[发明专利]一种聚焦式热电转换装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种热电转换装置，特别涉及一种能够将热能直接转化为电能的装置。

背景技术

随着社会的不断发展，人们对能源的需求在不断加大，能源危机已成为一个不可忽视的问题。另一方面，工业生产和生活中大量的能量以废热的形式耗散在环境中。如果能有效地利用这种废热对与能源的有效利用与减缓能源危机具有十分重要的意义。

热电转换装置是一种能够将热能直接转化为电能的装置。常规的热电转换装置利用半导体的塞贝克效应直接将热能转化为电能，具有系统体积小、可靠性高、适用温度范围广等优点。但是，这种装置所发出的电电压值较低、功率较小且价格昂贵，因此其实用性受到了很大的限制。本发明利用压电陶瓷作为发电材料，利用热释电效应将热能直接转化为电能，具有输出电压高、适用范围广、价格便宜等诸多优点。

发明内容

技术问题：针对传统热电转换装置输出电压值较低、功率较小和价格昂贵等局限，本发明提供了一种能够直接将热能转化为电能的装置，提高了输出电压且适用范围广、价格便宜。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种聚焦式热电转换装置，该装置包括：光源、菲涅尔透镜、调频装置、压电陶瓷、支架、整流器和充电电容；

菲涅尔透镜将来自光源的入射光汇聚于压电陶瓷上，所述压电陶瓷固定于支架上；在菲涅尔透镜与压电陶瓷之间设有调频装置，压电陶瓷与整流器的输入端相连，充电电容与整流器的输出端相连；整流器用于将压电陶瓷所发出的交变电流转化为直流电存储于充电电容中。

所述调频装置包括调速直流电机、法兰，斩光盘；

调速直流电机作为驱动电机，在调速直流电机的输出轴上连接有斩光盘，在调速直流电机与斩光盘之间设有法兰；在斩光盘上设有通光孔，并且，斩光盘位于菲涅尔透镜与压电陶瓷之间，菲涅尔透镜汇聚的汇聚光光路经过通光孔。

所述的菲涅尔透镜光透过率为90%，光线会聚率75-85%。

所述压电陶瓷从外到里依次包括黄铜片、陶瓷层、镀银层，在银镀层上设有引线；

黄铜片既作为陶瓷层的附着体，同时也是压电陶瓷的一个电极，镀银层为压电陶瓷的另一个电极。

有益效果：与现有的热电转换技术相比，本发明具有如下优点：

1)输出电压高。本发明中单片压电陶瓷输出电压最大值可达到15V左右，远高于半导体发电材料的输出电压。

2)适用范围广。本发明可以采用太阳能、工业废热等作为热源，将热能直接转化为电能。

3)结构简单，本发明无复杂的运动部件，结构简单。

4)成本低。同半导体热电转换材料相比，压电陶瓷价格便宜，整个装置的成本也因此较低。

附图说明

图1是本发明聚焦式热电转换装置的主视图。

图2是本发明聚焦式热电转换装置中调频装置主视图。

图3是本发明聚焦式热电转换装置中斩光盘结构图。

图4是本发明新型聚焦式热电转换装置中压电陶瓷的主视图。

图5是本发明新型聚焦式热电转换装置的电路图。

以上的图中有：光源1，菲涅尔透镜2，调频装置3，压电陶瓷4，支架5，整流器6，可充电电容7，直流电机8，法兰9，斩光盘10，通光孔11，黄铜片12、陶瓷层13、镀银层14和引线15。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

参见图1-5，本发明提供的聚焦式热电转换装置，该装置包括：光源1、菲涅尔透镜2、调频装置3、压电陶瓷4、支架5、整流器6和充电电容7。

菲涅尔透镜2将来自光源1的入射光汇聚于压电陶瓷4上，所述压电陶瓷4固定于支架5上；在菲涅尔透镜2与压电陶瓷4之间设有调频装置3，压电陶瓷4与整流器6的输入端相连，充电电容7与整流器6的输出端相连；整流器6用于将压电陶瓷4所发出的交变电流转化为直流电存储于充电电容7中。

所述调频装置3包括调速直流电机8、法兰9，斩光盘10。

调速直流电机8作为驱动电机，在调速直流电机8的输出轴上连接有斩光盘10，在调速直流电机8与斩光盘10之间设有法兰9；在斩光盘10上设有通光孔11，并且，斩光盘10位于菲涅尔透镜2与压电陶瓷4之间，菲涅尔透镜2汇聚的汇聚光光路经过通光孔11。

所述的菲涅尔透镜2光透过率为90%，光线会聚率75-85%。

所述压电陶瓷4从外到里依次包括黄铜片12、陶瓷层13、镀银层14，在银镀层14上设有引线15。