CN104953895B - 用液体流动散热使热量在热电转换材料中流动的热电转换电池 - Google Patents

用液体流动散热使热量在热电转换材料中流动的热电转换电池 Download PDF

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Abstract

本发明属于提高热电直接转换效率的技术领域，具体涉及一种用液体流动散热使热量在热电转换材料中流动的热电转换电池，包括热电转换电池、液体循环通道等，在第一组热电转换电池中的散热极上设置液体循环通道，把下面的吸热的液体循环通道一设置为一端低一端高的结构，向下对流的液体循环通道二下端连接低的一端，上端连接二次加热的液体循环通道四的一端，向上对流的液体循环通道三的下端连接高的一端，上端连接二次加热的液体循环通道四的另一端，通过液体循环通道中液体的吸热循环散热使散热极和加热极之间的温差加大，用温差实现热量在热电转换材料中的流动，用热量的流动实现热电转换效率的提高，第二组热电转换电池用同样的方法再次利用提高热电转换效率。

Description

用液体流动散热使热量在热电转换材料中流动的热电转换 电池
技术领域
本发明属于提高热电直接转换效率的技术领域，具体涉及一种用液体流动散热使热量在热电转换材料中流动的热电转换电池。
背景技术
在一次实验中发现，热电转换时在短距离短时间内加快热量流动时出现了电流大幅度的提升，根据这一现象设置出本电池，并在本电池的基础上设置出太阳能热量流动动能热电转换电池、电厂余热实现热传导动能的热电转换发电、热量直接储存为电能的蓄电池，同时也证明热量在半导体(半导热体)中流动可产生电流。
在热电转换电池的技术领域，都是用静态的方法进行转换的，所述静态就是把热量加热到热电转换电池中后，只是让其自然形成电流，没有采取任何促进的方案，所以转换效率很低，更实现不了大面积推广和应用，为了更好地提高热电转换效率，本发明提出用液体流动散热使热量在热电转换材料中流动的热电转换电池，对于这样的设置是没有人提及过的。
发明内容
下面就在发明内容中进行详细说明：
用液体流动散热使热量在热电转换材料中流动的热电转换电池，包括热电转换电池、液体循环通道等，热电转换电池由两组电池组成，第一组包括加热极、热电转换材料、散热极，液体循环通道由吸热的液体循环通道一、向下对流的液体循环通道二、向上对流的液体循环通道三、加液嘴、二次加热的液体循环通道四组成，其特征在于在热电转换电池中的散热极上面设置液体循环通道，把液体循环通道中吸热的液体循环通道一用垫高边设置为一端低一端高的冷热对流的单向流动结构，向下对流的液体循环通道二的下端和吸热的液体循环通道一低的一端连接，上端和二次加热的液体循环通道四一端连接，在连接处设置加液嘴，向上对流的液体循环通道三下端和吸热的液体循环通道一高的一端连接，上端和二次加热的液体循环通道四的另一端连接，构成了液体循环通道，在液体循环通道中加入吸热散热的液体，当把热量持续地加入到热电转换电池中时，吸热的液体循环通道一中的液体就通过散热极把热电转换电池中的热量进行吸收，吸热后的液体就通过向上对流的液体循环通道三流入二次加热的液体循环通道四对二次加热极和第二组热电转换电池进行加热，加热的热量通过二次热电转换材料、二次散热极散发到空气中，加热变冷的液体通过向下对流的液体循环通道二流入吸热的液体循环通道一中再次加热，如此循环的流动吸热散热，把加热极和散热极之间的温差明显的加大，由于电池温差的加大，使得热量在热电转换材料中产生了流动，流动的热量使得电流产生和增强。
由于第一组热电转换电池工作后，只能消耗一部分热量，消耗后剩余的热量就由第二组热电转换电池进行二次利用，第二组热电转换电池由二次加热极、二次热电转换材料、二次散热极组成，在二次散热极上面设置二次液体循环通道，二次液体循环通道包括吸热的二次液体循环通道一、向下对流的二次液体循环通道二、二次加液嘴、向上对流的二次液体循环通道三、散热的二次液体循环通道四，把吸热的二次液体循环通道一同样设置为一端低一端高的冷热对流的单向流动结构，向下对流的二次液体循环通道二的下端和吸热的二次液体循环通道一低的一端连接，上端和散热的二次液体循环通道四一端连接，并设置二次加液嘴，向上对流的二次液体循环通道三下端和吸热的二次液体循环通道一高的一端连接，上端和散热的二次液体循环通道四的另一端连接，就构成了二次液体循环通道，在二次液体循环通道中加入液体，当把热加到热电转换电池中时，吸热的二次液体循环通道一中的液体便通过二次散热极吸收热量，吸收变热的液体就通过向上对流的二次液体循环通道三流入散热的二次液体循环通道四中，通过二次液体循环通道四散热面把该散发的热量散发掉，散发热量变冷的液体便通过向下对流的二次液体循环通道二流入吸热的二次液体循环通道一中进行吸热，形成二次流动吸热散热的循环液体，二次流动吸热散热的循环液体二次加大了二次散热极和二次加热极之间的温差，使的热量第二次形成了流动，二次流动的热量，二次把热电转换效率进行了利用和提高。
