一次性烤架和制造一次性烤架的方法与流程

本发明涉及一次性烤架和制造一次性烤架的方法。

背景技术：

多年来，一次性烤架在本领域中是已知的。此类一次性烤架通常包括由薄铝板制成的基部托盘，其预填充有木炭团块或压块并且由薄金属格栅覆盖。

此类一次性烤架在徒步旅行时、在海滩上以及在您想要在随身携带或购置传统烤架的情况下进行烧烤的外部环境中便于使用。

然而，在使用后，一次性烤架在较长时间段内仍然是热的并且因此难以妥善处理。因此，一次性烤架通常被留在自然环境中，该一次性烤架在该自然环境中需要很长时间才会分解。

因此，从德国实用新型de202012004383u1中已知，由植物材料形成一次性烤架以确保烤架在使用后可生物降解。为了使烤架防火并且因此确保烤架在使用期间不燃烧，将植物材料与土壤成分(诸如矿物质或石粉)混合。然而，这种类型的烤架是昂贵的并且由于矿物质混入植物材料中，所以使烤架分解仍然花费相对长的时间。

从国际专利申请wo2014/146661a1中已知一次性烤架的另一个示例。

因此，本发明的目的是提供更环保并且易于分解的成本有效的一次性烤架。

本发明的另一个目的是提供制造上述一次性烤架的方法。

技术实现要素：

本发明提供一次性烤架，其包括：

由易燃材料制成的作为外烤架盖的基部托盘，

以可燃生物质材料成形的燃料，以及

由绝热材料制成的用于保持所述燃料并且被所述基部托盘部分或完全地覆盖的插入结构，

其中所述插入结构中的至少一个位置的至少一个壁厚由所述燃料和所述基部托盘的一个或多个特征限定。

具有根据燃料和基部托盘特征的要求限定的至少一个壁厚的一次性烤架是有利的，因为通过了解燃料和基部托盘特征，可以在插入结构中使用较少的材料。由此，一次性烤架更加环保并且易于分解并且在制造过程中成本有效。

成形燃料还确保一次性烤架的燃烧时间具有一致的长度。由此也容易确定给定类型的一次性烤架的随后冷却时间段。该时间段表明烤架准备好以对于用户和当地环境而言安全的方式进行处理。

应当强调的是，在这种背景下，术语“燃料”应当被解释为一次性烤架中的热源，其中燃料在被点燃之前具有原始形状，即尚未被烤架火焰劣化的形状。

应当强调的是，在这种背景下，术语“插入结构”应当被解释为插入单元或松散插入材料，其在一次性烤架的正常操作条件下保持或固定以形成插入单元并且至少直到烤架点燃为止。

在本发明的一个方面中，所述燃料是板形的，具有至少基本平坦的上表面和下表面。平坦表面确保来自燃料的大表面的热函的明确和均匀的辐射，使得可以确定插入结构中的必要壁厚。

在本发明的另一个方面中，所述特征中的一个包括所述成形燃料的长度lf和宽度wf基本上大于所述燃料的厚度df，例如，相对于所述燃料的大于100毫米的宽度和长度，诸如宽度范围为150毫米至180毫米并且长度范围为240毫米至270毫米，厚度df在12毫米与15毫米之间，诸如约14毫米。与长度、宽度和厚度相关的燃料特征确保燃料在插入结构中主要向上和向下辐射热函并且较少朝向一次性烤架的侧壁辐射热函。辐射热函也更加明确，这使得更容易确定插入结构中的必要壁厚。成形燃料的较小厚度也使得一次性烤架中的燃料的点燃更容易。

在本发明的一个方面中，所述特征中的一个包括所述燃料中的元件的尺寸、形状和/或数量，例如多个圆形压块，诸如在2与36个之间的压块并且优选24个压块。具有相同形状的多个元件提供燃料完全填充插入结构的托盘，同时提供燃料的平坦的上表面和下表面。

在本发明的方面中，所述燃料是木炭或者以压缩煤或生物燃料粉末成形的一个或多个压块。由此实现本发明的有利实施例。

在本发明的一个方面中，所述插入结构被成形为由绝热材料制成的具有侧壁和底部部分的托盘。由此，确保燃料保持在一次性烤架内的期望位置，并且由此允许插入结构的壁厚限定在与材料使用有关的有利最小值。

在本发明的一个方面中，通过选择所述托盘和燃料的长度和宽度，所述燃料被保持或夹紧在插入结构的所述托盘中。由此，它实现一种燃料，该燃料在如设计的一次性烤架内在任何方向上以明确的方式辐射热函并且从而避免任何基部托盘热点。

