CN217695934U - 自热水杯 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种自热水杯，包括具有盛水腔的杯体，杯体的顶部设置有可拆卸的顶盖，杯体的底部设置有外瓶底，盛水腔的底部设置有导热板，导热板的下方设置有加热腔，加热腔6内设置有加热包，杯体的内侧壁设置有多个竖直的导热凸筋，导热凸筋内设置有上升通道以及下降通道，上升通道的下端与所述加热腔连通，上升通道的上端与下降通道的上端连通，下降通道的下端与盛水腔的底部连通。本实用新型不仅通过热传导对水进行加热，水蒸汽上下流动过程中，促进了盛水腔中的水的热对流，并且水蒸汽进入水中冷却时发生的相变放出大量热量，本实用新型的加热效率综合高于单纯热传导的加热效率，可以实现在更短的时间内将水加热。

Description

自热水杯

技术领域

本实用新型属于自热技术领域，尤其是一种自热水杯。

背景技术

现有自热水杯有多种，大多数的自热水杯均包括杯体，杯体内部设置有用于盛水的空腔，空腔下方的杯体内设置有自热腔，自热腔内设置自热包，使用时，将水通入自热腔，水与自热包内的物质反应，释放大量的热，从而将空腔中的水加热。具体可参照CN201820716808.3-一种自热水杯、CN202120904561.X-一次性自热杯、CN202110404693.0-一种自热型轻便保温杯通等，由于加热包一般设置在杯体的底部，难以与空腔与加热腔之间的隔板直接接触，加热包与隔板之间通过空气导热，导致热传递效率较低，即加热速度不够高。

CN201921824653.6公开了一种自热水杯，在杯体内设置蛇形的导热管，使用时水蒸气进入导热管，加快水蒸气与水的换热速度，可以在一定程度上提高加热速度，但该自热水杯的实用新型构思在于增加换热面积以提高换热量，换热面积越大，需要的导热管越长，占用的空间越多，减小了杯体的有效容积。此外，经过导热管的水蒸气直接排空，水蒸气中还含有余热，余热并未得到利用。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种自热水杯，提高加热效率。

为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案为：自热水杯，包括具有盛水腔的杯体，所述杯体的顶部设置有可拆卸的顶盖，所述杯体的底部设置有外瓶底，所述盛水腔的底部设置有导热板，所述导热板的下方设置有加热腔，所述加热腔6内设置有加热包，

所述杯体的内侧壁设置有多个竖直的导热凸筋，所述导热凸筋内设置有上升通道以及下降通道，所述上升通道的下端与所述加热腔连通，所述上升通道的上端与所述下降通道的上端连通，所述下降通道的下端与所述盛水腔的底部连通。

进一步地，所述外瓶底的底部设置有弹性件，所述加热腔内设置有加热包，在所述弹性件的弹力作用下，所述加热包压紧导热板。

进一步地，所述弹性件为硅胶垫。

进一步地，所述上升通道的下端通过防水透气阀与所述加热腔连通，所述下降通道的下端通过单向阀与所述盛水腔的底部连通。

进一步地，所述所述顶盖上设置有第二防水透气阀。

进一步地，所述外瓶底的底部设置有泄压通道。

进一步地，所述外瓶底的内侧设置有内瓶底，所述弹性件位于内瓶底的底部，所述内瓶底底部的外侧壁设置有凸台，所述凸台贯穿外瓶底，所述泄压通道为设置在凸台内的泄压阀。

进一步地，所述外瓶底与杯体的底部可拆卸连接，所述加热腔内设置有水袋。

进一步地，所述加热包包括从外至内依次设置的保护袋、保温盒体以及内包，所述保温盒体上设置有多个通孔。

本实用新型的有益效果是：1、水进入加热腔后，与物料反应生成大量的热，产生水蒸汽，加热腔中的水蒸汽可以直接进入盛水腔，水蒸汽携带的热量浪费极少，提高热能利用率；

2、实现了水蒸汽向上-水蒸汽向下-液态水向上3次流动，但只需要在导热凸筋内设置上升通道和下降通道这两个通道，使得导热凸筋在占用空间较小的情况下增加了水蒸汽的流动路径。

