[實(shí)用新型]熱電發(fā)電裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200820078646.1
• 申請(qǐng)日: 2008-01-21
• 公開（公告）號(hào): CN201146475Y
• 公開（公告）日: 2008-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙虎軍;南德哲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京光耀環(huán)境工程有限公司
• 主分類號(hào): H02N11/00
• 分類號(hào): H02N11/00
• 代理公司: 北京北新智誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 張愛群

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種發(fā)電裝置，特別是一種通過(guò)熱電材料能夠有效地利用各種廢熱、余熱進(jìn)行發(fā)電的發(fā)電裝置，屬于電力技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

熱電材料是一種通過(guò)材料內(nèi)部載流子運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)熱能和電能相互轉(zhuǎn)換的材料。其物理特點(diǎn)是，當(dāng)熱電材料兩端存在溫差時(shí)，在這兩端會(huì)自然形成一個(gè)穩(wěn)定的電勢(shì)差。據(jù)有熱電材料特點(diǎn)的材料通常是一些合金，如現(xiàn)已廣泛應(yīng)用的鈷銻合金、硅鍺合金、鉍碲合金等。利用熱電材料的物理特點(diǎn)，人們可以進(jìn)行了許多實(shí)際應(yīng)用，例如利用熱電材料制成熱電偶來(lái)測(cè)量溫度。

在現(xiàn)代生活和工業(yè)中，存在著大量的廢熱、余熱。這些熱能由于其能級(jí)較低很難被回收利用，往往被直接排放入大氣。這不僅是一種能源的浪費(fèi)，同時(shí)也會(huì)造成環(huán)境的污染。因此，結(jié)合熱電材料的物理特點(diǎn)，有效地利用工業(yè)中大量存在的廢熱、余熱進(jìn)行熱電發(fā)電，成為了一種新興的發(fā)電技術(shù)。這種發(fā)電技術(shù)由于其節(jié)能、環(huán)保、應(yīng)用范圍廣的特點(diǎn)而逐漸得到了人們的關(guān)注。

在熱電發(fā)電技術(shù)中，決定其發(fā)電效率的因素除熱電材料本身的熱電優(yōu)值外，最重要的因素即熱電材料兩端的溫度差。熱電材料兩端的溫差越大，其輸出功率也越大。因此，如何迅速的冷卻熱電材料的非受熱端，使熱電材料兩端保持一個(gè)較高的溫度差，成為提高熱電發(fā)電效率的一個(gè)重要問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種通過(guò)熱電材料能夠有效地利用各種廢熱、余熱進(jìn)行發(fā)電的發(fā)電裝置。

本實(shí)用新型的目的是通過(guò)下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的：

熱電發(fā)電裝置，其特征在于：包括電極單元和冷卻系統(tǒng)；

所述電極單元由熱電材料制成；該電極單元靠近熱源的一端為受熱端，靠近所述冷卻系統(tǒng)的一端為冷卻端；

所述冷卻系統(tǒng)由蒸發(fā)段、上升管、冷凝器、回流管構(gòu)成；所述蒸發(fā)段為一個(gè)封閉容器；蒸發(fā)段內(nèi)裝有冷卻液；所述電極單元的冷卻端貼緊或穿過(guò)所述蒸發(fā)段；所述蒸發(fā)段、上升管、冷凝器、回流管依次連接形成回路；所述回流管設(shè)置于冷凝器的底部。

所述電極單元由兩條不同熱電材料制成的電極構(gòu)成；該兩條電極一端燒結(jié)連接在一起為受熱端；另一端分開為冷卻端。

所述熱電發(fā)電裝置包括有多個(gè)所述電極單元；各個(gè)電極單元之間或串聯(lián)或并聯(lián)或串并聯(lián)結(jié)合連接。

所述冷卻液為蒸餾水。

在所述冷凝器的頂部還設(shè)有一個(gè)排氣管；該排氣管上相間設(shè)置有上氣閥和下氣閥。

所述冷卻系統(tǒng)內(nèi)為真空環(huán)境。

所述回流管超出所述冷凝器底部一定高度。

所述電極單元的受熱端上設(shè)置有多個(gè)翅片。

所述冷凝器的器壁上設(shè)置多個(gè)散熱片。

本實(shí)用新型的有益效果是：通過(guò)本熱電發(fā)電裝置，可以有效地利用各種廢熱、余熱進(jìn)行發(fā)電，提供了一種節(jié)能、環(huán)保的發(fā)電方式。

附圖說(shuō)明

圖1為熱電發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。

如圖1所示，本實(shí)用新型的熱電發(fā)電裝置包括電極單元1和冷卻系統(tǒng)2。

電極單元1由兩條不同熱電材料制成的電極構(gòu)成。兩條電極一端燒結(jié)連接在一起，而另一端分開。被燒結(jié)連接的一端深入熱源作為受熱端，而分開端受冷卻系統(tǒng)2冷卻為冷卻端。本發(fā)電裝置即通過(guò)保持電極單元1受熱端和冷卻端的溫度差實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的發(fā)電，其中冷卻端兩條電極的端頭分別為電極單元的正負(fù)極。另外，為了進(jìn)一步增強(qiáng)電極單元1受熱端的受熱效率，可在該端設(shè)置有多個(gè)翅片(圖中未示)，以增加電極單元1與熱源的接觸面積。

冷卻系統(tǒng)2由蒸發(fā)段21、上升管22、冷凝器23和回流管24組成。蒸發(fā)段21為一個(gè)封閉容器，其內(nèi)裝有冷卻液。電極單元1的冷卻端穿過(guò)蒸發(fā)段21，受其內(nèi)冷卻液的冷卻降溫，并最終保持在冷卻液沸騰的溫度。蒸發(fā)段21內(nèi)的冷卻液沸騰后所產(chǎn)生的大量高溫氣態(tài)冷卻液經(jīng)上升管22進(jìn)入冷凝器23。高溫氣態(tài)冷卻液在冷凝器23內(nèi)降溫冷凝成液態(tài)冷卻液。回流管24設(shè)置于冷凝器23的底部。冷凝后的液態(tài)冷卻液經(jīng)回流管24流回到蒸發(fā)段21內(nèi)形成循環(huán)結(jié)構(gòu)。

這里，由于上述冷卻系統(tǒng)2是通過(guò)冷卻液沸騰保持電極單元冷卻端的溫度。為了進(jìn)一步降低電極單元冷卻端的溫度，加大電極單元1兩端的溫差，應(yīng)使整個(gè)冷卻系統(tǒng)2內(nèi)處于真空環(huán)境，以降低冷卻液的沸點(diǎn)。

另外，還可以在冷凝器23的器壁上設(shè)置多個(gè)散熱片231，以增加其冷凝散熱的效果。并且，為了保持冷卻系統(tǒng)2內(nèi)冷卻液循環(huán)平穩(wěn)，可以將回流管24超出冷凝器23底部一定高度(圖中未示)，以使冷凝器23底部能夠蓄存一定的冷卻液。