[发明专利]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

说明书

本发明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。