3、不仅通过热传导对水进行加热，水蒸汽上下流动过程中，促进了盛水腔中的水的热对流，并且水蒸汽进入水中冷却时发生的相变放出大量热量，本实用新型的加热效率综合高于单纯热传导的加热效率，可以实现在更短的时间内将水加热。

附图说明

图1是本实用新型的整体剖视示意图；

图2是杯体的示意图；

图3是自热包的剖视示意图；

图4是弹性件的示意图；

附图标记：1—杯体；2—保温层；3—顶盖；4—盛水腔；5—导热板；6—加热腔；7—外瓶底；8—弹性件；9—加热包；91—保温盒体；92—保护袋93—内包；10—水袋；11—内瓶底；12—导热凸筋；13—上升通道；14—下降通道；15—防水透气阀；16—单向阀；17—第二防水透气阀；18—泄压阀。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

本实用新型的自热水杯，如图1所示，包括具有盛水腔4的杯体1，杯体1的顶部设置有可拆卸的顶盖3，杯体1的底部设置有的外瓶底7，盛水腔4的底部设置有导热板5，导热板5的下方设置有加热腔6。

杯体1可以采用玻璃、塑料、不锈钢等常用的材质，外形可以是圆柱形，也可以是方形柱。杯体1外设置有保温层2，保温层2包覆在杯体1的外部，可起到保温和防烫的作用，减缓热量散失速度，延长保温时间，保护使用者的安全。保温层2可采用现有的保温材料，也可以包括一个金属或者塑料的壳体，壳体与杯体1之间设置为真空，并在壳体内侧壁镀金属反光膜。顶盖3可以与杯体1扣合连接、螺纹连接等，只要便于开闭即可。为了提高密封性，可以在顶盖3与杯体1之间设置密封垫，密封垫可采用硅胶密封垫。还可以在顶盖3外壁设置保温材料，进一步减缓热量散失速度。杯体1、顶盖3和外瓶底7组成自热水杯的主体结构，主体结构的内腔由导热板5分隔为盛水腔4和加热腔6，加热腔6位于导热板5的下方，导热板5采用导热系数高的材质，如采用铝板、真空导热均温板等，以保证加热腔6与盛水腔4之间的换热效率。

外瓶底7的底部设置有弹性件8，加热腔6内设置有加热包9，在弹性件8的弹力作用下，加热包9压紧导热板5。

弹性件8可以采用弹簧，优选采用硅胶垫，硅胶垫如图4所示，呈圆台形，上端为小端，下端为大端，中心设置有中心通孔，具有良好的弹性，且能够对加热包9进行稳定地支撑。加热包9内部设置有粉料，粉料能够与水反应，释放热量。粉料采用纱布、无纺布等微孔透水材料的材料包覆，以便于水进入加热包9，同时防止内部化学药品渗出对人和环境造成危害。

弹性件8处于压缩状态，具有弹力，在弹性件8的弹力作用下，加热包9可以与导热板5紧密接触，使用时，将需要加热的水倒入盛水腔4，再将水通入加热腔6，水进入加热包9，加热包9释放大量的热，热量直接通过导热板5传递至盛水腔4，不经过空气传热，从而提高了加热效率。

为了进一步地提高加热效率，杯体1的内侧壁设置有从下向上延伸的导热凸筋12，导热凸筋12优选竖直设置，导热凸筋12内设置有上升通道13以及下降通道14，上升通道13的下端与加热腔6连通，上升通道13的上端与下降通道14的上端连通，下降通道14的下端与盛水腔4的底部连通。

设置了导热凸筋12的杯体1如图2所示，导热凸筋12的数量可以是2个、3个、4个等，均匀分布在杯体1内侧壁。导热凸筋12的上端延伸至接近杯体1顶部，使得上升通道13与下降通道14的连接处高于盛水腔4的液面，防止盛水腔4中的水倒灌进入加热腔6。

