CN107248364A - 一种教学用的热冰箱及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种教学用的热冰箱及其制作方法，其包括箱体、箱盖、散冷片、散热片和TEC制冷片；所述箱体顶部与所述箱盖一侧活动连接；位于所述箱体内设置有所述散冷片和散热片，所述散冷片与所述散热片之间通过螺栓固定连接，且所述散冷片与所述散热片之间留有空隙，在该空隙内设置有所述TEC制冷片。本发明由于将TEC制冷片用于制作热冰箱，可以获得制冷储藏效果，也可以获得保温储藏效果；而且结构简单，便于制作，适合作为启蒙教育教学用具。

Description

一种教学用的热冰箱及其制作方法

技术领域

本发明涉及一种热冰箱及制作方法，特别是关于一种在教育教学领域中应用的教学用的热冰箱及其制作方法。

背景技术

TEC制冷片是利用半导体材料的帕尔帖效应制成的半导体制冷器。帕尔帖效应是指当直流电流通过两种半导体材料组成的电偶时，其一端吸热，一端放热的现象。如图1所示，TEC包括一些P型和N型对，它们通过电极连在一起，并且夹在两个陶瓷电极之间；当有电流从TEC流过时，电流产生的热量会从TEC的一侧传到另一侧，在TEC上产生“热”侧和“冷”侧，这就是TEC的加热与致冷原理。半导体制冷材料的主要应用是激光器的温控和PCR的温控。

然而市场上没有一种冰箱既可以实现制冷冷藏，又可以实现加热保温的功能，而且现有的冰箱产品并不适合作为启蒙教育教学用具。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种教学用的热冰箱及其制作方法，其结构简单，并能实现制冷冷藏和加热保温两种功能。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种教学用的热冰箱，其特征在于：它包括箱体、箱盖、散冷片、散热片和TEC制冷片；所述箱体顶部与所述箱盖一侧活动连接；位于所述箱体内设置有所述散冷片和散热片，所述散冷片与所述散热片之间通过螺栓固定连接，且所述散冷片与所述散热片之间留有空隙，在该空隙内设置有所述TEC制冷片。

进一步，所述箱体包括第一侧板、第二侧板、底板、箱体前面板、箱体后背板、挡板和盒体；所述第一侧板和第二侧板分别固定设置在所述盒体两侧，位于所述盒体底部设置有所述散冷片，所述散冷片顶部穿过所述盒体底部，所述散冷片下方固定设置有所述散热片，所述散热片位于所述盒体下方；所述散热片两侧分别通过螺钉与所述第一侧板和第二侧板固定；所述第一侧板和第二侧板结构相同，一侧边为垂直边即后侧，另一侧边底部设置有斜边底座即前侧；所述第一侧板和第二侧板之间底部设置有所述底板，所述第一侧板和第二侧板之间前侧上方设置有所述箱体前面板、后侧设置有所述箱体后背板；位于所述第一侧板和第二侧板之间前侧底部倾斜设置有所述挡板。

进一步，所述盒体内侧壁及内部底面上均设置有锡纸；所述第一侧板和第二侧板两侧边和底边均设置有第一安装槽，位于斜边底座上设置有第二安装槽；位于所述第一侧板和第二侧板的下部都设置有散热栅格；所述第一侧板和第二侧板的后侧上方顶角处都设置有一圆孔。

进一步，所述底板采用栅格板，位于所述底板两侧分别设置有与所述第一侧板和第二侧板底边上第一安装槽配合的第一凸起；所述箱体前面板两侧和箱体后背板两侧都设置有与所述第一侧板和第二侧板侧边上的第一安装槽配合的第二凸起；所述挡板的两侧都设置有与所述第一侧板和第二侧板斜边底座上的第二安装槽配合的第三凸起。

