[发明专利]基于热电材料温度依存性的非均匀流速复合温差发电器

权利要求书

1.基于热电材料温度依存性的非均匀流速复合温差发电器，包括保温壁(1)、设置在保温壁之间的多级废气温差发电器单元和蓄电池，其特征在于：

每一级废气温差发电器单元包括第一废气通道(2)和第二废气通道(2’)，所述第一废气通道(2)和第二废气通道(2’)之间设置两组半导体热电模块(3)，两组半导体热电模块(3)之间设置冷却水通道(4)；所述第一废气通道(2)和第二废气通道(2’)均为变截面废气通道，在废气流沿程方向上截面逐渐减小，第二废气通道(2’)进口处截面小于第一废气通道(2)出口处截面；

下一级废气温差发电单元的第一废气通道(2)进口处截面小于上一级废气温差发电单元的第二废气通道(2’)出口处截面；

相邻两级废气温差发电器单元设置两组半导体热电模块(3)，该两组半导体热电模块(3)之间设有冷却水通道(4)；

所述变截面废气通道作为半导体热电模块(3)的高温热源，所述冷却水通道(4)中的冷却水作为半导体热电模块(3)的低温冷源，所述半导体热电模块(3)两端分别串联和/或并联连接至所述蓄电池两端；

在每一级废气温差发电器单元中，第一废气通道(2)和第二废气通道(2’)之间的两组半导体热电模块(3)互相平行，且与竖直的保温壁(1)呈角度倾斜放置；

相邻两级废气温差发电器单元之间的两组半导体热电模块(3)互相平行，且与竖直的保温壁平行放置。

2.根据权利要求1所述的基于热电材料温度依存性的非均匀流速复合温差发电器，其特征在于：

在每一级废气温差发电器单元中，半导体热电模块(3)分别紧贴着第一废气通道(2)和第二废气通道(2’)的对应侧壁，冷却水通道(4)对应侧壁紧贴着其两侧相邻的半导体热电模块(3)。

3.根据权利要求1或2所述的基于热电材料温度依存性的非均匀流速复合温差发电器，其特征在于：

高温废气通过第一级废气温差发电器单元的第一废气通道(2)入口处进入，由第一废气通道(2)出口处流出并进入第二废气通道(2’)入口处，之后从第二废气通道(2’)出口处流出并进入下一级废气温差发电器单元的第一废气通道(2)，最终从温差发电器最后一级废气温差发电单元的第二废气通道(2’)出口处流出。

4.根据权利要求1所述的基于热电材料温度依存性的非均匀流速复合温差发电器，其特征在于：

所述非均匀流速复合温差发电器包括两级废气温差发电器单元。

5.根据权利要求1所述的基于热电材料温度依存性的非均匀流速复合温差发电器，其特征在于：

在每一级废气温差发电器单元中，第一废气通道(2)和第二废气通道(2’)之间的两组半导体热电模块(3)与竖直的保温壁(1)所构成的角度为30°至60°。

6.根据权利要求1所述的基于热电材料温度依存性的非均匀流速复合温差发电器，其特征在于：

相邻两级废气温差发电器单元之间的两组半导体热电模块(3)与非均匀流速复合温差发电器的底部成90°垂直放置。

7.根据权利要求1所述的基于热电材料温度依存性的非均匀流速复合温差发电器，其特征在于：

所述的半导体热电模块(3)由P型热电材料和N型热电材料相互交替串联而成。

8.根据权利要求1所述的基于热电材料温度依存性的非均匀流速复合温差发电器，其特征在于：

所述半导体热电模块(3)热电材料在优值系数ZT值的正常工作温度域工作，其中ZT＝S²σT/K，ZT是半导体热电模块(3)热电材料的热电优值，S为半导体热电模块(3)热电材料塞贝克系数，σ为半导体热电模块(3)热电材料电导率，K为半导体热电模块(3)热电材料热导率，T为半导体热电模块(3)热电材料温度。

9.根据权利要求1所述的基于热电材料温度依存性的非均匀流速复合温差发电器，其特征在于：

废气温差发电装置运用复合式变截面废气通道中高温热源和冷却水通道(4)中低温冷源的温差发电，利用半导体塞贝克效应将热能转化为电能。

10.根据权利要求1所述的基于热电材料温度依存性的非均匀流速复合温差发电器，其特征在于：

所述废气温差发电器单元的级数根据废气的流量、半导体热电模块(3)的热物性具体设定。