阅读说明：本技术 基于帕尔贴热电效应的便携式燃气制水机及其制水方法 (Portable gas water making machine based on Peltier thermoelectric effect and water making method thereof ) 是由 陈凯 张乾 秦瑶 柳昕飞 张宸博 张卫 于 2021-08-24 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种基于帕尔贴热电效应的便携式燃气制水机及制水方法,包括壳体为中空结构的制水机本体,制水机本体上端开设有与其壳体连通的用于给壳体内注水的进水口；制水机本体为倒“凹”字状使得其下半部分为左腔体和右腔体；左腔体和右腔体内分别设置有一组帕尔贴半导体组件,每组帕尔贴半导体组件中的前端半导体与后端半导体通过导线连接,每组的前端半导体分别与另一组的后端半导体通过导线连接；左腔体内的一组半导体组件用于发电,右腔体内的一组半导体组件用于制冷；冷凝后的液态水和低温烟气通过设在制水机本体底部的出烟口和出水口排出。无需外接电源,利用帕尔贴热电效应对烟气中的水蒸气冷凝和收集,提高制水机使用效率和便携程度。(The invention discloses a portable gas water making machine based on Peltier thermoelectric effect and a water making method, wherein the portable gas water making machine comprises a water making machine body, a water inlet, a water outlet and a water outlet, wherein the water making machine body is of a hollow structure, and the upper end of the water making machine body is provided with a water inlet which is communicated with the shell and is used for injecting water into the shell; the water making machine body is in an inverted concave shape, so that the lower half part of the water making machine body is divided into a left cavity and a right cavity; a group of Peltier semiconductor assemblies are respectively arranged in the left cavity and the right cavity, a front end semiconductor in each group of Peltier semiconductor assemblies is connected with a rear end semiconductor through a wire, and the front end semiconductor in each group is respectively connected with the rear end semiconductor in the other group through a wire; the group of semiconductor assemblies in the left cavity is used for generating electricity, and the group of semiconductor assemblies in the right cavity is used for refrigerating; the condensed liquid water and the low-temperature flue gas are discharged through a smoke outlet and a water outlet which are arranged at the bottom of the water making machine body. An external power supply is not needed, and the water vapor in the flue gas is condensed and collected by using the Peltier thermoelectric effect, so that the use efficiency and the portability of the water generator are improved.)

基于帕尔贴热电效应的便携式燃气制水机及其制水方法

技术领域

本发明属于制水机技术领域，特别涉及一种基于帕尔贴热电效应的便携式燃气制水机及制水方法。

背景技术

目前，市场上大多数的制水机都是空气制水机和风力制水机。

空气制水机，其工作原理就是制冷系统在正常运行时，进入蒸发器的液体制冷剂蒸发，使温度低于通过蒸发器中湿空气的露点温度，液体制冷剂在蒸发器中蒸发时，从空气中吸热，把空气的温度降低到露点温度以下，就会在蒸发器表面形成冷凝水，经过过滤、净化、消毒从而得到达标的饮用水。

风力制水机在一定程度上改善了普通制水机不能在户外制水的这一缺点，工作原理和空气制水机大致相同，二者都是从空气中获取水分子制水，只是从动力的来源上做出了改进。

目前我国的制水机主要是通过外接电源提供冷凝机工作所需要的电力，形成冷热对流，将空气中的水冷凝过滤，得到我们日常饮用的水。理想状态下，空气中制水机需要空气中的含水量在50％以上方可达到制水的最佳状态。但是，通常状况下，空气中的水含量仅有不到0.03％，导致制水效率低。而且，由于现有的制水机都需要外接电源提供电力，在一些没有电力供应的户外环境中会使制水机没有办法正常工作。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于帕尔贴热电效应的便携式燃气制水机及其制水方法，不需要外接电源，利用帕尔贴热电效应对燃气燃烧过程中产生的大量水蒸气进行冷凝、收集和利用，提高制水机的使用效率和便携程度。

为了实现上述目的，本实发明采用以下技术方案予以实现：

一种基于帕尔贴热电效应的便携式燃气制水机，包括壳体为中空结构的制水机本体，制水机本体上端开设有与其壳体相连通的用于给壳体内注水的进水口；

所述制水机本体为倒“凹”字状使得其下半部分为左腔体和右腔体，并且左腔体和右腔体均与制水机本体内部相通形成供烟气流通的烟道；

所述制水机本体的左腔体和右腔体内分别设置有一组帕尔贴半导体组件，每组帕尔贴半导体组件中的前端半导体与后端半导体通过导线连接；设置在左腔体内左侧的前端半导体与设置在右腔体内右侧的后端半导体通过导线连接，设置在左腔体内右侧的后端半导体与设置在右腔体内左侧的前端半导体通过导线连接；左腔体内的一组半导体组件用于发电，右腔体内的一组半导体组件用于制冷；

所述左腔体的底部设置有进烟口，右腔体的底部设置有出烟口和出水口；高温烟气经进烟口进入制水机本体内部的烟道并与制水机本体的壳体内的水形成温差，使得一组帕尔贴半导体组件通过温差发电并将电流供给另外一组帕尔贴半导体组件实现制冷，从而将烟道中的高温烟气冷凝得到液态水和低温烟气，低温烟气和液态水经出水口和出烟口排出。

