CN105633045B - 具有热电转换模组的电子装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具有热电转换模组的电子装置，包括一主体及一热电转换模组。主体内具有至少一发热元件。热电转换模组包括一壳体及一热电转换元件。壳体装设于主体。热电转换元件枢接于壳体且具有相对的一工作面及一背面。热电转换元件适于相对于壳体转动于一第一状态与一第二状态之间。当热电转换元件为第一状态时，工作面朝向主体并接收来自发热元件的热能而使热电转换元件产生电能。当热电转换元件为第二状态时，背面朝向主体且工作面接收来自外界的热能而使热电转换元件产生电能。本发明能够供电至电子装置的主体从而提升电子装置的续航力。

Description

具有热电转换模组的电子装置
技术领域
本发明是有关于一种电子装置，且特别是有关于一种具有热电转换模组的电子装置。
背景技术
受惠于半导体元件与显示器技术的进步，电子装置不断地朝向小型、多功能且携带方便的方向发展，常见的可携式电子装置包括平板电脑(tablet PC)、智能手机(smartphone)、笔记本电脑(notebook computer)等。
以智能手机而言，其功能日益广泛而可供使用者进行通讯、多媒体影音、文书、游戏、导航、浏览网页等操作，然其运作时的耗电量也因此大幅增加，而降低了智能手机的续航力。在目前的智能手机设计中，多以增加电池容量或设定省电模式来改善耗电量过大的问题，然而智能手机的轻薄设计趋势使电池的体积及容量受到限制，而设定省电模式以降低手机屏幕亮度或关闭部分手机功能会造成使用者操作上的不便。此外，虽然利用行动电源对智能手机充电为一种解决上述问题的方法，但是额外携带行动电源亦造成使用者的不便。
发明内容
本发明提供一种具有热电转换模组的电子装置，具有较佳的续航力。
本发明的电子装置包括一主体及一热电转换模组。主体内具有至少一发热元件。热电转换模组包括一壳体及一热电转换元件。壳体装设于主体。热电转换元件枢接于壳体且具有相对的一工作面及一背面。热电转换元件适于相对于壳体转动于一第一状态与一第二状态之间。当热电转换元件为第一状态时，工作面朝向主体并接收来自发热元件的热能而使热电转换元件产生电能。当热电转换元件为第二状态时，背面朝向主体且工作面接收来自外界的热能而使热电转换元件产生电能。
在本发明的一实施例中，上述的壳体具有一电连接部，热电转换元件通过电连接部电连接于主体，以使电连接部对主体充电。
在本发明的一实施例中，上述的壳体具有至少一轴孔，热电转换元件具有至少一转轴并借由转轴枢接于轴孔，轴孔内具有一止挡结构，转轴具有一凸部，止挡结构适于止挡凸部以限制热电转换元件的转动范围。
在本发明的一实施例中，上述的止挡结构具有一第一止挡面及一第二止挡面，当热电转换元件从第一状态沿一第一转动方向转动至第二状态时，第一止挡面止挡凸部以阻止热电转换元件继续沿第一转动方向转动，当热电转换元件从第二状态沿反向于第一转动方向的一第二转动方向转动至第一状态时，第二止挡面止挡凸部以阻止热电转换元件继续沿第二转动方向转动。
在本发明的一实施例中，上述的第一止挡面与第二止挡面共平面。
在本发明的一实施例中，上述的中壳体具有一容置开口，当热电转换元件为第一状态或第二状态时，热电转换元件容置于容置开口内。
在本发明的一实施例中，上述的壳体具有相对的两轴孔，热电转换元件具有相对的两转轴，两转轴分别枢接于两轴孔。
在本发明的一实施例中，上述的热电转换模组包括一枢接件，枢接件沿一第一轴线枢接于壳体，热电转换元件沿一第二轴线枢接于枢接件。
在本发明的一实施例中，上述的热电转换元件适于借由枢接件与壳体沿第一轴线的相对转动而展开或闭合于壳体，当热电转换元件展开于壳体时，热电转换元件适于沿第二轴线相对于枢接件转动。
在本发明的一实施例中，上述的壳体具有相对的两滑槽，热电转换元件具有相对的两转轴，两转轴分别滑设于两滑槽。
在本发明的一实施例中，上述的热电转换元件适于借由两转轴而相对于壳体转动以展开或闭合于壳体，当热电转换元件展开于壳体时，热电转换元件适于借由各转轴沿各滑槽滑动。
