将热能转化为电能的电磁炉的制作方法

本实用新型涉及烹饪器具领域，尤其涉及一种热电转化的电磁炉。

背景技术：

家用厨房电器通过将电能转变成热能实现对食物的烹饪，其通常具备加热装置和电控装置。在烹饪过程中，加热装置和电控装置会产生热量集聚在厨房电器内部，这部分热量若不及时散出，会影响厨房电器的正常工作。久而久之，会造成厨房电器内部器件过早老化，严重影响厨房电器的使用寿命。因而，厨房电器内部常设有散热装置。

以厨房电器中热效率较高的电磁炉为例，现有技术电磁炉主要采用风扇吹风冷却，风扇转动，将电磁炉外部的空气通过电磁炉上开设的进风口吸入电磁炉机体内部，通过流动气流和电磁炉内部的发热器件表面进行热交换，再从电磁炉上开设的出风口吹出，从而降低发热器件的温度。对于这种风冷的方式，一方面，因不可避免的要在电磁炉上开设进风口和出风口，灰尘、杂物、水分、昆虫等易进入机体内部，会污染、损坏机体内部的元器件，影响机体内部的元器件的使用寿命；另一方面，发热器件产生的热量被作为废热直接排出，使得能量没有被充分利用，以一级能效电磁炉为例，其热效率在90％左右，2000W电磁炉工作时大约有200W功率以热能的形式向外传导出，这些能量没有得到充分的利用而被浪费掉，其它家电也存在类似问题，如果对这部分热能进行回收利用，将带来巨大的社会效益。

因而，确有必要提供一种技术方案，以克服上述现有技术存在的缺陷。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足而提供一种将热能转化为电能的电磁炉。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：一种将热能转化为电能的电磁炉，其包括实现电磁炉工作的工作系统以及接入所述工作系统的热电转化系统，所述工作系统包括发热部件，所述热电转化系统包括与所述发热部件热导通连接的热收集单元、与所述热收集单元连接的热转电单元，所述热转电单元将热能转化为电能并经整流变压单元接入所述工作系统。

在本实用新型一实施例中，所述工作系统包括接入市电的滤波电路模块、整流电路模块、谐振电路模块以及电磁线盘，所述热转电单元将热能转化为电能并经整流变压单元接入所述谐振电路模块。

在本实用新型一实施例中，所述整流变压单元和所述工作系统之间设有二极管。

在本实用新型一实施例中，所述工作系统包括冷却系统，所述冷却系统包括驱动冷却系统运行的驱动件，所述热转电单元将热能转化为电能并经整流变压单元连接至所述驱动件。

在本实用新型一实施例中，所述冷却系统为液冷系统，所述驱动件为水泵，所述热转电单元转化的电能供所述水泵耗电工作。

在本实用新型一实施例中，所述冷却系统为风冷系统，所述驱动件为风扇，所述热转电单元转化的电能供所述风扇耗电工作。

在本实用新型一实施例中，所述电磁炉包括面板和壳体，所述面板和壳体围成容纳腔，所述工作系统和所述热电转化系统均位于所述容纳腔内。

在本实用新型一实施例中，所述发热部件包括设于所述容纳腔中的电磁线盘和/或IGBT和/或整流桥堆和/或锰铜丝和/或电感和/或电容。

在本实用新型一实施例中，所述热收集单元包括金属板和/或热管，所述金属板和/或热管与所述电磁线盘和/或IGBT和/或整流桥堆和/或锰铜丝和/或电感和/或电容相接触。

在本实用新型一实施例中，所述热转电单元为温差发电半导体元件，其包括热端与冷端，所述热收集单元与所述热端通过导热硅胶连接。

在本实用新型一实施例中，所述容纳腔为密封的腔体。

本实用新型提供一种将热能转化为电能的电磁炉，其包括热电转化系统，所述热电转化系统包括与发热部件热导通连接的热收集单元和与所述热收集单元连接的热转电单元，所述热转电单元将热能转化为电能并经整流变压单元接入电磁炉的工作系统，这样，发热部件的余热就以电能的方式重新返回至工作系统中，实现热能转换电能的直接利用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。

图1为本实用新型烹饪器具第一实施例的系统模块示意图；

图2为具有图1所示系统模块的电磁炉产品的示意图；

图3为具有图1所示系统模块的电热锅产品的示意图；

图4为图1中整流逆变模块和并网模块的电路图；

图5为本实用新型烹饪器具第二实施例的系统模块示意图；

图6为本实用新型烹饪器具第三实施例的系统模块示意图；

图7为具有图6所示系统模块的电磁炉产品的示意图；

图8为本实用新型烹饪器具第四实施例的系统模块示意图；

图9为具有图8所示系统模块的电磁炉产品的示意图。

附图标记：

100-烹饪器具；1-壳体；101-容纳腔；11-电路控制模块；2-发热器件；3-热电转化装置；31-热收集单元；32-热转电单元；4-整流逆变单元；5-并网单元；60-储能单元；61-整流变压单元；7-驱动件。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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，都属于本实用新型保护的范围。

