無(wú)冷卻水外冷式電子冷凝蒸餾水器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及化學(xué)、化工、制藥、食品、環(huán)境等行業(yè)的科研院所、高等院校、企業(yè)研發(fā)機(jī)構(gòu)；具體屬于實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備技術(shù)制造領(lǐng)域，尤其涉及一種代替水冷式冷凝的無(wú)冷卻水外冷式電子冷凝蒸餾水器。
【背景技術(shù)】
[0002]長(zhǎng)期以來(lái)，全社會(huì)都在大力倡導(dǎo)節(jié)約用水，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、服務(wù)業(yè)、日常生活等方面的節(jié)約用水設(shè)施，都采取了積極有效的節(jié)水方法及手段，并取得了明顯的效果。然而，對(duì)于科研院所、學(xué)校實(shí)驗(yàn)室等研宄教育機(jī)構(gòu)、或自身從事節(jié)水研宄的科研部門(mén)，對(duì)實(shí)驗(yàn)研宄用水的浪費(fèi)卻置若罔聞，沒(méi)有引起社會(huì)及研宄人員足夠的重視。在進(jìn)行科學(xué)研宄、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、產(chǎn)品研發(fā)等都需要制備蒸餾水，目前普遍使用的蒸餾水器都是將自來(lái)水直接通入蒸餾水器的冷凝管進(jìn)行冷卻，造成了自來(lái)水的大量排放，浪費(fèi)了許多珍貴的潔凈水；以每臺(tái)蒸餾水器每小時(shí)產(chǎn)1.6升蒸餾水，經(jīng)實(shí)測(cè)每分鐘需2升冷凝自來(lái)水的流量計(jì)算，就要消耗掉120升冷卻用自來(lái)水，制備一桶20升蒸餾水則需耗費(fèi)1.5噸的潔凈自來(lái)水。因此，在水資源危機(jī)的當(dāng)今，科學(xué)研宄、教育行業(yè)節(jié)約用水應(yīng)當(dāng)成為科研人員、教育工作者及全社會(huì)非常值得關(guān)注的冋題。
[0003]電子制冷又稱半導(dǎo)體制冷，或者熱電制冷、溫差電制冷，是從50年代發(fā)展起來(lái)的一門(mén)介于制冷技術(shù)和半導(dǎo)體技術(shù)邊緣的學(xué)科，它利用特種半導(dǎo)體材料構(gòu)成的P-N結(jié)，形成熱電偶對(duì)，產(chǎn)生珀?duì)柼?yīng)，即通過(guò)直流電制冷的一種新型制冷方法，與壓縮式制冷和吸收式制冷并稱為世界三大制冷方式。如今技術(shù)的發(fā)展使電子制冷的優(yōu)勢(shì)逐步顯現(xiàn)出來(lái)。電子制冷是一種固體制冷方式，它是靠空穴和電子在運(yùn)動(dòng)中直接傳遞熱量來(lái)實(shí)現(xiàn)的。與壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)相比，沒(méi)有機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部分，無(wú)需制冷劑，無(wú)噪聲，無(wú)污染，可靠性高，壽命長(zhǎng)，易于恒溫控制等等?，F(xiàn)在電子制冷技術(shù)已在軍事、科學(xué)、航空航天、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生、生化和日常生活用品等許多領(lǐng)域得到較廣泛的應(yīng)用，特別是隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展以及對(duì)環(huán)境保護(hù)越來(lái)越高的要求，逐步禁止污染大氣、破壞臭氧層的氟利昂作為制冷劑，電子制冷技術(shù)更呈現(xiàn)出誘人的前景；電子制冷，是當(dāng)之無(wú)愧的21世紀(jì)新的綠色“冷源”。