[实用新型]一种电偶臂及温差热电组件

说明书

技术领域

本实用新型涉及热电效应技术领域，特别是涉及一种电偶臂及温差热电组件。

背景技术

热电效应是由温差引起的电效应或由电流引起的可逆热效应，也称之为温差电效应。

热电材料是指具有热电效应的材料，也称为温差电材料。

温差热电组件是指应用热电效应的组件，能够利用温差发电，或者能够电致温差泵热。不论是用于发电还是泵热，都有其它电池(或发电装置)和制冷器所不具备的优势。

发电时的优点：可靠性高；噪音电平低；寿命长；几乎不需维护；尺寸小重量轻；成本低；可以利用各种热源发电。

制冷时的优点：能制成结实的器件；冷却速率易控制；操作无噪音；可进行可逆操作；性能系数不依赖于容量；不受体积限制。

但是，由于热电材料本身的热导系数，使得热量会在电偶臂上进行传导，导致了电热或热电效率的损失。因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的上述缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电偶臂、热电偶及温差热电组件来克服或至少减轻现有技术的上述缺陷。

为实现上述目的，本实用新型提供一种电偶臂，所述电偶臂包括相互层叠的至少两个子片，相邻子片之间通过导电隔热材料相互连接，所述子片以热电材料制成。

优选地，所述子片以具有不同的热电效率峰值温度的材料制成。

优选地，相互层叠的至少两个子片所述子片的数量为三个：第一子片、第二子片和第三子片，其中，所述第一子片、第二子片和第三子片依次层叠设置，所述第一子片的材料的热电效率峰值温度大于所述第二子片的材料的热电效率峰值温度，所述第二子片的材料的热电效率峰值温度大于所述第三子片的热电效率峰值温度。

优选地，所述第一子片的材料为SiGe热电材料；所述第二子片的材料碲化物热电材料；所述第三子片的材料为Bi₂Te₃热电材料。

优选地，所述电偶臂在局部部位处的横截面积小于其他部位处的横截面积。

优选地，所述电偶臂在两端处具有相同的最大横截面积，在中部处具有最小横截面积，且在最大横截面积和最小横截面积之间单调变化。

本实用新型还提供一种温差热电组件，其特征在于，包括如权利要求1-6中任一项所述的电偶臂。

优选地，所述温差热电组件包括依次排列的高温区域、中温区域和低温区域，在高温区域，电偶臂以SiGe热电材料制成；在中温区域，电偶臂以碲化物热电材料制成；在低温区域，电偶臂以Bi₂Te₃热电材料制成，其中，至少一个电偶臂包括相互层叠的至少两个子片，且相邻子片之间通过导电隔热材料相互连接。

优选地，所述温差热电组件包括依次排列的高温区域、中温区域和低温区域，在高温区域，电偶臂以层叠的SiGe热电材料和碲化物热电材料制成；在中温区域，电偶臂以层叠的碲化物热电材料和Bi₂Te₃热电材料制成；在低温区域，电偶臂以Bi₂Te₃热电材料制成。

优选地，所述温差热电组件进一步包括与电偶臂的两端进行换热的微分换热器，其中，所述微分换热器的流道的孔径为0.6-2mm的范围内，所述微分换热器的流道壁厚在0.4mm-1mm的范围内。

本实用新型还提供一种热电偶，所述热电偶包括如上所述的电偶臂，其中一个为P型半导体电偶臂，另一个为N型半导体电偶臂，在电偶臂的电流连接处，设置高晶格振动的导热导电材料。

优选地，所述导热导电材料为粘覆在电偶臂的电流连接处的薄膜。

优选地，所述导热导电材料贴覆或印刷在换热器的与热电偶配合的连接处。

优选地，所述电偶臂嵌入在隔热绝缘材料中，例如，嵌入在聚氨酯材料中。

本实用新型的电偶臂包括相互层叠的至少两个子片，且相邻子片之间通过导电隔热材料相互连接，从而具有更大的热阻，有利于提高热电效率。

附图说明

图1是根据本实用新型第一实施例的电偶臂的示意图。

图2是根据本实用新型第二实施例的电偶臂的示意图。

图3是根据本实用新型一实施例的热电偶的示意图。

图4a是根据本实用新型一实施例的温差热电组件的示意图。

图4b是根据本实用新型另一实施例的温差热电组件的示意图。

图4c是根据本实用新型再一实施例的温差热电组件的示意图。

附图标记：