热电转换电池的加热极上面设置热电转换材料，热电转换材料上面设置散热极，构成第一次热电转换结构，二次加热极上设置二次热电转换材料，二次热电换材料上设置二次散热极，构成第二次热电转换结构。两组热电转换电池上设置的液体循环通道、二次液体循环通道。
为了进一步加大温差，把向下对流的液体循环通道二、向下对流的二次液体循环通道二、通道散热面设置为暖气片散热结构效果更好。
温差的大小和用何种液体有关，吸热液体可用热容量较大的水，也可用变压油和氨、冷媒、二氧化碳低沸点液体等，在于根据电池性能和结构进行选择，在卫星或宇宙飞船上可利用宇宙间天然的温差，来促进液体的流动，液体的流动促进温度的流动，从而可以实现在宇宙空间热电转换效率的更大提高。
热电转换电池的种类很多，用液体流动散热使热量在热电转换材料中流动的热电转换电池中液体循环通道、二次液体循环通道适用于各种热电直接转换电池的应用。
由于本发明是由下向上的加热结构，热电转换电池利用的热量包括电厂余热、太阳能、家用火炉、化肥工厂、炼钢厂余热的应用。
液体循环通道由外壳构成，外壳的材料分为金属材料和非金属材料两种，当外壳为金属材料时，外壳和热电转换材料接触处直接作为散热极，外壳和二次热电转换材料接触处直接作为二次加热极，散热极和二次加热极之间不用连接线连接；当外壳为非金属材料时，外壳和热电转换材料接触处另外设置散热极，外壳和二次热电转换材料接触处另外设置二次加热极，且散热极和二次加热极设置在液体循环通道的外壳外面，散热极和二次加热极之间用连接线连接，加热极和二次散热极连接电源线，将产生的电流引出备用。
加热是从加热极下面进行，当把热量加热到加热极时，热量就从加热极通过热电转换材料向散热极流动，液体循环通道一中的液体就对散热极进行吸热，吸热升温后的液体就通过向上对流的液体循环通道三流入二次加热的液体循环通道四对二次加热极进行加热，加热后的液体通过向下对流的液体循环通道二返回吸热的液体循环通道一进行再吸热，加热的二次加热极通过二次热电转换材料向二次散热极流动，吸热的二次液体循环通道一中的液体就对二次散热极进行吸热，吸热升温后的液体通过向上对流的二次液体循环通道三流入散热的二次液体循环通道四进行散热，散热后通过向下对流的二次液体循环通道二返回二次吸热液体通道一进行吸热，液体循环通道，二次液体循环通道中的液体连续地循环，使得热量在热电转换材料中一直地流动起来，流动的热量在热电转换材料中直接转换为电流。
附图说明
图1为本发明实物结构示意图
图2为图1的A-A结构示意图
图3为图1的B-B结构示意图
图4为图1的C-C结构示意图
图5为图1的又一种实物示结构意图
图6为图5的B-B结构示意图
图7为图5的C-C结构示意图
图中：1.加热极 2.热电转换材料 3.散热极 4.液体循环通道一 5.液体循环通道二 6.加液嘴 7.热电转换材料封边 8.液体循环通道三 9.液体循环通道四 10.二次加热极 11.二次热电转换材料 12.二次散热极 13.液体循环通道 14.二次液体循环通道一15.二次液体循环通道二 16.二次液体循环通道三 17.二次液体循环通道四 18.二次加液嘴 19.二次液体循环通道 20.通道散热面 21.垫高边 22.连接线 23.电源线。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
