CN114189174A - 一种热电转换装置与系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种热电转换装置与系统，属于热电转换技术领域。包括：换热热沉壳体，换热热沉壳体长度方向的两端分别设置有进液口与出液口，换热热沉壳体内设置有多根肋壁；进液口所在的端部具有第一弧形区域，出液口所在的端部具有第二弧形区域；每根肋壁中靠近进液口的第一端部朝向进液口弯曲，每根肋壁中靠近出液口的第二端部朝向出液口弯曲；多个第一端部中，远离进液口的第一端部的弯曲弧度，大于靠近进液口的第一端部的弯曲弧度；远离进液口的第一端部至第一弧形区域的距离，小于靠近进液口的第一端部至第一弧形区域的距离。使用本申请提供的热电转换装置与系统，可以在提升换热均匀性、提高热电转换效率的同时，减小液体的流动阻力。

Description

一种热电转换装置与系统

技术领域

本申请涉及热电转换技术领域，具体而言，涉及一种热电转换装置与系统。

背景技术

基于温差热电材料的热电转换技术，是能够将低品位热能直接转换为电能的有效方法之一，由于热电转换装置内的换热过程对热电转换效率具有明显的影响，所以目前热电转换装置内设置有扰流结构，来强化换热过程，进而提升热电转换系统的效率。

例如，请参阅图1所示，热电转换装置包括层叠设置的印刷电路板式热沉和热电模块，每层印刷电路板式热沉均由三层表面刻蚀有蛇形通道的钢板层叠焊接而成，使得印刷电路板式热沉内部形成了交错的扰流结构，扰流结构对流入至印刷电路板式热沉内的液体起到扰流作用，增强了印刷电路板式热沉的换热效率。

又如，请参阅图2所示，热电转换装置包括板式换热结构，板式换热结构内设置有多个扰流结构，扰流结构对流入至板式换热结构中的液体起到扰流作用，增强了板式换热结构的换热效率。

然而，不论是图1所示的印刷电路板式热沉，还是图2所示的板式换热解结构，其内部均设置有扰流结构，扰流结构虽然可以增强换热效率，但是扰流结构对流入的液体有阻碍作用，增加了流入至内部的液体的流动阻力，使得整个热电转换装置的动力消耗有所增加。

发明内容

本发明提供一种热电转换装置与系统，旨在增强换热效率的同时，降低液体的流动阻力。

本发明第一方面提供一种热电转换装置，所述装置包括：换热热沉壳体，所述换热热沉壳体长度方向的两端分别设置有进液口与出液口，所述换热热沉壳体内设置有沿所述长度延伸的多根肋壁，且所述多根肋壁沿所述换热热沉壳体的宽度方向间隔设置；

其中，所述进液口所在的端部具有第一弧形区域，所述出液口所在的端部具有第二弧形区域，所述第一弧形区域和所述第二弧形区域均朝向所述肋壁的方向凹陷；

每根所述肋壁中靠近所述进液口的第一端部朝向所述进液口弯曲，每根所述肋壁中靠近所述出液口的第二端部朝向所述出液口弯曲；

多个第一端部中，远离所述进液口的第一端部的弯曲弧度，大于靠近所述进液口的第一端部的弯曲弧度；远离所述进液口的第一端部至所述第一弧形区域的距离，小于靠近所述进液口的第一端部至所述第一弧形区域的距离；

多个第二端部中，远离所述出液口的第二端部的弯曲弧度，大于靠近所述进液口的第二端部的弯曲弧度；远离所述出液口的第二端部至所述第二弧形区域的距离，小于靠近所述出液口的第二端部至所述第二弧形区域的距离。

可选地，多个第一端部的弧度，从远离所述进液口的方向至靠近所述进液口的方向逐渐逐渐变小；所述多个第一端部至所述第一弧形区域的距离，从远离所述进液口的方向至靠近所述进液口的方向逐渐变大；

多个第二端部的弯曲弧度，从远离所述出液口的方向至靠近所述出液口的方向逐渐变小；所述多个第二端部至所述第二弧形区域的距离，从远离所述进液口的方向逐渐变大。

可选地，所述进液口在所述换热热沉壳体宽度方向上的位置，相对于所述出液口在所述换热热沉壳体宽度方向上的位置具有偏移。

可选地，所述第一弧形区域包括：靠近所述进液口的主弧形区域与远离所述进液口的子弧形区域；所述第二弧形区域包括：靠近所述出液口的主弧形区域与远离所述出液口的子弧形区域；

