CN103746607A - 箱式温差发电系统夹紧工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种箱式温差发电系统夹紧工艺，包括以下步骤：S1、热电模块的优选：用卡尺选择相同尺寸的热电模块；S2、热电模块的形位补偿：设置相应厚度的铜片；S3、热电模块的预夹紧：通过调节机自夹的螺杆的扭力矩，对热电模块施加不同的预夹紧力；S4、π型钢的定位：选用一对量规，所述量规通过开设于其上的开口槽设置在π型钢上；S5、施加夹紧力：在π型钢上开设螺纹孔，并在该螺纹孔中设置压紧螺钉，压紧螺钉的底面与压紧板相接触。本发明操作简单、夹紧可靠，能有效保证热电模块的位置固定不变，且与冷热端充分接触，减少两者之间的接触热阻值，提高发电系统的能量转化率和发电量。
Description
技术领域
本发明涉及箱式温差发电系统技术领域，具体涉及一种箱式温差发电系统夹紧工艺。
背景技术
箱式温差发电系统是利用热电模块两端的温差产生电动势，为蓄电池供电，实现汽油能量的有效利用。传统的装夹工艺很难实现热电模块的有效压紧，在安装或更换热电模块时，都会引起热电模块的位置变动，而且，无效的夹紧也会使热电模块与冷热端之间接触不良从而导致接触热阻变大，降低发电系统整体的能量转化率和发电量。尤其将发电系统安装在车辆上后，因车辆行驶工况多样，无效的夹紧会使热电模块松动，不仅影响发电量，甚至还会影响车辆行驶的安全性。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种箱式温差发电系统夹紧工艺，它操作简单、夹紧可靠，能有效保证热电模块的位置固定不变，且与冷热端充分接触，减少两者之间的接触热阻值，提高发电系统的能量转化率和发电量。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
箱式温差发电系统夹紧工艺，所述发电系统包括冷却水箱、热电模块和热交换器，所述冷却水箱的外侧面设置一对π型钢，所述冷却水箱和π型钢之间设置压紧板，该工艺包括以下步骤：
S1、热电模块的优选：用卡尺选择相同尺寸的热电模块，以使放置在同一排的热电模块具有相同的厚度；
S2、热电模块的形位补偿：根据热电模块与热交换器之间的形位误差设置相应厚度的铜片；
S3、热电模块的预夹紧：通过调节机自夹的螺杆的扭力矩，对热电模块施加不同的预夹紧力，以使热电模块与冷却水箱的位置相对固定；
S4、π型钢的定位：选用一对量规，所述量规通过开设于其上的开口槽设置在π型钢上，开口槽的宽度与π型钢的宽度相等，以保证一对π型钢相互平行；
S5、施加夹紧力：在π型钢上开设螺纹孔，并在该螺纹孔中设置压紧螺钉，压紧螺钉的底面与压紧板相接触，用扭力扳手对压紧螺钉施加扭力矩。
按上述技术方案，所述冷却水箱由型材铝制成，其宽度比热电模块大1～5mm。
按上述技术方案，所述铜片的厚度为0.05mm、0.1mm、或0.2mm，其长度和宽度与热电模块的相同。
按上述技术方案，所述量规由厚度为5mm的角钢制成。
本发明产生的有益效果是：本发明操作简单、夹紧可靠，能有效保证热电模块的位置固定不变，且与冷热端充分接触，减少两者之间的接触热阻值，提高发电系统的能量转化率和发电量。
具体的，放置在同一排的热电模块厚度相同，可以保证其具有相同的外形尺寸和性能参数，减少由于热电模块本身误差带来的与热交换器之间的形位误差，再针对每个热电模块与热交换器的实际接触情况，使用相应规格的铜片进行补偿，使热电模块与热交换器充分接触，减小两者之间的热阻值，提高热电材料的转换率，然后利用特制的量规对π型钢定位，可保证每次安装时每对π型钢相互平行，最后根据实际工况调节夹紧力，通过对压紧螺钉施加不同的力矩，便于开展研究热电模块发电性能的实验。本发明具有普遍的适用性，不仅适用于台架实验，对于复杂工况的车载应用同样适用。
进一步的，冷却水箱由型材铝制成，铝制水箱在夹紧力的作用下存在微小变形，可以进一步补偿热电模块和热交换器之间的形位误差。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是箱式温差发电系统的结构示意图；
图2是图1的局部放大示意图；
图3是本发明实施例的结构示意图；
图4是本发明实施例的工艺流程图。
