本發(fā)明屬于一種半導(dǎo)體溫差發(fā)電/制冷裝置，尤其是一種利用半導(dǎo)體溫差發(fā)電/制冷的裝置。

背景技術(shù)：

水杯，尤其是保溫杯，一般由陶瓷或不銹鋼加上真空層做成盛水的容器。它頂部或底部有蓋，密封嚴(yán)實，真空絕熱層能使裝在內(nèi)部的水等液體延緩散熱，以達(dá)到保溫的目的。人們習(xí)慣使用熱水盛裝在水杯里，但如果在夏季使用熱水降溫時，杯中的熱量比較難以散去。如果在水杯尤其是底部增加半導(dǎo)體溫差發(fā)電/制冷裝置供水杯半導(dǎo)體溫差發(fā)電/制冷，即可以實現(xiàn)半導(dǎo)體溫差發(fā)電/制冷的目的。

在現(xiàn)有的技術(shù)中，己公開有用半導(dǎo)體制冷杯裝置，如公告號為cn201945137u的一種半導(dǎo)體制冷杯裝置中，該半導(dǎo)體制冷杯在半導(dǎo)體制冷片的散熱端加裝了一個熱管散熱器，該熱管由散熱翅片、太陽花散熱器或鋸齒形散熱器組成，散熱風(fēng)扇所產(chǎn)生的風(fēng)再將熱量快速地帶走，從而使散熱性能大大提高。但是，在該技術(shù)中的半導(dǎo)體制冷杯的制冷裝置是在杯蓋杯體內(nèi)部的，沒有與外部空間直接接觸，完全靠風(fēng)扇送風(fēng)，這就限制了散熱器的使用方式。

本發(fā)明通過創(chuàng)新散熱器的機(jī)械結(jié)構(gòu)方式，把散熱器在內(nèi)部的密封空間延伸到外部空間，使散熱器與外部空氣直接接觸，極大地拓展了散熱器的散熱空間，同時配合風(fēng)扇吹送風(fēng)，這就加快了散熱器的降溫效果。散熱器在風(fēng)扇不工作的情況下也可以快速降溫，效率可提高約15％。

半導(dǎo)體制冷芯片工作時，其冷端產(chǎn)生冷量使杯體水溫快速下降，其熱端產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)于與之緊帖的均溫板,均溫板與半導(dǎo)體制冷芯片熱端緊帖，半導(dǎo)體發(fā)電芯片熱端與散熱器上的環(huán)境溫度存在一定的溫差，溫差發(fā)電芯片利用這個溫差進(jìn)行發(fā)電。這樣將會產(chǎn)生較大的經(jīng)濟(jì)和社會效益。隨著半導(dǎo)體溫差發(fā)電芯片技術(shù)效能的不斷提升，使得本發(fā)明的實際應(yīng)用成為現(xiàn)實，在這種背景下，本發(fā)明應(yīng)運(yùn)而生。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的是通過增加溫差發(fā)電/制冷芯片裝置供水改變溫度，即可以實現(xiàn)制冷的目的，同時提供一種利用熱水與環(huán)境溫度溫差進(jìn)行回收發(fā)電，供usb接口連接外部充電與照明的水杯。

本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：一種半導(dǎo)體溫差發(fā)電/制冷杯，包括有杯蓋與杯體，所述杯蓋包括有頂蓋、散熱器、蓄電池、螺紋內(nèi)蓋，散熱器與螺紋內(nèi)蓋之間固定有溫差發(fā)電模塊與制冷模塊，所述螺紋內(nèi)蓋有螺釘固定孔，所述螺紋內(nèi)蓋豎放固定于散熱器并通過散熱器孔與頂蓋連接；頂蓋上固定有風(fēng)扇、電路板、led燈和usb接口。

所述散熱器貼合于半導(dǎo)體溫差發(fā)電/制冷芯片熱端，散熱器有散熱出風(fēng)口，散熱器外部直接與外部空氣接觸，散熱器通過孔位固定連接螺紋內(nèi)蓋和頂蓋。

