CN112350613A - 一种热电转换装置及新型燃气灶具 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种热电转换装置，涉及灶具的技术领域。包括热电转换电路和蓄电池，热电转换电路包括热电偶和放大电路，热电偶输出端与放大电路输入端连接，放大电路输出端与蓄电池电连接；由燃烧器供热，利用热电效应使得热能转化为电能，并通过放大电路传输至蓄电池进行充电，而后蓄电池可为其他装置供电，从而代替干电池，节省了能源，提高了环保性。此外本发明还提出一种新型燃气灶具，包括热电转换装置、燃烧器和点火器，燃烧器与热电转换装置电连接，热电转换装置与点火器连接；利用热电效应使得燃烧器燃烧所产生的热能由热电转换装置转化为电能，提高了环保性。
Description
技术领域
本发明涉及灶具的技术领域，具体而言，涉及一种热电转换装置及新型燃气灶具。
背景技术
当今市面上的燃气灶具80％以上使用干电池供电，将干电池安装于电池盒内，电池盒输出端连接线与脉冲式点火器相连，并通过干电池输出的1.5V-3.0V低电压，对启动脉冲式点火器进行供电，并由其电路程序使得点火器对燃气进行点燃，其原理为电池供电，使得脉冲式点火器内升压器将电压升高到瞬间高电压至13KV-18KV(低电流安全电)，使得高压电火花击打在燃烧器火孔上碰到空气与燃气的混合气体而产生燃烧，其主要的缺陷在于每3个月左右须更换一次电池，极大的浪费能源，且浪费的干电池还会对环境造成危害。
发明内容
本发明的目的在于提供一种热电转换装置及新型燃气灶具，其能够有效的将灶具燃烧的热能转换为电能，从而代替干电池，节约能源。
本发明的实施例是这样实现的：
本申请实施例提供一种热电转换装置，其包括热电转换电路和蓄电池，热电转换电路包括热电偶和放大电路，热电偶输出端与放大电路输入端连接，放大电路输出端与蓄电池电连接。
在本发明的一些实施例中，放大电路包括开关KM1、过滤模块和变压模块，开关一端与热电偶输入端连接，开关另一端与过滤模块输入端连接，过滤模块的输出端变压模块输入端连接，变压模块输出端与蓄电池连接。
在本发明的一些实施例中，过滤模块包括二极管VD、电容C和电阻R2，二极管VD负极一方面与变压模块第一输入侧连接，二极管VD另一方面与开关KM1连接，二极管VD正极与电容C的一端连接，电容C的另一端与变压模块第二输入侧连接，电阻R2与电容C并联。
在本发明的一些实施例中，还包括电阻R1和电阻R3，电阻R1与热电偶并联，电阻R3与蓄电池并联。
在本发明的一些实施例中，还包括第一检测电压表和第二检测电压表，第一检测电压表与电阻R1并联，第二检测电压表与电阻R2并联。
在本发明的一些实施例中，变压模块包括变压器，变压器的第一输入侧与开关KM1连接，变压器的第二输入端与电阻R2连接，变压器的输出端与蓄电池连接。
本申请实施例提供一种新型燃气灶具，包括热电转换装置、燃烧器和点火器，燃烧器与热电转换装置电连接，热电转换装置与点火器连接。
在本发明的一些实施例中，还包括安装于燃烧器与热电偶之间的限位装置，限位装置包括弹力伸缩件和限位环，弹性件安装于第一套筒和第二套筒内，弹力伸缩件一端与限位环外侧壁连接，弹力伸缩件另一端与燃烧器抵接，限位环套设于热电偶上。
在本发明的一些实施例中，弹力伸缩件包括第一套筒、弹性件和第二套筒，第一套筒一端与限位环连接，第一套筒另一端套设于第二套筒上，弹性件一端与第一套筒连接，弹性件另一端与第二套筒连接，弹性件安装的状态为压缩状态。
在本发明的一些实施例中，多个弹力伸缩件绕限位环的外侧壁周向均匀分布。
相对于现有技术，本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果：
一种热电转换装置，包括热电转换电路和蓄电池，热电转换电路包括热电偶和放大电路，热电偶输出端与放大电路输入端连接，放大电路输出端与蓄电池电连接。
