專(zhuān)利名稱(chēng)：發(fā)電裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用熱電轉(zhuǎn)換元件的發(fā)電裝置。
本發(fā)明是為了解決上述問(wèn)題而提出的，有如下目的(1)在沒(méi)有商用電源的地方確保用電。
(2)使發(fā)電裝置便于攜帶。
作為發(fā)電裝置的第二個(gè)方案，本發(fā)明的發(fā)電裝置采用了如下結(jié)構(gòu)在高溫?zé)嵩床颗c低溫?zé)嵩床恐g設(shè)置熱電轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，具有將熱電轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的電向外部輸出的外部輸出機(jī)構(gòu)，高溫?zé)嵩床烤哂羞M(jìn)行催化燃燒的催化燃燒器。
作為發(fā)電裝置的第三個(gè)方案，本發(fā)明的發(fā)電裝置采用了如下結(jié)構(gòu)在上述第一個(gè)或第二個(gè)方案中包括了使低溫?zé)嵩床勘３衷谂c水接觸的狀態(tài)的浮體。
作為發(fā)電裝置的第四個(gè)方案，本發(fā)明的發(fā)電裝置采用了如下結(jié)構(gòu)在上述第一至第三的任一個(gè)方案中，包括了將熱電轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的電轉(zhuǎn)換成指定的電壓后向外部輸出機(jī)構(gòu)輸出的電壓轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)。
作為發(fā)電裝置的第五個(gè)方案，本發(fā)明的發(fā)電裝置采用了如下結(jié)構(gòu)由具有對(duì)太陽(yáng)光聚光的水透鏡的高溫?zé)嵩床?、通過(guò)接觸水來(lái)設(shè)定溫度的低溫?zé)嵩床?、設(shè)在高溫?zé)嵩床颗c低溫?zé)嵩床恐g的熱電元件、將熱電元件產(chǎn)生的電轉(zhuǎn)換成指定電壓的直流/直流轉(zhuǎn)換器、將轉(zhuǎn)換成指定電壓的電向外部輸出的輸出連接器、以及使低溫?zé)嵩床勘３衷谂c水接觸的狀態(tài)的浮體構(gòu)成。
作為發(fā)電方法的第一個(gè)方案，在利用熱電轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)將高溫?zé)嵩床颗c低溫?zé)嵩床恐g的溫度差轉(zhuǎn)換成電的發(fā)電方法中，本發(fā)明采用了通過(guò)對(duì)太陽(yáng)光的聚光來(lái)設(shè)定高溫部的溫度的方式。
作為發(fā)電方法的第二個(gè)方案，在利用熱電轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)將高溫?zé)嵩床颗c低溫?zé)嵩床恐g的溫度差轉(zhuǎn)換成電的發(fā)電方法中，本發(fā)明采用了通過(guò)催化燃燒來(lái)設(shè)定高溫部的溫度的方式。
作為發(fā)電方法的第三個(gè)方案，本發(fā)明采用了在上述第一個(gè)或第二個(gè)方案中，通過(guò)接觸外部的物體來(lái)設(shè)定低溫部的溫度的方式。
作為發(fā)電方法的第四個(gè)方案，本發(fā)明采用了在上述第三個(gè)方案中，外部的物體是水、雪、冰、地面、以及人體中的一種的方式。
作為發(fā)電方法的第五個(gè)方案，本發(fā)明采用了在上述第一至第四個(gè)方案中，通過(guò)將產(chǎn)生的電轉(zhuǎn)換成指定的電壓來(lái)對(duì)電子設(shè)備充電的方式。
作為發(fā)電方法的第六個(gè)方案，本發(fā)明采用了如下方式通過(guò)對(duì)太陽(yáng)光的聚光來(lái)設(shè)定高溫部的溫度，通過(guò)接觸水來(lái)設(shè)定低溫部的溫度，利用設(shè)在高溫部與低溫部之間的熱電元件發(fā)電，將此發(fā)電產(chǎn)生的電轉(zhuǎn)換成指定的電壓后向外部輸出，以及通過(guò)浮起低溫部來(lái)使低溫部穩(wěn)定地與水接觸進(jìn)而設(shè)定低溫部的溫度。
下面參照附圖
來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的發(fā)電裝置及方法的實(shí)施方案。
