CN100408131C - 提高高尔夫球的击球距离的方法和加热装置 - Google Patents

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Abstract

一种提高高尔夫球的击球距离的方法和进行该方法的加热装置，包括将温度低于25℃的高尔夫球加热，所述方法的特征在于，通过在不大于30分钟的实际加热时间内对所述高尔夫球至少输出2瓦的电能，将所述球加热到平均温度为25℃到约55℃之间，在不加热的条件下在不超过20分钟的时间里平衡所述球的温度，并将所述球保温在平均温度为25℃到55℃之间，直到投入使用。

Description

提高高尔夫球的击球距离的方法和加热装置
技术领域
本发明涉及提高高尔夫球的击球距离的方法，以及实施所述方法的装置。
背景技术
已经知道加热到大约30到50℃之间温度的高尔夫球可以提高性能，这通过与以同样的动力打击的冷球相比较，温热的或热的球的空中移动距离更大得以证明。对于绕制球(wound ball)，温度的影响是非常显著的，绕制球的技术性能优越，为喜欢追求高尔夫球空中移动距离最大的高尔夫球手所钟爱。
已经提出了许多现有技术的加热装置，其利用了上面所述的加热可提高性能的作用。所提出的大部分加热器是利用热空气来加热球，例如，在美国专利No.3,683,155，No.4,420,681，No.4,967,062和No.5,057,670中所公开的装置。根据前面提到的专利，高尔夫球在使用前有意地用至少大约6个小时或更长(美国专利No.3,831,001)到多达2天或更长(美国专利No.3,683,155)的时间相对缓慢地加热到不超过大约120°F(48.9℃)。对大多数高尔夫球手，这样长时间的加热通常是不实际的。加热的球还必须在所希望的较高温度下保温直至可以使用，因此要求连续的加热或将球保存在绝热很好的容器内。
发明内容
本发明涉及一种通过在不大于30分钟内将高尔夫球加热到25℃到大约55℃之间的平均温度来提高高尔夫球击球距离的方法和进行所述方法的装置。加热过程分为两个步骤或阶段，实际加热阶段和接着的温度平衡阶段。本发明的高尔夫球加热装置可以在30分钟内，这一般是高尔夫球手开车从家到球场所需时间，同时将多个高尔夫球加热到至少25℃的平均温度。设计成可容纳多个球的加热装置对球的加热主要是通过可装入高尔夫球的球形凹窝的加热表面来进行热传导。本发明的装置还能够在加热装置的电源切断后对加热的高尔夫球保温至少2个小时，最多大约4个小时。加热装置包括具有容纳各个球的互相面对的半球形凹窝的上和下容纳座和与制造容纳座的导热材料相结合的电阻加热元件。
特别是，本发明提出一种提高高尔夫球的击球距离的方法，包括将温度低于25℃的高尔夫球加热，所述方法的特征在于，通过在不大于30分钟的实际加热时间内对所述高尔夫球至少输出2瓦的电能，将所述球加热到平均温度为25℃到约55℃之间，在不加热的条件下在不超过20分钟的时间里平衡所述球的温度，并将所述球保温在平均温度为25℃到55℃之间，直到投入使用。
本发发明也提出一种构造成进行以上方法的对多个高尔夫球进行加热的装置，所述装置包括：上、下容纳座，各具有数目相同的多个半球形的凹窝，每个容纳所述多个高尔夫球中的一个，其中在上容纳座中的凹窝相反和相面对在下容纳座中的凹窝，共中各个所述半球形凹窝的尺寸加工成体接触高尔夫球球的外表面，并且这些相反和相面对的凹窝形成装置闭合时的球形空腔，并且上、下容纳座各包括导热材料，具有传导至少0.08英国热量单位/小时·平方厘米到各所述空腔中的高尔夫球球的导热性能；与上或下容纳座热接触的一个或多个电阻加热元件，所述电阻加热元件向各个高尔夫球输出至少2瓦的能量，并且所述电阻加热元件与所述上、下容纳座能够在不大于30分钟内对多个高尔夫球同时地从4℃或以上的环境温度加热到为25℃或以上的平均温度；上、下容纳座分别包括顶和底壳体，还包括分别填充在所述顶或底壳体与相应的导热材料之间的空间的上、下固体绝热层，用以在对所述电阻加热元件停止供电后将已加热到平均温度55℃-的球保持在平均温度至少为25℃达4个小时。
所述装置包括与所述一个或多个加热元件结合的温度传感器和电源切断装置，可避免加热超过约55℃。
所述上和下容纳座各包括一片导热金属材料和绝热层，其能够在对所述一个或多个电阻加热元件停止供电后将已加热到55℃的高尔夫球的温度保持在至少20℃达2个小时。
