具有内部隔室的轮廓化双壁流体容器

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年10月9日提交的美国临时申请第62/743,493号的优先权，其内容通过引用方式明确引入本文中。

声明RE：联邦资助的研究/开发

不适用

技术领域

本发明总体上涉及饮用流体容器，更具体地，涉及具有内部扩散器的轮廓化双壁饮用流体容器。

背景技术

个人水合包括对便携式饮用流体容器和瓶子的需求。由于与塑料和一次性水瓶相关的可持续性和环境问题，消费者被诸如不锈钢水瓶之类的可重复使用的容器所吸引。同样，可以将不锈钢瓶制成不含BPA、铅或其他毒素，以使容器更健康。另外，消费者已经认识到诸如碱性水之类的经过处理的饮用流体的健康益处。在这方面，本领域中需要将可重复使用的容器的优点与诸如碱性水的经处理的流体的容易获得性相结合。

碱性水被认为对健康有益，可以保持身体的稳定性，并有助于应对健康个体和那些具有导致血液酸化的状况的个体的体内酸的积累。据说碱性水有助于消化，还有助于减少自由基，从而保护DNA结构。另外，在大多数情况下，碱性水具有较小的水团簇的特征，因此已被认为可以使人体更容易吸收水。

通常，通过水电解和/或通过矿物质试剂的化学处理获得碱性水。在许多用于产生碱性水的现有技术的装置中，电力与设备结合使用，或者以其他方式具有不利于以便携式方式处理可饮用流体的复杂结构。在2007年9月27日公开的标题为“Container forReducing Alkaline Water(用于还原碱性水的容器)”的美国申请公布第2007/0221556号中描述了用于产生碱性水的类型和系统的讨论，其内容通过引用并入本文。

现有技术的装置还公开了在流体容器中使用矿物质，以使未处理的水与试剂接触而形成碱性水。然而，这样的现有技术装置包括多部分结构，该多部分结构不是使用者友好的，并且可能无法如预期那样保持固定在容器中，或者以其他方式在容器内使用了不希望的量的体积，并且不促进水在矿物剂周围的流动。

此外，许多现有技术的装置可能包括不期望的外观，并且可能具有无效的热质量。因此，在本领域中需要能够处理饮用流体的，视觉上吸引人的，热效率高的便携式流体容器。如将在下面更详细地讨论的，本公开的各个方面解决了该特定需求。

发明内容

根据本公开的一个方面，提供了用于饮用流体的容器。该容器包括外部元件，该外部元件具有共同限定外部腔的外基座和外侧壁。该容器还包括内部元件，该内部元件具有共同限定内部腔的内基座和内侧壁。内部元件联接到外部元件并且被布置在外部腔内。相对于外部元件确定内部元件的尺寸，使得在内侧壁与外部元件之间以及在内基座与外部元件之间延伸有间隙。内侧壁构造成限定邻近内基座的第一直径和与内基座间隔开的小于第一直径的第二直径。

内部元件和外部元件之间的间隙的包含可以增强容器的隔热性，以减轻去往或来自饮用流体的不希望的热传递。容器还可以在外部和内部都包括轮廓化的侧壁。外部轮廓可以增强容器的外观。内部轮廓可以用于两个目的，即，最大化容器的流体储存容量，同时还促进内部扩散器盒周围的流体流动，以用选定的化合物处理饮用流体。

根据本公开的另一方面，提供了用于容纳饮用流体的容器，该容器可与扩散器盒一起使用。该容器包括外部元件，该外部元件具有共同限定外部腔的外基座和外侧壁。内部元件包括共同限定内部腔的内基座和内侧壁。内部元件联接到外部元件并且被布置在外部腔内，并且相对于外部元件确定内部元件的尺寸使得在内部元件和外部元件之间延伸有间隙。内侧壁构造成限定邻近内基座的第一直径和与内基座间隔开的小于第一直径的第二直径。保持壁联接到内基座并且能够与扩散器盒啮合。

外侧壁可以具有邻近外基座的第三直径，并且在其与外基座间隔开的中间部分具有第四直径，该第四直径小于第三直径。

外侧壁和内侧壁可以围绕中心轴线定位，并且外侧壁和内侧壁之间的距离可以在垂直于中心轴线截取的不同横截面内变化。外侧壁和内侧壁可以被构造成使得间隙可以在垂直于中心轴线截取的第一横截面中限定邻近内基座的第一区域，并且在垂直于中心轴线截取的第二横截面中限定与内基座间隔开的第二区域，第一区域小于第二区域。

