CN101317048B - 便携式调温容器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种便携式调温容器，包括一个内部空间，它由绝热材料制成的底壁、侧壁和顶壁包围而成，一个调温装置被固定在顶壁上并与一个电源相连接，调温装置有一个调温体，从顶壁伸入内部空间，一个外部热交换器体布置在顶壁上，内部空间可被至少一个竖立在底壁与顶壁之间的隔离壁分隔成至少两个舱体被调温体部分覆盖以容纳要调温的物品，在靠近顶壁和地板壁之处的隔离壁中形成至少一个互通开口，在至少一个互通开口中布置一台风扇，调温装置的一个热电转换器连接到太阳能模块上，所述适应电路包括一个DC/DC转换器，受MPP调节器的控制以适应太阳能模块对热电转换器的输出电压。

Description

便携式调温容器
技术领域
本发明涉及一种便携式调温容器。
背景技术
便携式调温容器以各种方式为人公知。专利DE 20013775U1描述了一种带冷却通用交换模块的冷却容器，所述模块例如可有热电转换装置制成，且可附加在多种装置上。
在专利D E 10228684A1中描述了一种膨胀式冷却容器，其上通过用一种插入装置附加上一个冷却装置。
专利DE 19728539A1中描述了一种折叠式冷却箱，其盖子上附加有一种热电冷却装置。
专利G B 2250084A中描述了一种便携式冷却装置，该装置外侧附加有太阳能电池，其冷却单元通过太阳能电池供电。
从专利DE 29716137U1的权利要求1的前序部分开始，描述了一种调温容器，其有一个绝缘板位于布置在一个冷却空间上部的一个冷却体之下。为了将冷却空间引入与冷却体加强热交换，安装了一个风机，将风机从冷却空间吸入并通过冷却体运送到绝缘板之上，然后冷风可到达冷却空间。如果没有这种必要的空气流通，冷却板的冷却效果将由于其下布置的绝缘板而受到极大的限制。
专利DE 6913225U1描述了一种便携式调温容器，其被隔离壁垂直分为多个舱体，制冷板容纳在某些舱体中；在制冷板和隔离壁之间存在流动路径，可通过隔离壁下部设有的互流开口通到相邻的冷却舱体；从冷却舱体出来的加热风可通过隔离壁上部设有的互通开口到达制冷舱体。因此，必须提供互通开口，否则制冷机的冷却能力就不可用了。
在专利DE 1905546U1中描述了一个冷却箱，其被隔离壁垂直分为两个舱体，其中一个舱体的底部设有的一个冰容器，因其位于底部，所以冰容器的冷却效果只能低效地传输入冷却箱的其余容积部分。所述隔离壁上设有开口，位于隔离壁面下部的开孔比上部的开孔的相通部分小。被中间壁分离的两个舱体有不同的温度，其中底部设有冰容器舱体内温度比另一个舱体的温度低。
从专利DE 10010718A1中得知的一种调温容器，包括一个外部空间和一个内部空间，维持有不同的温度，并由绝缘材料互相分离。在容器盖中设有一个热交换器。改进的调温手段，是例如将干冰置于内部空间。在热交换器中设一个风机，气流靠风机通过热交换器传动并流入两个空间。
在专利DE 10356963A1描述的一种制冷机中，包括一个储存空间，其位于可在变化温度下保养的内部冷却舱中。在储存空间的一侧形成有一个可变化温度的加热空间。在第一个局限流通路径中，冷风通过所述有变化温度的储存空间吹入一个冷冻舱，进入一个后序路径。该路径的冷风量是可调节的。在第二个局限流通路径中，加热装置加热的空气吹入有变化温度的储存空间，然后回流入加热空间。在有变化温度的储存空间中，可利用变化温度地带，使能够设置各种最佳的储存温度，例如用于储存食品。
发明内容
本发明的目的是提供一种便携式调温容器，其包括至少两个舱体，要调温的物品可在其中以较宽的电力范围和高效进行调温。
本发明一种便携式调温容器，包括：一个由绝热材料制成的底壁、侧壁和顶壁包围而成的内部空间，一个调温装置被固定在顶壁上并与电源相连接，所述调温装置包括：一个从顶壁伸入内部空间的调温体和一个布置在顶壁上的外部热交换器体，所述内部空间被在底壁与顶壁之间的至少一个隔离壁分隔成至少两个舱体，所述两个舱体的部分被调温体覆盖以容纳要调温的物品，在所述在隔离壁靠近顶壁和底壁之处形成至少一个互通开口，在所述隔离壁上靠近底壁处设有至少一个互通开口，靠近顶壁和底壁的互通开口中，至少一个互通开口内设有一个风扇；所述调温装置的一个热电转换器连接到太阳能模块上，所述适应电路包括一个DC/DC转换器，所述DC/DC转换器受MPP调节器的控制以适应太阳能模块对热电转换器的输出电压，当太阳辐射对于太阳能模块的直接藕合太强时，所述DC/DC转换器可与热电转换器短路；当太阳辐射低于预定的阀值时，转换电路可使用调温装置的一个热电转换器和至少一个风扇来接替连接太阳能模块。
