包括热电式发电机的可拆卸手柄的制作方法

本发明涉及用于烹饪容器(也被称为容器)或用于烹饪容器的盖的可拆卸手柄的领域，所述用于烹饪容器的盖被简称为盖。本发明尤其涉及集成有供电装置的可拆卸手柄，以便供给电功能并且在热电转换的原理上工作。

背景技术：

已知例如长柄平底炒锅的烹饪容器，所述烹饪容器使用诸如热电式发电机的供电装置，以便为位于手柄中的电子温度指示系统供电。当所述长柄平底炒锅被加热时，热流被产生。所述热电式发电机使用该热流以便产生用于电子指示系统工作的足够的电。

同样已知可拆卸手柄使用在例如烹饪容器上或盖上。可拆卸手柄的优点中的一个优点在于，当可拆卸手柄从烹饪容器或盖上取下时，带来所述烹饪容器或盖的存放的方便性。可拆卸手柄的另一个优点在于，对于不同的烹饪容器或不同的盖，仅需一个手柄。

文献CN201015533披露了一种长柄平底炒锅，所述长柄平底炒锅包括锅主体和手柄。所述手柄在锅主体上被拧紧并且相对于所述锅主体是固定的，也就是说使用者仅通过实现拧下操作而可将所述手柄从锅主体上取下，甚至手柄根本不能从炒锅主体上取下。所述长柄平底炒锅还包括温度传感器，并且该温度可在集成在手柄中的显示器上被看到。为了为该传感器和该显示器供电，所述长柄平底炒锅包括热电式发电机，所述热电式发电机为传感器和显示器的工作提供足够的电。为了产生电，该热电式发电机包括两个面，其中第一个面被定位抵靠炒锅的主体。该定位允许确保在热电式发电机和炒锅主体之间的热交换。该文献还披露一种与热电式发电机的第二面连接的散热器。所述散热器用于有利于热电式发电机的冷却，并且其具有金属散热装置的形式，所述金属散热装置具有竖直升起的散热片

诸如在上述文件中披露的手柄具有的问题在于，其通过构造与唯一的烹饪容器连接或与唯一的盖连接，这不方便烹饪容器或盖的存放。另一个问题在于，在手柄的不同的握持过程中，机械间隙可产生在热电式发电机和烹饪容器或盖之间，这导致减小在这两个元件之间的热交换。在该情况中，在热电式发电机处观察到效率损失。

技术实现要素：

本发明提供解决的方面中的一个方面为提供一种手柄，所述手柄能够从烹饪容器上或盖上拆卸下来，且同时能够在时间上以可靠且恒定的方式为附属的电功能提供电。为此，要克服的困难中的一个困难在于，当手柄在连续的使用过程中被锁定和/或被取下时，具有在热电式发电机和烹饪容器或盖之间的性能良好的热交换。因此，具有唯一的可拆卸手柄，所述可拆卸手柄可具有以自给自足且可靠的方式供电的功能。

该目的通过一种包括至少一个热电式发电机的用于烹饪容器或盖的手柄而达到，所述手柄包括可释放的锁定装置，并且热电式发电机至少包括第一接触表面，所述第一接触表面与热耦合零件热连接，当所述手柄的可释放的锁定装置在所述烹饪容器或盖上位于锁定位置中时，所述热耦合零件在应力下与所述烹饪容器或盖的部分接触。

根据本发明的一个特征，所述热电式发电机包括与连接零件热连接的第二接触表面。

根据本发明的一个特征，所述手柄包括散热器，所述散热器与所述连接零件热连接或直接与所述热电式发电机的第二接触表面热连接。

根据第一种实施方式，所述散热器由一个或多个长度小于所述手柄的散热片组成。

根据本发明的一个特征，所述散热片由热传导材料实现。

根据一种变型例，所述散热片是热导管(caloduc)。

根据手柄的第二实施方式，所述散热器由散热装置组成，所述散热装置包括至少两个竖直且平行安装的散热片，以便获得通过对流的冷却。

根据手柄的第三种实施方式，所述散热器是潜热式散热器，所述散热器由固体主体组成，所述固体主体包括介于50℃和70℃之间的熔点。

根据手柄的一个特征，所述手柄包括热扩散器。

根据本发明的一个特征，所述手柄包括电子装置，所述电子装置与所述热电式发电机连接。

根据本发明的一个特征，所述电子装置可为电子显示器或电子传感器。

根据本发明的一个特征，所述手柄包括横向疏通通风开口和/或纵向疏通通风开口。

根据本发明的一个特征，所述手柄包括与所述热电式发电机连接的微型风扇。

本发明还涉及一种用于烹饪容器或盖的手柄的发电装置，所述发电装置包括热电式发电机，其特征在于，所述发电装置包括与所述热电式发电机热连接的热耦合零件以及与所述热电式发电机热连接的散热器，并且所述发电装置可从所述手柄上拆卸下来。

