阅读说明：本技术 一种快速改变食物温度的传热装置及其制造方法 (Heat transfer device capable of quickly changing food temperature and manufacturing method thereof ) 是由 郭鹏 赵吉勇 龚国红 于 2019-11-13 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种快速改变食物温度的传热装置,包括第一板材、第二板材、空腔和储能工质。所述第一板材为高导热装置,置于该传热装置的上层；第一板材下端、空腔、储能工质和第二板材构成高储能装置,置于该传热装置的下层。所述高导热装置与高储能装置相互嵌入,能够快速吸收食物中的热量或释放传热装置中的热量,并把热量均摊开来,以使食物快速达到目标温度。本发明还提供该传热装置的制造方法,第一板材与第二板材仅需通过热压、焊接或粘接的方式就能实现密封连接；或者,第一板材与第二板材一体成型,通过挤压方式构成该传热装置主体,端盖可通过粘接、焊接或螺丝紧固方式与装置主体形成密闭结构。(The invention provides a heat transfer device capable of quickly changing the temperature of food, which comprises a first plate, a second plate, a cavity and an energy storage working medium. The first plate is a high heat conduction device and is arranged on the upper layer of the heat transfer device; the lower end of the first plate, the cavity, the energy storage working medium and the second plate form a high energy storage device which is arranged on the lower layer of the heat transfer device. The high heat conduction device and the high energy storage device are embedded into each other, so that heat in food can be absorbed quickly or released quickly, and the heat is spread out uniformly, so that the food can reach the target temperature quickly. The invention also provides a manufacturing method of the heat transfer device, wherein the first plate and the second plate can be hermetically connected only by hot pressing, welding or bonding; or the first plate and the second plate are integrally formed, the heat transfer device main body is formed in an extrusion mode, and the end cover and the device main body can form a closed structure in an adhesion, welding or screw fastening mode.)

一种快速改变食物温度的传热装置及其制造方法

技术领域

本发明属于传热技术领域，特别涉及一种快速改变食物温度的传热装置及其制造方法。

背景技术

出于抑菌的需要，冷冻食物通常会储存在-18℃的环境中。对于这样的食物，在烹饪前，都需将其解冻。常见的解冻方式各有利弊，比如：（1）冷冻食物在自然环境中解冻，节能，但需要的时间长，容易滋生细菌；（2）冷冻食物在微波炉中解冻，快捷方便，但解冻不均匀，能耗较高；（3）浸水解冻，快速，但食物容易受到污染。

另一方面，刚刚烹饪好的食物温度通常在100℃左右，而通常，食物的最佳食用温度在50℃-80℃之间。希望食物可以尽快的冷却到可食用的温度也成为了一种需求。

发明内容

鉴于以上缺点，本发明提出一种快速改变食物温度的传热装置及其制造方法，该方案将具有高导热装置与高储能装置相互嵌入，这样可以提高改变食物温度的效率。

一种快速改变食物温度的传热装置，该传热装置包括：

第一板材，位于传热装置的上层；

第二板材，位于传热装置的下层，所述第二板材中间呈凹陷状设置，与第一板材密封连接；

空腔，第一板材与第二板材连接形成空腔；

储能工质，所述储能工质填充在所述空腔中，与所述第一板材下端接触。

优选地，所述传热装置的外观为板形或蝶形。

优选地，所述第一板材内具有槽道，所述槽道中填充有传热工质。

优选地，所述第一板材下端朝向第二板材方向具有凸起结构。

优选地，所述第一板材上表面涂覆有高导热材料。

优选地，所述第一板材材质为金属、陶瓷或高分子材料。

优选地，所述储能工质为无机水合盐、石蜡或有机储能材料。

优选地，所述空腔两端具有端盖，所述端盖与第一板材和第二板材通过粘接、焊接或螺丝紧固连接。

一种快速改变食物温度的传热装置的制造方法，其特征在于，所述第一板材中密封填充传热工质，第二板材凹陷处填充有储能工质，第一板材与第二板材边缘通过热压、焊接或粘接的方式密封连接形成密闭传热装置；

或者，在所述第一板材上表面通过喷淋、涂布、粘接或气相沉积的方式附着一层高导热材料，第二板材凹陷处填充有储能工质，第一板材与第二板材边缘通过热压、焊接或粘接的方式密封连接形成密闭传热装置。

