快速降溫杯的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種快速降溫杯，屬于生活用品領域，能夠使水溫快速降至適宜飲用的溫度。
【背景技術】
[0002]開水是最好的飲料，白開水不含卡路里，不用消化就能為人體直接吸收利用，一般建議喝35?45攝氏度的溫開水最好，這樣不會過于刺激腸胃道的蠕動，不易造成血管收縮。因此專家建議要多喝開水，不要喝生水。煮開并沸騰3分鐘的開水，可以使水中的氯氣及一些有害物質被蒸發掉，同時又能保持水中對人體必須的營養物質。喝生水的害處很多，因為自來水中的氯可以和沒燒開水中的殘留的有機物質相互作用，導致膀胱癌、直腸癌的機會增加。要喝新鮮開水，不要喝放置時間過長的水。新鮮開水，不但無菌，還含有人體所需的十幾種礦物質。但如果時間過長或者飲用自動熱水器中隔夜重煮的水，不僅沒有了各種礦物質，而且還有可能含有某些有害物質，如亞硝酸鹽等。由此引起的亞硝酸鹽中毒并不鮮見。眾所周知，水杯對杯中熱飲料進行降溫的方式是自然冷一段時間，但是自然冷卻會需要很多時間，口渴的人或者小孩子經常等不及而被燙傷。
[0003]當前市場上最長見的保溫杯一般是由不銹鋼或陶瓷、玻璃等加上真空層做成的，是通過真空絕熱層達到保溫的目的，但不具備快速降溫的能力。不銹鋼保溫杯由內外雙層不銹鋼制造而成，利用焊接技術把內膽和外殼結合在一起，再用真空技術把內膽與外殼的夾層中的空氣給抽出來以達到真空保溫的效果。普通保溫杯在開水倒進去后保溫時間一般在三個小時以下，真空保溫杯通過抽真空工藝，可以讓開水保溫8個小時以上。平常我們用的真空保溫杯子雖然在外觀上看與一般保溫杯沒有什么區別，在制作工藝上真空保溫杯子經一般保溫杯子要復雜許多，技術難度也高得多。所以，真空保溫杯子比一般保溫杯子的價格要高出至少兩倍。很多廠家制作了不銹鋼保溫杯，但是均無法實現迅速降溫，并長時間保持恒溫在適宜水溫下，以便使用人群隨時飲用。市場上也還沒有專門的應用相變材料制作的降溫杯產品。而常見的保溫杯只能達到保溫的目的，然而它們都沒有迅速降溫功能，有些降溫杯可以降溫，但是時間久了會效果變差，必須要定期更換冷卻介質，并且無法做到在預先設定溫度上保持恒溫較長時間。
【實用新型內容】
[0004]現有的保溫杯存在不能迅速降溫的缺點，給人們正常飲水帶來一定的不舒適性和不便利性，并且可能會燙到因口渴而急于飲水的用戶，為克服該問題，本實用新型提出一種快速降溫杯，利用相變材料和高熱導率材料的合理配比，保證溫度能夠很快降到設定的水溫，然后長時間保溫。
[0005]本實用新型解決其快速降溫及恒溫的技術問題所采用的技術方案的原理是，利用相變儲能，再以特殊的高熱導率材料將熱量輸送至相變材料內，達到快速降溫并長時間恒溫的功能。眾所周知，相變就是物質從一種相轉變為另一種相的過程。物質系統中物理、化學性質完全相同，與其他部分具有明顯分界面的均勻部分稱為相。與固、液、氣三態對應，物質有固相、液相、氣相，三相相互轉變的過程伴隨著能量的交換，利用這個原理儲存能量。
[0006]具體來說，本實用新型采用的技術方案如下:
[0007]一種快速降溫杯，包括外杯體和置于外杯體內的相變材料填充層，所述相變材料填充層包含上下排列的至少兩個區段，各區段分別為具有不同相變溫度的相變材料。
[0008]進一步地，所述相變材料的各區段的相變溫度從上至下依次升高，利用各部分的溫差，在杯體內形成液體的對流，加快水溫的下降。
[0009]進一步地，所述相變材料為長鏈烷烴，所述各區段采用具有不同相變點的長鏈烷烴。
[0010]進一步地，所述相變材料填充層還含有高熱導率材料，比如石墨類合成材料。
