本發(fā)明涉及一種水杯，具體講是一種利用熱水杯中的低品位熱能實施對水杯中的熱水快速降溫的防燙傷自動快速降溫水杯。

背景技術(shù)：

將水杯中95℃～100℃開水冷卻到人們適于飲用的溫度即45℃左右需要等待很長的時間，給人們的生活帶來不便。95℃～100℃開水極易燙人，稍有不慎就會發(fā)生燙傷事故。我國每年僅假期一個月就有不少兒童被高溫液體灼傷：在武漢市第三醫(yī)院燒傷科小兒燒傷病區(qū)，被嚴重燒傷住院的兒童就擠滿了走道。小兒燒傷病區(qū)主任劉淑華表示，假期這才剛剛過了幾天被嚴重燒傷住院的兒童就這么多。劉淑華表示她們平均每個月要收治燙傷患兒50余人。據(jù)中華燒傷雜志上介紹：中國燒傷的概率每年是萬分之八，其中高溫液體燙傷占半數(shù)以上。人民網(wǎng)渥太華去年5月30日電，記者鄒德浩報道：加拿大全加每年大約有上萬名兒童因燙傷到醫(yī)院急診，其中近一半是被高溫液體灼傷。院長考克姆說，如果一杯滾燙的咖啡潑到孩子身上，由于孩子的皮膚比較薄，相對也更敏感，因此其燙傷程度一定比成年人更厲害，而被滾水燙傷又是燙傷中最嚴重的一種。考克姆指出，目前家庭熱水溫度基本在攝氏60度到100度，如果把它降至攝氏49度，則有可能避免嚴重燙傷。該醫(yī)院推出一項全國保護兒童安全的計劃，呼吁人們關(guān)注和保護兒童安全，特別注意防止兒童被燙傷。

燙傷是小兒常見的意外傷害之一。常見的白開水、熱粥、熱湯、熱咖啡、熱藥液等均可致不同程度的燙傷。小兒的體表面積相對較大，所以相同的燙傷面積，對小兒而言所占的比例已相當?shù)拇?。為此，我國對兒童燙傷非常重視，2013年中國首個兒童燒傷燙傷救助基金會成立。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

如何預(yù)防和避免熱液體燙傷，從技術(shù)角度，一、應(yīng)給高溫熱液體杯做出顯著的熱液標記；二、設(shè)法不讓熱液體從容器中輕易倒出；三、盛入容器中的熱液體能夠自動快速降溫到50℃以下。這樣既可解決熱液體燙傷人，又可解決熱液體速飲的問題。據(jù)此理念，本發(fā)明采用雙程形態(tài)記憶合金受熱發(fā)生形變冷卻后又恢復(fù)原有形態(tài)的原理，給高溫熱液體杯做出顯著的熱液體標記，同時不讓熱液體從容器中輕易倒出。應(yīng)用帕爾帖熱電效應(yīng)發(fā)電技術(shù)即溫差發(fā)電技術(shù)，解決現(xiàn)有熱水杯快速降溫與避免熱液體燙傷問題：一只500ML水杯盛滿95℃～100℃的開水，達到人們可以飲用的溫度即49℃左右，可以放出90000焦的熱量，如果將這些熱量用于溫差發(fā)電，可驅(qū)動一臺微型直流電風扇工作5分鐘左右，完成對水杯中熱水強制性散熱，達到快速降溫目的。具體方案如下：