一种快速改变食物温度的传热装置的制造方法，其特征在于，所述第一板材和第二板材通过挤出成型工艺一体成型为传热装置主体，上层填充传热工质和下层填充储能工质后，端盖通过粘接、焊接、或是通过螺丝紧固方式与装置主体连接形成密闭传热装置。

本发明技术方案提供一种快速改变食物温度的传热装置，包括第一板材，第二板材，第一板材与第二板材间形成的空腔及填充在空腔中的储能工质。所述第一板材为高导热装置，具有传热速率快和均温性好的特点；所述第一板材下端、空腔、储能工质和第二板材组成高储能装置，所述高导热装置与高储能装置相互嵌入，能够快速吸收食物中的热量或释放传热装置中的热量，并把热量均摊开来，以使食物快速达到目标温度。本发明还提供该传热装置的制造方法，制造方法简单实用，效果显著。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明一种快速改变食物温度的传热装置的工作原理图。

图2为本发明一种快速改变食物温度的传热装置的一实施例的截面结构示意图。

图3A至图3D为图2中第一板材内的槽道结构示意图。

图4为本发明一种快速改变食物温度的传热装置的另一实施例的截面结构示意图。

图5A至图5C为图4中凸起结构示意图。

图6为本发明一种快速改变食物温度的传热装置的又一实施例的截面结构示意图和分解图。

附图标号说明：1-传热装置、01-食物、10-第一板材、11-第一板材上表面、111-上层板材、112-下层板材、113-槽道、114-传热工质、12-凸起结构、13-高导热装置、20-第二板材、21-高储能装置、22-端盖、30-空腔、40-储能工质、50-高导热材料。

本发明的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一组件，它可以直接在另一组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

另需要说明，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明实施例提出一种改变食物温度的传热装置，请参阅图1所示，所述传热装置1包括第一板材10、第二板材20、第一板材10与第二板材20之间形成的空腔30、储能工质40。

第一板材10设置于该传热装置的上层，第一板材10上表面11与食物01充分接触，以便与食物01发生热交换；第一板材下端具有凸起结构12，增大与储能工质40的接触面积，便于热量在储能工质40与第一板材10以及食物01之间快速传导。

第二板材20中间呈凹陷状设置，第二板材20边缘与第一板材10边缘对应连接。

空腔30由第一板材10与第二板材20密封连接形成。

储能工质40被密封灌装在空腔30中，并与第一板材10下端凸起结构12接触。

可以理解的是，食物01与第一板材10的上表面11接触，由于两者之间存在温差，两者接触后会进行热交换。同时，第一板材10利用其导热能力高、热阻低的特性，可以将交换来的能量快速的传递到第一板材10上距离食物01较远的地方，在第一板材10上形成大范围的低温度梯度区域，甚至是均温区域，这些低温区域的形成，提高了第一板材10与周围环境的换热能力，如第一板材10上表面11与空气接触，通过与空气之间的对流换热和辐射换热，从而加快了食物温度变化，第一板材10可以将从食物01交换来的能量散到周围环境中。即，第一板材10利用其导热能力强的特点（如：具有高的导热系数），增加了食物01与周围环境的换热能力，从而实现快速改变食物温度的效果。另一方面，第一板材10下端凸起结构12还与储能工质40接触，两者之间可以进行热交换，从而可将其从食物01获取的能量存储在储能工质40中。

进一步地，高导热装置13利用其导热能力高、热阻低的特性，可以在传热装置1上形成大范围的低温度梯度区域，甚至是均温区域，这就增大了高导热装置13与高储能装置21两者之间的热交换能力，并且，可以在高导热装置13及高储能装置21之间设置一些波浪、锯齿、条纹状的结构，以增加两个装置之间的接触面积，从而增强两者之间的热交换能力。高储能装置21中含有具有高比热容的储能工质40，其在吸收了热量后，相较于低比热容的物质，其温度变化较小，可以持续吸收热量，并将其储存在装置本身内。即，高导热装置13将从食物上交换来的能量传导到储能装置21中储存，从而实现快速改变食物温度的效果。

本发明技术方案提供一种快速改变食物温度的传热装置，包括第一板材，第二板材，第一板材与第二板材间形成的空腔及填充在空腔中的储能工质。该传热装置为上下的层叠结构，并相互嵌入形成一个整体装置。这个装置上层为高导热层，用于接触食物；下层为高储能层，用于储存热量。该传热装置在被使用时，通常为水平放置，因为与上层接触的空气流动性较好，所以可以发挥上层为高导热层的特点，使高导热层与空气进行充分的换热，由于下层受到放置台面的影响，其周围的空气流动性较差，即对流换热效果较差，因此将高储能层置于下层，利用高导热层与高储能层间的传导换热来增强整个传热装置的换热能力。

