一種基于碳納米管熱波效應(yīng)的熱電轉(zhuǎn)化裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種熱電轉(zhuǎn)化裝置，旨在提供一種基于碳納米管熱波效應(yīng)的熱電轉(zhuǎn)化裝置。本實用新型包括燃燒器、雙金屬片與碳納米管組件、穩(wěn)壓濾波電路、耗電設(shè)備、燃料瓶和氧氣瓶；所述燃燒器包括石英燃燒室、點火器和催化劑鍍層，其中點火器安裝在燃燒器入口處，延伸到石英燃燒室，并朝向燃燒器出口，催化劑鍍層安裝于燃燒器內(nèi)表面，點火器安裝于燃燒器內(nèi)部氣體入口處。本實用新型的有益效果有：裝置實現(xiàn)連續(xù)運行，維持電力供應(yīng)；采用氫氧燃燒補充燃料；裝置外圍安裝有穩(wěn)壓濾波電路，將脈沖電流轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟娏鬟M(jìn)行使用；裝置使用點火裝置進(jìn)行啟動，通過關(guān)閉氫氣、氧氣的供應(yīng)來停止運行；裝置使用燃燒器進(jìn)行熱量供應(yīng)，避免敞開式火焰的發(fā)生。
【專利說明】一種基于碳納米管熱波效應(yīng)的熱電轉(zhuǎn)化裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種熱電轉(zhuǎn)化裝置，具體涉及一種基于碳納米管熱波效應(yīng)的熱電
轉(zhuǎn)化裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]碳納米管的熱波效應(yīng)(thermopower wave)指:當(dāng)碳納米管表面包裹的燃料燃燒時，碳納米管表面產(chǎn)生高速沿軸向移動的燃面，在其內(nèi)部引發(fā)高能晶格波動，推動碳納米管中的電子定向運動，產(chǎn)生極高的脈沖電流。電流具有極高的功率輸出密度(約7KW/kg，8MW/mm3)。但是由于只能產(chǎn)生單脈沖的能量輸出，無法加以實際應(yīng)用。
[0003]該熱波效應(yīng)可以應(yīng)用于熱電轉(zhuǎn)化裝置，以燃燒產(chǎn)熱驅(qū)動，為電子設(shè)備供電，延長續(xù)航時間。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種基于碳納米管熱波效應(yīng)的熱電轉(zhuǎn)化裝置。
[0005]為解決技術(shù)問題，本實用新型的解決方案是:
[0006]提供一種基于碳納米管熱波效應(yīng)的熱電轉(zhuǎn)化裝置，包括燃燒器、雙金屬片與碳納米管組件、穩(wěn)壓濾波電路、耗電設(shè)備、燃料瓶和氧氣瓶；所述燃燒器包括石英燃燒室、點火器和催化劑鍍層，其中點火器安裝在燃燒器入口處，延伸到石英燃燒室，并朝向燃燒器出口，催化劑鍍層安裝于燃燒器內(nèi)表面；所述燃料瓶輸出端、氧氣瓶輸出端分別通過輸送管路連接到燃燒器入口，且在對應(yīng)的輸送管路上分別設(shè)有燃料閥門、氧氣閥門，用于控制燃料、氧氣供應(yīng)的啟停；所述雙金屬片與碳納米管組件安裝在燃燒器上表面，通過導(dǎo)線與穩(wěn)壓濾波電路相連構(gòu)成回路；穩(wěn)壓濾波電路輸出端連接到耗電設(shè)備；所述雙金屬片與碳納米管組件包括碳納米管和雙金屬片，所述碳納米管為多壁碳納米管，其一端與燃燒器上表面相接觸，另一端貼附在雙金屬片表層，并與外界空氣環(huán)境相接觸；所述雙金屬片的高膨脹層為鎳錳銅合金片，其低膨脹層為鐵鎳合金片，且雙金屬片表面涂覆有絕緣漆層。
[0007]作為一種改進(jìn)，所述穩(wěn)壓濾波電路中包括電阻、電容和肖特基二極管，穩(wěn)壓濾波電路的輸入端串聯(lián)有一個電容，穩(wěn)壓濾波電路輸入端的正極通過電阻連接到肖特基二極管的負(fù)極，所述肖特基二極管的正極連接到穩(wěn)壓濾波電路輸入端的負(fù)極；所述肖特基二極管并聯(lián)有電阻，該電阻兩端作為穩(wěn)壓濾波電路的輸出端。
[0008]作為一種改進(jìn)，所述燃料瓶為氫氣瓶、甲烷瓶或乙炔瓶。
[0009]作為一種改進(jìn)，所述點火器為壓電陶瓷點火裝置。
[0010]作為一種改進(jìn)，所述耗電設(shè)備為筆記本電腦或者手機等移動電子設(shè)備。
[0011]作為一種改進(jìn)，所述催化劑鍍層為鉬催化層，是采用浸潰法負(fù)載在燃燒器內(nèi)表面。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是:
[0013]1.裝置可以實現(xiàn)連續(xù)運行，維持電力供應(yīng)；[0014]2.裝置采用氫氧燃燒，可以補充燃料；
[0015]3.裝置外圍安裝有穩(wěn)壓濾波電路，實現(xiàn)將脈沖電流轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟娏鬟M(jìn)行使用；
[0016]4.裝置使用點火裝置進(jìn)行啟動，通過關(guān)閉氫氣、氧氣的供應(yīng)來停止運行；
[0017]5.裝置使用微型燃燒器進(jìn)行熱量供應(yīng)，避免敞開式火焰的發(fā)生；
[0018]6.其能源功率輸出密度理論約8MW/mm3，是傳動半導(dǎo)體熱電片的400倍。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是基于碳納米管熱波效應(yīng)的熱電轉(zhuǎn)化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2是燃燒器的結(jié)構(gòu)圖；
[0021 ] 圖3是穩(wěn)壓濾波電路的結(jié)構(gòu)圖；
[0022]圖4是雙金屬片與碳納米管組件的結(jié)構(gòu)圖；
[0023]附圖標(biāo)記為:1、燃燒器，2、雙金屬片與碳納米管組件，3、穩(wěn)壓濾波電路，4、輸送管路，5、耗電設(shè)備，6、導(dǎo)線，7、燃料瓶，8、氧氣瓶，9、燃料閥門，10、氧氣閥門，11、燃燒器入口，12、點火器，13、催化劑鍍層，14、燃燒器出口，15、電容，16、電阻，17、肖特基二極管，18、電阻，19、鎳錳銅合金片，20、鐵鎳合金片，21、碳納米管。
【具體實施方式】
[0024]以下的實施例可以使本專業(yè)【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員更全面的了解本實用新型，但不以任何方式限制本實用新型。
[0025]本實用新型提供一種基于碳納米管熱波效應(yīng)的熱電轉(zhuǎn)化裝置的實施例，所述熱電轉(zhuǎn)化裝置包括燃燒器1、雙金屬片與碳納米管組件2、穩(wěn)壓濾波電路3、耗電設(shè)備5、燃料瓶7和氧氣瓶8。
[0026]所述燃燒器I包括石英燃燒室、點火器12和催化劑鍍層13，所述催化劑鍍層13為鉬催化層，采用浸潰法負(fù)載在燃燒器I內(nèi)表面，所述點火器12為壓電陶瓷點火裝置，所述點火器12安裝在燃燒器入口 11，延伸到石英燃燒室，并朝向燃燒器出口 14，催化劑鍍層13安裝于燃燒器I內(nèi)表面，點火器安裝于燃燒器I內(nèi)部氣體入口處。
[0027]所述燃料瓶7輸出端、氧氣瓶8輸出端分別通過輸送管4連接到燃燒器入口 11，且在對應(yīng)的輸送管路4上分別設(shè)有燃料閥門9、氧氣閥門10，用于控制燃料、氧氣供應(yīng)的啟停。
[0028]所述雙金屬片與碳納米管組件2安裝在燃燒器I上表面，通過導(dǎo)線6與穩(wěn)壓濾波電路3相連構(gòu)成回路；穩(wěn)壓濾波電路3輸出端連接到耗電設(shè)備5 ;其中所述穩(wěn)壓濾波電路3包括IkQ電阻16、470Ω電阻18、IOOuF電容15和10BQ015肖特基二極管17，穩(wěn)壓濾波電路3的輸入端串聯(lián)有一個IOOuF電容15，該電路輸入端的正極通過IkQ電阻16連接到10BQ015肖特基二極管17的負(fù)極，所述10BQ015肖特基二極管17的正極連接到穩(wěn)壓濾波電路3的輸入端的負(fù)極；所述10BQ015肖特基二極管17并聯(lián)有470 Ω電阻18，該470 Ω電阻18兩端作為穩(wěn)壓濾波電路的輸出端；所述耗電設(shè)備5為筆記本電腦或者手機等移動電子設(shè)備。
[0029]雙金屬片與碳納米管組件2包括碳納米管21和雙金屬片，所述碳納米管21為多壁碳納米管，其一端與燃燒器I上表面相接觸，另一端貼附在雙金屬片表層，并與外界空氣環(huán)境相接觸；所述雙金屬片的高膨脹層為鎳錳銅合金片19，其低膨脹層為鐵鎳合金片20，且雙金屬片表面涂覆有絕緣漆層。
[0030]所述燃料瓶7為氫氣瓶，所述燃料閥門9為氫氣閥門。
