CN204068767U - 一种穿戴式温差发电装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种穿戴式温差发电装置，衣物的夹层中设有安装带，各安装带相互平行缝制于衣物的夹层中，安装带上固定有防水封装袋，每个防水封装袋中均密封安装有温差发电组，各温差发电组依次串联后通过导线连接充电单元；所述温差发电组包括2个以上温差发电单元，安装在温差发电单元两侧的绝缘导热片，和安装在绝缘导热片外侧的导热层，温差发电单元包括P型半导体电偶臂、N型半导体电偶臂和导电片，两种半导体电偶臂交替焊接在导电片上，充电单元包括升压稳压器和蓄电池；本发电装置以日常穿着为载体，因此可随时随地发电，并且清洗时不需拆卸温差发电组，使用方便，该装置体积小、重量轻、使用寿命长，发电效果好。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种发电装置，具体涉及一种利用温差发电技术将人体与外界环境之间的温度差转化为电能的发电装置。
背景技术
进入21世纪后，伴随着工业化的高速发展，全球性的环境恶化和能源危机越来越严重地威胁着人类的长期稳定发展，各国政府对绿色环保技术的研究与利用给予了前所未有的关注和支持。温差发电利用热电半导体的塞贝克效应，可将热能转化为电能，在发电过程中具有无噪音、无磨损、无介质泄漏、体积小、重量轻、移动方便、使用寿命长等诸多优点，但是长久以来，由于受到热电转换效率的制约和成本的限制，温差发电技术除了在航天和军事等尖端技术领域的应用之外，很少用于工业和民用产业。最近几年，随着能源与环境危机的日渐突出，温差发电技术的研究又重新成为热点。
正常情况下，人体基础代谢24h内所产生的热能为8059.8kJ，一个成年人的皮肤展开后其表面积约为2㎡，以每平方米体表面积为衡量标准，能量代谢在1h内产生的均匀热量约167.9kJ/(㎡·h)；人体的主要散热部位是皮肤，当环境温度低于体温时，大约70％的体热通过皮肤的辐射、传导和对流散热消耗掉，如果用温差发电技术将人体散发的热能转化为电能，这将是一种新的能源替换方式，是绿色环保的发电技术，同时减少能量消耗，缓解环境污染；但如何有效的利用人体自身热能发电，并且将人体自身热能发电应用于日常生活，现有技术中未出现较好的解决方案。
发明内容
本实用新型的目的在于解决现有技术的不足并提供一种穿戴式温差发电装置，在衣物中设置温差发电装置，有效利用人体自发散失的热能发电。
实现本实用新型采用的技术方案为，一种穿戴式温差发电装置，至少包括衣物和密封在衣物中的温差发电组，衣物的夹层中设有2个以上安装带，各安装带相互平行缝制于衣物的夹层中，安装带上固定有2个以上防水封装袋，每个防水封装袋中均密封安装有温差发电组，各温差发电组依次串联后通过导线连接充电单元；所述温差发电组包括2个以上温差发电单元，各温差发电单元依次串联，温差发电单元的两侧通过导热硅脂粘连有绝缘导热片，绝缘导热片外侧通过导热硅脂粘连有导热层；所述导热层包括与皮肤接触的热源传导片和与外界环境接触的冷源传导片；所述温差发电单元包括P型半导体电偶臂、N型半导体电偶臂和导电片，两种半导体电偶臂交替焊接在导电片上；所述充电单元包括通过导线连接的升压稳压器和蓄电池，衣物上设有防水口袋，充电单元安装在防水口袋中。
所述P型半导体电偶臂和N型半导体电偶臂均为Bi-Te热电材料半导体，电偶臂的长度为3～7mm。
所述导电片为铜片。
所述绝缘导热片为陶瓷导热片。
所述热源传导片和冷源传导片均为导热硅胶片。
所述防水封装袋的边缘缝制在安装带上。
所述蓄电池为锂电池，锂电池的容量1000mAh，放电电压为3.7V。
由上述技术方案可知，本实用新型提供的穿戴式温差发电装置，P型半导体电偶臂和N型半导体电偶臂交替焊接在导电片上组成温差发电单元，多个温差发电单元串联组成温差发电组，温差发电组的输出电压即为所有温差发电单元输出电压的总和；温差发电组连接升压稳压器和锂电池，升压稳压器可稳定温差发电组的输出电压；温差发电单元密封在防水封装袋中，并且固定在安装带上，人穿上衣物即可持续发电。
使用防水封装袋密封温差发电单元，可有效避免人体汗液或雨水损坏温差发电单元，延长温差发电单元使用寿命。
将防水封装袋固定在安装带上，安装带缝入衣物中，避免清洗衣物时反复拆装温差发电组，使用方便。
温差发电单元外侧的导热层为导热硅胶片，导热硅胶片能够有效完成人体与外界环境间的热传递，并且柔韧性良好，直接接触皮肤不会产生不适感，清洗衣物时不会损坏清洗用具。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果为，本装置利用人体散发的热能这一新型、绿色、环保能源发电，对环境没有如何污染，本发电装置以日常穿着为载体，因此可随时随地发电，发电时无噪音、无磨损、无介质泄漏，并且清洗时不需拆卸温差发电组，使用方便，该装置体积小、重量轻、使用寿命长，发电效果好。
