专利名称：一种直流热电半导体发电装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及半导体热电发电技术领域，特别涉及一种直流热电半导体发电装置。
背景技术：
随着科学技术的发展，各种照明器和随身携带的电子产品越来越丰富，人们对其依赖程度也越来越强，但在偏远的地区、野外活动或在停电等没有电源供应的情况下，这些 照明器和电子产品的电源常常因为不能得到电能补充而无法使用，这就急需寻求一种替代 的电能。热电发电机所需的热能火源在偏远的地区、野外活动和停电的情况下是最常见的， 而这些常见便携式设备的充电电压需求一般为24V以下。因此，开发一种以火源为热源的 半导体小型热电发电装置，在没有电源供应的情况下提供24V电源用来照明和给便携式电 子产品充电成为一种很有效的办法。现有的24V以下半导体小型热电发电装置，是直接将 热电发电装置置于火源上方，在火源热量不稳定的情况下，易造成热短路而影响热电发电 装置正常供电或供电不足。
发明内容本实用新型的目的是，为了克服现有的火源热量不稳定和热电发电机直接置于火 源上方易热短路而影响热电发电装置正常供电的不足，热电模块成本高、热电模块转换效 率低的问题，提供一种直流热电发电装置，能以火源为热源，采用集热器提供稳定的热量， 热电模块所用原料少、成本低、功率比高，同时带罩的烟囱集热器和带风扇的散热器热保证 器件冷、热面温差大使得功率比及能量比高。为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是一种直流热电半导体发电装置， 集热罩上固定有集热器，集热器的两侧装有热电模块，热电模块的冷热两面均贴有石墨纸， 热电模块的热面通过石墨纸与集热器贴合，热电模块的冷面通过石墨纸与散热器贴合，散 热器外安装有风扇，同侧的热电模块之间通过引线连接，集热器两侧的热电模块通过引线 连接并装接有插座。所述集热罩开有口框。所述集热器为内有空心筒的筒状体。所述集热罩的口框与集热器的空心筒口相对应。所述集热罩的口框与集热器的空心筒口形状对应为长方形或圆形或椭圆形。热电模块冷热两面陶瓷板贴有石墨纸，贴有石墨纸的热电模块热面和冷面分别紧 贴于集热器的外壁和散热器的内壁；当热电发电装置置于火源上方后，在集热罩下火源的 温度产生的热流加热了集热器，集热器的温度迅速上升，并将热量传导给热电模块，由于热 电模块的另一面与散热器紧密贴合，散热器迅速将该面的温度传输出去，这样，热电模块的 二个面很快形成了温差，当温差达到一定时，热电模块即产生电流，带动散热器风扇转动， 利用热电模块冷、热面的恒定温差来提供的稳压电源，同时通过插座输出提供照明和给便携式设备充电。本实用新型的优点和有益效果在于它可广泛应用于无电源供应的情况下，只要 有火源，就能稳定的同时实现给常规照明设备提供电源和给便携式设备充电。该发电装置 提供的电压稳定、功率及能量比高、无运动部件无须维护、寿命长、结构简单、体积小便于携 带、经济适用、使用方便。
图1为本实用新型的结构示意图图2为本实用新型的侧视图图3为本实用新型的俯视图图中1-热电模块，2-石墨纸，3-风扇，4-散热器，5-集热器，6_集热罩，7_热源， 8_引线，9-插座，10-空心筒。
具体实施方式
现结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明，参见图1、图2和图3，一种直流 热电半导体发电装置，集热罩6上固定有集热器5，集热器5的两侧装有热电模块1，热电模 块1的冷热两面均贴有石墨纸2，热电模块1的热面通过石墨纸2与集热器5贴合，热电模 块1的冷面通过石墨纸2与散热器4贴合，散热器4外安装有风扇3，同侧的热电模块1之 间通过引线8连接，集热器5两侧的热电模块1通过引线8连接并装接有插座9。所述集热 罩6开有口框。所述集热器5为内有空心筒10的筒状体。所述集热罩6的口框与集热器 5的空心筒10 口相对应。所述集热罩6的口框与集热器5的空心筒10 口形状对应为长方 形或圆形或椭圆形。热电模块1冷热两面陶瓷板贴有石墨纸2，贴有石墨纸2的热电模块1热面和冷面 分别紧贴于集热器5的外壁和散热器4的内壁；当热电发电装置置于火源7上方后，在集热 罩6下火源7的温度产生的热流加热了集热器5，成筒状体的集热器5中设有若干个的空心 筒10形成烟囱效应，集热罩6的口框与集热器5的空心筒10 口形状对应为长方形或圆形 或椭圆形或其它几何形状，其空心筒10之间的隔壁板吸收的温度迅速上升，并将热量传导 给热电模块1。由于热电模块1的另一面与散热器4紧密贴合，散热器4迅速将该面的温度 传输出去，这样，热电模块1的二个面很快形成了温差，当温差达到一定时，热电模块1即产 生电流，带动散热器4风扇3转动，利用热电模块1冷、热面的恒定温差来提供24V的稳压 电源，同时提供照明和给便携式设备充电。实施例直流热电半导体发电装置的集热器5设计成烟囱状，烟囱状集热器5的形 状为底座为空心圆台状的集热罩6，烟囱状由两片带肋的散热器4面对面构成的内有若干 个长方形空心筒10的长方体。