专利名称：温差发电方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及发电装置技术领域，特别是指一种利用温差发电之方法及装置。
背景技术：
10 在现代化的生活中，随处可见有许多耗费能源所生成，但是没有再加利用而被浪费的热能，例如发电厂蒸汽涡轮产生之高温热水、海面 之曝晒所产生之海面与稍深的海里产生的温差、冷气机或汽车之散热部 及引擎排气产生之热、工厂加热后又将废热排放...等等。如果能将这些 热能善加利用，即可成为再次使用的能源。15 利用温差来发电是一种很好的方式，台湾新型公告第M287875号r能量循环发电机」专利(2006年02月21日专利公告资料参照)，其包含有:一 冷流管路，其管路上设一三通阀,三通阀其一通路锁设有一导体;一热流管 路,其管路上设一三通阀，三通阀其一通路锁设有另 一导体;二导体设具贴 合面，贴合面得分别贴触于致冷芯片上,致冷芯片并设二导线将电流导出;20 藉上述之构件,可构成一发电单元,系藉由冷流、热流管路内流体之流通, 使二导体各吸收冷、热传到致冷芯片上，使致冷芯片产生明显之温差而发 电，另外，亦可形成提供冷流、热流为冰水、热水或冷气、暖气之形态以 供人们使用，而其水源并可循环再利用，发电则可储存或提供耗电设备使 用者。台湾发明公开第200522497号「利用温度发电之装置」专利(200525年07月01日公告资料参照)其主要是由多数个N型与P型热电半导体交错串联组成之感电构造，而于其最前端即最后端各连接有一延伸导线,上导热板体固定。据上迷构造组合使用时，其可对其中之一导热板体表面赋 以热源,使该导热板体所吸收的热量传至各个热电半导体,并藉各热电半 导体上下两端的温差而产生一电流，且该一电流经各多数个的串联而形成 一个可净皮利用的电力:据而可利用该电力驱动小功率直流马达或电子产品 者。台湾发明公告第1234898号r微燃烧动力引擎与电力组件』专利(2005 年06月21日专利公告资料参照)其发电组件，是包含有:一腔体;一自由活 塞,设置于该腔体内，而将该腔体区隔为 一第 一 空间与 一第二空间，且邻近 于该第 一空间系具有一磁性组件;一进气口 ，连通于该自由活塞之第 一空 间，透过该进气口导引 一混合燃气进入该第 一空间，并藉由该自由活塞朝 该第一空间滑动而压缩该混合燃气，使该混合燃气燃烧而推动该自由活塞 朝向该第二空间滑动而压缩该第二空间内之空气，使该空气产生空气弹簧的作用将该自由活塞回推，而朝向该第一空间滑动形成一燃烧循环;一排 气口 ，连通于该自由活塞之第一空间,可将该混合燃气燃烧后之废气排出; 及一电力产生器,装设于该腔体外缘且邻近于该第一空间之一側,并提供一磁场至该第一空间,使该自由活塞之磁性组件切过该,兹场而产生电台^ B匕'25其中该电力产生器系包含有一电磁铁及一线圈,该线圏环绕于该电磁铁上, 且该电^兹铁可对该第一空间提供该磁场，使该自由活塞之磁性组件切过该磁场时,由该线圈感应而产生电能。台湾发明公开第200407502号『温差 发电装置」专利(2004年05月16日公告资料参照)，其主要是藉由一能吸 收热能的集热装置将热能传送到一致冷芯片组上，使致冷芯片组能藉由热 电效应而产生直流电以蓄存在蓄电池中,或是再经过电源转换器将直流电能转换成交流电以供一般电器使用，另本发明的集热装置可藉由其集温体 迅速导温,以及能维持热能不易散失,又该致冷芯片组可藉散热装置持续
