專利名稱：使用溫差發(fā)電器和相變材料發(fā)電的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請涉及利用溫差發(fā)電器發(fā)電，更具體地，涉及利用溫差發(fā)電器/熱電發(fā)電機(jī)和相變材料發(fā)電
背景技術(shù)：
能量收集器從通常被忽略的和未被利用的能源中生成電能。能源和轉(zhuǎn)換電的方法包括將光能轉(zhuǎn)換成電的光伏器件、將振動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電的懸臂壓電梁、和將熱流轉(zhuǎn)換成電的熱電器件/溫差電器件。這些能量收集器和方法可以適用于各種應(yīng)用。隨著小功率的電子器件日益普遍，能量收集器和方法提供了電力電子器件不需要電池或甚至電源配線的有用方式。由于設(shè)計(jì)和安裝電線的成本與其重量和改進(jìn)的難度，電線在許多應(yīng)用中是不需要的。例如，由于更換電池比較困難，以及某些電池造成環(huán)境危害或引起安全隱患，所以在飛機(jī)上是不需要電池的。此外，電池在低溫情況下功能較差。在某些情形下，利用低功率能量收集器可以為偶爾需要中等數(shù)量的電源的電子器件提供動(dòng)力。在這些情形中，由能量收集器產(chǎn)生的電能存儲(chǔ)在電容器或可再充電電池中。溫差發(fā)電器是利用1821年發(fā)現(xiàn)的被稱為塞貝克效應(yīng)的物理學(xué)原理的器件。如果兩個(gè)不同材料的導(dǎo)體(例如銅和鐵)在其端部均連接在一起形成兩個(gè)接合點(diǎn)，并且一個(gè)接合點(diǎn)保持在比另一個(gè)接合點(diǎn)更高的溫度，則兩個(gè)接合點(diǎn)之間的電壓差將上升。各種溫差發(fā)電器均是商售的。一個(gè)這種模塊是Hi-Z公司的HZ-2。模塊的大小是I. 15英寸xl. 15英寸x0. 20英寸，以及該模塊包含14x14的熱電元件列。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)方面，公開了能量收集器，其包括當(dāng)熱梯度強(qiáng)加在其第一主要表面和第二主要表面之間時(shí)適應(yīng)于根據(jù)塞貝克效應(yīng)產(chǎn)生電的熱電器件；封住放置用于與熱電器件的第一主要表面進(jìn)行熱傳遞的相變材料的外罩，從而在相變材料和熱電器件之間進(jìn)行熱傳遞；以及電耦合熱電器件的無線電發(fā)射機(jī)。該無線電發(fā)射機(jī)能夠發(fā)射信號(hào)。在另一個(gè)方面，公開了能量收集器，其包括當(dāng)熱梯度強(qiáng)加在其第一主要表面和第二主要表面之間時(shí)適應(yīng)于根據(jù)塞貝克效應(yīng)產(chǎn)生電的熱電器件、封住放置用于與熱電器件的第一主要表面進(jìn)行熱傳遞的相變材料的外罩以及在外罩內(nèi)的為相變材料提供更加均勻的熱分布的導(dǎo)電翅片。適用于能量收集器的此處公開的任何實(shí)施例可以安裝到襯底上，襯底是經(jīng)歷溫度變化的可移動(dòng)器件的零件，溫度變化是由其移動(dòng)產(chǎn)生的。已經(jīng)討論的特征、功能和優(yōu)勢可以在各種實(shí)施例中獨(dú)立地實(shí)現(xiàn)，或可以與其他實(shí)施例組合實(shí)現(xiàn)，關(guān)于下面的附圖和說明書可以理解其進(jìn)一步的細(xì)節(jié)。


圖I是能量收集器的一個(gè)實(shí)施例的透視圖。
