CN210578310U - 燃气灶的温差发电装置、电源系统和燃气灶 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种燃气灶的温差发电装置、电源系统和燃气灶，涉及燃气灶的技术领域，包括导热元件、温差发电片、散热元件、弹性贴合组件和底座；所述温差发电片的热端与所述导热元件相连接，所述温差发电片的冷端与所述散热元件相连接；所述温差发电片的热端和冷端分别与电源系统的电路装置连接；所述弹性贴合组件与所述散热元件相连接，所述底座与所述弹性贴合组件相连接；通过所述弹性贴合组件的弹力，将所述导热元件贴合于燃气灶密封钢板上，将所述底座贴合于燃气灶底部。本实用新型能够根据燃气灶的内部空间，灵活调整安装位置，无需改动燃气灶，成本低廉，安装便捷。

Description

燃气灶的温差发电装置、电源系统和燃气灶

技术领域

本实用新型涉及燃气灶技术领域，尤其是涉及一种燃气灶的温差发电装置、电源系统和燃气灶。

背景技术

目前市面上燃气灶的供电方式分为两种，一种是通过安装干电池为电路供电，另一种是直接接入交流电插座提供电能。这两种供电方式都有一定局限性，干电池供电方式，电池盒一般安装在燃气灶壳体的底部，当电池电量消耗完后，更换时需要将燃气灶倒置，操作繁琐且危险性较高。交流电供电方式，虽不需更换电池，但需要接入较长的电线，在通电不方便的地方则无法使用燃气灶。

半导体温差发电具有体积小、重量轻、无噪音、无污染、性能稳定、使用寿命长、无介质泄漏等优点。目前利用温差发电片给燃气灶供电的技术方案众多，但是需要对燃气灶的内部空间进行改造，增加冷却回路，甚至增加循环水泵，储水箱，需要较大的空间和改造成本，很难替代原先的电池方案，导致利用温差发电片给燃气灶供电的方式利用率较低。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种燃气灶的温差发电装置、电源系统和燃气灶，以使安装改造过程更加便捷，提高利用温差发电片给燃气灶供电的方式利用率。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种燃气灶的温差发电装置，装置包括导热元件、温差发电片、散热元件、弹性贴合组件和底座；其中，温差发电片的热端与导热元件相连接，温差发电片的冷端与散热元件相连接；温差发电片与电源系统的电路装置连接；弹性贴合组件与散热元件相连接，底座与弹性贴合组件相连接；通过弹性贴合组件的弹力，将导热元件贴合于燃气灶密封钢板上，将底座贴合于燃气灶底部；

导热元件传递燃气灶密封钢板的热量至温差发电片的热端，热量经过温差发电片后，传递到散热元件，通过散热元件使温差发电片的冷端降温；温差发电片将热端和冷端的温差产生的电能传输至电路装置。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，导热元件与散热元件分别通过沉头螺钉与温差发电片锁紧连接。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，散热元件与弹性贴合组件通过过盈配合连接；弹性贴合组件与底座通过过盈配合连接。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，温差发电片包括两个；两个温差发电片串联连接。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种燃气灶的电源系统，包括第一方面任一实施方式的温差发电装置，还包括电路装置；温差发电装置的温差发电片与电路装置连接。

结合第二方面，本实用新型实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，电路装置包括升压模块和充电模块；升压模块与温差发电片相连接，升压模块还与充电模块相连接。

结合第二方面的第一种可能，本实用新型实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，升压模块包括低压截止电路和升压转换器；低压截止电路与升压转换器相连接；充电模块包括TP4055充电芯片。

结合第二方面，本实用新型实施例提供了第二方面的第三种可能的实施方式，其中，电路装置还包括稳压模块和高压点火模块；稳压模块与高压点火模块相连接；稳压模块与充电模块连接。

结合第二方面的第三种可能，本实用新型实施例提供了第二方面的第四种可能的实施方式，其中，稳压模块包括ADP160稳压器。

第三方面，本实用新型实施例还提供了一种燃气灶，包括燃气灶本体以及第二方面任一实施方式的电源系统。

本实用新型实施例带来了以下有益效果：本实用新型实施例提供了一种燃气灶的温差发电装置、电源系统和燃气灶，其中，该装置包括导热元件、温差发电片、散热元件、弹性贴合组件和底座；底座与弹性贴合组件相连接，通过弹性贴合组件的弹力，将导热元件贴合于燃气灶密封钢板上，将底座贴合于燃气灶底部；该装置通过弹性贴合组件自动贴合的方式，将导热元件紧贴于燃气灶密封钢板内侧，将底座贴合于燃气灶底部，安装改造过程更加便捷，从而提高了利用温差发电片给燃气灶供电的方式利用率。

