基于半导体热电效应的灶厨具的制作方法

文档序号:4741075
专利名称:基于半导体热电效应的灶厨具的制作方法
技术领域
本实用新型涉及节能技术,尤其涉及一种利用半导体热电效应的灶厨具。
背景技术
在许多家庭或者企业都使用电加热灶厨具,电能作为一种清洁和方便的能源,使得以电能为能源的灶厨具比使用传统能源的灶厨具更具优越性。目前电加热灶厨具通常采用对电阻类器件通电,电热圈、电热丝、电热管、电热片等器件因电阻原因而发热,通过热传导的方式把热量传到料筒上,使料筒等被加热物体发热。另一种电加热灶厨具是利用电磁感应原理将电能转换成热能的电器,在电磁设备控制机芯内部,由整流电路将50HZ/60HZ的交流电变换成直流电压,再经过控制电路将直流电压转换频率为20-40KHZ的高频电压,高速变化的电流通过线圈会产生高速变化的磁 场,磁场作用于自身或采用磁感应传输到其它相邻进入发热体内,当磁场磁力线通过金属时,会在金属体内产生无数的小旋涡流,还是涡流因金属自身电阻转换成热能,使料筒等被加热物体本身发热,从而起到加热的效果。其它还有很多加热方式,如红外加热把电能转化为红外线,被加热物体接受红外线转化热能;微波加热把电能转化微波能,被加热物体适合接受并接受微波能,因分子振动加速转化热能。现有各种技术的电加热灶厨具都存在电能转化热能的效率理论上没有一个能达到100%,造成能源浪费。而且,现有技术的电加热灶厨具均没有考虑热量中和问题,最终必然会有大量热量失散到空气中,导致周围环境温度上升,进一步因为制冷降温造成二次能源消耗;同时失散到空气中的热量整体造成全球温度上升,对环境不友好。
发明内容本实用新型实施例提供了一种基于半导体热电效应的灶厨具,用以提供一种节能的。根据本实用新型的一个方面,提供了一种基于半导体热电效应的灶厨具,包括半导体制冷器、灶面、散热装置、电源模块;所述电源模块与所述半导体制冷器电气相连,用以为所述半导体制冷器提供直流电源;所述灶面固定于所述半导体制冷器的热端极板上;所述散热装置安装于所述半导体制冷器的冷端极板下。其中,所述散热装置具体为散热片;或者,所述散热装置具体包括支架、散热片和风机;所述支架支撑所述散热片和风机,并开有通风口 ;所述散热片与所述半导体制冷器的冷端极板接触,安装于所述半导体制冷器的冷端极板下;所述风机用于加速支架内空气与支架外的空气的交换。所述半导体制冷器为多个;以及,多个半导体制冷器为串联连接,或者并联连接。[0014]进一步,所述灶厨具还包括温度传感器、控制单元和开关模块;所述开关模块电气连接于所述电源模块和半导体制冷器之间,用以控制所述电源模块和半导体制冷器之间的电路通断;所述温度传感器设置于所述灶面,用以检测灶面的温度;所述控制单元用以接收所述温度传感器检测的温度值,若判断出接收的温度值超过设定值,则通过开关模块的控制端控制开关模块断开电路。进一步,所述灶厨具还包括按键模块和电流控制模块;所述电流控制模块电气连接于电源模块和半导体制冷器之间,用以控制输入到半 导体制冷器的电流的大小;控制单元还用于接收从所述按键模块输入的按键信息,并根据所述按键信息通过所述电流控制模块控制输入到半导体制冷器的电流的大小。 较佳地,所述灶面内部为中空,并填充以导热油。本实用新型的灶厨具由于采用半导体制冷器件进行制热,其制热能效比和电阻类的制热管相比,能效比从I提高为I. 3 I. 5,更节约能源。其次,采用半导体制冷器件的灶厨具在制热的同时还产生一定的制冷量,减少了对大气综合热量的排放,改善了环境温度;并且,还可以避免在灶厨具的工作空间内增配空调设备进行降温,进一步减少了能耗。

图I为本实用新型中应用于灶厨具的具有热电效应的半导体示意图;图2为本实用新型的基于半导体热电效应的灶厨具结构示意图;图3为本实用新型的电热锅结构示意图。
具体实施方式
本实用新型的发明人考虑到利用半导体的热电效应来制造灶厨具。半导体制冷器(Thermoelectric cooler)即为利用半导体的热电效应制取冷量的器件,又称热电制冷器,由具有热电效应的半导体构成。如图I所示,一个N型半导体和一个P型半导体联接成电偶对,称为一对半导体热电元件。接通直流电源后,电子由负极出发,首先经过P型半导体,在此吸收热量,到了 N型半导体,又将热量放出,从而热量由一边被送到另外一边,造成温差,形成冷热端。半导体制冷器中通常排列有多对半导体热电元件,这些半导体热电元件可以是串联,也可以是并联。接通直流电后,半导体制冷器在两端极板会产生一定的温差,释放热量的一端称为热端极板,吸收热量的一端称为冷端极板。利用半导体制冷器的这个特性,本实用新型的基于半导体热电效应的灶厨具的结构,如图2所示,包括半导体制冷器101、灶面102、散热装置103、电源模块(图中未标)。