CN209982366U - 一种具有热传递部件的热电装置及热电压电复合装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种具有热传递部件的热电装置及热电压电复合装置，包括热电装置和热传递部件，在热源与热电装置之间设置热传递部件，所述热传递部件包括弧形腔体，弧形腔体上部设有多个槽，多个所述槽之间设有间隔部，所述间隔部为弧形结构，腔体内设有相变材料，还可为具有热传递部件的热电压电复合装置，包括热电装置、压电装置以及热传递部件，热传递部件可设置在压电装置与热电装置之间，或设置在热电装置与热源之间。借助腔体与相变材料，有效缓冲热量对热电装置的冲击，避免装置由于热冲击造成的器件寿命缩短，且有效吸收热量，提高热量利用率；多个所述凹槽之间设有凸出间隔部，可增加相变材料与腔体上部之间的接触面积，提高热传递效率。

Description

一种具有热传递部件的热电装置及热电压电复合装置

技术领域

本实用新型涉及一种发电装置，尤其涉及一种具有热传递部件的热电装置及热电压电复合装置。

背景技术

热电装置作为一种能源领域的高新技术，可将热能转换为电能，很好地解决热量浪费问题，成为国际上竞相研究的热点之一，如可用于：汽车尾气、发动机、垃圾燃烧、工厂废热、家用木炭炉、热水器等，应用范围较广，可以一定程度地回收利用热能。然而，在一些领域中利用率并不高，且由于一些特殊领域，如热水器中，当加热时，会使保温室内压力变大，且温度升高，使热电器件存在热胀冷缩现象，而热电装置在热冲击下而引起的热应力难于释放，造成焊点松动直至脱落，进而影响器件的寿命。且现有技术中一般均是为了提高传热速度，一般直接选择金属等导热性好的材料，直接将热源与热电装置接触，将热量传递越快越好，然而，上述存在一定缺陷，采用金属直接进行热传递，当热源温度较高时，会产生较大的热冲击，有可能瞬间超出热电器件的热承受能力，以及多次温度变化较大的影响，会严重影响热电器件的寿命，造成浪费，且热电转换效率不高等，如何释放热电发电器件在热源回收中热冲击的热应力以及提高能源利用率，是保证其性能稳定寿命长的唯一途径。

现有技术CN107147334A中提及通过设置缓冲装置，可以缓冲对热电装置的热冲击，提高的热电装置的使用寿命；且在上下两个热电装置之间设置压电装置，可转换机械能，提高能量回收率；此外，将冷却部件设置在缓冲件中，一方面可以提高空间利用率，另一方面也可减少热对压电装置影响。然而上述结构较为复杂，且热电部件中的冷却效果不好，当热冲击较大时，对热电部件和压电部件具有较大冲击作用，严重影响热电压电装置的寿命。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种具有热传递部件的热电装置及热电压电复合装置，可以提高热电装置的稳定性，减少热冲击对装置器件的影响，提高热电压电装置的寿命。

为实现上述目的，本实用新型提供一种具有热传递部件的热电装置，包括热电装置和热传递部件，在热源与热电装置之间设置热传递部件，所述热传递部件包括弧形腔体，弧形腔体上部设有多个槽，多个所述槽之间设有间隔部，所述间隔部为弧形结构，腔体内设有相变材料。通过腔体的中设置相变材料，当相变材料遇热时，相变材料会慢慢吸热变化，如相变材料为气液相变材料时，中间位置的相变材料会吸热气化蒸发至腔体上部，腔体上部的热量会处于热电装置的热端，为热电装置的热端提供热量，当热量被热电装置吸收后，相变材料会冷却，变成液体，由于腔体顶部弧形设置，可便于液体流从腔体边侧流下至腔体底部，补充至腔体中部，如此循环，借助相变材料温度变化慢的优点，以及弧形设置，可有效缓冲热量对热电装置的冲击，避免装置由于热冲击寿命缩短，且有效吸收热量，提高热量利用率。此外，多个所述凹槽之间设有凸出间隔部，可增加相变材料与腔体上部之间的接触面积，提高热传递效率。

进一步地，所述热传递部件包括导热材料。

进一步地，所述弧形腔体下部设有底部，所述底部与弧形腔体上部之间设有弧形连接部。便于相变材料流动，提高流动效率，且底部也可为弧形结构，使热量集中在中部传递，提高热量传递效率。