通过上述的技术方案，本发明提供的调温容器可以在较宽的供电范围和供电来源，如电源供电或太阳能供电时进行工作，已达到温度调节的效果。
本发明进一步的技术方案包括诸如风扇的设置位置和调温容器的结构，通过这些进一步的技术方案，可以使调温容器的温度调节效率得以进一步的提高，并使调温容器更具便携性，所述的进一步的发明目的通过下述技术方案得以实现：
所述的便携式调温容器中，靠近顶壁的互通开口是在调温体的凹陷内形成的。
所述风扇布置在靠近底壁的互通开口之内。
所述隔离壁是带有单侧壁的整块状，在与该侧壁相接的舱体上的至少一部分可从与之相对的侧壁上拆卸，容器各壁中，除可拆式侧壁部分之外，其余各壁整体构成。
所述调温装置上的热电转换器通过适应电路与所述太阳能模块相连。
本发明下述附图和具体实施方式中，将对技术方案的细节和实施的手段给出更为详细的说明。
说明书附图
在附图中：
图1所示为本发明便携式调温容器沿图2的I-I平面剖切的示意图；
图2所示为根据图1的便携式调温容器沿图1的II-II的平面剖视图；
图3所示为提高与热电转换器相连的太阳能模块性能的适应电路的电路结构图；
图4所示为根据图3的电路结构图得到的电路的电压与电力曲线；
图5所示为根据图3的带有开关装置的电路。
具体实施方式
根据图1所示，一种便携式调温容器，包括：一个内部空间14，16由绝热材料制成的底壁6、侧壁8，34和顶壁10包围而成，调温装置18，20，22被固定在顶壁10上并与电源相连接，所述调温装置包括：一个从顶壁伸入内部空间的调温体20和一个布置在顶壁上的外部热交换器体18，所述内部空间被位于底壁6与顶壁10之间的至少一个隔离壁12分隔成至少两个舱体14，16，所述两个舱体的部分被所述调温体20覆盖以容纳要调温的物品，在所述隔离壁12靠近顶壁和底壁之处形成至少一个互通开口26，28，在所述隔离壁12上靠近底壁6处设有至少一个互通开口26，靠近顶壁10和底壁6的互通开口26，28中，至少一个互通开口26，28内设有一个风扇30；所述调温装置的一个热电转换器22连接到太阳能模块40上，所述适应电路42包括一个DC/DC转换器46，所述DC/DC转换器46受MPP调节器44的控制以适应太阳能模块40对热电转换器22的输出电压，当太阳辐射对于太阳能模块40的直接藕合太强时，所述DC/DC转换器46可与热电转换器22短路；当太阳辐射低于预定的阀值时，转换电路54可使用调温装置的一个热电转换器22和至少一个风扇24，30来接替连接太阳能模块40。
所述的调温装置和风扇组成了一个现有技术中公知结构的调温装置，其调温装置根据热电转换器22连接到电源上对调温体20予以冷却或加热，在本发明中，热电转换器22为依据帕尔贴效应进行热电转换的半导体片。
为了取得调温体20与存放在舱体14和/或16内的调温物品(实施方式中以瓶25为例)之间的尽可能高效的热交换，在隔离壁12的下部设有至少一个互通开口26，而在上部设有至少一个上互通开口28。
在靠近底壁6的下互通开口26中布置有一个风扇30，风扇30驱动气流通过互通开口26。可以明显看出，舱体14与16的之间形成了互相流通的气流，该气流保证了被调温物品的温度符合调温体20的温度。在另一个备用方案中，风扇30可以布置在上互通开口28中。本发明中所述的风扇30可以采用现有的常规轴流风扇。
靠近顶壁10的互通开口28位于调温体20的凹处内部，以加强热交换。
从图2中可看出，整个容器框架整体由两片组成，根据图示，前壁是可移动的(隔离线32)以装载和卸载内部空间；容器壁的其余部分，包括隔离壁12，是整体构成组成的，例如可以通过注塑整体成型。
