[發明專利]帶有金屬多孔結構的蓄熱型食品保溫裝置

有效

• 申請號: 201010101287.9
• 申請日: 2010-01-25
• 公開（公告）號: CN101773357A
• 公開（公告）日: 2010-07-14
• 發明（設計）人: 屈治國
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: A47G23/04
• 分類號: A47G23/04;A47J36/26
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

技術領域

本發明涉及一種食品加熱保溫裝置，尤其涉及一種通過多孔金屬材料中 相變換熱來對食品進行加熱和保溫的帶有金屬多孔結構的蓄熱型食品保溫裝 置。

背景技術

傳統的保溫裝置，如保溫瓶、保溫杯，大多是采用雙內膽結構，(即在兩 層內膽之間設有真空層)或采用低導熱系數隔熱材料，進行被動隔熱。但該技 術保溫持久性差，保溫效率低。針對此問題，曾出現了許多設計方案。專利 01257419.8設計了一種內置電加熱發熱盤的保溫裝置，利用內膽下部設置的發 熱盤以及保溫層上部的散熱孔來保溫；專利00243094.0采用了一種顆粒狀的 保溫材料，將其安裝在空腔形狀的保溫結構上，形成一個實心體形狀的保溫結 構。這樣的保溫裝置的確可以延長保溫時間，但是無法同時對食品進行加熱保 溫。

另一方面，石蠟等相變蓄熱材料具有相變潛熱高、化學性質穩定、相變體 積變化小、易于控制、成本低廉等優點，是蓄熱保溫的理想材料，利用其凝固 過程放出的潛熱對食品進行加熱則為食品保溫裝置的設計提供了可能，但其缺 點是導熱系數很低(≈0.1Wm^-1K^-1)，不利于熱量的傳遞，會導致三個問題：其 一，相變材料充熱的過程中，由于其低導熱性，熱量無法有效傳遞給相變材料 內部，使充熱時間大大延長；其二，熱量會集中在加熱端，使局部溫度急劇升 高，造成局部過熱，導致裝置的壽命降低。其三，當食品溫度低于相變溫度時， 相變材料因為其低導熱性，導致所存儲潛熱無法有效傳遞給食品，使保溫效果 變差。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供一種利用金屬多孔介質 能夠強化傳熱的特性，將通孔金屬泡沫強化換熱和相變材料的蓄熱有效結合起 來能夠對內部食品進行加熱和持久保溫的帶有金屬多孔結構的蓄熱型食品保 溫裝置。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：裝置包括外殼、內殼、頂蓋， 由外殼與內殼形成的真空層，所說的內殼包括外壁、內壁及內、外壁之間形成 的空腔，外壁與內壁之間形成的空腔內填充有通孔金屬泡沫，該通孔金屬泡沫 燒結在內壁上，且在通孔金屬泡沫的孔隙間封裝有相變材料，電加熱裝置設置 在外壁與內壁形成的空腔的底部。

本發明的頂蓋為一凸臺狀結構，與內壁緊密配合的凸臺內部設有隔熱的真 空層；通孔金屬泡沫采用高導熱系數的鋁、銅或合金材料；通孔金屬泡沫的孔 隙率為0.50～0.95，孔徑為0.5mm～5mm；相變材料采用相變潛熱大，化學性 質穩定，熔點在40℃～80℃的相變材料；外殼的內側、內壁的外側表面鍍銀； 內壁采用高導熱系數的鋁、銅或合金材料。

本發明根據食品的保溫溫度和時間要求，確定裝置尺寸、相變材料熔點、 通孔金屬泡沫的材質、孔隙率、孔徑之后，將通孔金屬泡沫填充于內、外壁之 間并燒結在內壁上，這樣可以進一步減少接觸熱阻。通孔金屬泡沫孔隙中充滿 相變材料，將電加熱絲安裝在內、外壁夾層之間用于充熱，最后在頂蓋下部以 及外壁和外殼之間設計成真空層來隔熱。本發明利用通孔金屬泡沫，能夠增強 導熱，加速相變材料的熔化；同時在相變材料凝固放出潛熱時，能夠更高效地 把熱量傳遞給食品，起到了加熱保溫的作用。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖；

圖2為區域A的局部放大圖；

圖3為圖1的B向剖視圖；

圖4為純石蠟和含有通孔金屬泡沫的石蠟熔化過程中加熱面溫度隨時間變 化圖。

具體實施方式

下面將結合附圖，對本發明作進一步詳細說明。