进一步地，所述间隔部表面为弧形结构。

进一步地，所述热电装置包括高温部模块和低温部模块。

进一步地，所述热电装置可包括多个热电单元。

一种具有热传递部件的热电压电复合装置，包括压电装置以及如上述所述的具有热传递部件的热电装置，在压电装置与热电装置之间还设有置压电装置以及热传递部件二，所述热传递部件二包括弧形腔体，弧形腔体上部设有多个槽二，多个所述槽二之间设有间隔部二，所述间隔部二为弧形结构，腔体二内设有相变材料，所述热传递部件二为弹性板或弹性框，所述热传递部件二内设置冷却部件，可以有效控制温度。通过在压电装置与热电装置之间设置热传递部件二，可以有效地控制冷却速度，避免温度波动较大，且热传递部件二为弹性板或弹性框，可以有效缓冲对压电装置的挤压，避免挤压速度过快，造成压电装置损坏。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型的装置结构简单，便于温度控制，通过腔体的中设置相变材料，当相变材料遇热时，相变材料会慢慢吸热变化，如相变材料为气液相变材料时，中间位置的相变材料会吸热气化蒸发至腔体上部，腔体上部的热量会处于热电装置的热端，为热电装置的热端提供热量，当热量被热电装置吸收后，相变材料会冷却，变成液体，由于腔体顶部弧形设置，可便于液体流从腔体边侧流下至腔体底部，流通顺畅，补充至腔体中部，如此循环，借助相变材料温度变化慢的优点，以及弧形设置，可有效缓冲热量对热电装置的冲击，避免装置由于热冲击造成的器件寿命缩短，且有效吸收热量，提高热量利用率；多个所述凹槽之间设有凸出间隔部，可增加相变材料与腔体上部之间的接触面积，提高热传递效率。且通过在压电装置与热电装置之间设置热传递部件二，可以有效地控制冷却速度，避免温度波动较大，且热传递部件二为弹性板或弹性框，可以有效缓冲对压电装置的挤压，避免挤压速度过快，造成压电装置损坏。减少热冲击对装置器件的损坏，提高装置器件的寿命。

附图说明

图1是本实用新型实施例2的具有热传递部件的热电装置的示意图。

图2是本实用新型实施例2的具有热传递部件的热电装置的热传递部件截面主视图。

图3是本实用新型实施例2的具有热传递部件的热电装置的热传递部件空腔底面剖视图。

图4是本实用新型实施例2的具有热传递部件的热电装置的热传递部件截面侧视图。

图5是本实用新型实施例2的热传递部件的热电装置的热传递部件示意图。

图6是本实用新型实施例3的具有热传递部件的热电压电复合装置示意图。

其中：1-上流通管；2-上流通管内壁；3-上热电装置；4-上缓冲装置；5-压电装置；6-上限位缓冲部件；7-上刚性部件；8-固定部件；9-下缓冲装置；10-下刚性部件；11-下热电装置；12-下流通管内壁；13-下流通管；14-下限位缓冲部件； 16-孔状结构；17-导热部件；20-热传递部件；20-2-热传递部件二；21-凹槽；22- 间隔部；23-弧形连接部；24-腔体。

具体实施方式

实施例一

如图1-4所示，一种具有热传递部件的热电装置，包括热电装置11和热传递部件20，在热源与热电装置11之间设置热传递部件20，所述热传递部件20 包括弧形腔体24，弧形腔体24上部设有多个凹槽21，多个所述凹槽21之间设有凸出间隔部22，以增加相变材料与腔体上部之间的接触面积，提高热传递效率，其中凸出间隔部可为平行设置，所述间隔部22为弧形结构，便于相变材料流动，如图4所示；腔体24内设有相变材料。通过腔体24的中设置相变材料，当相变材料遇热时，相变材料会慢慢吸热变化，如相变材料为气液相变材料时，中间位置的相变材料会吸热气化蒸发至腔体24上部，腔体24上部的热量会处于热电装置的热端，为热电装置11的热端提供热量，当热量被热电装置吸收后，相变材料会冷却，变成液体，由于腔体顶部弧形设置，可便于液体流从腔体边侧流下至腔体底部，补充至腔体中部，如此循环，借助相变材料温度变化慢的优点，以及弧形设置，可有效缓冲热量对热电装置的冲击，避免装置由于热冲击寿命缩短，且有效吸收热量，提高热量利用率。

所述热传递部件20由导热材料制成，如金属、石墨烯等导热性良好的导热材料。相变材料可采用气液变化材料，

此外，所述热电装置11包括高温部模块和低温部模块。所述热电装置11可包括多个热电单元。

实施例二

如图5所示，实施例二与实施例一的具有热传递部件的热电装置结构类似，主要区别为实施例二中的热传递部件不同，实施例二中的热传递部件的腔体底部与腔体顶部之间设有弧形连接部23，便于相变材料流动，减少阻力，提高流动效率，且底部也可为弧形结构，使热量集中在中部传递，提高热量传递效率。

实施例三

如图6所示，实例例三为一种具有热传递部件的热电压电复合装置，包括压电装置以及如上述所述的具有热传递部件的热电装置，在压电装置与热电装置之间还设有置压电装置以及热传递部件二20-2，所述热传递部件二包括弧形腔体，弧形腔体上部设有多个槽二，多个所述槽二之间设有间隔部二，所述间隔部二为弧形结构，腔体二内设有相变材料，所述热传递部件二为弹性板或弹性框，所述热传递部件二内设置冷却部件。通过在压电装置与热电装置之间设置热传递部件二，可以有效地控制冷却速度，避免温度波动较大，且热传递部件二为弹性板或弹性框，可以有效缓冲对压电装置的挤压，避免挤压速度过快，造成压电装置损坏。

