本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種基于夾心平板陣列型的溫差發(fā)電器。包括4塊相同的溫差發(fā)電模塊、冷卻板、4塊保護板、并聯(lián)電路、外箱左側(cè)板、外箱右側(cè)板、外箱上側(cè)板、外箱下側(cè)板、冷卻水管、氣罩和通氣管；該箱體由外箱左側(cè)板、外箱右側(cè)板、外箱上側(cè)板和外箱下側(cè)板組合而成，箱體的兩端面分別連接氣罩和通氣管；4塊溫差發(fā)電模塊分別過保護板的兩端嵌入外箱左、右側(cè)板之間的槽中；用并聯(lián)電路連接構(gòu)成輸出電路；冷卻水管通過前后氣罩兩側(cè)通水孔與外箱左、右側(cè)板相應(yīng)的冷卻通道相連；前后氣罩的同一側(cè)接冷卻水管進水，另一側(cè)接冷卻水管出水。本發(fā)明專利技術(shù)能適應(yīng)不同孔徑大小的尾氣管，具有良好的熱量收集和冷卻能力，能夠有效地對汽車尾氣中包含的能量進行收集。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種溫差發(fā)電器，尤其涉及一種基于夾心平板陣列型的溫差發(fā)電器。
技術(shù)介紹
全球目前約有9億輛汽車，其中絕大部分是普通的燃油內(nèi)燃機汽車，而燃油在發(fā)動機中燃燒產(chǎn)生的熱量并未全部轉(zhuǎn)化為動能，除去冷卻水帶走的熱量和摩擦等損失外，還有大部分的能量以尾氣余熱的形式排放到大氣中去，對于汽車發(fā)動機一般汽車尾氣余熱占40% 45%。考慮到尾氣中酸性氧化物的露點腐蝕問題，則排放溫度不得低于180°C，因此，所排出的還可利用的廢氣熱量約為燃燒總量的16%。若能將此余熱回收利用，對于提高汽車燃油經(jīng)濟性，減少溫室氣體的排放是很有幫助的。采用溫差發(fā)電技術(shù)可以有效解決上述問題。溫差發(fā)電技術(shù)是利用半導(dǎo)體材料的塞貝克效應(yīng)，將熱能轉(zhuǎn)換為電能的技術(shù)。通過在熱端和冷端之間布置熱電偶，使N型和P型熱電臂構(gòu)成一個串聯(lián)電路，該電路兩端即會產(chǎn)生開路電壓。將熱電偶進行一定形式的串聯(lián)和并聯(lián)，就可以得到較高的開路電壓，用于汽車蓄電池的充電或直接利用。中國專利技術(shù)專利CN201010282948. 2公布了一種圓筒式溫差發(fā)電器。包括八邊形排氣管、套筒、溫差發(fā)電器組件、冷卻水套；八邊形排氣管主體部分的每個側(cè)面上布置有溫差發(fā)電組件和絕熱層；每個側(cè)面上的溫差發(fā)電片采用串聯(lián)連接，不同的側(cè)面之間采用并聯(lián)連接。該專利技術(shù)的缺點是(1)該專利中溫差發(fā)電片在同一側(cè)面上采用了串聯(lián)連接，由于在沿著尾氣通道的方向上溫度場是非均勻的，即后面部分的溫差發(fā)電片產(chǎn)生的電壓小于前面部分的電壓，這樣的電路在熱電轉(zhuǎn)換效率上會大大降低；(2)由于所有的溫差發(fā)電片都是布置于溫差發(fā)電器外側(cè)，這將導(dǎo)致尾氣的熱量利用率降低。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提供一種基于夾心平板陣列型的溫差發(fā)電器，是通過溫差熱電偶的合理陣列型布置和多溫差發(fā)電模塊的平行排列夾心設(shè)計，來達到對汽車尾氣能量的有效利用，其具有結(jié)構(gòu)緊湊、發(fā)電功率穩(wěn)定和適應(yīng)多管徑的尾氣管的特點。