[實用新型]一種采用相變熱柱驅動的低溫差熱發電模型

有效

• 申請號: 201420633573.3
• 申請日: 2014-10-29
• 公開（公告）號: CN204189360U
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發明（設計）人: 楊互助;李月峰
• 申請（專利權）人: 嘉善恒杰熱管科技有限公司
• 主分類號: G09B23/18
• 分類號: G09B23/18
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司 31227
• 代理人: 陸磊

技術領域

本實用新型涉及低溫差熱發電模型領域，具體地說，特別涉及到一種采用相變熱柱驅動的低溫差熱發電模型。

背景技術

隨著工業技術的發展和人們生活水平的提高，能源在國民經濟中越來越占比較重要的地位。如何開發可再生能源以及提高能源利用率已成為當今科技的重要課題之一。自然界最豐富的能源是熱能，但大部分熱能品質比較低，不能輕易轉化為較高品質的能源如電能而被人們廣泛應用。

早在19世紀20年代初期，德國物理學家賽貝克就發現了溫差熱發電現象，當兩種不同材料的金屬首尾相互連接時，使兩端處于不同溫度，則回路中就有電流產生。經過近200年的發展，熱電材料制成的熱電器件具有很多獨特的優點，在一些尖端科技領域已獲得了成功的應用。目前比較成熟的熱電材料是半導體熱電材料，其應用逐漸向民用方面發展，但是其缺點也很明顯，工作溫度較低時轉換效率比較低。在熱學教學過程中，尚缺乏結構簡單，操作方便，現象明顯的溫差熱發電演示儀器。

熱管技術是1963年美國科學家喬治格羅佛發明的一種傳熱元件。它充分利用介質的液氣相變過程，將熱量迅速傳遞到熱源外，其導熱能力超過任何已知金屬的導熱能力，其廣泛應用于航空、軍工等行業。我公司在此基礎上研發了熱柱，其驅動溫度可低于30℃左右，具有極高的軸向導熱性能，熱流方向可逆，并且廣泛應用于各種日常電子和燈具的散熱中。

中國專利公開了一種溫差電教學演示儀(授權公告號：CN2069145U)，其包括半導體器件，其熱端裝有一加熱器，其冷端加裝散熱器，當其熱端表面溫度達100℃時，其可產生3.2伏特電動勢。中國專利公開了一種溫差發電熱管以及溫差發電裝置(其公開號：CN101459396A)，其包括一熱管，該熱管底段為熱段，頂段為冷段，熱段和冷段之間為中段。半導體溫差發電片作為保溫封閉層一部分包裹封閉在熱段外面。熱源連通熱管熱段，滿足一定溫差條件即可產生電動勢。中國專利公開了一種溫差電效應發電演示儀(授權公告號：CN201345180Y)，其由散熱板、半導體致冷片、機箱、發光二極管、小燈泡、溫度儀、轉輪、溫度傳感器、熱水盆、冷水盆組成，熱水管連接半導體制冷片的熱端，散熱板和冷水盆連接其冷端，滿足一定溫差后，即可產生電動勢，使發光二極管發光或使轉輪轉動。但這三種裝置，不是結構太復雜，附帶條件太多，需要較高的溫度，熱傳導效果差，熱電轉化效率較低，就是熱電現象展示不明顯，原理部分解釋不透徹。

實用新型內容

本實用新型的目的在于針對現有技術中的不足，提供一種采用相變熱柱驅動的低溫差熱發電模型，以解決上述問題。

本實用新型所解決的技術問題可以采用以下技術方案來實現：

一種采用相變熱柱驅動的低溫差熱發電模型，包括熱源、相變熱柱、熱面銅板、半導體熱發電模塊、冷面銅板、散熱片、支架、電機和風扇；所述相變熱柱的底部與熱源接觸，在相變熱柱的頂部安裝有半導體熱發電模塊，所述半導體熱發電模塊的底面通過熱面銅板與相變熱柱連接，熱面銅板的頂面安裝有冷面銅板，冷面銅板的上表面通過導熱膠粘貼有若干散熱片，在散熱片的上端固定安裝有支架，在支架上設有固定點和電極，所述電機和風扇通過固定點安裝于支架上，半導體熱發電模塊的正、負極分別通過導線與電極的正、負極連接。

進一步的，所述熱源包括熱水池、以及位于熱水池中的熱水，相變熱柱的底部位于熱水池內。

進一步的，所述半導體熱發電模塊的尺寸為40mm*40mm*3.4mm；相變熱柱的直徑為25mm，相變熱柱的長度為150mm。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果如下：

1.利用相變熱柱的極速軸向傳熱和可以在低溫下工作的特點，實現了低溫水介質溫差發電，并且其結構簡單，便于操作。

2.可以作為演示溫差發電的物理實驗儀器，直觀、形象，能夠引起學習者的好奇心，培養學生的科學探索精神，進一步可以加深學生對賽貝克效應、帕爾帖效應和湯姆遜效應的理解。

附圖說明

圖1為本實用新型所述的低溫差熱發電模型的結構示意圖。

圖中標號說明：熱水池1、熱水2、相變熱柱3、熱面銅板4、半導體熱發電模塊5、冷面銅板6、導線7、散熱片8、支架9、固定點及接線柱10、電機及風扇11。

具體實施方式

為使本實用新型實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體實施方式，進一步闡述本實用新型。