CN106993933B - 液体加热容器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种液体加热容器，包括：容器本体、加热组件和涂层；容器本体具有用于容纳液体的容纳腔；加热组件用于加热液体；涂层形成在容器内壁上，且容器底板的加热功率密度为ρ，涂层的接触角为θ。本发明提供的液体加热容器，容器内壁上形成的涂层直接观察是平整的，但微观上具有凹凸结构，使涂层的不沾性适中，容易在涂层上形成气化核心，气化核心长大到适当大小的气泡后，脱离涂层，降低了液体加热容器在加热液体过程中产生的噪声；且由于涂层的接触角θ与容器本体的底板的加热功率密度ρ之比在2.75°·cm²/W～65°·cm²/W之间，不仅保证了涂层的使用可靠度，还提高了产品的温升速率，从而提高了产品的加热效率。

Description

液体加热容器

技术领域

本发明涉及家用电器领域，具体而言，涉及一种液体加热容器。

背景技术

目前，液体的电加热装置越来越受到人们的关注，市面上的水壶也层出不穷，但是这些电水壶内胆或者加热底板大都为不锈钢抛光处理，基本都会存在烧水过程中噪音大的问题；这很大程度上影响了人们的日常生活和工作，给消费者带来很大的不便。

发明内容

为了解决上述技术问题至少之一，本发明的目的在于提供一种具有较好降噪音效果的液体加热容器。

为了实现上述目的，本发明的一实施例提供了一种液体加热容器，包括，容器本体，所述容器本体具有用于容纳液体的容纳腔；加热组件，所述加热组件用于加热所述容纳腔内的液体；和涂层，所述涂层形成在所述容器本体的内壁上；其中，所述容器本体的底板的加热功率密度为ρ，所述涂层的接触角为θ，所述接触角θ与所述加热功率密度ρ的比值关系为：2.67°·cm²/W≤θ/ρ≤65°·cm²/W。

本发明提供的液体加热容器，容器本体的内壁上形成有涂层，涂层直接观察是平整的，但微观上具有凹凸结构，这样易在涂层上形成气化核心，气化核心长大形成气泡，且由于涂层的接触角θ和容器本体的底板的加热功率密度ρ之比在2.67°·cm²/W～65°·cm²/W之间，使涂层的不沾性适中，保证了气泡长大到适当的大小后，脱离涂层，降低了液体加热容器在加热液体过程中产生的噪声，从而提高了消费者使用的舒适度；同时，提高了液体加热容器的温升速率，大大增加了产品的市场竞争力。

具体而言，目前市场上销售的电水壶，内胆或加热底板大多为不锈钢抛光处理，烧水过程中普遍噪音大，很大程度上影响了人们的生活和工作，给消费者带来了诸多不便；而本发明提供的液体加热容器，容器本体的内壁上形成有涂层，涂层直接观察是平整的，但微观上具有凹凸结构，这样易在涂层上形成气化核心，气化核心长大形成气泡，且由于涂层具有接触角θ，使涂层的不沾性适中，保证了气泡长大到适当的大小后，脱离涂层，降低了液体加热容器在加热液体过程中产生的噪声，从而提高了消费者使用的舒适度；同时，由于涂层的接触角θ和容器本体的底板的加热功率密度ρ之比在2.67°·cm²/W～65°·cm²/W之间，一方面，避免了两者的比值过小，即涂层的接触角θ过小或者容器本体的底板的加热功率密度ρ过大，导致气化核心不易形成及影响气泡的大小和气泡的脱离，从而增大了加热液体过程中产生的噪声或者能量浪费的情况发生；另一方面，避免了两者的比值过大，即涂层的接触角θ过大或者容器本体的底板的加热功率密度ρ过小，造成加热板温度过高，引起温控器早跳或者底板的温升较慢或者影响气泡的大小和气泡的脱离，延长噪音产生的加热阶段时长或者噪音增大的情况发生；因而，合理设置涂层的接触角θ和容器本体的底板的加热功率密度ρ之比，不仅保证了涂层的使用可靠度，同时保证了气泡长大到适当的大小后，脱离涂层，大大降低了液体加热容器在使用过程中产生的噪声，还提高了液体加热容器的温升速率，大大增加了产品的市场竞争力。

另外，本发明提供的上述实施例中的液体加热容器还可以具有如下附加技术特征：

在上述技术方案中，所述接触角θ与所述加热功率密度ρ的比值关系为：5.28°·cm²/W≤θ/ρ≤14.375°·cm²/W。

在该技术方案中，涂层的接触角θ和容器本体的底板的加热功率密度ρ之比在5.28°·cm²/W～14.375°·cm²/W之间，一方面，避免了两者的比值过小，即涂层的接触角θ过小或者容器本体的底板的加热功率密度ρ过大，导致气化核心不易形成及影响气泡的大小和气泡的脱离，从而增大了加热液体过程中产生的噪声或者能量浪费的情况发生；另一方面，避免了两者的比值过大，即涂层的接触角θ过大或者容器本体的底板的加热功率密度ρ过小，造成加热板温度过高，引起温控器早跳或者底板的温升较慢或者影响气泡的大小和气泡的脱离，延长噪音产生的加热阶段时长或者噪音增大的情况发生；因而，合理设置涂层的接触角θ和容器本体的底板的加热功率密度ρ之比，更好地保证了气泡长大到适当的大小后，脱离涂层，降低了液体加热容器在加热液体过程中产生的噪声，同时提高了液体加热容器的温升速率，大大增加了产品的市场竞争力。

