CN106953548A - 一种基于塞贝克效应和相变储热的热电燃气炉 - Google Patents

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Abstract

本发明属于燃气炉领域，并公开了一种基于塞贝克效应和相变储热的热电燃气炉，包括底座、锅具支撑组合架、蓄热端环形外壳、温差发电片和散热架；所述蓄热端环形外壳所围区域形成炉膛，并且所述蓄热端环形外壳内设置有相变储热材料，所述蓄热端环形外壳远离所述炉膛的一侧设置所述温差发电片；所述温差发电片远离所述蓄热端环形外壳的一侧设置所述散热架；所述温差发电片通过降压转换器与用于热电燃气炉电子点火的第一充电电池连接。本发明采用相变储热材料作为蓄热端，采用散热翅片散热器作为冷端，能够保证温差发电片冷热端温差恒定，第一充电电池可以进行充电来反复使用，燃气炉在使用期限内可以几乎不需要更换电池。

Description

一种基于塞贝克效应和相变储热的热电燃气炉
技术领域
本发明属于燃气炉领域，更具体地，涉及一种基于塞贝克效应和相变储热的热电燃气炉。
背景技术
目前国内使用的家用燃气炉普遍采用的打火方式分为电脉冲打火和压电陶瓷打火两种。压电陶瓷打火的原理是：当对压电片施加一定的压力时，其会产生压电效应，即产生一定的高压，将空气击穿而产生电火花。其最大的缺点是点火成功率与环境的湿度有很大的关系，环境湿度大时不易点着火。电脉冲打火是目前采用最多的打火方式，其原理为：利用一定的电能，在瞬间产生高电压脉冲，从而将空气击穿电离，产生火花。其点火成功率很高，但由于需要电池，因此会导致频繁更换电池带来的人工成本和环境污染问题；另外，火焰燃烧产生的热量除了加热锅具进行烹饪外，其他热量很少被利用而散失了，这样也会造成能源的浪费，而且燃气炉工作时，外圈火焰燃烧释放的热量未被锅具完全吸收，产生余热，还影响人烹饪时的舒适感。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于塞贝克效应和相变储热的热电燃气炉，其充分利用火焰余热，而且发电过程无机械转动，无噪音。在发电片之前放置相变储热材料来稳定热端温度，减少热冲击，对热电片和电路系统起到了很好的保护作用。由于温差发电和相变储热材料具有以上诸多优点，因此能够很好的解决家用燃气炉需要频繁更换点火电池的问题。
为实现上述目的，按照本发明，提供了一种基于塞贝克效应和相变储热的热电燃气炉，其特征在于，包括底座、锅具支撑组合架、蓄热端环形外壳、温差发电片和散热架，其中，
所述锅具支撑组合架、蓄热端环形外壳、温差发电片和散热架分别安装在所述底座上；
所述蓄热端环形外壳所围区域形成炉膛，并且所述蓄热端环形外壳内设置有相变储热材料，所述蓄热端环形外壳远离所述炉膛的一侧设置所述温差发电片；
所述温差发电片远离所述蓄热端环形外壳的一侧设置所述散热架；
所述温差发电片通过降压转换器与用于热电燃气炉电子点火的第一充电电池连接。
优选地，所述温差发电片的数量为多个并且它们周向设置在所述蓄热端环形外壳的外侧，所述散热架的数量与所述温差发电片的数量一致，并且每个所述温差发电片与一所述散热架连接。
优选地，其中的一个所述温差发电片与所述降压转换器连接，其它的所述温差发电片通过同步降压型充电器与第二充电电池连接。
优选地，所述散热架包括散热板及设置在所述冷端金属板上的、成排设置的多个散热翅片。
优选地，所述冷端金属板上设置有走线槽，以便连接温差发电片和降压转换器的导线的走线。
优选地，所述温差发电片与所述蓄热端环形外壳之间设置有导热硅胶。
优选地，所述散热架与所述温差发电片之间设置有导热硅胶。
优选地，所述相变储热材料为季戊四醇或AlCl3。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
1)本发明采用相变储热材料作为蓄热端，采用散热翅片散热器作为冷端，能够保证温差发电片冷热端温差恒定，第一充电电池可以进行充电来反复使用，燃气炉在使用期限内可以几乎不需要更换电池，并减少由更换电池带来的环境污染和人工维修成本。
2)本发明实现了对燃气炉余热的回收利用，一定程度上减少了热污染，属于环境友好型燃气炉。
3)通过第二充电电池而从废热中吸收的能量通过转换可以给手机等设备充电，从而能够提高燃料的利用率。
附图说明
图1为本发明的三维示意图；
图2为本发明点火工作时的俯视图；
图3是本发明承接锅具工作时的示意图，其中锅具下方的剖视图是图2中沿A-A线的剖视图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
参照图1～图3，一种基于塞贝克效应和相变储热的热电燃气炉，包括底座1、锅具支撑组合架2、蓄热端环形外壳4、温差发电片7和散热架16，其中，
所述锅具支撑组合架2、蓄热端环形外壳4、温差发电片7和散热架16分别安装在所述底座1上；
锅具支撑组合架2由多个支架共同形成，以用于共同承接锅具3；
所述蓄热端环形外壳4所围区域形成炉膛，并且所述蓄热端环形外壳4内设置有相变储热材料5，所述蓄热端环形外壳4远离所述炉膛的一侧设置所述温差发电片7；火焰6在炉膛内形成，而火焰6被蓄热端环形外壳4围住了，因此外圈火焰燃烧释放的热量会被蓄热端环形外壳4挡住，对烹饪时的舒适感影响较小；蓄热端环形外壳4和其内的相变储热材料5共同形成温差发电的热端；
