[发明专利]节能保温杯

说明书

本发明公开了一种节能保温杯，包括杯体、双层杯盖、温度显示屏、内胆、隔热层、波壁管、冷水腔、热水腔和换热腔，保温杯杯体为三个部分，冷水腔通过隔热层与余热利用的换热腔分开，隔热层上开口由开关控制；杯体中部包含波壁管，内部为纳米流体，利用热水腔的底部散热，蓄热以加热冷水或冰水形成温水，并将温水从开口倒入外杯盖，通过双金属温度计测温后由显示屏显示，让使用者决定是否立刻饮用；热水腔通过隔板与中部腔体分开。本发明装置造型新颖，有效解决了传统保温杯不能进行冷热调节的问题，采用波壁管和纳米流体，能强化换热效果，减少能量耗散；一个杯子能提供四种温度的饮用水，既方便携带，又节能环保，实用性较强。

技术领域

本发明涉及保温杯领域，具体地涉及一种利用余热实现冰水、冷水、温水、热水四种状态切换的保温杯。

背景技术

保温杯是一种冬季常用盛水容器，其由于能延长热水冷却时间而受到广大使用者的喜爱，尤其是对于一些特殊群体，如老人、孕妇、小孩等。与此同时，保温杯由于水温下降慢也会带来以下弊端：人们不能随时喝到适宜温度的水，炎热天气时需要另外携带一个装冷水的普通水杯，不够便利；水温不可预测可能会造成烫伤。除此之外，保温杯对散失的热量并未进行利用，造成了能量的浪费。综上，其整体实用性还有待完善。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种节能保温杯，包括外杯盖、内杯盖、内胆、开关、保温杯杯体、隔板、波壁管和隔热层，所述保温杯杯体分为冷水腔、换热腔和热水腔三个部分，冷水腔通过隔热层与换热腔分开，隔热层上设开口并通过开关控制，打开开关时冷水腔与换热腔连通；所述换热腔内设有波壁管，波壁管内部为比热容较高的储热介质，换热腔利用热水腔底部的热量加热冷水从而形成温水，换热腔侧壁设有温水出口，换热腔与热水腔间设有隔板；所述波壁管水平放置，与圆柱上下底面平行，波壁管的两端固定于保温杯杯体的圆弧面上；所述外杯盖底部安装双金属温度计，侧面有显示屏，与内杯盖采用扣压连接，所述内杯盖设有螺纹，与保温杯杯体采用旋紧方式连接；所述保温杯杯体与内胆为一体式结构，中部设有真空层。

优选地，所述波壁管采用正弦波壁管，凸圆弧半径与凹圆弧半径比值为1，各波壁管平行设置。

优选地，所述内杯盖底部设有密封圈进行密封，其顶部为双金属层，金属层内部采用无尾真空方法抽真空至1×10^-3Pa，以减少热量流失。

优选地，所述波壁管与换热腔组合前，首先利用99％浓度的酒精进行超声波清洗，再利用高压泵进行不同流速的冲洗，最后放入高温箱烘干。

优选地，所述保温杯杯体与内胆均为不锈钢材质，外杯盖选用tritan材质。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明装置造型新颖，使用方便，有效解决了传统保温杯不能进行冷热调节的问题，满足了绝大部分人群的需求；

(2)采用波壁管和纳米流体，能够达到强化换热的效果，减少能量耗散，使热能得到充分利用；

(3)一个杯子能提供四种温度的饮用水，既方便携带，又节能环保，实用性较强。

附图说明

图1为本发明的保温杯装置的结构图；

图2为本发明的保温杯装置的侧剖图；

图3为本发明所利用波壁管的数值模拟图；

图4为本发明换热腔的三维模型图；

图5为本发明数值模拟结果图。

附图标记：

1、外杯盖；2、内杯盖；3、杯体；4、内胆；5、冷水腔；6、开关；7、换热腔；8、热水腔；9、隔板；10、波壁管；11、温水出口；12、隔热层；13、显示屏；14、双金属温度计；15、密封圈；16、开口；17、真空层。