CN101469935B - 可携式冷热水供应装置 - Google Patents

Abstract

一种可携式冷热水供应装置，包括一容器本体、一控制器、一电源供应装置及一热电半导体芯片。容器本体具有一流体入口、一流体出口、一第一槽体、一第二槽体及一阀门球体。第一槽体连通于流体入口，并具有一连通圆孔。第二槽体连通于流体出口，并经由连通圆孔而连通于第一槽体。阀门球体的直径大于连通圆孔的直径。阀门球体以滚动的方式设置于第一槽体与第二槽体之间，并以可分离的方式卡合于连通圆孔，用以控制第一槽体与第二槽体之间的连通。电源供应装置电性连接于控制器。热电半导体芯片抵接于第二槽体，并电性连接于电源供应装置。

Description

可携式冷热水供应装置

技术领域

本发明是关于一种可携式冷热水供应装置，特别是关于一种运用热电半导体芯片来加热与致冷的可携式冷热水供应装置。

背景技术

传统的携带式保温瓶大多是由瓶体及瓶盖所构成。瓶体仅具有一个储水槽，并且其具有保温的结构。例如，瓶体可具有双层壁体，以及在双层壁体之间抽成真空或填充隔热材料，以阻绝热量传递。

尽管传统的携带式保温瓶的瓶体具有保温的结构，但其最多也只能提供一固定时间的保温效果。也就是说，传统的携带式保温瓶对于容纳于瓶体中的流体所能提供的保温效果会随着时间增加或瓶盖开启而递减。此外，传统的携带式保温瓶在每次装填流体时均只能单纯地提供一种保温模式(例如，维持热水温度或冰水温度)，因而无法提供任意调整流体温度的功能。再者，除了无法任意调整流体温度之外，传统的携带式保温瓶亦不具有温度显示的功能，因而增加使用上的不便性。

此外，就传统的电汤匙保温杯而言，其主要是利用电汤匙来加热杯体中的流体。然而，电汤匙具有操作电压高及耗电量大等缺点。更具体而言，电汤匙通常需求至少12伏特的操作电压，因而无法以一般市售小型干电池来驱动，进而会造成使用上的不便。另外，由于耗电量大，故电汤匙常会导致跳电等意外。再者，由于电汤匙仅具有加热的功能，而无法提供致冷的功能，故电汤匙的使用场合会受到相当大的限制。此外，即使电汤匙可控制加热温度(虽然其控制加热温度的效果不佳)，但其亦不具有温度显示的功能。

另外，就某些传统的家用饮水机而言，其可选择性地运用一热电半导体芯片来冷却饮水机机体内的饮用水。在此，若将热电半导体芯片运用于家用饮水机，虽然其操作电压及耗电量可以降低，但由于饮水机装盛有大量的饮用水，致使饮用水的冷却降温速度会相对地较慢。况且，低操作电压对于家电用品并无需求(因为家中一般仅提供110伏特电压的插座)。此外，上述的家用饮水机还会具有无法随身携带的缺点。

有鉴于此，本发明的目的是要提供一种可携式冷热水供应装置，其可根据需求而任意调整位于其中的流体的温度，并可达成节省能源消耗的目的。

发明内容

本发明的可携式冷热水供应装置使用一热电半导体芯片，根据帕耳帖效应(Poltier effect)，热电半导体会随着电流方向的不同而产生放热或吸热的现象，利用这种特性，可将饮用水进行加热或致冷。而且热电半导体的耗电量低，亦能达到节省能源消耗的目的。

本发明所公开的可携式冷热水供应装置主要具有一第一槽体与一第二槽体，该第一槽体做为储水功能用，尤其当第二槽体的水量不足时，可由该第一槽体的储水进行补充至第二槽体；该第二槽体则可根据需求而任意调整位于其中的流体的温度；换句话说，由于只需对可携式冷热水供应装置的第二槽体中的流体进行加热或冷却，故可节省能源消耗。

