一種半導體溫差發(fā)電裝置的制造方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種半導體溫差發(fā)電裝置，屬于熱電轉(zhuǎn)換領域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著化石能源的日趨枯竭，美國、日本、歐盟等發(fā)達國家更加重視溫差發(fā)電技術(shù)在民用領域的研究，并取得了長足的進展。國內(nèi)半導體溫差發(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體熱電器件輸出國，但是在半導體溫差發(fā)電裝置綜合設計和應用方面的研究比較欠缺，因此研究溫差發(fā)電有著非?，F(xiàn)實的意義。
[0003]半導體溫差發(fā)電技術(shù)是一種基于塞貝克效應(即把兩種半導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勢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，例如地熱能、太陽能以及工業(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，半導體溫差發(fā)電技術(shù)是對熱能的回收再利用，具有清潔、無噪音污染、無有害物質(zhì)排放、高效、壽命長、堅固、可靠性高、穩(wěn)定等一系列優(yōu)點。
[0004]以高溫液體作為熱源是半導體溫差發(fā)電的一種典型實例，其相比較于其他熱源有諸多優(yōu)勢。但是，已有技術(shù)中提供的高溫液體作為熱源的半導體溫差發(fā)電裝置也存在一定缺陷:現(xiàn)有技術(shù)通常采用熱水作為高溫液體熱源，但是，即使采取了保溫措施，由于產(chǎn)生電能時需要消耗熱能，因此會造成熱水溫度的下降，導致半導體發(fā)電芯片熱端的溫度降低，熱端和冷端之間的溫差不斷減小。目前也沒有出現(xiàn)利用汽車排氣管的溫度實現(xiàn)發(fā)電，從而實現(xiàn)長時間向待驅(qū)動的部件提供穩(wěn)定和足夠的驅(qū)動電壓的目標。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的是提供一種半導體溫差發(fā)電裝置，可以將汽車三元催化器與一級消聲器排氣管的廢熱轉(zhuǎn)化為電能，用于汽車上小功率電器的供電，達到能量回收的作用。
[0006]本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種半導體溫差發(fā)電裝置，其創(chuàng)新點在于:所述半導體溫差發(fā)電裝置安裝于汽車排氣管的三元催化氧化器與汽車排氣管的一級消聲器之間；該半導體溫差發(fā)電裝置包括外散熱片、設置有若干個并聯(lián)排列的半導體熱電模塊裝置的半導體發(fā)電芯片和放大及穩(wěn)壓電路，該放大及穩(wěn)壓電路與半導體發(fā)電芯片的電壓輸出端相連，半導體發(fā)電芯片覆蓋于外散熱片內(nèi)。
[0007]進一步的，所述半導體發(fā)電芯片一弧度為150?160°的半圓環(huán)片，且內(nèi)外表面均為圓弧面，該半圓環(huán)片的內(nèi)圓弧表面直接覆蓋固定于汽車排氣管上，其外圓弧表面與外散熱片表面固定覆蓋。
[0008]進一步的，所述半導體發(fā)電芯片的內(nèi)圓弧面為內(nèi)導熱半圓鋁合金圓弧面，外圓弧面為外散熱半圓鋁合金圓弧面。
[0009]進一步的，所述半導體熱電模塊裝置安裝于半導體發(fā)電芯片的內(nèi)外表面之間，且與半導體發(fā)電芯片的內(nèi)外表面相互嵌合固定。
[0010]本發(fā)明的有益效果如下:
(I)本發(fā)明的半導體溫差發(fā)電裝置，安裝于汽車排氣管的三元催化氧化器與汽車排氣管的一級消聲器之間，即確保發(fā)電裝置使用條件在溫度200?450°C，保證了發(fā)電裝置高效率的轉(zhuǎn)換技術(shù)指標。