进一步，所述箱体后背板的下部设置有散热栅格，并在底边上设置有一用于将所述TEC制冷片的电源线引出至所述箱体外部的开口。

进一步，所述箱盖包括第三侧板、第四侧板、箱盖前面板、顶板、箱盖背板和泡沫板；所述第三侧板和第四侧板之间通过螺栓固定连接；位于所述第三侧板和第四侧板之间前侧设置有所述箱盖前面板，位于所述第三侧板和第四侧板之间上部设置有所述顶板，位于所述第三侧板和第四侧板之间后侧设置有所述箱盖背板；所述箱盖背板与所述箱体活动连接；所述泡沫板设置在所述第三侧板、第四侧板、箱盖前面板、顶板和箱盖背板构成的立方体中，并在所述泡沫板外侧设置有锡纸。

进一步，所述第三侧板和第四侧板结构相同，均在板前侧、后侧和上部设置有第三安装槽，所述箱盖前面板两侧分别设置有与所述第三侧板和第四侧板前侧的第三安装槽配合的第四凸起，所述顶板两侧分别设置有与所述第三侧板和第四侧板上部的第三安装槽配合的第五凸起。

进一步，所述箱盖背板两侧中部设置有与所述第三侧板和第四侧板后侧的第三安装槽配合的第六凸起；所述箱盖背板下部底边两侧设置有第七凸起，所述第七凸起与所述箱体中第一侧板和第二侧板后侧上方顶角处的圆孔配合形成转轴。

进一步，所述TEC制冷片电源引出线通过杜邦线与电源连接，制冷时通过所述杜邦线将所述TEC制冷片电源引出线正极与所述电源正极连接，所述TEC制冷片电源引出线负极与所述电源负极连接；制热时通过所述杜邦线将所述TEC制冷片电源引出线正极与所述电源负极连接，所述TEC制冷片电源引出线负极与所述电源正极连接。

一种教学用的热冰箱制作方法，其特征在于包括以下步骤：1)在盒体的底部沿着于长边平行的位置打穿一个方孔；2)在锡纸上裁剪下长方形、正六边形和正方形；3)将正六边形的锡纸粘贴至盒体内侧的底部；将长方形的锡纸粘贴至盒体内侧，将正方形的锡纸粘贴至泡沫板的方形面；4)用螺丝自上向下穿过散冷片两端的钉孔；将穿过散冷片的螺丝自上向下拧入散热片两端的钉孔；5)将TEC制冷片塞至散热片和散冷片之间的空隙；6)用两根螺钉依次穿过第一侧板、散热片底部的两个螺纹槽和第二侧板，安装两个螺母，不拧紧；7)将底板放置于散热片底部，两侧的第一凸起卡至第一侧板和第二侧板的第一安装槽中；8)将挡板放置于散热片前方，两侧的第三凸起卡至第一侧板和第二侧板斜边底座上的第二安装槽中；9)将箱体后背板放置于散热片后方，两侧的第二凸起卡至第一侧板和第二侧板后方的第一安装槽中；10)将TEC制冷片的电源线从箱体后背板底部的开口处引出；11)将箱体前面板放置于散热片前方，两侧的第二凸起卡至第一侧板和第二侧板前方的第一安装槽中；12)用两根螺钉依次穿过第一侧板和第二侧板，安装两个螺母拧紧固定；13)拧紧步骤6)中的两个螺母；14)用两根螺钉依次穿过第三侧板、第四侧板，安装两个螺母，不拧紧；15)将顶板放入第三侧板、第四侧板之间，两侧的第五凸起卡至第三侧板、第四侧板上部的第三安装槽中；16)将箱盖前面板放入第三侧板、第四侧板之间，两侧的第四凸起卡至第三侧板、第四侧板前侧的第三安装槽中；17)将箱盖背板放入第三侧板、第四侧板之间，中部两侧的第六凸起卡至第三侧板、第四侧板后侧的第三安装槽中；18)将贴有锡纸的泡沫板放于第三侧板、第四侧板、箱盖前面板、顶板和箱盖背板形成的立方体中间，锡纸远离顶板放置；19)拧紧步骤14)中的两个螺母；20)将步骤19)组装好的部分通过箱盖背板的第七凸起卡至第一侧板和第二侧板后侧上方顶角处的圆孔中，作为开合的轴；21)给TEC制冷片连接电源，实现制冷或者制热的功能。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明由于将TEC制冷片用于制作热冰箱，可以获得制冷储藏效果，也可以获得保温储藏效果。2、本发明结构简单，便于制作，适合作为启蒙教育教学用具。

