CN206534471U - 温差发电恒温水杯 - Google Patents

Abstract

本实用新型具体为一种温差发电恒温水杯，解决了恒温水杯能耗高的问题。温差发电恒温水杯，包括金属外壳、真空腔体内胆、太阳能杯盖，杯体底部设有蓄电池和加热电阻，真空腔体设有半导体层和智能控温模块，智能控温模块包括温度传感器以及温度检测控制电路，半导体层的电路连接到蓄电池的充电电路，太阳能杯盖的电路连接到蓄电池的充电电路，蓄电池的放电电路连接到加热电阻。本实用新型利用温差发电技术，在水杯刚接水水温较高时可以将散热过程中消耗的能量转化为电能储存在蓄电池中，同时可以将太阳能转化为电能储存，并在水杯水温不足时将这部分电能利用，用于加热水杯内的水，结构简单、实用方便、节能且安全。

Description

温差发电恒温水杯

技术领域

本实用新型涉及日常用水杯，具体为一种温差发电恒温水杯。

背景技术

温差发电又叫热电发电，是一种绿色环保的发电方式。温差发电技术具有结构简单，坚固耐用，无运动部件，无噪声，使用寿命长等优点。可以合理利用太阳能、地热能、工业余热废热等低品位能源转化成电能。温差发电技术的研究最早开始于20世纪40年代。由于其显著的优点，温差发电在航空、军事等领域得到了广泛的应用，美国、前苏联先后研发了数千个放射性同位素或核反应堆温差发电器用作空间、海洋装置的电源。随着化石能源的日趋枯竭，美国、日本、欧盟等发达国家更加重视温差发电技术在民用领域的研究，并取得了长足的进展。国内温差发电方面的研究，主要集中在发电器理论和热电材料制备方面的研究，旨在为温差发电器的优化提供理论指导和制备性能优良的热电材料。

现在市面上的水杯种类繁复，但总结起来主要有两种。一种是保温杯，另一种是非保温杯，以塑料杯为主。但是这两种水杯都有显著的弊端。保温杯水温有可能太高不能直接饮用，非保温杯水又会很快变凉，尤其是冬天，不论用哪一种杯子，都难以将水温保持在适宜的水平。利用水杯控制水温最早出现的是利用电能驱动的恒温水杯，其通过控制制冷和发热装置交替运行来达到恒温的目的，恒温效果好，但是其耗电量不容小觑。

发明内容

本实用新型为了解决恒温水杯能耗高的问题，提供了一种温差发电恒温水杯。

本实用新型是采用如下技术方案实现的：温差发电恒温水杯，包括杯体金属外壳，金属外壳内设有内胆，杯体顶部设有太阳能杯盖，杯体底部设有蓄电池和加热电阻，内胆结构包括真空腔体，真空腔体内侧和外侧设有半导体层，真空腔体内侧的半导体层内侧壁通过导热硅胶粘固有薄金属内胆层，真空腔体外侧的半导体层粘固在金属外壳内壁，真空腔体内另设有智能控温模块，智能控温模块包括连接到薄金属内胆层的温度传感器以及温度检测控制电路，半导体层的电路连接到蓄电池的充电电路，太阳能杯盖的电路连接到蓄电池的充电电路，蓄电池的放电电路连接到加热电阻。

工作时，半导体层为温差发电的主要部件，当杯内接水后与周围环境温度存在温差时工作，利用塞贝克效应将产生的电能储存在蓄电池中，智能控温模块根据温度传感器检测水杯内水的温度，杯中水温降到小于预设温度时，智能控温模块控制加热电阻开始工作，使水温上升；当水温高于预设温度时，智能控温模块控制加热电阻停止工作。太阳能杯盖在水杯放置在太阳光下时工作，用于给蓄电池充电。金属外壳和薄金属内胆层导热性能保证半导体层的温度感应正常。真空腔体的作用包括隔离保温，同时可以作为存放智能控温模块以及相应电路的空间。蓄电池还整合了稳压稳流电路。

本实用新型的有益效果如下：利用温差发电和太阳能蓄电的设计，实现了水杯的恒温控制功能。利用温差发电技术，在水杯刚接水水温较高时可以将散热过程中消耗的能量转化为电能储存在蓄电池中，同时可以将太阳能转化为电能储存，并在水杯水温不足时将这部分电能利用，用于加热水杯内的水。本实用新型结构简单、实用方便、节能且安全。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为太阳能杯盖的结构示意图；

图3为半导体层的结构及电路连接示意图；

图中，1-内胆，2-金属外壳，3-真空腔体，4-蓄电池，5-加热电阻，6-薄金属内胆层，7-智能控温模块，8-太阳能杯盖，81-太阳能板，82-转轴，9-半导体层，91-P型半导体，92-N型半导体。