集热器5的肋和底能够稳定的吸收流过的热流的热量，增加 了集热器5的集热面积，烟囱效应的集热器5由导热系数高的铝合金或铜材制作；集热器5 下的集热罩6为空心圆台结构，集热罩6的口框与集热器5的空心筒10 口相对应，且形状 为长方形，集热罩6大头靠近火源，增加了烟@对热气流的吸收面积；热电模块1垂直于肋 贴在集热器5相对的两个表面上的外壁上，避免了火源直接接触锁定散热器4的螺丝导致 的热短路，将吸收流过的热流的热量传给热电模块1的热面。通过控制集热器5的底座集热罩6、集热器5的肋的根数和面积、集热器5与火源7的方向、集热器5的集热方式来保证 热电模块1热面温度的稳定在250-300°C左右，达到了为热电模块1提供稳定热量的目的。本实用新型的热电模块1外表的陶瓷板分别为冷面和热面，冷、热面分别贴高导 热石墨纸2，冷面石墨纸2与散热器4紧贴，热面石墨纸2与烟@状集热器紧贴，冷面和热 面平行，散热器4、集热器5与热电模块1的冷、热面平行，集热器5、散热器4与热电模块1 相对火源7的热流垂直，其温差电模块为耐高温稳定Bi2Te3基商用热电模块1，热面耐温达 380°C，冷面耐温达200°C。热电模块1设计为四片型号为TEHP1-1264-0. 8的热电电组件组成，每片组件大小 为35mmX35mmX4. 2mm，由126对大小为1. 47mmX 1. 47mmX 1. 3mm的粒子制成，其所用原料 相当与单片常用半导体制冷片TEC1-12708，达到了降低器件成本的目的；热电模块1的冷、 热面分别贴高导热石墨纸2来实现与散热器4和集热器5之间的无缝连接，保证了热电模 块1与集热器5和散热器4之间良好的导热和在反复使用过程中热传导效率不变。同时该 器件为耐高温稳定Bi2Te3基商用热电模块1，热面耐温达380°C、冷面耐温达200°C;才能在 火源(瓦斯炉、木材燃烧等)为热源下集热器5温度为250-300°C的条件下稳定工作，冷端 60-100°C条件下，四片能提供24V电压和20W的功率，产生的电能足够通过给常规的照明器 提供电源或给便携式电器如笔记本、充电电池、手机、Mp4等充电；四片TEHP1-12656-0.3能 提供24V电压和40W的功率，则能同时给大型便携式电器如笔记本电脑等充电和为照明电 器提供电源，器件所用原料少，功率比及能量比大。本实用新型的散热器4为铝型材挤压式散热器4加小型风扇3，固定在散热器4 上的小风扇3选用大小90mmX90mm左右，额定电压10-15V，额定电流0. 10-0. 20A的小风 扇3。当半导体热电发电装置工作时，在带小风扇3的散热器4的散热作用下，紧贴散热器 4的热电模块1冷面的温度能稳定在60-100°C左右。热电模块1的热量通过热电模块1本 身扩散的热量很小，而采用热电模块1温差发的电带动散热器4上的风扇3后，加快空气流 动，将半导体热电发电模块1冷面的热量散发出去，才能使冷面的温度稳定60-100°C左右， 从而在热电发电模块1的两端面产生稳定的温度差来发电。本实用新型适用于无电源供给时给常见的照明设备提供电源和给常见的便携式 设备充电。提供一种火源为热源，将集热器套在火源上方，能吸收流过的热流的热量传递到 热电模块热面，带风扇的散热器贴在热电模块的冷面将热量散发出去，利用热电模块冷、热 面的恒定温度差来提供稳压电源，同时提供照明和给便携式设备充电。
权利要求一种直流热电半导体发电装置，其特征在于，集热罩(6)上固定有集热器(5)，集热器(5)的两侧装有热电模块(1)，热电模块(1)的冷、热两面均贴有石墨纸(2)，热电模块(1)的热面通过石墨纸(2)与集热器(5)贴合，热电模块(1)的冷面通过石墨纸(2)与散热器(4)贴合，散热器(4)外安装有风扇(3)，同侧的热电模块(1)之间通过引线(8)连接，集热器(5)两侧的热电模块(1)通过引线(8)连接并装接有插座(9)。
2.根据权利要求1所述的直流热电半导体发电装置，其特征在于，所述集热罩(6)开有 口框。
3.根据权利要求1所述的直流热电半导体发电装置，其特征在于，所述集热器(5)为内 有空心筒(10)的筒状体。
4.根据权利要求2或3所述的直流热电半导体发电装置，其特征在于，所述集热罩(6) 的口框与集热器(5)的空心筒(10) 口相对应。
5.根据权利要求4所述的直流热电半导体发电装置，其特征在于，所述集热罩(6)的口 框与集热器(5)的空心筒(10) 口形状对应为长方形或圆形或椭圆形。
专利摘要本实用新型公开一种直流热电半导体发电装置。集热罩上固定有集热器，集热器的两侧装有热电模块，热电模块的冷、热两面均贴有石墨纸，热电模块的热面通过石墨纸与集热器贴合，热电模块的冷面通过石墨纸与散热器贴合，散热器外安装有风扇，同侧的热电模块之间通过引线连接，集热器两侧的热电模块通过引线连接并装接有插座。该发电装置提供的电压稳定、功率及能量比高、无运动部件无须维护、寿命长、结构简单、体积小便于携带、经济适用、使用方便。
文档编号H02N11/00GK201733256SQ20102027584
公开日2011年2月2日 申请日期2010年7月29日 优先权日2010年7月29日
发明者郑俊辉 申请人:郑俊辉