附图说明

图1是现有技术中TEC制冷原理示意图；

图2是本发明的整体结构示意图；

图3是图2的局部剖视图；

图4是本发明的装配示意图；

图5是本发明TEC制冷片制冷时电源连接方式；

图6是本发明TEC制冷片加热时电源连接方式。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。其中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性以及安装顺序。

如图2、图3所示，本发明提供一种教学用的热冰箱，其包括箱体1、箱盖2、散冷片3、散热片4和TEC制冷片5。箱体1顶部与箱盖2一侧活动连接；位于箱体1内设置有散冷片3和散热片4，散冷片3与散热片4之间通过螺栓固定连接，且散冷片3与散热片4之间留有空隙，在该空隙内设置有TEC制冷片5。

在一个优选地实施例中，如图4所示，箱体1包括第一侧板6、第二侧板7、底板8、箱体前面板9、箱体后背板10、挡板11和盒体12。第一侧板6和第二侧板7分别固定设置在盒体12两侧，位于盒体12底部设置有散冷片3，散冷片3顶部穿过盒体12底部，散冷片3下方固定设置有散热片4，散热片4位于盒体12下方；散热片4两侧分别通过螺钉与第一侧板6和第二侧板7固定。第一侧板6和第二侧板7结构相同，一侧边为垂直边(即后侧)，另一侧边底部设置有斜边底座(即前侧)。第一侧板6和第二侧板7之间底部设置有底板8，第一侧板6和第二侧板7之间前侧上方设置有箱体前面板9、后侧设置有箱体后背板10；位于第一侧板6和第二侧板7之间前侧底部倾斜设置有挡板11。

上述实施例中，盒体12采用立方体泡沫盒，在盒体12内侧壁及内部底面上均设置有锡纸，锡纸覆盖散冷片3顶部。

上述各实施例中，第一侧板6和第二侧板7两侧边和底边均设置有第一安装槽61，用于与箱体前面板9和箱体后背板10连接，位于斜边底座上设置有第二安装槽62，用于与挡板11连接；位于第一侧板6和第二侧板7的下部都设置有散热栅格63。第一侧板6和第二侧板7的后侧上方顶角处都设置有一圆孔64，用于与箱盖2连接。

上述各实施例中，底板8采用栅格板，位于底板8两侧分别设置有与第一侧板6和第二侧板7底边上第一安装槽61配合的第一凸起81。

上述各实施例中，箱体前面板9两侧和箱体后背板10两侧都设置有与第一侧板6和第二侧板7侧边上的第一安装槽61配合的第二凸起91。挡板11的两侧都设置有与第一侧板6和第二侧板7斜边底座上的第二安装槽62配合的第三凸起111。

其中，箱体后背板10的下部设置有散热栅格，并在底边上设置有一开口101，用于将TEC制冷片5的电源线引出至箱体1外部。

在一个优选地实施例中，如图4所示，箱盖2包括第三侧板13、第四侧板14、箱盖前面板15、顶板16、箱盖背板17和泡沫板18，泡沫板18采用方形结构。第三侧板13和第四侧板14之间通过螺栓固定连接；位于第三侧板13和第四侧板14之间前侧设置有箱盖前面板15，位于第三侧板13和第四侧板14之间上部设置有顶板16，位于第三侧板13和第四侧板14之间后侧设置有箱盖背板17；箱盖背板17与箱体1活动连接。泡沫板18设置在第三侧板13、第四侧板14、箱盖前面板15、顶板16和箱盖背板17构成的立方体中，并在泡沫板18外侧设置有锡纸，锡纸远离顶板16。

上述实施例中，第三侧板13和第四侧板14结构相同，均在板前侧、后侧和上部设置有第三安装槽131，箱盖前面板15两侧分别设置有与第三侧板13和第四侧板14前侧的第三安装槽131配合的第四凸起151，顶板16两侧分别设置有与第三侧板13和第四侧板14上部的第三安装槽131配合的第五凸起161。

