CN212213336U - 一种快速降温的保温容器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种快速降温的保温容器，解决了保温容器快速降温能力和保温能力不足的问题，解决该问题的技术方案主要包括保温外壳和用于盛水的导热内胆，保温外壳的导热系数小于导热内胆的导热系数，保温外壳安装于导热内胆的外侧以减缓热量散失，导热内胆和保温外壳之间具有相变层，导热内胆中盛放的液体通过导热内胆与相变层进行热交换以快速降温。本实用新型中保温外壳的导热系数小于导热内胆的导热系数，既能促进导热内胆中盛装的热水快速降温形成温水，满足用户快速饮用温水的需求，又能减缓保温外壳向外散失热量，保证整个保温容器的保温效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及家电技术领域，特别是一种快速降温的保温容器。
背景技术
为满足用户对温水的快速需求，市场上推出了能将热水快速变凉的快速降温杯，其包括一个不锈钢夹层，不锈钢夹层内填充相变材料，通过相变材料的相变快速吸热实现降温，然后再将吸收的热量慢慢释放，从而保持杯内液体维持在一定时间内恒定。但不锈钢夹层的内壁和外壁的导热系数均较高，虽然保证了降温效果，但后期保温效果较差。
为解决上述问题，现有技术提出了一种降温装置（CN201520112353.0），包括一个容器和与该容器外表面贴合的壳体，该壳体呈中空状设置，在壳体中空状的空腔内填充有相变材料，容器与壳体可拆卸连接。虽然相变层设于壳体内，但相变层与容器之间还有壳体的内圈侧壁，从而大大降低了容器内的液体与相变层的热交换速度，降温装置的降温速度慢, 无法满足用户快速饮用温水的需求。
实用新型内容
本实用新型所要达到的目的就是提供一种快速降温的保温容器，既能促进导热内胆中盛装的热水快速降温形成温水，满足用户快速饮用温水的需求，又能减缓保温外壳向外散失热量，保证整个保温容器的保温效果。
为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种快速降温的保温容器，包括保温外壳和用于盛水的导热内胆，保温外壳的导热系数小于导热内胆的导热系数，保温外壳安装于导热内胆的外侧以减缓热量散失，导热内胆和保温外壳之间具有相变层，导热内胆中盛放的液体通过导热内胆与相变层进行热交换以快速降温。
进一步的，所述导热内胆和保温外壳分体设置并且可拆卸连接。
进一步的，所述保温外壳包括套设于导热内胆外侧的外壳主体和设于外壳主体底部的底盖，底盖在相变层安装于导热内胆和外壳主体之间后抵靠于外壳主体的下表面将相变层封闭在内。
进一步的，所述外壳主体的下表面设有限制底盖径向移动的主体限位槽，主体限位槽的开口朝下，底盖上设有限位凸筋，限位凸筋与主体限位槽配合。
进一步的，所述保温外壳的底壁和侧壁一体成型，保温外壳在相变层套设于导热内胆后将相变层封闭在内。
进一步的，所述导热内胆的上端设有限制保温外壳径向移动的内胆限位槽，保温外壳的上端从下至上伸入内胆限位槽内并与内胆限位槽密封配合。
进一步的，所述导热内胆的上端设有向外翻折的第一翻边，第一翻边的自由端设有向下翻折的第二翻边，内胆限位槽由第一翻边、第二翻边和导热内胆的侧壁形成；或者，所述相变层向外将保温外壳的上端压紧在内胆限位槽的外圈侧壁上实现密封；或者，所述保温外壳的上端套设有密封圈，保温外壳与内胆限位槽的外圈侧壁在径向上夹紧密封圈。
进一步的，所述导热内胆的底壁设置具有螺柱的固定片，保温外壳的底壁设有安装孔，保温外壳和导热内胆通过螺钉从下至上穿过安装孔与螺柱螺纹连接；或者，所述导热内胆的底壁设有卡扣，保温外壳的底壁设有安装孔，保温外壳和导热内胆通过卡扣从上至下与安装孔卡接。
进一步的，所述保温外壳的内侧壁设有支撑筋，支撑筋在径向上抵靠于导热内胆的外周侧面，支撑筋设有多个并沿保温外壳的周向分布；和/或，所述保温外壳为塑料外壳，塑料外壳的厚度为2mm～3mm；和/或，所述导热内胆为不锈钢内胆或铝内胆，导热内胆的厚度为0.3mm～0.5mm。
