專利名稱：具有能量傳遞控制裝置的防過(guò)熱保溫水箱及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于保溫水箱領(lǐng)域，更具體地，涉及一種在保溫水箱中配置能量傳遞控制裝置的防過(guò)熱保溫水箱，藉由能量傳遞控制裝置內(nèi)材料跟隨溫度起相變之功能，當(dāng)保溫水箱內(nèi)溫度過(guò)高時(shí)，由能量傳遞控制裝置將部分熱量快速傳遞至保溫水箱外，使得防過(guò)熱保溫水箱具有較高的安全性。
背景技術(shù)：
電熱水器、太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)、太陽(yáng)能供熱供暖裝置已進(jìn)入市場(chǎng)多年，其中，保溫水箱一直是上述產(chǎn)品的重要部件。而保溫水箱的防過(guò)熱技術(shù)是一個(gè)產(chǎn)品研發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)。特別是，保溫水箱都是放置于室內(nèi)，故當(dāng)保溫水箱內(nèi)的溫度過(guò)高時(shí)，可能會(huì)造成保溫水箱的爆裂，而危及到用戶的人身安全。現(xiàn)有的電熱水器、太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)、太陽(yáng)能供熱供暖裝置的保溫水箱一般都有防過(guò)熱的安全設(shè)計(jì)，包括(1)非承壓產(chǎn)品中的利用水蒸發(fā)防止過(guò)熱；(2)承壓產(chǎn)品中利用溫度壓力安全閥(簡(jiǎn)稱TP閥)排出熱水或蒸汽防止過(guò)熱；(3)還有利用散熱器進(jìn)行散熱循環(huán)實(shí)現(xiàn)防過(guò)熱。其中，(1) (2)兩種方法需要排出水汽，除了給用戶帶來(lái)較多不便，也會(huì)造成人身安全、水資源浪費(fèi)和結(jié)垢的問(wèn)題；而第(3)種方法雖然可以起較佳的散熱效果，但系統(tǒng)復(fù)雜，成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有的利用水汽排熱的防過(guò)熱保溫水箱，需要排出水汽給用戶帶來(lái)的不便，而且也會(huì)造成水資源浪費(fèi)和結(jié)垢的問(wèn)題，以及利用散熱器進(jìn)行散熱循環(huán)實(shí)現(xiàn)防過(guò)熱，系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)于復(fù)雜及成本較高的問(wèn)題。本發(fā)明之一主要目的在于提供一種防過(guò)熱保溫水箱，藉由保溫水箱內(nèi)部保溫層中的能量傳遞控制裝置，通過(guò)此能量傳遞控制裝置的相變功能，將過(guò)高溫度的保溫水箱中的部分熱能轉(zhuǎn)移出去，藉此防止保溫水箱發(fā)生過(guò)熱，使得本發(fā)明之防過(guò)熱保溫水箱具有較高的安全性。本發(fā)明之另一主要目的在于提供一種防過(guò)熱保溫水箱，是使用成本較低的能量傳遞控制裝置，通過(guò)此能量傳遞控制裝置的相變功能將過(guò)高溫度的保溫水箱中的部分熱能轉(zhuǎn)移出去，藉此防止保溫水箱發(fā)生過(guò)熱，使得本發(fā)明之防過(guò)熱保溫水箱具有較低的制造成本。依據(jù)上述目的，本發(fā)明首先提供一種防過(guò)熱保溫水箱，包括一水箱內(nèi)膽，一套設(shè)在所述水箱內(nèi)膽外部之保溫層，一套設(shè)在保溫層外部之水箱外皮及至少一嵌設(shè)在水箱內(nèi)膽與水箱外皮間的保溫層中的能量傳遞控制裝置，其中，能量傳遞控制裝置的特征在于一內(nèi)包覆套，為一封閉結(jié)構(gòu)；至少一緩沖組件，為一封閉結(jié)構(gòu)并配置在所述內(nèi)包覆套內(nèi)；及一相變材料，配置并封閉于所述內(nèi)包覆套中。本發(fā)明接著提供一種能量傳遞控制裝置，包括一內(nèi)包覆套，為一封閉結(jié)構(gòu)；至少一緩沖組件，為一封閉結(jié)構(gòu)并配置在所述內(nèi)包覆套內(nèi)；及一相變材料，配置并封閉于所述內(nèi)包覆套中。經(jīng)由本發(fā)明所提供之設(shè)計(jì)，不僅可防止水箱發(fā)生過(guò)熱，亦可減少水資源的浪費(fèi)及降低設(shè)計(jì)成本。本發(fā)明接著提供一種能量傳遞控制裝置之制備方法，其步驟如下提供一內(nèi)包覆套；提供至少一緩沖組件，為一封閉結(jié)構(gòu)并配置在所述內(nèi)包覆套內(nèi)；提供一液態(tài)之相變材料，灌入所述內(nèi)包覆套中；固化所述相變材料；封口所述內(nèi)包覆套，以使所述固化之相變材料包覆于所述內(nèi)包覆套中；加熱已封口之內(nèi)包覆套，以使所述內(nèi)包覆套中之已固化之相變材料相變?yōu)橐簯B(tài)之相變材料；及檢驗(yàn)所述液態(tài)之相變材料是否會(huì)滲漏出所述內(nèi)包覆套。


讀者在參照附圖閱讀本發(fā)明的具體實(shí)施方式
以后，將會(huì)更清楚地了解本發(fā)明的各個(gè)方面。其中
