一种基于热管技术的双层便携冷热餐盒装置的制作方法

1.本发明涉及一种冷热餐盒技术领域，尤指一种基于热管技术的双层便携冷热餐盒装置。


背景技术：

2.市场现有的电热保温餐盒有三类：一类为注水式电热餐盒，即在餐盒底层加入适量的水，通过直接电加热产生蒸汽的方式将食物蒸煮或保温；第二类为免注水式电热餐盒，一般采用ptc发热组件直接对食物进行加热；第三类为冷热双温餐盒，将水冷冻成冰块后放入餐盒，通过冰块的融化吸热以降温，达到食物保鲜，冰块融化成水流到容器底部，底部的发热模块又可进行食物加热。
3.以上加热方式虽然能完全基础的加热工作，但是，注水式电热餐盒和冷热双温餐盒，使用了水或冰块，使得其体积大、质量大；并且在加热过程由于产生蒸汽，餐盒盖上水珠过多，开盖时水珠大量滴落，使饭菜区域积水，影响口感；加热丝采用蛇形分布，受热不均匀；加热丝为圆柱形，而餐盒受热底面为平面，导致接触面积有限。而免注水式保温餐盒除了受热不均匀外，由于直接加热的方式导致餐盒只能单层设置，使餐盒容量有限。另外，两类电热餐盒只有加热功能，没有低温保鲜功能，不适用于无冰箱场所的饭菜长时间保鲜。


