[发明专利]一种仿生相变储能板

说明书

本发明公开了一种仿生相变储能板，包括骨架以及填充在骨架内的相变材料，其特征在于：所述骨架由主骨架与换热骨架组成，所述换热骨架设置在所述主骨架内，所述换热骨架按如下规律生成并在所述主骨架内形成分隔开的空腔，所述换热骨架的生成规律为：在主骨架上任取一点，做主骨架的垂线，与相邻的另一条主骨架相交，将垂线N等分，取N‑1等分点为圆心作圆；相同的两条主骨架之间的两条相邻垂线的间距小于两条主骨架之间的间距；在圆内部作任意多边形，形成骨架结构。本发明相比储能板，极大地增加相变材料与骨架的平均换热面积，在很大程度上提高换热效率。该储能板能在一定体积下，利用其特殊结构，存储更多的能量，能够实现能量的高效存储和转换。

技术领域

本发明涉及一种传热装置，具体涉及的是一种仿生相变储能板。

背景技术

目前来说，储能的基本元器件主要有电池、电感、电容器等，对于一般的场合，这些储能元件有较高的效率以及较大的便捷性，使用非常方便，但一些特殊场合(比如较小尺度等)则限制了这些储能元件的使用，由于这些基本元件体积过大，不能适应小尺度的场合，因此就需要我们发明一种能够适用于这些场合的新型储能装置。

而对一般的平板结构来说，其换热表面为其平板面，相变材料在平板内部腔体内融化和凝固时，由于固液相变材料导热系数低，使得内部热流传递效能低，最为重要的是，骨架与相变材料间传热面积有限，阻碍储能板能量传递效能提升。

已有研究发现，在蝴蝶翅膀的表面有一种类蝶形鳞片状分形结构(见图1)，具有极大的表面积，因此我们考虑将其与储能结合起来，提出一种仿生相变储能的新方法，借助微小的结构，有效的增大平均换热面积，提高储能效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供了一种能够在较小体积下实现大量能量的存储和高效率的转换，提高传热能力的相变储能板。

为解决传统储能板设计上存在的上述技术问题，本发明提供的技术方案是：

一种仿生相变储能板，包括骨架以及填充在骨架内的相变材料，其特征在于：所述骨架由主骨架与换热骨架组成，所述换热骨架设置在所述主骨架内，所述换热骨架按如下规律生成并在所述主骨架内形成分隔开的空腔，所述换热骨架的生成规律为：

在主骨架上任取一点，做主骨架的垂线，与相邻的另一条主骨架相交，将垂线N等分，取N-1等分点为圆心作圆，其中N≥3；相同的两条主骨架之间的两条相邻垂线的间距小于两条主骨架之间的间距；

在圆内部作任意多边形，形成骨架结构；多边形的边数为n，n在4-6的范围内选取。

根据要生成的多边形边数，将圆n等分；当以相邻等分点为圆心的两圆不相交时，在每个圆上等分的每一段圆弧上随机取点形成多边形；当以相邻等分点为圆心的两圆相交时，以其中一个圆等分的每一段圆弧上随机取点形成一个多边形，另一个圆内的多边形的的顶点包括位于圆上等分的每一段圆弧上的点和位于圆弧内的点，其中位于圆弧内的点与另一个圆内的多边形的顶点重合。

在形成所述骨架结构的多边形内还逐级衍生出小多边形，其中小多边形的的衍生法则为：对于每个不规则多边形，连接其最长的两条对角线；通过两条对角线将多边形分为四个部分，在每个部分所包含的原多边形的边上随机取点，与最长的两条对角线的交点相连，构成多个小的多边形。

衍生出小多边形的级数为3-4级。

所述圆的直径为随机选取，在1.5mm-2.5mm之间。

所述主骨架为条状结构。

两条相邻主骨架的间距为3.5-4.5mm，相同的两条主骨架之间的两条相邻垂线的间距为3mm。。