CN111677583A - 一种温差发电机及其集热结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种温差发电机及其集热结构,涉及发电技术领域,包括若干集热单元;所述集热单元包括依次连接的第一片、第二片和第三片;所述第一片与第二片形成第一夹角,所述第二片与第三片形成第二夹角;以使相邻集热单元的第一片形成间隙,相邻集热单元的第三片连接。针对利用船舶发动机尾气余热进行温差发电时,余热吸收转化效率低的技术问题,集热结构可充分吸收尾气余热,温差发电机可充分进行热量转化,提高了余热吸收转化效率。

Description

一种温差发电机及其集热结构
技术领域
本发明涉及发电技术领域,具体涉及一种温差发电机及其集热结构。
背景技术
传统温差发电机利用船舶发动机尾气发电时,因船舶发动机尾气中含有的重污染物较多,且多为重油污染物,致使温差发电机的集热结构易吸附船舶发动机尾气排出的高污染物,吸附在集热结构上的污染物较难清理,影响温差发电机对船舶发动机尾气余热的吸收转化效率。
发明内容
1、发明要解决的技术问题
针对利用发动机尾气余热进行温差发电时,余热吸收转化效率低的技术问题,本发明提供了一种温差发电机及其集热结构,集热结构可充分吸收尾气余热,温差发电机可充分进行热量转化,提高了余热吸收转化效率。
2、技术方案
为解决上述问题,本发明提供的技术方案为:
一种集热结构,包括若干集热单元;所述集热单元包括依次连接的第一片、第二片和第三片;所述第一片与第二片形成第一夹角,所述第二片与第三片形成第二夹角;以使相邻集热单元的第一片形成间隙,相邻集热单元的第三片连接。
可选的,所述第一片上分布有若干通气结构。分布于第一片上的通气结构可进一步防止第一片吸附高污染物,重污染物,利用间隙形成对流,利用通气结构减少发动机尾气中的高油物质,或高污染物等与第一片的接触面积;防止第一片吸附高污染物。
可选的,相邻集热单元的第一片两端均通过固定部连接以形成间隙。通过固定部将相邻集热单元的第一片两端固定起来,以使两者之间相对而立,形成所述间隙,通过若干固定部的作用,以及相邻集热单元的第三片的连接关系,以使所述集热结构覆盖于所述发动机尾气排放口处,从而可充分吸附尾气余热。
可选的,所述通气结构的形状为条形、圆形、三角形、菱形、四边形或梯形中的一种以上的形状组合而成。所述通气结构的形状可以是条形、圆形、三角形、菱形、四边形、梯形等不规则形状,可混合组合设置于所述第一片上。以使第一片在传导热量的同时,不至于吸附发动机尾气上的高污染物,可通过定期吹风,将吸附于所述第一片上的污染物,通过间隙排出,降低清理难度,提高清理效率,同时提高吸热效率。
可选的,所述固定部上设有与第一片端部适配2个以上的槽。当所述固定部设有2个槽时,相邻集热单元的第一片端部刚好放入不同的槽内,相邻两个槽的距离即为所述间隙的大小。该大小根据发动机尾气排气口的大小,以及第一夹角和第二夹角的大小综合确定,以使所述集热结构完全覆盖发动机尾气排气口,以充分吸收利用发动机尾气排气口的余热。
当所述固定部设有3个以上的槽时,如3个、4个或5个等,相邻集热单元的第一片端部刚好放入不同的槽内,不同槽之间的距离代表所述间隙的大小,即可通过将相邻集热单元的第一片端部放入不同距离的两个槽内,可调节间隙的大小,以适配不同大小的发动机尾气排气口,从而可使集热结构可充分覆盖所述发动机尾气排气口,以充分吸收尾气余热。
可选的实施方式是,所述集热结构应用于圆形的发动机尾气排气口处时,可根据排气口的尺寸设置成六边形或二十四边形。采用所述集热结构,结构简单,组装方便,具备辐射延伸表面,可强化传热。
可选的,所述集热单元为含有铜、铝、硅和石墨中任一成分的高导热材料。利用高导热材料的集热单元组合形成的集热结构,可充分吸收尾气余热,充分利用尾气余热。
一种温差发电机,包括以上任一项所述的一种集热结构,所述相邻集热单元的第三片外侧均设有温差发电片,远离第三片的温差发电片的一侧设有散热装置,所述温差发电片与控制器电连接。尾气余热依次通过第一片、第二片和第三片进行传导,温差发电片紧贴设于第三片外侧,可充分吸收第三片的热量。
可选的,所述散热装置为液冷模块。