其中，所述主弧形区域的外法线朝向所述肋壁，所述子弧形区域的外法线朝向换热热沉壳体外部。

可选地，所述主弧形区域的弧长大于所述子弧形区域的弧长。

可选地，在所述多根肋壁处于最外侧的两根肋壁中，靠近所述进液口的肋壁的第一端部呈直线形状；靠近所述出液口的肋壁的第二端部呈直线形状。

可选地，所述换热热沉壳体上与所述第一弧形区域相对的内壁设置有凸起；

所述凸起设置于靠近所述进液口的位置。

可选地，所述凸起与所述换热热沉壳体的内壁之间的夹角在大于或等于3度，且小于或等于5度的范围之内。

本发明第二方面提供一种热电转换系统，包括：多个如本发明第一方面提供的热电转换装置；

其中，多个所述热电转换装置层叠设置，每相邻两个所述热电转换装置之间设置有热电模块；

所述热电模块由半导体温差热电材料制成的P-N结串联形成，用于接收所述热电转换装置散发的热量，并将该热量转换成电能。

可选地，每相邻两个热电转换装置的进液口位于不同侧，且每相邻两个热电转换装置中一个热电转换装置的进液口与另一热电转换装置的出液口错开。

采用本申请提供的一种热电转换装置，通过设置第一弧形区域与第二弧形区域，由于第一弧形区域与第二弧形区域呈圆弧形，所以液体会沿着第一弧形区域进入多根肋壁形成的多个通道内，再沿着第二弧形区域流出出液口，进而避免液体与换热热沉壳体的内壁发生冲击，减少了旋流区的形成，进而减小液体的流动阻力。

通过第一端部朝进液口弯曲的设置，可以使得沿第一弧形区域流动的液体的流动方向与第一端部的弯曲方向一致，沿着第一弧形区域流动的液体也会沿着第一端部进入多个通道内，而不会直接冲击第一端部，进而减小了液体冲击第一端部所带来的流动阻力。

通过第二端部朝出液口弯曲的设置，可以使得沿第二端部流出的液体的流动方向与第二弧形区域的弯曲方向一致，使得经过第二端部流出的液体会沿着第二弧形区域从出液口流出，而不会直接冲击第二弧形区域，进而减小了冲击第二弧形区域所带来的流动阻力。

通过多个第一端部中，远离进液口的第一端部的弯曲弧度大于靠近进液口的第一端部的弯曲弧度的设置，使得远离进液口的第一端部对液体的流动阻力较小，而靠近进液口的第一端部对液体的流动阻力较大，那么第一端部弯曲弧度的变化会使得远离进液口的肋壁间的通道内的液体流量较大，而靠近进液口的通道的液体流量较小；通过远离所述进液口的第一端部至所述第一弧形区域的距离，小于靠近所述进液口的第一端部至所述第一弧形区域的距离的设置，使得远离进液口的通道的通道入口面积较小，而靠近进液口的通道的通道入口面积较大，那么通道入口面积的变化会使得远离进液口的通道内的液体流量较小，而靠近进液口的通道液体流量较大。

如此，第一端部弯曲弧度的变化会使得远离进液口的肋壁间的通道内的液体流量较大，而通道入口面积的变化会使得远离进液口的通道内的液体流量较小，最终远离进液口的通道内的液体流量被调整至一个合适的流量值；第一端部弯曲弧度的变化会使得靠近进液口的通道的液体流量较小，而通道入口面积的变化会使得靠近进液口的通道液体流量较大，最终靠近进液口的通道内的液体流量被调整至一个合适的流量值。可见，不论是靠近进液口的通道还是远离进液口的通道，均通过第一端部弯曲弧度的变化以及第一端部与第一弧形区域之间的间距的调整达到了一个均匀的流量值，使得流入至各个通道内的液体流量趋于一致。

通过多个第二端部中，远离所述出液口的第二端部的弯曲弧度，大于靠近所述出液口的第二端部的弯曲弧度的设置，使得远离出液口的第二端部对液体的流动阻力较小，而靠近出液口的第二端部对液体的流动阻力较大，那么第二端部弯曲弧度的变化会使得远离出液口的通道内的液体流量较大，而靠近出液口的通道的液体流量较小；通过远离所述出液口的第二端部至所述第二弧形区域的距离，小于靠近所述出液口的第二端部至所述第二弧形区域的距离的设置，使得远离出液口的通道的通道入口面积较小，而靠近出液口的通道的通道入口面积较大，那么通道入口面积的变化会使得远离出液口的通道内的液体流量较小，而靠近出液口的通道液体流量较大。

