熱發電便攜設備和熱發電便攜設備的發電控制方法
2023-09-22 19:38:55 1
熱發電便攜設備和熱發電便攜設備的發電控制方法
【專利摘要】在裝戴於活體的狀態下，抑制發電效率的下降，確保期望的發電量。熱發電便攜設備(10)被裝戴於活體，能利用該活體的熱來發電，包括：熱發電部件(20)，基於熱源即活體與來自熱發電便攜設備(10)的散熱的散熱目的地之間的、熱源側位置的溫度與散熱目的地側位置的溫度的溫差來進行發電；可動部件(22)，能變更活體與散熱目的地之間的傳熱路徑的至少一部分的熱阻。可動部件(22)能圍繞旋轉軸(22a)旋轉、或者能在預定方向滑動移動，隨著旋轉或者滑動移動，能通過對於傳熱路徑有無幹擾、或者對傳熱路徑進行幹擾的位置發生變化，來變更傳熱路徑的至少一部分的熱阻。
【專利說明】熱發電便攜設備和熱發電便攜設備的發電控制方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及熱發電便攜設備和熱發電便攜設備的發電控制方法。
【背景技術】
[0002]以往，已知例如將熱發電元件設置在後蓋與主體內部的散熱環之間，利用體溫從人體的腕部通過後蓋傳遞的發熱側的溫度、與散熱側的溫度的溫差來得到發電電壓的熱發電手錶(例如參照專利文獻I)。
[0003]現有技術文獻 專利文獻
專利文獻1:日本專利第3054933號公報。
【發明內容】
[0004]本發明要解決的問題
可是，在上述現有技術所涉及的熱發電手錶中，隨著裝戴於人體的腕部後熱發電手錶整體的溫度成為飽和地向熱平衡狀態變化，熱發電元件的發熱側的溫度與散熱側的溫度的溫差減小，由於熱發電元件的發電電壓下降，有可能無法確保期望的發電量，並且發電效率會下降。
[0005]本發明是鑑於上述情況而完成的，其目的在於提供一種熱發電便攜設備和熱發電便攜設備的發電控制方法，在裝戴於活體的狀態下，能夠抑制發電效率的下降，確保期望的發電量。
[0006]用於解決問題的方案
為解決上述問題達到該目的，本發明的權利要求1所涉及的熱發電便攜設備(例如實施方式中的熱發電便攜設備10)被裝戴於活體，能利用該活體的熱來發電，其特徵在於，包括:熱發電部件(例如實施方式中的熱發電部件20)，基於熱源即所述活體與來自所述熱發電便攜設備的散熱的散熱目的地之間的、熱源側位置的溫度與散熱目的地側位置的溫度的溫差來進行發電；以及熱阻變更單元(例如實施方式中的可動部件22、部件驅動部51、手動操作部件61)，能變更所述活體與所述散熱目的地之間的傳熱路徑的至少一部分的熱阻。
[0007]並且，在本發明的權利要求2所涉及的熱發電便攜設備中，所述熱阻變更單元能在所述傳熱路徑的至少一部分的熱阻(例如實施方式中的各熱阻Rl、R2、R3、R5)成為第I熱阻的狀態、與所述傳熱路徑的至少一部分的熱阻成為與所述第I熱阻不同的第2熱阻的狀態間進行切換。
[0008]並且，在本發明的權利要求3所涉及的熱發電便攜設備中，所述熱阻變更單元包括可動部件(例如實施方式中的可動部件22)，所述可動部件能圍繞旋轉軸(例如實施方式中的旋轉軸22a)旋轉、或者能在預定方向滑動移動，隨著所述旋轉或者所述滑動移動，能通過對於所述傳熱路徑有無幹擾、或者對所述傳熱路徑進行幹擾的位置發生變化，來變更所述傳熱路徑的至少一部分的熱阻。[0009]並且，在本發明的權利要求4所涉及的熱發電便攜設備中，所述可動部件是板狀部件，該板狀部件能與所述傳熱路徑交叉。
