手动冷却器 【技术领域】
本发明涉及一种餐饮用具，尤其是能快速冷却热饮料的手动冷却器。
背景技术
在人们的日常生活中，经常需要将一些热饮料快速冷却，以便能马上饮用，从而节省时间，上述热饮料包括热水、热奶、热豆浆、热汤、热粥等高于室温的饮料。
为此，有专利号为CN 86207149U、名称为小型电动吹凉器的实用新型专利，是利用一个类似于发廊使用的电吹风的装置向液体吹风冷却；还有专利号为200620011747.8、名称为热水电动冷却器的实用新型专利，是利用马达带动一个风扇和搅拌器，使用时搅拌器深入热水中搅动，同时风扇与搅拌器一起转动吹风使热水降温；上述两种专利都是通过风扇对液体直接吹风降温，其缺点是不卫生、不适合对盛放在径长比小的容器内的液体降温。
另外，有专利号为200620156647.4、名称为可携式致冷器的实用新型专利，是将一柱状圆管内注入制冷剂，使用前将致冷器放入冰箱中冷冻，使用时从冰箱中取出并插入饮料中与饮料进行热交换将饮料降温；其缺点是制冷能力有限且必须与冰箱配合使用。
【发明内容】
本发明的目的：是提供一种无需电源、携带方便、清洁卫生、可适用于各种容器并能连续制冷的手动冷却器，用于将热饮料快速冷却。
本发明的技术方案是，一种手动冷却器，主要由导热棒、外壳、手动风扇组成；外壳将手动风扇与导热棒连接在一起，使手动风扇吸入或吹出的气流从导热棒冷却端的表面流过。
其中，导热棒的作用是传递热量，将导热棒的一端称为吸热端，另一端称为冷却端；吸热端用于浸入饮料中吸收饮料的热量，冷却端用于在饮料外释放热量。外壳的作用是将手动风扇和导热棒连接成一体，并且外壳的内腔形成手动风扇吸入或吹出的空气气流的风道，使手动风扇吸入或吹出的空气气流可流过导热棒的冷却端。手动风扇的作用是加快局部气流的流动速度，使空气气流快速流过冷却端，将冷却端的热量带走；手动风扇吹出或吸入的气流流向，可以与导热棒冷却端的轴线平行，也可以与导热棒冷却端的轴线垂直或成一定角度。
使用时，将导热棒的吸热端伸入饮料中搅动，饮料中的热量可从吸热端传递至冷却端，手动风扇吹出或吸入的空气气流可迅速将冷却端的热量带入空气中，从而将饮料快速冷却降温。
上述手动冷却器的导热棒是热管，所述热管是在金属管内充注有制冷剂，即液-汽相变材料，在金属管内壁上装设有丝网或加工有轴向的筋槽，用于增加毛细作用，金属管两端是密闭的，热管的工作原理是，利用金属管内制冷剂的相变，即汽化与冷凝传递热量；
或者，上述导热棒主要由金属管、导热液组成，在金属管内充注有导热液，金属管两端是密闭的，导热液可以是水、盐水、防冻液、导热油、制冷剂等可以用来传递热量的液体，利用导热液的对流或者汽化与冷凝传递热量；
或者，上述导热棒是实心的金属棒，利用棒体本身的导热性能传递热量。
导热棒的材料是金属的，如不锈钢、铝及其合金、铜及其合金、钛及其合金、钢及其合金、铸铁、铸钢、金、银或上述金属的复合材料等。导热棒的轴线形状可以是直线形、弧线形、螺旋形、L形、S形、U形等；导热棒的径向截面形状可以是圆形、椭圆形、扁圆形、腰圆形、多边形、齿轮形等；棒体可以是单根使用，也可以是多根并排使用。