圖1是本發(fā)明的防過(guò)熱保溫水箱剖面圖； 圖2是本發(fā)明的防過(guò)熱保溫水箱的保溫層剖面圖； 圖3A是本發(fā)明的能量傳遞控制裝置另一配置示意圖； 圖3B是本發(fā)明的能量傳遞控制裝置另一配置俯視圖； 圖4A是本發(fā)明的能量傳遞控制裝置第一實(shí)施例示意圖； 圖4B是本發(fā)明的能量傳遞控制裝置第二實(shí)施例示意圖； 圖5A是本發(fā)明的能量傳遞控制裝置第一實(shí)施例剖面圖； 圖5B是本發(fā)明的能量傳遞控制裝置第二實(shí)施例剖面圖； 附圖中主要組件符號(hào)說(shuō)明
防過(guò)熱保溫水箱1
水箱內(nèi)膽10
進(jìn)水口101
進(jìn)水閥1011
出水口103
出水閥1031
循環(huán)出水口105
循環(huán)出水閥1051
保溫層20
水箱外皮30
能量傳遞控制裝置40
緩沖組件401
尼龍繩4011
內(nèi)包覆套403外包覆套405
相變材料50
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。由于本發(fā)明公開(kāi)了一種防過(guò)熱保溫水箱之構(gòu)造，其中所使用的由相變材料所形成的能量傳遞控制裝置及由高分子材料所形成的保溫材料等，已為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所能理解，故以下文中的說(shuō)明，不再對(duì)這些材料的特性作完整描述。同時(shí)，以下文中所對(duì)照的附圖，意在表達(dá)與本發(fā)明特征有關(guān)的結(jié)構(gòu)的含義，并未亦不需要依據(jù)實(shí)際尺寸完整繪制，在先聲明。
第一實(shí)施例防過(guò)熱保溫水箱
本發(fā)明提出第一實(shí)施例，請(qǐng)參考圖1，是本發(fā)明的防過(guò)熱保溫水箱剖面圖。如圖1所示， 防過(guò)熱保溫水箱1，包括一水箱內(nèi)膽10，一套設(shè)在所述水箱內(nèi)膽10外部之保溫層20，一套設(shè)在所述保溫層20外部之水箱外皮30 ；其中，防過(guò)熱保溫水箱1還包括一進(jìn)水口 101及控制進(jìn)水量之進(jìn)水閥1011 ； —出水口 103及控制出水量之出水閥1031 ；—循環(huán)出水口 105及控制循環(huán)出水量之循環(huán)出水閥1051。其中，水箱內(nèi)膽10的材料可采用搪瓷內(nèi)膽、鋼塑內(nèi)膽、 不銹鋼內(nèi)膽或者工程塑料等作為材料；保溫層20的材料可采用聚氨酯、聚苯乙烯、巖棉或者玻璃棉等；水箱外皮30的材料可采用鍍鋅鐵皮、噴漆鐵皮、噴塑鐵皮、不銹鋼或者塑料等作為材料。接著，請(qǐng)參考圖2，是本發(fā)明的防過(guò)熱保溫水箱的保溫層剖面圖。如圖2所示，在水箱內(nèi)膽10與水箱外皮30間的保溫層20中，嵌設(shè)至少一個(gè)能量傳遞控制裝置40，且每一能量傳遞控制裝置40是以縱向水平且間隔地嵌設(shè)在保溫層20中，且與水箱內(nèi)膽10及水箱外皮30完全接觸，同時(shí)各個(gè)能量傳遞控制裝置40的兩端與水箱內(nèi)膽10與水箱外皮30的兩端之間必須保留適當(dāng)之空間。主要是當(dāng)保溫層20是以發(fā)泡材質(zhì)來(lái)進(jìn)行充填發(fā)泡時(shí)，能量傳遞控制裝置40周圍所保留的空間可利發(fā)泡材質(zhì)流動(dòng)，避免阻塞，以增加保溫層之保溫效^ ο再接著，請(qǐng)參考圖3A及圖3B，是本發(fā)明的能量傳遞控制裝置另一配置示意圖。如圖3A所示，能量傳遞控制裝置40是以橫向水平且間隔地設(shè)置；再如圖;3B所示，當(dāng)能量傳遞控制裝置40以橫向水平且間隔地設(shè)置于保溫層20中時(shí)，其能量傳遞控制裝置40可以形成為C環(huán)結(jié)構(gòu)，其中每一個(gè)C環(huán)結(jié)構(gòu)的能量傳遞控制裝置40的兩端與水箱內(nèi)膽10與水箱外皮30的兩端之間必須保留適當(dāng)之空間，以利發(fā)泡材質(zhì)流動(dòng)，避免阻塞。在此要強(qiáng)調(diào)，復(fù)數(shù)個(gè)能量傳遞控制裝置40其配置方式包括間隔地以垂直、平行、 斜向、彎曲或交錯(cuò)配置等，本發(fā)明并不對(duì)配置方式加以限定。接著，請(qǐng)參考圖4A，是本發(fā)明的能量傳遞控制裝置示意圖。如圖4A所示，能量傳遞控制裝置40包括一內(nèi)包覆套403，為具有導(dǎo)熱性的材質(zhì)，本發(fā)明采用鋁塑復(fù)合材質(zhì)；至少一緩沖組件401，配置在內(nèi)包覆套403內(nèi)；以及一個(gè)被包覆在內(nèi)包覆套403中的相變材料 50所組成。在本實(shí)施例中的緩沖組件401可以是一種充氣條，是于每一充氣條中充入氣體后封口，而充氣條之材質(zhì)也可以是鋁塑復(fù)合材質(zhì)。 再接著，請(qǐng)參考圖5A，是本發(fā)明的能量傳遞控制裝置剖面圖。如圖5A所示，在制作