本发明基本上采用如下所详述的特征以解决上述的问题。也就是说，本发明包括一容器本体，具有一流体入口、一流体出口、一第一槽体、一第二槽体及一阀门球体，其中，该第一槽体连通于该流体入口，并且具有一连通圆孔，该第二槽体连通于该流体出口，并且经由该连通圆孔而连通于该第一槽体，该阀门球体的直径大于该连通圆孔的直径，以及该阀门球体以滚动的方式设置于该第一槽体与该第二槽体之间，并且以可分离的方式卡合于该连通圆孔，用以控制该第一槽体与该第二槽体之间的连通；一控制器；一电源供应装置，电性连接于该控制器；以及一热电半导体芯片，抵接于该容器本体的该第二槽体，并且电性连接于该电源供应装置。

同时，根据本发明的可携式冷热水供应装置，该第二槽体的容积小于该第一槽体的容积。

又在本发明中，还包括一温度传感器，连接于该容器本体的该第二槽体，并且电性连接于该控制器。其中，当需改变该流体的温度时，先设定一目标温度，该温度传感器感测流体的一实际温度，并传送至该控制器，该控制器根据该目标温度与该实际温度相减，并判定其二者差异是否大于一设定温差，当二者的温度差异小于该设定温差时，则该热电半导体芯片不作动且持续检测流体温度；反之，当二者的温度差异大于该设定温差时，则判定该目标温度减去该实际温度后的值是否为正，若为正，该控制器驱使该电源供应装置以一电流方向提供电流至该热电半导体芯片来加热；反之，若为负，该控制器驱使该电源供应装置以一逆电流方向提供逆电流至该热电半导体芯片来致冷，直到该目标温度与该实际温度的温度差异小于该设定温差为止

又在本发明中，还包括一风扇，邻接于该热电半导体芯片，并且电性连接于该电源供应装置。

又在本发明中，还包括一底座，连接于该容器本体，并且包覆该热电半导体芯片及该风扇。

又在本发明中，该底座具有至少一通气孔，该通气孔设置在该风扇周围。

又在本发明中，还包括一显示面板，电性连接于该控制器及该电源供应装置。

又在本发明中，还包括一操作接口，电性连接于该控制器，并且具有一电源开关按键、一增温按键、一降温按键及一指示灯。

另外，在本发明中，阀门球体还可被置换为任一种类的阀门，该阀门可以置换为以浮力、压力或是其它机械力控制开关的单向阀，或者，该阀门也可置换为一电磁阀。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举优选实施例并配合附图做详细说明。

附图说明

图1为显示本发明的第一实施例的可携式冷热水供应装置的立体示意图；

图2为显示本发明的第一实施例的可携式冷热水供应装置的剖面示意图；

图3为显示本发明的第二实施例的可携式冷热水供应装置的剖面示意图；

图4为显示本发明的第二实施例的可携式冷热水供应装置的立体示意图；以及

图5为本发明的可携式冷热水供应装置控制流体温度的流程图。

主要组件符号说明

100、100’～可携式冷热水供应装置

110～容器本体

111～流体入口

112～流体出口

113～第一槽体

113a～连通圆孔

114～第二槽体

115～阀门球体

115’～电磁阀

120～控制器

130～电源供应装置

140～热电半导体芯片

141、142～表面

150～温度传感器

160～显示面板

170～风扇

180～底座

181～通气孔

190、190’～操作接口

191～电源开关按键

192～增温按键

193～降温按键

194～指示灯

195～电磁阀开关按键

具体实施方式

以下配合附图说明本发明的优选实施例。

第一实施例

请参阅图1及图2，本实施例的可携式冷热水供应装置100主要包括一容器本体110、一控制器120、一电源供应装置130、一热电半导体芯片140、一温度传感器150、一显示面板160、一风扇170、一底座180及一操作接口190。

如图2所示，容器本体110具有一流体入口111、一流体出口112、一第一槽体113、一第二槽体114及一阀门球体115。第一槽体113是连通于流体入口111。第二槽体114是连通于流体出口112。阀门球体115是设置于第一槽体113与第二槽体114之间，其可用来控制第一槽体113与第二槽体114之间的连通。也就是说，第一槽体113与第二槽体114之间的连通与否是由阀门球体115所控制。在本实施例之中，阀门球体115是以滚动的方式设置于第一槽体113与第二槽体114之间。更详细的来说，在第一槽体113的壁面上具有一连通圆孔113a，第一槽体113是借由连通圆孔113a来连通于第二槽体114，以及阀门球体115是以可分离的方式卡合于连通圆孔113a。值得注意的是，阀门球体115的直径大于连通圆孔113a的直径。因此，当阀门球体115卡合于连通圆孔113a时，连通圆孔113a会完全由阀门球体115所覆盖，因而使得第一槽体113无法连通于第二槽体114。此外，在本实施例之中，第二槽体114的容积小于第一槽体113的容积。

