CN106714636A - 包括热电式发电机的手柄 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于烹饪容器(2)的手柄(1)，所述手柄包括至少一个热电式发电机(3)，所述至少一个热电式发电机(3)与散热器(4)热连接，其特征在于，所述手柄(1)包括内空腔(11)，所述内空腔(11)在所述手柄(1)的至少三分之一的长度上纵向地延伸，并且所述散热器(4)在所述空腔(11)中、在所述空腔(11)的至少三分之二的长度上纵向地延伸。

Description

包括热电式发电机的手柄
技术领域
本发明涉及用于烹饪容器(也被称为容器)或用于烹饪容器的盖的手柄的领域，所述用于烹饪容器的盖被简称为盖。本发明尤其涉及集成有供电装置的手柄，以便供给电功能并且在热电转换的原理上工作。
背景技术
已知例如长柄平底炒锅的烹饪容器，所述烹饪容器使用诸如热电式发电机的电供给装置，以便为位于手柄中的电子温度指示系统供电。当所述长柄平底炒锅被加热时，热流被产生。所述热电式发电机使用该热流以便产生用于电子指示系统工作的足够的电。
文献CN201015533披露了一种电子长柄平底锅，所述电子长柄平底锅包括被称为裙部的长柄平底锅主体和手柄，所述手柄固定在长柄平底锅的该主体上。所述长柄平底锅也包括温度的传感器，并且该温度可在集成在手柄中的显示器上被显示。为了为该传感器和该显示器供电，所述长柄平底锅包括热电式发电机，该热电式发电机产生用于该传感器和该显示器工作的电。该热电式发电机包括两个面，所述两个面中的一个面被设置抵靠长柄平底锅的裙部。为了确保最优化的热耦合，所述热电式发电机在应力下抵靠所述长柄平底锅的主体。所述长柄平底锅的裙部将对于热电式发电机构成热源。该文献还披露了一种散热器，所述散热器用于有利于热电式发电机的冷却，并且因此用于产生对于热电式发电机的工作所必需的冷源。该散热器具有金属散热装置的形式，其包括在手柄中竖直安装的散热片，以便通过对流产生冷却气流和与环境空气的足够的空气交换。所述散热装置封闭在所述手柄的端部处、最接近热源，也就是说手柄最接近长柄平底锅的端部处。
这种手柄结构包括某些缺点。
为了这种散热装置能够建立足够的冷源以便在热电式发电机中产生电流，需要所述散热片具有足够的尺寸以便很好地排出热量。因为散热片竖直地安装在手柄中，这些散热片的高度，和因此热电式发电机的效率被手柄的高度限制。
另一个缺点由该散热装置在手柄中的位置导致，并且因为所述散热装置封闭在的手柄的凹陷部分中导致，所述凹陷部分设置在手柄的端部处，其最靠近长柄平底锅因此最靠近热源。由于空气在长柄平底锅的裙部上的对流，烹饪平面，甚至在火炉的情况中与燃烧气体的混合，导致在该区域中流通的空气很热，在所述烹饪平面上加热长柄平底锅。因此，对于冷源的建立(通过散热装置冷却)所必需的空气对流被干扰。此外观察到，在对于长柄平底锅加热一定的时间之后，散热装置所在的区域过热，以至于散热装置足够地排放热量而所述热电式发电机不再能产生电。
发明内容
本发明的目的为通过提供产生自然对流区域来克服这些缺点，所述自然对流区域能够通过随着时间与环境空气充分且恒定的热交换来冷却散热器，同时根据手柄用作握持部件的使用而保持手柄外表面的温度。
因此，本发明提出使用对于热气体的流通不敏感的区域，所述热气体可在煤气灶上产生并且位于热源附近。方法尤其旨在使用手柄的体积和面积的大部分以便确保该热交换。
该目的通过一种用于烹饪容器或盖的手柄而达到，该手柄包括至少一个热电式发电机，所述至少一个热电式发电机与散热器热连接；所述手柄包括内空腔，所述内空腔在所述手柄的至少三分之一的长度上纵向地延伸，并且所述散热器在所述空腔中、在所述空腔的至少三分之二的长度上纵向地延伸。