本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案是 本專利技術(shù)包括4塊結(jié)構(gòu)相同的溫差發(fā)電模塊、冷卻板、4塊保護板、并聯(lián)電路、外箱左側(cè)板、夕卜箱右側(cè)板、外箱上側(cè)板、外箱下側(cè)板、冷卻水管、兩個氣罩和兩根通氣管；該箱體由外箱左側(cè)板、外箱右側(cè)板、外箱上側(cè)板和外箱下側(cè)板組合而成，箱體的兩端面分別連接氣罩，兩氣罩外分別連接通氣管；第I塊溫差發(fā)電模塊貼在外箱上側(cè)板和第I塊保護板之間；第2塊溫差發(fā)電模塊貼在第2塊保護板和冷卻板之間;第3塊溫差發(fā)電模塊貼在冷卻板和第3塊保護板之間；第4塊溫差發(fā)電模塊貼在第4塊保護板和外箱下側(cè)板之間；第1-4塊保護板的兩端從上到下分別嵌入外箱左側(cè)板和外箱右側(cè)板之間的槽中；左右兩條并聯(lián)電路連接導(dǎo)線將4塊溫差發(fā)電模塊的接頭連在一起，構(gòu)成輸出電路的兩端；在第I塊溫差發(fā)電模塊上面貼外箱上側(cè)板，在第4塊溫差發(fā)電模塊下面貼外箱下側(cè)板，并在左右兩條并聯(lián)電路連接導(dǎo)線兩側(cè)貼裝外箱左側(cè)板和外箱右側(cè)板形成溫差發(fā)電器的主體；冷卻水管通過前后氣罩兩側(cè)通水孔與外箱左側(cè)板，外箱右側(cè)板相應(yīng)的通水孔相連，外箱左側(cè)板，外箱右側(cè)板內(nèi)部具有冷卻通道，該通道分別和外箱上側(cè)板、外箱下側(cè)板、冷卻板的冷卻通道相連；前后氣罩的同一側(cè)接冷卻水管進水，前后氣罩的另一側(cè)接冷卻水管出水。所述4塊結(jié)構(gòu)相同的溫差發(fā)電模塊，均包括兩塊隔熱板，個數(shù)相等的N型熱電臂、P型熱電臂和銅導(dǎo)片；1個N型熱電臂和I個P型熱電臂，通過銅導(dǎo)片連接起來，構(gòu)成I對溫差熱電偶，6對溫差熱電偶通過串聯(lián)方式用銅導(dǎo)片連接形成一個溫差發(fā)電單元，每個溫差發(fā)電單元都有一對接頭，6個溫差發(fā)電單元在橫向上并排放置構(gòu)成I個溫差發(fā)電模塊主體，溫差熱電偶嵌入隔熱板槽中固定，成為I個完整的溫差發(fā)電模塊。所述溫差熱電臂的材料為碲化鉛，碲化鉛是一種適用于500°C -600°C的溫差熱電材料；在碲化鉛中摻雜Γ離子形成N型熱電臂，摻雜Na+離子形成P型熱電臂。所述保護板的材料為氮化硼。與
技術(shù)介紹
相比，本專利技術(shù)具有的有益效果是: I)本專利技術(shù)的溫差熱電偶在構(gòu)成溫差發(fā)電模塊時采用陣列式，即沿著熱氣流通道的方向，在橫向串聯(lián)，在縱向并聯(lián)。串聯(lián)部分每個溫差熱電偶都處于相近的溫度區(qū)間，可以使溫差熱電偶的內(nèi)阻接近，產(chǎn)生的電壓也接近。溫差發(fā)電單元在縱向并聯(lián)，既可以防止單個熱電偶對流經(jīng)電流的最大值的限制，又可以增大流經(jīng)負載的電流。2)本專利技術(shù)的溫差發(fā)電模塊在溫差發(fā)電器內(nèi)部采用平行排列布置，在本專利技術(shù)中，第二塊溫差發(fā)電模塊和第三塊溫差發(fā)電模塊的中間是一塊冷卻板，三者共同形成一塊夾心。利用夾心平板布置可以增加與熱源接觸的有效面積，提高對尾氣熱量的利用率。3)本專利技術(shù)的通氣管，可以做成多種管徑形式，如周長38mm形式(1.0排量)、45mm形式(1.4排量)或51mm形式(2.0排量)。通氣管與氣罩通過法蘭盤連接，可以適應(yīng)不同直徑的尾氣管。附圖說明圖1是本專利技術(shù)的總裝配結(jié)構(gòu)斜視示意圖。圖2是本專利技術(shù)的去掉外箱右側(cè)板的斜視示意圖。圖3是本專利技術(shù)的裝配結(jié)構(gòu)側(cè)面示意圖。