在本发明的一实施例中，上述的热电转换元件具有相对的一连接端及一自由端，连接端借由两转轴而连接于两滑槽，自由端具有一定位结构且适于借由定位结构而定位于壳体。
在本发明的一实施例中，当热电转换模组感测工作面的温度高于一预定温度值时，热电转换元件借由工作面接收的热能而产生电能，当热电转换模组感测工作面的温度低于一预定温度值时，热电转换元件停止产生电能。
在本发明的一实施例中，上述的主体具有一第一电能储存单元，当第一电能储存单元的电能未满时，热电转换元件对第一电能储存单元充电。
在本发明的一实施例中，上述的热电转换模组具有一第二电能储存单元，当第一电能储存单元的电能已满时，热电转换元件将电能储存至第二电能储存单元。
在本发明的一实施例中，当第一电能储存单元的电能已满且第二电能储存单元的电能已满时，热电转换元件停止产生电能。
在本发明的一实施例中，上述的主体具有一机壳，壳体为保护盖且可拆卸地装设于机壳。
基于上述，本发明的电子装置具有热电转换模组，且热电转换模组的热电转换元件可相对于壳体转动，而使热电转换元件的工作面朝向电子装置的主体或朝向外界。当使用者操作电子装置而使电子装置的主体内的发热元件产生热能时，可将热电转换元件的工作面朝向电子装置的主体，让发热元件产生的热能传递至所述工作面以供热电转换元件进行热电转换而产生电能。另一方面，当使用者不操作电子装置时，可将热电转换元件的工作面朝向外界，让外界的热能(如使用者的体温或光照产生的热能)传递至所述工作面以供热电转换元件进行热电转换而产生电能。据此，电子装置的热电转换模组在使用者操作电子装置及不操作电子装置的情况下皆能够进行热电转换而产生电能，并供电至电子装置的主体而提升电子装置的续航力。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。
附图说明
图1是本发明一实施例的电子装置的立体图。
图2绘示图1的热电转换模组分离于主体。
图3A至图3E是图1的热电转换模组的作动流程图。
图4是图1的壳体的立体图。
图5是图1的热电转换模组的剖视示意图。
图6绘示图3A的热电转换模组于转轴及轴孔处的局部结构。
图7绘示图3E的热电转换模组于转轴及轴孔处的局部结构。
图8是图1的电子装置的部分元件方块图。
图9是图1的热电转换模组的操作流程图。
图10是本发明另一实施例的电子装置的立体图。
图11是图10的电子装置的局部放大图。
图12是图11的枢接件的立体图。
图13A至图13F是图10的热电转换模组的作动流程图。
图14是本发明另一实施例的电子装置的立体图。
图15A至图15D是图14的热电转换模组的作动流程图。
图16是图15A的局部结构立体图。
图17是图14的热电转换元件324的局部立体图。
100、200、300：电子装置
110、210、310：主体
110a、210a、310a：机壳
112：发热元件
114：第一电能储存单元
120、220、320：热电转换模组
122、222、322：壳体
122a：轴孔
122b：电连接部
124、224、324：热电转换元件
124a、224a、324a：工作面
124b、224b、324b：背面
124c、324c：转轴
126：第二电能储存单元
228：枢接件
228a：第一轴部
228b：第二轴部
322a：滑槽
324d：定位结构
A1：第一轴线
A2：第二轴线
B：止挡结构
C：容置开口
E1：连接端
E2：自由端
P：凸部
R1：第一转动方向
R2：第二转动方向
S1：第一止挡面
S2：第二止挡面
具体实施方式
图1是本发明一实施例的电子装置的立体图。图2绘示图1的热电转换模组分离于主体。请参考图1及图2，本实施例的电子装置100包括一主体110及一热电转换模组120。主体110例如为智能手机且其内具有至少一发热元件112，发热元件112例如为智能手机的中央处理器(central processing unit，CPU)。在其它实施例中，发热元件的数量可为多个且可为其它种类的电子元件，本发明不对此加以限制。
