一種半導(dǎo)體溫差發(fā)電裝置制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種半導(dǎo)體溫差發(fā)電裝置，現(xiàn)有技術(shù)存在安全隱患和發(fā)電效果差的現(xiàn)象，本發(fā)明專利技術(shù)包括熱電轉(zhuǎn)換單元、散熱單元和輸出供電單元，其中散熱單元包括噴頭、環(huán)形水槽、螺旋散熱水管、水泵、蓄水箱和弧形導(dǎo)管，熱電轉(zhuǎn)換單元包括環(huán)形凹槽，散熱片和溫差發(fā)電片，輸出供電單元包括耐高溫電源線、支撐桿、高溫隔離箱和穩(wěn)壓電路單元。本發(fā)明專利技術(shù)安全性高、節(jié)能環(huán)保、穩(wěn)定性好，并且是利用轉(zhuǎn)爐本身的高溫余熱進(jìn)行持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)電，有著良好的經(jīng)濟(jì)效益，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、裝配容易，生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于熱電轉(zhuǎn)換領(lǐng)域，涉及一種溫差發(fā)電裝置，具體涉及一種半導(dǎo)體溫差發(fā)電裝置。
技術(shù)介紹
半導(dǎo)體溫差發(fā)電技術(shù)是一種基于塞貝克效應(yīng)(即把兩種半導(dǎo)體的接合端置于高溫，處于低溫環(huán)境的另一端就可得到電動(dòng)勢(shì)E)直接將熱能轉(zhuǎn)化為電能的綠色環(huán)保發(fā)電技術(shù)。它可以合理利用低品位熱能，例如地?zé)崮堋⑻柲芤约肮I(yè)余熱廢熱等，通過熱電材料，將熱能直接轉(zhuǎn)化為電能。和其他的能量轉(zhuǎn)換方式相比，半導(dǎo)體溫差發(fā)電技術(shù)是對(duì)熱能的回收再利用，具有清潔、無噪音污染、無有害物質(zhì)排放、高效、壽命長(zhǎng)、堅(jiān)固、可靠性高、穩(wěn)定等一系列優(yōu)點(diǎn)。 隨著化石能源的日趨枯竭，美國、日本、歐盟等發(fā)達(dá)國家更加重視溫差發(fā)電技術(shù)在民用領(lǐng)域的研究，并取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展。國內(nèi)半導(dǎo)體溫差發(fā)電方面的研究，目前主要致力于研究發(fā)電器理論和高優(yōu)值系數(shù)及低成本的熱電材料，旨在為溫差發(fā)電器的優(yōu)化提供理論指導(dǎo)和制備性能優(yōu)良的熱電材料。雖然我國是世界上最大的半導(dǎo)體熱電器件輸出國，但是在半導(dǎo)體溫差發(fā)電裝置綜合設(shè)計(jì)和應(yīng)用方面的研究比較欠缺，因此研究溫差發(fā)電有著非常現(xiàn)實(shí)的意義。隨著高性能和低成本的熱電材料研究開發(fā)，半導(dǎo)體溫差發(fā)電技術(shù)在很多領(lǐng)域?qū)⒂兄鴱V泛的應(yīng)用。如何設(shè)計(jì)一個(gè)有效的工業(yè)發(fā)電裝置，使半導(dǎo)體溫差片的冷熱兩端溫差保持恒定，輸出持續(xù)穩(wěn)定并且符合要求的電能，使負(fù)載不間斷運(yùn)行，則是半導(dǎo)體溫差發(fā)電由理論轉(zhuǎn)化為實(shí)際應(yīng)用的道路上的不可回避的難題。