CN104223885A - 可控温的杯具 - Google Patents

Abstract

一种可控温的杯具，包括：底座、内杯体、外杯体以及电力储存组件。底座包括：本体、半导体制冷片、第一温差发电片及控制单元。半导体制冷片与控制单元电性连接，并通过控制单元的指令调整温度以加热或制冷液体。当半导体制冷片工作时，第一温差发电片产生电能。内杯体及外杯体则设置于底座，且内杯体包括第二温差发电片，当半导体制冷片停止工作且液体的温度高于内杯体的外部温度时，第二温差发电片产生电能。外杯体设置于内杯体外，外杯体包括第三温差发电片及太阳能板。当太阳能板工作时，第三温差发电片产生电能。电力储存组件设置于底座，并与半导体制冷片、太阳能板、第一、第二及第三温差发电片电性连接，用于提供电能给半导体制冷片。

Description

可控温的杯具

技术领域

本发明关于一种杯具，特别是关于一种可控温的杯具。

背景技术

随着户外活动的盛行，人们对于在野外加热或是制冷饮品或是汤品的需求递增。

中国专利第200820181832.8号，提出了一种太阳能加热保温杯，以希冀解决户外饮用水加热的课题。详细而言，该专利的保温杯将内腔隔成多层，以设置发热体、太阳能电板和电池。在不需加热时，可将太阳能电板收折于杯体内。反之，欲加热时，再将太阳能电板从杯底旋转展开，由此对电池充电及加热发热体，使保温杯中液体升温。然而，此种设计虽可改善户外加热饮品的课题，但却依然存在以下的缺点。一者，太阳能板堆栈收纳于保温杯内将会压缩保温杯的容量；再者，此种设计仅能加热液体，无法提供制冷功能，实感缺憾。

发明内容

本发明之目的为提供一种可于户外简单操作、经济实惠、可加热及制冷、大容量的饮用杯具。

本发明为一种可控温的杯具，包括：底座、内杯体、外杯体以及电力储存组件。底座包括：本体、半导体制冷片、第一温差发电片及控制单元。半导体制冷片、第一温差发电片依序设置于本体。半导体制冷片与控制单元电性连接，且半导体制冷片根据控制单元的指令调整温度以加热或制冷液体。当半导体制冷片工作时，第一温差发电片产生电能。内杯体设置于底座，用于承载液体，且内杯体包括至少一第二温差发电片，当半导体制冷片停止工作且液体的温度高于内杯体的外部温度时，第二温差发电片产生电能。外杯体设置于底座且位于内杯体外，外杯体包括至少一第三温差发电片及至少一太阳能板，第三温差发电片设置于太阳能板的背面。当太阳能板工作时，第三温差发电片产生电能。电力储存组件设置于底座，并与半导体制冷片、太阳能板、第一温差发电片、第二温差发电片及第三温差发电片电性连接，用于接受太阳能板、第一温差发电片、第二温差发电片及第三温差发电片产生的电能，并提供电能给半导体制冷片。

在一实施例中，太阳能板的一端可旋转地连接于外杯体的本体。

在一实施例中，太阳能板旋转展开时，太阳能板与外杯体的本体夹一角度。

在一实施例中，所述角度介于0至90度。

在一实施例中，第三温差发电片及太阳能板的数目皆为四个。

在一实施例中，可控温的杯具还包括温度传感器，设置于内杯体并与控制单元电性连接，温度传感器用于感测液体的温度。

在一实施例中，可控温的杯具还包括把手，可拆卸地设置于外杯体。

在一实施例中，内杯体与外杯体间隔一间隙。

在一实施例中，可控温的杯具还包括两个散热片，分别设置于第一温差发电片的两侧。

在一实施例中，电力储存组件包括第一电池、第二电池、制冷电源控制器、加热电源控制器以及电池切换单元，制冷电源控制器与第一电池及控制单元电性连接，当控制单元接收制冷信号时，制冷电源控制器控制第一电池提供制冷电源给半导体制冷片，半导体制冷片开始制冷；加热电源控制器与第二电池及控制单元电性连接，当控制单元接收加热信号时，加热电源控制器控制第二电池提供加热电源给半导体制冷片，半导体制冷片开始加热；电池切换单元连接制冷电源控制器及第一电池，并连接加热电源控制器及第二电池，当制冷电源控制器在工作且第一电池电力不足时，电池切换单元将第二电池的电能提供给半导体制冷片，当加热电源控制器在工作且第二电池电力不足时，电池切换单元将第一电池的电能提供给半导体制冷片。

