CN105455366A - 一种寒冷地区使用的手机套 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种寒冷地区使用的手机套；其均温板一面为平滑面，另一面设有多块翅片；上壳中部设有开口，均温板的平滑面嵌入上壳的开口中，绝热元件为方形盒体结构，盒体内放有电加热芯片和固-液相变蓄热材料，电加热芯片上端放有固-液相变蓄热材料；所述均热板的散热翅片***所述固-液相变蓄热材料中；绝热元件与均温板以及上壳构成密闭空间；绝热元件设置在下壳内；上壳上端两边缘设有放置手机的凸起卡槽。本发明采用蓄热材料进行热量的交换，具有对手机供热和散热两种工作状态，在向手机提供适当热量使其能够在寒冷条件下正常使用的同时，在手机机身过热时可以反向散热，兼具供热和散热两种功能。

Description

一种寒冷地区使用的手机套
技术领域
本发明涉及一种手机套，特别是涉及一种寒冷地区使用的手机套，保证手机用户能在寒冷地区中长时间正常使用手机。
背景技术
现有手机大多采用锂电池，它由一个正极，一个负极以及在正负极之间的电解液所组成的。锂电池的正常工作温度为0-40℃，电容量受温度影响较大。当温度过低时，会造成锂电池电容减小，手机使用者会出现手机“耗电加快”的感觉；在温度极低时，电池中的锂会产生沉积现象，不再和物质发生化学反应，从而发生电池内部短路的情况，具有保护装置的手机会自动停止运行并关机，导致手机无法使用。
现有手机多为采用触摸屏的智能手机，触摸屏大致分为电阻屏和电容屏两种，其中电容屏的工作受温度的影响。一般手机电容屏的正常工作温度也在零度以上，当温度低于零度时，会出现屏幕失灵等情况，影响手机的正常使用。
现有的手机或手机套内部设置发热装置的首要目的是向用户端传递热量，即为寒冷地区的用户的手部取暖，并无成熟的旨在为手机供热以维持其正常使用的技术方案。这些装置多采用发热电路或电发热膜，在发热装置运行过程中，当手机过热时不能自主地停止向手机供热，需额外增加控制电路或手动关闭开关使发热装置停止发热。
发明内容
本发明着重解决现有技术手机在寒冷地区使用过程中出现的电池电容减小、过低温关机的问题，提供一种可防止手机在使用过程中过热而损害电子元件的寒冷地区使用的手机套。
本发明应用电加热芯片、均温板，尤其是低温固-液相变蓄热材料组成的可保证手机能在寒冷地区中正常使用的手机套。相变蓄热材料是一种能够储存热能的新型化学材料。它在特定的温度(如相变温度)下发生物相变化，并伴随着吸收或放出热量，可用来控制周围环境的温度，或用以储存热能。在低温(100℃以下)蓄热领域技术比较成熟，已研发出多种蓄热材料，其中低温固-液相变蓄热材料中，石蜡类物质存在相变温度为30℃左右的形态、Na2SO4·10H2O的相变温度也仅为32.4℃。
均温板即真空均热板，其原理与热管相似，但热传导方式有所区别，散热效能也优于热管。均温板内部为真空腔体，内有液体工质，其内壁上具有微结构。当热源的热量被均温板的蒸发端吸收后，工质蒸发扩散到真空腔内，再在冷凝端放出热量冷凝，通过微结构的毛细作用回流至蒸发端，周而复始进行工作。热管为一维线性热传导，均温板为二维面的传导，因而效率更高。在均温板的使用中,通常与翅片相结合,以增大换热面积，提高换热效率。
为实现本发明目的，采用如下技术方案：
一种寒冷地区使用的手机套，主要包括均温板、上壳、电加热芯片、绝热元件、下壳和固-液相变蓄热材料；均温板一面为平滑面，另一面设有多块翅片；上壳中部设有开口，均温板的平滑面嵌入上壳的开口中，绝热元件为方形盒体结构，盒体内放有电加热芯片和固-液相变蓄热材料，电加热芯片上端放有固-液相变蓄热材料；所述均热板的散热翅片***所述固-液相变蓄热材料中；绝热元件与均温板以及上壳构成密闭空间；绝热元件设置在下壳内；上壳上端两边缘设有放置手机的凸起卡槽；电加热芯片在手机套进行充电时与外界电源连接；固-液相变蓄热材料的相变温度为25-35℃，沸点高于60℃。
为进一步实现本发明目的，优选地，所述均温板的平滑面与上壳开孔面平齐，其四周轮廓与上壳开口严密贴合。
优选地，所述电加热芯片的电源接口设置在绝热元件上。
优选地，所述固-液相变蓄热材料选用Na2SO4·10H2O或石蜡。
优选地，所述均温板采用碳钢制造。
优选地，所述翅片通过紧配合或锡焊工艺与均温板下表面紧密连接成一体.