目前工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中對(duì)測(cè)量轉(zhuǎn)爐內(nèi)部溫度的溫度采集儀的供電主要有以下兩種方式第一種方式即采用外部電源的供電方案，由于轉(zhuǎn)爐處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，那么則必須要采用電刷連接外部電源和溫度采集儀，那么在旋轉(zhuǎn)、高溫和電線電壓相互干擾等因素影響下電刷和爐壁之間會(huì)有產(chǎn)生火花的危險(xiǎn)，并且采用外部電源會(huì)導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)電線錯(cuò)綜復(fù)雜，存在安全隱患；第二種方式即采用蓄電池方案，采用蓄電池方案則需要定期更換蓄電池以保持對(duì)溫度采集儀的可靠供電，但是經(jīng)常性停機(jī)更換蓄電池對(duì)于企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營來說是極大的損失，同時(shí)這是一種不可持續(xù)發(fā)展的方式。目前市場(chǎng)上轉(zhuǎn)爐利用余熱進(jìn)行溫差發(fā)電的方案還比較少，困難在于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中半導(dǎo)體溫差發(fā)電片的冷熱兩端溫差很難保持，一般情況下，冷面在工業(yè)環(huán)境中很快便被熱面或者周圍的高溫環(huán)境所傳導(dǎo)過來的熱量所加熱，從而使冷熱兩端的溫差驟降以致無法形成有效的恒定持續(xù)的電能，從而使溫差發(fā)電效果大打折扣。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種半導(dǎo)體溫差發(fā)電裝置。本專利技術(shù)一種半導(dǎo)體溫差發(fā)電裝置包括熱電轉(zhuǎn)換單元、散熱單元和輸出供電單元。所述的散熱單元包括噴頭、環(huán)形水槽、螺旋散熱水管、水泵、蓄水箱和弧形導(dǎo)管。環(huán)形水槽內(nèi)部空心，環(huán)繞裝配在旋轉(zhuǎn)桶的外壁上，環(huán)形水槽的外環(huán)表面中間位置開有環(huán)形開口。噴頭設(shè)置在環(huán)形水槽的環(huán)形開口的正上方，并伸入環(huán)形開口中，不與環(huán)形開口和環(huán)形水槽的內(nèi)表面接觸。噴頭的接水口通過水管與螺旋散熱水管的一端相連接，螺旋散熱水管的另一端與水泵相連接，水泵通過弧形導(dǎo)管插入蓄水箱至蓄水箱底部，蓄水箱位于環(huán)形水槽的正下方，蓄水箱上端開放，噴頭、螺旋散熱水管、水泵采用剛性支架固定，保持相對(duì)位置固定，旋轉(zhuǎn)桶滾動(dòng)帶動(dòng)環(huán)形水槽滾動(dòng)時(shí)，環(huán)形水槽和噴頭并不相互碰觸。所述的熱電轉(zhuǎn)換單元包括環(huán)形凹槽，散熱片和溫差發(fā)電片。環(huán)形水槽的內(nèi)環(huán)外表面的中間部分設(shè)有環(huán)形凹槽，使得環(huán)形水槽和旋轉(zhuǎn)筒的桶壁之間形成一個(gè)空間區(qū)域，環(huán)形凹槽的高度為散熱片與溫差發(fā)電片疊加的高度，散熱片緊貼環(huán)形凹槽底面，溫差發(fā)電片緊貼散熱片。所述的輸出供電單元包括耐高溫電源線、支撐桿、高溫隔離箱和穩(wěn)壓電路單元。穩(wěn)壓電路單元固定在高溫隔離箱內(nèi)部，支撐桿一端固定設(shè)置在旋轉(zhuǎn)桶的側(cè)面，支撐桿與高溫隔離箱固定連接，熱電轉(zhuǎn)換單元中的溫差發(fā)電片通過耐高溫電源線與高溫隔離箱內(nèi)的穩(wěn)壓電路單元連接。耐高溫電源線、支撐桿、高溫隔離箱、穩(wěn)壓電路電路都固定在旋轉(zhuǎn)筒的外壁 上，隨著旋轉(zhuǎn)滾筒壁一起旋轉(zhuǎn)。