CN105071699A - 一种烟道热能发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于热换能器技术领域，具体涉及一种烟道热能发电装置，包括温差发电模块、热能收集模块、散热模块、控制模块、清洗模块；将温差发电模块安装在烟道墙壁中，热端置于烟道内侧，冷端置于烟道外侧；通过热能收集模块，将烟道的热能尽可能导入到热端，提高热端温度；通过散热模块，将冷端温度尽可能散去，降低冷端温度，从而获取更大的电能回收。本装置结构简单，主要的温差发电片不与烟道接触，从而不会造成损耗，同时转化的能量为电能，更方便于应用。

Description

一种烟道热能发电装置
技术领域
本发明属于热换能器技术领域，具体涉及一种烟道热能发电装置。
背景技术
用于实现不同形式的能量相互转换的仪器或器件可以通称为换能器，例如把音频电信号转换成可闻声，或者把可闻声转换成音频电信号，实现电能与声能相互转换的电声换能器，如扬声器(喇叭)、耳机、话筒等。热换能器是合理利用与节约现有能源，开发新能源的关键设备，广泛应用干石油、化工、医药、蚤品、钢铁、供热等行业。为了节能降耗，利用换热器进行余热回收来节煤、节油、节电、节水、节汽是目前最为有效的节能方法。
对于大型的发电厂、炼钢厂等工业生产现场，会有大量的生产余热跟随烟气排出，如果直接将这些烟气排放到空气中，会造成大量的能源浪费，因此，在烟道中安装换能器进行余热收集是一种非常有效的能源利用手段。现有技术将换能管安装在烟道中，换能管中通以水流，通过管子内部的水流收集烟道的余热。烟道环境温度较高，在正常情况下干燥、高温、高流速。因高速高温烟气使迎风面水管磨损很快，当水管出现渗漏沙眼、裂缝时，内部的水流渗出或喷出，在该高温环境下立刻汽化，汽化的水雾会将烟气中的灰尘沉积，从而造成烟道堵塞。
针对这种情况，本发明提供一种烟道热能发电装置，包括温差发电模块、热能收集模块、散热模块、控制模块、清洗模块；将温差发电模块安装在烟道墙壁中，热端置于烟道内侧，冷端置于烟道外侧；通过热能收集模块，将烟道的热能尽可能导入到热端，提高热端温度；通过散热模块，将冷端温度尽可能散去，降低冷端温度，从而获取更大的电能回收。本装置结构简单，主要的温差发电片不与烟道接触，从而不会造成损耗，同时转化的能量为电能，更方便于应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种烟道热能发电装置，将余热转化为电能，从而实现余热的回收，电能也能更方便的应用。
为此，本发明提供了一种烟道热能发电装置，包括温差发电模块、热能收集模块、散热模块、控制模块、清洗模块；其中，
温差发电模块至少包括两个温差发电单元，每个温差发电单元均由若干个温差发电片连接构成。安装时，可将温差发电模块镶嵌在烟道管壁上，热端向烟道内部，冷端向烟道外部。
热能收集模块包括至少两个导热面和至少一个导热网；导热面与温差发电单元的热端贴紧，二者之间涂有导热材料；两个导热面之间通过导热网连接，导热网与导热面之间涂有导热材料；两个导热面平行安装，与烟气方向平行；导热网与导热面垂直，与烟气方向垂直。
散热模块至少包括两个散热单元，散热单元与温差发电单元的冷端贴紧，二者之间涂有导热材料；所述的散热单元与所述的导热面之间涂有绝热材料。
控制模块固定在外部，由处理器、蓄电池、电源管理电路、电磁阀门和机箱构成；蓄电池固定在机箱的底部，电源管理电路位于机箱的顶部侧面，电源管理电路与蓄电池电气连接；处理器安装在机箱的侧面，与蓄电池电气连接；电磁阀门安装在机箱的底部，与处理器电气连接。
清洗模块包括至少两个支架、清洗管、喷头和线缆管；支架固定在散热单元上，支架为中空的管道，与线缆管连通；清洗管和线缆管固定在支架上，温差发电单元的输出导线经过支架及线缆管内部连接到控制模块；喷头至少有一个，均匀分布在清洗管上，与清洗管连通；清洗管与电磁阀门连通。
散热单元与外部接触的面采用条形沟状设计，利于散热。
涂在散热单元和温差发电单元冷端之间的导热材料和涂在导热面与温差发电单元热端之间的导热材料均为导热硅脂。
