[發明專利]一種柴油電站尾氣余熱利用的半導體溫差發電裝置

在審

• 申請號: 201710947945.8
• 申請日: 2017-10-12
• 公開（公告）號: CN107592034A
• 公開（公告）日: 2018-01-16
• 發明（設計）人: 董志華;張鏖;馮雪梅;張海濤
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍61517部隊
• 主分類號: H02N11/00
• 分類號: H02N11/00
• 代理公司: 北京青松知識產權代理事務所(特殊普通合伙)11384
• 代理人: 鄭青松

技術領域

本發明涉及一種發電裝置，特別是一種柴油電站尾氣余熱利用的半導體溫差發電裝置，屬于能源技術領域。

背景技術

半導體溫差發電技術是基于湯姆遜熱電效應發展起來的，可直接將溫差轉換為電能，是一種潔凈能源，近年來半導體溫差發電片得到不斷的改進，并投入實際應用，基于半導體的溫差發電裝置也陸續被發明，半導體溫差發電裝置針對不同的熱源，往往有不同的設計，但核心技術均包括換熱、溫度調節和電源管理三個。

柴油電站尾氣余熱利用裝置多采用翅片板式換熱，沒有溫度自動調節功能，但半導體溫差發電片工作溫度一般均有一定范圍，國產半導體溫差發電片最高工作溫度一般為350℃，最高溫度超限，將會損壞半導體溫差發電片，而柴油發電機尾氣溫度最高可達500℃，因此沒有溫度自動調節的溫差發電裝置實際使用會存在上述問題，同時目前溫差發電裝置采用一般冷卻通道結構，存在結構復雜，體積大，溫度不均勻等問題。

發明內容

基于現有技術的上述缺陷，本發明提供一種柴油電站尾氣余熱利用的半導體溫差發電裝置，其能夠克服現有技術的不足，結構緊湊，體積小，能夠自動調節換熱溫度，解決溫度不均勻、不易控制以及溫差發電片容易受熱損壞等問題。

本發明采用的技術方案如下：

一種柴油電站尾氣余熱利用的半導體溫差發電裝置，包括煙道、擋風板、電機、換熱器、溫度傳感器、多個冷卻水接頭、多個半導體溫差發電片、水冷板以及溫度控制器；所述擋風板設置于所述煙道內部，所述擋風板固定在旋轉軸上，可繞旋轉軸旋轉；所述電機設置于所述煙道外，電機轉軸與擋風板旋轉軸相連，電機轉軸旋轉可帶動擋風板旋轉，從而控制柴油機煙氣與換熱器的換熱量，實現柴油電站尾氣余熱的半導體溫差發電的溫度可控性；所述換熱器為翅片換熱器，翅片換熱器的翅片伸入煙道內部與煙道軸向平行，翅片連接于換熱器底板上，換熱器底板設置于煙道上，且所述換熱器與擋風板在煙道上沿軸向前后設置；所述水冷板為金屬平板型構件，內部包含一條或多條連通通道，通道外接多個冷卻水接頭可與外接冷水相連；所述多個半導體溫差發電片安裝于所述換熱器底板與水冷板之間，半導體溫差發電片的上下表面分別緊貼于換熱器底板和水冷板之間，其中，所述半導體溫差發電片的高溫側緊貼于換熱器底板上，低溫側緊貼于水冷板上，且其接觸面涂抹有高溫導熱硅脂，所述換熱器底板與水冷板之間沒有半導體溫差發電片的空間填裝有高溫隔熱材料；所述換熱器底板與水冷板平行，并通過鎖緊螺絲連接，鎖緊螺絲外套裝有彈簧，通過鎖緊螺絲及彈簧可調節控制換熱器底板與半導體溫差發電片之間以及水冷板與半導體溫差發電片之間的接觸壓力；所述半導體溫差發電片高溫側設置有溫度傳感器，所述溫度傳感器與煙道外側設置的溫度控制器信號輸入端相連；所述電機與溫度控制器信號輸出端相連，當溫度控制器檢測溫度過高，接近半導體溫差發電片最高溫度限值時，則驅動電機旋轉。

進一步地，所述煙道為矩形筒狀金屬構件。

進一步地，所述電機通過電機固定底座固定于煙道上，電機轉軸與擋風板旋轉軸直接相連或經過齒輪相連。

進一步地，所述擋風板為一耐高溫金屬板，安裝于擋風板旋轉軸上，擋風板旋轉軸為一個金屬圓軸，圓軸的兩端安裝在煙道側壁上，且圓軸與煙道軸向垂直。

進一步地，所述換熱器的翅片靠近并位于擋風板沿煙道軸向投影內，電機旋轉時，可帶動擋風板旋轉，從而改變擋風板在煙道軸向上的投影面積，從而改變高溫煙氣流經換熱器翅片的量，實現調節半導體溫差發電片高溫側溫度的目的，保證半導體溫差發電片不會因高溫側溫度過高而損壞。

進一步地，所述溫度控制器通過控制器支架設置于煙道外壁上。

進一步地，所述半導體溫差發電裝置為一組或上下、左右對稱設置的兩組。

進一步地，當半導體溫差發電裝置為上下兩組時，且當擋風板旋轉，沿煙道投影面積最大時，兩組的上下兩塊擋風板投影面積之和仍小于內部煙道面積的1/2。