[0011](2)本發(fā)明的半導體溫差發(fā)電裝置，包括外散熱片、設置有半導體熱電模塊裝置的半導體發(fā)電芯片和放大及穩(wěn)壓電路，該放大及穩(wěn)壓電路與半導體發(fā)電芯片的電壓輸出端相連，半導體發(fā)電芯片覆蓋于外散熱片內(nèi)，發(fā)電性能穩(wěn)定可靠，利用半導體材料具有利用溫差進行發(fā)電的能力，將汽車三元催化器與一級消聲器排氣管的廢熱轉(zhuǎn)化為電能，用于汽車上小功率電器的供電，達到能量回收的作用。
[0012](3)本發(fā)明的半導體溫差發(fā)電裝置，半導體發(fā)電芯片設計為一弧度為150?160°的半圓環(huán)片，將汽車行駛過程中，尾氣熱量經(jīng)導熱體高效傳遞到溫差發(fā)電模熱端，同時散熱片保持冷端低溫，當半導體溫差發(fā)電模塊冷熱端產(chǎn)生一定溫差條件下，實現(xiàn)熱能轉(zhuǎn)化為電能的過程；且內(nèi)外表面均為圓弧面，該半圓環(huán)片的內(nèi)圓弧表面直接覆蓋固定于汽車排氣管上，其外圓弧表面與外散熱片表面固定覆蓋，可以保證發(fā)電裝置良好兼容汽車的排氣管。
[0013](4)本發(fā)明的半導體溫差發(fā)電裝置，半導體發(fā)電芯片的內(nèi)圓弧面為內(nèi)導熱半圓鋁合金圓弧面，外圓弧面為外散熱半圓鋁合金圓弧面，均設計成用鋁合金材料做成，以保證傳熱良好。
[0014](5)本發(fā)明的半導體溫差發(fā)電裝置，半導體熱電模塊裝置安裝于半導體發(fā)電芯片的內(nèi)外表面之間，且與半導體發(fā)電芯片的內(nèi)外表面相互嵌合固定，相比于傳統(tǒng)汽車節(jié)能產(chǎn)品，具有高度自動化、低維護，無機械運動，堅固穩(wěn)定，可靠性高的優(yōu)點。
【附圖說明】
[0015]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明做進一步詳細說明。
[0016]圖1為本發(fā)明半導體溫差發(fā)電裝置整體安裝示意圖。
[0017]圖2為本發(fā)明半導體溫差發(fā)電裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)截面示意圖。
[0018]圖3為本發(fā)明半導體溫差發(fā)電裝置原理結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0019]本發(fā)明涉及一種半導體溫差發(fā)電裝置，如圖1所示:半導體溫差發(fā)電裝置10安裝于汽車排氣管5的三元催化氧化器與汽車排氣管5的一級消聲器之間；如圖2、3所示:該半導體溫差發(fā)電裝置10包括外散熱片1、設置有若干個并聯(lián)排列的半導體熱電模塊裝置2的半導體發(fā)電芯片20和放大及穩(wěn)壓電路，該放大及穩(wěn)壓電路與半導體發(fā)電芯片20的電壓輸出端相連，半導體發(fā)電芯片20覆蓋于外散熱片I內(nèi)。本發(fā)明的半導體溫差發(fā)電裝置，保證了發(fā)電裝置高效率的轉(zhuǎn)換技術(shù)指標，發(fā)電性能穩(wěn)定可靠，利用半導體材料具有利用溫差進行發(fā)電的能力，將汽車三元催化器與一級消聲器排氣管的廢熱轉(zhuǎn)化為電能，用于汽車上小功率電器的供電，達到能力回收的作用。
[0020]如圖2所示:半導體熱電模塊裝置2安裝于半導體發(fā)電芯片20的內(nèi)外表面之間，且與半導體發(fā)電芯片20的內(nèi)外表面相互嵌合固定，半導體發(fā)電芯片20 —弧度為150?160°的半圓環(huán)片，且內(nèi)外表面均為圓弧面，該半圓環(huán)片的內(nèi)圓弧3表面直接覆蓋固定于汽車排氣管5上，其外圓弧4表面與外散熱片I表面固定覆蓋，其中，半導體發(fā)電芯片20的內(nèi)圓弧3面為內(nèi)導熱半圓鋁合金圓弧面，外圓弧4面為外散熱半圓鋁合金圓弧面。另外，本發(fā)明的圓弧面均設計成用鋁合金材料做成，以保證傳熱良好，相比于傳統(tǒng)汽車節(jié)能產(chǎn)品，具有高度自動化、低維護，無機械運動，堅固穩(wěn)定，可靠性高的優(yōu)點。