如此，第二端部弯曲弧度的变化会使得远离出液口的通道内的液体流量较大，而通道入口面积的变化会使得远离出液口的通道内的液体流量较小，最终远离出液口的通道内的液体流量被调整至一个合适的流量值；第二端部与第二弧形区域之间间距的变化会使得靠近出液口的通道的液体流量较小，而靠近出液口的通道液体流量较大，最终靠近出液口的通道内的液体流量被调整至一个合适的流量值。可见，不论是靠近出液口的通道还是远离出液口的通道，均通过第二端部弯曲弧度的变化以及第二端部与第二弧形区域之间的间距的调整达到了一个均匀的流量值，使得流入至各个通道内的液体流量趋于一致。

综上可知，通过第一弧形区域、第二弧形区域、第一端部朝进液口弯曲、第二端部朝出液口弯曲的设置，可以减小液体在换热热沉壳体内的流动阻力，使得整个热电转换装置的动力消耗有所减小，并且，多根肋壁可以对换热热沉壳体内的液体起到扰流作用，增大了换热热沉壳体的换热效率；通过第一端部与第二端部的弯曲弧度的变化、第一端部与第一弧形区域之间间距的变化、第二端部与第二弧形区域之间间距的变化，可以对多根肋壁间的通道内的液体流量进行调整，以使得各个通道内的液体流量趋于一致，在各个通道的液体流量均匀后，可以提升换热热沉壳体的换热效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对本发明的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请提出的第一种现有技术的结构示意图；

图2是本申请提出的第二种现有技术的结构示意图；

图3是本申请实施例一提出的热电转换装置的结构示意图；

图4是本申请实施例一提出的第一弧形区域的结构示意图；

图5是本申请实施例一提出的第一弧形区域呈直角的结构示意图；

图6是本申请实施例二提出的热电转换系统的结构示意图。

附图标记说明：1、换热热沉壳体；11、进液口；12、出液口；2、肋壁；21、第一端部；22、第二端部；3、第一弧形区域；31、主弧形区域；32、子弧形区域；4、第二弧形区域；5、通道；6、热电模块；7、凸起。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例一

本申请提供一种热电转换装置，请参阅图3所示，装置包括：换热热沉壳体1，换热热沉壳体1长度方向的两端分别设置有进液口11与出液口12，换热热沉壳体1内设置有沿长度延伸的多根肋壁2，且多根肋壁2沿换热热沉壳体1的宽度方向间隔设置，多根肋壁2之间形成多个通道5。

本发明中，进液口11与出液口12位于换热热沉壳体1长度方向的两端，且进液口11与出液口12之间的连线呈倾斜状，以使得进液口11与出液口12之间交错设置，即，进液口11在换热热沉壳体1宽度方向上的位置相对于出液口12在换热热沉壳体1宽度方向上的位置具有偏移。

其中，换热热沉壳体1内设置多根肋壁2，多根肋壁2可以对流入至换热热沉壳体1内的液体起到扰流作用，增大液体在换热热沉壳体1内的流速，使得整个热电转换装置的换热效率更高。

本发明中，进液口11所在的端部具有第一弧形区域3，出液口12所在的端部具有第二弧形区域4，第一弧形区域3和第二弧形区域4均朝向肋壁2的方向凹陷；换热热沉壳体1内靠近进液口11的一端具有分流区，分流区用于将流入换热热沉壳体1内的液体分流至多个通道5内，换热热沉壳体1靠近出液口12的一端具有汇流区，汇流区用于将多个通道5流出的液体汇入出液口12。

其中，热电转换装置在进行安装时，换热热沉壳体1长度方向的两端均需要安装其余部件，为了给其余部件留出安装空间，换热热沉壳体1长度方向的两端的第一弧形区域3与第二弧形区域4朝向肋壁2的方向凹陷，如此，其余部件则可以安装在第一弧形区域3与第二弧形区域4的凹陷处。

其中，第一弧形区域3与第二弧形区域4所凹陷的方向相反，第一弧形区域3与进液口11位于换热热沉壳体1宽度方向的一端，二者相连构成换热热沉壳体1的一端；第二弧形区域4与出液口12位于换热热沉壳体1宽度方向的另一端，二者相连构成换热热沉壳体1的另一端。

当液体从进液口11进入换热热沉壳体1内后进入分流区，液体沿着第一弧形区域3的内壁与换热热沉壳体1的内壁进入至多根肋壁2之间形成的多个通道5内，液体被多根肋壁2分流后汇入至靠近出液口12的汇流区，再沿着第二弧形区域4从出液口12流出。