进一步地，所述帕尔贴半导体组件上均安装有小型肋片散热器。

进一步地，所述进烟口与制水机本体内部相连的管道上设置有过滤装置。

进一步地，所述制水机本体上端设置有与其连通的安全阀。

进一步地，所述出水口和出烟口为同一个出口。

一种基于帕尔贴热电效应的便携式燃气制水机的制水方法，包括以下步骤：

步骤1：检查制水机本体以及各种管道的密闭性；检查安全阀的气密性和安全性；检查外接燃气的安全性；检查导线的连接情况；

检查合格后，点燃燃气，高温烟气通过进烟口通入制水机本体内部所形成的烟道内；

步骤2：烟气进入制水机本体内部之后，烟气的温度很高，与制水机本体的壳体中的水的温度形成温差，然后一组帕尔贴半导体组件发电，并将电流供给另一组帕尔贴半导体组件以实现帕尔贴效应，即半导体制冷；

步骤3：烟道中高温烟气通过冷凝得到液态水和低温烟气，低温烟气从出烟口排出制水机，排入大气中；

步骤4：步骤3得到的液态水经过出水口流出，供使用者使用。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

高温烟气进入制水机本体内部之后，由于烟气的温度很高，与制水机壳体中空结构中填充的水形成温差，设置在制水机本体内的一组帕尔贴半导体组件通过温差发电并将电流供给另外一组帕尔贴半导体组件实现帕尔贴效应，即半导体制冷，从而将高温烟气冷凝得到液态水和低温烟气，低温烟气和液态水经出水口和出烟口排出；不需要外接电源，方便在电能缺乏的地方使用该制水机。同时，高温烟气通过冷凝后即得到液态水，不需要传统的热泵，不但提高了制水效率，而且使得制水机的体积更小便于携带；加之，燃气可压缩体积小、质量轻，使得本发明的制水机更加方便携带。

在半导体组件上设置小型肋片散热器，减少了因温度过高使半导体材料损坏以至于不可以正常工作的可能性，增加了制水机的使用寿命。

在进烟口与水箱壳体内部相连的管道上设置的过滤装置，使得冷凝水更加的干净少杂质。

在水箱壳体上设置有安全阀，防止水箱壳体因温度过高而发生故障。

附图说明

图1：本发明的结构示意图；

图2：本发明的仰视图；

图3：本发明肋片散热器的主视图；

图4：本发明肋片散热器的仰视图；

图5：本发明肋片散热器的侧视图。

图中：1、制水机本体；2、帕尔贴半导体组件；3、小型肋片散热器；4、进水口；5、安全阀；6、电线；7、进烟口；8、出烟口和出水口。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的具体内容做进一步详细解释说明，但不作为对本发明的限定。

如图1、图2所示，一种基于帕尔贴热电效应的便携式燃气制水机，包括壳体为中空结构的制水机本体1，制水机本体1上端开设有与其壳体相连通的用于给中空结构内注水的进水口4；制水机本体1为倒“凹”字状使得其下半部分为左腔体和右腔体，并且左腔体和右腔体的均与制水机本体1内部相通形成供烟气流通的烟道；

制水机本体1的左腔体和右腔体内分别设置有一组帕尔贴半导体组件2，每组半导体组件中的前端半导体粘贴在其所在腔体的左侧壁上，后端半导体粘贴在其所在腔体的右侧壁上，且同一个腔体中的前端半导体与后端半导体之间通过导线连接；所述左腔体内的前端半导体与右腔体内的后端半导体通过导线连接，左腔体内的后端半导体与右腔体内的前端半导体通过导线连接；左腔体内的一组半导体组件2用于发电，右腔体内的一组半导体组件2用于制冷；

所述左腔体的底部设置有进烟口7，在进烟口7处设置有过滤装置，使得冷凝水更加的干净少杂质；

所述右腔体的底部设置有出烟口和出水口8；高温烟气经进烟口7进入制水机本体1内部，并与其壳体内的水形成温差，使得一组帕尔贴半导体组件2通过温差发电并将电流供给另外一组帕尔贴半导体组件2实现帕尔贴效应，即半导体制冷，从而将高温烟气冷凝得到液态水和低温烟气，低温烟气和液态水经出水口和出烟口8排出；

优选的，出水口和出烟口8为同一个出口。

如图1、图2、图3、图4、图5所示，所述两组帕尔贴半导体组件2上均安装有小型肋片散热器3，能够加快半导体组件2散热，减少了因温度过高使半导体组件2损坏以至于不可以正常工作的可能性，增加了制水机的使用寿命。

如图1所示，所述水箱壳体1上设置有安全阀5，安全阀5与水箱壳体1内部连通，防止水箱壳体因温度过高而发生故障。

一种基于帕尔贴热电效应的便携式燃气制水机的制水方法，包括以下步骤：

步骤1：检查制水机本体1以及各种管道的密闭性；检查安全阀5的气密性和安全性；检查外接燃气的安全性；检查导线6的连接情况；

检查合格后，点燃燃气，高温烟气通过进烟口7通入制水机本体1内部所形成的烟道内；

步骤2：烟气进入制水机本体1内部之后，烟气的温度很高，与制水机本体1的壳体中的水的温度形成温差，然后一组帕尔贴半导体组件2发电，并将电流供给另外一组帕尔贴半导体组件2以实现帕尔贴效应，即半导体制冷；

步骤3：烟道中高温烟气通过冷凝得到液态水和低温烟气，低温烟气从出烟口8排出制水机，排入大气中；

步骤4：步骤3得到的液态水经过出水口8流出，供使用者使用。

本发明的工作原理是：

外部高温烟气通过进烟口7将通入制水机本体1内部所形成的烟道内，烟气的温度很高，与制水机本体的壳体中的水形成温度差，使得一组帕尔贴半导体组件2通过温差发电并将电流供给另外一组帕尔贴半导体组件2实现帕尔贴效应，即半导体制冷，高温烟气冷凝后得到液态水和低温烟气，低温烟气从出烟口8排出，液态水经出水口8排出，供使用者使用。