在上述任一项技术方案中，所述涂层的表面划痕硬度为h；其中，所述加热功率密度ρ与所述表面划痕硬度h的比值关系为：0.22W/(H·cm²)≤ρ/h≤30W/(H·cm²)。

在该技术方案中，容器本体的底板的加热功率密度ρ和涂层的表面划痕硬度h之比在0.22W/(H·cm²)～30W/(H·cm²)之间，一方面，避免了两者的比值过小，即容器本体的底板的加热功率密度ρ过小或者涂层的表面划痕硬度h过大，导致底板的温升较慢或者影响气泡的大小和气泡的脱离，延长噪音产生的加热阶段时长或者涂层较脆、不耐用，影响涂层的使用寿命及影响降噪效果的情况发生；另一方面，避免了两者的比值过大，即液容器本体的底板的加热功率密度ρ过大或者涂层的表面划痕硬度h过小，造成能量浪费或者涂层较软、不耐磨或者影响气泡的大小和气泡的脱离，影响涂层的正常使用及影响降噪效果的情况发生；因而，合理设置容器本体的底板的加热功率密度ρ和涂层的表面划痕硬度h之比，更好地保证了气泡长大到适当的大小后，脱离涂层，降低了液体加热容器在加热液体过程中产生的噪声，同时保证了涂层的使用可靠度，提高了液体加热容器的温升速率，从而增加了产品的市场竞争力。

在上述任一项技术方案中，所述加热功率密度ρ与所述表面划痕硬度h的比值关系为：1W/(H·cm²)≤ρ/h≤9W/(H·cm²)。

在该技术方案中，容器本体的底板的加热功率密度ρ和涂层的表面划痕硬度h之比在1W/(H·cm²)～9W/(H·cm²)之间，一方面，避免了两者的比值过小，即容器本体的底板的加热功率密度ρ过小或者涂层的表面划痕硬度h过大，导致底板的温升较慢或者影响气泡的大小和气泡的脱离，延长噪音产生的加热阶段时长或者涂层较脆、不耐用，影响涂层的使用寿命及影响降噪效果的情况发生；另一方面，避免了两者的比值过大，即容器本体的底板的加热功率密度ρ过大或者涂层的表面划痕硬度h过小，造成能量浪费或者涂层较软、不耐磨或者影响气泡的大小和气泡的脱离，影响涂层的正常使用及影响降噪效果的情况发生；因而，合理设置容器本体的底板的加热功率密度ρ和涂层的表面划痕硬度h之比，更好地保证了气泡长大到适当的大小后，脱离涂层，降低了液体加热容器在加热液体过程中产生的噪声，同时保证了涂层的使用可靠度，提高了液体加热容器的温升速率，从而增加了产品的市场竞争力。

在上述任一项技术方案中，所述涂层的导热系数为λ，其中，所述加热功率密度ρ与所述导热系数λ的比值关系为：0.2(m·K)/cm²≤ρ/λ≤150(m·K)/cm²。

在该技术方案中，容器本体的底板的加热功率密度ρ和涂层的导热系数λ之比在0.2(m·K)/cm²～150(m·K)/cm²之间，一方面，避免了两者的比值过小，即容器本体的底板的加热功率密度ρ过小或者涂层的导热系数λ过大，导致底板的温升较慢或者影响气泡的大小和气泡的脱离，延长噪音产生的加热阶段时长或者增加涂层成本及影响降噪效果的情况发生；另一方面，避免了两者的比值过大，即容器本体的底板的加热功率密度ρ过大或者涂层的导热系数λ过小，造成能量浪费或者影响液体与容器本体之间的热量传递或者影响气泡的大小和气泡的脱离，液体被加热的时间延长的情况发生；因而，合理设置容器本体的底板的加热功率密度ρ和涂层的导热系数λ之比，更好地保证了气泡长大到适当的大小后，脱离涂层，降低了液体加热容器在加热液体过程中产生的噪声，同时保证了涂层的使用可靠度，提高了液体加热容器的导热效果和温升速率，从而增加了产品的市场竞争力。

