CN100340009C - 发电装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明意于在没有商业用电源的地方确保用电,使发电装置便于携带。本发明提供的发电装置在高温热源部(A)与低温热源部(B)之间设置了热电转换机构(1),具有将热电转换机构(1)产生的电向外部输出的外部输出机构(8),高温热源部(A)具有对太阳光聚光的聚光体(6)。

Description

发电装置及方法
技术领域
本发明涉及利用热电转换元件的发电装置。
背景技术
在没有商用电源的地方使用移动设备时,移动设备的用电由设置在内部或外部的电池提供。可是,电池的电用尽时因不能充电而使移动设备不能再使用。携带式发电装置可以解决这个问题,但起不易携带,所以不切实际。
本发明是为了解决上述问题而提出的,有如下目的:(1)在没有商用电源的地方确保用电。
(2)使发电装置便于携带。
发明内容
为了达到上述目的,作为发电装置的第一个方案,本发明的发电装置采用了如下结构:在高温热源部与低温热源部之间设置热电转换机构,具有将热电转换机构产生的电向外部输出的外部输出机构,高温热源部具有对太阳光聚光的聚光体。
作为发电装置的第二个方案,本发明的发电装置采用了如下结构:在高温热源部与低温热源部之间设置热电转换机构,具有将热电转换机构产生的电向外部输出的外部输出机构,高温热源部具有进行催化燃烧的催化燃烧器。
作为发电装置的第三个方案,本发明的发电装置采用了如下结构:在上述第一个或第二个方案中包括了使低温热源部保持在与水接触的状态的浮体。
作为发电装置的第四个方案,本发明的发电装置采用了如下结构:在上述第一至第三的任一个方案中,包括了将热电转换机构产生的电转换成指定的电压后向外部输出机构输出的电压转换机构。
作为发电装置的第五个方案,本发明的发电装置采用了如下结构:由具有对太阳光聚光的水透镜的高温热源部、通过接触水来设定温度的低温热源部、设在高温热源部与低温热源部之间的热电元件、将热电元件产生的电转换成指定电压的直流/直流转换器、将转换成指定电压的电向外部输出的输出连接器、以及使低温热源部保持在与水接触的状态的浮体构成。
作为发电方法的第一个方案,在利用热电转换机构将高温热源部与低温热源部之间的温度差转换成电的发电方法中,本发明采用了通过对太阳光的聚光来设定高温部的温度的方式。
作为发电方法的第二个方案,在利用热电转换机构将高温热源部与低温热源部之间的温度差转换成电的发电方法中,本发明采用了通过催化燃烧来设定高温部的温度的方式。
作为发电方法的第三个方案,本发明采用了:在上述第一个或第二个方案中,通过接触外部的物体来设定低温部的温度的方式。
作为发电方法的第四个方案,本发明采用了:在上述第三个方案中,外部的物体是水、雪、冰、地面、以及人体中的一种的方式。
作为发电方法的第五个方案,本发明采用了:在上述第一至第四个方案中,通过将产生的电转换成指定的电压来对电子设备充电的方式。
作为发电方法的第六个方案,本发明采用了如下方式:通过对太阳光的聚光来设定高温部的温度,通过接触水来设定低温部的温度,利用设在高温部与低温部之间的热电元件发电,将此发电产生的电转换成指定的电压后向外部输出,以及通过浮起低温部来使低温部稳定地与水接触进而设定低温部的温度。
下面参照附图来说明本发明的发电装置及方法的实施方案。
附图说明
图1是本发明的第一实施方案的发电装置的结构图;图2是本发明的第二实施方案的发电装置的结构图;图3是本发明的第三实施方案的发电装置的结构图。
具体实施方式
第一实施方案图1是第一实施方案的发电装置的结构图。在此图中,标号1是热电元件(热电转换机构),2及3是热传导板,4是浮圈(浮体),5是支持部件,6是水透镜(聚光体),7是直流/直流转换器(电压转换机构),8是输出连接器(外部输出机构),9是固定绳。在本发电装置中,热传导板2和水透镜6构成了高温部热源部A,热传导板3构成了低温热源部B。