[0011]進一步地，所述外杯體和所述相變材料填充層之間還可設有保溫層，用于進一步提高保溫效果。
[0012]進一步地，所述快速降溫杯還包括一降溫杯蓋，所述降溫杯蓋包含杯蓋外殼體和置于杯蓋外殼體內的相變材料填充層。
[0013]進一步地，所述降溫杯蓋的相變材料填充層可以與上述快速降溫杯的相變材料填充層的材質、結構相同，也可以采用具有不同相變點的相變材料。由于杯蓋體積較小，相變材料填充層只含有一個區段即可，即采用均一的相變材料，但也可以根據實際需要設置與上述快速降溫杯類似地的兩個或者多個區段。杯蓋外殼體和相變材料填充層之間可以設置保溫層，也可以不設置保溫層。
[0014]與現有技術相比，本實用新型的有益效果是:
[0015]本實用新型提出的快速降溫杯能使水溫快速降低，并降至特定的溫度范圍，且能長時間保持恒溫，無需更換介質。本實用新型結構簡單、產品輕便、降溫效果十分明顯，成本低，安全可靠，便于產業化推廣應用；可滿足人們健康飲水以及希望迅速將開水降溫至適宜飲用的溫度的需求，且可長時間保持在指定的溫度，其保溫效果比市場上的一般保溫杯的保溫時間更長。
【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型的快速降溫杯外形結構剖視圖。
[0017]圖2是快速降溫杯的降溫曲線圖。
[0018]圖3是快速降溫杯和快速降溫杯蓋一體的外形結構剖視圖。
【具體實施方式】
[0019]下面通過具體實施例和附圖，對本實用新型做進一步說明。
[0020]實施例1:快速降溫杯
[0021]如圖1所示，本實施例的快速降溫杯從外向內依次為外杯體11 (或稱外殼體、杯體外層)、保溫層12和相變材料填充層13-1和13-2，即相變材料填充層包含上下排列的兩個區段，兩個區段的相變材料不發生互相混合。此外還可包括內杯體14(或稱內殼體、杯體內層)，由食品級不銹鋼拉伸制成。除兩個區段外，也可以根據實際情況設置三個或者更多區段。
[0022]本實用新型的相變材料填充層，其各區段分別為具有不同相變溫度的相變材料。通過這種多組分的填充材料構成一個固態的整體，該整體的各區段可以設計成特定溫度的相變材料，即將溫區分成幾個部分，并利用各部分的溫差，在杯體內形成液體的對流，加快水溫的下降。水溫下降這部分能量并未被損失，而是絕大部分被相變材料儲存在相變材料的固相一液相的相互轉化之中。
[0023]對于杯體內所盛的高溫液體，如沸水，為實現快速降溫并較長時間內持續保持同一溫度(或保持在一個小范圍的溫度區間內)的實際應用性，關鍵在于選擇合適的相變材料填充層3，該材料應具有導熱快，密度小，比熱容大，無毒，無腐蝕性，成本低等特點。本實施例采用長鏈烷烴作為主要填充材料，通過采用具有不同相變點的相變材料，并輔以高熱導率的填料(如石墨類合成材料)通過不同的配比可設計得到可調的相變溫度點。相變點的預設范圍一般可以達到室溫至臨近水的沸點。
[0024]當開水倒入上述降溫杯內后，摻在內夾層的填料里的高熱導率的填料會將熱量迅速傳導至相變材料，相變材料會受熱由固態變為液態吸收熱水熱量，迅速將水溫降到相變材料的相變點溫度，如52攝氏度左右，或者是其他任意特定設計溫度附近。降至預設的溫度后，雖然保溫層2利于保溫，但杯體會不可避免地產生熱量損失，如用戶飲水時或者杯體較長時間放置時，當水溫降至設定的溫度以下時，相變材料由液態變為固態，又會放出熱量，從而可以使水溫長時間維持在一定溫度左右。
[0025]圖2是快速降溫杯的降溫度曲線圖。從圖中可以看出，在經過約I分鐘的時間后就可以從接近沸點的溫度降到45°C左右，并能保持一定時間，保溫效果良好。