散发出热能,所以集温体与致冷芯片组间的温差能够维持在一定的基准，而使电能可持续的产生。台湾发明公告第00466320号「微燃烧器及燃烧 式热电^f敫发电器」专利(2001年12月01日专利公告参照)，其包舍:一逆流 热交换器，具有概略复区面外表面以及界定中区带有开口至一反应物气体5 信道及一废气信道，其中该反应物气体信道及废气信道彼此盘巻且由信道 壁隔开,其中主少部分信道壁包含热电材料以及导热散热片；一反应物气 体入口,位于热交换器之外表面上且与反应物气体信道连通;一废气埠口， 位于热交换器外表面上且与废气信道连通;以及一电连结,系介于热电材 料与发电器外表面间。由以上的先前技术可知，现有技术所运用者，不10外乎以热电转换技术或以自由活塞之磁性组件切过该磁场而产生电能， 在实际的运用上各有其优缺点。发明内容本发明之主要目的是提供一种温差发电方法。 15 本发明的另一目的是提供一种温差发电装置。一种温差发电方法，其方法是将一组当本身温度低于预定居里温度 时具有自发磁力的磁体，以适当距离装置于高温部与低温部之间，高温 部连通预定利用的热源来对所装置线圈的铁芯加温到高于磁体居里温 度，低温部则预先降温到低于居里温度，有必要时利用散热组件来降温， 加低温部并与磁体借着弹性组件连接，藉磁体接触到低温部降温而回磁，而4皮吸往4失芯4妄触到高温部，当》兹体加温至失-兹又4皮弹性组件拉回^f氐温部，又再接触到^氐温部降温至回磁，进而往返于高温部与低温部之间， 并造成铁芯内磁通变化而使线圈产生脉冲电压电流来发电者。一种温差发电装置，其主要包括有依预定居里温度点产生磁性变化25 的磁体，该磁体系藉弹性组件设置于散热组件上，该散热组件上端设有 框架以设置线圈，并使装置于线圏的铁芯与磁体具适当距离，该铁芯设 有连通预定热源之导热组件，线圈设有整流组件连结蓄电池者，当导热 组件被预定热源加热至预定居里温度以上时，贴附于散热组件的磁体因 对铁芯的磁力大于重力与弹性组件的拉力和，而往铁芯移动而使距离越 5 近，磁力又更强而使得磁体振向铁芯，此时的线圏将因通过线圈的铁芯 内^f兹通量骤增而感应出 一个脉冲电压电流，将此脉冲经整流而对蓄电池 充电，得到一个充电单位，而当磁体接触到铁芯及导热组件时，将被预 先加热的铁芯及导热组件加热热传导至居里温度以上而失磁，当磁 体对铁芯的石兹力小于重力与弹性组件拉力和，磁体将被弹性组件拉至散10 热组件上，接触到散热组件时磁体将被预先冷却的散热组件降温热传 导至居里温度以下，而逐渐回复磁性，直至磁体对铁芯的磁力大于重 力与弹性组件拉力和，而又将磁体振向铁芯，产生另一次的充电脉冲， 如此反反复复的 一直对蓄电池充电，直到热源消失或冷却不良才会停止 运作，若冷热条件回复热温大于居里温度大于冷温即又自行恢复运1S 转，具有热源取得容易有的免费、冷热温差小亦可运作、设备简单、 低噪音、无排放污染、取用方便、安全可靠、寿命长、不需维修等优点。 其中，该导热组件具有导孔，以利预定热源流体流通加热者。 该散热组件具有导孔，以利冷却流体流通强制冷却者。 该散热组件具有增加表面积的散热部，以配合风扇强制冷却者。20 —种温差发电装置，其主要包括有至少一对依预定居里温度点产生磁性变化的磁体，该对磁体藉翘板装置设置于散热组件上，翘板装置包 括有固定于散热组件上的支座，支座并枢接有一支杆，支杆则穿设一板 件，该板件之二端则分别设置该对磁体，并令板件能以支杆为轴心向二 側旋动，该散热组件另设有框架，框架相对于各磁体上设置有相对的线25 圈，并使装置于各个线圈的铁芯与各相对磁体具有适当的距离，前述铁 芯设有连通预定热源之导热组件，各线團设有整流组件连结蓄电池，当 该对磁体皆未接触到导热组件与散热组件时，由于固定磁体的跷板装置 系设于散热组件上，因此即使跷板装置以导热不良的材料组成，亦会缓 慢的将石兹体降温至居里温度以下，而此时即使该对磁体皆已有磁力也会 