CN209750670U - 一种具有温度显示功能的水杯 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种具有温度显示功能的水杯,包括杯盖和杯体，杯盖设杯盖外壳，其上部有圆形槽，圆形槽里固定有PCB板、数码管显示屏和蓄电池，数码管显示屏上方有玻璃盖板；从圆形槽下底面向下依次安装有储热介质容器、温差发电器件、集热板，温差发电器件冷端贴于储热介质容器，热端贴于集热板，集热板中间装有温度传感器，集热板吸收杯内热水热量，使温差发电器件冷热二端形成温差发电，为数码管显示屏、温度传感器、PCB板和蓄电池供电，集热板下设杯盖内衬，杯盖内衬连接杯体与杯盖外壳；PCB板通过导线与数码管显示屏、蓄电池、温差发电器件连接组成电路；温度传感器用于测温并在数码管显示屏显示，使用户可实时了解杯内水温。

Description

一种具有温度显示功能的水杯

技术领域

本实用新型涉及一种具有温度显示功能的水杯，具体地说是基于温差发电原理而开发的一种不需要外接电源充电，杯身无外接口，防水效果好、方便清洗的具有温度显示功能的水杯。

背景技术

目前现有的具有温度显示功能的保温杯大多通过安装在水杯内的电池供电或外接电源供电，水杯上会留有更换电池或充电的接口，这种结构易使水杯在清洗的过程有液体通过该接口渗透入水杯电路上造成短路，同时频繁地更换电池或充电也会降低使用者的使用体验。

一般温度在55℃以下的水或者饮料才适合人们直接饮用，水温过高则会对人体口腔和食道造成烫伤。当人们使用水杯喝水时，通常通过经验或者接触水杯外壁判断杯内水温是否适宜饮用，但是对于保温类水杯，水杯外壁的温度与杯内水的温度相差较大，使用者无法判断杯内温度是否适宜饮用。因此，人们需要一种具有显示温度功能的水杯，但又不想使用上述的需要频繁的更换电池或充电或不方便清洗的水杯。

发明内容

本实用新型的目的是为了克服上述现有技术存在的问题，而提供的一种能通过将水杯的热能转换成电能向电路供电，而不需要充电，不需要更换电池，且防水效果好、方便清洗的具有温度显示功能的水杯。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是：提供一种具有温度显示功能的水杯，包括杯盖、杯体、PCB板、数码管显示屏、蓄电池、温差发电器件和储热介质容器，储热介质容器中装有相变储热介质；所述的杯盖设有杯盖外壳，杯盖外壳上部有一圆形槽，圆形槽中固定有所述的PCB板、数码管显示屏和蓄电池，所述的数码管显示屏上方设有玻璃盖板，玻璃盖板紧贴在数码管显示屏；从圆形槽下底面向下依次安装有储热介质容器、温差发电器件、集热板；所述的温差发电器件冷端贴于储热介质容器下，热端贴于所述的集热板上，金属的集热板用于吸收杯内热水的热量，集热板安装在其下部塑料的杯盖内衬上，杯盖内衬用于连接杯盖外壳与杯体；所述的集热板中间设有一通孔用于安装温度传感器，所述的PCB板通过导线与数码管显示屏、蓄电池、温差发电器件连接组成电路；所述的温差发电器件用于吸收杯内热水的热量，使温差发电器件冷热二端形成温差发电，为电路和蓄电池供电，所述的温度传感器用于监测杯内温度并在数码管显示屏上显示，使用户实时了解杯内水温。