圖2是能量收集器的另一個(gè)實(shí)施例的透視圖。圖3是能量收集器的兩個(gè)實(shí)施例的頂部平面圖，其比較器件內(nèi)建立的固態(tài)。圖4是示出了圖 3的兩個(gè)器件在溫度T2和T2^的差異的曲線圖。圖5示出了適用于圖3的能量收集器的熱電路圖。圖6是包括相應(yīng)的熱電路圖的能量收集器的一個(gè)實(shí)施例的頂部平面圖。圖7是能量收集器的可選實(shí)施例的頂部平面圖。
具體實(shí)施例方式下面的詳細(xì)描述將說明本發(fā)明的一般原理，在附圖中額外地示出其實(shí)例。在附圖中，相同的參考數(shù)字表明相同的或功能相似的元件。首先參考圖1-3，當(dāng)翅片16存在時(shí)一般由參考數(shù)字10表明示出的能量收集器，而當(dāng)翅片不存在時(shí)一般由參考數(shù)字10'表明示出的能量收集器。能量收集器10、10'適應(yīng)于從熱差或熱梯度生成電能。為此，能量收集器10、10'包括熱電器件20，當(dāng)通過主要表面40、42中的至少一個(gè)受到溫度變化的影響而將熱梯度施加到其第一主要表面40和第二主要表面42(參考圖3)之間時(shí)熱電器件20根據(jù)熱電效應(yīng)產(chǎn)生電。如此處所使用的，術(shù)語“熱電效應(yīng)”包含塞貝克效應(yīng)(Seebeck effect)、拍耳貼效應(yīng)(Peltier effect)、湯姆遜效應(yīng)(Thomson effect)，這些在許多教科書中都被稱為是珀耳貼-塞貝克效應(yīng)。熱電器件20受到的溫度變化可以是由熱電器件20熱導(dǎo)電(thermallyconductively)安裝到的襯底24移動(dòng)引起的。在一個(gè)實(shí)施例中，襯底24可以是諸如飛機(jī)的移動(dòng)交通工具的零件。襯底24可以是飛機(jī)壁，飛機(jī)壁在飛機(jī)起飛、飛行和/或降落期間將經(jīng)歷溫度變化。一般地，飛機(jī)壁包括內(nèi)墻板、外部飛機(jī)蒙皮以及在內(nèi)墻板和飛機(jī)蒙皮之間的壁空間。能量收集器10可以是熱導(dǎo)電地安裝到這些層中的任意一層。在飛行期間，飛機(jī)可以經(jīng)歷從在地面上的環(huán)境溫度到大約_28°C的溫度變化。在地面操作期間或當(dāng)停放飛機(jī)時(shí)，溫度變化也可以存在于其他的飛機(jī)結(jié)構(gòu)部件中，例如但不限于，液壓管路(一般地大約20° F到高于環(huán)境溫度大約200° F的溫度)、發(fā)動(dòng)機(jī)、PAC排氣管(一般地在大約490° F的溫度)。只要選擇用于器件結(jié)構(gòu)的材料在這些溫度下不會(huì)降解、起反應(yīng)或出故障，那么能量收集器10、10'可以利用這些溫度變化。能量收集器10、10'在相變過渡期間也應(yīng)當(dāng)能夠在一些普遍經(jīng)歷的中點(diǎn)值溫度收集能量。盡管飛機(jī)用作能量收集器10可以安裝到其上的移動(dòng)交通工具的示例，但是“移動(dòng)交通工具”并不限于此。移動(dòng)交通工具可以是輪船、潛水艇、汽車、火車、火箭、飛船、動(dòng)物或宇宙飛船。如圖1-2所示的能量收集器10包括放置成熱接觸熱電器件20的第一主要表面40的第一熱導(dǎo)電層18,并包括放置成與熱電器件20相反地?zé)峤佑|第一熱導(dǎo)電層18的外罩
12。外罩12封住相變材料(PCM) 14。該結(jié)構(gòu)能夠在相變材料和熱電器件之間進(jìn)行熱傳遞，以便可以產(chǎn)生電能。在能量收集器10內(nèi)，在外罩12內(nèi)存在翅片16，用于接觸PCM14。如圖6中所示，能量收集器10可以包括包圍外罩12和TEG20的絕緣材料/絕緣件22。絕緣材料22是有利的，因?yàn)槠涫沟猛ㄟ^環(huán)境空氣的熱損耗降到最小，且使得相變持續(xù)時(shí)間最長和發(fā)電達(dá)到最大。在一個(gè)實(shí)施例中，如圖I中所示，能量收集器10可以電耦合增壓器件26和/或能夠發(fā)射信號(hào)的無線電發(fā)射機(jī)30。下面將更詳細(xì)地討論能量收集器的10、10'的各個(gè)部件。