这种热电转换装置主要是将热能Q转换为电能，该热电转化原理为温差发电原理，是一种重要的绿色发电方式，该基于温差发电原理所使用的热电转化装置具有结构简单、无噪音、使用寿命长等优点，其结构主要由磁场区和热电偶两部分构成，基于贝塞尔效应，将两种不同的热电材料(P型和N型)的一端通过优良的导体，例如铜CU，互相连接起来，另一端则分别与导体连接，构成一个PN结，得到一个简单的热电转化组件，也称为PN热电单元，如图1所示。在热电单元开路端接入负载电阻RS，此时若在热电单元一端热流流入，形成高温端(即热端)，从另一端散失掉，形成低温端(即冷端)，于是在热电单元热端和冷端之间建立起温度梯度场。热电单元内部位于高温端的空穴和电子在温度场的驱动下，开始向低温端扩散，从而在PN电偶臂两端形成电势差，电路中便会有电流产生。这种热电转换装置是利用热能向热电偶输送热量，由热电偶将热能转化为电能，而后将电能传输至放大电路，放大电路再将电传输至蓄电池进行充电，在需要使用的时候，由蓄电池对需要用的设备进行供电，使得待供电设备可以进行工作，其有益效果在于整体结构简单，便于安装，提高了适配性，无噪音，无污染，提高了环保效果，使用寿命长，提高了可持续利用性。
一种新型燃气灶具，包括热电转换装置、燃烧器和点火器，所述燃烧器与所述热电转换装置电连接，所述热电转换装置与所述点火器连接。
这种新型燃气灶具，主要是对灶具中点火器所需能源利用进行改进，利用燃烧器进行供热，而后热电转换装置中的热电偶将接收到的热能转化为电能，从而由放大电路将电能再次转化为适用于蓄电池充电的电能，对蓄电池进行充电，最后由蓄电池对点火器进行供电，从而达到热能的再利用，提高了环保性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例中热电转换装置的结构框图；
图2为本发明实施例中热电效应的原理示意图；
图3为本发明实施例中热电转换电路的电路原理图；
图4为本发明实施例中一种新型燃气灶具的结构示意图；
图5为本发明实施例中限位装置的结构示意图；
图6为本发明实施例中弹力伸缩杆的结构示意图。
图标：1-热电转换电路；11-热电偶；12-过滤模块；13-变压模块；2-燃烧器；3-限位装置；31-限位环；32-弹力伸缩杆；321-第一套筒；322-第二套筒；323-弹性件；4-点火器。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明实施例的描述中，“多个”代表至少2个。
在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
如图1和图2所示，本实施例提供一种热电转换装置，包括热电转换电路1和蓄电池，热电转换电路1包括热电偶11和放大电路，热电偶11输出端与放大电路输入端连接，放大电路输出端与蓄电池电连接。
在本发明的一些实施例中，这种热电转换装置主要是将热能Q转换为电能，该热电转化原理为温差发电原理，是一种重要的绿色发电方式，该基于温差发电原理所使用的热电转化装置具有结构简单、无噪音、使用寿命长等优点，其结构主要由磁场区和热电偶11两部分构成，基于贝塞尔效应，将两种不同的热电材料(P型和N型)的一端通过优良的导体，例如铜CU，互相连接起来，另一端则分别与导体连接，构成一个PN结，得到一个简单的热电转化组件，也称为PN热电单元，如图2所示。在热电单元开路端接入负载电阻RS，此时若在热电单元一端热流流入，形成高温端(即热端)，从另一端散失掉，形成低温端(即冷端)，于是在热电单元热端和冷端之间建立起温度梯度场。热电单元内部位于高温端的空穴和电子在温度场的驱动下，开始向低温端扩散，从而在PN电偶臂两端形成电势差，电路中便会有电流产生。这种热电转换装置是利用热能向热电偶11输送热量，由热电偶11将热能转换为电能，而后将电能传输至放大电路，放大电路再将电传输至蓄电池进行充电，在需要使用的时候，由蓄电池对需要用的设备进行供电，使得待供电设备可以进行工作，其有益效果在于整体结构简单，便于安装，提高了适配性，无噪音，无污染，提高了环保效果，使用寿命长，提高了可持续利用性。
如图3所示，在本发明的一些实施例中，放大电路包括开关KM1、过滤模块12和变压模块13，开关一端与热电偶11输入端连接，开关另一端与过滤模块12输入端连接，过滤模块12的输出端变压模块13输入端连接，变压模块13输出端与蓄电池连接。
