本发明涉及一种水杯，具体讲是一种利用热水杯中的低品位热能实施对水杯中的热水快速降温的防烫伤自动快速降温水杯。
背景技术：
将水杯中95℃～100℃开水冷却到人们适于饮用的温度即45℃左右需要等待很长的时间，给人们的生活带来不便。95℃～100℃开水极易烫人，稍有不慎就会发生烫伤事故。我国每年仅假期一个月就有不少儿童被高温液体灼伤：在武汉市第三医院烧伤科小儿烧伤病区，被严重烧伤住院的儿童就挤满了走道。小儿烧伤病区主任刘淑华表示，假期这才刚刚过了几天被严重烧伤住院的儿童就这么多。刘淑华表示她们平均每个月要收治烫伤患儿50余人。据中华烧伤杂志上介绍：中国烧伤的概率每年是万分之八，其中高温液体烫伤占半数以上。人民网渥太华去年5月30日电，记者邹德浩报道：加拿大全加每年大约有上万名儿童因烫伤到医院急诊，其中近一半是被高温液体灼伤。院长考克姆说，如果一杯滚烫的咖啡泼到孩子身上，由于孩子的皮肤比较薄，相对也更敏感，因此其烫伤程度一定比成年人更厉害，而被滚水烫伤又是烫伤中最严重的一种。考克姆指出，目前家庭热水温度基本在摄氏60度到100度，如果把它降至摄氏49度，则有可能避免严重烫伤。该医院推出一项全国保护儿童安全的计划，呼吁人们关注和保护儿童安全，特别注意防止儿童被烫伤。
烫伤是小儿常见的意外伤害之一。常见的白开水、热粥、热汤、热咖啡、热药液等均可致不同程度的烫伤。小儿的体表面积相对较大，所以相同的烫伤面积，对小儿而言所占的比例已相当的大。为此，我国对儿童烫伤非常重视，2013年中国首个儿童烧伤烫伤救助基金会成立。
技术实现要素：
如何预防和避免热液体烫伤，从技术角度，一、应给高温热液体杯做出显著的热液标记；二、设法不让热液体从容器中轻易倒出；三、盛入容器中的热液体能够自动快速降温到50℃以下。这样既可解决热液体烫伤人，又可解决热液体速饮的问题。据此理念，本发明采用双程形态记忆合金受热发生形变冷却后又恢复原有形态的原理，给高温热液体杯做出显著的热液体标记，同时不让热液体从容器中轻易倒出。应用帕尔帖热电效应发电技术即温差发电技术，解决现有热水杯快速降温与避免热液体烫伤问题：一只500ML水杯盛满95℃～100℃的开水，达到人们可以饮用的温度即49℃左右，可以放出90000焦的热量，如果将这些热量用于温差发电，可驱动一台微型直流电风扇工作5分钟左右，完成对水杯中热水强制性散热，达到快速降温目的。具体方案如下：
一种防烫伤自动快速降温水杯，由杯体、杯座、异形杯盖三部分组成，其特征是杯体的侧壁装配有字型双程形态记忆合金杯把，水杯中液体温度在49℃以下时，杯把垂直部位与水杯侧壁之间呈平行状态，手握字型杯把可以举杯正常饮用杯中的温水。当杯中有高温液体杯体温度高于49℃时，字型杯把垂直部位与侧壁之间以30度夹角状连接，字型杯把的严重形变无法用字型杯把举起杯体，告诫人们杯中是烫人的高温液体。杯体的上部是异形杯盖，异形杯盖由扁平空腔体，扁平空腔体下层面连接2至4根超导传热管，2至4根超导传热管的腔体与异形杯盖的扁平空腔体连通呈真空态，超导传热管内装有高潜能超导物质构成。异形杯盖与杯口连接处是一圈双程形态记忆合金环，杯体温度在49℃以下时，异形杯盖可以从杯体顺利取下，当杯体温度在49℃以上时，双程形态记忆合金环形变紧缩，异形杯盖无法从杯体取下，热液体不易从杯中溢出。异形杯盖周边开有若干个透气孔，可以将杯中的热蒸汽溢出。异形杯盖扁平空腔体上层面装有温差发电器，温差发电器由温差发电片和散热器构成，温差发电片的冷端与散热器通过导热硅脂粘接在一起，温差发电片的热端通过导热硅脂与扁平空腔体上层面粘接，温差发电片的正、负电源引出线与一微型直流电风扇的正、负电源引出线对应连接。微型直流电风扇由直流电动机、与其装配在一起的同心转动杆、连接在同心转动杆下边的风叶、装配在同心转动杆上部的密封套构成。同心转动杆穿过扁平空腔体正中孔且位于杯体正中位置。当水杯中有高温液体时，热水杯中的热量通过超导传热管迅速传导到异形杯盖中，进而将热量通过导热硅脂均匀地传导给温差发电片，使发电片的热端得热，于是发电片的正、负极上便产生电势差，电势差即刻接通直流电动机电源，直流电动机转动，驱动同心转动杆下边的风叶旋转，完成对水杯中热液体强制性蒸发散热，使杯中热液体快速降温。异形杯盖周边的若干个透气孔，可以将杯中的蒸发热气溢出。