CN110012646A - 一种散热模块 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种散热模块，设有散热器、储热介质容器和相变储热介质；散热器由上平板和散热翅片构成；相变储热介质为六水氯化钙或低熔点石蜡类常温固液相变材料。制作散热模块时将相变储热介质装在储热介质容器内，将散热翅片插到储热介质容器内，上平板与储热介质容器的上开口对齐经焊接或树脂胶或机械密封连接制成封闭的散热模块。本散热模块结构简单，统一标准制作，产品尺寸规格多，模块化、体积小，储热量大，使用方便，特别适合基于温差发电的小型电器及智能水杯使用。使用时将本散热模块与温差发电器件的冷端连接，使冷端长时间维持在恒定的低温，使温差发电器件冷热二端形成大的温差，实现温差发电器件发电时间更长，输出更大功率的电能。
Description
技术领域
本发明涉及一种散热模块，具体地说是一种特别适合基于温差发电原理制作的小型电器，智能多功能水杯等使用的散热模块。
背景技术
随着科技的发展和人民生活水平的提高，目前已研究并开发各种各样日用品，如基于温差发电原理的热水发电智能水杯、可显示杯内水温的水杯、可在杯体显示各种图案的水杯，还有发光杯、搅拌杯等等，且这些水杯无需使用外接电源，无需更换电池，只通过在水杯内倒入的热水在温差发电器件两端形成的温差，直接将热水的热能转化为电能供自身安装的电路使用，但是市场上的这些产品由于温差发电器件的散热条件还不够好，使温差发电器件产生电能的功率不够大，发电的时间不够长。
由温差发电器件的特性决定了温差发电器件依靠其冷热面的温差产生电能，温差越大则发电功率越大，因此，使温差发电器件冷热二面获得更大的温差并维持长时间温差，是提升温差发电器件输出功率与发电量的关键技术。
现有提高温差发电器件冷热面两端温差的技术分为两大类，一是在温差发电器件冷端增加翅片散热器，散热器与空气接触，以自然对流形式将热量传给空气，但是由于与空气自然对流这种方式散热效率较低，因此需要较大的翅片散热器才能产生理想的效果，由于温差发电杯及小型电器体积有限，限制了散热翅片的体积，散热面积无法做到很大，从温差发电器件冷端传递过来的热量无法快速传递到环境中，因此该类技术无法使温差发电器件冷热二面产生较大的温差。
第二种技术即在温差发电器件冷端放置一个导热介质容置室，导热介质装在此导热介质容置室内。如2018年公开的“热水自动搅拌杯”，申请号为201711034832.5，该技术中所使用的导热介质选用液体导热介质，优选水。该技术的不足之处在于将水或其他液体作为导热介质，由于水或其他液体储热容量有限，其在吸收热量时自身温度会持续升高，使发电片冷热二面温差持续降低，数分钟内发电片的发电量即无法满足电路需求，无法达到长时间发电的效果。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述已有技术中温差发电器件冷热二端的温差快速接近的问题，而提供一种使温差发电器件冷热二面能较长时间维持较大的温差，进而使温差发电器件能提供更长时间更大功率的电能，且适合基于温差发电原理的热水发电智能水杯和小型电器使用的散热模块。
为达到上述目的，本发明采取的措施是：提供一种散热模块，设有散热器、储热介质容器和相变储热介质，所述的相变储热介质盛放在储热介质容器内；
所述的散热器由上平板和散热翅片构成，散热器有二种结构，为上平板和散热翅片一体加工的结构，或为将散热翅片与上平板焊接在一起的连接件结构；所述的上平板下的散热翅片呈放射状有序排列或随机无序间隔排列；
所述的相变储热介质为六水氯化钙或低熔点石蜡类常温固液相变材料。
所述的储热介质容器结构为有上开口的圆筒形、圆环形或矩形体。