一種防燙傷自動快速降溫水杯，由杯體、杯座、異形杯蓋三部分組成，其特征是杯體的側(cè)壁裝配有字型雙程形態(tài)記憶合金杯把，水杯中液體溫度在49℃以下時，杯把垂直部位與水杯側(cè)壁之間呈平行狀態(tài)，手握字型杯把可以舉杯正常飲用杯中的溫水。當杯中有高溫液體杯體溫度高于49℃時，字型杯把垂直部位與側(cè)壁之間以30度夾角狀連接，字型杯把的嚴重形變無法用字型杯把舉起杯體，告誡人們杯中是燙人的高溫液體。杯體的上部是異形杯蓋，異形杯蓋由扁平空腔體，扁平空腔體下層面連接2至4根超導(dǎo)傳熱管，2至4根超導(dǎo)傳熱管的腔體與異形杯蓋的扁平空腔體連通呈真空態(tài)，超導(dǎo)傳熱管內(nèi)裝有高潛能超導(dǎo)物質(zhì)構(gòu)成。異形杯蓋與杯口連接處是一圈雙程形態(tài)記憶合金環(huán)，杯體溫度在49℃以下時，異形杯蓋可以從杯體順利取下，當杯體溫度在49℃以上時，雙程形態(tài)記憶合金環(huán)形變緊縮，異形杯蓋無法從杯體取下，熱液體不易從杯中溢出。異形杯蓋周邊開有若干個透氣孔，可以將杯中的熱蒸汽溢出。異形杯蓋扁平空腔體上層面裝有溫差發(fā)電器，溫差發(fā)電器由溫差發(fā)電片和散熱器構(gòu)成，溫差發(fā)電片的冷端與散熱器通過導(dǎo)熱硅脂粘接在一起，溫差發(fā)電片的熱端通過導(dǎo)熱硅脂與扁平空腔體上層面粘接，溫差發(fā)電片的正、負電源引出線與一微型直流電風扇的正、負電源引出線對應(yīng)連接。微型直流電風扇由直流電動機、與其裝配在一起的同心轉(zhuǎn)動桿、連接在同心轉(zhuǎn)動桿下邊的風葉、裝配在同心轉(zhuǎn)動桿上部的密封套構(gòu)成。同心轉(zhuǎn)動桿穿過扁平空腔體正中孔且位于杯體正中位置。當水杯中有高溫液體時，熱水杯中的熱量通過超導(dǎo)傳熱管迅速傳導(dǎo)到異形杯蓋中，進而將熱量通過導(dǎo)熱硅脂均勻地傳導(dǎo)給溫差發(fā)電片，使發(fā)電片的熱端得熱，于是發(fā)電片的正、負極上便產(chǎn)生電勢差，電勢差即刻接通直流電動機電源，直流電動機轉(zhuǎn)動，驅(qū)動同心轉(zhuǎn)動桿下邊的風葉旋轉(zhuǎn)，完成對水杯中熱液體強制性蒸發(fā)散熱，使杯中熱液體快速降溫。異形杯蓋周邊的若干個透氣孔，可以將杯中的蒸發(fā)熱氣溢出。杯體的杯底是平底，平底下部是杯座，杯體平底下粘接有溫差發(fā)電片，溫差發(fā)電片冷側(cè)下邊粘接有散熱器，散熱器下面的蓄電池裝在杯座的殼體上，殼體上開有散熱孔，溫差發(fā)電片的熱側(cè)與水杯的平底通過導(dǎo)熱硅脂粘貼在一起。杯座內(nèi)裝有攪拌器，攪拌器由放置于杯底下邊正中的直流電動機、安裝在直流電動機轉(zhuǎn)軸上的波輪葉片、裝配在直流電動機轉(zhuǎn)軸上的密封套組成。直流電動機轉(zhuǎn)軸穿過杯體平底正中孔且位于杯體平底正中位置，密封套置于直流電動機轉(zhuǎn)軸與杯體平底正中孔之間，波輪葉片放置在杯體平底上方。直流電動機的電源正極、負極與蓄電池的輸出正極、負極對應(yīng)連接，蓄電池的輸入正極、負極與發(fā)電片的正極、負極對應(yīng)連接。水杯中熱水大于50℃時熱水杯杯平底的熱量通過導(dǎo)熱硅脂使發(fā)溫差電片的熱側(cè)得熱，于是溫差發(fā)電片的正、負極上便產(chǎn)生電勢差，通過導(dǎo)線給蓄電池充電，蓄電池即刻接通直流電動機電源，直流電動機轉(zhuǎn)動，驅(qū)動波輪葉片旋轉(zhuǎn)，完成對水杯中高溫液體的快速攪動，使高溫液體產(chǎn)生對流，從而加快水杯中高溫液體的冷卻。