6能量傳遞控制裝置40時(shí)，會(huì)先將緩沖組件401放入內(nèi)包覆套403內(nèi)，接著將熔化之相變材料50進(jìn)行定量灌裝，使熔化之相變材料50裝入帶有緩沖組件401的包覆套403內(nèi)；之后， 待相變材料50固化后進(jìn)行抽真空封口 ；再接著，對(duì)其進(jìn)行升溫熔化，查看內(nèi)包覆套403是否漏料，如包裝無(wú)問(wèn)題，即完成能量傳遞控制裝置40。而配置這些緩沖組件401之目的，是在能量傳遞控制裝置40中的相變材料50由固態(tài)轉(zhuǎn)變成液態(tài)的相變過(guò)程中，起吸收體積增加的緩沖作用，同時(shí)也能藉由這些緩沖組件401所占的空間，來(lái)減少相變材料50的灌裝量。本發(fā)明之相變材料50可選擇石蠟、聚乙二醇，氯化鈣、硫酸鈉、碳酸鈉、硫代硫酸鈉、磷酸鈉、磷酸鉀、硝酸鎂、氯化鎂、氫氧化鋇水合物，或者乙酰胺其中一為材料。特別要強(qiáng)調(diào)，本發(fā)明之相變材料50在固態(tài)時(shí)，其具有導(dǎo)熱能力差之特性，而當(dāng)相變材料50遇熱并達(dá)到相變溫度后，即會(huì)從固態(tài)相變?yōu)橐簯B(tài)；當(dāng)本發(fā)明之相變材料50相變?yōu)橐簯B(tài)后，即具有對(duì)流傳熱之特性，傳熱能力迅速提高。故當(dāng)本發(fā)明之能量傳遞控制裝置40已配置于防過(guò)熱保溫水箱1之保溫層20中，并且與水箱內(nèi)膽10及水箱外皮30完全接觸后，當(dāng)防過(guò)熱保溫水箱1中的水溫升高至相變材料50的相變溫度以上時(shí)，相變材料50會(huì)從固態(tài)相變?yōu)橐簯B(tài)， 即可利用相變材料50于液態(tài)具有對(duì)流傳熱之特性，通過(guò)液態(tài)的對(duì)流換熱能力，將過(guò)高溫度的防過(guò)熱保溫水箱1中的部分熱量通過(guò)水箱內(nèi)膽10、相變材料變成液態(tài)的能量傳遞控制裝置40至與大氣室溫接觸的水箱外皮30的路徑后，將熱量傳遞至大氣中，達(dá)到快速散熱之效果；當(dāng)防過(guò)熱保溫水箱1中的水溫降低至相變材料50的相變溫度以下時(shí)，能量傳遞控制裝置40中的相變材料50則會(huì)相變回固態(tài)，此時(shí)即可通過(guò)能量傳遞控制裝置40中的相變材料 50于固態(tài)導(dǎo)熱差之特性，以達(dá)到水箱保溫之目的。以一實(shí)施例來(lái)說(shuō)，當(dāng)選擇以石蠟作為相變材料50時(shí)，石蠟其密度為0. 9g/cm3,導(dǎo)熱系數(shù)為0. 15ff/m. K，其相變溫度為58飛2°C，亦即超過(guò)此溫度時(shí)，相變材料50便會(huì)熔化成液體。因此，當(dāng)要將能量傳遞控制裝置40嵌設(shè)在水箱內(nèi)膽10與水箱外皮30間的保溫層20 中時(shí)，可先將能量傳遞控制裝置40內(nèi)的相變材料50升溫熔化，使能量傳遞控制裝置40可彎曲或形變，以便嵌設(shè)在保溫層20中(如上述的C環(huán)結(jié)構(gòu))；此方法除了可以方便將能量傳遞控制裝置40嵌設(shè)在保溫層20中，同時(shí)，由于能量傳遞控制裝置40可彎曲或形變，故可以與水箱內(nèi)膽10及水箱外皮30完全接觸，待降溫并固化后，便完成配置；之后，再進(jìn)行發(fā)泡材質(zhì)的充填。以60L (公升)的防過(guò)熱保溫水箱1而言使用四道長(zhǎng)450mm的能量傳遞控制裝置 40軸向平行均布在60L水箱內(nèi)，當(dāng)防過(guò)熱保溫水箱1中溫度達(dá)80°C以上時(shí)，由石蠟所形成的相變材料50便會(huì)熔化成液體；經(jīng)測(cè)試及計(jì)算后，60L水箱總散熱功率為107W;而在60°C 以下時(shí)，由石蠟所形成的相變材料50便會(huì)凝固成固體；經(jīng)測(cè)試及計(jì)算后，總散熱功率降為 32W。很明顯地，能量傳遞控制裝置40能起將過(guò)高溫度的防過(guò)熱保溫水箱1中的部分熱量快速傳遞至防過(guò)熱保溫水箱1外，達(dá)到散熱之功能。當(dāng)防過(guò)熱保溫水箱1中的水溫降低至相變材料50的相變溫度以下時(shí)，能量傳遞控制裝置40中的相變材料50則會(huì)相變回固態(tài)， 此時(shí)即可通過(guò)能量傳遞控制裝置40中的相變材料50于固態(tài)導(dǎo)熱差之特性，以達(dá)到水箱保溫之目的。而以100L(公升)的防過(guò)熱保溫水箱1而言使用四道長(zhǎng)650mm的能量傳遞控制裝置40軸向平行均布在100L水箱內(nèi)，當(dāng)防過(guò)熱保溫水箱1中溫度達(dá)80°C以上時(shí)，由石蠟所形成的相變材料50便會(huì)熔化成液體；經(jīng)測(cè)試及計(jì)算后，100L水箱總散熱功率為180W ；而在60°C以下時(shí)，由石蠟所形成的相變材料50便會(huì)凝固成固體；經(jīng)測(cè)試及計(jì)算后，總散熱功率降為57W。很明顯地，能量傳遞控制裝置40能起將過(guò)高溫度的防過(guò)熱保溫水箱1中的部分熱量快速傳遞至防過(guò)熱保溫水箱1外，達(dá)到散熱之功能。當(dāng)防過(guò)熱保溫水箱1中的水溫降低至相變材料50的相變溫度以下時(shí)，能量傳遞控制裝置40中的相變材料50則會(huì)相變回固態(tài)，此時(shí)即可通過(guò)能量傳遞控制裝置40中的相變材料50于固態(tài)導(dǎo)熱差之特性，以達(dá)到水箱保溫之目的。