專利名稱：基于半導(dǎo)體熱電效應(yīng)的灶廚具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及節(jié)能技術(shù)，尤其涉及一種利用半導(dǎo)體熱電效應(yīng)的灶廚具。
背景技術(shù)：
在許多家庭或者企業(yè)都使用電加熱灶廚具，電能作為一種清潔和方便的能源，使得以電能為能源的灶廚具比使用傳統(tǒng)能源的灶廚具更具優(yōu)越性。目前電加熱灶廚具通常采用對電阻類器件通電，電熱圈、電熱絲、電熱管、電熱片等器件因電阻原因而發(fā)熱，通過熱傳導(dǎo)的方式把熱量傳到料筒上，使料筒等被加熱物體發(fā)熱。另一種電加熱灶廚具是利用電磁感應(yīng)原理將電能轉(zhuǎn)換成熱能的電器，在電磁設(shè)備控制機芯內(nèi)部，由整流電路將50HZ/60HZ的交流電變換成直流電壓，再經(jīng)過控制電路將直流電壓轉(zhuǎn)換頻率為20-40KHZ的高頻電壓，高速變化的電流通過線圈會產(chǎn)生高速變化的磁 場，磁場作用于自身或采用磁感應(yīng)傳輸?shù)狡渌噜忂M入發(fā)熱體內(nèi)，當(dāng)磁場磁力線通過金屬時，會在金屬體內(nèi)產(chǎn)生無數(shù)的小旋渦流，還是渦流因金屬自身電阻轉(zhuǎn)換成熱能，使料筒等被加熱物體本身發(fā)熱，從而起到加熱的效果。其它還有很多加熱方式，如紅外加熱把電能轉(zhuǎn)化為紅外線，被加熱物體接受紅外線轉(zhuǎn)化熱能；微波加熱把電能轉(zhuǎn)化微波能，被加熱物體適合接受并接受微波能，因分子振動加速轉(zhuǎn)化熱能。現(xiàn)有各種技術(shù)的電加熱灶廚具都存在電能轉(zhuǎn)化熱能的效率理論上沒有一個能達到100%，造成能源浪費。而且，現(xiàn)有技術(shù)的電加熱灶廚具均沒有考慮熱量中和問題，最終必然會有大量熱量失散到空氣中，導(dǎo)致周圍環(huán)境溫度上升，進一步因為制冷降溫造成二次能源消耗；同時失散到空氣中的熱量整體造成全球溫度上升，對環(huán)境不友好。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型實施例提供了一種基于半導(dǎo)體熱電效應(yīng)的灶廚具，用以提供一種節(jié)能的。根據(jù)本實用新型的一個方面，提供了一種基于半導(dǎo)體熱電效應(yīng)的灶廚具，包括半導(dǎo)體制冷器、灶面、散熱裝置、電源模塊；所述電源模塊與所述半導(dǎo)體制冷器電氣相連，用以為所述半導(dǎo)體制冷器提供直流電源；所述灶面固定于所述半導(dǎo)體制冷器的熱端極板上；所述散熱裝置安裝于所述半導(dǎo)體制冷器的冷端極板下。其中，所述散熱裝置具體為散熱片；或者，所述散熱裝置具體包括支架、散熱片和風(fēng)機；所述支架支撐所述散熱片和風(fēng)機，并開有通風(fēng)口 ；所述散熱片與所述半導(dǎo)體制冷器的冷端極板接觸，安裝于所述半導(dǎo)體制冷器的冷端極板下；所述風(fēng)機用于加速支架內(nèi)空氣與支架外的空氣的交換。所述半導(dǎo)體制冷器為多個；以及，多個半導(dǎo)體制冷器為串聯(lián)連接，或者并聯(lián)連接。[0014]進一步，所述灶廚具還包括溫度傳感器、控制單元和開關(guān)模塊；所述開關(guān)模塊電氣連接于所述電源模塊和半導(dǎo)體制冷器之間，用以控制所述電源模塊和半導(dǎo)體制冷器之間的電路通斷；所述溫度傳感器設(shè)置于所述灶面，用以檢測灶面的溫度；所述控制單元用以接收所述溫度傳感器檢測的溫度值，若判斷出接收的溫度值超過設(shè)定值，則通過開關(guān)模塊的控制端控制開關(guān)模塊斷開電路。