热电压电复合装置包括热电装置和压电装置5，热电装置包括上热电装置3 和下热电装置11，压电装置5设置在上热电装置3与下热电装置11之间，在压电装置5与热电装置之间还设有缓冲装置。通过设置缓冲装置，可以缓冲对热电装置的热冲击，提高的热电装置的使用寿命；在上下两个热电装置之间设置压电装置，可将机械能转换为电能，提高能量回收率。热电压电复合装置包括用于流通热流的上流通管1和下流通管13，上流通管内壁2和下流通管内壁12的外侧分别紧贴设置上热电装置3和下热电装置11，焊接于上流通管内壁2外侧的上刚性部件7，焊接于下流通管内壁12外侧的下刚性部件10，刚性部件用于支撑热电装置；在上热电装置3与压电装置5之间还设有上缓冲装置4，在下热电装置11与压电装置5之间还设有下缓冲装置9。

此外，为了减少热电装置的热量对压电装置的影响，上缓冲装置4和下缓冲装置9内还设有冷却部件(图未示)，冷却部件可以为热电装置的提供冷却侧；冷却部件可为套接在缓冲装置内的一个或多个弯曲管或直通管，本实施例中，冷却部件为套接在缓冲装置内的一个弯曲管。

缓冲装置内设置导热部件17，在导热板面两侧设有两个相对的上限位缓冲部件6，下导热板面两侧设有两个相对的下限位缓冲部件14，上限位缓冲部件6 和下限位缓冲部件14为V型钢板；上限位缓冲部件6和下限位缓冲部件14的另外一侧设有固定部件8，本实施例中，固定部件8贯穿于压电装置5周围，固定部件8具有固定上限位缓冲部件6和下限位缓冲部件14的作用，同时用于固定支撑压电装置5；限位缓冲部件在上下左右具有缓冲作用，一方面可以起到限制导热部件和热电装置，同时能够起到上下左右缓冲作用，用于热电装置膨胀而导致的挤压变形。作为变形，上限位缓冲部件6和下限位缓冲部件14也可以分别设置于上热电装置3和下热电装置11两侧，用于限制热电装置，及热电装置膨胀或收缩而导致的变形。此外，为了减少热电装置对压电装置的影响，还可在上缓冲装置4和下缓冲装置9上设置有绝缘部件。

热电装置可包括多个热电单元串联或并联，且每一热电单元可包括高温部模块和低温部模块，以提高热电转换率。压电装置5也包括压电层，设置在压电层两侧的上下电极。

与现有技术相比，本实用新型的装置结构简单，借助腔体和相变材料，可有效缓热量对热电装置的冲击，避免装置由于热冲击大造成的器件寿命缩短，且有效吸收热量，提高热量利用率；多个所述凹槽之间设有凸出间隔部，可增加相变材料与腔体上部之间的接触面积，提高热传递效率。且通过在压电装置与热电装置之间设置热传递部件二，可以有效地控制冷却速度，避免温度波动较大，且热传递部件二为弹性板或弹性框，可以有效缓冲对压电装置的挤压，避免挤压速度过快，造成压电装置损坏。减少热冲击对装置器件的损坏，提高装置器件的寿命。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。

Claims (9)

1.一种具有热传递部件的热电装置，包括热电装置和热传递部件，其特征在于：在热源与热电装置之间设置热传递部件，所述热传递部件包括弧形腔体，弧形腔体上部设有多个槽，多个所述槽之间设有间隔部，所述间隔部为弧形结构，腔体内设有相变材料。

2.根据权利要求1所述的一种具有热传递部件的热电装置，其特征在于：所述热传递部件包括导热材料。

3.根据权利要求1所述的一种具有热传递部件的热电装置，其特征在于：所述弧形腔体下部设有底部，所述底部与弧形腔体上部之间设有弧形连接部。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种具有热传递部件的热电装置，其特征在于：所述间隔部表面为弧形结构。

5.根据权利要求1所述的一种具有热传递部件的热电装置，其特征在于：所述热电装置包括高温部模块和低温部模块。

6.根据权利要求1或5所述的一种具有热传递部件的热电装置，其特征在于：所述热电装置可包括多个热电单元。

7.一种具有热传递部件的热电压电复合装置，包括压电装置以及如权利要求1-6任一项中所述的具有热传递部件的热电装置，其特征在于：在压电装置与热电装置之间还设有置压电装置以及热传递部件二，所述热传递部件二包括弧形腔体二，弧形腔体上部设有多个槽二，多个所述槽二之间设有间隔部二，所述间隔部二为弧形结构，腔体二内设有相变材料二。

8.根据权利要求7所述的一种具有热传递部件的热电压电复合装置，其特征在于：所述热传递部件二为弹性板或弹性框。

9.根据权利要求7所述的一种具有热传递部件的热电压电复合装置，其特征在于：所述热传递部件二内设置冷却部件。

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