CN208048060U - 温差发电衣物 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于衣物技术领域，尤其涉及一种温差发电衣物，其包括保暖内层和防风外层，以及可拆卸地设置于保暖内层与防风外层之间的发电夹层，发电夹层中密封安装有若干温差发电组；各温差发电组均包括P型半导体电偶臂、N型半导体电偶臂和导电电极，P型半导体电偶臂和N型半导体电偶臂依次交替焊接在导电电极上，各温差发电组还包括与保暖内层接触的热传导片和与防风外层接触的冷传导片，导电电极贴设于热传导片或冷传导片上；各温差发电组依次串联后通过导线连接至蓄电池。该温差发电衣物能够有效的将人体产生的人能转化成电能并将其储存到蓄电池中，不仅能够合理的利用人体热能，而且还可以使蓄电池在充电过程中的可移动性变高。

Description

温差发电衣物

技术领域

本实用新型属于衣物技术领域，尤其涉及一种温差发电衣物。

背景技术

随着工业化的高速发展，由环境污染引发的问题日益严重，故而对绿色环保技术的研究和利用也受到了越来越多的关注和重视。近年来，作为一种新型的绿色环保发电技术，温差发电技术进入了人们的视眼，温差发电是指利用高、低温热源之间的温差，将热能转化为电能的过程，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。基于以上的应用优势，温差发电技术已经开始应用于航天和军事等尖端技术，但是在工业和民用产业领域鲜有应用。

科学研究表明，正常情况下，人体基础代谢24h内能够产生约为8059.8kJ的热能，而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)，而人体在运动以及保暖较好的情况下则还能够产生更多的热量。但是人体所产生的热量往往不能被很好的利用，而温差发电技术恰好为合理的利用这一热量提供了新思路，即，利用温差发电技术将人所产生的热能转化为电能，并将其储存在蓄电池内。此外，由于传统的充电方式受限于电源的设置位置，充电时往往需要使蓄电池长时间保持在某一固定位置进行充电，使得充电过程中设备的可移动性受到很大的限制；而衣物作为贴身物品，是时刻伴随着人体的移动而发生移动的，因此，如果能把温差发电技术和人们日常所穿着的衣物结合起来，不仅能够有效的利用人体热能进行发电，同时也能解决充电过程中设备可移动性收受到限制的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种温差发电衣物，旨在解决现有技术中的人体热能不能被很好的利用以及充电过程中设备可移动性受到限制的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种温差发电衣物，包括保暖内层和防风外层，以及可拆卸地设置于保暖内层与防风外层之间的发电夹层，发电夹层中密封安装有若干依次串联并通过导线连接至蓄电池的温差发电组；各温差发电组均包括P型半导体电偶臂、N型半导体电偶臂和导电电极，P型半导体电偶臂和N型半导体电偶臂依次交替焊接在导电电极上，各温差发电组还包括与保暖内层接触的热传导片和与防风外层接触的冷传导片，导电电极贴设于热传导片或冷传导片上。

进一步地，P型半导体电偶臂和N型半导体电偶臂均为碲化铋基热电材料。

进一步地，P型半导体电偶臂的长度和N型半导体电偶臂的长度均为4mm～6mm。

进一步地，导电电极为铜片、铝片、铜合金片或者铝合金片中的一种。

进一步地，热传导片和冷传导片均为导热硅胶片。

进一步地，温差发电衣物还包括防水口袋，防水口袋可拆卸地连接于防风外层的外表面，蓄电池设于防水口袋内。

进一步地，发电夹层与保暖内层接触的内表面及与防风外层接触的外表面均设置有防水层。

进一步地，发电夹层与保暖内层和/或防风外层相接触的部位设置有连接结构，发电夹层通过连接结构可拆卸的设置于保暖内层与防风外层之间，连接结构包括暗扣和/或拉链。

进一步地，暗扣包括若干子扣和若干与子扣一一对应且扣合连接的母扣，各子扣设置于保暖内层和/或防风外层上，各母扣设置于发电夹层上；或者，各母扣设置于保暖内层和/或防风外层上，各子扣设置于发电夹层上。

进一步地，拉链包括子链和与子链拉合连接的母链，子链设置于保暖内层和/或防风外层上，母链设置于发电夹层上；或者，母链设置于保暖内层和/或防风外层上，子链设置于发电夹层上。

本实用新型的有益效果：本实用新型的温差发电衣物，通过在衣物的内设置安装有温差发电组的发电夹层，能够有效的将人体产生的人能转化成电能并将其储存到蓄电池中，人们穿着该温差发电衣物时即可蓄电池进行充电，因此，该温差发电衣物不仅能够合理的利用人体热能，而且还可以使蓄电池在充电过程中的可移动性变高，以满足人们对移动充电的需求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的温差发电衣物的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的温差发电衣物的温差发电组的发电示意图。

