温度差驱动装置和具有该装置的电子设备,计时装置和弱电设备制造方法及图纸

一种热转换体，其包括在随温度变化，在固体和液体之间实现相变的相变物质，该热转换体将热能转换为机械能。由此，由于热转换体（２１）的相变物质不变为气体，故在通常的动作温度范围，确保良好的热传导率，即使在周围温度降低的情况下，仍可获得充分的机械能，其转换效率提高。此外，由于不必使容器（２２）的内部处于高压状态，故容器（２２）的制造容易，并且无需强力弹簧等的压缩机构，使装置（１）的体积减小。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
,计时装置和弱电设备的制作方法
本专利技术涉及温度差驱动装置，具有该装置的电子设备，计时装置和弱电设备，该温度差驱动装置采用自然环境等中的温度变化，获取机械能，通过该机械能，产生驱动力或电力。在过去，人们使用通过储存于发条中的机械能驱动的手表或怀表等的机械表。作为这样的机械表，具有用手上紧发条的手拧式。由于该手拧式的机械表，当储存于发条中的机械能全部释放时，则其停止计时，由此，必须要求定期地，通过手将发条拧紧的拧紧操作。另外，由于停止的表不显示正确的时刻，故如果手拧式机械表停止，则必须将发条拧紧，核对时刻，这样操作较麻烦。为此，人们采用自动上卷的手表，其具有以可旋转的方式设置的旋转锤，该旋转锤自动地将发条拧紧。在自动上发条的手表中，由于通过胳臂的运动，自动地发条拧紧，故在将其配戴在胳臂上时，在平时，在发条中储存机械能，可在不停止的情况下，保持动作。但是，同样对于自动卷的手表，如果将其从胳臂上取下而搁置，则不久，便将储存于发条中的机械能全部释放，该手表停止。于是，人们采用台钟，其通过自然环境中的温度变化，获取驱动能量，通过获取的驱动能量进行动作。比如，Jaeger Lecoultre Co.,Ltd的“ATMOS”台钟通过物质的膨胀力，根据自然环境的温度变化，获取驱动能量。具体来说，将下述相变物质接纳于可伸缩的容器的内部，该相变物质在常温下，从气体和液体中的一个，通过相变而转变为另一个，采用随温度变化，相变物质的体积的变化，将发条拧紧，通过储存于发条中的机械能进行动作。在这里，作为相变物质，可采用氨，二氧化碳，乙醇和氯代甲烷等的，在气体和液体之间实现相变的物质。由于在此钟的发条中，可储存用于连续地72个小时驱动钟的机械能，故如果具有普通的环境的温度变化，因可在平时，保持在储存机械能的状态，故可在不停止的情况下，半永久性地动作。由于在根据这样的温度变化，获取驱动能量的机构中，不能够采用石英振荡子的精度较高的电子表等的电子设备，故人们知道有下述形式，其借助通过温度变化而获取的驱动能量，驱动发电机(参照JP特开平10-14265号文献，JP特开平6-341371号文献等)。即，与前述的台钟相同，将在常温下从气体和液体中的一个，通过相变而转变为另一个的相变物质接纳于可伸缩的容器的内部，通过齿条，将随温度变化，相变物质的体积变化转变为旋转驱动力，从而通过旋转驱动力，驱动发电机。另外，通过发电机发电的电力，驱动电动机等的原动机，获得驱动力。另外，在通过齿条，将相变物质的体积变化转变为旋转驱动力时，在温度上升或下降的场合，如果将齿条固定，温度变化从上升和下降中的一个，转变为另一个，则将固定的齿条释放，一下子使相变物质膨胀或收缩，实现电力转换的效率提高。如果在这样的钟表中，带有电波修正功能，则还可保持时刻的指示精度。采用收缩的气体/液体的相变的装置具有下述问题，即如果相变物质转变为气体，由于相变物质的热传导率显著下降，对周围温度的变化的反应性变差，从周围温度降低，到相变物质的体积减小的时间滞后变长，故相变物质不产生与温度差相对应的机械能，转换效率不高。对于上述那样的，在气体和液体之间实现相变的相变物质，如果将多种上述相变物质混合，由于发生化学反应，则不能够通过将多种相变物质混合，调节相变温度。将这样的相变物质接纳于容积可变的容器，将该容器的容积收缩，使其内部处于高压状态，由此，调节施加于相变物质上的压力，由此，将此沸点(相变温度)设定在所需的温度。由此，在上述的装置中，接纳相变物质的容器必须具有容积可变的结构，必须具有高压的气体不向外部泄漏的较高的气密性能，故具有容器的制造复杂的问题。