[0010]並且，在本發明的權利要求5所涉及的熱發電便攜設備中，能圍繞所述旋轉軸旋轉的所述可動部件相對於所述旋轉軸的軸心具有點對稱的形狀。
[0011]並且，在本發明的權利要求6所涉及的熱發電便攜設備中，能圍繞所述旋轉軸旋轉的所述可動部件相對於所述旋轉軸的軸心具有非點對稱的形狀。
[0012]並且，本發明的權利要求7所涉及的熱發電便攜設備包括計量時間的計時單元(例如實施方式中的控制部31)、檢測所述熱發電部件的發電電壓的電壓檢測單元(例如實施方式中的電壓傳感器52)、儲蓄所述熱發電部件的發電電力的蓄電單元(例如實施方式中的蓄電部34)以及檢測該蓄電單元的蓄電量的蓄電量檢測單元(例如實施方式中的蓄電量傳感器53)中的至少任意I個，所述熱阻變更單元包括部件驅動單元(例如實施方式中的部件驅動部51),該部件驅動單元與所述計時單元的計時動作、所述電壓檢測單元的檢測結果以及所述蓄電量檢測單元的檢測結果中的至少任意I個相應地，自動驅動所述可動部件。
[0013]並且，在本發明的權利要求8所涉及的熱發電便攜設備中，所述計時單元包括針驅動單元(例如實施方式中的針驅動部32),該針驅動單元驅動示出時刻的秒的秒針(例如實施方式中的秒針17a)、示出所述時刻的分鐘的分針(例如實施方式中的分針17b)、示出所述時刻的小時的時針(例如實施方式中的時針17c)中的至少任意I個,至少與所述計時單元的計測動作相應地自動驅動所述可動部件的所述部件驅動單元，與由所述針驅動單元驅動的所述秒針和所述分針和所述時針中的至少任意I個聯動，自動驅動所述可動部件。
[0014]並且，在本發明的權利要求9所涉及的熱發電便攜設備中，所述熱阻變更單元包括能利用手動來操作所述可動部件的手動操作部件(例如實施方式中的手動操作部件61)。
[0015]並且，在本發明的權利要求10所涉及的熱發電便攜設備中，所述熱阻變更單元能變更所述傳熱路徑的所述活體與所述熱發電部件之間、所述傳熱路徑的所述散熱目的地與所述熱發電部件之間中至少任意I個的熱阻(例如實施方式中的各熱阻1?1、1?2、1?5)。
[0016]並且，在本發明的權利要求11所涉及的熱發電便攜設備中，能變更所述傳熱路徑的所述活體與所述熱發電部件之間的熱阻的所述熱阻變更單元，能變更與所述活體接觸的部件(例如實施方式中的後蓋14)的熱阻(例如實施方式中的熱阻R5)。
[0017]並且，在本發明的權利要求12所涉及的熱發電便攜設備中，能變更所述傳熱路徑的所述散熱目的地和所述熱發電部件之間的熱阻的所述熱阻變更單元，能變更設在所述傳熱路徑的所述散熱目的地與所述熱發電部件之間並與所述熱發電部件接觸的部件(例如實施方式中的保持部件15)的熱阻(例如實施方式中的熱阻R2)。
[0018]並且，在本發明的權利要求13所涉及的熱發電便攜設備中，能變更所述傳熱路徑的所述散熱目的地和所述熱發電部件之間的熱阻的所述熱阻變更單元，能變更設在所述傳熱路徑的所述散熱目的地與所述熱發電部件之間的殼體(例如實施方式中的殼體11)與所述散熱目的地之間的散熱區域(例如實施方式中的散熱部)的熱阻(例如實施方式中的熱阻 Rl)。
[0019]另外，本發明的權利要求14所涉及的熱發電便攜設備的發電控制方法是權利要求I所述的熱發電便攜設備的發電控制方法，在利用所述熱發電部件進行發電時，變更所述傳熱路徑的至少一部分的熱阻，在該變更後使所述傳熱路徑的至少一部分的熱阻朝向變更前的值變更。