如图1所示，用液体流动散热使热量在热电转换材料中流动的热电转换电池，包括热电转换电池、液体循环通道(13)等，在热电转换电池中设置液体循环通道(13)，液体循环通道(13)由液体循环通道一(4)、液体循环通道二(5)、液体循环通道三(8)、液体循环通道四(9)、加液嘴(6)组成，散热极(3)上设置的吸热的液体循环通道一(4)用垫高边(21)垫为一端低一端高的单向流动结构，向下对流的液体循环通道二(5)的下端和吸热的液体循环通道一(4)低的一端连接，上端和二次加热的液体循环通道四(9)的一端连接，并设置加液嘴(6)，向上对流的液体循环通道三(8)下端和吸热的液体循环通道一(4)高的一端连接，上端和液体循环通道四(9)的另一端连接，就够成了液体循环通道(13)，加入液体后，当把热量从加热极(1)持续地加热到热电转换材料(2)后，液体循环通道一(4)中的液体就通过散热极(3)把热电转换材料中的热量吸收，升温后的液体通过向上对流的液体循环通道三(8)流入液体循环通道四(9)中，对二次加热极(10)、二次热电转换材料(11)进行加热，二次热电转换材料通过二次散热极(12)把热量散发在空气中，加热后变冷的液体通过向下对流的液体循环通道二(5)流入吸热的液体循环通道一(4)中进行再次吸热，形成了液体流动吸热散热的循环效果，循环吸热散热的流动液体把加热极、散热极的温差加大，促进了热量在热电转换材料中的流动，在热电转换材料中流动的热量直接转换为电流。
如图2所示，为了进一步提高热电转换效率，把二次散热极(10)上面还可设置二次液体循环通道(19)，二次液体循环通道由二次吸热的液体循环通道一(14)、二次向上对流的液体循环通道三(16)、散热的二次液体循环通道四(17)、二次向下对流的液体循环通道二(15)、加液嘴(18)组成，其特征是二次向下对流的液体循环通道二(15)上端和散热的二次液体循环通道四(17)一端连接并设置加液嘴(18)，下端和二次吸热的液体循环通道一(14)低的一端连接，二次向上对流的液体循环通道三(16)上端和散热的二次液体循环通道四(17)的另一端连接，下端和二次吸热的液体循环通道一(14)高的一端连接，加入吸热散热的液体，就构成了二次液体循环通道(19)，循环方法和液体循环通道(13)相同，二次循环通道加快了二次散热极(12)的散热，加快了热量在热电转换材料中的流动，再一次利用和促进了热电转换效率的提高。
如图7所示，加热极(1)上设置热电转材料(2)，热电转换材料上设置散热极(3)组构成第一次热电转换电池结构，二次加热极(10)上设置二次热电转换材料(11)，二次热电转换材料上设置二次散热极(12)构成第二次热电转换电池结构，第一组热电转换电池上设置液体循环通道(13)第二组热电转换电池上设置二次液体循环通道(19)。
把向下对流液体通道(5)、二次向下对流液体通道(15)、通道散热面(20)设置为暖气片散热结构效果更好。
在液体循环通道(13)和二次液体循环通道(19)中吸热散热的液体包括水、溶液、变压油和二硫化碳、乙醇等这些低工质液体。
液体循环通道(13)和二次液体循环通道(19)适应于电厂余热热电转换电池、太阳能热电转换电池、热量直接充电的热电转换蓄电电池及家用火炉余热、化工厂余热、炼钢厂余热，这些常规余热的应用，同时可以实现宇宙空间在卫星上的应用。
液体循环通道由外壳构成，外壳分为金属材料和非金属材料两种，当外壳为金属材料时外壳和热电转换材料接触处直接作为散热极(3)，外壳和二次热电转换材料接触处直接作为二次加热极(10)，散热极(3)和二次加热极(10)之间不用连接线连接；当外壳为非金属材料时，外壳和热电转换材料接触处另外设置散热极(3)外壳和二次热电转换材料接触处另外设置二次加热极(10)，且散热极(3)和二次加热极(10)设置在液体循环通道(13)的外壳外面，散热极(3)和二次加热极(10)之间用连接线(22)连接，加热极(1)和二次散热极(12)连接电源线(23)，将产生的电流引出备用。
加热是从加热极(1)下面进行，当把热量加热到加热极时，热量就从加热极通过热电转换材料(2)向散热极(3)流动，吸热的液体循环通道一(4)中的液体就对散热极(3)进行吸热，吸热升温后的液体就通过向上对流的液体循环通道三(8)流入二次加热的液体循环通道四(9)对二次加热极(10)进行加热，加热后的液体通过向下对流的液体循环通道二(5)返回吸热的液体循环通道一(4)进行再吸热，加热的二次加热极(10)通过二次热电转换材料(11)向二次散热极(12)流动，二次吸热的液体循环通道一(14)中的液体就对二次散热极(12)进行吸热，吸热升温后的液体通过向上对流的二次液体循环通道三(16)流入散热的二次液体循环通道四(17)进行散热，散热后通过向下对流的二次液体循环通道二(15)返回吸热的二次液体循环通道一(14)进行再吸热，液体循环通道，二次液体循环通道中的液体连续地循环，使得热量在热电转换材料中一直地流动起来，流动的热量在热电转换材料中直接转换为电流。