其中，在顶板16前侧中部还设置有一半圆凸起162，用做把手，方便将箱盖2打开或关闭。

上述各实施例中，箱盖背板17两侧中部设置有与第三侧板13和第四侧板14后侧的第三安装槽131配合的第六凸起171。箱盖背板17下部底边两侧设置有第七凸起172，第七凸起172位于第六凸起171下方，第七凸起172与箱体1中第一侧板6和第二侧板7后侧上方顶角处的圆孔64配合形成转轴，实现箱体1与箱盖2的活动连接。

上述各实施例中，箱体1的第一侧板6、第二侧板7、底板8、箱体前面板9、箱体后背板10和挡板11，以及箱盖2的第三侧板13、第四侧板14、箱盖前面板15、顶板16和箱盖背板17，都采用亚克力板制成。

在一个优选地实施例中，TEC制冷片5电源引出线通过杜邦线与电源连接，TEC制冷片5作为公头，电源作为母头。通过杜邦线将TEC制冷片5电源引出线正极与电源正极连接，TEC制冷片5电源引出线负极与电源负极连接，TEC制冷片5工作(如图5所示)，获得制冷储藏所需较低的温度，进而获得制冷储藏效果；通过杜邦线将TEC制冷片5电源引出线正极与电源负极连接，TEC制冷片5电源引出线负极与电源正极连接，TEC制冷片5工作(如图6所示)，获得保温储藏所需较高的温度，进而获得保温储藏效果。

上述实施例中，TEC制冷片5采用型号为TEC-12706的制冷片，其参数为：内部阻值：2.1～2.4Ω(环境温度23±1℃,1kHZ Ac测试)，最大温差：△Tmax(Qc＝0)67℃以上，工作电流：Imax＝4-4.6A(额定12V时)，额定电压：12V(Vmax：15V启动电流5.8A)，致冷功率：Qcmax50-60W；工作环境：温度范围-55℃～83℃(过高的环境温度直接影响制冷效率)，封装工艺采用四周标准704硅橡胶密封。