附图说明

通过以下参照附图以非限定性示例方式示出的本发明的具体实施方式的下面给出的描述，将更好地了解本发明的目的、特征和优点，在附图中：

-图1是在第一种实施方式中的烹饪容器和手柄的立体图；

-图2是根据第一种实施方式的手柄的立体图；

-图3是根据第一种实施方式的手柄的部分立体图；

-图4是在第二种实施方式中的手柄的立体图；

-图5是在第三种实施方式中的手柄的立体图。

具体实施方式

诸如图1所示的用于烹饪容器(2)(在下文中简单地被称为容器(2))或烹饪容器的盖(简单地被称为盖)的手柄(1)包括可释放的锁定装置(4)。该可释放的锁定装置(4)包括一个或多个致动按钮(24)，所述一个或多个致动按钮(24)用于使至少一个夹紧零件(25)运动。该夹紧零件(25)允许将手柄(1)与容器(2)或盖固定在一起。

在容器(2)的情况中，所述容器(2)包括底部(26)，围绕底部(26)的壁(27)，和手柄(1)，所述手柄(1)固定在所述壁(27)上。该容器(2)可例如为长柄平底炒锅，但也可为有柄平底锅，双耳盖锅，或任何其它用于在底部(26)处被加热的金属容器。所述容器(2)可由铝实现或由任何其他导热的材料实现。

当使用者希望将手柄(1)锁定在容器(2)上时，所述夹紧零件(25)在该壁(27)的上部处夹紧容器(2)的壁(27)的部分(7)。

在可释放的锁定装置(4)另一个实施方式中，所述容器(2)包括盖(未示出)并且夹紧零件(25)夹紧盖的一部分。

当容器(2)被加热时，该部分(7)将被加热。对于盖被夹紧零件(25)夹紧的部分是同样的。

如图2所示，手柄(1)包括主体(23)。以非限定性的方式，所述主体(23)由具有热稳定性的材料实现。该主体(23)也可由不导热的任何其他材料实现。

所述主体(23)在其中央且在所述手柄(1)的长度上被掏空，以便获得空腔(28)。以这样的方式，所述空腔(28)可包含对于本发明的工作所必须的不同的元件，例如热电式发电机(3)、散热器(10)和与可释放的锁定装置(4)相关的机构(29)。

包含在所述空腔(28)中的热电式发电机(3)由至少一个热电模块构成，所述热电模块可为珀耳帖(Peltier)模块。在该情况中，所述热电式发电机(3)具有两个接触表面(5，8)。被称为加热表面的第一接触表面(5)与热源接触，而被称为冷却表面的第二接触表面(8)与冷源接触。

如图3所示，手柄(1)还可包括连接零件(9)。所述热电式发电机(3)的第二接触表面(8)与该连接零件(9)热连接。

热连接是指，在第二接触表面(8)和连接零件(9)之间的接触具有最小的热阻。

然而，所述连接零件(9)不是必须的，并且在另一个变型例中，所述手柄(1)不包括如下文所述的连接零件(9)。

如图1和图3所示，所述手柄(1)还包括热耦合零件(6)，其被称为耦合零件(6)。该耦合零件(6)与热电式发电机(3)的第一接触表面(5)热连接。当所述手柄(1)在锁定位置中，也就是说当所述夹紧零件(25)将手柄(1)与容器(2)或盖固定在一起时，该耦合零件(6)被设置用于与所述容器(2)的部分(7)接触。当所述手柄定位在所述容器(2)上或所述盖上时，该耦合零件(6)大致位于所述夹紧零件(25)的对面、且相对于夹紧零件(25)在所述部分(7)的另一侧。该耦合零件(6)的工作和用途将在后文中详细介绍。一旦手柄(1)锁定在壁(27)上，耦合零件(6)与所述壁(27)的部分(7)在应力下接触。

以优选的方式，该耦合零件(6)是金属的并且由铝或由铜实现。

所述手柄(1)还包括如图3所示的散热器(10)。在如图3所示的手柄(1)的第一实施方式中，该散热器(10)包含在手柄(1)的空腔(28)中，并且其不与和所述可释放的锁定装置(4)相关的机构(29)产生干扰，所述机构(29)也包含在所述手柄(1)的空腔(28)中。所述散热器(10)与连接零件(9)热连接。

