CN114701351A - 一种可发电的散热器水箱及汽车 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可发电的散热器水箱及汽车，包括散热器水箱的高温端和低温端，所述高温端和低温端之间设置有数个P型半导体和N型半导体，通过铜片连接所述P型半导体和N型半导体，形成温差电池组；所述高温端和低温端之间设有隔热区，通过所述隔热区使高温端和低温端温差保持基本恒定。汽车包括前述可发电的散热器水箱。本发明的有益效果是，在散热器的高温端和低温端之间设置隔热区，隔热区阻挡高温端的热量传递至低温端，使低温端的温度保持与环境温度相同，从而保证高温端和低温端之间的温度差基本恒定，从而保证温差发电量的稳定性，提高至少20％的发电量，汽车质量好。
Description
技术领域
本发明涉及汽车零部件的结构，特别是一种可发电的散热器水箱及汽车。
背景技术
散热器是在两种不同温度的物体之间进行热交换，高温物体被冷却，低温物体被加热，高温物体所蕴含的能量被低温物体带走，并向自然环境溢散；温差本身的能量差成为驱动高低温物体换热的必要条件之一，可以利用温差发电。半导体温差发电技术基于塞贝克原理，是指将两种不同类型(N型和P型)半导体材料的一端串联并置于高温环境，另一端开路并置于低温环境高温端的载流子在热激发的作用下向低温端扩散，由于低温端为开路，载流子在低温端堆积并在材料内部形成电动势，进而可利于其电动势发电。
普通温差发电片，依靠高温端和低温端之间的温差来发电，但是高温端的热量会不断地传递到低温端，使低温端的温度上升，导致高温端和低温端之间不具备基本恒定的温差条件；如要维持恒定温差，就需要采用额外的冷却系统对低温段进行冷却，这限制了其使用范围；如果低温端失去稳定的冷却条件后，低温端温度上升，高温端和低温端的温差减小，导致温差发电量也会随之下降，总发电量低。
发明内容
本发明的目的就是提供一种可发电的散热器水箱，使散热器水箱的高温端和低温端之间的温差保持基本恒定。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。
一种可发电的散热器水箱，包括散热器水箱的高温端和低温端，所述高温端和低温端之间设置有数个P型半导体和N型半导体，通过铜片连接所述P型半导体和N型半导体，形成温差电池组；所述高温端和低温端之间设有隔热区，通过所述隔热区使高温端和低温端温差保持基本恒定。
采用前述技术方案的本发明，通过在散热器水箱上设置温差电池组，利用温差发电，并通过在散热器的高温端和低温端之间设置隔热区，通过隔热区阻挡高温端的热量传递至低温端，使低温端的温度保持与环境温度相同，从而保证高温端和低温端之间的温度差基本恒定，从而保证温差发电量的稳定性，并比未设置隔热区的传统温差发电的总发电量，提高至少20％的发电量。
优选的，所述高温端由散热器扁管构成，所述低温端由连接在散热器扁管外侧的防尘罩构成，每个散热器扁管和与其连接的防尘罩之间连接的P型半导体和N型半导体形成一个温差电池组，数个所述温差电池组通过导线串联或并联形成电路，并与稳压蓄电池连接。
将与发热电器直接接触的散热器扁管作为高温端，将与外部环境接触的防尘罩作为低温端，将温差电池组设置在散热器扁管和防尘罩之间，利用散热器扁管和防尘罩之间的温差驱动P型半导体和N型半导体产生不同的载流子扩散速率，进而发电，并通过导线将每个散热器扁管和与其相配合的防尘罩之间的电池组串联或并联后形成电路与稳压蓄电池连接，通过稳压蓄电池储存温差电池组所产生的电能。
优选的，相邻的所述散热器扁管之间均设置有散热翅片。
在每个散热器扁管之间都设置散热翅片，通过散热翅片协同散热器扁管对电器设备散热。
优选的，所述稳压蓄电池通过导线与充电器连接，所述充电器通过导线与电器连接。
导线将稳压蓄电池与充电器连接，通过充电器稳压电源、提供稳定工作电压和足够的电流，便于与充电器连接的电器能稳定工作。
优选的，紧邻的一个所述P型半导体和一个N型半导体形成一个温差电池，并由数个温差电池串联形成温差电池组，所述温差电池组具体为：由数个P型半导体和数个N型半导体彼此间隔排列组成，所述P型半导体和所述N型半导体的一端通过所述铜片连接，通过导热胶将铜片与防尘罩贴合连接，所述P型半导体和所述N型半导体的另一端通过所述铜片连接，通过导热胶将铜片与散热器扁管贴合连接，所述防尘罩端的铜片与所述散热器扁管端的铜片沿电流方向彼此交错放置。