其中，若将换热热沉壳体1的形状设置成如图5所示，当液体经过进液口11进入至换热热沉壳体1内时，或从出液口12流出换热热沉壳体1外时，液体会直接与换热热沉壳体1的直角区域发生碰撞，从而在直角区域附近形成旋流区，而旋流区会阻碍液体进入至多根肋壁2形成的通道5内，增大了液体的流动阻力。

为了减小液体的流动阻力，请参阅图3所示，本申请设置第一弧形区域3与第二弧形区域4，由于第一弧形区域3与第二弧形区域4呈圆弧形，所以液体会沿着第一弧形区域3进入通道5内，再沿着第二弧形区域4流出出液口12，进而避免液体与换热热沉壳体1的内壁发生冲击，减少了旋流区的形成，进而减小液体的流动阻力。

本发明中，第一弧形区域3包括：靠近进液口11的主弧形区域31与远离进液口11的子弧形区域32；第二弧形区域4包括：靠近出液口12的主弧形区域31与远离出液口12的子弧形区域32；其中，主弧形区域31的外法线朝向肋壁2，即主弧形区域31朝向肋壁2的方向凹陷；子弧形区域32的外法线朝向换热热沉壳体1的外部，即子弧形区域32朝向换热热沉壳体1外部的空间凸起。

请参阅图4所示，主弧形区域31与子弧形区域32均为圆弧的弧长，主弧形区域31主弧形区域31的弧长大于子弧形区域32的弧长，靠近进液口11的主弧形区域31与进液口11相连，靠近出液口12的主弧形区域31与出液口12相连。

当主弧形区域31的半径减小时，会使得主弧形区域31的弯曲弧度减小，此时沿着主弧形区域31流动的液体与主弧形区域31之间的分离力会变弱，液体可以紧靠着主弧形区域31流动，且主弧形区域31与肋壁2之间的间距增大，肋壁2与主弧形区域31之间的分流区与汇流区的面积增大；当主弧形区域31的半径增大时，会使得主弧形区域31的弯曲弧度增大，此时沿着主弧形区域31流动的液体与主弧形区域31之间的分离力会增大，液体无法紧靠着主弧形区域31流动而与主弧形区域31分离，与主弧形区域31分离后的液体与其余本应流入通道5内的液体碰撞，使得主弧形区域31附近会产生旋流区，导致液体的流动阻力增大，且主弧形区域31与肋壁2之间的间距减小，使得肋壁2与主弧形区域31之间的分流区与汇流区的面积减小。

可见，主弧形区域31的大小不仅影响到液体的流动阻力，还影响到分流区与汇流区的面积，当分流区与汇流区的流动面积改变后，会改变多个通道5内的液体流量。因此，可以通过改变主弧形区域31的大小，来改变通道5内的液体流量与液体的流动阻力，使得换热热沉壳体1内的液体流量可调。

请参阅图3所示，为便于对换热热沉壳体1或肋壁2的位置进行描述，图3的左上角还标注有坐标系，坐标系中的上、下、左、右，既可以分别用于表示换热热沉壳体1的上侧、下侧、左侧、右侧，也可以分别用于表示肋壁2的上表面、下表面、左端、右端。

假设多根肋壁2的数量为4根，4根肋壁2将换热热沉壳体1分割为5个通道5，最外侧的2个通道5（最上方的通道5与最下方的通道5）与子弧形区域32相对，中间的3个通道5与主弧形区域31相对。

由于主弧形区域31与中间3个通道5对齐，所以主弧形区域31起到调节中间3个通道5的液体流量的作用；由于子弧形区域32与最外侧的2个通道5对齐，所以子弧形区域32起到调节最外侧的通道5内的液体流量的作用。

而由于3个通道5的横截面大于2个通道5的横截面，所以主弧形区域31的弧长大于子弧形区域32的弧长，以通过弧长更大的主弧形区域31对中间数量较多的3个通道5进行流量调节，通过弧长较小的子弧形区域32对最外侧数量较少的2个通道5进行流量调节。

其中，在通过子弧形区域32对最外侧的2个通道5内的液体流量进行调节的过程中，若子弧形区域32仍然朝肋壁2的方向凹陷，会导致子弧形区域32与最外侧的肋壁2之间的间距过小，进而使得最外侧的通道5内的液体流量较小，而最外侧的通道5内的液体流量减小后，会与中间的3个通道5内的液体流量具有较大差异，最终出现换热热沉壳体1中间热两侧冷的现象，导致换热不均匀。

为了使得换热热沉壳体1内所有通道5的液体流量趋于一致，将子弧形区域32设置成朝换热热沉壳体1外部的空间突出，如此，可以扩大最外侧的通道5入口面积或通道5出口面积，使得最外侧的2个通道5的液体流量增大，最外侧2个通道5内的液体流量接近于中间3个通道5内的液体流量，换热热沉壳体1的换热更加均匀。