在本发明的一个方面中，所述壁厚对于每个侧壁中的至少一个位置是相同的，或者对于所述插入结构的每个侧壁和底部部分中的至少一个位置是相同的。由此，可以提供更容易制造并且在使用烤架后更容易分解的插入结构。

在本发明的一个方面中，所述底部部分中的壁厚y、y1、y2大于所述插入结构的任何侧壁中的壁厚x。由此，可以避免一次性烤架的侧壁和底部部分的外表面之间的较大工作温度差异。

在本发明的一个方面中，侧壁的壁厚x在15毫米至40毫米的范围内，诸如优选约25毫米。由此实现一次性烤架的有利值。

在本发明的一个方面中，所述基部托盘由纸板材料制成，其中所述特征中的一个包括高于约218℃的自燃温度。自燃温度应当被理解为基部托盘在加热时可以在空气中着火并且继续燃烧的最低温度。本发明的实施例有利地提供经由插入结构的正确限定的壁厚将基部托盘保持在低于自燃温度的温度的可能性，例如刚好低于自燃温度的温度，以提供在插入结构中具有微小壁厚的特别轻质的一次性烤架。

在本发明的一个方面中，所述特征中的一个包括所述燃料的预定重量，诸如重量在200克与1500克之间，并且在标准尺寸中优选在250克与350克之间，诸如约300克，或者在特大尺寸版本中优选在700克与1500克之间，诸如约1100克。所建议的燃料重量范围对于获得不同类型的一次性烤架是有利的，诸如具有带有必要壁厚的插入结构的标准尺寸和特大尺寸的一次性烤架。相对于标准松散木炭，可以尤其减少成形燃料的重量，因为燃料通过以更明确和可预测的方式燃烧是特别有效的。

在本发明的一个方面中，所述插入结构由珍珠岩材料制成。由珍珠岩形成和模制绝热插入结构是有利的，因为呈膨胀形式的珍珠岩是廉价、轻质、防火的材料，具有低导热率，使其特别适用于与一次性烤架相关的用途。

在本发明的一个方面中，所述插入结构是由模制的绝热材料制成的插入件或由以其他方式固定的绝热材料制成的插入件，例如或多或少地用粘结剂或覆盖材料固定以保持位置的松散材料。由此实现本发明的有利实施例。

在本发明的一个方面中，所述插入结构的所述至少一个壁厚由所述基部托盘的外表面上的一个或多个期望工作温度限定，例如，对于基部托盘的外侧壁表面，期望工作温度tl、tr在40℃与80℃之间，诸如在45℃与60℃之间，例如约50℃；和/或对于所述基部托盘的外底部表面，期望温度t向下在80℃与170℃之间，诸如在100℃与140℃之间，例如约120℃。在基部托盘的外表面上使用和允许不同的工作温度对于将壁厚减小到最小值是有利的。也可以通过允许在插入结构的侧壁和底部部分中使用基本类似的壁厚来简化插入结构的制造过程。工作温度相对于正常天气状况来限定，诸如在使用中一次性烤架处15℃至20℃的温度和静风。

在本发明的一个方面中，所述至少一个特征包括所述预定量的可燃生物质材料的辐射热函q。由此，可以使插入结构中的不同位置的壁厚独立地适应于与烤架温度有关的最小值，例如以在烤架的一个位置(诸如在烤架下面)允许更高的温度，并且限制烤架的其他位置(诸如在烤架中的侧壁的外表面上)的温度。

在本发明的一个方面中，所述辐射热函q在5.000卡/克至9000卡/克的范围内，诸如约7000卡/克。由此实现一次性烤架的有利实施例。

在本发明的一个方面中，所述插入结构的底部部分的壁厚y在20毫米与70毫米之间，诸如30毫米。由此，可以在一次性烤架的底部部分表面下方实现期望工作温度，而不必制造笨重的烤架，因为设计的烤架的壁厚y减小到最小厚度。

在本发明的一个方面中，至少一个松散绝热材料层位于所述插入结构与基部托盘之间，例如在所述插入结构的底部部分下面。在插入结构下方使用松散绝热材料提供减小插入结构的底部部分中的壁厚的有利可能性。尤其是因为松散绝热材料和较薄插入结构相对于一个厚的模制插入结构更容易进行处理。