这个组合套件可以这样完成，先将半导体片22安装在顶壁10内，然后安装有为隔离壁12适应的相应凹处的调温体20，再附加上外部热交换器体18和风扇24，其中附加零件的方式可用贯穿螺栓，例如将外部热交换器体18和调温体20压紧到顶壁10上时。风扇30安装在互通开口26中，其中电连接器放置在隔离壁12内并与半导体片22和风扇24的电连接器(未显示在图中)相连接。容器就被完全附加在前壁34上了(见图2)。隔离线32可以延长，例如成曲流状。前壁34与容器其余部分的连接可用各种公知的方法完成，例如粘扣、粘带等。
作为优选的方案，所述壁的材料最好由发泡合成材料形成，其顶面有密集的气孔或用一层薄膜覆盖。可以理解为，其它保温壁结构也是可能的。容器可设有一个未显示在图内的柄或手提带。
从图2中可知，舱体14和16可充填一个定制的易变形的用发泡材料制成的异型件36；异型件36以防震方式固定住调温物品，一个额外的效果是舱体内部不再有一个不必要的较大空气体积，尤其是流通气流的外侧，有一个路径是保持自由通畅的。一个或多个形体被调温物品有弹性地压缩。一个太阳能模块40，其基本结构是公知的，可优选用来向热电转换器，即前述的半导体片22和风扇24和30提供电力；太阳能模块40可固定在容器上，可与容器分离提供，也可集成到容器中。
设若太阳能模块对太阳辐射的输出功率在20-100％之间波动，太阳能模块也能通常运行在固定电压范围(MPP＝最大电力特性)之内。在太阳辐射和80-100％之间的输出功率下与热电转换器22的理想连接相比较，导致了20-80％之间的部分负载范围不匹配。
为了解决这一问题，如图3所示，本发明在容器内还设有适应电路42，它包括一个公知的MPP调节器，一个DC/DC转换器46，一个开关操动电路48和一个开关50。在热电转换器22、适应电路42和太阳能模块40之间的连接点用52标示。
本发明中适应电路42的功能和技术方案如下：
当太阳能模块40上的太阳辐射明显低于额定辐射时，即热电转换器22的输出功率如额定输出功率的20-80％之间时，开关50就打开使得热电转换器22的输出功率靠DC/DC转换器46在MPP调节器的调节下取得适应。如果太阳能模块40的输出功率超过额定输出功率的80％，开关操动电路48会关闭开关50，使得热电转换器元件22可直接耦合太阳能模块40。
图4示意性地说明采用图3电路得到的电力性能的曲线。在图4中，太阳辐射标注在最小辐射PMIN、与最大辐射PMAX之间的范围的横坐标上。纵坐标显示出电压和/或功率。虚曲线a显示出转换器46的输出功率超出太阳辐射值。双点曲线b显示出转换器46的输出电压，单点曲线c显示出太阳能模块40的电压。可明显看出，电路50在H点为接通，当太阳辐射达到最大电力的约80％和/或当太阳能模块的输出功能达到额定输出功率的约80％时，太阳能模块的输出电压c在热电转换器22上的电压为曲线b。
适应电路42可集成到顶壁10或热交换器体18中，使得太阳能模块必须只能连接到提供的接点上。可以理解：可以提供额外的连接器，可将一个外接电池或外接电源系统连接到额外的连接器上。容器可包括太阳辐射充电电池，电池能量在无太阳辐射时够操作容器。依靠一个额外的电子装置，例如手机、GPS装置等小电子负载可用太阳能模块提供能源。
但是，当使用一个太阳能模块向本发明的便携式调温容器提供能源时，存在一个问题：即当太阳辐射不足时，太阳能模块产生的电力就会下降，电力被用来驱动调温容器的风扇以及为热电转换器22提供电力。当下降到依靠热电转换器22的额定电力的最小功率以下时，热电转换器22的效率将急剧下降。这一问题还因使用太阳能模块的输出功能用于电扇而更加突出，用图5显示的电路可以尽可能的减少前述问题：
根据图5，适应电路42的左上的连接点52并不直接连接到太阳能模块40上，相反它通过属于转换电路54的两个开关S1和S2进行连接，转换电路54受MPP调节器或依靠太阳能模块40输出功率的另一个装置的控制。图中还显示了连接点56，图中未显示的风扇24和优选风扇30都通过连接点56连接。开关S1代表一个在封闭状态下连接连接点52与56的断路器。开关S2代表一个选择性连接太阳能模块40与连接点52或56的转换开关。
设有开关S1和S2的转换电路54的功能如下：
