专利名称：内置叠层蒸炖炊具的调压锅的制作方法
技术领域：
家庭用高压锅、电饭煲、蒸锅或汤锅的替代炊具系列，内置叠层蒸炖炊具的调压锅。
背景技术：
现有家庭用的高压锅、电饭煲、蒸锅或汤锅内部配套炊具均比较简单，仅有一层，甚至没有。未能就经济、方便、省时、节能、实用5个方面都认真地全面考虑。比如(1)现有蒸锅内部仅配置一层蒸笼，这与内置多层的蒸笼比较，就浪费了大半的空间、时间和能源。
(2)虽然使用高压锅具有省时、节能的显著效果，但因缺乏内部配套炊具，以致使用方式单一，内部空间利用率低，省时、节能效果未能再成倍地提高。
以华人现有的大众化生活水平，如果午餐和晚餐以大米饭配四菜一汤或两汤估计。家庭主妇必须完成焖大米饭，蒸、炖汤的2～3项相对长时间的蒸焖工作，另加炒2～4道菜，由此可知做一顿饭菜应花费多少时间！这对现代快节奏的生活规律和工作效率，已经明显不合拍了。
笔者留意查看了大型超市和商场的厨房炊具，并从互联网检索了中国1985年至今A47J系列的发明和实用新型专利，均未见到与高压锅、电饭煲、蒸锅或汤锅相关的内置叠层蒸炖炊具的配套产品。
发明内容
针对现有设计思路存在的不足，从经济、方便、省时、节能、实用5个方面综合考虑，参见附图1～7，本发明《内置叠层蒸炖炊具的调压锅》，是在前期发明的《内置式叠层蒸炖炊具盒》的主题基础上，进一步作重大改进完成的第二代发明专利。它具有更显著的节能、省时、经济、实用、保健和环保效果一.高压锅的节能、省时效果首先，由大量物理实验总结出来的热力学定律可知，水的沸点温度T与锅内水蒸汽压力P的关系式如下T=100+28.012(PP0-1)-11.64(PP0-1)2+7.1(PP0-1)3---(1.1)]]>上式中P0＝1个大气压，P的单位为大气压，T的单位为℃。由(1.1)式计算的高压锅内水的沸腾温度T、水蒸汽压力P变化见下表笔者测算了市场上销售的大～中～小几个型号的家用高压锅，根据锅盖上喷汽孔内径d和压力锤的重量G，由(1.2)式估算出锅内水蒸汽压力P一般在1.8～2.2个大气压之间。从下表数据即可查得，锅内汤或粥沸腾的最高温度应在118.6～129.1℃区间。
P=G0.25πd2+1---(1.2)]]>
高压锅内水的沸腾温度T、水蒸汽压力P变化表
由此可知，高压锅能快速将食物煮熟，炖烂，得益于锅内能维持较高的温度。同理，高压锅之所以节能效果显著，在于大部分热水蒸汽没有散失，用小火就能维持锅内的食物长时间处于120～130℃的高温区间。停火后还能继续维持5～15分钟100℃以上的次高温。同时，我们还知道，水的平均比热容约等于1卡/克度，而水的汽化热竞高达540卡/克度。也就是说在一个大气压下，要将每克100℃的液态水加热蒸发成水蒸汽，就必须吸收由燃料燃烧加热提供540卡的热量！(假定这时燃料燃烧加热和锅内食物对热量吸收的效率都高达100％！)它显然远远大于锅外表面热辐射和空气对流散热的热能损耗！由热力学的总能量守恒定律即可推断当压力锅顶部喷气孔维持临界喷气状态时，也就是锅内封闭系统的温度和总热容量不变时，能维持这种状态需要的少量燃料燃烧提供小火的火力热量就等于锅表面热辐射和空气热对流损耗的总热量。(所有使用过高压锅的人都知道，这种大火的燃料消耗率大约是小火的3～5倍！)。由上表可知，锅内水蒸汽的压力P决定了锅内汤或热水的沸腾温度T。对汤锅、蒸锅和电饭煲，当汤被烧开后，小火加热维持汤呈沸腾状态或大火加热促使大量水蒸汽生成并热气腾腾地逸失时，只要水蒸汽的压力与外界一样，均为一个大气压，则水的温度就只能维持在100℃不变。(富含作料的汤沸腾温度可能有些变化，但可以忽略不计)。所以，此时如果连续加大火力，冒出大量热气腾腾的水蒸汽，只是能源的大量浪费而已。