Claims (3)

1.一种用液体流动散热使热量在热电转换材料中流动的热电转换电池，包括热电转换电池、液体循环通道(13)，其特征在于热电转换电池中设置液体循环通道(13)，散热极(3)上设置液体循环通道一(4)，用垫高边(21)垫为一端低一端高，液体循环通道二(5)的上端和液循环通道四(9)的一端连接，并在连接处设置加液嘴(6)，下端和液体循环通道一(4)低的一端连接，液体循环通道三(8)的上端和液体循环通道四(9)的另一端连接，下端和液体循环通道一(4)高的一端连接，构成液体循环通道(13)，把液体加入液体循环通道中，把热量从加热极(1)持续地加热到热电转换材料(2)后，液循环体通道一(4)中的液体就通过散热极(3)把热电转换材料中的热量吸收，升温后的液体通过液体循环通道三(8)流入液体循环通道四(9)中，把剩余的热量对二次加热极(10)、二次热电转换材料(11)进行加热，二次热电转换材料通过二次散热极(12)把热量散发到空气中，加热后变冷的液体通过液体循环通道二(5)流入液体循环通道一(4)中进行再次吸热，循环吸热散热的流动液体使得热量在热电转换材料中产生了流动，流动的热量在热电转换电池中提高了转换效率，为了更进一步提高效率，在二次散热极(10)上面设置二次液体循环通道(19)，二次液体循环通道二(15)上面和液体循环通道四(17)一端连接，并在连接处设置二次加液嘴(18)，下面和二次液体循环通道一(14)低的一端连接，二次液体循环通道三(16)上面和二次液体循环通道四(17)的另一端连接，下面和二次液体循环通道一(14)高的一端连接，构成二次液体循环通道(19)，把液体加入二次液体循环通道中，二次液体循环通道(19)中的液体吸热、散热的循环流动加快了热量在二次热电转换材料(11)、二次散热极(10)中的流动，实现了热量的再次利用和热电转换率的再次提升，把液体循环通道二(5)和二次液体循环通道二(15)设置为暖气片结构，液体循环通道(13)和二次液体循环通道(19)中的液体，选择一个液体：水或变压油或二硫化碳或乙醇，液体循环通道由外壳构成，外壳的材料分为金属材料和非金属材料两种，当外壳为金属材料时，外壳和热电转换材料接触处直接作为散热极(3)，外壳和二次热电转换材料接触处直接作为二次加热极(10)，散热极(3)和二次加热极(10)之间不用连接线连接；当外壳为非金属材料时，外壳和热电转换材料接触处另外设置散热极(3)，外壳和二次热电转换材料接触处另外设置二次加热极(10)，且散热极(3)和二次加热极(10)设置在液体循环通道(13)的外壳外面，散热极(3)和二次加热极(10)之间用连接线(22)连接，加热极(1)和二次散热极(12)连接电源线(23)，将产生的电流引出备用。
2.根据权利要求1所述的用液体流动散热使热量在热电转换材料中流动的热电转换电池，其特征在于加热极(1)上设置热电转换材料(2)，热电转换材料上设置散热极(3)，构成热量在热电转换电池中的第一次热电转换结构，二次加热极(10)上设置二次热电转换材料(11)，二次热电转换材料上设置二次散热极(12)，构成热量在热电转换电池中的二次热电转换结构。
3.根据权利要求1所述的用液体流动散热使热量在热电转换材料中流动的热电转换电池，其特征在于液体循环通道(13)、二次液体循环通道(19)适用的热电转换电池种类包括电厂余热热电转换电池、太阳能热电转换电池、热量直接充电的热电转换蓄电电池，热电转换电池利用的热量包括家用火炉余热、化工厂余热、炼钢厂余热。
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