本發(fā)明涉及地?zé)岬販啬芎惋L(fēng)電供暖儲能裝置，屬半導(dǎo)體熱能發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種照明器和隨身攜帶的電子產(chǎn)品越來越豐富，人們對其依賴程度也越來越強，但在偏遠(yuǎn)的地區(qū)、野外活動或在停電等沒有電源供應(yīng)的情況下，這些照明器和電子產(chǎn)品的電源常常因為不能得到電能補充而無法使用，這就急需尋求一種替代的電能。熱能發(fā)電裝置所需的熱能火源在偏遠(yuǎn)的地區(qū)、野外活動和停電的情況下是最常見的，而這些常見便攜式設(shè)備的充電電壓需求一般為0～15v。因此，開發(fā)一種以火源為熱源的半導(dǎo)體小型熱能發(fā)電裝置，在沒有電源供應(yīng)的情況下提供0～15v電源用來照明和給便攜式電子產(chǎn)品充電成為一種很有效的辦法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是，為了克服現(xiàn)有的火源熱量不穩(wěn)定而影響熱能發(fā)電裝置正常供電的不足，開發(fā)一種以火源為熱源的半導(dǎo)體小型熱能發(fā)電裝置，在沒有電源供應(yīng)的情況下，能提供0～15v電源用來照明或給便攜式電子產(chǎn)品充電，以解決在偏遠(yuǎn)地區(qū)和野外活動時電子產(chǎn)品的充電問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是，本發(fā)明地?zé)岬販啬芎惋L(fēng)電供暖儲能裝置由集熱器，熱電模塊，石墨紙、散熱器、小型風(fēng)扇、卡扣、usb接口組成。

本發(fā)明所述的集熱器是由圓盤、長方體凸臺和卡扣底座組成的臺階圓盤狀集熱器，由鋁合金沖壓制成；臺階圓盤狀集熱器下面為圓盤底座，圓盤底座上面中部有一長方體凸臺10，圓盤底座上面沿長方體長度直徑方向上兩端安裝有相互對稱的卡扣底座9；集熱器圓盤底座上的長方體凸臺10用于放置熱電模塊，卡扣底座9用于安裝卡扣5，臺階集熱器圓盤底座11與火源接觸。圓盤能夠穩(wěn)定的吸收火源的熱量，阻擋火源與熱電模塊和散熱器直接接觸引起的熱電模塊破壞和由螺絲固定引起的熱短路，同時將火源的熱量穩(wěn)定集中傳到長方體凸臺上的熱電模塊熱面端，圓盤底座的熱容量保證了溫差電模塊熱面溫度的穩(wěn)定在250～300℃左右，達(dá)到了為熱電模塊提供穩(wěn)定熱量的目的。

本發(fā)明所述的散熱器為鋁型材擠壓式散熱器，上部可安裝小型風(fēng)扇，所述的散熱器可選用常用的小型鋁制散熱器，固定在散熱器上部的小風(fēng)扇可選用額定電壓3～12v，額定功率0.5～3w的直流電風(fēng)扇，，由熱電模塊供電，保證了熱電模塊冷面溫度穩(wěn)定。

本發(fā)明所述的熱電模塊為一片或兩片自制的熱電組件，熱電模塊由二塊夾有多個熱電元件的陶瓷板組成，熱電模塊外表的電瓷板分別為冷面和熱面，冷熱面分別貼高導(dǎo)熱石墨紙，冷面石墨紙與散熱器緊貼，熱面石墨紙與臺階狀集熱器緊貼，熱電模塊冷面和熱面平行，散熱器、集熱器與熱電模塊的冷熱接觸面彼此平行；其溫差熱電模塊為耐高溫穩(wěn)定bi2te3基商用熱電模塊，熱面耐溫達(dá)380℃，冷面耐溫達(dá)200℃。