本发明中，每根肋壁2中靠近进液口11的第一端部21朝向进液口11弯曲，每根肋壁2中靠近出液口12的第二端部22朝向出液口12弯曲。

其中，虽然每根肋壁2可以对进入至换热热沉壳体1内的液体起到扰流作用，以增大液体在换热热沉壳体1内的流动速度，提高热电转换装置的换热效率，但是肋壁2会阻碍液体流动，增大对液体的流动阻力，导致整个热电转换装置的动力消耗有所增加。

而为了减小肋壁2对液体的流动阻力，以肋壁2第一端部21为肋壁2的左端，肋壁2的第二端部22为肋壁2的右端举例，若朝向进液口11的方向为图3所示的朝下的方向，朝向出液口12的方向为图3所示的朝上的方向。每根肋壁2的左端朝下弯曲，以使得每根肋壁2的左端的弯曲线与第一弧形区域3的弧线尽量保持平行，减小液体进入至多根肋壁2间的多个通道5内的流动阻力；每根肋壁2的右端朝上弯曲，每根肋壁2的右端的弯曲线与第二弧形区域4的弧线尽量保持平行，减小液体从多个通道5中流出的流动阻力。

应用于液体进入换热热沉壳体1的场景下，当液体从进液口11进入至换热热沉壳体1内时，第一弧形区域3会给液体导向作用，使得液体沿着第一弧形区域3的弧线流入至多个通道5内，即液体是倾斜的进入至多个通道5内，而若每根肋壁2的左端呈直线，倾斜流入的液体会冲击每根肋壁2的左端或肋壁2的下表面，当液体冲击肋壁2左端回流后，回流的液体与持续进入至通道5内的液体相互碰撞，从而在每个通道5附近形成多个旋流区，旋流区会阻碍液体进入至通道5内，导致液体进入至通道5内的流动阻力增大。

为了减小液体进入至通道5内的流动阻力，每根肋壁2的左端朝下弯曲，如此，沿着第一弧形区域3流动的液体的流动方向与肋壁2左端的弯曲方向一致，使得倾斜流入的液体会沿着弯曲的肋壁2左端的上表面平滑地进入至通道5内，而不会冲击弯曲的肋壁2左端，进而减少了旋流区的产生，减小了液体进入至通道5内的流动阻力。

应用于液体从换热热沉壳体1流出的场景下，当液体从多个通道5中流出时，若每根肋壁2的右端呈直线，从通道5中流出的液体会从通道5中冲出，而直接冲击第二弧形区域4，当液体冲击第二弧形区域4回流后，回流的液体与持续从通道5中流出的液体相互碰撞，从而在第二弧形区域4周围形成多个旋流区，旋流区会阻碍液体从出液口12流出，导致液体流出的流动阻力增大。

为了减小液体流出的流动阻力，每根肋壁2的右端朝上弯曲，如此，从通道5中流出的液体被每根肋壁2弯曲的右端导向后，液体的流动方向与第二弧形区域4的弧线方向一致，使得倾斜流出的液体会沿着第二弧形区域4的弧线流动，而不会直接冲击第二弧形区域4，进而减小了旋流区的产生，减小了液体从出液口12流出的流动阻力。

其中，在多根肋壁2处于最外侧的两根肋壁2中，靠近进液口11的肋壁2的第一端部21呈直线形状；靠近出液口12的肋壁2的第二端部22呈直线形状。具体地，请参阅图3所示，最上方的肋壁2的右端为直线，最下方的肋壁2的左端为直线。

由于最下方的肋壁2的左端与进液口11对齐，所以若将最下方肋壁2的端部设置呈弯曲状，会对进入至进液口11内的液体起到更大的阻挡作用，增大了液体进入最下方两个通道5的流动阻力，为了减小液体进入最下方两个通道5的流动阻力，最下方的肋壁2的左端设置呈直线状，如此，肋壁2不会对进入至最下方两个通道5内的液体起到较大的阻挡作用，降低了液体进入最下方两个通道5的流动阻力。

由于最上方的肋壁2的右端与出液口12齐平，若将最上方的肋壁2的右端设置呈弯曲状，从最上方的两个通道5流出的液体被弯曲的肋壁2端部导向后，液体会直接冲击换热热沉壳体1的内顶壁，进而在汇流区内形成较大的旋流区，而导致液体无法平顺地从出液口12流出，为了避免旋流区的产生，最上方的肋壁2的右端设置呈直线状，如此，从最上方的两个通道5内流出的液体是直接从出液口12处流出，而不会冲击换热热沉壳体1的内顶壁，避免了旋流区的产生。

