CN113854796B - 热传导速率可调的保温装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热传导速率可调的保温装置，包括高导热杯胆、高导热杯身、热传导速率调节装置，高导热杯胆用于盛装目标物质，位于装置中间，高导热杯身设置于高导热杯胆外围，用于支撑装置的内部结构，并将热量导出至周围环境中，高导热杯胆和高导热杯身之间沿圆周布置有多个导热柱，导热柱沿保温装置的高度方向延伸，且导热柱为各向异性结构，通过热传导速率调节装置驱动各向异性结构的导热柱旋转，进行高导热模式和低导热模式之间的无极变换，保温装置底部设置有低导热杯底。本发明是一种全填充保温结构，相对于现有技术，摒弃了加热部件，不需要真空维持低热传导性能，保温性不会随时间推移而下降，能够实现热传导速率连续可调。

Description

热传导速率可调的保温装置

技术领域

本发明涉及一种保温装置，特别涉及一种热传导速率连续可调的保温装置。

背景技术

保温杯是一种常见的保温装置，因其具有良好的保温性能，可使其盛装的目标物质长时间控制在预定的温度而不发生太大的变化。然而，保温装置的这种特性有时也会给使用者带来不便，由于其良好的保温效果以及散热速度无法调节，使用者需要喝水时需要等待的时间过长，从而使用户的使用体验不佳。

为了解决上述问题，目前，所有的改变容器保温特性的技术方案都是利用改变热传导面积来实现的。例如，授权公告号为CN212165512U的实用新型专利公开了一种冷热可调节的水杯。该专利是提出了一种边加热边冷却的方案，其工作原理是利用电能加热杯子的同时再把这个热量耗散掉。通过改变加热、冷却的面积分配比例实现温度的控制。但目前的加热装置已经具有调节功能，通过调节自身的发热功率保证容器内温度即可，而不需要与散热装置配合才能实现。为了避免加热装置所带来的结构上的复杂性，部分技术方案采用了摒除加热装置的做法。例如，授权公告号为CN208941600U的实用新型专利公开了一种散热速度可调的保温杯、授权公告号为CN203609139U的实用新型专利公开了一种温度可调保温杯，都抛弃了加热装置，单纯采用控制散热的方式实现容器保温性能的改变，本质上都是通过改变热传导面积实现散热性能的改变，但这两种方案在低传热模式的情况下，都需要错开热传导器件，因此装置内必须预留空间容纳活动器件，这个空间内的空气本身也是散热的，因此需要将这个空间抽真空，保证低的热传导。一个真空环境存在连通内外的运动部件必然存在密封泄露问题，时间长了真空环境必然失效，那么容器的保温性能必然下降。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种热传导速率连续可调的保温装置。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种热传导速率可调的保温装置，包括高导热杯胆、高导热杯身、热传导速率调节装置，所述高导热杯胆用于盛装目标物质，位于装置中间，所述高导热杯身设置于高导热杯胆外围，用于支撑装置的内部结构，并将热量导出至周围环境中，所述高导热杯胆和高导热杯身之间沿圆周布置有多个导热柱，所述导热柱沿保温装置的高度方向延伸，且所述导热柱为各向异性结构，通过所述热传导速率调节装置驱动各向异性结构的导热柱旋转，进行高导热模式和低导热模式之间的无极变换，保温装置底部设置有低导热杯底。

进一步的，所述高导热杯胆的外壁设置有等间距的圆弧形凹槽，圆弧的弧度与各向异性导热柱相配合；所述高导热杯身的内壁设置有等间距的圆弧形凹槽，圆弧的弧度与各向异性导热柱相配合。

进一步的，所述高导热杯胆和高导热杯身均采用高导热材料。

进一步的，所述导热柱为圆柱形复合结构。

进一步的，所述导热柱包括低导热层和高导热层，导热柱旋转时，导热柱的侧面与高导热杯胆、高导热杯身接触的材料的导热性能随之变化。

进一步的，所述导热柱的两侧为低导热层，中间为高导热层。

进一步的，所述热传导速率调节装置设置于高导热杯身和低导热杯底之间，包括转动盘、主动齿轮，所述转动盘可带动主动齿轮旋转，每个导热柱的端部均安装有从动齿轮，所述从动齿轮均与主动齿轮啮合，通过转动转动盘，带动主动齿轮转动，通过主动齿轮带动从动轮转动，进而带动导热柱转动。

进一步的，还包括低导热上杯颈盖，所述低导热上杯颈盖设置于高导热杯胆外侧、高导热杯身的上端，所述低导热上杯颈盖上安装有轴承，所述导热柱安装于轴承上。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明是一种全填充保温结构，相对于现有技术，摒弃了加热部件，不需要真空维持低热传导性能，保温性不会随时间推移而下降，能够实现热传导速率连续可调。

附图说明

图1为保温杯简图。

图2为保温杯内部俯视图。

图3为各向异性导热柱。

图4为导热性能变换装置。

其中，1为高导热杯胆，2为低导热上杯颈盖，3为导热柱，4为高导热杯身，5为主动齿轮，6为转动盘，7为低导热杯底，8为轴承，9为从动齿轮，10为转轴，3-1、低导热层；3-2、高导热层。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