進一步，所述灶廚具還包括按鍵模塊和電流控制模塊；所述電流控制模塊電氣連接于電源模塊和半導(dǎo)體制冷器之間，用以控制輸入到半 導(dǎo)體制冷器的電流的大??；控制單元還用于接收從所述按鍵模塊輸入的按鍵信息，并根據(jù)所述按鍵信息通過所述電流控制模塊控制輸入到半導(dǎo)體制冷器的電流的大小。 較佳地，所述灶面內(nèi)部為中空，并填充以導(dǎo)熱油。本實用新型的灶廚具由于采用半導(dǎo)體制冷器件進行制熱，其制熱能效比和電阻類的制熱管相比，能效比從I提高為I. 3 I. 5，更節(jié)約能源。其次，采用半導(dǎo)體制冷器件的灶廚具在制熱的同時還產(chǎn)生一定的制冷量，減少了對大氣綜合熱量的排放，改善了環(huán)境溫度；并且，還可以避免在灶廚具的工作空間內(nèi)增配空調(diào)設(shè)備進行降溫，進一步減少了能耗。

圖I為本實用新型中應(yīng)用于灶廚具的具有熱電效應(yīng)的半導(dǎo)體示意圖；圖2為本實用新型的基于半導(dǎo)體熱電效應(yīng)的灶廚具結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實用新型的電熱鍋結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
本實用新型的發(fā)明人考慮到利用半導(dǎo)體的熱電效應(yīng)來制造灶廚具。半導(dǎo)體制冷器(Thermoelectric cooler)即為利用半導(dǎo)體的熱電效應(yīng)制取冷量的器件,又稱熱電制冷器，由具有熱電效應(yīng)的半導(dǎo)體構(gòu)成。如圖I所示，一個N型半導(dǎo)體和一個P型半導(dǎo)體聯(lián)接成電偶對，稱為一對半導(dǎo)體熱電元件。接通直流電源后，電子由負(fù)極出發(fā)，首先經(jīng)過P型半導(dǎo)體，在此吸收熱量，到了 N型半導(dǎo)體，又將熱量放出，從而熱量由一邊被送到另外一邊，造成溫差，形成冷熱端。半導(dǎo)體制冷器中通常排列有多對半導(dǎo)體熱電元件，這些半導(dǎo)體熱電元件可以是串聯(lián)，也可以是并聯(lián)。接通直流電后，半導(dǎo)體制冷器在兩端極板會產(chǎn)生一定的溫差，釋放熱量的一端稱為熱端極板，吸收熱量的一端稱為冷端極板。利用半導(dǎo)體制冷器的這個特性，本實用新型的基于半導(dǎo)體熱電效應(yīng)的灶廚具的結(jié)構(gòu)，如圖2所示，包括半導(dǎo)體制冷器101、灶面102、散熱裝置103、電源模塊(圖中未標(biāo))。電源模塊與半導(dǎo)體制冷器101電氣相連，用以為半導(dǎo)體制冷器101提供穩(wěn)定的直流電源，例如，提供12V直流電源。半導(dǎo)體制冷器101在接通直流電源后，有一端極板發(fā)熱，即為熱端極板；有一端極板變冷，即為冷端極板。灶面102固定于半導(dǎo)體制冷器101的熱端極板上。灶面102為導(dǎo)熱材料，例如，銅、鋁等金屬材質(zhì)，或者導(dǎo)熱陶瓷。需要加熱的器皿，如鍋等置于灶面102上，吸收熱量，從而加熱器皿內(nèi)的食品。