而以150L (公升)的防過(guò)熱保溫水箱1而言使用四道長(zhǎng)1050mm的能量傳遞控制裝置40軸向平行均布在150L水箱內(nèi)，當(dāng)防過(guò)熱保溫水箱1中溫度達(dá)80°C以上時(shí)，由石蠟所形成的相變材料50便會(huì)熔化成液體；經(jīng)測(cè)試及計(jì)算后，150L水箱總散熱功率為205W ；而在60°C以下時(shí)，由石蠟所形成的相變材料50便會(huì)凝固成固體；經(jīng)測(cè)試及計(jì)算后，總散熱功率降為62W。很明顯地，能量傳遞控制裝置40能起將過(guò)高溫度的防過(guò)熱保溫水箱1中的部分熱量快速傳遞至防過(guò)熱保溫水箱1外，達(dá)到散熱之功能。當(dāng)防過(guò)熱保溫水箱1中的水溫降低至相變材料50的相變溫度以下時(shí)，能量傳遞控制裝置40中的相變材料50則會(huì)相變回固態(tài)，此時(shí)即可通過(guò)能量傳遞控制裝置40中的相變材料50于固態(tài)導(dǎo)熱差之特性，以達(dá)到水箱保溫之目的。
很明顯地，本實(shí)施例之防過(guò)熱保溫水箱1，藉由防過(guò)熱保溫水箱1內(nèi)部保溫層20中的能量傳遞控制裝置40，通過(guò)此能量傳遞控制裝置40中的相變功能將防過(guò)熱保溫水箱1中的部分熱能轉(zhuǎn)移出去，藉此防止防過(guò)熱保溫水箱1發(fā)生過(guò)熱，使得本發(fā)明之防過(guò)熱保溫水箱1 具有較高的安全性。同時(shí)，本發(fā)明之防過(guò)熱保溫水箱1，是使用成本較低的相變材料50，也使得本發(fā)明之防過(guò)熱保溫水箱1具有較低的制造成本。而本實(shí)施例配置緩沖組件401之目的，是在能量傳遞控制裝置40中的相變材料50由固態(tài)轉(zhuǎn)變成液態(tài)的相變過(guò)程中，起吸收體積增加的緩沖作用，同時(shí)也能藉由這些緩沖組件401所占的空間，來(lái)減少相變材料50的灌裝里。
第二實(shí)施例防過(guò)熱保溫水箱
本發(fā)明提出第二實(shí)施例，請(qǐng)參考圖1，是本發(fā)明的防過(guò)熱保溫水箱剖面圖。如圖1所示， 防過(guò)熱保溫水箱1，包括一水箱內(nèi)膽10，一套設(shè)在所述水箱內(nèi)膽10外部之保溫層20，一套設(shè)在所述保溫層20外部之水箱外皮30 ；其中，防過(guò)熱保溫水箱1還包括一進(jìn)水口 101及控制進(jìn)水量之進(jìn)水閥1011 ； —出水口 103及控制出水量之出水閥1031 ；—循環(huán)出水口 105及控制循環(huán)出水量之循環(huán)出水閥1051。其中，水箱內(nèi)膽10的材料可采用搪瓷內(nèi)膽、鋼塑內(nèi)膽、 不銹鋼內(nèi)膽或者工程塑料等作為材料；保溫層20的材料可采用聚氨酯、聚苯乙烯、巖棉或者玻璃棉等；水箱外皮30的材料可采用鍍鋅鐵皮、噴漆鐵皮、噴塑鐵皮、不銹鋼或者塑料等作為材料。 接著，請(qǐng)參考圖2，是本發(fā)明的防過(guò)熱保溫水箱的保溫層剖面圖。如圖2所示，在水箱內(nèi)膽10與水箱外皮30間的保溫層20中，嵌設(shè)至少一個(gè)能量傳遞控制裝置40，且每一能量傳遞控制裝置40是以縱向水平且間隔地嵌設(shè)在保溫層20中，且與水箱內(nèi)膽10及水箱外皮30完全接觸，同時(shí)各個(gè)能量傳遞控制裝置40的兩端與水箱內(nèi)膽10與水箱外皮30的兩端之間必須保留適當(dāng)之空間。主要是當(dāng)保溫層20是以發(fā)泡材質(zhì)來(lái)進(jìn)行充填發(fā)泡時(shí)，能量傳遞控制裝置40周圍所保留的空間可利發(fā)泡材質(zhì)流動(dòng)，避免阻塞，以增加保溫層之保溫效果再接著，請(qǐng)參考圖3A及圖3B，是本發(fā)明的能量傳遞控制裝置另一配置示意圖。如圖3A 所示，能量傳遞控制裝置40是以橫向水平且間隔地設(shè)置；再如圖:3B所示，當(dāng)能量傳遞控制裝置40以橫向水平且間隔地設(shè)置于保溫層20中時(shí)，其能量傳遞控制裝置40可以形成為C 環(huán)結(jié)構(gòu)，其中每一個(gè)C環(huán)結(jié)構(gòu)的能量傳遞控制裝置40的兩端與水箱內(nèi)膽10與水箱外皮30 的兩端之間必須保留適當(dāng)之空間，以利發(fā)泡材質(zhì)流動(dòng)，避免阻塞。 在此要強(qiáng)調(diào)，復(fù)數(shù)個(gè)能量傳遞控制裝置40其配置方式包括間隔地垂直、平行、斜向、彎曲或交錯(cuò)配置等，本發(fā)明并不對(duì)配置方式加以限定。 接著，請(qǐng)參考圖4B，是本發(fā)明的能量傳遞控制裝置示意圖。如圖4B所示，能量傳遞控制裝置40包括一內(nèi)包覆套403，為具有導(dǎo)熱性的材質(zhì)，本發(fā)明采用鋁塑復(fù)合材質(zhì)；至少一緩沖組件401，配置在內(nèi)包覆套403內(nèi)；以及一個(gè)被包覆在內(nèi)包覆套403中的相變材料 50所組成。在本實(shí)施例中的緩沖組件401可以是一種充氣條，是于每一充氣條中充入氣體后封口，而充氣條之材質(zhì)也可以是鋁塑復(fù)合材質(zhì)。