[實用新型]一種便攜式微型溫差發(fā)電器

無效

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• 申請日: 2009-01-15
• 公開（公告）號: CN201332373Y
• 公開（公告）日: 2009-10-21
• 發(fā)明（設計）人: 王鋒;張鼎紋;鄭世偉;漆波
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: H02N11/00
• 分類號: H02N11/00
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司
• 代理人: 張先蕓

技術領域

本實用新型屬于微型發(fā)電技術領域，具體涉及適于軍用單兵電源供電、野外和便攜式電源供電的基于催化燃燒的便攜式微型溫差發(fā)電器。

背景技術

現(xiàn)有技術中，便攜式用電裝置有：單兵電源、筆記本電腦等的電源，這些電源多為充電蓄電池，如：鋰電池；然而充電蓄電池的一個缺點是比能量不高，且可持續(xù)使用的時間受到限制，一般只能連續(xù)使用幾個小時，因此，給人們的生產和生活帶來了不便。為了解決這個問題，人們開始開發(fā)新型電源，其中包括微型質子交換膜燃料電池，該種燃料電池可以連續(xù)不斷的把輸入的氫能轉換為電能，由于燃料電池發(fā)電裝置需要氫源，就需要采用重整器制氫為其提供氫源，從重整器出來的富氫氣體中多含有少量的一氧化碳，而一氧化碳是燃料電池的陽極毒物，即使含有微量例如大于50ppm的一氧化碳也會使燃料電池的性能和效率大大下降，并使其壽命大大縮短，因此需要對重整器出口的產物氣體進行處理，以除去其中的一氧化碳，這需要水汽置換系統(tǒng)和一氧化碳選擇性氧化系統(tǒng)，這樣一來，燃料重整、燃料處理和燃料電池組成的電源系統(tǒng)過于復雜，雖然燃料電池的效率較高，但是整個系統(tǒng)的效率僅僅在2％左右。因此采用溫差發(fā)電則和其有了可比性，且溫差發(fā)電系統(tǒng)較為簡單。只要發(fā)電模塊兩端有溫差就可連續(xù)不斷地輸出電力；但是溫差發(fā)電裝置中要解決的一個主要問題是如何為溫差發(fā)電器熱端供熱。通常的做法是利用鍋爐和煙氣余熱供熱，或者利用太陽能的熱量供熱、利用燃料燃燒供熱、利用垃圾焚燒供熱，但采用以上類型熱源的缺點是不利于便攜，尤其是不利于單兵源和野外用電，此外燃料和垃圾等可燃物燃燒產生的高于1000℃的高溫更不利于攜帶和安全使用。

實用新型內容

針對現(xiàn)有技術存在的上述不足，本實用新型的目的是提供一種結構簡單、便于攜帶、比能量高的，且健康環(huán)保的，可用于軍事的單兵電源和可用于民用個人電源的便攜式微型溫差發(fā)電器。

本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的：一種便攜式微型溫差發(fā)電器，包括燃料儲存罐和至少一組溫差發(fā)電模塊；每組溫差發(fā)電模塊由兩塊疊合的溫差發(fā)電模塊構成；所述兩塊溫差發(fā)電模塊相鄰側壁設有催化燃燒熱源通道，所述兩塊溫差發(fā)電模塊相對側分別設有燃料預熱通道，即催化燃燒熱源通道位于溫差發(fā)電模塊的熱端；所述燃料預熱通道位于溫差發(fā)電模塊的冷端；所述催化燃燒通道為蛇形通道，其進氣口與燃料預熱通道相連通，其出口為廢物排放口；燃料預熱通道與燃料儲存罐相連。所述催化燃燒通道填有用于不同燃料催化燃燒的顆粒催化劑。

相比現(xiàn)有技術，本實用新型具有如下有益效果：

(I)本實用新型采用催化燃燒為溫差發(fā)電模塊供熱，催化燃燒可以在較低溫度下實現(xiàn)無煙燃燒，目前多用于燃料電池系統(tǒng)中為燃料重整制氫系統(tǒng)提供燃料氣化和重整反應吸熱所需要的熱源，而本實用新型則將其用于溫差發(fā)電模塊熱端所需熱源，該催化燃燒的燃料來自液體或者氣體碳氫燃料，其攜帶方便，發(fā)電裝置的比能量高，主要質量即為攜帶的燃料質量，可以根據(jù)需要調整攜帶的燃料量。

(II)本實用新型通過在針翅表面通道中采用燃料和氧氣對溫差發(fā)電模塊冷端進行冷卻、在催化燃燒通道中蛇形布置的催化劑對催化燃燒的控制，可以維持溫差發(fā)電模塊熱端和冷端較大的溫差，溫差越大，溫差發(fā)電模塊的最大功率則越大；此外催化燃燒溫度較低，而相應的該溫差發(fā)電裝置的絕熱容易，增加了該裝置的可攜帶性、安全性。

(III)本實用新型用于單兵電源和野外用電尤其方便，只需根據(jù)需要帶夠燃料即可，且使用過程中不會產生有毒有害氣體；它將燃料氣瓶和溫差發(fā)電模塊連接起來即可使用，不要其它附屬設施就可以安全使用，結構簡單；且整個裝置的重量集中在燃料上，因此，比能量高，可以較長時間工作。

附圖說明

圖1為本實用新型便攜式微型溫差發(fā)電器結構示意圖；

圖2為本實用新型便攜式微型溫差發(fā)電器冷端即微通道冷卻和燃料預熱示意圖；

圖3為本實用新型便攜式微型溫差發(fā)電器熱端即微通道催化燃燒示意圖。

圖中，1為溫差發(fā)電模塊組，2為燃料儲存罐，3為氧氣儲存罐，4為溫差發(fā)電模塊，5為冷卻通道(燃料預熱通道)，6為冷卻通道(氧氣預熱通道)，7為熱源通道即催化燃燒通道，8為減壓閥，9為流量調節(jié)閥，10為溫度測量和監(jiān)控儀表，11為功率輸出，12為催化燃燒后氣體和水蒸氣排出通道，13為墊片，14為冷卻通道的針翅表面，15為催化燃燒通道燃料和氧氣混合物進口，16為燃燒后產物排出口，17為燃燒通道進出口不銹鋼絲網(wǎng)，18為顆粒催化劑。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步的詳細說明。