杯体的杯底是平底，平底下部是杯座，杯体平底下粘接有温差发电片，温差发电片冷侧下边粘接有散热器，散热器下面的蓄电池装在杯座的壳体上，壳体上开有散热孔，温差发电片的热侧与水杯的平底通过导热硅脂粘贴在一起。杯座内装有搅拌器，搅拌器由放置于杯底下边正中的直流电动机、安装在直流电动机转轴上的波轮叶片、装配在直流电动机转轴上的密封套组成。直流电动机转轴穿过杯体平底正中孔且位于杯体平底正中位置，密封套置于直流电动机转轴与杯体平底正中孔之间，波轮叶片放置在杯体平底上方。直流电动机的电源正极、负极与蓄电池的输出正极、负极对应连接，蓄电池的输入正极、负极与发电片的正极、负极对应连接。水杯中热水大于50℃时热水杯杯平底的热量通过导热硅脂使发温差电片的热侧得热，于是温差发电片的正、负极上便产生电势差，通过导线给蓄电池充电，蓄电池即刻接通直流电动机电源，直流电动机转动，驱动波轮叶片旋转，完成对水杯中高温液体的快速搅动，使高温液体产生对流，从而加快水杯中高温液体的冷却。
所述的2至4根超导传热管相互平行且超导传热管与扁平空腔体下层面垂直连接。
所述的微型直流电风扇直流电动机的同心转动杆通过密封套与扁平空腔体空间隔离。
所述的装在杯体上部的异形杯盖为扁圆型或者扁方型。
所述的装在异形杯盖扁平空腔体上层面的温差发电片是利用赛贝克效应的发电片，内部为半导体阵，其引出线两根，一根为正极，另一根为负极，发电片为正方形或者圆形平板，热水杯中有高温液体时温差发电片直接给微型直流电风扇的直流电机供电。
所述的粘接在杯体平底下的温差发电片是利用赛贝克效应的发电片，内部为半导体阵，其引出线两根，一根为正极，另一根为负极，发电片为正方形或者圆形平板，热水杯中有高温液体时温差发电片直接给杯底下边正中的直流电动机供电驱动搅拌叶片旋转。
所述的装在异形杯盖扁平空腔体上层面的温差发电片和粘接在杯体平底下的温差发电片有效工作面小于粘贴在其冷侧的散热器粘贴平面的面积，工作温差大于35℃。
所述的装在异形杯盖扁平空腔体上层面的温差发电片和粘接在杯体平底下的温差发电片上的散热器可以是金属翅片散热器或者超导管散热器，其作用可将发电片散出的热量迅速辐射到周围空气中，确保温差发电器正常发电。
所述的双程形态记忆合金为镍-钛合金，或者锌镍铜、钛镍铁、钛镍铬记忆合金，或者铜镍系合金、铜铝系合金、铜锌系合金、铁系合金。这些记忆合金之所以具有变形恢复原状能力，是因为变形过程中材料内部发生的热弹性马氏体相变。形状记忆合金中具有两种相：高温相奥氏体相，低温相马氏体相。根据高温液体的热力载荷条件，上述形状记忆合金会呈现出两种性能。
防烫伤自动快速降温水杯利用水杯中50℃以上低品位余热发电获得工作能量进行高温液体自动快速降温，利用双程记忆合金给高温热液体自动标定出显著的热液防烫标，并可防止高温液体从容器中轻易倒出，其快速降温和防烫效果明显，且环保节能、安全卫生，使用方便，无任何污染。
附图说明
下面结合附图1对本实用新型作进一步说明。
图1是本实用新型实施例原理示意图。
图1中 1、杯体 2、杯座 3、异形杯盖 4、字型杯把 5、垂直部位 6、水杯侧壁 7、扁平空腔体 8、超导传热管 9、超导物质 10、杯口 11、双程形态记忆合金环 12、透气孔 13、扁平空腔体上层面 14、温差发电器 15、温差发电片 16、散热器 17、导热硅脂 18、微型直流电风扇 19、直流电动机 20、同心转动杆 21风叶 22、密封套 23、热液体 24、杯体平底 25、温差发电片 26、散热器 27、壳体 28、散热孔 29、搅拌器 30、直流电动机 31、转轴 32、波轮叶片 33、导热硅脂 34、密封套 35、蓄电池
具体实施方式
一种防烫伤自动快速降温水杯，由杯体1、杯座2、异形杯盖3三部分组成，其特征是杯体1的侧壁装配有字型双程形态记忆合金杯把4，水杯杯体1温度在49℃以下时，字型杯把4垂直部位5与侧壁6之间呈平行状态，手握字型杯把4可以举杯正常饮用杯中的温水。当杯中有高温液体杯体1温度高于49℃时，字型杯把4垂直部位与水杯侧壁6之间以30度夹角状连接，字型杯把4的严重形变用字型杯把4无法举起杯体1，告诫和标记杯中是烫人的高温液体。杯体1的上部是异形杯盖2，异形杯盖2由扁平空腔体7、扁平空腔体7下层面连接2至4根超导传热管8、2至4根超导传热管8的腔体与异形杯盖的扁平空腔体7连通呈真空态、超导传热管8内装有高潜能超导物质9构成。