5 因为磁力较强或与铁芯较近而让一端的磁体往铁芯移动，而另一端则往 散热组件端移动，两端磁体对铁芯的磁力差又更大，而将磁力较大的磁 体振向铁芯，此时与该磁体相对的线圈将因通过线圏的铁芯内磁通量骤 增而感应出一个脉冲电压电流，将此脉冲经整流而对蓄电池充电，得到 一个充电单位，由于一端磁体接触到导热组件，另一端接触到散热组件，10 因此一个磁体在加热而另一个磁体在散热，直至被加热端磁体对铁芯的 磁力小于被散热端磁体对铁芯的磁力被加热端磁体接触到铁芯及导热 组件时，将被预先加热的铁芯及导热组件加热至居里温度以上而失磁， 则换散热端的磁体振向铁芯，而被加热端的磁体则被移往散热组件上， 以此一往一返而依次使两组线圏产生脉沖，经整流组件对蓄电池充电，i5 直到热源消失或冷却不良才会停止运作，若冷热条件回复热温大于居 里温度大于冷温即又自行恢复运转，同样具有热源取得容易有的免 费、冷热温差小亦可运作、设备简单、低噪音、无排放污染、取用方便、 安全可靠、寿命长、不需维修等优点。本发明的有益效果在于20 利用本发明提出的方法或装置发电，具有热源取得容易、冷热温差小亦可运作、设备简单、低噪音、无排放污染、取用方便、安全可靠、 寿命长、不需维修等功效。附困的简要说明25
图1是本发明第一实施例立体图。
图2是本发明第一实施例的三视图。 图3是本发明第二实施例立体图。 困4是本发明第二实施例的三4见图。主要组件符号说明(1) (IO)(IO，)磁体(2) 弹性组件(3) 散热组件(30)导孔 (31)散热部 io (4)框架(5) 线圈 (50)铁芯(6) 导热组件 (60)导孔15 (7)整流组件(8) 蓄电池(9) 翘板装置(90)支座 (91)支杆 (92)板件20具体实施方式
有些》兹体(如电子锅t磁性温度感应开关，煮饭用约102。C的磁体， 保温用约为72。C的磁簧开关)被加热至高于居里温度(铁磁性变成顺磁性 的温度)时，将失去磁性，反之被冷却至居里温度以下又会渐渐恢复磁性， 25 因此我们将一个铁芯缠上绕组且将其加热至居里温度以上然后置于这种磁体上方，当够靠近时，磁体将被磁力推往铁芯移动而使距离越近，磁 力又更强而使得》兹体振向铁芯，此时的线圏将因通过线圈的铁芯内磁通 量骤增而感应出一个脉沖电压电流，而我们将此脉冲经整流而对蓄电池 充电，得到一个充电单位，而当磁体接触到铁芯时，将被铁芯及导热组 5 件加热热传导至居里温度以上而失磁，当磁体对铁芯的磁力小于重 力与弹簧拉力和，磁体将被弹簧拉至散热组件上，接触到散热组件时磁 体将被预先冷却的散热组件降温热传导至居里温度以下，而逐渐回 复磁性，直至磁体对铁芯的磁力大于重力与弹簧拉力和，而又将磁体振 向铁芯产生另一次的充电脉冲，如此反反复复的一直对电池充电，直到10 热源消失或冷却不良才会停止运作，若冷热条件回复热温大于居里温 度大于冷温即又自行恢复运作。当提高热源温度或降低底部温度，将 使得脉冲的间隔缩短而加大平均充电电流，而将铁芯越靠近磁体将使冷 却时间缩短但脉沖电流降低，适当的距离亦会提升发电效率，且缩小正 常运作的冷热源温度差，充电电压则可由线圈圈数决定，由于线圈摆在15 热源，即使有内电阻损失，能量依然回归热源，因此设定线團以不会损 坏为原则来有效降低线圈的体积，藉以提升相对空间的装置数，弹簧的 功用在于固定磁体的位置及方向，以及将磁体于磁力减少到一定程度时 就拉回至冷却位置，以弹簧定位亦可减少滑动或摩擦部份以求装置能达 到更高的使用寿命，藉以降低装置之相对成本，而将磁体以多片组合配20 合热传导的温度-时间差可使磁体在更短的时间内产生失磁或回磁来提高 效率。再者，磁体本身的温度磁性特性曲线则关系着整组机构的发电效率， 磁体的居里温度则须配合使用的场合， 一般约为冷热源温度的中间值， 磁体的磁极导向(N-S)是将铁磁性材料粉碎成纳米级的单位磁矩，再以外 25 磁场诱使磁矩排列成我们要的方式，经加压固定后再烧结而成，磁体的