本发明的方法和高尔夫球加热装置的更具体的细节和特征将在下面给以详细介绍。
附图说明
图1是本发明的高尔夫球加热装置的透视图，显示了包括高尔夫球容纳凹窝的内部；和
图2是显示处于闭合状态的高尔夫球容纳结构的局部剖视图，一高尔夫球位于一个球形加热凹窝中。
具体实施方式
本发明主要应用于白天温度为25℃或更低的地方，以及高尔夫球在前一夜被冷却到低于25℃的地方，如球存放在汽车或车房中，夜间的低温使球温度降到25℃以下。
本发明的加热过程可在40分钟内，最好是不超过30分钟，将一个或多个高尔夫球加热到平均温度为至少25℃和大约55℃之间，最好在28℃和48℃之间。球的平均温度考虑到覆盖物的温度和球内部温度，即，球的质量平均温度。第一步是实际加热阶段，在这期间利用后面将介绍的加热装置将热量输送到球外表面；接下来是第二阶段，在这期间对球的温度进行平衡。在第一阶段在不大于30分钟，最好是不大于20分钟，以每球2瓦的功率将热量施加到球上，最好是每个球为4瓦或更高。在实际加热阶段，应当避免球的覆盖物或表面的温度超过75℃，最好不要超过70℃。特定的加热时间应当取决于施加给各个球的能量或瓦数和球在加热前的温度。一般来说，在实际加热期间，球表面的温度将以大约0.5℃/分钟/瓦到0.75℃/分钟/瓦之间的平均速率上升。因此，如果当球初始平均温度为5℃和每个球施加2瓦的能量，可能需要40分钟的实际加热时间，才能将球的外表面加热到大约47℃，接下来是时间为10到15分钟的热平衡，以达到平衡或平均的球温度为40℃。类似地，如果对每个温度为5℃的球施加3瓦的能量，适宜的实际加热时间25分钟和时间为15分钟的热平衡可将球加热到大约40℃。如果每个球施加4瓦，实际加热时间约为18分钟和时间为15分钟的热平衡，可将球加热到大约40℃。应当了解，上述时间和温度是近似的，不同制造商生产的球将有稍微不同的结果。适宜的平衡时间是在大约5和30分钟之间，最好是不大于15分钟。在平衡完成时，球内部和表面的温度是基本相等的。然而，为了实现本发明的加热过程的目的，平衡步骤将产生不高于5℃的内外球温度差，球表面温度不大于约55℃.
图1所示的高尔夫球加热装置包括顶组件10和底组件11，各自包括设有多个半球形凹窝的容纳座。顶组件10包括盖12和上容纳座31，在上容纳座上形成了多个半球形的凹窝13。底组件11包括基座14，基座上固定了下容纳座35，在下容纳座上也形成了多个半球形的凹窝16。
还要参考图2，各个半球形凹窝的尺寸加工成稍大于高尔夫球球表面的一半。当装置的上下壳体相遇闭合时，上下容纳座31和35的相面对的表面17和15基本互相接触，相面对的半球形凹窝形成了放置高尔夫球的球形空腔。稍大的上下半球形凹窝的内表面用于接触高尔夫球表面的主要部分。在图2中显示了这种特征，其中高尔夫球30基本上处于与上下半球形凹窝16，13的内表面19，21体接触和传导接合的状态。与传统的利用热空气作为主要方式对球表面加热的加热装置相比，保持与大部分和主要高尔夫球表面相接触保证了通过传导可有更高效和快速的加热。
上下容纳座31，35包括导热材料，如铝，铜或其它金属或合金，或者是碳、石墨复合材料等，能够有效地从与容纳座结合并接触的加热元件传导热到高尔夫球的材料。导热容纳座是关键，以便可使置于凹窝的高尔夫球在实际加热阶段在不超过较短的30分钟加热到希望的至少大约25℃和55℃之间的平均温度，应当避免球的表面温度超过75℃，最好不要超过70℃，以防止出现热损失、球表面的变形或损伤。上下容纳座可由一块或较厚的铝、铜或其它高效导热材料制成，如图2所示。作为一种选择，容纳座也可以由铝、铜或其它导热金属板形成，其中设有上下绝缘层24，26，可分别充分填充壳体和容纳座之间的空间。不同的金属组合也可以用来形成上下容纳座。其它的具有优良热性能的材料包括碳或石墨泡沫材料。因为与铝或铜相比碳泡沫材料相当大地降低了密度，在要求高热传导率和减少重量的地方，碳泡沫材料是首选。高热传导率的碳泡沫材料还可以用于叠层或夹心结构以提高机械性能。一种该类型的特殊材料称之为泡沫芯夹层面板，采用位于田纳西州橡树岭的橡树岭国家实验室开发的一种导热中间相沥青基碳泡沫材料。这种面板是一种叠层结构，其中碳泡沫材料夹在铝或铜的外层之间，铝或铜外层可用粘结剂连接固定到泡沫材料上。