将P型半导体和N型半导体的一端通过铜片连接，通过导热胶将铜片与防尘罩贴合连接，P型半导体和N型半导体的另一端通过所述铜片连接，通过导热胶将铜片与散热器扁管贴合连接，形成一个温差电池，通过铜片将在同一个散热器扁管和防尘罩内的数个温差电池串联，形成温差电池组电路，利用散热器扁管和防尘罩之间的温差进行发电，通过导热胶导热与铜片直接接触减少热损失，提高高温端与低温端之间的温差，并作为绝缘层，防止漏电。
优选的，所述散热器扁管的两端分别连接有第一水室和第二水室，第一水室的水通过散热器扁管流向第二水室。
在第一水室内的水从散热器扁管的一端进入到散热器扁管内，并从散热器扁管的另一端流出至第二水室内，对与散热器贴合的电器进行散热。
优选的，所述隔热区由设置在高温端和低温端之间的真空区构成，所述真空区与温差电池组内的所有P型半导体和N型半导体之间密封连接，阻挡高温端的热量传递到低温端。
通过设置真空区，将真空区的壳体与所有P型半导体和N型半导体之间密封连接，设置在散热器扁管与防尘罩之间的真空区，防止散热器扁管的热量向防尘罩传递，保证散热器扁管与防尘罩之间的温差；每对相配合的散热器扁管与防尘罩之间都设置真空段，通过真空段隔热，保证温差，提高发电量。
优选的，所述隔热区由设置在高温端和低温端之间的真空区构成，所述真空区与温差电池组内的所有P型半导体和N型半导体之间密封连接，位于所述真空区内的每个所述P型半导体和N型半导体的本体均被切断，且由同一个半导体切断的两块半导体之间设置有第一隔热间隙，通过所述第一隔热间隙阻断高温端通过P型半导体和N型半导体传递热量至低温端，所述第一隔热间隙的距离能满足P型半导体和N型半导体上的载流子正常移动。
隔热区设置在高温端和低温端之间，由真空区阻挡高温端和低温端之间传递热量，保持高温端和低温端之间的温差，并将真空区内的P型半导体和N型半导体的本体均被切断，同一个半导体被切断后形成的两块半导体之间的距离为第一间隙，通过第一间隙阻挡高温端的热量通过半导体向低温端传递，进一步保证高温端和低温端之间的温差；且第一间隙的距离能满足，被切成两块的半导体之间的载流子仍然保持正常移动，不影响载流子移动产生的发电量。
优选的，所述隔热区由设置在高温端和低温端之间的真空区构成，所述真空区与温差电池组内的所有P型半导体和N型半导体之间密封连接，位于所述真空区内的每个所述P型半导体和N型半导体上均设置有第二隔热间隙和连接部，所述连接部的截面面积为P型半导体或N型半导体截面面积的1/20～1/30。
隔热区设置在高温端和低温端之间，由真空区阻挡高温端和低温端之间的空气传递热量，保持高温端和低温端之间的温差，并将真空区内的P型半导体和N型半导体的本体上设置第二隔热间隙和连接部，通过第二间隙减小高温端的热量通过半导体向低温端传递，进一步保证高温端和低温端之间的温差，并在第二间隙处设置连接部，通过连接部保证半导体上的载流子移动发电。
为了达到上述目的，本发明的实施例还提供了一种汽车，包括上述可发电的散热器水箱。
本发明的有益效果是，通过在散热器水箱上设置温差电池组，利用温差发电，并通过在散热器的高温端和低温端之间设置隔热区，通过隔热区阻挡高温端的热量传递至低温端，使低温端的温度保持与环境温度相同，从而保证高温端和低温端之间的温度差基本恒定，从而保证温差发电量的稳定性，并比未设置隔热区的传统温差发电的总发电量，提高至少20％的发电量。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明图1中的A-A的截面图；
图3是本发明一个温差电池组的结构示意图；
图4是本发明图3去掉真空区后的结构示意图；
图5是本发明的半导体的结构图；
图6是本发明的半导体的结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
说明书附图中的附图标记包括：散热器扁管1、散热翅片11、防尘罩12、P型半导体13、N型半导体14、第一水室15、第二水室16、铜片2、稳压蓄电池3、充电器4、电器5、真空区6、导线7、第一隔热间隙8、第二隔热间隙9、连接部91。
实施例一，一种可发电的散热器水箱，包括散热器水箱的高温端和低温端，所述高温端和低温端之间设置有数个P型半导体13和N型半导体14，通过导热胶将铜片2连接所述P型半导体13和N型半导体14，形成温差电池组；所述高温端和低温端之间设有隔热区，通过所述隔热区使高温端和低温端温差保持基本恒定。