所述散热器的上平板形状、尺寸与储热介质容器的上开口形状、尺寸相配套。
所述的散热器的材质为金属，储热介质容器的材质为金属或塑料。
所述的散热模块制作时先将相变储热介质盛放在储热介质容器内，将散热器的散热翅片插到储热介质容器内的相变储热介质中，上平板盖在储热介质容器的上开口处，上平板与储热介质容器的上开口对齐经焊接或树脂胶连接或机械密封制成封闭的散热模块。
本发明中设计的储热介质容器结构为有上开口的圆筒形、圆环形或矩形体，则散热模块为封闭的圆筒形、圆环形或矩形体。
本发明的散热模块与现有的技术相比具有的优点是：
⑴、本发明的散热模块结构简单，体积小，储热量大，能够最大限度地增加散热面积，高效地为温差发电器件解决散热问题。而市场中现有的温差发电、发光水杯中的温差发电器件散热问题大多没有很好地得到解决，本发明的散热模块可解决现有的温差发电器件都存在散热面积小，效率低的问题，可增加温差发电器件发电量和发电时间。
⑵、本发明中设计的散热模块制作简单，为统一标准制作，产品模块化，使用方便，产品多样化、尺寸规格多，有圆筒形、圆环形或矩形体，方便各种结构的基于温差发电原理的热水发电、发光智能水杯以及小型电器选用。
⑶、本发明的散热模块中选用的相变储热介质为六水氯化钙或低熔点石蜡类常温固液相变材料，所述的相变储热介质在固液相变时融化过程基本维持温度不变，且固液相变时介质体积变化率小。当本散热模块与温差发电器件的冷端连接时，可使温差发电器件的冷端长时间维持在恒定的低温，使温差发电器件冷热二端形成大的温差，使温差发电器件输出更大功率的电能。
附图说明
图1为本发明的一种圆筒形散热模块的截面结构示意图。
图2为本发明中的圆筒形储热介质容器结构示意图。
图3为本发明中的上平面为圆形的散热器结构示意图。
图4为图3的散热器倒置时结构示意图。
图5为本发明的一种制作成圆环形的散热模块截面结构示意图。
上述图中：1—散热器；2—储热介质容器；3—相变储热介质；4—上平板；5—散热翅片。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的散热模块作进一步详细的描述，但本发明的实施不限于此。
实施例1：本发明提供一种散热模块，其结构如图1、2、3、4所示，本实施例提供的是一种圆筒形结构的散热模块，设有散热器1、储热介质容器2和相变储热介质3，所述的相变储热介质盛放在储热介质容器内。
如图2所示，本实施例中为圆筒形的储热介质容器，材质为金属。
如图3、4所示，所述散热器1由上平板4和散热翅片5构成，本实施例中所述散热器的材质为金属，散热器的上平板和散热翅片为一体的加工件，通过冷锻工艺制成。散热器的上平板下部带有众多呈放射状排列的散热翅片。
本发明散热模块的制作：先将相变储热介质3盛放在储热介质容器2内；将散热器1扣在储热介质容器2上，散热翅片5插在储热介质容器内的相变储热介质3中；将上平板4在储热介质容器的上开口处盖好，二者对齐并焊接好制成封闭的圆筒形散热模块。
由于散热翅片插在相变储热介质中，这样可使散热器直接向储热介质容器和相变储热介质3传导热能，加强传热效率。
本实施例中相变储热介质3选用低熔点石蜡类常温固液相变材料。
当本实施例的散热模块用于制造基于温差发电原理的热水发电智能水杯时，温差发电器件安装在水杯内胆底部，温差发电器件的热端与内胆下底面连接，吸收内胆热水的热能；温差发电器件的冷端与本发明的散热模块的散热器连接，散热器的上平板吸收温差发电器件冷端发出的热量，传给所有散热翅片和储热介质容器中低熔点石蜡，固态石蜡吸热时逐渐融化为液态，低熔点石蜡依靠其庞大的相变潜热，使整个融化过程温度变化很小，因此维持散热器1的低温，从而使温差发电器件冷端能维持低温，达到使温差发电器件发电功率更大，发电时间更长的效果。当石蜡完全融化之后温度才会明显升高直至温差发电器件冷热端温差变很小终止发电。
