本發(fā)明涉及取暖裝置，特別涉及一種便攜式自動(dòng)控溫取暖裝置。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的取暖方法是用熱水袋、電暖袋或電熱寶。但使用此類產(chǎn)品保暖時(shí)會(huì)因處理不當(dāng)造成燙傷，這主要是因?yàn)樯鲜霰Ｅb置均為顯熱發(fā)熱。材料儲(chǔ)存熱能通常有兩種方式：顯熱和潛熱。顯熱儲(chǔ)存是利用材料的比熱容和材料的溫度變化來(lái)進(jìn)行的；潛熱儲(chǔ)存是利用物質(zhì)在物態(tài)轉(zhuǎn)變過(guò)程中伴隨著能量吸收和釋放而進(jìn)行的，其中潛熱儲(chǔ)存通常比顯熱儲(chǔ)存具有高得多的儲(chǔ)能密度，因此利用材料的潛熱進(jìn)行儲(chǔ)能儲(chǔ)熱具有更為廣闊的前景，其中相變材料就是利用這種潛熱儲(chǔ)能來(lái)進(jìn)行儲(chǔ)熱。

目前相變儲(chǔ)能材料已經(jīng)成為材料科學(xué)研究的熱門，實(shí)驗(yàn)室中研制出的新材料層出不窮，但是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)的卻為數(shù)不多，這些新材料普遍存在著原料成本高、制備工藝復(fù)雜、使用不便、產(chǎn)品壽命短等缺陷。目前使用的取暖裝置中的相變材料主要是利用鹽的過(guò)飽和溶液凝結(jié)放熱的原理。飽和溶液是溶液中的溶質(zhì)的濃度與其可溶質(zhì)量相等時(shí)所形成的溶液；而當(dāng)溶液中的濃度比其可溶性還要高時(shí)，此時(shí)的溶液便稱為過(guò)飽和溶液。市面上的暖手袋中的液體就是醋酸鈉過(guò)飽和溶液，由于過(guò)飽和溶液的濃度太高而導(dǎo)致其很不穩(wěn)定。因此，當(dāng)對(duì)其進(jìn)行輕微擾動(dòng)時(shí)，便可使溶液結(jié)晶，從而放出熱量。這樣的暖手寶中一般會(huì)放置一個(gè)金屬片，當(dāng)需要取暖時(shí)，輕輕撥動(dòng)金屬片便可進(jìn)行使用。當(dāng)使用完畢之后，可以將其放入沸水中進(jìn)行加熱，又可重復(fù)利用。但是，這種暖手寶在加熱之后會(huì)析出有毒物質(zhì)，因此，安全性有待思考。

同時(shí)，現(xiàn)在的取暖裝置普遍為高壓充電，且充電位置在固定場(chǎng)所如家里、工作地點(diǎn)等地，導(dǎo)致使用受限。

由于上述原因，本發(fā)明人對(duì)現(xiàn)有的取暖裝置進(jìn)行了研究，以便設(shè)計(jì)出能夠解決上述問(wèn)題的一種便攜、安全的取暖裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明人進(jìn)行了銳意研究，設(shè)計(jì)出一種取暖裝置，該取暖裝置采用新型相變材料作為儲(chǔ)能材料，保溫持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，配備低電壓移動(dòng)電源便于攜帶充電，降低了充電、取暖對(duì)地點(diǎn)的依賴性，從而完成本發(fā)明。

本發(fā)明的目的在于提供以下技術(shù)方案：

1、一種便攜式取暖裝置，所述取暖裝置包括供電單元、加熱單元1和溫控系統(tǒng)。

2、根據(jù)上述1所述的取暖裝置，其中，

所述供電單元與加熱單元1連接，向加熱單元1提供電能，其包括變壓元件2以及與變壓元件2可拆卸相連的移動(dòng)電源3，

所述變壓元件2與外部高壓電源相連，通過(guò)變壓元件2中的變壓器將外部高電壓轉(zhuǎn)化為低電壓，和/或

所述移動(dòng)電源3包括電源殼體和位于電源殼體內(nèi)部的充電電池，移動(dòng)電源3可在加熱單元1移動(dòng)的情況下對(duì)加熱單元1供電。

3、根據(jù)上述2所述的取暖裝置，其中，所述電源殼體上設(shè)有開關(guān)元件31和充電指示燈32，所述開關(guān)元件31控制移動(dòng)電源3向加熱單元1的電輸出，所述充電指示燈32顯示移動(dòng)電源3的工作狀態(tài)。

4、根據(jù)上述2所述的取暖裝置，其中，所述電源殼體上設(shè)置USB接口33，所述USB接口33可與外部設(shè)備連接，將移動(dòng)電源3的電能傳輸至外部設(shè)備。

