锅具和烹饪装置

技术领域

本发明涉及烹饪技术领域，具体地，涉及一种锅具和烹饪装置。

背景技术

目前电饭煲或电压力锅通常使用电磁加热或热盘加热，受限于其加热单元与受热单元的结构与尺寸，此类烹饪锅具的内锅其受热面主要集中于内锅锅壁底部区域，从而使得内锅整体受热不均匀。为使锅具能够受热均匀，通常将锅具设置为双层锅具且在内外锅之间的夹层腔中装载有液体相变工质，外锅受热后先将热量传导至液体相变工质以使液体相变工质受热汽化，而后气态的相变工质与内锅接触以将热量传递给内锅，内锅受热升温以对内锅中的食材进行烹煮。虽然利用双层锅具可实现均温的目的，但此种锅具的外锅容易出现局部过热的问题，由此不仅影响锅具的导热效率，甚至还会损害加热元器件的使用寿命。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型的锅具和烹饪装置，该锅具结构合理、导热效率高、可避免锅具因局部过热而损坏加热元器件的使用寿命。

为了实现上述目的，本发明提供了一种锅具，所述锅具包括：

外锅体，所述外锅体的锅壁包括导热层；

内锅体，嵌设于所述外锅体内；和

液态相变工质，非加热状态的所述液态相变工质容纳于所述内锅体与所述外锅体之间的夹层腔的底腔中并具有相变工质液位高度；

其中，所述导热层从所述相变工质液位高度的下方向上延伸至所述相变工质液位高度的上方。如此，将导热层与液态相变工质对位设置，可将外锅体的热量通过导热层快速高效地传递至液态相变工质，以加快液态相变工质吸热相变且液态相变工质汽化相变时能带走大量的热量，不仅可进一步提高锅具的加热效率及均温效果，同时也可防止外锅体因局部过热而损害加热元器件的使用寿命或者产生安全问题。

可选地，所述导热层的顶端与所述相变工质液位高度的高度差可不小于10mm；和/或，

所述导热层的顶端的高度可不少于所述锅具的高度的20％；和/或，

所述导热层的热导率K可不小于50W/mk，优选为不大100W/mk。

进一步地，所述导热层还可包括从所述导热层的顶端向上延伸的多条竖向导热层；和/或，

所述导热层全覆盖位于所述相变工质液位高度上方的所述外锅体的锅壁。

更进一步地，所述导热层可全覆盖位于所述相变工质液位高度下方的所述外锅体的锅壁；

和/或，所述导热层可沿周向延伸并形成为环状导热层，所述环状导热层的底端不高于所述相变工质液位高度。

在一些实施例，所述外锅体的锅壁可至少包括基体层单元和由所述导热层组成的导热层单元，其中，

所述导热层单元包括作为所述导热层的导热板材结构，所述导热板材结构与所述基体层单元层叠复合，

和/或，所述导热层单元包括作为所述导热层的导热复合涂层，所述导热复合涂层位于所述外锅体的锅壁表面。

可选地，所述基体层单元可包括具有纯铁材料、马氏体不锈钢材料或铁素体不锈钢材料的导磁性板材；和/或，

所述导热板材结构可包括一层或层叠复合的多层导热板材，所述导热板材为铝板材、铝合金板材、铜板材、铜合金板材、银板材、银合金板材中的至少一种；和/或，

所述导热复合涂层的材质可为金属材料和陶瓷材料中的至少一种，所述金属材料为铝和/或铜，所述陶瓷材料为氮化铝和/或碳化硅。

进一步地，所述导热复合涂层的导热率可为所述基体层单元的导热率的3～20倍；和/或，

所述导热复合涂层的覆盖面积S1与所述外锅体的锅壁表面积S的比值满足：10％≤S1/S≤100％；和/或，

所述导热复合涂层的厚度H1与所述基体层单元的厚度H2的比值满足：2％≤H1/H2≤50％。

更进一步地，所述外锅体的锅壁还可包括：

耐腐蚀层单元，位于所述外锅体的锅壁的最内层或次内层；和/或，

耐高温层单元，位于所述外锅体的锅壁的最外层或次外层。

可选地，所述耐腐蚀层单元可包括不锈钢板材，所述耐高温层单元包括钛板材或钛合金板材。

进一步地，所述外锅体的锅壁总厚度可为0.5mm～5mm。

更进一步地，所述导热复合涂层的喷涂工艺可为热喷涂工艺和冷喷涂工艺中的至少一种；其中，所述热喷涂工艺为超音速喷涂工艺、等离子喷涂工艺和电弧喷涂工艺中的至少一种。

可选地，所述导热复合涂层位于所述外锅体的锅壁的最内层且形成为表面粗糙度为Rz的导热材料喷涂层，所述Rz满足：1μm≤Rz≤100μm，优选为1μm≤Rz≤25μm。