从上面的分析可推知，在一个大气压下，水的沸腾温度只能达到100℃。家用炊具要想有效地节能、省时，关键在于既要维持锅内较高的温度，又要尽量避免热水蒸汽散失。所以，维持锅内水蒸汽适当的压力是节能的最有效方法。这对以节能、省时为主要目标的《内置叠层蒸炖炊具的调压锅》发明专利，因内置叠层蒸笼或叠层蒸炖炊具盒中的食物，中～上层的加热主要依靠水蒸汽传递热量；它即要提高水蒸汽的传热速度和热效率，又要使锅底有限的加热用水量尽量维持常量，就更显得至关重要了！遗憾的是，目前市场上销售的各种类型高档电饭煲、蒸锅或汤锅，都偏向豪华的外包装和配置多功能的液晶电子显示面板。多数都包裹着保温层或涂层，侧重于防止锅外表面热辐射和空气对流散热的保温节能。但是，由上述的热力学节能效果分析即可看出这类高档节能电饭煲，多功能的液晶电子显示面板和豪华的外包装，长期处在近100℃高温，汤、油、烟和热水蒸汽的熏泡下，能否经久耐用？消费者的心中应该都有数；其实际节能效果也相当有限。
对汤锅、蒸锅或电饭煲，我们可以根据食物需要蒸煮的时间和相应的温度，只要参照现成高压锅的设计制造原理，先确定锅内水蒸汽压力分为1.1～1.5个大气压区间的几个档次。将喷气孔内径适当扩大，压力锤的下部托架上的螺母主要重量部份分成二～三份，设计成重量能够随意增减的即成为中～低压的调压锅。对低压的压力锅，它即能有效地节能，又便于及时降压排汽揭开锅盖添加各种配料和调味品，见图1。同时，还可以在有效节能的状态下，蒸发酵膨胀的小笼包、馒头或包子。因为这些中～低压力锅内的水蒸汽压力远小于高压锅，所以锅壁的厚度、材料强度可以适当降低，防爆保险结构还可以适当简化。
同理，对高压锅，根据蒸煮食物需要的温度和时间，我们只要参照图1压力锤重量调整原理，将压力锤总重量设计成多档次可调整的，就可以使高压锅成为中～低压和中高压的更多档位的调压锅。甚至使高压锅同时具备可调中～低压力的电饭煲、蒸锅和汤锅的使用效果及显著的节能、省时功能。如果再同时配套内置多层叠层蒸笼片和叠层蒸炖炊具盒，就可真正实现一锅多用的功能，积高压锅、电饭煲、蒸锅和汤锅的所有功能于一身，使厨房的炊具更加简洁、经济、实用。
二.内置叠层蒸炖炊具的节能、省时效果(1)高压锅、调压锅内设置叠层蒸炖炊具盒，将焖干饭和炖汤的2～3项工作合并。不但能使节能、省时效果几乎翻倍，而且饭和汤同步、同温度上餐桌，可免去保温或再加热的能源浪费和麻烦。
(2)早餐高压锅、调压锅在煮稀饭或熬小米粥时，只要用上层炊具盒扣上防水盖悬挂在锅内壁的4个小凸柱上，即可捎带加热馒头、包子或糕点。如果上层蒸炖炊具盒和防水盖2、加上图5所示的蒸炖炊具盒内置的隔板23，即可同时加热3样剩余饭菜。若将稀饭或小米粥换成其它食物，上层蒸炖炊具盒5内的隔板去掉，也成为下煮上蒸的组合。第二代专利的上层炊具盒采用悬挂式，可以省去第一代《内置式叠层蒸炖炊具盒》发明专利中的下部高脚支架。