在本发明的一些实施例中，设置放大电路的目的在于对热电偶11输出的电压进行调节，由于热电偶11输出的电压较小，故设置变压模块13对热电偶11输出的电压进行升高，以达到蓄电池需要的充电电压；设置开关KM1用于闭合或断开电路，避免长期与通电加速电路老化，设置过滤模块12的目的在于，对放大电路中起到防止电流倒灌或接错正负极而引起的电路损坏，提高了电路的稳定性和使用寿命。
如图3所示，在本发明的一些实施例中，过滤模块12包括二极管VD、电容C和电阻R2，二极管VD负极一方面与变压模块13第一输入侧连接，二极管VD另一方面与开关KM1连接，二极管VD正极与电容C的一端连接，电容C的另一端与变压模块13第二输入侧连接，电阻R2与电容C并联。
在本发明的一些实施例中，过滤模块12其设置的作用在于将不需要的电压或电流尽可能的进行过滤，使得电路中存在需要电流和电压的范围，其中二极管VD利用其单向导通的特性将负极电信号过滤，电容C利用了电容的频率阻抗特性(电容的频率特性随频率的升高，阻抗降低)，输出电压输出均匀，降低负载电压波动，电阻R2其设置的目的在于对电路进行限流，使得电流可以达到需要的范围值。
如图3所示，在本发明的一些实施例中，还包括电阻R1和电阻R3，电阻R1与热电偶11并联，电阻R3与蓄电池并联。
在本发明的一些实施例中，在热电偶11上并联电阻R1的目的在于，方便对热电偶11上的电压进行检测，在蓄电池上并联电阻R2的目的在于，方便对蓄电池上的电压进行检测，采用库仑计原理，一旦有电流流入或者流出电池时，就会在电阻的两端产生电压，通过检测，而后再通过欧姆定律，就可以计算出流过电池的电流。该电流与时间进行对照和计算，所得出的值就是变化的电量，因此其可以精确跟踪电池的电量变化，其精度可达1％，提高了电路的稳定性。
在本发明的一些实施例中，还包括第一检测电压表和第二检测电压表，第一检测电压表与电阻R1并联，第二检测电压表与电阻R2并联。
在本发明的一些实施例中，为更加准确以及实时对热电偶11和蓄电池进行检测，在电阻R1上并联第一检测电压表，在电阻R2上并联第二检测电压表，由此可以直接在两个电压表上读出数据，根据欧姆定律进行简单换算便可直接得出变化的电量，起到更好的检测作用，在线路发生问题时，使得维修人员更容易判断线路的问题所在位置，提高了维修的效率。
如图3所示，在本发明的一些实施例中，变压模块13包括变压器，变压器的第一输入侧与开关KM1连接，变压器的第二输入端与电阻R2连接，变压器的输出端与蓄电池连接。
在本发明的一些实施例中，由于热电偶11经过热电转化后的电压较小，无法达到蓄电池充电要求，使用变压器对热电偶11转化的电压进行增压，在增压后，考虑到蓄电池所需电压5V-12V，故所选变压器其输出电压范围应选电压为5V-12V，又因为热电偶11的输入电压较小，考虑到变压器升压所带来的损耗，其输出电压最佳值应选为5.2V，这样的选择使得其蓄电池可以易于替换，方便了维修人员对蓄电池在维修和更替，提高了便捷性和适配性。
实施例2
如图4所示，本实施例提供一种新型燃气灶具，包括热电转换装置、燃烧器2和点火器4，所述燃烧器2与所述热电转换装置电连接，所述热电转换装置与所述点火器4连接。
在本发明的一些实施例中，主要是对灶具中点火器4的能源进行改进，使用燃烧器2进行供热，而后热电转换装置中的热电偶11将接收到的热能转化为电能，从而由放大电路将电能再次转化为适用蓄电池充电的电能，对蓄电池进行充电，最后由蓄电池对点火器4进行供电，从而达到热能的再利用，提高了环保性。
如图4和图5所示，在本发明的一些实施例中，还包括安装于燃烧器2与热电偶11之间的限位装置3，限位装置3包括弹力伸缩件和限位环31，弹力伸缩件一端与限位环31外侧壁连接，弹力伸缩件另一端与燃烧器2抵接，限位环31套设于热电偶11上。