所述的2至4根超導(dǎo)傳熱管相互平行且超導(dǎo)傳熱管與扁平空腔體下層面垂直連接。

所述的微型直流電風扇直流電動機的同心轉(zhuǎn)動桿通過密封套與扁平空腔體空間隔離。

所述的裝在杯體上部的異形杯蓋為扁圓型或者扁方型。

所述的裝在異形杯蓋扁平空腔體上層面的溫差發(fā)電片是利用賽貝克效應(yīng)的發(fā)電片，內(nèi)部為半導(dǎo)體陣，其引出線兩根，一根為正極，另一根為負極，發(fā)電片為正方形或者圓形平板，熱水杯中有高溫液體時溫差發(fā)電片直接給微型直流電風扇的直流電機供電。

所述的粘接在杯體平底下的溫差發(fā)電片是利用賽貝克效應(yīng)的發(fā)電片，內(nèi)部為半導(dǎo)體陣，其引出線兩根，一根為正極，另一根為負極，發(fā)電片為正方形或者圓形平板，熱水杯中有高溫液體時溫差發(fā)電片直接給杯底下邊正中的直流電動機供電驅(qū)動攪拌葉片旋轉(zhuǎn)。

所述的裝在異形杯蓋扁平空腔體上層面的溫差發(fā)電片和粘接在杯體平底下的溫差發(fā)電片有效工作面小于粘貼在其冷側(cè)的散熱器粘貼平面的面積，工作溫差大于35℃。

所述的裝在異形杯蓋扁平空腔體上層面的溫差發(fā)電片和粘接在杯體平底下的溫差發(fā)電片上的散熱器可以是金屬翅片散熱器或者超導(dǎo)管散熱器，其作用可將發(fā)電片散出的熱量迅速輻射到周圍空氣中，確保溫差發(fā)電器正常發(fā)電。

所述的雙程形態(tài)記憶合金為鎳-鈦合金，或者鋅鎳銅、鈦鎳鐵、鈦鎳鉻記憶合金，或者銅鎳系合金、銅鋁系合金、銅鋅系合金、鐵系合金。這些記憶合金之所以具有變形恢復(fù)原狀能力，是因為變形過程中材料內(nèi)部發(fā)生的熱彈性馬氏體相變。形狀記憶合金中具有兩種相：高溫相奧氏體相，低溫相馬氏體相。根據(jù)高溫液體的熱力載荷條件，上述形狀記憶合金會呈現(xiàn)出兩種性能。

防燙傷自動快速降溫水杯利用水杯中50℃以上低品位余熱發(fā)電獲得工作能量進行高溫液體自動快速降溫，利用雙程記憶合金給高溫熱液體自動標定出顯著的熱液防燙標，并可防止高溫液體從容器中輕易倒出，其快速降溫和防燙效果明顯，且環(huán)保節(jié)能、安全衛(wèi)生，使用方便，無任何污染。

附圖說明

下面結(jié)合附圖1對本實用新型作進一步說明。

圖1是本實用新型實施例原理示意圖。

圖1中 1、杯體 2、杯座 3、異形杯蓋 4、字型杯把 5、垂直部位 6、水杯側(cè)壁 7、扁平空腔體 8、超導(dǎo)傳熱管 9、超導(dǎo)物質(zhì) 10、杯口 11、雙程形態(tài)記憶合金環(huán) 12、透氣孔 13、扁平空腔體上層面 14、溫差發(fā)電器 15、溫差發(fā)電片 16、散熱器 17、導(dǎo)熱硅脂 18、微型直流電風扇 19、直流電動機 20、同心轉(zhuǎn)動桿 21風葉 22、密封套 23、熱液體 24、杯體平底 25、溫差發(fā)電片 26、散熱器 27、殼體 28、散熱孔 29、攪拌器 30、直流電動機 31、轉(zhuǎn)軸 32、波輪葉片 33、導(dǎo)熱硅脂 34、密封套 35、蓄電池

