[發明專利]陶瓷窯道余熱回收半導體溫差發電方法及裝置

無效

• 申請號: 200810021365.7
• 申請日: 2008-08-01
• 公開（公告）號: CN101325385A
• 公開（公告）日: 2008-12-17
• 發明（設計）人: 周正
• 申請（專利權）人: 無錫明惠通科技有限公司
• 主分類號: H02N11/00
• 分類號: H02N11/00;F27D17/00
• 代理公司: 南京君陶專利商標代理有限公司
• 代理人: 沈根水

技術領域

本發明涉及的是陶瓷窯道余熱回收半導體溫差發電方法及裝置，是以熱電轉換為核心技術，以工業陶瓷窯爐余熱回收發電為目標的新能源開發應用技術領域。

背景技術

我國是耗能大國，工業余熱數量巨大，不論是固態、氣態、液態均有大量工業余熱有待回收，因而對企業生產過程中的這些余熱進行回收利用對于節能增效有著非常大的社會、經濟效益。工業陶瓷窯爐所生產的陶瓷器件，在燒制完成后溫度較高，要進行冷卻，在這個過程中陶瓷器件要在窯道內運行相當長的一段距離，散發出大量熱量后冷卻到工藝規定的溫度。這部分熱量目前在國內還沒有進行回收，本裝置就是針對這部分余熱對其進行回收利用。

發明內容

本發明提供的是一陶瓷窯道余熱回收半導體溫差發電方法及裝置，旨在對工業陶瓷生產企業生產的陶瓷器件的余熱進行回收并發電，解決陶瓷窯爐內窯道內陶瓷器件在自然冷卻過程中的余熱回收利用問題。

本發明的技術解決方案：陶瓷窯道余熱回收半導體溫差發電方法，其特征是散發余熱的陶瓷器件運行經過集熱板下方，由集熱板接收其熱量，并將收集到的熱量傳遞到半導體溫差發電模塊熱面；帶肋散熱片布置在半導體溫差發電模塊冷面的上側，利用風機送風，依靠空氣強制對流將散熱片冷卻，帶肋散熱片從半導體溫差發電模塊的冷面吸收熱量，將半導體溫差發電模塊的冷面冷卻到比熱面低得多的溫度，從而在半導體溫差發電模塊的兩端面產生一個較大的溫度差，半導體溫差發電模塊將溫度差通過貝塞爾效應直接轉換成電勢差，通過穩壓電路以及交直流轉化后，作為電源使用。半導體溫差發電模塊與陶瓷器件運動方向平行布置，集熱板布置在半導體溫差發電模塊的下方，集熱板為一薄板，選擇導熱系數較大的金屬材料鋁制成，便于熱量的快速傳遞；帶肋散熱片布置在半導體溫差發電模塊的上方，所述的帶肋散熱片是在板狀金屬片上布滿一定(肋片高度視窯道內溫度、散熱量不同而不同，需根據具體情況計算確定)高度的肋片，用以增大散熱面積。為防止風機送風影響窯道內陶瓷的自然冷卻，在帶肋散熱片上加一隔離罩，使隔離罩與帶肋散熱片形成一個風道，風機直接向風道內送風，依靠對流換熱帶走散熱片的熱量。帶肋散熱片會吸收半導體溫差發電模塊冷面傳過來的熱量，使半導體溫差發電裝置的冷面冷卻下來，與半導體溫差發電裝置熱面之間形成一個較大的溫度差。

陶瓷窯道余熱回收半導體溫差發電裝置，其結構是包括半導體溫差發電模塊，集熱板、帶肋散熱片；其中半導體溫差發電模塊夾在集熱板與帶肋散熱片中間，集熱板緊貼于半導體溫差發電模塊下側的熱面，帶肋散熱片緊貼于半導體溫差發電模塊上側的冷面，集熱板、帶肋散熱片以螺栓緊固在一起。所述的帶肋散熱片是在板狀金屬片上布滿一定(肋片高度視窯道內溫度、散熱量不同而不同，需根據具體情況計算確定)高度的肋片，用以增大散熱面積。為防止風機送風影響窯道內陶瓷的自然冷卻，在帶肋散熱片上加一隔離罩。

本發明的優點：可將余熱直接轉換成電能，無需按傳統的方式先將熱能轉換成機械能，再將機械能轉換成電能的復雜過程，從而提高了熱電轉換效率，和發電機的可靠性和使用壽命；與其他形式的余熱回收裝置相比，本發明是一種全固態能量轉換方式，具有在發電過程中無噪音、無磨損、無介質泄漏、體積小、重量輕、移動方便、使用壽命長；本發明裝置結構簡單，便于加工，且利用工業余熱發電，可降低企業能耗，符合國家產業政策，易于推廣應用。

附圖說明

附圖1是本發明的截面結構示意圖。

附圖2是半導體熱電效應原理圖。

附圖3是溫差發電模塊功能原理圖。

圖中的1是集熱板、2是半導體溫差發電模塊、3帶肋散熱片，4是隔離罩，5是高溫陶瓷器件(如陶瓷地板磚)，6是熱能，7是高溫導體、8是低溫導體、9是導電體、10是釋放熱量(熱端)、11是吸收熱量(冷端)、12是P&N型半導體、13是電絕緣體，14是電子流。

具體實施方式

對照附圖1，其結構包括集熱板1，半導體溫差發電模塊2，帶肋散熱片3，隔離罩4。其中半導體溫差發電模塊2夾在集熱板1與帶肋散熱片3中間，集熱板1緊貼于半導體溫差發電模塊2熱面的下側，帶肋散熱片3緊貼于半導體溫差發電模塊2冷面的上側，半導體溫差發電模塊2，集熱板1，帶肋散熱片3以螺栓緊固在一起，以便盡可能減小接觸熱阻，提高熱傳遞的效率。半導體溫差發電模塊緊密地夾在集熱器和散熱器中間。隔離罩4扣在散熱片上，形成風道。