热电转换模组120包括一壳体122及一热电转换元件124。热电转换元件124例如为板状并枢接于壳体122，且热电转换模组120具有相对的一工作面124a及一背面124b。工作面124a及背面124b例如分别为热电转换元件124的热端及冷端，其中热电转换元件124借其热端接收热能以利用热端及冷端的温差发电，为已知的热电转换技术，于此不加以赘述。壳体122例如为适用于智能手机的保护盖，且可拆卸地装设于主体110的机壳110a。
图3A至图3E是图1的热电转换模组的作动流程图。热电转换元件124适于如图3A至图3E所示相对于壳体122转动于图3A所示的第一状态与图3E所示的第二状态之间。当热电转换元件124为所述第一状态时，工作面124a朝向并接触图1及图2所示的主体110并接收来自发热元件112的热能而使热电转换元件124产生电能。当热电转换元件124为所述第二状态时，背面124b朝向图1及图2所示的主体110且工作面124a朝向外界并接收来自外界的热能而使热电转换元件124产生电能。
借由上述配置与作动方式，当使用者操作电子装置100而使电子装置100的主体110内的发热元件112产生热能时，可将热电转换元件124的工作面124a朝向电子装置100的主体110，让发热元件124产生的热能传递至工作面124a以供热电转换元件124进行热电转换而产生电能。另一方面，当使用者不操作电子装置100时，可将热电转换元件124的工作面124a朝向外界，让外界的热能(如使用者的体温或光照产生的热能)传递至工作面124a以供热电转换元件124进行热电转换而产生电能。据此，电子装置100的热电转换模组120在使用者操作电子装置100及不操作电子装置100的情况下皆能够进行热电转换而产生电能，并将此电能供给至电子装置100的主体110而提升电子装置100的续航力。
图4是图1的壳体的立体图。图5是图1的热电转换模组的剖视示意图。请参考图4及图5，本实施例的壳体122具有一容置开口C。当热电转换元件124为图3A所示的所述第一状态或图3E所示的所述第二状态时，热电转换元件124容置于壳体122的容置开口C内而与壳体122共同覆盖电子装置100的主体110。此外，本实施例的壳体122具有相对的两轴孔122a，热电转换元件124具有相对的两转轴124c，两转轴124c分别枢接于两轴孔122a，以使热电转换元件124能够如图3A至图3E所示相对于壳体122转动。在其它实施例中，壳体122与热电转换元件124可借由其它适当方式相互枢接，本发明不对此加以限制。
如图4及图5所示，本实施例的壳体122具有一电连接部122b，电连接部122b例如为充电接头且电连接于热电转换元件124。当使用者如图1所示将热电转换模组120装设于电子装置100的主体110时，壳体122的电连接部122b适于插接至主体110，以使热电转换元件124通过电连接部122b电连接于主体110，以使电连接部122b对主体110充电。
本实施例的热电转换元件124例如是借由电连接线(未示出)电连接至壳体122，而热电转换元件124与壳体122的相对转动范围可被限制，以避免热电转换元件124与壳体122相对转动范围过大而使所述电连接线损坏，以下借由图式具体说明本实施例限制热电转换元件124与壳体122的相对转动范围的方式。
图6绘示图3A的热电转换模组于转轴及轴孔处的局部结构。图7绘示图3E的热电转换模组于转轴及轴孔处的局部结构。请参考图6及图7，在本实施例中，各轴孔122a内具有一止挡结构B，各转轴124c具有一凸部P，止挡结构B适于止挡转轴124c的凸部P以限制热电转换元件124(绘示于图2)的转动范围。详细而言，止挡结构B具有一第一止挡面S1及一第二止挡面S2。当热电转换元件124从图3A所示的所述第一状态沿第一转动方向R1(标示于图6及图7)转动至图3E所示的所述第二状态时，第一止挡面S1会如图7所示止挡转轴124c的凸部P以阻止热电转换元件124继续沿第一转动方向R1转动。类似地，当热电转换元件124从图3E所示的所述第二状态沿反向于第一转动方向R1的一第二转动方向R2(标示于图6及图7)转动至图3A所示的所述第一状态时，第二止挡面S2会如图6所示止挡转轴124c的凸部P以阻止热电转换元件124继续沿第二转动方向R2转动。