其中，图中各附图标记：

10—保暖内层 20—防风外层 30—发电夹层

31—温差发电组 40—蓄电池 50—防水口袋

311—P型半导体电偶臂 312—N型半导体电偶臂 313—导电电极

314—热传导片 315—冷传导片 316—导线

3111—空穴 3121—电子。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图1～2描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1～2所示，本实用新型提供了一种温差发电衣物，包括保暖内层10和防风外层20，以及可拆卸地设置于保暖内层10与防风外层20之间的发电夹层30，发电夹层30中密封安装有若干依次串联并通过导线316连接至蓄电池40的温差发电组31；各温差发电组31均包括P型半导体电偶臂311、N型半导体电偶臂312和导电电极313，P型半导体电偶臂311和N型半导体电偶臂312依次交替焊接在导电电极313上，各温差发电组31还包括与保暖内层10接触的热传导片314和与防风外层20接触的冷传导片315，导电电极313贴设于热传导片314或冷传导片315上。

具体地，如图1和图2所示，本实施例的温差发电衣物被穿着于使用者穿身上时，当使用者需要使用衣物进行发电时，便可将发电夹层30安装在保暖内层10和防风外层20之间，由于保暖内层10和防风外层20之间具有温度差，此时，密封在发电夹层30内的温差发电组31便可利用该温度差发电。如图2所示，其示出了两个温差发电组31串联在一起时的发电情况，人体产生的热量经保暖内层10上部的箭头所示的方向传递至发电夹层30，此时，在热激发的作用下，P型半导体电偶臂311的高温端即靠近保暖内层10的一端的空穴3111浓度会高于低温端即靠近防风外层20的一端的空穴3111浓度，因此，在浓度梯度驱动下，空穴3111会从高温端向低温端扩散，从而产生电动势；而N型半导体电偶臂312的高温端即靠近保暖内层10的一端的电子3121浓度会高于低温端即靠近防风外层20的一端的电子3121浓度，因此，在浓度梯度驱动下，电子3121会从高温端向低温端扩散，从而同样也能够产生电动势，进而形成电流I并被存储至蓄电池40内。由于单个温差发电组31所产生的电动势有限，所以在发电夹层30中设置多个温差发电组31，并将每个温差发电组31的P型半导体电偶臂311和N型半导体电偶臂312依次交替焊接在导电电极313上，然后采用导线316将多个温差发电组31的导电电极313串联起来，将各个温差发电组31的电动势汇总后储存至蓄电池40内，从而达到增大整个发电夹层30所能产生的整体电动势的目的。此外，为了更好的利用衣物的温度差，上述的温差发电组31还设置有与保暖内层10接触的热传导片314和与防风外层20接触的冷传导片315，且各温差发电组31的导电电极313均贴设与热传导片314或者冷传导片315上。

进一步地，本实施例的温差发电衣物通过设置保暖内层10和防风外层20可以更好的将人体产生的热量存蓄在衣物内，并且也能够在保暖内层10和防风外层20之间形成更大的温度差。其中，保暖内层10的材料优选采用羽绒、羊毛等保暖效果较好的材料，而防风外层20则优选采用尼纶、锦纶等合成纤维外加涂层面料的材料制成。

本实施例的温差发电衣物，通过在衣物的内设置安装有温差发电组31的发电夹层30，能够有效的将人体产生的人能转化成电能并将其储存到蓄电池40中，人们穿着该温差发电衣物时即可蓄电池40进行充电，因此，该温差发电衣物不仅能够合理的利用人体热能，而且还可以使蓄电池40在充电过程中的可移动性变高，能够满足人们对移动充电的需求。此外，本实施例的温差发电衣物由于其充电夹层是可拆卸的安装在保暖内层10和防风外层20之间的，当不需要使用其发电功能或者是需要清洗衣物时，均只需将该发电夹层30取下即可，使用十分方便。

优选地，本实施例的温差发电衣物的P型半导体电偶臂311和N型半导体电偶臂312均为碲化铋基热电材料。由于市场上的碲化铋基热电半导体材料是以炼铜行业的副产物铋、碲、硒等为原料按一定的配比和特殊的掺杂经定向生长得到的，与其他的基热电半导体材料相比，其更容易获得，并且其利用温差产生的电动势也相对较高，成本和毒性也相对较低，因此，本实施例优选采用其作为温差发电材料，当然其他的温差发电材料也可以被使用。

优选地，本实施例的温差发电衣物的P型半导体电偶臂311的长度和N型半导体电偶臂312的长度均为4mm～6mm，具体可以为4mm、4.5mm、5mm、5.5mm以及6mm等，该长度范围不仅能够满足P型半导体电偶臂311和N型半导体电偶臂312对材料长度的要求，保证温差发电过程的正常进行，同时，也不会因为将电偶壁的长度设计的过长到导致发电夹层30过厚、过重。

具体地，本实施例的温差发电衣物的导电电极313为铜片、铝片、铜合金片或者铝合金片中的一种，并优选采用铜片作为导电电极313，以尽可能的减小各个温差发电组31之间的电阻，减小电能损失，尽可能的增大本实施例的温差发电衣物所产生并能够储存至蓄电池40中的电量。

具体地，本实施例的温差发电衣物的热传导片314和冷传导片315均为导热硅胶片，由于导热硅胶片是一种软性导热材料，因此，采用导热硅胶片作为导热的材料可以提升温差发电衣物的柔软度，并且也可以有效的解决硬质导热材料对衣物的产生损坏的问题。

