CN203258727U - 一种便携式电热储能装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供的一种便携式电热储能装置，包括外壳体、外壳体内充的储能介质与设于外壳体内的电加热装置，还包括柔性内胆，柔性内胆安装于外壳体上，设于外壳体内，内胆外壁与储能介质接触，内胆内腔与外界大气连通。结构简单合理、使用效果好、保温时间长、安全、适合大批量生产。

Description

一种便携式电热储能装置

技术领域

本实用新型涉及家用生活电器用品技术领域，特别是一种便于携带的电热储能装置。

背景技术

目前，公知的便携式电热储能装置（也称电暖宝）主要有电热饼及电暖袋。电热饼由电热丝、电炉盘、温控开关、保温材料、硬质外壳组成，主要原理是电热丝加热电炉盘，保温材料对电炉盘保温，使之缓缓释放能量，达到取暖的目的，但是电炉盘一般是陶土烧制而成，其比热容小，单位容积储存热量少，保温时间短，温度变化大，使用体验不佳。电暖袋由电加热元件、温度控制元件、水（或其它液体储能介质）、柔性外壳组成，主要原理是电加热元件加热水（或其它液体储能介质），达到温度后控制元件切断电源，电暖袋通过柔性外壳缓慢释放能量，由于其比热容大，单位容积储存热量多，故保温时间较长，使用体验较好。但是，由于比热容大的储能介质，在储热过程中，会伴随体积的急剧变化，故电暖袋使用时，会因为其内部的储能物质受热时体积急剧变化而导致爆炸等事故发生，危及使用者的安全。因此，有必要发明一种安全的、使用体验完美的便携式电热储能器。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种便携式电热储能装置，结构简单合理、使用效果好、保温时间长、安全、适合大批量生产。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种便携式电热储能装置，包括外壳体、外壳体内充的储能介质与设于外壳体内的电加热装置，还包括柔性内胆，柔性内胆安装于外壳体上，设于外壳体内，内胆外壁与储能介质接触，内胆内腔与外界大气连通。

所述的外壳体为刚性材料。

所述的外壳体为柔性材料，且其外壳体强度大于内胆强度。

所述的内胆的开口处设有网罩。

所述的便携式电热储能装置，还包括压力控制装置，压力控制装置检测外壳体内储能介质的压力，在压力超过设定的安全值时关闭电加热装置。

所述的压力控制装置包括定触片、动触片、活动顶杆、隔离密封软膜；活动顶杆一端从外壳体上的开孔伸入内部，隔离密封软膜设于此开孔处，实现密封并隔离活动顶杆与储能介质；活动顶杆另一端与动触片接触；

加热时定触片与动触片接触，外壳体内储能介质的压力推动活动顶杆向外移动，压力超过设定的安全值时顶开动触片，定触片与动触片分开，切断电加热装置的供电电路；关闭电加热装置。

所述的压力控制装置包括压力传感器与控制电路，压力传感器检测储能介质的压力，压力超过设定的安全值时通过控制电路切断电加热装置的供电电路；关闭电加热装置。

所述的电加热装置为金属铠装电热元件。

所述的便携式电热储能装置，还包括温度控制装置，所述的温度控制装置包含温控器与热断路器，温控器检测储能介质温度超过设定的安全值时关闭电加热装置。

所述的储能介质包括液态介质或熔点为40～70℃的固－液相变介质。

由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，本实用新型实施例提供的便携式电热储能装置，结构简单合理、使用效果好、保温时间长、安全、适合大批量生产。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本实用新型实施例提供的便携式电热储能装置的结构示意图1；

图2为本实用新型实施例提供的便携式电热储能装置的结构示意图2；

图3为本实用新型实施例提供的便携式电热储能装置的结构示意图3；

图4为本实用新型实施例提供的便携式电热储能装置的结构示意图4；

图5为本实用新型实施例提供的便携式电热储能装置的压力控制装置结构示意图1；

图6为本实用新型实施例提供的便携式电热储能装置的压力控制装置结构示意图2；

图7为本实用新型实施例提供的便携式电热储能装置的电路原理示意图。

具体实施方式

下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

下面将结合附图对本实用新型实施例作进一步地详细描述。

如图1至图3所示，一种便携式电热储能装置，包括外壳体、储能介质20、电加热装置以及电源插座61等，具体的如图3所示，外壳体侧面设有电器安装区，此区域设有盖板6，电源插座61设于此盖板6处，外壳体内需要充满的储能介质20，储能介质20可以通过设于外壳体上的注入孔31注入，注入后用密封塞4将注入孔31密封。电加热装置设于外壳体内，与电源插座61等相连接，用于加热。

本实用新型在于还包括柔性内胆2，柔性内胆2安装于外壳体上，设于外壳体内，内胆2外壁与储能介质接触，内胆内腔21与外界大气连通。具体的内胆2安装于外壳体的安装孔32处。在内胆2的开口处设有网罩5，具体的网罩5设于安装孔32中，网罩5上设有上下相互错开的网孔，以方便内胆空腔21与外界大气连通又能阻止异物进入内胆空腔21中；这里外壳体包括上壳体3与下壳体1，内胆2固定于上壳体3里面，实际中分为左右壳体或一个整体的外壳体均是本实用新型的保护范围，另外，内胆2可以固定在外壳体任何位置，只要满足内胆2外壁与储能介质接触，内胆内腔21与外界大气连通，均是本实用新型的保护范围。