根据本发明的一个特征，所述散热器包括一个或多个散热片。
根据本发明的一个特征，所述散热片是金属的并且是铝制的或铜制的。
根据本发明的一个特征，所述散热片是热导管。
根据本发明的一个特征，所述空腔包括一个或多个朝向外部连通的开口。
根据本发明的一个特征，所述手柄包括设置在所述开口上的一个或多个保护网。
根据本发明的一个特征，所述手柄包括在所述热电式发电机和所述散热器之间的连接零件。
根据本发明的一个特征，所述手柄包括与所述热电式发电机连接的电子装置。
根据本发明的一个特征，所述电子装置可为电子显示器或电子传感器。
根据本发明的一个特征，所述手柄包括与热电式发电机连接的微型风扇。
附图说明
通过以下参照附图以非限定性示例方式示出的本发明的具体实施方式的下面给出的描述，将更好地了解本发明的目的、特征和优点，在附图中：
-图1是用于烹饪容器的手柄的分解图；
-图2是用于烹饪容器的手柄的剖面剖视图；
-图3是沿图2的线AA的剖视图。
具体实施方式
如图1所示，所述烹饪容器(或容器)(2)包括底部(20)和围绕底部(20)的壁(21)。该容器(2)可例如为长柄平底锅，但也可为有柄平底锅，双耳盖锅，或任何其它用于在底部(20)处被加热的金属容器。例如，所述容器(2)可由铝实现。
所述容器(2)还包括手柄(1)，所述手柄(1)通过固定系统(22)固定在壁(21)上。所述固定系统(22)是销钉、螺丝或铆钉机械系统。
以更精确的方式，所述手柄(1)包括主体(10)。优选地，所述主体(10)由热稳定性材料实现，以便限制其发热。所述手柄(1)的主体(10)还可由不传导热的任何材料实现。
所述主体(10)在其中央处且在所述手柄(1)的长度上被掏空，以便获得内部空腔(11)(以下简称空腔)，所述空腔(11)包括下文中将详细介绍的散热片(40)。为了所述空腔(11)实现其冷却功能，空腔(11)应足够大以便能够排出足够的热量。因此，所述空腔(11)在手柄(1)中纵向地延伸并且在手柄(1)的至少三分之一的长度上延伸，其因此产生对于冷却功能所必须的最小容积。所述空腔(11)还可在手柄(1)的整个长度上延伸。
所述空腔(11)包括上开口(12)和另一个下开口，所述上开口(12)和另一个下开口通向所述手柄(1)的两侧的外部，并且在所述手柄(1)的长度的一部分上延伸。
保护网(13)在这些下部和外部开口(12)处关闭所述容腔(11)，以便使用者不能接触到所述容腔(11)的内部和所述散热片(40)。此外，这些网(13)包括用于为容腔(11)通风的开口(14)。
所述网(13)的开口(14)是进入开口E1或输出开口E2，空气通过进入开口E1被吸入，而空气通过输出开口E2被排出。
所述进入开口E1设置在下部的网(13)上，而所述输出开口E2设置在手柄(1)的上部的网(13)上。
总面积S2为全部的输出开口(14)E2的总面积，并且总面积S1为全部的进入开口(14)E1的总面积。为了为这些开口(14)定尺寸并且确定其数量，以便热电式发电机(3)的效率是最优化的，总面积S2应等于三倍的长度L，长度L代表所述散热片(40)的长度之和。同样为了实现最大的效率，所述总面积S1应大于总面积S2。
由所述容腔(11)提供的空间允许包含实施本发明所需的不同的元件。
因此，手柄(1)包括热电式发电机(3)，所述热电式发电机(3)设置在所述容腔(11)中或靠近所述容腔(11)。所述热电式发电机(3)由至少一个热电模块构成，所述热电模块可为珀耳帖(Peltier)模块。在该情况中，所述热电式发电机(3)具有两个接触表面(30，31)。被称为加热表面的第一接触表面(30)与热源接触，而被称为冷却表面的第二接触表面(31)与冷源接触。