本实施例提供一种如图1所示的热传导速率可调的保温装置(图1中保温盖未画出)，包括高导热杯胆1、高导热杯身4、热传导速率调节装置。高导热杯胆1位于装置中间，是内空的结构，该内部空间用于放置目标物质。高导热杯身4设置于高导热杯胆1外围，主要用于支撑装置内部结构，并能将导热柱3导出的热量散发到周围环境中。高导热杯胆和高导热杯身均采用导热性能优良的高导热材料。高导热杯胆1和高导热杯身4之间沿圆周布置有多个导热柱3，导热柱3连接于高导热杯胆1和高导热杯身4之间，导热柱3沿保温装置的高度方向延伸，且导热柱3为各向异性结构，通过热传导速率调节装置驱动各向异性结构的导热柱3旋转，进行高导热模式和低导热模式之间的无极变换，保温装置底部设置有低导热杯底7。该热传导速率可调的保温装置是一种全填充保温结构，相对于现有技术，摒弃了加热部件，不需要真空维持低热传导性能，保温性不会随时间推移而下降，能够实现热传导速率连续可调。

该热传导速率可调的保温装置还可以包括低导热上杯颈盖2，如图1所示，低导热上杯颈盖2采用低导热材料制成，低导热上杯颈盖2设置于高导热杯胆1外侧、高导热杯身4的上端。低导热上杯颈盖2上沿圆周安装有多个轴承8，每个轴承8上均安装一导热柱3。

如图2所示，导热柱3可以设计为圆柱体结构。相应地，所述高导热杯胆1的外壁设置有等间距的圆弧形凹槽，圆弧的弧度与各向异性导热柱3相配合；所述高导热杯身4的内壁设置有等间距的圆弧形凹槽，圆弧的弧度与各向异性导热柱3相配合。

本实施例中，各向异性的导热柱3结构优选为包括低导热层和高导热层的复合结构。进一步可优选为如图3所示的结构。本实施例中，导热柱3的两侧为低导热层3-1，中间为高导热层3-2。导热柱3旋转时，导热柱3的侧面与高导热杯胆1、高导热杯身4接触的材料和接触的面积连续变化，导致整个装置的导热性能随之连续变化。

本实施例中的热传导速率调节装置优选结构如图4所示，该设置于热传导速率调节装置设置于装置底部，位于高导热杯身4和低导热杯底7之间，包括转动盘6(可以转轴10为旋转中心旋转)、主动齿轮5。转动盘6可带动主动齿轮5旋转，每个导热柱3的底部均安装有从动齿轮9，从动齿轮9均与主动齿轮5啮合，通过转动转动盘6，带动主动齿轮5转动，通过主动齿轮5带动从动齿轮9转动，进而带动导热柱3转动。导热性能变换装置通过机械结构驱动各向异性导热柱旋转，实现柱面上不同导热性能的材料与装置的内壳体和外壳接触，从而实现整个装置的导热性能连续改变。

该热传导速率可调的保温装置的实现过程为：转动杯底的转动盘，带动主动齿轮转动，从而带动从动轮转动，进而带动导热柱转动，导致导热柱上高导热材料与杯胆和杯身的接触面积的变化，从而改变热传导性能。其结构简单，利于实现。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.热传导速率可调的保温装置，其特征在于：包括高导热杯胆、高导热杯身、热传导速率调节装置，所述高导热杯胆用于盛装目标物质，位于装置中间，所述高导热杯身设置于高导热杯胆外围，用于支撑装置的内部结构，并将热量导出至周围环境中，所述高导热杯胆和高导热杯身之间沿圆周布置有多个导热柱，所述导热柱沿保温装置的高度方向延伸，且所述导热柱为各向异性结构，通过所述热传导速率调节装置驱动各向异性结构的导热柱旋转，进行高导热模式和低导热模式之间的无极变换，保温装置底部设置有低导热杯底；所述导热柱为圆柱形复合结构，所述导热柱包括两侧的低导热层和中间的高导热层，导热柱旋转时，导热柱的侧面与高导热杯胆、高导热杯身接触的材料的导热性能随之变化；所述高导热杯胆的外壁设置有等间距的圆弧形凹槽，圆弧的弧度与各向异性导热柱相配合，所述高导热杯身的内壁设置有等间距的圆弧形凹槽，圆弧的弧度与各向异性导热柱相配合，形成全填充保温结构。

2.根据权利要求1所述的热传导速率可调的保温装置，其特征在于：所述高导热杯胆和高导热杯身均采用高导热材料。

3.根据权利要求1所述的热传导速率可调的保温装置，其特征在于：所述热传导速率调节装置设置于高导热杯身和低导热杯底之间，包括转动盘、主动齿轮，所述转动盘可带动主动齿轮旋转，每个导热柱的端部均安装有从动齿轮，所述从动齿轮均与主动齿轮啮合，通过转动转动盘，带动主动齿轮转动，通过主动齿轮带动从动轮转动，进而带动导热柱转动。

4.根据权利要求1所述的热传导速率可调的保温装置，其特征在于：还包括低导热上杯颈盖，所述低导热上杯颈盖设置于高导热杯胆外侧、高导热杯身的上端，所述低导热上杯颈盖上安装有轴承，所述导热柱安装于轴承上。

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