專利名稱：一種手搖發(fā)電式暖手寶的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種手搖發(fā)電式暖手寶。
背景技術(shù)：
暖手寶作為一種取暖工具在寒冷的時候是人們很好的選擇；而安全、小巧、物美價廉等特性便是暖手寶的重要評價依據(jù)。隨著當今社會的進步，低碳節(jié)能成為時代的主題，運用人的化學能轉(zhuǎn)化為機械能來做功的產(chǎn)品越來越多，比如手搖電筒。因此，相較于傳統(tǒng)的電暖手寶，手搖發(fā)電式暖手寶更有了環(huán)保節(jié)能、安全可靠和使用方便等優(yōu)勢。
發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)中暖手寶存在的安全隱患和不節(jié)能的缺點，本實用新型提供一種靠人體化學能轉(zhuǎn)化為機械能進而轉(zhuǎn)化為電能的安全節(jié)能的手搖發(fā)電式暖手寶。本實用新型采用的技術(shù)方案是一種手搖發(fā)電式暖手寶，其特征在于包括保溫外層、手搖柄和設(shè)在所述保溫外層內(nèi)的組合齒輪、電熱石棉瓦、由線圈纏繞的鐵芯和磁鐵，所述的手搖柄與所述的組合齒輪的一端相互連接；所述的電熱石棉瓦設(shè)在所述保溫外層兩側(cè)的內(nèi)壁上；所述的組合齒輪的另一端通過連接支架與所述的磁鐵固定連接，所述鐵芯設(shè)在所述保溫外層的內(nèi)腔中心且通過線圈支架固定在所述保溫外層的底部；所述線圈和所述電熱石棉瓦通過線圈接頭連接形成回路；通過所述組合齒輪帶動所述磁鐵相對運動使所述線圈切割磁感線而產(chǎn)生電流。進一步，所述組合齒輪包括第一齒輪、第二齒輪和第三齒輪，所述手搖柄與所述第一齒輪相互連接，所述第一齒輪與所述第二齒輪無縫轉(zhuǎn)動連接，所述第二齒輪與所述第三齒輪無縫轉(zhuǎn)動連接；所述第三齒輪通過連接支架與所述磁鐵固定連接；所述第二齒輪通過連接支架與所述保溫外層上端固定連接。本實用新型使用時，轉(zhuǎn)動手搖柄，帶動保溫外層內(nèi)部的第一齒輪轉(zhuǎn)動，從而帶動與之相連的第二齒輪再帶動第三齒輪轉(zhuǎn)動，進一步帶動連接支架旋轉(zhuǎn)。這時，固定在連接支架上的磁鐵發(fā)生旋轉(zhuǎn)，而線圈不動。線圈因為切割磁感線而產(chǎn)生動生電動勢，由于電路回路的存在，從而產(chǎn)生電流。本實用新型的有益效果體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)簡單，易于制作，成本低廉；利用人體化學能轉(zhuǎn)化為機械能進而轉(zhuǎn)化為電能從而最終轉(zhuǎn)化為熱能產(chǎn)熱，實現(xiàn)了安全，節(jié)能的功效。

圖I是本實用新型暖手寶的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實用新型暖手寶的俯視圖。
具體實施方式
參照圖I和圖2，一種手搖發(fā)電式暖手寶，其特征在于包括保溫外層5、手搖柄I和設(shè)在所述保溫外層5內(nèi)的組合齒輪、電熱石棉瓦4、由線圈7纏繞的鐵芯8和磁鐵6，所述的手搖柄I與所述的組合齒輪的一端相互連接；所述的電熱石棉瓦4設(shè)在所述保溫外層5兩側(cè)的內(nèi)壁上；所述的組合齒輪的另一端通過連接支架3與所述的磁鐵6固定連接，所述鐵芯8設(shè)在所述保溫外層5的內(nèi)腔中心且通過線圈支架10固定在所述保溫外層5的底部；所述線圈7和所述電熱石棉瓦4通過線圈接頭9連接形成回路；通過所述組合齒輪帶動所述磁鐵6相對運動使所述線圈7切割磁感線而產(chǎn)生電流。