在本发明的一些实施例中，在对热电偶11进行安装的时候，可以将电偶与燃烧器2进行固定连接，例如一体铸造或焊接等，但这样做，一旦燃烧器2与热电偶11任意一个损坏，势必会导致在更换时，需要将燃烧器2和热电偶11一起更换，提高了使用者的更换成本以及资源的浪费，故设置限位装置3使燃烧器2与热电偶11连接，以达到限位装置3与燃烧器2可拆卸连接的目的，由此提高这种新型燃气灶具的适配性和可拆卸性，更有利于环保。限位装置3设计的目的在于方便拆卸和安装热电偶11，故其安装方式需要尽可能方便简单，故设置弹力伸缩件和限位环31，限位环31设置的目的在于利用热电偶11头部较大，中部较小的性质，使得限位环31可以套设在热电偶11的中部，并对热电偶11的头部进行限位，使其可以固定在限位环31上，设置弹力伸缩件的目的在于利用弹力伸缩件可收缩的特性，能够良好的适配多个尺寸的燃烧器2，另外利用弹力伸缩件由弹力驱动的性质，使得伸缩件可以在弹力的作用下与燃烧器2贴紧，在摩擦力的作用下使其不会发生滑落，从而达到方便安装于拆卸的目的，提高了新型燃气灶具的便捷性。
在本发明的一些实施例中，限位装置3还可以安装温度传感器，并配置温度显示装置，设置温度传感器其目的在于随时监测安装位置的温度是否达到需要的温度要求，增加热电偶11的热电感应效率，使得能源利用率得以提高，温度传感器还可以监测当前位置的温度是否超过热电偶11的极限温度，避免过高温度对热电偶11产生损坏，从而达到保护热电偶11的目的，提高了新型燃气灶具的使用寿命，设置温度显示装置在于使用者可以直观的观察到温度的具体数值，从而对安装位置的适宜性进行判断，提高了安装效率，提高了安全性。
如图6所示，在本发明的一些实施例中，弹力伸缩件包括第一套筒321、弹性件323和第二套筒322，第一套筒321一端与限位环31外侧壁连接，第一套筒321另一端套设于第二套筒322上，弹性件323一端与第一套筒321连接，弹性件323另一端与第二套筒322连接，弹性件323安装的状态为压缩状态。
在本发明的一些实施例中，同时为保证限位装置3的使用寿命和成本，弹力伸缩件的结构应该尽可能简单，且为了防止高温损坏第一套筒321和第二套筒322，其材质可以是不锈钢、铝合金、高速钢或CR-MO钢，也可以是陶瓷等，设置第一套筒321与第二套筒322相配合的目的在于利用套筒内径大小的，使得第一套筒321可以在第二套筒322上滑动，由此使得伸缩件达到可伸缩的目的，考虑到成本的因素，本实施例中弹性件323采用弹簧，设置弹性件323的目的在于利用弹性件323的弹力对第一套筒321和第二套筒322提供弹力，使得第二套筒322在弹力的作用下，可以与燃烧器2抵接牢固，从而达到防止限位件滑落的目的。
在本发明的一些实施例中，第一套筒321和第二套筒322还可以是螺纹连接，但第一套筒321的内径依然需要第二套筒322的内径，使得第二套筒322依旧可以进入第一套筒321内部，完成伸缩的目的，其有益效果在于可以无需弹性件323，直接进行伸缩，这样设置使得结构更为简单，且不易损坏，提高了弹力伸缩杆32的使用寿命。
在本发明的一些实施例中，在对热电偶11与燃烧器2进行连接时，采用磁铁连接的方式，最为节省成本，由于燃烧器2多为金属制品，且其内含铁量较高，配合上含有部分金属制成的热电偶11，利用磁铁的磁力可以将热电偶11和燃烧器2良好的进行连接，从而降低了新型燃气灶具的成本，提高了新型燃气灶具的适配性。
如图5所示，在本发明的一些实施例中，多个弹力伸缩件32绕限位环31的外侧壁周向均匀分布。
在本发明的一些实施例中，由于限位装置3需要与燃烧器2连接时均匀受力，从而达到良好的固定，故将弹力伸缩件32与在限位环31上均匀安装，由此可使得热电偶11也能均匀受热，提高转化效率。
综上，本发明的实施例提供一种热电转换装置，包括热电转换电路1和蓄电池，热电转换电路1包括热电偶11和放大电路，热电偶11输出端与放大电路输入端连接，放大电路输出端与蓄电池电连接。
