本實(shí)用新型涉及日常用水杯，具體為一種溫差發(fā)電恒溫水杯。

背景技術(shù)：

溫差發(fā)電又叫熱電發(fā)電，是一種綠色環(huán)保的發(fā)電方式。溫差發(fā)電技術(shù)具有結(jié)構(gòu)簡單，堅固耐用，無運(yùn)動部件，無噪聲，使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)?？梢院侠砝锰柲?、地?zé)崮?、工業(yè)余熱廢熱等低品位能源轉(zhuǎn)化成電能。溫差發(fā)電技術(shù)的研究最早開始于20世紀(jì)40年代。由于其顯著的優(yōu)點(diǎn)，溫差發(fā)電在航空、軍事等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，美國、前蘇聯(lián)先后研發(fā)了數(shù)千個放射性同位素或核反應(yīng)堆溫差發(fā)電器用作空間、海洋裝置的電源。隨著化石能源的日趨枯竭，美國、日本、歐盟等發(fā)達(dá)國家更加重視溫差發(fā)電技術(shù)在民用領(lǐng)域的研究，并取得了長足的進(jìn)展。國內(nèi)溫差發(fā)電方面的研究，主要集中在發(fā)電器理論和熱電材料制備方面的研究，旨在為溫差發(fā)電器的優(yōu)化提供理論指導(dǎo)和制備性能優(yōu)良的熱電材料。

現(xiàn)在市面上的水杯種類繁復(fù)，但總結(jié)起來主要有兩種。一種是保溫杯，另一種是非保溫杯，以塑料杯為主。但是這兩種水杯都有顯著的弊端。保溫杯水溫有可能太高不能直接飲用，非保溫杯水又會很快變涼，尤其是冬天，不論用哪一種杯子，都難以將水溫保持在適宜的水平。利用水杯控制水溫最早出現(xiàn)的是利用電能驅(qū)動的恒溫水杯，其通過控制制冷和發(fā)熱裝置交替運(yùn)行來達(dá)到恒溫的目的，恒溫效果好，但是其耗電量不容小覷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型為了解決恒溫水杯能耗高的問題，提供了一種溫差發(fā)電恒溫水杯。

本實(shí)用新型是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：溫差發(fā)電恒溫水杯，包括杯體金屬外殼，金屬外殼內(nèi)設(shè)有內(nèi)膽，杯體頂部設(shè)有太陽能杯蓋，杯體底部設(shè)有蓄電池和加熱電阻，內(nèi)膽結(jié)構(gòu)包括真空腔體，真空腔體內(nèi)側(cè)和外側(cè)設(shè)有半導(dǎo)體層，真空腔體內(nèi)側(cè)的半導(dǎo)體層內(nèi)側(cè)壁通過導(dǎo)熱硅膠粘固有薄金屬內(nèi)膽層，真空腔體外側(cè)的半導(dǎo)體層粘固在金屬外殼內(nèi)壁，真空腔體內(nèi)另設(shè)有智能控溫模塊，智能控溫模塊包括連接到薄金屬內(nèi)膽層的溫度傳感器以及溫度檢測控制電路，半導(dǎo)體層的電路連接到蓄電池的充電電路，太陽能杯蓋的電路連接到蓄電池的充電電路，蓄電池的放電電路連接到加熱電阻。

工作時，半導(dǎo)體層為溫差發(fā)電的主要部件，當(dāng)杯內(nèi)接水后與周圍環(huán)境溫度存在溫差時工作，利用塞貝克效應(yīng)將產(chǎn)生的電能儲存在蓄電池中，智能控溫模塊根據(jù)溫度傳感器檢測水杯內(nèi)水的溫度，杯中水溫降到小于預(yù)設(shè)溫度時，智能控溫模塊控制加熱電阻開始工作，使水溫上升；當(dāng)水溫高于預(yù)設(shè)溫度時，智能控溫模塊控制加熱電阻停止工作。太陽能杯蓋在水杯放置在太陽光下時工作，用于給蓄電池充電。金屬外殼和薄金屬內(nèi)膽層導(dǎo)熱性能保證半導(dǎo)體層的溫度感應(yīng)正常。真空腔體的作用包括隔離保溫，同時可以作為存放智能控溫模塊以及相應(yīng)電路的空間。蓄電池還整合了穩(wěn)壓穩(wěn)流電路。