如图6及图7所示，本实施例的第一止挡面S1与第二止挡面S2被设计为共平面，而将热电转换元件124与壳体122的相对转动范围限制为180度。在其它实施例中，可借由其它适当结构来限制热电转换元件124与壳体122的相对转动范围，且可将所述相对转动范围限制为其它适当转动角度，本发明不对此加以限制。
图8是图1的电子装置的部分元件方块图。请参考图8，在本实施例的电子装置100中，主体110具有一第一电能储存单元114，且热电转换模组120具有一第二电能储存单元126。热电转换元件124(绘示于图2)产生的电能可直接供给至主体110的第一电能储存单元114，所述电能亦可先储存至热电转换模组120的第二电能储存单元126，然后再从第二电能储存单元126供给至第一电能储存单元114。
以下举例说明本实施例的热电转换模组120的操作流程。图9是图1的热电转换模组的操作流程图。请参考图1至图3及图9，使用者可将热电转换元件124的工作面124a朝向电子装置100的主体110(步骤S602)，此时主体110内的发热元件112产生热能(步骤S604)并将此热能传递至热电转换元件124的工作面124a。接着，若热电转换模组120感测工作面124a的温度高于预定温度值，则热电转换元件124借由工作面124a接收的热能而产生电能(步骤S610)。相反地，若热电转换模组120感测工作面124a的温度低于所述预定温度值，则热电转换元件124停止产生电能。热电转换模组120例如具有温度感测元件以感测工作面124a的温度，本发明不对所述温度感测元件的种类加以限制。此外，所述预定温度值例如为摄氏34度或其它适当温度值，本发明不对此加以限制。
另一方面，使用者可将热电转换元件124的背面124b朝向电子装置100的主体110(步骤S606)而使热电转换元件124的工作面124a朝向外界环境，此时外界环境产生热能(步骤S608)并将此热能传递至热电转换元件124的工作面124a，其中外界环境产生的热能例如来自使用者的手、使用者的口袋、汽车仪表板、阳光或外界环境中的其它热源。接着，若热电转换模组120感测工作面124a的温度高于预定温度值，则热电转换元件124借由工作面124a接收的热能而产生电能(步骤S610)。相反地，若热电转换模组120感测工作面124a的温度低于所述预定温度值，则热电转换元件124停止产生电能。所述预定温度值例如为摄氏34度或其它适当温度值，本发明不对此加以限制。
在热电转换元件124如步骤S610借由工作面124a接收的热能而产生电能之后，若主体110的第一电能储存单元114的电能未满时，则热电转换元件124对第一电能储存单元114充电(步骤S612)。若主体110的第一电能储存单元114的电能已满，则热电转换元件124将电能储存至热电转换模组120的第二电能储存单元126(步骤S614)，以待第一电能储存单元114的电能消耗时再从第二电能储存单元126将电能供给至第一电能储存单元114。此外，若第一电能储存单元114的电能已满且第二电能储存单元126的电能已满时，则热电转换元件124停止产生电能(步骤S616)。
本发明不对热电转换元件与壳体的连接方式加以限制，以下借由图式对此说明。
图10是本发明另一实施例的电子装置的立体图。在图10的电子装置200中，主体210及热电转换模组220的作用方式类似于图1的主体110及热电转换模组120的作用方式，于此不再赘述，电子装置200与电子装置100的不同处在于壳体222与热电转换元件224的连接方式，详述如下。
图11是图10的电子装置的局部放大图。图12是图11的枢接件的立体图。请参考图10至图12，热电转换模组220包括一枢接件228，枢接件228借其第一轴部228a沿一第一轴线A1枢接于壳体222，热电转换元件224沿垂直第一轴线A1的一第二轴线A2枢接于枢接件228的第二轴部228b。