5、根據(jù)上述1所述的取暖裝置，其中，所述加熱單元1與移動(dòng)電源3電連接，其包括保溫外殼11、加熱元件12和儲(chǔ)能元件13，

所述保溫外殼11套設(shè)于加熱單元1外，對(duì)加熱單元1進(jìn)行防護(hù)和保溫，所述加熱元件12置于保溫外殼11內(nèi)部，將電能轉(zhuǎn)化成熱能以向儲(chǔ)能元件13提供熱量，所述儲(chǔ)能元件13為內(nèi)部封裝保溫材料的袋裝結(jié)構(gòu)，儲(chǔ)能元件13包覆在加熱元件12外，進(jìn)行熱量的吸收和傳遞。

6、根據(jù)上述1所述的取暖裝置，其中，所述加熱單元1中的保溫外殼11、加熱元件12和儲(chǔ)能元件13之間為可拆卸連接，

所述保溫外殼11為具有固定外形的箱式保溫外殼，或外形可變的袋式保溫外殼，保溫外殼11上設(shè)有可供其往復(fù)開合以取放加熱元件12和儲(chǔ)能元件13的連接件。

7、根據(jù)上述1所述的取暖裝置，其中，所述溫控系統(tǒng)包括測(cè)溫元件和溫度控制元件，所述測(cè)溫元件位于加熱單元1內(nèi)，以測(cè)定加熱單元1內(nèi)部溫度，并將溫度信號(hào)傳送至溫度控制單元，

溫度控制元件位于移動(dòng)電源3的電源殼體內(nèi)，其接收測(cè)溫元件的溫度信號(hào)，并與設(shè)定溫度進(jìn)行比較，控制加熱單元1加熱狀態(tài)。

8、根據(jù)上述7所述的取暖裝置，其中，所述測(cè)溫元件為溫度傳感器，其型號(hào)為L(zhǎng)M35；

所述溫度控制元件為集成電路板，其包括控溫電路41、加熱電路42和外部設(shè)備充電電路43，

其中，控溫電路41控制加熱電路42的導(dǎo)通或斷開，外部設(shè)備充電電路43將電壓轉(zhuǎn)換后電輸出至USB接口33以對(duì)外部設(shè)備充電。

9、根據(jù)上述8所述的取暖裝置，其中，

在控溫電路41中，經(jīng)變壓元件2轉(zhuǎn)化后的低壓電源與測(cè)溫元件相連，測(cè)溫元件的信號(hào)輸出端與比較器的正極輸入端相連；電位器與比較器的負(fù)極輸入端相連；固態(tài)繼電器與比較器的輸出端相連，通過(guò)控制固態(tài)繼電器的導(dǎo)通或斷開進(jìn)而控制加熱電路42的導(dǎo)通或斷開。

10、根據(jù)上述8所述的取暖裝置，其中，加熱電路42包括兩并聯(lián)連接的保護(hù)電阻和加熱電阻，保護(hù)電阻與充電指示燈32串連，使通過(guò)充電指示燈32的電流為低電流，加熱電阻將電能轉(zhuǎn)化成熱能，

其中，所述保護(hù)電阻的阻值為800Ω～1200Ω，所述加熱電阻的阻值為0.5Ω～1.5Ω。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種便攜式取暖裝置，具有以下有益效果：

(1)安全：本發(fā)明裝置采用12V輸出電壓，安全可靠，不會(huì)產(chǎn)生觸電危險(xiǎn)；相變材料熔點(diǎn)低，一般可接觸到的溫度為60℃左右，是人體可適應(yīng)溫度，更適合人體保暖，即便相變材料漏出也不會(huì)燙傷人體，且產(chǎn)品加有測(cè)溫裝置，溫度達(dá)到60℃，即停止加熱；

(2)保溫時(shí)間長(zhǎng)：本發(fā)明裝置采用長(zhǎng)鏈醇類相變材料為保溫材料，儲(chǔ)能較多，散熱慢，可持續(xù)很長(zhǎng)的保溫時(shí)間(常溫下可持續(xù)保溫6-7小時(shí))，節(jié)約能源，減少充電頻率；

(3)充電快速：本發(fā)明裝置采用長(zhǎng)鏈醇類相變材料為保溫材料，加熱時(shí)間比一般暖手寶所用時(shí)間短，加熱速度快，可在很短時(shí)間內(nèi)完成加熱；

(4)方便；本發(fā)明裝置除直接充電加熱外，其儲(chǔ)蓄的能量還可以用于蓄電池充電，適合遠(yuǎn)途使用，且外觀小巧可愛，包裝美觀大方，攜帶方便。

附圖說(shuō)明

圖1示出本發(fā)明中便攜式取暖裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2示出根據(jù)本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施方式的變壓元件與外部高壓電源連接示意圖；