异形杯盖3与杯口10连接处是一圈双程形态记忆合金环11，杯体1的温度在49℃以下时，异形杯盖3可以从杯体1上取下，当杯体1温度在49℃以上时，双程形态记忆合金环11形变紧缩，异形杯盖3无法从杯体1取下，热液体不易从杯中溢出。异形杯盖周边开有若干个透气孔12，可以将杯中的热蒸汽溢出。异形杯盖3扁平空腔体上层面13上装有温差发电器14，温差发电器14由温差发电片15和散热器16构成，温差发电片15的冷端与散热器16通过导热硅脂粘接在一起，温差发电片15的热端通过导热硅脂17与扁平空腔体上层面13粘接，温差发电片的正、负电源引出线与微型直流电风扇18的正、负电源引出线对应连接。微型直流电风扇18由直流电动机19、与其装配在一起的同心转动杆20、连接在同心转动杆20下边的风叶21、装配在同心转动杆20上部的密封套22构成。同心转动杆20穿过扁平空腔体7正中孔且位于杯体1正中位置。当水杯中有高温液体时，热水杯中的热量通过超导传热管8迅速传导到异形杯盖3中，进而将热量通过导热硅脂均匀地传导给温差发电片15，使温差发电片15的热端得热，于是温差发电片的正、负极上便产生电势差，电势差即刻接通直流电动机19电源，直流电动机19转动，驱动同心转动杆20下边的风叶21旋转，完成对水杯中热液体23强制性蒸发散热，使杯中热液体快速降温。异形杯盖3周边的若干个透气孔12可将杯中的蒸发热气吹出水杯外。杯体1的杯底是平底24，杯体平底24下部是杯座2，杯体平底24下边粘接有温差发电片25，温差发电片25冷侧下边粘接有散热器26，散热器26下面的蓄电池27装在杯座2的壳体27上，壳体27上开有散热孔28，温差发电片25的热侧与水杯的杯体平底24通过导热硅脂33粘贴在一起。杯座2内装有搅拌器29，搅拌器29由放置于杯底下边正中的直流电动机30、安装在直流电动机转轴31上的波轮叶片32、装配在直流电动机转轴31上的密封套34组成。直流电动机转轴31穿过杯体平底24正中孔位置，密封套34置于直流电动机转轴31与杯体平底正中孔之间，波轮叶片32放置在杯体平底上方。直流电动机30的电源正极、负极与蓄电池35的输出正极、负极对应连接，蓄电池35的输入正极、负极与温差发电片25的正极、负极对应连接。水杯中热水大于50℃时热水杯杯平底的热量通过导热硅脂使温差发电片25的热侧得热，于是温差发电片的正、负极上便产生电势差，通过导线给蓄电池35充电，蓄电池35即刻接通直流电动机30电源，直流电动机30转动，驱动波轮叶片32旋转，完成对水杯中高温液体23的快速搅动，使高温液体23产生对流，从而加快水杯中高温液体23的冷却。
所述的2至4根超导传热管8相互平行且与扁平空腔体7下层面 垂直连接。
所述的微型直流电风扇直流电动机19的同心转动杆20通过密封套22与扁平空腔体7空间隔离。
所述的装在杯体1上部的异形杯盖3为扁圆型或者扁方型。
所述的装在异形杯盖扁平空腔体上层面13的温差发电片15是利用赛贝克效应的发电片，内部为半导体阵，其引出线两根，一根为正极，另一根为负极，温差发电片15为正方形或者圆形平板，热水杯中有高温液体23时温差发电片15直接给微型直流电风扇的直流电机19供电。
所述的粘接在杯体平底24下的温差发电片25是利用赛贝克效应的发电片，内部为半导体阵，其引出线两根，一根为正极，另一根为负极，温差发电片25为正方形或者圆形平板，热水杯中有高温液体时温差发电片25直接给杯平底下边正中的直流电动机30供电驱动波轮叶片32旋转。
所述的装在异形杯盖扁平空腔体上层面的温差发电片15和粘接在杯体平底下的温差发电片25有效工作面小于粘贴在其冷侧的散热器粘贴平面的面积，工作温差均大于35℃。
所述的装在异形杯盖扁平空腔体上层面的温差发电片温差发电片15和粘接在杯体平底下的温差发电片25上的散热器可以是金属翅片散热器或者超导管散热器，其作用可将发电片散出的热量迅速辐射到周围空气中，确保温差发电器正常发电。
所述的双程形态记忆合金5为镍-钛合金，或者锌镍铜、钛镍铁、钛镍铬记忆合金，或者铜镍系合金、铜铝系合金、铜锌系合金、铁系合金。这些记忆合金之所以具有变形恢复原状能力，是因为变形过程中材料内部发生的热弹性马氏体产生相变。形状记忆合金中具有两种相：高温相奥氏体相，低温相马氏体相。根据高温液体的热力载荷条件，上述形状记忆合金会呈现出两种性能。