电源模块与半导体制冷器101电气相连,用以为半导体制冷器101提供稳定的直流电源,例如,提供12V直流电源。半导体制冷器101在接通直流电源后,有一端极板发热,即为热端极板;有一端极板变冷,即为冷端极板。灶面102固定于半导体制冷器101的热端极板上。灶面102为导热材料,例如,铜、铝等金属材质,或者导热陶瓷。需要加热的器皿,如锅等置于灶面102上,吸收热量,从而加热器皿内的食品。灶面102固定到半导体制冷器101的热端极板上的方式可以有多种例如,通过焊接方式将灶面102固定到半导体制冷器101的热端极板上;或者,采用导热性能较好的粘合剂将灶面102粘合到半导体制冷器101的热端极板上;或者,采用螺柱压缩固定的方法在灶面102的安装面和半导体制冷器101的热端极板均匀的涂上很薄的一层导热硅脂,然后将灶面102的安装面和半导体制冷器101的热端极板平行接触,确保接触良好,再用螺丝将两者紧固。显然,本领域技术人员还可以采用其它方式进行固定。灶面102可以是平板形状的,也可以是U形形状的,或者凸形形状的。对于U形形状的灶面102,可以将加热器皿,如锅等放置在U形形状的灶面的凹口内,从而对锅底和四周同时加热。灶面102内部可以是中空的,并填充以导热油,便于热量的传导。灶面与被加热物(如锅体、食物等)之间的热传导方式可以是直接接触的热传导方式,也可以采用水、汽转化的间接的热传导方式。图3示出了一种本实用新型的灶厨具的应用——电热锅。锅体与灶面良好接触,灶面是凸形形状的,锅体的底部是与灶面形状向契合的凹形形状,从而灶面的热量可以很好地传导到锅体,锅体为热的良导体材料制成,锅体底部和四周都被加热,可以用以煮米饭、粥等。进一步,在灶面102的外围还可以增设保温层,防止热量的散失。半导体制冷器101可以是一个也可以是多个。多个半导体制冷器101之间可以是并联连接,也可以是串联连接。通过多个半导体制冷器101可以产生较大温差,满足蒸、煮、炒等高温加热需求。在半导体制冷器101的冷端极板下安装散热装置103。散热装置103有助于半导体制冷器101的冷端极板从周围环境中吸取热量。类似地,散热装置103固定于半导体制冷器101的冷端极板下的方式也可以有多种,例如,焊接方式、粘合方式,或者螺柱固定方式等。一种简单的散热装置103即为散热片,散热片由铝合金,黄铜或青铜等金属做成板状,片状,多片状等。散热片可以焊接、粘合、螺柱固定等方式安装在半导体制冷器101的冷端极板下,有助于半导体制冷器101的冷端极板从周围环境中吸取热量。另一种具体的散热装置103,包括支架、散热片和风机。支架支撑散热片和风机,并开有通风口,通风口包括进风口和出风口。散热片半导体制冷器101的冷端极板接触,使周围空气中的热量更有效的传导到半导体制冷器101的冷端极板,便于半导体制冷器101的冷端极板吸收周围空气的热量。散热装置103中的风机转动后,有利于空气流动,加速支架内空气与支架外的空气的交换,不断将周围较热的空气补充进来。在灶厨具工作空间中,往往因为加热食品的过程中会向四周散发热量,会导致周围环境的温度逐渐上升,让人感觉越来越热。然而,本实用新型的灶厨具,由于利用具有制冷制热特性的半导体制冷器来制作灶厨具,因此,灶厨具工作空间里的热空气循环到半导体制冷器101的冷端极板周围时,半导体制冷器101的冷端极板从空气中吸收热量,达到为灶厨具工作空间降温的目的。从而减少了热量排放,相对同样发热量的传统灶厨具则改善了环境温度,也不用额外安装空调对灶厨具工作空间进行降温处理,进一步节约了能源。进一步,在半导体制冷器101、灶面102、散热装置103三者所构成的灶厨具的间隙之中填充绝热材料,防止热量从四周散发,从而更好地利用热能;或者,在灶厨具的外围设有绝热材料的保温层。进一步,本实用新型的基于半导体热电效应的灶厨具还可以包括温度传感器、控制单元、开关模块。开关模块电气连接于电源模块和半导体制冷器101之间,用以控制电源模块和半导体制冷器101之间的电路通断。温度传感器设置于灶面102,用以检测灶面102的温度。控制单元与温度传感器电气相连,还与开关模块的控制端电气相连,用以接收温度传感器检测的温度值,若判断出接收的温度值超过设定值,比如设定值为110°c,则通过开关模块的控制端控制开关模块断开电路;否则,保持开关模块为接通状态。进一步,本实用新型的基于半导体热电效应的灶厨具还可以包括按键模块和电流控制模块。半导体制冷器冷热端的温差大小与电流有关系,通过控制输入到半导体制冷器的电流可以实现对灶厨具加热温度的控制。控制单元与按键模块可以是电气相连,也可以是通过无线进行通信,控制单元还用于接收灶厨具使用者通过按键模块输入的按键信息。