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一种相变调温系统及相变调温杯

阅读：318发布：2020-05-11

IPRDB可以提供一种相变调温系统及相变调温杯专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种相变调温杯，包括杯体外壳、杯体内壳、顶盖，内壳和外壳之间的复合相变材料。复合相变材料包括相变材料、成核剂、导热填料、增稠剂。相变材料选自三水醋酸钠、五水硫代硫酸钠、十二水磷酸氢二钠、十水硫酸钠、十水碳酸钠的一种或几种。成核剂选自硼砂、无水磷酸氢二钠、硅藻土、二氧化硅、硅酸钠、八水氢氧化锶、六水氯化锶的一种或几种。导热填料选自石墨、碳纳米管、膨胀石墨、碳纤维、石墨烯、三维石墨泡沫、碳化硅、铜粉的一种或几种。增稠剂选自聚丙烯酸乳液、羧甲基纤维素钠一种。与现有调温杯相比，本发明的相变调温杯具有降温快速、且维持在适宜温度区间3～4小时、结构简单、操作方便、不受外部环境制约等优点。，下面是一种相变调温系统及相变调温杯专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种相变调温系统，其特征在于，所述相变调温系统包括外壳、内壳、顶盖，在内壳和外壳之间填满复合相变材料。

2.一种采用权利要求1的相变调温系统的相变调温杯，其特征在于：包括杯体外壳、杯体内壳、顶盖，在杯体内壳和外壳之间填满复合相变材料。

3.根据权利要求2所述的相变调温杯，其特征在于，所述杯体内壳选自波纹结构内壳、管外翅结构的内壳和圆柱内壳的一种。

4.根据权利要求2所述的相变调温杯，其特征在于，杯体内壳容积与内外壳夹层间容积的比例为1:1～1.15。

5.根据权利要求2所述的相变调温杯，其特征在于，所述复合相变材料包括基础相变材料、成核剂、导热填料、增稠剂。

6.根据权利要求5所述的相变调温杯，其特征在于，所述基础相变材料占的质量百分比70％～95％，成核剂的添加量为0.5％～5％，导热填料的添加量为1％～25％，增稠剂的添加量为0～5％。

7.根据权利要求5所述的相变调温杯，其特征在于，所述基础相变材料选自三水醋酸钠、五水硫代硫酸钠、十二水磷酸氢二钠、十水硫酸钠、十水碳酸钠的一种或几种。

8.根据权利要求5所述的相变调温杯，其特征在于，所述成核剂选自硼砂、无水磷酸氢二钠、硅藻土、二氧化硅、硅酸钠、八水氢氧化锶、六水氯化锶、五水硫代硫酸钠的一种或几种。