(3)在使用的过程中，还可以根据不同的食物需要蒸、炖时间的长短，调换上、中、下层位置和预先加水的温度以使其能够接近同步炖熟。在中～低压调压锅内使用叠层或上层蒸炖炊具盒，同样也成为上蒸下炖或上蒸下煮的组合，还可以随时排气揭盖添加配料或调味品。如果不同的食物需要蒸、炖的时间相差太长，我们还可以使用高压～中压～低压的调压锅，先将中～下层食物蒸炖一段时间后，再排气揭盖叠加上层食物，最后一起同时炖熟。
(4)在蒸炖炊具盒表面锻压一些时髦的装饰性花纹图案，即可直接摆上餐桌，当盘子使用，实现一物多用的功能。底层炊具盒的底部锻压成波纹状的导水导热槽，还可以简化掉第一代《内置式叠层蒸炖炊具盒》发明专利中的底部导水、导热垫片。
(5)在低压调压的蒸锅内将悬挂件“拉长”，甚至延长至锅底。内侧分层打孔～上弯成图6所示的托钩40的形状，中间安上图7所示的多层的圆形蒸笼片，就组成多层的叠层蒸笼。实际操作中可以根据饺子、小笼包或馒头、包子的大小，调整确定使用的层数和间距。
(6)本发明产品结构简单紧凑，配套齐全，节省原材料，生产成本低。充分利用高压锅、电饭煲、汤锅或蒸锅内的有限空间，成倍地提高节能、省时效果。为将来以大众化的价格、大批量投放市场推广使用创造了条件。
(7)中国就有13亿人口，全世界以大米饭为主食的民众估计有40亿。以每4人为一个家庭，仅配置一套“内置叠层蒸炖炊具的调压锅”计算，使用寿命假设为5年，则每年就有2亿套“内置叠层蒸炖炊具的调压锅”市场。
(8)假设一日3餐每个家庭节约30％的燃料费，(煎、炸、炒菜时，用炒锅没有节能！)，每年至少可节约250元人民币的燃料费。一年节能效益就超过对购买组合锅具的投资。而全球每年至少可节约2500亿元的燃料费，相当于少烧(5000～6000)万吨的燃油！节能省时和环保的社会总效果都相当显著。这是造福地球上万物生灵和全人类的无量功德。也是垄断全球性炊具行业，销售市场前景广阔、经济效益可观的前提。
图1是内置叠层蒸炖炊具盒的调压锅压力锤结构原理示意图；图2是内置叠层蒸炖炊具盒的调压锅内部叠层原理示意图；图3是调压锅内部上层炊具盒外缘悬挂件结构示意图图4是一副钩具的结构示意图；图5是与上层蒸炖炊具盒内部配套的隔板结构示意图图6是调压蒸锅内悬挂件“拉长”做成叠层蒸笼片支架结构示意图；图7是调压蒸锅内多层蒸笼片结构示意图。
图中1.压力锅锅盖、2～3.压力锤调整加重螺母、4.喷气孔、5.塑料防烫连接帽、6.锥柱状压力塞、7.压力锤底部托架、8.喷气管、9.喷气管紧固螺帽、10.调压锅、11.上层炊具盒悬挂件、12.悬挂件紧固铆钉、13.上层防水盖、14.防水盖钩孔紧固铆钉、15.防水盖钩孔、16.上层炊具盒、17.上层炊具盒防水盖的防水圈、18.锅壁的连接铆钉、19.下层炊具盒的防水圈、20.中、下层炊具盒钩孔、21.下层炊具盒、22.加热用水、23.下层炊具盒底部波纹状的导水导热槽、24.悬挂件弯曲内边界线、25.悬挂件内边界线、26.悬挂件锅壁支撑卡槽孔、29.调压锅壁的悬挂件支撑铆钉、27.30.上层炊具盒的悬挂件紧固铆钉、28、31.悬挂件顶部的钩孔、32.防烫塑料管或橡皮管、33.不锈钢、铝合金或镀铬钢丝、34.钩具两端部的间距、35.钩具端部、36.上层炊具盒里的配套隔板、37.隔板搭接缝、38.钩孔、39.左侧长悬挂件、40.上弯托钩、41.锅壁悬挂件支撑卡槽孔、42.右侧长悬挂件、43.上弯托钩孔、44.导汽导热孔、45.手指上下移动夹孔、46.圆蒸笼片下弯的材料强度加强边缘圈。
