快速降溫杯蓋的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種用于飲水杯的快速降溫杯蓋，屬于生活用品領(lǐng)域，能夠使水溫快速降至適宜飲用的溫度。
【背景技術(shù)】
[0002]開(kāi)水是最好的飲料，白開(kāi)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(kāi)水最好，這樣不會(huì)過(guò)于刺激腸胃道的蠕動(dòng)，不易造成血管收縮。因此專家建議要多喝開(kāi)水，不要喝生水。煮開(kāi)并沸騰3分鐘的開(kāi)水，可以使水中的氯氣及一些有害物質(zhì)被蒸發(fā)掉，同時(shí)又能保持水中對(duì)人體必須的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。喝生水的害處很多，因?yàn)樽詠?lái)水中的氯可以和沒(méi)燒開(kāi)水中的殘留的有機(jī)物質(zhì)相互作用，導(dǎo)致膀胱癌、直腸癌的機(jī)會(huì)增加。要喝新鮮開(kāi)水，不要喝放置時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的水。新鮮開(kāi)水，不但無(wú)菌，還含有人體所需的十幾種礦物質(zhì)。但如果時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或者飲用自動(dòng)熱水器中隔夜重煮的水，不僅沒(méi)有了各種礦物質(zhì)，而且還有可能含有某些有害物質(zhì)，如亞硝酸鹽等。由此引起的亞硝酸鹽中毒并不鮮見(jiàn)。眾所周知，水杯對(duì)杯中熱飲料進(jìn)行降溫的方式是自然冷一段時(shí)間，但是自然冷卻會(huì)需要很多時(shí)間，口渴的人或者小孩子經(jīng)常等不及而被燙傷。
[0003]當(dāng)前市場(chǎng)上最長(zhǎng)見(jiàn)的水杯一般均不具有快速降溫的能力，而保溫杯一般是由不銹鋼或陶瓷、玻璃等加上真空層做成的，只能通過(guò)真空絕熱層達(dá)到保溫的目的，也不具備快速降溫的能力。部分保溫杯還帶有可以當(dāng)杯子使用的杯蓋，使用時(shí)，將保溫杯內(nèi)的熱水倒入杯蓋中，等其溫度降至合適的溫度后再飲用。但是，自然冷卻會(huì)需要很多時(shí)間，也不具有迅速降溫功能。有些降溫杯可以降溫，但是時(shí)間久了會(huì)效果變差，必須要定期更換冷卻介質(zhì)，并且無(wú)法做到在預(yù)先設(shè)定溫度上保持恒溫較長(zhǎng)時(shí)間。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型針對(duì)上述問(wèn)題，提出一種快速降溫杯蓋，利用相變材料和高熱導(dǎo)率材料的合理配比，保證溫度能夠很快降到設(shè)定的水溫，然后長(zhǎng)時(shí)間保溫。
[0005]本實(shí)用新型解決其快速降溫及恒溫的技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案的原理是，利用相變儲(chǔ)能，再以特殊的高熱導(dǎo)率材料將熱量輸送至相變材料內(nèi)，達(dá)到快速降溫并長(zhǎng)時(shí)間恒溫的功能。眾所周知，相變就是物質(zhì)從一種相轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N相的過(guò)程。物質(zhì)系統(tǒng)中物理、化學(xué)性質(zhì)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(tài)對(duì)應(yīng)，物質(zhì)有固相、液相、氣相，三相相互轉(zhuǎn)變的過(guò)程伴隨著能量的交換，利用這個(gè)原理儲(chǔ)存能量。
[0006]具體來(lái)說(shuō)，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0007]—種快速降溫杯蓋，包括杯蓋外殼體和置于杯蓋外殼體內(nèi)的相變材料填充層。
[0008]進(jìn)一步地，由于杯蓋體積較小，相變材料填充層優(yōu)選采用均一的相變材料；根據(jù)實(shí)際需要，相變材料填充層也可以設(shè)置上下排列的兩個(gè)或者多個(gè)區(qū)段，各區(qū)段分別為具有不同相變溫度的相變材料。
[0009]進(jìn)一步地，所述相變材料的各區(qū)段的相變溫度從上至下(從杯蓋口至杯蓋底)依次升高，并利用各部分的溫差，在杯體內(nèi)形成液體的對(duì)流，加快水溫的下降。
[0010]進(jìn)一步地，杯蓋外殼體和相變材料填充層之間可以設(shè)置保溫層，也可以不設(shè)置保溫層。
[0011]進(jìn)一步地，所述相變材料為長(zhǎng)鏈烷烴，所述各區(qū)段采用具有不同相變點(diǎn)的長(zhǎng)鏈烷烴。