在上述任一项技术方案中，所述加热功率密度ρ与所述导热系数λ的比值关系为：4(m·K)/cm²≤ρ/λ≤60(m·K)/cm²。

在该技术方案中，容器本体的底板的加热功率密度ρ和涂层的导热系数λ之比在4(m·K)/cm²～60(m·K)/cm²之间，一方面，避免了两者的比值过小，即容器本体的底板的加热功率密度ρ过小或者涂层的导热系数λ过大，导致底板的温升较慢或者影响气泡的大小和气泡的脱离，延长噪音产生的加热阶段时长或者增加涂层成本或者影响降噪效果的情况发生；另一方面，避免了两者的比值过大，即容器本体的底板的加热功率密度ρ过大或者涂层的导热系数λ过小，造成能量浪费或者影响液体与容器本体之间的热量传递或者影响气泡的大小和气泡的脱离，液体被加热的时间延长或者噪音增大的情况发生；因而，合理设置容器本体的底板的加热功率密度ρ和涂层的导热系数λ之比，更好地保证了气泡长大到适当的大小后，脱离涂层，降低了液体加热容器在加热液体过程中产生的噪声，同时保证了涂层的使用可靠度，提高了液体加热容器的导热效果和温升速率，从而增加了产品的市场竞争力。

在上述任一项技术方案中，所述加热组件包括：加热装置，所述加热装置设置在所述容器本体的底板上；加热板，所述加热板设置在所述容器本体的底板上；和温控器，所述温控器用于检测所述加热板的温度T，并根据所述加热板的温度T控制所述加热装置的启停；其中，所述温控器检测到所述加热板的温度T低于95℃，所述温控器控制所述加热装置启动；所述温控器检测到所述加热板的温度T高于115℃，所述温控器控制所述加热装置停止。

在该技术方案中，加热装置和加热板均设置在容器本体的底板上，当对液体进行加热时，启动加热装置，就会对加热板进行加热，然后热量从加热板传递到液体中，实现对容器本体中的液体进行加热的操作，保证了液体加热容器的加热效率，提高了用户使用的舒适度；另外，温控器用于检测加热板的温度T，保证了加热板的温度为95℃～115℃，一方面，避免了加热板温度T低于95℃，导致液体不能完全被煮开的情况发生及影响气泡的大小和气泡的脱离；另一方面，避免加热板温度T高于115℃，导致加热板的温度T过高，造成能量浪费的情况发生及影响气泡的大小和气泡的脱离，从而提高了液体加热装置的加热效率及降低噪音，增加了产品的市场竞争力。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明所述液体加热容器一实施例的剖视结构示意图；

图2是图1中所示容器本体的局部剖视结构示意图。

其中，图1和图2中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

10容器本体，101容纳腔，30加热组件，31加热装置，32加热板，33温控器，50涂层。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1和图2描述根据本发明一些实施例所述的液体加热容器。

如图1和图2所示，液体加热容器包括：容器本体10、加热组件30和涂层50。

具体地，容器本体10具有用于容纳液体的容纳腔101；加热组件30用于加热容纳腔101内的液体；涂层50形成在容器本体10的内壁上，且容器本体的底板的加热功率密度为ρ，涂层的接触角为θ，涂层50的接触角θ与液体加热容器的加热功率密度ρ的比值关系为：2.67°·cm²/W≤θ/ρ≤65°·cm²/W。

在上述技术方案中，本发明提供的液体加热容器，容器本体10的内壁上设置有涂层50，涂层50直接观察是平整的，但微观上具有凹凸结构，这样易在涂层50上形成气化核心，气化核心长大形成气泡，且由于涂层50具有接触角θ，使涂层50的不沾性适中，保证了气泡长大到适当的大小后，脱离涂层50，降低了液体加热容器在加热液体过程中产生的噪声，从而提高了消费者使用的舒适度；同时，由于涂层50的接触角θ和容器本体的底板的加热功率密度ρ之比在2.67°·cm²/W～65°·cm²/W之间，一方面，避免了两者的比值过小，即涂层50的接触角θ过小或者容器本体的底板的加热功率密度ρ过大，导致气化核心不易形成及影响气泡的大小和气泡的脱离，从而增大了加热液体过程中产生的噪声或者能量浪费的情况发生；另一方面，避免了两者的比值过大，即涂层50的接触角θ过大或者容器本体的底板的加热功率密度ρ过小，造成加热板32温度过高，引起温控器33早跳或者底板的温升较慢或者影响气泡的大小和气泡的脱离，延长噪音产生的加热阶段时长或者噪音增大的情况发生；因而，合理设置涂层50的接触角θ和容器本体的底板的加热功率密度ρ之比，不仅保证了涂层50的使用可靠度，同时保证了气泡长大到适当的大小后，脱离涂层50，大大降低了液体加热容器在使用过程中产生的噪声，还提高了液体加热容器的温升速率，大大增加了产品的市场竞争力。

在上述技术方案中，容器本体10的形状可以多种多样，容器本体10侧壁和底部可以是一体成型的，也可以是组装焊接在一起的；其材料除不锈钢外，还可以是铝合金、钛合金、铜等材料，均可以选择合适材料进行喷涂处理；另外，涂层50的材料符合食品卫生要求，且能够长期耐温150℃以上，短时间可耐温260℃以上，可以是有机涂层、陶瓷涂层等等；而且，涂层50对容器本体10有良好地附着性；最后，涂层50的耐腐蚀性能好，厨房常见的油、盐、酱、醋、茶等对其不会造成破坏。