请参见图1至图9，本实用新型提供一种烹饪器具100，其具有壳体1，所述壳体1形成有容纳腔101，所述容纳腔101中设有发热部件，所述发热部件可以为电磁线盘、发热盘管、以及设于电路板上的发热器件2等。所述烹饪器具100还包括热电转化装置3，所述热电转化装置3吸收所述部件产生的热量并转化为电能。所述烹饪器具100可以为电磁炉、电饭煲、电压力煲、电炖锅或其他厨房电器。

第一实施例

请参见图1至图4，其为本实用新型烹饪器具第一实施例的图示。请参见图1，其为本实用新型烹饪器具第一实施例的系统模块示意图，在该实施例中，所述烹饪器具100包括发热器件2、与发热器件2热导通连接的热电转化装置3、与热电转化装置3电性连接的整流逆变单元4、与整流逆变单元4连接的并网单元5，以及用以控制发热器件2工作的电路控制模块11。

所述发热器件2为设置在电路板上的发热量较大的电子元器件，其可以为功率器件或其他器件。所述发热器件2可以包括绝缘栅双极型晶体管(IGBT)、整流桥堆、电感、电容、开关电源、锰铜丝、康铜丝、可控硅等，这些器件在工作过程中，自身具有一定的功耗，会发热升温，为避免温度过高影响其正常工作，需要对其散热降温以保持器件的可靠性。因此设有热电转化装置3吸收发热器件2产生的热量，对其散热降温，同时对热能再回收利用。

所述热电转化装置3接触、覆盖或靠近所述发热器件2设置，以实现对发热器件2散发的热量的充分吸收。所述热电转化装置3包括一温差发电半导体元件，所述温差发电半导体元件是通过其内部载流子的移动及其相互作用，来完成热能向电能的转换。它没有流体态的介质，不对环境造成影响，节能环保。制作温差发电半导体元件的材料可以是Bi2Te3半导体及其固溶体、PbTe及其固溶体、SiGe固溶体等。根据赛贝克效应，如果两种金属的结点处温度不同，那么这个回路中就会产生一个温差电动势，就会有一定的电流通过，并且温差越大产生的电动势就越大；因此，温差发电半导体元件通常包括热端和冷端，热端和冷端的温差越大热转电的效率越高。在本实施例中，热端与发热器件2充分接触，两者之间使用导热硅胶连接；冷端和温度较低的部件相连，比如与外部散热部件相连。

在本实施例中，所述热电转化装置3包括热收集单元31，以及与所述热收集单元31相连的热转电单元32，所述热收集单元31收集所述发热器件2产生的热能并传递给所述热转电单元32，所述热转电单元32可为温差发电半导体元件，用以将热能转化为电能。即，在本实施例中，所述热收集单元31和所述热转电单元32为两个独立的单元模块，热收集单元31与热转电单元32的热端之间可通过热管连接以传递热量，也可通过直接接触或通过导热硅胶等方式进行连接，以减小在传递过程中热量的损失。因电路板上的发热器件2可以为多个，因此所述热电转化装置3可以包括多个热收集单元31，与多个所述发热器件2接触设置，多个热收集单元31吸收的热能均传递给热转电单元32，热转电单元32将汇聚在一起的热能转化为电能；也可以将热收集单元31设置为一面积较大的整体结构，其覆盖并吸收多个发热器件2，并将吸收的热能传递给热转电单元32。当然，在其他实施例中，所述热电转化装置3也可是一个不可分割的模块，该热电转化装置3可与多个发热器件2同时接触以吸收并转化多个发热器件2的热能，也可对应多个发热器件2设置多个热电转化装置3，以分别吸收多个发热器件2散发的热能并分别转化为电能。

在本实施例中，所述热电转化装置3转化成的电能并入电网。所述热电转化装置3转化形成的电能为直流电，直流电通过整流逆变单元4转变成交流电，并通过并网单元5并入电网，从而节省从市电的耗电量。请参见图4，其为本实施例中整流逆变单元4和并网单元5的电路图。

