高温差六梯度耦合热磁直转发电装置及发电方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及的是高温差热电形材六梯度耦合热磁直转发电装置及发电方法，其中高温差热电形材六梯度耦合热磁电直转发电装置包括两个以上四梯度耦合高效热电直转发电装置，各个四梯度耦合高效热电直转发电装置通过中间传热装置串联在一起，构成多层级磁控温热电直转发电装置，各层级四梯度耦合高效热电直转发电装置按照温度由高到低分梯度段串联；其中一级梯形热电材料棒两端产生温差，将一级高温端、一级低温端分别连接一级外伸电极和一级外输电联接器。本发明专利技术对于超高温大跨度温差的热电直转发电工艺中创新出多梯次分层级不同种类特征的热电材料应用在不同温度区间的梯级热电材料优选匹配组合方法，能最经济、最长寿、最高效地发挥热电转化作用。高效地发挥热电转化作用。高效地发挥热电转化作用。

【技术实现步骤摘要】
高温差六梯度耦合热磁直转发电装置及发电方法


[0001]本专利技术涉及热静电发电技术，具体涉及高温差热电形材六梯度耦合热磁直转发电装置及发电方法。

技术介绍

[0002]目前常用的热能（燃煤、燃油、燃气、地热、生物质及核电等）发电方法是热能给中间液体介质加热升温，产生汽化相变，利用蒸汽的体积膨胀动力驱动汽轮机，再带动发电机发电。
[0003]上述热能发电方法工艺复杂、设备繁多庞大、运动设备磨损断裂严重、维修量大、免修期短、运行时率低、厂房设备占地面积大、投资成本大，发电效率及经济效率较低。
[0004]近年来，无运动设备、无噪音、占地面积小的热电材料发电技术已有大量研究与实验。但由于提高材料ZT优值的矛盾性要求（既要高导电又要低导热）使材料的ZT优值很难大幅度提高。一般的热电材料的ZT优值不到1，好些的在2左右，高科技的量子点技术能达到约3.5，技术成本很高，也难以达到工业化生产。而且ZT优值的工业化发电的要求水平应在5至10以上。所以仅从材料自身技术很难达到上述ZT优值水平，也难以实现热电直转发电的工业经济要求。

技术实现思路

[0005]本专利技术的一个目的是提供高温差热电形材六梯度耦合热磁电直转发电装置，这种高温差热电形材六梯度耦合热磁电直转发电装置用于解决目前磁热变电技术的发电效率低的问题，本专利技术的另一个目的是提供高温差热电形材六梯度耦合热磁电直转发电装置的发电方法。
[0006]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：这种高温差热电形材六梯度耦合热磁电直转发电装置包括两个以上四梯度耦合高效热电直转发电装置，各个四梯度耦合高效热电直转发电装置通过中间传热装置串联在一起，构成多层级磁控温热电直转发电装置，各层级四梯度耦合高效热电直转发电装置按照温度由高到低分梯度段串联；其中一级热温磁形四梯度耦合高效热电直转发电装置包括高温换热器、一级梯形热电材料棒、一级外伸电极、一级外输电联接器、一级梯级（电）磁铁装置、一级外输电路，将一级梯形热电材料棒的一端通过热源和高温换热器对其加热，形成一级高温端，一级梯形热电材料棒的另一端设置一级排出端传热器，使一级梯形热电材料棒两端产生温差，将一级高温端、一级低温端分别连接一级外伸电极和一级外输电联接器，两个一级外输电联接器与一级外输电路连接，一级外伸电极的材料与一级梯形热电材料棒材料为电位异性，中间各级的热温磁形四梯度耦合高效热电直转发电装置包括本级进入端传热器、本级梯形热电材料棒、本级外伸电极、本级外输电联接器、本级梯级（电）磁铁装置、本级外输电路，将本级梯形热电材料棒的一端通过本级进入端传热器对其加热，形成本级高温端，本级梯形热电材料棒的另一端设置本级排出端传热器，使本级梯形热电材料棒两端产生温差，
将本级高温端、本级低温端分别连接本级外伸电极和本级外输电联接器，两个本级外输电联接器与本级外输电路连接，本级外伸电极的材料与本级梯形热电材料棒材料为电位异性；末级热温磁形四梯度耦合高效热电直转发电装置包括末级进入端传热器、末级梯形热电材料棒、末级外伸电极、末级外输电联接器、末级梯级（电）磁铁装置、末级外输电路，将末级梯形热电材料棒的一端通过末级进入端传热器对其加热，形成末级高温端，末级梯形热电材料棒的另一端设置冷却器，使末级梯形热电材料棒两端产生温差，将末级高温端、末级低温端分别连接末级外伸电极和末级外输电联接器，两个末级外输电联接器与末级外输电路连接，末级外伸电极的材料与末级梯形热电材料棒材料为电位异性；自一级梯形热电材料棒至末级梯形热电材料棒，各级梯形热电材料棒耐热温度依次降低，与相应级别的温度相适配；任意一级的梯形热电材料棒外设置电绝缘层，电绝缘层外设置绝热保温层，梯形热电材料棒从高温端到低温端方向的截面积逐渐变小；梯级(电)磁铁装置横截面为弧形，使梯形热电材棒的周向产生环形磁力线，梯级(电)磁铁装置的轴向切面面积逐渐变小。
[0007]上述方案中四梯度耦合高效热电直转发电装置有四个，四个四梯度耦合高效热电直转发电装置通过中间传热装置串联在一起，构成四层级磁控温热电直转发电装置，一级四梯度耦合高效热电直转发电装置中超高温热源通过插入式换热器片对一级梯形热电材料棒一端加热，一级梯形热电材料棒为梯形超高温热电材料棒，一级梯级（电）磁铁装置提供的是超高强外磁场；一级排出端传热器连接二级四梯度耦合高效热电直转发电装置中的二级进入端传热器，二级进入端传热器对二级梯形热电材料棒一端见加热，二级梯形热电材料棒为梯形高温热电材料棒，二级梯级（电）磁铁装置提供的是高强外磁场；二级排出端传热器连接三级四梯度耦合高效热电直转发电装置中的三级进入端传热器，三级进入端传热器对三级梯形热电材料棒一端加热，三级梯形热电材料棒为梯形中温热电材料棒，三级梯级（电）磁铁装置提供的是中强外磁场；三级排出端传热器连接四级四梯度耦合高效热电直转发电装置中的四级进入端传热器，四级进入端传热器对四级梯形热电材料棒一端加热，四级梯形热电材料棒为梯形低温热电材料棒，四级梯级（电）磁铁装置提供的是低强外磁场，四级梯形热电材料棒另一端设置插入式冷却器片。各形材及参数强度的梯级变化是为了材料性能与参数强度之间及各种参数之间优化匹配，节约材料，提高效能。
[0008]上述高温差热电形材六梯度耦合热磁电直转发电装置的发电方法：一级四梯度耦合高效热电直转发电装置中，超高温热源经插入式换热器片传热进入一级梯形热电材料棒，在一级梯形温度场及一级梯形超高强外磁场互动下，部分热流量转化为跃迁电子流动能量，电流能量被从一级电极外输，未能化成电能的剩余热量经一级排出端传热器及中间传热装置进入二级四梯度耦合高效热电直转发电装置的二级进入端传热器；二级四梯度耦合高效热电直转发电装置中，二级进入端传热器将传递得到的热流量传热进入与高温相匹配的二级梯形热电材料棒，在二级梯形温度场及二级梯形高强外磁场互动下，部分热流量转化为跃迁电子流动能量，电流能量被从二级电极外输，未能化成电能的剩余热量经二级排出端传热器及中间传热装置进入三级四梯度耦合高效热电直转发电装置的三级进入端传热器；