热电元件1由多个p型半导体和n型半导体相互级联连接而成,呈底面和顶面的大小为3cm×3cm、高度为0.5cm的长方体形状。在该热电元件1的顶面设有热传导板2,底面设有热传导板3。在热传导板2和热传导板3之间的温度差为200摄氏度左右时,上述形状的热电元件能够获得电压为4V~5V、功率为3W的电。
浮圈4使作为低温热源部B的热传导板3保持在与水接触的状态。该浮圈4设在热传导板3上,使热传导板3与水接触,同时使热传导板上面的热电元件1、热传导板2、直流/直流转换器7、以及输出连接器8保持在水面上。在不使用本发电装置时,抽出该浮圈4里面的空气可以使本装置变得更小,便于携带。
在上述热传导板2的上面设置了由支持部件4支持的水透镜6。该水透镜6是内部充满了水的透镜,将入射的太阳光x聚光后向高温部的热传导板2照射。该水透镜6的上部可以开合。即,从外部向水透镜的上部注水,水注满后水透镜6就能起到光学透镜的作用。
直流/直流转换器7将热电元件1产生的电转换成指定的电压后向输出连接器8输出,其输入端直接与上述热电元件1内部的电极连接。输出连接器8将直流/直流转换器7的输出向外部(例如手机、数码相机等)输出。另外,固定绳9的作用是不让本发电装置被水冲走,例如可将其一端固定在浮圈4上而另一端固定在地上。
下面说明此结构发电装置的工作原理。
高温热源部A通过照射被水透镜6聚光的太阳光来设定温度。即,太阳光6被水透镜6折射聚光,照射在热传导板2上,使热传导板2的温度上升至200摄氏度左右。另外,低温热源部B与河流或海的水接触,通过热交换来设定温度。即,上述河流或海的水通过与热传导板3的接触夺走热传导板3的热量,使低温热源部的温度设定在20摄氏度左右。
即,高温热源部A与低温热源部B之间约产生200摄氏度左右的温度差。热电元件1将此温度差转换成电能向直流/直流转换器7输出。如上所述,本发电装置的热电元件1从200摄氏度左右的温度差中可获得电压为4V~5V、功率为3W的电。此电通过直流/直流转换器7转换成指定的电压(例如4V)后通过连接器8向外部(例如手机)输出。
此第一实施方案的发电装置,利用太阳光x设定高温热源部A的温度,同时利用河流或海等的水设定低温热源部B的温度。即,即使在没有商用电源的地方也可以利用轻易可得的太阳光和水来发电,所以在周围没有商用电源的地方可以确保用电,而且可以用简易的装置发电,所以携带方便。
第二实施方案接着,参照图2说明第二实施方案的发电装置。本发电装置的热传导板3具有多个头部尖尖的固定部3a,用该固定部3a插进地面使热传导板稳定地与地面接触,同时增大与地面的接触面积促进热交换。即,通过与地面的接触,具有固定部3a的热传导板3的温度被设在20摄氏度左右。另外,本发电装置可以不在地面上使用,而在雪或冰上使用。在雪或冰上使用,热传导板3的温度会更低,发电效果会更好。
第三实施方案除上述两个实施方案外,作为第三实施方案,还可以考虑图3所示的利用催化燃烧的本发电装置。在此图中,高温热源部A由热传导板2、隔热盒10、以及燃料入口11构成。本发电装置的热传导板3覆盖在热电元件1的顶面,热传导板2覆盖在热电元件的底面。隔热盒10大致呈一盒状,热电元件埋在隔热盒的一个面里。即,热电元件1埋在隔热盒10里面,热传导板2面向隔热盒的10的内部,热传导板3露在外面。上述隔热盒10的一部分上设有可以开合的燃料入口11,内部充填白金催化剂Y。
若从上述燃料入口注入例如酒精或汽油,就会通过充填在高温热源部内部的白金催化剂的作用发生催化燃烧。此燃烧产生的热使热传导板2的温度上升。低温测的热传导板例如通过与人体接触来设定温度。热电元件1将此热传导板2和热传导板3的温度差转换成电。即,使用这种结构的本发电装置即使在没有阳光时也能发电。另外,燃烧产生的热通过隔热盒10的隔热不会流向外部,所以没有烫伤等危险性。