[0020]發明的效果
根據本發明的權利要求1所涉及的熱發電便攜設備，例如由帕爾貼元件等構成的熱發電部件輸出發電電壓，該發電電壓與熱源即活體的溫度(體溫)與熱發電便攜設備外部的氣氛等散熱目的地的溫度的溫差引起的、而在熱發電部件的熱源側位置與散熱目的地側位置之間產生的溫差的大小相應。
[0021]因此，對於熱源與散熱目的地之間的預定溫差，通過變更傳熱路徑的至少一部分的熱阻，使得在傳熱路徑中熱發電部件的熱源側位置與散熱目的地側位置之間溫差局部地增大，能夠使發電電壓增大來確保期望的發電量，並且能夠抑制發電效率的下降。
[0022]例如，首先在熱發電便攜設備裝戴於熱源即活體的初始狀態下，通過將構成傳熱路徑的串聯的各區域(例如由構成設備主體的部件、設備內部的空氣等構成的各區域)的熱阻設定為等於或者小於熱發電部件的熱阻的值，能夠使熱發電部件的熱源側位置與散熱目的地側位置之間的溫差迅速增大與熱源與散熱目的地之間的預定溫差相應的最大發電狀態的溫差，能夠使發電效率增大。
[0023]而且，隨著熱發電便攜設備整體的溫度飽和地朝向熱平衡狀態變化，在熱發電部件的熱源側位置與散熱目的地側位置之間的溫差和熱發電部件的發電電壓下降後，例如通過使在熱源與散熱目的地之間的傳熱路徑中相對於熱發電部件具有串聯連接關係的適當區域的熱阻增大等，變更傳熱路徑的至少一部分的熱阻。
[0024]由此，可以說變更了熱源與散熱目的地之間的預定溫差遍及傳熱路徑的整體分配這樣的熱平衡狀態，形成該預定溫差局部地集中在傳熱路徑的一部分這樣的熱平衡狀態。
[0025]而且，在基於熱源與散熱目的地之間的預定溫差，在傳熱路徑的一部分形成局部的溫差後，將傳熱路徑的熱阻變更為變更前的狀態(例如，構成傳熱路徑的串聯的各區域的熱阻等於或者小於熱發電部件的熱阻的狀態)等。
[0026]由此，在熱瞬態狀態下，能夠再次使熱發電部件的熱源側位置與散熱目的地側位置之間的溫差和熱發電部件的發電電壓增大至初始狀態的程度(例如最大發電狀態下的溫差和發電電壓等)，能夠確保期望的發電量，並且能夠抑制發電效率的下降。
[0027]並且，根據本發明的權利要求2所涉及的熱發電便攜設備，通過將傳熱路徑的至少一部分的熱阻在第I熱阻與第2熱阻間進行切換，變更熱源與散熱目的地之間的傳熱路徑中的溫度分布，在熱發電部件的熱源側位置與散熱目的地側位置之間，能夠確保基於熱源與散熱目的地之間的預定溫差的期望大小的溫差。
[0028]由此，能夠確保期望的發電電壓和發電量，並且能夠抑制發電效率的下降。
[0029]並且，根據本發明的權利要求3所涉及的熱發電便攜設備，通過例如利用具有適當的熱阻的可動部件進行對於傳熱路徑的有無幹擾、或者例如利用與位置相應而具有不同的熱阻的可動部件進行對於傳熱路徑幹擾的位置的變化，能變更傳熱路徑的至少一部分的熱阻。
[0030]由此，只包括能圍繞旋轉軸旋轉、或者能在預定方向滑動移動的可動部件，能夠抑制設備構成複雜化，容易變更傳熱路徑的至少一部分的熱阻。[0031]並且，根據本發明的權利要求4所涉及的熱發電便攜設備，通過例如利用具有適當的熱阻的板狀部件進行對於交叉狀態的有無幹擾、或者例如利用與位置相應而具有不同的熱阻的板狀部件進行對於傳熱路徑交叉位置的變化，能變更傳熱路徑的至少一部分的熱阻。
[0032]由此，只包括能圍繞旋轉軸旋轉、或者能在預定方向滑動移動的板狀部件，能夠抑制設備構成複雜化，容易變更傳熱路徑的至少一部分的熱阻。
