CN2178018Y - 便携式直流发电机 - Google Patents

Abstract

一种便携式直流发电机，它包括顶部开口的外 壳，外壳中设有内壳，内壳设有容纳盐水电解液的腔 室。内壳的至少一个侧壁与外壳侧壁之间形成空气 腔，发电机还设有与该空气腔连通的空气通道。内壳 中朝向空气腔的侧壁开有孔，该孔中装有空气阴极 件，其朝向空气腔的一侧不透水而透空气。内外壳开 口顶部设有盖，该盖上可拆卸地装有金属阳极件，其 插入内壳中的盐水溶液中。发电机还设有连接空气 阴极件及阳极件之间的负载的电连接件。

Description

本实用新型涉及一种直流发电装置。

便携式的由电池供电的电气装置已广泛使用。这种装置包括闪光灯，手提灯，小型电动马达，该马达可用于电动刮胡刀及小型电扇。上述装置一般使用下述两种干电池中的一种来供电，这两种干电池为一次性电池及可充电电池。上述电池从使用到被更换或充电前的使用寿命相对较短。另外就其尺寸来说上述干电池较重，并且将它们丢掉时会产生环境危害。

太阳能电池装置已研制出来，该装置将太阳光或其它光能转化成向各种不同设备提供电源的电。目前人们已使用手持式太阳能电池发电装置，该装置可向小型的可放入口袋的电子计算器及其它类似装置供电。然而上述太阳能电池装置的缺点在于它需要在有太阳光或其它较强光线的条件下才能工作。因此该装置无法在夜间或黑暗的房屋内工作。

目前人们还开发出一种装置，该装置以热－电转化方式产生电能从而供手表工作。维持用于手表的热电发电机工作的热量来自携带者的手腕。只要将上述装置带在手腕上，上述手表中的热－电发电机就会产生充足的电能。因此上述装置无需更换电池。

目前人们采用其它技术研制了一种小型非电池式便携式发电机。该机是一种小型手持式电磁发电机，在该机中借助柔性橡胶的挤压块所产生的空气压力便可使轮转动。上述装置的缺点是明显的，因为必须持续对橡胶块进行挤压以便提供用来驱动发电机的空气源。

另外人们还研制了一种非普通型的发电机。该发电机是这样形成的，即在机动车通过的道路或其它地区放置由管组成的管网，该管是可压缩的，在管中设有工作流体，该管与涡轮发电系统相连。这样驶过上述管的车辆便会产生出电能。显然，当没有车辆驶过时，则电能的产生就会终止。

就涡轮发电机而言人们还研制了一种小型空气驱动的涡轮发电机。该发电机置于水下呼吸系统的流体管线中。由来自氧气罐的流体首先驱动上述发电机，之后才输送到潜水员的呼吸系统中。因此对于上述发电机而言，只要氧气罐能提供气源，使可形成供潜水员用的电能。

本实用新型的目的在于提供一种小型便携式发电机，其不采用挥发性燃料而采用容易获得的材料，另外其使用寿命较长。

本实用新型的上述目的是通过下述结构的便携式直流发电机来实现的，该发电机包括底部外壳，其顶部开口，其侧壁封闭，在上述外壳内设有内壳，该内壳包括底部和封闭的侧壁，该内壳的顶部开口，内壳侧壁的至少一部分与外壳的侧壁间隔一定距离从而在紧靠上述内壳侧壁部分处形成空气腔，另外在该内壳侧壁部分中还形成有孔，在该孔中固定有在其靠空气腔的侧边不透水而透空气的空气阴极件，上述内壳容纳水溶液，上述外壳和内壳的顶部可拆卸地装设有盖，由上述盖和外壳形成的壳体上形成有与上述空气腔相连通的空气通道，上述内壳内部插有阳极件，另外该发电机还设有连接上述阳极件及空气阴极件之间的负载的装置。

上述内壳固定于上述外壳上，该固定方式可以为永久性或可拆卸方式。

上述阳极件包括长条形金属杆，它通过螺纹固定件固定于上述盖的底侧。

上述空气阴极件包括由碳、张开的金属网和空气透膜构成的叠层片，上述位于空气阴极件侧面的膜朝向空气腔。

上述盖上设有该盖放于内壳和外壳顶部时可与内壳的开口顶部连通的空气通道。

上述外壳具有4个竖直设置的矩形侧壁，它们的边缘相互连接形成顶部开口的箱体，上述内壳包括4个竖直设置的矩形侧壁，这些侧壁共同形成顶部开口的箱体，该箱体位于外壳内部，该内壳的每个侧壁与外壳的相应侧壁间隔一定距离形成上述的空气腔。