此外，更可進(jìn)一步將緩沖組件401分為多段竹節(jié)狀；其中每一緩沖組件401中充入氣體后并封口以尼龍繩4011將緩沖組件401分為多段狀，但本發(fā)明并不對(duì)分段方式加以限定。要強(qiáng)調(diào)的是，配置緩沖組件401之目的，是在能量傳遞控制裝置40中的相變材料50由固態(tài)轉(zhuǎn)變成液態(tài)的過(guò)程中，起吸收體積增加的緩沖作用，同時(shí)將緩沖組件401分為多段竹節(jié)狀之目的，是當(dāng)相變材料50相變?yōu)橐簯B(tài)后，能夠通過(guò)竹節(jié)狀的間隙來(lái)增加液態(tài)的對(duì)流效果。再接著，請(qǐng)參考圖5B，是本發(fā)明的能量傳遞控制裝置剖面圖。如圖5B所示，在制作能量傳遞控制裝置40時(shí)，會(huì)先將具有多段竹節(jié)狀之緩沖組件401放入內(nèi)包覆套403內(nèi)，接著將液體之相變材料50進(jìn)行定量灌裝，使液體之相變材料50裝入帶有緩沖組件401的內(nèi)包覆套403內(nèi)；之后，待相變材料50固化后進(jìn)行抽真空封口 ；再接著，對(duì)其進(jìn)行升溫熔化， 查看內(nèi)包覆套403是否漏料，如包裝無(wú)問(wèn)題，即完成能量傳遞控制裝置40。本發(fā)明之相變材料50可選擇石蠟、聚乙二醇，氯化鈣、硫酸鈉、碳酸鈉、硫代硫酸鈉、磷酸鈉、磷酸鉀、硝酸鎂、氯化鎂、氫氧化鋇水合物，或者乙酰胺其中一為材料。特別要強(qiáng)調(diào)，本發(fā)明之相變材料50在固態(tài)時(shí)，其具有導(dǎo)熱能力差之特性，而當(dāng)相變材料50遇熱并達(dá)到相變溫度后，即會(huì)從固態(tài)相變?yōu)橐簯B(tài)；當(dāng)本發(fā)明之相變材料50相變?yōu)橐簯B(tài)后，即具有對(duì)流傳熱之特性，傳熱能力迅速提高。故當(dāng)本發(fā)明之能量傳遞控制裝置40已配置于防過(guò)熱保溫水箱1之保溫層20中，并且與水箱內(nèi)膽10及水箱外皮30完全接觸后，當(dāng)防過(guò)熱保溫水箱1中的水溫升高至相變材料50的相變溫度以上時(shí)，相變材料50會(huì)從固態(tài)相變?yōu)橐簯B(tài)，即可利用相變材料50于液態(tài)具有對(duì)流傳熱之特性，通過(guò)液態(tài)的對(duì)流換熱能力，將過(guò)高溫度的防過(guò)熱保溫水箱1中的部分熱量通過(guò)水箱內(nèi)膽10、液態(tài)的能量傳遞控制裝置40至與大氣室溫接觸的水箱外皮30的路徑后，將熱量傳遞至大氣中，達(dá)到快速散熱之效果；當(dāng)防過(guò)熱保溫水箱1中的水溫降低至相變材料50的相變溫度以下時(shí)，能量傳遞控制裝置40中的相變材料50則會(huì)相變回固態(tài)，此時(shí)即可通過(guò)能量傳遞控制裝置40中的相變材料50于固態(tài)導(dǎo)熱差之特性，以達(dá)到水箱保溫之目的。以一實(shí)施例來(lái)說(shuō)，當(dāng)選擇以石蠟作為相變材料50時(shí)，石蠟其密度為0. 9g/cm3,導(dǎo)熱系數(shù)為0. 15ff/m. K，其相變溫度為58飛2°C，亦即超過(guò)此溫度時(shí)，相變材料50便會(huì)熔化成液體。因此，當(dāng)要將能量傳遞控制裝置40嵌設(shè)在水箱內(nèi)膽10與水箱外皮30間的保溫層20中時(shí)，可先將能量傳遞控制裝置40內(nèi)的相變材料50升溫熔化，使能量傳遞控制裝置40可彎曲或形變，以便嵌設(shè)在保溫層20中(如上述的C環(huán)結(jié)構(gòu))；此方法除了可以方便將能量傳遞控制裝置40嵌設(shè)在保溫層20中，同時(shí)，由于能量傳遞控制裝置40可彎曲或形變，故可以與水箱內(nèi)膽10及水箱外皮30完全接觸，待降溫并固化后，便完成配置；之后，再進(jìn)行發(fā)泡材質(zhì)的充填。以60L (公升)的防過(guò)熱保溫水箱1而言使用四道長(zhǎng)450mm的能量傳遞控制裝置 40軸向平行均布在60L水箱內(nèi)，當(dāng)防過(guò)熱保溫水箱1中溫度達(dá)80°C以上時(shí)，由石蠟所形成的相變材料50便會(huì)熔化成液體；經(jīng)測(cè)試及計(jì)算后，60L水箱總散熱功率為107W;而在60°C 以下時(shí)，由石蠟所形成的相變材料50便會(huì)凝固成固體；經(jīng)測(cè)試及計(jì)算后，總散熱功率降為 32W。很明顯地，能量傳遞控制裝置40能起將過(guò)高溫度的防過(guò)熱保溫水箱1中的部分熱量快速傳遞至防過(guò)熱保溫水箱1外，達(dá)到散熱之功能。當(dāng)防過(guò)熱保溫水箱1中的水溫降低至相變材料50的相變溫度以下時(shí)，能量傳遞控制裝置40中的相變材料50則會(huì)相變回固態(tài)， 此時(shí)即可通過(guò)能量傳遞控制裝置40中的相變材料50于固態(tài)導(dǎo)熱差之特性，以達(dá)到水箱保溫之目的。