进一步的，所述导热内胆的外表面设有用于提高导热速度的导热胶，导热内胆通过导热胶与相变层接触；和/或，所述相变层的体积为V1,导热内胆的容积为V2，V1:V2为0.35～0.5；和/或，所述相变层的密度为0.8～0.9g/cm3；和/或，所述相变层采用固固相变材料。
采用上述技术方案后，本实用新型具有如下优点：
1、一方面，保温外壳和导热内胆之间具有相变层，从而相变层可以快速吸收导热内胆中热水的热量，促进导热内胆中盛装的热水快速降温形成温水，满足用户快速饮用温水的需求。另一方面，保温外壳的导热系数小于导热内胆的导热系数，即导热内胆的导热效率高于保温外壳的导热效率，从而导热内胆中的热水通过导热内胆与相变层之间进行热交换的速度快，对应地，相变层从热水中吸收的热量通过保温外壳向外散失的速度慢，利于热水降温后的持续保温，提高整个保温容器的保温效果，也避免保温外壳过热而烫伤用户，提高用户的使用体验。另外，相变层设于导热内胆和保温外壳之间，从而导热内胆与相变层可以直接进行热交换，保证了热传导效率，也利于简化整个保温容器的结构。
2、导热内胆和保温外壳分体设置并且可拆卸连接。从而导热系数不同的导热内胆和保温外壳可以分开加工，降低加工难度和成本，同时，两者可拆卸连接也利于相变层的安装或填充。
3、底盖在相变层安装于导热内胆和外壳主体之间后抵靠于外壳主体的下表面将相变层封闭在内，从而外壳主体先套设于导热内胆先外侧，然后安装相变层，最后将底盖安装到位将相变层封闭，保证相变层在导热内胆和保温外壳之间的封闭空间进行相变，整个安装过程利于相变材料的填充或相变层的安装定位。同时，底盖抵靠于外壳主体的下表面，防止相变材料从两者之间溢出，也利于底盖的安装定位。
4、限位凸筋与主体限位槽配合，从而可以实现底盖的安装定位，防止底盖与外壳主体产生水平错位，也增大了底盖与外壳主体之间配合的强度，即利于保持外壳主体和底盖的形状，避免两者的连接处变形而引发相变材料的泄漏。
5、整个保温外壳的底壁和侧壁一体成型利于简化安装工序，同时，保证了保温外壳的密封性，减小相变层外漏的风险，也减少热量的损失，提高了整个保温容器的保温效果。
附图说明
下面结合附图对本实用新型作进一步说明：
图1为本实施例一中快速降温的保温容器的结构图（正向放置）；
图2为本实施例一中快速降温的保温容器的剖视图；
图3为本实施例一中快速降温的保温容器的结构图（倒扣放置）；
图4为图3的爆炸图；
图5为图2中A处的放大图；
图6为图2中B处的放大图；
图7为图2中C处的放大图；
图8为本实施例一中导热内胆与保温外壳在卡扣连接处的局部放大图；
图9为本实施例二中导热内胆与保温外壳上端连接处的局部放大图；
图10为本实施例三中快速降温的保温容器的爆炸图；
图11为本实施例三中快速降温的保温容器的剖视图；
图12为图11中D处的放大图；
图13为本实施例三中快速降温的保温容器底部的局部分解图；
图14为图11中E处的放大图。
具体实施方式
实施例一
如图1至图7所示，本实施例提供一种快速降温的保温容器，包括保温外壳1和用于盛水的导热内胆2，保温外壳1的导热系数小于导热内胆2的导热系数，保温外壳1安装于导热内胆2的外侧以减缓热量散失，导热内胆2和保温外壳1之间具有相变层3，导热内胆2中盛放的液体通过导热内胆2与相变层3进行热交换以快速降温。
一方面，保温外壳1和导热内胆2之间具有相变层3，从而相变层3可以快速吸收导热内胆2中热水的热量，促进导热内胆2中盛装的热水快速降温形成温水，满足用户快速饮用温水的需求。另一方面，保温外壳1的导热系数小于导热内胆2的导热系数，即导热内胆2的导热效率高于保温外壳1的导热效率，从而导热内胆2中的热水通过导热内胆2与相变层3之间进行热交换的速度快，对应地，相变层3从热水中吸收的热量通过保温外壳1向外散失的速度慢，利于热水降温后的持续保温，提高整个保温容器的保温效果，也避免保温外壳1过热而烫伤用户，提高用户的使用体验。另外，相变层3设于导热内胆2和保温外壳1之间，从而导热内胆2与相变层3可以直接进行热交换，保证了热传导效率，也利于简化整个保温容器的结构。
