一種基于渦流管的便攜式充電裝置的制造方法
【技術領域】
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[0001]本發明涉及一種充電裝置，特別是涉及一種在野外為手機等電子產品應急充電的一種裝置。
【背景技術】
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[0002]隨著社會經濟的發展，手機、PDA、數碼相機、MP4等便攜式電子產品在人們生活中的使用日益普遍。便攜式電子產品一般是由電池來提供電能的，受電池續航能力的限制，需要定期充電。當人們長時間野外作業或者戶外旅行時，經常會遇到無法及時為電子產品充電的問題，給生活帶來諸多不便。
[0003]專利申請號為201110087642.6的中國專利公開了一種太陽能充電器，將太陽能轉換成電能對電子設備供電。其缺點是，太陽能充電器受天氣影響大，在陰雨天和夜間無法正常工作。專利申請號為201110268385.6的中國專利公開了一種手搖式充電器，通過人工手搖的方式進行發電。該充電器包括微型發電機、微型電池組以及電極等部件，結構復雜，需要定期檢查維護。
[0004]為了克服現有技術的缺陷，本發明利用渦流管的能量分離原理，提出了一種可以在野外環境下對電子產品進行及時充電的新型便攜式充電裝置，僅利用便攜氣源作為動力，不依賴天氣，具有結構簡單、安全可靠、無需維護等優點。
【發明內容】
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[0005]本發明涉及一種基于渦流管的便攜式充電裝置，主要包括:便攜氣源，緩沖罐，渦流管，溫差發電模塊，穩壓模塊，蓄電模塊以及電源輸出接口，便攜氣源的出口通過軟管與緩沖罐進口相連，緩沖罐出口通過軟管與渦流管進氣口相連，渦流管的冷氣出口通過軟管與溫差發電模塊的冷氣進口相連，渦流管的熱氣出口通過軟管與溫差發電模塊的熱氣進口相連，溫差發電模塊、穩壓模塊、蓄電模塊以及電源輸出接口通過金屬導線依次相連。
[0006]所述的溫差發電模塊由溫差發電片、冷氣換熱器以及熱氣換熱器組成，冷氣換熱器由冷端板、冷氣分配室以及換熱片組成；冷氣分配室進口壁面上設有冷氣進口，冷氣換熱器內安裝有若干個換熱片，各個換熱片相互平行，且均垂直于冷氣分配室進口壁面；熱端換熱器由熱端板、熱氣分配室以及換熱片組成，熱氣分配室進口壁面上設有熱氣進口，熱氣分配室內各個換熱片相互平行，且均垂直于熱氣分配室進口壁面；冷氣換熱器位于熱氣換熱器的上方，溫差發電片位于冷氣換熱器的冷端板和熱氣換熱器的熱端板之間；溫差發電模塊除出口外的其余表面均包覆有保溫層。
[0007]所述的換熱片、冷端板、熱端板均采用導熱性能好的金屬材料。
[0008]所述的蓄電模塊安裝有切換開關，通過切換開關可使穩壓模塊越過蓄電模塊直接和電源輸出接口連通。
[0009]所述的渦流管熱端管靠近出口處安裝有熱流調節閥。
[0010]本發明在工作時，來自便攜氣源的氣體進入渦流管，高速氣流在渦流管內發生能量分離，一端產生熱氣流，另一端產生冷氣流，通過熱流調節閥可以調節冷熱氣流溫度，冷、熱氣流分別施加到溫差發電片兩側，從而產生電能，為手機等電子產品進行充電。
[0011]與現有技術相比，本發明具有如下有益效果:
[0012](I)僅依靠便攜氣源作為動力源，不受白天、黑夜光照條件，以及雨雪等惡劣天氣的影響，可以全天候工作；
[0013](2)裝置具有組成簡單，成本低、操作方便、無需維護，電壓調節方便等優點。
【附圖說明】
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[0014]圖1為本發明的組成示意圖；
[0015]圖2為渦流管工作原理示意圖；
[0016]圖3(a)和圖3(b)為渦流管實驗特性曲線圖；
[0017]圖4為溫差發電模塊出口結構示意圖；
[0018]圖5為冷氣換熱器結構示意圖；
[0019]圖6為熱氣換熱器結構示意圖。
【具體實施方式】
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[0020]下面結合附圖對本發明的實施例做詳細說明:本實施例在以發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式，本發明的保護范圍不限于下述的實施例。
[0021]如圖1所示，本發明主要包括便攜氣源1，緩沖罐2，渦流管3，溫差發電模塊4，穩壓模塊5，蓄電模塊6以及電源輸出接口 7組成。所述的便攜氣源I是可提供一定壓力的氣體供應裝置，如打氣筒、壓縮氣罐等，便攜氣源I提供的具有一定壓力的氣體通過軟管8進入緩沖罐2，緩沖罐2的作用是平衡氣體壓力和流量，減少由于打氣筒之類供氣裝置間歇性工作所導致的氣量波動。緩沖罐2的出口與渦流管3的渦流管進氣口 9通過軟管8相連通。
[0022]渦流管是20世紀30年代發展起來的一種新型能量分離裝置。如圖2所示，所述的渦流管3主要由渦流室25、冷端管22、熱端管23以及熱流調節閥24組成，壓縮氣體以很高的速度沿切線方向進入渦流室25，氣流在渦流室25內形成高速渦旋，在渦流效應作用下分離成溫度不相等的兩部分氣流。其中，處于中心部位的回流氣流溫度降低，形成冷氣流，由冷端管22的冷氣出口 26流出，而處于外層部位的氣流溫度升高，形成熱氣流，從熱端管23的熱氣出口 27流出，這一現象即被稱為渦流管的能量分離效應，又稱Ranque效應。熱端管23靠近熱氣出口 27處安裝有熱流調節閥24。通過熱流調節閥24可以控制進入冷端管22和熱端管23的氣體流量比例，進而改變冷氣出口 26與熱氣出口 27的氣流溫度。
[0023]圖3(a)和圖3(b)為渦流管實驗測試特性曲線，其中圖3 (a)為進氣壓力1.4bar,進氣溫度為25°C，通過熱流調節閥24改變冷熱氣流的比例所獲得的冷熱氣流出口溫度變化曲線。從圖3(a)中可以看到，當冷氣流比例達到0.8時，即冷氣流占總氣流的比例達到80%時，冷氣出口 26的溫度約為9°C，熱氣出口 27的溫度為84°C，冷熱板間溫差將達到75°C左右。圖3(b)為進氣壓力4.lbar，進氣溫度為25°C，通過熱流調節閥24改變冷熱氣流的比例所獲得的冷熱氣流出口溫度變化曲線，從圖3(b)中可以看到，當冷氣流比例達到0.8時，冷氣出口 26的氣流溫度為5°C，熱氣出口 27的氣流溫度為105°C，冷熱氣流間溫差將達到100度左右。實驗表明，具有一定壓力的氣流通過渦流管3后，會形成具有較大溫差的冷、熱氣流，從而驅動溫差電池模塊4工作。
[0024]如圖1所示，溫差發電模塊4由溫差發電片11、冷氣換熱器12以及熱氣換熱器13組成。如圖4、圖5所示，冷氣換熱器