相应地，本发明还提供了一种烹饪装置，该烹饪装置包括上述的锅具。

可选地，所述烹饪装置还可包括测温装置，所述测温装置与覆盖有所述导热层的锅壁位置对位设置并用于感测位于所述锅壁位置的锅壁温度。

本发明的锅具和烹饪装置包括外锅体、嵌设于外锅体内的内锅体和容纳于内锅体与外锅体之间的夹层腔的底腔中的液态相变工质，非加热状态的液态相变工质具有相变工质液位高度，液态相变工质受热可发生汽化，形成的气体可迅速在夹层腔中蔓延，从而带动整个锅具温度升高，达到锅具各点的均温性，保证锅具良好的烹饪效果；但此种锅具被热源加热的加热端位于外锅体上且外锅体的加热端一般位于下部，由于夹层腔的存在，外锅体容易出现局部过热的问题，由此不仅影响锅具的导热效率，甚至还会损害加热元器件的使用寿命，为此，本发明的锅具的外锅体的锅壁包括导热层，该导热层从相变工质液位高度的下方向上延伸至相变工质液位高度的上方，如此，将导热层与液态相变工质对位设置，可将外锅体的加热端的热量通过导热层快速高效地传递至液态相变工质，以加快液态相变工质吸热相变且液态相变工质汽化相变时能带走大量的热量，不仅可进一步提高导热效率，同时也可防止外锅体因局部过热而损害加热元器件的使用寿命或者产生安全问题。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1展示了根据本发明的一种具体实施例的锅具的结构示意图；

图2为图1中的局部放大图，图中示出了根据本发明的第一具体实施例的外锅体的结构示意图，其中，外锅体包括基体层单元和一层导热板材；

图3为图1中的局部放大图，图中示出了根据本发明的第二具体实施例的外锅体的结构示意图，其中，外锅体包括基体层单元和两层导热板材；

图4为图1中的局部放大图，图中示出了根据本发明的第三具体实施例的外锅体的结构示意图，其中，外锅体包括基体层单元、三层导热板材和耐腐蚀层单元；

图5为图1中的局部放大图，图中示出了根据本发明的第四具体实施例的外锅体的结构示意图，其中，外锅体包括基体层单元和一层导热复合涂层。

附图标记说明

100 锅具

1 外锅体 11 基体层单元

12 导热板材 13 耐腐蚀层单元

14 导热复合涂层 2 内锅体

3 液态相变工质

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

下面参考附图描述根据本发明的锅具100结构合理、导热效率高、可避免锅具100因局部过热而损坏加热元器件的使用寿命。

参见图1～图5，本发明提供了一种锅具100，该锅具100包括外锅体1、内锅体2和容纳于内锅体2与外锅体1之间的夹层腔的底腔中的液态相变工质3，内锅体2嵌设于外锅体1内，非加热状态的液态相变工质3具有相变工质液位高度，外锅体1的锅壁包括导热层，导热层从相变工质液位高度的下方向上延伸至相变工质液位高度的上方。

现有锅具中的不同部位的温差较大，为了避免有些部位的食材过度受热而出现糊锅现象和有些部位的食材因受热较少和受热不足而出现夹生现象，本发明的锅具100包括外锅体1、嵌设于外锅体1内的内锅体2和容纳于内锅体2与外锅体1之间的夹层腔的底腔中的液态相变工质3，液态相变工质3受热达到相变温度时可发生汽化并在夹层腔内通过快速的气液相变循环传热，形成的气体可迅速在夹层腔中蔓延并将热量快速传输至内锅体2，均匀地加热内锅体2，同时气相工质受冷转变为液相工质并快速回流至外锅体1的受热端，只要有热源持续加热，这一过程就会持续循环进行，从而实现热量在锅具100的传输和均匀分布以带动整个锅具100温度升高，达到锅具100各点的均温性。