CN 101862689B發(fā)明專利公開(kāi)了一種無(wú)冷卻水直冷式電子冷凝器實(shí)驗(yàn)裝置，它是通過(guò)電子制冷元件冷端吸收熱量傳導(dǎo)于冷凝管空間內(nèi)部的集冷器上，使體系內(nèi)冷凝溫度降低，屬于內(nèi)冷式電子冷凝器；然而冷凝管外部接觸的室溫環(huán)境則還會(huì)對(duì)冷凝管內(nèi)部的降溫有一定的抵消作用，而且在電子制冷元件冷端向集冷器傳導(dǎo)過(guò)程中也會(huì)造成冷卻溫度的損失，使電子冷凝器的制冷效果尚沒(méi)有得到有效的發(fā)揮，并且內(nèi)冷式電子冷凝器結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，不易制造加工。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為了解決目前蒸餾水器水冷式冷凝浪費(fèi)自來(lái)水的問(wèn)題，消除內(nèi)置電子冷凝器受環(huán)境溫度和傳導(dǎo)過(guò)程對(duì)冷卻效果產(chǎn)生的影響，提供了一種可以使冷凝管外部與環(huán)境溫度隔離、增大冷卻面積使冷凝效率提高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的無(wú)冷卻水外冷式電子冷凝蒸餾水器，可以從根本上解決目前蒸餾水器的節(jié)水問(wèn)題，并提高蒸餾水器的蒸餾效率。
[0005]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0006]一種無(wú)冷卻水外冷式電子冷凝蒸餾水器，主要包括電子冷凝器、蒸餾水器主機(jī)；所述電子冷凝器由電子制冷元件、氣流散熱器、冷凝管組成，所述電子制冷元件呈圓筒狀結(jié)構(gòu)，冷凝管可插在圓筒形電子制冷元件內(nèi)，電子制冷元件內(nèi)表面與冷凝管外表面相互接觸；所述氣流散熱器呈圓筒狀結(jié)構(gòu)，圓筒形電子制冷元件可插在圓筒形氣流散熱器內(nèi)，圓筒形氣流散熱器內(nèi)表面與圓筒形電子制冷元件外表面之間保留一定間隔；所述冷凝管內(nèi)壁設(shè)置了許多翅片。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)問(wèn)題還由如下方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0008]所述圓筒狀電子制冷元件可以是整體圓筒結(jié)構(gòu)，也可以由兩個(gè)半圓形結(jié)構(gòu)組合成圓筒；所述圓筒形氣流散熱器由內(nèi)外兩個(gè)圓筒連接成雙層圓筒結(jié)構(gòu)，內(nèi)外筒之間保留一定間隔；內(nèi)筒壁上開(kāi)有許多與筒壁呈向上傾斜角度的小孔，外筒壁一側(cè)裝有散熱風(fēng)扇，風(fēng)扇排氣口與內(nèi)外筒之間相通，散熱器用來(lái)散發(fā)由電子制冷元件外表面放出的熱量；所述冷凝管內(nèi)壁設(shè)置的許多翅片呈圓環(huán)狀，翅片與管壁呈向下的傾斜角，以增加冷凝管內(nèi)的冷卻面積。通常電子制冷元件冷熱端的溫差可以達(dá)到40?65度之間，如果通過(guò)主動(dòng)散熱的方式來(lái)降低熱端溫度，那冷端溫度也會(huì)相應(yīng)的下降，從而達(dá)到更低的溫度。
[0009]制備蒸餾水時(shí)，接通散熱風(fēng)扇和電子制冷元件直流電源，電子冷凝器開(kāi)始工作，電子制冷元件內(nèi)表面吸收熱量成為冷端溫度降低，同時(shí)傳導(dǎo)于冷凝管使其溫度降低，外表面放出熱量成為熱端溫度升高；與此同時(shí)，散熱風(fēng)扇將氣流導(dǎo)入筒形氣流散熱器，氣流通過(guò)散熱器內(nèi)表面的許多小孔將電子制冷元件外表面放出的熱量導(dǎo)出；由于散熱器內(nèi)表面的小孔呈向上的傾斜角，使得散熱器內(nèi)表面與電子制冷元件外表面之間形成自下而上的氣流，這樣就在散熱器內(nèi)表面與電子制冷元件外表面之間的下端產(chǎn)生負(fù)壓，又可使氣流不斷吸入，增強(qiáng)了散熱效果。蒸餾水制備中，通過(guò)控制蒸餾水器內(nèi)的水位，即可使不斷蒸發(fā)的水蒸汽進(jìn)入電子冷凝器的冷凝管內(nèi)與管壁及翅片接觸產(chǎn)生冷凝，熱端的熱量不斷被散熱器導(dǎo)出，使電子制冷元件冷端持續(xù)保持低溫狀態(tài)，被冷凝的蒸餾水則不斷從冷凝管出水口流出。
