快速降温保温杯制造技术

本实用新型专利技术涉及的快速降温保温杯，其特征在于，其由导热层、相变金属、隔热层组成。导热层位于保温杯的内壁，隔热层位于保温杯的外壁，相变金属填充于导热层与隔热层之间。保温杯内的热水通过导热层将热量释放至相变金属，相变金属快速吸热并熔化，热水温度迅速降低。随后，热水降温时，相变金属凝固放热，此热量可长时间保持热水的温度位于相变金属的熔点附近，达到保温效果。导热层采用高热导率材料，使热量迅速传递到相变金属。隔热层采用低热导率材料，将保温杯与外部环境隔离以防止杯内热量的快速流失。本实用新型专利技术涉及的保温杯所采用的相变金属，不仅具有较高的相变潜热，保温能力强，更重要的是其具有远超传统石蜡等保温材料的高热导率，因此能实现热水急速降温的功能。本实用新型专利技术结构简单、降温迅速、保温效果优异，可广泛应用于保温杯等日常用品领域。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
快速降温保温杯
本专利技术涉及一种快速降温保温杯，该保温杯将相变金属填充于导热层与隔热层之间，利用相变金属的融化过程为保温杯快速降温，并利用凝固过程达到长时间的保温效果。本专利技术可广泛应用于保温杯等日常用品领域。
技术介绍
保温杯是生活中十分常见的物品，保温杯一般是由陶瓷或不锈钢加上真空层而制成的盛水的容器，其顶部有盖，密封严实，真空绝热层能使装在内部的水等液体延缓散热，以达到保温的目的。由于真空保温的隔热作用，热水(90°C)在其中很难降温至适饮温度，给使用带来不便。除了真空保温方式，新兴的相变保温效果显著，相变保温利用相变材料的凝固达到保温效果，与真空保温相比，其具有更长的保温时间。目前所用的相变材料为石蜡(熔点在5(T60°C )，石蜡具有熔点可调、相变潜热大、价格低廉的优点，但石蜡热导率低，用于相变保温时热传递较慢，因而也存在难以将热水降至适饮温度的问题。为了克服上述缺点，本专利技术提出一种快速降温保温杯。该装置将相变金属取代石蜡作为相变材料，利用其导热能力强，融化迅速的特点为保温杯快速降温，并利用凝固过程达到长时间的保温效果。其典型优点如下:(1)相变潜热大，相变金属相比于石蜡具有更大的体积相变潜热，也即意味着在相同体积下，相变快速降温保温杯具有更长的保温时间；(2)热传递系数高，相变金属具有远超石蜡等传统材料的极高的热导率，因而保温杯降温极为迅速；(3)热膨胀系数小，蒸汽压低。相比于石腊，相变金属的相变体积膨胀率小，且比石蜡更加稳定不易挥发，因而无需预留太多膨胀空间，节省空间；(4)工艺简单，相比于真空保温方式，相变金属保温采用灌注方式，比抽真空简单、可操作性强。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种快速降温保温杯，该保温杯将相变金属填充于导热层与隔热层之间，利用相变金属的融化过程为保温杯快速降温，并利用凝固过程达到长时间的保温效果。本专利技术的技术方案如下:本专利技术提供的快速降温保温杯，如图1所示，其组成如下:导热层1，所述导热层I位于保温杯的内壁，将保温杯内水的热量传递至相变金属2 ；相变金属2，所述相变金属2填充于内部导热层I与外部隔热层3之间，以实现快速吸热降温及放热保温的功能；隔热层3，所述隔热层3位于保温杯的外壁，以隔绝保温杯内部的热量流失到环境中。所述导热层I材料为铜、铝、不锈钢或导热陶瓷。所述相变金属2填充在所述导热层及隔热层之间，其熔点为3(T90°C。所述相变金属2为镓基二兀合金、镓基多兀合金、铟基合金或秘基合金。所述镓基二元合金为镓铟合金、镓秘合金或镓锡合金。所述镓基多元合金为镓铟锡合金或镓铟锡锌合金。所述铋基合金为铋铟锡合金或铋锡合金。所述隔热层3为真空玻璃、塑料或隔热陶瓷。