CN102270947A - 金属流道竖排式太阳能温差发电集热器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种金属流道竖排式太阳能温差发电集热器，包括防护外箱、金属流道、玻璃真空管和支架，金属流道与防护外箱间填充有保温层，防护外箱以及玻璃真空管固定于支架上，防护外箱底部设有通孔，在通孔处通过金属流道安装有若干发电模块总成。发电模块总成包括集热体、发电模块、冷却水箱、弹簧、压板、若干个螺栓，集热体呈栅状结构，集热体浸入金属流道水体内，冷却水箱左右设有进出水管形成冷却系统，发电模块置于集热体与冷却水箱之间，弹簧、压板、螺栓为发电总成的固定装置。本发明发电集热器集太阳能温差发电与生产热水于一体，在提供热水的同时提供电能，克服以往热水器结构不合理、实用性差、发电效率低、应用单一的问题。

Description

金属流道竖排式太阳能温差发电集热器

技术领域

本发明涉及一种太阳能温差发电集热器，具体涉及一种竖排式太阳能温差发电集热器。

背景技术

太阳能光热利用、光电利用已受到人们的高度重视，近几年得到了高速发展，因异径真空管及密排技术已经成熟，太阳能光热利用的效率已有重大突破，其效率已高达73％左右，但热能的用途客观上有很大局限性，不具有电能使用的广泛性及灵活性；因受到技术发展水平等因素的制约，太阳能光电利用的效率仅仅12％左右，使得发电成本居高不下，推广困难。将太阳能的光热利用和光电利用综合为一体的系统已有问世，但均存在采用等径真空管效率低、通过温差发电模块后的热量传递采用普通的散热器机构不便与水箱密切配合导热阻力大等问题。综合、高效、科学合理的太阳能利用系统已成为一项重大的研究课题。

补充的本领域公知常识：半导体温差发电模块是根据塞贝克效应制成的，即把两种半导体的接合端置于高温，处于低温环境的另一端就可得到电动势E：E＝As$T＝As(T2-T1)。式中：As为塞贝克系数，其单位为V K或LV K.塞贝克系数AS是由材料本身的电子能带结构决定的。半导体温度发电模块，是一种利用温差直接将热能转化为电能的全固态能量转化发电装置，它无需化学反应且无机械移动部分，因而具有无噪音，无污染，无磨损，重量轻，使用寿命长等种种优点。

补充的现有技术：半导体温差发电模块外形尺寸有多种，常用的为40mm×40mm×4mm，共有127对PN结，具有一定的耐高温特性(热端稳定工作温度可达180℃，最高短时冲击温度220℃)，热电转化效率为11.7％。该扁平半导体器件带正负引出线的直流，其两平面分别为冷端平面和热端平面，若两面温差能达到摄氏60度，则发电电压可达到3.5V，短路电流可达到3-5A。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种竖排式太阳能温差发电集热器，该集热器集太阳能温差发电与生产热水于一体，在提供热水的同时提供一定的电能，克服以往热水器结构不合理、实用性差、发电效率低、应用单一的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的，本竖排式太阳能温差发电集热器，包括防护外箱、金属流道、若干异径或等径玻璃真空管和支架，金属流道置于防护外箱内腔，金属流道与防护外箱间填充有保温层，防护外箱以及若干异径或等径玻璃真空管固定于支架上，玻璃真空管封闭端置于支架尾部，防护外箱底部设有通孔，在通孔处通过金属流道安装有若干发电模块总成；每个发电模块总成包括金属集热体、扁平发电模块、金属散热体、防护套、若干个压紧螺栓；所述金属集热体为实心长条形金属块，整个长条形状的下端部伸入玻璃真空管内；所述金属散热体呈栅状结构并与金属流道一体拉伸成型，该栅状结构浸入金属流道水体内；发电模块置于集热体与散热体之间，所述发电模块是一个扁平带正负引出线的直流半导体器件，其两平面分别为冷端平面和热端平面，所述发电模块的热端平面紧贴所述金属集热体的基部平面，所述金属散热体基部平面紧贴所述发电模块的冷端平面，金属集热体基部、金属散热体基部四周分别开孔，并通过若干压紧螺栓将金属集热体、发电模块、金属散热体三者固定；防护套设于玻璃真空管与温差发电总成之间的间隙内。