另外,本发明不限于上述的实施方案,还可以考虑如下的其它方案。
(1)在上述第三实施方案的高温热源部A与第二或第三实施方案的高温热源部A上设置形状相同的装配部,并使该装配部能够与热电元件分离,使第三实施方案的高温热源部A能够与第二或第三实施方案的高温热源部A相互替换。即,因高温热源部A能够相互替换,所以在有阳光时使用水透镜6、在没有阳光时使用白金催化剂,在任何天气时都能够确保用电。
(2)在上述实施方案中水透镜6是相对于地面而固定的。但是也可以使水透镜能够根据太阳的高度来调整角度。即,根据太阳的高度来调整角度,能够使太阳光总是垂直于受光面,使发电效率提高。
(3)在上述实施方案中,利用了水透镜对太阳光聚光。但是也可以利用塑料透镜对太阳光聚光。
(4)在上述的实施方案中,利用了白金催化剂Y和燃料。但是只要是能够保持热的发生即可。
发明效果如上所述,本发明的发电装置在高温热源部与低温热源部之间设置了热电转换机构,具有将热电转换机构产生的电向外部输出的外部输出机构,高温热源部具有对太阳光聚光的聚光体。即,因为通过对太阳光的聚光来设定高温热源部的温度,所以能够在没有商用电源的地方确保用电,使发电装置便于携带。
标号说明1.热电元件(热电转换机构)2.热传导板3.热传导板4.浮圈(浮体)5.支持部件6.热传导板水透镜(聚光体07.直流/直流转换器(电压转换手段)8.输出连接器(外部输出机构)9.固定绳10.隔热盒(催化燃烧器)11.燃料入口A.高温热源部B.低温热源部X.太阳光Y.白金催化剂

Claims (8)

1.一种发电装置,其特征在于,在高温热源部(A)与低温热源部(B)之间设置了热电转换机构(1),具有将该热电转换机构(1)产生的电向外部输出的外部输出机构(8);高温热源部(A)具有将太阳光(X)聚光的聚光体(6),所述发电装置还具有使低温热源部(B)保持在与水接触的状态的浮体。
2.一种发电装置,其特征在于,在高温热源部(A)与低温热源部(B)之间设置了热电转换机构(1),具有将该热电转换机构(1)产生的电向外部输出的外部输出机构(8);高温热源部(A)具有进行催化燃烧的催化燃烧器(10),所述发电装置还具有使低温热源部(B)保持在与水接触的状态的浮体。
3.如权利要求1或权利要求2所述的发电装置,其特征在于,具有将热电转换机构(1)产生的电转换成指定的电压向外部输出机构(8)输出的电压转换机构(7)。
4.一种发电装置,其特征在于,包括:具有将太阳光(X)聚光的水透镜(6)的高温热源部(A)、通过接触水来设定温度的低温热源部(B)、设在高温热源部(A)与低温热源部(B)之间的热电元件(1)、将热电元件(1)产生的电转换成指定电压的直流/直流转换器(7)、将转换成指定电压的电向外部输出的输出连接器(8)、以及使低温热源部(B)保持在与水接触的状态的浮体(4)。
5.一种用热电转换机构(1)将高温部与低温部之间的温度差转换成电的发电方法,其特征在于,通过将太阳光(X)聚光来设定高温部的温度,通过浮起低温部使低温部稳定地与水接触而设定温度。
6.一种用热电转换机构(1)将高温部与低温部之间的温度差转换成电的发电方法,其特征在于,通过催化燃烧设定高温部的温度,通过浮起低温部使低温部稳定地与水接触而设定温度。
7.如权利要求5或权利要求6所述的发电方法,其特征在于,通过将产生的电转换成指定的电压来对电子设备充电。
8.一种发电方法,其特征在于,通过将太阳光(X)聚光来设定高温部的温度,通过接触水来设定低温部的温度,用设置在高温部与低温部之间的热电元件发电,将此发电产生的电转换成指定的电压后向外部输出,通过浮起低温部使低温部稳定地与水接触而设定低温部的温度。
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