上和下壳体还必须有足够的绝热性能，以便能在加热元件的电源关断后可充分地将加热的球保温至少约2个小时。本发明的装置最好能够在加热元件的电源关断后将加热和热平衡在48℃的球保温大约4个小时并且其温度不低于25℃。绝热层最好能使高尔夫球在15℃的环境温度下的热损失速率平均不超过6℃/小时。结合构成上下壳体材料绝热系数来实现这种绝热系数的特定绝热材料可由所属领域的技术人员来选择。高尔夫球的温度损失速率还可以通过在装置的上和/或下壳体内设置一种或多种高热容量或相变材料来降低。适合的材料包括水以及水合盐和共晶盐，或其它的为所属领域的技术人员知道的相变材料。优先选择的相变材料是可在25℃到75℃的温度范围内发生相变的材料。
如图1和2所示，各上和下容纳座具有基本是平面的表面区域，只设有多个圆形凹窝开口。当装置完全闭合时，上和下容纳座的平面表面相接并沿表面区域的主要部分相接触，如图2所示，这样热量才能在两个接触表面之间有效地传导。因为这种接触方式，单个加热元件25可以设置在顶组件也可以在底组件。一个或多个加热元件可以设置在上组件也可以设置在下组件，只要这些加热元件与组件中的导热金属容纳座有足够的接触并且加热元件在组件中可有效和充分地将热直接传导到在各个球形凹窝中的高尔夫球。
如图1和2所示，加热元件25设置了用于连接电源线的插头28，电源线连接到电源，例如110到120伏的交流电源，上的电源插座27。或者，还可以从直流电源，如6到12伏的电池或电池组等，向加热元件供电。用于本发明的加热器的电源和加热元件能够向各个高尔夫球输出至少2瓦到不超过15瓦的能量，每个球3瓦更好，每个在凹窝中的球最好有4瓦或更高的能量。因此，如果装置能够容纳4个高尔夫球，优选的装置能够输出12瓦，最好是16瓦的功率。最优选的装置能够容纳多达6个球，因此要求电源的容量至少为12瓦，18瓦更好，最好是24瓦或更高，考虑到从装置扩散到环境的热量损失可以设置高达约75瓦的电源。装置的电源容量越大，球被加热的速度越快。如前面所提到的，本发明的装置能够在电源向处于环境温度的球供电开始的30分钟内使多个球具有至少为25℃，最好为48℃，以及可以高达55℃的所需要的平均温度，并且不会使球表面过热。当然，环境或初始温度越低，将球加热到所需要的平均温度范围的时间就越长。然而，优选的装置能够在不到30分钟的时间内将多个高尔夫球从大约4℃或高于4℃的环境温度下加热到至少25℃。本发明的优选装置能够对高尔夫球表面输出至少约0.08英国热量单位/小时·平方厘米(0.54英国热量单位/小时·平方英寸)，最好是0.15英国热量单位/小时·平方厘米(0.97英国热量单位/小时·平方英寸)到大约0.42英国热量单位/小时·平方厘米(2.71英国热量单位/小时·平方英寸)的范围内。加热装置将球从低于25℃，通常是低于20℃，的环境温度加热的能力根据驱车到高尔夫球场或在驾车范围内所需的平均或一般时间来制定。具有了这种加热能力，加热装置可以在驱车到高尔夫球场的不超过30分钟的期间内方便地从汽车点烟器端口得到电能。另外，这种将球内部温度从低于25℃升高到预定范围的实际加热阶段还可避免将球表面温度加热到超过75℃。
本发明的装置的其他优选特征包括了与一个或多个加热元件相结合的温度传感器和电源切断装置，这些装置用于防止高尔夫球过热。这些部件最好能够防止加热的高尔夫球的平均温度超过大约55℃(131°F)和/或表面温度超过75℃，到了这些温度时电源会断电。当高尔夫球冷却到某一温度如25℃时电源切断装置和温度传感器还允许电源重新接通，到了这个温度时电源会向加热元件供电。因此，可以在不大于30分钟的初始或实际加热期间之后进行保温加热，但仅仅是将球内温度保持在所需的温度范围内直到球可以使用。另外的优选部件包括当电源供电给加热元件时会发光的可见光管32，向观察者表示高尔夫球尚未达到预定的或最高温度且正在加热。还可以选择性地安装备用灯33，用于当高尔夫球已经加热到预定温度时发出光来，并可设置成只要高尔夫球处于或在最低温度25℃之上就一直发光。用于表示电能供应和高尔夫球温度条件的这种光管或其它等效的可见光装置可以电连接到温度传感器，如电热调节器，温度计，或能够感知装置中的高尔夫球的表面温度的等效温度敏感元件。当然，这些温度敏感元件不必设置或安装在各个容纳高尔夫球的凹窝上，因为只要装置是闭合的，加热沿各个上和下容纳座的表面在整个装置基本是均匀的。电热调节器或其它温度敏感元件的选择、定位和数目将由所属领域的技术人员掌握了解。图1还分别显示出了上下锁定机构20和22，其最好能够互相接合，以便可选择地将上和下组件在打开状态和完全闭合状态两个状态进行锁定和解锁，如前面所介绍的。铰链18允许该装置方便地打开和闭合。也可以使用固定上和下部件的夹具或闩锁。