另外，本领域技术人员应当理解，本申请所指的“形成”的方式包括但不限于：熔烧、喷涂、气相沉积及扩散、低温烘烤、电化学工艺、溶胶-凝胶及原位原位反应等方式。例如，可以通过这些方式中任一或其组合将涂层形成在容器本体10的内壁上。

基于上述技术方案，在本发明中一个具体实施例中，液体加热容器本体10带有含氟的涂层50；在本发明中另一个具体实施例中，液体加热容器本体10带有陶瓷的涂层50。

在本发明的一个实施例中，涂层50的接触角θ，130°≤θ≤180°，容器本体的底板的加热功率密度ρ为2W/cm²≤ρ≤30W/cm²，具体地，95°≤θ≤115°，5W/cm²≤ρ≤24W/cm²，优选地，8W/cm²≤ρ≤18W/cm²，且涂层50的接触角θ与液体加热容器的加热功率密度ρ的比值关系为：5.28°·cm²/W≤θ/ρ≤14.375°·cm²/W。

在本发明的一个具体实施例中，涂层50的接触角θ为103°，容器本体10的底板的加热功率密度ρ为12W/cm²。

在本发明中另一个具体实施例中，涂层50的接触角θ为108°，容器本体10的底板的加热功率密度ρ为15W/cm²。

在该实施例中，一方面，涂层50的接触角θ设置为95°≤θ≤115°，使涂层50的不沾性适中，保证了气泡长大到适当的大小后，脱离涂层50，避免了接触角θ过大，使气泡太大，阻碍容器本体10底部的热量向水中传递，造成加热板32温度过高，引起温控器33早跳的情况发生，从而导致液体不被煮开的情况发生，同时也防止了气化核心无法形成的情况，及保证了气泡长大到适当的大小后脱离涂层50，降低了加热液体过程中产生的噪声，从而增加了产品的市场竞争力。

具体而言，一般情况下，涂层50的接触角θ应满足80°≤θ≤130°，有实验数据可知，当接触角θ为130°＜θ＜180°时，涂层50特性为超疏水性，极难湿润固体，会造成温控器33早跳和液体烧不开的现象发生；当接触角θ为100°≤θ≤130°时，涂层50为疏水性，很难湿润固体，具有降低噪音的效果，大约为8-12dB，但是也可能发生温控器33早跳和液体烧不开的现象；当接触角θ为90°≤θ＜100°时，涂层50为疏水性，不易湿润固体，具有明显地降低噪音的效果，大约为3-8dB；当接触角θ为80°≤θ＜90°时，涂层50为亲水性，可湿润固体，降低噪音的效果不明显，大约为1-3dB；当接触角θ＜80°时，涂层50为亲水性，易湿润固体，不具有降低噪音的效果。因此，根据实际情况可使90°≤θ≤120°，优选地，95°≤θ≤115°。

此外，在加热液体的过程中，某个加热阶段内噪声较为明显，容器本体10的底板的加热功率密度ρ在上述范围内，一方面，ρ＞8W/cm²，避免了容器本体10的底板单位面积上的温升比较慢，而延长噪声产生的加热阶段时长的情况发生，这给消费者在使用过程中造成很大的不便；另一方面，ρ＜18W/cm²，又避免了容器本体10的底板单位面积的加热功率过大，产生更加严重的噪声情况，同时还会造成电能的严重浪费；因此，容器本体10的底板加热功率密度ρ为8W/cm²～18W/cm²，保证了气泡长大到适当的大小后，脱离涂层50，不仅使涂层50具有较好的降噪音效果，还能在保证其加热效率的基础上，降低产品的生产成本，从而大大增加了产品的市场竞争力。

另外，涂层50的接触角θ和容器本体10的底板的加热功率密度ρ之比在5.28°·cm²/W～14.375°·cm²/W之间，一方面，避免了两者的比值过小，即涂层50的接触角θ过小或者容器本体的底板的加热功率密度ρ过大，导致气化核心不易形成及影响气泡的大小和气泡的脱离，从而增大了加热液体过程中产生的噪声或者能量浪费的情况发生；另一方面，避免了两者的比值过大，即涂层50的接触角θ过大或者容器本体的底板的加热功率密度ρ过小，造成加热板32温度过高，引起温控器33早跳或者底板的温升较慢，延长噪音产生的加热阶段时长的情况发生；因而，合理设置涂层50的接触角θ和容器本体的底板的加热功率密度ρ之比，不仅保证了涂层50的使用可靠度，同时保证了气泡长大到适当的大小后，脱离涂层50，大大降低了液体加热容器在使用过程中产生的噪声，还提高了液体加热容器的温升速率，大大增加了产品的市场竞争力。