技术实现要素：

4.为解决上述问题，本发明旨在公开一种冷热餐盒技术领域，尤指一种基于热管技术的双层便携冷热餐盒装置。
5.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于热管技术的双层便携冷热餐盒装置，其特征在于，所述的冷热餐盒装置主要包括餐盒储存装置、加热制冷装置和供电控制装置，所述的餐盒储存装置主要包括餐盒体、餐盒套件与保温结构，所述的餐盒体包括上下连接组装的餐盒上盖与餐盒外壳，其中餐盒外壳在靠近底部处设置有一分隔带，通过分隔带将餐盒外壳内部间隔分为上下两层空间，其中所述餐盒套件与保温结构安装在上层空间处，所述加热制冷装置安装在下层空间内；所述的加热制冷装置主要包括热电元件和散热器，其中热电元件贴合连接在保温结构下方，散热器连接在热电元件下方；所述的供电控制装置通过餐盒外壳开设的电源接口与保温结构电性连通。
6.优选地，所述的餐盒上盖为盖合连接在餐盒外壳上的盖体结构，餐盒上盖开设有贯通的排气通道，并在排气通道上安装有弹力安全阀，同时餐盒上盖上设置有朝向餐盒外壳内部的搅拌风扇。
7.优选地，所述的餐盒外壳为筒状壳体结构，内部为分层空腔结构；其设置的分隔带从餐盒外壳的内壁处向内水平突出延伸，形成突起的圆环状分隔带。
8.优选地，所述的保温结构包括保温填充层与双层热管内筒，其中双层热管内筒为圆柱状腔体结构，通过内筒固定块安装在餐盒外壳上层空间处，保温填充层填充设置在餐盒外壳内壁与双层热管内筒之间。
9.优选地，所述的保温填充层为聚氨酯材料或橡塑材料填充层。
10.优选地，所述的双层热管内筒为双层结构设置的圆柱状不锈钢密封腔体，双层结构之间的夹层设置有吸液芯。
11.优选地，所述的餐盒套件通过餐盒套件固定块安装在内筒内侧壁上。
12.优选地，所述的热电元件为热电半导体元件，散热器包括铝制散热器和散热风扇，其中热电半导体元件贴合连接在双层热管内筒底面，铝制散热器固定安装在分隔带下方，散热风扇安装在铝制散热器下方。
13.优选地，所述的餐盒外壳设置有内部电源接口和外部电源接口，分别开设在餐盒外壳的侧壁上。
14.优选地，所述的供电控制装置主要包括温度传感器、控制板、内部电源和外部电源，其中内部电源连接在内部电源接口处并与搅拌风扇电性连接，外部电源连接在外部电源接口处并通过控制板与热电半导体元件、温度传感器、散热风扇电性控制连接。
15.本发明的有益效果体现在：本发明整体结构紧凑、方便携带，而内部结构设计可实现饭菜的加热和保鲜功能，两种功能互相转换，可保证饭菜的健康和口感，无需通过冰块蓄冷的方式保鲜，可减轻质量；且在加热饭菜过程中不会出现过多的水蒸气，保证桌面与周边环境的洁净；同时由于双层热管内筒在腔内可设置工质的流动，使饭菜受热均匀。本发明的热电元件采用采用热电半导体元件，实现保温餐盒内的冷热转换；利用双层热管内筒的均温性，使得饭菜温度均匀分布。
附图说明
16.图1是本发明的剖面结构图。
17.图2是本发明的餐盒套件固定块的俯视结构图。
18.附图标注说明：1
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餐盒储存装置，2
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加热制冷装置，3
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供电控制装置，11
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餐盒上盖，12
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餐盒外壳，13
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餐盒套件，14
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保温结构，15
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内部电源接口，16
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外部电源接口，21
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热电元件，22
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铝制散热器，23
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散热风扇，31
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温度传感器，32
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控制板，111
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排气通道，112
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弹力安全阀，113
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搅拌风扇，121
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分隔带，122
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外壳垫脚，131
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餐盒套件固定块，132
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气流循环孔，141
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保温填充层，142
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双层热管内筒，143
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内筒固定块。
具体实施方式
19.下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式：一种基于热管技术的双层便携冷热餐盒装置，所述的冷热餐盒装置主要包括餐盒储存装置1、加热制冷装置2和供电控制装置3，所述的餐盒储存装置1主要包括餐盒体、餐盒套件13与保温结构14，所述的餐盒体包括上下连接组装的餐盒上盖11与餐盒外壳12，其中餐盒外壳12在靠近底部处设置有一分隔带121，通过分隔带121将餐盒外壳12内部间隔分为上下两层空间，其中所述餐盒套件13与保温结构14安装在上层空间处，所述加热制冷装置2安装在下层空间内；所述的餐盒上盖11为盖合连接在餐盒外壳12上的盖体结构，餐盒上盖11开设有贯通的排气通道111，并在排气通道111上安装有弹力安全阀112，同时餐盒上盖11上设置有朝向餐盒外壳12内部的搅拌风扇113；弹力安全阀112由金属薄片或塑胶扣制成，一端固定在餐盒上盖11处，另一端为弹