9.根据权利要求5所述的相变调温杯，其特征在于，所述导热填料选自石墨、碳纳米管、膨胀石墨、碳纤维、石墨烯、三维石墨泡沫、碳化硅、铜粉的一种或几种。

10.根据权利要求5所述的相变调温杯，其特征在于，所述的增稠剂选自聚丙烯酸乳液或羧甲基纤维素钠。

说明书全文

一种相变调温系统及相变调温杯

技术领域

[0001] 本发明涉及一种相变调温系统，具体涉及一种相变调温杯。

背景技术

[0002] 随着社会的发展，人们对日常生活的品味和便捷性要求也越来越高，其中对饮用水杯子的功能性要求也越来越多，具有调节水温功能的杯子是所有功能性杯子中的亮点。对调温的具体要求包括：开水冷却降温、常温水冰镇、冷水加温等。目前针对调温功能杯子的专利如下：申请号CN201220702850中描述了具有升降温调节功能的杯子，升温的调节采用电加热装置、降温的调节采用在杯内液体中间加入搅拌桨叶加速降温的方式。申请号CN201310487071的专利中采用将杯子中间放入同心套杯，需要使用时加入冰块对外层液体进行冷却。申请号CN201420486202的专利中设计了制冷调温盒和制热调温盒，需要制冷时在制冷调温盒中加冰，需要制热时在制热调温盒中加入固体燃料加热，通过此设计实现双向调温功能。申请号CN201220441952专利中，设计了上下两层杯体，下层杯体保温，上层杯体不保温，饮用时通过将下层的热水与上层的凉水水中混合后到达适宜温度饮用。申请号CN201220533606专利通过在杯子夹层中加入两片导热片，按照需要旋转导热片来调节杯中液体的降温速率。申请号CN200920239364专利中通过对杯子外部的进行不同的换热设计来达到快速降温的目的。申请号CN201120534448专利中通过在内外壁夹层中加入十水硫酸钠,硼砂，乙二醇和蒸馏水作为调节水温的方法，该法是利用相变材料在相变点的吸放热功能来实现对杯中液体的调温的。对于以上专利中调温杯的调温原理进行分类可分为五类，第一类：使用外接电源来实现升降温功能，申请号CN201220702850归属此类。
第二类：外加制冷剂(冰块)和化学燃料来实现调温功能。申请号CN201310487071和申请号CN201420486202专利归属此类。第三类：将冷热水混合来调节合适的水温，申请号CN201220441952专利归属此类。第四类：通过对杯体结构进行不同的换热设计，调节水杯外侧的传热系数和传热面积来控制对杯中水温的降温速率，申请号CN201220533606和申请号CN200920239364归属此类。第五类；利用相变材料在相变点的吸放热性能来实现调温的功能，申请号CN201120534448专利归属此类。

[0003] 第一类调温杯由于需要外接电源，所以系统较为复杂，使用过程受限因素较多。第二类与第三类调温杯需要自己掌握好时间且准确判断杯中液体的温度是否达到合适的温度范围，因此会出现对于温度控制的精准度较低。第四类调温杯通过调控杯子的外部换热结构来实现快速降温的功能，此类调温杯的具有与第二类和第三类相同的缺点，需要自己来控制并判断是否到达适宜温度，且该类的系统设计复杂，且对操作者要求稍高，需要一定的技能才能将该类产品发挥出优良的性能来，另外该类调温杯只能实现单向调温，不能实现对液体的加热功能。第五类调温杯利用相变材料的特性来实现调温功能，该方法创意新颖，基本不受其他因素限制且操作简单，但申请号CN201120534448专利中夹层使用的材料在精确调控液体温度和调控速度方面仍有欠缺。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于针对现有调温杯存在的不足，提供了一种基于相变调温系统的调温杯，该系统既要实现快速降温至适宜温度(40℃～45℃)，且需要维持该温度区间内3～4h的保温功能。本发明将降温与保温这两种相互矛盾的功能由杯体外侧的相变调温系统统一实现。

[0005] 本发明的技术方案是这样实现的：

[0006] 一种相变调温系统，所述相变调温系统包括外壳、内壳、顶盖，在内壳和外壳之间填满复合相变材料。

[0007] 基于上述相变调温系统的相变调温杯，包括杯体外壳、杯体内壳、顶盖，在杯体内壳和外壳之间填满复合相变材料。

[0008] 进一步地，杯体内壳选自波纹结构内壳、管外翅结构的内壳和圆柱内壳的一种。

[0009] 进一步地，杯体内壳容积与内外壳夹层间容积的比例为1:1～1.15。

[0010] 进一步地，所述复合相变材料包括基础相变材料、成核剂、导热填料、增稠剂。

[0011] 进一步地，基础相变材料的质量百分比70％～95％，成核剂的添加量为0.5％～5％，导热填料的添加量为1％～25％，增稠剂的添加量为0～5％。

[0012] 进一步地，所述基础相变材料选自三水醋酸钠、五水硫代硫酸钠、十二水磷酸氢二钠、十水硫酸钠、十水碳酸钠中的一种或几种。

[0013] 进一步地，成核剂选自硼砂、磷酸氢二钠、硅藻土、二氧化硅、硅酸钠、八水氢氧化锶、六水氯化锶、五水硫代硫酸钠中的一种或几种。

[0014] 进一步地，导热填料选自石墨、碳纳米管、膨胀石墨、碳纤维、石墨烯、三维石墨泡沫、碳化硅、铜粉中的一种或几种。

[0015] 进一步地，增稠剂选自聚丙烯酸乳液、羧甲基纤维素钠中的一种。

[0016] 与现有的调温杯相比，本发明的相变调温杯，将杯体内壳的换热设计与复合相变材料吸放热性能高度匹配。具有以下优点：

[0017] 1、该调温杯可以在短短1～2min时间内实现开水到适应温度(40～45℃)的降温，同时还可以实现在3～4小时之内均维持在此温度区间，此调温杯同时实现了快速降温杯和保温杯的双重功效，同时可以保证在任意时间都可以饮用到适宜温度的饮品。