[0021 ] 本實施例的發(fā)電裝置具有良好且兼容汽車電氣設備的穩(wěn)壓充放電路、與汽車排氣管匹配的整體結(jié)構(gòu)和高熱電轉(zhuǎn)換效率的半導體溫差發(fā)電模塊裝置，該發(fā)電裝置工作環(huán)境溫度:200?450°C，本實施例的溫差發(fā)電裝置尺寸:200 X 70 X 80mm ;輸出電壓:14.5V，輸出功率:60?100W，節(jié)油率:1%。
[0022]按出租車平均一年行使182500公里，平均油耗10升/百公里，93號汽油按照6元/升計算，每節(jié)省I %油耗，一輛出租車每年節(jié)省油費1095元。溫差發(fā)電裝置使用壽命長5?7年，發(fā)電性能穩(wěn)定可靠，其實用性和可靠性必將受到市場的青睞。
[0023]以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，不能以此來限定本發(fā)明之權(quán)利范圍。應當指出，對于本技術(shù)領域的普通技術(shù)人員來說，對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，都不脫離本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種半導體溫差發(fā)電裝置，其特征在于:所述半導體溫差發(fā)電裝置安裝于汽車排氣管的三元催化氧化器與汽車排氣管的一級消聲器之間；該半導體溫差發(fā)電裝置包括外散熱片、設置有若干個并聯(lián)排列的半導體熱電模塊裝置的半導體發(fā)電芯片和放大及穩(wěn)壓電路，該放大及穩(wěn)壓電路與半導體發(fā)電芯片的電壓輸出端相連，半導體發(fā)電芯片覆蓋于外散熱片內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導體溫差發(fā)電裝置，其特征在于:所述半導體發(fā)電芯片一弧度為150?160°的半圓環(huán)片,且內(nèi)外表面均為圓弧面,該半圓環(huán)片的內(nèi)圓弧表面直接覆蓋固定于汽車排氣管上，其外圓弧表面與外散熱片表面固定覆蓋。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導體溫差發(fā)電裝置，其特征在于:所述半導體發(fā)電芯片的內(nèi)圓弧面為內(nèi)導熱半圓招合金圓弧面，夕卜圓弧面為外散熱半圓招合金圓弧面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導體溫差發(fā)電裝置，其特征在于:所述半導體熱電模塊裝置安裝于半導體發(fā)電芯片的內(nèi)外表面之間，且與半導體發(fā)電芯片的內(nèi)外表面相互嵌合固定。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種半導體溫差發(fā)電裝置，其創(chuàng)新點在于：所述半導體溫差發(fā)電裝置安裝于汽車排氣管的三元催化氧化器與汽車排氣管的一級消聲器之間；該半導體溫差發(fā)電裝置包括外散熱片、設置有若干個并聯(lián)排列的半導體熱電模塊裝置的半導體發(fā)電芯片和放大及穩(wěn)壓電路，該放大及穩(wěn)壓電路與半導體發(fā)電芯片的電壓輸出端相連，半導體發(fā)電芯片覆蓋于外散熱片內(nèi)。本發(fā)明的半導體溫差發(fā)電裝置，安裝于汽車排氣管的三元催化氧化器與汽車排氣管的一級消聲器之間，即確保發(fā)電裝置使用條件在溫度200～450℃，保證了發(fā)電裝置高效率的轉(zhuǎn)換技術(shù)指標。
【IPC分類】F01N5-02, H02N11-00
【公開號】CN104702153
【申請?zhí)枴緾N201510162212
【發(fā)明人】袁新建, 張軍, 簡玉梅
【申請人】南通理工學院
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2015年4月8日