一种多温段控温保温容器的制作方法

本发明涉及生活日用品、医疗保健领域，尤其涉及一种多温段控温保温容器。

背景技术：

保温杯是常用生活用品，采用真空夹层的隔热作用，减慢热水向杯体外侧的散热过程，从而起到保温效果。但是，传统保温杯有很大的缺陷，正是它的保温作用，使倒入的热水需要放置很长时间才能降到适宜饮用的温度，给生活带来不便。同时，由于降温时间过慢，用来泡茶时，会破坏茶叶的品质和口感，因此越是隔热效果好的杯子，越难当作茶杯使用。

为此，人们发明了使用相变材料快速降温的保温杯。例如，发明专利“速冷保温容器”(CN92100602)，在外层和内层杯体之间的夹层中充填具有所需相变温度、较大相变潜热和较大导热系数的相变物质，装入该速冷保温容器内的热体可迅速冷却，并可在相变物质的相变温度附近保温较长时间。发明专利“分层相变保温杯”(CN102266184A)进而用环形隔板将相变填充层隔开成上下多段结构，以使杯内水量无论多少，皆可保持适宜饮用的温度。其它类似的专利，比如自控恒温保温杯(CN201005406Y)，一种相变材料隔层保温杯(CN202919767U)，蓄能保温杯(CN2657551Y)，一种智能控温高效保温杯(CN204274019U)，一种降温保温杯(CN204260436U)，快速降温保温杯(CN203468187U)，一种含蓄热剂的保温杯(CN204635824U)等，也是使用相变材料进行调温。

另一方面，保温杯也可通过改变从内壁到外壁的散热能力实现降温，既可以通过调节内外壁接触面，也可以通过在夹层中添加能导热的介质来实现。例如，专利“可降温的保温杯″(CN101756596A)，通过倒置使内壁与外壁之间通过水相接触，实现散热，专利”旋转调节的速冷保温杯及其使用方法″(CN101731904A)，通过旋转改变内外壁的接触面，实现散热速度的调节，专利“散热保温杯”(CN102578885A)，通过在内外夹层中装设散热片和可调节的散热管，进行散热控制，专利“一种新型磁铁控制多阶段散热保温杯”(CN205849193U)和“一种新型弹簧控制多阶段散热保温杯”(CN205849192U)则在杯内设置导热和隔热两个腔体，通过磁铁或弹簧控制热水进入导热腔体，进行散热调节，专利“可降温的保温杯”(CN101756596A)设置了中杯，倒置时热水进入中杯使内外导热变强，实现散热。但现有技术存在以下技术缺陷：

1、利用相变材料可以实现热水快速降温，但正是因为热水降温太快，又无法当作茶杯使用，满足不了一杯多用的需求。同时，现有的使用相变材料降温的杯子，没有满足多段降温的需求。

2、人们发明了很多种通过改变杯体的散热能力，调节热水散热速度的设计，但是结构复杂，增加了制造成本。同时，这种杯子的散热速度和普通杯子类似，没有达到快速降温的目的。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种多温段控温保温容器。

(二)技术方案

本发明提供了一种多温段控温保温容器，其侧壁包含至少三层壳体，相邻两层壳体之间形成一夹层，每一夹层设置有散热材料，至少一个夹层设置的散热材料为可移动散热材料，所述可移动散热材料可沿夹层移动。

优选地，所述散热材料设置于夹层的第一位置，所述可移动散热材料可在夹层的第一位置和第二位置之间移动。

优选地，所述散热材料设置于夹层的上段，当容器正立或平放时，所述可移动散热材料位于所在夹层的下段，当容器倒立时，所述可移动散热材料移动至所在夹层的上段。

优选地，所述可移动散热材料所在夹层的底部或上段设置有弹簧，所述弹簧与可移动散热材料连接，当容器倒立时，在所述弹簧的作用下，所述可移动散热材料移动至所在夹层的上段。

