CN210952458U

CN210952458U - 半导体温差发电强制对流管

Info

Publication number: CN210952458U
Application number: CN201921722492.XU
Authority: CN
Inventors: 金毅; 郭长俊; 姜维; 刘军红
Original assignee: Dalian Xinruisi Power Equipment Co ltd
Current assignee: Dalian Xinruisi Power Equipment Co ltd
Priority date: 2019-10-15
Filing date: 2019-10-15
Publication date: 2020-07-07
Anticipated expiration: 2029-10-15

Abstract

本实用新型半导体温差发电强制对流管,涉及煤矿衍生品处理技术领域，尤其涉及煤矸石掩埋场散热用自发电散热热管。本实用新型热管的外壁上部高频焊接螺旋翅片；热管的内部装有热管工质；半导体自发电装置装于热管中部的外壁上并通过导线与风机相连接。半导体自发电装置的半导体温差发电芯片通过导热底板固定装于热管上；半导体温差发电芯片通过引出电极与连接风机的导线相连接。风道外壳设置有出风口和进风口；风道外壳套装于热管的外部；风机装于进风口的口部。本实用新型的技术方案解决了现有技术中的1、仅适用小范围煤矸石的自燃治理；2、无法杜绝自燃点的遗漏、治理成本较高、无法重复利用；3、难以防止复燃甚至有引爆煤矸石山的风险且污染环境等问题。

Description

半导体温差发电强制对流管

技术领域

本实用新型涉及煤矿衍生品处理技术领域，尤其涉及煤矸石掩埋场散热用自发电散热热管。

背景技术

我国的煤炭储量巨大，煤矿的数量也是相当多，随着煤炭采集量的加大，煤矸石作为煤炭生产中的伴生物，其产量也随之增加。小部分的煤矸石作为建筑材料或回填料复用井下，绝大部分的煤矸石堆放在煤矸石山上，长期堆放或掩埋后出现了自然现象。

煤矸石的自然肌理如下：

1、煤矸石含有不稳定还原状态的硫铁矿，遇到氧气被氧化放出大量热量，热量不断聚集，当温度达到280°时，可燃物质燃烧引起煤矸石山自燃。

2、煤矸石中含有相当一部分煤，煤经风吹雨淋被氧化后，其含氧量增加，着火点降低，当温度达到着火点时，煤会发生自燃，从而引起煤矸石山自燃。

现有的煤矸石自然处理方案为：

1、挖出火源法：在确定煤矸石山燃烧范围后，挖出着火煤矸石，使其在环境中自然冷却。这种方法只适用于小范围煤矸石自燃治理，当煤矸石山大面积自燃时，环境温度很高并伴有刺激性有毒气体，人员及设备进入火区很危险，所以这种方案有局限性。缺点是无法将自燃产生的热能再利用，自燃产生的有害气体排入大气，污染在所难免。

2、注浆法：国内常见治理方法，可表面浇洒，也可挖沟灌注和钻孔注浆。该方法是在煤矸石山布置一定数量的钻孔，将黄土、煤粉灰、电渣石和石灰等注浆材料配成一定浓度的浆液，注入火区和自燃区。受重力影响，浆液以垂直方向为主，难以控制流向，无法杜绝着火点遗漏，治理成本较高，无法重复利用。

3、灌水法：水在自燃区气化，带走大量热量，自燃区温度降低，从而消除煤矸石自燃现象。缺点是难以防止复燃发生，在治理过程中产生大量可燃气体，有引爆煤矸石山风险且污染环境。

针对上述现有技术中所存在的问题，研究设计一种新型的半导体温差发电强制对流管，从而克服现有技术中所存在的问题是十分必要的。

发明内容

根据上述现有技术中提出的：1、挖出火源法存在仅适用小范围煤矸石的自燃治理；2、注浆法无法杜绝自燃点的遗漏、治理成本较高、无法重复利用；3、灌水法难以防止复燃甚至有引爆煤矸石山的风险且污染环境等技术问题，而提供一种半导体温差发电强制对流管。本实用新型主要利用热管提供的热量使半导体温差发电芯片产生温差发电，半导体温差发电组件输出电能，此电能驱动风机旋转，在风道中产生强制对流效果，从而实现热管与冷空气快速热量交换，达到带走煤矸石山内热量的目的。

本实用新型采用的技术手段如下：

一种半导体温差发电强制对流管，包括：热管、翅片；热管的外壁上部高频焊接螺旋翅片；热管的内部装有热管工质；半导体温差发电强制对流管还包括：半导体自发电装置、风道外壳、风机；

进一步地，半导体自发电装置装于热管中部的外壁上，位于翅片的下部，并通过导线与风机相连接。半导体自发电装置包括：半导体温差发电芯片、导热底板及引出电极；所述的半导体温差发电芯片通过导热底板固定装于热管上；半导体温差发电芯片通过引出电极与连接风机的导线相连接。