灶面102固定到半導(dǎo)體制冷器101的熱端極板上的方式可以有多種例如，通過焊接方式將灶面102固定到半導(dǎo)體制冷器101的熱端極板上；或者，采用導(dǎo)熱性能較好的粘合劑將灶面102粘合到半導(dǎo)體制冷器101的熱端極板上；或者，采用螺柱壓縮固定的方法在灶面102的安裝面和半導(dǎo)體制冷器101的熱端極板均勻的涂上很薄的一層導(dǎo)熱硅脂，然后將灶面102的安裝面和半導(dǎo)體制冷器101的熱端極板平行接觸，確保接觸良好，再用螺絲將兩者緊固。顯然，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以采用其它方式進行固定。灶面102可以是平板形狀的，也可以是U形形狀的，或者凸形形狀的。對于U形形狀的灶面102，可以將加熱器皿，如鍋等放置在U形形狀的灶面的凹口內(nèi)，從而對鍋底和四周同時加熱。灶面102內(nèi)部可以是中空的，并填充以導(dǎo)熱油，便于熱量的傳導(dǎo)。灶面與被加熱物(如鍋體、食物等)之間的熱傳導(dǎo)方式可以是直接接觸的熱傳導(dǎo)方式，也可以采用水、汽轉(zhuǎn)化的間接的熱傳導(dǎo)方式。圖3示出了一種本實用新型的灶廚具的應(yīng)用——電熱鍋。鍋體與灶面良好接觸，灶面是凸形形狀的，鍋體的底部是與灶面形狀向契合的凹形形狀，從而灶面的熱量可以很好地傳導(dǎo)到鍋體，鍋體為熱的良導(dǎo)體材料制成，鍋體底部和四周都被加熱，可以用以煮米飯、粥等。進一步，在灶面102的外圍還可以增設(shè)保溫層，防止熱量的散失。半導(dǎo)體制冷器101可以是一個也可以是多個。多個半導(dǎo)體制冷器101之間可以是并聯(lián)連接，也可以是串聯(lián)連接。通過多個半導(dǎo)體制冷器101可以產(chǎn)生較大溫差，滿足蒸、煮、炒等高溫加熱需求。在半導(dǎo)體制冷器101的冷端極板下安裝散熱裝置103。散熱裝置103有助于半導(dǎo)體制冷器101的冷端極板從周圍環(huán)境中吸取熱量。類似地，散熱裝置103固定于半導(dǎo)體制冷器101的冷端極板下的方式也可以有多種，例如，焊接方式、粘合方式，或者螺柱固定方式等。一種簡單的散熱裝置103即為散熱片，散熱片由鋁合金，黃銅或青銅等金屬做成板狀，片狀，多片狀等。散熱片可以焊接、粘合、螺柱固定等方式安裝在半導(dǎo)體制冷器101的冷端極板下，有助于半導(dǎo)體制冷器101的冷端極板從周圍環(huán)境中吸取熱量。另一種具體的散熱裝置103，包括支架、散熱片和風(fēng)機。支架支撐散熱片和風(fēng)機，并開有通風(fēng)口，通風(fēng)口包括進風(fēng)口和出風(fēng)口。散熱片半導(dǎo)體制冷器101的冷端極板接觸，使周圍空氣中的熱量更有效的傳導(dǎo)到半導(dǎo)體制冷器101的冷端極板，便于半導(dǎo)體制冷器101的冷端極板吸收周圍空氣的熱量。散熱裝置103中的風(fēng)機轉(zhuǎn)動后，有利于空氣流動，加速支架內(nèi)空氣與支架外的空氣的交換，不斷將周圍較熱的空氣補充進來。在灶廚具工作空間中，往往因為加熱食品的過程中會向四周散發(fā)熱量，會導(dǎo)致周圍環(huán)境的溫度逐漸上升，讓人感覺越來越熱。然而，本實用新型的灶廚具，由于利用具有制冷制熱特性的半導(dǎo)體制冷器來制作灶廚具，因此，灶廚具工作空間里的熱空氣循環(huán)到半導(dǎo)體制冷器101的冷端極板周圍時，半導(dǎo)體制冷器101的冷端極板從空氣中吸收熱量，達到為灶廚具工作空間降溫的目的。從而減少了熱量排放，相對同樣發(fā)熱量的傳統(tǒng)灶廚具則改善了環(huán)境溫度，也不用額外安裝空調(diào)對灶廚具工作空間進行降溫處理，進一步節(jié)約了能源。