在本发明的另一个方面中，所述至少一个松散绝热材料层的壁厚y2在10毫米与40毫米之间，诸如约15毫米，并且所述插入结构的壁厚y1在10毫米与40毫米之间，诸如约15毫米。由此实现本发明的有利实施例，其基于对燃料和基部托盘特征的了解，成本和材料有效地使用绝热材料。另外，如果插入结构在使用期间被单独损坏，那么松散绝热材料将使燃料与基部托盘分离。

本发明还涉及制造一次性烤架的方法，该一次性烤架包括由易燃材料制成的作为外烤架盖的基部托盘和由绝热材料制成的至少一个插入结构。所述方法包括以下步骤：

选择要定位在所述插入结构中的以可燃生物质材料成形的燃料，

通过使用所述燃料和所述基部托盘的一个或多个特征来限定所述插入结构中的至少一个位置的至少一个壁厚，

将所述燃料定位在所述插入结构中，以及

用所述基部托盘覆盖包括定位燃料的所述插入结构。

由此实现用于制造一次性烤架的有利方法。

在一个实施例中，上述方法可以用于制造根据权利要求1至21中任一项所述的一次性烤架。

附图说明

下面将参考附图描述本发明，其中

图1以透视图示出众所周知的一次性烤架的示例，

图2a至2c示出根据本发明使用以可燃生物质材料成形的燃料的一次性烤架的实施例，

图3a和3b示出根据本发明的一次性烤架的另一个实施例，

图4更详细地示出图2a所示的一次性烤架的部分和尺寸，

图5更详细地示出根据本发明的一次性烤架的另一个实施例的部分和尺寸，

图6a和6b示出来自根据本发明的一次性烤架的实施例的辐射热函，以及

图7示出公开制造一次性烤架的方法的流程图。

具体实施方式

图1以透视图示出众所周知的一次性烤架1的示例，所述一次性烤架1预填充有呈木炭团块形式的单独可燃热源3。

木炭团块通过成形为托盘的容器2承载在烤架中。容器2定位在下部支撑结构4上，所述下部支撑结构4适于在烤架的使用期间将容器2从下面的地面抬起。

容器2由具有基本上防火的表面涂层(诸如硬化粘土)的易燃材料(诸如木屑和锯末)制成。在使用烤架后，不同的材料以环保方式都是一次性的。

标准尺寸的普通烤架通常具有320毫米的长度尺寸和250毫米的宽度尺寸以及400至600克的木炭。特大尺寸的普通烤架通常具有480毫米的长度尺寸和320毫米的宽度尺寸以及800至1200克的木炭。

图2a至2c示出使用以可燃生物质材料成形的燃料的根据本发明的一次性烤架10的实施例。

图2a示出如从侧面看到的通过一次性烤架10的中部的截面图。

一次性烤架10被示出为具有由绝热材料制成的插入结构11。插入结构11包括四个侧壁18a-18b，其从插入结构的底部部分17向上突出以形成在顶部处具有开口的托盘14。托盘包含以可燃生物质材料(诸如木炭或压缩煤或生物燃料粉末)成形的燃料12。

一次性烤架10还包括由易燃材料制成的作为外烤架盖的基部托盘13。在使用一次性烤架10之前，基部托盘13可以完全覆盖插入结构11和燃料12，例如作为运输保护盖。为了准备使用烤架，移除盖的上部部分。作为剩余烤架盖的基部托盘13在使用期间覆盖插入结构的四个侧壁18a-18b和底部部分17中的大部分。如图所示，侧壁18a-18b的最上部分未被基部托盘13覆盖。

燃料被示出为具有平坦的上表面15和下表面16并且具有贯穿孔19。贯穿孔19确保燃料12将在插入结构11的托盘14中均匀地燃烧。

插入结构11应当被理解为任何类型的设备、装置、布置或由能够显著降低导热率的绝热材料制成的其他设备。这种绝热材料可以包括具有低导热率(即通常低于0.5瓦/米开尔文(w·m-1·k-1))的任何类型的材料，诸如珍珠岩、矿物棉或泡沫、陶瓷绝缘瓷砖、玻璃泡沫、聚氨酯泡沫、纸、膨胀聚苯乙烯、膨胀粘土、无定形火山玻璃、矿渣或其他物质或其任何组合。然而，还为了防火，列出的一些材料将必须用一种或多种阻燃剂涂覆或以其他方式处理，或者与其他材料混合或涂覆有其他材料，从而确保插入结构的防火质量。