本发明是又可以通过以下技术方案实现，一种竖排式太阳能温差发电集热器，包括防护外箱、金属流道、若干异径或等径玻璃真空管和支架，金属流道置于防护外箱内腔，金属流道与防护外箱间填充有保温层，防护外箱以及若干异径或等径玻璃真空管固定于支架上，玻璃真空管封闭端置于支架尾部，防护外箱底部设有通孔，在通孔处通过金属流道安装有若干发电模块总成；每个发电模块总成包括内部开有孔洞的金属集热体、同径热管或者两个异径组合热管、扁平发电模块、金属散热体、防护套、若干个压紧螺栓；所述集热体为一实心金属块，其内部开设有与热管端部形状相匹配的孔洞；所述金属散热体呈栅状结构，且与金属流道一体拉伸成型，该栅状结构浸入金属流道水体内；发电模块置于集热体与散热体之间，所述发电模块是一个扁平带正负引出线的直流半导体器件，其两平面分别为冷端平面和热端平面，所述发电模块的热端平面紧贴所述金属集热体的基部平面，所述金属散热体接触平面紧贴所述发电模块的冷端平面；金属集热体基部、金属散热体基部四周分别开孔，并通过若干压紧螺栓将金属集热体、发电模块、金属散热体三者固定；防护套设于玻璃真空管与温差发电总成之间的间隙内；所述热管内放有热转化介质，热管一端插入金属集热体内的孔洞，另一端伸入玻璃真空管内。

本发明是又可以通过以下技术方案实现，一种竖排式太阳能温差集热器包括防护外箱、金属流道、若干异径或等径玻璃真空管和支架，金属流道置于防护外箱内腔，金属流道与防护外箱间填充有保温层，防护外箱以及若干异径或等径玻璃真空管固定于支架上，玻璃真空管封闭端置于支架尾部，防护外箱底部设有通孔，在通孔处通过金属流道安装有若干发电模块总成；发电模块总成包括平顶热管、扁平金属集热体、扁平发电模块、金属散热体、防护套、若干压紧螺栓；所述平顶热管的顶部呈锥形漏斗状，热管顶部与集热体下平面密闭连接，热管下端伸入玻璃真空管内，热管内放有热转化介质；所述金属散热体呈栅状结构并浸入金属流道水体内，金属散热体与金属流道一体拉伸成型；发电模块置于扁平集热体与金属散热体之间，所述发电模块是一个扁平带正负引出线的直流半导体器件，其上下两平面分别为冷端平面和热端平面，所述发电模块的热端平面紧贴所述金属集热体的上平面，所述金属散热体基部紧贴所述发电模块的冷端平面，金属集热体基部、金属散热体基部四周分别开孔，并通过若干压紧螺栓将金属集热体、发电模块、金属散热体三者固定；所述防护套设于温差发电总成与玻璃真空管之间。

上述的集热器，在金属流道上外壁再安装有若干第二发电模块总成；第二发电模块总成包括有栅状结构的集热体、发电模块、冷却水箱、压簧、压板、若干个螺栓；所述集热体呈栅状结构，增加接触面积更好的吸收热，该集热体浸入金属流道介质水体内；冷却水箱左右开有进出水管形成冷却系统；发电模块置于集热体与冷却水箱之间，所述发电模块是一个扁平带正负引出线的直流半导体器件，其两个平面分别为冷端平面和热端平面，所述发电模块的热端平面紧贴所述金属集热体的相邻平面，所述发电模块的冷端平面紧贴冷却水箱平面；压簧一端压住水箱，另一端抵住压板，压板及集热体四周分别开孔，并通过若干个压紧螺栓将压板固定。