熱電器件20可以是任何已知的和/或商售的器件，例如可以從Hi-ZTechnology，Inc.、EnOcean GmbH和/或Micropelt GmbH獲得的溫差發(fā)電器或類似件。在一個(gè)實(shí)施例中，熱電器件20可以包括在氧化鋁陶瓷材料上的BiSn接合點(diǎn)。能量收集器10、10'的一個(gè)方面是使得器件微型化。因此，熱電器件20要盡可能地小，并且可以是至多大約2. 5mm x
3.3mmx I. 1mm。在另一個(gè)實(shí)施例中，熱電器件20可以是至多大約3. 4cm x 3. Ocm x 1.0cm。為了提高熱電器件20和其兩個(gè)主要表面40、42接觸之間的熱導(dǎo)電性，可以相反地存在熱導(dǎo)電層18、IV。如圖1-2中所示，第一熱導(dǎo)電層18可以存在于熱電器件20和PCM14的外罩12之間，以及第二熱導(dǎo)電層18'可以存在于襯底24和熱電器件20之間。第一熱導(dǎo)電層18和第二熱導(dǎo)電層18'可以是具有高的熱導(dǎo)電性、良好的間隙填充能力、良好的電介質(zhì)特性、低的接觸應(yīng)力和長期的可靠性的材料層。在一個(gè)實(shí)施例中，熱導(dǎo)電層18、18'可以是熱導(dǎo)電界面襯墊,例如來自3M和/或Laird Technologies的界面襯墊。襯墊的厚度可以是從大約O. 5mm到7_。在一個(gè)實(shí)施例中，襯墊的厚度是大約Imm到大約5_。在另一個(gè)實(shí)施例中，熱導(dǎo)電層18、18'可以是熱界面材料，例如是軟化和填充工作溫度時(shí)的微小間隙的相變熱界面材料或者是熱導(dǎo)電油脂，其符合嚙合面的不規(guī)則性，例如從LairdTechnologies獲得的。在另一個(gè)實(shí)施例中,第一熱導(dǎo)電層18和第二熱導(dǎo)電層18'可以是熱復(fù)合物或熱敏性粘合劑(thermal adhesive),例如Arctic Silver生產(chǎn)的熱復(fù)合物或熱敏性粘合劑。還是參考圖1-2，外罩12可以由任意的熱導(dǎo)電材料構(gòu)造。外罩12也應(yīng)當(dāng)是足夠耐用，從而可以經(jīng)受住當(dāng)發(fā)生相變時(shí)PCM體積的頻繁變化、限制PCM通過壁的通道(所以如果材料是易濕的，那么材料將不會(huì)變干或干透)以及抗?jié)B漏和侵蝕。合適的熱導(dǎo)電材料包括但不限于金屬、浸潰金屬的塑料和熱導(dǎo)電碳。在一個(gè)實(shí)施例中，外罩12可以是銅或不銹鋼。在另一個(gè)實(shí)施例中，外罩12可以是或包括聚丙烯或聚烯烴聚合物?，F(xiàn)在參考圖3，在另一個(gè)實(shí)施例中，僅熱接觸熱電器件20的外罩44的面可以由熱導(dǎo)電材料構(gòu)造，而其他面則不是由熱導(dǎo)電材料構(gòu)造。因此，這些其他面可以作為熱絕緣材料22，這將在下面更詳細(xì)地討論。側(cè)面44與熱電器件20進(jìn)行熱傳遞，并且優(yōu)選地按照尺寸制造和/或定形為匹配熱電器件20的大小，從而使得其間的熱導(dǎo)電性最大。外罩12并不限于任何特定的形狀或大小。在一個(gè)實(shí)施例中，外罩12可以是如圖1-3中所示的立方體。在如圖6中所示的可選實(shí)施例中，在圖6中一般由60指明的能量收集器包括可以是或包括開孔的外罩12、用于裝納PCM14的導(dǎo)電泡沫62、包圍除了外罩12的側(cè)面44之外的外罩12的絕緣材料22，其中外罩12的側(cè)面44接觸第一熱導(dǎo)電層18，該第一熱導(dǎo)電層18熱接觸熱電器件20的第一主要表面40，熱接觸熱電器件20的第二主要表面42熱接觸第二熱導(dǎo)電層18'，第二熱導(dǎo)電層18'熱接觸暴露于大氣46的襯底24。