CN208539804U - 一种循环水自冷式温差发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种循环水自冷式温差发电装置，包括，冷却组件，包括降温件和驱动件，所述降温件与驱动件相连接；以及，发电组件，设置于所述降温件的一端；所述降温件包括冷却液箱和分液盘，所述分液盘设置于所述冷却液箱内；所述冷却液箱区分为第一容载腔和第二容载腔，所述第一容载腔与第二容载腔通过间隔板隔。本实用新型设置的冷却组件，其冷却效果优于主动冷却散热和风冷被动冷却散热，可快速冷却，提高发电模块温差，即可提高能量的转化与利用，且自身消耗功率较低，同时与散热鳍片、水箱相配合使用，可保证发电片温差，从而有利于运行稳定可靠，并且成本低廉，维护简单，可靠性高，满足使用需求。

Description

一种循环水自冷式温差发电装置

技术领域

本实用新型涉及的发电技术领域，尤其涉及一种循环水自冷式温差发电装置。

背景技术

温差发电装置是利用塞贝克效应，将热能直接转换成电能一种发电器件。将一个p型温差电元件和一个n型温差电元件在热端用金属导体电极连接起来，在其冷端分别连接冷端电极，就构成一个温差电单体或单偶。在温差电单体开路端接入电阻为RL的外负载，如果温差电单体的热面输入热流，在温差电单体热端和冷端之间建立了温差，则将会有电流流经电路，负载上将得到电功率I2RL，因而得到了将热能直接转换为电能的发电装置。当发电装置工作时，为保持热接头和冷接头之间有一定的温度差，应不断地对热接头供热，而从冷接头不断排热。热接头所供给的部分热量被作为珀尔帖热吸收了，另一部分则通过热传导传向冷接头。排出的热量应为冷接头放出的珀尔帖热和从热接头传导来的热量之和。对于上述接头的热平衡，还应加上汤姆逊热和被导体释放的焦耳热。设在系统中所产生的焦耳热I2Ri中有一半传到热端，另一半由冷端放出，热源所消耗的热量是珀尔帖热Ph、由于热传递迁移到冷端的热PT和交还给热源的焦耳热三部分组成，即为温差电单体的热电转换效率是有用功率与热源所消耗的热量之比。要想得到优值高的温差电材料，只有提高其塞贝克系数和电导率，降低其热导率。但是塞贝克系数、电导率和热导率都在不同程度上依赖于载流子浓度和迁移率，互相是关联的。

目前温差发电技术上所需要攻克的一大难题就是如何提高温差发电模块冷端和热端的温差，普通的发电模块如果采用散热片主动散热方式，那么冷热端温差仅有几十度，如果在此基础上加入风冷被动散热，那么温差也仅仅在100 度以内，这将大大降低发电模块及热源的能量转化效率，造成更多的浪费。

实用新型内容

本部分的目的在于概述本实用新型的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和实用新型名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和实用新型名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本实用新型的范围。

鉴于上述现有循环水自冷式温差发电装置存在的问题，提出了本实用新型。

因此，本实用新型目的是提供一种循环水自冷式温差发电装置，其设置的冷却组件，其冷却效果优于主动冷却散热和风冷被动冷却散热，可快速冷却，提高发电模块温差，即可提高能量的转化与利用，且自身消耗功率较低，同时与散热鳍片、水箱相配合使用，可保证发电片温差，从而有利于运行稳定可靠，并且成本低廉，维护简单，可靠性高，满足使用需求。

为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：一种循环水自冷式温差发电装置，包括，冷却组件，包括降温件和驱动件，所述降温件与驱动件相连接；以及，发电组件，设置于所述降温件的一端。

