快速降溫保溫杯的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及的快速降溫保溫杯，其特征在于，其由導熱層、相變金屬、隔熱層組成。導熱層位于保溫杯的內(nèi)壁，隔熱層位于保溫杯的外壁，相變金屬填充于導熱層與隔熱層之間。保溫杯內(nèi)的熱水通過導熱層將熱量釋放至相變金屬，相變金屬快速吸熱并熔化，熱水溫度迅速降低。隨后，熱水降溫時，相變金屬凝固放熱，此熱量可長時間保持熱水的溫度位于相變金屬的熔點附近，達到保溫效果。導熱層采用高熱導率材料，使熱量迅速傳遞到相變金屬。隔熱層采用低熱導率材料，將保溫杯與外部環(huán)境隔離以防止杯內(nèi)熱量的快速流失。本實用新型涉及的保溫杯所采用的相變金屬，不僅具有較高的相變潛熱，保溫能力強，更重要的是其具有遠超傳統(tǒng)石蠟等保溫材料的高熱導率，因此能實現(xiàn)熱水急速降溫的功能。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、降溫迅速、保溫效果優(yōu)異，可廣泛應用于保溫杯等日常用品領域。
【專利說明】快速降溫保溫杯
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種快速降溫保溫杯，該保溫杯將相變金屬填充于導熱層與隔熱層之間，利用相變金屬的融化過程為保溫杯快速降溫，并利用凝固過程達到長時間的保溫效果。本發(fā)明可廣泛應用于保溫杯等日常用品領域。
【背景技術】
[0002]保溫杯是生活中十分常見的物品，保溫杯一般是由陶瓷或不銹鋼加上真空層而制成的盛水的容器，其頂部有蓋，密封嚴實，真空絕熱層能使裝在內(nèi)部的水等液體延緩散熱，以達到保溫的目的。由于真空保溫的隔熱作用，熱水(90°C)在其中很難降溫至適飲溫度，給使用帶來不便。
[0003]除了真空保溫方式，新興的相變保溫效果顯著，相變保溫利用相變材料的凝固達到保溫效果，與真空保溫相比，其具有更長的保溫時間。目前所用的相變材料為石蠟(熔點在5(T60°C )，石蠟具有熔點可調(diào)、相變潛熱大、價格低廉的優(yōu)點，但石蠟熱導率低，用于相變保溫時熱傳遞較慢，因而也存在難以將熱水降至適飲溫度的問題。
[0004]為了克服上述缺點，本發(fā)明提出一種快速降溫保溫杯。該裝置將相變金屬取代石蠟作為相變材料，利用其導熱能力強，融化迅速的特點為保溫杯快速降溫，并利用凝固過程達到長時間的保溫效果。其典型優(yōu)點如下:(1)相變潛熱大，相變金屬相比于石蠟具有更大的體積相變潛熱，也即意味著在相同體積下，相變快速降溫保溫杯具有更長的保溫時間；
(2)熱傳遞系數(shù)高，相變金屬具有遠超石蠟等傳統(tǒng)材料的極高的熱導率，因而保溫杯降溫極為迅速；(3)熱膨脹系數(shù)小，蒸汽壓低。相比于石臘，相變金屬的相變體積膨脹率小，且比石蠟更加穩(wěn)定不易揮發(fā)，因而無需預留太多膨脹空間，節(jié)省空間；(4)工藝簡單，相比于真空保溫方式，相變金屬保溫采用灌注方式，比抽真空簡單、可操作性強。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種快速降溫保溫杯，該保溫杯將相變金屬填充于導熱層與隔熱層之間，利用相變金屬的融化過程為保溫杯快速降溫，并利用凝固過程達到長時間的保溫效果。
[0006]本發(fā)明的技術方案如下:
[0007]本發(fā)明提供的快速降溫保溫杯，如圖1所示，其組成如下:
[0008]導熱層1，所述導熱層I位于保溫杯的內(nèi)壁，將保溫杯內(nèi)水的熱量傳遞至相變金屬2 ；
[0009]相變金屬2，所述相變金屬2填充于內(nèi)部導熱層I與外部隔熱層3之間，以實現(xiàn)快速吸熱降溫及放熱保溫的功能；
[0010]隔熱層3，所述隔熱層3位于保溫杯的外壁，以隔絕保溫杯內(nèi)部的熱量流失到環(huán)境中。
[0011]所述導熱層I材料為銅、鋁、不銹鋼或?qū)崽沾?。[0012]所述相變金屬2填充在所述導熱層及隔熱層之間，其熔點為3(T90°C。
[0013]所述相變金屬2為鎵基二兀合金、鎵基多兀合金、銦基合金或秘基合金。
[0014]所述鎵基二元合金為鎵銦合金、鎵秘合金或鎵錫合金。
[0015]所述鎵基多元合金為鎵銦錫合金或鎵銦錫鋅合金。
[0016]所述鉍基合金為鉍銦錫合金或鉍錫合金。
[0017]所述隔熱層3為真空玻璃、塑料或隔熱陶瓷。
[0018]使用時，保溫杯內(nèi)盛有高溫熱水(8(T90°C)，熱水通過導熱層I釋放熱量至相變金屬2，相變金屬2快速吸收熱量并融化為液體，與此同時，熱水溫度迅速降至相變金屬2的熔點溫度。然后，隨著時間推移，熱水降溫時，相變金屬凝固放熱，此熱量可長時間保持熱水的溫度位于相變金屬的熔點附近，達到保溫效果。整個過程中，導熱層I使熱量迅速傳遞到相變金屬2 ;相變金屬2熱導率高且吸熱能力強，因而可迅速將熱量吸收而熔化。隔熱層3將保溫杯與外部環(huán)境隔離以防止杯內(nèi)熱量的快速流失。