如图4所示，本发明还提供一种教学用的热冰箱制作方法，其包括以下步骤：

1)在盒体12的底部沿着于长边平行的位置打穿一个5厘米×4厘米的方孔；

2)在锡纸上裁剪下三块大小分别为5厘米×25厘米的长方形、边长为5厘米的正六边形、11厘米×11厘米的正方形；

3)将正六边形的锡纸粘贴至盒体12内侧的底部；将长方形的锡纸粘贴至盒体12内侧，将正方形的锡纸粘贴至泡沫板18的方形面；

4)用螺丝自上向下穿过散冷片3两端的钉孔；将穿过散冷片3的螺丝自上向下拧入散热片4两端的钉孔；

5)将TEC制冷片5塞至散热片4和散冷片3之间的空隙，将散冷片3与散热片4之间的螺丝轻微拧紧，保证TEC制冷片5不会晃动，并注意勿用力过猛；

6)用两根螺钉依次穿过第一侧板6、散热片4底部的两个螺纹槽和第二侧板7，安装两个螺母，不拧紧，用来限制位置；

7)将底板8放置于散热片4底部，两侧的第一凸起81卡至第一侧板6和第二侧板7的第一安装槽61中；

8)将挡板11放置于散热片4前方，两侧的第三凸起111卡至第一侧板6和第二侧板7斜边底座上的第二安装槽62中；

9)将箱体后背板10放置于散热片4后方，两侧的第二凸起91卡至第一侧板6和第二侧板7后方的第一安装槽61中；

10)将TEC制冷片5的电源线从箱体后背板10底部的开口101处引出；

11)将箱体前面板9放置于散热片4前方，两侧的第二凸起91卡至第一侧板6和第二侧板7前方的第一安装槽61中；

12)用两根螺钉依次穿过第一侧板6和第二侧板7，安装两个螺母拧紧固定；

13)拧紧步骤6)中的两个螺母；

14)用两根螺钉依次穿过第三侧板13、第四侧板14，安装两个螺母，不拧紧，用来限制位置；

15)将顶板16放入第三侧板13、第四侧板14之间，两侧的第五凸起161卡至第三侧板13、第四侧板14上部的第三安装槽131中；

16)将箱盖前面板15放入第三侧板13、第四侧板14之间，两侧的第四凸起151卡至第三侧板13、第四侧板14前侧的第三安装槽131中；

17)将箱盖背板17放入第三侧板13、第四侧板14之间，中部两侧的第六凸起171卡至第三侧板13、第四侧板14后侧的第三安装槽131中；

18)将贴有锡纸的泡沫板18放于第三侧板13、第四侧板14、箱盖前面板15、顶板16和箱盖背板17形成的立方体中间，锡纸远离顶板16放置；

19)拧紧步骤14)中的两个螺母；

20)将步骤19)组装好的部分通过箱盖背板17的第七凸起172卡至第一侧板6和第二侧板7后侧上方顶角处的圆孔64中，作为开合的轴；

21)给TEC制冷片5连接电源，即可实现制冷或者制热的功能。

上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式和制作工艺等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (10)

1.一种教学用的热冰箱，其特征在于：它包括箱体、箱盖、散冷片、散热片和TEC制冷片；所述箱体顶部与所述箱盖一侧活动连接；位于所述箱体内设置有所述散冷片和散热片，所述散冷片与所述散热片之间通过螺栓固定连接，且所述散冷片与所述散热片之间留有空隙，在该空隙内设置有所述TEC制冷片。

2.如权利要求1所述的一种教学用的热冰箱，其特征在于：所述箱体包括第一侧板、第二侧板、底板、箱体前面板、箱体后背板、挡板和盒体；所述第一侧板和第二侧板分别固定设置在所述盒体两侧，位于所述盒体底部设置有所述散冷片，所述散冷片顶部穿过所述盒体底部，所述散冷片下方固定设置有所述散热片，所述散热片位于所述盒体下方；所述散热片两侧分别通过螺钉与所述第一侧板和第二侧板固定；所述第一侧板和第二侧板结构相同，一侧边为垂直边即后侧，另一侧边底部设置有斜边底座即前侧；所述第一侧板和第二侧板之间底部设置有所述底板，所述第一侧板和第二侧板之间前侧上方设置有所述箱体前面板、后侧设置有所述箱体后背板；位于所述第一侧板和第二侧板之间前侧底部倾斜设置有所述挡板。

3.如权利要求2所述的一种教学用的热冰箱，其特征在于：所述盒体内侧壁及内部底面上均设置有锡纸；所述第一侧板和第二侧板两侧边和底边均设置有第一安装槽，位于斜边底座上设置有第二安装槽；位于所述第一侧板和第二侧板的下部都设置有散热栅格；所述第一侧板和第二侧板的后侧上方顶角处都设置有一圆孔。

4.如权利要求3所述的一种教学用的热冰箱，其特征在于：所述底板采用栅格板，位于所述底板两侧分别设置有与所述第一侧板和第二侧板底边上第一安装槽配合的第一凸起；所述箱体前面板两侧和箱体后背板两侧都设置有与所述第一侧板和第二侧板侧边上的第一安装槽配合的第二凸起；所述挡板的两侧都设置有与所述第一侧板和第二侧板斜边底座上的第二安装槽配合的第三凸起。

5.如权利要求2至4任一项所述的一种教学用的热冰箱，其特征在于：所述箱体后背板的下部设置有散热栅格，并在底边上设置有一用于将所述TEC制冷片的电源线引出至所述箱体外部的开口。

6.如权利要求1或2所述的一种教学用的热冰箱，其特征在于：所述箱盖包括第三侧板、第四侧板、箱盖前面板、顶板、箱盖背板和泡沫板；所述第三侧板和第四侧板之间通过螺栓固定连接；位于所述第三侧板和第四侧板之间前侧设置有所述箱盖前面板，位于所述第三侧板和第四侧板之间上部设置有所述顶板，位于所述第三侧板和第四侧板之间后侧设置有所述箱盖背板；所述箱盖背板与所述箱体活动连接；所述泡沫板设置在所述第三侧板、第四侧板、箱盖前面板、顶板和箱盖背板构成的立方体中，并在所述泡沫板外侧设置有锡纸。