可选的,所述控制器包括若干并联或串联设置的稳压模块,所述温差发电片与所述稳压模块连接。所述稳压模块用于将温差发电片转化的电能稳定输出成相应电压等级的电能,从而可进行并联或串联,从而输出稳定的电能,以供用电设备使用。
可选的,所控制器还包括用于保护稳压模块的保护电路。通过设置保护电路防止因所述集热结构异常产生的电势能变化,对稳压模块所带来的损坏等情况发生,用以保护稳压模块,从而确保温差发电片后端的结构设备的安全,起到及时有效保护作用。
3、有益效果
采用本发明提供的技术方案,与现有技术相比,具有如下有益效果:
(1)本发明实施例提出的一种集热结构位于船舶发动机尾气排放处,可与所述船舶发动机尾气排放的烟囱相贴合,以使所述集热结构可完全覆盖船舶发动机尾气排放口,从而可充分吸收和利用船舶发动机尾气排放的余热。依次连接的第一片(用于收集尾气余热,相当于集热端)、第二片和第三片(用于安装温差导电片,相当于安装端)使所述集热结构的集热端与安装端一体成型,实现两者的一体化设计,提高热量收集率,减少热量损失,尽可能充分利用尾气余热。相邻集热单元的第三片的连接方式是多样的,可通过具有高导热性能的胶体粘接;也可以通过机械固定,比如螺栓螺母固定。所述第一片、第二片和第三片长度相等,在具体实施应用时,可根据不同功率大小的发动机尾气排放余热量综合考虑设计制作,不受本实施例附图所限制。可以想到的实施方式是,所述第一片、第二片和第三片可深入到所述尾气排放口内,以充分吸收排气口散发的热量。当船舶发动机尾气排放时,尾气余热通过若干集热单元的第一片导热,依次传递到第二片和第三片上,以收集尾气余热,利用所述间隙防止所述集热结构吸附船舶发动机尾气排放的高污染物,尾气内包含的高污染物可通过间隙被排放出去,而不是被吸附在所述第一片上,从而提高集热结构吸热效率。因相邻集热单元的第一片形成的间隙,即相邻集热单元的第一片相对而立,增强了对流换热,提高吸热或换热效率的同时,兼具吹灰(污垢)功能,长远来看,可提高热量转换效率。
(2)本发明实施例提出的一种温差发电机,温差发电片用于吸收第三片上传导的热量转化成电能后,传递给控制器;散热装置,用于给温差发电片散热;通过控制若干温差发电片与所述控制器电连接方式,可实现若干温差发电片的并联或串联,从而可使控制器输出电能的功率等级不同。一方面温差发电片与第三片大面积接触,保证均温;此外,集热单元的规模化,同质化,以使所述集热结构呈现对称排列形态,可保证温差发电同势能,可减少控制器模块中稳压模块的设置数量及不同规格稳压模块的设置,减少稳压模块占用空间,便于温差发电机的集成化,模块化,进一步降低温差发电成本;且便于安装,可适应性强,结构设置灵活多变,可根据不同尾气排放口的体积大小,或形态不同,灵活排布和设计。
附图说明
图1为本发明实施例提出的一种集热结构的相邻集热片立体结构示意图之一;
图2为本发明实施例提出的一种集热结构的相邻集热片立体结构示意图之二;
图3为本发明实施例提出的一种温差发电机的集热结构的截面示意图;
图4为本发明实施例提出的一种温差发电机的集热结构的立体结构示意图之一;
图5为本发明实施例提出的一种温差发电机的集热结构的立体结构示意图之二。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容,结合附图及实施例对本发明作详细描述。
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明,而非对该发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与发明相关的部分。本发明中所述的第一、第二等词语,是为了描述本发明的技术方案方便而设置,并没有特定的限定作用,均为泛指,对本发明的技术方案不构成限定作用。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
结合附图1-5,一种集热结构,包括若干集热单元;所述集热单元包括依次连接的第一片101、第二片102和第三片103;所述第一片101与第二片102形成第一夹角,所述第二片102与第三片103形成第二夹角;以使相邻集热单元的第一片101形成间隙104,相邻集热单元的第三片103连接。