本发明是又可以通过以下技术方案实现，一种竖排式太阳能温差发电集热器，包括防护外箱、金属流道、若干异径或等径玻璃真空管和支架，金属流道置于防护外箱内腔，金属流道与防护外箱间填充有保温层，防护外箱以及若干异径或等径玻璃真空管固定于支架上，玻璃真空管封闭端置于支架尾部，防护外箱底部设有通孔，各玻璃真空管通过通孔与金属流道连通，接口处密闭，在金属流道外壁安装有若干发电模块总成，每个发电模块总成包括有集热体、发电模块、冷却水箱、压簧、压板、若干个螺栓；所述集热体呈栅状结构且与金属流道一体拉伸成型，该集热体浸入金属流道介质水体内；冷却水箱左右侧有进出水管形成冷却系统；发电模块置于集热体与冷却水箱之间，所述发电模块是一个扁平带正负引出线的直流半导体器件，其两个平面分别为冷端平面和热端平面，所述发电模块的热端平面紧贴所述金属集热体的相邻平面，所述发电模块的冷端平面紧贴冷却水箱平面；压簧一端压住水箱，另一端抵住压板，压板与集热体之间通过压紧螺栓固定连接。

本发明是将半导体温差发电技术与太阳能热水器合理巧妙地相结合，在提供10％的左右的光-热-电转换效率的同时还提供高达63％左右的光-热转换效率，其综合光利用率达73％左右，具国际领先水平。本金属流道竖排式双或者单发电集热器适用于光热转化效率高，采用“双发电”及时高效的将热转化成电能，同时将大量的余热生产热水。

附图说明

图1为本竖排式太阳能温差发电集热器整体结构示意图

图2为实施例1单发电金属流道水冷集热器径向剖视结构示意图

图3为图2的局部放大图

图4为实施例2单发电集热器径向剖视结构示意图(金属实心型)

图5为图4的局部放大图

图6为实施例3单发电集热器径向剖视结构示意图(组合式热管)

图7为图6的局部放大图

图8为实施例4单发电集热器结构示意图(平顶热管)

图9为图8的局部放大图

图10为双发电金属流道水冷集热器结构示意图

图11为双发电实心集热体集热器结构示意图

标记说明：

1-支架，11支架尾托，2-防护外箱，21-防护外箱盖，22-保温层，3-异径或等径玻璃真空管，4-金属流道，41-密封硅胶圈，5、5’-温差发电总成，51-栅状金属集热体，或者金属实心长条形集热体，或者扁平状金属集热体，或者块状金属集热体，511-翅片，512-同径热管或者由两个异径拼接的组合热管，或者平顶热管，52-散热体，53-发电模块，541-压板，542-压簧，543-压紧螺栓，55-防护套，561-冷却水管，562-冷却分水管，563-冷却水箱，564-主水管

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明，但本发明技术方案不限于下述优选实施例，在技术方案内所作的任何改动或变异均应属于本发明保护范围。

实施例1(非热管形式)

如图1、图2、图3所示，本实施例竖排式太阳能温差集热器，包括防护外箱2、金属流道4、若干异径或等径玻璃真空管3和支架1，金属流道置于防护外箱内腔，金属流道与防护外箱间填充有保温层22，防护外箱以及若干异径或等径玻璃真空管3固定于支架1上，玻璃真空管封闭端置于支架尾部11，防护外箱底部设有通孔，各玻璃真空管通过通孔与金属流道连通，接口处密闭，在金属流道外壁安装有若干发电模块总成5，每个发电模块总成包括有集热体51、发电模块53、冷却水箱563、压簧542、压板541、若干个螺栓543；

所述集热体51与金属流道4一体成型，且具有呈栅状结构，栅状结构设计是为增加接触面积以更好的吸收热，该栅状结构的集热体浸入金属流道介质水体内。集热体不局限于栅状结构，一切增加接触面积的任意结构设计都与本发明构成等同替换，例如可能考虑到的指状、杯状，或者不定形的任意形状，以及再在此基础带辐射筋状等结构。

冷却水箱563左右侧有进出水管形成冷却系统；金属流道4两端设有端盖并与主水管564连接。

发电模块53置于集热体与冷却水箱之间，所述发电模块是一个扁平带正负引出线的直流半导体器件，其两个平面分别为冷端平面和热端平面，所述发电模块的热端平面紧贴所述金属集热体的相邻平面，所述发电模块的冷端平面紧贴冷却水箱平面；压簧542一端压住水箱563，另一端抵住压板541，压板与集热体之间通过若干个压紧螺栓543压紧固定。需要说明的是，弹簧542、压板541、螺栓543构成的压紧装置仅为固定压紧使水箱563与发电模块53之间紧密接触。类似等同替换的技术手段还会有：在水箱563四周设有延伸结构直接固定于集热器凸起，同样也保证水箱与发电模块之间紧密接触。