[0018] 2、该调温杯系统构成简单，受外部环境影响小，随时随地即可使用。

[0019] 3、该调温杯的操作简便。使用时只需倒入热饮品后，盖紧上盖在手中摇晃1～2min即可饮用。

附图说明

[0020] 图1是杯体内壳为圆柱内壳结构的相变调温杯的纵向剖视图；

[0021] 图2是杯体内壳为波纹结构的相变调温杯的纵向剖视图；

[0022] 图3是杯体内壳为管外翅结构的相变调温杯的横向俯视图；

[0023] 图中，1代表杯体上下两部分的密封螺纹；2代表杯体内壳；3代表杯体外壳；4代表复合相变材料；5代表杯盖；6代表鳍片翅片。

具体实施方式

[0024] 为进一步说明本发明，结合以下实施例具体说明：

[0025] 实施例1

[0026] 一种相变调温杯，包括杯体外壳、杯体内壳、顶盖，在杯体内壳和外壳之间填满复合相变材料。杯体内壳选自波纹结构内壳。杯体内壳容积与内外壳夹层间容积的比例为1:1.15。

[0027] 其中复合相变材料包括基础相变材料、成核剂、导热填料、增稠剂。基础相变材料的质量百分比75％，成核剂的添加量为5％，导热填料的添加量为20％，增稠剂的添加量为0％。基础相变材料选用十水硫酸钠。成核剂选用硼砂。导热填料选自石墨与碳纤维两种混合物，两者比例为9:1。

[0028] 实施例2

[0029] 一种相变调温杯，包括杯体外壳、杯体内壳、顶盖，在杯体内壳和外壳之间填满复合相变材料。杯体内壳选用管外翅结构的内壳。杯体内壳容积与内外壳夹层间容积的比例为1:1.1。

[0030] 其中复合相变材料包括基础相变材料、成核剂、导热填料、增稠剂。基础相变材料的质量百分比95％，成核剂的添加量为0.5％，导热填料的添加量为3％，增稠剂的添加量为1.5％。基础相变材料选择十水碳酸钠。成核剂选择八水氢氧化锶和六水氯化锶两种，比例为1:1。导热填料选自三维石墨泡沫。增稠剂选择羧甲基纤维素钠。

[0031] 实施例3

[0032] 一种相变调温杯，包括杯体外壳、杯体内壳、顶盖，在杯体内壳和外壳之间填满复合相变材料。杯体内壳选用管外翅结构的内壳。杯体内壳容积与内外壳夹层间容积的比例为1:1。

[0033] 其中复合相变材料包括基础相变材料、成核剂、导热填料、增稠剂。基础相变材料的质量百分比80％，成核剂的添加量为3％，导热填料的添加量为15％，增稠剂的添加量为2％。基础相变材料选自三水醋酸钠、五水硫代硫酸钠两种混合物，比例为1:4。成核剂选择无水磷酸氢二钠。导热填料选用膨胀石墨。增稠剂选自聚丙烯酸乳液。

[0034] 实施例4

[0035] 一种相变调温杯，包括杯体外壳、杯体内壳、顶盖，在杯体内壳和外壳之间填满复合相变材料。杯体内壳选择圆柱内壳。杯体内壳容积与内外壳夹层间容积的比例为1:1.05。

[0036] 其中复合相变材料包括基础相变材料、成核剂、导热填料、增稠剂。基础相变材料的质量百分比70％，成核剂的添加量为0.5％，导热填料的添加量为25％，增稠剂的添加量为4.5％。基础相变材料选五水硫代硫酸钠。成核剂选用无水硫代硫酸钠和二氧化硅两种，比例为2:1。导热填料选自碳纳米管、碳化硅、铜粉三种，其添加比例为10:9:1。增稠剂选用羧甲基纤维素钠。

[0037] 以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

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