温差发电模块包括四个温差发电单元；所述的热能收集模块包括四个导热面和七个导热网；所述的清洗模块包括四个支架。
导热网采用导热性好的金属材料制作，每一层导热网的网格结构不同，从而在更大程度上除去烟气中的灰尘。
处理器的作用是控制电磁阀门，以确定是否进行滤网清理，因此只涉及简单的开关控制，其程序设计属于公开的现有技术。
本发明的有益效果主要表现在以下几个方面：
(1)通过热能收集模块和散热模块，尽可能提高温差发电模块两端的温差，从而尽可能大的获取电能。
(2)通过热能收集模块和散热模块，将温差发电模块固定在中间，起到保护温差发电模块的作用，减少烟气对传感器的冲击，延长装置的使用寿命。
(3)与传统的热交换器相比，装置将余热转化为电能，可以更方便的应用回收的能量。
附图说明
如图1是本发明第一种实施例的示意图。
如图2是本发明第二种实施例的示意图
附图标记说明：11、温差发电单元；21、导热面；22、导热网；31、散热单元；32、绝热材料；41、处理器；42、蓄电池；43、电源管理电路；44、电磁阀门；45、机箱；51、支架；52、清洗管；53、喷头；54、线缆管。
具体实施方式
下面结合实施例及其附图对本发明作进一步说明。
实施例1
如图1是本发明第一种实施例的示意图。包括温差发电模块、热能收集模块、散热模块、控制模块、清洗模块；其中，温差发电模块包括两个温差发电单元1，每个温差发电单元11均由一个温差发电片连接构成。
热能收集模块包括两个导热面21和一个导热网22；导热面21与温差发电单元11的热端贴紧，二者之间涂有导热材料；两个导热面21之间通过导热网22连接，导热网22与导热面21之间涂有导热材料；两个导热面21平行安装，与烟气方向平行；导热网22与导热面21垂直，与烟气方向垂直。
散热模块包括两个散热单元31，散热单元31与温差发电单元11的冷端贴紧，二者之间涂有导热材料；所述的散热单元31与所述的导热面21之间涂有绝热材料32。
控制模块固定在外部，由处理器41、蓄电池42、电源管理电路43、电磁阀门44和机箱45构成；蓄电池42固定在机箱45的底部，电源管理电路43位于机箱45的顶部侧面，电源管理电路43与蓄电池42电气连接；处理器41安装在机箱45的侧面，与蓄电池42电气连接；电磁阀门44安装在机箱45的底部，与处理器41电气连接。控制模块主要用于电能的存储与清洗模块的控制，处理器41所涉及的控制即为简单的开关控制，属于公开的现有技术。
清洗模块包括两个支架51、清洗管52、喷头53和线缆管54；支架51固定在散热单元11上，支架51为中空的管道，与线缆管54连通；清洗管52和线缆管54固定在支架51上，温差发电单元11的输出导线经过支架51及线缆管54内部连接到控制模块；所述的喷头53至少有一个，均匀分布在清洗管52上，与清洗管52连通；清洗管52与电磁阀门44连通。
实施例2
如图2是本发明第二种实施例的示意图。包括温差发电模块、热能收集模块、散热模块、控制模块、清洗模块；其中，温差发电模块包括两个温差发电单元1，每个温差发电单元11均由一个温差发电片连接构成。
热能收集模块包括两个导热面21和七个导热网22，导热网22均匀分布在导热面21之间；导热面21与温差发电单元11的热端贴紧，二者之间涂有导热材料；两个导热面21之间通过导热网22连接，导热网22与导热面21之间涂有导热材料；两个导热面21平行安装，与烟气方向平行；导热网22与导热面21垂直，与烟气方向垂直。
散热模块包括两个散热单元31，散热单元31与温差发电单元11的冷端贴紧，二者之间涂有导热材料；所述的散热单元31与所述的导热面21之间涂有绝热材料32。
控制模块固定在外部，由处理器41、蓄电池42、电源管理电路43、电磁阀门44和机箱45构成；蓄电池42固定在机箱45的底部，电源管理电路43位于机箱45的顶部侧面，电源管理电路43与蓄电池42电气连接；处理器41安装在机箱45的侧面，与蓄电池42电气连接；电磁阀门44安装在机箱45的底部，与处理器41电气连接。控制模块主要用于电能的存储与清洗模块的控制，处理器41所涉及的控制即为简单的开关控制，属于公开的现有技术。