外侧壁可以包括外部凹形构造。内侧壁可以包括内部凸形构造。

间隙可以是大小小于大气压的流体压力。

内基座可以与外基座分开，使得间隙的部分在它们之间延伸。

保持壁可以是圆柱形的。保持壁的至少一部分可以不可移动地联接到内基座并且与内侧壁间隔开。

根据本公开的另一方面，提供了形成与扩散器盒一起使用的容器的方法。该方法包括：将内部元件插入外侧壁，其中该内部元件具有共同限定内部腔的内基座和内侧壁。内侧壁构造成限定邻近内基座的第一直径和与内基座间隔开的小于第一直径的第二直径。保持壁联接到内基座并定位在内部腔内，该保持壁能够与扩散器盒啮合。该方法还包括将内部元件连接到外侧壁。内侧壁和外侧壁被构造成使得当内部元件连接到外部元件时，在内侧壁和外侧壁之间延伸有间隙。该方法还包括将外基座与外侧壁连接。

根据本公开的另一方面，提供了流体容器，该流体容器包括外部主体，该外部主体具有开口、封闭的基座以及设置在该开口与基座之间的侧壁的。该容器还包括内部主体，该内部主体具有开口、封闭的基座以及设置在该开口与基座之间的侧壁，形成用于在其中储存流体的内部容积。外侧壁和内侧壁围绕中心轴线定位。内部主体具有上部、下部和中间部分，该中间部分具有垂直于中心轴线的横截面区域，该横截面区域小于垂直于上部的中心轴线的横截面区域和垂直于下部的中心轴线的横截面区域。内部主体开口与外部主体开口相互连接，并且内部主体布置在外部主体内，使得内部主体和外部主体在它们之间形成空隙。

所述外部主体可以包括上部、下部和中间部分，并且所述中间部分可以具有垂直于所述中心轴线的横截面区域，该横截面区域小于垂直于所述上部的中心轴线的横截面区域和垂直于下部的中心轴线的横截面区域。

内部主体和/或外部主体的横截面区域可以包括直径。

该空隙可以被抽真空。所述空隙可以填充有低热活性的气体，例如空气、氧气、一氧化碳或二氧化碳。

扩散器保持元件可以联接至所述内部主体的基部。

当结合附图阅读时，通过参考以下详细描述将最佳地理解本公开。

附图说明

相对于以下描述和附图，将更好地理解本文公开的各个实施方案的这些和其他特征以及优点，其中：

图1是包括盖和主体的容器的上部透视图，将盖与主体分开；

图2是容器的剖视图，其中盖连接到主体，扩散器盒连接到主体内的保持壁；

图3是主体；扩散器盒和保持壁的剖视图；

图4是扩散器盒和保持壁的放大剖视图，以及主体的放大的局部剖视图；

图5是示出在组装主体期间内部元件插入到外侧壁中的剖视图；

图6是扩散器盒的上部透视图；

图7是扩散器盒的下部透视图；

图8是扩散器盒的局部剖开的上部分解透视图，该扩散器盒适于嵌套在位于主体内的保持壁内；

图9是示出了与扩散器盒啮合的工具的局部剖开的上部透视图，其中，扩散器盒与保持壁啮合；并且

图10至图12示出了将工具连接至扩散器盒并使用该工具将扩散器盒从主体移除的序列。

在整个附图和详细描述中使用共同的附图标记来指示相同的元件。

具体实施方式

现在参考附图，其中显示是为了说明本公开的优选实施方案，而不是为了限制本公开的优选实施方案，示出了用于容纳饮用流体例如水、运动饮料、茶、咖啡等的双壁容器10。在容器10中并入双壁可以提供隔热间隙或屏障，该隔热间隙或屏障至少部分地围绕内部流体保持腔室延伸。容器10的双壁的轮廓可以形成为提供期望的，符合人体工程学的外部构造，同时最大化内部流体保持腔室的体积并促进期望的流动特性，这将在下面更详细地描述。

图1示出了容器10，其通常包括主体12和可连接至主体12的盖14。主体12包括围绕中心轴线18设置的开口16，开口16被构造为允许用饮用流体填充主体12，以及从主体12分配饮用流体。盖14可以连接到主体12以封闭开口16，并且可以从主体12上取下盖14以露出开口14。盖14和主体12可以通过螺纹啮合选择性地彼此连接。盖14可包括手柄或带子15，以在将盖14连接到主体12上时便于抓握或保持住容器10。

现在参考图2和图3，其示出了容器10的剖视图以示出容器10的各种内部结构特征，包括主体12的双壁构造，以及能够与容器10中的流体相互作用以处理流体的可移除地拆卸的扩散器盒20。首先将讨论主体12的细节，然后是扩散器盒20的讨论。

