CN201781450U - 一种组合式温差发电器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种组合式温差发电器，包括八边形排气管、套筒、温差发电组件、绝热层、散热片、冷却水套，所述八边形排气管、套筒和散热片分为多段，每段之间通过连接式冷却水套连接，每段套筒与八边形排气管同轴心套在八边形排气管外，所述每段八边形排气管的每个侧面上布置有温差发电组件和绝热层，温差发电组件上端与散热片相接，冷却水套安装于该装置首末两端，侧端通过连接管与首末两段的散热片左右两端内部通孔连接，顶端与外部冷却系统相连；八边形排气管首末两段的左右两端通过法兰与外部固定连接。本装置结构多变，发电功率更灵活，同时便于设备的加工，另外温差发电组件冷热面接触充分，发电功率稳定，可应用于多种场合。
Description
技术领域
本实用新型属于温差发电器设计领域，特别涉及一种组合式温差发电器。
背景技术
温差发电技术是利用半导体材料的塞贝克效应，直接将热能转换为电能的技术，是解决当前废热直接排放造成环境污染、能源浪费问题的理想技术。温差发电器即是采用温差发电技术制成的装置，该装置具有结构紧凑、绿色环保、运行时无噪声、使用寿命长等特点，在军事、航天等领域发挥着重要作用。目前，随着汽车数量越来越多，汽车尾气的排放量也与日俱增，汽车尾气直接排放造成的空气污染和资源浪费问题也引起了越来越多的关注。温差发电技术被人们认为是利用汽车废热发电的有效途径，既能减少资源浪费，又能产生电能，既可作为车载电子设备电源，又可为混合动力汽车蓄电池组充电，提高汽车燃油利用率。
中国实用新型专利CN201430558Y公布了一种利用汽车尾气余热温差发电器，该装置包括集热器、温差发电片、冷却水箱；该装置的连接是通过集热器的表面装有至少一个温差发电片，每个温差发电片的热端与集热器的侧面相连，每个温差发电片的冷端与冷却水箱相接来实现的。本实用新型的缺点是：(1)该专利中集热器的进气口需要与汽车排气筒连接，并且与汽车排气筒的具体位置由温差发电片能承受的极限温度决定，所以使得该集热器具体位置不定；(2)集热器具体位置不定从而导致在安装固定时需要改变排气管结构，而集热器又没有专门的连接装置，从而使安装固定较为复杂；(3)各个冷却水箱进出水口串联连接，使得各个面上温差发电组件冷端温度不均匀，容易导致发电功率不稳定；(4)整体结构固定，不能灵活多变满足不同功率需求。
因此，需要提供一种既方便拆分和安装又可同时保证发电功率稳定的温差发电器。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种组合式温差发电器，其具有结构多变、方便拆分和安装、发电功率稳定的优点。
本实用新型的目的通过以下的技术方案实现：一种组合式温差发电器，包括八边形排气管、套筒、温差发电组件、绝热层、散热片、冷却水套，所述八边形排气管、套筒和散热片分为至少两段，每段之间通过连接式冷却水套连接，每段套筒与八边形排气管同轴心套在八边形排气管外，所述每段八边形排气管的每个侧面上布置有温差发电组件和绝热层，绝热层布置于温差发电组件之间，温差发电组件下端与八边形排气管相接，上端与散热片相接，每段散热片、温差发电组件、绝热层均沿八边形排气管中心对称分布在八边形排气管上，冷却水套安装于整个装置首末两端，侧端通过连接管与首末两段的散热片左右两端内部通孔连接，顶端与外部冷却系统相连；八边形排气管首末两段的左右两端通过法兰与外部固定连接。
所述连接式冷却水套中心有用于与八边形排气管焊接的八边形阶梯孔及圆形凸台，顶端设有一个主进出水口，与外部冷却系统相连，侧面设有8个分进出水口，各分进出水口管口与散热片中的冷却水管道管口通过连接管相连接，侧面有螺纹孔，连接式冷却水套通过螺栓螺母将各段依次连接成一体。
所述每段温差发电组件和绝热层与每段八边形排气管的连接方式为焊接或粘贴；所述温差发电组件和绝热层均匀平行布置于八边形排气管的侧面上。
