快速降溫杯蓋的制作方法
【技術領域】
[0001]本實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，只能通過真空絕熱層達到保溫的目的，也不具備快速降溫的能力。部分保溫杯還帶有可以當杯子使用的杯蓋，使用時，將保溫杯內的熱水倒入杯蓋中，等其溫度降至合適的溫度后再飲用。但是，自然冷卻會需要很多時間，也不具有迅速降溫功能。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]本實用新型針對上述問題，提出一種快速降溫杯蓋，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]—種快速降溫杯蓋，包括杯蓋外殼體和置于杯蓋外殼體內的相變材料填充層。
[0008]進一步地，由于杯蓋體積較小，相變材料填充層優選采用均一的相變材料；根據實際需要，相變材料填充層也可以設置上下排列的兩個或者多個區段，各區段分別為具有不同相變溫度的相變材料。
[0009]進一步地，所述相變材料的各區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，在杯體內形成液體的對流，加快水溫的下降。
[0010]進一步地，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。
[0011]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。
[0012]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。
[0013]進一步地，所述杯蓋外殼體的材料為食品級不銹鋼。
[0014]—種快速降溫裝置，包括外殼和置于外殼內部(包圍在外殼內)的相變材料填充層。
[0015]進一步地，所述快速降溫裝置可以做成各種形狀，如杯套狀、碗狀，盤狀，盆狀，勺狀，攪拌棒狀，小塊狀或豆狀等，作為可單獨使用的、可更換的配件，將其放入杯子等不同的容器內以實現降溫的目的。
[0016]與現有技術相比，本實用新型的有益效果是:
[0017]本實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】
[0018]圖1A是實施例1中快速降溫杯蓋的外形示意圖。
[0019]圖1B是實施例1中快速降溫杯蓋的結構剖視圖。
[0020]圖2是實施例1中快速降溫杯蓋的降溫曲線圖。
[0021]圖3是實施例2中快速降溫杯蓋的結構剖視圖。
[0022]圖4是實施例3中快速降溫杯套的結構圖。
[0023]圖5是實施例3中快速降溫杯套放入保溫杯內的示意圖。
【具體實施方式】
[0024]下面通過具體實施例和附圖，對本實用新型做進一步說明。
[0025]實施例1:快速降溫杯蓋(均一相變材料)
[0026]如圖1A所示，本實施例提供的快速降溫杯蓋10，蓋在一個普通杯體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的相變材料填充層12，以及杯蓋內殼體13。所述杯蓋外殼體和所述相變材料填充層之間還可設有保溫層(也可以不設置保溫層)。
[0027]對于杯蓋內所盛的高溫液體，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，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。
[0028]當開水倒入上述快速降溫杯蓋內后，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52攝氏度左右或者是其他任意特定設計溫度附近。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存在相變材料的固相一液相的相互轉化之中。降至預設的溫度后，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。
[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，且無需更換冷卻介質，重量輕、體積小、效率高，方便實用。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。
[0030]實施例2:快速降溫杯蓋(分成兩個區段的相變材料)
[0031]如圖3所示，本實施例的快速降溫杯蓋包括杯蓋外殼體21和分為兩個區段的相變材料填充層22-1和22-2，以及以及杯蓋內殼體23。該相變材料填充層的兩個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，即將溫區分成兩個部分，并利用兩部分的溫差，在杯體內形成液體的對流，加快水溫的下降。除兩個區段外，也可以設置更多區段。
[0032]實施例3:快速降溫杯套
[0033]如圖4所示，本實施例的快速降溫杯套包括外殼31和置于外殼內的相變材料填充層32，外殼的材料為食品級不銹鋼。圖5是上述快速降溫裝置放入一保溫杯40內的示意圖。具體降溫原理參見實施例1。該快速降溫杯套可設計成不同內徑、不同形狀的的樣式供用戶選擇。
[0034]其它實施例:除杯套外，還可以將包含一外殼和其內部的相變材料填充層的結構做成其它形狀，如碗狀，盤狀，盆狀，勺狀，攪拌棒狀，小塊狀或豆狀等，作為可單獨使用的、可更換的配件，將其放入杯子等不同的容器內均可實現降溫的目的。
[0035]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。
[0036]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】
1.一種快速降溫杯蓋，其特征在于，包括杯蓋外殼體和置于杯蓋外殼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所述的快速降溫杯蓋，其特征在于:所述相變材料的各區段的相變溫度從杯蓋口至杯蓋底依次升高。3.如權利要求1所述的快速降溫杯蓋，其特征在于:所述相變材料為長鏈烷烴。4.如權利要求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率材料。5.如權利要求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不銹鋼。6.如權利要求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置保溫層，或者不設置保溫層。
【專利摘要】本實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的相變材料填充層。相變材料填充層優選采用均一的相變材料；根據實際需要，相變材料填充層也可以設置上下排列的兩個或者多個區段，各區段分別為具有不同相變溫度的相變材料。本實用新型還提供快速降溫裝置，包括外殼和置于外殼內部的相變材料填充層，可以為杯套狀、碗狀，盤狀，盆狀，勺狀，攪拌棒狀，小塊狀或豆狀等各種形狀。本實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，且能長時間保持恒溫，無需更換介質。
【IPC分類】A47G19/22
【公開號】CN204813123
【申請號】CN201520065792
【發明人】李曉光
【申請人】李曉光
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年1月29日