在本发明的一个实施例中，涂层50的表面划痕硬度为h，其中，1H＜h≤9H，液体加热功率密度ρ与涂层50的表面划痕硬度h的比值关系为：0.22W/(H·cm²)≤ρ/h＜30W/(H·cm²)。

具体地，2H≤h≤8H，且根据实际情况可使，0.625W/(H·cm²)≤ρ/h≤12W/(H·cm²)，优选地，1W/(H·cm²)≤ρ/h＜9W/(H·cm²)。

在本发明的一个具体实施例中，涂层50的表面划痕硬度h为3H。

在本发明中另一个具体实施例中，涂层50的表面划痕硬度h为6H。

该实施例中，涂层50的表面划痕硬度h为2H≤h≤8H，一方面，避免了涂层50的硬度小于2H，导致涂层50较软、不耐磨，防止多次使用该液体加热容器时，液体流动等摩擦等使涂层50的表面受损，从而影响涂层50的使用寿命及影响降噪效果的情况发生；另一方面，避免了涂层50的硬度大于8H，导致涂层50较脆、不耐用，影响涂层50的使用寿命及影响降噪效果的情况发生，即保证了产品的使用寿命和降噪效果，从而增加了产品的市场竞争力。

实验数据表明，当涂层50的表面划痕硬度h＜1H时，该涂层50比较软，耐磨性能差；当涂层50的表面划痕硬度h＞1H时，该涂层50比较硬，耐磨性能好；因此，优选地，2H≤h≤8H。

另外，容器本体的底板的加热功率密度ρ和涂层50的表面划痕硬度h之比在1W/(H·cm²)～9W/(H·cm²)之间，一方面，避免了两者的比值过小，即容器本体10的底板的加热功率密度ρ过小或者涂层50的表面划痕硬度h过大，导致底板的温升较慢，延长噪音产生的加热阶段时长或者涂层50较脆、不耐用，影响涂层50的使用寿命及影响降噪效果的情况发生；另一方面，避免了两者的比值过大，即容器本体10的底板的加热功率密度ρ过大或者或者涂层50的表面划痕硬度h过小，造成能量浪费或者涂层50较软、不耐磨，影响涂层50的正常使用及影响降噪效果的情况发生；因而，合理设置容器本体10的底板的加热功率密度ρ和涂层50的表面划痕硬度h之比，更好地保证了气泡长大到适当的大小后，脱离涂层50，降低了液体加热容器在加热液体过程中产生的噪声，同时保证了涂层50的使用可靠度，提高了液体加热容器的温升速率，从而增加了产品的市场竞争力。

根据上述实施例可知，对参数进行进一步限定，涂层50的接触角θ和涂层50的表面划痕硬度为h之间存在比值关系，8.89°/H≤θ/h≤130°/H，根据实际情况可使11.25°/H≤θ/h≤60°/H，优选地，11.875°/H≤θ/h≤57.5°/H；更好地保证了气泡长大到适当的大小后，脱离涂层50，使液体加热容器具有更好的降噪音效果。

在本发明的一个实施例中，涂层50导热系数λ为0.2W/(m·K)～

10W/(m·K)，且液体加热容器的加热功率密度ρ与涂层50的导热系数λ的比值关系为：0.2(m·K)/cm²≤ρ/λ≤150(m·K)/cm²。

具体地，λ为0.3W/(m.K)～2W/(m.K)，且根据实际情况可使2.5(m·K)/cm²≤ρ/λ≤80(m·K)/cm²，优选地，4(m·K)/cm²≤ρ/λ≤60(m·K)/cm²。

在本发明的一个具体实施例中，涂层50导热系数λ为0.35W/(m·K)。

在本发明中另一个具体实施例中，涂层50导热系数λ为1.0W/(m·K)。

在该实施例中，涂层50导热系数λ为0.3W/(m·K)～2W/(m·K)，一方面，避免了涂层50导热系数λ小于0.3W/(m·K)，导致涂层50导热系数λ过低，影响液体与容器本体10之间的热量传递，液体被加热的时间延长的情况发生，从而提高了产品的使用舒适度；另一方面，避免了涂层50导热系数λ大于2W/(m·K)，导致涂层50的成本较高的情况发生，即降低了产品的生产制造成本，从而增加了产品的市场竞争力。

实验数据表明，当涂层50的导热系数λ＜0.2W/(m·K)时，涂层50的导热性能比较差，烧水时加热板32的温度较高，可能造成温控器33早跳的现象发生，致使液体烧不开；当涂层50的导热系数λ≥0.2W/(m·K)时，涂层50的导热性能比较好，烧水时加热板32的温度较低，能够使液体正常烧开。