所述半導(dǎo)體溫差發(fā)電/制冷芯片為單層或多層疊加結(jié)構(gòu)，其熱端緊帖并固定于散熱器，與風(fēng)扇并串聯(lián)連接；半導(dǎo)體溫差發(fā)電/制冷芯片周邊有保溫材料；半導(dǎo)體制冷芯片冷端緊帖導(dǎo)冷塊并共同固定于螺紋內(nèi)蓋與散熱器中間。

所述螺紋內(nèi)蓋固定于散熱器并穿過散熱器孔與頂蓋連接并相互固定；螺紋內(nèi)蓋通過螺紋旋緊連接固定杯體。

所述導(dǎo)冷塊上端緊帖于半導(dǎo)體溫差發(fā)電/制冷芯片冷端，下端伸入內(nèi)膽空間，導(dǎo)冷塊里面可包含有蓄熱材料或蓄冷材料。

所述頂蓋放置于散熱器并與螺紋內(nèi)蓋連接相互固定，頂蓋上有散熱進(jìn)出風(fēng)口并固定有風(fēng)扇、電路板、led燈、usb接口。

所述風(fēng)扇固定于頂蓋上，在散熱器上端，風(fēng)扇風(fēng)向吹往散熱器或往反向送風(fēng)。

所述蓄電池放置于散熱器上，中間有絕熱材料；半導(dǎo)體溫差發(fā)電芯片所產(chǎn)生的電源蓄存于蓄電池上，蓄電池連接led燈和usb接口。

所述led燈和usb接口集成固定或電氣連接于電路板，usb接口供外部電器連接。

本發(fā)明中，把電源入口、led燈和usb接口、電池開關(guān)、電路板、風(fēng)扇等零件放置在頂蓋上形成整體；把散熱器、溫差發(fā)電/制冷芯片、均溫板、保溫材料、導(dǎo)冷塊、蓄冷/熱材料、蓄電池、絕熱材料、散熱器密封圈等零件設(shè)置在螺紋內(nèi)蓋上，形成整體裝配模塊，進(jìn)而固定在頂蓋上。這樣便于生產(chǎn)自動化，提高裝配效率，也便于售后維護(hù)。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明通過外部電源的輸入，使半導(dǎo)體制冷芯片改變水杯的溫度，起到制冷的效果。通過收集水杯熱量與外部環(huán)境溫度的溫差，利用溫差發(fā)電芯片進(jìn)行發(fā)電，所發(fā)電源儲蓄于電池上，供led燈照明使用，同時可通usb接口供充電使用。

本發(fā)明作為一種半導(dǎo)體溫差發(fā)電/制冷與溫差發(fā)電裝置，具有結(jié)構(gòu)新穎，高效發(fā)電、高效半導(dǎo)體溫差發(fā)電/制冷、成本低、無噪聲、可靠性高、操作維護(hù)簡單等優(yōu)點，容易實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，用戶直接使用或?qū)㈦娔艽鎯ζ饋砜梢宰鳛閭溆秒娫?。因此本發(fā)明的應(yīng)用領(lǐng)域較廣泛，市場應(yīng)用前景良好。

附圖說明

圖1為發(fā)明一種優(yōu)選實施例半導(dǎo)體溫差發(fā)電/制冷杯總體示意圖；

圖2為發(fā)明一種優(yōu)選實施例半導(dǎo)體制冷方案截面c-c的總體示意圖；

圖3為發(fā)明一種優(yōu)選實施例半導(dǎo)體制冷方案截面a-a的總體示意圖；

圖4為發(fā)明一種優(yōu)選實施例半導(dǎo)體溫差發(fā)電方案截面c-c總體示意圖；

圖5為發(fā)明一種優(yōu)選實施例半導(dǎo)體溫差發(fā)電方案截面a-a總體示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