在实施变型例中，不存在连接零件(9)，并且散热器(10)与热电式发电机(3)的第二接触表面(8)直接连接。

然而，在手柄的第一种实施方式中，所述散热器(10)由包含在所述手柄(1)的空腔(28)中的两个散热片(11)组成。所述散热片(11)在纵向方向中沿所述手柄(1)定向。

这些散热片(11)是平行的并且具有小于手柄(1)的长度的长度。并且所述散热片(11)的定尺寸根据手柄(1)的尺寸和希望的冷却而确定。

构成所述散热片(11)的材料是金属的并且是导热的。优选地，该材料可为铝或者铜。

在一个变型例中，该材料可为热导管。

在手柄(1)的第二种实施方式中，图4所示的所述散热器(10)是散热装置(12)。该散热装置(12)包括竖直地安装的至少两个散热片(13)，所述散热片(13)用于获得通过对流的冷却并且所述散热片(13)彼此平行。

在所述手柄(1)的第三种实施方式中，图5所示的散热器(10)是潜热式散热器。潜热式散热器是指所述散热器通过一种材料实现，所述材料当达到某个温度时改变相。

根据手柄(1)的第三种实施方式，所述手柄(1)由固体主体(14)组成。所述固体主体(14)包括介于50℃和70℃之间的熔点。该固体主体(14)是基于石蜡的混合物。

在该第三种实施方式中，手柄(1)可还包括热扩散器(16)。所述热扩散器(16)与所述连接零件(9)热连接或直接与所述热电式发电机(3)的第二接触表面(8)连接。

所述热扩散器(16)在手柄(1)中纵向地延伸并且更具体地在所述固体主体(14)中纵向延伸。

在上文所述的手柄(1)的三种实施方式中，手柄(1)还可包括电子装置(17)，所述电子装置(17)与所述热电式发电机(3)连接。所述电子装置(17)可为电子显示器(18)或电子传感器(19)。

该电子传感器(19)可例如以非限定的方式为温度传感器。

为了对将热量排出上述第一和第二种实施方式的手柄(1)之外进行改善，可在所述手柄(1)上增加如图1所示的横向疏通通风开口(20)。

这些横向疏通开口(20)的数量和直径适合于所述散热器(10)的面积或体积，并且与所述散热器(10)的面积或体积成比例。

在散热器(10)的第一种实施方式的范围中，其中散热器(10)由两个散热片(11)组成，所述横向疏通开口(20)具有进入开口E1和排出开口E2，空气通过所述进入开口E1被吸入，且通过排出开口E2被排出。总面积S2表示用于排出空气的全部排出开口E2的面积总和，而总面积S1表示用于吸入空气的全部的进入开口E1的面积总和。为了确定这些开口的数目和尺寸，以便热电式发电机(3)的效率被最优化，总面积S2等于长度L的三倍，长度L代表散热片的总长度。仍然为了达到最大效率，总面积S1应大于总面积S2。

对于横向疏通开口(20)的尺寸，同样的推理应用于手柄(1)的第二种实施方式。

另一个方案，或与这些横向疏通开口(20)互补地，还可添加未示出的纵向疏通通风开口。与所述横向开口(20)相同地，这些纵向开口的数量和直径适合于所述散热器(10)的面积或体积。

在第一和第二实施方式中的所述手柄(1)还可包括与所述热电式发电机(3)连接以便被持续供电的微型风扇(22)。

在根据手柄(1)的第一和第二实施方式的手柄(1)的工作的情况中，本发明首先涉及建立性能良好且可重复的在热电式发电机(3)和容器(2)的壁(27)或盖之间的热耦合。这由铝制的耦合零件(6)获得，所述耦合零件(6)最大化与容器(2)的壁(27)或盖的接触面积，而当手柄(1)通过锁定装置(4)锁定在容器(2)上或所述盖上时，该耦合零件(6)在容器(2)的壁(27)的部分(7)或盖上产生很大应力。

当加热容器(2)时，容器(2)的铝制的壁(27)将逐渐地加热。

在根据第一种实施方式的手柄(1)的情况中，也就是说当所述散热器(10)由两个金属散热片(11)组成时，热流将在壁(27)和散热片(11)之间建立。所述壁(27)和散热片(11)依次被加热，环境空气的自然对流将在手柄(1)的内部、在所述横向疏通开口(20)处产生。如上文所述地，这些横向疏通开口(20)允许改善在手柄(1)的内部的对流过程。该对流可被纵向疏通通风开口加速，所述纵向疏通通风开口设置在手柄(1)的纵向方向中。