[0019]本發(fā)明所述的快速降溫保溫杯具有如下優(yōu)點:
[0020](I)相變潛熱大,相變金屬相比于石蠟具有更大的體積相變潛熱,也即意味著在相同體積下，相變快速降溫保溫杯具有更長的保溫時間；
[0021](2)熱傳遞系數(shù)高，相變金屬具有遠超石蠟等傳統(tǒng)材料的極高的熱導率，因而保溫杯降溫極為迅速；
[0022]( 3 )熱膨脹系數(shù)小，蒸汽壓低。相比于石蠟，相變金屬的相變體積膨脹率小，且比石蠟更加穩(wěn)定不易揮發(fā)，因而無需預留太多膨脹空間，節(jié)省空間；
[0023](4)工藝簡單，相比于真空保溫方式，相變金屬保溫采用灌注方式，比抽真空簡單、可操作性強。
[0024]【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1為實施例1中快速降溫保溫杯結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]【具體實施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖及具體實施例進一步描述本發(fā)明。
[0028]實施例1
[0029]實施例1展示了本發(fā)明的快速降溫保溫杯的一種典型應用。圖1為快速降溫保溫杯結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]如圖1所示，本實施例中快速降溫保溫杯由導熱層1、相變金屬2及隔熱層3組成。
[0031]導熱層I材質(zhì)為不銹鋼，圓筒狀，內(nèi)徑7cm,高度12cm,壁厚0.5cm。
[0032]相變金屬2填充于導熱層I及隔熱層3內(nèi)，相變金屬2選擇鉍銦錫合金(質(zhì)量分數(shù):32.5% Bi，51% In, 16.5% Sn)，其安全無毒，熔點為60°C，相變層為圓筒形，內(nèi)徑8cm，高度12cm，厚度為1cm。
[0033]隔熱層4材質(zhì)為真空玻璃。
[0034]使用時，保溫杯內(nèi)盛有高溫熱水(8(T90°C)，熱水通過導熱層I釋放熱量至相變金屬2，相變金屬2快速吸收熱量并融化為液體，與此同時，熱水溫度迅速降至相變金屬2的熔點溫度，隨著時間推移，熱水降溫時，相變金屬凝固放熱，此熱量可長時間保持熱水的溫度位于相變金屬的熔點附近，達到保溫效果。整個過程中，導熱層I使熱量迅速傳遞到相變金屬2 ;相變金屬2熱導率高且吸熱能力強，因而可迅速將熱量吸收而熔化。隔熱層4將保溫杯與外部環(huán)境隔離以防止杯內(nèi)熱量的快速流失。
[0035]下面通過計算來對比石蠟和相變金屬保溫杯的熱水降溫時間:
[0036]已知保溫杯內(nèi)壁導熱層的內(nèi)徑7cm，高度12cm，由此可計算，保溫杯內(nèi)盛水的質(zhì)量:
【權(quán)利要求】
1、一種快速降溫保溫杯，其特征在于，其組成如下: 導熱層，所述導熱層位于保溫杯的內(nèi)壁，將保溫杯內(nèi)水的熱量傳遞至相變金屬； 相變金屬，所述相變金屬填充于內(nèi)部導熱層與外部隔熱層之間，以實現(xiàn)快速吸熱降溫及放熱保溫的功能； 隔熱層，所述隔熱層位于保溫杯的外壁，以隔絕保溫杯內(nèi)部的熱量流失到環(huán)境中。
2、按權(quán)利要求1所述的快速降溫保溫杯，其特征在于，所述導熱層為銅、鋁、不銹鋼或?qū)崽沾伞?br> 3、按權(quán)利要求1所述的快速降溫保溫杯，其特征在于，所述相變金屬填充在所述導熱層及隔熱層之間，其熔點為3(T90°C。
4、按權(quán)利要求1所述的快速降溫保溫杯，其特征在于，所述相變金屬為鎵基二元合金、鎵基多兀合金、銦基合金或秘基合金。
5、按權(quán)利要求4所述的快速降溫保溫杯，其特征在于，所述鎵基二元合金為鎵銦合金，鎵秘合金或鎵錫合金。
6、按權(quán)利要求4所述的快速降溫保溫杯，其特征在于，所述鎵基多元合金為鎵銦錫合金或鎵銦錫鋅合金。
7、按權(quán)利要求4所述的快速降溫保溫杯，其特征在于，所述鉍基合金為鉍銦錫合金或秘錫合金。
8、按權(quán)利要求1所述的快速降溫保溫杯，其特征在于，所述隔熱層為真空玻璃、塑料或隔熱陶瓷。
【文檔編號】A47G19/22GK203468187SQ201320414844
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年7月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月12日
【發(fā)明者】郭瑞 申請人:北京依米康科技發(fā)展有限公司