A47J37/01GK1905826SQ200580001813
公開日2007年1月31日 申請日期2005年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月28日
發(fā)明者鄭建穗, R·塔倫加 申請人:美亞知識產(chǎn)權(quán)有限公司