居里温度则依材料及杂质添加方式而变，此为材料来源。而将单位装置 缩小化，亦可有效降低磁体的热残留以及热传递的时间差来提高装置的 转换效率。为达成本发明前述目的之技术手段，兹列举以下实施例，并配合图 5 式i兌明^口后。本发明提供一种利用温差发电的方法，其主要是利用磁体之居里温 度点产生的磁性变化[铁磁体和顺磁体转化]的原理，配合现有环境中有温 差产生的地点，二者配合来发电的方法。本发明主要是将一组当本身温 度低于居里温度时具有自发磁力的磁体，以适当距离装置于高温部装10 有线圈且预先加温到高于磁体居里温度的铁芯与低温部预先降温到 低于居里温度(如利用散热组件)之间，并与低温部有着弹性组件连接， 藉此磁体接触到低温部降温至回磁而吸往铁芯，接触到高温部加温至失 磁，而被弹性组件或其它方法拉回，又再接触到低温部降温至回磁， 而往返于高温部与4氐温部之间，并造成铁芯内磁通变化，而使线圏产生15 脉冲电压电流来发电，亦即利用预定的热源将高温部加热至磁体居里温 度点以上，利用预定的冷源将低温部降温至居里温度点以下，藉磁体之 居里温度点产生的》兹性变化，以及高温部与低温部之位置差与温差对磁 体加热或散热，使磁体能往复运动而使线圈反复连续产生脉冲电压电流 来充电。20 本发明装置请参阅图1之本发明第一实施例立体图，由图可知本发明主要包括有依预定居里温度点产生磁性变化的磁体(l)，该磁体(l)是藉弹性组件(2)弹性组件为不导磁材料设置于散热组件(3)上散热组件 为导热但不导磁材料，该散热组件(3)上端设有框架(4)以设置线圏(5)， 并使装置于线圈(5)的铁芯(50)与磁体(1)具适当距离请参见图2，该铁
线圏(5)^:有整流组件(7)连结蓄电池(8)者，当导热组件(6)被预定热源加热 至预定居里温度以上时，贴附于散热组件的磁体(1)因对铁芯(50)的磁力大 于重力与弹性组件(2)的拉力和而往铁芯(50)移动而使距离越近，磁力叉更 强而使得磁体(1 )振向铁芯(50)，此时的线圈(5)将因通过线團的铁芯(50)5内磁通量骤增而感应出一个脉冲电压电流，将此脉冲经整流而对蓄电池(8) 充电，得到一个充电单位，而当磁体(1傳触到导热组件(6)及铁芯(50)时， 将被已经预先加热之导热组件(6)及铁芯(50)之热源加热热传导至居里 温度以上而失磁，当磁体(1)对铁芯(50)的磁力小于重力与弹性元件(2)拉 力和，磁体(1)将被弹性组件(2)拉至散热组件(3)上，接触到散热组件(3)io时磁体(1)将被预先冷却的散热组件(3)降温热传导至居里温度以下， 而逐渐回复磁性，直至磁体(1)对铁芯(50)的磁力大于重力与弹性组件(2) 拉力和，而又将磁体(1)振向铁芯(50),产生另一次的充电脉冲，如此反反 复复的 一直对蓄电池(8)充电，直到热源消失或冷却不良才会停止运作， 若冷热条件回复热温大于居里温度大于冷温即又自行恢复运作，具15有热源取得容易有的免费、冷热温差小亦可运作、设备简单、低噪音、 无排放污染、取用方便、安全可靠、寿命长、不需维修等优点。本发明前述导热组件(6)具有导孔(60),以利预定热源流体热源流体 如发电厂高温废水、海平面温度较高之海水、汽车散热冷却循环水及 引擎排放的热气、屋顶或马路装置之循环热水等流通加热者。请参阅20 图1、 2所示，前述散热组件(3)具有导孔(30),以利装置冷却流体流通而 强制冷却散热组件(3)者。请参阅图3所示，该散热组件(3)具有增加表面 积的散热部(31)，以配合装置风扇等，以强制冷却散热组件(3)者。本发明之第二实施例请参阅图3、 4,由图可知本实施例主要包括有 至少一对依预定居里溫度点产生磁性变化的磁体(10)(10'),该对磁体25 (10)(10，)藉翘板装置(9)设置于散热组件(3)上，翘板装置(9)包括有固定于