熱電元件1由多個(gè)p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體相互級(jí)聯(lián)連接而成，呈底面和頂面的大小為3cm×3cm、高度為0.5cm的長(zhǎng)方體形狀。在該熱電元件1的頂面設(shè)有熱傳導(dǎo)板2，底面設(shè)有熱傳導(dǎo)板3。在熱傳導(dǎo)板2和熱傳導(dǎo)板3之間的溫度差為200攝氏度左右時(shí)，上述形狀的熱電元件能夠獲得電壓為4V～5V、功率為3W的電。
浮圈4使作為低溫?zé)嵩床緽的熱傳導(dǎo)板3保持在與水接觸的狀態(tài)。該浮圈4設(shè)在熱傳導(dǎo)板3上，使熱傳導(dǎo)板3與水接觸，同時(shí)使熱傳導(dǎo)板上面的熱電元件1、熱傳導(dǎo)板2、直流/直流轉(zhuǎn)換器7、以及輸出連接器8保持在水面上。在不使用本發(fā)電裝置時(shí)，抽出該浮圈4里面的空氣可以使本裝置變得更小，便于攜帶。
在上述熱傳導(dǎo)板2的上面設(shè)置了由支持部件4支持的水透鏡6。該水透鏡6是內(nèi)部充滿(mǎn)了水的透鏡，將入射的太陽(yáng)光x聚光后向高溫部的熱傳導(dǎo)板2照射。該水透鏡6的上部可以開(kāi)合。即，從外部向水透鏡的上部注水，水注滿(mǎn)后水透鏡6就能起到光學(xué)透鏡的作用。
直流/直流轉(zhuǎn)換器7將熱電元件1產(chǎn)生的電轉(zhuǎn)換成指定的電壓后向輸出連接器8輸出，其輸入端直接與上述熱電元件1內(nèi)部的電極連接。輸出連接器8將直流/直流轉(zhuǎn)換器7的輸出向外部(例如手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)等)輸出。另外，固定繩9的作用是不讓本發(fā)電裝置被水沖走，例如可將其一端固定在浮圈4上而另一端固定在地上。
下面說(shuō)明此結(jié)構(gòu)發(fā)電裝置的工作原理。
高溫?zé)嵩床緼通過(guò)照射被水透鏡6聚光的太陽(yáng)光來(lái)設(shè)定溫度。即，太陽(yáng)光6被水透鏡6折射聚光，照射在熱傳導(dǎo)板2上，使熱傳導(dǎo)板2的溫度上升至200攝氏度左右。另外，低溫?zé)嵩床緽與河流或海的水接觸，通過(guò)熱交換來(lái)設(shè)定溫度。即，上述河流或海的水通過(guò)與熱傳導(dǎo)板3的接觸奪走熱傳導(dǎo)板3的熱量，使低溫?zé)嵩床康臏囟仍O(shè)定在20攝氏度左右。
即，高溫?zé)嵩床緼與低溫?zé)嵩床緽之間約產(chǎn)生200攝氏度左右的溫度差。熱電元件1將此溫度差轉(zhuǎn)換成電能向直流/直流轉(zhuǎn)換器7輸出。如上所述，本發(fā)電裝置的熱電元件1從200攝氏度左右的溫度差中可獲得電壓為4V～5V、功率為3W的電。此電通過(guò)直流/直流轉(zhuǎn)換器7轉(zhuǎn)換成指定的電壓(例如4V)后通過(guò)連接器8向外部(例如手機(jī))輸出。
此第一實(shí)施方案的發(fā)電裝置，利用太陽(yáng)光x設(shè)定高溫?zé)嵩床緼的溫度，同時(shí)利用河流或海等的水設(shè)定低溫?zé)嵩床緽的溫度。即，即使在沒(méi)有商用電源的地方也可以利用輕易可得的太陽(yáng)光和水來(lái)發(fā)電，所以在周?chē)鷽](méi)有商用電源的地方可以確保用電，而且可以用簡(jiǎn)易的裝置發(fā)電，所以攜帶方便。第二實(shí)施方案接著，參照?qǐng)D2說(shuō)明第二實(shí)施方案的發(fā)電裝置。本發(fā)電裝置的熱傳導(dǎo)板3具有多個(gè)頭部尖尖的固定部3a，用該固定部3a插進(jìn)地面使熱傳導(dǎo)板穩(wěn)定地與地面接觸，同時(shí)增大與地面的接觸面積促進(jìn)熱交換。即，通過(guò)與地面的接觸，具有固定部3a的熱傳導(dǎo)板3的溫度被設(shè)在20攝氏度左右。另外，本發(fā)電裝置可以不在地面上使用，而在雪或冰上使用。在雪或冰上使用，熱傳導(dǎo)板3的溫度會(huì)更低，發(fā)電效果會(huì)更好。第三實(shí)施方案除上述兩個(gè)實(shí)施方案外，作為第三實(shí)施方案，還可以考慮圖3所示的利用催化燃燒的本發(fā)電裝置。在此圖中，高溫?zé)嵩床緼由熱傳導(dǎo)板2、隔熱盒10、以及燃料入口11構(gòu)成。本發(fā)電裝置的熱傳導(dǎo)板3覆蓋在熱電元件1的頂面，熱傳導(dǎo)板2覆蓋在熱電元件的底面。隔熱盒10大致呈一盒狀，熱電元件埋在隔熱盒的一個(gè)面里。即，熱電元件1埋在隔熱盒10里面，熱傳導(dǎo)板2面向隔熱盒的10的內(nèi)部，熱傳導(dǎo)板3露在外面。上述隔熱盒10的一部分上設(shè)有可以開(kāi)合的燃料入口11，內(nèi)部充填白金催化劑Y。
