CN107640074B - 加热和冷却用杯托 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种加热和冷却用杯托，其可以包括：内体，其容纳饮品容器；热交换器，其包括在其中形成的进口，同时所述热交换器使由所述进口引入到所述内体的空气通过所述送风孔排出；热交换片，所述热交换片设置在所述热交换器中；热电元件，其具有第一侧，所述第一侧整体附接至所述热交换器的后表面；散热器，其与所述热电元件的第二侧联接；外体，其在内体和外体之间形成循环空间；以及送风风扇，其将空气传递至热交换器的进口。

Description

加热和冷却用杯托
技术领域
本发明涉及一种用于车辆的加热和冷却用杯托，其在车辆中制作冷饮和热饮，更特别地，涉及这样一种加热和冷却用杯托，其基于快速作用的特性和提高的效率而改善使用方便性，并且因改善的方便性而提升商品价值。
背景技术
一般来说，在车辆中设置用于容纳饮品容器的杯托。一般的杯托仅仅起到固持饮品容器的作用，有些款的车型安装能够加热和冷却饮品容器的杯托。
但是，通常来说，这种杯托仅仅通过接触利用热传导冷却或者加热饮品。仅仅利用热传导的冷却和加热特性不足以满足消费者的要求。
当传统的杯托使用热电单元时，杯托的本体借助传导而被冷却或者加热，饮品容器也借助传导而被冷却或者加热。然而，在饮品容器和杯托本体之间的接触面积较小的情况下，不能恰当地进行基于传导的冷却和加热。也即，饮品容器的尺寸不总是与杯托的尺寸相应，饮品容器的下表面的形状是变化的，并且在饮品容器是由具有低热导率的材料(诸如纸杯)制成的情况下，不太由于传导产生热传递，因而饮品容器的温度与周围的温度相同。
公开于该发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的各个方面致力于提供一种冷却和加热用杯托，其基于快速作用的特性和提高的效率而改善使用方便性，并且因改善的方便性而提升商品价值。
本发明的另一个目的是提供这样一种结构，其用于提高热交换器的热交换效率从而改善快速作用的特性并提高效率，并且其用于降低制造成本。
根据本发明的一个方面，可以通过提供这样一种冷却和加热用杯托来实现上述目的和其它目的：其包括：内体，其具有敞开的上部以容纳饮品容器，所述内体具有圆筒形以包围所述饮品容器，所述内体包括送风孔，该送风孔形成在内体的引入空气的侧表面处；热交换器，其包括前表面和进口，所述前表面在所述内体的外部处覆盖送风孔，所述进口形成在所述热交换器的第一侧表面处以使由所述进口引入的空气通过所述送风孔排出到所述内体；热交换片，所述热交换片设置在所述热交换器中，每个所述热交换片沿与由所述进口引入的空气的方向平行的方向形成，所述热交换片具有不同的厚度；热电元件，其具有第一表面，所述第一表面整体附接至所述热交换器的后表面；散热器，其与所述热电元件的第二表面联接；外体，其包围内体外侧的下表面和侧表面以形成循环空间，所述循环空间用于空气在所述内体和所述外体之间循环；以及送风风扇，其设置在所述循环空间中以将循环空间中的空气传递至热交换器的进口。
每个热交换片的厚度随着从中央部分向两端延伸而减小，所述热交换片从而形成倾斜的表面。
与所述送风孔重合的热交换片的厚度可以小于不与所述送风孔重合的热交换片。
与所述送风孔重合的热交换片的厚度可以小于不与所述送风孔重合的热交换片。
所述送风孔可以具有狭槽形状，其沿所述内体的竖直方向形成，所述送风孔的上部可以延伸至所述内体的上端以具有敞开的形状。
所述热交换器的第二侧可以形成为闭合。
所述冷却和加热用杯托还可以包括排出孔，所述排出孔设置在所述热交换器的下端处，所述排出孔排出在所述热交换片处冷凝的冷凝物。
送风孔可以形成于热交换器的第一侧和第二侧之间的中央处。
所述外体可以包围所述内体的侧表面，所述外体在安装所述热交换器的部分被切割成敞开，所述外体的被切割的部分可以联接至所述散热器。
外体的上端可以比内体的上端设置得更高。所述冷却和加热用杯托还可以包括延伸盖，所述延伸盖从所述外体的上端延伸至所述内体的上端以包围循环空间，所述延伸盖朝所述内体的内部延伸。
由所述送风风扇供应至所述热交换器的空气可以在与热交换片热交换之后通过所述送风孔被供应至所述内体，供应至所述内体的空气可以在所述内体容纳的饮品容器周围循环，然后空气可以通过内体的上端和延伸盖之间的间隔被引入到循环空间。
在纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明某些原理的具体实施方式中，本发明的方法和装置所具有的其它特征和优点将变得清楚或得以更为具体地阐明。
附图说明
图1是显示根据本发明的实施方案的冷却和加热用杯托的立体图；
图2是显示根据本发明的示例性实施方案的冷却和加热用杯托的俯视图；
图3是沿着图2的线A-A所呈现的冷却和加热用杯托的横截面图；
图4是显示根据本发明的示例性实施方案的热交换器的空气循环路径的视图；以及
图5是沿着图2的线B-B所呈现的冷却和加热用杯托的横截面图。
应理解的是，附图呈现了描述本发明基本原理的各个特征的一定程度的简化表示，从而不一定是按比例绘制的。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。
在这些图中，相同的附图标记指代本发明在说明书附图的多幅图中相同或等同的部分。
具体实施方式
现在将对本发明的各个实施方式详细地作出引用，这些实施方式的实例被显示在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性实施方式相结合进行描述，但是应当意识到，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方式。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方式，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等价形式及其它实施方式。
在下文中，将参考附图描述根据本发明的示例性实施方案的用于车辆的加热和冷却用杯托。
图1是显示根据本发明的实施方案的冷却和加热用杯托的立体图；图2是显示根据本发明的示例性实施方案的冷却和加热用杯托的俯视图；图3是沿着图2的线A-A所呈现的冷却和加热用杯托的横截面图。图4是显示根据本发明的示例性实施方案的热交换器的空气循环路径的视图。图5是沿着图2的线B-B所呈现的冷却和加热用杯托的横截面图。
根据本发明的示例性实施方案，冷却和加热用杯托包括内体100、热交换器300、热交换片303、热电元件400、散热器500、外体200和送风风扇600。内体100具有敞开的上部以容纳饮品容器，并具有圆筒形状以包围被容纳的饮品容器，并包括送风孔101，该送风孔形成在内体的侧表面并通过其引入空气。热交换器300的前表面在内体的外部覆盖送风孔101，并且热交换器包括形成在其第一侧表面处的进口301，从而使由进口301引入的空气通过送风孔101排出到内体100。热交换片303设置在热交换器300中，并沿与由进口301引入的空气的方向平行的方向形成，并具有不同的厚度。热电元件400具有第一表面，该第一表面整体附接至热交换器300的后表面。散热器500连接至热电元件400的第二表面。外体200包围内体100外侧的下表面和侧表面并形成循环空间201以使空气在内体100和外体200之间循环。送风风扇600设置在循环空间201中以将循环空间201中的空气传送至热交换器300的进口301。
图1是显示安装至车辆的一对冷却和加热用杯托的立体图。为方便描述，图2是显示一个冷却和加热用杯托的俯视图。
内体100可以由具有高热导率的材料(包括金属)制成，从而有利于传导和对流。内体100具有敞开的上表面以容纳饮品容器。送风孔101形成为通过内体100的侧表面的进口引入空气。送风孔101毗邻内体100的上端侧设置。
通过送风孔101引入的空气经过热交换器300以调节空气温度，然后经调节的空气被排出到内体100。下面将描述详细的调节空气的过程。
热交换片303设置在热交换器300中。每个热交换片303都具有板的形状，其从热交换器300的后表面突出以连接至内体100，由此冷却和加热内体100。通过热交换器300的进口引入的空气被热交换器300冷却或者加热，然后通过送风孔101排出到内体100。
排出到内体100的经调节的空气与被容纳的饮品容器的壁表面碰撞。空气在内体100和饮品容器的壁表面之间循环从而冷却和加热饮品容器，然后被再次引入到循环空间201。
下面将描述这样的结构，在该结构中在内体100和饮品容器的壁表面之间循环的空气被引入到循环空间201。