如图1所示，所述手柄(1)还包括连接零件(15)。该连接零件(15)是金属的并且导热。所述热电式发电机(3)的第二接触表面(31)被设置抵靠该连接零件(15)，并且所述热电式发电机(3)的第二接触表面(31)与所述连接零件(15)热连接。
通常，热连接的意思是指，在元件之间的接触具有最小的热阻。
如图1所示，所述手柄(1)还包括热耦合零件(16)，其被称为耦合零件。该耦合零件(16)与热电式发电机(3)的第一接触表面(30)热连接。当所述手柄(1)固定在所述容器(2)上时，该耦合零件(16)被设置用于与所述容器(2)的壁(21)接触。该耦合零件(16)的优点在于获得在热电式发电机(3)和热源之间的性能良好的热耦合。
以优选的方式，该耦合零件(16)是金属的并且由铝或由铜实现。
在未示出的手柄(1)的另一个实施变型例中，不存在耦合零件(16)，并且热电式发电机(3)的第一接触表面(30)直接与热源接触，所述热源为容器(2)的壁(21)。
如图1至图3所示，所述手柄(1)包括散热器(4)。该散热器(4)包含在所述手柄(1)的容腔(11)中。
所述散热器(4)与所述连接零件(15)热连接，所述连接零件(15)的功能为保持散热器(4)。
在未示出的实施变型例中，不存在连接零件(15)，并且散热器(4)与热电式发电机(3)的第二接触表面(31)直接连接。
如图1至3所示的散热器(4)由包含在所述手柄(1)的空腔(11)中的两个散热片(40)组成。所述散热片(40)沿所述手柄(1)在纵向方向中定向，并且在所述容腔(11)的至少三分之二的长度上延伸。这两个散热片(40)并列地布置并且优选地相互平行地布置。在所述散热片(40)之间存在可为几毫米到一厘米的间隔。
散热片(40)的高度、厚度和长度是可变的，其根据希望的热电式发电机的效率而变化。然而，所述散热片(40)的高度、厚度和长度由所述容腔(11)或手柄(1)的宽度和高度的决定。
所述散热片(40)优选地是金属的并且是导热的。金属可为导热性良好的铝或铜。
在变型例中，所述散热片(40)可为热导管。
此外，当手柄(1)通过固定系统(22)组装在容器(2)上时，当由热电模块、连接零件(15)、散热片(40)和耦合零件(16)构成的热电组件在应力下抵靠所述壁(21)时，某些零件具有损坏的风险。
因此，如图3所示，弹性体块(60)组装在所述手柄(1)的固定系统(22)上，以便限制当手柄(1)固定时，在应力下抵靠壁(21)的第一接触表面(30)或耦合零件(16)的压坏。
如图2所示，手柄(1)还可包括电子装置(50)，所述电子装置(50)与所述热电式发电机(3)连接。所述电子装置(50)可为电子显示器(51)或电子传感器(52)。
该电子传感器(52)可例如以非限定性的方式为温度传感器。
手柄(1)可还包括微型风扇(未示出)，所述微型风扇与热电式发电机(3)连接以便被供给电流，并且用于加速手柄的冷却。
本发明首先涉及建立在热电式发电机(3)的第一接触表面(30)和作为热源的烹饪容器(2)的壁(21)之间的性能良好的热耦合。所述热耦合通过铝制耦合零件(16)获得，当所述手柄(1)在应力下通过使用销钉或柳钉的传统固定而抵靠壁(21)被组装时，所述耦合零件(16)最大化与容器(2)的壁(21)接触的面积，所述热耦合或者通过在所述热电式发电机(3)的第一接触表面(30)和烹饪容器(2)的壁(21)之间的接触而直接获得。
