專利名稱：內置疊層蒸燉炊具的調壓鍋的制作方法
技術領域：
家庭用高壓鍋、電飯煲、蒸鍋或湯鍋的替代炊具系列，內置疊層蒸燉炊具的調壓鍋。
背景技術：
現有家庭用的高壓鍋、電飯煲、蒸鍋或湯鍋內部配套炊具均比較簡單，僅有一層，甚至沒有。未能就經濟、方便、省時、節能、實用5個方面都認真地全面考慮。比如(1)現有蒸鍋內部僅配置一層蒸籠，這與內置多層的蒸籠比較，就浪費了大半的空間、時間和能源。
(2)雖然使用高壓鍋具有省時、節能的顯著效果，但因缺乏內部配套炊具，以致使用方式單一，內部空間利用率低，省時、節能效果未能再成倍地提高。
以華人現有的大眾化生活水平，如果午餐和晚餐以大米飯配四菜一湯或兩湯估計。家庭主婦必須完成燜大米飯，蒸、燉湯的2～3項相對長時間的蒸燜工作，另加炒2～4道菜，由此可知做一頓飯菜應花費多少時間！這對現代快節奏的生活規律和工作效率，已經明顯不合拍了。
筆者留意查看了大型超市和商場的廚房炊具，并從互聯網檢索了中國1985年至今A47J系列的發明和實用新型專利，均未見到與高壓鍋、電飯煲、蒸鍋或湯鍋相關的內置疊層蒸燉炊具的配套產品。
發明內容
針對現有設計思路存在的不足，從經濟、方便、省時、節能、實用5個方面綜合考慮，參見附圖1～7，本發明《內置疊層蒸燉炊具的調壓鍋》，是在前期發明的《內置式疊層蒸燉炊具盒》的主題基礎上，進一步作重大改進完成的第二代發明專利。它具有更顯著的節能、省時、經濟、實用、保健和環保效果一.高壓鍋的節能、省時效果首先，由大量物理實驗總結出來的熱力學定律可知，水的沸點溫度T與鍋內水蒸汽壓力P的關系式如下T=100+28.012(PP0-1)-11.64(PP0-1)2+7.1(PP0-1)3---(1.1)]]>上式中P0＝1個大氣壓，P的單位為大氣壓，T的單位為℃。由(1.1)式計算的高壓鍋內水的沸騰溫度T、水蒸汽壓力P變化見下表筆者測算了市場上銷售的大～中～小幾個型號的家用高壓鍋，根據鍋蓋上噴汽孔內徑d和壓力錘的重量G，由(1.2)式估算出鍋內水蒸汽壓力P一般在1.8～2.2個大氣壓之間。從下表數據即可查得，鍋內湯或粥沸騰的最高溫度應在118.6～129.1℃區間。
P=G0.25πd2+1---(1.2)]]>
高壓鍋內水的沸騰溫度T、水蒸汽壓力P變化表
由此可知，高壓鍋能快速將食物煮熟，燉爛，得益于鍋內能維持較高的溫度。同理，高壓鍋之所以節能效果顯著，在于大部分熱水蒸汽沒有散失，用小火就能維持鍋內的食物長時間處于120～130℃的高溫區間。停火后還能繼續維持5～15分鐘100℃以上的次高溫。同時，我們還知道，水的平均比熱容約等于1卡/克度，而水的汽化熱競高達540卡/克度。也就是說在一個大氣壓下，要將每克100℃的液態水加熱蒸發成水蒸汽，就必須吸收由燃料燃燒加熱提供540卡的熱量！(假定這時燃料燃燒加熱和鍋內食物對熱量吸收的效率都高達100％！)它顯然遠遠大于鍋外表面熱輻射和空氣對流散熱的熱能損耗！由熱力學的總能量守恒定律即可推斷當壓力鍋頂部噴氣孔維持臨界噴氣狀態時，也就是鍋內封閉系統的溫度和總熱容量不變時，能維持這種狀態需要的少量燃料燃燒提供小火的火力熱量就等于鍋表面熱輻射和空氣熱對流損耗的總熱量。(所有使用過高壓鍋的人都知道，這種大火的燃料消耗率大約是小火的3～5倍！)。由上表可知，鍋內水蒸汽的壓力P決定了鍋內湯或熱水的沸騰溫度T。對湯鍋、蒸鍋和電飯煲，當湯被燒開后，小火加熱維持湯呈沸騰狀態或大火加熱促使大量水蒸汽生成并熱氣騰騰地逸失時，只要水蒸汽的壓力與外界一樣，均為一個大氣壓，則水的溫度就只能維持在100℃不變。(富含作料的湯沸騰溫度可能有些變化，但可以忽略不計)。所以，此時如果連續加大火力，冒出大量熱氣騰騰的水蒸汽，只是能源的大量浪費而已。