进一步，上述导热棒的吸热端还可以装设吸热头，用于增加吸热端与液体的接触面积，提高吸热能力，或者用于提高导热棒搅拌饮料的性能；吸热头可以采用与导热棒相同的金属材料，也可以采用与导热棒不同的金属材料；吸热头与导热棒可以做成一体的，也可以做成可装卸的；如将吸热头做成可装卸的，则可以为每个导热棒配置多个相同或不同的吸热头；可将吸热头做成光滑易清洗的各种形状，如勺子形、球拍形、球形、半球形、圆锥形、鹅卵形等；或者将吸热头做成熊猫、小白兔、企鹅等动物形状；或者将吸热头做成卡通形状；或者将吸热头做成各种水果形状；或者吸热头是由在吸热端的外壁上伸出的多个凸筋条和/或凸筋环组成。
进一步，上述导热棒的冷却端还可以装设散热器，外壳将手动风扇、导热棒、散热器连接在一起，使手动风扇吸入或吹出的空气气流可流过散热器表面；散热器的作用是放大冷却端的散热面积，提高散热性能；配置有散热器的手动冷却器，其冷却效果更佳。
上述散热器主要由基体、散热鳍片组成，基体的形状是长方体形、圆柱形、球形、椭圆柱形或多棱柱形等，在基体上设有与导热棒冷却端配接的孔或螺纹孔，在基体外壁上伸出或装设有多个散热鳍片；
或者，散热器主要由装设在导热棒冷却端的多个金属散热翘片组成，散热翘片的外廓形状为圆形、椭圆形或多边形等，在散热翘片中部设有与冷却端配接的孔或翻边孔，散热翘片与冷却端焊接或胀接成一体，各金属散热翘片相互平行；
或者，散热器是由在导热棒的冷却端直接铸造或加工而成的多个金属凸筋条和/或凸筋环组成。
散热器与导热棒的冷却端可以制作成一体的，如采用焊接、铆接、过盈配合等连接方式；也可以将散热器与导热棒的冷却端制作成可装卸的，如采用螺旋卡接、螺纹连接等。上述散热器的材料是金属或导热陶瓷，金属可以是不锈钢、铝及其合金、铜及其合金、钛及其合金、钢及其合金、铸铁、铸钢、金、银或上述金属的复合材料等。
在使用时将导热棒的吸热端伸入饮料中搅动，饮料中的热量可从吸热端经冷却端传递至散热器，手动风扇吹出或吸入的空气气流，可迅速将散热器的热量带入空气中，从而将饮料快速冷却降温。
上述手动冷却器的手动风扇主要由风扇叶轮、单向旋转装置、增速齿轮组、驱动装置等组成；其中驱动装置将动力传递至增速齿轮组，增速齿轮组再将动力传递至单向旋转装置，单向旋转装置带动风扇叶轮转动，外壳将风扇叶轮、单向旋转装置、增速齿轮组、驱动装置等连接成一体；
其中，风扇叶轮的作用是增加局部空气的流动速度，风扇叶轮可以是轴流叶轮、离心叶轮或贯流叶轮等，叶轮的材料可以是塑料、金属或金属与塑料的复合材料；为了增加风扇叶轮转动的连续性和平稳性，可以在风扇叶轮芯部或风扇叶轮的轴上配置有惯性轮；
单向旋转装置的作用是单向传递转动能量，可以将增速齿轮组传递的转动能量传递给风扇叶轮，使风扇叶轮转动，但风扇叶轮的转动能量却不能逆向回传；单向旋转装置可以是超越离合器或棘轮机构等，可以将单向旋转装置安装在风扇叶轮的轴上，也可以安装在增速齿轮组的任意齿轮轴上；