若從上述燃料入口注入例如酒精或汽油，就會(huì)通過(guò)充填在高溫?zé)嵩床績(jī)?nèi)部的白金催化劑的作用發(fā)生催化燃燒。此燃燒產(chǎn)生的熱使熱傳導(dǎo)板2的溫度上升。低溫測(cè)的熱傳導(dǎo)板例如通過(guò)與人體接觸來(lái)設(shè)定溫度。熱電元件1將此熱傳導(dǎo)板2和熱傳導(dǎo)板3的溫度差轉(zhuǎn)換成電。即，使用這種結(jié)構(gòu)的本發(fā)電裝置即使在沒(méi)有陽(yáng)光時(shí)也能發(fā)電。另外，燃燒產(chǎn)生的熱通過(guò)隔熱盒10的隔熱不會(huì)流向外部，所以沒(méi)有燙傷等危險(xiǎn)性。
另外，本發(fā)明不限于上述的實(shí)施方案，還可以考慮如下的其它方案。
(1)在上述第三實(shí)施方案的高溫?zé)嵩床緼與第二或第三實(shí)施方案的高溫?zé)嵩床緼上設(shè)置形狀相同的裝配部，并使該裝配部能夠與熱電元件分離，使第三實(shí)施方案的高溫?zé)嵩床緼能夠與第二或第三實(shí)施方案的高溫?zé)嵩床緼相互替換。即，因高溫?zé)嵩床緼能夠相互替換，所以在有陽(yáng)光時(shí)使用水透鏡6、在沒(méi)有陽(yáng)光時(shí)使用白金催化劑，在任何天氣時(shí)都能夠確保用電。
(2)在上述實(shí)施方案中水透鏡6是相對(duì)于地面而固定的。但是也可以使水透鏡能夠根據(jù)太陽(yáng)的高度來(lái)調(diào)整角度。即，根據(jù)太陽(yáng)的高度來(lái)調(diào)整角度，能夠使太陽(yáng)光總是垂直于受光面，使發(fā)電效率提高。
(3)在上述實(shí)施方案中，利用了水透鏡對(duì)太陽(yáng)光聚光。但是也可以利用塑料透鏡對(duì)太陽(yáng)光聚光。
(4)在上述的實(shí)施方案中，利用了白金催化劑Y和燃料。但是只要是能夠保持熱的發(fā)生即可。發(fā)明效果如上所述，本發(fā)明的發(fā)電裝置在高溫?zé)嵩床颗c低溫?zé)嵩床恐g設(shè)置了熱電轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，具有將熱電轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的電向外部輸出的外部輸出機(jī)構(gòu)，高溫?zé)嵩床烤哂袑?duì)太陽(yáng)光聚光的聚光體。即，因?yàn)橥ㄟ^(guò)對(duì)太陽(yáng)光的聚光來(lái)設(shè)定高溫?zé)嵩床康臏囟?，所以能夠在沒(méi)有商用電源的地方確保用電，使發(fā)電裝置便于攜帶。
標(biāo)號(hào)說(shuō)明1.熱電元件(熱電轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu))2.熱傳導(dǎo)板3.熱傳導(dǎo)板4.浮圈(浮體)5.支持部件6.熱傳導(dǎo)板水透鏡(聚光體07.直流/直流轉(zhuǎn)換器(電壓轉(zhuǎn)換手段)8.輸出連接器(外部輸出機(jī)構(gòu))9.固定繩10.隔熱盒(催化燃燒器)11.燃料入口A.高溫?zé)嵩床緽.低溫?zé)嵩床縓.太陽(yáng)光Y.白金催化劑
權(quán)利要求
1.一種發(fā)電裝置，其特征在于，在高溫?zé)嵩床?A)與低溫?zé)嵩床?B)之間設(shè)置了熱電轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)(1)，具有將該熱電轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)(1)產(chǎn)生的電向外部輸出的外部輸出機(jī)構(gòu)(8)；高溫?zé)嵩床?A)具有對(duì)太陽(yáng)光(x)聚光的聚光體(6)。
2.一種發(fā)電裝置，其特征在于，在高溫?zé)嵩床?A)與低溫?zé)嵩床?B)之間設(shè)置了熱電轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)(1)，具有將該熱電轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)(1)產(chǎn)生的電向外部輸出的外部輸出機(jī)構(gòu)(8)；高溫?zé)嵩床?A)具有進(jìn)行催化燃燒的催化燃燒器(10)。
3.如權(quán)利要求1所述的發(fā)電裝置，其特征在于，還具有使低溫?zé)嵩床?B)保持在與水接觸的狀態(tài)的浮體(4)。
4.如權(quán)利要求1所述的發(fā)電裝置，其特征在于，具有將熱電轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)(1)產(chǎn)生的電轉(zhuǎn)換成指定的電壓向外部輸出機(jī)構(gòu)(8)輸出的電壓轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)(7)。
5.一種發(fā)電裝置，其特征在于，包括具有對(duì)太陽(yáng)光(X)聚光的水透鏡(6)的高溫?zé)嵩床?A)、通過(guò)接觸水來(lái)設(shè)定溫度的低溫?zé)嵩床?B)、設(shè)在高溫?zé)嵩床?A)與低溫?zé)嵩床?B)之間的熱電元件(1)、將熱電元件(1)產(chǎn)生的電轉(zhuǎn)換成指定電壓的直流/直流轉(zhuǎn)換器(7)、將轉(zhuǎn)換成指定電壓的電向外部輸出的輸出連接器(8)、以及使低溫?zé)嵩床?B)保持在與水接觸的狀態(tài)的浮體(4)。
6.一種用熱電轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)(1)將高溫部與低溫部之間的溫度差轉(zhuǎn)換成電的發(fā)電方法，其特征在于，用太陽(yáng)光的聚光設(shè)定高溫部的溫度。
7.一種用熱電轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)(1)將高溫部與低溫部之間的溫度差轉(zhuǎn)換成電的發(fā)電方法，其特征在于，用催化燃燒設(shè)定高溫部的溫度。
8.如權(quán)利要求6所述的發(fā)電方法，其特征在于，通過(guò)接觸外部物體來(lái)設(shè)定低溫部的溫度。
9.如權(quán)利要求8所述的發(fā)電方法，其特征在于，外部物體為水、雪、冰、地面或人體中的一種。
10.如權(quán)利要求8所述的發(fā)電方法，其特征在于，外部物體是水時(shí)，通過(guò)浮起低溫部使低溫部穩(wěn)定地與水接觸而設(shè)定溫度。
11.如權(quán)利要求6所述的發(fā)電方法，其特征在于，通過(guò)將產(chǎn)生的電轉(zhuǎn)換成指定的電壓來(lái)對(duì)電子設(shè)備充電。
12.一種發(fā)電方法，其特征在于，用太陽(yáng)光的聚光設(shè)定高溫部的溫度，通過(guò)接觸水來(lái)設(shè)定低溫部的溫度，用設(shè)置在高溫部與低溫部之間的熱電元件發(fā)電，將此發(fā)電產(chǎn)生的電轉(zhuǎn)換成指定的電壓后向外部輸出，通過(guò)浮起低溫部使低溫部穩(wěn)定地與水接觸而設(shè)定低溫部的溫度。
全文摘要
本發(fā)明意于在沒(méi)有商業(yè)用電源的地方確保用電，使發(fā)電裝置便于攜帶。本發(fā)明提供的發(fā)電裝置在高溫?zé)嵩床緼與低溫?zé)嵩床緽之間設(shè)置了熱電轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)1，具有將熱電轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)1產(chǎn)生的電向外部輸出的外部輸出機(jī)構(gòu)8，高溫?zé)嵩床緼具有對(duì)太陽(yáng)光聚光的聚光體6。
文檔編號(hào)H01L35/00GK1479386SQ0310420
公開(kāi)日2004年3月3日 申請(qǐng)日期2003年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月29日
發(fā)明者內(nèi)田久美子, 中井宏 申請(qǐng)人:石川島播磨重工業(yè)株式會(huì)社