[实用新型]一种小型肋片式快速降温杯

说明书

本实用新型公布了一种小型肋片式快速降温杯，包括上杯身、下杯身、肋片组和多个玻璃管；上杯身的底部和下杯身的顶部相对倾斜；肋片组包括多个倾斜且中空的肋片，肋片组位于上杯身和下杯身之间；多个玻璃管相互平行；玻璃管的一端与上杯身的底部固定且连通，中部依次贯穿肋片组，另一端与下杯身的顶部固定且连通；所述肋片与玻璃管的相交处连通。本实用新型的一种小型肋片式快速降温杯，利用流体流动换热快的原理，以及增大换热面积，肋片换热效率高的原理，利用杯身的结构实现冷流体下沉，热流体上升的目的，达到较短时间内杯子内开水自动快速降温的效果。

技术领域

本发明涉及动能以及传热领域，具体的，涉及一种小型肋片式快速降温杯。

背景技术

白开水是平常生活中人们喝得最多的食用水。它清淡无味，极其普通，但对人体的生理机理具有很重要的调理作用。

日常生活中，获得白开水的方式一般就是等开水自然凉却，耗时较久；尤其在夏天时更是缓慢。很多家庭经常会发生白开水供不应求的情况。而保温杯里的开水温度过高，不适合立即饮用；喝冷饮容易引起痢疾。较短时间内没有适合的水喝，这对刚刚运动结束或者外出工作归来的等等口渴的人来说是件很头疼的事。

因此，需要一种小型肋片式快速降温以解决上述问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种可以在短时间段内获得白开水的小型肋片式快速降温杯。

本发明的技术方案为：一种小型肋片式快速降温杯，包括上杯身、下杯身、肋片组和多个玻璃管；上杯身的底部和下杯身的顶部相对倾斜；肋片组包括多个倾斜且中空的肋片，肋片组位于上杯身和下杯身之间；多个玻璃管相互平行；玻璃管的一端与上杯身的底部连通，另一端与下杯身的顶部连通，且贯穿肋片组；肋片与玻璃管的相交处连通。

更进一步的，还包括杯盖，杯盖与上杯身适配。杯盖使得本降温杯密封，使其可以随身携带。

更进一步的，上杯身底部的倾斜角、下杯身顶部的倾斜角和肋片的倾斜角均为45°。此设计主要考虑三个方面的影响。一是肋片倾斜角度对肋片表面积的影响，也即换热面积的影响；二是肋片倾斜角对水杯容积的影响；三是肋片角度对流体对流流动的影响。

对于肋片侧表面积而言，有：

S＝πab＝πb²secθ。

此时，对侧面积求导得：S'＝πb²secθtanθ，说明侧表面积S随θ角度增大而增大。根据水杯的几何尺寸，取θ最大值arctan5。其中a和b分别为椭圆型肋片侧表面的长轴和短轴。

对于水杯容积而言，有：设r为底面半径，h为水杯高度。θ为肋片与水平面的夹角，δ为空气厚度。则水杯容积V＝πb²h-4πabδcosθ＝b²π(h-4δ)；说明水杯容积与肋片倾斜角无关。

对于流动而言，当θ取arctan5时，肋片为体对角线，不利于液体因为温差而引起的流动。而当θ大于45°时，不利于空气进入空气层换热。当θ小于45°时，肋片的换热面积太小，影响流体散热效率。综上，肋片倾斜角45°为较优化选择。

更进一步的，上杯身、肋片组和下杯身的比例依次为1:2:2。肋片组设置在杯身的从上往下的2/5处，而不是在杯底，使得冷却后的液体可以获得较大的动能；同时也避免了由于肋片组在本发明的保温杯的低端，造成的换热以后冷流体只能呆在杯底，无热流体补充导致循环不能继续进行的情况。

更进一步的，包括三根相同的玻璃管，三根玻璃管均位于肋片组的投影面的直径上，其中两根位于直径的两端，一根位于直径中点上。三根玻璃管分布均匀。由于是三根玻璃管对肋片组进行贯通，相当于三根柱子支撑着肋片以及上杯身的重量，因此该结构避免了由于结构不稳定导致杯子破碎的情况。