控制器120是设置于容器本体110之上。

电源供应装置130亦是设置于容器本体110之上，并且电源供应装置130电性连接于控制器120。在本实施例之中，电源供应装置130可以是一电池。

热电半导体芯片140是抵接于容器本体110的第二槽体114，并且热电半导体芯片140是电性连接于电源供应装置130。

温度传感器150是连接于容器本体110的第二槽体114，并且温度传感器150是电性连接于控制器120。

显示面板160亦是设置于容器本体110之上，并且显示面板160是电性连接于控制器120及电源供应装置130。

风扇170是邻接于热电半导体芯片140，并且风扇170是电性连接于电源供应装置130。

底座180是连接于容器本体110的第二槽体114，并且底座180是包覆着热电半导体芯片140及风扇170。此外，底座180具有多个通气孔181，该多个通气孔181设置于风扇170周围。

请见图1，操作接口190可以是邻接于显示面板160，并且操作接口190是电性连接于控制器120。更详细的来说，操作接口190具有一电源开关按键191、一增温按键192、一降温按键193及一指示灯194。

接下来说明可携式冷热水供应装置100的运作方式。

首先，当可携式冷热水供应装置100是处于如图1及图2所示的直立状态时，连通圆孔113a会完全由阀门球体115所覆盖，因而使得第一槽体113无法连通于第二槽体114。换句话说，当可携式冷热水供应装置100是处于直立状态时，位于第一槽体113中的流体是无法与位于第二槽体114中的流体连通。当一使用者欲知第二槽体114中流体的温度，其可先按压操作接口190的电源开关按键191，此时，连接于第二槽体114的温度传感器150会借由热传导的方式感测位于第二槽体114中的流体的温度，并将所感测到的流体温度传送至控制器120之中，进而显示在显示面板160上。

若使用者欲调整位于第二槽体114中的流体的温度时，借由按压增温按键192或降温按键193来将所设定的流体温度输入至控制器120之中。在此，第二槽体114中的流体温度及所设定的流体温度均会同时显示在显示面板160之上，以及用来显示操作接口190正处于温度设定状态中的指示灯194会发亮。此时，控制器120会发出一信号来驱使电源供应装置130提供电流至热电半导体芯片140，以使热电半导体芯片140对第二槽体114中的流体进行加热或冷却操作。举例来说，当使用者所设定的流体温度高于第二槽体114中的流体的温度时，控制器120会驱使电源供应装置130以一电流方向提供电流至热电半导体芯片140，以使得热电半导体芯片140上与第二槽体114抵接的一表面141发热，进而对位于第二槽体114中的流体加热。同时，温度传感器150会持续不断感测位于第二槽体114中的流体的温度，并将所感测到的流体温度传送至控制器120之中以及显示面板160上。直到温度传感器150所感测到的实际流体温度与所设定的流体温度相符时，控制器120即会驱使电源供应装置130停止提供电流至热电半导体芯片140。反之，当使用者所设定的流体温度低于第二槽体114中的流体的温度时，控制器120会驱使电源供应装置130以另一相反电流方向提供电流至热电半导体芯片140，以使得热电半导体芯片140上与第二槽体114抵接的表面141降温，进而冷却位于第二槽体114中的流体。此时，热电半导体芯片140上的另一相对表面142会因热量转移而发热，而借由风扇170的吹拂，表面142上的热量即可经由底座180的多个通气孔181来传递至可携式冷热水供应装置100之外。同样地，温度传感器150仍会持续不断感测位于第二槽体114中的流体的温度，并将所感测到的流体温度传送至控制器120之中以及显示面板160上。直到温度传感器150所感测到的实际流体温度与所设定的流体温度相符时，控制器120即会驱使电源供应装置130停止提供电流至热电半导体芯片140。