所述集热结构位于船舶发动机尾气排放处,可与所述船舶发动机尾气排放的烟囱相贴合,以使所述集热结构可完全覆盖船舶发动机尾气排放口,从而可充分吸收和利用船舶发动机尾气排放的余热。依次连接的第一片101(用于收集尾气余热,相当于集热端)、第二片102和第三片103(用于安装温差导电片,相当于安装端)使所述集热结构的集热端与安装端一体成型,实现两者的一体化设计,提高热量收集率,减少热量损失,尽可能充分利用尾气余热。
相邻集热单元的第三片103的连接方式是多样的,可通过具有高导热性能的胶体粘接;也可以通过机械固定,比如螺栓螺母固定。所述第一片101、第二片102和第三片103长度相等,在具体实施应用时,可根据不同功率大小的发动机尾气排放余热量综合考虑设计制作,不受本实施例附图所限制。可以想到的实施方式是,所述第一片101、第二片102和第三片103可深入到所述尾气排放口内,以充分吸收排气口散发的热量。
当船舶发动机尾气排放时,尾气余热通过若干集热单元的第一片101导热,依次传递到第二片102和第三片103上,以收集尾气余热,利用所述间隙104防止所述集热结构吸附船舶发动机尾气排放的高污染物,尾气内包含的高污染物可通过间隙104被排放出去,而不是被吸附在所述第一片101上,从而提高集热结构吸热效率。因相邻集热单元的第一片101形成的间隙104,即相邻集热单元的第一片101相对而立,增强了对流换热,提高吸热或换热效率的同时,兼具吹灰(污垢)功能,长远来看,可提高热量转换效率。
实施例2
结合附图1-5,本实施例的一种集热结构,与实施例1的技术方案相比,所述第一片101上分布有若干通气结构1011。
分布于第一片101上的通气结构1011可进一步防止第一片101吸附高污染物,重污染物,利用间隙104形成对流,利用通气结构1011减少发动机尾气中的高油物质,或高污染物等与第一片101的接触面积;防止第一片101吸附高污染物。
实施例3
结合附图1-5,本实施例的一种集热结构,与实施例1或2的技术方案相比,相邻集热单元的第一片101两端均通过固定部106连接以形成间隙104。通过固定部106将相邻集热单元的第一片101两端固定起来,以使两者之间相对而立,形成所述间隙104,通过若干固定部106的作用,以及相邻集热单元的第三片103的连接关系,以使所述集热结构覆盖于所述发动机尾气排放口处,从而可充分吸附尾气余热。
实施例4
结合附图1-5,本实施例的一种集热结构,与实施例1-3任一项技术方案相比,所述通气结构1011的形状为条形、圆形、三角形、菱形、四边形或梯形中的一种以上的形状组合而成。所述通气结构1011的形状可以是条形、圆形、三角形、菱形、四边形、梯形等不规则形状,可混合组合设置于所述第一片101上。以使第一片101在传导热量的同时,不至于吸附发动机尾气上的高污染物,可通过定期吹风,将吸附于所述第一片101上的污染物,通过间隙104排出,降低清理难度,提高清理效率,同时提高吸热效率。
实施例5
结合附图1-5,本实施例的一种集热结构,与实施例1-4任一项技术方案相比,所述固定部106上设有与第一片101端部适配2个以上的槽。当所述固定部106设有2个槽时,相邻集热单元的第一片101端部刚好放入不同的槽内,相邻两个槽的距离即为所述间隙104的大小。该大小根据发动机尾气排气口的大小,以及第一夹角和第二夹角的大小综合确定,以使所述集热结构完全覆盖发动机尾气排气口,以充分吸收利用发动机尾气排气口的余热。
当所述固定部106设有3个以上的槽时,如3个、4个或5个等,相邻集热单元的第一片101端部刚好放入不同的槽内,不同槽之间的距离代表所述间隙104的大小,即可通过将相邻集热单元的第一片101端部放入不同距离的两个槽内,可调节间隙104的大小,以适配不同大小的发动机尾气排气口,从而可使集热结构可充分覆盖所述发动机尾气排气口,以充分吸收尾气余热。
可选的实施方式是,所述集热结构应用于圆形的发动机尾气排气口处时,可根据排气口的尺寸设置成六边形或二十四边形。采用所述集热结构,结构简单,组装方便,具备辐射延伸表面,可强化传热。
可选的实施方式是,所述集热单元为含有铜、铝、硅和石墨中任一成分的高导热材料。利用高导热材料的集热单元组合形成的集热结构,可充分吸收尾气余热,充分利用尾气余热。
