温差发电水杯.pdf

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1、(10)授权公告号 CN 202005376 U (45)授权公告日 2011.10.12 CN 202005376 U *CN202005376U* (21)申请号 201120051105.1 (22)申请日 2011.03.01 A45F 3/16(2006.01) H02N 11/00(2006.01) H02J 7/32(2006.01) (73)专利权人 德州学院 地址 253023 山东省德州市德城区大学西路 566 号 (72)发明人 赵杰 徐建 (54) 实用新型名称 温差发电水杯 (57) 摘要 本实用新型公开了一种温差发电水杯。它将 水杯的内胆外侧与温差发电材料的一面热接。

2、触， 温差发电材料的另一面与散热外壳热接触， 温差 发电材料因两面的温差而发电。温差发电材料的 输出端通过二极管和开关与可充电电池以及输出 插口等电路相并联， 从输出插口通过通用 USB 数 据线， 为手机、 MP4 等随身携带小电器供电。解决 了公知的水杯在使用过程中， 水的热能没被利用 的缺陷。 它可使水杯内热水的热能转化成电能， 绿 色发电， 也解决了旅行时随身携带的手机等小电 器无法及时充电的难题。本实用新型用于在各种 水杯的基础上， 生产饮水和温差发电两用的水杯。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 权利要求书 1 页 说明书 3 页 。

3、附图 2 页 CN 202005377 U1/1 页 2 1. 一种温差发电水杯， 包含内胆， 其特征是温差发电材料的内表面与内胆热接触， 温差 发电材料的外表面与散热外壳热接触， 温差发电材料与二极管串联后与输出插口并联。 2. 按权利要求 1 所述的温差发电水杯， 其特征是输出插口与可充电电池和开关串联的 电路并联。 3. 按权利要求 1 所述的温差发电水杯， 其特征是输出插口与电压显示电路并联。 4. 按权利要求 1 所述的温差发电水杯， 其特征是内胆与散热外壳之间的空隙位置带有 保温材料。 5. 按权利要求 1 所述的温差发电水杯， 其特征是内胆外侧安装有温度表。 权 利 要 求 书 。

4、CN 202005376 U CN 202005377 U1/3 页 3 温差发电水杯 技术领域 0001 本实用新型涉及一种水杯， 尤其指一种温差发电水杯。 背景技术 0002 整个社会节能环保、 绿色低碳已经成为当今世界人类共同追求的目标。水杯社会 拥有量极多， 几乎每个人不止一个， 人们喝水或喝茶水时， 刚到入水杯的水是很热的， 一般 在 90 摄氏度以上， 等水杯内的水降低到 40 摄氏度以下才能喝。这样， 热水的热能就白白损 失了， 一个人每天喝水的次数很多， 尤其是喜好饮茶的人， 这种热能的损失如果人类常年每 个人的累加就很可观了。热水杯在倒入热水的一段时间内， 内外有较大的温差，。

5、 可用来发 电， 温差发电虽然是公知技术， 但还没有人提出在水杯上进行温差发电及其应用的技术方 案。 发明内容 0003 本实用新型的目的是提供一种可利用热水进行温差发电的水杯， 利用它发出的电 能给随身携带的手机、 MP3、 MP4 等视听设备进行充电或供电。 0004 为了实现上述目的， 本实用新型包含用于盛热水的内胆， 温差发电材料的内表面 与内胆热接触， 温差发电材料的外表面与散热外壳接触， 温差发电材料与二极管串联后与 输出插口并联。为了储存每次倒入水杯内热水温差发电的电能， 输出插口还与可充电电池 和开关串联构成的电路并联。 0005 为了让用户及时了解水杯的温差发电现状， 输出插。