其中，参见图1至图4，所述高温端由散热器扁管1构成，所述低温端由连接在散热器扁管1外侧的防尘罩12构成，每个散热器扁管1和与其连接的防尘罩12之间连接的P型半导体13和N型半导体14形成一个温差电池组，数个所述温差电池组通过导线7串联或并联形成电路，并与稳压蓄电池3连接。
参见图1，相邻的所述散热器扁管1之间均设置有散热翅片11。所述稳压蓄电池3通过导线7与充电器4连接，所述充电器4通过导线7与电器5连接。所述散热器扁管1的两端分别连接有第一水室15和第二水室16，第一水室15的水通过散热器扁管1流向第二水室16。
参见图2和图3，紧邻的一个所述P型半导体13和一个N型半导体14形成一个温差电池，并由数个温差电池串联形成温差电池组，所述温差电池组具体为：由数个P型半导体13和数个N型半导体14彼此间隔排列组成，所述P型半导体13和所述N型半导体14的一端通过所述铜片2连接，通过导热胶将铜片2与防尘罩12贴合连接，所述P型半导体13和所述N型半导体14的另一端通过所述铜片2连接，通过导热胶将铜片2与散热器扁管1贴合连接，所述防尘罩12端的铜片2与所述散热器扁管1端的铜片2沿电流方向彼此交错放置。
参见图3和图4，所述隔热区由设置在高温端和低温端之间的真空区6构成，所述真空区6与温差电池组内的所有P型半导体13和N型半导体14之间密封连接，阻挡高温端的热量传递到低温端。
实施例二，参见图5，本实施例与实施例一的不同之处是：所述隔热区由设置在高温端和低温端之间的真空区6构成，所述真空区6与温差电池组内的所有P型半导体13和N型半导体14之间密封连接，位于所述真空区6内的每个所述P型半导体13和N型半导体14的本体均被切断，且由同一个半导体切断的两块半导体之间设置有第一隔热间隙8，通过所述第一隔热间隙8阻断高温端通过P型半导体13和N型半导体14传递热量至低温端，所述第一隔热间隙8的距离能满足P型半导体13和N型半导体14上的载流子正常移动。本实施例中可以不用设置真空区6，通过第一隔热间隙8达到限制热量传递，其中第一隔热间隙8可设置至少一个。
实施例三，参见图6，本实施例与实施例一的不同之处是：所述隔热区由设置在高温端和低温端之间的真空区6构成，所述真空区6与温差电池组内的所有P型半导体13和N型半导体14之间密封连接，位于所述真空区6内的每个所述P型半导体13和N型半导体14上均设置有第二隔热间隙9和连接部91，所述连接部91的截面面积为P型半导体13或N型半导体14截面面积的1/20～1/30。本实施例中可以不用设置真空区6，通过第二隔热间隙9和连接部91的设置达到限制热量传递，其中第二隔热间隙9和连接部91可设置至少一对。
实施例四，一种汽车，包括上述可发电的散热器水箱。需要说明的是，该汽车，可为传统燃油汽车和新能源汽车的两厢轿车、三厢轿车、皮卡车、SUV、MPV、面包车或越野车等。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种可发电的散热器水箱，其特征在于，包括散热器水箱的高温端和低温端，所述高温端和低温端之间设置有数个P型半导体(13)和N型半导体(14)，并通过铜片(2)连接所述P型半导体(13)和N型半导体(14)，形成温差电池组；所述高温端和低温端之间设有隔热区，通过所述隔热区使高温端和低温端温差保持基本恒定。
2.根据权利要求1所述的，可发电的散热器水箱，其特征在于，所述高温端由散热器扁管(1)构成，所述低温端由连接在散热器扁管(1)外侧的防尘罩(12)构成，每个散热器扁管(1)和与其连接的防尘罩(12)之间连接的P型半导体(13)和N型半导体(14)形成一个温差电池组，数个所述温差电池组通过导线(7)串联或并联形成电路，并与稳压蓄电池(3)连接。
3.根据权利要求2所述的可发电的散热器水箱，其特征在于，相邻的所述散热器扁管(1)之间均设置有散热翅片(11)。
4.根据权利要求2所述的可发电的散热器水箱，其特征在于，所述稳压蓄电池(3)通过导线(7)与充电器(4)连接，所述充电器(4)通过导线(7)与电器(5)连接。
5.根据权利要求1所述的可发电的散热器水箱，其特征在于，紧邻的一个所述P型半导体(13)和一个N型半导体(14)形成一个温差电池，并由数个温差电池串联形成温差电池组，所述温差电池组具体为：由数个P型半导体(13)和数个N型半导体(14)彼此间隔排列组成，所述P型半导体(13)和所述N型半导体(14)的一端通过所述铜片(2)连接，通过导热胶将铜片(2)与防尘罩(12)贴合连接，所述P型半导体(13)和所述N型半导体(14)的另一端通过所述铜片(2)连接，通过导热胶将铜片(2)与散热器扁管(1)贴合连接，所述防尘罩(12)端的铜片(2)与所述散热器扁管(1)端的铜片(2)沿电流方向彼此交错放置。