在本发明的优选实施例中，插入结构11和基部托盘13分别由珍珠岩材料和纸板制成。

图2b示出如从上方看到的包括燃料12的图2a的一次性烤架10。

具有四个侧壁18a-18d的插入结构11的托盘14被示出为在长度和宽度方向上牢固地包围燃料12。在燃料12的上表面15中还示出燃料12中的贯穿孔19的图案。包围插入结构11和四个侧壁18a-18d的基部托盘13的上边缘也是可见的。

燃料12的长度lf和宽度wf也包括在图中。

图2c示出如从侧面看到的通过图2a的燃料的中部的截面图。

燃料12的深度/厚度df比如图2b所示的燃料12的长度和宽度小许多倍。

燃料可以包括除了所建议的孔之外的其他贯穿孔图案以便使燃料均匀燃烧。

图2a-2c所示的燃料也可以分成彼此相邻定位以便建立对应于所示单个燃料元件的燃料的多个燃料元件，例如并排定位的两个或四个燃料元件或以二乘二矩阵配置的四个燃料元件。

图3a和3b示出根据本发明的一次性烤架10的另一个实施例。

图3a示出如从侧面看到的中心地通过一次性烤架10的截面图。插入结构11和基部托盘13对应于上面尤其相对于图2a描述的插入结构和基部托盘。

然而，燃料12在图3a和3b中被示出为包括24个圆形燃料元件20而不是单个燃料元件。圆形燃料元件20中的每一个具有贯穿中心孔，其为圆形燃料元件20提供环形外观，同时在托盘14中保持平坦的上表面15和下表面16。

在插入结构的托盘中包括圆形燃料元件20的燃料12仍然保持基本上板形的形式。

包括放大图的图4更详细地示出图2a所示的一次性烤架的部分和尺寸。出于清楚的原因，在图中从一次性烤架10移除燃料12。插入结构11和基部托盘13的一个角部被放大以示出插入结构11的侧壁18b和底部部分17处的壁厚x、y。

附图示出插入结构11的壁厚x、y具有相似的尺寸，但尤其是底部部分17的壁厚y也可以大于侧壁的壁厚x以应对向下辐射的较大热函。

壁厚x、y优选地限定在侧壁和底部部分中的位置处，其中厚度自然设置为最小值，并且其中基部托盘13位于该位置的另一侧。

因此，插入结构11优选地通过使插入结构11的至少一个壁厚相对于燃料12和基部托盘13的一个或多个上述特征最小化来进行设计。

图5更详细地示出如图2a先前所示的一次性烤架10的另一个实施例的部分和尺寸。

一次性烤架10设置有位于插入结构11与基部托盘13之间的松散绝热材料层21。松散绝热材料层21优选地位于插入结构11的正下方并且由基部托盘13保持就位，如图所示。

在本发明的优选实施例中，松散绝热材料层21具有在10毫米与40毫米之间(诸如15毫米)的壁厚y2，连同插入结构11的在10毫米与40毫米之间(诸如15毫米)的壁厚y1。

插入结构应当被理解为任何类型的设备、装置、布置或由能够显著降低导热率的绝热材料制成的其他设备。这种绝热材料可以包括具有低导热率(即通常低于0.5瓦/米开尔文(w·m-1·k-1))的任何类型的材料，诸如珍珠岩、矿物棉或泡沫、陶瓷绝缘瓷砖、玻璃泡沫、聚氨酯泡沫、纸、膨胀聚苯乙烯、膨胀粘土、无定形火山玻璃、矿渣或其他物质或其任何组合。然而，还为了防火，列出的一些材料将必须用一种或多种阻燃剂涂覆或以其他方式处理，或者与其他材料混合或涂覆有其他材料，从而确保插入结构的防火质量。

松散绝热材料21和插入结构11优选地由相同的材料诸如珍珠岩制成。

图6a和6b示出来自根据本发明的一次性烤架10的实施例的辐射热函。图6a所示的一次性烤架10与图2a中的所示烤架相同，并且仅出于清楚的原因再次包括该附图。

图6b用箭头示意性地示出当燃料被点燃并且均匀燃烧时，从燃料12朝向待烧烤的食物以及经由插入结构11朝向基部托盘13辐射的热函。

最大的箭头示意性地示出朝向待烧烤的食物向上辐射的热函q向上。

较小的箭头示意性地示出分别朝向基部托盘13的侧壁辐射的热函ql、qr以及朝向基部托盘13的底部部分向下辐射的热函q向下。辐射热函ql、qr和q向下经由插入结构11在基部托盘13的外表面上提供对应的温度tl、tr和t向下。