实施例6
结合附图1-5,本实施例提出了一种温差发电机,包括实施例1-5任一项所述的一种集热结构,所述相邻集热单元的第三片103外侧均设有温差发电105片,远离第三片103的温差发电片105的一侧设有散热装置,所述温差发电片105与控制器电连接。尾气余热依次通过第一片101、第二片102和第三片103进行传导,温差发电片紧贴设于第三片103外侧,可充分吸收第三片103的热量。
温差发电片用于吸收第三片103上传导的热量转化成电能后,传递给控制器;散热装置,用于给温差发电片散热;本实施例可选的实施方式是,所述散热装置为液冷模块。通过控制若干温差发电片与所述控制器电连接方式,可实现若干温差发电片的并联或串联,从而可使控制器输出电能的功率等级不同。
一方面温差发电片与第三片103大面积接触,保证均温;此外,集热单元的规模化,同质化,以使所述集热结构呈现对称排列形态,可保证温差发电同势能,可减少控制器模块中稳压模块的设置数量及不同规格稳压模块的设置,减少稳压模块占用空间,便于温差发电机的集成化,模块化,规模化及批量化生产制造,进一步降低温差发电成本;且便于安装,可适应性强,结构设置灵活多变,可根据不同尾气排放口的体积大小,或形态不同,灵活排布和设计。
实施例7
结合附图1-5,本实施例提出了一种温差发电机,与实施例6的技术方案相比,所述控制器包括若干并联或串联设置的稳压模块,所述温差发电片105与所述稳压模块连接。所述稳压模块用于将温差发电片转化的电能稳定输出成相应电压等级的电能,从而可进行并联或串联,从而输出稳定的电能,以供用电设备使用。
可选的实施方式是,控制器还包括用于保护稳压模块的保护电路。通过设置保护电路防止因所述集热结构异常产生的电势能变化,对稳压模块所带来的损坏等情况发生,用以保护稳压模块,从而确保温差发电片后端的结构设备的安全,起到及时有效保护作用。
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述,该描述没有限制性,附图中所示的也只是本发明的实施方式之一,实际的结构并不局限于此。所以,如果本领域的普通技术人员受其启示,在不脱离本发明创造宗旨的情况下,不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例,均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种集热结构,其特征在于,包括若干集热单元;
所述集热单元包括依次连接的第一片、第二片和第三片;
所述第一片与第二片形成第一夹角,所述第二片与第三片形成第二夹角;
以使相邻集热单元的第一片形成间隙,相邻集热单元的第三片连接。
2.根据权利要求1所述的一种集热结构,其特征在于,所述第一片上分布有若干通气结构。
3.根据权利要求1所述的一种集热结构,其特征在于,相邻集热单元的第一片两端均通过固定部连接以形成间隙。
4.根据权利要求2所述的一种集热结构,其特征在于,所述通气结构的形状为条形、圆形、三角形、菱形、四边形或梯形中的一种以上的形状组合而成。
5.根据权利要求3所述的一种集热结构,其特征在于,所述固定部上设有与第一片端部适配2个以上的槽。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种集热结构,其特征在于,所述集热单元为含有铜、铝、硅和石墨中任一成分的高导热材料。
7.一种温差发电机,其特征在于,包括权利要求1-6任一项所述的一种集热结构,所述相邻集热单元的第三片外侧均设有温差发电片,远离第三片的温差发电片的一侧设有散热装置,所述温差发电片与控制器电连接。
8.根据权利要求7所述一种温差发电机,其特征在于,所述散热装置为液冷模块。
9.根据权利要求7所述一种温差发电机,其特征在于,所述控制器包括若干并联或串联设置的稳压模块,所述温差发电片与所述稳压模块连接。
10.根据权利要求9所述一种温差发电机,其特征在于,所控制器还包括用于保护稳压模块的保护电路。
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