增速齿轮组的作用是将驱动装置的直线运动、圆弧运动或圆周运动，转变为可以驱动风扇叶轮旋转的高速圆周运动；增速齿轮组包括一个以上齿轮副，可以是圆柱齿轮副、圆锥齿轮副或上述齿轮副的组合；圆柱齿轮副由两个分别装置在两个平行轴上的圆柱齿轮相互啮合组成；圆锥齿轮副由两个分别装置在两个垂直轴上的圆锥齿轮相互啮合组成。
驱动装置的作用是为风扇转动提供动力，驱动装置可以采用摇把，摇把可以直接装设在增速齿轮组的初级齿轮轴上或轮辐上，转动摇把可直接驱动增速齿轮组转动，并经单向旋转装置带动风扇旋转；
或者，驱动装置采用杠杆机构，将杠杆的一端做成手柄，将杠杆的另一端做成扇形齿轮，在扇形齿轮的节圆圆心处装设转动轴，在手柄一端和/或扇形齿轮一端装设复位弹簧；使用时，握动杠杆的手柄带动扇形齿轮绕其转动轴旋转，扇形齿轮驱动增速齿轮组并经单向旋转装置带动风扇叶轮旋转，松开手柄则扇形齿轮在弹簧作用下复位，然后可以继续握动手柄，如此往复即可驱动风扇叶轮连续旋转；
或者，驱动装置采用齿条驱动，在齿条的一端装置按钮，将齿条设置在导轨中，齿条与增速齿轮组的初级齿轮啮合，在齿条的一端或两端装设复位弹簧，当按动按钮带动齿条运动时，齿条驱动增速齿轮组并经单向旋转装置带动风扇叶轮高速旋转，当松开按钮时，齿条在弹簧的作用下复位，然后可以继续按动按钮，如此往复驱动风扇叶轮连续旋转；
或者，手动风扇的驱动装置也可以是由按钮、扇形齿轮、转动轴、弹簧等组成，在扇形齿轮的节圆圆心处装设转动轴，在扇形齿轮的弧形一端装设按钮，在扇形齿轮的弧形另一端装设弹簧，扇形齿轮与增速齿轮组的初级齿轮啮合；使用时，按动按钮带动扇形齿轮绕其转动轴旋转，扇形齿轮驱动增速齿轮组并经单向旋转装置带动风扇叶轮高速旋转，松开按钮则扇形齿轮在弹簧作用下复位，然后可以继续按动按钮，如此往复驱动风扇叶轮连续旋转。
上述手动冷却器的外壳作为风扇叶轮、单向旋转装置、增速齿轮组、驱动装置等的载体，可以作为上述零部件的支撑将其连接成一体；该壳体还可以用来连接或固定导热棒、散热器，外壳的内腔可形成风扇吹出或吸入气流的风道，使冷却端、散热器处于手动风扇的风道内，风道两端开设有通风散热孔；外壳可以是整体式的，也可以是组合式的；组合式的外壳包括支架和上盖，支架用于连接导热棒和手动风扇，上盖扣合于支架上形成手动风扇的风道；或者，组合式的外壳是由左右两部分扣合而成。
上述外壳，其材料为塑料的，或者是金属的，如不锈钢、铝及其合金、铜及其合金、钢等，可在壳体与导热棒或散热器的连接处设置隔热材料，防止壳体过热烫伤人手；
可以在导热棒或外壳上装设把手，或者将外壳做成把手形的，以便于用手握持；把手的材料可以是塑料的，或者是金属的，如不锈钢、铝及其合金、铜及其合金、钢等，可以在金属把手上包覆塑料、橡胶等非金属材料，或者在金属把手与导热棒或外壳的连接处设置隔热材料，防止把手过热烫伤人手。
本发明的有益效果是，可以不用电源、方便快捷、安全卫生地对盛放在各种容器内的热饮料连续制冷，方便人们的生活。
【附图说明】
图1是本发明的实施例一；
图2是本发明的实施例二；
图3是本发明的实施例三；
图4是本发明的实施例四；
图5是导热棒的几种轴线形状示意图，从左至右依次为：直线形、弧线形、L形、S形；
图6是导热棒的几种径向截面示意图，从左至右依次为：圆形、椭圆形、四方形、六角形、三角形、扁圆形、腰圆形、齿轮形；
