[發明專利]基于熱電的發電系統和方法

有效

• 申請號: 201080042613.1
• 申請日: 2010-07-26
• 公開（公告）號: CN102549789A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: L·E·貝爾;D·T·克蘭;J·蘭德拉多爾;D·范赫爾登
• 申請（專利權）人: BSST有限責任公司
• 主分類號: H01L35/30
• 分類號: H01L35/30;H01L35/32;F01N5/02;F01N3/04;F01N3/20
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 趙蓉民

1.一種發電裝置，其包含：

至少一個排出管，其具有被配置為容納排出流體流的彎曲外殼；

至少一個第一熱交換器，其延伸穿過所述至少一個排出管的第一區域，所述第一熱交換器與所述彎曲外殼熱連通；

所述至少一個排出管的第二區域，其延伸穿過所述至少一個排出管，所述第二區域具有低排出流體壓降；

至少一個排出閥，其可操作地設置在所述第二區域內并且被配置為僅當排出流體的流速變得足夠大而導致背壓超過容許限度時允許所述排出流體流過所述第二區域；以及

至少一個熱電元件，其與所述彎曲外殼的外表面熱連通，所述至少一個熱電元件被配置為在所述廢熱回收系統的運行期間適應所述至少一個排出管的熱膨脹。

2.根據權利要求1所述的裝置，其進一步包含與所述至少一個熱電元件熱連通的至少一個冷卻劑導管，所述至少一個冷卻劑導管包含彼此熱連通的內管和外管，其中所述外管的直徑大于所述內管的直徑并且包含伸縮接頭，所述伸縮接頭被配置為適應由所述彎曲外殼和所述冷卻劑導管之間的熱膨脹導致的尺寸變化。

3.根據權利要求1所述的裝置，其中所述至少一個排出管在沒有伸縮接頭的情況下適應由熱膨脹導致的尺寸變化。

4.根據權利要求1所述的裝置，其進一步包含與所述彎曲外殼和所述至少一個熱電元件實質上熱接觸的至少一個熱側分路，所述至少一個熱側分路包含至少一部分，該至少一部分在不平行于所述彎曲外殼的表面處連接所述至少一個熱電元件。

5.一種發電裝置，其包含：

至少一個排出管，其被配置為容納排出流體流，在所述廢熱回收裝置運行期間，所述排出管具有高溫端、與所述高溫端相反的低溫端以及在所述高溫端和所述低溫端之間的中間部分；

多個第一熱電元件，其連接到所述高溫端；

多個第二熱電元件，其連接到所述中間部分；以及

多個第三熱電元件，其連接到所述低溫端；

其中所述多個第二熱電元件比所述多個第三熱電元件更長；以及

其中所述多個第一熱電元件比所述多個第二熱電元件更長。

6.根據權利要求5所述的裝置，其中所述多個第一熱電元件的長度大于或等于所述多個第三熱電元件的長度的大約兩倍。

7.一種發電裝置，包含：

至少一個彎曲排出管，其被配置為容納排出流體流；

至少一個旁路區域，其延伸穿過所述至少一個排出管，所述至少一個旁路區域具有低排出流體壓降；

至少一個冷卻劑導管，其被配置為在第一管內容納冷卻劑流，所述至少一個冷卻劑導管包含封閉至少一部分所述第一管的第二管和設置在所述第一管和所述第二管之間的傳導材料系統；

至少一個第一分路，其從所述至少一個排出管延伸出；

至少一個第二分路，其從所述至少一個冷卻劑導管延伸出并且與所述第二管熱連通；以及

至少一個熱電元件，其被熱連接在所述第一分路和所述第二分路之間。

8.根據權利要求7所述的裝置，其中所述第一分路緊靠著所述至少一個排出管由圍繞所述至少一個排出管周圍圓周延伸的至少一個帶材支持。

9.根據權利要求8所述的裝置，其中所述排出管的殼體包含傳導材料，并且其中電絕緣體被設置在所述至少一個帶材和所述排出管的所述殼體之間。

10.一種熱電系統，其包含：

多個熱電元件；

至少一個較冷側分路和至少一個較熱側分路，其與所述多個熱電元件中的至少一個熱連通；

至少一個熱交換器，其與所述至少一個較熱側分路熱連通并且與所述至少一個較熱側分路實際整合；以及

其中所述至少一個熱交換器與所述至少一個熱電元件基本上電隔離。

11.根據權利要求1所述的熱電系統，其中所述至少一個較熱側分路與所述至少一個熱交換器實際耦合。

12.根據權利要求1所述的熱電系統，其中所述至少一個熱交換器實際上非常靠近所述多個熱電元件，以便減少從管道或其他緩慢升溫或起燃的組件損失的冷卻功率、加熱功率或所述熱電元件的發電。

13.根據權利要求1所述的熱電系統，其中所述至少一個較熱側分路延伸進入所述熱交換器。

14.根據權利要求1所述的熱電系統，其中所述至少一個熱交換器具有蜂窩結構。