作为本实用新型所述循环水自冷式温差发电装置的一种优选方案，其中：所述降温件包括冷却液箱和分液盘，所述分液盘设置于所述冷却液箱内。

作为本实用新型所述循环水自冷式温差发电装置的一种优选方案，其中：所述冷却液箱区分为第一容载腔和第二容载腔，所述第一容载腔与第二容载腔通过间隔板隔离。

作为本实用新型所述循环水自冷式温差发电装置的一种优选方案，其中：所述间隔板上开设有通孔。

作为本实用新型所述循环水自冷式温差发电装置的一种优选方案，其中：所述冷却液箱的一端设置有进液口，另一端开设有出液口。

作为本实用新型所述循环水自冷式温差发电装置的一种优选方案，其中：所述分液盘包括主通管和分支管，所述分支管设置于所述主通管的两端，且所述分支管与主通管均相通。

作为本实用新型所述循环水自冷式温差发电装置的一种优选方案，其中：所述主通管的内部中间位置固定有橡胶塞，且所述主通管的一端为进水口，另一端开设有出水口，

其中，所述出水口与所述驱动件的水泵出口连接，所述进水口嵌入设置于所述发电组件的水箱内。

作为本实用新型所述循环水自冷式温差发电装置的一种优选方案，其中：所述驱动件还包括散热风扇，所述散热风扇设置于所述冷却液箱上。

作为本实用新型所述循环水自冷式温差发电装置的一种优选方案，其中：所述发电组件包括散热鳍片和发电片，所述散热鳍片设置于所述发电片的冷端上，且所述散热鳍片和冷端均嵌入设置于所述水箱内。

作为本实用新型所述循环水自冷式温差发电装置的一种优选方案，其中：所述发电组件还包括均温板，所述均温板与所述发电片的热端连接。

本实用新型的有益效果：本实用新型设计合理，结构紧凑，设置的冷却组件，其冷却效果优于主动冷却散热和风冷被动冷却散热，可快速冷却，提高发电模块温差，即可提高能量的转化与利用，且自身消耗功率较低，同时与散热鳍片、水箱相配合使用，可实现循环水自冷却，从而保证发电片温差，有利于运行稳定可靠，并且成本低廉，维护简单，可靠性高，满足使用需求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，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它的附图。其中：

图1为本实用新型循环水自冷式温差发电装置第一、二个实施例的整体结构示意图。

图2为本实用新型循环水自冷式温差发电装置第一、二个实施例所述的降温件结构示意图。

图3为本实用新型循环水自冷式温差发电装置第二个实施例所述的分液盘结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本实用新型至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

再其次，本实用新型结合示意图进行详细描述，在详述本实用新型实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本实用新型保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

参照图1和2，为本实用新型第一个实施例，提供了一种循环水自冷式温差发电装置的整体结构示意图，如图1，一种循环水自冷式温差发电装置包括冷却组件100，包括降温件101和驱动件102，降温件101与驱动件102相连接；以及，发电组件200，设置于降温件101的一端。

具体的，本实用新型主体结构包括冷却组件100和发电组件200，两者相互配合，可提高发电片温差，即可提高能量的转化与利用，进一步的，冷却组件 100，起到快速冷却散热的作用，包括降温件101和驱动件102，驱动件102起到散热和实现循环冷却，而降温件101是实现水冷却降温的主体结构，其降温件 101与驱动件102相连接；发电组件200，用于实现稳定发电，其设置于降温件 101的一端。

需说明的是，发电组件200包括散热鳍片202和发电片203，散热鳍片202 设置于发电片203的冷端203a上，且两者采用高导热率的导热硅胶进行填敷、粘合，或采用螺丝螺母等加固固定，其中，散热鳍片202采用铜制或镍制，而散热鳍片202和冷端203a均穿过水箱201的安装孔嵌入到水箱201内，其中，发电片203至少设置设置有1个，(图中个数仅作参考)，水箱201的安装孔的个数与发电片203的个数相同；进一步的，发电组件200还包括均温板204，均温板204与发电片203的热端203b连接，均温板204采用铜质或铝质材料制成，用于将工业设备中的余热均匀传递给多个发电片203的热端203b上，即有利于合理利用资源，满足使用需求。