图7是吸热头的几种外形示意图，从左至右依次为：勺子形、球形、鹅卵形、圆锥形、凸筋环形、凸筋条形；
图8是几种散热器的示意图，是在基体上伸出多个散热鳍片、散热柱或散热筋环；
图9是几种散热器的示意图，是由多个散热翘片串合而成；
图10是几种散热器的示意图，是在导热棒的冷却端外壁上伸出多个凸筋条或凸筋环；
各附图标记对应的名称是：
1导热棒、1.1吸热端、1.2冷却端、2散热器、3风扇叶轮、4外壳、4.1进风口、4.2出风口、4.3支架、5把手、6吸热头、7超越离合器、8曲柄摇把、9小圆柱齿轮、10大圆柱齿轮、11小圆柱齿轮、12大圆柱齿轮、13小圆锥齿轮、14大圆锥齿轮、15齿条、16按钮、17齿条导轨、18弹簧、19转动轴、20扇形齿轮、21手柄。
【具体实施方式】
下面结合图1～图4对本发明进行详细说明，为便于清楚地示意本发明的内部结构及配合关系，对外壳4进行了局部剖视。
图1是本发明的实施例之一，在导热棒1的吸热端1.1的端部加工有勺子形吸热头6，在导热棒1的冷却端1.2上设置有散热器2，将导热棒1的冷却端1.2及散热器2设置在外壳4的内腔中，在外壳4的外壁上设置有把手5，在外壳4内腔中设置有手动风扇；手动风扇主要由风扇叶轮3、超越离合器7、小圆柱齿轮9、大圆柱齿轮10、小圆柱齿轮11、大圆柱齿轮12、曲柄摇把8等组成；使用时，一只手握持把手5将导热棒1的吸热端1.1及吸热头6伸入热饮料中搅动，另一只手摇转把手8带动大圆柱齿轮12旋转，大圆柱齿轮12带动小圆柱齿轮11旋转并使其增速，大圆柱齿轮10与小圆柱齿轮11同步旋转，大圆柱齿轮10带动小圆柱齿轮9旋转并使其增速，小圆柱齿轮9带动超越离合器7旋转，超越离合器7带动风扇叶轮3高速旋转；风扇叶轮3的旋转使外壳4内腔中形成气流，气流从进风口4.1吸入，从散热器2的表面掠过将其热量带走，并从出风口4.2吹出，由于饮料中的热量不断地传递至冷却端1.2及散热器2，所以饮料可被快速冷却。
图2是本发明的实施例之二，在导热棒1的吸热端1.1的端部加工有鹅卵形吸热头6，在导热棒1的冷却端1.2上设置有散热器2，将导热棒1的冷却端1.2及散热器2设置在外壳4的内腔中，在外壳4的外壁上设置有把手5，在外壳4内腔中设置有手动风扇；手动风扇主要由风扇叶轮3、超越离合器7、小圆柱齿轮9、大圆柱齿轮10、小圆锥齿轮13、大圆锥齿轮14、小圆柱齿轮11、齿条15、按钮16、齿条导轨17、弹簧18等组成；使用时，一只手握持把手5将导热棒1的吸热端1.1及吸热头6伸入热饮料中搅动，另一只手按压按钮16带动齿条15向下运动，齿条15带动小圆柱齿轮11并使其旋转，大圆锥齿轮14与小圆柱齿轮11同步旋转，大圆锥齿轮14带动小圆锥齿轮13旋转并使其增速，大圆柱齿轮10与小圆锥齿轮13同步旋转，大圆柱齿轮10带动小圆柱齿轮9旋转并使其增速，小圆柱齿轮9带动超越离合器7旋转，超越离合器7带动风扇叶轮3高速旋转；当松开按钮16时齿条15在弹簧18的弹力作用下复位，如此反复按压按钮16即可使风扇叶轮3不停地旋转，风扇叶轮3的旋转使外壳4内腔中形成气流，气流从进风口4.1吸入，从散热器2的表面掠过将其热量带走，并从出风口4.2吹出。