Claims (14)

1. 一种提高高尔夫球的击球距离的方法，包括将温度低于25℃的高尔夫球加热，所述方法的特征在于，通过在不大于30分钟的实际加热时间内对所述高尔夫球至少输出2瓦的电能，将所述球加热到平均温度为25℃到约55℃之间，在不加热的条件下在不超过20分钟的时间里平衡所述球的温度，并将所述球保温在平均温度为25℃到55℃之间，直到投入使用。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述实际加热期间，所述球被加热到温度为28℃到48℃之间。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述实际加热时间不超过20分钟。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述实际加热期间，所述实际加热是通过对所述球表面输出0.08到0.42之间的英国热量单位/小时·平方厘米进行的。
5. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述加热的高尔夫球在平均热损失速率小于6℃/小时的情况下保持在所述温度范围内。
6. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述实际加热期间，所述球的外表面的温度不超过70℃。
7. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述温度平衡使所述球的中心和外表面的温度差约小于5℃。
8. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述温度平衡的时间不超过15分钟。
9. 一种对多个高尔夫球进行加热的装置，所述装置包括：
上、下容纳座(31，35)，各具有数目相同的多个半球形的凹窝(16)，每个容纳所述多个高尔夫球中的一个，其中在上容纳座(31)中的凹窝相反和相面对在下容纳座(35)中的凹窝，各个所述半球形凹窝的尺寸加工成体接触高尔夫球球的外表面，并且这些相反和相面对的凹窝形成装置闭合时的球形空腔，并且上、下容纳座各包括导热材料，具有传导至少0.08英国热量单位/小时·平方厘米到各所述空腔中的高尔夫球球的导热性能；
与上或下容纳座热接触的一个或多个电阻加热元件(25)，所述加热元件向各个高尔夫球输出至少2瓦的能量，并且所述电阻加热元件与所述上、下容纳座能够在不大于30分钟内对多个高尔夫球同时地从4℃或以上的环境温度加热到为25℃或以上的平均温度；和
其中上、下容纳座(31，35)分别包括顶和底壳体(12，14)，还包括分别填充在所述顶或底壳体与相应的导热材料之间的空间的上、下固体绝热层(24，26)，用以能够在对所述电阻加热元件停止供电后将已加热到平均温度55℃的球保持在平均温度至少为25℃达4个小时。
10. 根据权利要求9所述的装置，其特征在于，包括与所述一个或多个电阻加热元件结合的温度传感器和电源切断装置，以避免加热超过约55℃。
11. 根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述导热材料包括碳或石墨泡沫材料。
12. 根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述导热材料是中间相沥青基碳泡沫材料。
13. 根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述导热材料包括夹在铝或铜板之间的碳泡沫材料。
14. 根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述绝热层能够防止加热的高尔夫球以大于6℃/小时的速率损失热量。
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