12由冷端板16、冷氣分配室17以及換熱片14組成，冷氣分配室17的冷氣進口壁面上設有冷氣進口 18，若干個換熱片14相互平行布置，且均垂直于冷氣分配室17的進口壁面。如圖1所示，渦流管3的冷氣出口 26與冷氣換熱器12的冷氣進口 18通過軟管8相連，低溫冷氣流通過軟管8進入冷氣分配室17。通過冷氣分配室17，將冷氣分配到多個平行換熱片14組成的流道中。當冷氣流通過冷氣換熱器12后，通過氣流與冷氣換熱器12壁面充分熱交換，冷氣換熱器12的冷端板16的溫度維持在較低值。為增強換熱效果，換熱片14和冷端板16采用鋁等導熱性能良好的金屬材質。
[0025]如圖4、圖6所示，熱氣換熱器13由熱端板19、熱氣分配室20以及換熱片14組成，熱氣分配室20進口管壁上設有熱氣進口 21，若干換熱片14相互平行，且均垂直于熱氣分配室20的進口壁面。如圖1所示，渦流管3的熱氣出口 27與熱氣換熱器13的熱氣進口21通過軟管8相連，高溫熱氣流通過軟管8進入熱氣分配室20。熱氣分配室20將熱氣流分配到各個換熱片14組成的流道中。換熱片14和熱端板19均采用鋁等導熱性能良好的金屬材質，當熱氣流通過熱氣換熱器13后，通過氣流與熱氣換熱器13進行熱交換，熱氣換熱器13的熱端板19維持在較高溫度。
[0026]由于熱氣流傾向于向上運動，冷氣流傾向于向下運動，為了增強冷、熱氣流與冷端板16及熱端板19的換熱效果，冷氣換熱器12位于熱氣換熱器13的上方，溫差發電片11位于冷氣換熱器12的冷端板16和熱氣換熱器13的熱端板19之間。如圖4所示，為了減少冷量和熱量的散失，保持冷端板I6和熱端板19之間具有較大的溫差，除了冷端換熱器12和熱氣換熱器13的出口外，其余溫差發電模塊4的表面均包覆有保溫層15。由圖3的實驗數據可知，熱氣換熱器13以及冷氣換熱器12具有較大的溫差，溫差發電片11將溫差轉化為電能輸出。
[0027]由圖1所示，溫差發電模塊4中的溫差發電片11與穩壓模塊5通過導線10相連，通過穩壓模塊5內置的穩壓電路保持輸出電壓的穩定性，穩壓模塊5通過導線10與蓄電模塊6相連，可向蓄電模塊6充電。蓄電模塊6安裝有切換開關28，通過切換開關28可使穩壓模塊5越過蓄電模塊6直接和電源輸出接口 7連通，從而直接為手機、手電筒等設備提供電能。在不需要對電子設備進行充電時，可通過切換開關28對蓄電模塊6進行充電，將來需要時，可直接利用蓄電模塊6為電子產品充電。
[0028]本發明輸出電壓的調節是這樣實現的:通過渦流管3的熱流調節閥24可以改變冷熱氣流的比例，進而改變溫差發電片11的輸出電壓；此外還可通過穩壓模塊5可對輸出電壓進行進一步精細調節，從而保證電源輸出接口 7輸出電壓的穩定。
[0029]本發明巧妙利用渦流管同時產生冷氣流和熱氣流的原理，通過溫差發電模塊4提供電能。本發明核心部件便攜氣源1、渦流管3、溫差發電片11等均為常見設備，價格低，攜帶方便，它們之間通過軟管和快速接頭迅速連接，實現迅速供電。與現有野外供電技術相比，其優點是，不受太陽能發電設備受天氣影響，可產生電能，可為手機、手電筒等進行應急充電。
【主權項】
1.一種基于渦流管的便攜式充電裝置，其特征在于:主要包括:便攜氣源(I)，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)，便攜氣源⑴的出口通過軟管⑶與緩沖罐⑵進口相連，緩沖罐⑵的出口通過軟管(8)與渦流管⑶的進氣口(9)相連，渦流管(3)的冷氣出口(26)通過軟管⑶與溫差發電模塊(4)的冷氣進口(18)相連，渦流管(3)的熱氣出口(27)通過軟管(8)與溫差發電模塊(4)的熱氣進口(21)相連，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)通過金屬導線(10)依次相連。
2.根據權利要求1所述的一種基于渦流管的便攜式充電裝置，其特征是，所述的溫差發電模塊⑷由溫差發電片(11)、冷氣換熱器(12)以及熱氣換熱器(13)組成，冷氣換熱器(12)由冷端板(16)、冷氣分配室(17)以及換熱片(14)組成；冷氣分配室進口壁面上設有冷氣進口(18)，冷氣換熱器(12)內安裝有若干個換熱片(14)，各個換熱片(14)相互平行，且均垂直于冷氣分配室進口壁面；熱氣換熱器(13)由熱端板(19)、熱氣分配室(20)以及換熱片(14)組成，熱氣分配室進口壁面上設有熱氣進口(21)，熱氣分配室(20)內各個換熱片(14)相互平行，且均垂直于熱氣分配室進口壁面；冷氣換熱器(12)位于熱氣換熱器(13)的上方，溫差發電片(11)位于冷氣換熱器(12)的冷端板(16)和熱氣換熱器(13)的熱端板(19)之間；溫差發電模塊(4)除出口外的其余表面均包覆有保溫層(15)。
3.根據權利要求1所述的一種基于渦流管的便攜式充電裝置，其特征是，所述的換熱片(14)、冷端板(16)、熱端板(19)均采用導熱性能好的金屬材料。
4.根據權利要求1所述的一種基于渦流管的便攜式充電裝置，其特征是，所述的蓄電模塊(6)安裝有切換開關(28)，通過切換開關(28)可使穩壓模塊(5)越過蓄電模塊(6)直接和電源輸出接口⑵連通。
5.根據權利要求1所述的一種基于渦流管的便攜式充電裝置，其特征是，所述的渦流管(3)的熱管端(23)靠近出口處安裝有熱流調節閥(24)。
【專利摘要】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。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。本實用新型僅依靠便攜氣源作為動力源，不受光照條件以及雨雪等惡劣天氣的影響，可以全天候工作。裝置具有組成簡單、成本低、操作方便、無需維護、電壓調節方便的優點，可廣泛應用于電子產品的野外應急充電。
【IPC分類】H02J7-00, H02N11-00
【公開號】CN204517455
【申請號】CN201520248478
【發明人】梁法春, 陳婧, 吳雪瑩, 鄭洪峰, 方召君
【申請人】中國石油大學(華東)
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年4月23日