熱水瓶內膽裡塗得是水銀嗎?它是如何保溫的?

2021-01-09 製造原理

熱水瓶在六七八十年代它可是最時髦的家居用品,那時候的熱水瓶是很珍貴的,父母把它作為女兒出嫁的嫁妝,如果使用得當一個熱水瓶會使用很多年。

那時候媽媽每天都會燒兩大瓶開水,暖暖的都是愛,成為家家養兒育女的必備,但隨著時代的發展已經被電熱水壺,熱水器所慢慢取代。

熱水瓶也叫暖水瓶,保溫瓶,開水瓶,外殼是用塑料,鐵皮或者竹篾做成,內裝雙層玻璃內膽,夾層中的玻璃上鍍銀,瓶口是木塞,可在較長的時間內保持瓶內開水的溫度。

熱水瓶的發展

考古學家在古羅馬廢墟中發現一個雙層容器,這是世界上發現的最早類似熱水瓶的物品。

1643年義大利人提出了真空原理,為熱水瓶的發明奠定了理論基礎。

1881年英國化學家在單層玻璃上鍍一層銀,這樣可降低熱輻射,減緩熱量散失。

1892年英國科學研究所製成雙重玻璃容器,並將內側玻璃壁上塗上銀,然後又抽掉了雙重玻璃間的空氣,還申請了專利。熱水瓶的發明者:英國化學家詹姆士·杜瓦所以也叫杜瓦瓶。

1904年德國人給玻璃外裝上外套,並用軟橡膠或塑料堵住瓶口,達到更好的保溫效果,這就是現代的熱水瓶。

中國最早是在宋代,用玻璃做成膽,外層塗上水銀,形狀與現代保溫瓶差別不大,寬口,長頸,有把手,當時只有皇宮內才能使用,非常珍貴,皇帝將這種保溫瓶賜給公主作為嫁妝。

熱水瓶是怎麼樣保溫的?

當人們靠近火源就會感覺身上暖乎乎的,這是火源的熱量傳到人的身上,這就是熱輻射,防止熱輻射散失的最好辦法就是用鏡子把它反射回來。

一杯開水放在哪裡,開水散發的熱量與空氣對流就會慢慢把熱量吸走,開水就會變涼,如果給杯子加個蓋子,熱量就不會與空氣對流,就會減緩開水冷卻的時間。

熱水瓶是由雙層玻璃製成,玻璃壁上都鍍上一層銀就好像鏡子,能將瓶內流動的熱量反射回去,雙重玻璃間抽走空氣形成真空,空氣是熱量傳遞的介質,真空層就增大了熱量散發的難度,在瓶口加上軟木塞,切斷了熱量最後散發的路徑,但開水瓶也不能一直保溫,只能減緩熱量散失的時間。

熱水瓶不僅能保持熱量,對溫度較低的東西也能保冷,當放一個冰棍進去,它也能隔絕外面的熱空氣進入瓶內,冷熱空氣不能對流,達到保冷的效果。

熱水瓶的保溫秘訣主要在於玻璃雙層內膽,下面就來看看雙層玻璃內膽如何製造的。

玻璃瓶內膽原料是用能耐高溫的鈉鈣矽鹽酸玻璃,高溫中將原料燒成玻璃流體,在金屬模具中吹製成壁厚1~2毫米的玻璃瓶,外瓶底部熔接一根玻璃管,後面的工序中,這支玻璃尾管用於抽取內外層間的空氣以及供鍍銀。

在外瓶上畫出記號線,加熱後用刀將瓶口多餘的部分切掉,切掉的部分可以回爐再使用,將外瓶從中間切成上下兩部分,主要是為了裝入內瓶,比外瓶小的內瓶也要切掉瓶口多餘的部分,瓶口加熱處理圓滑。

內瓶粘上給內外瓶之間留出間隙的石棉墊塊,將內瓶放入外瓶中,石棉墊塊會給內外瓶間留出空隙。

裝入內瓶,蓋上外瓶的上端部分,對外瓶上下兩部分加熱重新熔接,如果遇到上下部分沒有對齊的話,熔接時就會出現破孔,還要熔封內外瓶口的間隙,用模具擠壓內瓶口讓其與外瓶口完全溶合在一起。

從尾管中注入純水,清洗內外瓶間的間隙,排出水,再注入鍍銀液,將一定數量的化合物溶液作為還原劑,通過尾管灌入到瓶膽夾層中,進行銀鏡反應,將銀離子還原沉積在玻璃夾層表面,形成鏡面銀膜薄層。

從玻璃管抽出內外瓶間的空氣,變成真空,加熱到300~400℃蒸發掉夾層中的水分,熔封玻璃管尾口,雙層玻璃內膽就做好了。

這也就是熱水瓶內膽底部為何有一個小突起,而且凸起一旦破碎,雙層內膽無法保持真空狀態,保溫效果就非常差了。

瓶殼有竹子編的,塑料或者鐵皮殼,從瓶殼底部裝入玻璃內膽,固定好瓶底,裝上瓶塞,提環,瓶蓋,最後注入開水測試,熱水瓶就做好了。

長輩們在買熱水瓶時都會做兩個動作,一個是將瓶口貼著耳朵聽,聽瓶內的「嗡嗡」聲以此來辨別好壞,這是因為聲音的傳播也需要媒介,真空是不能傳播聲音的,還有聲音遇到障礙物也會反射,當外面的聲音通過瓶口進入後,就會在瓶內頻繁反射,而不能通過真空的玻璃夾層,就能聽到較大的「嗡嗡」聲,玻璃夾層真空度越高,鍍銀越光滑,聽到的聲音就越大,保溫效果就越好。

還有就是從瓶底觀察,看玻璃內膽上的那個尖尖的尾管是否完好,尾管完整就能保證玻璃夾層真空,如果尾管破損就不能保溫了。

熱水瓶內膽中塗了一層光亮如鏡薄薄的是銀,(也有鍍鋁,鍍銅等材料,)而並不不是水銀,有人會擔心銀會有害健康,熱水瓶誕生已有100多年,最開始是在玻璃上塗水銀,但後來為了健康,都改成鍍銀,並且熱水瓶內膽是雙層的,銀是塗在夾層中的,不會與開水接觸,對健康沒有影響。

現在越來越多的熱水瓶使用不鏽鋼內膽,它耐用經摔,攜帶方便,受到大家的青睞,但是如果使用不當也會對身體造成傷害,不鏽鋼是由鎳,鉻,錳等元素組成,如果長時間裝酸性物質,就會有重金屬釋放出來。

在日常生活中,不少人用不鏽鋼熱水瓶裝茶水或者中藥,時間久了你會發現不鏽鋼內膽會有腐蝕的痕跡,茶水中含有多種化學成分,如果長時間在不鏽鋼瓶中泡茶會發生化學反應,有害健康,還有中藥中含有酸性物質,容易讓不鏽鋼釋放出重金屬,對人體產生不良影響,所以不鏽鋼熱水瓶最好使用食品級不鏽鋼。

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