本发明中，多个第一端部21中，远离进液口11的第一端部21的弯曲弧度，大于靠近进液口11的第一端部21的弯曲弧度；远离进液口11的第一端部21至第一弧形区域3的距离，小于靠近进液口11的第一端部21至第一弧形区域3的距离。多个第二端部22中，远离出液口12的第二端部22的弯曲弧度，大于靠近进液口11的第二端部22的弯曲弧度；远离出液口12的第二端部22至第二弧形区域4的距离，小于靠近出液口12的第二端部22至第二弧形区域4的距离。

具体地，多个第一端部21的弧度，从远离进液口11的方向至靠近进液口11的方向逐渐逐渐变小；多个第一端部21至第一弧形区域3的距离，从远离进液口11的方向至靠近进液口11的方向逐渐变大。多个第二端部22的弯曲弧度，从远离出液口12的方向至靠近出液口12的方向逐渐变小；多个第二端部22至第二弧形区域4的距离，从远离进液口11的方向逐渐变大。

如图3所示，从远离进液口11的方向至靠近进液口11的方向可以为图3所示的朝下的方向，从远离进液口11的方向至靠近进液口11的方向可以为图3所示的朝上的方向。

当液体在多个通道5中流动时，液体的流量越大，会使得换热效率高，换热热沉壳体1的表面温度高；液体的流量越小，会使得换热效率低，换热热沉壳体1的表面温度低。当多个通道5中液体的流量不一致时，使得每个通道5的换热效率不同，导致换热热沉壳体1表面的温度不均匀。

而在整个热电转换装置中，每个换热热沉壳体1的两侧均设置有热电模块6，热电模块6的外表面覆盖有陶瓷，由于热电模块6与换热热沉壳体1二者之间依次层叠设置且通过螺栓进行连接，使得热电模块6与换热热沉壳体1之间的接触比较精密，当换热热沉壳体1表面温度不均匀时，热电模块6表面的陶瓷会受热不均，导致陶瓷极易因受热不均而破裂。

并且，换热热沉壳体1的表面温度不均时，会导致整个热电转换装置的换热效率降低，例如，理想的状态下整个热电转换装置的换热效率为3%，当换热热沉壳体的表面温度不均时，会导致整个热电转换装置的换热效率降低至2%；当换热热沉壳体1的表面温度均匀时，可以使得整个热电转换装置的换热效率提升至2.8%，以尽可能地接近理想状态下的换热效率3%。

为了使得各个通道5内的流量保持均匀，使得换热热沉壳体1的表面温度趋于一致，以避免陶瓷因受热不均而破裂的现象，提升整个热电转换装置的换热效率。需要将进入至各个通道5内的液体流量调整至趋于一致，以及需要将各个通道5内流出的液体流量调整至区域一致，最终使得各个通道5的流量保持一致。

对于肋壁2的第一端部21而言，多个第一端部21的弯曲弧度从上至下依次变小，多个第一端部21与第一弧形区域3之间的间距从上至下依次变大。液体进入多个通道5内时，由于肋壁2第一端部21与第一弧形区域3之间是形成分流区，所以液体是沿着多个肋壁2的第一端部21的上表面分别进入至多个通道5内。

其中，当第一端部21的弯曲弧度从上至下依次变小时，第一端部21的上表面对其上方的通道5内的液体的流动阻力逐渐增大，使得每个通道5内的液体的流量从上至下逐渐减小；当多个第一端部21与第一弧形区域3之间的间距从上至下依次变大时，进入至每个通道5内的液体的通道5入口面积逐渐增大，使得每个通道5内的液体的流量从上至下逐渐增大。

对于肋壁2的第二端部22而言，多个第二端部22的弯曲弧度从上至下依次变大，多个第二端部22与第二弧形区域4之间的间距从上至下依次变小，液体从多个通道5内流出时，由于肋壁2第二端部22与第二弧形区域4之间是形成汇流区，所以液体是沿着肋壁2第二端部22的下表面分别汇入汇流区内，再经过汇流区进入出液口12内。

其中，当第二端部22的弯曲弧度从上至下依次变大时，第二端部22的下表面对其下方的通道5内的液体的流动阻力逐渐减小，使得每个通道5内的液体流量从上至下逐渐减小；当多个第二端部22与第二弧形区域4之间的间距从上至下依次变大时，从每个通道5内流出的通道5出口面积逐渐减小，使得每个通道5内的液体的流量从上至下逐渐增大。