所述每段八边形排气管的每个侧面上温差发电组件的正极通过导线接相邻温差发电组件的负极，形成一个串联联接组。
所述每段八边形排气管侧面上的串联联接组之间可用串联或并联方式连接，形成一个联接组组件。
所述各段之间的联接组组件采用串联或并联连接。
所述每段散热片为底面是一个五边形的柱体，该五边形上部为等腰三角形，下部为长方形，散热片底部平行于该段八边形排气管的侧面，内部有作为冷却水管道的通孔，在散热片两端设有定位孔，每端设置两个，分别位于散热片顶部两个面上，定位孔底部装有缓冲弹簧，该定位孔与套筒上的定位孔连通，螺栓螺母通过该孔将散热片和该段套筒固定连接。
所述八边形排气管首末两段的左右两端设置有冷却水套，每个冷却水套顶端设有一主进出水口，与外部冷却系统相连，在对应于首末两段的散热片冷却水管道管口处设置有8个分进出水口，各分进出水口管口与散热片中的冷却水管道管口通过连接管相连接，每一段中各个面上的散热片冷却水管道并联连接。
作为优选方案，所述各段散热片材料为铜。
所述绝热层材料为绝热膜、陶瓷棉、玻璃棉或膨胀珍珠岩。
所述各段八边形排气管、套筒为不锈钢材料。
所述连接管为橡胶管。
所述冷却水套为铝合金散热水套，空心圆环形结构。
所述连接式冷却水套材料为铝合金。
所述法兰焊接在首末两段的八边形排气管的两端。
本实用新型的工作过程：该组合式温差发电器安装在汽车尾气催化转换器与消声器之间，二者通过法兰固定连接，在车辆行驶时，汽车尾气催化转换器流出的高温气体流入八边形排气筒，八边形排气筒将高温传给外侧面上的温差发电组件，同时汽车发动机冷却系统中的冷却液通过八边形排气管两侧的冷却水套进出水管口沿连接管输送至散热片，这样温差发电组件上下两端形成较大的温差，进而产生电流，待该电流通过稳压电路后即可给汽车供电。
本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
1、本实用新型中的八边形排气筒、套筒、散热片均被分为多段，结构多变，可使该结构的温差发电器发电功率更灵活，同时也便于设备的加工。
2、本实用新型中的温热发电器采用法兰与外部连接，结构紧凑，便于安装维护。
3、本实用新型温差发电组件可以串联或并联使用，以满足不同负载的需要，提高温差发电器的输出功率和转换效率。
4、本实用新型中通过在散热片安装孔内使用弹簧柔性联接，既保证了温差发电组件冷热面的接触充分，又可以提高温差发电器的抗震性能和温差发电组件的可靠性。
5、本实用新型中外部设有套筒，既可作为固定装置，也可作为保护装置，增加了产品的使用寿命。
6、本实用新型中散热部分采用发动机冷却水冷却，增强了冷却效果，可以有效保证温差发电组件冷端温度基本恒定且冷热面有较高的温差，以提高温差发电器的输出功率和转换效率。
附图说明
图1是本实用新型温差发电器的外观结构示意图；
图2是本实用新型温差发电器的内部结构示意图；
图3是本实用新型端部八边形排气管和连接式冷却水套的结构示意图；
图4是图2所示温差发电器的A-A剖视图；
图5是连接式冷却水套主视图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。
如图1和图2所示，一种组合式温差发电器，包括八边形排气管2、套筒5、温差发电组件11、绝热层12、散热片7、冷却水套3，所述八边形排气管2、套筒5和散热片7分为至少两段，每段之间通过连接式冷却水套8连接，每段套筒5与八边形排气管2同轴心套在八边形排气管2外，所述每段八边形排气管2的每个侧面上布置有温差发电组件11和绝热层12，绝热层12布置于温差发电组件11之间，温差发电组件11下端与八边形排气管2相接，上端与散热片7相接，每段散热片7、温差发电组件11、绝热层12均沿八边形排气管2中心对称分布在八边形排气管2上，冷却水套3安装于整个装置首末两端，侧端通过连接管4与首末两段的散热片7左右两端内部通孔连接，顶端与外部冷却系统相连；八边形排气管2首末两段的左右两端通过法兰1与外部固定连接。