上述阳极件包括长条形金属杆，该杆由选自下列一组中的材料制成，该组材料为铝、镁及镁铝合金。

上述发电机包括有框架，该框架用来将空气阴极件固定于内壳的孔中。

上述内壳包括盛放水溶液的多个各自独立且密封的腔室，其中每个腔室的至少一个侧壁设有孔，该孔与在内壳和外壳之间形成的空气腔连通，在上述的每个孔中设有空气阴极件，上述阳极件设有多个，其中每个阳极件可拆卸地固定于盖的底侧，每个阳极件分别插入内壳中相应的腔室中。

上述内壳填充盐水溶液。

本实用新型的上述目的还可通过下述结构的便携式直流发电机来实现，它包括罩壳，该罩壳包括至少两个顶部开口的腔室，每个腔室开有孔，在每个腔室的孔分别固定有空气阴极件，上述每个腔室的顶部盖有设有空气通道的盖，在盖的底侧可拆卸地固定有插入每个腔室内部的阳极件，该发电机还设有连接上述阳极件及空气阴极件之间形成的负载的装置。

上述罩壳内共设有二个上述的腔室，这两个腔室相互间隔一定距离形成空气腔，其上的孔相对设置。

在上述第二种结构的发电机中，所述的阳极件及空气阴极件可采用与第一种结构发电机中阳极件及空气阴极件相同的材料，形状及固定方式。

上述位于罩壳中的腔室填充盐水溶液。

上述发电机还包括框架，该框架将所述空气阴极件固定于腔室中开设的孔中。

本实用新型的优点在于造价低，体积小，携带方便，其中的部件可以方便更换从而可延长使用期限。另外本实用新型采用了特定的结构从而空气阴极件不会从外面触摸到。

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

图1为本实用新型优选实施例的透视图；

图2为图1所示实施例的分解透视图，它表示其内部的具体结构；

图3为装配好的图2所示发电机的有关部件的剖面示意图；

图4为图1－3所示发电机的使用状态透视图；

图5为图1－3所示发电机中的线路连接示意图；

图6为本实用新型的另一实施例的透视图；

在各附图中相同的标号表示相同的部件。如图1所示，图中表示多节式便携式发电机10，它包括矩形底部外壳11，该外壳11包括4个直立侧壁和一个底部。一般来说，该外壳11由具有高抗冲击性的轻质塑料制成，当然如果需要它可用其它材料制成。在上述外壳11的顶部设有可取下的盖14，该盖14中开有可与底壳11内部相连通的4个排气孔。在外壳11的相对侧壁通过可调节的铰接件连接有把手16，这样该把手16可从图1所示的位置移动到图4所示的位置以及所需要的任何其它位置。

由多根电线构成的电缆18从外壳11的其中一个侧壁11和索环延伸到双头式连接器22的一侧。同样由多根电线构成的电缆20从盖14的侧壁的索眼延伸到上述连接器22的另一侧从而可使电缆18中的电线与电缆20中的电线相互连接。当将连接头拔开时，从图2可清楚看出，盖14与外壳11脱开。

在盖14上设有电源插座25和26，该插座为任何适合的普通型插座。在盖14上设有必要的连接件，该连接件连于电源插座25和26及电缆20中的电线之间，这样便可实现与所需要的电气设备或灯泡的电接触。外壳11的相对侧壁上还开设有沿水平方向的一排孔29，该孔29可使空气在盖14就位后从外壳11外部进入外壳11内部。

图2和3表示了图1所示实施例的内部的详细结构。如图2所示，带有4个腔室的顶部开口的框架构成的内壳40装在底部外壳11中。内壳40顶部上设有凸缘42，该凸缘42嵌入底壳11顶部边缘的相应槽中从而可使内壳40的每个外壁与外壳11的内壁隔开一定间距。这样使在外壳11和内壳40形成空气腔从而可使穿过孔29的空气自由地在内壳40的4个侧壁循环。上述内壳40最好可拆卸地固定于外壳11中，但是在某些场合下也可采用非拆卸的方式固定于外壳11中。

从图2可清楚看出，内壳40包括4个相互隔开的矩形腔室，该腔室由相互隔开的并彼比交叉的内侧壁44A／44B及45A／45B形成，该侧壁相互连接且固定于内壳40上，这样便在内壳中形成4个防水的各自隔绝的腔室。