优选地，所述可移动散热材料所在夹层的上端和下端的宽度渐缩，当容器倒立时，所述可移动散热材料挤入所在夹层的上段，当容器正立时，所述可移动散热材料掉落并挤入所在夹层的下段。

优选地，在侧壁上设置一手柄，所述手柄经过夹层连接可移动相变材料，通过所述手柄控制可移动散热材料的移动。

优选地，所述可移动散热材料所在夹层为内夹层或者外夹层；中间层壳体的中部为细丝或孔板状。

优选地，中间层壳体上下两段分离，通过联结肋片被内层壳体和外层壳体支撑。

优选地，所述壳体为三层，由外至内分别为外壳、中间壳和内壳，外壳和中间壳之间形成第一真空夹层，中间壳和内壳之间形成第二真空夹层，所述可移动散热材料位于第一真空夹层或第二真空夹层。

优选地，所述散热材料为相变材料和导热材料的其中一种，所述可移动散热材料为相变材料和导热材料的其中一种。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本发明的多温段控温保温容器具有以下有益效果：

(1)本发明将相变材料的快速降温特性与杯体的散热能力调节相结合，实现既能快速降温，又能调节散热速度，还能使热水保持在两个以上温度段的能力，从而更好的满足人们的多种饮用需要。

(2)采用固定相变材料和至少一个可移动相变材料的组合，能够实现至少两个温度段的快速降温，既满足热水即冲即用的需求，又能根据不同喜好设置不同的饮用温度。

(3)通过改变放置方式，既可用做保温杯，也可用作普通茶杯。

(4)结构简单、操作简便，制造成本不会显著增加，利于推广。

附图说明

图1为本发明第一实施例的多温段控温保温容器正立或平放时的剖面图；

图2为图1所示容器倒立放置时的内部结构示意图；

图3为中间壳体的结构示意图；

图4为中间壳体外层壳体的结构示意图；

图5为本发明第二实施例的多温段控温保温容器的剖面图；

图6为本发明第三实施例的多温段控温保温容器的剖面图；

图7为本发明第四实施例的多温段控温保温容器的剖面图。

【符号说明】

101-外壳；102-中间壳；103-内壳；201-第一相变材料；202-第二相变材料；301-挡板；401-弹簧；1021-中间壳的中部；1022-联结肋片。

具体实施方式

本发明涉及一种能够使热水快速降温、多温段保温、以及散热速度可调控的保温容器。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

如图1所示，本发明第一实施例的保温容器为一保温杯，包括杯体和杯盖，杯体侧壁包含三层壳体，由外至内分别为外壳101、中间壳102和内壳103，壳体由导热能力较好的金属制成，如不锈钢。外壳101和中间壳102之间形成第一真空夹层，中间壳102和内壳103之间形成第二真空夹层，可以阻断从内向外的导热，以达到保温效果。

第一真空夹层的上段，即靠近杯盖的部分，装有第一相变材料201，第一相变材料201可以是石蜡或其它有机物质，封装在塑料或金属箔片内形成，可以防止自身融化时到处流淌。此第一相变材料201与外壳101和中间壳102的壳体壁紧密接触，第一真空夹层还可以设置一个挡板301，用于固定第一相变材料201的位置，防止相变材料移动。

第二真空夹层内装有第二相变材料202，第二相变材料202可以是石蜡或其它有机物质，封装在塑料或金属箔片内形成，防止自身融化后无法保持固定形状。第二相变材料202的高度不超过第二真空夹层一半，例如其高度可以是第二真空层的1/2或1/3，其与中间壳102及内壳103接触并能上下移动。第二真空夹层的底部设置有弹簧401，弹簧401与第二相变材料202联结在一起。当如图1所示，保温杯正立或平放时，第二相变材料202位于第二真空夹层的下段，即靠近杯底的部分，当杯体放置状态改变时，弹簧401牵引第二相变材料202沿第二真空夹层移动。

其中，第一、第二相变材料201、202的充装量可以根据需要进行调整，计算方法为：

r_PCM·m_PCM＝m_waterC_water(100-T₀)