其中：1-热交换器，2-铜片，3-热电模块，4-冷却水箱，5-压紧板，6-压紧螺钉，7-π型钢，8-量规，9-机自夹，10-螺杆。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1、图2所示，箱式温差发电系统包括冷却水箱4、热电模块3和热交换器1，冷却水箱为一排条形水箱，冷却水箱4的外侧面设置一对π型钢7，冷却水箱4和π型钢7之间设置压紧板5。
如图3、图4所示，箱式温差发电系统夹紧工艺，包括以下步骤：
S1、热电模块的优选：用卡尺选择相同尺寸的热电模块，以使放置在同一排的热电模块具有相同的厚度；
S2、热电模块的形位补偿：因为热电模块和热交换器的表面在压紧力的作用下会产生微小变形，使得热电模块不能紧贴于热交换器表面，因此根据热电模块与热交换器之间的形位误差设置相应厚度的铜片2，铜片2的厚度为0.05mm、0.1mm、或0.2mm，其长度和宽度与热电模块的相同；
S3、热电模块的预夹紧：冷却水箱作为发电系统的冷端与热电模块直接接触，为了防止在安装过程中冷却水箱与热电模块的相对位移，通过调节机自夹9的螺杆10的扭力矩，对热电模块施加不同的预夹紧力，以使热电模块与冷却水箱的位置相对固定，机自夹利用螺纹原理，可根据实际需要对预压紧力进行调整，优选的，冷却水箱采用型材铝制成，其宽度比热电模块大1～5mm，铝制水箱在夹紧力的作用下存在微小变形可以进一步补偿热电模块和热交换器的形位误差；
S4、π型钢的定位：π型钢是主要的夹紧部件，选用一对量规8，量规由厚度为5mm的角钢制成，量规8通过开设于其上的开口槽设置在π型钢上，开口槽的宽度与π型钢的宽度相等，以保证一对π型钢相互平行，针对同一发电系统的多次装夹使用同一对量规；
S5、施加夹紧力：在π型钢上开设螺纹孔，并在该螺纹孔中设置压紧螺钉6，压紧螺钉6的底面与压紧板5相接触，用扭力扳手对压紧螺钉6施加扭力矩，进而将压紧螺钉的集中力变成均布载荷施加在热电模块上，针对M14的螺钉，施加5NM的扭矩可以产生3125N的压紧力。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (4)
1.一种箱式温差发电系统夹紧工艺，所述发电系统包括冷却水箱、热电模块和热交换器，所述冷却水箱的外侧面设置一对π型钢，所述冷却水箱和π型钢之间设置压紧板，其特征在于：该工艺包括以下步骤：
S1、热电模块的优选：用卡尺选择相同尺寸的热电模块，以使放置在同一排的热电模块具有相同的厚度；
S2、热电模块的形位补偿：根据热电模块与热交换器之间的形位误差设置相应厚度的铜片；
S3、热电模块的预夹紧：通过调节机自夹的螺杆的扭力矩，对热电模块施加不同的预夹紧力，以使热电模块与冷却水箱的位置相对固定；
S4、π型钢的定位：选用一对量规，所述量规通过开设于其上的开口槽设置在π型钢上，开口槽的宽度与π型钢的宽度相等，以保证一对π型钢相互平行；
S5、施加夹紧力：在π型钢上开设螺纹孔，并在该螺纹孔中设置压紧螺钉，压紧螺钉的底面与压紧板相接触，用扭力扳手对压紧螺钉施加扭力矩。
2.根据权利要求1所述的箱式温差发电系统夹紧工艺，其特征在于：所述冷却水箱由型材铝制成，其宽度比热电模块大1～5mm。
3.根据权利要求1所述的箱式温差发电系统夹紧工艺，其特征在于：所述铜片的厚度为0.05mm、0.1mm、或0.2mm，其长度和宽度与热电模块的相同。
4.根据权利要求1所述的箱式温差发电系统夹紧工艺，其特征在于：所述量规由厚度为5mm的角钢制成。
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| JP2006125341A (ja) * | 2004-10-29 | 2006-05-18 | Toyota Motor Corp | 熱電発電装置 |
| US20110139398A1 (en) * | 2009-12-15 | 2011-06-16 | Mann+Hummel Gmbh | Cooling Device for a Vehicle |
| JP2011155790A (ja) * | 2010-01-28 | 2011-08-11 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 自動車用発電装置 |
| CN103117685A (zh) * | 2013-01-28 | 2013-05-22 | 武汉理工大学 | 一种汽车箱式热电系统专用装夹装置 |
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