在每个腔室的与外壳11的内侧壁相对的两侧壁上形成有较大的长方形孔47。在外壁41的每个孔47设有空气阴极片50，该阴极片50刚好卡在每个孔47周围形成的凸起部上。上述阴极片50借助外框架51固定就位，该框架51压靠在每个孔47中的每个阴极片50上。外框架51借助硅密封剂或其它适合的防水粘接剂固定孔47的侧边41。从图2可清楚看出，空气阴极片50上设有突舌52，该突舌与电线53相连。突舌52穿过框架51而伸入空气腔中。内壳40中的每个腔室有二个阴极片50，每个阴极片50上的电线53相互连在一起，这样共有4根电线穿过电缆18连到连接器22上，如图2下方所示，该连接器22位于外壳11外部。

空气阴极片采用普通的市场上可买到的阴极片结构，它包括蓄电池碳材料层片，该层片固定于张开的金属网（最好为镍或钢）罩上，该罩上覆盖有聚烯烃薄膜。一些空气阴极片中的金属网的两侧均设有上述碳层片，在该碳层片上覆盖有聚烯烃薄膜。空气阴极片50的涂膜的一侧位于与在内壳40和底壳11之间形成的空气腔相连通的外侧。上述薄膜或其它适合材料具有不透水性，但它可透空气。这样空气便可从内壳40和外壳11之间形成的空气腔穿过空气阴极薄膜50而进入每个腔室的内部，上述腔室填充有盐水溶液，这一点将在本说明书的后面进行描述。

从图3可清楚看出，当将螺钉33穿过与盖14隔开一定间距的底板13固定好后便可完成发电机10的装配。上述螺钉33拧入细长柱形金属阳极杆34中，该阳极杆34向下插入到内壳40的4个腔室中，如图2所示。盖14上还设有一对与之交叉的分离件31，该分离件31向下插入到侧壁44A／B和45A／45B之间的槽或腔中，这样当盖14放到图1、3和4所示的位置就位后便可将内壳40隔离成防水的腔室。

从图2容易看出，当需要更换其中一个柱形阳极杆34时，只要将该待更换掉的阳极杆从螺钉上拧下之后拧上新的阳极杆即可。在本实用新型的最佳实施例中，上述阳极杆可由镁、铝或镁／铝合金制成。

当使用发电机时，先将盖14拆下，如处于图2所示位置，之后将盐水或含盐电解液注入内壳40中的每个腔室中。上述盐水溶液含有按重量百分比12－20％的适合盐，如氯化钠。一旦盐水溶液注入每个腔室中，便可将盖14就位以使阳极杆34插入到该溶液中。

图5表示4个阳极杆34A、34B、34C及34D分别与相应的成对空气阴极片50A－50D连接的电路。如图5所示，在各个阳极杆34及相应的阴极片50之间相互连接，其连接线穿过电缆18、20及连接器22。如图5所示，4个腔室成串连方式向电源插座的电极25和26提供电源。图5中的电线的特定连接情况没有在图2和3中示出以避免使该图产生混乱。可以知道，上述的连接是容易受到影响的，因此可按需要采用印刷电路板或直接导线连接的方式形成必要的电线固定体，该电线用来将电源插座25和26与来自盖14中的阳极杆34及电缆20的导线相连。

当阳极杆34插入盐水溶液中时，便会产生电解反应从而在阳极杆34上形成氢氧化镁（如果采用镁阳极杆）或氢氧化铝（如果采用铝阳极杆）以及过量的电子。空气中的氧气与水发生反应从而在阴极片形成氢氧根负离子（OH）^－，并且在阴极片处电子数量减少。由于使用空气阴极件从而可提供所需要的额外氧气，这样便可在水中按最佳方式形成氢氧根负离子，因此阳极反应会以合理的速度形成，每当外部负载与电源插座25或26连接，化学反应会连续进行从而使电子产生不平衡，该电子流过电路直至阳极杆34被耗尽。当发生上述情况时，要取下上述阳极杆34并接上述方式更换上新的阳极杆。

上述描述的发电机10中的每个腔室可产生1。5V的电源电压。因此当阳极杆34及阴极片50按图5方式呈串联连接时，该发电机10的输出电压为6V。阴极片50的电流密度为20mA／cm²。