[0026]實施例2:快速降溫杯+降溫杯蓋
[0027]本實施例在實施例1的快速降溫杯基礎上加上一降溫杯蓋如圖3所示。該降溫杯蓋包含杯蓋外殼體21和置于杯蓋外殼體內的相變材料填充層23。所述杯蓋外殼體和所述相變材料填充層之間還可設有保溫層22(也可以不設置保溫層)，以及杯蓋內殼體24。由于杯蓋體積較小，杯蓋的相變材料填充層只含有一個區段即可，即采用均一的相變材料，但也可以根據實際需要設置與上述快速降溫杯類似地的兩個或者多個區段。而且杯蓋和杯體的相變材料可以相同，也可以不同。例如，杯體里面是相變點為60度的相變材料，杯蓋里可以使45度或者35度的相變材料，以方便用戶選擇，成人喜歡泡茶的喝溫度偏高的水杯里的水可以使45度的杯蓋或者60度的杯蓋，兒童可以選配35度的杯蓋，喝35度的水。
[0028]本實用新型無需更換降溫介質，保溫效果優于普通保溫杯。此杯的設定溫度在設計時就將溫度設置好(選用合適溫度的相變材料)，設定至人們比較適宜的溫度，并按此設計生產出相應的相變材料，當制造完成后溫度則不可再調整。
[0029]本實用新型能達到快速使熱水降溫的目的，性能穩定，該相變過程屬物理變化，無材料損耗，節能環保，經濟耐用，具有較強的實用性，在使用者的日常生活中會帶來很大的便利，尤其適用于口渴時急于喝熱水的人群，例如兒童等。該技術還能簡便經濟地結合現在生產工藝，適合于市場大面積推廣。
[0030]以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非對其進行限制，本領域的普通技術人員可以對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型的精神和范圍，本實用新型的保護范圍應以權利要求書所述為準。
【主權項】
1.一種快速降溫杯，其特征在于，包括外杯體和置于外杯體內的相變材料填充層，所述相變材料填充層包含上下排列的至少兩個區段，各區段分別為具有不同相變溫度的相變材料。
2.如權利要求1所述的快速降溫杯，其特征在于:所述相變材料的各區段的相變溫度從上至下依次升高。
3.如權利要求1所述的快速降溫杯，其特征在于:所述相變材料為長鏈烷烴，所述各區段采用具有不同相變點的長鏈烷烴。
4.如權利要求1所述的快速降溫杯，其特征在于:所述外杯體和所述相變材料填充層之間設有保溫層。
5.如權利要求1至4中任一項所述的快速降溫杯，其特征在于:還包括一降溫杯蓋，所述降溫杯蓋包含杯蓋外殼體和置于杯蓋外殼體內的相變材料填充層。
6.如權利要求5所述的快速降溫杯，其特征在于:所述降溫杯蓋的相變材料填充層采用均一的相變材料；或者該相變材料填充層包含上下排列的至少兩個區段，各區段分別為具有不同相變溫度的相變材料。
【專利摘要】本實用新型涉及一種快速降溫杯，包括外杯體和置于外杯體內的相變材料填充層，所述相變材料填充層包含上下排列的至少兩個區段，各區段分別為具有不同相變溫度的相變材料，利用各部分的溫差，在杯體內形成液體的對流，加快水溫的下降。外杯體和相變材料填充層之間還可設有保溫層，用于進一步提高保溫效果。快速降溫杯還可包括一降溫杯蓋。本實用新型的快速降溫杯能使水溫快速降低至特定的溫度范圍，且能長時間保持恒溫，無需更換介質，可滿足人們健康飲水以及希望迅速將開水降溫至適宜飲用的溫度的需求。
【IPC分類】A47G19-22
【公開號】CN204580735
【申請號】CN201520064818
【發明人】李曉光
【申請人】李曉光
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年1月29日