本例中所述的外壳体为刚性材料，也就是不易变形或变形后不能恢复原状，如金属、硬质塑料、陶瓷等，而内胆2为柔性材料，也就是可以变形且变形后可以恢复原状的材料，如橡胶、软塑料、皮革等。

另外，所述的外壳体也可以使用柔性材料，但此时需要保证其外壳体强度大于内胆2强度。也就是在外壳体内的储能介质20压力升高时内胆2首先发生变形，而外壳体不会发生变形，只要满足这点，均是本实用新型的保护范围。

所述的储能介质20为液态介质或在40～70℃温度下固－液相变介质。材料一般有固相、液相、气相三种状态，相变即为材料的状态发生改变，本实用新型可使用固相与液相材料。

其中，液态介质可以为水或盐水溶液（NaCl水溶液），也可以使用一些矿物油等。

固－液相变介质，要求熔点（相变温度）为40～70℃；可以分为有机或无机相变材料，无机相变材料为结晶水合盐类，包括：

三水醋酸钠，其分子式为C2H3NaO2.3H2O，其熔点为58℃，熔化热(即相变潜热)为265KJ/Kg。在质量相同的情况下，其在熔化吸收的热能约等于将水从20℃加热到80℃时所吸收的热量；是本实用新型优选材料；

十二水磷酸钠（Na2HPO4.12H2O，熔点为40℃，熔化热为265KJ/Kg）；

四水硝酸钙（Ca（NO3）2.4H2O，熔点为47℃，熔化热为153KJ/Kg）。

其它只要符合本专利的使用要求均可选用。

有机的相变储能材料，包括：

石蜡，石蜡因其含碳原子数不同，其熔点、熔化热均有变化，优选熔点为40～64℃，熔化热在240～270KJ/Kg之间的石蜡；是本实用新型优选材料；

十四烷酸（C14H28O2，熔点为53.7℃，熔化热为187KJ/Kg）；

十五烷酸（C15H30O2，熔点为52.5℃，熔化热为178KJ/Kg）；

等只要符合本专利的使用要求均可选用。

所述固相相变材料在低于其熔点时为固态，高于其熔点时为液态，在其熔化时吸收大量的相变潜热，而温度保持不变，同时体积急剧膨胀。故所述相变材料能在温度变化有限的情况下---常温至80℃储存的热能，远大于在上述温度范围内未发生相变的材料并缓慢释放。

以石蜡为例，在其熔化后，处于液态时注入电热储能装置，直至内胆内腔21有部分压缩变形后封好，冷却至常温后相变材料成为固态，内胆内腔21恢复常态。

尽管固相相变材料在熔化时能吸收大量的热，但是体积发生巨大改变，故传统柔性热水袋若使用会发生爆炸，传统电热饼使用则会发生液体泄漏。

使用时，发热元件8加热，储能介质20吸收热量，温度上升，至相变材料的熔点，储能介质20开始熔化，继续吸收热量，温度不变，体积增大。待储能介质20全部溶化后，继续加热，温度上升，至设定温度一，温控器断开，在此过程中，内胆内腔21仍有部分空间未被压缩。故安全可靠。

电热储能器工作时，随着温度升高，大量的热能被储能物质也就是储能介质20吸收，同时，储能介质20的体积膨胀，压力升高，压缩内胆2，使其变形，排出内胆内腔21的气体，使储能介质20的压力保持与外界一致，不至于过高。储能介质20膨胀的体积小于所述内胆内腔21的容积，外壳体几乎不受压力，故不存在爆裂等危险。储能介质20在此过程中，较现有的产品可以多吸收了大量的热能，可保温较长时间。

另外，为了防止加热时间过长，内胆内腔21的气体已经接近排空，内部压力继续升高，储能介质20膨胀的体积接近所述内胆内腔21的容积，如图3所示，本专利为了更好的控制内部压力，还包括压力控制装置7，压力控制装置7检测外壳体内储能介质的压力，在压力超过设定的安全值时关闭电加热装置。设定的安全值应该是出厂时设定好的。

一种方式采用机械式，如图3与图4所示，压力控制装置7设于外壳体下部的加热控制部份安装腔22处，如图5与图6所示，所述的压力控制装置包括定触片71、动触片73、活动顶杆75、隔离密封软膜74；活动顶杆75一端从外壳体上侧壁12上的开孔伸入内部，隔离密封软膜74设于此开孔处，具体的可以是粘接于侧壁12上，粘接于内侧与外侧均可，实现密封并隔离活动顶杆75与储能介质20；活动顶杆75另一端与动触片73接触；具体实例，定触片71上设有定触点76、动触片73设有动触点77；另外，本例中还有一个导向支架72，活动顶杆75设于导向支架72的导向孔中并在其中移动。导向支架72固定于侧壁12上。