承上所述，通过本发明的配置，使用者可以在户外随时加热或制冷饮用品，且可随时充电以备不时之需，实乃一种可满足于户外简单操作、经济实惠、可加热及制冷等目的的可控温的杯具。

附图说明

图1为本发明的第一实施例的可控温的杯具的分解示意图。

图2为图1的剖面示意图。

图3为本发明的第一实施例的控制单元操作方块图。

图4为本发明的第二实施例的可控温的杯具的立体示意图。

具体实施方式

以下将参照相关附图，说明依本发明优选实施例的一种可控温的杯具，其中相同的组件将以相同的组件符号加以说明。

请先一并参考图1至图3，图1为本发明的第一实施例的可控温的杯具的分解示意图，图2为图1的剖面示意图，图3为本发明的第一实施例的控制单元操作方块图。

于本实施例中，可控温的杯具1用于加热或制冷液体，包括：内杯体11、外杯体12、底座13以及电力储存组件14。

于本实施例中，内杯体11及外杯体12设置于底座13，且内杯体11具有容置空间（图未标出），用以承载液体。虽本实施例例示的内杯体11及外杯体12为矩形杯体，但不以矩形为限。

于本实施例中，底座13包括：本体130、半导体制冷片132、第一温差发电片134及控制单元136。半导体制冷片132、第一温差发电片134依序设置于本体130。其中，半导体制冷片132直接设置于第一温差发热片134，且直接对可控温的杯具1内的液体加热或制冷。半导体制冷片132与控制单元136电性连接，且半导体制冷片132通过控制单元136的指令调整温度（使半导体制冷片132加热或制冷）。

详细而言，本实施例所采用的半导体制冷片132是采用N型及P型的半导体形成热电偶对。热电偶对通以电流后，N型及P型半导体的接点处会形成放热或吸热反应。当电流由N型流向P型时，半导体制冷片132会放热（加热），而反之，则半导体制冷片132会吸热（制冷）。因此，控制单元136通过调整流经半导体制冷片132的电流方向以及大小，即可调整半导体制冷片132的加热或制冷功能，换言之，可直接对可控温的杯具1内的液体温度加以调整。

然而，无论于加热或是制冷的过程，半导体制冷片132皆会产生废热，设置于其下方的第一温差发电片134接收废热，并与另一侧的外部温度产生温度差，而可产生电能，并对电力储存组件14充电。

此外，本实施例的底座13还可包括两个散热片（图未绘出），用以提高半导体制冷片132与第一温差发电片134的效率，两个散热片分别设置于第一温差发电片134的两侧。简言之，半导体制冷片132、散热片、第一温差发电片134及散热片依序堆栈于底座13的本体。散热片可增加多数个小孔，用以加强散热效果。且，于其它实施态样中，散热片也可以由散热胶取代。

内杯体11包括至少一第二温差发电片112，第二温差发电片112可贴合于内杯体的11的内壁面、或设置于内杯体11内壁内、或贴合于内杯体11的外壁面，皆不以为限。当半导体制冷片132停止工作且液体的温度高于内杯体11的外部温度时，例如可在内杯体11中倒入热水时，第二温差发电片112产生电能。

其中，第二温差发电片112可为温差发电芯片（Thermoelectric PowerGenerating Module），其原理为利用杯体内液体与外部温度差，塞贝克效应将会使得第二温差发电片112将此温差转换并产生成电能，并作为可控温的杯具1加热或制冷所需的能量。