所述的玻璃盖板与杯盖外壳之间用树脂胶粘接密封，玻璃盖板紧贴在数码管显示屏用于数码管显示屏透光并保护杯盖内PCB板、蓄电池和数码管显示屏。

所述的杯体和杯盖由螺纹连接，杯体的螺纹设在杯体杯口段，杯盖的螺纹设在杯体与杯盖内衬连接处。

本实用新型中所述相变储热介质为低熔点石蜡类或六水氯化钙常温固液相变材料。

本实用新型具有温度显示功能的水杯工作过程是：当热水倒入水杯的杯体后，盖好杯盖，热水的水蒸气向上散发的热量通过金属材质的集热板传导到温差发电器件热面，温差发电器件的热面温度提高，而温差发电器件的冷面与储热介质容器连接保持低温，这样温差发电器件的热面与冷面形成温差发电，电能提供给PCB板、数码管显示屏、温度传感器和蓄电池，温度传感器将监测到杯内温度在数码管显示屏上显示，使用户实时了解杯内水温。当水杯中热水的热量很高时，温差发电器件发电量大，超出电路需要的电量时，PCB板会将多余的电能保存在蓄电池中；当热水的热量持续经温差发电器件热端传导，被常温固液相变储热材料吸收，固态相变储热材料吸收热量后逐渐融化，融化过程相变储热材料温度基本维持不变，从而使温差发电器件热面与冷面温度在较长时间内维持较大温差发电，能持续为PCB板、蓄电池提供较长时间及较大功率的电能，直至杯体中水温降低或相变储热介质完全融化升温后，使温差发电器件发电量降低，此时PCB板还可通过蓄电池向电路供电维持的显示温度的功能。

本实用新型具有温度显示功能的水杯与现有技术相比，具有的优点是：

⑴、本实用新型的水杯选用金属材质制作杯盖外壳，由于杯盖外壳的圆形槽下依次贴有储热介质容器、温差发电器件，这样温差发电器件的热端可将储热介质容器和杯盖外壳都作为散热器件，因此大大增加了温差发电器件的散热面积，达到强化散热的目的。

⑵、本实用新型的水杯中相变储热介质采用常温固液相变材料，固液相变材料的储热容量大，固液相变材料通过不断吸收由热水传导的热量，当固态相变储热材料受热融化，融化过程相变储热材料温度基本维持不变，即能维持温差发电器件冷端的低温，从而使温差发电器件热面与冷面两端能维持较长较大的温差，达到温差发电器件发电功率更大，发电时间更长的效果。

⑶、本实用新型的水杯设计了蓄电池储存电量的结构，当热水刚倒入杯中，温差发电器件能产生足够的功率驱动PCB板的整个电路工作，并将多余的电量储存在蓄电池中，当水温下降后，温差发电器件产生的电量无法满足电路需求时，蓄电池则代替温差发电器件为PCB板与温度传感器供电，蓄电池的应用可延长供电时间及减少电路电能波动。

⑷、本实用新型的水杯结构简单，制作成本低，使用寿命长，方便使用，利用温差发电器件将热水的热能转换为电能供PCB板整个电路使用，用户使用过程中无需更换电池或充电，水杯无外部接口，可解决在清洗时有液体浸入杯中电路板上造成短路的问题，本新型水杯为绿色环保的产品。

附图说明

图1为本实用新型具有温度显示功能的水杯结构示意图。

上述图中：1—PCB板；2—温差发电器件；3—数码管显示屏；4—玻璃盖板；5—蓄电池；6—杯盖外壳；7—杯盖内衬；8—杯体；9—温度传感器；10—集热板；11—相变储热介质；12—储热介质容器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型具有温度显示功能的水杯作进一步详细的描述，但本实用新型的实施不限于此。

实施例1：本实用新型提供一种具有温度显示功能的水杯，其结构如图1所示，包括通过螺纹连接的杯盖和杯体8、数码管显示屏3、温差发电器件2、蓄电池5和PCB板1，所述的杯盖设有杯盖外壳6，杯盖外壳上部有一圆形槽，圆形槽中固定有所述的PCB板、数码管显示屏和蓄电池，所述的数码管显示屏上方设有玻璃盖板4，玻璃盖板紧贴在数码管显示屏上；从圆形槽下底面向下依次安装有储热介质容器12、温差发电器件2、集热板10，储热介质容器中装有相变储热介质11；所述的温差发电器件冷端贴于储热介质容器下底面，温差发电器件热端贴于金属材质集热板上，集热板用于吸收杯体内热水蒸气的热量，集热板中间设有一通孔用于安装温度传感器9，集热板安装在其下部设的塑料材质的杯盖内衬7上，所述的杯体和杯盖由螺纹连接，杯体的螺纹设在杯体杯口段，杯盖的螺纹设在杯体与杯盖内衬连接处。所述的PCB板1通过导线与温差发电器件2、数码管显示屏3、蓄电池5连接接组成杯内电路。