进一步地，上述燃气灶的温差发电装置具有宽适应，可移动的特点，厂家可以根据燃气灶的内部空间，灵活调整安装位置，无需改动燃气灶的内部空间结构，成本低廉，简单方便。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域技术人员来讲，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的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种燃气灶的温差发电装置结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种燃气灶的电源系统结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种燃气灶的电源系统的电路装置结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种燃气灶的结构示意图。

图标：1-导热元件；2-温差发电片；3-散热元件；4-弹性贴合组件；5-底座；11-导热元件的上表面；21-温差发电片的热端；22-温差发电片的冷端；31-散热元件的冷端；10-温差发电装置；20-电路装置；30-电源系统；201-升压模块；202-充电模块；203-稳压模块；204-高压点火模块；40-燃气灶本体；50-燃气灶。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

目前利用温差发电片给燃气灶供电的技术方案众多，但是需要对燃气灶的内部空间进行改造，增加冷却回路，甚至增加循环水泵，储水箱，需要较大的空间和改造成本，很难替代原先的电池方案，基于此，本实用新型实施例提供的一种燃气灶的温差发电装置、电源系统和燃气灶，可以根据燃气灶的内部空间，灵活调整安装位置，无需对燃气灶进行改动，成本低廉，简单方便。

为便于对本实施例进行理解，首先对本实用新型实施例所公开的一种燃气灶的温差发电装置进行详细介绍。

实施例一：

本实用新型实施例提供了一种燃气灶的温差发电装置，如图1所示的一种燃气灶温差发电装置的结构示意图，包括：导热元件1、温差发电片2、散热元件3、弹性贴合组件4和底座5；

其中，温差发电片的热端21与导热元件1相连接，温差发电片的冷端22与散热元件3相连接；温差发电片2与电源系统的电路装置连接；弹性贴合组件4与散热元件3相连接，底座5与弹性贴合组件4相连接；通过弹性贴合组件4的弹力，将导热元件1贴合于燃气灶密封钢板上，将底座5贴合于燃气灶底部。

具体实现时，弹性贴合组件具有一定弹性，在安装过程中利用弹性贴合组件的弹力，可以将导热元件贴合于燃气灶密封钢板内侧，由于弹性的反作用力同时将弹性贴合组件下方的底座贴合于燃气灶底部。在弹性贴合组件的作用下，即可固定温差发电装置于燃气灶内部。

进一步，导热元件1传递燃气灶密封钢板的热量至温差发电片的热端21，热量经过温差发电片2后，传递到散热元件3，通过散热元件3使温差发电片的冷端22降温；温差发电片2将热端和冷端的温差产生的电能传输至电路装置。

具体实现时，燃气灶的灶头点火后，灶头密封钢板在火焰的热辐射下温度升高，大约为90℃，灶头密封钢板将热量传递到与其贴合的导热元件1上，在导热元件1上形成高温面；导热元件1高温面上的热量传递到温差发电片的热端21，热量传递经过温差发电片2后，传递到散热元件3，经散热元件3的散热作用使温差发电片的冷端22降温；温差发电片的热端21和温差发电片的冷端22达到理想温差时，在塞贝克效应的作用下输出电能。

本实施例给出了具体的实施方式：根据热力学第二定律，克劳修斯表述：热量可以自发地从温度高的物体传递到较冷的物体，但不可能自发地从温度低的物体传递到温度高的物体。如克劳修斯不等式：

其中，δQ表示系统热的变化，T表示热源温度；该不等式描述了在热力学循环中，系统热的变化及温度之间的关系。若是在可逆过程中，上式中的等号成立，小于符号则是对应不可逆过程。如图1所示，灶头燃烧的部分余热向下传导散热，热量通过导热元件作为供给温差发电片的热端，冷端为燃气灶腔体空气的温度。计算情况如下：

条件一：

因为，导热元件要加速导热，把热传导过来作为温差发电片的热端；温差发电片为保证有效的输出电量，则其热传导要较缓慢；散热元件则需要快速散热，其热传导速率要快。导热元件的热传导速度为k₁，温差发电片的热传导速度为k₂，散热元件的热传导速度为k₃，所选材料应该遵循以下原理：k₁>k₂，k₂<k₃。