實施例一

如圖1-圖5所示，一種半導(dǎo)體溫差發(fā)電/制冷杯，包括有杯蓋200與杯體100，所述杯蓋200有頂蓋210、散熱器220、螺紋內(nèi)蓋230等零件，所頂蓋210有螺釘固定孔221與卡槽扣位，把電源入口212、usb接口213、電池開關(guān)214、電路板215、風(fēng)扇216等零件放置在頂蓋210上的螺釘固定孔221與卡槽扣位形成頂蓋210組件模塊；所述螺紋內(nèi)蓋230有螺釘固定孔221，把散熱器220、溫差發(fā)電/制冷芯片231/232、保溫材料233、導(dǎo)冷塊234、蓄冷/熱材料236、蓄電池237、絕熱材料238、散熱器密封圈221等零件設(shè)置在螺紋內(nèi)蓋230上，形成溫差發(fā)電/制冷組件模塊240。螺紋內(nèi)蓋230是螺釘柱位插入散熱器孔位222與頂蓋螺釘柱位211連接，頂蓋固定螺絲211從頂部往下緊固連接，從而固定使螺紋內(nèi)蓋230、散熱器和頂蓋210相互固定。在此實施例中，零組件之間可以用螺釘柱的方式，也可以使用卡扣或其它方式，這里不再詳述。

杯體內(nèi)液體溫度或者是半導(dǎo)體溫差發(fā)電/制冷芯片231/232超過所設(shè)定的環(huán)境溫度時，可接入電源入口212通電工作，半導(dǎo)體溫差發(fā)電/制冷芯片231/232即時啟動。半導(dǎo)體制冷芯片232工作就會產(chǎn)生冷量，半導(dǎo)體制冷芯片232的冷端與導(dǎo)冷塊234緊帖并傳導(dǎo)冷量。導(dǎo)冷塊234下端伸入內(nèi)膽空間，使杯體里面的液體實現(xiàn)降溫。導(dǎo)冷塊234是金屬材料，如不銹鋼、銅、鋁等；導(dǎo)冷塊里面可包含有蓄冷材料，如共晶鹽、氯化鉀、冰晶等。使用圖4/5方案，當(dāng)往杯體倒入熱水時，其產(chǎn)生的熱量經(jīng)導(dǎo)熱塊235和半導(dǎo)體制冷芯片232傳給均溫板223，散熱器220與外部環(huán)境溫度相同，此時均溫板223與散熱器220就會形成高低溫的差別，放置在中間的溫差發(fā)電芯片231利用這個溫差進(jìn)行發(fā)電。所發(fā)的電源儲蓄在蓄電池237，蓄電池237作為電源供電路板215工作。均溫板223為金屬材料，如不銹鋼、銅或鋁等。蓄電池237與散熱器220之間有絕熱材料238，可以防止蓄電池237與金屬產(chǎn)生物理化學(xué)反應(yīng)，從而對電池起到保護(hù)作用，電路板215通過程序來控制蓄電池237工作。電路板215上設(shè)置有l(wèi)ed燈217與usb接口213,led燈217可供照明使用，usb213可供外部連接充電或傳輸數(shù)據(jù)信息使用，電路板215上有電量顯示218，可以顯示蓄電池237當(dāng)前的電量。上蓋有電池開關(guān)214與燈開關(guān)219，分別控制電池與led燈217工作。半導(dǎo)體溫差發(fā)電芯片231與導(dǎo)熱塊235緊帖，導(dǎo)熱塊235下端伸入內(nèi)膽空間，使內(nèi)膽里面的液體實現(xiàn)保溫。導(dǎo)熱塊235是金屬材料，如不銹鋼、銅、鋁等；導(dǎo)熱塊里面可包含有蓄熱材料，內(nèi)部密封裝置相變材料，通過相變材料氣液態(tài)的改變，實現(xiàn)熱量的快速傳導(dǎo)，如結(jié)晶水合鹽、脂肪烴等。上蓋頂部有腳墊240，可以使水杯倒立放置。

