一种固-气-液相变和电磁制冷制热的保温杯的制作方法

本发明属于家用电器，涉及一种固-气-液相变和电磁制冷制热的保温杯。

背景技术：

1、传统的保温杯主要是简单利用真空绝热层所具有的无导热、无对流的低传热特性作为延缓杯内水体的热量向环境耗散这一技术原理，进而达到使水杯内的水得以长时间保温的目的，由于保温杯材质和密封效果的差异，保温效果也有所差异，但100℃的开水降到60℃之间有效的保温时间实际上大都在3到7个小时之内，100℃的开水降到30℃之间的保温时间也不过5到10小时。如果保温期间有水被饮用，保温时间将会非常短。

2、虽然市场上的保温杯已能基本满足人们对水体保温效果的需求，但是实际上还远远不能满足人们对保温效果的理想追求。主要表现在以下三点：

3、1、有效时间内，水温并不都随时随刻属于适合人们饮用的水温；

4、2、对保温杯内的水温不可控，也即达到不是简单的保温，而是根据使用者需求达到对保温杯在30℃到100℃进行主动的既能无极升温又能无极降温的控温目的；

5、3、有效时间内，如果中间有水杯盖被打开，将大大缩短到第二次饮用有效的保温时间。

6、因此，亟需一种能够解决上述问题的节能高效保温杯。

技术实现思路

1、本发明解决技术问题所采取的技术方案是：一种固-气-液相变和电磁制冷制热的保温杯，包括：内胆，内胆的外壁从内向外依序包裹有电磁加热制冷子结构层、固液相变层、气液传热子模块层；电磁加热制冷子结构层采用磁工弧形板制成，磁工弧形板内设有线圈环形电缆结构，电磁加热制冷子结构层被磁化时，磁矩有序度增加，磁熵减小，温度上升，向内胆释放热量；电磁加热制冷子结构层被退磁时，磁矩有序度减少，磁熵增加，温度下降，自内胆吸收热量；固液相变层内填充有固液相变材料，固液相变层吸热放热时产生相变从而存储热量或释放热量；内胆与电磁加热制冷子结构层之间、电磁加热制冷子结构层与固液相变层之间、固液相变层与气液传热子模块层之间分别热传导连接；

2、保温杯还设有电池、控制开关，电池通过控制开关后电连接至线圈环形电缆结构，通过控制开关控制电池向线圈环形电缆结构供电，并将直流电转换为交流电以达到在交流电构造的磁场中顺磁放热、逆磁吸热的效果。

3、优选的，所述电磁加热制冷子结构层与内胆之间设有第一强化换热翅片，电磁加热制冷子结构层与固液相变层之间设有第二强化换热翅片；翅片能够加强对流与导热换热的效果。

4、优选的，所述电磁加热制冷子结构层与固液相变层在竖直面内以模块方式间隔交错设置，电磁加热制冷子结构层模块与固液相变层模块间隔交错贴合在内胆的外壁上；间隔交错设置的电磁加热制冷子结构层与固液相变层能够满足在内胆温度较高时，固液相变层直接相变吸热，电磁加热制冷子结构层磁场逆磁吸热，通过潜热和显热共同散热，从而快速对内胆进行降温。

5、优选的，所述气液传热子模块层自内向外依序设有气液传热内层、气液传热外层，所述气液传热内层内填充有气液相变材料，气液传热外层为真空层，气液传热内层的顶部与气液传热外层的顶部通过气孔连通，气孔处设有控制阀，气液传热内层的底部与气液传热外层的底部通过吸液芯连通，吸液芯通过控制开关电连接至电池；当气孔处的控制阀打开时，热量向气液传热子模块层散热，气-液相变腔内的传热介质受热蒸发，气体分子向上运动，由于此时控制阀为打开状态，气体分子会进入真空层，真空层内气体分子的移动使得真空层的热阻远远变大，因此向壁面向外界环境(热沉)散热，这个过程真空腔的气体分子不断放热，液态分子不断累积，当气孔处的控制阀关闭时，此时真空层内压力大于气液传热内层，吸液芯工作，将真空层内的液体转移回气液传热内层，完成内胆冷却。

6、更优的，所述保温杯包括杯盖、显示屏、温度传感器，温度传感器用于测量内胆的温度，显示屏、温度传感器分别电连接至控制开关；通过在显示屏上预设时间、预设温度，从而控制内胆中的水温。

7、更优的，所述杯盖处设有触点开关，触点开关与控制阀联动，当杯盖盖合时触点开关关闭、控制阀关闭；当杯盖盖合时，气液传热内层与气液传热外层的循环连通通道关闭，提高内胆的保温性能。

