热电手表制造技术

本发明专利技术涉及一种热电手表(PH)，其包括热电模块(MT)，该热电模块包括通过半导体柱(PS)连接的热板(PC)和冷板(PF)，其中热板(PC)热连接到手表(PH)的后盖(FD)，冷板(PF)通过具有至少两个分支部(BC)的支承元件(SP)热连接到手表(PH)的表壳中间件(CR)，所述至少两个分支部(BC)具有公共端(EX1)，所述热电模块(MT)的冷板(PF)被保持在该公共端上，并且所述至少两个分支部(BC)是柔性的以吸收冲击。

Thermoelectric Watch

【技术实现步骤摘要】
热电手表
本专利技术涉及设有热电发电机的手表——称为热电手表——的

技术介绍
这种热电发电机将热通量转换成电能，该电能可用于为手表的电子装置(手表机芯、表盘照明装置等)供电。参照图1，热电发电机GT以传统方式包括热电模块MT和输电线路CT。热电模块MT包括冷板PF和热板PC，它们是电绝缘的，基本上彼此平行，并且各自带有彼此相邻地设置的导电线连接器DMf、DMc。热电模块MT还包括在热板PC的线连接器DMc与冷板PF的线连接器DMf之间延伸的半导体柱PS。半导体柱PS定位成使得热板PC的每个线连接器DMc通过一对半导体柱PS连接到冷板PF的两个线连接器DMf，所述一对半导体柱PS包括一个n掺杂半导体柱和一个p掺杂半导体柱，并且冷板PF的每个线连接器DMf除了两端的线连接器DMfe之外连接到热板PC的两个线连接器DMc。因此，半导体柱PS串联电连接并且并联热连接。最后，输电回路CT将冷板PF的两个端部线连接器DMfe连接到待供电的电气装置。以传统方式，热板与表的后盖热串联，并且冷板与表壳中间件热串联。当热板通过传递从手表佩戴者的手腕释放的自然热来加热时，热板与冷板之间存在温差。该温度梯度经由第一板的线连接器与第二板的线连接器之间的塞贝克效应产生电势差。然后，该电位差经由输电线路传送到待供电的电气装置。应注意，输电线路有利地包括升压器，使得即使在热通量低的情况下，热电发电机也可以为电气装置供电。为了使温度梯度最大化，热电模块必须一方面与后盖且另一方面与表壳中间件保持最佳热接触。参照图2，该最佳热接触通常意味着保持一方面后盖FD与热电模块MT之间以及另一方面热电模块MT与热和机械地连接到表壳中间件CR的支承板ES之间的压力。然而，对于这样的系统，对表壳中间件CR的冲击容易传播到热电模块MT，这可能会导致热电模块MT的劣化，热电模块MT的热板PC和冷板PF是易碎的。
技术实现思路
为了克服此问题，提出了一种根据权利要求1所述的手表。因此，提出提供一种支承元件，其设有至少两个分支部，该至少两个分支部具有公共端，在该公共端处发生与热电模块的冷板的热接触；分支部的另一端——称为第二端——要与表壳中间件成一体。由于柔性分支部，支承元件起到减震器的作用，以防止对表壳中间件的冲击传播到热电模块。因此，支承元件具有热导体和具有受控刚度的机械弹性件的双重功能。由于刚度根据产品ab3而变化并且热导根据产品ab而变化，其中a和b分别是分支部的宽度和厚度，所以可以通过谨慎选择分支部的尺寸a和b来优化支承元件的热和机械参数。此外，本专利技术可以包括在从属权利要求中定义的特征。在一个实施例中，支承元件包括经过分支部的第二端的金属环，并且该金属环固定到表壳中间件，使得第二端通过该金属环连接到表壳中间件。因此，这优化了支承元件到表壳中间件的附接。支承元件环例如被挤压和/或接合到表壳中间件上。支承元件可以是或可以不是一体的。分支部可以具有或不具有相同的长度，使得热电模块相对于表壳中间件居中或偏离中心。支承元件可以由仅一种材料(铝、铜、CuBe等)或材料组件(例如，包括具有高导热系数的石墨)制成。在一个实施例中，具有高导热系数和高机械阻尼的承载件放置在后盖与热电模块之间的界面处。在可以与前一句中提到的实施例组合的实施例中，具有高热导系数和高机械阻尼的承载件放置在热电模块与支承元件之间的界面处。承载件可以由玻璃增强的弹性体形成。在一个实施例中，后盖包括：-由导热材料(例如铝、CuBe等)制成的一导热部件，其布置成在手表被佩戴时与手腕接触并将热通量引向热电模块。有利地，在手腕侧，导热部件的表面覆盖整个后盖表面的大部分，但是在热电模块侧(即与手腕侧相对的一侧)，导热部件的表面几乎不大于热板的表面：因此存在大的热通量去除表面，但是热通量然后仅朝向热电模块集中。-由绝热材料(例如ABS、聚酰胺等)制成的一绝热部件，其布置成减少直接从手表的后盖来到表壳中间件而不通过热电模块的热通量。绝热部件的外周区域要固定到表壳中间件；绝热部件的中心区域在手腕侧被导热部件覆盖。导热部件和绝热部件可采用多种形式以优化传导和绝热功能并产生装饰效果。导热部件和绝热部件可以借助于热电模块侧的弹性挡圈通过压接、粘合剂等组装。在一个实施例中，绝热部件在热电模块侧是空心的以减小其厚度。更具体地，绝热部件的中心区域的厚度小于绝热部件的外周区域的厚度。其原因在于空气是比可形成绝热部件的任何材料更好的绝热材料(因为，对于如此小的尺寸，不会发生空气对流现象)。还可以设想用另一种更加绝热的气体(例如氩气、CO2或六氟化硫SF6)代替空气。同样，承载热电发电机所连接的部件的板可以是中空的，以增加空气(或气体)的体积，从而改善手表的后盖与内部手表元件之间的热绝缘。在一个实施例中，为了增强由于上述原因而必须具有小厚度的绝热部件，位于手腕侧的导热部件或位于热电模块侧的绝热部件包括刚性臂。这些臂可以由与导热部件和绝热部件相同或不同的材料制成。在一个实施例中，用作热辐射屏蔽件的盘形件布置在位于热电模块侧的绝热部件的中心区域上，以通过防止利用辐射进行的热交换来改善热绝缘。用作热辐射屏蔽件的材料可以是在环境温度下具有低热辐射率的材料，例如喷涂、蒸镀或涂装铝等。热辐射盘形件可以替代地由分多层沉积在PET或其它类型的膜的材料如救生毯那样的制成，然后加到表壳背面，金面贴靠在后盖上。应注意，该热辐射盘形件还起到法拉第笼的作用，从而保护手表不受静电放电的影响。在一个实施例中，支承元件的机械刚度K在0.15N/mm和2800N/mm之间、优选地12.8N/mm和104.8N/mm之间的范围内。在一个实施例中，支承元件的热导C在6.7mW/K和840mW/K之间、优选地47mW/K和198mW/K之间的范围内。在一个实施例中，支承元件包括接合到分支部的石墨基膜，并且所述石墨基膜优选具有至少400W/m/K的导热系数。石墨基膜增加了分支部的热导。在一个实施例中，所述至少两个分支部由铝制成。附图说明根据以下参照附图通过非限制性的说明给出的描述，其它特征和优点将清楚地显现，在附图中：-上述图1表示可以用于为手表提供电能的热电发电机。-上述图2表示安装在手表后盖中的图1的热电发电机的模块。-图3表示根据本专利技术的一个实施例的热电手表的半分解图。-图4表示根据本专利技术的一个实施例的热电手表的热电模块的表壳中间件和支承元件。-图5表示在移除了后盖的情况下从后盖侧看去的根据本专利技术的一个实施例的热电手表。-图6表示从手腕侧看去的根据本专利技术的一个实施例的热电手表的后盖。-图7表示从热电模块侧看去的根据本专利技术的一个实施例的热电手表的后盖。-图8表示从手腕侧看去的根据本专利技术的一个实施例的热电手表的后盖。-图9表示根据本专利技术一个实施例的热电手表的后盖，从热电模块侧看。-图10表示在移除了后盖的情况下从后盖侧看去的根据本专利技术的一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热电手表(PH)，包括热电模块(MT)，所述热电模块包括通过半导体柱(PS)连接的热板(PC)和冷板(PF)，其中所述热板(PC)热连接到所述热电手表(PH)的后盖(FD)，所述冷板(PF)通过具有至少两个分支部(BC)的支承元件(SP)热连接到所述热电手表(PH)的表壳中间件(CR)，所述至少两个分支部(BC)具有公共端(EX1)，所述热电模块(MT)的该冷板(PF)被保持到该公共端，并且所述至少两个分支部(BC)是柔性的以吸收冲击。/n