参照图1～3，为本实用新型的第二个实施例，该实施例不同于第一个实施例的是：降温件101包括冷却液箱101a和分液盘101b，大大增加了热交换面积，便于快速以及充分冷却。具体的，参见图1，其主体结构包括冷却组件100和发电组件200，两者相互配合，可提高发电片温差，即可提高能量的转化与利用，进一步的，冷却组件100，起到快速冷却散热的作用，包括降温件101和驱动件 102，驱动件102起到散热和实现循环冷却，而降温件101是实现水冷却降温的主体结构，其降温件101与驱动件102相连接；发电组件200，用于实现稳定发电，其设置于降温件101的一端。而降温件101包括冷却液箱101a和分液盘101b，冷却液箱101a起到承载和防护的作用，分液盘101b用于增加水热交换速度，可实现完全散热，其设置于冷却液箱101a内，进一步的，冷却液箱101a区分为第一容载腔N1和第二容载腔N2，第一容载腔N1与第二容载腔N2通过间隔板 101a-1隔离，而间隔板101a-1上开设有通孔101a-11，便于第二容载腔N2的冷却液流到第一容载腔N1内，可实现合理利用资源，其中，冷却液箱101a的一端设置有进液口101a-2，另一端开设有出液口101a-3，冷却液可以为水、冷却水或液态金属，使用时，使用者可定时通过进液口101a-2向第二容载腔N2倒入冷却液。

需详细说明的是，分液盘101b设置有两个，两个分液盘101b分别设置于第一容载腔N1和第二容载腔N2内，而分液盘101b包括主通管101b-10和分支管 101b-20，分支管101b-20设置于主通管101b-10的两端，且分支管101b-20与主通管101b-10均相通，较好的，分支管101b-20的个数至少设置有2个(图中个数仅作参考)，其中，主通管101b-10的直径大于分支管101b-20的直径，且两者均采用铜质或铝质材料制成，进一步的，主通管101b-10的内部中间位置固定有橡胶塞101b-11，为分流热交换提供了基础，其主通管101b-10的一端为进水口101b-12，另一端开设有出水口101b-13，出水口101b-13与驱动件102的水泵 102a出口连接，而进水口101b-12嵌入设置于发电组件200的水箱201内，而水泵102a的热水管嵌入到括水箱201内，水泵102a是实现循环水自冷的动力件，必不可少，进一步的，两个分液盘101b向通，用于实现初步降温和最终降温两步，保证冷却的效果；其中，驱动件102还包括散热风扇102b，散热风扇102b 设置于冷却液箱101a上，可对冷却液箱101a表面进行散热，用于确保散热。

使用时，发电片203的冷端203a和热端203b有温差，使发电片203的芯片产生电压，故产生电能，热端203b通过均温板204传递工业设备中的余热提高温度，冷端203a会受热端203b影响温度增加(因为发电片203很薄)，冷端203a 受到的热量输送到散热鳍片202，散热鳍片202设置在水箱201，故水箱201内流动的水带走散热鳍片202热量，降低冷端203a温度，从而保证热端203b和冷端203a的温差够大，发出电够多，为了保证水箱201的温度，水泵102a将抽走热水，将热水输送至分液盘101b的主通管101b-10内，主通管101b-10内的热水将分流在至多个分支管101b-20内，充分与冷却液箱101a的冷却液进行热交换，从而可保证冷却效果，冷却后的热水通过出水口101b-13流到水箱201内，即实现循环水自动冷却，满足使用需求。