附图说明
图1为本实用新型提供的穿戴式温差发电装置结构示意图。
图2为温差发电组结构示意图。
图3为温差发电单元结构示意图。
其中，1-衣物，2-安装带，3-防水密封袋，4-温差发电组，5-温差发电单元，51-P型半导体电偶臂，52-N型半导体电偶臂，53-导电片，6-绝缘导热片，7-热源导热片，8-冷源导热片，9-升压稳压器，10-蓄电池，11-防水口袋，12-导线。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作详细具体说明。
本实用新型提供的穿戴式温差发电装置，以衣物为支撑，以P型半导体和N型半导体为发电元件，以人体为能量源，实现温差发电，结构示意图如图1所示，衣物1的夹层中设有2个以上安装带2，各安装带相互平行缝制于衣物的夹层中，安装带上固定有2个以上防水封装袋3，防水封装袋的边缘缝制在安装带上，各防水封装袋中均密封安装有温差发电组4，温差发电组通过导线12串联连接后连接充电单元，充电单元包括通过导线连接的升压稳压器9和蓄电池10，由于皮肤与外界环境之间的温差有波动，半导体温差电池组产生的电压也不稳定，因此需要升压稳压器稳定输出电压，蓄电池为自放电率低、重量轻并且使用寿命长的锂电池，锂电池的容量1000mAh，放电电压为3.7V，衣物上设有防水口袋11，充电单元安装在防水口袋中。
温差发电组的结构如图2所示，包括2个以上温差发电单元5，安装在温差发电单元两侧的绝缘导热片6，和安装在绝缘导热片外侧的导热层，各温差发电单元依次串联，绝缘导热片为陶瓷导热片，热层包括与皮肤接触的热源传导片7和与外界环境接触的冷源传导片8，热源传导片和冷源传导片均为导热硅胶片，温差发电单元与绝缘导热片之间、绝缘导热片与导热层之间均通过导热硅脂粘连。
温差发电单元的结构如图3所示，包括P型半导体电偶臂51、N型半导体电偶臂52和导电片53，P型半导体电偶臂和N型半导体电偶臂均为Bi-Te热电材料半导体，电偶臂的长度为4mm，导电片为价格合适并且导电性能良好的铜片，P型半导体电偶臂和N型半导体电偶臂交替焊接在导电片上，相邻的两个半导体电偶臂通过导电片首尾相接，P型半导体电偶臂和N型半导体电偶臂的热端均置于衣物内侧靠近皮肤，冷端均置于衣物外侧；半导体电偶臂工作在高温热源(即人体皮肤表面)和低温冷源(即空气环境)之间，由于热激发作用，P(N)型半导体材料热端空穴(电子)浓度高于冷端，在浓度梯度的驱动下，空穴和电子向冷端扩散，从而形成电动势，由于单个温差发电单元所产生的电动势有限，所以将多个温差发电单元串联组成温差电池组，温差电池组的输出电压就是串联的温差发电单元输出电压的总和，温差发电组通过带线连接充电单元形成回路后就有电流流过电路，为锂电池充电。
Claims (7)
1.一种穿戴式温差发电装置，至少包括衣物和密封在衣物中的温差发电组，其特征在于：衣物的夹层中设有2个以上安装带，各安装带相互平行缝制于衣物的夹层中，安装带上固定有2个以上防水封装袋，每个防水封装袋中均密封安装有温差发电组，各温差发电组依次串联后通过导线连接充电单元；所述温差发电组包括2个以上温差发电单元，各温差发电单元依次串联，温差发电单元的两侧通过导热硅脂粘连有绝缘导热片，绝缘导热片外侧通过导热硅脂粘连有导热层；所述导热层包括与皮肤接触的热源传导片和与外界环境接触的冷源传导片；所述温差发电单元包括P型半导体电偶臂、N型半导体电偶臂和导电片，两种半导体电偶臂交替焊接在导电片上；所述充电单元包括通过导线连接的升压稳压器和蓄电池，衣物上设有防水口袋，充电单元安装在防水口袋中。
2.根据权利要求1所述的穿戴式温差发电装置，其特征在于：所述P型半导体电偶臂和N型半导体电偶臂均为Bi-Te热电材料半导体，电偶臂的长度为3～7mm。
3.根据权利要求1所述的穿戴式温差发电装置，其特征在于：所述导电片为铜片。
4.根据权利要求1所述的穿戴式温差发电装置，其特征在于：所述绝缘导热片为陶瓷导热片。
5.根据权利要求1所述的穿戴式温差发电装置，其特征在于：所述热源传导片和冷源传导片均为导热硅胶片。
6.根据权利要求1所述的穿戴式温差发电装置，其特征在于：所述防水封装袋的边缘缝制在安装带上。
7.根据权利要求1所述的穿戴式温差发电装置，其特征在于：所述蓄电池为锂电池，锂电池的容量1000mAh，放电电压为3.7V。
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