[发明专利]具有自然冷端的外置式阵列型温差发电器单体

说明书

技术领域                          

本发明涉及一种温差发电器，尤其是涉及一种具有自然冷端的外置式阵列型温差发电器单体。

背景技术

温差发电是基于热电材料的塞贝克效应发展起来的一种发电技术，将P型和N型两种不同类型的热电材料一端相连形成一个PN结，并置于高温状态，另一端形成低温，则由于热激发作用，材料高温端载流子浓度高于低温端，因此在这种浓度梯度的驱动下，载流子就开始向低温端扩散，从而形成电动势，此时热电材料就通过高、低温端之间的温度之差将高温端输入的热量直接转化为电能的过程。如果将多个PN结构成的热电偶串联起来，就可以得到高电压，形成温差发电器。相比于传统发电技术，温差发电具有结构简单，坚固耐用，无运动部件，无噪声等优点。

温差发电在航空、军事等领域得到了广泛的应用，美国和前苏联先后研制了数千个放射性同位素或者核反应堆温差发电器 ，用作空间、海洋装置的电源。随着能源危机的加速，温差发电技术应用越来越受到青睐，因为在我们的周围有着太多的“余热”可以利用，工业废热、垃圾燃烧热、汽车排气管的余热以及太阳热、地热、海洋热能等。因此针对各种不同余热和工作环境的温差发电器被广泛研究，尤其是针对汽车尾气余热和工业废热的温差发电器。但是这些已有的设计大多都存在以下局限性：首先多数是针对内置式的，或者是冷端内置式的，一般要设计专门的冷却系统作为冷端，不能采用自然冷端；其次，整个温差发电器是针对一种具体热源的空间结构和尺寸设计的整体式结构，不支持多场合多用途使用，不能像链条那样以多个单体连接的形式根据具体的场合调整发电器的个数，如平板型和圆筒型温差发电器。因此设计出一种外置式具有自然冷端且可同时用于不同结构热源的高性能温差发电器单体具有非常现实的意义，可以方便使用者根据具体的热源结构和尺寸确定单体个数以及单体电极间的串联或并联使用。目前，针对外置式具有自然冷端且可调整个数的阵列型温差发电器单体的研究报道很少见。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有自然冷端的外置式阵列型温差发电器单体，能利用工业余热、机动车尾气余热进行发电；能借助翅片散热以空气为自然冷端；能根据具体结构的热源布置温差发电器单体，决定温差发电器单体的个数，更具有普遍性，应用范围十分广。

本发明采用的技术方案是：

本发明包括高温端热交换器，低温端热交换器，多个散热翅片，数目相等的多个P型热电臂和N型热电臂，多个导流片，两个输出电极，左侧绝热外壳、右侧绝热外壳、前侧绝热外壳、后侧绝热外壳，绝热内填充材料，三对连接销孔，三个连接销；高温端热交换器位于整个温差发电器单体的顶部；低温端热交换器位于整个温差发电器单体的底部，多个散热翅片均匀分布于低温端热交换器底面上；数目相等的多个P型热电臂和N型热电臂使用导流片阵列型串联呈U字型，两个输出电极位于温差发电器单体的前侧，整个阵列嵌入式安装在高温端热交换器和低温端热交换器之间；整个温差发电器单体由左侧绝热外壳、右侧绝热外壳、前侧绝热外壳、后侧绝热外壳围成，与顶部的高温端热交换器和底部的低温端热交换器构成封闭的壳体；每对P型热电臂和N型热电臂中间以及绝热外壳与热电臂之间，均用绝热材料填充；三对连接销孔位于左侧绝热外壳和右侧绝热外壳顶部，每对销孔在位置上左、右错位。

所述每对销孔在位置上左、右错位，每个温差发电器单体间用连接销连接，连接销携带于左侧连接销孔中，整个连接装置用于温差发电器单体之间的扩展连接，连接之后随热源空间结构做旋转调整，更好的贴合热源表面。

本发明具有的有益效果是：

1.该发电器单体能利用工业余热、机动车尾气余热等热能进行发电，产生的电能可以直接作为工作电源，具有节能环保的作用；

2.该发电器单体属于外置式，安装和拆卸方便，而且借助翅片散热空气为自然冷端，简化了发电器单体的结构；

3.该发电器单体之间使用连接销活页式连接，可根据热源结构自由旋转，使发电器单体与热源更好的贴合，提高热能利用效率；

4.该发电器单体可根据热源的尺寸大小调整单体数量，用途更加广泛；

5.该发电器单体可根据具体使用需要，将已用连接销活页式连接的单体的输出电极串联或者并联连接，使用更加灵活方便。

附图说明

图1是本发明的整体结构原理图。

图2是本发明的内部结构原理图。

图3是本发明的单体间连接图。

图4是本发明的具体安装图。