PCM14可以包含在泡沫62的單元中，并由密封劑、外罩12或其他封裝方式密封在其內(nèi)。在該實(shí)施例中，泡沫62可以按照尺寸制造和/或定形為匹配熱電器件20的大小，從而使得其間的熱導(dǎo)電性最大。泡沫外罩可以被定形為與上面描述的外罩12相似，并且泡沫外罩可以充分地填充外罩12內(nèi)的空腔，從而使得泡沫62、PCM14和熱電器件20之間的熱傳遞最大。泡沫62也可以被軟焊、焊接、銅焊、粘合或其他方式連接到外罩12與溫差發(fā)電器20熱接觸的面，從而促進(jìn)其間高效的傳熱。
圖6也包括適用于能量收集器60的熱電路圖64。電路圖示出了定位在PCM14和大氣46之間的每個(gè)部件的電阻，其提供了溫度變化給襯底24。PCM14是電路圖中的水，并且具有指定為T#的溫度。大氣具有指定為的溫度。在一個(gè)實(shí)施例中，開孔的導(dǎo)電泡沫是碳泡沫。碳泡沫可以是石墨烯泡沫。一個(gè)示例性的商售泡沫是來自 GolubicTAOkoppers. com.的 Thomas Golubic 的 KFOAM 碳泡沫。KFOAM具有高度有序的石墨帶，其具有大于100W/m · K的高熱導(dǎo)電性，與鋁相似，但其密度只有鋁密度的五分之一(密度范圍為O. 35-0. 60g/cc)，并且熱膨脹系數(shù)接近于硅的熱膨脹系數(shù)。碳泡沫的開孔 率是大約75% -80%。KFOAM的耐壓強(qiáng)度是3. 5Mpa，并且能夠用作獨(dú)立的材料或粘合其他材料，從而增強(qiáng)其特性。碳泡沫也具有均勻密度，從而在具有更少浪費(fèi)的情況下導(dǎo)致更一致的機(jī)加工。因此，KFOAM可以容易地被切割為各種形狀和結(jié)構(gòu)。外罩12能夠容納大約一微升到大約1000毫升PCM14，更具體地是容納二分之一毫升到大約20毫升(ml)PCM14，但是并不限于此。在一個(gè)實(shí)施例中，外罩可以容納高達(dá)大約2ml PCM14。在外罩12內(nèi)，如圖1-3中所示，可以包括翅片16，其與PCM14進(jìn)行熱傳遞。翅片16可以按照各種構(gòu)造定位在外罩12內(nèi)，從而提供貫穿PCM14的更加均勻的溫度。該更加均勻的溫度為較高的能量收集性能提供了較高的電壓，將參考圖3-5說明。圖3示出了在能量收集器10和能量收集器10'均處于高于凝固的穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)某一時(shí)刻的具有并排排列翅片的能量收集器10和無翅片的能量收集器10'。如圖3中所示，相變材料14 (例如，水)包含在容器12中，該容器12熱接觸熱電器件20 (例如溫差發(fā)電器(TEG))的一個(gè)側(cè)面。TEG20的另一個(gè)側(cè)面熱接觸受溫度波動(dòng)影響的襯底24，例如飛機(jī)的結(jié)構(gòu)或部件所經(jīng)歷的那些溫度波動(dòng)。作為這里的示例，襯底24是飛機(jī)結(jié)構(gòu)的一部分。襯底的溫度會(huì)隨著受到各種溫度的部分大氣的影響而變化。例如，當(dāng)飛機(jī)從一個(gè)高度上升到顯著不同的高度時(shí)，結(jié)構(gòu)受到一般在較高高度更冷和在較低高度更暖的大氣的不同部分的影響。因此，結(jié)構(gòu)的溫度將顯著變化。例如，結(jié)構(gòu)溫度可以從當(dāng)飛機(jī)坐落在機(jī)場時(shí)的50° F變化到飛機(jī)已經(jīng)上升到巡航高度時(shí)的-25° F。在該示例中，熱將離開水14通過容器12、TEG20和襯底24轉(zhuǎn)移至大氣空氣46中。