從上面的分析可推知，在一個大氣壓下，水的沸騰溫度只能達到100℃。家用炊具要想有效地節能、省時，關鍵在于既要維持鍋內較高的溫度，又要盡量避免熱水蒸汽散失。所以，維持鍋內水蒸汽適當的壓力是節能的最有效方法。這對以節能、省時為主要目標的《內置疊層蒸燉炊具的調壓鍋》發明專利，因內置疊層蒸籠或疊層蒸燉炊具盒中的食物，中～上層的加熱主要依靠水蒸汽傳遞熱量；它即要提高水蒸汽的傳熱速度和熱效率，又要使鍋底有限的加熱用水量盡量維持常量，就更顯得至關重要了！遺憾的是，目前市場上銷售的各種類型高檔電飯煲、蒸鍋或湯鍋，都偏向豪華的外包裝和配置多功能的液晶電子顯示面板。多數都包裹著保溫層或涂層，側重于防止鍋外表面熱輻射和空氣對流散熱的保溫節能。但是，由上述的熱力學節能效果分析即可看出這類高檔節能電飯煲，多功能的液晶電子顯示面板和豪華的外包裝，長期處在近100℃高溫，湯、油、煙和熱水蒸汽的熏泡下，能否經久耐用？消費者的心中應該都有數；其實際節能效果也相當有限。
對湯鍋、蒸鍋或電飯煲，我們可以根據食物需要蒸煮的時間和相應的溫度，只要參照現成高壓鍋的設計制造原理，先確定鍋內水蒸汽壓力分為1.1～1.5個大氣壓區間的幾個檔次。將噴氣孔內徑適當擴大，壓力錘的下部托架上的螺母主要重量部份分成二～三份，設計成重量能夠隨意增減的即成為中～低壓的調壓鍋。對低壓的壓力鍋，它即能有效地節能，又便于及時降壓排汽揭開鍋蓋添加各種配料和調味品，見圖1。同時，還可以在有效節能的狀態下，蒸發酵膨脹的小籠包、饅頭或包子。因為這些中～低壓力鍋內的水蒸汽壓力遠小于高壓鍋，所以鍋壁的厚度、材料強度可以適當降低，防爆保險結構還可以適當簡化。
同理，對高壓鍋，根據蒸煮食物需要的溫度和時間，我們只要參照圖1壓力錘重量調整原理，將壓力錘總重量設計成多檔次可調整的，就可以使高壓鍋成為中～低壓和中高壓的更多檔位的調壓鍋。甚至使高壓鍋同時具備可調中～低壓力的電飯煲、蒸鍋和湯鍋的使用效果及顯著的節能、省時功能。如果再同時配套內置多層疊層蒸籠片和疊層蒸燉炊具盒，就可真正實現一鍋多用的功能，積高壓鍋、電飯煲、蒸鍋和湯鍋的所有功能于一身，使廚房的炊具更加簡潔、經濟、實用。
二.內置疊層蒸燉炊具的節能、省時效果(1)高壓鍋、調壓鍋內設置疊層蒸燉炊具盒，將燜干飯和燉湯的2～3項工作合并。不但能使節能、省時效果幾乎翻倍，而且飯和湯同步、同溫度上餐桌，可免去保溫或再加熱的能源浪費和麻煩。
(2)早餐高壓鍋、調壓鍋在煮稀飯或熬小米粥時，只要用上層炊具盒扣上防水蓋懸掛在鍋內壁的4個小凸柱上，即可捎帶加熱饅頭、包子或糕點。如果上層蒸燉炊具盒和防水蓋2、加上圖5所示的蒸燉炊具盒內置的隔板23，即可同時加熱3樣剩余飯菜。若將稀飯或小米粥換成其它食物，上層蒸燉炊具盒5內的隔板去掉，也成為下煮上蒸的組合。第二代專利的上層炊具盒采用懸掛式，可以省去第一代《內置式疊層蒸燉炊具盒》發明專利中的下部高腳支架。
