[发明专利]一种高效率直燃式热电半导体发电装置

说明书

 

技术领域    

本发明涉及半导体热电发电技术领域，特别涉及一种高效率直燃式热电半导体发电装置。

背景技术    

半导体小型热电体发电机由于其体积小、携带方便、操作简单、只需有火源提供热量就能直接发电等特点，在户外、偏远地区和应急等没有电源供应又急需电力的情况下广受欢迎。但是，为了节约成本，便于携带，现有的半导体小型热电发电装置使用的热电模块通常相对于火源来说尺寸很小，直接将热电发电装置置于火源上方，分散的火源热量会向四周散发，集热非常困难，导致热量的实际利用效率低下。通过热电模块的实际热量降低，直接导致模块的冷、热面温差下降，使得发电效率低下。

CN101882899A公开了一种便携式半导体热能发电装置，该装置中贴有石墨纸的热电模块热面紧贴于台阶圆盘状集热器上端面的凸台，贴有石墨纸的热电模块冷面紧贴于带风扇散热器的下端面，套在散热器上的可拆卸卡扣扣在集热器圆盘上的卡扣底座上，将散热器、热电模块和集热器牢牢扣紧，当热电发电装置置于火源正上方后，集热器将热量传递给热电模块，热电模块的二个面形成温差，即产生电流，可给便携式电子设备供电。但这种结构的集热方式，火焰集中在整个圆盘面上，分散的火源会向四周散发，造成热量利用效率低，从而导致整个装置发电效率低。

因此，发明一种所用的热电模块体积小，但是装置的集热效率高，既经济又实用的半导体小型热电装置是最有效的解决办法。

发明内容    

本发明的目的是，为了克服半导体小型热电发电装置所使用的热电模块相对于火源来说尺寸很小，直接将热电发电装置置于火源上方，分散的火源热量不易集中，导致热电模块热面温度不稳定、热量实际利用效率低下，致使冷、热面温差不足影响发电效率等问题，提供一种高效率直燃式热电发电装置，能以火源为热源，采用带有集热罩和翅片的特殊集热器，以提供高效稳定的热量，同时利用一带风扇的散热器来保证器件冷、热面温差提高输出功率及能量转换效率。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：一种高效率直燃式热电半导体发电装置，通过带集热罩4和翅片12的集热器10收集热量，通过带翅片和风扇7的散热器8散发热量；集热器10的上方装有热电模块9，热电模块9的冷热两面均贴有石墨纸，热电模块9的热面通过石墨纸与集热器10贴合，热电模块9的冷面通过石墨纸与散热器8贴合，散热器8外安装有风扇7，热电模块9通过引线连接插座6向外输送电能。

本发明一种高效率直燃式热电半导体发电装置由燃料罐1、支架3、集热罩4、外壳5、风扇7、集热器10、散热器8、热电模块9、、和航空插座6所组成。

所述集热罩4为中间开孔的片状金属圆片，开方孔翻起的折边垂直于集热罩平面，集热器可安装固定在折边上，集热罩4开孔大小与火源大小相匹配，即火源火焰集中在开孔区域范围，开孔在集热罩中心；集热器开孔大小与上方带有翅片的集热器的大小相匹配，即集热器大小与开孔大小一致，便于集热器通过开孔直接接受火源火焰，而不至于分散。

所述集热器为带有翅片的块状体，集热器的上部外壁为平面，其大小与热电模块大小相匹配，下部为翅片状，并且按照一定比例设计翅片数量和大小。集热器翅片水平于火焰方向，集热罩4开孔垂直于火焰方向。

热电模块冷热两面陶瓷板贴有石墨纸，贴有石墨纸的热电模块热面和冷面分别紧贴于集热器的光滑端面和散热器的光滑端面。当热电发电装置置于火源上方后，首先通过集热罩控制火源的热流方向，使原本分散的火源热流聚拢在集热罩的中间开孔处，达到使原本分散的热流集中到与发电模块大小相匹配的较小范围内的目的；由于集热器一端带有翅片12，大大增加了集热器的集热面积，便于集热器10能高效的收集热量，火源的温度产生的热流加热了集热器，集热器的温度迅速上升，并将热量传导给热电模块，由于热电模块的另一面与散热器紧密贴合，散热器上的翅片迅速将该面的温度传输出去，这样，热电模块的二个面很快形成了温差，当温差达到一定时，热电模块即产生电流，带动散热器风扇转动，利用热电模块冷、热面的恒定温差来提供电源，热电模块引线通过插座输出提供照明和给便携式设备充电。