所以，对于导热元件，参见图1，导热过程为导热元件的上表面11到温差发电片的热端21：

导热率：λ₁＝180W/(m.K)；

导热高度：h₁＝0.004m；k₁＝λ₁/h₁＝45000W/(m².K)；

对于温差发电片，参见图1，导热过程为温差发电片的热端21到温差发电片的冷端22：

导热率：λ₂＝0.8W/(m.K)；

导热高度：h₂＝0.003m；k₂＝λ₂/h₂＝266W/(m².K)；

对于散热元件，参见图1，导热过程为温差发电片的冷端22到散热元件的冷端31：

导热率：λ₃＝180W/(m.K)；

导热高度：h₃＝0.035m；k₃＝λ₃/h₃＝5142W/(m².K)。

条件二：

因为，燃气灶打火装置以及电子设备所需功率，即为温差发电片所输出的功率；K为开尔文温度，导热元件的温度差△T₁≈0K；温差发电片热端和冷端的温度差△T₂≥27K；散热元件的温度差△T₃≈6K。

所以，计算温差发电片在△T₂≥16K的时候，才可以达到输出功率。当然，其他能够满足条件的导热元件和散热元件均可，在此不受限制。

本实用新型实施例提供的燃气灶的温差发电装置，温差发电片的原理是通过塞贝克效应工作的，温差发电片包括陶瓷板、N型半导体、P型半导体、外接引线的正、负极，通过两种不同的半导体两端温度差异而引起电压差的热电现象。为了保持温差发电片冷端和热端始终保持有温差，并且在温差较小情况下依然可以使用，可采用粉末冶金工艺制作的温差发电片。

上述燃气灶的温差发电装置，包括导热元件、温差发电片、散热元件、弹性贴合组件和底座；底座与弹性贴合组件相连接；通过弹性贴合组件的弹力，将导热元件贴合于燃气灶密封钢板上，将底座贴合于燃气灶底部；该装置通过弹性贴合组件自动贴合的方式，将导热元件紧贴于燃气灶密封钢板内侧，将底座贴合于燃气灶底部，安装改造过程更加便捷，从而提高了利用温差发电片给燃气灶供电的方式利用率。

进一步地，上述燃气灶的温差发电装置具有宽适应，可移动的特点，厂家可以根据燃气灶的内部空间，灵活调整安装位置，无需改动燃气灶的内部空间结构，成本低廉，简单方便。

本实用新型实施例提供的燃气灶的温差发电装置，导热元件1与散热元件3分别通过沉头螺钉与温差发电片2锁紧连接。

进一步，散热元件3与弹性贴合组件4通过过盈配合连接，弹性贴合组件4与底座5通过过盈配合连接。

具体实现时，将温差发电片置于导热元件与散热元件中间，导热元件和散热元件通过沉头螺钉锁紧，可以将温差发电片固定于导热元件和散热元件中间。散热元件与弹性贴合组件通过过盈配合连接，同时弹性贴合组件与底座通过过盈配合连接，一旦过盈配合被固定装配后将不会拆卸，此连接方式更安全牢固。

本实用新型实施例提供的燃气灶的温差发电装置，由于双炉发电设计，温差发电片包括两个，因此采用两片温差发电片串联工作发电，在正常使用情况下两片串联后的温差发电片的电压输出范围在3V以内。

实施例二：

基于上述实施例提供的燃气灶的温差发电装置，本实用新型实施例还提供了一种燃气灶的电源系统，如图2所示的一种燃气灶的电源系统结构示意图，包括温差发电装置10以及与温差发电装置10的温差发电片2相连接的电路装置20，该温差发电装置可采用前述任一种温差发电装置实现。

具体实现时，温差发电片的热端和冷端达到理想温差时，在塞贝克效应的作用下输出电能，输出的电能经电路的稳压调节后，输入到电池，供给燃气灶点火或电子设备使用。

进一步，本实用新型实施例提供的燃气灶的电源系统，其电路装置包括升压模块201和充电模块202，如图3所示，升压模块201包括低压截止电路和升压转换器，低压截止电路与升压转换器相连接，充电模块202包括TP4055充电芯片。