[0033]並且，根據本發明的權利要求5所涉及的熱發電便攜設備，能夠提高可動部件的旋轉性，能夠容易產生伴隨著旋轉的對於傳熱路徑有無幹擾、或者伴隨著旋轉的對於傳熱路徑幹擾的位置的變化，能夠容易變更傳熱路徑的至少一部分的熱阻。
[0034]並且，根據本發明的權利要求6所涉及的熱發電便攜設備，能夠提高例如重力的作用所導致的可動部件的旋轉性，能夠容易產生伴隨著旋轉的對於傳熱路徑有無幹擾、或者伴隨著旋轉的對於傳熱路徑幹擾的位置的變化，能夠容易變更傳熱路徑的至少一部分的熱阻。
[0035]並且，根據本發明的權利要求7所涉及的熱發電便攜設備，通過例如與預定的時間或時刻相應、或者例如與發電電壓的下降相應、或者例如與蓄電量的下降相應地,變更自動傳熱路徑的至少一部分的熱阻，能夠確保期望的發電電壓和發電量，並且能夠抑制發電效率的下降。
[0036]並且，根據本發明的權利要求8所涉及的熱發電便攜設備，利用針驅動單元與部件驅動單元的聯動動作，能夠抑制設備構成複雜化，確保期望的發電電壓和發電量，並且能夠抑制發電效率的下降。
[0037]並且，根據本發明的權利要求9所涉及的熱發電便攜設備，能夠與操作者的意思相應地來確保期望的發電電壓和發電量，並且能夠抑制發電效率的下降。
[0038]並且，根據本發明的權利要求10至13的任意I個所涉及的熱發電便攜設備，即使在熱發電便攜設備裝戴於活體的狀態下，熱發電部件的熱源側位置與散熱目的地側位置之間的溫差下降的情況下，通過至少使傳熱路徑的活體與熱發電部件之間、或者散熱目的地與熱發電部件之間的熱阻暫時增大後使其下降，也能夠使熱發電部件的熱源側位置與散熱目的地側位置之間的溫差再次增大。
[0039]由此，能夠確保期望的發電電壓和發電量，並且能夠抑制發電效率的下降。
[0040]另外，根據本發明的權利要求14所涉及的熱發電便攜設備的發電控制方法，即使在隨著裝戴於活體的熱發電便攜設備整體的溫度飽和地朝向熱平衡狀態變化，熱發電部件的熱源側位置與散熱目的地側位置之間的溫差和熱發電部件的發電電壓下降的情況下，也能夠使熱發電部件的熱源側位置與散熱目的地側位置之間的溫差再次增大。
[0041]由此，能夠確保期望的發電電壓和發電量，並且能夠抑制發電效率的下降。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0042]圖1是本發明的實施方式所涉及的熱發電便攜設備的剖視圖；
圖2是本發明的實施方式所涉及的熱發電便攜設備的機芯的構成圖；
圖3是示出在本發明的實施方式所涉及的熱發電便攜設備中，由殼體和保持部件構成的區域的熱阻成為較小值的第I熱阻的狀態、和成為較大值的第2熱阻的狀態下的、可動部件的狀態的圖；
圖4是示出本發明的實施方式所涉及的熱發電便攜設備的熱阻模型的圖；
圖5是示出本發明的實施方式所涉及的熱發電便攜設備裝戴於活體的狀態下的熱阻模型下的溫度分布的一個例子的圖；
圖6是示出本發明的實施方式所涉及的熱發電便攜設備裝戴於活體以後的熱發電部件的熱源側位置的溫度、與散熱目的地側位置的溫度之間產生的溫差ATp的變化的一個例子的圖表；
圖7是示出本發明的實施方式所涉及的熱發電便攜設備裝戴於活體以後的、由與可動部件的狀態相應而變化的殼體和保持部件構成的區域的熱阻；以及熱阻模型下的溫度分布的變化的圖；
圖8是示出本發明的實施方式所涉及的熱發電便攜設備裝戴於活體以後的、由與可動部件的狀態相應而變化的殼體和保持部件構成的區域的熱阻；以及熱發電部件的熱源側位置的溫度與散熱目的地側位置的溫度之間產生的溫差ATp的變化的圖；