金属外箱作为防护箱，用于加固金属流道4，同时在防护外箱与金属流道之间填充优良的保温材料聚氨酯发泡，加强对金属流道的保温作用。防护外箱对应发电总成5一侧设有防护盖21，盖打开后便于维修温差发电总成5。

为了适应在高效光热转化情况，提高热电转化效率，本实施例以金属流道热环境作为热源，以冷却系统作为冷端在金属流道外壁再设计出发电总成5’，发电总成5’结构同发电总成5。两个发电总成的位置优选左右设置，如图10所示。相应的，防护外箱也设计左右两个防护盖21，便于分别对两个发电总成必要的安装与维修。

需要说明的是，根据玻璃真空管固定的太阳能转化的热能效率来决定需要配套的发电总成数量，其位置的安装不局限于本实施例左右设置，根据该思想进行的任何变化，都成为本实施例的等同替换。

金属流道4与玻璃真空管3之间密闭连通，真空管吸收光能后整个金属流道4水温升高，通过集热体51将高温传导至发电模块53热端面，发电模块53在有温差条件下，将热端面传来的热量转化成直流电，并通过电流引线输出，多余的热量由冷端面传导至其背后的冷却水箱563中，水箱563两侧设有冷却水管，通过交换箱内的介质水，使冷却系统中央的冷却水箱563能保持在较低温度状态，从而保证发电模块53两侧温差条件一直存在。冷却水箱563两侧分别设有冷却水管561，两者通过冷却分水管562连接。其中一个冷却水管与自来水连接，自来水通过分水管进入各个冷却水箱563内，在箱内进行冷热水交换，温水通过另一侧分水管562分别汇入另一个冷却水管561，该冷却水管内的温水根据需要要么散热至常温后再回入第一个冷却水管使整个冷却系统进入新一轮的流转；要么温水进入主水管564入口后流入金属流道4混合加热(主水管564与金属流道4连接)，同时从主水管564另一侧出口流出高温水，然后引入日常生活或工业用。本发明是将半导体温差发电技术与太阳能热水器合理巧妙地相结合，在提供10％左右的光-热-电转换效率的同时还提供高达63％左右的光-热转换效率，其综合光利用率达73％左右，具国际领先水平。

该实施例光转化热量效率高，匹配双发电模块总成以加快热-电转化，发电模块还可以由多层发电模块组成，输出较大电量，同时生产大量的热水。

实施例2(条形实心导热体金属形式)

如图4、图5所示，本实施例竖排式太阳能温差发电集热器整体结构类似于实施例竖排式结构，同样也包括防护外箱2、金属流道4、若干异径或等径玻璃真空管3和支架1，金属流道4置于防护外箱2内腔，金属流道4与防护外箱2间填充有保温层22，防护外箱2以及若干异径或等径玻璃真空管3固定于支架1上，玻璃真空管封闭端置于支架尾部11，防护外箱底部设有通孔，在通孔处通过金属流道安装有若干温差发电总成5。每个温差发电总成包括金属集热体51、扁平发电模块53、金属散热体52、防护套55、四个压紧螺栓543。

所述金属集热体51为实心金属体，其形状可设计成长条形，该集热体伸入玻璃真空管内。金属导热体的结构设计目的是为了增加其表面吸热面积，不限于本实施例如图4所示的结构，为此还可以设有翅片511，该吸热翅片沿轴向设于玻璃真空管内并与金属集热体51紧密接触。需要说明的，任何增加吸热面积而对金属集热体进行的改变都视为本实施例的等同替换。

所述金属散热体52与金属流道4一体拉伸成型，且具有呈栅状结构，栅状结构设计是为增加散热面积，该栅状结构的散热体浸入金属流道4介质水体内。散热体不局限于如图4、图5所示的栅状结构，一切增加接触面积的任意结构设计都与本实施例构成等同替换，例如可能考虑到的指状、杯状，或者不定形的任意形状，以及再在此基础带辐射筋状等结构。需要说明的是，整个金属流道4也参与热传导并与水介质接触也具有散热效果。