将水加入加热腔6后，水与加热包9中的粉料反应，释放大量的热，水吸热蒸发，成为水蒸汽，水蒸汽则从上升通道13的下端进入上升通道13并向上流动，并在流动的过程中通过导热凸筋12与盛水腔4中的水进行热交换。当水蒸汽流动至上升通道13的顶部时，则进入下降通道14并向下流动，在流动的过程中通过导热凸筋12再次与盛水腔4中的水进行热交换。当水蒸汽流动至下降通道14的下端时，进入盛水腔4，与盛水腔4中的水混合后冷却为液态水，并且流动至盛水腔4中的水的上层。

上升通道13的下端通过第一防水透气阀15与加热腔6连通，下降通道14的下端通过单向阀16与盛水腔4的底部连通。第一防水透气阀15只能供气体通过，而不能供液体通过，单向阀16的导通方向为从下降通道14通向盛水腔4，反向则不行。由于水杯在使用时很可能出现倾斜、倾倒的情况，会导致加热腔6中的水进入盛水腔4，对盛水腔4中的水造成污染，因此，在上升通道13的下端设置第一防水透气阀15，加热腔6中的水蒸汽可以进入上升通道13，而水不能进入上升通道13，从而避免水杯倾倒后加热腔6中的水进入盛水腔4。单向阀16则可防止盛水腔4中的水进入加热腔6。

加热包9内设置有粉料，粉料可采用现有的加热包组分，作为本实用新型优选的实施方式：粉料的组分包括铝粉、碳酸钙、氧化钙以及硅藻泥，加热包的组分不限于铝粉，铝粉也可以采用镁粉替代。

由于水与铝粉反应后生成氢气，加热包9中的粉料反应后，释放大量的热，并产生大量氢气，水吸热蒸发，成为水蒸汽，氢气会与水蒸汽同时经过上升通道13和下降通道14进入盛水腔4，水蒸汽越冷液化，而氢气在水中向上流动，促进热对流，进一步提高加热效率。为了便于排出盛水腔4中的氢气，顶盖3上设置有排气阀，经过热交换的氢气通过排气阀排至大气中。排气阀可采用常规的阀门，优选采用第二防水透气阀17，在正常使用时可以排出氢气，当水杯倾倒后，可防止盛水腔4中的水通过第二防水透气阀17泄漏。

本实用新型通过设置导热凸筋12后，具有以下优点：

1、加热腔6中的水蒸汽和氢气可以直接进入盛水腔4，水蒸汽和氢气携带的热量浪费极少，提高热能利用率；

2、实现了水蒸汽向上-水蒸汽向下-液态水向上3次流动，但只需要在导热凸筋12内设置上升通道13和下降通道14这两个通道，使得导热凸筋12在占用空间较小的情况下增加了水蒸汽的流动路径。

3、不仅通过热传导对水进行加热，水蒸汽上下流动过程中，促进了盛水腔4中的水的热对流，并且水蒸汽进入水中冷却时发生的相变放出大量热量，本实用新型的加热效率综合高于单纯热传导的加热效率，可以实现在更短的时间内将水加热。

当水杯倾倒时，氢气无法进入上升通道13，而是会聚集在加热腔6中，导致加热腔6中的压强升高，具有一定的危险性，因此，本实用新型在外瓶底7的底部设置了泄压通道，在正常使用时，泄压通道保持关闭，当水杯倾倒后，加热腔内压力升高到一定压力时，则可以打开泄压通道，水蒸汽和氢气可以通过泄压通道排至外部，防止加热腔6内的压力过高。

泄压通道可以是一般的阀门等，优选的采用泄压阀18，外瓶底7的内侧设置有内瓶底11，弹性件8位于内瓶底11的底部，加热腔6位于内瓶底11与导热板5之间。内瓶底11底部的外侧壁设置有凸台，凸台贯穿外瓶底7，泄压通道为设置在凸台内的泄压阀18，泄压阀18与凸台之间设置有密封圈。