[0010]本發(fā)明帶來(lái)的有益效果是:
[0011]1.實(shí)現(xiàn)了蒸餾水器的無(wú)冷卻水冷凝，節(jié)約了大量的潔凈自來(lái)水。
[0012]2.使冷凝管外部與環(huán)境溫度隔離、冷卻面積增大使冷凝效率得到提高。
[0013]3.比水冷式冷凝器的冷凝溫度更低，加快了冷凝速度。
[0014]4.電子冷凝器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易加工制造，易于普及推廣，對(duì)建設(shè)節(jié)水型社會(huì)具有重大意義。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為平板型電子制冷元件結(jié)構(gòu)及工作原理示意圖。
[0016]圖2為圓筒形電子制冷元件結(jié)構(gòu)及工作原理示意圖。
[0017]圖3為無(wú)冷卻水外冷式電子冷凝蒸餾水器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖4為兩個(gè)半圓形電子制冷元件結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖5為冷凝管結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖6為圓筒形散熱器結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述:
[0022]平板型、圓筒形電子制冷元件結(jié)構(gòu)及工作原理如圖1、圖2所示，1-1、2_1為絕緣陶瓷，1-2,2-2為金屬導(dǎo)體，1-3,2-3為N型及P型半導(dǎo)體，1-4,2-4為直流電源。將直流電源通入電子制冷元件后，即刻產(chǎn)生能量的轉(zhuǎn)移，電流由N型元件流向P型元件的接頭吸收熱量，1-A、2-A面成為冷端溫度降低；由P型元件流向N型元件的接頭釋放熱量，1-B、2-B面成為熱端溫度升高。通常電子制冷元件冷熱端的溫差可以達(dá)到40?65度之間，如果通過(guò)主動(dòng)散熱的方式來(lái)降低熱端溫度，那冷端溫度也會(huì)相應(yīng)的下降，從而達(dá)到更低的溫度。
[0023]本發(fā)明的無(wú)冷卻水外冷式電子冷凝蒸餾水器結(jié)構(gòu)、半圓形電子制冷元件結(jié)構(gòu)、冷凝管結(jié)構(gòu)、圓筒形散熱器結(jié)構(gòu)如3圖、圖4、圖5、圖6所示，其中的電子制冷元件3-1呈圓筒形結(jié)構(gòu)，冷凝管3-3插于圓筒形的電子制冷元件內(nèi)，電子制冷元件內(nèi)表面3-1-A與冷凝管外表面相互接觸，電子制冷元件工作時(shí)圓筒內(nèi)表面3-1-A吸收熱量溫度降低，圓筒外表面3-1-B放出熱量溫度升高；其中的氣流散熱器3-2亦呈圓筒形結(jié)構(gòu)，套在電子制冷元件3-1外部，氣流散熱器的內(nèi)外筒之間留有一定間隔，外筒壁一側(cè)裝有散熱風(fēng)扇3-2-1，風(fēng)扇排氣口與筒內(nèi)部相通；內(nèi)筒壁上開(kāi)有許多與筒壁呈一定傾斜角度的小孔3-2-2，氣流散熱器與電子制冷元件之間留有一定的空隙3-4，使小孔流出的氣流可以從中通過(guò)；冷凝管3-3內(nèi)壁設(shè)置的翅片3-3-1增加了冷凝管內(nèi)的冷卻面積。
[0024]制備蒸餾水時(shí)，接通散熱風(fēng)扇3-2-1和電子制冷元件3-1直流電源，電子冷凝器開(kāi)始工作，電子制冷元件內(nèi)表面3-1-A吸收熱量成為冷端溫度降低，同時(shí)傳導(dǎo)于冷凝管3-3使其溫度降低，外表面3-1-B放出熱量成為熱端溫度升高；與此同時(shí)，散熱風(fēng)扇3-2-1將氣流