当高温热水倒入杯体8中，盖上杯盖，所述的温差发电器件2吸收杯内热水蒸气的热量并产生很强的电能，为温度传感器9、数码管显示屏3和PCB板1供电，PCB板将富余的电能储存到蓄电池5中，温度传感器监测到杯内温度并通过数码管显示屏3显示出来，使用户可实时了解杯体内水温。

所述的杯盖外壳6的用金属材质制作，由于杯盖外壳的圆形槽下依次贴有金属的储热介质容器12、温差发电器件2，这样温差发电器件的热端可将储热介质容器和杯盖外壳都作为散热的器件，因此大大增加了温差发电器件的散热面积，达到强化散热的目的。

所述的玻璃盖板4与杯盖外壳6之间用树脂胶粘接密封，玻璃盖板紧贴在数码管显示屏上方，有利于数码管显示屏透光并保护杯盖内PCB板、蓄电池和数码管显示屏。

本实用新型中所述的相变储热介质11为常温固液相变材料，本实施例中选用低熔点石蜡类材料。在常温下石蜡为固态，30℃左右时会逐渐融化成液态，固态的石蜡在持续吸收储热介质容器12传导来的热量后逐渐融化，石蜡融化过程温度变化较小，因此本实施例中采用石蜡相变储热介质，相比于不发生相变的材料如水，石蜡可以吸收更多的热量并将温差发电器件冷端在较长时间内维持一个恒定的低温，为温差发电器件提供更好的散热条件，产生更高的输出电能，可以将温差发电器件供电时间由通常的几分钟延长到20～30分钟。

实施例2：本实用新型提供一种具有温度显示功能的水杯，其结构与实施例1基本相同，不同的是本实施例中的相变储热介质11采用六水氯化钙，在常温下六水氯化钙为固态，30℃左右时会逐渐融化成液态，同样六水氯化钙可以吸收更多的热量并将温差发电器件2冷端在较长时间内维持低温，为温差发电器件提供更好的散热条件，产生更高的输出电能，同样可以将温差发电器件供电时间由通常的几分钟延长到20～30分钟。

本实用新型的水杯结构简单，使用方便。水杯无外部接口，清洗时不用担心会有液体浸入杯中造成电路短路问题，且使用过程中无需更换电池或充电，用户可以根据水杯显示温度的状态实时饮用杯中水或饮料，是一种老幼皆宜方便使用的水杯。

Claims (3)

1.一种具有温度显示功能的水杯，包括杯盖、杯体、PCB板、数码管显示屏、蓄电池、温差发电器件和储热介质容器，储热介质容器中装有相变储热介质；其特征在于：所述的杯盖设有杯盖外壳，杯盖外壳上部有一圆形槽，圆形槽中固定有所述的PCB板、数码管显示屏和蓄电池，所述的数码管显示屏上方设有玻璃盖板，玻璃盖板紧贴在数码管显示屏；从圆形槽下底面向下依次安装有储热介质容器、温差发电器件、集热板；所述的温差发电器件冷端贴于储热介质容器下，热端贴于所述的集热板上，金属的集热板用于吸收杯内热水的热量，集热板安装在其下部塑料的杯盖内衬上，杯盖内衬用于连接杯盖外壳与杯体；所述的集热板中间设有一通孔用于安装温度传感器，所述的PCB板通过导线与数码管显示屏、蓄电池、温差发电器件连接组成电路；所述的温差发电器件用于吸收杯内热水的热量，使温差发电器件冷热二端形成温差发电，为电路和蓄电池供电，所述的温度传感器用于监测杯内温度并在数码管显示屏上显示，使用户实时了解杯内水温。

2.根据权利要求1所述的具有温度显示功能的水杯，其特征在于：所述的玻璃盖板与杯盖外壳之间用树脂胶粘接密封，玻璃盖板紧贴在数码管显示屏用于数码管显示屏透光并保护杯盖内PCB板、蓄电池和数码管显示屏。

3.根据权利要求1所述的具有温度显示功能的水杯，其特征在于：所述的杯体和杯盖由螺纹连接，杯体的螺纹设在杯体杯口段，杯盖的螺纹设在杯体与杯盖内衬连接处。