本发明涉及电子与能源领域，具体地说，是涉及一种利用热变电原理的水杯杯盖充电器。
背景技术：
能源问题和环境问题一直是人类社会面临的重大课题，随着电子设备的日益普及，电能的利用与发展在日常生活中也尤为重要，而热能作为最容易耗散的能量很难被人类所利用，而利用热电片上下表面温差将热能转化为电能将会是人类未来关注的焦点，此类能量转换节能环保，拥有无限的前景。而在我们身被周围也存在着诸多热源，如在公共场所中接的热开水、燃烧的蜡烛与打火机火焰、厨房中的热烟汽、温泉洗浴中的热水、甚至手掌心的热量都可以作为热变电的热源。
在现实生活中，手机的方便与普及已经成为每人必不可少的电子设备，但当人们爬山露营、坐火车汽车，进入公共场所，当电量不足时，没有电源插头就会给本人带来不便与麻烦；目前较为常用的为移动电源充电，但移动电源的电量也是有限的，并作为人出行携带的格外物品，当电源能源耗光时，又急需使用手机联系他人，使用身边物品短暂发电显得尤为重要。再比如当家中停电，而又无电池作为手电筒的电源时，能够短暂照亮区域寻找物品也是十分必要的，所以寻找发明一个可在日常生活中易随身携带能够短暂发电的充电器，解决燃眉之急十分重要。
技术实现要素：
本发明的目的在于利用开水散热的热量，提供一种能够应急充电的usb充电器，解决短时用电急需的问题。
本发明达成目的的技术方案是：一种基于热变电原理的水杯杯盖充电器主要包括带有三通冷却孔并在将中间区域掏空的杯盖；杯盖内部下侧为散热器；散热器肋片放入杯盖掏空的中间部分，肋片与杯盖通孔相通，散热器底端与杯盖下表面相接，并使用密封胶胶合，散热器下部放置多个相互连接半导体热电片的热电转换装置，热电片两侧均涂有导热硅胶，在热电片下方放置导热铜片，导热铜片下方放置杯套，杯套下方可接触热水，杯套与杯盖相连并固定，并采用密封圈密封杯套与杯盖之间的空隙，杯套与导热铜片涂有良好热传导性的热胶，将杯盖体、散热器、铜制导热片、杯套固连在一起；半导体热电片两端设有导线，在杯盖上方内部装有环形蓄电池与电路装置，在杯盖外侧设计2个usb接口；热电片引出导线与蓄电池连接，蓄电池与dc-dc直流升压电路板连接，所述的2个usb接口与控制电路板相连接。热变片两端接有导线给位于杯盖顶部的蓄电池充电，蓄电池经过dc-dc直流升压给usb供电，作为电压输出端。
本发明杯盖孔介于8mm～10mm，可在孔内通入冷却介质以降低冷源温度。
本发明杯盖内部空腔可放入直径50-60mm散热器，空腔高度大于散热器肋片的2/3。
本发明杯盖内部导热铜片铺满杯套内部空间以充分吸取热水热量；半导体热电片不大于导热铜片；散热器大小略大于杯盖内部空间，底部与半导体热电片大小相当。
本发明杯套采用热导性良好材料，无毒，无害。
本发明dc-dc直流升压可控制电压为4.2v。
本发明2个usb接口对称分布在杯盖壳上部，距离杯顶9mm～12mm处。
当杯内装有热水时，热水热量通过下端杯套将热量传至铜制导热片，导热片与热电片固连将热传递到半导体热电片热端面上，杯盖外壳孔自然对流空气(必要时可加入冷却水)与内部散热器换热以保证半导体热电片冷端面低温，半导体热电片两端电势差用来给蓄电池供电，并通过直流升压电路装置给usb口供电，适用于手机充电、usb小风扇、led灯等设备使用，一方面利用了耗散能量，绿色环保，节约资源，另一方面在急需用电时，利用本发明充电器可以解决不时之需。
附图说明
图1一种基于热变电原理的水杯杯盖充电器结构示意图。
具体实施方式
图1给出本发明的一个实施例，并结合图1做出具体说明，包括带有三通冷却孔8并在将中间区域掏空区域7的杯盖1；杯盖1内部下侧紧贴散热器2底部并使用密封胶胶合，散热器2肋片放入杯盖掏空的中间部分7，肋片与杯盖通孔8相通；散热器2下部放置多个相互连接半导体热电片3的热电转换装置，并留有0.5mm～1mm间隙，热电片3两侧均涂有导热硅胶；在热电片3下方紧贴放置导热铜片4；导热铜片4下方放置导热性良好，无毒无害材料的杯套5，杯套5下方可接触热水，杯套5与杯盖1采用胶合固定，并采用密封圈12密封杯套5与杯盖1之间的空隙，以防止杯内水由于倾倒而溢出，同时也防止水进入内部空间造成电路失灵；杯套5与导热铜片4涂有良好热传导性的热胶；采用螺栓6将杯盖体1、散热器2、铜制导热片4、杯套5固连在一起，使用热密封装置将螺纹孔密封；半导体热电片3两端设有导线9，在杯盖上方内部装有环形蓄电池10与电路装置，在杯盖外侧设计2个usb接口11。热电片3引出导线与蓄电池10连接，蓄电池10与dc-dc直流升压电路板连接，所述的2个usb接口11与控制电路板相连接。热变片两端接有导线给位于杯盖顶部的蓄电池充电，蓄电池经过dc-dc直流升压给usb供电，作为电压输出端。
在本实施例中盖孔8介于8mm～10mm，可在孔内通入冷却介质以降低冷源温度。
在本实施例中内部空腔7可放入直径50-60mm散热器2，空腔高度大于散热器肋片的2/3。
在本实施例中杯盖1内部导热铜片4铺满杯套内部空间以充分吸取热水热量；半导体热电3片不大于导热铜片；散热器2大小略大于杯盖内部空间，底部与半导体热电片3大小相当。
在本实施例中杯套5采用热导性良好材料，无毒，无害。
在本实施例中dc-dc直流升压可控制电压为4.2v。
在本实施例中2个usb接口11对称分布在杯盖壳上部，距离杯顶9mm～12mm处。
该发明在实施过程中热端选用杯中热水，由于空气为热的不良导体，热水与杯套5接触更能提高发电效率，杯套5为导热性良好材料，利用快速导热性将热水热量迅速传递至铜片4处，热电片热端温度与冷端温度存在温差，产生压差。
该发明在实施过程中冷端选用外界空气作为冷源温度，为提高短时充电能力，在使用该发明时，可用冷却水导入杯盖设计孔8中，水流经散热器2会增加对流换热系数，降低散热底端与热电片3接触温度，当温差增大，热电片3产生的电压增大，发电效率与时间将有显著提升。
该发明在实施过程中，在不使用充电器时，倒入热水利用热电片3可将热能转化为电能储存在蓄电池10中，当继续用电时，将电线接口插入usb接口11中可实现快速充电。
综上所述，本发明利用人们随身携带的水杯上的杯盖作为载体，收集饮水时热水变凉热能耗散的能量，利用储存电能给手机、风扇等电器充电，能量积少成多防患于未然，特别适合在外出旅游、旅途交通、外出游玩时或在出现突发紧急情况急需用电时，该发明可以立即充电。同时该发明还具有轻巧便携，同时利用耗散能量绿色环保，方便实用等诸多优点。