[發明專利]一種熱電壓電復合裝置

在審

• 申請號: 201710411877.3
• 申請日: 2017-06-05
• 公開（公告）號: CN107147334A
• 公開（公告）日: 2017-09-08
• 發明（設計）人: 吳小平;程琳;潘佳奇;金立;俞陽陽;李培剛;李超榮
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: H02N11/00
• 分類號: H02N11/00;H02N2/18
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司32243
• 代理人: 顧伯興

技術領域

本發明涉及一種發電裝置，尤其涉及一種熱電壓電復合裝置。

背景技術

熱電裝置是基于利用半導體的Seebeck效應將熱能直接轉換為電能，具備無運動部件、體積小、重量輕、無噪音、無污染的優點，同時低品位的熱能(＜350℃)難于回收成為提高能源利用率的難點之一。因此，熱電發電作為一種能源領域的高新技術成為國際上競相研究的熱點之一，并將對人類世紀經濟生活和社會發展產生重大的影響。

熱電發電器件雖無運動部件，當其應用到低品位廢熱發電上，如：汽車尾氣、發動機、垃圾燃燒、工廠廢熱、家用木炭爐、熱水器等，廢熱的溫度變化大且快。熱電模塊必須經受熱端從室溫-40℃～100℃到使用溫度-40℃～400℃，冷端在-40℃～200℃的熱沖擊。如熱水器中，當加熱時，會使保溫室內壓力變大，且溫度升高，使熱電器件存在熱脹冷縮現象，而熱電裝置在熱沖擊下而引起的熱應力難于釋放，造成焊點松動直至脫落，進而影響器件的壽命。如何釋放熱電發電器件在低品位熱源回收中熱沖擊的熱應力以及提高能源利用率，是保證其性能穩定壽命長的唯一途徑。無論是在技術理論和實驗證明上都是擴展熱電發電的使用領域和提高能源利用率的有效方法。

且已知熱電變換元件利用通過對離開間隔的部位賦予溫度差、使高溫部與低溫部之間產生電位差的塞貝克效應，溫度差越大則發電量也越大。這樣的熱電變換元件以將多個接合的熱電變換元件模組的形態使用。在這種發電裝置中，如上述那樣，已知對熱電變換模組賦予的溫度差越大則發電量越大、發電性能越提高。作為將熱電變換模組的溫度差取較大的對策之一，使夾著熱電變換模組配設的加熱側及冷卻側的板部件相對于熱電變換模組以均勻的狀態緊貼、提高經由這些板部件的熱傳導度是有效的。例如在特開2009-088408號公報中記載那樣，能夠使用系桿或螺母這樣的連結用的部件使各板部件以加壓狀態緊貼在熱電變換模組上。但是，如果使用這樣的部件，則難以以均勻的壓力將板部件向熱電變換模組加壓，此外，裝置的結構變復雜或成本提高。此外，有在設計或構思的自由度上發生限制的情況，進而，還有在使想要盡可能實現輕量化的裝置裝備的情況下變得不利的問題。

另外，只是存在使用熱電裝置收集能量，其能量回收率不高，機械能量浪費較多，而壓電裝置也是一種新型的回收能量的一種途徑，可有效回收機械能量。

發明內容

本發明的目的是提供一種熱電壓電復合裝置，可以提高熱電裝置的穩定性，以及可提高能量的利用率，形成一種新型高效的能量轉換集成裝置。

為實現上述目的，本發明提供一種熱電壓電復合裝置，其包括熱電裝置和壓電裝置，其特征在于：熱電裝置包括上熱電裝置和下熱電裝置，壓電裝置設置在上熱電裝置與下熱電裝置之間，在壓電裝置與熱電裝置之間還設有緩沖裝置。

作為優選，所述緩沖裝置為彈簧或彈性板或彈性框，進一步地，緩沖裝置兩側設置固定部件，用于支撐固定緩沖裝置。

作為優選，所述緩沖裝置內設置冷卻部件，進一步地，所述冷卻部件為冷卻管或冷卻板。

作為優選，所述緩沖裝置內設置導熱部件。

具體地，所述導熱部件為T型結構，包括導熱板面和柱型結構，所述柱型結構與緩沖裝置連接，所述導熱板面設置于緩沖裝置內部與熱電裝置接觸一側，或導熱板面設置于緩沖裝置外部并置于緩沖裝置和熱電裝置之間。

進一步，所述上熱電裝置與下熱電裝置均相對固定在內置板上。

進一步，所述熱電裝置兩側設置限位緩沖部件，或導熱部件兩側設置限位緩沖部件。

具體地，所述限位緩沖部件為V型鋼板，所述限位緩沖部件在上下左右具有緩沖作用，所述限位緩沖部件一方面可以起到限制導熱部件和熱電裝置，或起到限制熱電裝置的作用，同時能夠起到上下左右緩沖作用，用于熱電裝置膨脹而導致的擠壓變形。

進一步，在熱電裝置與壓電裝置之間還可設置絕緣部件。

進一步，所述熱電裝置可包括高溫部模塊和低溫部模塊。

進一步，所述熱電裝置可包括多個熱電單元。

有益效果：與現有技術相比，本發明的裝置結構簡單，成本低，熱電裝置的冷卻側的板部件相對于熱電裝置的緊貼性提高；另外，通過設置緩沖裝置，可以緩沖對熱電裝置的熱沖擊，提高的熱電裝置的使用壽命；在上下兩個熱電裝置之間設置壓電裝置，可轉換機械能，提高能量回收率；此外，將冷卻部件設置在緩沖件中，一方面可以提高空間利用率，另一方面也可減少熱對壓電裝置影響。

附圖說明

圖1是本發明的熱電壓電復合裝置的剖視圖。