如图4所示，电源插座25通过电缆63与灯63相连，该电源插座5接纳图1所示发电机发出的电能。把手60的顶部连有构成勾圈连接件的条带60，而在灯的底部固定有与上述条带相配合共同构成勾圈连接件的另一条带。这样灯62便可固定于把手16上或者灯62可由其上的把手提起在电缆63的长度范围内移动。图4只表示了图1－3所示直流发电机10的一种可能的使用情况，当然该发电机10还可用于其它类型的电气设备或负载情况。

图6表示本实用新型的另一实施例，在该实施例中采用两节式（3V）。从图6可知，共有二个等同的防水腔室71，它们并排放置，在它们之间设有空气腔72。上述腔室71中相对的两个侧壁上开有孔（图中未示出），该孔与图1－4所示实施例中的孔47类似。上述孔中设有空气阴极片50，该阴极片呈串联方式与阳极杆75相连，阳极杆75按与图1－3中的实施例中阳极杆34与盖14的连接方式相同的方式与盖74相连。盖74卡在腔室71的顶部。按类似于图5给出的方式进行电路连接以使二个腔室呈串联方式相连。图6给出的发电机的输出端通过具有一定刚性的可弯曲的电缆80与灯泡81相连。这样便形成了一个小型轻质便携式闪光灯，其中发电机的工作是通过盐水溶液按与图1－3所示实施例的相同方式来实现的。

图6所示实施例中的腔室71之间形成的空气腔72是这样形成的，将腔室71固定，并且使腔室的不带孔的侧边朝向外壳70，或者将腔室71从一侧固定在平板上，并且如需要可在腔室71周围放上装饰性的盖70。上述发电机的工作情况与图1－4所示的实施例相同。

上述的结合附图的最佳实施例的描述只能视为对本实用新型的说明而不构成本实用新型的限定。比如阳极杆可以以可拆卸方式固定于腔室的底部而不是固定于盖上。

Claims (33)

1、一种便携式直流发电机，其特征在于它包括底部外壳，其顶部开口，其侧壁封闭，在上述外壳内设有内壳，该内壳包括底部和封闭的侧壁，该内壳的顶部开口，内壳侧壁的至少一部分与外壳的侧壁间隔一定距离，从而在紧靠上述内壳侧壁部分处形成空气腔，另外在该内壳侧壁部分中还形成有孔，在该孔中固定有在其靠空气腔的侧边不透水而透空气的空气阴极件，上述内壳容纳水溶液，上述外壳和内壳的顶部可拆卸地装设有盖，由上述盖和外壳形成的壳体上形成有与上述空气腔相连通的空气通道，上述内壳内部插有阳极件，另外该发电机还设有用来连接上述阳极件及空气阴极件之间的负载的装置。

2、根据权利要求1所述的发电机，其特征在于上述内壳固定于上述外壳上。

3、根据权利要求2所述的发电机，其特征在于上述内壳可拆卸地固定于上述外壳上。

4、根据权利要求3所述的发电机，其特征在于上述阳极件包括长条形金属杆，它通过螺纹固定件固定于上述盖的底侧。

5、根据权利要求4所述的发电机，其特征在于上述空气阴极件包括由碳、张开的金属网和空气透膜构成的叠层片，上述位于空气阴极件侧面的膜朝向空气腔。

6、根据权利要求5所述的发电机，其特征在于上述盖上设有该盖放于内壳和外壳顶部时可与内壳的开口顶部连通的空气通道。

7、根据权利要求6所述的发电机，其特征在于上述外壳具有4个竖直设置的矩形侧壁，它们在边缘相互连接形成顶部开口的箱体，上述内壳包括4个竖直设置的矩形侧壁，这些侧壁共同形成顶部开口的箱体，该箱体位于外壳内部，该内壳的每个侧壁与外壳的相应侧壁间隔一定距离形成上述的空气腔。

8、根据权利要求7所述的发电机，其特征在于上述阳极件包括长条形金属杆，该杆由选自下述一组中的材料制成，它们是铝、镁及镁铝合金。

9、根据权利要求8所述的发电机，其特征在于它包括框架，该框架用来将空气阴极件固定于内壳的孔中。

10、根据权利要求9所述的发电机，其特征在于上述内壳包括盛放水溶液的多个各自独立且密封的腔室，其中每个腔室的至少一个侧壁设有孔，该孔与在内壳和外壳之间形成的空气腔连通，在上述的每个孔中设有空气阴极件，上述阳极件设有多个，其中每个阳极件可拆卸地固定于盖的底侧，每个阳极件分别插入内壳中相应的腔室中。

