凸臺(tái)和熱端導(dǎo)熱片3位于P型熱電臂4和N型熱電臂5交界處的正上方。采用微凸臺(tái)陣列能有效提高熱端基底熱傳導(dǎo)效率。
[0033]如圖1、圖3、圖4所示，所述P型熱電臂4和N型熱電臂5依次間隔多行排列，水平放置在熱電臂支撐塊7的凹槽內(nèi)；熱電臂支撐塊7底面開(kāi)有與熱電臂支撐塊7的凹槽垂直、且等分分布的多列凹糟，多列凹糟內(nèi)均裝有冷端導(dǎo)熱片8，冷端導(dǎo)熱片8設(shè)置在與熱端導(dǎo)熱片3位置相鄰的P型熱電臂4和N型熱電臂5交界處的正下方。
[0034]如圖1、圖4所示，所述冷端基底11的上表面每行等距排列、且每行均設(shè)有不貫通的方孔，每個(gè)不貫通的方孔內(nèi)均裝有冷端導(dǎo)熱片8，每列不貫通的方孔間等距開(kāi)有水冷通道10，水冷通道10上覆蓋有對(duì)應(yīng)的冷端導(dǎo)熱片8。
[0035]如圖1?圖6所示，所述熱端基底1微凸臺(tái)的行數(shù)和列數(shù)、絕熱層2方孔的行數(shù)和列數(shù)、熱電臂支撐塊7的行數(shù)和冷端基底11不貫通的方孔的行數(shù)和列數(shù)均相等。
[0036]如圖1、圖3、圖4、圖6所示，設(shè)置絕熱層2保證熱量沿?zé)岫嘶?的微凸臺(tái)經(jīng)熱端導(dǎo)熱片3傳導(dǎo)至P型熱電臂4和N型熱電臂交界處5的正上方，防止熱量沿橫向散失；絕熱塊9的面積大于熱端基底1的微凸臺(tái)面積，保證熱量沿P型熱電臂4和N型熱電臂5水平放置方向進(jìn)行左右橫向傳導(dǎo)，防止熱量沿豎直方向散失。
[0037]如圖1、圖3、圖5所示，P型熱電臂4和N型熱電臂5受熱位置相鄰交界處正下方裝有水冷通道10，起冷卻作用；水冷通道10與熱電臂之間裝有冷端導(dǎo)熱片8 ;冷端基底11的設(shè)計(jì)大大方便了絕熱塊9和水冷通道10的安裝。
[0038]如圖6所示，這種具有微凸臺(tái)陣列熱端的平面型溫差發(fā)電結(jié)構(gòu)，其熱量J沿著熱端基底1的微凸臺(tái)經(jīng)熱端導(dǎo)熱片3傳導(dǎo)至P型熱電臂4和N型熱電臂5交界處的正上方，然后沿著P型熱電臂4和N型熱電臂5水平放置方向橫向傳導(dǎo)至其相鄰交界處的水冷通道10進(jìn)行冷卻?？梢钥闯?，與垂直型體溫差發(fā)電結(jié)構(gòu)相比，這種平面型體溫差發(fā)電結(jié)構(gòu)的熱流方向與熱電材料表面平行，且沿導(dǎo)熱方向熱電臂的長(zhǎng)度與底面積之比大大增加，因而可獲得較高的功率密度值，有效增加其能量轉(zhuǎn)換效率。
[0039]如圖7、圖8所示，每一行的P型熱電臂4和N型熱電臂5串聯(lián)形成一個(gè)發(fā)電模塊，串聯(lián)后每一行的發(fā)電模塊可根據(jù)熱電臂的布置形式和側(cè)面導(dǎo)電片的連接位置合理地進(jìn)行串聯(lián)或并聯(lián)。當(dāng)相鄰兩行P型熱電臂4和N型熱電臂5布置位置一樣時(shí)，只需將最左側(cè)的N型熱電臂5用導(dǎo)電片6連接起來(lái)，便可實(shí)現(xiàn)每一行發(fā)電模塊的并聯(lián)，電流方向如圖7所示；當(dāng)相鄰兩行P型熱電臂4和N型熱電臂5交錯(cuò)布置時(shí)，將左側(cè)奇數(shù)行的N型熱電臂5和下一行的P型熱電臂4用導(dǎo)電片6連接起來(lái)，右側(cè)奇數(shù)行的P型熱電臂4和下一行的N型熱電臂5用導(dǎo)電片6連接起來(lái)，便可實(shí)現(xiàn)每一行發(fā)電模塊的串聯(lián)，電流方向如圖8所示。
[0040]結(jié)合上述描述可知，這種具有微凸臺(tái)陣列熱端的平面型溫差發(fā)電結(jié)構(gòu)大小取決于熱電臂行數(shù)和每一行P型熱電臂4和N型熱電臂5的數(shù)量，而熱電臂行數(shù)、每一行P型熱電臂4和N型熱電臂5的數(shù)量及對(duì)應(yīng)其它零件的數(shù)目和大小，可根據(jù)外部負(fù)載需電量要求進(jìn)行靈活設(shè)計(jì)和改變，因此這種具有微凸臺(tái)陣列熱端的平面型溫差發(fā)電結(jié)構(gòu)可靈活變換，更具有普遍性。
[0041]上述【具體實(shí)施方式】用來(lái)解釋說(shuō)明本實(shí)用新型，而不是對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行限制，在本實(shí)用新型的精神和權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)，對(duì)本實(shí)用新型作出的任何修改和改變，都落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有微凸臺(tái)陣列熱端的平面型溫差發(fā)電結(jié)構(gòu)，其特征在于:從上至下依次包括熱端基底(1)，孔內(nèi)裝有熱端導(dǎo)熱片(3)的絕熱層(2)，嵌有