TWI554236B - Food treatment device with adiabatic area - Google Patents

Description

具有絕熱區域的食物處理裝置

本發明是關於一種食物處理裝置，特別是一種具有絕熱區域的食物處理裝置。

隨著全球氣候變遷的影響，使得近年來的夏日溫度屢創新高，此時若能來杯冰涼飲品，當能帶走一身酷熱暑氣；然而，正當人們享受一杯冰涼冷飲的同時，處在炎熱環境下的飲品也無可避免地會吸收外界高熱，若不能在短時間內喝完或無法立即飲用，將使飲品溫度返回常溫狀態，喪失其所帶來的清涼口感，又如果直接放置冰塊於其中，雖然增加其保持低溫的時間，但隨著冰塊的融化，將會逐漸稀釋原本的味道，同樣非消費者所樂見，另方面，若要將飲品攜帶外出，即使置入保溫杯中保持低溫，時間也相當有限，並且無法主動致冷，仍是有治標不治本的問題存在。

相反地，對於例如牛排等食材的加熱處理，除常見的一般爐具外，還有以燒熱的火山岩板作為料理工具，並將牛排置放於平板狀的高溫岩石上直接上桌，讓食客自行決定料理熟度及下刀時機，然而，火山岩板不僅取得不易、且加熱處理費時，因此，是否能以科技產物提供類似功能的材料，取代不便且取得不易的火山岩板，同樣是本案關注的焦點。

綜觀上述，如何能提供一種食物處理裝置，使其不僅可有效降低習知技術中致冷或加熱手段的不便、增加熱交換的效率，使該裝置更為容易使用且操作順手，提高使用者的生活品味，皆是本案所要解決的重要課題。

本發明之一目的，在提供一種具有絕熱區域的食物處理裝置，使其盡可能地隔絕食物處理裝置內的相變化材料與外部環境進行熱交換。

本發明之又一目的，在提供一種能在外作用面上一方面進行食材處理、另方面持續提供加熱或致冷的食物處理裝置，提高使用上的便利性。

本發明之再一目的，在提供一種可攜帶的食物處理裝置，使食物可被即時料理與提供，維持食用時的口感及新鮮度。

本發明之更一目的，在提供一種結構簡單且可兼顧生產成本的食物處理裝置。

為達上述目的，本發明揭露一種具有絕熱區域的食物處理裝置，包括一個形成有至少一個中空容室的殼體，更包括：一個具有一個熱交換壁的導熱部，其中，熱交換壁具有一個暴露於外的外作用面、及相反於外作用面並朝向中空容室的內導熱面；一個以至少一個銜接面導熱連接導熱部的常溫部；一個填入中空容室、並導熱接觸內導熱面的相變化材料，且相變化材料導熱接觸內導熱面的接觸面積大於銜接面的截面積；及一個設置於殼體中，並介於常溫部與相變化材料間而阻撓常溫部直接與相變化材料進行熱交換的絕熱區域。

簡言之，本發明提供一種具有絕熱區域的食物處理裝置，使其盡可能地隔絕食物處理裝置內的相變化材料與外部環境進行熱交換，其中，添加一種能主動加熱或致冷的相變化材料，使其在相變化的過程中能吸收或者釋放大量的潛熱，而得以應用於冰品保冷或推廣至熱食炙熱，尤其在飲用 或食用過程中，還可保存食物在適當溫度，確保食物的美味口感，使其不論是應用於餐廳或一般家庭中均極為方便，且結構簡單、方便攜帶的特性，無形中提高消費者的購買意願，從而達到所有上述目的。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之較佳實施例的詳細說明，將可清楚呈現；此外，各實施例中相同之元件，將以相似之標號表示。

本發明具有絕熱區域的食物處理裝置請參閱圖1及圖2所示，主要包括有一個中空容室2的殼體1，其中，殼體1是採用單一方向延伸成型的鋁擠製程，使其呈現出一個一體成型的方型結構特徵，且沿圖1中右上至左下的長度方向延伸有一個中空形狀，而成形為本例的中空容室2；舉例來說，僅需一款10吋寬的模具擠壓鋁粉，即可獲得長度為15吋、17吋、甚至30吋的中空殼體，因此，可依市場需求裁切出所需長度。

雖然殼體1在本例中實際上為一體成型的金屬殼，但為便於後續說明，在此將殼體1劃分為導熱部11及常溫部12，藉以清楚說明本案的技術特徵。其中，將導熱部11的頂部、且主要用於和食材接觸的部分定義為熱交換壁111，更進一步，熱交換壁111面對中空容室2的壁面稱為內導熱面1111，相反於內導熱面1111而暴露於外的壁面則稱為外作用面1112。