如图3至5所示，所述连接式冷却水套8中心有用于与八边形排气管2焊接的八边形阶梯孔85及圆形凸台83，顶端设有一个主进出水口84，与外部冷却系统相连，侧面设有8个分进出水口81，各分进出水口81管口与散热片中的冷却水管道10管口通过连接管4相连接，侧面有螺纹孔82，连接式冷却水套8通过螺栓螺母将各段依次连接成一体。
如图3所示，所述每段温差发电组件11和绝热层12与每段八边形排气管2的连接方式为焊接或粘贴；所述温差发电组件11和绝热层12均匀平行布置于八边形排气管的侧面上。
所述每段八边形排气管2的每个侧面上温差发电组件11的正极通过导线接相邻温差发电组件的负极，形成一个串联联接组。
所述每段八边形排气管2侧面上的串联联接组之间可用串联或并联方式连接，形成一个联接组组件。
所述各段之间的联接组组件采用串联或并联连接。
如图2和4所示，所述每段散热片7为底面是一个五边形的柱体，该五边形上部为等腰三角形，下部为长方形，散热片7底部平行于该段八边形排气管2的侧面，内部有作为冷却水管道10的通孔，在散热片两端设有定位孔，每端设置两个，分别位于散热片7顶部两个面上，定位孔底部装有缓冲弹簧9，该定位孔与套筒5上的定位孔连通，螺栓螺母6通过该孔将散热片7和该段套筒5固定连接。
如图1和图2所示，所述八边形排气管2首末两段的左右两端设置有两个冷却水套3，每个冷却水套3顶端设有一主进出水口，与外部冷却系统相连，在对应于首末两段的散热片冷却水管道管口处设置有8个分进出水口，各分进出水口管口与散热片中的冷却水管道管口通过连接管相连接，每一段中各个面上的散热片冷却水管道并联连接。
作为优选方案，所述各段散热片7材料为铜。
所述绝热层12材料为绝热膜、陶瓷棉、玻璃棉或膨胀珍珠岩。
所述各段八边形排气管2、套筒5为不锈钢材料。
所述连接管4为橡胶管。
所述冷却水套3为铝合金散热水套，空心圆环形结构。
所述连接式冷却水套8材料为铝合金。
所述法兰1焊接在首末两段的八边形排气管2的两端。
本实用新型的安装过程具体如下：先安装左端结构，用一个固定装置将端部八边形排气管2固定，在端部八边形排气管2一个平面上布置至少2个温差发电组件11，每个温差发电组件中间加绝热层12，在温差发电组件11的另一端布置端部散热片7，将端部套筒5与八边形排气管2同轴心套在端部八边形排气管2外，将端部套筒5上的定位孔对准端部散热片7上的定位孔，先将大螺栓穿过端部套筒5上的定位孔，再将大螺母从大螺栓下端通过螺纹拧上，将缓冲弹簧9放入端部散热片7的固定孔内，将大螺栓插入端部散热片7的固定孔内，转动大螺母，直至缓冲弹簧9有一定压紧力，使端部套筒5、端部散热片7、温差发电组件11均能固定在端部八边形排气管2上，然后按照此方法安装端部散热片7上另一端定位孔上的大螺栓、大螺母和缓冲弹簧9。然后安装端部散热片7沿轴心对称的另一端的端部散热片7、大螺栓、大螺母和缓冲弹簧9。然后，按上述方法安装端部八边形排气管2上其余部件，依次安装温差发电组件11、绝热层12、端部散热片7、大螺栓、大螺母、缓冲弹簧9等，利用端部套筒5的卡箍作用，通过对称两边的力平衡，使端部散热片7、温差发电组件11均能在端部八边形排气管2上定位且固定。将全部温差发电组件11、端部散热片7、绝热层12安装固定好后，将冷却水套3的侧面管口分别套上8个连接管4，并通过连接管4分别与端部散热片7的冷却水管道口10同心对准，另一端将连接式冷却水套8的八边形阶梯孔85与端部八边形排气管2对准，分进水口81管口分别套上8个连接管4，并通过连接管4分别与端部散热片7的冷却水管道口10连接，在连接式冷却水套8的八边形阶梯孔85处将端部八边形排气管2与连接式冷却水套8焊接成一体，组合式温差发电器端部结构安装完成。两端结构对称，按照上述方法安装另一个端部结构即可。
然后安装组合式温差发电器中部结构，用一个固定装置将端部八边形排气管2固定，在中部八边形排气管一个平面上布置至少2个温差发电组件11，每个温差发电组件11中间加绝热层12，在温差发电组件11的另一端布置中部散热片7，并依次用螺栓螺母固定，将两个连接式冷却水套8的八边形阶梯孔85分别与中部八边形排气管两端对准，侧面分进水口管口分别套上8个连接管4，并通过连接管4分别与中部散热片7的两端冷却水管道口连接，在连接式冷却水套8的八边形阶梯孔85处将中部八边形排气管2与连接式冷却水套8焊接成一体，组合式温差发电器端部结构安装完成。
