[實(shí)用新型]一種真空熱電二極管直流發(fā)電裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200920259246.5
• 申請(qǐng)日: 2009-11-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201533259U
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-07-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王書方
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 王書方
• 主分類號(hào): H02N3/00
• 分類號(hào): H02N3/00
• 代理公司: 長(zhǎng)沙星耀專利事務(wù)所 43205
• 代理人: 寧星耀;姜芳蕊

1.一種真空熱電二極管直流發(fā)電裝置，包括加熱器、熱電二極管、熱電堆、輸出正電極和輸出負(fù)電極，其特征在于：所述熱電二極管至少配置一組主熱電堆以構(gòu)成發(fā)電單元，熱電二極管和主熱電堆以熱串聯(lián)的結(jié)構(gòu)傳遞熱量，即加熱器位于熱電二極管的陰極一側(cè)，主熱電堆位于熱電二極管的陽(yáng)極一側(cè)；所述熱電二極管和主熱電堆以加載陽(yáng)極正電壓v+的電串聯(lián)方式形成電源內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)，這包括正電壓v+直接加載到熱電二極管陽(yáng)極或者通過(guò)外部負(fù)載電路加載到熱電二極管陽(yáng)極的兩種串聯(lián)方式；所述發(fā)電單元的兩個(gè)電源輸出端分別與輸出正電極和輸出負(fù)電極電連接，并通過(guò)與負(fù)載電串連的方式形成電源外部電路結(jié)構(gòu)；所述熱電二極管至少由一個(gè)真空二極管構(gòu)成；所述真空二極管包含一個(gè)陰極和一個(gè)陽(yáng)極，陰極和陽(yáng)極的工作極間距為0.4-110微米。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空熱電二極管直流發(fā)電裝置，其特征在于：所述熱電二極管和熱電堆之間設(shè)有棄熱層。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空熱電二極管直流發(fā)電裝置，其特征在于：所述熱電堆與工作環(huán)境之間設(shè)有散熱器。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空熱電二極管直流發(fā)電裝置，其特征在于：真空二極管的陰極和陽(yáng)極熱穩(wěn)態(tài)時(shí)的工作極間距為0.8-12微米。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4之一所述的真空熱電二極管直流發(fā)電裝置，其特征在于：所述熱電二極管為復(fù)合式熱電二極管時(shí)，至少由兩個(gè)真空二極管構(gòu)成，真空二極管之間通過(guò)并聯(lián)、串聯(lián)或者并、串混聯(lián)方式實(shí)現(xiàn)電氣連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-4之一所述的真空熱電二極管直流發(fā)電裝置，其特征在于：真空二極管的電極為單板型或者復(fù)合型結(jié)構(gòu)；陽(yáng)極為復(fù)合型結(jié)構(gòu)時(shí)，陽(yáng)極盒與第一型陽(yáng)極背板或者第二型陽(yáng)極背板通過(guò)金屬焊接合為一體；陰極為復(fù)合型結(jié)構(gòu)時(shí)，陰極盒與導(dǎo)熱板通過(guò)金屬焊接合為一體；陽(yáng)極盒或陰極盒內(nèi)設(shè)置加強(qiáng)筋組成的金屬柵格時(shí)，陽(yáng)極盒，第一型陽(yáng)極背板或者第二型陽(yáng)極背板，及金屬柵格通過(guò)金屬焊接合為一體，陰極盒、導(dǎo)熱板以及金屬柵格通過(guò)金屬焊接合為一體。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-4之一所述的真空熱電二極管直流發(fā)電裝置，其特征在于：所述發(fā)電單元中，加熱器與熱電二極管高溫端之間增設(shè)輔助熱電堆；兩個(gè)熱電堆通過(guò)電氣連接組合為一個(gè)熱電堆，再與熱電二極管串聯(lián)，或者各自分別與熱電二極管進(jìn)行電氣連接。

8.根據(jù)權(quán)利要求1-4之一所述的真空熱電二極管直流發(fā)電裝置，其特征在于：真空二極管的陽(yáng)極與陰極的熱浮動(dòng)定位支撐體系由下真空封裝口、上真空封裝口、陽(yáng)極的第一型陽(yáng)極背板或第二型陽(yáng)極背板、陶瓷頂壁及陰極的導(dǎo)熱板構(gòu)成；有中間件電極時(shí)，包括中間件支撐簧片；陰極為復(fù)合型結(jié)構(gòu)時(shí)，包括上絕緣子和下絕緣子；陰極為單板結(jié)構(gòu)時(shí)，包括上絕緣子或者下絕緣子。

9.根據(jù)權(quán)利要求1-4之一所述的真空熱電二極管直流發(fā)電裝置，其特征在于：真空二極管的陰極和陽(yáng)極之間發(fā)置的上絕緣子和下絕緣子采用高溫、高電阻率、低膨脹率的陶瓷粉體模壓燒結(jié)為柱體，固定在電極相應(yīng)表面，上絕緣子和下絕緣子成對(duì)制備時(shí)，在上絕緣子靠近陽(yáng)極處預(yù)留或蝕刻有絕緣溝壑槽I，上絕緣子或下絕緣子單個(gè)制備時(shí)，在單個(gè)絕緣子靠近陽(yáng)極處預(yù)留或蝕刻絕緣溝壑槽I；或者直接采用陶瓷粉體在電極相應(yīng)表面通過(guò)多次熱噴涂工藝形成上絕緣子或下絕緣子。

10.根據(jù)權(quán)利要求1-4之一所述的真空熱電二極管直流發(fā)電裝置，其特征在于：真空二極管內(nèi)部的上陶瓷框架的環(huán)繞四個(gè)陶瓷壁面上，靠近陽(yáng)極處預(yù)留或蝕刻有絕緣溝壑槽II；有中間件電極時(shí)，還包括中間件的陽(yáng)極附近的絕緣溝壑槽III。