[發(fā)明專(zhuān)利]蓄熱系統(tǒng)和降溫保溫容器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910563978.1
• 申請(qǐng)日: 2019-06-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110179305A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-08-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許俊峰
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 許俊峰
• 主分類(lèi)號(hào): A47G19/22
• 分類(lèi)號(hào): A47G19/22;A47G19/02;F28D20/02
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明涉及蓄熱系統(tǒng)和降溫保溫容器。公開(kāi)了一種容器，包括內(nèi)腔、內(nèi)壁層、蓄熱層、第二壁層，該蓄熱層包括相變材料和傳熱柵，該蓄熱層在內(nèi)壁層與第二壁層之間，傳熱柵的結(jié)構(gòu)基本為周期性的方波，其頂部與第一壁層緊密接觸。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種蓄熱系統(tǒng)和一種降溫保溫容器，尤其是含有這種蓄熱系統(tǒng)的降溫保溫杯。

背景技術(shù)

一種比較理想的保溫容器是能夠?qū)⒌谷肴萜髦械囊后w，比如開(kāi)水、稀飯或高溫飲料，在短時(shí)間內(nèi)降溫到一個(gè)合適飲用的溫度，然后長(zhǎng)時(shí)間地保持在這一溫度附近。這一溫度隨使用者、飲料而不同。例如，成人的飲水大約在45-60℃之間，而嬰兒的配方奶大約在35-45℃之間。除了溫度點(diǎn)、降溫速度和保溫時(shí)長(zhǎng)外，使用者同時(shí)希望保溫容器重量低、使用輕便、制造成本低、市場(chǎng)價(jià)格便宜。

現(xiàn)有的加速降溫和增加保溫時(shí)長(zhǎng)的方法包括在杯子的內(nèi)層外面增加一個(gè)蓄熱夾層，在蓄熱夾層中放入合適熔點(diǎn)的相變材料。相變材料在升溫熔化過(guò)程中大量吸熱，加速了液體的降溫；在降溫固化過(guò)程中大量放熱，增加了保溫時(shí)長(zhǎng)。不幸的是，目前的相變材料各有各的缺點(diǎn)，難以滿(mǎn)足使用要求。例如含水無(wú)機(jī)鹽有過(guò)冷和相分離問(wèn)題，難以重復(fù)多次準(zhǔn)確地進(jìn)行相變循環(huán)。金屬相變材料重量大、成本高，難以大量使用。有機(jī)相變材料導(dǎo)熱性差，無(wú)法在相變材料中快速傳遞熱量。實(shí)用新型專(zhuān)利申請(qǐng)201520781639.8提出了在蓄熱層中增加熱管和熱管翅片來(lái)提高蓄熱層的熱傳導(dǎo)，其中熱管翅片以導(dǎo)熱膠固定、焊接、金屬鋼圈固定或螺絲固定在熱管上。熱管的使用增加了這一熱傳導(dǎo)輔助方案的重量，同時(shí)熱量需要通過(guò)熱管的傳導(dǎo)，增加了整個(gè)系統(tǒng)的熱傳導(dǎo)時(shí)間。熱管翅片在熱片上固定的這幾種方式也增加了材料和部件的數(shù)目，提高了工藝的復(fù)雜性和成本。

液體中的熱傳導(dǎo)是降溫中的一個(gè)重要過(guò)程。熱量要先從液體的中心部位傳導(dǎo)出來(lái)，到達(dá)內(nèi)杯壁。大部分的液體主要成分是水，而水的導(dǎo)熱性能差。目前的一些產(chǎn)品要求使用者搖晃杯子，通過(guò)提高對(duì)流來(lái)提高液體中的熱傳導(dǎo)。這增加了使用程序，有時(shí)候不方便。實(shí)用新型201620338554.7提供了一種在杯蓋上裝有一個(gè)降溫棒，棒內(nèi)有相變蓄熱材料的杯子。這一降溫棒增加了液體的傳熱面積，提高了傳熱效率。但是這一設(shè)計(jì)增加了整個(gè)杯子的獨(dú)立部件數(shù)目，以及杯蓋的復(fù)雜度和重量。降溫棒的長(zhǎng)度也使杯蓋使用起來(lái)不方便。

發(fā)明內(nèi)容

為了獲得降溫速度快、保溫時(shí)間長(zhǎng)、重量輕、成本低、使用方便的降溫保溫杯，本發(fā)明提供了多項(xiàng)新技術(shù)，大幅提高了蓄熱層和液體的熱傳導(dǎo)性能，簡(jiǎn)化了制作工藝和成本，提高了使用方便性。

為了克服現(xiàn)有技術(shù)中蓄熱層熱傳導(dǎo)速度慢、熱傳導(dǎo)輔助系統(tǒng)復(fù)雜難制作等缺陷，本發(fā)明的一項(xiàng)創(chuàng)新提供了一種新的蓄熱系統(tǒng)。這一蓄熱系統(tǒng)傳熱快、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、部件數(shù)目少、材料數(shù)目少、制作方便、成本低。新蓄熱系統(tǒng)包含內(nèi)壁層、蓄熱層、外壁層，其中蓄熱層包含相變材料和傳熱柵，傳熱柵的內(nèi)側(cè)與內(nèi)壁層大面積緊密接觸，有良好的熱傳遞。在一個(gè)實(shí)施中，傳熱柵的外側(cè)與外壁層緊密接觸，這樣傳熱柵被緊夾在內(nèi)壁層和外壁層之間，與內(nèi)外壁層有良好的大面積接觸和熱傳導(dǎo)。傳熱柵使用熱導(dǎo)性能良好的材料，例如金屬。相變材料可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)需要選擇。蓄熱系統(tǒng)的主要傳熱途徑為：內(nèi)壁層-＞傳熱柵-＞相變材料。一個(gè)優(yōu)選方案是，傳熱柵在平直段采用周期性的方波結(jié)構(gòu)，在彎曲段采用近似方波結(jié)構(gòu)。方波的頂部和底部都基本平直，與內(nèi)壁層和外壁層有大面積的接觸，有良好的傳熱效率。方波的間距小于方波的高度，這樣相鄰的柵格間的相變材料的厚度小，可以大幅地小于內(nèi)壁和外壁的距離，也就是如果沒(méi)有傳熱柵時(shí)相變材料的厚度。這時(shí)候熱量的主要傳輸途徑是從內(nèi)壁層到傳熱柵的頂部，再到傳熱柵的側(cè)邊，再到相變材料，可以大幅地減低傳熱所需要的時(shí)間。周期性的方波結(jié)構(gòu)中柵格的距離基本不變，協(xié)助不同部位的相變材料同步傳熱，提高傳熱效率。在另一個(gè)實(shí)施中，傳熱柵采用周期性的梯形波結(jié)構(gòu)。梯形結(jié)構(gòu)中頂部和側(cè)邊的夾角、底部和側(cè)邊的夾角都為鈍角，在一些工藝中便于制造。