当然，操作接口190也可以简化为具有加热/关闭/致冷的一三段式电源开关按键，其中该三段式电源开关按键电性连接于控制器120，使用者可由显示面板160得知第二槽体114中流体的温度，当使用者欲改变第二槽体114的温度时，可借由操作接口190上的该三段式开关控制加热/致冷的动作，直至显示面板160上显示的第二槽体114温度达到使用者的期望温度时，此时，使用者可将三段式开关切换至关闭，则控制器120会驱使电源供应装置130停止提供电流至热电半导体芯片140。

在另一方面，当使用者欲取用第二槽体114中的流体时，其可将容器本体110倾斜，而第二槽体114中的流体即可经由流体出口112流出。同时，倾斜的容器本体110会迫使阀门球体115在第一槽体113内因重力而滚动，因而使得阀门球体115分离于第一槽体113的连通圆孔113a。此时，第一槽体113中的流体即可经由连通圆孔113a而流至第二槽体114之中，因而达成补充流体至第二槽体114中的目的。

在另一方面，当使用者欲对第一槽体113补充流体时，其仅需将容器本体110直立，以使得阀门球体115再次因重力滚动而卡合于连通圆孔113a。然后，使用者可直接将流体经由流体入口111注入至第一槽体113之中。

另外，在本发明中，阀门球体115还可被置换为任一种类的阀门，在本实施例中所采用的是以重力控制开关的单向阀，要说的是，该重力控制的单向阀可以置换为以浮力、压力或是其它机械力控制开关的单向阀。

以浮力控制的单向阀来说，例如是在第二槽体114中装设一浮球，当第二槽体114盛满流体时，浮球会卡合在连通圆孔113a中，隔绝第一槽体113与第二槽体114的连通，当第二槽体114中的流体未满，浮球会落在液面处而致使第一槽体113与第二槽体114间的连通圆孔113a开启，此时第一槽体113中的流体会补充注入第二槽体114中，当然，其余的变化，实属本领域技术人员所能推得其作用原理，在此不予赘述。

此外，电源供应装置130并不局限于是一电池。举例来说，电源供应装置130亦可以是分离于容器本体110的一太阳能发电装置或一脚踏车发电装置等。

第二实施例

在本实施例中，与第一实施例相同的组件均标示以相同的符号。

本实施例与第一实施例间的最大差别是在于第一实施例的阀门球体115及连通圆孔113a是由本实施例的一电磁阀115’所取代。请参阅图3，本实施例的可携式冷热水供应装置100’的电磁阀115’亦是设置于第一槽体113与第二槽体114之间。在本实施例之中，电磁阀115’是电性连接于控制器120。更详细的来说，电磁阀115’是借由一操作接口190’的操作而启闭，进而控制第一槽体113与第二槽体114之间的连通。

此外，请参阅图4，本实施例的操作接口190’具有一电源开关按键191、一增温按键192、一降温按键193、一指示灯194及一电磁阀开关按键195。同样地，操作接口190’亦是电性连接于控制器120。

如图3及图4所示，当一使用者欲调整位于第二槽体114中的流体的温度时，可借由按压增温按键192或降温按键193来将所设定的流体温度输入至控制器120之中。在此，第二槽体114中的流体温度及所设定的流体温度均会同时显示在显示面板160之上，以及用来显示操作接口190’正处于温度设定状态中的指示灯194会发亮。此时，控制器120会发出一信号来驱使电源供应装置130提供电流至热电半导体芯片140，以使热电半导体芯片140对第二槽体114中的流体进行加热或冷却操作。举例来说，当使用者所设定的流体温度高于第二槽体114中的流体的温度时，控制器120会驱使电源供应装置130以一电流方向提供电流至热电半导体芯片140，以使得热电半导体芯片140上与第二槽体114抵接的一表面141发热，进而对位于第二槽体114中的流体加热。同时，温度传感器150会持续不断感测位于第二槽体114中的流体的温度，并将所感测到的流体温度传送至控制器120之中以及显示面板160上。直到温度传感器150所感测到的实际流体温度与所设定的流体温度相符时，控制器120即会驱使电源供应装置130停止提供电流至热电半导体芯片140。反之，当使用者所设定的流体温度低于第二槽体114中的流体的温度时，控制器120会驱使电源供应装置130以另一相反电流方向提供电流至热电半导体芯片140，以使得热电半导体芯片140上与第二槽体114抵接的表面141降温，进而冷却位于第二槽体114中的流体。此时，热电半导体芯片140上的另一相对表面142会因热量转移而发热，而借由风扇170的吹拂，表面142上的热量即可经由底座180的多个通气孔181来传递至可携式冷热水供应装置100’之外。同样地，温度传感器150仍会持续不断感测位于第二槽体114中的流体的温度，并将所感测到的流体温度传送至控制器120之中以及显示面板160上。直到温度传感器150所感测到的实际流体温度与所设定的流体温度相符时，控制器120即会驱使电源供应装置130停止提供电流至热电半导体芯片140。