另外，容器本体的底板的加热功率密度ρ和涂层50的导热系数λ之比在4(m·K)/cm²～60(m·K)/cm²之间，一方面，避免了两者的比值过小，即容器本体10的底板的加热功率密度ρ过小或者涂层50的导热系数λ过大，导致底板的温升较慢，延长噪音产生的加热阶段时长或者增加涂层50成本的情况发生；另一方面，避免了两者的比值过大，即容器本体的底板的加热功率密度ρ过大或者涂层50的导热系数λ过小，造成能量浪费或者影响液体与容器本体10之间的热量传递，液体被加热的时间延长及影响降噪效果的情况发生；因而，合理设置容器本体10的底板的加热功率密度ρ和涂层50的导热系数λ之比，更好地保证了气泡长大到适当的大小后，脱离涂层50，降低了液体加热容器在加热液体过程中产生的噪声，同时保证了涂层50的使用可靠度，提高了液体加热容器的导热效果和温升速率，从而增加了产品的市场竞争力。

根据上述实施例可知，对参数进行进一步限定，涂层50的导热系数λ与涂层50的接触角θ和涂层50的表面划痕硬度h之间均存在比值关系，8(m·K)·°/W≤θ/λ≤650(m·K)·°/W，根据实际情况可使11.25(m·K)·°/W≤θ/λ≤400(m·K)·°/W，优选地，11.875(m·K)·°/W≤θ/λ≤383(m·K)·°/W；0.1(m·K)·H/W≤h/λ≤45(m·K)·H/W，优选地，0.25(m·K)·H/W≤h/λ≤27(m·K)·H/W；8.89°/H≤θ/h≤130°/H，根据实际情况可使，11.25°/H≤θ/h≤60°/H，优选地，11.875°/H≤θ/h≤57.5°/H；更好地保证了气泡长大到适当的大小后，脱离涂层50，使液体加热容器具有更好的降噪音效果。

另外，在本发明的一个实施例中，涂层50的厚度d为5μm≤d≤50μm，优选地，15μm≤d≤30μm。

在本发明的一个具体实施例中，涂层50的厚度d为20μm。

在本发明中另一个具体实施例中，涂层50的厚度d为30μm。

在该实施例中，涂层50的厚度为15μm≤d≤30μm，一方面，若涂层50的厚度d小于15μm，则涂层50较软、不耐磨、易损坏，影响涂层50的正常使用，使其不能达到降噪音效果；另一方面，若涂层50的厚度d大于30μm，涂层50的附着力不强、容易脱落，大大影响了涂层50的使用寿命，即保证了产品的使用寿命和降噪效果，从而增加了产品的市场竞争力。

实验数据可得，当d＜5μm时，涂层50太薄，很容易磨损，且其降噪音效果一般，大概为1-3dB；当5μm≤d≤50μm时，涂层50的厚度d适中，附着力比较强，具有较好的降噪音效果，大概为3-12dB；当d＞50μm时，涂层50太厚，附着力较差，容易脱落，此时降噪音效果大约为12dB。因此，为了保证涂层50良好地传热效果、降噪效果及不容易脱落性能，涂层50的厚度d需要满足5μm≤d≤50μm，优选地，15μm≤d≤30μm。

根据实施例中，对参数进行进一步限定，涂层50的厚度d与涂层50的接触角θ、容器本体的底板的加热功率密度ρ、涂层50的导热系数λ和涂层50的表面划痕硬度h之间均存在比值关系，1.6°/μm≤θ/d≤26°/μm，根据实际情况可使3°/μm≤θ/d≤8°/μm，优选地，3.17°/μm≤θ/d≤7.67°/μm；0.04μm·cm²/W≤ρ/d≤6μm·cm²/W，根据实际情况可使0.17μm·cm²/W≤ρ/d≤1.6μm·cm²/W，优选地，0.27μm·cm²/W≤ρ/d≤1.2μm·cm²/W；0.5(m·K)·μm/W≤d/λ≤250(m·K)·μm/W，优选地，1.875(m·K)·μm/W≤d/λ≤100(m·K)·μm/W；0.56μm/H≤d/h≤50μm/H，优选地，1.875μm/H≤d/h≤15μm/H，更好地保证了气泡长大到适当的大小后，脱离涂层50，使液体加热容器具有更好的降噪音效果。

另外，在本发明的一个实施例中，液体加热容器的加热功率P为400W～3000W，具体地，800W≤P≤2500W，优选地，1000W≤P≤2000W。

在本发明的一个具体实施例中，液体加热容器的加热功率P为1500W。

在本发明中另一个具体实施例中，液体加热容器的加热功率P为1800W。

在该实施例中，在加热液体的过程中，某个加热阶段内噪声较为明显，液体加热容器的加热功率P在上述范围内，一方面，若加热功率P小于1000W，则液体的温升较慢，噪音产生的加热阶段时间就会比较长，从降低噪音效果上来说，其效率比较低；另一方面，若加热功率P大于2000W，则功率过大，会造成能量浪费，增加产品的使用成本。因此，加热功率P为1000W～2000W，更好地保证了气泡长大到适当的大小后，脱离涂层50，不仅使涂层50具有较好的降噪音效果，还能在保证其加热效率的基础上，降低产品的生产成本，从而大大增加了产品的市场竞争力。