進一步，所述組合齒輪包括第一齒輪2、第二齒輪21和第三齒輪22，所述手搖柄I與所述第一齒輪2相互連接，所述第一齒輪2與所述第二齒輪21無縫轉(zhuǎn)動連接，所述第二齒輪21與所述第三齒輪22無縫轉(zhuǎn)動連接；所述第三齒輪22通過連接支架3與所述磁鐵6固定連接；所述第二齒輪21通過連接支架3與所述保溫外層5上端固定連接。本實用新型使用時，轉(zhuǎn)動手搖柄I，帶動保溫外層5內(nèi)部的第一齒輪2轉(zhuǎn)動，從而帶動與之相連的第二齒輪21再帶動第三齒輪22轉(zhuǎn)動，進一步帶動連接支架3旋轉(zhuǎn)。這時，固定在連接支架3上的磁鐵6發(fā)生旋轉(zhuǎn)，而線圈7不動。線圈7因為切割磁感線而產(chǎn)生動生電動勢，由于電路回路的存在，從而產(chǎn)生電流。根據(jù)焦耳定律Q = I2R, R是線圈電阻。最后電能將全部轉(zhuǎn)化為線圈連接發(fā)熱電阻的熱能，于是發(fā)電裝置實現(xiàn)了發(fā)電產(chǎn)熱效應(yīng)。本實用新型并非采用線圈轉(zhuǎn)動的模式，而是利用磁鐵轉(zhuǎn)動切割磁感線，優(yōu)勢在于不需要安裝線圈轉(zhuǎn)動切割磁感線時在底部的保護萬向頭，避免了這一部分的，最大程度的利用產(chǎn)生的能量，更不會因為這一部分的機械損傷導致裝置失靈。理論情況下，計算本實用新型的實際升溫A T參數(shù)時，公式如下設(shè)線框長為a，寬為b，線圈匝數(shù)為n，線框旋轉(zhuǎn)角速度為W。根據(jù)動生電動勢原理E= Blv,可知E = n*2*B*a*[w*b/2*sin(wt)]=nBabw*sin(wt)ab為線框面積S，磁通量O = BS 令E max = nBSw = nwO ,則瞬時動生電動勢e = E max*sin (wt),瞬時電流i=e/R ；設(shè)每個周期內(nèi)，等效電流為I，則=I2RT = / i2Rdt，積分區(qū)間為一個周期T，/. I = i max/ (2V2) = nBabw/ (R*2V2)/.熱量Q = I2Rt,在本實施例中，R為發(fā)熱電阻的阻值大小。令第一齒輪半徑為rl，轉(zhuǎn)速為W1，即手搖柄轉(zhuǎn)軸速度；第三齒輪半徑為r2，轉(zhuǎn)速為w,/. rl*ffl = r2*w,/.w= (rl*ffl) /r2熱量 Q = I2Rt = [nBabw/ (R*2V2) ] 2R*t = [ (nBabrlffl/r2)2/ (2R)]*t 令電阻的比熱容為C,質(zhì)量為m,則所需升溫AT = Q/ (Om) V假如B= 0. 4T,線圈阻數(shù) n = 300 0L 線圈面積 S = ab = 0. 08*0. 1 = 0. 008m2，齒輪半徑比rl/r2 = 6，Rl = 300 Q，手搖柄轉(zhuǎn)速約為每秒三圈W1 = 6 ，所需電熱絲假SL= IOm,電阻每米 120Q，則 R2 = 1200Q，則 R = R1+R2 = 1500 Q，熱容 C = 0. 46 [ J/(g 0C )],質(zhì)量 m = 0. Olkg,則[0028]假設(shè)室溫為20°C，現(xiàn)需要升溫至最高溫度閾值45°C，時間推斷如下AT = Q/(C*m) = [ (300 X 0. 4 X 0. 008 X 6 X 6 Ji)2/ (2 X 1500) ] X [t/ (0. 4X10)]=25 0Ct = 29. 