圖9是示出在本發明的實施方式的第I變形例所涉及的熱發電便攜設備中，由殼體和保持部件構成的區域的熱阻成為較小值的第I熱阻的狀態、和成為較大值的第2熱阻的狀態下的、可動部件的狀態的圖；
圖10是示出在本發明的實施方式的第2變形例所涉及的熱發電便攜設備中，由殼體和保持部件構成的區域的熱阻成為較小值的第I熱阻的狀態、和成為較大值的第2熱阻的狀態下的、可動部件的狀態的圖；
圖11是示出在本發明的實施方式的第3變形例所涉及的熱發電便攜設備中，由殼體和保持部件構成的區域的熱阻成為較小值的第I熱阻的狀態、和成為較大值的第2熱阻的狀態下的、可動部件的狀態的圖；
圖12是本發明的實施方式的第3變形例所涉及的熱發電便攜設備的機芯的構成圖；圖13是示出在本發明的實施方式的第4變形例所涉及的熱發電便攜設備中，由殼體和保持部件構成的區域的熱阻成為較小值的第I熱阻的狀態、和成為較大值的第2熱阻的狀態下的、可動部件的狀態的圖；
圖14是示出在本發明的實施方式的第5變形例所涉及的熱發電便攜設備中，由殼體和保持部件構成的區域的熱阻成為較小值的第I熱阻的狀態、和成為較大值的第2熱阻的狀態下的、可動部件的狀態的圖；
圖15是示出在本發明的實施方式的第6變形例所涉及的熱發電便攜設備中，由殼體和保持部件構成的區域的熱阻成為較小值的第I熱阻的狀態、和成為較大值的第2熱阻的狀態下的、可動部件的狀態的圖；
圖16是示出在本發明的實施方式的第7變形例所涉及的熱發電便攜設備中，由殼體和保持部件構成的區域的熱阻成為較小值的第I熱阻的狀態、和成為較大值的第2熱阻的狀態下的、可動部件的狀態的圖；
圖17是示出在本發明的實施方式的第8變形例所涉及的熱發電便攜設備中，由後蓋和導熱部件構成的區域的熱阻成為較小值的第I熱阻的狀態、和成為較大值的第2熱阻的狀態下的、可動部件的狀態的圖；
圖18是示出本發明的實施方式的第8變形例所涉及的熱發電便攜設備裝戴於活體以後的、由與可動部件的狀態相應而變化的後蓋和導熱部件構成的區域的熱阻；以及熱阻模型下的溫度分布的變化的圖；
圖19是示出本發明的實施方式的第8變形例所涉及的熱發電便攜設備裝戴於活體以後的、由與可動部件的狀態相應而變化的後蓋和導熱部件構成的區域的熱阻；以及熱發電部件的熱源側位置的溫度與散熱目的地側位置的溫度之間產生的溫差ATp的變化的圖；圖20是示出在本發明的實施方式的第9變形例所涉及的熱發電便攜設備中，由熱發電便攜設備的表面和表面附近的區域構成的散熱部的熱阻成為較小值的第I熱阻的狀態、和成為較大值的第2熱阻的狀態下的、可動部件的狀態的圖。
【具體實施方式】
[0043]下面，參照【專利附圖】
【附圖說明】本發明的一個實施方式所涉及的熱發電便攜設備和熱發電便攜設備的發電控制方法。
[0044]本實施方式所涉及的熱發電便攜設備10例如是裝戴於人體的腕部的手錶，如圖1所示包括殼體11、框體12、玻璃蓋13、後蓋14、保持部件15、錶盤16、指針部17、機芯18、基板19、熱發電部件20、導熱部件21、可動部件22而構成。
[0045]殼體11例如由金屬等形成為筒狀，一個開口端被玻璃蓋13封閉，在另一個開口端連接有筒狀的框體12的一個開口端。
[0046]框體12例如由合成樹脂等形成為筒狀，另一個開口端被後蓋14封閉。
[0047]保持部件15例如由鋁、銅、黃銅等金屬形成，容納在殼體11和框體12的內部。