当太阳能模块40的输出电力低于预定的电力时，开关S1就会打开，转换开关S2以接替方式运行。因此，当太阳能模块40的输出电力低于上述阀值时，只有热电转换器22或风扇可在太阳能模块40以接替方式在预定的持续时间内提供电流。各自的持续时间与热电转换器22、热交换器体18和调温体20的功率以及特别是风扇24的功率相协调。当热电转换器22与电流一起提供，冷却调温体20并加热热交换器体18时，热交换器体18和调温体20的表面温度会发生变化。在关闭热电转换器22并向风扇供应能源之后，冷却效果继续成为调温体20的热容量的结果。同时，热交换器体18中引起的温度变化释放到环境空气中。在未提供更多冷却时，热电转换器22再度供电而风扇被关闭。例如，典型的电力范围如下：
太阳能模块在发挥全性能时可供应约5瓦的电力，其中约1.5瓦用来供给风扇，故3.5瓦可用来供给热电转换器22的元件(半导体片)。当太阳能模块的输出功率低于约2.5瓦时，风扇(可额外调节)约需1.0瓦，故仅留下1.5瓦供给热电转换器22。在低于1.5瓦时，热电转换器22的冷却性能大大降低，故变为间歇运行是有优势的，在太阳辐射和/或太阳能模块的输出功率变低时，这一运行方式的效率优势就尤为明显。
根据图5的电路可在不同的方面改进。开关S1和S2可采用半导体元件。也可用转换电路54而无需适应电路42，也能提供比其它调温容器优越之处，依靠一个或多个太阳能模块或其它供电装置供电，包括一个热电转换器，特别是半导体片以及一台风扇。
容器还能用各种方法改进。例如，它可由多个独立组件组成。隔离壁可以是一个滑入部件或可拆式部件，使得较大的调温物品和/或冷藏物品可被装入。容器盖子可与调温装置一起做成可拆式。可以提供多个舱体。适应电路可以是太阳能模块的一个部分等。
附图中各部件的标号及对应名称如下：
6底壁  8侧壁  10顶壁  12隔离壁  14舱体  16舱体  18热交换器体  20调温体
22热电转换器  24风扇  25瓶子  26互通开口  28互通开口  30风扇  32隔离线
34前壁  36异型件  40太阳能模块  42适应电路  44MPP调节器  46DC/DC转换器
48开关操动电路  50开关  52连接点  54转换电路  56连接点。

Claims (5)

1.便携式调温容器，包括：一个由绝热材料制成的底壁(6)、侧壁(8，34)和顶壁(10)包围而成的内部空间(14，16)，一个调温装置(18，20，22)被固定在顶壁(10)上并与电源相连接，所述调温装置(18，10，22)包括：一个从顶壁(10)伸入内部空间的调温体(20)和一个布置在顶壁(10)上的外部热交换器体(18)，所述内部空间被在底壁(6)与顶壁(10)之间的至少一个隔离壁(12)分隔成至少两个舱体(14，16)，所述两个舱体的部分被调温体(20)覆盖以容纳要调温的物品，在所述在隔离壁(12)靠近顶壁和底壁之处形成至少一个互通开口(26，28)，其特征在于：所述隔离壁(12)上靠近底壁(6)处设有至少一个互通开口(26)，靠近顶壁(10)和底壁(6)的互通开口(26，28)中，至少一个互通开口(26，28)内设有一个风扇(30)，所述调温装置(18，20，22)中的一个热电转换器(22)通过一个适应电路(42)连接到太阳能模块(40)上，所述适应电路(42)包括一个DC/DC转换器(46)，所述DC/DC转换器(46)受MPP调节器(44)的控制以适应太阳能模块(40)对热电转换器(22)的输出电压，当太阳能辐射对于太阳能模块(40)的直接耦合太强时，所述DC/DC转换器(46)可与热电转换器(22)短路；当太阳能辐射低于预定的阀值时，转换电路(54)可使用调温装置(18，20，22)中的热电转换器(22)和至少一个风扇(24，30)来接替连接太阳能模块(40)。
2.根据权利要求1的便携式调温容器，其特征在于：靠近顶壁(10)的互通开口(28)是在调温体(20)的凹陷内形成的。
3.根据权利要求1所述便携式调温容器，其特征在于：所述风扇(30)布置在靠近底壁(6)的互通开口(26)之内。
4.根据权利要求1或2所述的便携式调温容器，其特征在于：隔离壁(12)是带有单侧壁的整块状，在接壤该侧壁的舱体(14，16)上的至少一部分(34)可从与之相对的侧壁上拆卸。
5.根据权利要求4所述的便携式调温容器，其特征在于：容器各壁中，形成彼此整块状，除可拆式侧壁部分(34)之外，其余各壁整体构成。
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