在本发明的一实施例中，请参阅图2所示，在本实施例中，第一板材10为双层复合板材，当然在其他实施例中可以为单层或多层板材结构。第一板材10可使用金属材料或高分子材料制成，此处优选使用导热性能较好的铝制材料。第一板材10上表面平整，用于接触食物，第一板材10的上层板材111与下层板材112之间形成具有特定结构的密闭槽道113，槽道113对应在第一板材10下端为凸起结构12。上层板材111、下层板材112和第二板材20的边缘通过热压、焊接或粘接的方式连接在一起。在申请号为201721039920.X中披露了一种高传热装置的制作方法。按此方法，在槽道113中加入传热工质114，并将传热工质114密封在槽道113中，由此上层板材111、下层板材112、槽道113、传热工质114构成高导热装置13。由于传热工质114的作用，在第一板材10局部受热或受冷时，第一板材10可将能量快速的传递到第一板材10上的其他区域，从而在第一板材10上形成均温的效果，并通过对流换热和辐射换热将能量散到空气中。下层板材112与第二板材20间形成密闭空腔30，在空腔30中加入储能工质40，此处的储能工质40优选无机水合盐，如硝酸盐、碳酸盐、磷酸盐或醋酸盐，这些材料容易获得，成本适中，也可使用石蜡等，或有机储能材料。下层板材112、第二板材20、空腔30及储能液40构成了高储能装置21。储能工质40与下层板材112上的突起结构12接触，第一板材10获得的能量可以传递到储能工质40中。

如图3 A至图3D为图2中第一板材内的槽道结构示意图，上层板材111与下层板材112之间形成的槽道113结构可以为六边形网状结构（图3A）、井字型网状结构（图3B）、蛇形结构（图3C）、圆环网状结构（图3D）或其他几何图形彼此联通所构成的网状结构。此处优选六边形网状结构。

图4为本发明一种快速改变食物温度的传热装置的另一实施例的截面结构示意图。第一板材10上表面具有一层高导热材料50，如纳米碳涂成或石墨烯，该高导热材料50可通过喷淋、涂布、粘接或是气相沉积等方式附着在第一板材10的上表面11上，第一板材10的材质可以为金属、陶瓷、或高分子材料，此处优选金属材料铝或铝合金。第一板材10下端设置有凸起结构12，这些结构可以通过铸造、锻压的方式成型。第一板材10与第二板材20连接并形成密封的腔体，腔体中设置有储能工质40，此处的储能工质40优选无机水合盐，也可使用石蜡等，或有机储能材料。凸起结构12与储能工质40相接触。将食物放置在导热装置1的上表面时，高导热材料50将能量快速的传递到第一板材10上的其他区域，并通过对流换热和辐射换热将能量散到空气中，同时会将能量传递到第一板材10上，第一板材10上的凸起结构12与储能工质40接触，将能量传递到储能工质40中。

图5为图4中凸起结构12的结构示意图，凸起结构12可以为柱状阵列（图5A），可以为同心矩形结构（图5B）、可以为网格状结构（图5C），或其他线条结构，此处优选柱状阵列结构。

图6为本发明一种快速改变食物温度的传热装置的又一实施例的截面结构示意图（上）和分解图（下）。传热装置1的第一板材10与第二板材20属同种材质，可一体成型，传热装置1上层具有槽道113，槽道113中装有传热工质114，空腔30中装有储能工质40。此处的储能工质优选无机水合盐，也可使用石蜡等，或有机储能材料，第一板材10下端设置有凸起结构12，凸起结构12与储能工质40相接触。此实施例的装置成体可由挤出工艺成型，此处优选铝挤型工艺，也可以采用其他金属或是高分子材料的挤出成型工艺进行成型。该传热装置1两端设置有端盖22，端盖22将槽道113和空腔30分别密封，形成彼此独立的封闭的腔体，密封的方式可以是粘接、焊接、或是通过螺丝紧固的方式，将端盖22与装置1紧密连接在一起。将食物01放置在传热装置1的上表面上时，传热工质114受热启动工作，将能量快速的传递到装置1上的其他区域，并通过对流换热和辐射换热将能量散到空气中，同时通过凸起结构12将能量传递到储能工质40中。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。