此外，特别的是，不论可携式冷热水供应装置100’是处于直立或倾斜状态下，电磁阀115’都可借由操作接口190’的电磁阀开关按键195的操作而启闭。更具体而言，当电磁阀115’处于关闭状态时，不论可携式冷热水供应装置100’是处于直立或倾斜状态下，位于第一槽体113中的流体是无法与位于第二槽体114中的流体连通。在另一方面，当使用者欲对第二槽体114补充流体时，其仅需按压电磁阀开关按键195来开启电磁阀115’。此时，位于第一槽体113中的流体即可经由电磁阀115’而流至第二槽体114之中，因而达成补充流体至第二槽体114中的目的。接着，在对第二槽体114补充流体完毕后，使用者可再次按压电磁阀开关按键195来关闭电磁阀115’，以使得位于第一槽体113中的流体再次无法与位于第二槽体114中的流体连通。

图5为本发明的可携式冷热水供应装置控制流体温度的流程图。当使用者欲改变本发明的可携式冷热水供应装置中流体的温度时，需先设定目标温度，此时连接第二槽体的温度传感器会感测流体的温度，并传送至控制器，控制器将会根据使用者设定的目标温度与温度传感器感测的流体实际温度进行相减，并判定二者差异是否大于一设定温差，此设定温差例如是2℃，当二者的温度差异小于设定温差2℃时，则热电半导体芯片不会作动且持续检测流体温度；反之，当二者的温度差异大于设定温差2℃时，则会再进一步判定使用者设定的目标温度减去流体实际温度后的值是否为正，若相减后为正即代表设定目标温度高于流体实际温度，此时控制器会驱使电源供应装置以一电流方向提供电流至热电半导体芯片来加热；反之，若相减后为负即代表设定目标温度低于流体实际温度，此时控制器会驱使电源供应装置以一逆电流方向提供逆电流至热电半导体芯片来致冷，直到目标温度与流体实际温度二者的温度差异小于设定温差为止。

综上所述，本发明所公开的可携式冷热水供应装置可根据需求而任意调整位于其中的流体的温度(亦即，可任意加热或冷却流体)；另一方面，由于热电半导体芯片只需对可携式冷热水供应装置的第二槽体(较小槽体)中的流体进行加热或冷却，故可节省能源消耗。此外，除了以上所述的主要特色外，本发明所公开的可携式冷热水供应装置还可兼具有操作电压低(例如，仅需1.5伏特的操作电压)、可以一般市售小型干电池驱动、耗电量小以及具有温度显示功能等优点。

虽然本发明已以优选实施例公开于上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (12)

1.一种可携式冷热水供应装置，包括：

一容器本体，用于容纳一流体，该容器本体具有一流体入口、一流体出口、一第一槽体、一第二槽体及一阀门球体，其中，该第一槽体连通于该流体入口，并且具有一连通圆孔，该第二槽体连通于该流体出口，并且经由该连通圆孔而连通于该第一槽体，该第二槽体的容积小于该第一槽体的容积，该阀门球体的直径大于该连通圆孔的直径，以及该阀门球体以滚动的方式设置于该第一槽体与该第二槽体之间，并且以可分离的方式卡合于该连通圆孔，用以控制该第一槽体与该第二槽体之间的连通；