电流控制模块电气连接于电源模块和半导体制冷器101之间,也就是说,电源模块与电流控制模块的电流输入端电气相连,电流控制模块的电流输出端与半导体制冷器101电气相连。电流控制模块用以控制输入到半导体制冷器的电流的大小。如果,电源模块和半导体制冷器101之间已经连接有开关模块,则电流控制模块可以连接于开关模块和半导体制冷器101之间,以控制输入到半导体制冷器的电流的大小。控制单元与电流控制模块的控制端电气相连,用以根据接收的按键信息,通过电流控制模块控制输入到半导体制冷器的电流的大小。具体地,控制单元根据接收的按键信息,通过对电流控制模块的控制端的控制,使得电流控制模块相应地控制输入到半导体制冷器的电流的大小,进而起到调节灶厨具温度的作用。本实用新型的灶厨具由于采用半导体制冷器件制热,其制热能效比和电阻类的制热管相比,能效比从I提高为I. 3 I. 5,更节约能源。其次,采用半导体制冷器件的灶厨具在制热的同时还产生一定的制冷量,减少了对大气综合热量的排放,改善了环境温度;并且,还可以避免在灶厨具的工作空间内增配空调设备进行降温,进一步减少了能耗。而且,采用半导体制冷器件的灶厨具,由于半导体制冷器件噪音低、无振动、结构简单、免维护、体积小,制热量大于制冷量,启动停止快等,便于携带使用,应用于家用环境和一般非专业应用场合。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种基于半导体热电效应的灶厨具,包括半导体制冷器、灶面、散热装置、电源模块; 所述电源模块与所述半导体制冷器电气相连,用以为所述半导体制冷器提供直流电源; 所述灶面固定于所述半导体制冷器的热端极板上; 所述散热装置安装于所述半导体制冷器的冷端极板下。
2.如权利要求I所述的灶厨具,其特征在于,所述散热装置具体为散热片; 或者,所述散热装置具体包括支架、散热片和风机;所述支架支撑所述散热片和风机,并开有通风口 ;所述散热片与所述半导体制冷器的冷端极板接触,安装于所述半导体制冷器的冷端极板下;所述风机用于加速支架内空气与支架外的空气的交换。
3.如权利要求2所述的灶厨具,其特征在于,所述半导体制冷器为多个;以及,多个半导体制冷器为串联连接,或者并联连接。
4.如权利要求3所述的灶厨具,其特征在于,还包括温度传感器、控制单元和开关模块; 所述开关模块电气连接于所述电源模块和半导体制冷器之间,用以控制所述电源模块和半导体制冷器之间的电路通断; 所述温度传感器设置于所述灶面,用以检测灶面的温度; 所述控制单元用以接收所述温度传感器检测的温度值,若判断出接收的温度值超过设定值,则通过开关模块的控制端控制开关模块断开电路。
5.如权利要求3所述的灶厨具,其特征在于,还包括按键模块和电流控制模块; 所述电流控制模块电气连接于电源模块和半导体制冷器之间,用以控制输入到半导体制冷器的电流的大小; 控制单元还用于接收从所述按键模块输入的按键信息,并根据所述按键信息通过所述电流控制模块控制输入到半导体制冷器的电流的大小。
6.如权利要求4或5所述的灶厨具,其特征在于,所述灶面为导热材料,其与被加热物之间采用接触式直接热传导,或者采用水、汽转化方式的间接热传导;以及,所述灶面的形状为平板形,或者U形或者凸形。
7.如权利要求6所述的灶厨具,其特征在于,所述灶面内部为中空,并填充以导热油。
8.如权利要求7所述的灶厨具,其特征在于,所述灶面固定于半导体制冷器的热端极板上的方式包括焊接方式、粘合方式,或者螺柱固定方式。
9.如权利要求8所述的灶厨具,其特征在于,所述散热装置安装于所述半导体制冷器的冷端极板下的安装固定方式包括焊接方式、粘合方式,或者螺柱固定方式。
10.如权利要求1-5、7-9任一所述的灶厨具,在所述灶厨具的间隙之间填充了绝热材料;或者,所述灶厨具的外围设有绝热材料的保温层。
专利摘要本实用新型公开了一种基于半导体热电效应的灶厨具。所述灶厨具包括半导体制冷器、灶面、散热装置、电源模块;所述电源模块与所述半导体制冷器电气相连,用以为所述半导体制冷器提供直流电源;所述灶面固定于所述半导体制冷器的热端极板上;所述散热装置安装于所述半导体制冷器的冷端极板下。由于灶厨具采用半导体制冷器件进行制热,具有较高的制热能效比,更为节约能源。其次,采用半导体制冷器件的灶厨具在制热的同时还产生一定的制冷量,减少了对大气综合热量的排放,改善了环境温度;并且,还可以避免在灶厨具的工作空间内增配空调设备进行降温,进一步减少了能耗。
文档编号F24C7/06GK202598624SQ20122003892
公开日2012年12月12日 申请日期2012年2月7日 优先权日2012年2月7日
发明者苟仲武 申请人:苟仲武
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