具體實施方式

一種防燙傷自動快速降溫水杯，由杯體1、杯座2、異形杯蓋3三部分組成，其特征是杯體1的側(cè)壁裝配有字型雙程形態(tài)記憶合金杯把4，水杯杯體1溫度在49℃以下時，字型杯把4垂直部位5與側(cè)壁6之間呈平行狀態(tài)，手握字型杯把4可以舉杯正常飲用杯中的溫水。當杯中有高溫液體杯體1溫度高于49℃時，字型杯把4垂直部位與水杯側(cè)壁6之間以30度夾角狀連接，字型杯把4的嚴重形變用字型杯把4無法舉起杯體1，告誡和標記杯中是燙人的高溫液體。杯體1的上部是異形杯蓋2，異形杯蓋2由扁平空腔體7、扁平空腔體7下層面連接2至4根超導(dǎo)傳熱管8、2至4根超導(dǎo)傳熱管8的腔體與異形杯蓋的扁平空腔體7連通呈真空態(tài)、超導(dǎo)傳熱管8內(nèi)裝有高潛能超導(dǎo)物質(zhì)9構(gòu)成。異形杯蓋3與杯口10連接處是一圈雙程形態(tài)記憶合金環(huán)11，杯體1的溫度在49℃以下時，異形杯蓋3可以從杯體1上取下，當杯體1溫度在49℃以上時，雙程形態(tài)記憶合金環(huán)11形變緊縮，異形杯蓋3無法從杯體1取下，熱液體不易從杯中溢出。異形杯蓋周邊開有若干個透氣孔12，可以將杯中的熱蒸汽溢出。異形杯蓋3扁平空腔體上層面13上裝有溫差發(fā)電器14，溫差發(fā)電器14由溫差發(fā)電片15和散熱器16構(gòu)成，溫差發(fā)電片15的冷端與散熱器16通過導(dǎo)熱硅脂粘接在一起，溫差發(fā)電片15的熱端通過導(dǎo)熱硅脂17與扁平空腔體上層面13粘接，溫差發(fā)電片的正、負電源引出線與微型直流電風扇18的正、負電源引出線對應(yīng)連接。微型直流電風扇18由直流電動機19、與其裝配在一起的同心轉(zhuǎn)動桿20、連接在同心轉(zhuǎn)動桿20下邊的風葉21、裝配在同心轉(zhuǎn)動桿20上部的密封套22構(gòu)成。同心轉(zhuǎn)動桿20穿過扁平空腔體7正中孔且位于杯體1正中位置。當水杯中有高溫液體時，熱水杯中的熱量通過超導(dǎo)傳熱管8迅速傳導(dǎo)到異形杯蓋3中，進而將熱量通過導(dǎo)熱硅脂均勻地傳導(dǎo)給溫差發(fā)電片15，使溫差發(fā)電片15的熱端得熱，于是溫差發(fā)電片的正、負極上便產(chǎn)生電勢差，電勢差即刻接通直流電動機19電源，直流電動機19轉(zhuǎn)動，驅(qū)動同心轉(zhuǎn)動桿20下邊的風葉21旋轉(zhuǎn)，完成對水杯中熱液體23強制性蒸發(fā)散熱，使杯中熱液體快速降溫。異形杯蓋3周邊的若干個透氣孔12可將杯中的蒸發(fā)熱氣吹出水杯外。杯體1的杯底是平底24，杯體平底24下部是杯座2，杯體平底24下邊粘接有溫差發(fā)電片25，溫差發(fā)電片25冷側(cè)下邊粘接有散熱器26，散熱器26下面的蓄電池27裝在杯座2的殼體27上，殼體27上開有散熱孔28，溫差發(fā)電片25的熱側(cè)與水杯的杯體平底24通過導(dǎo)熱硅脂33粘貼在一起。杯座2內(nèi)裝有攪拌器29，攪拌器29由放置于杯底下邊正中的直流電動機30、安裝在直流電動機轉(zhuǎn)軸31上的波輪葉片32、裝配在直流電動機轉(zhuǎn)軸31上的密封套34組成。直流電動機轉(zhuǎn)軸31穿過杯體平底24正中孔位置，密封套34置于直流電動機轉(zhuǎn)軸31與杯體平底正中孔之間，波輪葉片32放置在杯體平底上方。直流電動機30的電源正極、負極與蓄電池35的輸出正極、負極對應(yīng)連接，蓄電池35的輸入正極、負極與溫差發(fā)電片25的正極、負極對應(yīng)連接。水杯中熱水大于50℃時熱水杯杯平底的熱量通過導(dǎo)熱硅脂使溫差發(fā)電片25的熱側(cè)得熱，于是溫差發(fā)電片的正、負極上便產(chǎn)生電勢差，通過導(dǎo)線給蓄電池35充電，蓄電池35即刻接通直流電動機30電源，直流電動機30轉(zhuǎn)動，驅(qū)動波輪葉片32旋轉(zhuǎn)，完成對水杯中高溫液體23的快速攪動，使高溫液體23產(chǎn)生對流，從而加快水杯中高溫液體23的冷卻。

