[發明專利]利用可再生能源進行微細尺度換熱的野外便攜式電源

在審

• 申請號: 201611201733.7
• 申請日: 2016-12-21
• 公開（公告）號: CN108233510A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 胡學功;唐瑾晨
• 申請（專利權）人: 中國科學院工程熱物理研究所
• 主分類號: H02J7/32
• 分類號: H02J7/32;H02N11/00;F28D15/04;F28D20/02
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 任巖

本發明公開了一種利用可再生能源進行微細尺度換熱的野外便攜式電源，涉及移動電源技術領域。本發明提出的基于溫差發電原理、利用可再生能源進行微細尺度換熱的野外便攜式電源，包括：冷源模塊、熱源模塊以及溫差發電模塊和穩壓輸出模塊，其中，在冷源模塊中采用彎曲狀的陣列微槽換熱器作為該電源的冷源端直接和自然冷源進行接觸，結合熱源端的均溫板，能夠迅速在溫差發電模塊上完成冷熱交換，從而高效地產生穩定的持續電能。

技術領域

本發明涉及移動電源技術領域，尤其涉及一種利用可再生能源進行微細尺度換熱的野外便攜式電源。

背景技術

隨著經濟社會信息科技的飛速發展，各種電子產品越來越豐富，人們對其依賴程度也越來越高。作為電子產品電源的電池，一旦耗盡電量，就必須更換電池或利用充電器接在家用電源插座上進行充電。對于便攜式電子產品，尤其是一些經常使用的隨身電子產品，對充電的要求非常高，所以，這就需要移動便攜式電源。然而，在一些特殊情況下，例如在野外活動、部隊行軍生存作戰或海上島嶼作業等長時間在戶外的活動，即使是移動便攜是電源，亦會發生電量不足甚至耗盡的情況，而攜帶大量備用電池甚至備用移動電源會直接增加隨身攜帶物品的重量，另一方面，野外環境惡劣，電子設備使用頻繁，仍然會很輕易的耗盡電量，從而造成通訊中斷，極大地影響戶外工作。

為了免受使用家用電源插座充電的限制、長期穩定地獲得電能，目前主要是將太陽能電池應用在電子產品或其他便攜式電源上，以接收太陽光進行充電，但在夜間或陰雨天時則無法使用；還有一種使用半導體發電應用在熱電系統上，但其冷端使用風機，在電源不足的情況下，驅動風機不僅需要電，而且風機的增加會占用額外的空間，尤其是出行過程中，給便攜式電子裝置的使用也帶來了不便。

在野外，可再生能源分布廣泛，在野外環境下輕松易得，例如作為可再生能源的生物質燃料(例如沼氣、木柴、枯草等)以及自然冷源(例如溪水、湖水、土壤、空氣等)。若以溫差發電原理為基礎，以燃燒生物質燃料作為熱源，以風能或自然水源等作為自然冷源設計一個野外便攜式溫差發電裝置，既可以不受電源插座充電的限制，又不需要使用外加泵且滿足隨時隨地持續的進行充電的情況。這需要找到一種合適的材料和及其相應的結構作為野外便攜式溫差發電電源的冷源端，以便于和自然冷源，直接接觸，并能高效、穩定的產生電能。

發明內容

(一)要解決的技術問題

現有的移動電源不能滿足既不受電源插座充電的限制，又不需要使用外加泵且能夠保證電子產品在野外持續的進行充電的情況。而利用溫差發電，即便是可以利用生物質燃料作為熱源，但缺乏相應的裝置冷源端，以直接接觸自然冷源。為了克服這種情況的不足，本發明提出一種利用可再生能源進行微細尺度換熱的野外便攜式電源，可直接利用自然冷源進行溫差發電。

(二)技術方案

為實現上述目的，本發明提出了一種野外便攜式電源，包括：自上而下依次是熱源模塊、溫差發電模塊、穩壓輸出模塊，熱源模塊用于接收外部熱量，溫差發電模塊用于接收熱源模塊的熱量以形成溫差產生電能，穩壓輸出模塊用于接收溫差發電模塊的電能并將電能輸出和存儲，其中，還包括冷源模塊位于溫差發電模塊和穩壓輸出模塊之間，冷源模塊包括多塊陣列微槽換熱器，用于與自然冷源直接接觸，以進行微細尺度換熱以在溫差發電模塊上配合熱源模塊產生溫差。

陣列微槽換熱器是一體式的薄板結構，包括內段和外段兩部分，內段位于電源內部，用于與溫差發電模塊相接觸；外段位于電源外部，用于與自然冷源直接接觸。陣列微槽換熱器是一弧形彎曲結構。

陣列微槽換熱器是矩形薄板，長度和寬度分別是50mm至400mm，厚度是1mm至5mm。

陣列微槽換熱器內部具有多條相互平行的封閉毛細微槽道。

毛細微槽道的寬度和深度是0.02mm至3mm，相鄰毛細微槽道之間的距離是0.02mm至3mm。