圖4是本專利技術(shù)的熱電偶裝配結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本專利技術(shù)的溫差發(fā)電模塊裝配結(jié)構(gòu)斜視示意圖。圖6是本專利技術(shù)的溫差發(fā)電模塊裝配結(jié)構(gòu)右視示意圖。圖7是本專利技術(shù)的外箱上側(cè)板結(jié)構(gòu)示意圖。圖8是本專利技術(shù)的外箱左側(cè)板結(jié)構(gòu)示意圖。圖9是本專利技術(shù)的外箱氣罩結(jié)構(gòu)示意圖。圖10是本專利技術(shù)的通氣管結(jié)構(gòu)斜視示意圖。圖中:1.通氣管，2.氣罩,3.外箱左側(cè)板,4.夕卜箱右側(cè)板，5.冷卻水管，6.外箱上側(cè)板，7.外箱下側(cè)板，8.溫差發(fā)電模塊，9.冷卻板，10.保護板，11.并聯(lián)電路連接導(dǎo)線，12.溫差熱電偶，13.銅導(dǎo)片，14.隔熱板，15.導(dǎo)線槽，16.法蘭盤，17.溫差發(fā)電單元，18.N型熱電臂，19.P型熱電臂，20.外箱左側(cè)板凹槽，21.外箱上側(cè)板冷卻通道，22.外箱左側(cè)板冷卻通道，23.外箱左側(cè)板端面進出水孔，24.外箱上側(cè)板螺紋孔，25外箱左側(cè)板螺紋孔，26氣罩螺紋孔具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施過程對本專利技術(shù)作進一步的說明。如圖1、圖2所示，本專利技術(shù)包括4塊結(jié)構(gòu)相同的溫差發(fā)電模塊8、冷卻板9、4塊保護板10、并聯(lián)電路11、外箱左側(cè)板3、外箱右側(cè)板4、外箱上側(cè)板6、外箱下側(cè)板7、冷卻水管5、兩個氣罩2和兩根通氣管I ; 如圖2、圖3、圖6所示，該箱體由外箱左側(cè)板3、外箱右側(cè)板4、外箱上側(cè)板6和外箱下側(cè)板7組合而成，箱體的兩端面分別連接氣罩2，兩氣罩外分別連接通氣管I ;第I塊溫差發(fā)電模塊貼在外箱上側(cè)板6和第I塊保護板10之間；第2塊溫差發(fā)電模塊貼在第2塊保護板10和冷卻板9之間；第3塊溫差發(fā)電模塊貼在冷卻板9和第3塊保護板10之間；第4塊溫差發(fā)電模塊貼在第4塊保護板和外箱下側(cè)板7之間；第1-4塊保護板的兩端從上到下分別嵌入外箱左側(cè)板3和外箱右側(cè)板4之間的槽中；保護板10是氮化硼材料制成，具有高導(dǎo)熱性和良好的絕緣性，主要是為了避免熱電材料被尾氣所腐蝕。同時由于保護板10是嵌入外箱左側(cè)板凹槽20和外箱右側(cè)板凹槽中，可以起到固定溫差發(fā)電模塊8的作用。左右兩條并聯(lián)電路連接導(dǎo)線11將4塊溫差發(fā)電模塊8的接頭連在一起，構(gòu)成輸出電路的兩端；在第I塊溫差發(fā)電模塊上面貼外箱上側(cè)板6，在第4塊溫差發(fā)電模塊下面貼外箱下側(cè)板，并在左右兩條并聯(lián)電路連接導(dǎo)線11兩側(cè)貼裝外箱左側(cè)板3和外箱右側(cè)板4形成溫差發(fā)電器的主體。外箱的左側(cè)板3、外箱的右側(cè)板4中有為并聯(lián)電路連接導(dǎo)線11通道設(shè)計的導(dǎo)線槽15，適合并聯(lián)電路連接導(dǎo)線11的本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種基于夾心平板陣列型的溫差發(fā)電器，其特征在于：包括4塊結(jié)構(gòu)相同的溫差發(fā)電模塊（8）、冷卻板（9）、4塊保護板（10）、并聯(lián)電路（11）、外箱左側(cè)板（3）、外箱右側(cè)板（4）、外箱