[0048]錶盤16的設有例如時刻的秒、分、時所涉及的數字等顯示的表面16A能夠通過玻璃蓋13從外部看見，其背面16B被機芯18保持。
[0049]指針部17例如包括示出時刻的秒的秒針17a、示出時刻的分鐘的分針17b、示出時刻的小時的時針17c而構成，從錶盤16的表面16A上突出而設，被機芯18旋轉驅動，指示設在錶盤16的表面16A上的時刻所涉及的適當顯示。
[0050]機芯18例如配置在錶盤16的背面16B側，被保持部件15保持。
[0051]機芯18例如如圖2所示，包括控制部31、針驅動部32、升壓部33、蓄電部34而構成。
[0052]控制部31例如包括利用從蓄電部34供給的電力來工作的振蕩電路、分頻電路、和馬達驅動脈衝輸出電路等，與成為從分頻電路輸出的計時的基準的信號相應地，從馬達驅動脈衝輸出電路輸出用於驅動針驅動部32的驅動脈衝。
[0053]針驅動部32包括例如步進馬達等，與從控制部31輸出的驅動脈衝相應地來旋轉驅動指針部17的秒針17a、分針17b和時針17c。
[0054]升壓部33例如包括振蕩電路和電荷泵電路等，與熱發電部件20連接，將從熱發電部件20輸出的發電電壓升壓並輸出升壓電壓。
[0055]蓄電部34例如包括2次電池、電容器等，與升壓部33連接，儲蓄從升壓部33輸出的電力。
[0056]基板19例如被保持部件15保持。
[0057]熱發電部件20例如由帕爾貼元件、熱電偶等構成，被保持部件15和導熱部件21夾入地被保持。[0058]導熱部件21例如由銅等形成為板狀，配置在後蓋14的內表面14A側。
[0059]可動部件22例如圖3 (A)、圖3 (B)所示，由金屬等形成為橢圓形板狀、長板狀，具有相對於旋轉軸22a的軸心點對稱的形狀，被容納在保持部件15的內部，能圍繞旋轉軸22a旋轉地被支持。
[0060]由此，可動部件22例如相對於熱發電便攜設備10，與從外部施加的外力相應地旋轉。
[0061]而且，可動部件22例如形成為具有與容納該可動部件22的保持部件15內部的氣氛(空氣等)的熱阻不同的熱阻(例如小於空氣的熱阻)。
[0062]並且，可動部件22形成為相對於例如配置在相對於旋轉軸22a的軸心點對稱的位置的2個熱發電部件20、20，從玻璃蓋13朝向後蓋14的方向觀察，例如如圖3 (A)所示具有能重疊的形狀，使得在長邊方向覆蓋2個熱發電部件20、20 ;並且例如如圖3(B)所示，在短邊方向收納在2個熱發電部件20、20間，具有與2個熱發電部件20、20不重疊的形狀(即，短邊方向的長度比2個熱發電部件20、20間的間隔短的形狀)。
[0063]由此，例如對於依次沿後蓋14、導熱部件21、熱發電部件20、保持部件15、殼體11傳遞的熱流，與可動部件22的旋轉相應地，在如圖3(A)所示經由可動部件22的情況與如圖3(B)所示不經由可動部件22而是經由保持部件15內部的氣氛(空氣等)中的情況間進行切換。
[0064]此處，若對於上述構成的熱發電便攜設備10，例如適用圖4所示的熱阻模型，則由於由金屬構成的可動部件22的熱阻與保持部件15內部的氣氛(空氣等)的熱阻相比較小，因此與可動部件22的旋轉相應地，由殼體11和保持部件15構成的區域的熱阻R2會變化。
