一種相變調(diào)溫系統(tǒng)及相變調(diào)溫杯的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種相變調(diào)溫系統(tǒng)，具體涉及一種相變調(diào)溫杯。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會的發(fā)展，人們對日常生活的品味和便捷性要求也越來越高，其中對飲用水杯子的功能性要求也越來越多，具有調(diào)節(jié)水溫功能的杯子是所有功能性杯子中的亮點(diǎn)。對調(diào)溫的具體要求包括:開水冷卻降溫、常溫水冰鎮(zhèn)、冷水加溫等。目前針對調(diào)溫功能杯子的專利如下:申請?zhí)朇N201220702850中描述了具有升降溫調(diào)節(jié)功能的杯子，升溫的調(diào)節(jié)采用電加熱裝置、降溫的調(diào)節(jié)采用在杯內(nèi)液體中間加入攪拌槳葉加速降溫的方式。申請?zhí)朇N201310487071的專利中采用將杯子中間放入同心套杯，需要使用時加入冰塊對外層液體進(jìn)行冷卻。申請?zhí)朇N201420486202的專利中設(shè)計(jì)了制冷調(diào)溫盒和制熱調(diào)溫盒，需要制冷時在制冷調(diào)溫盒中加冰，需要制熱時在制熱調(diào)溫盒中加入固體燃料加熱，通過此設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)雙向調(diào)溫功能。申請?zhí)朇N201220441952專利中，設(shè)計(jì)了上下兩層杯體，下層杯體保溫，上層杯體不保溫，飲用時通過將下層的熱水與上層的涼水水中混合后到達(dá)適宜溫度飲用。申請?zhí)朇N201220533606專利通過在杯子夾層中加入兩片導(dǎo)熱片，按照需要旋轉(zhuǎn)導(dǎo)熱片來調(diào)節(jié)杯中液體的降溫速率。申請?zhí)朇N200920239364專利中通過對杯子外部的進(jìn)行不同的換熱設(shè)計(jì)來達(dá)到快速降溫的目的。申請?zhí)朇N201120534448專利中通過在內(nèi)外壁夾層中加入十水硫酸鈉，硼砂，乙二醇和蒸餾水作為調(diào)節(jié)水溫的方法，該法是利用相變材料在相變點(diǎn)的吸放熱功能來實(shí)現(xiàn)對杯中液體的調(diào)溫的。對于以上專利中調(diào)溫杯的調(diào)溫原理進(jìn)行分類可分為五類，第一類:使用外接電源來實(shí)現(xiàn)升降溫功能，申請?zhí)朇N201220702850歸屬此類。第二類:外加制冷劑(冰塊)和化學(xué)燃料來實(shí)現(xiàn)調(diào)溫功能。申請?zhí)朇N201310487071和申請?zhí)朇N201420486202專利歸屬此類。第三類:將冷熱水混合來調(diào)節(jié)合適的水溫，申請?zhí)朇N201220441952專利歸屬此類。第四類:通過對杯體結(jié)構(gòu)進(jìn)行不同的換熱設(shè)計(jì)，調(diào)節(jié)水杯外側(cè)的傳熱系數(shù)和傳熱面積來控制對杯中水溫的降溫速率，申請?zhí)朇N201220533606和申請?zhí)朇N200920239364歸屬此類。第五類；利用相變材料在相變點(diǎn)的吸放熱性能來實(shí)現(xiàn)調(diào)溫的功能，申請?zhí)朇N201120534448專利歸屬此類。
[0003]第一類調(diào)溫杯由于需要外接電源，所以系統(tǒng)較為復(fù)雜，使用過程受限因素較多。第二類與第三類調(diào)溫杯需要自己掌握好時間且準(zhǔn)確判斷杯中液體的溫度是否達(dá)到合適的溫度范圍，因此會出現(xiàn)對于溫度控制的精準(zhǔn)度較低。第四類調(diào)溫杯通過調(diào)控杯子的外部換熱結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)快速降溫的功能，此類調(diào)溫杯的具有與第二類和第三類相同的缺點(diǎn)，需要自己來控制并判斷是否到達(dá)適宜溫度，且該類的系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜，且對操作者要求稍高，需要一定的技能才能將該類產(chǎn)品發(fā)揮出優(yōu)良的性能來，另外該類調(diào)溫杯只能實(shí)現(xiàn)單向調(diào)溫，不能實(shí)現(xiàn)對液體的加熱功能。