具体地，对于同一通道5而言，液体进入该通道5内时，是利用通道5下方的肋壁2的第一端部21的上表面将液体导入通道5内；液体从通道5中流出时，是利用通道5上方的肋壁2的第二端部22的下表面将液体从通道5中导出。

如此，利用第一端部21的弯曲弧度的变化来使得每个通道5的液体流量从上至下逐渐变小，利用第一端部21与第一弧形区域3之间的间距来使得每个通道5的液体流量从上至下逐渐变大，二者相互中和调整后，最终使得进入至每个通道5内的液体流量趋于一致；利用第二端部22的弯曲弧度的变化来使得每个通道5的液体流量从上至下逐渐变大，利用第二端部22与第二弧形区域4之间的间距来使得每个通道5的液体流量从上至下逐渐减小，二者相互中和调整后，最终使得从每个通道5内流出的液体流量趋于一致。

由于每个通道5的入口与出口处的液体流量是趋于一致的，所以每个通道5内的液体流量趋于一致，换热热沉壳体1的表面温度更加均匀，在换热热沉壳体1表面温度更加均匀的基础上，热电模块6外面覆盖的陶瓷受热也会更加均匀，避免了陶瓷因受热不均而破裂的现象，且换热热沉壳体1表面温度均匀后，也会进一步地提升整个热电转换装置的换热效率。

并且，由于每个第一端部21与第二端部22呈弯曲形状，也能够使得液体进入至通道5内，或从通道5内流出更加平滑，减小了对肋壁2对液体的流动阻力，使得热电转换装置的动力设备可以输出更小的动力，来为液体的流动提供动力，使得整个热电转换装置的动力消耗有所减小。

其中，在对第一端部21的弯曲弧度进行调节时，可以通过第一端部21的半径与圆心角来进行调节，例如，将第一端部21的半径从上至下设置为逐渐增大，将第一端部21的圆心角从上至下设置为逐渐减小，以使得第一端部21的弯曲弧度从上至下逐渐减小；在对第二端部22的弯曲弧度进行调节时，可以通过第二端部22的半径与圆心角来进行调节，例如，将第二端部22的半径从上至下设置为逐渐减小，将第二端部22的圆心角从上至下设置为逐渐增大，以使得第二端部22的弯曲弧度从上至下逐渐增大。

本发明中，请参阅图4所示，换热热沉壳体1上与第一弧形区域3相对的内壁设置有凸起7；凸起7设置于靠近进液口11的位置；凸起7与换热热沉壳体1的内壁之间的夹角在大于或等于3度，且小于或等于5度的范围之内。

其中，从进液口11流入至换热热沉壳体1内的液体会直接冲击最下方的肋壁2，液体冲击最下方肋壁2回流后，会与持续进入至最下方两个通道5的液体相互碰撞，进而在最下方的通道5附近形成一个较大的旋流区，该大的旋流区距离最下方的通道5的通道5入口较近，会对进入至最下方的通道5内的液体起到阻碍作用，导致最下方的通道5内的液体的流动阻力较大。

为了进一步地减小液体的流动阻力，在换热热沉壳体1内壁且靠近进液口11的位置设置一个凸起7，当进入至进液口11内的液体流经该凸起7时，会在凸起7远离进液口11的后方提前诱发一个小的旋流区，而该小的旋流区距离最下方的通道5的通道5入口较远，并不会对进入至最下方通道5的液体起到阻碍作用，使得最下方的通道5内的液体的流动阻力较小。

具体而言，假设该凸起7两侧轮廓与换热热沉壳体1内壁的夹角分别为θa和θb，两个的取值在[3，5]范围内，由于该凸起7两侧轮廓与换热热沉壳体1内壁的夹角较小，所以可以在凸起7的后方诱发一个小的旋流区，而非大的旋流区。

实施例二

基于同一发明构思，本申请另一实施例提供一种热电转换系统，包括：多个如本发明实施例一提供的热电转换装置；其中，多个热电转换装置层叠设置，每相邻两个热电转换装置之间设置有热电模块6；每相邻两个热电转换装置的进液口11位于不同侧，且每相邻两个热电转换装置中一个热电转换装置的进液口11与另一热电转换装置的出液口12错开。

本发明中，请参阅图6所示，热电转换装置与热电模块6层叠设置，热电转换模块所散热的热量被热电模块6所接收，进而转换成电能。

具体而言，热电模块6可选用商业的热电模块产品，例如湖北赛格瑞新能源科技有限公司所产的型号为TEG1-12708或者TEG1-12709的热电模块产品。

热电模块6是由多个由半导体温差热电材料制成的P-N结串联形成，其热电转化过程是基于塞贝克效应实现的。

半导体温差热电材料可以为碲化铋，使用温度250℃以内，均可满足使用要求；塞贝克效应是指由两种不同材料的半导体构成的回路中，两个连接端点的温度不同时，连接端点间会产生电动势，并在回路中有电流，如此来将吸收的热能转换成电能。