为降低加工难度，所述导热内胆2和保温外壳1分体设置并且可拆卸连接。从而导热系数不同的导热内胆2和保温外壳1可以分开加工，降低加工难度和成本，同时，两者可拆卸连接也利于相变层3的安装或填充。当然，导热内胆2与保温外壳1也可以一体形成，此时两者不需要设置复杂的连接件。
本实施例中，所述保温外壳1包括套设于导热内胆2外侧的外壳主体11和设于外壳主体11底部的底盖12，底盖12在相变层3安装于导热内胆2和外壳主体11之间后抵靠于外壳主体11的下表面将相变层3封闭在内。从而将导热内胆2倒扣放置，相变材料在外壳主体11套设于导热内胆2的外侧后进行填充，然后通过模具将相变材料压紧形成相变层3，最后将底盖12安装到位将相变层3封闭，保证相变层3在封闭的空间内进行相变，也方便相变材料的填充。同时，底盖12抵靠于外壳主体11的下表面，防止相变材料从两者之间溢出，也利于底盖12的安装定位。
为避免底盖12相对外壳主体11产生水平移动，所述外壳主体11的下表面设有限制底盖12径向移动的主体限位槽111，主体限位槽111的开口朝下，底盖12上设有限位凸筋121，限位凸筋121与主体限位槽111配合。从而可以实现底盖12的安装定位，防止底盖12与外壳主体11产生水平错位，也增大了底盖12与外壳主体11之间配合的强度，即利于保持外壳主体11和底盖12的形状，避免两者的连接处变形而引发相变材料的泄漏。
为实现导热内胆2和保温外壳1的上端的安装定位，所述导热内胆2的上端设有限制保温外壳1径向移动的内胆限位槽21，保温外壳1的上端从下至上伸入内胆限位槽21内并与内胆限位槽21密封配合。从而限制保温外壳1相对导热内胆2在高度方向上和水平方向上的移动，不仅保证两者连接可靠，而且避免另设其他复杂的连接结构，简化整个保温容器的结构；另外，保温外壳1的上端与内胆限位槽21密封配合，避免相变材料从导热内胆2和保温外壳1的上端泄漏，同时，保温外壳1的上端与内胆限位槽21插接配合，当相变层3相变时促进保温外壳1抵靠内胆限位槽21的外圈槽侧壁，进一步保证了两者之间的密封效果。
具体地，所述导热内胆2的上端设有向外翻折的第一翻边201，第一翻边201的自由端设有向下翻折的第二翻边202，内胆限位槽21由第一翻边201、第二翻边202和导热内胆2的侧壁形成。本实施例中的导热内胆2为金属内胆，从而第一翻边201、第二翻边202和导热内胆2通过冲压一体成型，整个加工简单方便，也利于节省材料。
本实施例中，当模具压缩相变材料时，压缩紧实的相变层3向外挤压外壳主体11，也向内挤压导热内胆2，所述相变层3向外将保温外壳1的上端压紧在内胆限位槽21的外圈侧壁上实现密封。从而将模具压紧相变材料的压紧力转化为保温外壳1与内胆限位槽21之间的径向压力，促进保温外壳1与内胆限位槽21的外圈侧壁紧贴，从而实现了两者之间的面密封。
为实现导热内胆2与保温外壳1的连接，所述导热内胆2的底壁设置具有螺柱23的固定片22，保温外壳1的底壁设有安装孔122，保温外壳1和导热内胆2通过螺钉4从下至上穿过安装孔122与螺柱23螺纹连接。从而螺钉4拧紧后限制保温外壳1与内胆限位槽21分离，保证导热内胆2和保温外壳1可靠地连接，同时，螺钉4松紧度可以调节，保证底盖12和导热内胆2在高度方向上夹紧相变层3，防止相变层3上下窜动。
可以理解地，如图8所示，导热内胆2与底盖12之间也可以不再通过螺钉4实现可拆卸连接，而是通过安装方便的卡扣24实现可拆卸连接。具体地，所述导热内胆2的底壁设有卡扣24，保温外壳1的底壁设有安装孔122，保温外壳1和导热内胆2通过卡扣24从上至下与安装孔122卡接。