这种热电转换装置主要是将热能Q转换为电能，该热电转化原理为温差发电原理，是一种重要的绿色发电方式，该基于温差发电原理所使用的热电转化装置具有结构简单、无噪音、使用寿命长等优点，其结构主要由磁场区和热电偶11两部分构成，基于贝塞尔效应，将两种不同的热电材料(P型和N型)的一端通过优良的导体，例如铜CU，互相连接起来，另一端则分别与导体连接，构成一个PN结，得到一个简单的热电转化组件，也称为PN热电单元，如图1所示。在热电单元开路端接入负载电阻RS，此时若在热电单元一端热流流入，形成高温端(即热端)，从另一端散失掉，形成低温端(即冷端)，于是在热电单元热端和冷端之间建立起温度梯度场。热电单元内部位于高温端的空穴和电子在温度场的驱动下，开始向低温端扩散，从而在PN电偶臂两端形成电势差，电路中便会有电流产生。这种热电转换装置是利用热能向热电偶11输送热量，由热电偶11将热能转换为电能，而后将电能传输至放大电路，放大电路再将电传输至蓄电池进行充电，在需要使用的时候，由蓄电池对需要用的设备进行供电，使得待供电设备可以进行工作，其有益效果在于整体结构简单，便于安装，提高了适配性，无噪音，无污染，提高了环保效果，使用寿命长，提高了可持续利用性。
一种新型燃气灶具，包括热电转换装置、燃烧器2和点火器4，所述燃烧器2与所述热电转换装置电连接，所述热电转换装置与所述点火器4连接。
这种新型燃气灶具，主要是对灶具中点火器4所需能源利用进行改进，利用燃烧器2进行供热，而后热电转换装置中的热电偶11将接收到的热能转化为电能，从而由放大电路将电能再次转化为适用蓄电池充电的电能，对蓄电池进行充电，最后由蓄电池对点火器4进行供电，从而达到热能的再利用，提高了环保性。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种热电转换装置，其特征在于：包括热电转换电路和蓄电池，所述热电转换电路包括热电偶和放大电路，所述热电偶输出端与所述放大电路输入端连接，所述放大电路输出端与所述蓄电池电连接。
2.根据权利要求1所述的一种热电转换装置，其特征在于：所述放大电路包括开关KM1、过滤模块和变压模块，所述开关一端与所述热电偶输入端连接，所述开关另一端与所述过滤模块输入端连接，所述过滤模块的输出端与所述变压模块输入端连接，所述变压模块输出端与所述蓄电池连接。
3.根据权利要求2所述的一种热电转换装置，其特征在于：所述过滤模块包括二极管VD、电容C和电阻R2，所述二极管VD负极一方面与所述变压模块第一输入侧连接，所述二极管VD另一方面与开关KM1连接，所述二极管VD正极与所述电容C的一端连接，所述电容C的另一端与所述变压模块第二输入侧连接，电阻R2与所述电容C并联。
4.根据权利要求3所述的一种热电转换装置，其特征在于：还包括电阻R1和电阻R3，所述电阻R1与所述热电偶并联，所述电阻R3与所述蓄电池并联。
5.根据权利要求4所述的一种热电转换装置，其特征在于：还包括第一检测电压表和第二检测电压表，所述第一检测电压表与所述电阻R1并联，所述第二检测电压表与所述电阻R2并联。
6.根据权利要求3所述的一种热电转换装置，其特征在于：所述变压模块包括变压器，所述变压器的第一输入侧与所述开关KM1连接，所述变压器的第二输入端与所述电阻R2连接，所述变压器的输出端与所述蓄电池连接。
7.一种新型燃气灶具，其特征在于，包括燃烧器、点火器和如权利要求1-6任一项所述的热电转换装置，所述燃烧器与所述热电转换装置电连接，所述热电转换装置与所述点火器电连接。
8.根据权利要求7所述的新型燃气灶具，其特征在于：还包括安装于所述燃烧器与热电偶之间的限位装置，所述限位装置包括多个弹力伸缩件和限位环，所述弹力伸缩件一端与所述限位环外侧壁连接，所述弹力伸缩件另一端与所述燃烧器抵接，所述限位环套设于所述热电偶上。
9.根据权利要求8所述的新型燃气灶具，其特征在于：所述弹力伸缩件包括第一套筒、弹性件和第二套筒，所述第一套筒一端与所述限位环连接，所述第一套筒另一端套设于所述第二套筒上，所述弹性件安装于所述第一套筒和所述第二套筒内，所述弹性件一端与所述第一套筒连接，所述弹性件另一端与所述第二套筒连接，所述弹性件安装的状态为压缩状态。
10.根据权利要求8所述的新型燃气灶具，其特征在于：多个所述弹力伸缩件绕所述限位环的外侧壁周向均匀分布。
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