利用半导体温差热电材料制成的热电模块6具有无噪声、无振动、无机械部件的特点，具有特殊的应用优势。半导体温差热电材料种类众多，根据适用温度可分为低温热电材料、中温热电材料和高温热电材料，可根据实际的热源温度选择合适的热电材料，制成热电转换效率相对较高的热电模块6。

具体地，请参阅图6所示，由于每一层的热电转换装置的凹陷处，即第一弧形区域3与第二弧形区域4的凹陷处均需要安装其余部件，若将相邻两个热电转换装置的进液口11与出液口12设置于同一侧，会导致其余部件无法安装至多个热电转换装置上，因此，每相邻两个热电转换装置中一个热电转换装置的进液口11与另一热电转换装置的出液口12错开，以使得其余部件能够被安装在第一弧形区域3的凹陷或第二弧形区域4的凹陷处。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

还需要说明的是，在本文中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“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，诸如“第一”和“第二”之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。而且，术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。

以上对本申请所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请，在具体实施方式及应用范围上均会有不同形式的改变之处，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举，而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本申请的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种热电转换装置，其特征在于，所述装置包括：换热热沉壳体，所述换热热沉壳体长度方向的两端分别设置有进液口与出液口，所述换热热沉壳体内设置有沿所述长度延伸的多根肋壁，且所述多根肋壁沿所述换热热沉壳体的宽度方向间隔设置；

其中，所述进液口所在的端部具有第一弧形区域，所述出液口所在的端部具有第二弧形区域，所述第一弧形区域和所述第二弧形区域均朝向所述肋壁的方向凹陷；

每根所述肋壁中靠近所述进液口的第一端部朝向所述进液口弯曲，每根所述肋壁中靠近所述出液口的第二端部朝向所述出液口弯曲；

多个第一端部中，远离所述进液口的第一端部的弯曲弧度，大于靠近所述进液口的第一端部的弯曲弧度；远离所述进液口的第一端部至所述第一弧形区域的距离，小于靠近所述进液口的第一端部至所述第一弧形区域的距离；

多个第二端部中，远离所述出液口的第二端部的弯曲弧度，大于靠近所述进液口的第二端部的弯曲弧度；远离所述出液口的第二端部至所述第二弧形区域的距离，小于靠近所述出液口的第二端部至所述第二弧形区域的距离。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，多个第一端部的弧度，从远离所述进液口的方向至靠近所述进液口的方向逐渐逐渐变小；所述多个第一端部至所述第一弧形区域的距离，从远离所述进液口的方向至靠近所述进液口的方向逐渐变大；

多个第二端部的弯曲弧度，从远离所述出液口的方向至靠近所述出液口的方向逐渐变小；所述多个第二端部至所述第二弧形区域的距离，从远离所述进液口的方向逐渐变大。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述进液口在所述换热热沉壳体宽度方向上的位置，相对于所述出液口在所述换热热沉壳体宽度方向上的位置具有偏移。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一弧形区域包括：靠近所述进液口的主弧形区域与远离所述进液口的子弧形区域；所述第二弧形区域包括：靠近所述出液口的主弧形区域与远离所述出液口的子弧形区域；

其中，所述主弧形区域的外法线朝向所述肋壁，所述子弧形区域的外法线朝向换热热沉壳体的外部。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述主弧形区域的弧长大于所述子弧形区域的弧长。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在所述多根肋壁处于最外侧的两根肋壁中，靠近所述进液口的肋壁的第一端部呈直线形状；靠近所述出液口的肋壁的第二端部呈直线形状。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述换热热沉壳体上与所述第一弧形区域相对的内壁设置有凸起；

所述凸起设置于靠近所述进液口的位置。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述凸起与所述换热热沉壳体的内壁之间的夹角在大于或等于3度，且小于或等于5度的范围之内。

9.一种热电转换系统，其特征在于，包括：多个如权利要求1至8任一项提供的热电转换装置；

其中，多个所述热电转换装置层叠设置，每相邻两个所述热电转换装置之间设置有热电模块；

所述热电模块由半导体温差热电材料制成的P-N结串联形成，用于接收所述热电转换装置散发的热量，并将该热量转换成电能。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，每相邻两个热电转换装置的进液口位于不同侧，且每相邻两个热电转换装置中一个热电转换装置的进液口与另一热电转换装置的出液口错开。

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