進一步，在半導(dǎo)體制冷器101、灶面102、散熱裝置103三者所構(gòu)成的灶廚具的間隙之中填充絕熱材料，防止熱量從四周散發(fā)，從而更好地利用熱能；或者，在灶廚具的外圍設(shè)有絕熱材料的保溫層。進一步，本實用新型的基于半導(dǎo)體熱電效應(yīng)的灶廚具還可以包括溫度傳感器、控制單元、開關(guān)模塊。開關(guān)模塊電氣連接于電源模塊和半導(dǎo)體制冷器101之間，用以控制電源模塊和半導(dǎo)體制冷器101之間的電路通斷。溫度傳感器設(shè)置于灶面102，用以檢測灶面102的溫度?？刂茊卧c溫度傳感器電氣相連，還與開關(guān)模塊的控制端電氣相連，用以接收溫度傳感器檢測的溫度值，若判斷出接收的溫度值超過設(shè)定值，比如設(shè)定值為110°c，則通過開關(guān)模塊的控制端控制開關(guān)模塊斷開電路；否則，保持開關(guān)模塊為接通狀態(tài)。進一步，本實用新型的基于半導(dǎo)體熱電效應(yīng)的灶廚具還可以包括按鍵模塊和電流控制模塊。半導(dǎo)體制冷器冷熱端的溫差大小與電流有關(guān)系，通過控制輸入到半導(dǎo)體制冷器的電流可以實現(xiàn)對灶廚具加熱溫度的控制?？刂茊卧c按鍵模塊可以是電氣相連，也可以是通過無線進行通信，控制單元還用于接收灶廚具使用者通過按鍵模塊輸入的按鍵信息。電流控制模塊電氣連接于電源模塊和半導(dǎo)體制冷器101之間，也就是說，電源模塊與電流控制模塊的電流輸入端電氣相連，電流控制模塊的電流輸出端與半導(dǎo)體制冷器101電氣相連。電流控制模塊用以控制輸入到半導(dǎo)體制冷器的電流的大小。如果，電源模塊和半導(dǎo)體制冷器101之間已經(jīng)連接有開關(guān)模塊，則電流控制模塊可以連接于開關(guān)模塊和半導(dǎo)體制冷器101之間，以控制輸入到半導(dǎo)體制冷器的電流的大小。控制單元與電流控制模塊的控制端電氣相連，用以根據(jù)接收的按鍵信息，通過電流控制模塊控制輸入到半導(dǎo)體制冷器的電流的大小。具體地，控制單元根據(jù)接收的按鍵信息，通過對電流控制模塊的控制端的控制，使得電流控制模塊相應(yīng)地控制輸入到半導(dǎo)體制冷器的電流的大小，進而起到調(diào)節(jié)灶廚具溫度的作用。本實用新型的灶廚具由于采用半導(dǎo)體制冷器件制熱，其制熱能效比和電阻類的制熱管相比，能效比從I提高為I. 3 I. 5，更節(jié)約能源。其次，采用半導(dǎo)體制冷器件的灶廚具在制熱的同時還產(chǎn)生一定的制冷量，減少了對大氣綜合熱量的排放，改善了環(huán)境溫度；并且，還可以避免在灶廚具的工作空間內(nèi)增配空調(diào)設(shè)備進行降溫，進一步減少了能耗。而且，采用半導(dǎo)體制冷器件的灶廚具，由于半導(dǎo)體制冷器件噪音低、無振動、結(jié)構(gòu)簡單、免維護、體積小，制熱量大于制冷量，啟動停止快等，便于攜帶使用，應(yīng)用于家用環(huán)境和一般非專業(yè)應(yīng)用場合。以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種基于半導(dǎo)體熱電效應(yīng)的灶廚具，包括半導(dǎo)體制冷器、灶面、散熱裝置、電源模塊； 所述電源模塊與所述半導(dǎo)體制冷器電氣相連，用以為所述半導(dǎo)體制冷器提供直流電源； 所述灶面固定于所述半導(dǎo)體制冷器的熱端極板上； 所述散熱裝置安裝于所述半導(dǎo)體制冷器的冷端極板下。
