[实用新型]电制冷、保温多用杯

说明书

本实用新型涉及一种能制冷、保温、加热的多用杯，主要用于人们的日常生活，特别是对外出旅行，野外作业等，更是极为方便的必备之品。

在该日常生活用品领域的现有技术中，人们使用的水杯多种多样，如保温杯、电热杯等，但它们均只有一种功能，或是保温，或是加热，而不能同时兼有多种功能。

本实用新型的目的就是在现用的玻璃真空保温杯的基础上，设计一种具有电制冷，加热，真空保温的多用杯，达到一杯多功能，以满足人们在该领域内的需要。

电制冷、保温多用杯，根据帕尔帖温差效应原理，采用半导体制冷堆制冷，加热，玻璃真空保温设计制造，以达到该杯具有制冷、加热、保温多功能的目的。如图1所示，采用一对P型半导体和N型半导体构成温差电偶，但一对温差电偶的制冷量有一定限制，不能满足制冷杯制冷的需要，在实际设计制造中，将多个温差电偶通过冷端和热端肋片串联在一起，形成多级制冷电堆，所有制冷端的肋片，放在冷藏库中吸收热量，所有热端的肋片与外界空气接触，放出热量，如图2所示，该多级制冷电堆的致冷量为：

Q＝（α₁－α₂）T₀I－K（T－T₀）－ 1/2 I²R

式中：Q┄制冷量。

α₁，α₂┄两块组成温差电偶材料的温度电动热系数（U／K）。

K┄温差电偶材料的总热导（W／K）。

I┄流过制冷电堆的电流强度（A）。

T、T₀┄热端和冷端的绝对温度（K）。

R┄半导体材料的总电阻（Ω）。

该制冷系统所消耗的功耗包括两部分，即温差电偶产生的焦耳热和克服温差电动势所消耗的功率，总能耗为：

W＝I²R＋（α₁＋α₂）（T－T₀）I

式中符号同上。

两式中的单位都是瓦，由此可得到该多级制冷电堆的制冷效果为：

ε＝Q／W

该多用杯的保温采用真空玻璃胆保温方式，加热也是根据帕尔贴原理，改变制冷电堆的电流方向，即改变电源电极，那么制冷电堆的原来冷端变成热端，热端变成冷端，从而实现该杯加热的功能。

为了更清楚地描述本实用新型特征，请参见图1－图5。

图1是帕尔贴原理示意图。

图2是二对电偶臂串联的制冷电堆。

图3是杯胆与制冷电堆的位置关系正视图。

图4是杯胆与制冷电堆的位置关系俯视图。

图5是杯壳的结构图。

下面结合附图所示的实施例，对本实用新型做进一步的描述。该电制冷、保温多用杯包括杯胆1，底部制冷电堆2，两侧制冷电堆3、4和杯壳5。底部制冷电堆2为方阵形式排列，布置在杯胆1的底部，更具体地说是放置在杯胆1的真空玻璃保温层内，使底部制冷电堆2的冷端肋片嵌在杯胆1的内层玻璃之中，其热端穿过杯胆1的外层玻璃，使热端肋片暴露于杯胆1的真空玻璃保温层外，增加制冷电堆的散热速度。为了使杯中的饮料上下温度变化一致，在杯胆1的两侧壁中部偏上位置分别安装制冷电堆3、4，具体位置可以设置在玻璃真空杯胆电镀时的支撑点或连接点处，两侧制冷电堆3、4的冷端助片和热端助片与杯胆1的位置关系与底部制冷电堆2相同，也就是底部制冷电堆2和两侧制冷电堆3、4的高度“h”要略大于杯胆1的真空玻璃保温层的线距离“d”。

由图3、图4所示，底部制冷电堆2和两侧制冷电堆3、4均选用单级制冷电堆，底部制冷电堆2包括四对温差电偶，这四对温差电偶通过冷端和热端助片串联连接，形成方阵形式排列，两侧制冷电堆3、4各包括两对温差电偶，二对温差电偶通过冷端和热端助片串联连接，并列排列，底部制冷电堆2和两侧制冷电堆3、4通过导线串联连接，然后接入电源。在制冷电堆的冷端布置助片，一是做为温差电偶的串联连接线路，另一是扩大底部制冷电堆2和两侧制冷电堆3、4与杯胆1的接触面，在制冷电堆的热端也布置肋片和阳极化铝片，冷端肋片随着杯胆1的外表面形状不同而改变，为平面或曲面。

由图5、所示，该制冷、保温多用杯可使用直流电源或交流电源，在杯壳5的底部设置电池箱5－1，手把处设置换挡开关5－2和芯式插座5－3，通过换挡开关5－2转换电源电极、开启和闭合电路，使该多用杯处于制冷或加热状态。