图3是本发明的实施例之三，在导热棒1的吸热端1.1的外壁上直接加工有凸筋环作为吸热头6，在导热棒1的冷却端1.2上设置有散热器2，将导热棒1的冷却端1.2及散热器2设置在外壳4的内腔中，在外壳4的外壁上设置有把手5，在外壳4及把手5的内腔中设置有手动风扇；手动风扇主要由风扇叶轮3、超越离合器7、小圆锥齿轮13、大圆锥齿轮14、小圆柱齿轮9、大圆柱齿轮10、小圆柱齿轮11、扇形齿轮20、手柄21、转动轴19、弹簧18等组成，其中扇形齿轮20与手柄21制作成一体式杠杆结构，并可绕转动轴19旋转；使用时，可以手持把手5将导热棒1的吸热端1.1及吸热头6伸入热饮料中搅动，握动手柄21使扇形齿轮20绕转动轴19摆动，扇形齿轮20带动小圆柱齿轮11并使其旋转，大圆柱齿轮10与小圆柱齿轮11同步旋转，大圆柱齿轮10带动小圆柱齿轮9旋转并使其增速，大圆锥齿轮14与小圆柱齿轮9同步旋转，大圆锥齿轮14带动小圆锥齿轮13旋转并使其增速，小圆锥齿轮13带动超越离合器7旋转，超越离合器7带动风扇叶轮3高速旋转；当松开手柄21时，扇形齿轮20在弹簧18的弹力作用下复位，如此反复握紧和松开手柄21即可使风扇叶轮3不停地旋转，风扇叶轮3的旋转使外壳4内腔中形成气流，气流从进风口4.1吸入，从散热器2的表面掠过将其热量带走，并从出风口4.2吹出。
图4是本发明的实施例之四，在外壳4的内腔中设置有手动风扇；手动风扇主要由风扇叶轮3、超越离合器7、小圆锥齿轮13、大圆锥齿轮14、小圆柱齿轮9、大圆柱齿轮10、小圆柱齿轮11、扇形齿轮20、按钮16、转动轴19、弹簧18等组成；在外壳4的出风口4.2的下端伸出有支架4.3，在支架4.3的中部设置有连接孔，可将导热棒1插入此孔中，使冷却端1.2对准出风口4.2；使用时，可以手持外壳4将导热棒1的吸热端1.1伸入热饮料中搅动，按动按钮16使扇形齿轮20绕转动轴19摆动，扇形齿轮20带动小圆柱齿轮11并使其旋转，大圆柱齿轮10与小圆柱齿轮11同步旋转，大圆柱齿轮10带动小圆柱齿轮9旋转并使其增速，大圆锥齿轮14与小圆柱齿轮9同步旋转，大圆锥齿轮14带动小圆锥齿轮13旋转并使其增速，小圆锥齿轮13带动超越离合器7旋转，超越离合器7带动风扇叶轮3高速旋转；当松开按钮16时，扇形齿轮20在弹簧18的弹力作用下复位，如此反复按压和松开按钮16即可使风扇叶轮3不停地旋转，风扇叶轮3的旋转使外壳4内腔中形成气流，气流从进风口4.1吸入，从出风口4.2吹出并从导热棒1的冷却端1.2的表面掠过将其热量带走。采用本例实施方式时，还可以在冷却端1.2上设置散热器，其冷却效果更好；使用完毕还可将导热棒1从支架4.3上卸下，方便清洗并可分体放置；支架4.3还可以采用U形卡槽替代连接孔，更方便导热棒从支架上装卸。
上述4个实施例并非用于限定本发明，仅示意了本发明的几种实施方式，根据本发明的实质内容，还可进行不同于上述实施例的其他设计组合，都在本发明的保护范围之内，在此不再一一例举。