[實(shí)用新型]隧道式余熱回收半導(dǎo)體溫差發(fā)電裝置

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200820037823.1
• 申請(qǐng)日: 2008-07-03
• 公開（公告）號(hào): CN201215933Y
• 公開（公告）日: 2009-04-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周正
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 無錫明惠通科技有限公司
• 主分類號(hào): H02N11/00
• 分類號(hào): H02N11/00
• 代理公司: 南京君陶專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 沈根水

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及的是隧道式余熱回收半導(dǎo)體溫差發(fā)電裝置，是以熱電轉(zhuǎn)換為核心技術(shù)，以工業(yè)余熱回收發(fā)電為目標(biāo)的新能源開發(fā)應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

我國是耗能大國，工業(yè)余熱數(shù)量巨大，不論是固態(tài)、氣態(tài)、液態(tài)均有大量工業(yè)余熱有待回收，因而對(duì)企業(yè)生產(chǎn)過程中的這些余熱進(jìn)行回收利用對(duì)于節(jié)能增效有著非常大的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益。目前我國普遍應(yīng)用的余熱回收裝置大多數(shù)只針對(duì)氣態(tài)與液態(tài)余熱，對(duì)于固態(tài)余熱尚無回收(干熄焦除外)。本發(fā)明就是針對(duì)這部分固態(tài)余熱的回收利用。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型提供的是一種回收、利用固態(tài)余熱發(fā)電的裝置，旨在對(duì)工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)過程中的移動(dòng)固態(tài)產(chǎn)品余熱進(jìn)行回收并發(fā)電。解決移動(dòng)固態(tài)產(chǎn)品主要以輻射形式向周圍環(huán)境散熱，而以往的余熱回收裝置都不適合回收這種形式的余熱問題。

本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案：隧道式余熱回收半導(dǎo)體溫差發(fā)電裝置，其結(jié)構(gòu)是包括半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊，隧道式集熱器，散熱器；其中半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊夾在隧道式集熱器與散熱器中間，隧道式集熱器緊貼于半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊下方的熱面，隧道式集熱器在整個(gè)裝置的最下方，散熱器緊貼于半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊上方的冷面，隧道式集熱器、散熱器以螺栓緊固在一半圓型支架上，并將半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊緊密地夾在隧道式集熱器和散熱器中間。相互貼合，以便盡可能減小接觸熱阻，提高熱傳遞的效率。

隧道式余熱回收半導(dǎo)體溫差發(fā)電方法，其特征是散發(fā)余熱的移動(dòng)熱源運(yùn)行經(jīng)過隧道式集熱器，由隧道式集熱器接收其輻射出的熱量，并將收集到的熱量傳遞到半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊熱面；散熱器布置在半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊冷面一側(cè)，散熱器將冷面冷卻到一個(gè)比熱面低很多的溫度，從而在半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊的兩端面產(chǎn)生一個(gè)較大的溫度差，半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊將溫度差直接轉(zhuǎn)換成電勢(shì)差，通過穩(wěn)壓電路以及交直流轉(zhuǎn)化后，作為電源使用，隧道式集熱器與散熱器的材料選擇導(dǎo)熱系數(shù)較大的金屬鋁板，鋁板為長方形，與移動(dòng)熱源動(dòng)方向平行布置，兩端以螺栓緊固在半圓形支架上，鋁板沿半圓型支架的圓周方向排列，呈隧道形式，以便于將熱量快速的傳遞；在散熱器中通入冷卻介質(zhì)水，將散熱器中的熱量及時(shí)帶走。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)：可將余熱直接轉(zhuǎn)換成電能，無需按傳統(tǒng)的方式先將熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，再將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能的復(fù)雜過程，從而提高了熱電轉(zhuǎn)換效率，和發(fā)電機(jī)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(fā)明是一種全固態(tài)能量轉(zhuǎn)換方式，具有在發(fā)電過程中無噪音、無磨損、無介質(zhì)泄漏、體積小、重量輕、移動(dòng)方便、使用壽命長；本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)簡單，便于加工，且利用工業(yè)余熱發(fā)電，可降低企業(yè)能耗，符合國家產(chǎn)業(yè)政策，易于推廣應(yīng)用。

附圖說明

附圖1是本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖2是半導(dǎo)體熱電效應(yīng)原理圖。

附圖3是溫差發(fā)電模塊功能原理圖。

圖中的1是半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊、2是隧道式集熱器、3是散熱器。4是移動(dòng)熱源、5是低溫導(dǎo)體、6是吸收熱量(冷端)、7是P&N型半導(dǎo)體、8是電絕緣體、9是導(dǎo)電體、10是釋放熱量(熱端)、11是高溫導(dǎo)體。

具體實(shí)施方式

對(duì)照附圖1，其結(jié)構(gòu)包括半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊1，隧道式集熱器2，散熱器3。其中半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊1夾在隧道式集熱器2與散熱器3中間，隧道式集熱器2緊貼于半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊1下方的熱面，散熱器3緊貼于半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊1上方的冷面，半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊1，隧道式集熱器2，散熱器3以機(jī)械緊固的方式緊密貼合，以便盡可能減小接觸熱阻，提高熱傳遞的效率。半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊緊密地夾在隧道式集熱器和散熱器中間。

所述的半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊1，由多塊半導(dǎo)體發(fā)電芯片組成，每塊芯片由多個(gè)半導(dǎo)體PN結(jié)串聯(lián)而成(參見圖3)，其發(fā)電原理是基于貝塞爾效應(yīng)，半導(dǎo)體材料中的電子在溫度差的驅(qū)動(dòng)下會(huì)從高溫端流向低溫端，形成電勢(shì)差。

所述的隧道式集熱器2，是收集熱能的模塊，設(shè)在整個(gè)裝置的最下方，最接近高溫?zé)嵩矗牧线x擇導(dǎo)熱系數(shù)較大的金屬鋁。鋁板為長方形，與移動(dòng)熱源運(yùn)動(dòng)方向平行布置，兩端以螺栓緊固在半圓形支架上，鋁板沿半圓型支架的圓周方向排列，呈隧道形式。工作時(shí)接收移動(dòng)熱源輻射出來的熱量，再以熱傳導(dǎo)方式將熱量傳遞給半導(dǎo)體發(fā)電模塊。集熱器采用隧道式的形狀，是為了盡可能多的收集高溫產(chǎn)品輻射出的熱量，且便于高溫產(chǎn)品運(yùn)行通過。

所述的散熱器3，是將半導(dǎo)體模塊冷面的熱量散發(fā)出去的模塊，布置在半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊的上方，同樣選擇鋁錠，長方形，與移動(dòng)熱源運(yùn)行方向