清洗模块包括两个支架51、清洗管52、喷头53和线缆管54；支架51固定在散热单元11上，支架51为中空的管道，与线缆管54连通；清洗管52和线缆管54固定在支架51上，温差发电单元11的输出导线经过支架51及线缆管54内部连接到控制模块；所述的喷头53至少有一个，均匀分布在清洗管52上，与清洗管52连通；清洗管52与电磁阀门44连通。
散热单元31与外部接触的面采用条形沟状设计，利于散热。涂在散热单元31和温差发电单元11冷端之间的导热材料和涂在导热面21与温差发电单元11热端之间的导热材料均为导热硅脂。
导热网22采用导热性好的金属材料制作，每一层导热网22的网格结构不同，从而在更大程度上除去烟气中的灰尘。
至于本发明未进行详细描述的处理器41，其主要的的作用是控制电磁阀门44，以确定是否进行滤网清理，因此只涉及简单的开关控制，可以选择成本低廉的80C51系列单片机，其程序设计属于公开的现有技术。
以上内容只是结合基于本发明下的优选实施方式对本发明作进一步详细的说明，并不构成对发明的限制；当然，对于本发明所属的技术领域的技术人员而言，在发明技术方案的基础上，可以进行若干简单的推演或者替换，应当均属于本发明保护的范围。

Claims (5)

1.一种烟道热能发电装置，其特征在于：包括温差发电模块、热能收集模块、散热模块、控制模块、清洗模块；其中，
所述的温差发电模块至少包括两个温差发电单元(11)，每个温差发电单元(11)均由若干个温差发电片连接构成；
所述的热能收集模块包括至少两个导热面(21)和至少一个导热网(22)；导热面(21)与温差发电单元(11)的热端贴紧，二者之间涂有导热材料；两个导热面(21)之间通过导热网(22)连接，导热网(22)与导热面(21)之间涂有导热材料；两个导热面(21)平行安装，与烟气方向平行；导热网(22)与导热面(21)垂直，与烟气方向垂直；
所述的散热模块至少包括两个散热单元(31)，散热单元(31)与温差发电单元(11)的冷端贴紧，二者之间涂有导热材料；所述的散热单元(31)与所述的导热面(21)之间涂有绝热材料(32)；
所述的控制模块固定在外部，由处理器(41)、蓄电池(42)、电源管理电路(43)、电磁阀门(44)和机箱(45)构成；蓄电池(42)固定在机箱(45)的底部，电源管理电路(43)位于机箱(45)的顶部侧面，电源管理电路(43)与蓄电池(42)电气连接；处理器(41)安装在机箱(45)的侧面，与蓄电池(42)电气连接；电磁阀门(44)安装在机箱(45)的底部，与处理器(41)电气连接；
所述的清洗模块包括至少两个支架(51)、清洗管(52)、喷头(53)和线缆管(54)；支架(51)固定在散热单元(11)上，支架(51)为中空的管道，与线缆管(54)连通；清洗管(52)和线缆管(54)固定在支架(51)上，温差发电单元(11)的输出导线经过支架(51)及线缆管(54)内部连接到控制模块；所述的喷头(53)至少有一个，均匀分布在清洗管(52)上，与清洗管(52)连通；清洗管(52)与电磁阀门(44)连通。
2.根据权利要求1所述的一种烟道热能发电装置，其特征在于：所述的散热单元(31)与外部接触的面采用条形沟状设计，利于散热。
3.根据权利要求1所述的一种烟道热能发电装置，其特征在于：所述的涂在散热单元(31)和温差发电单元(11)冷端之间的导热材料和涂在导热面(21)与温差发电单元(11)热端之间的导热材料均为导热硅脂。
4.根据权利要求1所述的一种烟道热能发电装置，其特征在于：所述的温差发电模块包括四个温差发电单元(11)；所述的热能收集模块包括四个导热面(21)和七个导热网(22)；所述的清洗模块包括四个支架(51)。
5.根据权利要求1所述的一种烟道热能发电装置，其特征在于：所述的导热网(22)采用导热性好的金属材料制作，每一层导热网(22)的网格结构不同，从而在更大程度上除去烟气中的灰尘。
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