【技术特征摘要】
20180605 EP 18175994.51.一种热电手表(PH)，包括热电模块(MT)，所述热电模块包括通过半导体柱(PS)连接的热板(PC)和冷板(PF)，其中所述热板(PC)热连接到所述热电手表(PH)的后盖(FD)，所述冷板(PF)通过具有至少两个分支部(BC)的支承元件(SP)热连接到所述热电手表(PH)的表壳中间件(CR)，所述至少两个分支部(BC)具有公共端(EX1)，所述热电模块(MT)的该冷板(PF)被保持到该公共端，并且所述至少两个分支部(BC)是柔性的以吸收冲击。


2.根据权利要求1所述的热电手表(PH)，其中，所述支承元件(SP)包括金属环(AN)，所述金属环经过所述分支部(BC)的另一端，该另一端被称为第二端(EX2)，并且所述金属环(AN)固定到所述表壳中间件(CR)，使得所述第二端(EX2)经由所述金属环(AN)连接到所述表壳中间件(CR)。


3.根据权利要求1所述的热电手表(PH)，其中，所述分支部(BC)具有相似的长度。


4.根据权利要求1所述的热电手表(PH)，其中，具有高导热系数和高机械阻尼的承载件(CSc)放置在所述后盖(FD)与所述热电模块(MT)之间的界面处。


5.根据权利要求1所述的热电手表(PH)，其中，具有高导热系数和高机械阻尼的承载件(CSc)放置在所述热电模块(MT)与所述支承元件(SP)之间的界面处。


6.根据权利要求1所述的热电手表(PH)，其中，所述后盖(FD)包括：
-由导热材料(CD)制成的导热部件，其布置成在所述热电手表(PH)被佩戴时与手腕接触并且将来自手腕的热通量引向所述热电模块(MT)，
-...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·约诺德，F·盖斯萨斯，Y·费里，
申请(专利权)人：斯沃奇集团研究和开发有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH