專(zhuān)利名稱(chēng)：高熱流密度器件廢熱發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種高熱流密度器件廢熱發(fā)電裝置。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，電子設(shè)備越來(lái)越向微型化和小型化發(fā)展，而電子器件運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，當(dāng)電子器件尺寸較小時(shí)將會(huì)導(dǎo)致單位面積產(chǎn)生大量的熱量，如果這些熱量不及時(shí)帶走，電子器件將不能正常工作。因此各種各樣的散熱裝置應(yīng)運(yùn)而生。但是這些散熱裝置都是將廢熱直接散失到空氣中，白白浪費(fèi)了大量的能量且增加了環(huán)境的散熱量。高熱流密度器件所產(chǎn)生的廢熱具有能流密度高、散熱量大的特點(diǎn)，如果能夠在不降低電子器件運(yùn)行效率的同時(shí)合理利用這部分熱量將是一件很有意義的事情。半導(dǎo)體溫差發(fā)電技術(shù)是利用西伯克效應(yīng)、帕爾帖效應(yīng)和湯姆遜效應(yīng)將熱能直接轉(zhuǎn)換為電能的技術(shù)。只要在半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊上存在溫差即可產(chǎn)生電能。若能使組件兩面保持溫差60°C，則可產(chǎn)生3.5V、3A-5A的電能。溫差發(fā)電是一種新型的發(fā)電方式，具有清潔、無(wú)噪音、無(wú)有害物質(zhì)排放、高效、壽命長(zhǎng)、可靠、穩(wěn)定等一系列優(yōu)點(diǎn)，專(zhuān)利CN101814870B就將其很好得運(yùn)用到了太陽(yáng)能溫差發(fā)電系統(tǒng)中。熱管技術(shù)是利用工質(zhì)的相變特性，在無(wú)需外加動(dòng)力、極小的溫差下實(shí)現(xiàn)熱量小截面遠(yuǎn)距離傳輸?shù)募夹g(shù)。其具有高速的熱傳導(dǎo)效果、重量輕且構(gòu)造簡(jiǎn)單、溫度分布平均，可作均溫或等溫動(dòng)作、熱傳輸量大。熱傳送距離長(zhǎng)、沒(méi)有主動(dòng)元件，本身并不耗電、沒(méi)有熱傳方向的限制，蒸發(fā)端及凝結(jié)端可以互換、容易加工、耐用、壽命長(zhǎng)、可靠，易存放保管等優(yōu)點(diǎn)。針對(duì)高熱流密度廢熱的回收利用，結(jié)合半導(dǎo)體溫差發(fā)電技術(shù)和熱管散熱技術(shù)，采用高熱流密度器件的廢熱作為熱源，實(shí)現(xiàn)熱電轉(zhuǎn)換，在排除廢熱的同時(shí)實(shí)現(xiàn)部分利用，對(duì)我國(guó)節(jié)能減排事業(yè)將起到積極的推動(dòng)作用。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有高熱流密度器件散熱和廢熱利用方法，本實(shí)用新型利用熱管和半導(dǎo)體溫差發(fā)電技術(shù)提供一種高熱流密度器件廢熱發(fā)電裝置。它是將高熱流密度器件所產(chǎn)生的廢熱通過(guò)均熱板后施加在半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊上產(chǎn)生電能，同時(shí)，流過(guò)半導(dǎo)體溫差發(fā)電片的余熱利用熱管技術(shù)將熱量排走。本實(shí)用新型的技術(shù)方案:本高熱流密度器件廢熱發(fā)電裝置由高熱流密度發(fā)熱器件、均熱板、溫差發(fā)電模塊、熱管散熱器和蓄電池等組成，高熱流密度發(fā)熱器件設(shè)置在均熱板的下面且和均熱板緊密接觸，溫差發(fā)電模塊安裝在均熱板的上部，熱管散熱器蒸發(fā)端與溫差發(fā)電模塊緊密相連，熱管冷凝端設(shè)置在環(huán)境中，并且采用肋片強(qiáng)化換熱，本實(shí)用新型在高熱流密度發(fā)熱器件廢熱排出的同時(shí)，利用導(dǎo)熱效應(yīng)將其加載在半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊上，使之產(chǎn)生持續(xù)不斷的電能并通過(guò)蓄電池存儲(chǔ)。所述高熱流密度發(fā)熱器件為廢熱發(fā)生裝置，其為電子器件、大功率激光器、高溫窯爐、大功率LED燈。[0009]所述均熱板(2)為高導(dǎo)熱銅板、鋁板或內(nèi)含高導(dǎo)熱液體的導(dǎo)熱板。所述溫差發(fā)電模塊(3)中溫差發(fā)電芯片采用經(jīng)過(guò)區(qū)熔法制備的多對(duì)P型和N型高強(qiáng)度碲化鉍熱電材料。。所述熱管散熱器為一系列的單個(gè)平行熱管所組合而成，熱管結(jié)構(gòu)形式為毛細(xì)熱管、重力熱管、脈動(dòng)熱管，在熱管的冷凝端裝有強(qiáng)化換熱肋片。所述蓄電池為電能存儲(chǔ)裝置，其連接于溫差發(fā)電片輸出端。本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有的技術(shù)的有益效果是:(I)在先前廢熱排放的同時(shí)還可以產(chǎn)生持續(xù)的電能，是一種理想的散熱和發(fā)電裝置。(2)當(dāng)半導(dǎo)體發(fā)電模塊熱阻固定時(shí)，其兩端的溫差和熱流密度成正比，而本裝置應(yīng)用在高熱流密度廢熱回收?qǐng)龊?，可以保證半導(dǎo)體發(fā)電模塊兩側(cè)的溫差。(3 )本裝置提供了 一種適用于高熱流密度發(fā)熱場(chǎng)合，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的廢熱回收裝置。


:圖1是一種高熱流密度器件廢熱發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是一種高熱流密度器件廢熱發(fā)電裝置俯視圖。
具體實(shí)施方式