[0065]即，對於依次沿後蓋14、導熱部件21、熱發電部件20、保持部件15、殼體11傳遞的熱流的傳熱路徑，在如圖3(A)所示可動部件22幹擾(即交叉)的情況下，由殼體11和保持部件15構成的區域的熱阻R2成為較小值的第I熱阻R2a ;在如圖3 (B)所示可動部件22不幹擾(即交叉)的情況下，熱阻R2成為較大值的第2熱阻R2b ( >第I熱阻R2a)。
[0066]此外，例如在圖4所示的熱阻模型中，在與後蓋14接觸的熱源即活體、與熱發電便攜設備10外部的氣氛等散熱目的地之間，對於由後蓋14和導熱部件21構成的區域的熱阻R5、熱發電部件20的熱阻R4、由框體12和框體12內部的氣氛構成的區域的熱阻R3、由殼體11和保持部件15構成的區域的熱阻R2、由熱發電便攜設備10的表面(例如殼體11的表面IlA等)和該表面附近的區域構成的散熱部的熱阻R1，各熱阻R1、R2、R3、R5被串聯連接，且在熱阻R2、R5間，熱阻R4與熱阻R3並聯連接。
[0067]而且，熱發電部件20輸出發電電壓，該發電電壓與熱源即活體的溫度(熱源溫度Tc)與熱發電便攜設備10外部的氣氛等散熱目的地的溫度(氣氛溫度Ta)的溫差引起的、而在熱發電部件20的熱源側位置的溫度Tp2與散熱目的地側位置的溫度Tpl之間產生的溫差ΔΤρ( = Tp2-Tpl)的大小相應。
[0068]此外，熱發電便攜設備10例如構成為各熱阻Rl、R5和示出第I熱阻的熱阻R2與熱發電部件20的熱阻R4等同、或者小於熱發電部件20的熱阻R4。另外，熱阻R3例如構成為大於各熱阻Rl、R2、R4、R5。
[0069]此外，例如在殼體11與保持部件15之間、保持部件15與熱發電部件20之間、導熱部件21與後蓋14之間等塗布有熱傳導性的油脂23。[0070]本實施方式所涉及的熱發電便攜設備10包括上述構成，接下來，說明該熱發電便攜設備10的動作。
[0071 ] 首先，例如如圖5所示，對於與熱發電便攜設備10外部的氣氛的溫度(氣氛溫度)Ta相比，具有更高溫度(熱源溫度)Tc的熱源即活體，若熱發電便攜設備10裝戴於活體且後蓋14與活體接觸，則經由由後蓋14和導熱部件21構成的區域，熱流從熱源向熱發電部件20的熱源側位置傳遞。
[0072]在該熱瞬態狀態下，熱發電部件20的熱源側位置的溫度Tp2上升，例如如圖6所示，在熱發電部件20的熱源側位置的溫度Τρ2與散熱目的地側位置的溫度Tpl之間產生的溫差ΛΤρ( = Tp2-Tpl)和熱發電部件20的發電電壓朝向極大值增大。
[0073]此外，溫差Λ Tp的最大值例如根據從熱源到散熱目的地之間的傳熱路徑整體的熱阻R、熱發電部件20的熱阻R4、由框體12和框體12內部的氣氛構成的區域(即，在圖4所示的熱阻模型中，相對於熱發電部件20具有並聯連接關係的區域)的熱阻R3、氣氛溫度Ta和熱源溫度Tc，如下式(I)所示地記載。
[0074][式I]
【權利要求】
1.一種熱發電便攜設備，裝戴於活體，能利用該活體的熱來發電，其特徵在於，包括: 熱發電部件，基於熱源即所述活體與來自所述熱發電便攜設備的散熱的散熱目的地之間的、熱源側位置的溫度與散熱目的地側位置的溫度的溫差來進行發電；以及 熱阻變更單元，能變更所述活體與所述散熱目的地之間的傳熱路徑的至少一部分的熱阻。
2.如權利要求1所述的熱發電便攜設備，其特徵在於， 所述熱阻變更單元能在所述傳熱路徑的至少一部分的熱阻成為第I熱阻的狀態、與所述傳熱路徑的至少一部分的熱阻成為與所述第I熱阻不同的第2熱阻的狀態間進行切換。