其中，r_PCM[kJ/kg]是相变材料的融化潜热，m_PCM[kg]是相变材料的充装量，m_water[kg]是保温杯的盛水量，C_water[kJ/kg·K]是水的比热，T₀是快速降温后的水温。

本发明实施例的保温杯使用方法如下：(1)保温杯正立并倒入热水，由于第二真空夹层的上段为真空，此时热水仅通过内壳103接触第二相变材料202，第二相变材料202融化吸热，热水快速降温，一般降至60～90℃。可以根据用户需要，调整第二相变材料202的充装量，实现不同的降温区间。然后拧紧杯盖，使保温杯保持正立或水平放置状态，这时杯内热水可以保持在这一较高温度，并保温较长的时间。

(2)如果需要将热水快速降到更低的温度，可以将保温杯倒立放置，如图2所示，这时第二相变材料202在自身重力和弹簧401的推动下移动到第二真空夹层的上段，即靠近杯盖的部分。由于第二相变材料202与第一相变材料201通过中间壳102相接触，热量通过第二相变材料202导进第一相变材料201，第一相变材料201融化吸热，使热水进一步迅速降温，一般降至40～70℃，与上述同理，可以根据用户需要，调整第一相变材料201的充装量，实现不同的降温区间。

(3)两次快速降温后，可将保温杯重新正立放置或平放，这时第二相变材料202在弹簧401牵引下重新回到第二真空夹层的下段，第一相变材料201和第二相变材料202脱离接触，保温杯就可以保持保温状态，杯内的水可以在较长的时间内保持在40～70℃。

(4)如果不想使水保温，可以将保温杯保持倒立放置状态，这时可作为非保温杯使用，热水持续通过第一、第二相变材料201、202向环境散热，能够和普通的杯子一样，在不长的时间内将热水降为常温。

由此可见，本发明通过设置两个真空夹层，并且其中一个夹层的相变材料可以上下移动，当改变放置状态，使用者可以很方便地实现2个温度段快速降温，同时既可以把杯子当作保温杯使用，也可以当作非保温杯使用，满足了多种饮用需求。

在本实施例中，如图3所示，中间壳的中部1021可以做成细丝或孔板状，以便使中间壳上半段和下半段之间减少导热，强化隔热效果。可以适当选择弹簧401的刚度，使保温杯倒置时第二相变材料202能够移动到第二真空夹层的上段，平放或正立放置时第二相变材料202能够复位。

在本实施例中，如图4所示，中间壳上半段和下半段相互分离，上半段与外壳之间、下半段与内壳之间设置有联结肋片，中间壳上、下半段通过联结肋片分别被外壳和内壳支撑。

在本实施例中，第二相变材料202可以不是相变材料，而只是导热材料，如金属块或封闭起来的液体包，这时它不起降温作用只起导热作用。这样倒入热水时，由于第一真空夹层的下段为真空，热量不会通过导热材料传递出去，热水不降温；将保温杯倒立时，导热材料移动至第二真空夹层的上段，与第一相变材料201通过中间壳102相接触，热量通过导热材料传递给第一相变材料201，热水才降温和散热。

在本实施例中，第一相变材料201也可以不是相变材料，而只是导热材料，如金属块或封闭起来的液体包，这时它不起降温作用只起导热作用。将保温杯倒立时，该导热材料与第二相变材料202通过中间壳102相接触，热量通过第二相变材料202传递给导热材料，促进热水散热。

在本实施例中，虽然保温杯有三层壳体，但本发明并不以此为限，保温杯的壳体可以有4层以上，这样能够形成3层以上的真空夹层，利用类似的结构，在至少一个真空夹层中设置可移动相变材料，其余真空夹层中设置固定相变材料，通过至少一个可移动相变材料和其余的固定相变材料的组合，可以实现更多温度段的降温、保温功能。