请参见图2，下面以电磁炉产品为例进行说明。电磁炉包括电磁线盘和控制电磁线盘工作的电路板，电路板上设有发热器件2，所述热电转化装置3布置在电路板上的发热器件2和电磁线盘附近，以吸收其散发的热量并转化为电能；转化成的电能依次经整流逆变单元4、并网单元5接入电网，实现热电的块转化及输出。因设有热电转化装置3来吸收热量，因而相较于传统采用风扇散热的电磁炉，可省去风扇、风道、进出风口等结构，可将电磁炉的壳体制作成封闭结构，以实现防水、防尘、防虫等，在一实施例中，所述电磁炉的壳体1包括面板和底壳，所述面板和底壳围成封闭的容纳腔101，所述热电转化装置3与所述电磁线盘、发热器件2接触。

请参见图3，所述烹饪器具还可以为电热锅。所述电热锅包括壳体1、盖设在壳体1上的盖体、以及设于壳体1的容纳腔101中的内胆，所述热电转化装置3的至少一部分设于所述内胆周侧，以收集所述内胆散发的热能。对于电热锅，因内胆向外传导或辐射的热量较大，将热电转化装置3设在内胆周侧吸收内胆的热量，可较佳的降低电热锅内部的温升、提高转电吸收转化率。

第二实施例

请参见图5，其为本实用新型烹饪器具第二实施例的系统模块示意图。第二实施例与第一实施例的不同在于：该第二实施例的烹饪器具100还包括储电单元6。所述储电单元6与所述热电转化装置3电性连接，用以存储所述热转电单元32转化的电能。所述热电转化装置3和所述储电单元6之间还设有整流变压单元61，用以对热转电单元32转化后的电能整流后存储在储电单元60中。通过设置储电单元60将电量存储，在停电或是在不具有电源的野外使用该烹饪器具时，可利用储电单元60存储的电量供烹饪器具工作，或是供烹饪器具上的时间显示器件等耗电工作。所述储电单元60可为充电电池，可以选用镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、铅蓄电池等，在此不作限定。

第三实施例

请参见图6和图7，其为本实用新型第三实施例的图示。第三实施例与第一实施例的主要不同在于：该第三实施例的烹饪器具包括驱动件7，热电转化装置3转化的电能供驱动件7耗电工作。

进一步的，所述烹饪器具除了包括以热电转化装置3为核心的热电转化系统，还包括冷却系统。所述冷却系统包括驱动冷却系统运行的驱动件7，所述热电转化装置3转化的电能供所述驱动件7耗电工作。所述冷却系统可为风冷系统，所述驱动件7为风扇，所述热电转化装置3转化的电能供所述风扇耗电工作；或者，所述冷却系统为液冷系统，所述驱动件7为水泵，所述热电转化装置3转化的电能供所述水泵耗电工作。

所述热电转化系统至少包括所述热电转化装置3，可同时兼具并网单元5或储电单元60中的一个可多个，通过设置热电转化系统和冷却系统两个系统进行热量的块转化和传导，散热效果更好；且冷却系统的驱动件7由热电转化系统供电，也降低了成本的增加。

请重点参见图7，其为具有热电转化系统及水冷系统的电磁炉产品的示意图。其中，所述热收集单元31包括用于吸收发热部件的热能的吸热件311，和用以释放热能的热交换器312，所述吸热件311为充有液体的水盒和/或热管，所述热交换器312与所述温差发电半导体元件32热导通，以将热能传递给所述温差发电半导体元件32。所述水泵7、吸热件311和所述热交换器312通过管路连接形成液冷介质的循环回路。所述液冷系统还可以包括水箱，水箱、水泵、吸热件和所述热交换器通过管路连接形成液冷介质的循环回路。所述液冷介质为液体介质或气液相变介质。

第四实施例

请参见图8和图9，其为本实用新型第四实施例的图示。第四实施例与第一实施例的主要不同在于：该第四实施例中热电转化装置3转化的电能接入谐振电路模块供电磁炉的电磁线盘工作。

以电磁炉为例进行说明，电磁炉包括实现其工作的工作系统以及接入所述工作系统的热电转化系统，所述工作系统包括发热部件，发热部件包括电路板上的发热器件2和电磁线盘，所述热电转化系统包括与所述发热部件热导通连接的热收集单元31、与所述热收集单元31连接的热转电单元32，所述热转电单元32将热能转化为电能并经整流变压单元61接入所述工作系统。所述工作系统包括接入市电的滤波电路模块、整流电路模块、谐振电路模块以及电磁线盘，所述热转电单元32将热能转化为直流电并经整流变压单元61接入所述谐振电路模块，所述整流变压单元61通过二极管D1接入工作系统。利用二级管的单向导通原理，防止工作系统向热转电单元反向供电。通过热电转化装置3转化成直流电，再通过整流逆变将直流电转换成交流电反馈回控制电路，这样，发热部件的余热就以电能的方式重新返回至工作系统中，实现热能转换电能的直接利用。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“厚度”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“径向”、“周向”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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，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，可轻易想到的变化或替换，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。