常溫部12則是以銜接面13和導熱部11導熱連結，有鑒於熱傳導效率可由以下公式：dQ/dt=k△A△T/△x來判定，其中，Q為熱導量、k為熱導係數、△x為熱導方向的物體長度、△A為熱導物體的截面積、△T為溫 度差；因此，本例中的銜接面13特別是一個環繞於殼體側邊、並向內凹陷的低厚度熱阻區121，使得銜接面13的厚度相較於鄰近的導熱部11以及常溫部12更為狹窄，也就是此處的傳熱截面積△A變小，而使熱導量Q下降，讓導熱部11和常溫部12兩者因為低厚度熱阻區121的因素，令導熱部11較難和常溫部12有熱交換關係，進一步加強常溫部12的絕熱保溫效果。

在本例中，中空容室2是先行填入一層例示為俗稱保麗龍的發泡塑膠，以此種保溫隔絕材料的作為絕熱區域4，接著在中空容室2的其餘部分填入相變化材料3，直到相變化材料3充分地導熱接觸內導熱面1111，且相變化材料3導熱接觸內導熱面1111的接觸面積是大於銜接面13的截面積，此後，相變化材料3即是作為吸收/釋放食物的熱量來源。一方面，整層發泡塑膠介於常溫部12與相變化材料3間，將可阻撓相變化材料3直接與常溫部12進行熱交換，另方面，常溫部12與導熱部11間又存在一段低厚度熱阻區121。當然，如熟悉本技術人士所能輕易理解，絕熱層的保溫隔絕材料也可以選用其他多孔材料，甚至中空玻璃纖維層板等，以利用材料空隙內存在有導熱係數僅為0.026w/mk的空氣，有效地達到保溫隔絕的效果。

而相反於常溫部12要盡量降低其與相變化材料3間的熱交換作用，導熱部11則是盡可能地要與相變化材料3的熱交換最大化，因此，導熱部11更包括數個連續排列、且由內導熱面1111延伸至中空容室2的散熱鰭片112，藉以擴大內導熱面1111與相變化材料3間的熱交換面積。

當然，上述絕熱區域亦可不放置任何其他低導熱性質的材料，單純將該區域設計成為一個封閉區域，在其中形成空氣絕熱層；甚至進一步透過 排氣方式將其內的空氣排除，使絕熱區域成為真空狀態；或者是將前例中的絕熱材料分別容納於不同的中空容室。所以本案的第二實施例如圖3及圖4所示，並非僅有單一個的中空容室；其中，位於中央的中空容室2’是由導熱部11’的底壁114’以及相反於底壁114’的熱交換壁111’共同形成，並填入相變化材料3’；而由底壁114’與常溫部12’所環繞形成的另一中空容室在本例中僅填充有乾燥空氣，而作為絕熱區域4’；位於兩側的絕熱區域4’也是氣密地將空氣封閉其中作為隔熱腔。

尤其在本例中，導熱部11’不同於上一實施例的散熱鰭片，而在中空容室2’中，更形成一片呈三角狀反覆彎折的彎折金屬片113’，為讓相變化材料在液相時可以進一步流動，彎折金屬片113’上更形成有多個穿孔1130’，使得相變化材料3’與熱交換壁111’間的接觸面積更增大，同樣能提升熱交換效率，當然，亦可將彎折金屬片113’改用金屬網布或是摻雜石墨的塑膠布取代，同樣可提升導熱功效，增加本案的應用彈性。且若食物處理裝置是一個體積稍微龐大的結構，譬如是30吋大小時，研發者可隨尺寸需求增加中空容室的大小甚至數目，讓本案之實用經濟效益更加顯著與肯定。

然而，除採用金屬殼為殼體基材外，導熱良好的陶瓷殼亦為可行選材之一，因此如圖5及圖6所示，選用陶瓷殼為本例的殼體1”，並將其燒製成中央隆起的弧形外觀，而非侷限於前述實施例的方型結構，接著可在底側的絕熱區域4”填充有保溫絕熱材料，而兩側的絕熱區域4”則排氣成低壓狀態，同樣能達成上述目的。反之，如圖7所示，具有絕熱區域的食物處理裝置亦可成形為中央凹陷的盤狀殼體1”’，使得熱交換壁111”’是位於食 物處理裝置的內凹區域，得以對食物提供適當的保護，降低操作過程中的人為因素干擾，甚至減輕環境對於食物的汙染。

在實際應用上，是依據相變化材料的選擇來達到加熱或是致冷的目的，所以，若選用鹽水為例的相變化材料時，使用者可預先將裝置放入冷藏室冷卻一段時間，使鹽水轉換為例如零下二十度的冰，使用時，只需將液態飲料倒在裝置的外作用面上，相變化材料即可不斷地吸收其熱能，讓飲料中的液態水凝固，甚至以鍋鏟攪拌均勻，而製成冰品；反之，若選用一種可放出熱量來供給食材加熱的相變化材料，例如相變化材料是熔點為攝氏60度的石蠟時，食物處理裝置即可提供一穩定熱源，而持續的針對食物進行加熱。