虽然利用外锅体1和内锅体2形成夹层腔，在夹层腔中填充液态相变工质可实现均温目的，但此种锅具100被热源加热的加热端位于外锅体1上且外锅体1的加热端一般位于下部，由于夹层腔的存在，外锅体1的热量需要通过液态相变工质3间接传递至内锅体2的烹饪腔中，若外锅体1的热量不能高效地通过液态相变工质3传递至内锅体2的烹饪腔中，此时外锅体1容易出现局部过热的问题，由此不仅影响锅具100的导热效率，甚至还会损害加热元器件的使用寿命。对于需要电磁加热的锅具100，一般在外锅体1的锅壁设置可电磁感应的导磁金属。基于磁感应线圈结构的限制，外锅体1的锅壁的局部金属材料通过电子涡流、载流子碰撞产生的热量难以在较短时间散开，这种热集中现象在锅具100具有夹层腔时更加明显。

为此，本发明的锅具100的外锅体1的锅壁设有导热层，导热层从相变工质液位高度的下方向上延伸至相变工质液位高度的上方，如此，将导热层与液态相变工质3对位设置，可将外锅体1的加热端的热量通过导热层快速高效地传递至液态相变工质3，以加快液态相变工质3吸热相变且液态相变工质3汽化相变时能带走大量的热量，不仅可进一步提高锅具100的导热效率，同时也可防止外锅体1因局部过热而损害加热元器件的使用寿命或者产生安全问题。

本发明相应还提供了一种烹饪装置，该烹饪装置包括锅具100。具体地，烹饪装置还包括用于对锅具100的外锅体1进行加热的加热元器件，且一般地，加热元器件对外锅体1的下部进行加热。其中，加热元器件可选取诸如电热管、电热膜、PTC加热片或电磁感应加热线圈等。此外，烹饪装置可以为电饭煲，也可以为电压力锅等用于对食材进行烹煮的烹饪装置，本发明不限于此。当然，本发明的锅具100除了上述加热方式外，还可为热盘加热的锅具，本发明不限于此。其中，定义相对靠近锅具100的中心的位置为“内”，相对靠近锅具100的中心的位置为“外”。

此外，烹饪装置还包括测温装置，测温装置与覆盖有导热层的锅壁位置对位设置并用于感测位于该锅壁位置的锅壁温度，即测温装置用于感测覆盖有导热层的锅壁的锅壁温度。如此，在烹饪时，加热元器件通过外锅体1的锅壁对夹层腔的底腔中的液态相变工质3进行加热，外锅体1的锅壁的导热层与液态相变工质3对位设置，即加热元器件产生的热量可通过覆盖有导热层的锅壁向内更快速高效地传递，覆盖有导热层的锅壁的锅壁温度快速上升，测温装置与覆盖有导热层的锅壁位置对位设置，当测温装置感测到覆盖有导热层的锅壁位置的锅壁温度超过预设温度时，可通过控制电路控制加热元器件停止加热，从而防止外锅体1因局部过热而损害加热元器件的使用寿命或者产生安全问题。

其中，导热层可为板材形式和涂层形式等，板材形式可通过热压工艺等工艺制造，涂层形式可通过喷涂等工艺制造。导热层可包括一层或多层高热导率的板材；或者，也可包括一层或多层高热导率的涂层；或者，还可同时包括一层或多层高热导率的板材以及一层或多层高热导率的涂层等。高热导率材料可采用一种或多种高热导率的材料，该高热导率的材料可为金属材料或者非金属材料等。此外，导热层可位于外锅体1的外层，或者可位于外锅体1的内层，或者还可同时位于外锅体1的外层和内层等，多层高热导率的材料层的组合方式和组合次序也可多种多样等，本发明不限于此。并且，液体相变工质3可为水、乙醇水溶液或乙醚水溶液等，这样，不仅有利于用户安全且能使得用户卫生地使用锅具100烹饪食材，同时，由于水的沸点较高，更有利于提高食材的加热速率。

为防止液态相变工质3汽化成气态的相变工质之后从夹层腔内逃逸出，将夹层腔优选地设置为密闭的腔体。为降低液态相变工质3的汽化温度，进而提升锅具的传热效率，优选地，将夹层腔设置为真空腔(即夹层腔内的压力低于一个大气压力)。

可选地，为了使得加热元件产生的热量更为快速地传递至液态相变工质3，可设置导热层的热导率K不小于50W/mk，优选为大于等于100W/mk，如此，加热元件产生的热量可通过高导热率的导热层更为快速地传递至液态相变工质3中，从而可防止外锅体1因局部过热而损害加热元器件的使用寿命或者产生安全问题。