離開水14的熱能損耗將最終使得水降低到凝固點(diǎn)，此時(shí)經(jīng)歷相變，然后繼續(xù)下降到接近襯底溫度(例如，在該示例中-25° F)的溫度。圖3限定了兩個(gè)能量收集器10、10'內(nèi)感興趣的溫度。溫度Tl和Tl'均是在襯底24和TEG20之間的表面界面。T2和T2'均是在TEG20和容器12之間的表面界面。在該示例中，假定能量收集器10中的翅片16非常薄，并且排開極少量的水14。因此兩個(gè)能量收集器10、10'的體積和質(zhì)量極其相似。圖4通過圖表示出了在上面所述的飛機(jī)上升過程中這些溫度T1、T1'、T2、T2' —般將是如何變化的。當(dāng)飛機(jī)通過大氣層上升時(shí)，結(jié)構(gòu)溫度將迅速下降，最終達(dá)到遠(yuǎn)低于凝固的接近穩(wěn)態(tài)溫度(在該示例中示出為-25° F)。這是通過基本相似的曲線Tl和Tl'示出的。溫度Τ2和Τ2'也開始迅速下降，但是有一些時(shí)間滯后，因?yàn)闊犭x開水14通過TEG20傳導(dǎo)至結(jié)構(gòu)中。然而，一旦達(dá)到-32° F的凝固點(diǎn)，這些溫度在相變開始將變得穩(wěn)定，不太可能承受水過冷階段。
這種相變開始是兩個(gè)能量收集器10、10'開始不一致的位置。器件10'中的水將開始首先從最冷的表面凝固，最冷的表面是最接近TEG20的表面，因?yàn)閺脑摫砻鎿p耗的熱最多。當(dāng)冰在該表面積累時(shí)，固體冰能夠經(jīng)受通過其厚度X,的溫度梯度，其表面處于凝固點(diǎn)(-32° F)的液體/固體界面，并且最靠近發(fā)電機(jī)的表面處于位于凝固以下的某溫度。因此，器件10'的TEG20的溫度梯度(AT' = T2! -Tl')開始下降。在器件10中，內(nèi)部翅片16能夠汲取相變材料14深處的熱。因此，PCM的固相(舉該示例來說是冰)的形成將遍布在翅片16的較大表面區(qū)域，并且其厚度X基本比器件10'中的冰厚度V薄。器件10的較薄冰積累將支撐較小的溫度梯度，因此允許溫度Τ2高于TEG20的表面溫度Τ2'。器件10中的這種較高溫度提供了穿過其TEG20的較高的溫度梯度(AT = Τ2-Τ1 > AT' = T2r -Tl')。如圖4中所示，在時(shí)刻tl溫度T2高于溫度Tl。TEG20提供了與穿過其表面的溫度梯度成比例的電壓。因此，器件10中的電壓將高于器件10'中的電壓，于是提供較優(yōu)良的性能。 能量收集器10優(yōu)于器件10'的額外的熱優(yōu)勢，如圖5中的熱電路圖50和下面的
方程式⑴所示。
(ηΛ
ATteg = (Γ3 - Γ1)-迦--(I )
、Rteg +及容器+尺冰·x y假定T3、T3' =32° F，T1、T1' =-25° F，以及Rtec 在兩種設(shè)計(jì)中是相同的，R K是控制溫度T2和T2'的唯一變量。當(dāng)R K與厚度X成比例時(shí)，器件10將清楚地產(chǎn)生比器件10'更高的穿過TEG的溫度梯度，給出關(guān)系
ATteg =(32-(-25))(^ggI-⑵
乂1^TEG十八容器十八冰.X)如圖1-2中所示翅片16通常可以是導(dǎo)電材料的單個(gè)大體螺旋形線圈。在另一個(gè)實(shí)施例中，翅片16可以包含由導(dǎo)電材料構(gòu)成的多個(gè)螺旋形線圈。在可選的實(shí)施例中，如圖3中所示，翅片16可以是多個(gè)延伸穿過至少一部分外罩12的導(dǎo)電材料指狀物。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，其他翅片結(jié)構(gòu)是可以的，并且本發(fā)明并不限于這些具體的結(jié)構(gòu)。