参照图1和图2，外体200包围内体100的侧表面并且在安装热交换器300的部分被切割成敞开的。被切割的部分连接至散热器500。这里，外体200包围内体100、送风风扇600和热交换器300(除了其上端)从而形成循环空间201，该循环空间构造成用于循环空气。
外体200的上端比内体100的上端更高。延伸盖700从外体200的上端伸展到内体100的上端以包围循环空间201，并且该延伸盖朝内体100伸展预定距离。
在由送风风扇600供应至热交换器300的空气与热交换片303热交换之后，空气由送风风扇600供应至内体100。供应至内体100的空气在内体100容纳的饮品容器周围循环，然后通过内体100的上端和延伸盖700之间的间隔被引入到循环空间201。
这里，被冷却或被加热的空气不被排出而是被再循环。因此，杯托可以快速地被冷却或加热，并且改善了冷却或加热用杯托的效率。
送风孔101是沿内体100的竖直方向形成的狭槽形状。送风孔101的上部延伸至内体100的上端以敞开。
当空气在被容纳的饮品容器的最上方位置处排出时，通过送风孔101有效地排出经调节的空气。也就是说，在冷却饮品的情况下，受冷却的经调节的空气在较高位置(即比预定位置更高的位置)处排出以冷却饮品，从而饮品由于饮品容器中饮品的竖直对流而混合从而被均匀冷却。
同时，送风孔101是狭槽形状。这里，送风孔101的上部延伸到内体100的上端以敞开的原因是为了整体模制交换器300和内体100。
可选地，分别制造热交换器300和内体100，然后可以进行将内体100焊接至热交换器300的后处理。然而，在该情况下，制造热交换器300十分困难。这是因为在热交换器300中形成多个热交换片303，热交换片303制造成具有不同的形状。
详细地，热交换片303连接至内体的侧表面。由于内体的直径从下部到上部变大，因而设置在内体100上部的热交换片303的突出度低于设置在内体100的下部的热交换片303的突出度。在内体100具有圆筒形状的情况下，每个热交换片303可以制造成具有相应于内体100的曲率的弯曲的中央部分。
此外，在将热交换器300焊接至内体100的过程中，材料的特性在焊接部分会改变，热传导的效率降低。另外，热交换器300的精加工和焊接后处理导致制造成本提升。
同时，在使用包括压铸的工艺方法整体形成热交换器300和内体100的情况下，由于没有后处理，制造成本降低，制造速度增加，并且在热交换器300和内体100之间的热传导优良。因此，热传导的效率增加。
在形成于内体100的送风孔101中，送风孔101贯穿内体100的侧表面，从而必定需要用于形成送风孔101的部分模具脱离的路径。这里，送风孔101形成为具有敞开的上部，从而该敞开的上部设置为用于形成送风孔101的模具的移除路径。
热交换片303与送风孔101重合的厚度可以小于热交换片303不与送风孔101重合的厚度。
根据本发明的示例性实施方案，如上所述的冷却和加热用杯托通过传导和空气对流起到冷却和加热的作用。借助传导的冷却和加热如此进行：将由热电元件400产生的受冷却的空气或受加热的空气通过与热交换器300和内体100接触的部分传递至内体100。因此，由于内体100和热交换器300的接触面积较大以及热交换器300由具有高热导率的金属块形成，因而由热电元件400产生的受冷却的空气或受加热的空气容易地传递至内体100。同时，热交换器300构造成借助传导冷却或加热空气，并调节空气以被供应至内体100，从而基于流动路径的尺寸调整热交换器300的面积，经调节的空气经过该流动路径以被供应至送风孔101。
因而，根据本发明的示例性实施方案基于热交换片的厚度调整每个热交换片303的面积。具体地，当热交换片303调整为具有相同厚度时，送风孔101可以被热交换片303堵住。因此，与送风孔101重合的热交换片303比不与送风孔101重合的热交换片303更薄，从保证用于送风孔101的空间和用于热传导的接触面积最大。
随着每个热交换片303从中央部分向两端延伸，热交换片的厚度变薄从而在其上形成倾斜的表面。
当冷却和加热用杯托在冷却模式下工作时，在使用热电元件400的情况下每个热交换片303的温度十分低。这里，空气中的湿气可以在热交换片303的表面上冷凝。如在图3和图4中所示，每个热交换片303的中央部分较厚，热交换片303向其两个边缘变薄从而形成倾斜的表面。因此，冷凝的湿气可以自然流动。冷凝的湿气通过排出孔305排出到外部，所述排出孔设置在热交换器300的另一表面的下端处。