本專利技術(shù)的有益效果本專利技術(shù)安全性高、節(jié)能環(huán)保、穩(wěn)定性好，并且是利用轉(zhuǎn)爐本身的高溫余熱進(jìn)行持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)電，有著良好的經(jīng)濟(jì)效益，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、裝配容易，生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)。附圖說明圖I為本專利技術(shù)的系統(tǒng)立體結(jié)構(gòu) 圖2為本專利技術(shù)的系統(tǒng)剖面 圖3為本專利技術(shù)的環(huán)形水槽的剖面放大 圖4為本專利技術(shù)的切面 圖5為本專利技術(shù)的切面圖的局部放大圖。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本專利技術(shù)進(jìn)一步說明 本專利技術(shù)包括熱電轉(zhuǎn)換單元、散熱單元和輸出供電單元。熱電轉(zhuǎn)換單元利用熱電材料冷熱兩端的溫差發(fā)電，給輸出供電單元供電，輸出供電單元?jiǎng)t將熱電轉(zhuǎn)換單元所產(chǎn)生的電能進(jìn)行穩(wěn)壓濾波等一系列處理后穩(wěn)定給負(fù)載供電，散熱單元?jiǎng)t為熱電轉(zhuǎn)換單元提供冷端，以保持熱電材料冷熱兩端持續(xù)恒定的溫差。如圖I、圖2、圖3、圖4、圖5所示，所述的散熱單元包括噴頭I、環(huán)形水槽2、螺旋散熱水管3、水泵4、蓄水箱5和弧形導(dǎo)管14。環(huán)形水槽2內(nèi)部空心，環(huán)繞裝配在旋轉(zhuǎn)桶6的外壁上，環(huán)形水槽2的外環(huán)表面中間位置開有環(huán)形開口。噴頭I設(shè)置在環(huán)形水槽2的環(huán)形開口的正上方，并伸入環(huán)形開口中，不與環(huán)形開口和環(huán)形水槽2的內(nèi)表面接觸。噴頭I的接水口通過水管與螺旋散熱水管3的一端相連接，螺旋散熱水管3的另一端與水泵4相連接，水泵4通過弧形導(dǎo)管14插入蓄水箱5至蓄水箱5底部，蓄水箱5位于環(huán)形水槽2的正下方，蓄水箱5上端開放。噴頭I、螺旋散熱水管3、水泵4采用剛性支架固定，保持相對(duì)位置固定。當(dāng)旋轉(zhuǎn)桶6滾動(dòng)帶動(dòng)環(huán)形水槽2滾動(dòng)時(shí)，和噴頭I并不相互碰觸。如圖2、圖3、圖4、圖5所示，所述的熱電轉(zhuǎn)換單元包括環(huán)形凹槽11、散熱片13和溫差發(fā)電片12。環(huán)形水槽2的內(nèi)環(huán)外表面的中間部分設(shè)有環(huán)形凹槽，使得環(huán)形水槽2和旋轉(zhuǎn)筒6的桶壁之間形成一個(gè)空間區(qū)域，環(huán)形凹槽的高度為散熱片13與溫差發(fā)電片12疊加的高度，散熱片13緊貼環(huán)形凹槽底面，溫差發(fā)電片12緊貼散熱片13，其中的溫差發(fā)電片12的導(dǎo)線進(jìn)行了耐高溫處理。如圖I、圖2所示，所述的輸出供電單元包括耐高溫電源線7、支撐桿8、高溫隔離箱9和穩(wěn)壓電路單元10。穩(wěn)壓電路單元10固定在高溫隔離箱9內(nèi)部，支撐桿8—端固定設(shè)置在旋轉(zhuǎn)桶6的側(cè)面，支撐桿8與高溫隔離箱9固定連接，熱電轉(zhuǎn)換單元中的溫差發(fā)電片12通過耐高溫電源線7與高溫隔離箱9內(nèi)的穩(wěn)壓電路單元10連接。耐高溫電源線、支撐桿、高溫隔離箱、穩(wěn)壓電路單元都固定在旋轉(zhuǎn)筒的外壁上，隨著旋轉(zhuǎn)滾筒壁一起旋轉(zhuǎn)。整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)作噴頭I將冷凝水噴淋到環(huán)形水槽2的內(nèi)壁中對(duì)環(huán)形水槽2的內(nèi) 壁進(jìn)行降溫，降低散熱片13和溫差發(fā)電片12的冷端溫度。