[0012]進(jìn)一步地，所述相變材料填充層還含有高熱導(dǎo)率材料，比如石墨類合成材料。
[0013]進(jìn)一步地，所述杯蓋外殼體的材料為食品級(jí)不銹鋼。
[0014]—種快速降溫裝置，包括外殼和置于外殼內(nèi)部(包圍在外殼內(nèi))的相變材料填充層。
[0015]進(jìn)一步地，所述快速降溫裝置可以做成各種形狀，如杯套狀、碗狀，盤(pán)狀，盆狀，勺狀，攪拌棒狀，小塊狀或豆?fàn)畹?，作為可單?dú)使用的、可更換的配件，將其放入杯子等不同的容器內(nèi)以實(shí)現(xiàn)降溫的目的。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0017]本實(shí)用新型提出的快速降溫杯蓋和其它各種快速降溫裝置，能使水溫快速降低至特定的溫度范圍，且能長(zhǎng)時(shí)間保持恒溫，無(wú)需更換介質(zhì)。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、產(chǎn)品輕便、降溫效果十分明顯，成本低，安全可靠，便于產(chǎn)業(yè)化推廣應(yīng)用；可滿足人們健康飲水以及希望迅速將開(kāi)水降溫至適宜飲用的溫度的需求，且可長(zhǎng)時(shí)間保持在指定的溫度，其保溫效果比市場(chǎng)上的一般保溫杯的保溫時(shí)間更長(zhǎng)。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1A是實(shí)施例1中快速降溫杯蓋的外形示意圖。
[0019]圖1B是實(shí)施例1中快速降溫杯蓋的結(jié)構(gòu)剖視圖。
[0020]圖2是實(shí)施例1中快速降溫杯蓋的降溫曲線圖。
[0021]圖3是實(shí)施例2中快速降溫杯蓋的結(jié)構(gòu)剖視圖。
[0022]圖4是實(shí)施例3中快速降溫杯套的結(jié)構(gòu)圖。
[0023]圖5是實(shí)施例3中快速降溫杯套放入保溫杯內(nèi)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面通過(guò)具體實(shí)施例和附圖，對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0025]實(shí)施例1:快速降溫杯蓋(均一相變材料)
[0026]如圖1A所示，本實(shí)施例提供的快速降溫杯蓋10，蓋在一個(gè)普通杯體20上，圖1B為圖1A中A-A截面的的剖面圖，快速降溫杯蓋10包含杯蓋外殼體11和置于杯蓋外殼體內(nèi)的相變材料填充層12，以及杯蓋內(nèi)殼體13。所述杯蓋外殼體和所述相變材料填充層之間還可設(shè)有保溫層(也可以不設(shè)置保溫層)。
[0027]對(duì)于杯蓋內(nèi)所盛的高溫液體，如沸水，為實(shí)現(xiàn)快速降溫并較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)持續(xù)保持同一溫度(或保持在一個(gè)小范圍的溫度區(qū)間內(nèi))的實(shí)際應(yīng)用性，關(guān)鍵在于選擇合適的相變材料填充層，該材料應(yīng)具有導(dǎo)熱快，密度小，比熱容大，無(wú)毒，無(wú)腐蝕性，成本低等特點(diǎn)。本實(shí)施例采用長(zhǎng)鏈烷烴作為主要填充材料，通過(guò)采用具有不同相變點(diǎn)的相變材料，并輔以高熱導(dǎo)率的填料(如石墨類合成材料)通過(guò)不同的配比可設(shè)計(jì)得到可調(diào)的相變溫度點(diǎn)。相變點(diǎn)的預(yù)設(shè)范圍一般可以達(dá)到室溫至臨近水的沸點(diǎn)。
[0028]當(dāng)開(kāi)水倒入上述快速降溫杯蓋內(nèi)后，摻在內(nèi)夾層的填料里的高熱導(dǎo)率的填料會(huì)將熱量迅速傳導(dǎo)至相變材料，相變材料會(huì)受熱由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)吸收熱水熱量；迅速將水溫降到52攝氏度左右或者是其他任意特定設(shè)計(jì)溫度附近。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(chǔ)存在相變材料的固相一液相的相互轉(zhuǎn)化之中。降至預(yù)設(shè)的溫度后，杯體會(huì)不可避免地產(chǎn)生熱量損失，如用戶飲水時(shí)或者杯體較長(zhǎng)時(shí)間放置時(shí)，當(dāng)水溫降至設(shè)定的溫度以下時(shí)，相變材料由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)，又會(huì)放出熱量，從而可以使水溫長(zhǎng)時(shí)間維持在一定溫度左右。