优选地，所述散热翅片为平直翅片、波纹型、锯齿形、针状翅片。
优选地，所述散热翅片的表面开孔。
优选地，所述绝热元件采用气凝胶毡或石棉制成。
优选地，所述上壳与下壳采用ABS材料制成。
相对于现有技术，本发明具有如下优点：
本发明采用蓄热材料进行热量的交换，具有对手机供热和散热两种工作状态，在向手机提供适当热量使其能够在寒冷条件下正常使用的同时，在手机机身过热时可以反向散热，兼具供热和散热两种功能。
本发明手机套的散热状态即为一个向固-液相变材料蓄热的过程，可减少甚至避免使用手机过程中对手机套插电蓄能的次数。
附图说明
图1-1为手机与寒冷地区使用的手机套的装配示意图。
图1-2为手机与寒冷地区使用的手机套的装配后的示意图。
图2为寒冷地区使用的手机套拆分示意图。
图3为图2中固-液相变蓄热材料放置位置示意图。
图4为图2中下壳与上壳和绝热元件配合示意图。
图5为手机套蓄热示意图。
图6-1为均温板与上壳配合示意图。
图6-2为均温板与上壳装配后的俯视图。
图6-3为均温板与上壳装配后仰视图。
图7-1为均温板立体示意图。
图7-2为均温板A面示意图。
图7-3为均温板B面示意图。
图8为上壳示意图。
图9-1为电加热芯片的正视图。
图9-2为电加热芯片的左视图
图10为绝热元件示意图。
图11为下壳示意图。
图12为供热状态下的热量传递示意图。
图13为散热状态下的热量传递示意图。
图中示出：手机1、手机套2、均温板2-1、上壳2-2、电加热芯片2-3、绝热元件2-4、下壳2-5、固-液相变蓄热材料2-6、充电插头3。
具体实施方式
为更好地理解本发明，下面结合附图对本发明作进一步的说明，但本发明的实施方式不限如此。
如图1-1、图1-2、图2、图3、图4、图5、图6-1、图6-2和图6-3所示，一种寒冷地区使用的手机套，主要包括均温板2-1、上壳2-2、电加热芯片2-3、绝热元件2-4、下壳2-5和固-液相变蓄热材料2-6；均温板2-1一面为平滑面，另一面设有多块翅片；上壳2-2中部设有开口，均温板2-1的平滑面嵌入上壳2-2的开口中，均温板2-1的平滑面优选与上壳2-2开孔面平齐，其四周轮廓与上壳开口严密贴合；绝热元件2-4为方形盒体结构，盒体内放有电加热芯片2-3，电加热芯片2-3上端放有固-液相变蓄热材料2-6；所述均热板2-1的散热翅片***所述固-液相变蓄热材料2-6中；绝热元件2-4与均温板2-1以及上壳2-2构成密闭空间；绝热元件2-4设置在下壳2-5内；上壳2-2上端两边缘设有放置手机的凸起卡槽；电加热芯片2-3与外界电源连接；固-液相变蓄热材料2-6的相变温度为25-35℃，沸点高于60℃。
电加热芯片2-3的电源接口设置在绝热元件2-4上；电加热芯片2-3的电源接口周向与绝热元件2-4的侧面开口相贴合，轴向较绝热元件2-4侧片稍有突出，突出长度等于或小于下壳2-5与上壳2-2的间距。
如图9-1和图9-2所示，电加热芯片2-3采用电阻丝加热技术，内部电阻丝的多少、电阻大小和置放方式可根据不同的手机大小和不同的蓄热量进行改变。表面则采用铜、铝等导热系数高的材料。
固-液相变蓄热材料2-6优选Na2SO4·10H2O或石蜡；Na2SO4·10H2O或石蜡还可采用现有技术进行性能增强后制成，其它相变温度在25-35℃左右且沸点高于60℃左右、蓄热密度较高的固-液相变蓄热材料均可用于本发明。
如图7-1、图7-2和图7-3所示，均温板2-1采用碳钢或其它导热性好、耐腐蚀的材料制造，一面平滑，另一面通过紧配或锡焊工艺与散热翅片紧密连接成一体；散热翅片优选为平直翅片。更进一步，散热翅片可采取波纹型、锯齿形、针状与表面开孔等等不同形状的翅片，以增强换热，以达到更好的散热效果。
如图10所示，所述绝热元件2-4采用气凝胶毡或石棉等导热系数极低且不与所述固-液相变蓄热材料发生反应的其它材料制成，可保证绝大部分热量只沿一个方向流动。
如图8和图11所示，上壳2-2与下壳2-5优选采用ABS材料。
本发明手机套根据手机自身温度的高低，分为对手机供热和散热两种工作状态，下面进行分别说明。
如图5所示，使用手机之前，需将手机套2与充电插头3连接，进行蓄热。电加热芯片2-3接通电源，产生热量，将固态相变蓄热材料2-6加热熔化至液态，蓄热完成。充电完成后即可将手机1与手机套2配合。