2.如權(quán)利要求I所述的灶廚具，其特征在于，所述散熱裝置具體為散熱片； 或者，所述散熱裝置具體包括支架、散熱片和風(fēng)機；所述支架支撐所述散熱片和風(fēng)機，并開有通風(fēng)口 ；所述散熱片與所述半導(dǎo)體制冷器的冷端極板接觸，安裝于所述半導(dǎo)體制冷器的冷端極板下；所述風(fēng)機用于加速支架內(nèi)空氣與支架外的空氣的交換。
3.如權(quán)利要求2所述的灶廚具，其特征在于，所述半導(dǎo)體制冷器為多個；以及，多個半導(dǎo)體制冷器為串聯(lián)連接，或者并聯(lián)連接。
4.如權(quán)利要求3所述的灶廚具，其特征在于，還包括溫度傳感器、控制單元和開關(guān)模塊； 所述開關(guān)模塊電氣連接于所述電源模塊和半導(dǎo)體制冷器之間，用以控制所述電源模塊和半導(dǎo)體制冷器之間的電路通斷； 所述溫度傳感器設(shè)置于所述灶面，用以檢測灶面的溫度； 所述控制單元用以接收所述溫度傳感器檢測的溫度值，若判斷出接收的溫度值超過設(shè)定值，則通過開關(guān)模塊的控制端控制開關(guān)模塊斷開電路。
5.如權(quán)利要求3所述的灶廚具，其特征在于，還包括按鍵模塊和電流控制模塊； 所述電流控制模塊電氣連接于電源模塊和半導(dǎo)體制冷器之間，用以控制輸入到半導(dǎo)體制冷器的電流的大?。? 控制單元還用于接收從所述按鍵模塊輸入的按鍵信息，并根據(jù)所述按鍵信息通過所述電流控制模塊控制輸入到半導(dǎo)體制冷器的電流的大小。
6.如權(quán)利要求4或5所述的灶廚具，其特征在于，所述灶面為導(dǎo)熱材料，其與被加熱物之間采用接觸式直接熱傳導(dǎo)，或者采用水、汽轉(zhuǎn)化方式的間接熱傳導(dǎo)；以及，所述灶面的形狀為平板形，或者U形或者凸形。
7.如權(quán)利要求6所述的灶廚具，其特征在于，所述灶面內(nèi)部為中空，并填充以導(dǎo)熱油。
8.如權(quán)利要求7所述的灶廚具，其特征在于，所述灶面固定于半導(dǎo)體制冷器的熱端極板上的方式包括焊接方式、粘合方式，或者螺柱固定方式。
9.如權(quán)利要求8所述的灶廚具，其特征在于，所述散熱裝置安裝于所述半導(dǎo)體制冷器的冷端極板下的安裝固定方式包括焊接方式、粘合方式，或者螺柱固定方式。
10.如權(quán)利要求1-5、7-9任一所述的灶廚具，在所述灶廚具的間隙之間填充了絕熱材料；或者，所述灶廚具的外圍設(shè)有絕熱材料的保溫層。
專利摘要本實用新型公開了一種基于半導(dǎo)體熱電效應(yīng)的灶廚具。所述灶廚具包括半導(dǎo)體制冷器、灶面、散熱裝置、電源模塊；所述電源模塊與所述半導(dǎo)體制冷器電氣相連，用以為所述半導(dǎo)體制冷器提供直流電源；所述灶面固定于所述半導(dǎo)體制冷器的熱端極板上；所述散熱裝置安裝于所述半導(dǎo)體制冷器的冷端極板下。由于灶廚具采用半導(dǎo)體制冷器件進行制熱，具有較高的制熱能效比，更為節(jié)約能源。其次，采用半導(dǎo)體制冷器件的灶廚具在制熱的同時還產(chǎn)生一定的制冷量，減少了對大氣綜合熱量的排放，改善了環(huán)境溫度；并且，還可以避免在灶廚具的工作空間內(nèi)增配空調(diào)設(shè)備進行降溫，進一步減少了能耗。
文檔編號F24C7/06GK202598624SQ20122003892
公開日2012年12月12日 申請日期2012年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月7日
發(fā)明者茍仲武 申請人:茍仲武