使用时，保温杯内盛有高温热水(8(T90°C)，热水通过导热层I释放热量至相变金属2，相变金属2快速吸收热量并融化为液体，与此同时，热水温度迅速降至相变金属2的熔点温度。然后，随着时间推移，热水降温时，相变金属凝固放热，此热量可长时间保持热水的温度位于相变金属的熔点附近，达到保温效果。整个过程中，导热层I使热量迅速传递到相变金属2 ;相变金属2热导率高且吸热能力强，因而可迅速将热量吸收而熔化。隔热层3将保温杯与外部环境隔离以防止杯内热量的快速流失。本专利技术所述的快速降温保温杯具有如下优点:(I)相变潜热大,相变金属相比于石蜡具有更大的体积相变潜热,也即意味着在相同体积下，相变快速降温保温杯具有更长的保温时间；(2)热传递系数高，相变金属具有远超石蜡等传统材料的极高的热导率，因而保温杯降温极为迅速；( 3 )热膨胀系数小，蒸汽压低。相比于石蜡，相变金属的相变体积膨胀率小，且比石蜡更加稳定不易挥发，因而无需预留太多膨胀空间，节省空间；(4)工艺简单，相比于真空保温方式，相变金属保温采用灌注方式，比抽真空简单、可操作性强。【附图说明】图1为实施例1中快速降温保温杯结构示意图。【具体实施方式】下面结合附图及具体实施例进一步描述本专利技术。实施例1实施例1展示了本专利技术的快速降温保温杯的一种典型应用。图1为快速降温保温杯结构示意图。如图1所示，本实施例中快速降温保温杯由导热层1、相变金属2及隔热层3组成。导热层I材质为不锈钢，圆筒状，内径7cm,高度12cm,壁厚0.5cm。相变金属2填充于导热层I及隔热层3内，相变金属2选择铋铟锡合金(质量分数:32.5% Bi，51% In, 16.5% Sn)，其安全无毒，熔点为60°C，相变层为圆筒形，内径8cm，高度12cm，厚度为1cm。隔热层4材质为真空玻璃。使用时，保温杯内盛有高温热水(8(T90°C)，热水通过导热层I释放热量至相变金属2，相变金属2快速吸收热量并融化为液体，与此同时，热水温度迅速降至相变金属2的熔点温度，随着时间推移，热水降温时，相变金属凝固放热，此热量可长时间保持热水的温度位于相变金属的熔点附近，达到保温效果。整个过程中，导热层I使热量迅速传递到相变金属2 ;相变金属2热导率高且吸热能力强，因而可迅速将热量吸收而熔化。隔热层4将保温杯与外部环境隔离以防止杯内热量的快速流失。下面通过计算来对比石蜡和相变金属保温杯的热水降温时间:已知保温杯内壁导热层的内径7cm，高度12cm，由此可计算，保温杯内盛水的质量:本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种快速降温保温杯，其特征在于，其组成如下：导热层，所述导热层位于保温杯的内壁，将保温杯内水的热量传递至相变金属；相变金属，所述相变金属填充于内部导热层与外部隔热层之间，以实现快速吸热降温及放热保温的功能；隔热层，所述隔热层位于保温杯的外壁，以隔绝保温杯内部的热量流失到环境中。

【技术特征摘要】
1、一种快速降温保温杯，其特征在于，其组成如下: 导热层，所述导热层位于保温杯的内壁，将保温杯内水的热量传递至相变金属； 相变金属，所述相变金属填充于内部导热层与外部隔热层之间，以实现快速吸热降温及放热保温的功能； 隔热层，所述隔热层位于保温杯的外壁，以隔绝保温杯内部的热量流失到环境中。2、按权利要求1所述的快速降温保温杯，其特征在于，所述导热层为铜、铝、不锈钢或导热陶瓷。3、按权利要求1所述的快速降温保温杯，其特征在于，所述相变金属填充在所述导热层及隔热层之间，其熔点为3(T...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭瑞，
申请(专利权)人：北京依米康科技发展有限公司，
类型：实用新型
国别省市：