进一步地，导热层的顶端的高度可不少于锅具100的高度的20％，或者，导热层的顶端与相变工质液位高度的高度差不小于10mm，如此，即便在锅具100没有平放的情况下或者在液态相变工质3加热沸腾的状态下，也可尽量保证导热层与液态相变工质3有足够的对位设置面积，从而保证加热元件产生的热量尽可能地传递到液态相变工质3中，加快液态相变工质3吸热相变且并能通过液态相变工质3的汽化相变带走大量的热量。其中，锅具100的高度为锅具100的周向顶沿所在的平面与锅具100的周向底沿所在的平面之间的距离；导热层包括沿上下方向的顶端和底端，导热层的顶端的高度为导热层的顶端到锅具100的周向底沿所在的平面的距离；相变工质液位高度的高度为液态相变工质的液面与锅具100的周向底沿所在的平面之间的距离。

在一些实施例中，导热层全覆盖位于相变工质液位高度上方的外锅体1的锅壁，由此外锅体1局部过高的热量可快速扩散至其他非加热端的位置。但外锅体1上覆盖的导热层的面积越多，相应地传递至外锅体1的锅壁上的热量也越多，致使更多的热量经外锅体1向外扩散损失。因此，为提升锅具100的热效率，导热层还包括从导热层的顶端向上延伸的多条竖向导热层(图中未示出)。当然，导热层的顶端向上延伸的方式可多种多样，本发明不限于此。

在另一些实施例中，导热层可沿周向延伸并形成为环状导热层，环状导热层的底端不高于相变工质液位高度，当然，导热层也可全覆盖位于相变工质液位高度下方的外锅体1的锅壁，如此，可将外锅体1的底部加热端的热量最大程度地传递给液态相变工质3，从而更好地提升锅具的加热效率，以及能更好地防止外锅体1局部过热。

可选地，外锅体1的锅壁至少包括基体层单元11和由导热层组成的导热层单元。其中，如图2～图4所示，导热层单元可包括作为导热层的导热板材结构，导热板材结构与基体层单元11层叠复合；或者，如图5所示导热层单元可包括作为导热层的导热复合涂层14，导热复合涂层14位于外锅体1的锅壁表面；或者，导热层单元还可同时包括作为导热层的导热板材结构和作为导热层的导热复合涂层14，导热板材结构与基体层单元11层叠复合且导热复合涂层14位于外锅体1的锅壁表面。导热复合涂层14可位于外锅体1的锅壁外表面，或者导热复合涂层14可位于外锅体1的锅壁内表面，或者，导热复合涂层14还可同时位于外锅体1的锅壁外表面和内表面。此外，导热复合涂层14可为一层或多层复合等，本发明不限于此。

其中，导热板材结构可包括一层导热板材12，或者，导热板材结构也可包括层叠复合的多层导热板材12。如图2所示，外锅体1的锅壁可包括基体层单元11和一层导热板材12，如图3所示，外锅体1的锅壁可包括基体层单元11和两层导热板材12。当然，外锅体1的锅壁还可包括基体层单元11和更多层的导热板材12，本发明不限于此。导热板材12可包括铝板材、铝合金板材、铜板材、铜合金板材、银板材、银合金板材中的至少一种。为了使得外锅体1具有更加优异的热传导性能，热量可更快速的扩散和传递，提高外锅体1的加热效率，防止外锅体1因局部过热损害锅具100和加热元器件的使用寿命或者产生安全问题，导热板材12的热导率K可设置为不小于200W/mk。

为了使得锅具100适于进行电磁加热，基体层单元11可包括导磁性材料，同时为了使得锅具100有较好的电磁加热效果，基体层单元11可尽量位于外锅体1的相对靠近外层的位置，例如基体层单元11可位于外锅体1的最外层或者次外层。其中，基体层单元11可例如包括铁基材料等具有导磁性能的材料，铁基材料可例如为纯铁、马氏体不锈钢和铁素体不锈钢中的一种。

导热复合涂层14的材质可为金属材料，可为陶瓷材料，也可同时包括金属材料和陶瓷材料等，当然，也可为其他导热率高的材料等；金属材料可为铝，可为铜，也可同时包括铝和铜等；陶瓷材料可为氮化铝、可为碳化硅，也可同时包括氮化铝和碳化硅等，当然，金属材料和陶瓷材料除了上述材料外，还可为其他导热率高的材料等，本发明不限于此。