三级四梯度耦合高效热电直转发电装置中，三级进入端传热器将传递得到的热流量传热进入与中温相匹配的三级梯形热电材料棒，在三级梯形温度场及三级梯形高强外磁场互动下，部分热流量转化为跃迁电子流动能量，电流能量被从三级电极外输，未能化成电能的剩余热量经三级排出端传热器及中间传热装置进入四级四梯度耦合高效热电直转发电装置的四级进入端传热器；四级四梯度耦合高效热电直转发电装置中，四级进入端传热器将传递得到的热流量传热进入与低温相匹配的四级梯形热电材料棒，在四级梯形温度场及四级梯形高强外磁场互动下，部分热流量转化为跃迁电子流动能量，电流能量被从四级电极外输；任意一级四梯度耦合高效热电直转发电装置的发电方法：将某级梯形热电材料棒的一端加热，形成高温热电材料棒，使某级梯形热电材料棒两端产生温差，空间上温度是变化的，存在温度差异，形成温度梯度;某级梯形热电材料棒两端产生电压，此时沿高温热电材料棒垂直方向施加周向环形外磁场，则在高温热电材料棒垂直方向上得到附加电压，产生霍尔电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高温差热电形材六梯度耦合热磁电直转发电装置，其特征在于：这种高温差热电形材六梯度耦合热磁电直转发电装置包括两个以上四梯度耦合高效热电直转发电装置，各个四梯度耦合高效热电直转发电装置通过中间传热装置（13）串联在一起，构成多层级磁控温热电直转发电装置，各层级四梯度耦合高效热电直转发电装置按照温度由高到低分梯度段串联；其中一级热温磁形四梯度耦合高效热电直转发电装置包括高温换热器、一级梯形热电材料棒、一级外伸电极（16）、一级外输电联接器、一级梯级（电）磁铁装置、一级外输电路，将一级梯形热电材料棒的一端通过热源和高温换热器对其加热，形成一级高温端，一级梯形热电材料棒的另一端设置一级排出端传热器（14），使一级梯形热电材料棒两端产生温差，将一级高温端、一级低温端分别连接一级外伸电极（16）和一级外输电联接器，两个一级外输电联接器与一级外输电路连接，一级外伸电极（16）的材料与一级梯形热电材料棒材料为电位异性，中间各级的热温磁形四梯度耦合高效热电直转发电装置包括本级进入端传热器、本级梯形热电材料棒、本级外伸电极、本级外输电联接器、本级梯级（电）磁铁装置、本级外输电路，将本级梯形热电材料棒的一端通过本级进入端传热器对其加热，形成本级高温端，本级梯形热电材料棒的另一端设置本级排出端传热器，使本级梯形热电材料棒两端产生温差，将本级高温端、本级低温端分别连接本级外伸电极和本级外输电联接器，两个本级外输电联接器与本级外输电路连接，本级外伸电极的材料与本级梯形热电材料棒材料为电位异性；末级热温磁形四梯度耦合高效热电直转发电装置包括末级进入端传热器、末级梯形热电材料棒、末级外伸电极、末级外输电联接器、末级梯级（电）磁铁装置、末级外输电路，将末级梯形热电材料棒的一端通过末级进入端传热器对其加热，形成末级高温端，末级梯形热电材料棒的另一端设置冷却器，使末级梯形热电材料棒两端产生温差，将末级高温端、末级低温端分别连接末级外伸电极和末级外输电联接器，两个末级外输电联接器与末级外输电路连接，末级外伸电极的材料与末级梯形热电材料棒材料为电位异性；自一级梯形热电材料棒至末级梯形热电材料棒，各级梯形热电材料棒耐热温度依次降低，与相应级别的温度相适配；任意一级的梯形热电材料棒外设置电绝缘层，电绝缘层外设置绝热保温层（12），梯形热电材料棒从高温端到低温端方向的截面积逐渐变小；梯级(电)磁铁装置横截面为弧形，使梯形热电材棒的周向产生环形磁力线，梯级(电)磁铁装置的轴向切面面积逐渐变小。2.根据权利要求1所述的高温差热电形材六梯度耦合热磁电直转发电装置，其特征在于：所述的四梯度耦合高效热电直转发电装置有四个，四个四梯度耦合高效热电直转发电装置通过中间传热装置串联在一起，构成四层级磁控温热电直转发电装置，一级四梯度耦合高效热电直转发电装置中超高温热源（11）通过插入式换热器片（10）对一级梯形热电材料棒一端加热，一级梯形热电材料棒为梯形超高温热电材料棒（9），一级梯级（电）磁铁装置提供的是超高强外磁场（4）；一级排出端传热器（14）连接二级四梯度耦合高效热电直转发电装置中的二级进入端传热器（15），二级进入端传热器（15）对二级梯形热电材料棒一端见加热，二级梯形热电材料棒为梯形高温热电材料棒（8），二级梯级（电）磁铁装置提供的是高强外磁场（3）；二级排出端传热器连接三级四梯度耦合高效热电直转发电装置中的三级进
入端传热器，三级进入端传热器对三级梯形热电材料棒一端加热，三级梯形热电材料棒为梯形中温热电材料棒（7），三级梯级（电）磁铁装置提供的是中强外磁场（2）；三级排出端传热器连接四级四梯度耦合高效热电直转发电装置中的四级进入端传热器，四级进入端传热器对四级梯形热电材料棒一端加热，四级梯形热电材料棒为梯形低温热电材料棒（6），四级梯级（电）磁铁装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：李福军，夏惠芬，
申请(专利权)人：李福军，
类型：发明
国别省市：