而以100L(公升)的防過(guò)熱保溫水箱1而言使用四道長(zhǎng)650mm的能量傳遞控制裝置40軸向平行均布在100L水箱內(nèi)，當(dāng)防過(guò)熱保溫水箱1中溫度達(dá)80°C以上時(shí)，由石蠟所形成的相變材料50便會(huì)熔化成液體；經(jīng)測(cè)試及計(jì)算后，100L水箱總散熱功率為180W ；而在60°C以下時(shí)，由石蠟所形成的相變材料50便會(huì)凝固成固體；經(jīng)測(cè)試及計(jì)算后，總散熱功率降為57W。很明顯地，能量傳遞控制裝置40能起將過(guò)高溫度的防過(guò)熱保溫水箱1中的部分熱量快速傳遞至防過(guò)熱保溫水箱1外，達(dá)到散熱之功能。當(dāng)防過(guò)熱保溫水箱1中的水溫降低至相變材料50的相變溫度以下時(shí)，能量傳遞控制裝置40中的相變材料50則會(huì)相變回固態(tài)，此時(shí)即可通過(guò)能量傳遞控制裝置40中的相變材料50于固態(tài)導(dǎo)熱差之特性，以達(dá)到水箱保溫之目的。而以150L (公升)的防過(guò)熱保溫水箱1而言使用四道長(zhǎng)1050mm的能量傳遞控制裝置40軸向平行均布在150L水箱內(nèi)，當(dāng)防過(guò)熱保溫水箱1中溫度達(dá)80°C以上時(shí)，由石蠟所形成的相變材料50便會(huì)熔化成液體；經(jīng)測(cè)試及計(jì)算后，150L水箱總散熱功率為205W ；而在 600C以下時(shí)，由石蠟所形成的相變材料50便會(huì)凝固成固體；經(jīng)測(cè)試及計(jì)算后，總散熱功率降為62W。很明顯地，能量傳遞控制裝置40能起將過(guò)高溫度的防過(guò)熱保溫水箱1中的部分熱量快速傳遞至防過(guò)熱保溫水箱1外，達(dá)到散熱之功能。當(dāng)防過(guò)熱保溫水箱1中的水溫降低至相變材料50的相變溫度以下時(shí)，能量傳遞控制裝置40中的相變材料50則會(huì)相變回固態(tài)，此時(shí)即可通過(guò)能量傳遞控制裝置40中的相變材料50于固態(tài)導(dǎo)熱差之特性，以達(dá)到水箱保溫之目的。很明顯地，本發(fā)明之防過(guò)熱保溫水箱1，藉由防過(guò)熱保溫水箱1內(nèi)部保溫層20 中的能量傳遞控制裝置40，通過(guò)此能量傳遞控制裝置40中的相變材料50的相變功能將防過(guò)熱保溫水箱1中的部分熱能轉(zhuǎn)移出去，藉此防止防過(guò)熱保溫水箱1發(fā)生過(guò)熱，使得本發(fā)明之防過(guò)熱保溫水箱1具有較高的安全性。同時(shí)，本發(fā)明之防過(guò)熱保溫水箱1，是使用成本較低的相變材料50，也使得本發(fā)明之防過(guò)熱保溫水箱1具有較低的制造成本。同時(shí)，在本實(shí)施例中，配置緩沖組件401之目的，是在能量傳遞控制裝置40中的相變材料50由固態(tài)轉(zhuǎn)變成液態(tài)的過(guò)程中，起吸收體積增加的緩沖作用，同時(shí)也能藉由這些緩沖組件401所占的空間， 來(lái)減少相變材料50的灌裝量。而當(dāng)緩沖組件401為多段竹節(jié)狀，更能夠通過(guò)竹節(jié)狀的間隙
10來(lái)增加液態(tài)的對(duì)流效果。
防過(guò)熱保溫水箱的制作方法
接下來(lái)，進(jìn)一步揭露本發(fā)明之防過(guò)熱保溫水箱的制作方法之一實(shí)施例。一種防過(guò)熱保溫水箱的制作方法，其步驟如下
提供一水箱內(nèi)膽，水箱內(nèi)膽10可形成一容量之空間，且水箱內(nèi)膽10的材料可采用搪瓷內(nèi)膽、鋼塑內(nèi)膽、不銹鋼內(nèi)膽或者工程塑料等作為材料。提供一水箱外皮，配置并包覆水箱內(nèi)膽10周圍，并于水箱內(nèi)膽10與水箱外皮30 間形成一空隙；而水箱外皮30的材料可采用鍍鋅鐵皮、噴漆鐵皮、噴塑鐵皮、不銹鋼或者塑料等作為材料。提供至少一個(gè)能量傳遞控制裝置40，每一能量傳遞控制裝置40具有一厚度，且此能量傳遞控制裝置40的厚度大于水箱內(nèi)膽10與水箱外皮30間的空隙；因此，當(dāng)能量傳遞控制裝置40要嵌設(shè)于水箱內(nèi)膽10與水箱外皮30間的空隙中時(shí)，需要將能量傳遞控制裝置 40中的相變材料50先加熱并由固態(tài)改為液態(tài)后，將每一能量傳遞控制裝置40嵌設(shè)于水箱內(nèi)膽10與水箱外皮30間的空隙中，其中，每一能量傳遞控制裝置40可以是縱向水平且間隔地嵌設(shè)在水箱內(nèi)膽10與水箱外皮30間的空隙中，或是以C環(huán)結(jié)構(gòu)橫向且間隔地設(shè)置于保溫層20中；同時(shí)，每一能量傳遞控制裝置40的兩端與水箱內(nèi)膽10與水箱外皮30的兩端之間必須保留適當(dāng)之空間。由于液態(tài)可以有較大的形狀改變，使得能量傳遞控制裝置40 可完全地貼附于水箱內(nèi)膽10及水箱外皮30之間，且與水箱內(nèi)膽10及水箱外皮30相接觸。 此外，因每一能量傳遞控制裝置40的兩端與水箱內(nèi)膽10與水箱外皮30的兩端之間均保留適當(dāng)之空間，故有利發(fā)泡材質(zhì)流動(dòng)，避免阻塞。而能量傳遞控制裝置40須與水箱內(nèi)膽10及水箱外皮30相接觸之目的，則是為了能讓熱能由水箱內(nèi)膽10傳導(dǎo)至水箱外皮30外，因此必須相互接觸。注入一發(fā)泡材質(zhì)于水箱內(nèi)膽10及水箱外皮30之間。是將一發(fā)泡材質(zhì)注入水箱內(nèi)膽10及水箱外皮30之間，使得發(fā)泡材質(zhì)可藉由能量傳遞控制裝置40周圍所保留的空隙灌滿水箱內(nèi)膽10及水箱外皮30之間的空間，便與能量傳遞控制裝置40形成保溫層20，發(fā)泡材質(zhì)的材料可采用聚氨酯、聚苯乙烯、巖棉或者玻璃棉等。接下來(lái)，再揭露本發(fā)明之防過(guò)熱保溫水箱的制作方法之另一實(shí)施例。一種防過(guò)熱保溫水箱的制作方法，其步驟如下