实施例2：本发明提供一种散热模块，其结构如图5所示，本实施例提供的是一种外形为圆环形结构的散热模块，设有散热器1、储热介质容器2和相变储热介质3，相变储热介质装在储热介质容器内。所述散热器中有众多散热翅片呈无序间隔状排列焊接在上平板下的连接件，散热器的上平板形状与储热介质容器上开口相配套，均为圆环形结构。所述散热器1的材质为金属，储热介质容器材质为塑料。制作时将圆环形散热器的上平板4扣于圆环形储热介质容器2上，将散热器的上平板与储热介质容器的上开口对齐，通过树脂胶连接制成封闭的散热模块。
本实施例中相变储热介质3选用六水氯化钙，为常温固液相变材料。
当本实施例的散热模块用于制造基于温差发电原理的热水发电智能搅拌杯，由于制造搅拌杯时，需要安装温差发电器件和电机，本实施例圆环形结构的散热模块圆环中央的空间可用于安装电机，而温差发电器件安装在水杯内胆下底面，温差发电器件的热端与内胆下底面连接吸收内胆内热水的热能；温差发电器件的冷端则与本圆环形结构的散热模块的散热器连接，散热器的上平板吸收温差发电器件的冷端发出的热量，传导给所有散热翅片和储热介质容器中六水氯化钙，固态六水氯化钙吸热时逐渐融化为液态，整个融化过程温度变化很小，因此维持散热器1的低温，从而使温差发电器件冷端能维持低温，达到使温差发电器件发电功率更大，发电时间更长的效果。当六水氯化钙融化之后温度才会升高直至温差发电器件冷热端温差变很小终止发电。
实施例3：本发明提供一种散热模块，其结构基本与实施例1相同，不同的仅是储热介质容器为矩形体，散热器1的上平板形状、尺寸与储热介质容器的上开口相配套，均为矩形，散热器和储热介质容器的材质均为金属。散热器的上平板与储热介质容器的上开口对齐后通过机械密封连接。本发明的散热模块用于制作一种具有LED显示屏的智能水杯，在水杯内胆壁与水杯外壳之间安装柔性LED显示屏，利用在杯中倒入的热水，通过温差发电器件发电提供给LED灯电能，使水杯具有发光及在LED显示屏显示文字和图案的功能。所述散热模块所起的功能与实施例1相同。
本发明的散热模块结构简单，使用方便，体积小，产品款式多，制作过程统一标准，产品模块化，使用者可根据不同的用途选择不同的款式及尺寸，特别适用基于温差发电原理的热水发电智能水杯及小型电器使用。
Claims (5)
1.一种散热模块，设有散热器、储热介质容器和相变储热介质，所述的相变储热介质盛放在储热介质容器内；其特征在于：
所述的散热器由上平板和散热翅片构成，散热器有二种结构，为上平板和散热翅片一体加工的结构，或为将散热翅片与上平板焊接在一起的连接件结构；所述的上平板下的散热翅片呈放射状有序排列或随机无序间隔排列；
所述的相变储热介质为六水氯化钙或低熔点石蜡类常温固液相变材料。
2.根据权利要求1所述的散热模块，其特征在于：所述的储热介质容器结构为有上开口的圆筒形、圆环形或矩形体。
3.根据权利要求1所述的散热模块，其特征在于：所述散热器的上平板形状、尺寸与储热介质容器的上开口形状、尺寸相配套。
4.根据权利要求1所述的散热模块，其特征在于：所述的散热器的材质为金属，储热介质容器的材质为金属或塑料。
5.根据权利要求1所述的散热模块，其特征在于：所述的散热模块制作时先将相变储热介质盛放在储热介质容器内，将散热器的散热翅片插到储热介质容器内的相变储热介质中，上平板盖在储热介质容器的上开口处，上平板与储热介质容器的上开口对齐经焊接或树脂胶连接或机械密封制成封闭的散热模块。
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190712 |
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