圖3示出根據(jù)本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施方式的加熱單元結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4示出根據(jù)本發(fā)明另一種優(yōu)選實(shí)施方式的加熱單元結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5示出根據(jù)本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施方式的溫控系統(tǒng)的電路圖。

附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明：

1-加熱單元；

11-保溫外殼；

12-加熱元件；

13-儲(chǔ)能元件；

2-變壓元件；

3-移動(dòng)電源；

31-開關(guān)元件；

32-充電指示燈；

33-USB接口；

41-控溫電路；

42-加熱電路；

43-外部設(shè)備充電電路。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將隨著這些說(shuō)明而變得更為清楚、明確。

如圖1所示，本發(fā)明的目的是提供一種便攜式取暖裝置，該裝置包括供電單元、加熱單元1和溫控系統(tǒng)；

所述供電單元與加熱單元1連接，向加熱單元1提供電能，其包括變壓元件2和與變壓元件2可拆卸相連的移動(dòng)電源3。

如圖1和圖2所示，所述變壓元件2與外部高壓電源相連，通過(guò)變壓元件2中的變壓器將外部高電壓轉(zhuǎn)化為低電壓。所述外部高電壓普遍為220V，轉(zhuǎn)化后的低電壓為12V，其直接向移動(dòng)電源3供電。轉(zhuǎn)化后的低電壓遠(yuǎn)小于人的安全電壓36V，降低了發(fā)生觸電的可能性。

進(jìn)一步地，變壓元件2中設(shè)有橋式整流器，橋式整流器通過(guò)兩兩對(duì)接的四個(gè)二極管將通過(guò)變壓元件2的交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姟?/p>

本發(fā)明中，移動(dòng)電源3包括電源殼體和位于電源殼體內(nèi)部的充電電池，移動(dòng)電源3可在加熱單元1移動(dòng)的情況下對(duì)加熱單元1供電。電源殼體上設(shè)有開關(guān)元件31和充電指示燈32，所述開關(guān)元件31控制移動(dòng)電源3向加熱單元1的電輸出，所述充電指示燈32顯示移動(dòng)電源3的工作狀態(tài)。本發(fā)明中，對(duì)充電電池的種類不做限定，滿足使用要求即可。

進(jìn)一步地，電源殼體上設(shè)置USB接口33，所述USB接口33可與外部設(shè)備連接，將移動(dòng)電源3的電能傳輸至外部設(shè)備，用于蓄電池的充電，如連接手機(jī)后對(duì)手機(jī)電池充電。

本發(fā)明中，加熱單元1與移動(dòng)電源3電連接。所述加熱單元1包括保溫外殼11、加熱元件12和儲(chǔ)能元件13。所述保溫外殼11套設(shè)于加熱單元1外，對(duì)加熱單元1進(jìn)行防護(hù)和保溫，其具備導(dǎo)熱性小、耐高溫、重量輕的特點(diǎn)。所述加熱元件12置于保溫外殼11內(nèi)部，將電能轉(zhuǎn)化成熱能以向儲(chǔ)能元件13提供熱量。所述儲(chǔ)能元件13為內(nèi)部封裝保溫材料的袋裝結(jié)構(gòu)，儲(chǔ)能元件13包覆在加熱元件12外，用于熱量的吸收和傳遞。其中，所述保溫材料為相變材料，優(yōu)選為長(zhǎng)鏈醇類相變材料。長(zhǎng)鏈醇類相變材料熔點(diǎn)低，相變溫度為60℃左右，是人體可適應(yīng)溫度，更適合人體保暖，即便相變材料漏出也不會(huì)燙傷人體。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，加熱單元1中保溫外殼11、加熱元件12和儲(chǔ)能元件13之間為可拆卸連接，便于各元件的更換或取放。加熱完成后，可將加熱元件12取出，直接通過(guò)帶有保溫外殼11的儲(chǔ)能元件13取暖；或者將儲(chǔ)能元件13取出，直接或外套其它袋體后進(jìn)行取暖。

在進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述保溫外殼11為具有固定外形的箱式保溫外殼，或外形可變的袋式保溫外殼。保溫外殼11上設(shè)有可供其往復(fù)開合的連接件，如保溫外殼11為高分子纖維材料的保溫袋時(shí)，連接件可為拉鏈或紐扣。