图13A至图13F是图10的热电转换模组的作动流程图。图10所示的热电转换元件224适于借由枢接件228与壳体222沿第一轴线A1的相对转动，而如图13A至图13B所示展开于壳体222。当热电转换元件224如图13B所示展开于壳体222时，热电转换元件224适于如图13C至图13D所示沿第二轴线A2相对于枢接件228转动，以改变工作面224a的朝向。图13D所示的热电转换元件224适于借由枢接件228与壳体222沿第一轴线A1的相对转动，而如图13E至图13F所示闭合于主体210。借由上述作动方式，可使工作面224a朝向主体210(图10所示状态)以接收主体210的热能而产生电能，或使背面224b朝向主体210且工作面224a朝向外界(图13F所示状态)以接收外界的热能而产生电能。
类似于图6及图7所示借由止挡结构B与凸部P的干涉限制热电转换元件124与壳体122的相对转动范围，图11所示的枢接件228与热电转换元件224的相对转动范围亦可依相同方式或其它适当方式加以限制。
类似于图1所示的壳体122为适用于主体110的保护盖，图10所示的壳体222亦例如为适用于主体210的保护盖且可拆卸地装设于主体210的机壳210a。然在其它实施例中，壳体222可为主体210的机壳，本发明不对此加以限制。
图14是本发明另一实施例的电子装置的立体图。在图14的电子装置300中，主体310及热电转换模组320的作用方式类似于图1的主体110及热电转换模组120的作用方式，于此不再赘述，电子装置300与电子装置100的不同处在于壳体322与热电转换元件324的连接方式，详述如下。
图15A至图15D是图14的热电转换模组的作动流程图。图16是图15A的局部结构立体图。请参考图15A及图16，壳体322具有相对的两滑槽322a，热电转换元件324具有相对的两转轴324c，两转轴324c分别滑设于两滑槽322a。图14所示的热电转换元件324适于借由两转轴324c而如图15A所示相对于壳体322转动以展开于壳体322。当热电转换元件324如图15A所示展开于壳体322时，热电转换元件324适于借由转轴324c而如图15B至图15C沿滑槽322a滑动，在热电转换元件324如图15B至图15C所示滑动的过程中，热电转换元件324亦可同时借由两转轴324c而相对于壳体322转动，直到热电转换元件324如图15D所示闭合于壳体322。借由上述作动方式，可使工作面324a朝向主体310(图14所示状态)以接收主体310的热能而产生电能，或使背面324b朝向主体310且工作面324a朝向外界(图15D所示状态)以接收外界的热能而产生电能。
图17是图14的热电转换元件324的局部立体图。请参考图16及图17，本实施例的热电转换元件324具有相对的一连接端E1及一自由端E2，连接端E1借由两转轴324c而连接于两滑槽322a，自由端E2具有一定位结构324d。定位结构324d例如为形成于自由端E2的凸缘。当热电转换元件324如图14所示闭合于壳体322时，自由端E2适于借由定位结构324d与壳体322的干涉而定位于壳体322。
类似于图1所示的壳体122为适用于主体110的保护盖，图14所示的壳体322亦例如为适用于主体310的保护盖且可拆卸地装设于主体310的机壳310a。然在其它实施例中，壳体322可为主体310的机壳，本发明不对此加以限制。
综上所述，本发明的电子装置具有热电转换模组，且热电转换模组的热电转换元件可相对于壳体转动，而使热电转换元件的工作面朝向电子装置的主体或朝向外界。当使用者操作电子装置而使电子装置的主体内的发热元件产生热能时，可将热电转换元件的工作面朝向电子装置的主体，让发热元件产生的热能传递至所述工作面以供热电转换元件进行热电转换而产生电能。另一方面，当使用者不操作电子装置时，可将热电转换元件的工作面朝向外界，让外界的热能(如使用者的体温或光照产生的热能)传递至所述工作面以供热电转换元件进行热电转换而产生电能。据此，电子装置的热电转换模组在使用者操作电子装置及不操作电子装置的情况下皆能够进行热电转换而产生电能，并供电至电子装置的主体而提升电子装置的续航力。
虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求范围所界定的为准。

Claims (17)

1.一种具有热电转换模组的电子装置，其特征在于，包括：
一主体，该主体内具有至少一发热元件；以及
一热电转换模组，包括：
一壳体，装设于该主体；以及
一热电转换元件，枢接于该壳体且具有相对的一工作面及一背面，其中该热电转换元件适于相对于该壳体转动于一第一状态与一第二状态之间，当该热电转换元件为该第一状态时，该工作面朝向该主体并接收来自该发热元件的热能而使该热电转换元件产生电能，当该热电转换元件为该第二状态时，该背面朝向该主体且该工作面朝向外界以使该工作面接收来自外界的热能而使该热电转换元件产生电能。
2.如权利要求1所述的电子装置，其特征在于，该壳体具有一电连接部，该热电转换元件通过该电连接部电连接于该主体，以使该电连接部对该主体充电。
3.如权利要求1所述的电子装置，其特征在于，该壳体具有至少一轴孔，该热电转换元件具有至少一转轴并借由该转轴枢接于该轴孔，该轴孔内具有一止挡结构，该转轴具有一凸部，该止挡结构适于止挡该凸部以限制该热电转换元件的转动范围。
4.如权利要求3所述的电子装置，其特征在于，该止挡结构具有一第一止挡面及一第二止挡面，当该热电转换元件从该第一状态沿一第一转动方向转动至该第二状态时，该第一止挡面止挡该凸部以阻止该热电转换元件继续沿该第一转动方向转动，当该热电转换元件从该第二状态沿反向于该第一转动方向的一第二转动方向转动至该第一状态时，该第二止挡面止挡该凸部以阻止该热电转换元件继续沿该第二转动方向转动。
5.如权利要求4所述的电子装置，其特征在于，该第一止挡面与该第二止挡面共平面。
6.如权利要求1所述的电子装置，其特征在于，该壳体具有一容置开口，当该热电转换元件为该第一状态或该第二状态时，该热电转换元件容置于该容置开口内。
7.如权利要求1所述的电子装置，其特征在于，该壳体具有相对的两轴孔，该热电转换元件具有相对的两转轴，该两转轴分别枢接于该两轴孔。
8.如权利要求1所述的电子装置，其特征在于，该热电转换模组包括一枢接件，该枢接件沿一第一轴线枢接于该壳体，该热电转换元件沿一第二轴线枢接于该枢接件。
9.如权利要求8所述的电子装置，其特征在于，该热电转换元件适于借由该枢接件与该壳体沿该第一轴线的相对转动而展开或闭合于该壳体，当该热电转换元件展开于该壳体时，该热电转换元件适于沿该第二轴线相对于该枢接件转动。
10.如权利要求1所述的电子装置，其特征在于，该壳体具有相对的两滑槽，该热电转换元件具有相对的两转轴，该两转轴分别滑设于该两滑槽。
11.如权利要求10所述的电子装置，其特征在于，该热电转换元件适于借由该两转轴而相对于该壳体转动以展开或闭合于该壳体，当该热电转换元件展开于该壳体时，该热电转换元件适于借由各所述转轴沿各所述滑槽滑动。
12.如权利要求10所述的电子装置，其特征在于，该热电转换元件具有相对的一连接端及一自由端，该连接端借由该两转轴而连接于该两滑槽，该自由端具有一定位结构且适于借由该定位结构而定位于该壳体。
13.如权利要求1所述的电子装置，其特征在于，当该热电转换模组感测该工作面的温度高于一预定温度值时，该热电转换元件借由该工作面接收的热能而产生电能，当该热电转换模组感测该工作面的温度低于一预定温度值时，该热电转换元件停止产生电能。
14.如权利要求1所述的电子装置，其特征在于，该主体具有一第一电能储存单元，当该第一电能储存单元的电能未满时，该热电转换元件对该第一电能储存单元充电。
15.如权利要求14所述的电子装置，其特征在于，该热电转换模组具有一第二电能储存单元，当该第一电能储存单元的电能已满时，该热电转换元件将电能储存至该第二电能储存单元。
16.如权利要求15所述的电子装置，其特征在于，当该第一电能储存单元的电能已满且该第二电能储存单元的电能已满时，该热电转换元件停止产生电能。
17.如权利要求1所述的电子装置，其特征在于，该主体具有一机壳，该壳体为保护盖且可拆卸地装设于该机壳。
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