此外，本实施例也可有搭配导热板贴附于内杯体的内壁、或是内杯体由散热板所组成的实施态样，该些实施态样皆可进一步提升第二温差发电片的效率。

本实施例的外杯体12位于内杯体11外，换言之，内杯体11套设于外杯体12之内。于本实施例中，内杯体11非卡扣及固定于外杯体12，而是内杯体11与外杯体12间隔一间隙或距离（请参考图2），所述间隙可夹置空气层。

且于本实施例中，外杯体12还包括至少一第三温差发电片122及至少一太阳能板124，第三温差发电片122设置于太阳能板124的背面，当太阳能板124工作时，第三温差发电片122产生电能。本实施例以两个第三温差发热片122及两个太阳能板124为例，且太阳能板124贴附于外杯体12的外表面的位置不以本实施例为限，仅需能够配合光照可产生电能即可。

其中，太阳能板124的一端可旋转地连接于外杯体12的本体，因此，太阳能板124旋转展开時，太阳能板124与外杯体12的本体夹一角度θ（请参考图2），使用者可依据操作时日照的角度调整太阳能板124的角度，以达到最大光电转换效率，此外，本实施例的角度θ介于0～90度之间。

详细而言，太阳能板124进行光电转换时，会产生废热，所述废热可间接或直接传导给贴附于太阳能板124背面的第三温差发电片122，使得第三温差发电片122相较外部温度有温度差，并可将其转换成电能。本实施例的太阳能板124可被掀起离开/远离外杯体12的本体的好处有两个：一者提高太阳能板124的光电转换效率；二者，使第三温差发电片122直接与空气接触，提升发电的效率。

第三温差发电片122可利用导热胶或导热膏黏合于太阳能板124的背面，此处的“背面”是指太阳能板124进行光电转换的相反侧。

本实施例的控制单元136可搭配温度传感器15，温度传感器15设置于内杯体11，以感测可控温的杯具1内液体的温度，并与控制单元136电性连接。进一步而言，本实施例的控制单元136包括：微处理器1362、加热键136a、制冷键136b、照明单元（图未绘出）、照明开关（图未绘出）及多数个状态显示灯L1～L4，但皆不以此为限。

控制单元136可提供简单的操作接口给使用者输入指令（加热或制冷）。例如，当使用者按下加热键136a后，状态显示灯L1会亮起，微处理器1362接收到加热信号，指示半导体制冷片132开始加热，此时，温度传感器15会及时回馈可控温的杯具1内液体的温度，当液体升至预定温度后，则微处理器1362再发送停止指令，加热键136a跳起、状态显示灯L1熄灭，完成加热动作。

相似地，当使用者按下制冷键136b后，状态显示灯L2会亮起，微处理器1362接收到制冷信号，指示半导体制冷片132开始制冷，此时，温度传感器15会及时回馈可控温的杯具1内液体的温度，当液体降至预定温度后，则微处理器1362再发送停止指令，制冷键136b跳起、状态显示灯L2熄灭，完成制冷动作。

照明开关则用以调控照明单元（可为LED灯），照明单元是作为光线不足时的照明辅助，故使用者可不局限于地点及时间地操作可控温的杯具1。

请继续参考图1，电力储存组件14设置于底座13，例如其可设置于底座13的外表面，或是设置于底座13内，并不以此为限。

本实施例的电力储存组件14可与半导体制冷片132、太阳能板124、第一温差发电片134、第二温差发电片112及第三温差发电片122电性连接，以储存所产生的电力。换言之，电力储存组件14可用于接受太阳能板124、第一温差发电片134、第二温差发电片112及第三温差发电片122产生的电能，并提供电能给半导体制冷片132。

以本实施例为例，电力储存组件14还包括第一电池141、第二电池142、制冷电源控制器143、加热电源控制器144及电池切换单元145，且电池数量也不以此为限。制冷电源控制器143与第一电池141、控制单元136电性连接；且加热电源控制器144与第二电池142、控制单元136电性连接。

其中，电池切换单元145，是用以切换第一电池141与第二电池142的电路。举例而言，当第一电池141充电完成后，通过电池切换单元145切换成第二电池142以接收太阳能板124、第一温差发电片134、第二温差发电片112及第三温差发电片122产生的电能，反之亦然。