3s，所以在20°C提升至45°C時需要的時間大約為30s。假設(shè)室溫為15°C，現(xiàn)需要升溫至最高溫度閾值45°C，時間推斷如下AT = Q/(C*m) = [ (300 X 0. 4 X 0. 008 X 6 X 6 Ji)2/ (2 X 1500) ] X [t/ (0. 4X10)]=30 0C t = 35. 2s，所以在15°C提升至45°C時需要的時間大約為35s。假設(shè)室溫為5°C，現(xiàn)需要升溫至最高溫度閾值45°C，時間推斷如下AT = Q/(Om) = [ (300 X 0. 4 X 0. 008 X 6 X 6 Ji)2/ (2 X 1500) ] X [t/ (0. 4X10)]=40 0Ct = 46. 9s，所以在5°C提升至45°C時需要的時間大約為47s。本說明書實施例所述的內(nèi)容僅僅是對發(fā)明構(gòu)思的實現(xiàn)形式的列舉，本實用新型的保護范圍的不應(yīng)當被視為僅限于實施例所陳述的具體形式，本實用新型的保護范圍也及于本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思所能夠想到的等同技術(shù)手段。
權(quán)利要求1.一種手搖發(fā)電式暖手寶，其特征在于包括保溫外層、手搖柄和設(shè)在所述保溫外層內(nèi)的組合齒輪、電熱石棉瓦、由線圈纏繞的鐵芯和磁鐵，所述的手搖柄與所述的組合齒輪的一端相互連接；所述的電熱石棉瓦設(shè)在所述保溫外層兩側(cè)的內(nèi)壁上；所述的組合齒輪的另一端通過連接支架與所述的磁鐵固定連接，所述鐵芯設(shè)在所述保溫外層的內(nèi)腔中心且通過線圈支架固定在所述保溫外層的底部；所述線圈和所述電熱石棉瓦通過線圈接頭連接形成回路；通過所述組合齒輪帶動所述磁鐵相對運動使所述線圈切割磁感線而產(chǎn)生電流。
2.如權(quán)利要求I所述的一種手搖發(fā)電式暖手寶，其特征在于所述組合齒輪包括第一齒輪、第二齒輪和第三齒輪，所述手搖柄與所述第一齒輪相互連接，所述第一齒輪與所述第二齒輪無縫轉(zhuǎn)動連接，所述第二齒輪與所述第三齒輪無縫轉(zhuǎn)動連接；所述第三齒輪通過連接支架與所述磁鐵固定連接；所述第二齒輪通過連接支架與所述保溫外層上端固定連接。
專利摘要本實用新型公開了一種手搖發(fā)電式暖手寶，包括保溫外層、手搖柄和設(shè)在所述保溫外層內(nèi)的組合齒輪、電熱石棉瓦、由線圈纏繞的鐵芯和磁鐵，所述的手搖柄與所述的組合齒輪的一端相互連接；所述的電熱石棉瓦設(shè)在所述保溫外層兩側(cè)的內(nèi)壁上；所述的組合齒輪的另一端通過連接支架與所述的磁鐵固定連接，所述鐵芯設(shè)在所述保溫外層的內(nèi)腔中心且通過線圈支架固定在所述保溫外層的底部；所述線圈和所述電熱石棉瓦通過線圈接頭連接形成回路；通過所述組合齒輪帶動所述磁鐵相對運動使所述線圈切割磁感線而產(chǎn)生電流。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，易于制作，成本低廉；利用人體化學能轉(zhuǎn)化為機械能進而轉(zhuǎn)化為電能從而最終轉(zhuǎn)化為熱能產(chǎn)熱，安全，節(jié)能。
文檔編號A61F7/08GK202537755SQ20122013754
公開日2012年11月21日 申請日期2012年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月1日
發(fā)明者丁偉, 張小薇 申請人:杭州師范大學