6、口与电压显示电路并联。为了 充分利用水杯内热水的热能来温差发电， 减少热能的损失， 内胆与散热外壳之间的空隙位 置带有保温材料。为了观察内胆内水的温度， 内胆外侧安装有温度表。 0006 由于本实用新型在水杯的内胆外侧安装了温差发电材料和相应部件， 温差发电材 料与二极管串联后与输出插口以及可充电电池并联， 这就使得倒入水杯内胆中热水的热能 大部分转化成电能并存储到可充电电池内， 并且这种发电模式是每天经常性的， 积累存储 的的温差发电电能可供给各种随身带的手机、 小视听设备等使用。本实用新型使人们日常 用的水杯成为一种既能喝水喝茶、 又能绿色发电的装置， 提高了水杯的使用价值， 还解决了 人。

7、们旅行时不能及时为随身携带的小电器充电的烦恼。 0007 图 1 是本实用新型的俯视图 ； 0008 图 2 是本实用新型的侧视示意图 ； 0009 图 3 是本实用新型的电路图 ； 具体实施方式 0010 在图 1 中描绘的是一种温差发电水杯的俯视图， 其俯视面外侧为正六角形。水杯 的把手 7( 也可去掉它 ) 固定在散热外壳 3 上， 盛热水的内胆 2 上方还安装一个便于喝水的 圆形的杯口 8( 也可去掉它 )， 内胆 2 与杯口 8 之间的安装方式为不漏水的结构。内胆 2 的 说 明 书 CN 202005376 U CN 202005377 U2/3 页 4 外表面良好热接触式安装温差。

8、发电材料1， 温差发电材料1的另一表面与散热外壳3的内表 面热接触， 为了改善热交换， 温差发电材料 1 与内胆 2 和散热外壳 3 之间的接触面涂有导热 硅脂。为了尽量减少热量的损失， 还在内胆 2 和散热外壳 3 之间的空隙位置装有保温材料 6。至于温差发电水杯的杯盖， 可用公知的各种水杯盖就行， 但最好带一层保温材料。 0011 在图 2 中描绘的则是该种温差发电水杯的带有透视关系的侧视图。在内胆的每个 面 ( 共 6 个面 ) 都安装 2-3 个温差发电材料 1， 这样总共有 12-18 个。水杯的底座 11 与散 热外壳 3 之间用螺丝紧固在一起。在内胆 2 底部和底座 11 之间的。

9、空隙处安装有可充电电 池 9 和隔热材料， 以使内胆 2 底部的热量不会大量通过其底部散失和传导到可充电电池 9 上。输出插口 10 安装在底座 11 上。 0012 在图 3 中， 多个温差发电材料 1( 即图中那些黑小扁方块 ) 相互正串联 ( 即两个温 差发电材料的不同极性相互连接 ) 后构成输出电压高的温差发电材料 1。本人通过实验证 明， 一个长宽各为 4 厘米的普通的小半导体制冷片， 温差 50 度时的温差发电电压高达 0.5V 以上 ( 且内阻仅 1 欧姆左右 )， 用 10 多片总输出电压就够了 (5V 以上给手机、 MP4 等充电正 好 )。温差发电材料 1 的总输出端与二极。

10、管 D 串联后并联在输出输出插口 10 上， 可通过外 接的连线与手机等小电器连接为其充电或供电， 该连线最好用一头大一头小的电脑通用的 那种 USB 连接线， 以方便用户使用， 输出插口 10 当然也要与之吻合。 0013 可充电电池 9 与开关 K 串联后与输出插口 10 再并联。发光二极管 D1、 电阻 R、 发光 二极管 D2串联后构成电压显示电路， 该电路也与输出插口 10 并联， 用于显示输出电压的高 低。当可充电电池 9 的或温差发电材料 1 总的输出电压高于设定值时， 发光二极管 D1、 D2导 通而发光 ； 当电压低于设定值时， 发光二极管D1、 D2不导通不发光， 表示电不。

11、足。 由于发光二 极管的发光电流只需要几个毫安， 故耗电极小(不用时还可断开开关K， 就完全不耗电了)， 不影响发电或供电效率。可充电电池 9 的电压显示电路也可用高内阻、 微耗电的机械或电 子电压表代替。该电路的目的是让用户观察温差发电电压高低， 以便进行相应操作。开关 K、 发光二极管 D1等部件可安装在散热外壳 3 或底座 11 上。 0014 二极管 D 可以防止温差发电电压过低的情况下， 可充电电池 9 对温差发电材料 1 的反向放电现象的发生。二极管 D 要用锗材料的二极管， 这样可以使它在充电时分得的电 压最小 (0.2V 左右 )， 有利于提高温差发电的利用率。 0015 温度。