提供一水箱內(nèi)膽，水箱內(nèi)膽10可形成一容量之空間，且水箱內(nèi)膽10的材料可采用搪瓷內(nèi)膽、鋼塑內(nèi)膽、不銹鋼內(nèi)膽或者工程塑料等作為材料。提供至少一個(gè)能量傳遞控制裝置40，每一能量傳遞控制裝置40具有一厚度；接著，將每個(gè)能量傳遞控制裝置40配置于水箱內(nèi)膽10之外壁上，且每一能量傳遞控制裝置40 是以縱向水平且間隔地嵌設(shè)在水箱內(nèi)膽10上，同時(shí)，每一能量傳遞控制裝置40的兩端與水箱內(nèi)膽10的兩端之間必須保留適當(dāng)之空間。提供一水箱外皮，將其配置并包覆水箱內(nèi)膽10周圍，并于水箱內(nèi)膽10與水箱外皮 30間形成一空隙；而水箱外皮30的材料可采用鍍鋅鐵皮、噴漆鐵皮、噴塑鐵皮、不銹鋼或者塑料等作為材料。注入一發(fā)泡材質(zhì)于水箱內(nèi)膽10及水箱外皮30之間。是將一發(fā)泡材質(zhì)注入水箱內(nèi)膽10及水箱外皮30之間，使得發(fā)泡材質(zhì)可藉由能量傳遞控制裝置40周圍所保留的空隙灌滿水箱內(nèi)膽10及水箱外皮30之間的空間，便與能量傳遞控制裝置40形成保溫層20，發(fā)泡材質(zhì)的材料可采用聚氨酯、聚苯乙烯、巖棉或者玻璃棉等。由于，本發(fā)明之能量傳遞控制裝置40的厚度大于水箱內(nèi)膽10與水箱外皮30間的空隙；因此，當(dāng)能量傳遞控制裝置40嵌入于水箱內(nèi)膽10及水箱外皮30后，可完全地貼附于水箱內(nèi)膽10及水箱外皮30之間且與水箱內(nèi)膽10及水箱外皮30相接觸。此外，因每一能量傳遞控制裝置40的兩端與水箱內(nèi)膽10與水箱外皮30的兩端之間均保留適當(dāng)之空間，故有利發(fā)泡材質(zhì)流動(dòng)，避免阻塞。而能量傳遞控制裝置40須與水箱內(nèi)膽10及水箱外皮30相接觸之目的，則是為了能讓熱能由水箱內(nèi)膽10傳導(dǎo)至水箱外皮30外，因此必須相互接觸。
能量傳遞控制裝置的制作方法
接下來(lái)，本發(fā)明進(jìn)一步揭露能量傳遞控制裝置的制作方法之一實(shí)施例。一種能量傳遞控制裝置的制作方法，其步驟如下
提供一內(nèi)包覆套403，內(nèi)包覆套403的材料可采用鋁塑復(fù)合材質(zhì)提供至少一緩沖組件401，并將其置于內(nèi)包覆套403中；而此緩沖組件401的材料可采用鋁塑復(fù)合材質(zhì)；這些緩沖組件401可起吸收相變材料50由固態(tài)轉(zhuǎn)變成液態(tài)過(guò)程中產(chǎn)生體積增加的緩沖作用。提供一相變材料50，將此相變材料50加熱并使其由固態(tài)改變?yōu)橐簯B(tài)后，再將此液態(tài)的相變材料50以一定量灌入內(nèi)包覆套403中，并且將每一緩沖組件401包覆于液態(tài)的相變材料50中。在本實(shí)施例中的緩沖組件401可以是一種充氣條，是于每一充氣條中充入氣體后封口，而充氣條之材質(zhì)也可以是鋁塑復(fù)合。封口內(nèi)包覆套403，是將相變材料50封閉于內(nèi)包覆套403中。提供一外包覆套405，包覆已封口的內(nèi)包覆套403 ；外包覆套405的材料為耐高溫及膨脹性能高之絕緣材料，本發(fā)明采用橡膠材質(zhì)的三元乙丙材料。此外，本發(fā)明還可進(jìn)一步在每一緩沖組件401上扎上至少一個(gè)尼龍繩4011，使得每一緩沖組件401上可形成多個(gè)間隔排列的竹節(jié)狀；例如使用15 20cm之尼龍繩4011將每一緩沖組件401扎成竹節(jié)狀；抽真空封口所述外包覆套405。再者，為避免能量轉(zhuǎn)換裝置40中的固態(tài)之相變材料50與內(nèi)包覆套403之間有空氣存在，而使得固態(tài)與液態(tài)轉(zhuǎn)換過(guò)程，在內(nèi)包覆套403中形成過(guò)多的氣泡，而導(dǎo)致能量轉(zhuǎn)換裝置40之效能降低之現(xiàn)象；因此，在本發(fā)明之一較佳之實(shí)施例中，是在進(jìn)行內(nèi)包覆套403封口之前，先進(jìn)行抽真空的步驟，即在抽真空后再進(jìn)行封口，以確保能量轉(zhuǎn)換裝置40中的相變材料50在固態(tài)與液態(tài)轉(zhuǎn)換過(guò)程中，不會(huì)在內(nèi)包覆套403中形成過(guò)多的氣泡。在此要強(qiáng)調(diào)，本發(fā)明前述所揭露之防過(guò)熱保溫水箱的制作方法以及能量傳遞控制裝置的制作方法，均可以使用在前述之第一實(shí)施例及第二實(shí)施例中，不再重復(fù)贅述。以上所述僅為本發(fā)明較佳實(shí)施例，并非用以限定本發(fā)明申請(qǐng)的權(quán)利范圍；同時(shí)以上的描述對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)可明了與實(shí)施，因此其它未脫離本發(fā)明所揭示的精神下所完成的等效改變或修飾，均應(yīng)包含于權(quán)利要求書(shū)的范圍中。
