[發明專利]一種溫差發電裝置及無源溫度傳感器

在審

• 申請號: 202211023029.2
• 申請日: 2022-08-25
• 公開（公告）號: CN115580170A
• 公開（公告）日: 2023-01-06
• 發明（設計）人: 鄧元;崔長偉;俞佳杰
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學杭州創新研究院
• 主分類號: H02N11/00
• 分類號: H02N11/00;H02K9/20;H02K9/22;G01K1/00
• 代理公司: 北京細軟智谷知識產權代理有限責任公司 11471
• 代理人: 王向暉

本發明提供了一種溫差發電裝置及無源溫度傳感器，涉及溫差發電技術領域，解決了現有溫差發電裝置導熱結構的傳熱效果較差的技術問題。該溫差發電裝置包括導熱結構、熱發電模塊和散熱器，導熱結構包括集熱器、熱流控制模塊和導熱板，與現有導熱結構相比，增加熱流控制模塊后，通過更換不同結構和面積的熱流控制模塊，提升導熱結構的傳熱效果；熱流控制模塊可以改變集熱器與導熱板之間熱傳導的速度，調節熱流的大小，進而調節單位時間內熱發電模塊獲得的熱量，增加熱發電模塊熱端和冷端的溫差，提高熱發電模塊的輸出功率。設置上述溫差發電裝置后，無源溫度傳感器通過溫差發電裝置供電，不需要額外的電源，實現了傳感器的無源化運行，節約了能源。

技術領域

本發明涉及溫差發電技術領域，尤其是涉及一種溫差發電裝置及無源溫度傳感器。

背景技術

熱電材料及熱電技術已經出現了幾十年，在發電應用方面也有了一些進展，但是由于發電效率低，其應用場景受到了限制，只能應用于某些特定領域，不能廣泛普及。近期，文獻專利中出現了一些基于溫差發電技術供電的監控系統，也有一些機構或企業對其進行了研究，但市場上并沒有商業化的產品，原因主要是目前溫差發電裝置還存在以下技術問題：

(1)導熱結構單一且低效；現有導熱板一般采用金屬材料，但是結構單一，傳熱效果不佳，影響系統發電效率；

(2)熱電器件轉化效率還有待提高；

(3)散熱效率低；水冷散熱效果好，但水冷散熱器結構復雜，尺寸大，只能應用于特殊場景，大部分場景無法安裝水冷散熱器；風冷散熱器需要額外電源，不符合無源傳感器應用場景的要求；自然散熱結構簡單，但是散熱效果差，導致溫差發電裝置發電效率低；

(4)產品尺寸大；為了提高溫差發電裝置的輸出功率，往往只能增加熱發電模塊的數量，采用尺寸更大的散熱器，從而導致系統的尺寸變大，成本高。

發明內容

本發明的目的在于提供一種溫差發電裝置及無源溫度傳感器，至少解決現有技術中存在的溫差發電裝置導熱結構的傳熱效果較差的技術問題。本發明提供的諸多技術方案中的優選技術方案所能產生的諸多技術效果詳見下文闡述。

為實現上述目的，本發明提供了以下技術方案：

本發明提供的一種溫差發電裝置，包括導熱結構、熱發電模塊和散熱器，其中導熱結構主要由集熱器、熱流控制模塊和導熱板構成，所述熱流控制模塊可拆卸式緊密貼合于所述集熱器與所述導熱板之間。

可選地，所述熱流控制模塊由金屬和/或陶瓷材料制成；所述熱流控制模塊的形狀為圓柱體、長方體、多齒翅片結構或多孔結構，所述熱流控制模塊能夠調節熱流的大小。

可選地，所述散熱器為吸熱介質散熱與對流散熱相結合的復合散熱器。

可選地，所述復合散熱器包括液相蒸發散熱與對流接觸散熱相結合的散熱結構。

可選地，所述復合散熱器包括內部形成有容置空間的散熱底板和內部形成有蒸發空間的散熱片，且所述容置空間與所述蒸發空間相連通；所述容置空間內的散熱液體能夠吸熱蒸發而擴散至所述蒸發空間內與散熱片熱交換；所述散熱片包括多個中空的柱狀散熱肋，且所述散熱肋遠離所述散熱底板的一端封閉。

可選地，所述復合散熱器包括相變儲熱材料散熱與型材散熱相結合的散熱結構。

可選地，所述復合散熱器包括散熱底和形成于所述散熱底側壁的散熱齒，且所述散熱底具有容置相變儲熱材料的空腔。

可選地，所述復合散熱器包括液相含蓄材質與散熱翅相結合的散熱結構。

可選地，所述復合散熱器包括用于容置液相含蓄材質的箱式殼體，所述殼體的頂面開設有多個通孔，且所述殼體的底面向上延伸形成多個散熱翅片，且所述散熱翅片穿過所述殼體的頂面伸出所述殼體外。