如圖3所示，所述加熱元件12為一個(gè)或多個(gè)內(nèi)部纏繞有電阻絲的加熱片，儲(chǔ)能元件13與加熱元件12呈層狀間隔排列。

如圖4所示，儲(chǔ)能元件13的尺寸較加熱元件12大，加熱元件12插入儲(chǔ)能元件13折疊而成的層狀結(jié)構(gòu)中，以增大加熱元件12與儲(chǔ)能元件13的接觸面積。

本發(fā)明中，溫控系統(tǒng)包括測(cè)溫元件和溫度控制元件，所述測(cè)溫元件位于加熱單元1內(nèi)，以測(cè)定加熱單元1內(nèi)部溫度，并將溫度信號(hào)傳送至溫度控制單元。優(yōu)選地，所述測(cè)溫元件為溫度傳感器，優(yōu)選為L(zhǎng)M35溫度傳感器。

溫度控制元件位于移動(dòng)電源3的電源殼體內(nèi)，其接收測(cè)溫元件的溫度信號(hào)，并與設(shè)定溫度進(jìn)行比較，控制加熱單元1加熱狀態(tài)。

如圖5所示，所述溫度控制元件為集成電路板，其包括控溫電路41、加熱電路42和外部設(shè)備充電電路43，其中，控溫電路41控制加熱電路42的導(dǎo)通或斷開，外部設(shè)備充電電路43將電壓轉(zhuǎn)換后電輸出至USB接口33以對(duì)外部設(shè)備充電。

在控溫電路41中，經(jīng)變壓元件2轉(zhuǎn)化后的低壓電源(如12V)與測(cè)溫元件(如LM35溫度傳感器)的1腳和3腳相連。測(cè)溫元件的信號(hào)輸出端(2腳)與比較器的正極輸入端相連，以將測(cè)溫元件的溫度信號(hào)傳輸至比較器的正極輸入端；比較器的負(fù)極輸入端與電位器R2連接，通過(guò)電位器R2改變負(fù)極輸入端的電位，即通過(guò)電位器R2改變加熱溫度閾值；比較器的輸出端與固態(tài)繼電器(SSR)相連，以控制其導(dǎo)通或斷開。當(dāng)比較器的正極輸入端的電壓高于負(fù)極輸入端的電壓時(shí)，比較器的輸出端輸出高電平，固態(tài)繼電器導(dǎo)通，可向加熱電路42供電啟動(dòng)加熱；當(dāng)比較器的正極輸入端的電壓低于負(fù)極輸入端的電壓時(shí)，輸出低電平，固態(tài)繼電器斷開，停止向加熱電路42供電。優(yōu)選地，所述比較器的型號(hào)為L(zhǎng)M393。

優(yōu)選地，經(jīng)變壓元件2轉(zhuǎn)化后的低壓電源與穩(wěn)壓元件相連，所述穩(wěn)壓元件包括穩(wěn)壓電阻R1和穩(wěn)壓二極管，用于穩(wěn)定控溫電路41中的電壓。優(yōu)選地，所述穩(wěn)壓二極管的型號(hào)為ICL8069，穩(wěn)壓電阻R1為阻值較大的電阻，優(yōu)選其電阻為400Ω～600Ω。

所述加熱電路42的電輸入端與經(jīng)變壓元件2轉(zhuǎn)化后的低壓電源的正極相連，電輸出端經(jīng)固態(tài)繼電器與低壓電源的負(fù)極相連。加熱電路42包括兩并聯(lián)連接的保護(hù)電阻R3和加熱電阻R4，其中，保護(hù)電阻R3與充電指示燈32(如LED燈)串連，使通過(guò)充電指示燈32的電流為低電流。加熱電阻R4將電能轉(zhuǎn)化成熱能，用于產(chǎn)生熱量。所述保護(hù)電阻R3為大阻值的電阻，優(yōu)選其電阻為800Ω～1200Ω。所述加熱電阻R4為小阻值的電阻，優(yōu)選其阻值為0.5Ω～1.5Ω。

所述外部設(shè)備充電電路43上連接有電壓轉(zhuǎn)換芯片(如7805芯片)，電壓轉(zhuǎn)換芯片的輸入端(1腳)與低壓電源的正極相連，接地端(2腳)與低壓電源的負(fù)極相連，其輸出端(3腳)連接至USB接口33。USB接口33電壓為5V。優(yōu)選地，所述電壓轉(zhuǎn)換芯片的型號(hào)為7805。

在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，術(shù)語(yǔ)“上”、“下”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于本發(fā)明工作狀態(tài)下的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

以上結(jié)合了優(yōu)選的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說(shuō)明，不過(guò)這些實(shí)施方式僅是范例性的，僅起到說(shuō)明性的作用。在此基礎(chǔ)上，可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行多種替換和改進(jìn)，這些均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。