为提高保温外壳1的强度，所述保温外壳1的内侧壁设有支撑筋112，支撑筋112在径向上抵靠于导热内胆2的外周侧面，支撑筋112设有多个并沿保温外壳1的周向分布。支撑筋112作为保温外壳1的加强筋，提高了保温外壳1自身的强度，避免相变层3与保温外壳1之间的挤压力过大而引发保温外壳1的大幅变形，同时，保温外壳1通过支撑筋112在径向上抵靠于导热内胆2的外周侧面，从而为保温外壳1提拱了径向上支撑力，提高了保温外壳1抵靠外力变形的能力，另外，支撑筋112在保温外壳1的周向上分布，阻止相变材料在周向上大幅移动，利于模具压缩相变材料形成更加紧实的相变层3。
本实施例中，所述保温外壳1为塑料外壳，塑料外壳相较于金属内胆的导热系数低，保温效果好，可塑性高。塑料外壳的厚度为2mm～3mm，既能保证保温外壳1的强度和保温效果，又能避免塑料外壳过厚而增大整个保温容器的重量和成本。
对应地，所述导热内胆2的厚度为0.3mm～0.5mm，既能保证降温速度，又能方便加工。当导热内胆2的厚度大于0.5mm时，导热效率低，当导热内胆2的壁厚小于0.3mm时，金属材质的导热内胆2成型效果差。导热内胆2可以为不锈钢内胆，不锈钢内胆不仅具有较高的导热效率，而且满足食品安全等级的要求，安全性高，当然，导热内胆2也可以为铝内胆，铝内胆相较于不锈钢内胆的导热系数更高，对热水的降温速度更快，质量也更轻，利于用户外出携带。
本实施例中，所述相变层3的体积为V1,导热内胆2的容积为V2，V1:V2为0.35～0.5，既能保证保温容器的降温速度，又能防止体积和质量过大。当V1:V2大于0.5时，整个相变层3的厚度较大，增大了整个保温容器的外廓尺寸和重量，不利于用户外出携带；当V1:V2小于0.35，整个相变层3吸收热量的能力有限，不利于将热水快速降温形成温水。
本实施例中，所述相变层3的密度为0.8～0.9g/cm3，既能方便相变材料压缩形成相变层3，又能保证相变层3的吸热能力。当相变层3的密度大于0.9 g/cm3，此时模具需要的压力大，对模具的工装要求高；当相变层3的密度小于0.8 g/cm3，相变材料之间的空隙大，导热效率差，保温容器对热水的降温速率慢。
本实施例中，所述相变层3采用固固相变材料。从而降低了保温外壳1和导热内胆2之间的密封性的要求，降低了两者之间的安装难度和工艺复杂度。当然，相变层3也可以采用固液相变材料。
实施例二
也可以将相变材料预先压制形成相变层3，然后将相变层3伸入导热内胆2和外壳主体11之间，然后将底盖12安装到位封闭相变层3，整个装配过程更加简单。
如图9所示，所述保温外壳1的上端也可以套设密封圈5，保温外壳1与内胆限位槽21的外圈侧壁在径向上夹紧密封圈5。不仅减小了相变层3对保温外壳1和导热内胆2的挤压力，降低导热内胆2和保温外壳1的强度要求，而且利于降低了保温外壳1外表面和内胆限位槽21内壁的平整度要求，降低加工难度。
本实施例中，为进一步提高导热内胆2与相变层3之间的热交换速度，所述导热内胆2的外表面设有用于提高导热速度的导热胶6，导热内胆2通过导热胶6与相变层3接触。从而装配时先将导热内胆2的外壁涂抹一层导热胶6，然后将已经压缩成型的相变层3套设于导热内胆2外侧并与导热内胆2贴合，从而将两者连接在一起，再将保温外壳1套设于相变层3外侧并与导热内胆2连接，故导热胶6将相变层3粘合在导热内胆2外侧，不仅两者连接更加紧密，防止两者出现空气层而影响导热效果，而且实现相变层3在导热内胆2上的安装定位，安装效率高，也防止相变层3在两者之间窜动。
其他未描述的结构和效果参照实施例一。
实施例三
如图10和图11所示，也可以不再将外壳主体11和底盖12分开设置，具体地，所述保温外壳1的底壁和侧壁一体成型，保温外壳1在相变层3套设于导热内胆2后将相变层3封闭在内。整个保温外壳1的底壁和侧壁一体成型利于简化安装工序，同时，保证了保温外壳1的密封性，减小相变层3外漏的风险，也减少热量的损失，提高了整个保温容器的保温效果。
本实施例中，相变层3是相变材料按照保温外壳1和导热内胆2之间的形状预先压缩成型的，然后将压缩成型的相变层3套设于导热内胆2的外侧，再将保温外壳1套设于相变层3外侧以封闭相变层3，整个装配简单可靠，也利于保证压缩成型的相变层3的密度。