具体实施例方式
以下结合附图对本发明具体实施方式
和步骤进行说明(1)参见图1～7，所有的组件(图1可调压力锤的塑料防烫连接帽5，图4专用钩具的防烫塑料管或橡胶管32除外)，全部采用炊具系列的铝合金或不锈钢材料。
(2)只要悬挂件钩孔31，下层炊具盒钩孔20位置材料强度允许，底层蒸炖炊具盒21的侧壁能够支撑中～上层炊具盒16的食物重量，都可采用较薄的铝合金或不锈钢材料。
(3)在满足锅内的加热用水22不被烧干的前提下，应尽量增大压力锅内的空间利用率。使用调压锅防止热水蒸汽逸失，上层防水盖的防水圈17和上层炊具盒的防水圈19的作用是避免蒸汽冷凝水流入下面的炊具盒。使少量的加热用水22能尽量保持常量。叠层蒸炖炊具盒可以进一步加高，使上层盒盖13尽量接近调压锅内的喷气孔。以进一步增大锅内的空间利用率。
(4)根据调压锅或高压锅的大小，可考虑上层蒸炖炊具盒盖13与调压锅或高压锅10内壁的间距取0.1～0.5厘米；上层蒸炖炊具盒16与锅10内壁的间距取0.3～0.6厘米；中～下层蒸炖炊具盒21的半径再缩小0.3～0.5厘米，使上层蒸炖炊具盒底部防水边缘圈19对下层刚好起盒盖和防止漏水的作用。
(5)中～下层蒸炖炊具盒21表面锻压的装饰性花纹图案应尽量采用垂直方向的凹凸纹路，这样可进一步提高下层蒸炖炊具盒侧壁的支撑力强度。底层蒸炖炊具盒的底部波纹状导水导热槽也可以锻压成放射状或两组交叉状，这样导水导热的效果更好。
(6)图1～7的所有金属零件，(图1可调压力锤的塑料防烫连接帽5，图4专用钩具的防烫塑料管或橡胶管32除外)，全部采用炊具系列的铝合金或不锈钢材料一次锻造成型。必须打孔的由下一道工序解决。
(7)使用图4的专用金属钩具端部35的一个钩，可钩动盒盖13上面的钩孔15，顺利实现盒盖13的移动。同理，钩具两端部的间距34应略大于两个钩孔的间距，钩具材料不锈钢、铝合金或镀铬钢丝33应有较好的弹性。操作时只要将一副钩具同时伸到相应位置，拇指和食指～中指轻轻一捏再轻提，使钩具端部35钩住钩孔，就可方便地对上、中、下层炊具盒和由多层蒸笼组成的长悬挂件进行下锅和起锅操作。为了使钩孔20具有较高的强度，又方便钩具端部对钩孔定位，可以考虑锻压中在钩孔两侧的内槽增加小横梁片。同理，在其它位置增设2～4个小横梁片也有同样的效果。
(8)图2所示的叠层炊具盒高度还可以适当增高。当下煮上蒸组合时，上层炊具盒应当悬挂。当上、中、下叠层为下炖上蒸组合时，上层炊具盒就不必悬挂，应旋转20°～90°，直接靠自重压在中～下层炊具盒上，这样防水渗漏的效果更好。
下面以具体实施例进行优化选择实施例1现有的炊具锻造行业已有的加工工艺和设备，都能够以低成本、高质量、高效率直接大批量锻造出如图1～7所示的铝合金或不锈钢材料的所有零部件。只要锻造中不影响炊具盒表面装饰性花纹的清晰、美观，就可放心大批量地生产。
实施例2能否方便地对调压锅内叠层蒸炖炊具进行下锅、起锅操作，是实现本发明的关键。图4的一副专用防烫钩具和悬挂原理、钩孔设计。不但能实现调压锅内叠层蒸炖炊具盒和叠层蒸笼内部可用容积的最大化，而且便于钩具进行下锅、起锅的实际操作。实际制造中，我们还可以将中～下层蒸炖炊具盒的钩孔20适当变宽、变大，钩具端部35处适当轧制成钝圆锥形或扁圆锥形，这样，更便于钩具进行下锅、起锅时钩孔定位的实际操作。