容器10的主体12包括外部元件22和耦合到外部元件22的内部元件24。外部元件22可以包括外基座26和从外基座26延伸的外侧壁28。外基座26可以形成容器10的外基座，而外侧壁28可以形成容器10的外部侧部。外基座26可大体垂直于中心轴线18延伸，而外侧壁28可围绕中心轴线18。外侧壁28的轮廓可形成为包括略微弯曲的构造，这导致外侧壁28具有可变的直径。就这一点而言，外侧壁28的直径可以包括邻近外基座26的第一直径OD1，在外侧壁28的中部处的第二直径OD2，以及邻近外侧壁28的上端部的第三直径OD3，例如与外基座26相对。外侧壁28被配置为使得第二直径OD2小于第一直径OD1和第三直径OD3，这导致外侧壁28的中部具有外部凹形构造。外侧壁28的凹面还可以提供符合人体工程学的构造，以利于手动抓紧容器。由外侧壁28的直径的变化引起的曲形构造也可以增强容器的外观。

外部元件22可以另外在容器10的上端包括外颈部30。外颈部30可以与外侧壁28一体地形成，并且可以比外侧壁28窄。外颈部30可以构造成包括一个或多个螺纹32和肩部34。螺纹32可与盖14上的相应螺纹啮合，使得盖14可沿一个方向旋转以呈现闭合位置，并沿相反的方向旋转以从闭合位置过渡到脱离位置。当盖14处于闭合位置时，盖14的底边缘36可与肩部34啮合。

外基座26、外侧壁28和外颈部30可共同限定外腔38或外部元件22内的空隙，外腔38或外部元件22内的空隙的重要性将在下面更详细地说明。

内部元件24连接到外部元件22并且小于外部元件22，这允许内部元件24驻留在外部元件22的外腔38内。如下面将更详细解释的，内部元件元件24和外部元件22可构造成在内部元件24和外部元件22之间限定间隙40，以促进容器的热绝缘。

内部元件24可以限定用于存储诸如水的饮用流体的内部腔42。这样，容器10的流体存储能力可以由内部元件24的内部腔42限定。内部元件24可以包括内基座44和从内基座44延伸的内侧壁46，其中内基座44和内侧壁46共同限定了内部腔42。内基座44可以形成内部腔42的内基座，而外侧壁28可以形成内部腔42的内部侧部。内基座44可以可大体上垂直于中心轴线18延伸，而内侧壁46可环绕中心轴线18。

内侧壁46的轮廓可形成为包括略微弯曲的构造，这导致内侧壁46具有可变的直径。就这一点而言，内侧壁46的直径可包括邻近内基座44的第一直径ID1，在内侧壁46的中部处的第二直径ID2，以及邻近内侧壁46的上端部分的第三直径ID3，例如与内基座44相对。内侧壁46被配置为使得第二直径ID2小于第一直径ID1和第三直径ID3，这导致外侧壁28的中部具有外部凹形构造和内部凸形构造。

内侧壁46的曲率可以比外侧壁28的曲率稍微更明显，这可以导致沿着容器的高度在不同横截面上的间隙40的尺寸的变化性。特别地，内侧壁46的第一直径/第二直径的比(ID1/ID2)可以大于外侧壁28的第一直径/第二直径的比(OD1/OD2)。换言之，内侧壁46的第一直径ID1和第二直径ID2之间的大小差可以大于外侧壁28的第一直径OD1和第二直径OD2之间的大小差。内侧壁46的凹面可以旨在通过在内侧壁46和外侧壁28之间提供足够的间隙40来保持隔热，同时还提供增强的流体存储能力和增强的流体通过扩散器盒20的流动，这将在下面更详细地描述。

内部元件24可另外在容器的上端包括内颈部48。内颈部可以与内侧壁46一体地形成，并且可以比内侧壁46窄。内基座44、内侧壁46和内颈部48可以共同限定内部腔42。

根据一个实施例，容器10包括连接到内部元件24，特别是内基座44的保持壁50。保持壁50至少通过在内基座44与外基座26之间延伸的热间隙40与外基座26间隔开。保持壁50可包括直径小于内侧壁46的圆柱形部分，以便在保持壁50与内侧壁46之间产生间隙或空隙。扩散器盒20可拆卸地固定/啮合到保持壁50上，并且可以包括矿物剂珠52或可以与主体12中容纳的流体相互作用并对其进行处理的其他材料。矿物剂珠52被固定在盒20内，从而不从盒20中脱出并进入主体12的空隙中。示例性的盒20为圆柱形，尽管本领域技术人员将容易理解，盒20可以采用其他形状，包括但不限于限于球形、长方体形或任何其他形状。