发电模块53置于集热体51与散热体52之间，所述发电模块是一个扁平带正负引出线的直流半导体器件，其两平面分别为冷端平面和热端平面，所述发电模块的热端平面紧贴所述金属集热体的基部平面，所述金属散热体基部平面紧贴所述发电模块的冷端平面，紧密接触能更好的进行热传导，金属集热体基部、金属散热体基部四周分别开孔，并通过四个压紧螺栓将金属集热体、发电模块、金属散热体三者固定。

防护套55设于发电总成5与玻璃真空管3之间，用以防止玻璃真空管与发电总成5刚性接触，同时防止玻璃真空管内热量外逸。

防护外箱2以及金属流道4截面形状不局限于本实施例所例举的矩形，还可以选择圆筒等，任何可以用作储水的容器。

所述保温材料作为保温层优先选择聚氨酯发泡料。

所述发电模块53还可以由多层发电模块组成，相互间采用串联或者并联或复合连接方式以适应实际工程需要(对电流、电压、功率场合有相关限定的)，满足各种不同的用电要求。

为了适应在高效光热转化情况，提高热电转化效率，本实施例以金属流道热环境作为热源，以冷却系统作为冷端在金属流道外壁再设计出发电总成5’，如图11所示，在金属流道4上外壁对应发电模块5又安装有若干发电模块总成5’。发电模块总成5’包括有栅状结构的集热体51、发电模块53、冷却水箱563、压簧542、压板541、若干个螺栓。所述集热体与发电模块5中的散热体相同，也可设计呈栅状结构，增加接触面积更好的吸收热，该集热体浸入金属流道介质水体内。冷却水箱左右开有进出水管形成冷却系统。发电模块置于集热体与冷却水箱之间，所述发电模块是一个扁平带正负引出线的直流半导体器件，其两个平面分别为冷端平面和热端平面，所述发电模块的热端平面紧贴所述金属集热体的相邻平面，所述发电模块的冷端平面紧贴冷却水箱平面。压簧一端压住水箱，另一端抵住压板，压板及集热体四周分别开孔，并通过若干个压紧螺栓将压板固定。

防护外箱对应第二发电总成5’外设有防护盖21，盖打开后便于维修温差发电总成5’。

金属流道其材质优选铝合金、钢铁、紫铜。所述金属流道为拉伸成型，两端焊接有端盖，端盖上焊接有进出水管564接头。如图11所示，栅状结构的集热体和散热体与金属流道4一体拉伸成型。

在金属流道4与底侧玻璃真空管3之间设置若干成对的温差发电总成5，温差电总成主要由实心金属集热体51、半导体发电模块53、金属散热体52构成，发电模块位于集热体与散热体之间，且接触面间相互紧密贴合，玻璃真空管固定太阳热能形成“高温环境”，金属集热体吸热后传递至发电模块热端面，散热体安装于金属流道内并与水充分接触处于相对“低温环境”，从而保持发电模块两侧绝对的温差条件，发电模块两个引出线持续输出直流电，同时金属流道接受热量产生热水。整个金属流道水温升高，温差发电总成5’的集热体51将高温传导至发电模块热端面，发电模块在有温差条件下，将热端面传来的热量转化成直流电，并通过电流引线输出，多余的热量由冷端面传导至其背后的冷却水箱563中，水箱两侧设有冷却水管，通过交换箱内的介质水，使冷却系统中央的冷却水箱能保持在较低温度状态，从而保证发电模块两侧温差条件一直存在。冷却水箱563两侧分别设有冷却水管561，两者通过冷却分水管562连接。其中一个冷却水管与自来水连接，自来水通过分水管进入冷却水箱563内，在箱内进行冷热水交换，温水通过另一侧分水管562汇入另一个冷却水管561，该冷却水管内的温水根据需要要么散热至常温后再回入第一个冷却水管使整个冷却系统进入新一轮的流转；要么温水进入主水管564入口后流入金属流道4混合加热(主水管564与金属流道4连接)，同时从主水管另一侧出口流出高温水，然后引入日常生活或工业用。本实用新型是将半导体温差发电技术与太阳能热水器合理巧妙地相结合，在提供10％的左右的光-热-电转换效率的同时还提供高达63％左右的光-热转换效率，其综合光利用率达73％左右，具国际领先水平。