3.如權利要求1或2所述的熱發電便攜設備，其特徵在於， 所述熱阻變更單元包括可動部件， 所述可動部件能圍繞旋轉軸旋轉或者能在預定方向滑動移動，隨著所述旋轉或者所述滑動移動，能通過對於所述傳熱路徑有無幹擾、或者對所述傳熱路徑進行幹擾的位置發生變化，來變更所述傳熱路徑的至少一部分的熱阻。
4.如權利要求3所述的熱發電便攜設備，其特徵在於， 所述可動部件是板狀部件，該板狀部件能與所述傳熱路徑交叉。
5.如權利要求4所述的熱發電便攜設備，其特徵在於， 能圍繞所述旋轉軸旋轉的所述可動部件相對於所述旋轉軸的軸心具有點對稱的形狀。
6.如權利要求4所述的熱發電便攜設備，其特徵在於， 能圍繞所述旋轉軸旋轉的所述可動部件相對於所述旋轉軸的軸心具有非點對稱的形狀。
7.如權利要求3至6的任意I項所述的熱發電便攜設備，其特徵在於， 包括計量時間的計時單元、檢測所述熱發電部件的發電電壓的電壓檢測單元、儲蓄所述熱發電部件的發電電力的蓄電單元以及檢測該蓄電單元的蓄電量的蓄電量檢測單元中的至少任意I個， 所述熱阻變更單元包括部件驅動單元，該部件驅動單元與所述計時單元的計時動作、所述電壓檢測單元的檢測結果以及所述蓄電量檢測單元的檢測結果中的至少任意I個相應地，自動驅動所述可動部件。
8.如權利要求7所述的熱發電便攜設備，其特徵在於， 所述計時單元包括針驅動單元，該針驅動單元驅動示出時刻的秒的秒針、示出所述時刻的分鐘的分針、示出所述時刻的小時的時針中的至少任意I個， 至少與所述計時單元的計測動作相應地自動驅動所述可動部件的所述部件驅動單元，與由所述針驅動單元驅動的所述秒針和所述分針和所述時針中的至少任意I個聯動，自動驅動所述可動部件。
9.如權利要求3至6的任一項所述的熱發電便攜設備，其特徵在於， 所述熱阻變更單元包括能利用手動來操作所述可動部件的手動操作部件。
10.如權利要求1至9的任一項所述的熱發電便攜設備，其特徵在於， 所述熱阻變更單元能變更所述傳熱路徑的所述活體與所述熱發電部件之間、以及所述傳熱路徑的所述散熱目的地與所述熱發電部件之間中至少任意I個的熱阻。
11.如權利要求10所述的熱發電便攜設備，其特徵在於，能變更所述傳熱路徑的所述活體與所述熱發電部件之間的熱阻的所述熱阻變更單元，能變更與所述活體接觸的部件的熱阻。
12.如權利要求10所述的熱發電便攜設備，其特徵在於， 能變更所述傳熱路徑的所述散熱目的地和所述熱發電部件之間的熱阻的所述熱阻變更單元，能變更設在所述傳熱路徑的所述散熱目的地與所述熱發電部件之間並與所述熱發電部件接觸的部件的熱阻。
13.如權利要求10所述的熱發電便攜設備，其特徵在於， 能變更所述傳熱路徑的所述散熱目的地和所述熱發電部件之間的熱阻的所述熱阻變更單元，能變更設在所述傳熱路徑的所述散熱目的地與所述熱發電部件之間的殼體與所述散熱目的地之間的散熱區域的熱阻。
14.一種熱發電便攜設備的發電控制方法，所述熱發電便攜設備是權利要求1所述的熱發電便攜設備，其特徵在於， 在利用所述熱發電部件進行發電時，變更所述傳熱路徑的至少一部分的熱阻，在該變更後使所述傳熱路徑的至少一部分`的熱阻朝向變更前的值變更。
【文檔編號】G04G19/00GK103782501SQ201280044330
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2012年5月16日 優先權日:2011年9月12日
【發明者】內山武, 大海學, 筱原陽子, 木村文雄 申請人:精工電子有限公司