制冷模塊240與發(fā)電模塊上放置有散熱器220，散熱器220把它的熱量進(jìn)行傳導(dǎo)到外部。可以采用帶有散熱器片的熱管、水冷、鋁合金散熱器、翅片散熱器等里面的一種或多種組合，以滿足不同環(huán)境和散熱強(qiáng)度要求。散熱器220為銅、鐵、鋁、不銹鋼或其它散熱材料。散熱器220內(nèi)部也可以裝金屬管，起到輔助散熱的效果，金屬管為銅、鐵、鋁、不銹鋼或其它金屬材料。散熱器220上固定有風(fēng)扇216，風(fēng)扇216串聯(lián)或并聯(lián)在半導(dǎo)體溫差發(fā)電/制冷轉(zhuǎn)換開關(guān)上，當(dāng)開啟制冷開關(guān)時，風(fēng)扇216同步工作。風(fēng)扇216電氣部份為封閉方式，防止與水接觸時時造成的電氣短路或腐蝕現(xiàn)象。風(fēng)扇216風(fēng)向為從上至下，通過散熱孔向外排出熱量，加快散熱器220的散熱。

半導(dǎo)體溫差發(fā)電/制冷芯片231/232的周圍有保溫材料233，可以對半導(dǎo)體溫差發(fā)電/制冷芯片231/232進(jìn)行保溫，也可以固定半導(dǎo)體溫差發(fā)電/制冷芯片231/232的位置。

半導(dǎo)體制冷芯片232、均溫板223與溫差發(fā)電芯片231三個零件緊帖，或者半導(dǎo)體制冷芯片232與散熱器220緊帖，其中間可涂上硅脂使兩個零件緊密接觸，以便更好地散熱。同時，散熱器220與螺紋內(nèi)蓋230、頂蓋210、散熱器密封圈221緊密地連接，起到密封作用，阻擋水蒸汽，防止水蒸汽與蓄電池237、電路板215等帶電部件接解，使其不會發(fā)生短路或腐蝕，保護(hù)蓄電池237與電路板215的正常使用。螺紋內(nèi)蓋230為塑料件，固定于頂蓋210，兩個零件通過螺絲扭合。溫差發(fā)電芯片231表面設(shè)置有絕緣層，絕緣層上設(shè)置有線路層，采用搪瓷或陽極氧化方式制作。在線路層上除至少包括有可焊接部位和電氣連接分布外，還可以設(shè)置有靜電保護(hù)電路，整流、限壓、電流控制等電路中的一種或多種，以滿足不同的功能需要，線路板包括所有元件可采用防水材料進(jìn)行密封，以防止水汽的進(jìn)入，同時也可起到防塵、絕緣作用。線路層采用印刷、焊接、電鍍、復(fù)合或噴涂方式制作。一般來說，采用傳統(tǒng)印刷的方式能夠較好適用，尤其是在表面強(qiáng)度和耐久度，適合于批量化生產(chǎn)。

絕熱材料238在散熱器220與蓄電池237之間，可以阻擋散熱器220的溫度，也保護(hù)蓄電池237和電路板215使它較少地受水溫的影響，絕熱材料238為玻璃纖維、硅酸鈣等。蓄電池237與溫差發(fā)電芯片231連接，溫差發(fā)電芯片231所發(fā)的電源儲存在蓄電池237。電路板215固定在頂蓋210上。

在上述的實施例中，溫差發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)可以通過各零件之間進(jìn)行互換與結(jié)構(gòu)上的調(diào)整達(dá)到發(fā)電或半導(dǎo)體溫差發(fā)電/制冷的目的。

本發(fā)明較優(yōu)選的具體實施方式，只是本發(fā)明較優(yōu)選的具體實施方式，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在技術(shù)方案范圍內(nèi)進(jìn)行的通常變化和替換都應(yīng)該包括在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。