该实施例光转化热量效率高，匹配双发电模块总成以加快热-电转化，发电模块还可以由多层发电模块组成，输出较大电量，同时生产大量的热水。

实施例3(组合热管形式)

如图6、图7所示，本实施例竖排式太阳能温差发电集热器结构类似于实施例2，也包括防护外箱2、金属流道4、若干异径或等径玻璃真空管3和支架1，金属流道置于防护外箱内腔，金属流道与防护外箱间填充有保温层22，防护外箱以及若干异径或等径玻璃真空管固定于支架1上，玻璃真空管封闭端置于支架尾部11，防护外箱底部设有通孔，在通孔处通过金属流道安装有若干发电模块总成5。每个发电模块总成5包括内部开有孔洞的金属集热体51、热管512(选择同径热管或者两个异径组合热管)、扁平发电模块53、金属散热体52、防护套55、若干个压紧螺栓543。

所述金属集热体51为一实心块状体，内部开设有与热管512端部形状相匹配的孔洞；该金属集热体的形状利于扩大其表面积，并未必要具体限定。为增强吸热效果，在真空玻璃管3内还可设有翅片511，该翅片沿轴向设于玻璃真空管内并与金属集热体51紧密接触，用以增加吸热面积，增强热导效率。

所述金属散热体52如图7所示，结构同实施例2；

发电模块53置于集热体51与散热体52之间，所述发电模块是一个扁平带正负引出线的直流半导体器件，其两平面分别为冷端平面和热端平面，所述发电模块的热端平面紧贴所述金属集热体的基部平面，所述金属散热体接触平面紧贴所述发电模块的冷端平面，相互紧密接触是为保证更好的进行热传导；

金属集热体基部、金属散热体基部四周分别开孔，并通过若干个压紧螺栓将金属集热体、发电模块、金属散热体三者固定。

防护套55设于发电总成5与玻璃真空管3之间，用以防止玻璃真空管与发电总成刚性接触，同时防止玻璃真空管内热量外逸。

所述热管512内放有热转化介质，热管为金属(优选紫铜)制作的内部形成密封腔体，一端插入金属集热体内的孔洞，另一端伸入玻璃真空管内。

所述热转化介质，该热转化介质吸热后发生相变，例如水、酒精等以及混合物，沸点25-30度左右。也可以选择腊、油或者其混合物。

所述热管512为同径热管或者由两个异径拼接的组合热管。

同实施例2，在金属流道4上外壁对应发电模块5也可以再安装有若干发电模块总成5’。每个发电模块总成5’的结构同实施例2。

实施例4(平顶热管形式)

如图8、图9所示，本实施例竖排式太阳能温差发电集热器结构也类似于实施例2，也包括防护外箱2、金属流道4、若干异径或等径玻璃真空管3和支架1，金属流道4置于防护外箱2内腔，金属流道4与防护外箱2间填充有保温层22，防护外箱2以及若干异径或等径玻璃真空管3固定于支架1上，玻璃真空管封闭端置于支架尾部11，防护外箱底部设有通孔，在通孔处通过金属流道安装有若干发电模块总成5。发电模块总成5包括平顶热管512、扁平金属集热体51、扁平发电模块53、金属散热体52、防护套55、若干个压紧螺栓543；

所述平顶热管512的顶部呈漏斗状，热管顶部与集热体51下平面密封，热管下端伸入玻璃真空管3内，热管内放有相变热转化介质；需要说明的是，该平顶热管512与扁平金属集热体51两者焊接成一体，内部形成密封的腔体。扁平的金属集热体须具有一定厚度的金属块，非金属薄片，以防止温度过高出现变形凸起，变形凸起的集热体与发电模块之间接触紧密度不够，影响热传导效果。金属集热体厚度可选择3-20mm。平顶热管512与扁平金属集热体51材质可选择紫铜、不锈钢等金属，优选紫铜保证良好的导热性与较长的使用寿命。

