專利名稱：一種圓管管束式溫差發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱能發(fā)電裝置，特別是一種圓管管束式半導(dǎo)體溫差發(fā)電機(jī)。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體溫差發(fā)電可直接將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，即使在只有微小溫差存在的情況下也能應(yīng)用，是使用范圍很廣的綠色環(huán)保型能源，它無需化學(xué)反應(yīng)，也無機(jī)械運(yùn)動，因而具有無噪音、無污染、無磨損、重量輕、使用壽命長等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)余熱、廢熱的回收利用、航天輔助電力系統(tǒng)中。目前，利用塞貝克效應(yīng)將溫差直接轉(zhuǎn)換為電能的方法很多，其中以半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊的技術(shù)最為成熟，可選擇的半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊的品種也很多，用半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊制造的半導(dǎo)體發(fā)電機(jī)，只要存在溫差及能發(fā)電，工作時無噪音、無污染，使用壽命長、免維護(hù)、低成本，是一種應(yīng)用廣泛及前景廣闊的物理電源。隨著保護(hù)環(huán)境、節(jié)約能源的呼聲越來越高，合理的利用蒸汽、太陽能、地?zé)崮堋⒐I(yè)余熱余能及各種溫差能，并利用溫差來進(jìn)行大規(guī)模的發(fā)電可能是未來發(fā)展的大方向，人們對使用高效率的溫差發(fā)點(diǎn)產(chǎn)品的需求也更加迫切。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供了一種利用半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊進(jìn)行大規(guī)模發(fā)電的裝置，該裝置可以利用蒸汽、太陽能、地?zé)崮芗肮I(yè)余熱余能等溫差來發(fā)電，其通用性較強(qiáng)，不局限于某一種溫差能的利用。本發(fā)明的具體實(shí)施方案是，提供一種圓管管束式溫差發(fā)電機(jī)，其特征在于見附圖1，將16跟圓管通過導(dǎo)熱模塊5固定在一起，形成4X4陣列，圓管的兩端進(jìn)行交叉連接，圖1中的1-1、1_2分別為同一流道的熱流體進(jìn)、出口，2-1、2_1分別為同一流道的熱流體進(jìn)、出口，3-1、3-2分別為同一流道的冷流體進(jìn)、出口，4-1、4-2分別為同一流道的冷流體進(jìn)、出口。與冷熱管道相連接的是導(dǎo)熱模塊5，導(dǎo)熱模塊與導(dǎo)熱模塊的平面之間放置的就是大量的半導(dǎo)體溫差發(fā)電片6，各個溫差發(fā)電片通過串聯(lián)或并聯(lián)后輸出，外接用電器或調(diào)壓器。導(dǎo)熱模塊與圓管和溫差發(fā)電片的接觸面涂有增加導(dǎo)熱的導(dǎo)熱硅膠，溫差發(fā)電片與溫差發(fā)電片之間填充絕熱材料，每四個導(dǎo)熱模塊的頂角處8填充絕熱材料，端口的圓管通過連接管9交叉連接，整個裝置的最外層為保溫層7。當(dāng)圓管的管束中通以冷、熱流體時，每根熱管的上、下、左、右管中為冷流體，每根冷管的上、下、左、右管中為熱流體，在相鄰的導(dǎo)熱模塊間形成溫差，該溫差即驅(qū)動導(dǎo)熱模塊間的溫差發(fā)電片發(fā)出直流電。見附圖2，為圓管管束式溫差發(fā)電機(jī)的剖面圖，具體為附圖1(a)的俯視剖面圖。見附圖3，為附圖2中導(dǎo)熱模塊5的立體圖，附圖3中圓弧面1與冷熱流體管的外管壁緊密結(jié)合，以充分的傳遞熱量，平面2、3、4與溫差發(fā)電片緊密結(jié)合，導(dǎo)熱模塊的材料為傳熱性能優(yōu)良的金屬或熱超導(dǎo)體。見附圖4，為附圖2中導(dǎo)熱模塊6的立體圖，附圖4中圓弧面1與冷熱流體管的外管壁緊密結(jié)合，以充分的傳遞熱量，平面2、3與溫差發(fā)電片緊密結(jié)合，導(dǎo)熱模塊的材料為傳熱性能優(yōu)良的金屬或熱超導(dǎo)體。見附圖5，為附圖1、2中流體管與導(dǎo)熱模塊一體拉伸成型圖。