第五類調(diào)溫杯利用相變材料的特性來實(shí)現(xiàn)調(diào)溫功能，該方法創(chuàng)意新穎，基本不受其他因素限制且操作簡單，但申請?zhí)朇N201120534448專利中夾層使用的材料在精確調(diào)控液體溫度和調(diào)控速度方面仍有欠缺。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有調(diào)溫杯存在的不足，提供了一種基于相變調(diào)溫系統(tǒng)的調(diào)溫杯，該系統(tǒng)既要實(shí)現(xiàn)快速降溫至適宜溫度(40°C?45°C )，且需要維持該溫度區(qū)間內(nèi)3?4h的保溫功能。本發(fā)明將降溫與保溫這兩種相互矛盾的功能由杯體外側(cè)的相變調(diào)溫系統(tǒng)統(tǒng)一實(shí)現(xiàn)。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0006]一種相變調(diào)溫系統(tǒng)，所述相變調(diào)溫系統(tǒng)包括外殼、內(nèi)殼、頂蓋，在內(nèi)殼和外殼之間填滿復(fù)合相變材料。
[0007]基于上述相變調(diào)溫系統(tǒng)的相變調(diào)溫杯，包括杯體外殼、杯體內(nèi)殼、頂蓋，在杯體內(nèi)殼和外殼之間填滿復(fù)合相變材料。
[0008]進(jìn)一步地，杯體內(nèi)殼選自波紋結(jié)構(gòu)內(nèi)殼、管外翅結(jié)構(gòu)的內(nèi)殼和圓柱內(nèi)殼的一種。
[0009]進(jìn)一步地，杯體內(nèi)殼容積與內(nèi)外殼夾層間容積的比例為1:1?1.15。
[0010]進(jìn)一步地，所述復(fù)合相變材料包括基礎(chǔ)相變材料、成核劑、導(dǎo)熱填料、增稠劑。
[0011 ] 進(jìn)一步地，基礎(chǔ)相變材料的質(zhì)量百分比70 %?95 %，成核劑的添加量為0.5 %?5 %，導(dǎo)熱填料的添加量為I %?25 %，增稠劑的添加量為O?5 %。
[0012]進(jìn)一步地，所述基礎(chǔ)相變材料選自三水醋酸鈉、五水硫代硫酸鈉、十二水磷酸氫二鈉、十水硫酸鈉、十水碳酸鈉中的一種或幾種。
[0013]進(jìn)一步地，成核劑選自硼砂、磷酸氫二鈉、硅藻土、二氧化硅、硅酸鈉、八水氫氧化鍶、六水氯化鍶、五水硫代硫酸鈉中的一種或幾種。
[0014]進(jìn)一步地，導(dǎo)熱填料選自石墨、碳納米管、膨脹石墨、碳纖維、石墨烯、三維石墨泡沫、碳化硅、銅粉中的一種或幾種。
[0015]進(jìn)一步地，增稠劑選自聚丙烯酸乳液、羧甲基纖維素鈉中的一種。
[0016]與現(xiàn)有的調(diào)溫杯相比，本發(fā)明的相變調(diào)溫杯，將杯體內(nèi)殼的換熱設(shè)計(jì)與復(fù)合相變材料吸放熱性能高度匹配。具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0017]1、該調(diào)溫杯可以在短短I?2min時間內(nèi)實(shí)現(xiàn)開水到適應(yīng)溫度(40?45°C )的降溫，同時還可以實(shí)現(xiàn)在3?4小時之內(nèi)均維持在此溫度區(qū)間，此調(diào)溫杯同時實(shí)現(xiàn)了快速降溫杯和保溫杯的雙重功效，同時可以保證在任意時間都可以飲用到適宜溫度的飲品。
[0018]2、該調(diào)溫杯系統(tǒng)構(gòu)成簡單，受外部環(huán)境影響小，隨時隨地即可使用。
[0019]3、該調(diào)溫杯的操作簡便。使用時只需倒入熱飲品后，蓋緊上蓋在手中搖晃I?2min即可飲用。
【附圖說明】
[0020]圖1是杯體內(nèi)殼為圓柱內(nèi)殼結(jié)構(gòu)的相變調(diào)溫杯的縱向剖視圖；
[0021]圖2是杯體內(nèi)殼為波紋結(jié)構(gòu)的相變調(diào)溫杯的