所述金属散热体52如图9所示，结构同实施例2；

发电模块53置于集热体51与散热体52之间，所述发电模块是一个扁平带正负引出线的直流半导体器件，其两平面分别为冷端平面和热端平面，所述发电模块的热端平面紧贴所述金属集热体的基部平面，所述金属散热体接触平面紧贴所述发电模块的冷端平面，相互紧密接触是更好地进行热传导；

金属集热体51、金属散热体基部分别开孔，并通过压紧螺栓543将金属集热体、发电模块、金属散热体固定。

防护套55设于发电总成5与玻璃真空管3之间，用以防止玻璃真空管与发电总成刚性接触，同时防止玻璃真空管内热量外逸。

在真空玻璃管3内还可设有翅片511，该翅片沿轴向设于玻璃真空管内并与金属导热体51紧密接触，用以增加吸热面积，增强热导效率。

所述热转化介质，该热转化介质吸热后发生相变，例如水、酒精等以及混合物，沸点25-30度左右。也可以选择腊、油或者其混合物。

同实施例2，在金属流道4上外壁对应发电模块5也可以再安装有若干发电模块总成5’。每个发电模块总成5’的结构同实施例2。所述发电模块总成5’设于金属流道外壁上方位置。

栅结构状的金属集热体和散热体，该栅状结构浸入金属流道水体内，其结构设计目的是为了增加表面积更好的发挥散热作用，不限于本实施例如图所示的结构。金属集热体和散热体与金属流道在工艺上为一体拉伸成型。

Claims (10)

1.一种金属流道竖排式太阳能温差发电集热器，其特征在于，包括防护外箱、金属流道、若干异径或等径玻璃真空管和支架，金属流道置于防护外箱内腔，金属流道与防护外箱间填充有保温层，防护外箱以及若干异径或等径玻璃真空管固定于支架上，玻璃真空管封闭端置于支架尾部，防护外箱底部设有通孔，在通孔处通过金属流道安装有若干发电模块总成；每个发电模块总成包括金属集热体、扁平发电模块、金属散热体、防护套、若干个压紧螺栓；所述金属集热体为实心长条形金属块，整个长条形状的下端部伸入玻璃真空管内；所述金属散热体呈栅状结构并与金属流道一体拉伸成型，该栅状结构浸入金属流道水体内；发电模块置于集热体与散热体之间，所述发电模块是一个扁平带正负引出线的直流半导体器件，其两平面分别为冷端平面和热端平面，所述发电模块的热端平面紧贴所述金属集热体的基部平面，所述金属散热体基部平面紧贴所述发电模块的冷端平面，金属集热体基部、金属散热体基部四周分别开孔，并通过若干压紧螺栓将金属集热体、发电模块、金属散热体三者固定；防护套设于玻璃真空管与温差发电总成之间的间隙内。

2.一种金属流道竖排式太阳能温差发电集热器，其特征在于，包括防护外箱、金属流道、若干异径或等径玻璃真空管和支架，金属流道紧密结合于防护外箱内壁，金属流道与防护外箱间填充有保温层，防护外箱以及若干异径或等径玻璃真空管固定于支架上，玻璃真空管封闭端置于支架尾部，防护外箱底部设有通孔，在通孔处通过金属流道安装有若干发电模块总成；每个发电模块总成包括内部开有孔洞的金属集热体、同径热管或者两个异径组合热管、扁平发电模块、金属散热体、防护套、若干个压紧螺栓；所述集热体为一实心金属块，其内部开设有与热管端部形状相匹配的孔洞；所述金属散热体呈栅状结构，且与金属流道一体拉伸成型，该栅状结构浸入金属流道水体内；发电模块置于集热体与散热体之间，所述发电模块是一个扁平带正负引出线的直流半导体器件，其两平面分别为冷端平面和热端平面，所述发电模块的热端平面紧贴所述金属集热体的基部平面，所述金属散热体接触平面紧贴所述发电模块的冷端平面；金属集热体基部部、金属散热体基部四周分别开孔，并通过若干个压紧螺栓将金属集热体、发电模块、金属散热体三者固定；防护套设于玻璃真空管与温差发电总成之间的间隙内；所述热管内放有热转化介质，热管一端插入金属集热体内的孔洞，另一端伸入玻璃真空管内。