具体地，本实施例的温差发电衣物还包括防水口袋50，防水口袋50可拆卸地连接于防风外层20的外表面，蓄电池40安装在防水口袋50内。当需要使用衣物的温差发电功能时，将装设有蓄电池40的防水口袋50连接固定在防风外层20的外表面，并将串联各温差发电组31的导线316连接至蓄电池40蓄电；而不需要使用衣物的温差发电功能或是不需要使用防水口袋50的储物功能时，则可以将上述的防水口袋50取下。并且，将安装蓄电池40的口袋做成具有防水功能的口袋，可以更好的对蓄电池40起到防水绝缘的保护作用。

具体地，本实施例的温差发电衣物的发电夹层30与保暖内层10接触的内表面及其与防风外层20接触的外表面均设置有防水层(未图示)，如此，可以有效的防止人体的汗液透过保暖内层10或者是外接的水汽透过防风外层20进入发电夹层30，对发电夹层30的温差发电过程产生影响，同时也能对发电夹层30内部的电路起到防水绝缘的作用。

具体地，本实施例的温差发电衣物的发电夹层30与保暖内层10和/或防风外层20相接触的部位设置有连接结构(未图示)，发电夹层30通过连接结构可拆卸的设置于保暖内层10与防风外层20之间，连接结构包括暗扣和/或拉链。通过在发电夹层30与保暖内层10和/或防风外层20之间设置连接结构，如暗扣、拉链等，通过该连接结构可以实现发电夹层30块安装和拆卸。当然，此处的连接结构也不仅限于上述的暗扣和拉链，其还可以是系带、魔术贴等的其他结构。

进一步地，本实施例的温差发电衣物的暗扣包括若干子扣和若干与子扣一一对应扣合连接的母扣，各子扣设置于保暖内层10和/或防风外层20上，各母扣设置于发电夹层30上；或者，各母扣设置于保暖内层10和/或防风外层20上，各子扣设置于发电夹层30上。本实施例的温差发电衣物的拉链包括子链和与子链拉合连接的母链，子链设置于保暖内层10和/或防风外层20上，母链设置于发电夹层30上；或者，母链设置于保暖内层10和/或防风外层20上，子链设置于发电夹层30上。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种温差发电衣物，包括保暖内层和防风外层，其特征在于：所述温差发电衣物还包括可拆卸地设置于所述保暖内层与所述防风外层之间的发电夹层，所述发电夹层中密封安装有若干依次串联并通过导线连接至蓄电池的温差发电组；各所述温差发电组均包括P型半导体电偶臂、N型半导体电偶臂和导电电极，所述P型半导体电偶臂和所述N型半导体电偶臂依次交替焊接在所述导电电极上，各所述温差发电组还包括与所述保暖内层接触的热传导片和与所述防风外层接触的冷传导片，所述导电电极贴设于所述热传导片或所述冷传导片上。

2.根据权利要求1所述的温差发电衣物，其特征在于：所述P型半导体电偶臂和所述N型半导体电偶臂均为碲化铋基热电材料。

3.根据权利要求1所述的温差发电衣物，其特征在于：所述P型半导体电偶臂的长度和所述N型半导体电偶臂的长度均为4mm～6mm。

4.根据权利要求1所述的温差发电衣物，其特征在于：所述导电电极为铜片、铝片、铜合金片或者铝合金片中的一种。

5.根据权利要求1所述的温差发电衣物，其特征在于：所述热传导片和所述冷传导片均为导热硅胶片。

6.根据权利要求1所述的温差发电衣物，其特征在于：所述温差发电衣物还包括防水口袋，所述防水口袋可拆卸地连接于所述防风外层的外表面，所述蓄电池设于所述防水口袋内。

7.根据权利要求1～6任一项所述的温差发电衣物，其特征在于：所述发电夹层与所述保暖内层接触的内表面及与所述防风外层接触的外表面均设置有防水层。

8.根据权利要求1～6任一项所述的温差发电衣物，其特征在于：所述发电夹层与所述保暖内层和/或所述防风外层相接触的部位设置有连接结构，所述发电夹层通过所述连接结构可拆卸的设置于所述保暖内层与所述防风外层之间，所述连接结构包括暗扣和/或拉链。

9.根据权利要求8所述的温差发电衣物，其特征在于：所述暗扣包括若干子扣和若干与所述子扣一一对应且扣合连接的母扣，各所述子扣设置于所述保暖内层和/或所述防风外层上，各所述母扣设置于所述发电夹层上；或者，各所述母扣设置于所述保暖内层和/或所述防风外层上，各所述子扣设置于所述发电夹层上。

10.根据权利要求8所述的温差发电衣物，其特征在于：所述拉链包括子链和与所述子链拉合连接的母链，所述子链设置于所述保暖内层和/或所述防风外层上，所述母链设置于所述发电夹层上；或者，所述母链设置于所述保暖内层和/或所述防风外层上，所述子链设置于所述发电夹层上。