实际操作时，当使用者并未操作可控温的杯具1时（换言之，半导体制冷片132不工作），太阳能板124与第三温差发电片122将分别对第一电池141与第二电池142充电。若使用者倒入热水于内杯体11时，则第二温差发电片112对第二电池142充电。

在半导体制冷片132工作时，微处理器1362将停止第二温差发热片112对第二电池142的充电。而第一温差发热片134则是于半导体制冷片132工作时，对不工作的电池进行充电。

根据控制单元1362接收到的制冷信号，制冷电源控制器143可控制第一电池141提供制冷电源给半导体制冷片132，使其开始制冷（使液体温度下降）；根据控制单元1362接收到的加热信号，加热电源控制器144可控制第二电池142提供加热电源给半导体制冷片132，使其开始加热（使液体温度上升）。虽初始设定为第一电池141与第二电池142分别作为半导体制冷片132的制冷与加热的电源供应源，但在其电池电量不足的情况下，状态显示灯L3将会闪烁，并由电池切换单元145自动切换成另一电池以作为电源供应用。而当另一电池电量充满时，状态显示灯L4则会亮起，电池切换单元145自动切换回原本的电池。换言之，并不限定非由特定电池作为制冷或是加热之用。此外，虽本实施例的电池切换单元145为设置于控制单元136外，但也可有实施态样为将电池切换单元设置于控制单元的微处理器中，当其电池电源不足时后，可自动切换成另一电池并对半导体制冷片供应电源。或者，在其它实施态样中，也可由使用者手动切换第一电池141与第二电池142。

此外，本实施例的可控温的杯具1还可包括把手16，可拆卸地设置于外杯体12。此设计的目的为可便于掀开外杯体12的太阳能板124，以方便收纳可控温的杯具1，其把手16的形状以及设置位置皆不以图示为限。

承前所述，使用者可通过制冷键136b控制半导体制冷片132制冷，并可通过加热键136a控制半导体制冷片132加热，以达到加热或制冷液体的目的。

当使用者按下制冷键136b时，将可提供制冷信号给控制单元136，此时，控制单元136通过微处理器1362控制状态显示灯L2发出光亮（较佳可发出蓝光），并使第一电池141输出电流给半导体制冷片132，并开始制冷。当温度传感器15感测到可控温的杯具1的液体到达预定温度后，温度传感器15将传送信号给温度反馈电路151，使温度反馈电路151给予微处理器1362一信号，进而停止半导体制冷片132的工作，并使状态显示灯L2熄灭。

相似地，当使用者按下加热键136a时，将可提供加热信号给控制单元136，此时，控制单元136通过微处理器1362控制状态显示灯L1发出光亮（较佳可发出红光），并使第二电池142输出电流给半导体制冷片132，并开始加热。当温度传感器15感测到可控温的杯具1的液体到达预定温度后，温度传感器15将传送信号给温度反馈电路151，使温度反馈电路151给予微处理器1362一信号，停止半导体制冷片132的工作，并使状态显示灯L1熄灭。

于本实施例中，当制冷电源控制器143在工作且第一电池141电力不足时，电池切换单元145会切换将第二电池142的电能提供给半导体制冷片132，同时，电池切换单元145会将第一电池141电性连接至目前在工作的温差发电片和太阳能板224，以对第一电池141充电。而当加热电源控制器144在工作且第二电池142电力不足时，电池切换单元145则会切换将第一电池141的电能提供给半导体制冷片132，同时，电池切换单元145会将第二电池142电性连接至目前在工作的温差发电片和太阳能板224，以对第二电池142充电。

最后，请参考图4，为本发明的第二实施例的可控温的杯具2的立体示意图。与第一实施例相异处在于：本实施例的外杯体22采用四个第三温差发电片222搭配四个太阳能板224，且本实例并未涵盖把手。换言之，在同样的操作情况下，第二实施例会较第一实施例的充电速度快。