在组装主体12之前，可以将外基座26与外侧壁28分离，并且可以将内基座44与内侧壁46分离。保持壁50可以通过焊接、机械紧固件或使用本领域已知的粘合剂与内基座44连接。内基座44可以被焊接或以其他方式附接到内侧壁46，使得内部元件24处于图5所示的组装构造中。

然后将组装好的内部元件24插入外侧壁28中。为了适应这种插入，内部元件24的穿过外部元件22的最窄部分的部分的直径小于外部元件22的最窄部分的直径。使内部元件24前进穿过外侧壁28，直到内部元件24的上边缘45邻近于外部元件22的上边缘47为止，并且优选地，上边缘45、47形成基本齐平的共面关系。内颈部48可以被焊接或以其他方式固定到外颈部30，以优选地在它们之间形成不透流体的密封。外基座26可固定到外侧壁28以覆盖外部元件22的底部。小孔可保留在外部元件22中，例如在外基座中，以允许对形成在外部元件22和内部元件24之间的间隙40施加真空，以增强容器10的热绝缘。一旦施加真空，用于施加真空的孔可以被覆盖或盖住，以保持容器10内的真空。

如在上面所述，主体12被配置为与盒20一起使用，盒20可以包括形成在其中的多个穿孔54。可以相对于矿物珠52确定穿孔54的尺寸，以将矿物珠52保持在盒20内，同时允许珠52浸入主体12内所包含的水/流体中。图中所示的穿孔54以行和列布置，尽管穿孔54可以以任何布置或图案形成在盒20上。附图中所示的盒20是两部分式组件，具有上部主体56和与上部主体56啮合的下部主体58。盒20的两部分构造在制造盒20期间便于过滤珠52的插入。下部主体58包括在其上形成有孔的端壁以及从该端壁延伸并与上部主体56啮合的环形壁。上部主体56包括容纳下部主体58的开口端部，上部主体56具有邻近开口端部的略微减小的直径，以便与下部主体58啮合并保持下部主体58。形成在示例性盒上的穿孔54形成在上部主体56和下部主体58中。根据一个实施方案，盒20限定的外径优选地在0.5-2.0英寸之间，并且更优选地等于大约1.125英寸。此外，盒20的高度优选地在1.0-3.0英寸之间，并且更优选地等于大约1.6875英寸。

盒20适于与保持壁50啮合，该保持壁50构造成允许盒20与保持壁50选择性地啮合，以将盒20固定到主体12。盒20和保持壁50被构造成，当盒20被嵌套在保持腔32中以便在使用者反复地倾倒主体12以饮用容纳在其中的水时将盒20保持在主体12内时，彼此充分啮合。在这方面，盒20和保持壁50可适于通过摩擦密封配合、弹簧型凸片35、锁定边缘等来产生这种啮合。

本公开的一方面旨在当盒20保持在主体12内时促进流体流过盒20。特别是，内部元件24在其下端部分的加宽，该下端部分包括围绕盒20的部分，可以允许更多的水滞留并流过盒20以及围绕盒20流动。通过在主体12的不同高度处的两个不同的横截面平面内比较主体12的构造，可以示出内部元件的加宽。在图3中，平面1被标识为位于主体的下端部，从而穿过盒20，而平面2被标识为位于主体的中间区域或中部并且在盒20上方间隔开。在平面1中，内部腔42可占据外部腔38的90-96％，而间隙40可占据外部腔38的剩余4-10％。在一种特定的实施方式中，关于平面1，内部腔42可占据外部腔38的大约95％，而间隙40可占据外部腔38的剩余的大约5％。在平面2内，内部腔可占据外部腔38的80-90％，而间隙40可以占据外部腔38的剩余的10-20％。在一个特定的实施方式中，对于平面2，内部腔可以占据外部腔38的大约84％，而间隙40可以占据外部腔38的剩余的大约16％。

当将平面1内的主体12的构造与平面2内的主体12的构造进行比较时，邻近于主体12的下端部分的内部元件24的加宽导致平面1内的主体12，相对于主体12的在平面2内的那部分，具有用于增加流体容量的较大部分，而主体12的较小部分用于绝热。