7.如权利要求6所述的一种教学用的热冰箱，其特征在于：所述第三侧板和第四侧板结构相同，均在板前侧、后侧和上部设置有第三安装槽，所述箱盖前面板两侧分别设置有与所述第三侧板和第四侧板前侧的第三安装槽配合的第四凸起，所述顶板两侧分别设置有与所述第三侧板和第四侧板上部的第三安装槽配合的第五凸起。

8.如权利要求6或7所述的一种教学用的热冰箱，其特征在于：所述箱盖背板两侧中部设置有与所述第三侧板和第四侧板后侧的第三安装槽配合的第六凸起；所述箱盖背板下部底边两侧设置有第七凸起，所述第七凸起与所述箱体中第一侧板和第二侧板后侧上方顶角处的圆孔配合形成转轴。

9.如权利要求1或2所述的一种教学用的热冰箱，其特征在于：所述TEC制冷片电源引出线通过杜邦线与电源连接，制冷时通过所述杜邦线将所述TEC制冷片电源引出线正极与所述电源正极连接，所述TEC制冷片电源引出线负极与所述电源负极连接；制热时通过所述杜邦线将所述TEC制冷片电源引出线正极与所述电源负极连接，所述TEC制冷片电源引出线负极与所述电源正极连接。

10.一种教学用的热冰箱制作方法，其特征在于包括以下步骤：

1)在盒体的底部沿着于长边平行的位置打穿一个方孔；

2)在锡纸上裁剪下长方形、正六边形和正方形；

3)将正六边形的锡纸粘贴至盒体内侧的底部；将长方形的锡纸粘贴至盒体内侧，将正方形的锡纸粘贴至泡沫板的方形面；

4)用螺丝自上向下穿过散冷片两端的钉孔；将穿过散冷片的螺丝自上向下拧入散热片两端的钉孔；

5)将TEC制冷片塞至散热片和散冷片之间的空隙；

6)用两根螺钉依次穿过第一侧板、散热片底部的两个螺纹槽和第二侧板，安装两个螺母，不拧紧；

7)将底板放置于散热片底部，两侧的第一凸起卡至第一侧板和第二侧板的第一安装槽中；

8)将挡板放置于散热片前方，两侧的第三凸起卡至第一侧板和第二侧板斜边底座上的第二安装槽中；

9)将箱体后背板放置于散热片后方，两侧的第二凸起卡至第一侧板和第二侧板后方的第一安装槽中；

10)将TEC制冷片的电源线从箱体后背板底部的开口处引出；

11)将箱体前面板放置于散热片前方，两侧的第二凸起卡至第一侧板和第二侧板前方的第一安装槽中；

12)用两根螺钉依次穿过第一侧板和第二侧板，安装两个螺母拧紧固定；

13)拧紧步骤6)中的两个螺母；

14)用两根螺钉依次穿过第三侧板、第四侧板，安装两个螺母，不拧紧；

15)将顶板放入第三侧板、第四侧板之间，两侧的第五凸起卡至第三侧板、第四侧板上部的第三安装槽中；

16)将箱盖前面板放入第三侧板、第四侧板之间，两侧的第四凸起卡至第三侧板、第四侧板前侧的第三安装槽中；

17)将箱盖背板放入第三侧板、第四侧板之间，中部两侧的第六凸起卡至第三侧板、第四侧板后侧的第三安装槽中；

18)将贴有锡纸的泡沫板放于第三侧板、第四侧板、箱盖前面板、顶板和箱盖背板形成的立方体中间，锡纸远离顶板放置；

19)拧紧步骤14)中的两个螺母；

20)将步骤19)组装好的部分通过箱盖背板的第七凸起卡至第一侧板和第二侧板后侧上方顶角处的圆孔中，作为开合的轴；

21)给TEC制冷片连接电源，实现制冷或者制热的功能。