根据上述实施例可知，对参数进行进一步限定，液体加热容器的加热功率P与涂层50的接触角θ、涂层50的导热系数λ、涂层50的表面划痕硬度h和涂层50的厚度d之间存在比值关系，3.1W/°≤P/θ≤37.5W/°，根据实际情况可使6.7W/°≤P/θ≤27.8W/°，优选地，8.7W/°≤P/θ≤21.1W/°；40(m·K)≤P/λ≤15000(m·K)，根据实际情况可使400(m·K)≤P/λ≤8333(m·K)，优选地，500(m·K)≤P/λ≤6667(m·K)；44W/H≤P/h≤3000W/H，根据实际情况可使100W/H≤P/h≤1250W/H，优选地，125W/H≤P/h≤1000W/H；8W/μm≤P/d≤600W/μm，根据实际情况可使27W/μm≤P/d≤167W/μm，优选地，33W/μm≤P/d≤133W/μm，更好地保证了气泡长大到适当的大小后，脱离涂层50，使液体加热容器具有更好的降噪音效果。

在本发明的一个实施例中，加热组件30包括：加热装置31，加热装置31设置在容器本体10的底板上；加热板32，加热板32设置在容器本体10的底板上；和温控器33，温控器33用于检测加热板32的温度T，并根据加热板32的温度T控制加热装置31的启停；其中，温控器33检测到加热板32的温度T低于95℃，温控器33控制加热装置31启动；温控器33检测到加热板32的温度T高于115℃，温控器33控制加热装置31停止。

在本发明的一个具体实施例中，加热板32表面最高温度T为105℃。

在本发明中另一个具体实施例中，加热板32表面最高温度T为110℃。

在该实施例中，加热装置31和加热板32均设置在容器本体10的底板上，当对液体进行加热时，启动加热装置31，就会对加热板32进行加热，然后热量从加热板32传递到液体中，实现对容器本体10中的液体进行加热的操作，保证了液体加热容器的加热效率，提高了用户使用的舒适度；而且，加热板32可以是铝板，因铝板具有热传导向好，价格低廉等优点，因此加热板32为铝板，大大降低了产品的生产成本，从而增加了产品的市场竞争力；另外，温控器33用于检测加热板32的温度T，从而更好地控制加热装置31是否启动，即温控器33保证了加热板32的温度T为95℃～115℃，一方面，当加热板32的温度T低于95℃时，会发生液体不能完全被煮开的情况及影响降噪效果，因此温控器33控制加热装置31启动，使加热装置31对容器内液体进行加热；另一方面，当加热板32的温度T高于115℃，此时加热板32的温度T超过液体的沸点，导致加热板32的温度T过高，若再持续加热，则只能会造成能源的浪费及影响降噪效果，因此温控器33控制加热装置31停止加热；此外，电加热装置31正常工作时，加热板32表面最高温度T应满足95℃≤T≤115℃，根据实际情况可使98℃≤T≤110℃，优选地，100℃≤T≤105℃，此范围，更好地保证了气泡长大到适当的大小后，脱离涂层50，降低了液体加热容器在加热液体过程中产生的噪声。

根据上述实施例可知，对参数进行进一步限定，加热板32表面最高温度T与涂层50的接触角θ、涂层50的导热系数λ、涂层50的表面划痕硬度h和涂层50的厚度d之间存在比值关系，0.73℃/°≤T/θ≤1.44℃/°，根据实际情况可使0.82℃/°≤T/θ≤1.22℃/°，优选地，0.87℃/°≤T/θ≤1.11℃/°；9.5(m·K)℃/W≤T/λ≤575(m·K)℃/W，根据实际情况可使49(m·K)℃/W≤T/λ≤367(m·K)℃/W，优选地，150(m·K)℃/W≤T/λ≤350(m·K)℃/W；10.56℃/H≤T/h≤115℃/H，根据实际情况可使12.25℃/H≤T/h≤55℃/H，优选地，12.5℃/H≤T/h≤52.5℃/H；1.9℃/μm≤T/d≤23℃/μm，根据实际情况可使3.27℃/μm≤T/d≤7.33℃/μm，优选地，3.33℃/μm≤T/d≤7℃/μm，更好地保证了气泡长大到适当的大小后，脱离涂层50，使液体加热容器具有更好的降噪音效果。

下面结合一些具体实施例来说明液体加热容器。

具体实施例一：

表面处理过的水壶的容器本体带含氟的涂层，涂层导热系数为0.35W/(m·K)，涂层厚度为20μm，硬度为3H，和涂层的接触角为103°，水壶加热功率为1500W，加热功率密度为12W/cm²，水壶正常煮水时加热板表面最高温度为105℃，水壶煮水过程中的最大噪音为51dB，而未表面处理的水壶噪音为62dB，降低噪音效果好。