本發(fā)明所述的熱電模塊冷熱兩面陶瓷板貼有石墨紙，貼有石墨紙的熱電模塊熱面緊貼于臺階集熱器上端面的凸臺，實現(xiàn)了熱電模塊冷熱面與散熱器和集熱器之間的無縫連接；貼有石墨紙的熱電模塊冷面緊貼于散熱器的下端面，套在散熱器上的可拆卸卡扣扣在集熱器圓盤上的卡扣底座上，將散熱器、熱電模塊和集熱器牢牢扣緊，集熱器下端面放置在火源的正上方，熱電模塊的電源引出線接風(fēng)扇和經(jīng)開關(guān)接usb接口。

當(dāng)熱能發(fā)電裝置置于火源正上方后，底部圓盤的集熱器擋住火苗與熱電模塊及散熱器直接接觸的同時吸收了火源的熱量，將熱量傳導(dǎo)到集熱器中部凸起的長方體上來將熱量傳導(dǎo)至熱電模塊的熱端，熱電模塊的冷面與帶卡扣和風(fēng)扇的散熱器接觸緊密，散熱器迅速將該面的溫度傳輸出去，這樣，熱電模塊的二個面很快形成了溫差，當(dāng)溫差達(dá)到一定時，熱電模塊產(chǎn)生電流，帶動散熱器上的風(fēng)扇轉(zhuǎn)動保證冷熱面溫差恒定，產(chǎn)生電流，給便攜式設(shè)備供電。

當(dāng)便攜式半導(dǎo)體熱能發(fā)電裝置工作時，所述發(fā)電裝置置于火源上方，在帶小風(fēng)扇散熱器的散熱作用下，緊貼散熱器的熱電模塊的這個面的溫度能穩(wěn)定在60～100℃左右。熱電模塊的熱量通過熱電模塊本身擴散的熱量很小，而采用熱電模塊溫差發(fā)的電帶動散熱器上的風(fēng)扇后，加快空氣流動，將半導(dǎo)體熱能發(fā)電模塊冷面的熱量散發(fā)出去，才能使冷面的溫度穩(wěn)定60～100℃左右，從而在熱能發(fā)電模塊的兩端面產(chǎn)生穩(wěn)定的溫度差來發(fā)電。

本發(fā)明的集熱器、熱電模塊及散熱器之間的固定是通過套在散熱器上的卡扣與臺階式集熱器圓盤上方的卡扣底座扣在一起來固定?？蹫椴讳P鋼材質(zhì)，采用卡扣可避免采用螺絲固定引起的熱短路，同時在更換熱電模塊和拆卸時方便，易于調(diào)節(jié)熱電發(fā)電裝置的電壓、功率，同時攜帶方便。

由于熱電模塊耐高溫、冷熱面溫差達(dá)200℃、轉(zhuǎn)換效率高，熱電模塊冷熱面貼石墨

紙，散熱器上的卡扣與集熱器之間可以將熱電模塊很好的固定的兩者之間，體積小、拆卸方

便。同時可以很方便的根據(jù)輸出設(shè)備對電壓的要求，直接更換熱電模塊的片數(shù)和型號來實

現(xiàn)輸出電壓在0～15v之間調(diào)節(jié)、功率在0～20w之間調(diào)節(jié)。

本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果在于：該地?zé)岬販啬芎惋L(fēng)電供暖儲能裝置可廣泛應(yīng)用于

無電源供應(yīng)的情況下，只要火源，就能穩(wěn)定的給便攜式設(shè)備充電。該發(fā)電裝置提供的電壓穩(wěn)

定、功率及能量比高、無運動部件無須維護(hù)、壽命長、結(jié)構(gòu)簡單、拆卸方便、體積小便于攜帶、經(jīng)濟適用、使用方便。

本發(fā)明適用于無電時利用火源發(fā)電獲得電力或照明。

附圖說明

圖1為本發(fā)明地?zé)岬販啬芎惋L(fēng)電供暖儲能裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