(3)在使用的過程中，還可以根據不同的食物需要蒸、燉時間的長短，調換上、中、下層位置和預先加水的溫度以使其能夠接近同步燉熟。在中～低壓調壓鍋內使用疊層或上層蒸燉炊具盒，同樣也成為上蒸下燉或上蒸下煮的組合，還可以隨時排氣揭蓋添加配料或調味品。如果不同的食物需要蒸、燉的時間相差太長，我們還可以使用高壓～中壓～低壓的調壓鍋，先將中～下層食物蒸燉一段時間后，再排氣揭蓋疊加上層食物，最后一起同時燉熟。
(4)在蒸燉炊具盒表面鍛壓一些時髦的裝飾性花紋圖案，即可直接擺上餐桌，當盤子使用，實現一物多用的功能。底層炊具盒的底部鍛壓成波紋狀的導水導熱槽，還可以簡化掉第一代《內置式疊層蒸燉炊具盒》發明專利中的底部導水、導熱墊片。
(5)在低壓調壓的蒸鍋內將懸掛件“拉長”，甚至延長至鍋底。內側分層打孔～上彎成圖6所示的托鉤40的形狀，中間安上圖7所示的多層的圓形蒸籠片，就組成多層的疊層蒸籠。實際操作中可以根據餃子、小籠包或饅頭、包子的大小，調整確定使用的層數和間距。
(6)本發明產品結構簡單緊湊，配套齊全，節省原材料，生產成本低。充分利用高壓鍋、電飯煲、湯鍋或蒸鍋內的有限空間，成倍地提高節能、省時效果。為將來以大眾化的價格、大批量投放市場推廣使用創造了條件。
(7)中國就有13億人口，全世界以大米飯為主食的民眾估計有40億。以每4人為一個家庭，僅配置一套“內置疊層蒸燉炊具的調壓鍋”計算，使用壽命假設為5年，則每年就有2億套“內置疊層蒸燉炊具的調壓鍋”市場。
(8)假設一日3餐每個家庭節約30％的燃料費，(煎、炸、炒菜時，用炒鍋沒有節能！)，每年至少可節約250元人民幣的燃料費。一年節能效益就超過對購買組合鍋具的投資。而全球每年至少可節約2500億元的燃料費，相當于少燒(5000～6000)萬噸的燃油！節能省時和環保的社會總效果都相當顯著。這是造福地球上萬物生靈和全人類的無量功德。也是壟斷全球性炊具行業，銷售市場前景廣闊、經濟效益可觀的前提。
圖1是內置疊層蒸燉炊具盒的調壓鍋壓力錘結構原理示意圖；圖2是內置疊層蒸燉炊具盒的調壓鍋內部疊層原理示意圖；圖3是調壓鍋內部上層炊具盒外緣懸掛件結構示意圖圖4是一副鉤具的結構示意圖；圖5是與上層蒸燉炊具盒內部配套的隔板結構示意圖圖6是調壓蒸鍋內懸掛件“拉長”做成疊層蒸籠片支架結構示意圖；圖7是調壓蒸鍋內多層蒸籠片結構示意圖。
圖中1.壓力鍋鍋蓋、2～3.壓力錘調整加重螺母、4.噴氣孔、5.塑料防燙連接帽、6.錐柱狀壓力塞、7.壓力錘底部托架、8.噴氣管、9.噴氣管緊固螺帽、10.調壓鍋、11.上層炊具盒懸掛件、12.懸掛件緊固鉚釘、13.上層防水蓋、14.防水蓋鉤孔緊固鉚釘、15.防水蓋鉤孔、16.上層炊具盒、17.上層炊具盒防水蓋的防水圈、18.鍋壁的連接鉚釘、19.下層炊具盒的防水圈、20.中、下層炊具盒鉤孔、21.下層炊具盒、22.加熱用水、23.下層炊具盒底部波紋狀的導水導熱槽、24.懸掛件彎曲內邊界線、25.懸掛件內邊界線、26.懸掛件鍋壁支撐卡槽孔、29.調壓鍋壁的懸掛件支撐鉚釘、27.30.上層炊具盒的懸掛件緊固鉚釘、28、31.懸掛件頂部的鉤孔、32.防燙塑料管或橡皮管、33.不銹鋼、鋁合金或鍍鉻鋼絲、34.鉤具兩端部的間距、35.鉤具端部、36.上層炊具盒里的配套隔板、37.隔板搭接縫、38.鉤孔、39.左側長懸掛件、40.上彎托鉤、41.鍋壁懸掛件支撐卡槽孔、42.右側長懸掛件、43.上彎托鉤孔、44.導汽導熱孔、45.手指上下移動夾孔、46.圓蒸籠片下彎的材料強度加強邊緣圈。