P型熱電臂(4)和N型熱電臂(5)的熱電臂支撐塊(7)和孔內(nèi)裝有絕熱塊(8)和開(kāi)有水冷通道(10)的冷端基底(11)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有微凸臺(tái)陣列熱端的平面型溫差發(fā)電結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述熱端基底(1)位于平面型溫差發(fā)電結(jié)構(gòu)的頂部，熱端基底(1)的下表面每行等距排列、且每行均等距設(shè)有微凸臺(tái)，熱端基底(1)的下表面的微凸臺(tái)經(jīng)各自的熱端導(dǎo)熱片(3)一一對(duì)應(yīng)嵌入絕熱層(2)的方孔中，所述微凸臺(tái)和熱端導(dǎo)熱片(3)位于P型熱電臂(4)和N型熱電臂(5)交界處的正上方。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有微凸臺(tái)陣列熱端的平面型溫差發(fā)電結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述P型熱電臂(4)和N型熱電臂(5)依次間隔多行排列，水平放置在熱電臂支撐塊(7)的凹槽內(nèi)；熱電臂支撐塊(7)底面開(kāi)有與熱電臂支撐塊(7)的凹槽垂直、且等分分布的多列凹糟，多列凹糟內(nèi)均裝有冷端導(dǎo)熱片(8)，冷端導(dǎo)熱片(8)設(shè)置在與熱端導(dǎo)熱片(3)位置相鄰的P型熱電臂(4)和N型熱電臂(5)交界處的正下方。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有微凸臺(tái)陣列熱端的平面型溫差發(fā)電結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述冷端基底(11)的上表面每行等距排列、且每行均設(shè)有不貫通的方孔，每個(gè)不貫通的方孔內(nèi)均裝有冷端導(dǎo)熱片(8)，每列不貫通的方孔間等距開(kāi)有水冷通道(10)，水冷通道(10)上覆蓋有對(duì)應(yīng)的冷端導(dǎo)熱片(8)。5.根據(jù)權(quán)利要求2或3或4所述的一種具有微凸臺(tái)陣列熱端的平面型溫差發(fā)電結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述熱端基底(1)微凸臺(tái)的行數(shù)和列數(shù)、絕熱層(2)方孔的行數(shù)和列數(shù)、熱電臂支撐塊(7)的行數(shù)和冷端基底(11)不貫通的方孔的行數(shù)和列數(shù)均相等。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有微凸臺(tái)陣列熱端的平面型溫差發(fā)電結(jié)構(gòu)，其特征在于:設(shè)置絕熱層(2)保證熱量沿?zé)岫嘶?1)的微凸臺(tái)經(jīng)熱端導(dǎo)熱片(3)傳導(dǎo)至P型熱電臂(4)和N型熱電臂交界處(5)的正上方，防止熱量沿橫向散失；絕熱塊(9)的面積大于熱端基底(1)的微凸臺(tái)面積，保證熱量沿P型熱電臂(4)和N型熱電臂(5)水平放置方向進(jìn)行左右橫向傳導(dǎo)，防止熱量沿豎直方向散失。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種具有微凸臺(tái)陣列熱端的平面型溫差發(fā)電結(jié)構(gòu)。從上至下依次包括熱端基底，孔內(nèi)裝有熱端導(dǎo)熱片的絕熱層，嵌有P型熱電臂和N型熱電臂的熱電臂支撐塊和孔內(nèi)裝有絕熱塊和開(kāi)有水冷通道的冷端基底。工作時(shí)，熱量從熱端基底的微凸臺(tái)導(dǎo)入，經(jīng)熱端導(dǎo)熱片流向P、N型熱電臂交界處，并順著P、N型熱電臂水平放置方向橫向流向相鄰的熱電臂交界處，最后經(jīng)由水冷通道冷卻。這種具有微凸臺(tái)陣列熱端的平面型溫差發(fā)電結(jié)構(gòu)，熱流方向與熱電材料表面平行，沿導(dǎo)熱方向熱電臂長(zhǎng)度與底面積之比大大增加；同時(shí)，本實(shí)用新型從下到上逐層安裝，裝配工藝簡(jiǎn)單，且易于實(shí)現(xiàn)多個(gè)P、N型熱電臂的串聯(lián)或并聯(lián)，以滿(mǎn)足對(duì)不同外部負(fù)載的供電要求。
【IPC分類(lèi)】H02N11/00, H01L35/02
【公開(kāi)號(hào)】CN205004966
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520556991
【發(fā)明人】諶禮群, 梅德慶, 王輝, 李洋, 李佳碧
【申請(qǐng)人】浙江大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年1月27日
【申請(qǐng)日】2015年7月29日