一控制器；

一电源供应装置，电性连接于该控制器；

一热电半导体芯片，抵接于该容器本体的该第二槽体，并且电性连接于该电源供应装置；以及

一温度传感器，连接于该容器本体的该第二槽体，并且电性连接于该控制器，其中，当需改变该流体的温度时，先设定一目标温度，该温度传感器感测流体的一实际温度，并传送至该控制器，该控制器根据该目标温度与该实际温度相减，并判定其二者差异是否大于一设定温差，当二者的温度差异小于该设定温差时，则该热电半导体芯片不作动且持续检测流体温度；反之，当二者的温度差异大于该设定温差时，则判定该目标温度减去该实际温度后的值是否为正，若为正，该控制器驱使该电源供应装置以一电流方向提供电流至该热电半导体芯片来加热；反之，若为负，该控制器驱使该电源供应装置以一逆电流方向提供逆电流至该热电半导体芯片来致冷，直到该目标温度与该实际温度的温度差异小于该设定温差为止。

2.根据权利要求1所述的可携式冷热水供应装置，还包括一风扇，邻接于该热电半导体芯片，并且电性连接于该电源供应装置。

3.根据权利要求2所述的可携式冷热水供应装置，还包括一底座，连接于该容器本体，并且包覆该热电半导体芯片及该风扇。

4.根据权利要求3所述的可携式冷热水供应装置，其中，该底座具有至少一通气孔，以及该通气孔设置于该风扇周围。

5.根据权利要求1所述的可携式冷热水供应装置，还包括一显示面板，电性连接于该控制器及该电源供应装置。

6.根据权利要求1所述的可携式冷热水供应装置，还包括一操作接口，电性连接于该控制器，并且具有一电源开关按键、一增温按键、一降温按键及一指示灯。

7.一种可携式冷热水供应装置，包括：

一控制器；

一容器本体，用于容纳一流体，该容器本体具有一流体入口、一流体出口、一第一槽体、一第二槽体及一电磁阀，其中，该第一槽体连通于该流体入口，该第二槽体连通于该流体出口，该第二槽体的容积小于该第一槽体的容积，以及该电磁阀设置于该第一槽体与该第二槽体之间，并且电性连接于该控制器，用以控制该第一槽体与该第二槽体之间的连通；

一电源供应装置，电性连接于该控制器；以及

一热电半导体芯片，抵接于该容器本体的该第二槽体，并且电性连接于该电源供应装置；以及

一温度传感器，连接于该容器本体的该第二槽体，并且电性连接于该控制器，其中，当需改变该流体的温度时，先设定一目标温度，该温度传感器感测流体的一实际温度，并传送至该控制器，该控制器根据该目标温度与该实际温度相减，并判定其二者差异是否大于一设定温差，当二者的温度差异小于该设定温差时，则该热电半导体芯片不作动且持续检测流体温度；反之，当二者的温度差异大于该设定温差时，则判定该目标温度减去该实际温度后的值是否为正，若为正，该控制器驱使该电源供应装置以一电流方向提供电流至该热电半导体芯片来加热；反之，若为负，该控制器驱使该电源供应装置以一逆电流方向提供逆电流至该热电半导体芯片来致冷，直到该目标温度与该实际温度的温度差异小于该设定温差为止。

8.根据权利要求7所述的可携式冷热水供应装置，还包括一风扇，邻接于该热电半导体芯片，并且电性连接于该电源供应装置。

9.根据权利要求8所述的可携式冷热水供应装置，还包括一底座，连接于该容器本体，并且包覆该热电半导体芯片及该风扇。

10.根据权利要求9所述的可携式冷热水供应装置，其中，该底座具有至少一通气孔，以及该通气孔设置于该风扇周围。

11.根据权利要求7所述的可携式冷热水供应装置，还包括一显示面板，电性连接于该控制器及该电源供应装置。

12.根据权利要求7所述的可携式冷热水供应装置，还包括一操作接口，电性连接于该控制器，并且具有一电源开关按键、一增温按键、一降温按键、一指示灯及一电磁阀开关按键。

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