具體實施例方式
以下結合附圖對本發明具體實施方式
和步驟進行說明(1)參見圖1～7，所有的組件(圖1可調壓力錘的塑料防燙連接帽5，圖4專用鉤具的防燙塑料管或橡膠管32除外)，全部采用炊具系列的鋁合金或不銹鋼材料。
(2)只要懸掛件鉤孔31，下層炊具盒鉤孔20位置材料強度允許，底層蒸燉炊具盒21的側壁能夠支撐中～上層炊具盒16的食物重量，都可采用較薄的鋁合金或不銹鋼材料。
(3)在滿足鍋內的加熱用水22不被燒干的前提下，應盡量增大壓力鍋內的空間利用率。使用調壓鍋防止熱水蒸汽逸失，上層防水蓋的防水圈17和上層炊具盒的防水圈19的作用是避免蒸汽冷凝水流入下面的炊具盒。使少量的加熱用水22能盡量保持常量。疊層蒸燉炊具盒可以進一步加高，使上層盒蓋13盡量接近調壓鍋內的噴氣孔。以進一步增大鍋內的空間利用率。
(4)根據調壓鍋或高壓鍋的大小，可考慮上層蒸燉炊具盒蓋13與調壓鍋或高壓鍋10內壁的間距取0.1～0.5厘米；上層蒸燉炊具盒16與鍋10內壁的間距取0.3～0.6厘米；中～下層蒸燉炊具盒21的半徑再縮小0.3～0.5厘米，使上層蒸燉炊具盒底部防水邊緣圈19對下層剛好起盒蓋和防止漏水的作用。
(5)中～下層蒸燉炊具盒21表面鍛壓的裝飾性花紋圖案應盡量采用垂直方向的凹凸紋路，這樣可進一步提高下層蒸燉炊具盒側壁的支撐力強度。底層蒸燉炊具盒的底部波紋狀導水導熱槽也可以鍛壓成放射狀或兩組交叉狀，這樣導水導熱的效果更好。
(6)圖1～7的所有金屬零件，(圖1可調壓力錘的塑料防燙連接帽5，圖4專用鉤具的防燙塑料管或橡膠管32除外)，全部采用炊具系列的鋁合金或不銹鋼材料一次鍛造成型。必須打孔的由下一道工序解決。
(7)使用圖4的專用金屬鉤具端部35的一個鉤，可鉤動盒蓋13上面的鉤孔15，順利實現盒蓋13的移動。同理，鉤具兩端部的間距34應略大于兩個鉤孔的間距，鉤具材料不銹鋼、鋁合金或鍍鉻鋼絲33應有較好的彈性。操作時只要將一副鉤具同時伸到相應位置，拇指和食指～中指輕輕一捏再輕提，使鉤具端部35鉤住鉤孔，就可方便地對上、中、下層炊具盒和由多層蒸籠組成的長懸掛件進行下鍋和起鍋操作。為了使鉤孔20具有較高的強度，又方便鉤具端部對鉤孔定位，可以考慮鍛壓中在鉤孔兩側的內槽增加小橫梁片。同理，在其它位置增設2～4個小橫梁片也有同樣的效果。
(8)圖2所示的疊層炊具盒高度還可以適當增高。當下煮上蒸組合時，上層炊具盒應當懸掛。當上、中、下疊層為下燉上蒸組合時，上層炊具盒就不必懸掛，應旋轉20°～90°，直接靠自重壓在中～下層炊具盒上，這樣防水滲漏的效果更好。
下面以具體實施例進行優化選擇實施例1現有的炊具鍛造行業已有的加工工藝和設備，都能夠以低成本、高質量、高效率直接大批量鍛造出如圖1～7所示的鋁合金或不銹鋼材料的所有零部件。只要鍛造中不影響炊具盒表面裝飾性花紋的清晰、美觀，就可放心大批量地生產。
實施例2能否方便地對調壓鍋內疊層蒸燉炊具進行下鍋、起鍋操作，是實現本發明的關鍵。圖4的一副專用防燙鉤具和懸掛原理、鉤孔設計。不但能實現調壓鍋內疊層蒸燉炊具盒和疊層蒸籠內部可用容積的最大化，而且便于鉤具進行下鍋、起鍋的實際操作。實際制造中，我們還可以將中～下層蒸燉炊具盒的鉤孔20適當變寬、變大，鉤具端部35處適當軋制成鈍圓錐形或扁圓錐形，這樣，更便于鉤具進行下鍋、起鍋時鉤孔定位的實際操作。
