半導體製冷、加熱水杯的製作方法

2023-04-29 18:09:31 2

專利名稱：半導體製冷、加熱水杯的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種水杯，尤其是內外壁之間含PH結，利用珀爾帖半導體溫差電效應原理，對飲液進行製冷和加熱的水杯。
本專利所稱水杯，可泛指小型杯狀和桶狀的金屬盛水容器。公知的水杯對飲用水、飲料等不具冷凍功能，要想飲用一杯低溫飲液必須採用電冰箱、冰櫃等進行冷凍。對於旅行者、上班旅、駕駛員，及會議室、戶外、野外等場所的人來說，夏天總希望喝上一杯冰涼、清爽的飲液，冬天總希望所喝飲液熱氣騰騰、溫熱可口。但是我們隨時攜帶冰箱、電水瓶是不現實的。
本實用新型的目的在於提供一種既可以製冷，又可以加熱的便於攜帶的寬電源水杯，使我們的飲液溫度適應我們的飲水要求。
為達以上目的，本實用新型採用雙層內空金屬杯狀容器，上部開口，並且有蓋，杯壁內外層之間沿雙層內空四壁分布著許多PN電偶組，其P級和N級通過一定電聯接關係，並且緊貼杯內壁和杯外壁，給這些P、N電偶組通以直流電流，根據珀爾帖半導體溫差電效應原理，杯內壁就會吸收熱量，溫度降低，杯外壁就會溫度上升，散發熱量，達到製冷的目的。當電流反轉，原杯壁內側就會釋放熱量、溫度上升，杯外壁吸收熱量，從而達到杯內加熱的目的，為適應移動和寬電源需要，杯底安裝有多種電源插座和製冷制熱選擇開關及製冷制熱指示燈，杯壁內空隙部分填充隔熱絕緣材料。
採用以上方案的水杯，可在多種電源地區使用，對所飲液體加熱或製冷，使其更適應飲用習慣。
以下結合附圖和實施例進一步說明


圖1、半導體製冷、加熱水杯原理圖；圖2、實施例電路圖其中P1 P2 P型半導體，N1 N2 N型半導體，I直流電流，PN1PN2……PN8 PN電偶組，P12 12V寬片插頭，X12 12V多芯插座，P2424V寬片插頭，X24 24V多芯插座。P220 220V交流安全插頭，X220內藏式220V安全插座，T1、T2聯動槓桿，V1、V2整流二極體，VD1、VD2發光二極體(指示燈)，D1、D2……D7動觸片，Z1、Z2……Z14靜觸點。A1、A2、A3、A4中繼動觸片。KH換向開關，1杯外壁，2杯內壁，3隔熱材料，4插接頭，5杯內容積。
在
圖1所示原理圖中，半導體P1、N1、P2、N2通過導電金屬順序串聯，構成一個電隅組，電隅組與直流電流組成閉合迴路時，電流I通過P型和N型半導體，根據珀爾貼半導體溫差電效應原理，杯外壁(1)吸收熱量，溫度降低，杯內壁(2)釋放熱量，溫度升高，杯內容積(5)內充滿水時，水溫上升。當電源反接，電流I流向相反時，杯外壁(1)釋放熱量，溫度升高，杯內壁(2)吸收熱量，當杯內(5)充滿水時，水溫下降。在內外壁空隙部分充滿如石棉粉、雲母或聚乙烯發泡塑料等隔熱絕緣材料，實現電流反轉，可以反接電源插接頭(4)或扳動轉向選擇開關進行。
圖2所示實施例電路圖中，PN1～PN8共8個電隅組同向勻稱排列在水杯壁四周(或圓周)，每個電隅組下端有+、-兩隻接線端，在水杯沒有外接插電源線時，每個電隅組下端十一接線端外接電路間互相絕緣且阻斷。在圖左側是專用DC12V寬片插頭P12，及12V多芯插座X12。上端插座孔內並列排列PN電隅組負端接線，下端插座X12孔內並列排列+端接線，每根接線間互相絕緣，當寬片插頭P12插入X12內時，八組電隅組與12V電源全並聯電聯接，電隅組通電即可工作，當調換寬片插頭P12方向或12V直流電源方向時，電隅組工作方式發生反轉。在圖右側，PN1負端、PN3負端，PN5負、PN7負等外接線並列排列組成DC24V寬片插座負端X24-，PN2+、PN4+、PN6+PN8+等外接線並列排列組成DC24V寬片插座正端X24+。PN1正與PN2負，PN3正與PN4負，PN5正與PN6負，PN7正與PN8負等外接線組成的靜觸頭一一對正中繼動觸片A1、A2、A3、A4，當24V寬片電源插頭P24左移，插入X24的同時，壓動聯動槓桿T2左移，A1、A2、A3、A4與其對正的靜觸點導通，使X24兩端接入24V直流電壓，且PN1正與PN2負導通，PN3正與PN4負導通，使PN5正與PN6負導通，PN7正與PN8負導通。PN1與PN2串聯接入24V，PN3與PN4串聯接入24V，PN5與PN6串聯接入24V，PN7與PN8串聯接入24V，電隅組PN1到PN8都以同一向電流同時工作進行製冷或制熱，當寬片插頭P24轉向插入或電源反向時，電隅組工作方式反轉。
在圖2下方PN1+、PN2……PN8-分別對應外接線Z1～Z14，共組成14個靜觸頭，Z1、Z2對正動觸片D1；Z3、Z4對正動觸片D2……Z13、Z14對正動觸片D7，PN1負極接線接入內藏式AC220安全插座負端，PN8+端接線接入換向開關KH、KH上擲V2導通，KH下擲V1導通，二極體V1、V2並聯，接入X220，二極體V1、V2對220V交流電源整流，插入220V安全插頭P220，X220導通接入220交流電，同時聯動槓桿T1上移，使各動靜觸點對應接觸，使PN1到PN8八對電偶組完全串聯。撥動換向開關KH，使水杯工作在設定情況下，發光二極體VD1、VD2組成的指示燈指示水杯處在不同工作狀態下，例如V1導通時，PN結使杯內製冷，VD1亮，當V2導通時，PN結使杯內製熱，VD1熄滅，VD2亮，觀測VD1和VD2即可知杯內工作情況。電容C起整流作用，防止導通浪湧電流擊壞二極體，P12、P24和P220三個選擇插頭只能選插其中一隻，不能同時供電。
實施例僅以適用AC220V、DC12V和DC24V三種電源的情況加以說明，利用珀爾帖原理生產的製冷加熱水杯在原圖基礎上略作改進或簡化，可適應其它電壓範圍或某一種電源電壓，如單用AC220V插接使用，這些情況均屬本專利述及保護範圍。
權利要求一種半導體製冷加熱水杯，全屬中空、頂上有蓋，可以盛裝液體物質，其特徵是在杯壁內外層之間有PN結電偶組，層間空隙填充隔熱保溫材料，有製冷制熱指標燈，製冷制熱換向開關，AC220V、DC12V、DC24V專用插頭、插座。
專利摘要一種飲用水杯，在金屬內外壁中間有周向排列的PN結電隅組，利用珀爾帖半導體電效應原理，使電隅組工作在製冷或加熱狀態下，使我們的飲用水冬暖夏冰，適合飲用，同時運用寬電源電路，使水杯適用範圍和地域廣泛。
文檔編號A47J31/44GK2522017SQ0126517
公開日2002年11月27日 申請日期2001年10月1日 優先權日2001年10月1日
發明者石代君 申請人:石代君