6.根据权利要求1所述的可发电的散热器水箱，其特征在于，所述散热器扁管(1)的两端分别连接有第一水室(15)和第二水室(16)，第一水室(15)的水通过散热器扁管(1)流向第二水室(16)。
7.根据权利要求1所述的可发电的水箱，其特征在于，所述隔热区由设置在高温端和低温端之间的真空区(6)构成，所述真空区(6)与温差电池组内的所有P型半导体(13)和N型半导体(14)之间密封连接，阻挡高温端的热量传递到低温端。
8.根据权利要求1所述的可发电的散热器水箱，其特征在于，所述隔热区由设置在高温端和低温端之间的真空区(6)构成，所述真空区(6)与温差电池组内的所有P型半导体(13)和N型半导体(14)之间密封连接，位于所述真空区(6)内的每个所述P型半导体(13)和N型半导体(14)的本体均被切断，且由同一个半导体切断的两块半导体之间设置有第一隔热间隙(8)，通过所述第一隔热间隙(8)阻断高温端通过P型半导体(13)和N型半导体(14)传递热量至低温端，所述第一隔热间隙(8)的距离能满足P型半导体(13)和N型半导体(14)上的载流子正常移动。
9.根据权利要求1所述的可发电的散热器水箱，其特征在于，所述隔热区由设置在高温端和低温端之间的真空区(6)构成，所述真空区(6)与温差电池组内的所有P型半导体(13)和N型半导体(14)之间密封连接，位于所述真空区(6)内的每个所述P型半导体(13)和N型半导体(14)上均设置有第二隔热间隙(9)和连接部(91)，所述连接部(91)的截面面积为P型半导体(13)或N型半导体(14)截面面积的1/20～1/30。
10.一种汽车，其特征在于，包括权利要求1～9任一项所述的可发电的散热器水箱。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202210350794.9A CN114701351A (zh) | 2022-04-02 | 2022-04-02 | 一种可发电的散热器水箱及汽车 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202210350794.9A CN114701351A (zh) | 2022-04-02 | 2022-04-02 | 一种可发电的散热器水箱及汽车 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN114701351A true CN114701351A (zh) | 2022-07-05 |
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| CN202210350794.9A Pending CN114701351A (zh) | 2022-04-02 | 2022-04-02 | 一种可发电的散热器水箱及汽车 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN114701351A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117145633A (zh) * | 2023-10-31 | 2023-12-01 | 中国航发四川燃气涡轮研究院 | 一种用于航空发动机的基于热电效应的余热回收系统 |
-
2022
- 2022-04-02 CN CN202210350794.9A patent/CN114701351A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117145633A (zh) * | 2023-10-31 | 2023-12-01 | 中国航发四川燃气涡轮研究院 | 一种用于航空发动机的基于热电效应的余热回收系统 |
| CN117145633B (zh) * | 2023-10-31 | 2024-01-19 | 中国航发四川燃气涡轮研究院 | 一种用于航空发动机的基于热电效应的余热回收系统 |
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Legal Events
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