每个热交换片303的两端可以形成为与热交换器300的一侧或者另一侧隔开。热交换器300的另一侧可以形成为闭合。
参照图4，热交换器300的一侧敞开以由送风风扇600引入空气，热交换器300的另一侧闭合以通过送风孔101完全排出被引入的空气。这里，由于热交换片303的两端形成为与热交换器300的一侧和另一侧隔开，因而空气可以在热交换片303周围循环。
特别地，在热交换片303之间的流动路径是不直接与送风孔101接触的下方流动路径的情况下，热交换片303与热交换器300的另一侧接触从而堵住该流动路径。因此，不可能通过设置在下部的热交换片303调节空气。因此，由于热交换片303的两端与热交换器300的另一侧隔开，因而保证空气流动路径，这样的话，下方的热交换片303可以用于空气调节。
送风孔101可以形成于热交换器300的一侧和另一侧的中央处。
由于送风孔101设置在热交换器300的中央处，因而可以使用一对内体100而不区分左冷却和加热用杯托或者右冷却和加热用杯托。因此，具有可以降低制造成本的优势。
从以上描述可见，根据所述冷却和加热用杯托部件之间的联接部分处的热阻降低从而提高热传导效率，由此提高整个冷却和加热用杯托的效率。此外，对一对杯托来说，可以使用杯托而不区分左部件或右部件从而降低制造成本。
虽然上面已经参照附图描述本发明的优选实施方案，但是本领域技术人员应当理解本发明可以以各种其他实施方案实施而不改变其技术理念及技术特征。

Claims (10)

1.一种冷却和加热用杯托，包括：
内体，其具有敞开的上部以容纳饮品容器，所述内体具有圆筒形以包围所述饮品容器，所述内体包括送风孔，所述送风孔形成在内体的引入空气的侧表面处；
热交换器，其包括前表面和进口，所述前表面在所述内体的外部处覆盖送风孔，所述进口形成在所述热交换器的第一侧表面处，所述热交换器将由所述进口引入的空气通过所述送风孔排出到所述内体；
多个热交换片，所述多个热交换片设置在所述热交换器中，所述多个热交换片的每个热交换片沿与由所述进口引入的空气的方向平行的方向形成，所述热交换片具有不同的厚度；
热电元件，其具有第一表面，所述第一表面附接至所述热交换器的后表面；
散热器，其与所述热电元件的第二表面联接；
外体，其包围内体外侧的下表面和侧表面以形成循环空间，所述循环空间用于空气在所述内体和所述外体之间循环；以及
送风风扇，其设置在所述循环空间中以将循环空间中的空气传送至热交换器的进口；
其中，在所述多个热交换片中，与所述送风孔重合的热交换片的厚度小于不与所述送风孔重合的热交换片的厚度。
2.根据权利要求1所述的冷却和加热用杯托，其中，每个热交换片的厚度随着从中央部分向两端延伸而减小，所述热交换片从而形成倾斜的表面。
3.根据权利要求1所述的冷却和加热用杯托，其中，每个热交换片的两端形成为与所述热交换器的第一侧和第二侧隔开。
4.根据权利要求1所述的冷却和加热用杯托，其中，所述送风孔具有狭槽形状，其沿所述内体的竖直方向形成，所述送风孔的上部延伸至所述内体的上端以具有敞开的形状。
5.根据权利要求1所述的冷却和加热用杯托，其中，所述热交换器的第二侧形成为闭合。
6.根据权利要求1所述的冷却和加热用杯托，还包括排出孔，所述排出孔设置在所述热交换器的下端处，所述排出孔排出在所述热交换片处冷凝的冷凝物。
7.根据权利要求1所述的冷却和加热用杯托，其中，所述送风孔形成于所述热交换器的第一侧和第二侧之间的中央处。
8.根据权利要求1所述的冷却和加热用杯托，其中，所述外体包围所述内体的侧表面，所述外体在安装所述热交换器的部分被切割成敞开，所述外体的被切割的部分联接至所述散热器。
9.根据权利要求1所述的冷却和加热用杯托，其中，所述外体的上端设置得比所述内体的上端更高，
还包括延伸盖，所述延伸盖从所述外体的上端延伸至所述内体的上端以包围循环空间，所述延伸盖朝所述内体的内部延伸。
10.根据权利要求8所述的冷却和加热用杯托，其中，由所述送风风扇供应至所述热交换器的空气在与热交换片热交换之后通过所述送风孔被供应至所述内体，供应至所述内体的空气在所述内体容纳的饮品容器周围循环，然后空气通过内体的上端和延伸盖之间的间隔被引入到循环空间。
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