[0029]該快速降溫杯蓋能使水溫快速降低，并降至特定的溫度范圍，且無(wú)需更換冷卻介質(zhì)，重量輕、體積小、效率高，方便實(shí)用。圖2是采用快速降溫裝置以后的飲水杯降溫度曲線圖。從圖中可以看出，在經(jīng)過(guò)約I分鐘的時(shí)間后就可以從接近沸點(diǎn)的溫度降到45°C左右，并能保持一定時(shí)間，保溫效果良好。
[0030]實(shí)施例2:快速降溫杯蓋(分成兩個(gè)區(qū)段的相變材料)
[0031]如圖3所示，本實(shí)施例的快速降溫杯蓋包括杯蓋外殼體21和分為兩個(gè)區(qū)段的相變材料填充層22-1和22-2，以及以及杯蓋內(nèi)殼體23。該相變材料填充層的兩個(gè)區(qū)段分別為具有不同相變溫度的相變材料。通過(guò)這種多組分的填充材料構(gòu)成一個(gè)固態(tài)的整體，即將溫區(qū)分成兩個(gè)部分，并利用兩部分的溫差，在杯體內(nèi)形成液體的對(duì)流，加快水溫的下降。除兩個(gè)區(qū)段外，也可以設(shè)置更多區(qū)段。
[0032]實(shí)施例3:快速降溫杯套
[0033]如圖4所示，本實(shí)施例的快速降溫杯套包括外殼31和置于外殼內(nèi)的相變材料填充層32，外殼的材料為食品級(jí)不銹鋼。圖5是上述快速降溫裝置放入一保溫杯40內(nèi)的示意圖。具體降溫原理參見(jiàn)實(shí)施例1。該快速降溫杯套可設(shè)計(jì)成不同內(nèi)徑、不同形狀的的樣式供用戶選擇。
[0034]其它實(shí)施例:除杯套外，還可以將包含一外殼和其內(nèi)部的相變材料填充層的結(jié)構(gòu)做成其它形狀，如碗狀，盤(pán)狀，盆狀，勺狀，攪拌棒狀，小塊狀或豆?fàn)畹?，作為可單?dú)使用的、可更換的配件，將其放入杯子等不同的容器內(nèi)均可實(shí)現(xiàn)降溫的目的。
[0035]本實(shí)用新型能達(dá)到快速使熱水降溫的目的，性能穩(wěn)定，該相變過(guò)程屬物理變化，無(wú)材料損耗，節(jié)能環(huán)保，經(jīng)濟(jì)耐用，具有較強(qiáng)的實(shí)用性，在使用者的日常生活中會(huì)帶來(lái)很大的便利，尤其適用于口渴時(shí)急于喝熱水的人群，例如兒童等。該技術(shù)還能簡(jiǎn)便經(jīng)濟(jì)地結(jié)合現(xiàn)在生產(chǎn)工藝，適合于市場(chǎng)大面積推廣。
[0036]以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非對(duì)其進(jìn)行限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求書(shū)所述為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種快速降溫杯蓋，其特征在于，包括杯蓋外殼體和置于杯蓋外殼體內(nèi)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(gè)區(qū)段，各區(qū)段分別為具有不同相變溫度的相變材料。2.如權(quán)利要求1所述的快速降溫杯蓋，其特征在于:所述相變材料的各區(qū)段的相變溫度從杯蓋口至杯蓋底依次升高。3.如權(quán)利要求1所述的快速降溫杯蓋，其特征在于:所述相變材料為長(zhǎng)鏈烷烴。4.如權(quán)利要求1所述的快速降溫杯蓋，其特征在于:所述相變材料填充層還含有高熱導(dǎo)率材料。5.如權(quán)利要求1所述的快速降溫杯蓋，其特征在于:所述杯蓋外殼體的材料為食品級(jí)不銹鋼。6.如權(quán)利要求1所述的快速降溫杯蓋，其特征在于:所述杯蓋外殼體和相變材料填充層之間設(shè)置保溫層，或者不設(shè)置保溫層。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種快速降溫杯蓋，包括杯蓋外殼體和置于杯蓋外殼體內(nèi)的相變材料填充層。相變材料填充層優(yōu)選采用均一的相變材料；根據(jù)實(shí)際需要，相變材料填充層也可以設(shè)置上下排列的兩個(gè)或者多個(gè)區(qū)段，各區(qū)段分別為具有不同相變溫度的相變材料。本實(shí)用新型還提供快速降溫裝置，包括外殼和置于外殼內(nèi)部的相變材料填充層，可以為杯套狀、碗狀，盤(pán)狀，盆狀，勺狀，攪拌棒狀，小塊狀或豆?fàn)畹雀鞣N形狀。本實(shí)用新型提出的快速降溫杯蓋和快速降溫裝置，能使水溫快速降低至特定的溫度范圍，且能長(zhǎng)時(shí)間保持恒溫，無(wú)需更換介質(zhì)。
【IPC分類】A47G19/22
【公開(kāi)號(hào)】CN204813123
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520065792
【發(fā)明人】李曉光
【申請(qǐng)人】李曉光
【公開(kāi)日】2015年12月2日
【申請(qǐng)日】2015年1月29日