下表为对比实验数据：

重要的是，应注意，在多个不同示例性实施方案中示出的本申请的构造和布置仅是例示性的。尽管在此公开内容中仅详细描述了几个实施方案，但参阅此公开内容的人员应容易理解，在实质上不偏离该申请中所描述的主题的新颖教导和优点的前提下，许多改型是可能的(例如，各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、以及参数值(例如，温度、压力等)、安装布置、材料的使用、颜色、定向的变化等)。例如，示出为整体成形的元件可以由多个部分或元件构成，元件的位置可被倒置或以其它方式改变，并且分立元件的性质或数目或位置可被更改或改变。因此，所有这样的改型旨在被包含在本实用新型的范围内。可以根据替代的实施方案改变或重新排序任何过程或方法步骤的次序或顺序。在权利要求中，任何“装置加功能”的条款都旨在覆盖在本文中所描述的执行所述功能的结构，且不仅是结构等同而且还是等同结构。在不背离本实用新型的范围的前提下，可以在示例性实施方案的设计、运行状况和布置中做出其他替换、改型、改变和省略。因此，本实用新型不限制于特定的实施方案，而是扩展至仍落在所附的权利要求书的范围内的多种改型。

此外，为了提供示例性实施方案的简练描述，可以不描述实际实施方案的所有特征(即，与当前考虑的执行本实用新型的最佳模式不相关的那些特征，或于实现本实用新型不相关的那些特征)。

应理解的是，在任何实际实施方式的开发过程中，如在任何工程或设计项目中，可做出大量的具体实施方式决定。这样的开发努力可能是复杂的且耗时的，但对于那些得益于此公开内容的普通技术人员来说，不需要过多实验，所述开发努力将是一个设计、制造和生产的常规工作。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种循环水自冷式温差发电装置，其特征在于：包括，

冷却组件(100)，包括降温件(101)和驱动件(102)，所述降温件(101)与驱动件(102)相连接；以及，

发电组件(200)，设置于所述降温件(101)的一端。

2.如权利要求1所述的循环水自冷式温差发电装置，其特征在于：所述降温件(101)包括冷却液箱(101a)和分液盘(101b)，所述分液盘(101b)设置于所述冷却液箱(101a)内。

3.如权利要求2所述的循环水自冷式温差发电装置，其特征在于：所述冷却液箱(101a)区分为第一容载腔(N1)和第二容载腔(N2)，所述第一容载腔(N1)与第二容载腔(N2)通过间隔板(101a-1)隔离。

4.如权利要求3所述的循环水自冷式温差发电装置，其特征在于：所述间隔板(101a-1)上开设有通孔(101a-11)。

5.如权利要求2～4任一所述的循环水自冷式温差发电装置，其特征在于：所述冷却液箱(101a)的一端设置有进液口(101a-2)，另一端开设有出液口(101a-3)。

6.如权利要求5所述的循环水自冷式温差发电装置，其特征在于：所述分液盘(101b)包括主通管(101b-10)和分支管(101b-20)，所述分支管(101b-20)设置于所述主通管(101b-10)的两端，且所述分支管(101b-20)与主通管(101b-10)相通。

7.如权利要求6所述的循环水自冷式温差发电装置，其特征在于：所述主通管(101b-10)的内部中间位置固定有橡胶塞(101b-11)，且所述主通管(101b-10)的一端为进水口(101b-12)，另一端开设有出水口(101b-13)，

其中，所述出水口(101b-13)与所述驱动件(102)的水泵(102a)出口连接，所述进水口(101b-12)嵌入设置于所述发电组件(200)的水箱(201)内。

8.如权利要求7所述的循环水自冷式温差发电装置，其特征在于：所述驱动件(102)还包括散热风扇(102b)，所述散热风扇(102b)设置于所述冷却液箱(101a)上。

9.如权利要求8所述的循环水自冷式温差发电装置，其特征在于：所述发电组件(200)包括散热鳍片(202)和发电片(203)，所述散热鳍片(202)设置于所述发电片(203)的冷端(203a)上，且所述散热鳍片(202)和冷端(203a) 均嵌入设置于所述水箱(201)内。

10.如权利要求9所述的循环水自冷式温差发电装置，其特征在于：所述发电组件(200)还包括均温板(204)，所述均温板(204)与所述发电片(203)的热端(203b)连接。