然后水流沿著環(huán)形水槽2流入蓄水箱5中，再由水泵4通過弧形導(dǎo)管14將水抽入螺旋散熱水管3中，對(duì)水進(jìn)行降溫，最后循環(huán)到噴頭I處進(jìn)行噴淋。溫差發(fā)電片12則利用冷熱兩端的溫差進(jìn)行發(fā)電，通過耐高溫電源線7將不穩(wěn)定的電能輸送到穩(wěn)壓電路單元10進(jìn)行穩(wěn)壓濾波等一系列處理后輸出穩(wěn)定的電壓輸送給負(fù)載。整個(gè)系統(tǒng)由水泵4為整個(gè)散熱系統(tǒng)提供水循環(huán)動(dòng)力，通過螺旋散熱水管3對(duì)水進(jìn)行降溫，最終經(jīng)過噴頭I將冷凝水噴灑到環(huán)形水槽2的內(nèi)壁中對(duì)環(huán)形水槽2的內(nèi)壁進(jìn)行降溫，從而提供較高且穩(wěn)定的溫差。溫差發(fā)電片12通過溫差發(fā)電，并將電能輸送給穩(wěn)壓電路單元10進(jìn)行處理后輸出給負(fù)載。權(quán)利要求1.一種半導(dǎo)體溫差發(fā)電裝置，包括熱電轉(zhuǎn)換單元、散熱單元和輸出供電單元； 其特征在于所述的散熱單元包括噴頭、環(huán)形水槽、螺旋散熱水管、水泵、蓄水箱和弧形導(dǎo)管，環(huán)形水本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種半導(dǎo)體溫差發(fā)電裝置，包括熱電轉(zhuǎn)換單元、散熱單元和輸出供電單元；其特征在于：所述的散熱單元包括噴頭、環(huán)形水槽、螺旋散熱水管、水泵、蓄水箱和弧形導(dǎo)管，環(huán)形水槽內(nèi)部空心，環(huán)繞裝配在旋轉(zhuǎn)桶的外壁上，環(huán)形水槽的外環(huán)表面中間位置開有環(huán)形開口，噴頭設(shè)置在環(huán)形水槽的環(huán)形開口的正上方，并伸入環(huán)形開口中，不與環(huán)形開口和環(huán)形水槽的內(nèi)表面接觸，噴頭的接水口通過水管與螺旋散熱水管的一端相連接，螺旋散熱水管的另一端與水泵相連接，水泵通過弧形導(dǎo)管插入蓄水箱至蓄水箱底部，蓄水箱位于環(huán)形水槽的正下方，蓄水箱上端開放，噴頭、螺旋散熱水管、水泵采用剛性支架固定，保持相對(duì)位置固定，旋轉(zhuǎn)桶滾動(dòng)帶動(dòng)環(huán)形水槽滾動(dòng)時(shí)，環(huán)形水槽和噴頭并不相互碰觸；所述的熱電轉(zhuǎn)換單元包括環(huán)形凹槽，散熱片和溫差發(fā)電片，環(huán)形水槽的內(nèi)環(huán)外表面的中間部分設(shè)有環(huán)形凹槽，使得環(huán)形水槽和旋轉(zhuǎn)筒的桶壁之間形成一個(gè)空間區(qū)域，環(huán)形凹槽的高度為散熱片與溫差發(fā)電片疊加的高度，散熱片緊貼環(huán)形凹槽底面，溫差發(fā)電片緊貼散熱片；所述的輸出供電單元包括耐高溫電源線、支撐桿、高溫隔離箱和穩(wěn)壓電路單元，穩(wěn)壓電路單元固定在高溫隔離箱內(nèi)部，支撐桿一端固定設(shè)置在旋轉(zhuǎn)桶的側(cè)面，支撐桿與高溫隔離箱固定連接，熱電轉(zhuǎn)換單元中的溫差發(fā)電片通過耐高溫電源線與高溫隔離箱內(nèi)的穩(wěn)壓電路單元連接，耐高溫電源線、支撐桿、高溫隔離箱、穩(wěn)壓電路電路都固定在旋轉(zhuǎn)筒的外壁上，隨著旋轉(zhuǎn)滾筒壁一起旋轉(zhuǎn)。...

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王建中，張睿，楊成忠，孔亞廣，何曉峰，林高慧，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：杭州電子科技大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：