所述温差发电片7远离所述蓄热端环形外壳4的一侧设置所述散热架16，散热架16与空气换热，温度升高较慢，因此散热架16作为温差发电的冷端；
所述温差发电片7通过降压转换器12与用于热电燃气炉电子点火的第一充电电池14连接，第一充电电池14通过第一回路与降压转换器12连接进行充电，通过第二回路与热电燃气炉的点火器连接。
进一步，所述温差发电片7的数量为多个并且它们周向设置在所述蓄热端环形外壳4的外侧，所述散热架16的数量与所述温差发电片7的数量一致，并且每个所述温差发电片7与一所述散热架16连接。
进一步，其中的一个所述温差发电片7通过第一导线10与所述降压转换器12连接，其它的所述温差发电片7通过同步降压型充电器13与第二充电电池15连接。优选地，第二充电电池15为锂电池，可以用于照明或充电等。第二充电电池15通过第三回路与同步降压型充电器13连接进行充电，通过第四回路与外部照明设备或电子元件连接供电。
进一步，所述散热架16包括散热板及设置在所述冷端金属板8上的、成排设置的多个散热翅片9，以增强散热。
进一步，所述冷端金属板8上设置有走线槽，以便连接温差发电片7和降压转换器12的导线的走线。
进一步，所述温差发电片7与所述蓄热端环形外壳4之间设置有导热硅胶，所述散热架16与所述温差发电片7之间设置有导热硅胶。
进一步，所述相变储热材料5为季戊四醇或AlCl3。
本发明的蓄热端置于外圈火焰6外(非直接接触式)，蓄热端外壳的金属壳体接受火焰6辐射热及空气对流热；
本发明利用相变储热材料5相变时温度恒定的特点，相变储热材料5可构成温差发电片7的热端，并使温差发电片7免受热冲击，冷端则由散热架16与空气换热，温度略高于室温。
由塞贝克效应可知，温差发电片7两端若有温度梯度存在，则在冷端面形成电势。本发明的蓄热端外壳由六边形壳体的中间开孔形成，其六个边分别安装有温差发电片7，因此共有六个温差发电片，其中一片温差发电片7产生的电能经过降压转换器12(采用TPS62737芯片)整流给用于打火的第一充电电池充电，其余五片温差发电片7通过第二导线11串联后引出，由同步降压型充电器13(采用LTC4121芯片)给第二充电电池15充电。
本发明的相变储热材料5填充于蓄热端壳体4内部，蓄热端外壳4为环形，布置在火焰6外围。冷端金属板7和散热翅片9用螺钉紧固连接并固定在底座1上，温差发电片7夹在蓄热端外壳4和冷端金属板8之间通过螺钉紧固连接，两两之间涂抹导热硅胶，温差发电片7的型号优选为TEG1-071-1.4-1.6-250。降压转换器12与同步降压型电池充电器13封装于塑料外壳中，置于炉灶旁。
火焰6的主要热量用来加热锅具3，还有一些热量以对流及辐射的方式传递给蓄热端外壳4，蓄热端外壳4中的相变储热材料5吸收热量，温度升高至相变温度并保持在相变温度，温度波动较小。冷端的散热翅片9和冷端金属板8与空气换热，温度均略高于室温，温差发电片7在冷热端稳定的温差下工作，产生电能。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于塞贝克效应和相变储热的热电燃气炉，其特征在于，包括底座、锅具支撑组合架、蓄热端环形外壳、温差发电片和散热架，其中，
所述锅具支撑组合架、蓄热端环形外壳、温差发电片和散热架分别安装在所述底座上；
所述蓄热端环形外壳所围区域形成炉膛，并且所述蓄热端环形外壳内设置有相变储热材料，所述蓄热端环形外壳远离所述炉膛的一侧设置所述温差发电片；
所述温差发电片远离所述蓄热端环形外壳的一侧设置所述散热架；
所述温差发电片通过降压转换器与用于热电燃气炉电子点火的第一充电电池连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于塞贝克效应和相变储热的热电燃气炉，其特征在于，所述温差发电片的数量为多个并且它们周向设置在所述蓄热端环形外壳的外侧，所述散热架的数量与所述温差发电片的数量一致，并且每个所述温差发电片与一所述散热架连接。
3.根据权利要求2所述的一种基于塞贝克效应和相变储热的热电燃气炉，其特征在于，其中的一个所述温差发电片与所述降压转换器连接，其它的所述温差发电片通过同步降压型充电器与第二充电电池连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于塞贝克效应和相变储热的热电燃气炉，其特征在于，所述散热架包括散热板及设置在所述冷端金属板上的、成排设置的多个散热翅片。
5.根据权利要求4所述的一种基于塞贝克效应和相变储热的热电燃气炉，其特征在于，所述冷端金属板上设置有走线槽，以便连接温差发电片和降压转换器的导线的走线。
6.根据权利要求1所述的一种基于塞贝克效应和相变储热的热电燃气炉，其特征在于，所述温差发电片与所述蓄热端环形外壳之间设置有导热硅胶。
7.根据权利要求1所述的一种基于塞贝克效应和相变储热的热电燃气炉，其特征在于，所述散热架与所述温差发电片之间设置有导热硅胶。
8.根据权利要求1所述的一种基于塞贝克效应和相变储热的热电燃气炉，其特征在于，所述相变储热材料为季戊四醇或AlCl3。
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