一種微波化學反應儲能自熱杯及其使用方法
【技術領域】
[0001 ]本發明涉及一種自熱杯，尤其涉及一種微波化學反應儲能自熱杯及其使用方法。
【背景技術】
[0002]現有的水杯通常只是單純盛放液體的容器，無法實現對杯內所盛物品直接進行加熱煮沸的功能。當杯內所裝物品冷卻后，還需將其倒出來單獨加熱。可是當我們在戶外活動的時候，條件有限無法得到熱水，這就需要一種比較簡易可行的方法得到熱水。根據調查發現在戶外獲得熱水或給水加熱的方式主要有以下幾種:保溫杯、電加熱保溫水杯、燃料直接加熱、太陽能加熱水杯以及自熱水杯。
[0003]保溫杯分為兩種，不可加熱保溫杯和可加熱保溫杯。傳統的不可加熱保溫杯一般是由陶瓷或不銹鋼加上真空層做成的盛水容器，密封嚴實，真空絕熱層能使裝在內部的水等液體延緩散熱，以達到保溫的目的。這種保溫杯體積小且保溫時間有限，不適用于戶外和長時間使用，可加熱保溫杯則可以解決這一問題。專利號為CN204734260U的中國專利公開了一種“便攜式加熱保溫杯”，專利號為CN203182726U的中國專利公開了一種“車載可加熱保溫杯”。這兩種可加熱保溫杯由底座和杯體組成，底座主要用于承載杯體并且設有與電源相連接的插頭，杯體部分內膽設有加熱管。專利號為CN202397091的中國專利公開了一種“自動加熱杯”，底座可通過USB口與外置電源連接。專利號為CN204245804U的中國專利公開了 “一種便攜式可加熱保溫杯”，與上述保溫杯的原理相同，只是將底座與杯體連為一體，便于攜帶且底座不容易遺忘與丟失。這些電加熱保溫杯與燃料直接加熱相比，方便快捷、安全環保、干凈衛生，但是在戶外使用時無法提供電源，因此具有一定的局限性。
[0004]可用于戶外加熱的燃料包括氣體燃料(罐裝的天然氣、石油液化氣)、液體燃料(煤油、汽油)、固體燃料(廢棄的植物干和莖、煤球)。燃料加熱水的設備主要由爐灶、盛具組成，爐灶用來盛放燃料，盛具用來盛放水。這種加熱方式優點明顯:供熱快速、供熱量充足，并且技術成熟、操作簡便。缺點也很明顯:體積龐大不便攜帶、加熱時有明火，使用不當容易引發火災，對生命財產安全造成威脅，因此實用意義不大。
[0005]專利號為CN203692816U、CN203885195U的中國專利分別公開了一種“太陽能水杯”，水杯由三層組成，最內層用于盛放水，中間為隔熱層用于保溫，最外層則是太陽能電池板，在底部設置加熱環管。工作的時候太陽能板收集太陽能轉化為電能，通過電能來加熱水。專利號為CN204260441U的中國專利公開了 “一種新型多功能太陽能水杯”，水杯由外向內是太陽能電池板、隔熱層、半導體制冷片和杯內腔，在底部設有蓄電池和電動馬達，具有加熱、制冷、和為移動設備供電等功能。專利號為CN202714620U的中國專利公開了“一種太陽能制冷制熱水杯”，該水杯采用單片機控制，設計有顯示器用于顯示水溫、光強、水位和時間。以上幾種太陽能水杯不僅具有加熱水的功能，同時還具有其他人性化設計和功能，安全便捷、環境友好、便于攜帶。但是通常太陽能充電只能在白天進行，到了晚上無法使用。即便水杯具有光電轉換儲能，由于其所攜帶的蓄電池體積有限，同時存在光電轉化效率不足，會導致電池電壓不夠等問題。與此同時，太陽能水杯造價過高，加熱水速率過慢，也不便于戶外的使用。
[0006]專利號為CN102920149A的中國專利公開了“一種自動加熱杯”，其杯身包括內層和外層，在把手內裝有石灰粉，需要時將水倒入隔層內利用石灰粉與水的化學反應熱加熱，使用后將石灰粉和水倒出。雖然可以實現反應的自熱，但其石灰粉的裝入較難，每次用完后還要將其倒出，費力費時，浪費原料。專利號為CN1872633A的中國專利采用類似原理研制了“一種自加熱餐盒”，每次使用時將石灰粉放入雙層內膽中，利用氧化鈣與水反應生熱，使用后將氧化鈣丟棄，自熱過程仍受原料限制。專利號為CN203953253的中國專利公開了 “一種可拆卸重復利用式自動加熱杯”，杯身和底座間留有氧化鈣加熱包的空間，使用后將杯底擰開重新放入加熱包。雖然可減少運輸成本和負重，但仍無法避免使用后氧化鈣的丟棄、氧化鈣用光時的困擾以及氧化鈣使用后產生的糊狀氫氧化鈣所帶來的煩惱。如果能發明一種攜帶方便、操作簡單、不用重復裝填和丟棄發熱材料且可在戶外反復使用的自熱水杯將可實現安全環保、節能高效，從而解決家居旅游及戶外運動時飲用熱水的問題，達到緩解身體疲勞、使人心情愉悅、增加旅途樂趣。
【發明內容】
[0007]本發明提供了一種微波化學反應儲能自熱杯，在無外部熱源的情況下即可對杯內水進行自動、反復加熱，且加熱材料可重復利用;其熱量利用率高、加熱溫度可控，不產生廢棄物，節能環保;本發明同時提供了該自熱杯的使用方法。