11、根据权利要求10所述的发电机，其特征在于上述内壳填充盐水溶液。

12、根据权利要求1所述的发电机，其特征在于上述内壳包括盛放水溶液的多个各自独立且密封的腔室，其中每个腔室的至少一个侧壁设有孔，该孔与在内壳和外壳之间形成的空气腔连通，在上述的每个孔中设有空气阴极件，上述阳极件设有多个，其中每个阳极件可拆卸地固定于盖的底侧，每个阳极件分别插入内壳中相应的腔室中。

13、根据权利要求12所述的发电机，其特征在于上述盖上设有空气通道，该空气通道在该盖放于内壳和外壳的顶部上时与内壳开口顶部连通。

14、根据权利要求13所述的发电机，其特征在于上述阳极件包括长条形金属杆，该杆由选自下列一组中的材料制成，该组材料为镁、铝及镁铝合金。

15、根据权利要求14所述的发电机，其特征在于内壳中填充盐水溶液。

16、根据权利要求1所述的发电机，其特征在于上述空气阴极件为叠层片，它由碳、张开的金属网及空气透膜构成，上述位于阴极件的一侧的空气透膜朝向空气腔。

17、根据权利要求16所述的发电机，其特征在于它包括框架，该框架将上述空气阴极件固定于内壳中的孔中。

18、根据权利要求17所述的发电机，其特征在于上述阳极件包括长条形金属杆，该杆通过螺纹固定件固定于盖的底侧。

19、根据权利要求2所述的发电机，其特征在于上述内壳永久性固定于上述外壳上。

20、根据权利要求1所述的发电机，其特征在于上述阳极件通过螺纹固定件固定于盖的底侧。

21、根据权利要求20所述的发电机，其特征在于上述阳极件包括长条形金属杆，该杆由选自下列一组中的材料制成，该组材料为铝、镁及镁铝合金。

22、根据权利要求21所述的发电机，其特征在于上述内壳填充盐水溶液。

23、根据权利要求1所述的发电机，其特征在于外壳包括4个竖直设置的矩形侧壁，该侧壁在其边缘相互连接形成顶部开口的箱体，内壳包括4个竖直设置的矩形侧壁，这些侧壁共同形成顶部开口的箱体，该箱体位于外壳内，内壳的上述每个侧壁与外壳的相应侧壁间隔一定间距从而形成上述空气腔。

24、根据权利要求1所述的发电机，其特征在于它包括框架，该框架将空气阴极件固定于内壳的孔中。

25、根据权利要求1所述的发电机，其特征在于上述盖  上设有空气通道，该空气通道在盖放于内壳和外壳的顶部上时与内壳的开口顶部连通。

26、根据权利要求25所述的发电机，其特征在于上述内壳包括盛装水溶液的多个各自独立且密封的腔室，其中每个腔室的至少一个侧壁开有孔，该孔与内壳和外壳之间形成的空气腔连通，在每个孔中固定有所述的空气阴极件，上述的阳极件设有多个，每个阳极件可拆卸地固定于盖的底侧，且分别插入内壳中的相应的腔室中。

27、一种便携式直流发电机，其特征在于它包括罩壳，该罩壳包括至少两个顶部开口的腔室，每个腔室开有孔，在每个腔室的孔中分别固定有空气阴极件，上述每个腔室的顶部盖有设有空气通道的盖，在盖的底侧可拆卸地固定有插入每个腔室内部的阳极件，该发电机还设有用来连接上述阳极件及空气阴极件之间形成的负载的装置。

28、根据权利要求27所述的发电机，其特征在于罩壳内共设有二个上述的腔室，这两个腔室相互间距一定距离形成空气腔，其上的孔相对设置。

29、根据权利要求28所述的发电机，其特征在于所述阳极件包括长条形金属杆，该杆通过螺纹固定件固定于盖的底侧。

30、根据权利要求29所述的发电机，其特征在于上述空气阴极件包括叠层片，该片由碳、张开的金属网及空气透膜构成，上述空气阴极件上的空气透膜朝向空气腔。

31、根据权利要求30所述的发电机，其特征在于上述腔室填充盐水溶液。

32、根据权利要求31所述的发电机，其特征在于上述阳极件包括长条形金属杆，该杆由选自下列一组中的材料制成，该组材料为铝、镁及镁铝合金。

33、根据权利要求32所述的发电机，其特征在于它还包括框架，该框架将所述空气阴极件固定于腔室中开设的孔中。

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