性活动端，当餐盒内部压力大于大气压力和弹力的合力时，弹力安全阀112被弹开，内部气体经过排气通道111排至外部环境，搅拌风扇113促使筒内气体流动，使温度更加均匀；所述的餐盒外壳12为筒状壳体结构，内部为分层空腔结构；其设置的分隔带121从餐盒外壳12的内壁处向内水平突出延伸，形成突起的圆环状分隔带121；餐盒外壳12下部周围设有进排气口，所述的餐盒外壳12底面还设置有外壳垫脚122；所述的餐盒套件13可以为可活动部件，通过餐盒套件固定块131安装在内筒内侧壁上；所述的餐盒套件固定块131为圆环块状结构，内部设置有气流循环孔132；所述的餐盒套件13可成型为框状支托架结构；所述的保温结构14包括保温填充层141与双层热管内筒142，其中双层热管内筒142为圆柱状腔体结构，通过内筒固定块143安装在餐盒外壳12上层空间处，保温填充层141填充设置在餐盒外壳12内壁与双层热管内筒142之间；所述的内筒固定块143固定安装在分隔带121上，设置有至少两个，以夹持式固定双层热管内筒142；所述的保温填充层141为聚氨酯材料或橡塑材料填充层；所述的双层热管内筒142为双层结构设置的圆柱状不锈钢密封腔体，双层结构之间的夹层设置有吸液芯；双层热管内筒142内部抽真空后可注入换热工质，可选择的工质为乙醇溶液，工作温度范围为0
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85℃，双层夹心腔内设置的吸液芯，可提供毛细力驱动腔内工质循环流动，主要的形式包括但不限于烧结粉末、蚀刻或激光未加工的微槽、或二者的复合；双层热管内筒142外侧焊接连接内筒固定块143，双层热管内筒142外侧内部焊接安装餐盒套件固定块131；所述的餐盒外壳12设置有内部电源接口15和外部电源接口16，分别开设在餐盒外壳12的侧壁上；所述的加热制冷装置2主要包括热电元件21和散热器，其中热电元件21贴合连接在保温结构14下方，散热器连接在热电元件21下方；所述的热电元件21为热电半导体元件，散热器包括铝制散热器22和散热风扇23，其中热电半导体元件贴合连接在双层热管内筒142底面，用于加热或冷却内筒双层夹心腔内的工质，热电半导体元件一端与双层热管内筒142底部紧密接触，另一端与铝制散热器22紧密接触，并通过螺栓与餐盒外壳12固定，并在热电半导体元件两侧均涂有导热硅脂以减小导热热阻；铝制散热器22固定安装在分隔带121下方，散热风扇23安装在铝制散热器22下方；散热风扇23安装在铝制散热器22底部呈下吹方式，并通过排气孔与外界进行热量交换；所述的供电控制装置3通过餐盒外壳12开设的电源接口与保温结构14电性连通；所述的供电控制装置3主要包括温度传感器31、控制板32、内部电源和外部电源，其中内部电源连接在内部电源接口15处并与搅拌风扇113电性连接，外部电源连接在外部电源接口16处并通过控制板32与热电半导体元件、温度传感器31、散热风扇23电性控制连接；外部电源接口16可以设置在餐盒外壳12下部，控制板32安装于餐盒外壳12内壁，用于控制通过热电半导体元件的直流电电流方向、大小、直流电源的通断，以及搅拌风扇113的工作，温度传感器31用于采集双层热管内筒142外壁温度，内部电源接口15为餐盒上盖11通电，使餐盒上盖11的搅拌正常工作；供电控制装置3还包括适配器、电源接口、电源指示灯、插座、正负极转换模块，适配器用于提供12v的直流电源，餐盒外壳12底部的电源接口与适配器连接，插座是用于餐盒上盖11与餐盒外壳12下部分的连接，正负极转换模块是用于改变热电半导体元件的电流方向。
20.本实施例加热的工作流程如下：首先，通过外部电源接口16，给冷热餐盒装置供电，控制板32控制外部电源为热电
半导体元件通直流电，由于帕尔贴效应，元件将形成热端和冷端，其中与双层热管内筒142外底部接触的一侧成为热端，而另一侧的冷端，即双层热管式筒外底部为蒸发段，腔内顶部为冷凝段，热电半导体元件除了通过焦耳效应提供热量，还可通过其冷端吸收空气中的热量转移至热端，效率可高于直接电加热，从而提高了餐盒的加热效率和加热量；由于双层热管内筒142外底部温度升高，使得汇集在内筒双层夹心腔内底部的液态工质吸热蒸发成气态工质，并在压差的驱动下流至腔内顶部，气态工质在顶部与餐盒内的气体换热又冷凝成液体，并在毛细力沿吸液芯流回热管底部，周而复始，不断循环；由于热管具有传热效率高的优点，可快速转移热量，从而缩小热管各段的温差，即双层热管内筒142具有均温性，各点温度更加均匀，当温度传感器31测得温度在60
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65℃且3分钟内波动小于1℃时，电流控制模块将电流调小至1
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2a，以保温饭菜，从而不会过度加热，另外，为了防止在加热过程中盛饭菜区域因气体膨胀而引起爆炸，在餐盒上盖11上端安装了弹力安全阀112，在压强达到一定极限时，安全弹力阀自动弹起，进行排气。
21.本实施例制冷保鲜的工作流程如下：当热电半导体元件两端加上直流电压时，元件一侧吸热一侧放热，利用吸热或放热端的热量，便能实现制冷或制热，“热电制冷”和“热电制热”工作原理相似，是同一系统的两种不同用途，但热电制热的效率比热电制冷的效率更高；通过改变热电半导体元件电流方向，使热电半导体元件与双层热管内筒142接触一侧成为冷端，使双层热管内筒142底部成为冷凝段，而腔内顶部成为蒸发段。由于腔内顶部温度相对底部更高，因此顶部吸液芯内的液态工质蒸发，在热力的作用下，腔内顶部的气体将流向底部，气态的工质在底面冷凝，冷凝热量被热电半导体冷面带走，从而气态工质变成液态工质，在吸液芯的毛细抽吸作用下，液态工质又流回顶部蒸发段，不断将顶部的热量转移至底部。工质分布均匀后热管上部温度为8
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12℃，达到对食物的保鲜；此时，热电半导体元件的热面仍与铝制散热器22接触，元件热面所产生的热量将通过散热器中风扇的强制对流，通过餐盒侧部的排气孔吹向环境。
22.以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明的技术范围作任何限制，本行业的技术人员，在本技术方案的启迪下，可以做出一些变形与修改，凡是依据本发明的技术实质对以上的实施例所作的任何修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。