[實(shí)用新型]基于熱虹吸原理的保溫杯發(fā)電系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201821079907.1
• 申請(qǐng)日: 2018-07-09
• 公開（公告）號(hào): CN209074043U
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 顧吉明;韓東;鄭明瑞;岳晨;蒲文灝;何緯峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): A47G19/22
• 分類號(hào): A47G19/22;H02N11/00;H02J7/32
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 賀翔

一種基于熱虹吸原理的保溫杯發(fā)電系統(tǒng)，屬于傳熱領(lǐng)域。該系統(tǒng)提出將溫差發(fā)電元件（6）應(yīng)用在保溫杯上，其熱端與內(nèi)膽（3）底部緊密接觸，吸收杯中熱水的熱量，冷端與散熱器（7）緊密連接，散熱器（7），流體腔（8）與外殼（4）組成一個(gè)基于熱虹吸原理的傳熱裝置，利用此裝置把冷端熱量傳遞到保溫杯外殼（4）上通過(guò)對(duì)流換熱散發(fā)到周圍環(huán)境中。溫差發(fā)電元件（6）產(chǎn)生的電能被儲(chǔ)存在超級(jí)電容器（12）中用以驅(qū)動(dòng)顯示組件（9），將測(cè)溫元件（10）和重力傳感器（11）測(cè)得的水溫和水量顯示出來(lái)。本專利溫度和水量的顯示解決了傳統(tǒng)保溫杯功能單一的缺點(diǎn)，熱虹吸原理的利用加強(qiáng)了溫差發(fā)電元件冷端散熱量，提高了發(fā)電效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種基于熱虹吸原理的保溫杯發(fā)電系統(tǒng)，特別是溫差發(fā)電技術(shù)冷端熱虹吸原理散熱的方法，屬于傳熱領(lǐng)域。

背景技術(shù)

現(xiàn)在傳統(tǒng)的保溫杯只有儲(chǔ)水與保溫的功能，對(duì)于一下特別的人群，如病人在吃藥時(shí)，有時(shí)需要知道杯中熱水的溫度和水量，這就是傳統(tǒng)保溫杯無(wú)法實(shí)現(xiàn)的功能。再者，長(zhǎng)時(shí)間放置的保溫杯內(nèi)熱水的熱量會(huì)散發(fā)到環(huán)境中，這部分熱量傳統(tǒng)保溫杯無(wú)法得到利用，是一種資源浪費(fèi)。

溫差發(fā)電是一種新型的發(fā)電方式，結(jié)構(gòu)緊湊，沒有震動(dòng)或噪聲，安全無(wú)污染。但是也存在不可忽視的缺陷，在發(fā)電過(guò)程中溫差能利用的最大困難是溫差太小，能量密度太低。所以溫差能轉(zhuǎn)換電能的關(guān)鍵是強(qiáng)化傳熱技術(shù)。溫差發(fā)電雖然有人已經(jīng)提出了用在保溫杯上了，但是沒有很好的設(shè)計(jì)冷端散熱，還沒有人提出過(guò)將熱虹吸管應(yīng)用到保溫杯的溫差發(fā)電冷端散熱上去。

綜上所述，本實(shí)用新型提出一種基于熱虹吸原理的保溫杯發(fā)電系統(tǒng)及方法。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于熱虹吸原理的保溫杯發(fā)電系統(tǒng)。

一種基于熱虹吸原理的保溫杯發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于：包括杯體和杯座；其中杯體包括內(nèi)膽和外殼；其中內(nèi)膽側(cè)壁外表面緊貼有絕熱層；絕熱層與外殼之間為流體腔的環(huán)形通道部分；內(nèi)膽底部和外殼底部之間為流體腔的液體聚集區(qū)。

流體腔液體聚集區(qū)內(nèi)安裝溫差發(fā)電元件和散熱器，其熱端與內(nèi)膽底部緊密接觸從其熱水中吸收熱量，冷端與散熱器的一面緊密接觸，把熱量傳遞給散熱器。

上述流體腔中工質(zhì)是水、或有機(jī)工質(zhì)。流體腔內(nèi)抽真空然后注入工質(zhì)，工質(zhì)的充液量為占整個(gè)流體腔內(nèi)部容積的22～45％，或者工質(zhì)的灌裝液位超過(guò)溫差發(fā)電元件冷端5～60mm；流體腔環(huán)形區(qū)域(蒸汽流動(dòng)區(qū))的流通截面積不宜過(guò)小，流通截面積的大小應(yīng)該以蒸汽流速不能達(dá)到當(dāng)?shù)芈曀贋橐耍@樣可以避免使系統(tǒng)在工作時(shí)產(chǎn)生聲速極限。

上述杯體還安裝有顯示組件；杯座內(nèi)安裝有超級(jí)電容器；內(nèi)膽底部裝有測(cè)溫元件和重力傳感器；顯示組件包含電路板與LED數(shù)碼顯示器，顯示器通過(guò)導(dǎo)線與超級(jí)電容器的輸出端口相連接，超級(jí)電容器的充電端口與溫差發(fā)電元件輸出端口相連接；測(cè)溫元件和重力傳感器與顯示組件中電路板內(nèi)的信號(hào)處理模塊相連接。這樣設(shè)計(jì)可以在不增加保溫杯體積的情況下加裝相關(guān)器件，也可保證測(cè)得的水溫和水量更加準(zhǔn)確。

所述的基于熱虹吸原理的保溫杯發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于：上述外殼的外側(cè)壁面可以加裝半球形突起的肋片，這樣設(shè)計(jì)可以增加外殼與周圍空氣的對(duì)流換熱面積，減小熱阻。

所述的基于熱虹吸原理的保溫杯發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于：上述散熱器可以設(shè)置有針狀肋且肋高與肋間距之比要大于0.1；也可以設(shè)置直肋或者斜肋且肋厚與肋間距之比要大于0.1。這樣設(shè)計(jì)可以增加工質(zhì)與散熱器接觸的面積，減小對(duì)流換熱熱阻，增強(qiáng)換熱效果。

所述的基于熱虹吸原理的保溫杯發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于：上述絕熱層為真空層或保溫材料層,或真空層與保溫材料層的組合。這樣設(shè)計(jì)可以保證杯中熱水熱量只能從內(nèi)膽底部離開，而不會(huì)對(duì)熱虹吸管的工作造成影響。

所述的基于熱虹吸原理的保溫杯發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于：上述保溫材料層的材料導(dǎo)熱系數(shù)范圍是0～0.2W/m·K。