进一步的，为了提高外锅体1的耐腐蚀性能，防止液态相变工质3对外锅体1的腐蚀，外锅体1的锅壁还可包括耐腐蚀层单元13，如图4所示，耐腐蚀层单元13可位于外锅体1的锅壁的最内层，即直接与液态相变工质3接触的那一层。其中，耐腐蚀层单元13可包括例如为不锈钢板材等具有耐腐蚀性能的板材。

更进一步的，为防止加热元器件瞬时产生的高温或者加热元器件局部产生的高温损伤外锅体1，外锅体1的锅壁还可包括耐高温层单元，该耐高温层单元的熔点可不小于1500℃并可位于外锅体1的锅壁的最外层。其中，耐高温层单元可包括例如为钛板层或钛合金板材等具有耐高温性能的板材。

进一步的，为兼顾外锅体1的结构强度和生产成本的平衡，以及保证外锅体1的足够的导热性能，外锅体1的锅壁总厚度可设置为0.5mm～5mm。

可选的，为了使得外锅体1具有优异的热传导性能，使得外锅体1的热量可快速地扩散和传递，提高外锅体1的加热效率，导热复合涂层14的导热率需要足够高，故导热复合涂层14的导热率可设置为基体层单元11的导热率的3～20倍。

本领域技术人员能够理解的是，导热复合涂层14在外锅体1的锅壁上的覆盖面积S1越大，外锅体1的热量能扩散和传递得更多，越能防止外锅体1局部过热。故导热复合涂层14的覆盖面积S1与外锅体1的锅壁表面积S的比值可满足：10％≤S1/S≤100％。其中，外锅体1的锅壁表面积S为外锅体1的锅壁内表面和锅壁外表面的面积之和。

进一步的，为了保证导热复合涂层14足够的导热性能，导热复合涂层14的厚度H1不可过薄，但由于导热复合涂层14的机械性能相对较差，导热复合涂层14的厚度H1也不可过厚。故为了兼顾外锅体1的导热性能和机械性能的平衡，导热复合涂层14的厚度H1与基体层单元11的厚度H2的比值可满足：2％≤H1/H2≤50％。

可选的，导热复合涂层14的喷涂工艺可为热喷涂工艺，可为冷喷涂工艺，也可同时包括热喷涂工艺和冷喷涂工艺等；其中，热喷涂工艺为超音速喷涂工艺、等离子喷涂工艺和电弧喷涂工艺中的至少一种，当然，导热复合涂层14的喷涂工艺除了上述工艺外，还可为其他工艺，此为现有技术，本发明不再赘述。此外，喷涂工艺形成的导热层的表面可具有一定的粗糙度，该粗糙度Rz可为1-100微米，优选为1-25微米。如此，当导热复合涂层14形成为表面粗糙度为Rz的导热材料喷涂层且位于外锅体1的锅壁的最内层时，位于液态相变工质液面下方的导热层能够对液态相变工质3进行吸附并增大导热层与液态相变工质3的热交换面积，从而能够使热量更快速的传导；位于液态相变工质液面上方的导热层能够对气态的相变工质进行吸附和冷凝，并有利于冷凝后的液态相变工质回流至外锅体1底部的加热端位置，可防止气态的相变工质不能及时冷凝回流至底部的加热端位置的不良情况，从而加快液体相变工质3的回流速率并加速夹层腔中的液态相变工质3的气液相变循环转化速率，提升锅具100的热传导效率。

综上可见，本发明的锅具100的外锅体1的锅壁包括导热层，该导热层从相变工质液位高度的下方向上延伸至相变工质液位高度的上方，如此，将导热层与液态相变工质3对位设置，可将外锅体1的加热端的热量通过导热层快速传递至液态相变工质3，以加快液态相变工质3吸热相变且液态相变工质3汽化相变时能带走大量的热量，不仅可进一步提高加热效率，同时也可防止外锅体1因局部过热损害加热元器件的使用寿命或者产生安全问题。其中，导热层可为板材形式和涂层形式等；为了提高外锅体1的耐腐蚀性能，防止液态相变工质3对外锅体1的腐蚀，外锅体1的复合板材结构还可包括耐腐蚀层单元13；为防止加热元器件瞬时产生的高温或者加热元器件局部产生的高温损伤外锅体1，外锅体1的复合板材结构还可包括耐高温层单元。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。