總而言之，本案揭露之具有絕熱區域的食物處理裝置結構簡單，無需配備複雜的電子零件，使得製造成本相對低廉，也較不易損壞故障，且內含的相變化材料可選用常見且安全的鹽水或石蠟，即便相變化材料溢出，也不致造成高度危險；在操作過程方面，得以產生足夠且持續一段時間的低溫或高溫環境，而能廣泛應用於製造冰品、冰鎮飲品、甚至燒炙牛排等，尤其在飲食過程中，還可保存食物在適當溫度，確保食物的美味口感，大幅增添消費者的購買意願。

以上圖式僅為本發明之實施例，其可據以衍生之運用範圍廣泛，雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

1、1”、1”’‧‧‧殼體

2、2’‧‧‧中空容室

11、11’‧‧‧導熱部

111、111’、111”’‧‧‧熱交換壁

112‧‧‧散熱鰭片

113’‧‧‧彎折金屬片

114’‧‧‧底壁

121‧‧‧低厚度熱阻區

1111‧‧‧內導熱面

1112‧‧‧外作用面

12、12’‧‧‧常溫部

13‧‧‧銜接面

3、3’‧‧‧相變化材料

4、4’、4”‧‧‧絕熱區域

1130’‧‧‧穿孔

圖1是本案第一實施例中具有絕熱區域的食物處理裝置部分立體圖。

圖2是圖1中具有絕熱區域的食物處理裝置沿II-II線的剖面圖。

圖3是本案第二實施例中具有絕熱區域的食物處理裝置部分立體圖。

圖4是圖3中具有絕熱區域的食物處理裝置沿IV-IV線的剖面圖。

圖5是本案第三實施例中具有絕熱區域的食物處理裝置立體圖。

圖6是圖5中具有絕熱區域的食物處理裝置剖面圖。

圖7為本案第四實施例中具有絕熱區域的食物處理裝置立體圖。

1‧‧‧殼體

2‧‧‧中空容室

11‧‧‧導熱部

12‧‧‧常溫部

3‧‧‧相變化材料

4‧‧‧絕熱區域

Claims (10)

1. 一種具有絕熱區域的食物處理裝置，包括：一個形成有至少一個中空容室的殼體，包括；一個具有一個熱交換壁的導熱部，其中，該熱交換壁具有一個暴露於外的外作用面、及相反於該外作用面並朝向上述中空容室的內導熱面；一個以至少一個銜接面導熱連接該導熱部的常溫部；一個填入該中空容室、並導熱接觸該內導熱面的相變化材料，且前述相變化材料導熱接觸上述內導熱面具有複數凹凸部之一凹部的接觸面積大於上述銜接面的截面積；及一個設置於該殼體中，並介於該常溫部與上述相變化材料間而阻撓上述常溫部直接與上述相變化材料進行熱交換的絕熱區域。
2. 如申請專利範圍第1項所述具有絕熱區域的食物處理裝置，其中該殼體是一個一體成形的金屬殼。
3. 如申請專利範圍第2項所述具有絕熱區域的食物處理裝置，其中上述銜接面是一個環繞成形於上述金屬殼、介於上述導熱部及上述常溫部間的低厚度熱阻區。
4. 如申請專利範圍第1或2項所述具有絕熱區域的食物處理裝置，其中上述絕熱區域是一層設置於上述常溫部與上述中空容室間、以阻撓上述相變化材料與前述常溫部間的直接熱交換的絕熱層，且上述中空容室是由上述導熱部及上述絕熱層所共同圍繞形成。
5. 如申請專利範圍第1項所述具有絕熱區域的食物處理裝置，其中上述中 空容室是成形於上述導熱部中，以及上述導熱部更包括一片相反於上述熱交換壁、並與上述熱交換壁共同形成上述中空容室的底壁，以及上述絕熱區域是形成在前述底壁與上述常溫部之間。
6. 如申請專利範圍第5項所述具有絕熱區域的食物處理裝置，其中上述絕熱區域是一層填充在前述底壁與上述常溫部之間的保溫絕熱材料。
7. 如申請專利範圍第5項所述具有絕熱區域的食物處理裝置，其中上述絕熱區域是由上述底壁與上述常溫部氣密環繞形成、且被保持在一個低壓狀態的真空隔熱腔。
8. 如申請專利範圍第1項所述具有絕熱區域的食物處理裝置，其中該導熱部更包括一片設置於上述中空容室、供導熱接觸上述內導熱面的彎折金屬片。
9. 如申請專利範圍第1項所述具有絕熱區域的食物處理裝置，其中上述殼體是一陶瓷殼。
10. 如申請專利範圍第1、2、3、5、6、7、8或9項所述具有絕熱區域的食物處理裝置，其中該導熱部更包括複數道由上述內導熱面延伸進入上述中空容室的散熱鰭片。