8、优选的，所述固液相变层内填充的固液相变材料包括：可复合纳米碳颗粒、多孔石墨泡沫。

9、优选的，所述电磁加热制冷子结构层采用的磁工弧形板制成材料包括：3d过渡金属的合金或化合物。

10、优选的，所述电磁加热制冷子结构层采用的磁工弧形板制成材料包括：lacanamno、lafecosi。

11、本发明的有益效果是：

12、本发明通过气-液-固三相相变以及交变电流构造正磁和反磁场控制磁工弧形板吸热和放热，实现保温杯的快速制冷制热和保温，解决了保温杯适宜温度只能饮用一次和需要冷水冲淋进行降温费水的技术问题，满足了人们对于保温杯内饮水温度可控的需求。

技术特征：

1.一种固-气-液相变和电磁制冷制热的保温杯，其特征在于，包括：内胆(1)，所述内胆(1)的外壁从内向外依序包裹有电磁加热制冷子结构层(2)、固液相变层(3)、气液传热子模块层(4)；

2.根据权利要求1所述的一种固-气-液相变和电磁制冷制热的保温杯，其特征在于，所述电磁加热制冷子结构层(2)与内胆(1)之间设有第一强化换热翅片(8)，所述电磁加热制冷子结构层(2)与固液相变层(3)之间设有第二强化换热翅片(9)。

3.根据权利要求1所述的一种固-气-液相变和电磁制冷制热的保温杯，其特征在于，所述电磁加热制冷子结构层(2)与固液相变层(3)在竖直面内以模块方式间隔交错设置，所述电磁加热制冷子结构层(2)模块与固液相变层(3)模块间隔交错贴合在内胆(1)的外壁上。

4.根据权利要求1所述的一种固-气-液相变和电磁制冷制热的保温杯，其特征在于，所述气液传热子模块层(4)自内向外依序设有气液传热内层(10)、气液传热外层(11)，所述气液传热内层(10)内填充有气液相变材料，所述气液传热外层(11)为真空层，所述气液传热内层(10)的顶部与所述气液传热外层(11)的顶部通过气孔(12)连通，所述气孔(12)处设有控制阀(13)，所述气液传热内层(10)的底部与所述气液传热外层(11)的底部通过吸液芯(14)连通，所述吸液芯(14)通过控制开关(7)电连接至电池(6)。

5.根据权利要求4所述的一种固-气-液相变和电磁制冷制热的保温杯，其特征在于，所述保温杯包括杯盖(15)、显示屏(16)、温度传感器(17)，所述温度传感器(17)用于测量内胆(1)的温度，所述显示屏(16)、温度传感器(17)分别电连接至控制开关(7)。

6.根据权利要求5所述的一种固-气-液相变和电磁制冷制热的保温杯，其特征在于，所述杯盖(15)处设有触点开关(18)，所述触点开关(18)与控制阀(13)联动，当杯盖(15)盖合时触点开关(18)关闭、控制阀(13)关闭。

7.根据权利要求1所述的一种固-气-液相变和电磁制冷制热的保温杯，其特征在于，所述固液相变层(3)内填充的固液相变材料包括：可复合纳米碳颗粒、多孔石墨泡沫。

8.根据权利要求1所述的一种固-气-液相变和电磁制冷制热的保温杯，其特征在于，所述电磁加热制冷子结构层(2)采用的磁工弧形板制成材料包括：3d过渡金属的合金或化合物。

9.根据权利要求8所述的一种固-气-液相变和电磁制冷制热的保温杯，其特征在于，所述电磁加热制冷子结构层(2)采用的磁工弧形板制成材料包括：lacanamno、lafecosi。

技术总结本发明属于家用电器技术领域，涉及一种固‑气‑液相变和电磁制冷制热的保温杯，包括：内胆、电磁加热制冷子结构层、固液相变层、气液传热子模块层，内胆与电磁加热制冷子结构层之间、电磁加热制冷子结构层与固液相变层之间、固液相变层与气液传热子模块层之间分别热传导连接，电池通过控制开关后电连接至线圈环形电缆结构，通过控制开关控制电池向线圈环形电缆结构供电，并将直流电转换为交流电以达到在交流电构造的磁场中顺磁放热、逆磁吸热的效果；本发明实现保温杯的快速制冷制热和保温，解决了保温杯适宜温度只能饮用一次和需要冷水冲淋进行降温费水的技术问题，满足了人们对于保温杯内饮水温度可控的需求。技术研发人员：杜锐,刘明东,胡玉宝,杨肖虎,卢溜,罗昔联,孟祥兆,刘福权,魏相搏受保护的技术使用者：陕西中为能源技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/2