本實(shí)用新型的有益效果如下：利用溫差發(fā)電和太陽能蓄電的設(shè)計，實(shí)現(xiàn)了水杯的恒溫控制功能。利用溫差發(fā)電技術(shù)，在水杯剛接水水溫較高時可以將散熱過程中消耗的能量轉(zhuǎn)化為電能儲存在蓄電池中，同時可以將太陽能轉(zhuǎn)化為電能儲存，并在水杯水溫不足時將這部分電能利用，用于加熱水杯內(nèi)的水。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、實(shí)用方便、節(jié)能且安全。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為太陽能杯蓋的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為半導(dǎo)體層的結(jié)構(gòu)及電路連接示意圖；

圖中，1-內(nèi)膽，2-金屬外殼，3-真空腔體，4-蓄電池，5-加熱電阻，6-薄金屬內(nèi)膽層，7-智能控溫模塊，8-太陽能杯蓋，81-太陽能板，82-轉(zhuǎn)軸，9-半導(dǎo)體層，91-P型半導(dǎo)體，92-N型半導(dǎo)體。

具體實(shí)施方式

溫差發(fā)電恒溫水杯，包括杯體金屬外殼2，金屬外殼2內(nèi)設(shè)有內(nèi)膽1，杯體頂部設(shè)有太陽能杯蓋8，杯體底部設(shè)有蓄電池4和加熱電阻5，內(nèi)膽1結(jié)構(gòu)包括真空腔體3，真空腔體3內(nèi)側(cè)和外側(cè)設(shè)有半導(dǎo)體層9，真空腔體3內(nèi)側(cè)的半導(dǎo)體層9內(nèi)側(cè)壁通過導(dǎo)熱硅膠粘固有薄金屬內(nèi)膽層6，真空腔體3外側(cè)的半導(dǎo)體層9粘固在金屬外殼2內(nèi)壁，真空腔體3內(nèi)另設(shè)有智能控溫模塊7，智能控溫模塊7包括連接到薄金屬內(nèi)膽層6的溫度傳感器以及溫度檢測控制電路，半導(dǎo)體層9的電路連接到蓄電池4的充電電路，太陽能杯蓋8的電路連接到蓄電池4的充電電路，蓄電池4的放電電路連接到加熱電阻5。

半導(dǎo)體層9分內(nèi)外兩層，由P型半導(dǎo)體91和N型半導(dǎo)體92組成，外層為半弧狀P型半導(dǎo)體91和N型半導(dǎo)體92，內(nèi)層為交錯均布的若干塊狀P型半導(dǎo)體91和N型半導(dǎo)體92，具體為一個塊狀P型半導(dǎo)體91和一個N型半導(dǎo)體92組成一組粘固在內(nèi)層連接銅片上，半導(dǎo)體層9的電路具體為內(nèi)層塊狀P型半導(dǎo)體91均并聯(lián)連接到外層半弧狀P型半導(dǎo)體91，內(nèi)層塊狀N型半導(dǎo)體91均并聯(lián)連接到外層半弧狀N型半導(dǎo)體91，外層半弧狀P型半導(dǎo)體91和外層半弧狀N型半導(dǎo)體91連出到蓄電池4的充電電路形成閉合回路。

上述結(jié)構(gòu)中，外層形成冷源半導(dǎo)體，內(nèi)層形成熱源半導(dǎo)體。經(jīng)過計算，內(nèi)層可以附著約7300個P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體組成的P-N結(jié)，這樣的設(shè)計既有效增大了散熱面積，又提高了電路的集成度，從而大大提高了溫差發(fā)電的發(fā)電效率。同時這種結(jié)構(gòu)可以和真空腔體相適應(yīng)，阻止熱源散失，提高了水杯的保溫效果，減緩了熱傳遞，形成穩(wěn)定溫差，提高了溫差維持時間。

太陽能杯蓋8具體包括設(shè)于蓋體上部的五層太陽能板81，太陽能板81之間通過轉(zhuǎn)軸82連接。這種設(shè)計可以在使用時打開全部五層太陽能板，從而增大受光面積，不使用時可以重疊放置，節(jié)省空間。

蓄電池4的放電電路連出有充電接口，具體為usb接口或者lihgtning接口。

水杯還可以外接其他模塊，包括帶有獨(dú)立支架的折疊式太陽能電池板、無線電/GPS收發(fā)系統(tǒng)、較大功率照明/音響設(shè)備、大功率風(fēng)扇等。作為一個大型水壺，它兼?zhèn)湟欢ǖ谋銛y性和較為穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，可以作為野外生存的能量管理站。