使用时，可以采用各种现有自热水杯的注水方式将水注入加热腔6，作为本实用新型优选的实施方式：外瓶底7与杯体1的底部可拆卸连接，加热腔6内设置有水袋10。外瓶底7可以通过螺纹与杯体1的底部相连。水袋10采用塑料袋进行包装，塑料袋边缘设置为锯齿形，以便于撕开。使用时，取下外瓶底7，取出水袋10，撕开水袋10的包装，将水倒入加热腔6，然后重新将外瓶底7安装到杯体1的底部即可。

如图3所示，本实用新型的加热包9包括从外至内依次设置的保护袋92、保温盒体91以及内包93，保温盒体91采用熔喷布等微孔滤膜。保护袋92可以采用塑料袋，并将塑料袋的边缘设置为锯齿形，以便于撕开保护袋92。内包93用于包装粉料，可采用无纺布等。将水倒入加热腔6后，水可以通过保温盒体91上的微小孔隙进入保温盒体91并与内包93反应，生成的氢气、产生的水蒸汽等也可以进入加热腔6。保温盒体91可以限制水与加热包9的反应速度，以延长持续加热保温的时间。

由于本实用新型加热效率得到提高，因此保温盒体91的设置不影响加热速度，同时又延长了自热水杯的加热和保温时间，提高了热能利用率。

当需要持续保温时，只撕开保护袋92，保留保温盒体91，使水与粉料缓慢反应、持续加热以达到持续保温的效果；当需要快速加热时，将保护袋92和保温盒体91同时撕破，让水与粉料快速反应。

本实用新型可用于户外活动，为用户提供热水，可以泡茶、冲泡咖啡、泡面、米饭等饮品或食物，学生、工人、士兵等各行各业的人员均可使用，特别适用于高寒地区的户外活动。本实用新型还可以用于极寒天气下的药品和疫苗短时间存放，过低的温度也可能使疫苗和药品失效，因此在户外极寒天气下，可以采用本实用新型的自热水杯短时间保存药品和疫苗，防止药品失效。水袋10中的水中可以添加酒精，以防止水结冰。

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

Claims (9)

1.自热水杯，包括具有盛水腔(4)的杯体(1)，所述杯体(1)的顶部设置有可拆卸的顶盖(3)，所述杯体(1)的底部设置有外瓶底(7)，所述盛水腔(4)的底部设置有导热板(5)，所述导热板(5)的下方设置有加热腔(6)，所述加热腔(6)内设置有加热包(9)，其特征在于：

所述杯体(1)的内侧壁设置有多个竖直的导热凸筋(12)，所述导热凸筋(12)内设置有上升通道(13)以及下降通道(14)，所述上升通道(13)的下端与所述加热腔(6)连通，所述上升通道(13)的上端与所述下降通道(14)的上端连通，所述下降通道(14)的下端与所述盛水腔(4)的底部连通。

2.如权利要求1所述的自热水杯，其特征在于：所述外瓶底(7)的底部设置有弹性件(8)，在所述弹性件(8)的弹力作用下，所述加热包(9)压紧导热板(5)。

3.如权利要求2所述的自热水杯，其特征在于：所述弹性件(8)为硅胶垫。

4.如权利要求1所述的自热水杯，其特征在于：所述上升通道(13)的下端通过第一防水透气阀(15)与所述加热腔(6)连通，所述下降通道(14)的下端通过单向阀(16)与所述盛水腔(4)的底部连通。

5.如权利要求1所述的自热水杯，其特征在于：所述顶盖(3)上设置有第二防水透气阀(17)。

6.如权利要求1至5任意一项权利要求所述的自热水杯，其特征在于：所述外瓶底(7)的底部设置有泄压通道。

7.如权利要求6所述的自热水杯，其特征在于：所述外瓶底(7)的内侧设置有内瓶底(11)，所述内瓶底(11)底部的外侧壁设置有凸台，所述凸台贯穿外瓶底(7)，所述泄压通道为设置在凸台内的泄压阀(18)。

8.如权利要求1所述的自热水杯，其特征在于：所述外瓶底(7)与杯体(1)的底部可拆卸连接，所述加热腔(6)内设置有水袋(10)。

9.如权利要求1所述的自热水杯，其特征在于：所述加热包(9)包括从外至内依次设置的保护袋(92)、保温盒体(91)以及内包(93)。

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