权利要求
1.一种家庭用内置叠层蒸炖炊具的调压锅，与现有的高压锅、电饭煲、蒸锅和汤锅内的单层简单配套炊具相比，其特征是锅内由几套2层或2层以上的蒸炖炊具叠层组合而成，锅内热水蒸汽的压力可以从高压～中压～低压实行多档次随意调整，能同时蒸煮或蒸炖多样食物，具有一物多用和一锅多用的功能，锅内空间利用率、节能、省时效果都提高30％以上。
2.如权利要求1所示的内置叠层蒸炖炊具的调压锅，其特征在于锅内热水蒸汽的压力是通过调整压力锤的总重量来实现的，压力锤的整体由空心的螺杆托架和几片厚度、重量不同的螺母组成。对厚度、重量不同的螺母进行叠层组合，就能调整压力锤的总重量。
3.如权利要求1所示的内置叠层蒸炖炊具的调压锅，其特征在于锅的内部配置有2～3套叠层蒸炖炊具，2套由2层和3层的叠层蒸炖炊具盒组成，一套由2层和2层以上的叠层蒸笼片组成，实际应用中可根据需要确定叠层的蒸笼片数和调整蒸笼片之间的间距。
4.如权利要求3所示的内置叠层蒸炖炊具的调压锅，其特征在于内置叠层蒸炖炊具盒均为开口式，顶层炊具盒有一个防水盖，上层炊具盒底部有凸出的边缘圈，对下层炊具盒刚好盖住起防漏水的作用。顶层炊具盒外边缘钉有一副悬挂件，悬挂件边缘设有钩孔，下层炊具盒上边缘设有钩孔，底层炊具盒底部设有波纹状的导水导热槽。
5.如权利要求3所示的内置叠层蒸炖炊具的调压锅，其特征在于另一套2～8片规格、形状相同的叠层蒸笼片，各蒸笼片由“拉长”的悬挂件上锻压的两排上弯托钩支撑，可以根据所蒸饺子、小笼包或馒头、包子食物的形状大小采用蒸笼片数和调整间距。
6.如权利要求1所示的内置叠层蒸炖炊具的调压锅，其特征在于配置一副专用的简单防烫钩具，钩具的端部轧制成钝圆锥形或扁圆锥形，能方便地对内置配套叠层蒸炖炊具进行下锅和起锅移动操作。
7.如权利要求3所示的内置叠层蒸炖炊具的调压锅，其特征在于叠层蒸炖炊具盒的表面由模具锻压一些时髦的装饰性花纹图案，可直接摆上餐桌当盘子使用。
8.如权利要求3所示的内置叠层蒸炖炊具的调压锅，其特征在于上层防水盖边缘与锅壁留有0.2～0.4厘米的间隙，上层蒸炖炊具盒边缘与锅壁留有0.3～0.5厘米的间隙，从上层炊具盒往下层炊具盒，因防漏水、边缘留钩孔位置和锅内加热用水量的需要，边缘与锅壁的间隙需要逐渐扩大。
9.如权利要求3所示的内置叠层蒸炖炊具的调压锅，其特征在于悬挂件上设有半圆形的卡槽，将原外锅壁把手上的两副铆钉往锅内延长，刚好对悬挂件起支撑作用。
10.如权利要求3所示的内置叠层蒸炖炊具的调压锅，其特征在于上层蒸炖炊具盒内设置两块组合隔板，隔板上有搭结缝，可以将炊具盒内分成几个小区间。能分开加热剩余饭菜。
全文摘要
本发明涉及一种家庭用内置叠层蒸炖炊具的调压锅，与现有的高压锅、电饭煲、蒸锅和汤锅内的单层简单配套炊具相比，其特征是锅内由几套2层或2层以上的蒸炖炊具叠层组合而成，锅内热水蒸汽的压力可以从高压～中压～低压实行多档次随意调整，能同时蒸煮或蒸炖多样食物，具有一物多用和一锅多用的功能，锅内空间利用率、节能、省时效果都提高30％以上。大批量生产成本低廉，市场前景广阔。使用该锅具省时、节能的经济效益和社会环保效益均相当可观。
文档编号A47J27/05GK1981684SQ20061009332
公开日2007年6月20日 申请日期2006年6月8日 优先权日2005年8月1日
发明者黄振强 申请人:黄振强