:結(jié)合附圖通過(guò)具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。參見(jiàn)圖1，本實(shí)用新型高熱流密度器件廢熱發(fā)電裝置，包括高熱流密度發(fā)熱器件(I )、均熱板(2)、溫差發(fā)電模塊(3 )、熱管散熱器(4 )和蓄電池(5 )，其中高熱流密度發(fā)熱器件(I)設(shè)置在均熱板(2 )的下面且和均熱板(2)緊密接觸，所述溫差發(fā)電模塊(3)安裝在均熱板(2)的上部，所述熱管散熱器(4)的蒸發(fā)端與溫差發(fā)電模塊(3)緊密相連，熱管散熱器(4)冷凝端設(shè)置在環(huán)境中，并且采用肋片強(qiáng)化換熱，圖2為該裝置俯視圖，熱管散熱器平行布置在溫差發(fā)電片表面，根據(jù)散熱量的大小計(jì)算熱管散熱器的數(shù)量。應(yīng)用實(shí)例1:當(dāng)高熱流密度器件(I)在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生廢熱時(shí)，其熱量將會(huì)加載到勻熱板(2)上，勻熱板(2)利用導(dǎo)熱效應(yīng)將熱量均勻作用在半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊(3)上，由于半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊(3)的熱阻作用，此時(shí)其將會(huì)產(chǎn)生電能，流過(guò)半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊(3)的廢熱通過(guò)熱管散熱器(5)的蒸發(fā)端、冷凝端后排到空氣中實(shí)現(xiàn)廢熱排放的功能,而半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊產(chǎn)生的電能將存儲(chǔ)在蓄電池中可以用來(lái)提供熱管冷凝端的風(fēng)扇運(yùn)動(dòng)所需動(dòng)力。應(yīng)用實(shí)例2:當(dāng)高熱流密度器件(I)在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生廢熱時(shí)，其熱量將會(huì)加載到勻熱板(2)上，勻熱板(2)利用導(dǎo)熱效應(yīng)將熱量均勻作用在半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊(3)上，由于半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊(3)的熱阻作用，此時(shí)其將會(huì)產(chǎn)生電能，流過(guò)半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊
(3)的廢熱通過(guò)熱管散熱器(5)的蒸發(fā)端、冷凝端后排到空氣中實(shí)現(xiàn)廢熱排放的功能,而半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊產(chǎn)生的電能經(jīng)過(guò)存儲(chǔ)后可用于LED燈的照明電能，為高熱流密度器件工作場(chǎng)所提供照明。
權(quán)利要求1.一種高熱流密度器件廢熱發(fā)電裝置:包含高熱流密度發(fā)熱器件(I)、均熱板(2)、溫差發(fā)電模塊(3)、熱管散熱器(4)和蓄電池(5)五個(gè)部件，高熱流密度發(fā)熱器件(I)設(shè)置在均熱板(2)下面且和均熱板(2)緊密接觸，溫差發(fā)電模塊(3)安裝在均熱板(2)上部，熱管散熱器(4)蒸發(fā)端與溫差發(fā)電模塊(3)緊密相連，熱管冷凝端設(shè)置在環(huán)境中，并且采用肋片方式強(qiáng)化換熱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高熱流密度器件廢熱發(fā)電裝置，其特征在于:所述高熱流密度發(fā)熱器件(I)為廢熱發(fā)生裝置，其為電子器件、大功率激光器、高溫窯爐、大功率LED燈。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高熱流密度器件廢熱發(fā)電裝置，其特征在于:所述均熱板(2)為高導(dǎo)熱銅板、鋁板或內(nèi)含高導(dǎo)熱液體的導(dǎo)熱板。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高熱流密度器件廢熱發(fā)電裝置，其特征在于:所述溫差發(fā)電模塊(3)中溫差發(fā)電芯片采用經(jīng)過(guò)區(qū)熔法制備的多對(duì)P型和N型高強(qiáng)度碲化鉍熱電材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高熱流密度器件廢熱發(fā)電裝置，其特征在于:所述熱管散熱器(4)為一系列的單個(gè)平行熱管所組合而成，熱管結(jié)構(gòu)形式為毛細(xì)熱管、重力熱管、脈動(dòng)熱管，在熱管的冷凝端裝有強(qiáng)化換熱肋片。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高熱流密度器件廢熱發(fā)電裝置，其特征在于:所述蓄電池(5)為電能存儲(chǔ)裝置，其連接于溫差發(fā)電片輸出端。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種高熱流密度器件廢熱發(fā)電裝置，包括高熱流密度發(fā)熱器件1、均熱板2、溫差發(fā)電模塊3、熱管散熱器4和蓄電池5,其中高熱流密度發(fā)熱器件1設(shè)置在均熱板2的下面且和均熱板2緊密接觸；所述溫差發(fā)電模塊3安裝在均熱板2的上部；所述熱管散熱器4的蒸發(fā)端與溫差發(fā)電模塊3緊密相連，熱管散熱器4冷凝端設(shè)置在環(huán)境中，并且采用肋片方式強(qiáng)化換熱。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)運(yùn)動(dòng)部件，可用于電子器件等高熱流密度器件廢熱回收?qǐng)龊稀?br> 文檔編號(hào)H02N11/00GK203014716SQ201220639428
公開(kāi)日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2012年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月28日
發(fā)明者劉 東, 韓如冰, 崔勇利, 蔣斌, 張孝東 申請(qǐng)人:西南科技大學(xué)