如图12和图13所示，一体成型的保温外壳1也可以与导热内胆2之间通过螺钉4连接，为避免相变材料从安装孔122和螺钉4之间的缝隙漏出，螺钉4的螺钉头与保温外壳1的外底面之间设有密封垫7，从而螺钉4的螺钉头和保温外壳1在高度方向上夹紧密封垫7，避免保温外壳1与导热内胆2之间的相变材料溢出。同样地，为避免螺钉4的螺钉头长期外露而氧化腐蚀，螺钉4的螺钉头上套设有硅胶保护套8。
同样地，如图14所示，所述保温外壳1的上端也可以套设密封圈5，保温外壳1与内胆限位槽21的外圈侧壁在径向上夹紧密封圈5，从而实现保温外壳1和导热内胆2上端的密封配合。
其他未描述的结构和效果参照实施例一和二。
除上述优选实施例外，本实用新型还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本实用新型作出各种改变和变形，只要不脱离本实用新型的精神，均应属于本实用新型所附权利要求所定义的范围。
Claims (10)
1.一种快速降温的保温容器，其特征在于，包括保温外壳和用于盛水的导热内胆，保温外壳的导热系数小于导热内胆的导热系数，保温外壳安装于导热内胆的外侧以减缓热量散失，导热内胆和保温外壳之间具有相变层，导热内胆中盛放的液体通过导热内胆与相变层进行热交换以快速降温。
2.根据权利要求1所述的快速降温的保温容器，其特征在于，所述导热内胆和保温外壳分体设置并且可拆卸连接。
3.根据权利要求2所述的快速降温的保温容器，其特征在于，所述保温外壳包括套设于导热内胆外侧的外壳主体和设于外壳主体底部的底盖，底盖在相变层安装于导热内胆和外壳主体之间后抵靠于外壳主体的下表面将相变层封闭在内。
4.根据权利要求3所述的快速降温的保温容器，其特征在于，所述外壳主体的下表面设有限制底盖径向移动的主体限位槽，主体限位槽的开口朝下，底盖上设有限位凸筋，限位凸筋与主体限位槽配合。
5.根据权利要求2所述的快速降温的保温容器，其特征在于，所述保温外壳的底壁和侧壁一体成型，保温外壳在相变层套设于导热内胆后将相变层封闭在内。
6.根据权利要求2所述的快速降温的保温容器，其特征在于，所述导热内胆的上端设有限制保温外壳径向移动的内胆限位槽，保温外壳的上端从下至上伸入内胆限位槽内并与内胆限位槽密封配合。
7.根据权利要求6所述的快速降温的保温容器，其特征在于，所述导热内胆的上端设有向外翻折的第一翻边，第一翻边的自由端设有向下翻折的第二翻边，内胆限位槽由第一翻边、第二翻边和导热内胆的侧壁形成；或者，所述相变层向外将保温外壳的上端压紧在内胆限位槽的外圈侧壁上实现密封；或者，所述保温外壳的上端套设有密封圈，保温外壳与内胆限位槽的外圈侧壁在径向上夹紧密封圈。
8.根据权利要求2所述的快速降温的保温容器，其特征在于，所述导热内胆的底壁设置具有螺柱的固定片，保温外壳的底壁设有安装孔，保温外壳和导热内胆通过螺钉从下至上穿过安装孔与螺柱螺纹连接；或者，所述导热内胆的底壁设有卡扣，保温外壳的底壁设有安装孔，保温外壳和导热内胆通过卡扣从上至下与安装孔卡接。
9.根据权利要求1至8任意一项所述的快速降温的保温容器，其特征在于，所述保温外壳的内侧壁设有支撑筋，支撑筋在径向上抵靠于导热内胆的外周侧面，支撑筋设有多个并沿保温外壳的周向分布；和/或，所述保温外壳为塑料外壳，塑料外壳的厚度为2mm～3mm；和/或，所述导热内胆为不锈钢内胆或铝内胆，导热内胆的厚度为0.3mm～0.5mm。
10.根据权利要求1至8任意一项所述的快速降温的保温容器，其特征在于，所述导热内胆的外表面设有用于提高导热速度的导热胶，导热内胆通过导热胶与相变层接触；和/或，所述相变层的体积为V1,导热内胆的容积为V2，V1:V2为0.35～0.5；和/或，所述相变层的密度为0.8～0.9g/cm3；和/或，所述相变层采用固固相变材料。
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