權(quán)利要求
1.一種防過(guò)熱保溫水箱，包括一水箱內(nèi)膽，一套設(shè)在所述水箱內(nèi)膽外部之保溫層以及一套設(shè)在所述保溫層外部之水箱外皮，其特征在于，至少有一嵌設(shè)在所述水箱內(nèi)膽與所述水箱外皮間的保溫層中的能量傳遞控制裝置，所述之能量傳遞控制裝置包括一內(nèi)包覆套，為一封閉結(jié)構(gòu)；至少一緩沖組件，為一封閉結(jié)構(gòu)并配置在所述內(nèi)包覆套內(nèi)；及一相變材料，配置并封閉于所述內(nèi)包覆套中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防過(guò)熱保溫水箱，其特征在于，所述的緩沖組件上形成至少一個(gè)竹節(jié)狀的流道。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防過(guò)熱保溫水箱，其特征在于，所述的緩沖組件為鋁塑復(fù)合材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防過(guò)熱保溫水箱，其特征在于，所述的相變材料是由下列組合中選出石蠟、聚乙二醇，氯化鈣、硫酸鈉、碳酸鈉、硫代硫酸鈉、磷酸鈉、磷酸鉀、硝酸鎂、 氯化鎂、氫氧化鋇水合物，或者乙酰胺。
5.一種能量傳遞控制裝置，其特征在于，所述之能量傳遞控制裝置包括 一內(nèi)包覆套，為一封閉結(jié)構(gòu)；至少一緩沖組件，為一封閉結(jié)構(gòu)并配置在所述內(nèi)包覆套內(nèi)；及一相變材料，配置并封閉于所述內(nèi)包覆套中。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的能量傳遞控制裝置，其特征在于，所述的緩沖組件為鋁塑復(fù)合材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的能量傳遞控制裝置，其特征在于，所述的相變材料是由下列組合中選出石蠟、聚乙二醇，氯化鈣、硫酸鈉、碳酸鈉、硫代硫酸鈉、磷酸鈉、磷酸鉀、硝酸鎂、氯化鎂、氫氧化鋇水合物，或者乙酰胺。
8.一種能量傳遞控制裝置的制作方法，其步驟如下 提供一內(nèi)包覆套；提供至少一緩沖組件，為一封閉結(jié)構(gòu)并配置在所述內(nèi)包覆套內(nèi)； 提供一液態(tài)之相變材料，灌入所述內(nèi)包覆套中； 封口所述內(nèi)包覆套，以使所述相變材料包覆于所述內(nèi)包覆套中；及檢驗(yàn)所述液態(tài)之相變材料是否會(huì)滲漏出所述內(nèi)包覆套。
9.一種防過(guò)熱保溫水箱的制作方法，其步驟如下提供一水箱內(nèi)膽，并于所述水箱內(nèi)膽中形成一定容量之空間，而所述水箱內(nèi)膽具有兩端；提供一水箱外皮，是包覆于所述水箱內(nèi)膽周圍，并與所述水箱內(nèi)膽間形成一空隙； 提供至少一個(gè)能量傳遞控制裝置，每一能量傳遞控制裝置具有一厚度及兩端，將所述能量傳遞控制裝置嵌設(shè)于水箱內(nèi)膽與水箱外皮間的空隙中，同時(shí)，所述之每一能量傳遞控制裝置的兩端與所述水箱內(nèi)膽與水箱外皮的兩端之間保留適當(dāng)之空間；及注入一發(fā)泡材質(zhì)于所述水箱內(nèi)膽及水箱外皮之空隙；其中所述之能量傳遞控制裝置制作方法的特征在于 提供一內(nèi)包覆套；提供至少一緩沖組件，為一封閉結(jié)構(gòu)并配置在所述內(nèi)包覆套內(nèi)；提供一液態(tài)之相變材料，灌入所述內(nèi)包覆套中；封口所述內(nèi)包覆套，以使所述相變材料包覆于所述內(nèi)包覆套中；及檢驗(yàn)所述液態(tài)之相變材料是否會(huì)滲漏出所述內(nèi)包覆套。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的制備方法，其特征在于，所述的相變材料是由下列組合中選出石蠟、聚乙二醇，氯化鈣、硫酸鈉、碳酸鈉、硫代硫酸鈉、磷酸鈉、磷酸鉀、硝酸鎂、氯化鎂、氫氧化鋇水合物，或者乙酰胺。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有能量傳遞控制裝置的防過(guò)熱保溫水箱，包括一水箱內(nèi)膽，一套設(shè)在所述水箱內(nèi)膽外部之保溫層，一套設(shè)在所述保溫層外部之水箱外皮及至少一嵌設(shè)在所述水箱內(nèi)膽與所述水箱外皮間的保溫層中的能量傳遞控制裝置，其中，所述之防過(guò)熱保溫水箱的特征在于一內(nèi)包覆套，為一封閉結(jié)構(gòu)；至少一緩沖組件，為一封閉結(jié)構(gòu)并配置在所述內(nèi)包覆套內(nèi)；及一相變材料，配置并封閉于所述內(nèi)包覆套中。
文檔編號(hào)F24H9/00GK102393073SQ201110378578
公開(kāi)日2012年3月28日 申請(qǐng)日期2011年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月24日
發(fā)明者蘇樹(shù)強(qiáng) 申請(qǐng)人:皇明太陽(yáng)能(上海)有限公司