具体实现时，在燃气灶正常使用情况下，温差发电片输出3V以内的电压，当温差发电片的输出电压在0.7V以内时，利用低压截止电路，将电量保存在前置电容，同时截止向升压模块供电，防止升压模块在临界点时消耗电量。当温差发电片的输出电压达到0.7V时，快速通过电容器的电量启动升压电路，利用升压转换器，将温差发电片的输出电压升压到5V，再通过充电模块的TP4055充电芯片，把电池的充电电压稳定控制在4.2V，根据应用匹配把充电电流控制在10mA以内。

更进一步，本实用新型实施例提供的燃气灶的电源系统，其电路装置20还包括稳压模块203和高压点火模块204，稳压模块203与高压点火模块204相连接，稳压模块203与充电模块202相连接，稳压模块203包括ADP160稳压器。

具体实现时，为匹配市面上常用的高压点火器，利用电池供电进行点火时，稳压模块利用ADP160稳压器，将电池输出的电压稳定在1.5/3V。通过高压点火模块，将1.5/3V电压升压至2KV～3KV之间，启动点火装置点燃天然气。当稳压模块不工作时，稳压器的静态功耗在1μA以内，以延长电池的使用寿命，为燃气灶提供一种免维护，低成本，持续供电且结构简单的电源系统。

实施例三：

基于上述实施例提供的燃气灶的电源系统，本实用新型实施例还提供了一种燃气灶，如图4所示一种燃气灶的结构示意图，燃气灶50包括燃气灶本体40以及与燃气灶相连接的电源系统30，该燃气灶可采用前述任一种电源系统实现。

本实用新型实施例提供的燃气灶，与上述实施例提供的电源系统具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

综上，本实用新型实施例提供的燃气灶的温差发电装置、电源系统和燃气灶具有以下有益效果：

本实用新型实施例提供的燃气灶的温差发电装置、电源系统和燃气灶，利用燃气燃烧辐射到灶头上的废热，在温差发电片的作用下产生电能，为燃气灶点火或电子设备显示，免去为燃气灶安装及更换电池的工作；该装置采用弹性自动贴合的方式，将装置的导热元件紧贴于燃气灶的密封钢板内侧，并且具备宽适应，可移动的特点，厂家可以根据燃气灶的内部空间，灵活调整安装位置，无需改动燃气灶的内部空间结构，可以有效的控制成本，并且可以根据燃气灶的需求功率选择组件的数量，简单方便，安装便捷，有助于提高厂家现有煤气灶的改进和新产品的开发利用。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

另外，在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“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；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种燃气灶的温差发电装置，其特征在于，所述装置包括导热元件、温差发电片、散热元件、弹性贴合组件和底座；

所述温差发电片的热端与所述导热元件相连接，所述温差发电片的冷端与所述散热元件相连接；所述温差发电片与电源系统的电路装置连接；所述弹性贴合组件与所述散热元件相连接，所述底座与所述弹性贴合组件相连接；通过所述弹性贴合组件的弹力，将所述导热元件贴合于燃气灶密封钢板上，将所述底座贴合于燃气灶底部；

所述导热元件传递所述燃气灶密封钢板的热量至所述温差发电片的热端，所述热量经过所述温差发电片后，传递到所述散热元件，通过所述散热元件使所述温差发电片的冷端降温；所述温差发电片将所述热端和所述冷端的温差产生的电能传输至所述电路装置。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述导热元件与所述散热元件分别通过沉头螺钉与所述温差发电片锁紧连接。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述散热元件与所述弹性贴合组件通过过盈配合连接；所述弹性贴合组件与所述底座通过过盈配合连接。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述温差发电片包括两个；两个所述温差发电片串联连接。

5.一种燃气灶的电源系统，其特征在于，所述电源系统包括权利要求1-4任一项所述的温差发电装置，还包括电路装置；

所述温差发电装置的温差发电片与所述电路装置连接。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述电路装置包括升压模块和充电模块；

所述升压模块与所述温差发电片相连接，所述升压模块还与所述充电模块相连接。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述升压模块包括低压截止电路和升压转换器；所述低压截止电路与所述升压转换器相连接；

所述充电模块包括TP4055充电芯片。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述电路装置还包括稳压模块和高压点火模块；

所述稳压模块与所述高压点火模块相连接；所述稳压模块与所述充电模块连接。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述稳压模块包括ADP160稳压器。

10.一种燃气灶，其特征在于，所述燃气灶包括燃气灶本体，以及权利要求5-9任一项所述的电源系统。

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