散热组件(3)上的支座(90),支座(90)并枢接有一支杆(91)，支杆(91)则穿设 一板件(92),该板件(92)之二端则分别设置该对磁体(10)(10')，并令板件(92) 能以支杆(91)为轴心向二侧旋动，该散热组件(3)另设有框架(4),框架(4) 相对于各磁体(10)(10，)上设置有相对的线圈(5)，并使装置于各个线圈(5)5 的铁芯(50)与各相对磁体(10)(10，)具有适当的距离，前述铁芯(50)设有连 通预定热源之导热组件(6)，各线圈(5)设有整流组件(7)连结蓄电池，当该 对磁体(10)(10，)皆未接触到导热组件(6)与散热组件(3)时，由于固定磁体 (10)(10，)的跷板装置(9)系设于散热组件(3)上，因此即使跷板装置(9)以导 热不良的材料组成，亦会緩慢的将磁体(10)(10，)降温至居里温度以下，而io 此时即使该对磁体(10)(10，)皆已有磁力也会因为磁力较强或与铁芯(50)较 近，而让一端的石兹体(10)(10，)往铁芯(50)移动，而另一端则往散热组件(3) 端移动，两端磁体(10)(10，)对铁芯(50)的磁力差又更大，而将磁力较大的 磁体(10)振向铁芯(50)请参见图4，此时与该磁体(10)相对的线圈(5辦 因通过线圈的铁芯内磁通量骤增而感应出 一个脉冲电压电流，将此脉冲15 经整流而对蓄电池充电，得到一个充电单位，由于一端磁体(10)接触到导 热组件(6),另一端接触到散热组件(3),因此一个磁体(10)在加热而另一 个磁体(10，)在散热，直至被加热端磁体(10)对铁芯(50)的磁力小于被散热 端磁体(10，)对铁芯(50)的磁力被加热端磁体(10)接触到铁芯(50)及导热 组件(6)时，将被预先加热的铁芯(50)及导热组件(6)加热至居里温度以上20而失磁，则换散热端的磁体(10，)振向铁芯(50),而被加热端的磁体(IO) 则被移往散热组件(3)上，以此一往一返而依次使两组线圈(5)产生脉冲， 经整流组件(7)对蓄电池充电，直到热源消失或冷却不良才会停止运作， 若冷热条件回复热温大于居里温度大于冷温即又自行恢复运转，同 样具有热源取得容易有的免费、冷热温差小亦可运作、设备简单、低25 噪音、无排放污染、取用方便、安全可靠、寿命长、不需维修等优点。 本发明可运用之部份实施例叙述如下
1、 运用于发电厂之蒸 可选择》兹体之居里温度为70。C(目前电子锅的保温开关使用温度约为72 。C的温度^f兹簧开关)左右的模块，可以空气(风扇)散热，或以海水散热皆可。
2、 海面之曝晒所产生之海面与稍深的海里产生的温差，可选择磁 体之居里温度约为20。C(冷热海水的中间温度)的模块，以海面海水为热 源，而以稍深之较冷海水为冷却流体。
3、 冷气机或汽车之散热部前端之能量回充，可选择磁体之居里温 度为55X:之模块，以空气(风扇)散热，来回收此能量。
4、 将屋顶或马路装置循环水导管做为热源，可选择磁体之居里温 度45。C左右的模块，以空气(风扇)散热，来发电。惟以上所述者，仅为本发明之一较佳可行实施例而已，并非用以拘 限本发明之范围，举凡熟悉此项技艺人士，运用本发明说明书及申请专 利范围所作之替代性方法及等效结构变化，理应包括于本发明之专利范 围内。