圖1為本發(fā)明一種圓管管束式溫差發(fā)電機(jī)的主視圖和俯視圖圖1(a)為立體圖，圖1(b)為俯視圖，1-1——熱流體進(jìn)口、1_2——熱流體出口、2-1——熱流體進(jìn)口、2-2——熱流體出口、3-1——冷流體進(jìn)口、3-2——冷流體出口、 4-1——冷流體進(jìn)口、4-2——冷流體出口、5——導(dǎo)熱模塊、6——半導(dǎo)體溫差發(fā)電片、7—— 保溫層、8——絕熱材料、9——連接管圖2為本發(fā)明一種圓管管束式溫差發(fā)電機(jī)的剖面圖，具體為圖1(a)的俯視剖面圖1——保溫層、2——熱流管、3——冷流管、4——半導(dǎo)體溫差發(fā)電片、5——導(dǎo)熱模塊、6——導(dǎo)熱模塊圖3為本發(fā)明一種圓管管束式溫差發(fā)電機(jī)的導(dǎo)熱模塊立體圖，具體為圖2中5的立體圖1——圓弧面、2——平面、3——平面、4——平面圖4為本發(fā)明一種圓管管束式溫差發(fā)電機(jī)的導(dǎo)熱模塊立體圖，具體為圖2中6的立體圖1——圓弧面、2——平面、3——平面圖5為本發(fā)明一種圓管管束式溫差發(fā)電機(jī)的管道與導(dǎo)熱模塊一體拉伸成型示意圖。本發(fā)明的圓管管束式溫差發(fā)電機(jī)具有如下優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡單緊湊，安全性能可靠，電轉(zhuǎn)換效率高，可以移動使用，也可以固定安裝，安裝使用方便，與傳統(tǒng)的火力、水力發(fā)電相比較，具有工作時無噪音、無污染，使用壽命長、免維護(hù)、低成本、不用附加其它能源，只要有溫差存在即可發(fā)電，是一種應(yīng)用廣泛及前景廣闊的物理電源。尤其在太陽能、地?zé)崮?、工業(yè)余熱等的熱發(fā)電利用上有突出的應(yīng)用空間。
具體實(shí)施例下面結(jié)合附圖1、2、3、4、5和實(shí)例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明實(shí)施例1 見附圖1 (b)的管束為4X4陳列，冷熱圓管為外徑Φ42的無縫鋼管，與導(dǎo)熱模塊接觸導(dǎo)熱部分長400mm。附圖3導(dǎo)熱模塊的尺寸為30mmX60mmX 200mm，圓弧面的直徑為Φ 42，個數(shù)為52個，附圖4導(dǎo)熱模塊的尺寸為30mmX 30mmX 200mm，圓弧面的直徑為 Φ 42，個數(shù)為16個。可放置溫差發(fā)電片的空間有橫3排，每排4個，共12個，豎3列，每列4 個，共12個，橫豎空間總共M個，每個平面的長度為400mm，需尺寸為40mmX 40mmX 4mm的溫差發(fā)電片共240個，分成M組，每組10個，每組的10個溫差發(fā)電片采用串聯(lián)連接，然后 24組并聯(lián)連接，并標(biāo)明正負(fù)極后輸出，當(dāng)管中分別通入冷熱流體時，導(dǎo)熱模塊的平面之間就形成溫差，該溫差即驅(qū)動溫差發(fā)電片發(fā)出直流電，可逆變成220V的電源使用，也可直接供負(fù)載使用或給蓄電池充電。
實(shí)施例2 :見附圖1(b)的管束為4X4陳列，冷熱流體管和導(dǎo)熱模塊一體拉伸成型，見附圖5，中間圓管的內(nèi)徑為42mm，四個平面的尺寸為400mmX 60mm，端頭通過帶有法蘭的彎頭進(jìn)行連接?？煞胖脺夭畎l(fā)電片的空間有橫3排，每排4個，共12個，豎3列，每列4 個，共12個，橫豎空間總共M個，每個平面的長度為400mm，需尺寸為40mmX 40mmX 4mm的溫差發(fā)電片共240個，分成M組，每組10個，每組的10個溫差發(fā)電片采用串聯(lián)連接，然后 24組并聯(lián)連接，并標(biāo)明正負(fù)極后輸出，當(dāng)管中分別通入冷熱流體時，導(dǎo)熱模塊的平面之間就形成溫差，該溫差即驅(qū)動溫差發(fā)電片發(fā)出直流電，可逆變成220V的電源使用，也可直接供負(fù)載使用或給蓄電池充電。
權(quán)利要求
1.一種圓管管束式溫差發(fā)電機(jī)，其特征是交叉布置的冷熱管束、導(dǎo)熱模塊及半導(dǎo)體溫差發(fā)電片。所述裝置具體組成如下冷、熱管束交叉排列，與熱管相鄰的上、下、左、右為冷管，與冷管相鄰的上、下、左、右為熱管；與冷熱管外管壁相接觸的是導(dǎo)熱模塊，所述導(dǎo)熱模塊的一面是與圓管接觸的圓弧面，另二面或三面是與半導(dǎo)體溫差發(fā)電片接觸的平面；相鄰導(dǎo)熱模塊的平面之間放置大量的半導(dǎo)體溫差發(fā)電片，當(dāng)管束中有冷熱流體流過時，相鄰的導(dǎo)熱模塊之間就形成溫差，該溫差驅(qū)動溫差發(fā)電片發(fā)出直流電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓管管束式溫差發(fā)電機(jī)，其特征在于所述冷熱管束的組合可以是MXN的組合，其中M為大于等于2的偶數(shù)0、4、6、8……)，N為大于等2的自然數(shù)(2、 