翅片16可以是或包括與外罩12相同的或不同的導(dǎo)電材料。在一個(gè)實(shí)施例中，翅片16可以構(gòu)造為提供較大的表面區(qū)域，用于熱接觸PCM14。在一個(gè)實(shí)施例中，翅片16可以是如圖6的能量收集器60中所示的開孔的導(dǎo)電泡沫62。開孔的導(dǎo)電泡沫的一個(gè)示例是諸如上面所述的碳泡沫。在另一個(gè)是實(shí)施例中，翅片16可以是圖7的能量收集器70中所示的導(dǎo)電網(wǎng)狀物72，其包含上面所述的圖1-3的其他部件。導(dǎo)電網(wǎng)狀物可以是通過其他已知技術(shù)被機(jī)加工、蝕刻、模制或成形為導(dǎo)電材料網(wǎng)，或者網(wǎng)狀物可以是利用附加的制造技術(shù)在外罩12內(nèi)形成的微桁架。容納在能量收集器10的外罩12內(nèi)并接觸翅片16的相變材料14可以是適用于襯底24所經(jīng)歷溫度變化的任何合適的相變材料。在一個(gè)實(shí)施例中，存在能量收集器10中的PCM14是一個(gè)響應(yīng)移動(dòng)交通工具預(yù)期使用期間襯底24所經(jīng)歷的熱循環(huán)中期的溫度的PCM。PCM14提供的優(yōu)勢是延長在表面溫度波動(dòng)期間TEG的熱差時(shí)間，以便于增加所收集的熱電能量。在一個(gè)實(shí)施例中，PCM14從液體轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w且從固體轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w。
水是PCM的一個(gè)示例。使得從水到冰的相變需要移除334焦耳/克，相反地從冰返回到水的相變則需要增加334焦耳/克。在一個(gè)實(shí)施例中，另一種PCM可以與水混合。其他合適的PCM包括有機(jī)PCM，例如但不限于，月桂酸、三羥甲基乙烷(大約37wt% 的水)、庚酮-4、η-十一燒、ΤΕΑ-16、乙二醇、η-十二燒、thermasorb 43、thermasorb65、憐酸氧二納、thermasorb 175+和thermasorb 215+;以及無機(jī)的PCM,例如但不限于，Mn(NO3)2 · 6H0H+MnCl2 · 4H0H、硅酸鈉、鋅、鋁。PCM也可以是金屬PCM，包括二元共晶系統(tǒng)和三元共晶系統(tǒng)。某些示例金屬PCM列出于下面的表格I中。表格I
權(quán)利要求
1.一種能量收集器，包含 熱電器件，其適應(yīng)于當(dāng)熱梯度施加其第一主要表面和第二主要表面之間時(shí)根據(jù)塞貝克效應(yīng)產(chǎn)生電； 外罩，其封住相變材料，所述外罩被放置成用于與所述熱電器件的所述第一主要表面進(jìn)行熱傳遞；和 無線電發(fā)射機(jī)，其電耦合所述熱電器件，所述無線電發(fā)射機(jī)能夠發(fā)射信號(hào)至無線接收器。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的能量收集器，進(jìn)一步包含放置在所述外罩和所述熱電器件的所述第一主要表面之間的第一熱導(dǎo)電層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的能量收集器，進(jìn)一步包含放置成熱接觸所述熱電器件的所述第二主要表面的第二熱導(dǎo)電層，所述第二熱導(dǎo)電層能夠被放置成與正在經(jīng)歷溫度變化的介質(zhì)熱接觸。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的能量收集器，其中所述外罩是或包括熱導(dǎo)電的開孔泡沫，并且所述相變材料被用其開孔封住。