当手机1温度过低且低于固-液相变蓄热材料的熔点时，则本发明手机套2处于供热状态，此时热量流动示意图如图12所示。此状态下，均温板2-1翅片端为蒸发端，吸收固-液相变材料2-6的热量后，传递至均温板2-1平滑面(即冷凝端)，最后通过均温板平滑面将热量传递给手机，实现对手机的温和供热。
当手机1使用一段时间，机身温度升高至大于固-液相变蓄热材料的熔点的某一温度时，本发明手机套处于散热状态，此时热量流动示意图如图13所示。此状态下，均温板平滑面为蒸发端，吸收手机的热量后，传递至均温板翅片端(即冷凝端)，最后通过翅片将热量传递到固-液相变材料中，此过程亦为蓄热过程。
在供热状态的热量传递过程中，固-液相变蓄热材料会逐渐凝固成固体，一段时间过后，若未能进入散热状态进行自身的蓄热，蓄热材料会全部固化，此时需再次向手机套充电；若在手机的使用过程中，手机机身的温度能够使本发明手机套进入散热状态，则可使已固化的蓄热材料液化，达到自身蓄热的效果，可免去插电蓄热长时间使用。
如图5所示，使用手机之前，需将手机套与电源连接进行蓄热。即所述电加热芯片接通电源，产生热量，将固态相变蓄热材料加热熔化至液态，蓄热完成。充电完成后即可将手机与手机套配合。在手机的使用过程中，若机身温度一直达不到固-液蓄热材料的相变温度，则一段时间后需再次插电蓄热；反之则可持续使用。
为了达到本发明的目的，对固-液相变蓄热材料有特定的要求：相变温度在25-35℃之间，若相变温度过低，会使手机套过早进入散热状态，不能达到理想的供热效果，若相变温度过高，则不能及时地进行散热，造成手机机身温度过高，损害电子元件；蒸发温度高于60℃，此温度比手机所能承受的最高温度要高，若所选材料蒸发温度低于手机正常使用过程中能达到的温度，则所述绝热元件、电加热芯片、均温板和上壳构成的密闭空间在手机套散热状态下会产生蒸汽，导致密闭空间内部压力不稳定等安全隐患；同时所选材料的蓄热密度越高越理想。
在本发明手机套的插电蓄热过程中，电加热芯片对固态的蓄热材料进行加热，当均热板的光滑面开始有热量传出时，蓄热材料已全部变为液态，蓄热完成，应及时拔除电源。若蓄热不充分，会导致手机套的蓄热材料没有完全液化，供热能力下降；若蓄热完成后没有及时断电，电加热芯片会继续加热液态蓄热材料，当热量不能及时通过如图12所示的方向散出时，可能会导致蓄热材料汽化。本发明的基础上可加入温控电路，以实现自动断电。

Claims (10)

1.一种寒冷地区使用的手机套，其特征在于，主要包括均温板、上壳、电加热芯片、绝热元件、下壳和固-液相变蓄热材料；均温板一面为平滑面，另一面设有多块翅片；上壳中部设有开口，均温板的平滑面嵌入上壳的开口中，绝热元件为方形盒体结构，盒体内放有电加热芯片和固-液相变蓄热材料，电加热芯片上端放有固-液相变蓄热材料；所述均热板的散热翅片***所述固-液相变蓄热材料中；绝热元件与均温板以及上壳构成密闭空间；绝热元件设置在下壳内；上壳上端两边缘设有放置手机的凸起卡槽；电加热芯片在手机套进行充电时与外界电源连接；固-液相变蓄热材料的相变温度为25-35℃，沸点高于60℃。
2.根据权利要求1所述的寒冷地区使用的手机套，其特征在于，所述均温板的平滑面与上壳开孔面平齐，其四周轮廓与上壳开口严密贴合。
3.根据权利要求1所述的寒冷地区使用的手机套，其特征在于，所述电加热芯片的电源接口设置在绝热元件上。
4.根据权利要求1所述的寒冷地区使用的手机套，其特征在于，所述固-液相变蓄热材料选用Na2SO4·10H2O或石蜡。
5.根据权利要求1所述的寒冷地区使用的手机套，其特征在于，所述均温板采用碳钢制造。
6.根据权利要求1或5所述的寒冷地区使用的手机套，其特征在于，所述翅片通过紧配合或锡焊工艺与均温板下表面紧密连接成一体。
7.根据权利要求6所述的寒冷地区使用的手机套，其特征在于，所述散热翅片为平直翅片、波纹型、锯齿形、针状翅片。
8.根据权利要求7所述的寒冷地区使用的手机套，其特征在于，所述散热翅片的表面开孔。
9.根据权利要求1所述的寒冷地区使用的手机套，其特征在于，所述绝热元件采用气凝胶毡或石棉制成。
10.根据权利要求1所述的寒冷地区使用的手机套，其特征在于，所述上壳与下壳采用ABS材料制成。
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