3、4、5……)，管束的長度可以根據(jù)設(shè)計(jì)安裝和加工要求來確定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓管管束式溫差發(fā)電機(jī)，其特征在于附圖2中所述導(dǎo)熱模塊 5的一面是與圓管接觸的圓弧面，另三面是與半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊接觸的平面，附圖2中所述導(dǎo)熱模塊6的一面是與圓管接觸的圓弧面，另二面是與半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊接觸的平面，主要作用就是進(jìn)行導(dǎo)熱，形成溫差。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓管管束式溫差發(fā)電機(jī)，其特征在于附圖1和附圖2中所述冷熱流體管和導(dǎo)熱模塊可以一體拉伸成型為附圖5內(nèi)圓外方的管道，冷熱流體從中間的圓形通道流過，外壁是四個平面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或4所述的圓管管束式溫差發(fā)電機(jī)，其特征在于所述冷熱管束內(nèi)的流體，熱流體可以是蒸汽、煙氣、地?zé)崴?、熱油及工業(yè)余熱、廢熱等，冷流體可以是空氣、冷水、冷油等。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的圓管管束式溫差發(fā)電機(jī)，其特征在于所述冷熱管束為金屬材料，選用圓管管徑可根據(jù)設(shè)計(jì)或溫差發(fā)電片的尺寸來決定。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或3或4所述的圓管管束式溫差發(fā)電機(jī)，其特征在于附圖2中所述導(dǎo)熱模塊5、6為導(dǎo)熱率高的金屬或熱超導(dǎo)體材料，其尺寸可根據(jù)設(shè)計(jì)或圓管的管徑來決定， 附圖5內(nèi)圓外方管道為導(dǎo)熱率高的金屬或熱超導(dǎo)體材料，其尺寸可根據(jù)設(shè)計(jì)和中間圓管的內(nèi)徑來決定。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓管管束式溫差發(fā)電機(jī)，其特征在于管道之間用帶法蘭的彎頭進(jìn)行安裝連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓管管束式溫差發(fā)電機(jī)，其特征在于所述圓管管束式溫差發(fā)電機(jī)的工作溫度范圍為溫差發(fā)電片所允許的溫度范圍內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓管管束式溫差發(fā)電機(jī)，其特征在于所述圓管管束式溫差發(fā)電機(jī)可單臺或多臺并串并聯(lián)使用，發(fā)出的電能，可直接連接負(fù)載運(yùn)行，也可給蓄電池充電或逆變?yōu)?20V的電源供電網(wǎng)使用。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種圓管管束式溫差發(fā)電機(jī)，屬于新能源技術(shù)的開發(fā)與利用領(lǐng)域。包括交叉布置的冷熱管束、導(dǎo)熱模塊及半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊。其特征上述發(fā)電機(jī)具體組成如下冷、熱管束交叉排列，與熱管相鄰的上、下、左、右為冷管，與冷管相鄰的上、下、左、右為熱管；與冷熱管外管壁相接的是導(dǎo)熱模塊，導(dǎo)熱模塊的一面是與圓管接觸的圓弧面，另二面或三面是與半導(dǎo)體溫差發(fā)電片接觸的平面；相鄰導(dǎo)熱模塊的平面之間放置半導(dǎo)體溫差發(fā)電片。當(dāng)管束中有冷熱流體流過時，相鄰的導(dǎo)熱模塊之間就形成溫差，該溫差驅(qū)動溫差發(fā)電片發(fā)出直流電。本發(fā)明提供了一種利用蒸汽、煙氣、工業(yè)廢熱、地?zé)峒疤柲艿冗M(jìn)行大規(guī)模發(fā)電的方法，既節(jié)能又環(huán)保。
文檔編號H02N11/00GK102377374SQ20111033487
公開日2012年3月14日 申請日期2011年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月28日
發(fā)明者任洪權(quán), 康世華, 張貴良, 章世斌 申請人:章世斌