本发明第二实施例的保温容器，为了达到简要说明的目的，上述第一实施例中任何可作相同应用的技术特征叙述皆并于此，无需再重复相同叙述。

如图5所示，第二真空夹层的上段设置有弹簧401，弹簧401的一端固定在第二真空夹层的顶部，另一端与第二相变材料202联结在一起。保温杯正立或平放时，第二相变材料202在重力的作用下位于第二真空夹层的下段，即靠近杯底的半段，当保温杯倒立放置时，第二相变材料202在自身重力和弹簧401的拉动下移动到第二真空夹层的上段，将保温杯重新正立放置或平放时，第二相变材料202重新回到第二真空夹层的下段，实现与上述第一实施例相同的功能。

本发明第三实施例的保温容器，为了达到简要说明的目的，上述任一实施例中任何可作相同应用的技术特征叙述皆并于此，无需再重复相同叙述。

如图6所示，可以将第一相变材料201，即固定相变材料，放在内夹层，即设置在中间壳102和内壳103之间形成的真空夹层，将第二相变材料202，即可移动相变材料，放在外夹层，即设置在中间壳102和外壳101之间形成的真空夹层。

当倒入的热水没有达到第一相变材料201的位置时，处于保温状态，倒置保温杯后，热量被第一相变材料201和第二相变材料202吸收，实现快速降温，将保温杯正立或平放后，又处于保温状态，或者保持倒立状态，热水降为常温。当倒入的热水达到第一相变材料201的位置时，热量被第一相变材料201吸收，热水降温，倒置保温杯后，热量被第一相变材料201和第二相变材料202吸收，热水进一步降温，将保温杯正立或平放后，又处于保温状态，或者保持倒立状态，热水降为常温。

本发明第四实施例的保温容器，为了达到简要说明的目的，上述任一实施例中任何可作相同应用的技术特征叙述皆并于此，无需再重复相同叙述。

该实施例不设置弹簧，可移动相变材料可以不用弹簧支撑和牵引，倒立或正立放置时，顺便磕一下，可移动相变材料靠自身重力上下移动。

进一步地，可以适当缩小设置有可移动相变材料的真空夹层的上下端的宽度，如图7所示，内壳103的顶端和底端向外侧倾斜，缩小第二真空夹层上端和下端的宽度。每当正立或倒立放置时，磕一下杯子，使第二相变材料202在冲击作用下恰好能挤在第二真空夹层的一端，翻过来放置时，只有再磕一下，第二相变材料202才能掉落并挤入另一端。这样，即使不使用弹簧，也能使杯子在改变放置状态时，实现相类似的功能。

本发明第五实施例的保温容器，为了达到简要说明的目的，上述任一实施例中任何可作相同应用的技术特征叙述皆并于此，无需再重复相同叙述。

该实施例中，不设置弹簧，保温杯壳体形成的夹层并非真空夹层，在壳体外壁上设置有一手柄，该手柄经过夹层连接可移动相变材料，例如第二相变材料202，通过手动移动手柄，控制第二相变材料202的位置，实现手动控制降温保温。

本发明将相变材料的快速降温特性与杯体的散热能力调节相结合，实现既能快速降温，又能调节散热速度，还能使热水保持在两个以上温度段的能力，从而更好的满足人们的多种饮用需要。通过改变放置方式，既可用做保温杯，也可用作普通茶杯。与现有技术相比，结构简单、操作简便，制造成本不会显著增加，利于推广，可以应用于各种保温保冷容器。

至此，已经结合附图对本实施例进行了详细描述。依据以上描述，本领域技术人员应当对本发明的多温段控温保温容器有了清楚的认识。

需要说明的是，在附图或说明书正文中，未绘示或描述的实现方式，均为所属技术领域中普通技术人员所知的形式，并未进行详细说明。此外，上述对各元件的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换，例如：

(1)实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本发明的保护范围；

(2)上述实施例可基于设计及可靠度的考虑，彼此混合搭配使用或与其他实施例混合搭配使用，即不同实施例中的技术特征可以自由组合形成更多的实施例。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。