在本发明的实施例中，插入结构11的壁厚可以由所述基部托盘13的外表面上的一个或多个期望工作温度限定。基部托盘13的外侧壁表面的期望工作温度tl、tr被选择为在40℃与80℃之间，诸如在45℃与60℃之间，例如约50℃，以便使用户能够在侧壁舒适地握持正燃烧的一次性烤架，而无需使用手套或类似的热保护装置。基部托盘13的外底部表面的期望温度t向下被选择为在80℃与170℃之间，诸如在100℃与140℃之间，例如约120℃，以便使正燃烧的一次性烤架能够竖立在木桌或类似的家具上而没有损坏家具表面的风险。

在建立标准尺寸的一次性烤架时，可以通过使用上述壁厚和燃料重量诸如约为25毫米的侧壁厚、在20毫米与70毫米之间(诸如约30毫米)的底部部分处的壁厚、以及约为300克的成形的燃料重量来实现期望工作温度。

因此，插入结构11优选地通过使插入结构11的至少一个壁厚相对于燃料12和基部托盘13的一个或多个上述特征最小化来进行设计。

上述附图没有示出与一次性烤架相关的任何格栅装置，但烤架通常将设置有某种类型的网格、网眼、栏栅、格架、筛网、或适合于放置在一次性烤架的热源上方同时承载待烧烤的食物的任何其他类型的格栅。

格栅装置可以形成为多个相互连接的单独部分、作为单个部分、作为多个单个部分或其任何组合。

图7示出公开制造一次性烤架的方法的流程图。

所公开的方法包括以下步骤：

a1)选择以可燃生物质材料成形的燃料。

a2)获得燃料和基部托盘的一个或多个特征。

a3)限定插入结构中的至少一个位置的至少一个壁厚。

a4)控制一次性烤架的限定壁厚是合适的，例如，相对于基部托盘。

方法步骤a1-a4)后面的主题已经在上面，例如相对于图2a至5进行描述。

a5)如果上述控制的结果是肯定的，那么制造具有至少一个限定壁厚的一次性烤架。

一次性烤架10的制造过程可以包括具有限定壁厚的插入结构11的形成或模制步骤以及燃料12的成形步骤。将燃料12定位在插入结构11的托盘14中，然后例如在插入结构和燃料的顶部上添加格栅装置、具有用户指令的纸张等。最后，将基部托盘13设置为一次性烤架10的外盖。

一次性烤架10的制造过程可以包括使用以松散材料制成的插入结构的替代性步骤，所述松散材料例如通过使用粘结剂或覆盖材料来定位并且固定在基部托盘中。覆盖材料可以例如是纸板，其中在制造过程中将成形燃料添加在纸板覆盖的托盘中之前，对松散插入材料进行轮廓成形以形成插入结构中的侧壁和托盘的上部部分。盖将有助于保持插入结构的形状，并且尤其在一次性烤架的运输期间将松散插入材料保持就位。当烤架被点燃时，盖将迅速燃烧掉，并且松散材料将通过松散材料(例如，珍珠岩材料)的材料特征来保持插入结构的形状。

上面已经参考包括插入结构11、燃料12和基部托盘13的一次性烤架10的具体示例例示本发明。然而，应当理解的是，本发明不限于上述特定示例，而是可以在如权利要求中指定的本发明的范围内以多种变体进行设计和改变。

列表

1.众所周知的一次性烤架

2.用于承载可燃热源的以一次性材料制成的容器

3.作为可燃热源的木炭团块

4.用于容器的下部支撑结构

10.根据本发明的实施例中的一次性烤架

11.由绝热材料制成的插入结构

12.以可燃生物质材料成形的燃料

13.由易燃材料制成的作为外烤架盖的基部托盘

14.用于容纳燃料的插入结构中的托盘

15.燃料的上表面

16.燃料的下表面

17.烤架的底部部分

18a-d烤架的侧壁

19.燃料中的贯穿孔

20.圆形压块，诸如具有带有中心孔的环形形状

21.松散绝热材料层

l、w、d.燃料的长度、宽度和深度/厚度

q.来自燃料的辐射热函

t.温度

x.插入结构的侧壁中的至少一个位置的壁厚

y插入结构的底部部分中的至少一个位置的壁厚

y1、y2.底部部分的单独层中的至少一个位置的壁厚

a1-a5.公开制造一次性烤架的方法的流程图的步骤