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的能量收集器，其中所述外罩包括其內(nèi)的至少一個(gè)導(dǎo)電翅片，從而為所述相變材料提供更加均勻的熱分布。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的能量收集器，其中所述導(dǎo)電翅片一般是包含在所述外罩內(nèi)的導(dǎo)電材料的螺旋形線圈。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的能量收集器，其中所述相變材料是或包括水。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的能量收集器，進(jìn)一步包含在所述熱電器件和所述無線電發(fā)射機(jī)之間電通信的電壓增壓器件。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的能量收集器，其中所述熱電器件、所述外罩以及所述第一熱導(dǎo)電層和所述第二熱導(dǎo)電層限定了一個(gè)單元，該單元大約是(O. 25cm-l. Ocm)X (O. 25cm_5. 0cm) x (5. Ocm-5. 0cm)的立方體。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的能量收集器，其中所述單元是至少部分地由絕緣層包圍。
11.一種能量收集器，包含 熱電器件，其適應(yīng)于當(dāng)熱梯度施加在其第一主要表面和第二主要表面之間時(shí)根據(jù)塞貝克效應(yīng)產(chǎn)生電； 外罩，其封住相變材料，所述外罩被放置成用于與所述熱電器件的所述第一主要表面進(jìn)行熱傳遞；和 導(dǎo)電翅片，其位于所述外罩內(nèi)從而為所述相變材料提供更加均勻的熱分布。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的能量收集器，進(jìn)一步包含放置在所述外罩和所述熱電器件的所述第一主要表面之間的第一熱導(dǎo)電層。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的能量收集器，進(jìn)一步包含放置成熱接觸所述熱電器件的所述第二主要表面的第二熱導(dǎo)電層，所述第二熱導(dǎo)電層能夠被放置成熱接觸正在經(jīng)歷溫度變化的介質(zhì)。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的能量收集器，其中所述導(dǎo)電翅片一般地是包含在所述外罩內(nèi)的導(dǎo)電材料的螺旋形線圈。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的能量收集器，其中所述導(dǎo)電翅片是網(wǎng)狀導(dǎo)電材料。
全文摘要
本發(fā)明公開一種能量收集器。所述能量收集器包括適應(yīng)于當(dāng)熱梯度施加在其第一主要表面和第二主要表面之間時(shí)根據(jù)塞貝克效應(yīng)產(chǎn)生電，封住放置用于與所述熱電器件的第一主要表面進(jìn)行熱傳遞的相變材料的外罩，以及電耦合所述熱電器件的無線電發(fā)射機(jī)，所述無線電發(fā)射機(jī)能夠發(fā)射無線信號(hào)。在另一個(gè)方面中，所述外罩包括其上的導(dǎo)電翅片，從而為所述相變材料提供更加均勻的熱分布。
文檔編號(hào)H02N11/00GK102664559SQ20111043044
公開日2012年9月12日 申請日期2011年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月15日
發(fā)明者B·J·米切爾, W·C·桑福德 申請人:波音公司