此外，本实施例的其余组件、组件间的连接关系与第一实施例皆相似，因此不在此赘述。

综上所述，本发明实施例的可控温的杯具除了可通过半导体制冷片加热或是制冷杯体内的液体外，搭配多个充电片（太阳能板、温差发电片）于内外杯体的方式，对电力储存组件充电。故，使用者可以在户外随时加热或制冷饮用品，并随时充电以备不时之需，实乃一种可满足于户外简单操作、经济实惠、可加热及制冷等目的的可控温的杯具。

以上所述仅是举例性，而非限制性。任何未脱离本发明的精神与范围，而对其进行的等效修改或变更，均应包括在权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种可控温的杯具，用于加热或制冷液体，其特征在于，所述杯具包括：

底座，包括本体、半导体制冷片、第一温差发电片及控制单元，所述半导体制冷片、所述第一温差发电片依序设置于所述本体，所述半导体制冷片与所述控制单元电性连接，且所述半导体制冷片根据所述控制单元的指令调整温度以加热或制冷所述液体，当所述半导体制冷片工作时，所述第一温差发电片产生电能；

内杯体，设置于所述底座，用于承载所述液体，所述内杯体包括至少一第二温差发电片，当所述半导体制冷片停止工作且所述液体的温度高于所述内杯体的外部温度时，所述第二温差发电片产生电能；

外杯体，设置于所述底座且位于所述内杯体外，所述外杯体包括至少一第三温差发电片及至少一太阳能板，且所述第三温差发电片设置于所述太阳能板的背面，当所述太阳能板工作时，所述第三温差发电片产生电能；以及

电力储存组件，设置于所述底座，并与所述半导体制冷片、所述太阳能板、所述第一温差发电片、所述第二温差发电片及所述第三温差发电片电性连接，用于接受所述太阳能板、所述第一温差发电片、所述第二温差发电片及所述第三温差发电片产生的电能，并提供所述电能给所述半导体制冷片。

2.如权利要求1所述的可控温的杯具，其特征在于，所述太阳能板的一端可旋转地连接于所述外杯体的本体。

3.如权利要求2所述的可控温的杯具，其特征在于，所述太阳能板旋转展开时，所述太阳能板与所述外杯体的本体夹一角度。

4.如权利要求3所述的可控温的杯具，其特征在于，所述角度介于0至90度。

5.如权利要求2所述的可控温的杯具，其特征在于，所述第三温差发电片及所述太阳能板的数目皆为四个。

6.如权利要求1所述的可控温的杯具，其特征在于，还包括：

温度传感器，设置于所述内杯体并与所述控制单元电性连接，所述温度传感器用于感测所述液体的温度。

7.如权利要求1所述的可控温的杯具，其特征在于，还包括：

把手，可拆卸地设置于所述外杯体。

8.如权利要求1所述的可控温的杯具，其特征在于，所述内杯体与所述外杯体间隔一间隙。

9.如权利要求1所述的可控温的杯具，其特征在于，还包括：

两个散热片，分别设置于所述第一温差发电片的两侧。

10.如权利要求1所述的可控温的杯具，其特征在于，所述电力储存组件包括：

第一电池；

第二电池；

制冷电源控制器，与所述第一电池及所述控制单元电性连接，当所述控制单元接收制冷信号时，所述制冷电源控制器控制所述第一电池提供制冷电源给所述半导体制冷片，所述半导体制冷片开始制冷；

加热电源控制器，与所述第二电池及所述控制单元电性连接，当所述控制单元接收加热信号时，所述加热电源控制器控制所述第二电池提供加热电源给所述半导体制冷片，所述半导体制冷片开始加热；以及

电池切换单元，连接所述制冷电源控制器及所述第一电池，并连接所述加热电源控制器及所述第二电池，当所述制冷电源控制器在工作且所述第一电池电力不足时，所述电池切换单元将所述第二电池的电能提供给所述半导体制冷片，当所述加热电源控制器在工作且所述第二电池电力不足时，所述电池切换单元将所述第一电池的电能提供给所述半导体制冷片。