权利要求
1. 一种温差发电方法，其特征在于将一组当本身温度低于预定居里温度时具有自发磁力的磁体，以适当距离装置于高温部与低温部之间，高温部装置有线圈且被预先加温到高于磁体居里温度的铁芯，低温部则预先降温到低于居里温度，低温部并与磁体借着弹性组件连接，藉预定的热源将高温部加热至磁体居里温度点以上，利用预定的冷源将低温部降温至居里温度点以下，磁体接触到低温部降温而回磁，而被吸往铁芯接触到高温部，当磁体加温至失磁又被弹性组件拉回低温部，又再接触到低温部降温至回磁，利用高温部与低温部之位置差与温差对磁体加热或散热，以及磁体之居里温度点产生的磁性变化，进而往返于高温部与低温部之间，并造成铁芯内磁通变化，而使线圈产生脉冲电压电流来发电。
2.—种温差发电装置，其特征在于主要包括有依预定居里温度点产生磁性变化的磁体，该磁体是藉弹性组件设置于散热组件上，该散热组 件上端设有框架以设置线圈，并使装置于线圈的铁芯与磁体具适当距离， 该铁芯设有连通预定热源之导热组件，线團设有整流组件连结蓄电池者, 藉导热组件与铁芯被预定热源加热至预定居里温度以上，及散热组件被加预定冷源降温至居里温度以下，使磁体于铁芯与散热组件往复运动，令 线團产生脉冲，经整流组件而对蓄电池充电。
3.如权利要求2所述之温差发电装置，其特征在于该导热组件具有 导孔，以利预定热源流体流通加热。
4. 如权利要求2或3所述之温差发电装置，其特征在于该散热组件 具有导孔，以利冷却流体流通强制冷却散热组件。
5. 如权利要求2或3所述之温差发电装置，其特征在于该散热组件 具有增加表面积的散热部，以配合风扇强制冷却散热组件。
6. —种温差发电装置，其特征在于主要包括有至少一对依预定居里 温度点产生磁性变化的磁体，该对磁体藉翘板装置设置于散热组件上， 翘板装置包括有固定于散热组件上的支座，支座并枢接有一支杆，支杆 则穿设一板件，该板件之二端则分别设置该对磁体，并令板件能以支杆 为轴心向二侧旋动，该散热组件另设有框架，框架相对于各磁体上设置 有相对的线圈，并使装置于各个线圏的铁芯与各相对磁体具有适当的距 离，前述铁芯设有连通预定热源之导热组件，各线圈设有整流组件连结 蓄电池，藉导热组件被预定热源加热至预定居里温度以上，及散热组件净皮预定冷源降温至居里温度以下，使一端》兹体加热而另端磁体散热，一 往一返而依次使两组线圈产生脉冲，经整流组件对蓄电池充电。
7. 如权利要求6所述之温差发电装置，其特征在于该导热组件具有 导孔，以利预定热源流体流通加热。
8. 如权利要求6或7所述之温差发电装置，其特征在于该散热组件 具有导孔，以利冷却流体流通强制冷却散热组件。
9. 如权利要求6或7所述之温差发电装置，其特征在于该散热组件具有增加表面积的散热部，以配合风扇强制冷却散热组件。
全文摘要
本发明涉及发电装置技术领域，一种温差发电方法及装置，其方法是将一组当本身温度低于预定居里温度时具有自发磁力的磁体，以适当距离装置于高温部与低温部之间，高温部连通预定利用的热源来对所装置线圈的铁芯加温到高于磁体居里温度，低温部则预先降温到低于居里温度，有必要时利用散热组件来降温，低温部并与磁体借着弹性组件连接，藉磁体接触到低温部降温而回磁，而被吸往铁芯接触到高温部，当磁体加温至失磁又被弹性组件拉回低温部，又再接触到低温部降温至回磁，进而往返于高温部与低温部之间，并造成铁芯内磁通变化而使线圈产生脉冲电压电流来发电。
文档编号H02K57/00GK101212168SQ20061016806
公开日2008年7月2日 申请日期2006年12月25日 优先权日2006年12月25日
发明者何文新 申请人:何氏企业股份有限公司