进一步地，风道外壳为筒状结构，在其上部和下部分别设置有出风口和进风口；风道外壳套装于热管的外部，风道外壳与热管之间形成风道；

进一步地，风机装于进风口的口部。

本实用新型的安装使用过程为：

1、在煤矸石山自燃区垂直向下钻孔，将半导体温差发电强制对流热管下部光管部分插入孔中。

2、热管下部光管部分在煤矸石自燃区受热，热管启动，整根热管温度升高，热管翅片端温度接近光管部分温度。

3、当热管温度上升到一定数值时，半导体温差发电芯片工作，输出直流电压。

4、直流电压通过引出电极传输到风机两端，风机得电旋转，高速气流从进风口经过翅片，从出风口排出。

5、由于高速气流对热管的强制冷却，热管翅片端温度迅速降低；同时热管光管从矸石自燃区吸收热量，再传输到翅片端------，这样周而复始，循环工作，热管光管端不断从矸石自燃区吸收热量，经翅片散掉热量，使煤矸石自燃区温度逐步降低。

6、当煤矸石自燃区温度降低到一定程度时，半导体温差发电芯片停止工作，风机失去供电停转。

7、随时间和外部条件变化，煤矸石自燃区温度再次升高，当温度达到一定数值时，半导体温差发电芯片再次工作，风机旋转，直到自燃区温度降低到一定数值时，风机停止工作。

8、整个半导体温差发电强制对流热管无限此循环上述2～7步的工作，最终使煤矸石自燃区温度被控制在可燃物燃点以下，破坏了可燃物燃烧生成二氧化硫、一氧化碳及硫化氢的条件，既减少了污染气体向大气排放，又有效控制了地表温度的升高。

较现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型提供的半导体温差发电强制对流管，热管与空气强制对流可大幅度提高热交换效率，热管的热量快速输出，降低了热管壁温，延长热管的实用寿命；

2、本实用新型提供的半导体温差发电强制对流管，热管与空气强制对流可获得持续稳定的热空气，收集这部分热空气并加以利用，是煤矿矸石自燃治理过程中废热回收利用的理想解决方案；

3、本实用新型提供的半导体温差发电强制对流管，煤矸石层热量被快速导出，温度被控制在自燃点以下，减少了自燃产生的二氧化硫、一氧化碳、硫化氢气体对大气的污染；

4、本实用新型提供的半导体温差发电强制对流管，热管具有重复利用特性，当一个区域煤矸石自燃状况结束时，此处热管可移植到别的现场使用。

综上，应用本实用新型的技术方案解决了现有技术中存在的1、仅适用小范围煤矸石的自燃治理；2、无法杜绝自燃点的遗漏、治理成本较高、无法重复利用；3、难以防止复燃甚至有引爆煤矸石山的风险且污染环境等问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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他的附图。

图1为本实用新型结构示意图。

图中：1、热管 2、热管工质 3、半导体温差发电芯片 4、导热底板 5、风道 6、翅片7、风道外壳 8、出风口 9、引出电极 10、风机 11、进风口。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

如图1所示，本实用新型提供了一种半导体温差发电强制对流管，包括：热管1、翅片6；热管1的外壁上部高频焊接螺旋翅片6；热管1的内部装有热管工质2；半导体温差发电强制对流管还包括：半导体自发电装置、风道外壳7、风机10；

半导体自发电装置装于热管1中部的外壁上，位于翅片6的下部，并通过导线与风机10相连接。半导体自发电装置包括：半导体温差发电芯片3、导热底板4及引出电极9；所述的半导体温差发电芯片3通过导热底板4固定装于热管1上；半导体温差发电芯片3通过引出电极9与连接风机10的导线相连接。

风道外壳7为筒状结构，在其上部和下部分别设置有出风口8和进风口11；风道外壳7套装于热管1的外部，风道外壳7与热管1之间形成风道5；

风机10装于进风口11的口部。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims

1.一种半导体温差发电强制对流管，包括：热管(1)、翅片(6)；热管(1)的外壁上部高频焊接螺旋翅片(6)；热管(1)的内部装有热管工质(2)；其特征在于，所述的半导体温差发电强制对流管还包括：半导体自发电装置、风道外壳(7)、风机(10)；

所述的半导体自发电装置装于热管(1)中部的外壁上，位于翅片(6)的下部；

所述的风道外壳(7)为筒状结构，在其上部和下部分别设置有出风口(8)和进风口(11)；风道外壳(7)套装于热管(1)的外部，风道外壳(7)与热管(1)之间形成风道(5)；

所述的风机(10)装于进风口(11)的口部；

所述的半导体自发电装置通过导线与风机(10)相连接。

2.根据权利要求1所述的半导体温差发电强制对流管，其特征在于，所述的半导体自发电装置包括：半导体温差发电芯片(3)、导热底板(4)及引出电极(9)；所述的半导体温差发电芯片(3)通过导热底板(4)固定装于热管(1)上；半导体温差发电芯片(3)通过引出电极(9)与连接风机(10)的导线相连接。