1風(fēng)扇；2散熱器；3石墨紙；4熱電模塊；5卡扣；6臺階圓盤狀集熱器；7火焰熱源；8usb接口；9卡扣底座；10集熱器底座上的長方體凸臺；11集熱器圓盤底座。

實施例1：

本發(fā)明實施例為制備地?zé)岬販啬芎惋L(fēng)電供暖儲能裝置的具體實施方式：

本實施例采用的零部件由熱電模塊4、臺階圓盤狀集熱器6、散熱器2、小型風(fēng)扇1卡扣5和石墨紙3和usb接口8等組成。

1)集熱器以導(dǎo)熱系數(shù)高的鋁合型材為原料，加工成臺階圓盤狀集熱器。臺階狀集熱器的底座為圓盤形，圓盤底座11另一面的中心為長方體凸臺10，沿長方體長度直徑方向上兩端安裝有相互對稱的卡扣底座9；其中圓盤為直徑62mm、厚度5mm；長方體為84mm、寬43mm、高5mm。圓盤底座的面積擋住火源與熱電模塊和散熱器直接接觸導(dǎo)致的熱短路和對熱電模塊損壞的同時將火源的熱量集中傳到圓盤上面中心的長方體凸臺上，保證了熱電模塊熱面溫度的穩(wěn)定，同時在圓盤上焊接上卡扣底座；

(2)散熱器選用臺式電腦cpu上的散熱器，在散熱器上套上卡扣，同時用螺絲固定大小為70×70×25mm額定電壓5v，額定功率為0.5w的小型直流電風(fēng)扇在散熱器上。小風(fēng)扇所需電源通過熱電模塊產(chǎn)生的電來帶動，無需額外電源，保證了熱電模塊冷面溫度穩(wěn)定在60～100℃左右；選用臺式電腦cpu上的散熱器體積小、無需開模、價格便宜；

(3)采用的熱電模塊設(shè)計為一片型號為tep1-12635-3.4的熱電電組件組成，每片組件大小為35mm×35mm×4.2mm，由126對大小為1.3mm×1.3mm×2mm的粒子制成，其所用原料相當(dāng)于單片常用半導(dǎo)體制冷片tec1-12703，達(dá)到了降低器件成本的目的；熱電模塊冷熱面分別貼高導(dǎo)熱石墨紙來實現(xiàn)與散熱器和集熱器之間的無縫連接，保證了熱電模塊與集熱器和散熱器之間良好的導(dǎo)熱和保護(hù)熱電模塊在拆卸的過程中不會被損壞。同時該器件為耐高溫穩(wěn)定bi2te3基商用熱電模塊，熱面耐溫達(dá)380℃、冷面耐溫達(dá)200℃；才能在火源(瓦斯?fàn)t、柴草燃燒等)為熱源下的夏天集熱器溫度為300℃的條件下穩(wěn)定工作，冷端100℃條件下，單片能提供7v電壓和3w的功率，產(chǎn)生的電能足夠通過usb接口給小型便攜式電器如手機、mp4、iphone等充電和照明；

(4)散熱器上自帶的卡扣與集熱器上的卡扣底座將熱電模塊固定在散熱器上和集熱器之間，避免了更換熱電模塊和拆卸方便，易于調(diào)節(jié)電壓功率和攜帶。

得到地?zé)岬販啬芎惋L(fēng)電供暖儲能裝置可廣泛應(yīng)用于無電源供應(yīng)的情況下，只要火源，就能穩(wěn)定的給便攜式設(shè)備充電。該發(fā)電裝置提供的電壓穩(wěn)定、功率及能量比高、無運動部件無須維護(hù)、壽命長、結(jié)構(gòu)簡單、拆卸方便、體積小便于攜帶、經(jīng)濟適用、使用方便。大大減低了熱電發(fā)電應(yīng)用的使用成本和擴展熱電發(fā)電的使用領(lǐng)域。