12、传感器 4 贴装在内胆 2 外表面， 并与数字温度表 5 相并联， 由于超小型液晶显 示数字温度表 5( 市面上很多的 ) 用电量极微小， 用钮扣电池供电即可。数字温度表 5 用于 观察内胆 2 里的水温， 以方便用户操作。温度表还可用普通的非电子类的温度表。开关 K、 发光二极管 D1、 温度表等部件可安装在散热外壳 3 或底座 11 上 0016 本实用新型的总体工作过程如下 ： 当倒入内胆 2 中热水后， 盖上水杯盖， 导致温差 发电材料 1 的内表面温度升高， 而温差发电材料 1 外表面与散热外壳 3 良好热接触而散热， 使外表面温度降低， 这样就在温差发电材料 1 的内外表面产生了较。

13、高的温差而发电， 发出 的电能送到输出插口 10， 如果用户在输出插口 10 插上 USB 连接线， USB 连接线的另一头可 给手机、 MP4 等小电器供电或充电 ； 如果把开关 K 接通， 即便不用电， 也可给其内的可充电电 池 9 充电， 而且每倒入一次热水， 就可给可充电电池 9 充电半小时左右， 这样在该电池内积 累起来的温差发电电能长期保存， 就可随时 ( 也包含水杯内无热水时 ) 给手机、 MP4 等小电 器充电或供电了。电压显示电路中的发光二极管 D1或 D2可显示供电电压的高低， 在不进行 说 明 书 CN 202005376 U CN 202005377 U3/3 页 5 。

14、温差发电及不用电时可把开关 K 断开， 避免了电压显示电路的空耗电。数字温度表可显示 水杯内水的温度。 这样， 就使得人们日常每次倒入水杯的热水的热量大部分用于温差发电， 绿色环保， 而且也解决了人们随身携带小电器外出旅行时无法及时充电的难题。 0017 本实施例的各元器件参考值 ： 可充电电池 9 采用额定电压 5V 的锂电池或 4 节 7 号可充电电池再相互正串联使用。内胆 2 要用不锈钢的。温差发电材料 1 可用市面上普通 的长宽都为 3-4 厘米的半导体制冷片， 如用专用温差发电片也行， 但其总输出电压要与可 充电电池 9 匹配。各处的保温材料用聚氨酯发泡塑料或其他保温性好的材料。散热。

15、外壳 3 用具有良好散热性的不锈钢或其他导热性好的材料制作。底座 11 可用电木或塑料件注塑 成型构成。其余结构件仿照公知的水杯材料即可。输出插口 10 用电脑上通用的 USB 插座 只接电源的那两根线其余空着就行， 这样就可用普通 USB 数据线给手机和 MP3、 MP4 等小电 器供电了。限流电阻 R 用阻值 200-360 欧姆的小碳膜电阻。发光二极管 D1、 D2都用导通发 光电压 1.7-2V 的。二极管 D 用耐压 6V 以上、 额定电流 0.5A 以上锗材料的二极管， 开关 K 用小型开关， 其额定电流要大于 0.5A。 0018 本实用新型的第2个实施例与前者的区别在于去掉了可充电电池9和开关K， 电路 简化， 但每次倒入的热水温差发电能就不能存储了， 只能即时为其他小电器充电。 0019 本实用新型不限于上述实施例 ： 可将内胆 2、 散热外壳 3 或其他结构件制成其他形 状 ； 内胆 2 与散热外壳 3 之间的保温材料 6 可去掉， 直接用其间的空气保温。 说 明 书 CN 202005376 U CN 202005377 U1/2 页 6 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 202005376 U CN 202005377 U2/2 页 7 图 3 说 明 书 附 图 CN 202005376 U 。