此外，由于上述的容器接纳变为气体的相变物质，必须要求具有一定程度的容积，必须要求压缩容器的强力的弹簧等的压缩机构，以便使容器的内部保持在高压状态，难于使整体装置的体积减小。还有，相变物质具有下述问题，即在气体/液体的相变化时，相变物质的膨胀率显著增加，如果相变物质变为饱和蒸气，在内部产生较大的压力，压力变化显著，此外在平时，对容器施加较高的内部压力，容器容易产生机械疲劳，不容易制造具有足够耐久性的容器，同样由于上述方面，容器的制造复杂。再有，由于为了确保耐久性，容器采用坚固的较重的容器，故装置变得较重，由于上述方面，也难于使整个装置的体积减小。另外，在上述的文献等中描述的发电装置中，在温度变化从上升和下降的一个转换到另一个时，将固定的齿条释放，间歇地进行发电，由此，如果在短时间，确实使温度反复地实现上升和下降，则使发电机启动。此外，由于在发电机启动时，在发电机到达规定的转数的期间，未进行有效的发电，故具有下述问题，即如果确实在短时间启动发电机，则驱动能量浪费，无法充分提高电力转换效率。还有，在上述这样的采用温度差的装置中，由于调节设置于发电机中的电枢的转数，以便使施加于发电机的负载上的电压保持一定，故具有下述问题，即不能够在平时按照发电效率最高的转数，使电枢旋转，发电效率也不一定高，相对所输入的热能而可利用的能量减小，能量利用效率容易变差。再有，由于依次进行将温度差产生的热能转换为机械能的第1次转换，将通过第1次转换获得的机械能转换为电能的第2次转换，以及将通过第2次转换获得的电能转换为机械能的第3次转换，在获得最终的机械能之前，在共计3次的能量转换的每次转换中，损失一部分能量，故因上述方面，也会造成下述问题，即相对输入的热能的可利用能量减小，能量利用效率容易变差。另外，由于能量利用效率变差，故难于获得电波修正性能所需要的电力，由此，也具有难于具有电波修正功能的问题。本专利技术的主要目的在于提供一种电力转换效率优良，并且容易制造，成为容易使其整体体积减小的温度差驱动装置，以及计时装置和弱电设备。本专利技术涉及下述温度差驱动装置，其包括发电机构，该发电机构通过机械能驱动，产生电力；机械能产生机构，该机械能产生机构产生供给上述发电机构的机械能，其特征在于在机械能产生机构中，设置有热转换体，该热转换体随周围温度的变化，从固体和液体中的一个，通过相变而转变为另一个，通过该相变，其体积发生变化。在本专利技术中，即使在热转换体的相变物质进行相变的情况下，其仍不会变为热传导率显著减小的气体。由于比如，处于气相状态的空气，氨和二氧化氮的热传导率分别为0.024,0.022,0.145W/(m·K)，与此相对，作为液体或固体的水和石蜡的热传导率分别为0.561,0.24W/(m·K)，故如果相变物质不是气体，则其热传导率不显著减小。由此，由于热转换体在普通的动作温度范围内，确保良好的热传导率，相对周围温度的变化，获得良好的反应性，其体积可对应于温度变化而快速变化，故即使在周围温度降低的情况下，仍可获得足够的机械能，其转换效率提高。另外，由于在固定和液体之间实现相变的相变物质具有即使在混合有不同种类的相变物质的情况下，仍不发生化学反应的多种，故热转换体可采用通过混合不同种类的相变物质而调节相变温度的类型，不必使容器内部处于高温状态。由此，由于对于其内部接纳有热转换体的容器来说，无需具有较高的气密性能，故容易制造容器，此外由于不必使容器内部处于高压状态，故无需强力的弹簧等的压缩机构，可使整个装置的体积减小。在上述的温度差驱动装置中，最好在上述热转换体中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种温度差驱动装置，其包括发电机构，该发电机构通过机械能驱动，产生电力；机械能产生机构，该机械能产生机构产生供给上述发电机构的机械能，其特征在于在机械能产生机构中，设置有热转换体，该热转换体随周围温度的变化，从固体和液体中的一个，通过相变而转变为另一个，通过该相变，其体积发生变化。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：宫泽健一，高桥理，藤森茂幸，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]