一種熱電效應(yīng)手電筒的制作方法
【專利摘要】一種利用人體熱能提供電能的環(huán)保手電筒。在手電筒的構(gòu)造中，LED燈、金屬導(dǎo)體、蓄電池和珀爾帖瓷片順序連接。當使用者的手掌握住珀爾帖瓷片外側(cè)使其受熱時，中空金屬管里的空氣可以冷卻珀爾帖瓷片內(nèi)側(cè)，內(nèi)側(cè)和外側(cè)的溫差使得珀爾帖瓷片中的電子隨著溫度梯度由高溫區(qū)往低溫區(qū)移動，產(chǎn)生電流，電流首先儲存在蓄電池中，并經(jīng)由金屬導(dǎo)體向LED燈供應(yīng)電能；蓄電池作為內(nèi)置電池，避免了經(jīng)常性更換。從而達到隨時隨地提供應(yīng)急光源和減少污染的目的。
【專利說明】一種熱電效應(yīng)手電筒
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種利用人體熱能工作的環(huán)保手電筒。
[0002]【背景技術(shù)】
手電筒作為一種應(yīng)急光源在生活和生產(chǎn)實踐中具有較高的實用性。即使是簡單設(shè)計的手電筒，也直到19世紀末期才被發(fā)明。發(fā)明初期的手電筒因為電能不足，只能提供短暫的照明。隨著堿性電池的發(fā)明，手電筒有了比較穩(wěn)定的電源供應(yīng)。經(jīng)歷了鎢絲燈泡、氪氣燈泡、LED燈泡的變化，手電筒的亮度不斷提升，發(fā)光穩(wěn)定也性得到了改善，使其工業(yè)實用性得不斷提聞。
[0003]直到21世紀，堿性電池仍然是手電筒的主要能源供應(yīng)。它不僅能源消耗較高，而且廢棄的堿性電池處理不當容易引發(fā)水體污染、土壤污染等環(huán)境問題。同時，手電筒依賴于電池提供電能時，如果電池儲備的電能耗盡，手電筒就不能發(fā)揮應(yīng)急光源的作用，使得手電筒在應(yīng)急情況下的使用價值很大程度上被削弱。
[0004]物理學(xué)中的熱電效應(yīng)正好為解決手電筒的應(yīng)急性問題提供了思路。熱電效應(yīng)是指，受熱物體中的電子隨著溫度梯度由高溫區(qū)往低溫區(qū)移動時，會產(chǎn)生電流或電荷堆積的一種現(xiàn)象。這種發(fā)電方法是將熱能直接轉(zhuǎn)變成電能，其轉(zhuǎn)變效率受熱力學(xué)第二定律即柯諾特效率的限制。
[0005]1820年代初期，塞貝克通過實驗方法研究了電流與熱的關(guān)系。1821年，塞貝克將兩種不同的金屬導(dǎo)線連接在一起，構(gòu)成一個電流回路。他將兩條導(dǎo)線首尾相連形成一個結(jié)點，發(fā)現(xiàn)如果把其中的一個結(jié)加熱到很高的溫度而另一個結(jié)保持低溫的話，電路周圍存在磁場。熱量施加于兩種金屬構(gòu)成的一個結(jié)時會有電流產(chǎn)生，這只能用熱磁電流或熱磁現(xiàn)象來解釋他的發(fā)現(xiàn)。在接下來的兩年里時間(1822?1823)，塞貝克將他的持續(xù)觀察報告給普魯士科學(xué)學(xué)會，把這一發(fā)現(xiàn)描述為“溫差導(dǎo)致的金屬磁化”。
[0006]綜合上述背景，目前的手電筒都需要外置電池提供電能或者對內(nèi)置電池進行充電。一方面，在某些突發(fā)或緊急情況下，使用者可能沒有外置電池或者不能對手電筒進行充電，此時手電筒將無法發(fā)揮其應(yīng)急照明的作用。另一方面，外置電池包含大量重金屬和其他有毒物質(zhì)，隨意丟棄對水體和土壤將造成嚴重污染。因此，研發(fā)一種利用清潔能源、可以隨時隨地提供電能的手電筒具有很強的應(yīng)用意義。而根據(jù)熱電效應(yīng)，通過人體自身的熱能，恰好可以解決手電筒電能的隨時供應(yīng)和環(huán)保問題。
[0007]
【發(fā)明內(nèi)容】

為了實現(xiàn)手電筒電能的隨時隨地供應(yīng)，同時克服外置電池的污染問題，本發(fā)明提供了一種將人體熱能轉(zhuǎn)化為電能進行照明的手電筒。