所述横向疏通开口(20)和所述纵向疏通通风开口可合二为一或仅可具有这些开口的任一种。

在这些开口中的该对流也可通过设置在手柄(1)上的微型风扇(22)的使用而加速。

该对流的目的在于允许手柄(1)，且更确切地允许散热片(11)将热量传导到环境空气中，并且因此建立在容器(2)的壁(27)或盖与环境空气之间的永久状态。

将在永久状态中建立的热流将因此通过耦合零件(6)穿过热电模块，并且在其端部产生电压，所述电压与热流成比例。

因此，如果热流是零，电压将是零，当所述散热片(11)排出的热量不够时，产生这种情况。

在所述容器(2)放置在300W功率的炉灶上的情况中，在永久状态中获得的穿过热电模块的流介于3W/cm²和6W/cm²之间，这对应于在介于1.5V和2.7V之间的电压范围下的介于7.2mW和14mW之间的电产生。

优选地，在永久状态中获得的穿过热电模块的平均流约为3W/cm²，这导致在1.5V的电压下的7.2mW的电产生。

当所述手柄(1)包括与热电式发电机(3)连接的电子装置(17)时，所述电子装置(17)例如电子显示器(18)或电子传感器(19)，或微型风扇(22)，这种电产生对于为这些不同的电子装置(17)供给能量是足够的。

现在，在根据第二种实施方式的手柄(1)的情况中，也就是说当散热器由散热装置(12)组成时，所述散热装置(12)包括至少两个竖直安装的散热片(13)以便获得通过对流的冷却，所述工作与手柄(1)的第一实施方式的工作相同，在第一实施方式中，散热器(10)由两个纵向的散热片(11)组成。

现在，在手柄(1)符合第三种实施方式的情况中，也即是说当散热器由使用固体主体(14)组成的潜热式散热器组成时，所述固体主体(14)的熔点介于50℃和70℃之间，所述固体主体(14)被用于热电式发电机(3)的冷却源，并且更具体地，当所述固体主体(14)逐渐熔化时，该固体主体(14)的相的改变的潜伏的能量被用作冷源。之后，该固体主体(14)一旦熔化，在不使用产品的阶段时，则将该潜伏的能量传导至环境，鉴于家用产品的使用周期，这不产生任何问题。固体主体(14)实际上为石蜡，一旦远离加热源，固体主体(14)将逐渐地重新回到其固体的状态。

在手柄(1)还包括热扩散器(16)的情况中，所述热扩散器(16)允许从手柄(1)的一侧向另一侧扩散热。

在该第三种实施方式中，所述手柄(1)还可包括上文所述的横向疏通开口(20)和/或纵向疏通开口以便加速冷却。

该第三种实施方式按照以下的方式准确地实施：当加热容器(2)时，流穿过热电式发电机(3)建立，所述流从热源(容器(2)的壁(27))朝向由固体主体(14)组成的冷却源移动，并且根据情况朝向热扩散器(16)移动。首先，固体主体(14)的温度将从环境温度开始逐渐升高，直到其熔化温度(约为50℃)。随后，所述固体主体(14)将逐渐熔化同时保持在约为50℃的温度上，因此允许穿过热电式发电机(3)的热流保持恒定，并且因此允许电产生保持恒定。在该时期中，手柄(1)的温度相对于传统的手柄相对冷。在一定的时间过后，所述固体主体(14)完全地熔化，所述时间取决于固体主体(14)的量和炉灶的功率，并且所述手柄(1)的温度重新升高直到达到与环境空气的热平衡。在标准的情况中，其中容器(2)安置在300W功率的炉灶上时，所述手柄(1)包含40cm³的石蜡类型的固体主体(14)，其允许热电式发电机(3)在85分钟期间的稳定工作，可回收的最大功率为在2.5V下的20mW，而手柄(1)的外部温度保持为66℃。

至少耦合零件(6)，热电式发电机(3)，和散热器(10)形成电产生装置，所述电产生装置可相对于所述手柄(1)是活动的，以便进行清洁或进行对有缺陷的零件的更换。该电产生装置可通过卡扣、磁铁或甚至在手柄(1)的内部的滑槽而固定在所述手柄(1)的内部。

应理解，在不超出所附的权利要求所限定的发明范围的情况下，本领域技术人员可对本说明书中描述的本发明的实施方式进行不同的显著的修改和/或改进。