權利要求
1.一種家庭用內置疊層蒸燉炊具的調壓鍋，與現有的高壓鍋、電飯煲、蒸鍋和湯鍋內的單層簡單配套炊具相比，其特征是鍋內由幾套2層或2層以上的蒸燉炊具疊層組合而成，鍋內熱水蒸汽的壓力可以從高壓～中壓～低壓實行多檔次隨意調整，能同時蒸煮或蒸燉多樣食物，具有一物多用和一鍋多用的功能，鍋內空間利用率、節能、省時效果都提高30％以上。
2.如權利要求1所示的內置疊層蒸燉炊具的調壓鍋，其特征在于鍋內熱水蒸汽的壓力是通過調整壓力錘的總重量來實現的，壓力錘的整體由空心的螺桿托架和幾片厚度、重量不同的螺母組成。對厚度、重量不同的螺母進行疊層組合，就能調整壓力錘的總重量。
3.如權利要求1所示的內置疊層蒸燉炊具的調壓鍋，其特征在于鍋的內部配置有2～3套疊層蒸燉炊具，2套由2層和3層的疊層蒸燉炊具盒組成，一套由2層和2層以上的疊層蒸籠片組成，實際應用中可根據需要確定疊層的蒸籠片數和調整蒸籠片之間的間距。
4.如權利要求3所示的內置疊層蒸燉炊具的調壓鍋，其特征在于內置疊層蒸燉炊具盒均為開口式，頂層炊具盒有一個防水蓋，上層炊具盒底部有凸出的邊緣圈，對下層炊具盒剛好蓋住起防漏水的作用。頂層炊具盒外邊緣釘有一副懸掛件，懸掛件邊緣設有鉤孔，下層炊具盒上邊緣設有鉤孔，底層炊具盒底部設有波紋狀的導水導熱槽。
5.如權利要求3所示的內置疊層蒸燉炊具的調壓鍋，其特征在于另一套2～8片規格、形狀相同的疊層蒸籠片，各蒸籠片由“拉長”的懸掛件上鍛壓的兩排上彎托鉤支撐，可以根據所蒸餃子、小籠包或饅頭、包子食物的形狀大小采用蒸籠片數和調整間距。
6.如權利要求1所示的內置疊層蒸燉炊具的調壓鍋，其特征在于配置一副專用的簡單防燙鉤具，鉤具的端部軋制成鈍圓錐形或扁圓錐形，能方便地對內置配套疊層蒸燉炊具進行下鍋和起鍋移動操作。
7.如權利要求3所示的內置疊層蒸燉炊具的調壓鍋，其特征在于疊層蒸燉炊具盒的表面由模具鍛壓一些時髦的裝飾性花紋圖案，可直接擺上餐桌當盤子使用。
8.如權利要求3所示的內置疊層蒸燉炊具的調壓鍋，其特征在于上層防水蓋邊緣與鍋壁留有0.2～0.4厘米的間隙，上層蒸燉炊具盒邊緣與鍋壁留有0.3～0.5厘米的間隙，從上層炊具盒往下層炊具盒，因防漏水、邊緣留鉤孔位置和鍋內加熱用水量的需要，邊緣與鍋壁的間隙需要逐漸擴大。
9.如權利要求3所示的內置疊層蒸燉炊具的調壓鍋，其特征在于懸掛件上設有半圓形的卡槽，將原外鍋壁把手上的兩副鉚釘往鍋內延長，剛好對懸掛件起支撐作用。
10.如權利要求3所示的內置疊層蒸燉炊具的調壓鍋，其特征在于上層蒸燉炊具盒內設置兩塊組合隔板，隔板上有搭結縫，可以將炊具盒內分成幾個小區間。能分開加熱剩余飯菜。
全文摘要
本發明涉及一種家庭用內置疊層蒸燉炊具的調壓鍋，與現有的高壓鍋、電飯煲、蒸鍋和湯鍋內的單層簡單配套炊具相比，其特征是鍋內由幾套2層或2層以上的蒸燉炊具疊層組合而成，鍋內熱水蒸汽的壓力可以從高壓～中壓～低壓實行多檔次隨意調整，能同時蒸煮或蒸燉多樣食物，具有一物多用和一鍋多用的功能，鍋內空間利用率、節能、省時效果都提高30％以上。大批量生產成本低廉，市場前景廣闊。使用該鍋具省時、節能的經濟效益和社會環保效益均相當可觀。
文檔編號A47J27/05GK1981684SQ20061009332
公開日2007年6月20日 申請日期2006年6月8日 優先權日2005年8月1日
發明者黃振強 申請人:黃振強