具体实施方式

温差发电恒温水杯，包括杯体金属外壳2，金属外壳2内设有内胆1，杯体顶部设有太阳能杯盖8，杯体底部设有蓄电池4和加热电阻5，内胆1结构包括真空腔体3，真空腔体3内侧和外侧设有半导体层9，真空腔体3内侧的半导体层9内侧壁通过导热硅胶粘固有薄金属内胆层6，真空腔体3外侧的半导体层9粘固在金属外壳2内壁，真空腔体3内另设有智能控温模块7，智能控温模块7包括连接到薄金属内胆层6的温度传感器以及温度检测控制电路，半导体层9的电路连接到蓄电池4的充电电路，太阳能杯盖8的电路连接到蓄电池4的充电电路，蓄电池4的放电电路连接到加热电阻5。

半导体层9分内外两层，由P型半导体91和N型半导体92组成，外层为半弧状P型半导体91和N型半导体92，内层为交错均布的若干块状P型半导体91和N型半导体92，具体为一个块状P型半导体91和一个N型半导体92组成一组粘固在内层连接铜片上，半导体层9的电路具体为内层块状P型半导体91均并联连接到外层半弧状P型半导体91，内层块状N型半导体91均并联连接到外层半弧状N型半导体91，外层半弧状P型半导体91和外层半弧状N型半导体91连出到蓄电池4的充电电路形成闭合回路。

上述结构中，外层形成冷源半导体，内层形成热源半导体。经过计算，内层可以附着约7300个P型半导体和N型半导体组成的P-N结，这样的设计既有效增大了散热面积，又提高了电路的集成度，从而大大提高了温差发电的发电效率。同时这种结构可以和真空腔体相适应，阻止热源散失，提高了水杯的保温效果，减缓了热传递，形成稳定温差，提高了温差维持时间。

太阳能杯盖8具体包括设于盖体上部的五层太阳能板81，太阳能板81之间通过转轴82连接。这种设计可以在使用时打开全部五层太阳能板，从而增大受光面积，不使用时可以重叠放置，节省空间。

蓄电池4的放电电路连出有充电接口，具体为usb接口或者lihgtning接口。

水杯还可以外接其他模块，包括带有独立支架的折叠式太阳能电池板、无线电/GPS收发系统、较大功率照明/音响设备、大功率风扇等。作为一个大型水壶，它兼备一定的便携性和较为稳定的结构，可以作为野外生存的能量管理站。

Claims (4)

1.一种温差发电恒温水杯，其特征在于：包括杯体金属外壳（2），金属外壳（2）内设有内胆（1），杯体顶部设有太阳能杯盖（8），杯体底部设有蓄电池（4）和加热电阻（5），内胆（1）结构包括真空腔体（3），真空腔体（3）内侧和外侧设有半导体层（9），真空腔体（3）内侧的半导体层（9）内侧壁通过导热硅胶粘固有薄金属内胆层（6），真空腔体（3）外侧的半导体层（9）粘固在金属外壳（2）内壁，真空腔体（3）内另设有智能控温模块（7），智能控温模块（7）包括连接到薄金属内胆层（6）的温度传感器以及温度检测控制电路，半导体层（9）的电路连接到蓄电池（4）的充电电路，太阳能杯盖（8）的电路连接到蓄电池（4）的充电电路，蓄电池（4）的放电电路连接到加热电阻（5）。

2.根据权利要求1所述的温差发电恒温水杯，其特征在于：半导体层（9）分内外两层，由P型半导体（91）和N型半导体（92）组成，外层为半弧状P型半导体（91）和N型半导体（92），内层为交错均布的若干块状P型半导体（91）和N型半导体（92），具体为一个块状P型半导体（91）和一个N型半导体（92）组成一组粘固在内层连接铜片上，半导体层（9）的电路具体为内层块状P型半导体（91）均并联连接到外层半弧状P型半导体（91），内层块状N型半导体（91）均并联连接到外层半弧状N型半导体（91），外层半弧状P型半导体（91）和外层半弧状N型半导体（91）连出到蓄电池（4）的充电电路形成闭合回路。

3.根据权利要求1或2所述的温差发电恒温水杯，其特征在于：太阳能杯盖（8）具体包括设于盖体上部的五层太阳能板（81），太阳能板（81）之间通过转轴（82）连接。

4.根据权利要求1或2所述的温差发电恒温水杯，其特征在于：蓄电池（4）的放电电路连出有充电接口，具体为usb接口或者lihgtning接口。