之后的安装可按需求选择两种安装方式，若所需功率较小，或空间较小可以只安装两端端部结构，若所需功率较大或空间较大，则可以同时安装两端端部结构及中部结构。两种安装均使用螺栓穿过组合式温差发电器端部结构和端部结构或中部结构的连接式冷却水套上的螺纹孔，并用螺母拧紧固定，完成组合式温差发电器两端的端部结构与端部结构或中部结构的连接固定。
最后，将连接法兰分别焊接在整个结构的八边形排气管2的两端，完成整个装置的安装。
上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种组合式温差发电器，其特征在于，包括八边形排气管、套筒、温差发电组件、绝热层、散热片、冷却水套，所述八边形排气管、套筒和散热片分为至少两段，每段之间通过连接式冷却水套连接，每段套筒与八边形排气管同轴心套在八边形排气管外，所述每段八边形排气管的每个侧面上布置有温差发电组件和绝热层，绝热层布置于温差发电组件之间，温差发电组件下端与八边形排气管相接，上端与散热片相接，每段散热片、温差发电组件、绝热层均沿八边形排气管中心对称分布在八边形排气管上，冷却水套安装于整个装置首末两端，侧端通过连接管与首末两段的散热片左右两端内部通孔连接，顶端与外部冷却系统相连；八边形排气管首末两段的左右两端通过法兰与外部固定连接。
2.根据权利要求1所述的圆筒式温差发电器，其特征在于，所述连接式冷却水套中心有用于与八边形排气管焊接的八边形阶梯孔和圆形凸台，顶端设有一个主进出水口，与外部冷却系统相连，侧面设有8个分进出水口，各分进出水口管口与散热片中的冷却水管道管口通过连接管相连接，侧面有螺纹孔，连接式冷却水套通过螺栓螺母将各段依次连接成一体。
3.根据权利要求1所述的圆筒式温差发电器，其特征在于，所述每段温差发电组件和绝热层与每段八边形排气管的连接方式为焊接或粘贴；所述温差发电组件和绝热层均匀平行布置于八边形排气管的侧面上。
4.根据权利要求3所述的圆筒式温差发电器，其特征在于，所述每段八边形排气管的每个侧面上温差发电组件的正极通过导线接相邻温差发电组件的负极，形成一个串联联接组。
5.根据权利要求4所述的圆筒式温差发电器，其特征在于，所述每段八边形排气管侧面上的串联联接组之间用串联或并联方式连接，形成一个联接组组件；所述各段之间的联接组组件采用串联或并联连接。
6.根据权利要求1所述的圆筒式温差发电器，其特征在于，所述每段散热片为底面是一个五边形的柱体，该五边形上部为等腰三角形，下部为长方形，散热片底部平行于该段八边形排气管的侧面，内部有作为冷却水管道的通孔，在散热片两端设有定位孔，每端设置两个，分别位于散热片顶部两个面上，定位孔底部装有缓冲弹簧，该定位孔与套筒上的定位孔连通，螺栓螺母通过该孔将散热片和该段套筒固定连接。
7.根据权利要求1所述的圆筒式温差发电器，其特征在于，所述八边形排气管首末两段的左右两端设置有冷却水套，每个冷却水套顶端设有一主进出水口，与外部冷却系统相连，在对应于首末两段的散热片冷却水管道管口处设置有8个分进出水口，各分进出水口管口与散热片中的冷却水管道管口通过连接管相连接，每一段中各个面上的散热片冷却水管道并联连接。
8.根据权利要求1所述的圆筒式温差发电器，其特征在于，所述散热片材料为铜；所述绝热层材料为绝热膜、陶瓷棉、玻璃棉或膨胀珍珠岩；所述各段八边形排气管、套筒为不锈钢材料；所述连接管为橡胶管。
9.根据权利要求7所述的圆筒式温差发电器，其特征在于，所述冷却水套和连接式冷却水套材料为铝合金，为空心圆环形结构。
10.根据权利要求1所述的圆筒式温差发电器，其特征在于，所述法兰焊接在首末两段的八边形排气管的两端，通过螺栓与外部固定连接。
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