上側(cè)板（6）、外箱下側(cè)板（7）、冷卻水管（5）、兩個氣罩（2）和兩根通氣管（1）；該箱體由外箱左側(cè)板（3）、外箱右側(cè)板（4）、外箱上側(cè)板（6）和外箱下側(cè)板（7）組合而成，箱體的兩端面分別連接氣罩（2），兩氣罩外分別連接通氣管（1）；第1塊溫差發(fā)電模塊貼在外箱上側(cè)板和第1塊保護板之間；第2塊溫差發(fā)電模塊貼在第2塊保護板和冷卻板之間；第3塊溫差發(fā)電模塊貼在冷卻板和第3塊保護板之間；第4塊溫差發(fā)電模塊貼在第4塊保護板和外箱下側(cè)板（7）之間；第1?4塊保護板的兩端從上到下分別嵌入外箱左側(cè)板（3）和外箱右側(cè)板（4）之間的槽中；左右兩條并聯(lián)電路連接導(dǎo)線（11）將4塊溫差發(fā)電模塊（8）的接頭連在一起，構(gòu)成輸出電路的兩端；在第1塊溫差發(fā)電模塊上面貼外箱上側(cè)板（6），在第4塊溫差發(fā)電模塊下面貼外箱下側(cè)板，并在左右兩條并聯(lián)電路連接導(dǎo)線（11）兩側(cè)貼裝外箱左側(cè)板和外箱右側(cè)板形成溫差發(fā)電器的主體；冷卻水管（5）通過前后氣罩兩側(cè)通水孔與外箱左側(cè)板（3），外箱右側(cè)板（4）相應(yīng)的通水孔相連，外箱左側(cè)板（3），外箱右側(cè)板（4）內(nèi)部具有冷卻通道，該通道分別和外箱上側(cè)板（6）、外箱下側(cè)板（7）、冷卻板的冷卻通道相連；前后氣罩的同一側(cè)接冷卻水管進水，前后氣罩的另一側(cè)接冷卻水管出水。...
【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于夾心平板陣列型的溫差發(fā)電器，其特征在于:包括4塊結(jié)構(gòu)相同的溫差發(fā)電模塊(8)、冷卻板(9)、4塊保護板(10)、并聯(lián)電路(11)、外箱左側(cè)板(3)、外箱右側(cè)板(4)、外箱上側(cè)板(6)、外箱下側(cè)板(7)、冷卻水管(5)、兩個氣罩(2)和兩根通氣管(I);該箱體由外箱左側(cè)板(3)、外箱右側(cè)板(4)、外箱上側(cè)板(6)和外箱下側(cè)板(7)組合而成，箱體的兩端面分別連接氣罩(2)，兩氣罩外分別連接通氣管(I);第I塊溫差發(fā)電模塊貼在外箱上側(cè)板和第I塊保護板之間；第2塊溫差發(fā)電模塊貼在第2塊保護板和冷卻板之間；第3塊溫差發(fā)電模塊貼在冷卻板和第3塊保護板之間；第4塊溫差發(fā)電模塊貼在第4塊保護板和外箱下側(cè)板(7)之間；第1-4塊保護板的兩端從上到下分別嵌入外箱左側(cè)板(3)和外箱右側(cè)板(4)之間的槽中；左右兩條并聯(lián)電路連接導(dǎo)線(11)將4塊溫差發(fā)電模塊(8)的接頭連在一起，構(gòu)成輸出電路的兩端；在第I塊溫差發(fā)電模塊上面貼外箱上側(cè)板(6)，在第4塊溫差發(fā)電模塊下面貼外箱下側(cè)板，并在左右兩條并聯(lián)電路連接導(dǎo)線(11)兩側(cè)貼裝外箱左側(cè)板和外箱右側(cè)板形成溫差發(fā)電器的主體；冷卻水管(5)通過前后氣罩兩側(cè)通水孔與外箱左側(cè)板(3)，外箱右側(cè)板(4)相應(yīng)的通水孔相連，外箱左...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：梅德慶，王輝，姚喆赫，李洋，沈輝，陳子辰，
申請(專利權(quán))人：浙江大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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