围绕盒20的内部元件24的直径增大可使得，当主体12充满水时，允许更多的水流过盒20并在盒20周围流动。在这点上，进入的水的流动可能在主内部腔42的底部引起湍流，这可能导致流体流过盒并在盒周围流动。围绕盒20的增大的体积可以使盒20处或附近的水的湍流区域保持更长的时间，从而促进流过盒20的流动。此外，当倾斜主体12以从主体12中饮用水时，水可以流过盒20并围绕盒20流动。

根据一个实施方案，可以通过使用工具60将扩散器盒20插入容器10中或从容器10中取出。工具60可以是细长的并且由多个单独的工具元件形成，工具元件包括底部元件62、中间元件64和顶部元件66，它们被配置为彼此可拆卸地啮合。工具60被配置为使得工具60可以由个人手动操纵或握持以将扩散器盒20插入到主体12中或从主体12移除扩散器盒20，工具60被配置为允许个人的手在整个插入或移除过程中保持在主体12的外部。在这方面，工具60和扩散器盒20共同限定长度，该长度大于保持壁50与主体12的顶部之间的距离，这允许当工具60与扩散器盒20啮合并且扩散器盒20嵌套在保持壁50内时，工具60的部分延伸超出主体24。

底部元件62适于与扩散器盒20和中间元件64对接。沿直径相对的一对切口68形成在底部元件62中，以促进与扩散器盒20的啮合。特别地，扩散器盒20可包括一对沿直径相对的凸块或突出部70，其可容纳在相应的切口68中以将底部元件62可操作地联接到扩散器盒20。

为了将扩散器盒20插入主体12中，使用者可以通过将中间元件64与底部元件62和顶部元件66连接来组装工具60。一旦组装了工具60，则使用者可以通过将形成在底部元件62上的切口68与形成在扩散器盒20上的凸块70对准来将扩散器盒20附接到工具60。使用者可将工具60推进到盒20上方，以允许凸块70穿过相应切口68的轴向段50。工具60可沿第一方向旋转以允许凸块70穿过相应的切口68。一旦凸块70穿过轴向段和径向段50、54，扩散器盒20就附接到工具60上。

然后通过将工具60保持在顶部元件66处并且将工具60的扩散器盒20和底部元件62与主体12的开口对准来将扩散器盒20插入主体12中。使用者将工具/盒组件下放到主体12中，直到扩散器盒20到达固定壁50。当扩散器盒20与保持壁50对准时，使用者将工具60压入/推入其中，直到扩散器盒20嵌套在保持壁50内。一旦扩散器盒20被固定/嵌套在保持壁50内，则使用者沿与第一方向相反的第二方向旋转工具60，然后提起工具60，这使得凸块70向后退回通过形成在底部元件62中的切口68，并且使工具60与扩散器盒20脱离。然后将工具60从主体12上完全移除，并且使用者可以在扩散器盒20固定在主体12中的情况下继续使用主体12。

为了拆卸扩散器盒20，如果工具60被拆卸，则使用者如上所述再次组装工具60。然后将组装好的工具60插入主体12中，直到底部元件62到达扩散器盒20。然后，使用者旋转工具60以使切口68与凸块70对准。一旦凸块70对准，则使用者向下按压，然后沿第一方向旋转工具60，以使凸块70穿过切口68，并最终将工具60固定到扩散器盒20。然后，使用者用一只手握住主体12，然后拉动工具60以克服将扩散器盒20保持到保持壁50上的啮合力，从而将扩散器盒20从保持壁50释放。使用者然后从主体12拉出工具/盒组件，直到工具60和扩散器盒20被从主体12上完全移除。

以上描述引用了扩散器盒用于处理饮用流体的用途。有关使用扩散器盒以及扩散器盒和保持壁之间相互作用的更多信息，请参阅2017年6月27日授予Ayres等人的标题为“Fluid Container with Internal Perforated Compartment(带内部穿孔隔室的流体容器)”的美国专利第9,688,445号，其内容通过引用明确并入本文中。此外，以上描述描述了用于插入和移除扩散器盒的工具的用途。有关工具使用的更多信息，请参阅于2017年6月22日发布的，标题为“Fluid Container Diffuser System and Related Method of Use(流体容器扩散器系统和相关使用方法)”的Ayres，美国专利申请公开第2017/0173769号，其内容通过引用明确并入本文中。

本文中示出的细节仅出于示例性讨论的目的而以示例的方式给出，并且不是为了提供本发明各个实施方案的原理和概念方面的被认为是最有用和易于理解的描述这方面而给出的。在这方面，没有尝试显示比各个实施方案的不同特征的基本理解所必需的更多的细节，结合附图给出的描述使本领域技术人员清楚如何在实践中实施这些方面。