3-5導(dǎo)入筒形氣流散熱器3-2內(nèi)，氣流通過(guò)散熱器內(nèi)表面的許多小孔3-2-2流出，將電子制冷元件外表面3-1-B放出的熱量導(dǎo)出；由于散熱器內(nèi)表面的小孔呈向上的傾斜角，使得散熱器內(nèi)表面與電子制冷元件外表面之間形成自下而上的氣流3-6，與此同時(shí)在散熱器與電子制冷元件之間的下端空間產(chǎn)生負(fù)壓，又可使氣流3-7不斷吸入，增強(qiáng)了散熱效果。蒸餾水制備中，通過(guò)控制蒸餾水器3-8內(nèi)的水位，即可使不斷蒸發(fā)的水蒸汽進(jìn)入電子冷凝器的冷凝管3-3與管壁及翅片3-3-1相接觸產(chǎn)生冷凝，熱端的熱量不斷被散熱器導(dǎo)出，使電子制冷元件冷端持續(xù)保持低溫狀態(tài)，被冷凝的蒸餾水則不斷從冷凝管出水口 3-3-2流出。由于冷凝溫度更低，冷凝效率得到提高；可替代水冷式冷凝器，實(shí)現(xiàn)了蒸餾水器的無(wú)冷卻水冷凝，節(jié)約了寶貴的水資源。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種無(wú)冷卻水外冷式電子冷凝蒸餾水器，主要包括電子冷凝器、蒸餾水器主機(jī)；其特征是:所述電子制冷元件呈圓筒狀結(jié)構(gòu)，冷凝管可插在圓筒狀電子制冷元件內(nèi)，電子制冷元件內(nèi)表面與冷凝管外表面相互接觸；所述氣流散熱器呈圓筒狀結(jié)構(gòu)，圓筒狀電子制冷元件可插在圓筒狀氣流散熱器內(nèi)，圓筒狀氣流散熱器內(nèi)表面與圓筒狀電子制冷元件外表面之間保留一定間隔；所述冷凝管內(nèi)壁設(shè)置了許多翅片。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種無(wú)冷卻水外冷式電子冷凝蒸餾水器，其特征是:所述圓筒狀電子制冷元件可以是整體圓筒結(jié)構(gòu)，也可以由兩個(gè)半圓形結(jié)構(gòu)組合成圓筒。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種無(wú)冷卻水外冷式電子冷凝蒸餾水器，其特征是:所述圓筒狀氣流散熱器由內(nèi)外兩個(gè)圓筒連接成雙層圓筒結(jié)構(gòu)，內(nèi)外筒之間保留一定間隔；內(nèi)筒壁上開(kāi)有許多與筒壁呈向上傾斜角度的小孔，外筒壁一側(cè)裝有散熱風(fēng)扇，風(fēng)扇排氣口與內(nèi)外筒之間相通。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種無(wú)冷卻水外冷式電子冷凝蒸餾水器，其特征是:所述冷凝管內(nèi)壁設(shè)置的許多翅片呈圓環(huán)狀，翅片與管壁呈向下的傾斜角。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種無(wú)冷卻水外冷式電子冷凝蒸餾水器；解決了目前蒸餾水器浪費(fèi)大量自來(lái)水的問(wèn)題，由于使冷凝管外部與環(huán)境溫度隔離、冷卻面積增大使蒸餾水器的蒸餾效率顯著提高；本發(fā)明主要包括電子冷凝器、蒸餾水器主機(jī)，其中的電子冷凝器由圓筒形電子制冷元件、圓筒形氣流散熱器、翅片冷凝管組成；工作時(shí)，電子制冷元件冷端吸收冷凝管內(nèi)的熱量溫度降低，使水蒸汽產(chǎn)生冷凝，電子制冷元件熱端放出熱量被散熱器的氣流導(dǎo)出，使電子制冷元件冷端持續(xù)保持低溫狀態(tài)，被冷凝的蒸餾水則不斷從冷凝管出水口流出；替代水冷式冷凝器實(shí)現(xiàn)了蒸餾水器無(wú)冷卻水冷凝；電子冷凝器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易加工制造，易于普及推廣，對(duì)建設(shè)節(jié)水型社會(huì)具有重大意義。
【IPC分類】C02F1/04, B01D3/00
【公開(kāi)號(hào)】CN104888483
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510344659
【發(fā)明人】李景峰
【申請(qǐng)人】李景峰, 內(nèi)蒙古師范大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年9月9日
【申請(qǐng)日】2015年6月14日