当加热容器(2)时，容器(2)的铝制的壁(21)将逐渐地加热，并且这将构成对于热电式发电机(3)的热源。热流将建立并且包含在所述手柄(1)中的所述散热片(40)将发热。环境空气的自然对流将在所述手柄(1)的内部、在容腔(11)处产生。
对流将穿过所述保护网(13)的开口(14)而实现。冷空气将通过下部开口(14)而接触散热片(40)，将散热片(40)冷却并且之后通过上部开口(14)排出。
该对流可通过使用图中未示出的微型风扇而加速，所述微型风扇加快环境空气在散热片(40)上的通过。
该对流的目的在于在所述手柄(1)中产生冷源，同时允许散热片(40)将热传导至环境空气。具有在手柄(1)中延伸且与热源偏离的对流空间的事实允许甚至在容器(2)的壁(21)和环境空气之间建立永久状态的有效冷源。
将在永久状态中建立的热流将因此穿过热电模块，并且在其端部产生电压，所述电压与热流成比例。
因此，如果热流是零，电压将是零，当所述散热片(40)排出的热量不够时，也就是说冷源未建立时，产生这种情况。
在所述容器(2)放置在300W功率的炉灶上的情况中，在永久状态中获得的穿过热电模块的流介于3W/cm2和6W/cm2之间，这对应于在介于1.5V和2.7V之间的电压范围下的介于7.2mW和14mW之间的电产生。
当所述手柄(1)包括与热电式发电机(3)连接的电子装置(50)时，所述电子装置(50)例如为电子显示器(51)或电子传感器(52)，或微型风扇，这种电产生对于为这些不同的电子装置(50)供给能量是足够的。
应理解，在不超出所附的权利要求所限定的发明范围的情况下，本领域技术人员可对本说明书中描述的本发明的实施方式进行不同的显著的修改和/或改进。

Claims (10)

1.一种用于烹饪容器(2)或盖的手柄(1)，所述手柄包括至少一个热电式发电机(3)，所述至少一个热电式发电机(3)与散热器(4)热连接，其特征在于，所述手柄(1)包括内空腔(11)，所述内空腔(11)在所述手柄(1)的至少三分之一的长度上纵向地延伸，并且所述散热器(4)在所述空腔(11)中、在所述空腔(11)的至少三分之二的长度上纵向地延伸。
2.根据上一权利要求所述的用于烹饪容器(2)或盖的手柄(1)，其特征在于，所述散热器(4)包括一个或多个散热片(40)。
3.根据上一权利要求所述的用于烹饪容器(2)或盖的手柄(1)，其特征在于，所述散热片(40)是金属的并且是铝制的或铜制的。
4.根据权利要求2所述的用于烹饪容器(2)或盖的手柄(1)，其特征在于，所述散热片(40)是热导管。
5.根据上述权利要求中任一项所述的用于烹饪容器(2)或盖的手柄(1)，其特征在于，所述空腔(11)包括一个或多个朝向外部连通的开口(12)。
6.根据上一权利要求所述的用于烹饪容器(2)或盖的手柄(1)，其特征在于，所述手柄(1)包括设置在所述一个或多个开口(12)上的一个或多个保护网(13)。
7.根据上述权利要求中任一项所述的用于烹饪容器(2)或盖的手柄(1)，其特征在于，所述手柄包括在所述热电式发电机(3)和所述散热器(4)之间的连接零件(15)。
8.根据上述权利要求中任一项所述的用于烹饪容器(2)或盖的手柄(1)，其特征在于，所述手柄(1)包括与所述热电式发电机(3)连接的电子装置(50)。
9.根据上一权利要求所述的用于烹饪容器(2)或盖的手柄(1)，其特征在于，所述电子装置(50)可为电子显示器(18)或电子传感器(19)。
10.根据上述权利要求中任一项所述的用于烹饪容器(2)或盖的手柄(1)，其特征在于，所述手柄(1)包括与所述热电式发电机(3)连接的微型风扇。
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