[0008]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:中空的金屬管包裹著珀爾帖瓷片，珀爾帖瓷片與蓄電池連接，蓄電池經(jīng)由金屬導(dǎo)體連接LED燈；當使用者的手掌握住珀爾帖瓷片外側(cè)使其受熱時，中空金屬管里的空氣可以冷卻珀爾帖瓷片內(nèi)側(cè)，內(nèi)側(cè)和外側(cè)的溫差使得珀爾帖瓷片中的電子隨著溫度梯度由高溫區(qū)往低溫區(qū)移動，產(chǎn)生電流，電流首先儲存在蓄電池中，并經(jīng)由金屬導(dǎo)體向LED燈供應(yīng)電能；蓄電池作為內(nèi)置電池，避免了經(jīng)常性更換，降低了水體污染和土壤污染的可能性。從而達到隨時隨地提供應(yīng)急光源和減少污染的目的。
[0009]與之前和現(xiàn)存的手電筒相比，該手電筒發(fā)電法的優(yōu)點是不需要用外部能源對手電筒進行充電，也不需要更換外置電池，故可以隨時隨地、長久使用。但熱電效應(yīng)不但與溫度有關(guān)，且與所用導(dǎo)體的性質(zhì)有關(guān)，為了達到高效率需要溫度很高的熱源，如果利用數(shù)層熱電物質(zhì)之層疊也可以達到高效率的效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0010]附圖為手電筒的剖面圖。
[0011]圖中(I) LED燈，(2)金屬導(dǎo)體，(3)蓄電池，(4)中空的金屬管，(5)拍爾帖瓷片外側(cè)，(6)珀爾帖瓷片內(nèi)側(cè)。
【具體實施方式】
[0012]本發(fā)明主要是由以下部分構(gòu)成的:中空的金屬管(4)、珀爾帖瓷片、LED燈(I)、金屬導(dǎo)體(2)和蓄電池(3)。其中，手電筒的頂端裝有LED燈(I);中空的金屬管(4)外圍包裹著珀爾帖瓷片，珀爾帖瓷片分為外側(cè)(5)和內(nèi)側(cè)(6);珀爾帖瓷片與蓄電池連接；蓄電池(3)經(jīng)由金屬導(dǎo)體(2 )與手電筒頂端的LED燈(I)連接。
[0013]本發(fā)明是這樣工作的:使用者的手掌握住手電筒的珀爾帖瓷片外側(cè)(5)，使得珀爾帖瓷片外側(cè)受熱。同時，中空金屬管(4)里的空氣可以冷卻珀爾帖瓷片內(nèi)側(cè)(6)。當珀爾帖瓷片內(nèi)外側(cè)存在溫差，在熱電效應(yīng)的作用下，珀爾帖瓷片將產(chǎn)生大約60毫瓦的電能。電能首先儲存在蓄電池(3 )中，再經(jīng)由金屬導(dǎo)體(2 )流向手電筒頂端的LED燈(I)。使LED燈(I)發(fā)光消耗的電能大約只需0.5毫瓦，因此熱電效應(yīng)產(chǎn)生的電能足以使得LED燈長時間、不間斷地發(fā)光。
[0014]當環(huán)境中的溫度越低，中空的金屬管(4)里的空氣溫度也越低，而手電筒使用者手掌的溫度一般是恒定的，所以珀爾帖瓷片的內(nèi)側(cè)(6)和外側(cè)(5)將產(chǎn)生較大的溫度差，使得電能供應(yīng)更加充足。
【權(quán)利要求】
1.一種手電筒，LED燈、金屬導(dǎo)體、蓄電池和拍爾帖瓷片順序連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種手電筒，其特征是:珀爾帖瓷片包裹在中空的金屬管外圍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種手電筒，其特征是:珀爾帖瓷片區(qū)分內(nèi)側(cè)和外側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種手電筒，其特征是:LED燈、金屬導(dǎo)體、蓄電池處于封閉金屬管中。
【文檔編號】H02N11/00GK103742800SQ201410011226
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2014年1月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月10日
【發(fā)明者】傅德福 申請人:傅德福