具体实施例二：

表面处理过的水壶的容器本体带陶瓷涂层，涂层导热系数为1.0W/(m·K)，涂层厚度为30μm，硬度为6H，和涂层的接触角为108°，水壶加热功率为1800W，加热功率密度为15W/cm²，水壶正常煮水时加热板表面最高温度为110℃，水壶煮水过程中的最大噪音为52dB，而未表面处理的水壶噪音为62dB，降低噪音效果好。

综上所述，本发明提供的液体加热容器，容器本体的内壁上设置有涂层，涂层直接观察是平整的，但微观上具有凹凸结构，这样易在涂层上形成气化核心，气化核心长大形成气泡，且由于涂层的接触角θ和容器本体的底板的加热功率密度ρ之比在2.67°·cm²/W～65°·cm²/W之间，使涂层的不沾性适中，保证了气泡长大到适当的大小后，脱离涂层，降低了液体加热容器在加热液体过程中产生的噪声，从而提高了消费者使用的舒适度；同时，提高了液体加热容器的温升速率，大大增加了产品的市场竞争力。

具体而言，目前市场上销售的电水壶，内胆或加热底板大多为不锈钢抛光处理，烧水过程中普遍噪音大，很大程度上影响了人们的生活和工作，给消费者带来了诸多不便；而本发明提供的液体加热容器，容器本体的内壁上设置有涂层，涂层直接观察是平整的，但微观上具有凹凸结构，这样易在涂层上形成气化核心，气化核心长大形成气泡，且由于涂层具有接触角θ，使涂层的不沾性适中，保证了气泡长大到适当的大小后，脱离涂层，降低了液体加热容器在加热液体过程中产生的噪声，从而提高了消费者使用的舒适度；同时，由于涂层的接触角θ和容器本体的底板的加热功率密度ρ之比在2.67°·cm²/W～65°·cm²/W之间，一方面，避免了两者的比值过小，即涂层的接触角θ过小或者容器本体的底板的加热功率密度ρ过大，导致气化核心不易形成及影响气泡的大小和气泡的脱离，从而增大了加热液体过程中产生的噪声或者能量浪费的情况发生；另一方面，避免了两者的比值过大，即涂层的接触角θ过大或者容器本体的底板的加热功率密度ρ过小，造成加热板温度过高，引起温控器早跳或者底板的温升较慢或者影响气泡的大小和气泡的脱离，延长噪音产生的加热阶段时长或者噪音增大的情况发生；因而，合理设置涂层的接触角θ和器本体的底板的加热功率密度ρ之比，不仅保证了涂层的使用可靠度，更好地保证了气泡长大到适当的大小后，脱离涂层，大大降低了液体加热容器在使用过程中产生的噪声，还提高了液体加热容器的温升速率，大大增加了产品的市场竞争力。

在本发明里接触角是指在气、液、固三相交点处所作的气-液界面的切线穿过液体与固-液交界线之间的夹角θ，是润湿程度的量度。若θ<90°，则固体表面是亲水性的，即液体较易润湿固体，其角越小，表示润湿性性越好；若θ>90°，则固体表面是疏水性的，即液体不容易润湿固体，容易在表面上移动。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种液体加热容器，其特征在于，包括：

容器本体，所述容器本体具有用于容纳液体的容纳腔；

加热组件，所述加热组件用于加热所述容纳腔内的液体；和

涂层，所述涂层形成在所述容器本体的内壁上；

其中，所述容器本体的底板的加热功率密度为ρ，所述涂层的接触角为θ，所述接触角θ与所述加热功率密度ρ的比值关系为：

5.28°·cm2/W≤θ/ρ≤14.375°·cm2/W；

所述涂层的表面划痕硬度为h；

其中，所述加热功率密度ρ与所述表面划痕硬度h的比值关系为：

0.22W/(H·cm2)≤ρ/h≤30W/(H·cm2)。

2.根据权利要求1所述的液体加热容器，其特征在于，

所述加热功率密度ρ与所述表面划痕硬度h的比值关系为：

1W/(H·cm2)≤ρ/h≤9W/(H·cm2)。

3.根据权利要求1所述的液体加热容器，其特征在于，

所述涂层的导热系数为λ，

其中，所述加热功率密度ρ与所述导热系数λ的比值关系为：

0.2(m·K)/cm2≤ρ/λ≤150(m·K)/cm2。

4.根据权利要求3所述的液体加热容器，其特征在于，

所述加热功率密度ρ与所述导热系数λ的比值关系为：

4(m·K)/cm2≤ρ/λ≤60(m·K)/cm2。

5.根据权利要求3所述的液体加热容器，其特征在于，

所述加热组件包括：

加热装置，所述加热装置设置在所述容器本体的底板上；

加热板，所述加热板设置在所述容器本体的底板上；和

温控器，所述温控器用于检测所述加热板的温度T，并根据所述加热板的温度T控制所述加热装置的启停；其中，

所述温控器检测到所述加热板的温度T低于95℃，所述温控器控制所述加热装置启动；

所述温控器检测到所述加热板的温度T高于115℃，所述温控器控制所述加热装置停止。