所述的2至4根超導(dǎo)傳熱管8相互平行且與扁平空腔體7下層面 垂直連接。

所述的微型直流電風扇直流電動機19的同心轉(zhuǎn)動桿20通過密封套22與扁平空腔體7空間隔離。

所述的裝在杯體1上部的異形杯蓋3為扁圓型或者扁方型。

所述的裝在異形杯蓋扁平空腔體上層面13的溫差發(fā)電片15是利用賽貝克效應(yīng)的發(fā)電片，內(nèi)部為半導(dǎo)體陣，其引出線兩根，一根為正極，另一根為負極，溫差發(fā)電片15為正方形或者圓形平板，熱水杯中有高溫液體23時溫差發(fā)電片15直接給微型直流電風扇的直流電機19供電。

所述的粘接在杯體平底24下的溫差發(fā)電片25是利用賽貝克效應(yīng)的發(fā)電片，內(nèi)部為半導(dǎo)體陣，其引出線兩根，一根為正極，另一根為負極，溫差發(fā)電片25為正方形或者圓形平板，熱水杯中有高溫液體時溫差發(fā)電片25直接給杯平底下邊正中的直流電動機30供電驅(qū)動波輪葉片32旋轉(zhuǎn)。

所述的裝在異形杯蓋扁平空腔體上層面的溫差發(fā)電片15和粘接在杯體平底下的溫差發(fā)電片25有效工作面小于粘貼在其冷側(cè)的散熱器粘貼平面的面積，工作溫差均大于35℃。

所述的裝在異形杯蓋扁平空腔體上層面的溫差發(fā)電片溫差發(fā)電片15和粘接在杯體平底下的溫差發(fā)電片25上的散熱器可以是金屬翅片散熱器或者超導(dǎo)管散熱器，其作用可將發(fā)電片散出的熱量迅速輻射到周圍空氣中，確保溫差發(fā)電器正常發(fā)電。

所述的雙程形態(tài)記憶合金5為鎳-鈦合金，或者鋅鎳銅、鈦鎳鐵、鈦鎳鉻記憶合金，或者銅鎳系合金、銅鋁系合金、銅鋅系合金、鐵系合金。這些記憶合金之所以具有變形恢復(fù)原狀能力，是因為變形過程中材料內(nèi)部發(fā)生的熱彈性馬氏體產(chǎn)生相變。形狀記憶合金中具有兩種相：高溫相奧氏體相，低溫相馬氏體相。根據(jù)高溫液體的熱力載荷條件，上述形狀記憶合金會呈現(xiàn)出兩種性能。