[0031]使用持續(xù)燃燒的燃燒器I為碳納米管21提供熱量，同時使用雙金屬片負(fù)載碳納米管21，使運行過程中利用雙金屬片受熱后的周期性機械動作，碳納米管21與燃燒器I的熱阻在接觸熱阻和非接觸熱阻間循環(huán)切換。從而周期性的使燃燒器I產(chǎn)生的熱量沿碳納米管21形成流動，進(jìn)而產(chǎn)生周期性熱波效應(yīng)，對外輸出周期性脈沖電流。使用穩(wěn)壓濾波電路3將周期性脈沖電流輸出轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟娏鬏敵?，最終對外界設(shè)備進(jìn)行持續(xù)供電。
[0032]當(dāng)燃燒開始后燃燒器I表面熱量借由導(dǎo)熱沿碳納米管21傳遞到散熱端，同時雙金屬片受熱開始彎曲。
[0033]當(dāng)彎曲產(chǎn)生足夠位移后，碳納米管21不再與燃燒器I表面接觸，導(dǎo)熱停止。雙金屬片冷卻后回復(fù)原有形狀，碳納米管21與燃燒器I表面再次接觸。從而碳納米管21內(nèi)形成周期性熱波。
[0034]通過穩(wěn)壓濾波電路3中的電容15將脈沖電流中的交流部分減少，增加直流部分。穩(wěn)壓濾波電路進(jìn)一步穩(wěn)定直流輸出。
[0035]因此，本實用新型的實際范圍不僅包括所公開的實施例，還包括在權(quán)利要求書之下實施或者執(zhí)行本實用新型的所有等效方案。
【權(quán)利要求】
1.一種基于碳納米管熱波效應(yīng)的熱電轉(zhuǎn)化裝置，包括燃燒器，其特征在于，還包括雙金屬片與碳納米管組件、穩(wěn)壓濾波電路、耗電設(shè)備、燃料瓶和氧氣瓶； 所述燃燒器包括石英燃燒室、點火器和催化劑鍍層，其中點火器安裝在燃燒器入口處，延伸到石英燃燒室，并朝向燃燒器出口，催化劑鍍層安裝于燃燒器內(nèi)表面；所述燃料瓶輸出端、氧氣瓶輸出端分別通過輸送管路連接到燃燒器入口，且在對應(yīng)的輸送管路上分別設(shè)有燃料閥門、氧氣閥門，用于控制燃料、氧氣供應(yīng)的啟停；所述雙金屬片與碳納米管組件安裝在燃燒器上表面，通過導(dǎo)線與穩(wěn)壓濾波電路相連構(gòu)成回路；穩(wěn)壓濾波電路輸出端連接到耗電設(shè)備； 所述雙金屬片與碳納米管組件包括碳納米管和雙金屬片，所述碳納米管為多壁碳納米管，其一端與燃燒器上表面相接觸，另一端貼附在雙金屬片表層，并與外界空氣環(huán)境相接觸；所述雙金屬片的高膨脹層為鎳錳銅合金片，其低膨脹層為鐵鎳合金片，且雙金屬片表面涂覆有絕緣漆層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的熱電轉(zhuǎn)化裝置，其特征在于，所述穩(wěn)壓濾波電路中包括電阻、電容和肖特基二極管，穩(wěn)壓濾波電路的輸入端串聯(lián)有一個電容，穩(wěn)壓濾波電路輸入端的正極通過電阻連接到肖特基二極管的負(fù)極，所述肖特基二極管的正極連接到穩(wěn)壓濾波電路輸入端的負(fù)極；所述肖特基二極管并聯(lián)有電阻，該電阻兩端作為穩(wěn)壓濾波電路的輸出端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的熱電轉(zhuǎn)化裝置，其特征在于，所述燃料瓶為氫氣瓶、甲烷瓶或乙炔瓶。
4.根據(jù)權(quán)利要求 1中所述的熱電轉(zhuǎn)化裝置，其特征在于，所述點火器為壓電陶瓷點火 裝直。
5.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的熱電轉(zhuǎn)化裝置，其特征在于，所述耗電設(shè)備為移動電子設(shè)備。
6.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的熱電轉(zhuǎn)化裝置，其特征在于，所述催化劑鍍層為鉬催化層。
【文檔編號】H02N11/00GK203775085SQ201420180628
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年4月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月14日
【發(fā)明者】汪洋, 周俊虎, 劉建忠, 張彥威, 王智化, 楊衛(wèi)娟, 黃震宇, 周志軍, 程軍, 岑可法 申請人:浙江大學(xué)