正常加热时，定触片71与动触片73接触的，实际是定触点76与动触点77接触，随着温度升高如果内胆内腔21的气体均已经排出，内部压力继续升高，外壳体内储能介质20的压力推动活动顶75杆向外移动，压力超过设定的安全值时顶开动触片73，定触片71与动触片73分开，实际是定触点76与动触点77分开，切断电加热装置的供电电路；关闭电加热装置。保证内部压力不再继续升高，保证安全使用。设定的安全值应该是出厂时设定好的。这里可以由动触片73的弹性与尺寸规格决定，通过改变弹性或尺寸规格调整和控制其开始移动的所受外力，进而来换算成活动顶75所受的压力。

另外，所述的压力控制装置，还可以是电子式的，采用压力传感器与控制电路，压力传感器检测储能介质的压力，压力超过设定的安全值时通过控制电路切断电加热装置的供电电路；关闭电加热装置。这是现有技术常用的技术方案，也是本实用新型的保护范围。

同时，所述的电加热装置优选为金属铠装电热元件8，通过法兰将密封圈11压紧在外壳体的侧壁12上，并与所述侧壁12密封，所述发热元件8的引出端穿过侧壁12到加热控制部份安装腔22。另外，这里还包括温度控制装置，所述的温度控制装置包含温控器9与热断路器10，温控器9采用双金属片突跳式温控器，检测储能介质20的温度，超过设定的安全值时关闭电加热装置，或者控制热断路器10断开供电电路，关闭电加热装置。温控器9与热断路器10均设于加热控制部份安装腔22中。

电热储能器工作时，随着温度升高，大量的热能被储能介质20吸收，同时，储能介质20的体积膨胀。所述储能介质20温度升高到设定温度一（设定的安全值一）时，所述温控器9切断电路。当温度降低时，电热储能器可以重新正常工作。

当所述储能介质20温度升高超过设定温度一时，如所述温控器9由于故障未能切断电路，储能介质20温度超过设定的温度二（设定的安全值二，大于设定的安全值一）时，内部压力继续升高，压力控制装置检测外壳体内储能介质的压力，在压力超过设定的安全值时关闭电加热装置。切断电路。从而将系统压力控制在一定的安全范围内，避免爆炸等危险情况发生。当温度降低，系统内压力降低至设定值以下时，电热储能器可重新正常工作。

当所述储能介质20温度继续升高，到达一危险温度值三（设定的安全值三，大于设定的安全值二），所述温控器9、所述压力控制装置损坏均未能动作，此时，热断路器10熔断，切断电路，避免火灾等危险情况发生。当温度降低时，电热储能器不能正常工作。需更换热断路器10。

具体电路，与接线方式如图7所示，

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种便携式电热储能装置，包括外壳体、外壳体内充的储能介质与设于外壳体内的电加热装置，其特征在于，还包括柔性内胆，柔性内胆安装于外壳体上，设于外壳体内，内胆外壁与储能介质接触，内胆内腔与外界大气连通。

2.根据权利要求1所述的便携式电热储能装置，其特征在于，所述的外壳体为刚性材料。

3.根据权利要求1所述的便携式电热储能装置，其特征在于，所述的外壳体为柔性材料，且其外壳体强度大于内胆强度。

4.根据权利要求1、2或3所述的便携式电热储能装置，其特征在于，所述的内胆的开口处设有网罩。

5.根据权利要求1、2或3所述的便携式电热储能装置，其特征在于，还包括压力控制装置，压力控制装置检测外壳体内储能介质的压力，在压力超过设定的安全值时关闭电加热装置。

6.根据权利要求4所述的便携式电热储能装置，其特征在于，所述的压力控制装置包括定触片、动触片、活动顶杆、隔离密封软膜；活动顶杆一端从外壳体上的开孔伸入内部，隔离密封软膜设于此开孔处，实现密封并隔离活动顶杆与储能介质；活动顶杆另一端与动触片接触；

加热时定触片与动触片接触，外壳体内储能介质的压力推动活动顶杆向外移动，压力超过设定的安全值时顶开动触片，定触片与动触片分开，切断电加热装置的供电电路；关闭电加热装置。

7.根据权利要求4所述的便携式电热储能装置，其特征在于，所述的压力控制装置包括压力传感器与控制电路，压力传感器检测储能介质的压力，压力超过设定的安全值时通过控制电路切断电加热装置的供电电路；关闭电加热装置。

8.根据权利要求4所述的便携式电热储能装置，其特征在于，所述的电加热装置为金属铠装电热元件。

9.根据权利要求4所述的便携式电热储能装置，其特征在于，还包括温度控制装置，所述的温度控制装置包含温控器与热断路器，温控器检测储能介质温度超过设定的安全值时关闭电加热装置。

10.根据权利要求4所述的便携式电热储能装置，其特征在于，所述的储能介质包括液态介质或熔点为40～70℃的固－液相变介质。

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