[0008]為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案實現:
[0009]—種微波化學反應儲能自熱杯，包括杯體、水杯內膽和杯蓋，水杯內膽復合在杯體中部;所述杯體分隔為上層杯體和底層杯體2個獨立的封閉空間，上層杯體中設儲水層，頂部設加水口和加水按鈕;底層杯體由內至外依次設反應層、夾層和保溫層，其中反應層中設吸波劑及氧化鈣混合物;夾層頂部設加水噴頭，加水噴頭進水端與上層杯體儲水層中的加水管連接，加水管通過加水按鈕與吸水管連接;夾層頂部還設有與外界連通的排水排汽孔，排水排汽孔處設開關閥。
[0010]所述吸波劑及氧化鈣混合物由吸波劑和氧化鈣按1:0.1?50的質量份比例混合而成。
[0011]所述吸波劑為鐵氧體吸收劑、金屬微粉吸收劑或多晶鐵纖維吸收劑中的一種或一種以上任意混合。
[0012]所述杯蓋的材質為不銹鋼或聚丙烯塑料。
[0013]所述水杯內膽的材質為玻璃、陶瓷或聚丙烯塑料。
[0014]所述反應層與夾層之間的隔板采用多孔陶瓷制作。
[0015]—種微波化學反應儲能自熱杯的使用方法，包括如下步驟:
[0016]I)將微波化學反應儲能自熱杯上層杯體的排水排汽孔打開，將杯體放于功率800W以上的微波爐中，中火或中高火加熱2?5分鐘;然后將排水排汽孔關閉，蓋上杯蓋，備用；
[0017]2)使用時，將杯蓋打開，在空的水杯內膽中加入飲用水;將上層杯體頂部的加水口加開，向儲水層中加入反應用水;關閉加水口后，按動加水按鈕，此時，上層杯體儲水層中的水通過吸水管吸入后再通過加水管到達加水噴頭處，加水噴頭將水噴入底層杯體的夾層中；夾層中的水再滲入到反應層中，反應層中的氧化鈣與水反應生成氫氧化鈣，并在反應過程中釋放大量熱量，釋放的熱量用于加熱水杯內膽中的飲用水;每次飲用后，可通過將杯蓋蓋到杯體上進行保溫；
[0018]3)水杯內膽中的飲用水喝完后，重復步驟2)，通過反復在水杯內膽中加入新的飲用水，然后按動加水按鈕向夾層中加水，對飲用水進行多次加熱，直至水杯內膽中的飲用水不再被加熱為止；
[0019]4)重復步驟I)，重復用微波爐加熱杯體備用。
[0020]與現有技術相比，本發明的有益效果是:
[0021]I)通過手動多次加水，可以實現在無外部熱源情況下對杯內水的自動、反復加熱；熱量的獲得方式高效、方便、安全可靠；
[0022]2)利用氧化鈣+水生成氫氧化鈣的化學反應原理，加熱材料與水在杯中反應，為加熱水提供熱量;利用微波加熱產生的逆向反應實現加熱材料可重復利用；
[0023]3)通過微波進行選擇性加熱，采用吸波劑可為反應儲能，提高熱量利用率；
[0024]4)實現儲熱和放熱的分步實施，在室內家居場所通過微波加熱儲能，在戶外利用加水方式快速釋放熱量；
[0025]5)氧化鈣分散性好，可通過加水量控制反應程度，因此可以控制加熱速率和最終加熱溫度，按需加熱；
[0026]6)節能環保，杯子及其中的加熱材料可反復循環使用，避免在戶外直接燃燒加熱導致的火災危險，減少了污染性物質的排放，不產生廢棄物。
【附圖說明】
[0027]圖1是本發明所述微波化學反應儲能自熱杯的結構示意圖。(杯蓋沒有扣合到杯體上)
[0028]圖中:1.杯蓋2.加水口3.儲水層4.上層杯體5.夾層6.反應層7.保溫層8.底層杯體9.加水按鈕10.吸水管11.加水管12.開關閥13.排水排汽孔14.加水噴頭
15.水杯內膽
【具體實施方式】
[0029]下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】作進一步說明:
[0030]見圖1，本發明所述一種微波化學反應儲能自熱杯，包括杯體、水杯內膽15和杯蓋2，水杯內膽15復合在杯體中部;所述杯體分隔為上層杯體4和底層杯體82個獨立的封閉空間，上層杯體4中設儲水層3，頂部設加水口 2和加水按鈕9 ；底層杯體8由內至外依次設反應層6、夾層5和保溫層7，其中反應層6中設吸波劑及氧化鈣混合物;夾層5頂部設加水噴頭14，加水噴頭14進水端與上層杯體儲水層3中的加水管11連接，加水管11通過加水按鈕9與吸水管10連接;夾層5頂部還設有與外界連通的排水排汽孔13，排水排汽孔13處設開關閥12。
[0031]所述吸波劑及氧化鈣混合物由吸波劑和氧化鈣按1:0.1?50的質量份比例混合而成。
[0032]所述吸波劑為鐵氧體吸收劑、金屬微粉吸收劑或多晶鐵纖維吸收劑中的一種或一種以上任意混合。
[0033]所述杯蓋I的材質為不銹鋼或聚丙烯塑料。
[0034]所述水杯內膽15的材質為玻璃、陶瓷或聚丙