3.一种金属流道竖排式太阳能温差发电集热器，其特征在于，包括防护外箱、金属流道、若干异径或等径玻璃真空管和支架，金属流道置于防护外箱内腔，金属流道与防护外箱间填充有保温层，防护外箱以及若干异径或等径玻璃真空管固定于支架上，玻璃真空管封闭端置于支架尾部，防护外箱底部设有通孔，在通孔处通过金属流道安装有若干发电模块总成；发电模块总成包括平顶热管、扁平金属集热体、扁平发电模块、金属散热体、防护套、若干压紧螺栓；所述平顶热管的顶部呈锥形漏斗状，热管顶部与集热体下平面密闭连接，热管下端伸入玻璃真空管内，热管内放有热转化介质；所述金属散热体呈栅状结构并浸入金属流道水体内，金属散热体与金属流道一体拉伸成型；发电模块置于扁平集热体与金属散热体之间，所述发电模块是一个扁平带正负引出线的直流半导体器件，其上下两平面分别为冷端平面和热端平面，所述发电模块的热端平面紧贴所述金属集热体的上平面，所述金属散热体基部紧贴所述发电模块的冷端平面，金属集热体基部、金属散热体基部四周分别开孔，并通过若干压紧螺栓将金属集热体、发电模块、金属散热体三者固定；所述防护套设于温差发电总成与玻璃真空管之间。

4.如权利要求1-3任一所述的集热器，其特征在于，在金属流道上外壁再安装有若干第二发电模块总成；第二发电模块总成包括有栅状结构的集热体、发电模块、冷却水箱、压簧、压板、若干螺栓；所述集热体呈栅状结构且与金属流道一体拉伸成型，该集热体浸入金属流道介质水体内；冷却水箱左右开有进出水管形成冷却系统；发电模块置于集热体与冷却水箱之间，所述发电模块是一个扁平带正负引出线的直流半导体器件，其两个平面分别为冷端平面和热端平面，所述发电模块的热端平面紧贴所述金属集热体的相邻平面，所述发电模块的冷端平面紧贴冷却水箱平面；压簧一端压住水箱，另一端抵住压板，压板与集热体之间通过压紧螺栓固定连接。

5.一种金属流道竖排式太阳能温差发电集热器，其特征在于，包括防护外箱、金属流道、若干异径或等径玻璃真空管和支架，金属流道置于防护外箱内腔，金属流道与防护外箱间填充有保温层，防护外箱以及若干异径或等径玻璃真空管固定于支架上，玻璃真空管封闭端置于支架尾部，防护外箱底部设有通孔，各玻璃真空管通过通孔与金属流道连通，接口处密闭，在金属流道外壁安装有若干发电模块总成，每个发电模块总成包括有集热体、发电模块、冷却水箱、压簧、压板、若干个螺栓；所述集热体呈栅状结构且与金属流道一体拉伸成型，该集热体浸入金属流道介质水体内；冷却水箱左右侧有进出水管形成冷却系统；发电模块置于集热体与冷却水箱之间，所述发电模块是一个扁平带正负引出线的直流半导体器件，其两个平面分别为冷端平面和热端平面，所述发电模块的热端平面紧贴所述金属集热体的相邻平面，所述发电模块的冷端平面紧贴冷却水箱平面；压簧一端压住水箱，另一端抵住压板，压板与集热体之间通过压紧螺栓固定连接。

6.如权利要求4所述的集热器，其特征在于，在金属流道外壁安装有若干成双的发电模块总成。

7.如权利要求1-3，5-6任一所述的集热器，其特征在于，所述金属流道为拉伸成型，两端焊接有端盖，端盖上焊接有进出水管接头，并与主水管相连。

8.如权利要求3所述的集热器，其特征在于，所述的扁平金属集热体与平顶热管两者焊接形成密封腔体，扁平金属集热体为3-20mm厚度的扁平金属块。

9.如权利要求1-3，5-6任一所述的集热器，其特征在于，所述发电模块由一层或者多层发电模块组成，相互间采用串联或者并联或复合连接方式。

10.如权利要求2所述的集热器，其特征在于，所述热管为同径热管或者由两个异径拼接的组合热管。

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