一种便携式半导体热能发电装置制造方法及图纸

一种便携式半导体热能发电装置，所述便携式半导体热能发电装置由所述发电机由台阶圆盘状集热器（６），热电模块（４），热电模块冷热面石墨纸（３）、铝型材挤压式散热器（２）、小型风扇（１）、卡扣（５）、ＵＳＢ接口（８）组成；贴有石墨纸的热电模块热面紧贴于台阶集热器上端面的凸台，贴有石墨纸的热电模块冷面紧贴于带风扇散热器的下端面，套在散热器上的可拆卸卡扣扣在集热器圆盘上的卡扣底座上，将散热器、热电模块和集热器牢牢扣紧，当热电发电装置置于火源（７）正上方后，集热器将热量传递给热电模块，热电模块的二个面很快形成温差，即产生电流，可给便携式电子设备供电。本发明专利技术适用于无电时利用火源发电给便携式设备充电和照明。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种便携式半导体热能装置发电装置，属半导体热能发电

技术介绍
随着科学技术的发展，各种照明器和随身携带的电子产品越来越丰富，人们对其 依赖程度也越来越强，但在偏远的地区、野外活动或在停电等没有电源供应的情况下，这些 照明器和电子产品的电源常常因为不能得到电能补充而无法使用，这就急需寻求一种替代 的电能。热能发电装置所需的热能火源在偏远的地区、野外活动和停电的情况下是最常见 的，而这些常见便携式设备的充电电压需求一般为0 15V。因此，开发一种以火源为热源 的半导体小型热能发电装置，在没有电源供应的情况下提供0 15V电源用来照明和给便 携式电子产品充电成为一种很有效的办法。公开号CN101714765A公开了一种手机冷热水充电和煤/气炉灶半导体温差发电 装置，但这种装置发电能力低，也不适用于使用在偏僻缺电缺气场合。
技术实现思路
本专利技术的目的是，为了克服现有的火源热量不稳定而影响热能发电装置正常供电 的不足，开发一种以火源为热源的半导体小型热能发电装置，在没有电源供应的情况下，能 提供0 15V电源用来照明或给便携式电子产品充电，以解决在偏远地区和野外活动时电 子产品的充电问题。本专利技术的技术方案是，本专利技术小型便携式半导体热能发电装置由集热器，热电模 块，石墨纸、散热器、小型风扇、卡扣、USB接口组成。本专利技术所述的集热器是由圆盘、长方体凸台和卡扣底座组成的台阶圆盘状集热 器，由铝合金冲压制成；台阶圆盘状集热器下面为圆盘底座，上面中部有一长方体凸台10， 上面沿长方体长度直径方向上两端安装有相互对称的卡扣底座9 ；如图4和图5所示；集热 器圆盘底座上的长方体凸台10用于放置热电模块，卡扣底座9用于安装卡扣5，台阶集热器 圆盘底座11与火源接触。圆盘能够稳定的吸收火源的热量，阻挡火源与热电模块和散热器 直接接触引起的热电模块破坏和由螺丝固定引起的热短路，同时将火源的热量稳定集中传 到长方体凸台上的热电模块热面端，圆盘底座的热容量保证了温差电模块热面温度的稳定 在250 300°C左右，达到了为热电模块提供稳定热量的目的。本专利技术所述的散热器为铝型材挤压式散热器，上部可安装小型风扇，如图6所示， 所述的散热器可选用常用的小型铝制散热器，固定在散热器上部的小风扇可选用额定电压 3 12V，额定功率0. 5 3W的直流电风扇，，由热电模块供电，保证了热电电模块冷面温度稳定。本专利技术所述的热电模块为一片或两片自制的热电组件，热电模块由二块夹有多个 热电元件的陶瓷板组成，热电模块外表的电瓷板分别为冷面和热面，冷热面分别贴高导热 石墨纸，冷面石墨纸与散热器紧贴，热面石墨纸与台阶状集热器紧贴，热电模块冷面和热面平行，散热器、集热器与热电模块的冷热接触面彼此平行；其温差热电模块为耐高温稳定 Bi2Te3基商用热电模块，热面耐温达380°C，冷面耐温达200°C。本专利技术所述的热电模块冷热两面陶瓷板贴有石墨纸，贴有石墨纸的热电模块热面 紧贴于台阶集热器上端面的凸台，实现了热电模块冷热面与散热器和集热器之间的无缝连 接；贴有石墨纸的热电模块冷面紧贴于散热器的下端面，套在散热器上的可拆卸卡扣扣在 集热器圆盘上的卡扣底座上，将散热器、热电模块和集热器牢牢扣紧，集热器下端面放置在 火源的正上方，热电模块的电源引出线接风扇和经开关接USB接口。当热能发电装置置于火源正上方后，底部圆盘的集热器挡住火苗与热电模块及散 热器直接接触的同时吸收了火源的热量，将热量传导到集热器中部凸起的长方体上来将热 量传导至热电模块的热端，热电模块的冷面与带卡扣和风扇的散热器接触紧密，散热器迅 速将该面的温度传输出去，这样，热电模块的二个面很快形成了温差，当温差达到一定时， 热电模块即产生电流，带动散热器上的风扇转动保证冷热面温差恒定，产生电流，给便携式 设备供电。当便携式半导体热能发电装置工作时，所述发电装置置于火源上方，在带小风扇 散热器的散热作用下，紧贴散热器的热电模块的这个面的温度能稳定在60 100°C左右。 热电模块的热量通过热电模块本身扩散的热量很小，而采用热电模块温差发的电带动散热 器上的风扇后，加快空气流动，将半导体热能发电模块冷面的热量散发出去，才能使冷面的 温度稳定60 100°C左右，从而在热能发电模块的两端面产生稳定的温度差来发电。本专利技术的集热器、热电模块及散热器之间的固定是通过套在散热器上的卡扣与台 阶式集热器圆盘上方的卡扣底座扣在一起来固定。卡扣为不锈钢材质，采用卡扣可避免采 用螺丝固定引起的热短路，同时在更换热电模块和拆卸时方便，易于调节热电发电装置的 电压、功率，同时携带方便。由于热电模块耐高温、冷热面温差达200°C、转换效率高，热电模块冷热面贴石墨 纸，散热器上的卡扣与集热器之间可以将热电模块很好的固定的两者之间，体积小、拆卸方 便。同时可以很方便的根据输出设备对电压的要求，直接更换热电模块的片数和型号来实 现输出电压在O 15V之间调节、功率在0 20W之间调节。本专利技术的优点和有益效果在于该小型便携式半导体热能发电装置可广泛应用于 无电源供应的情况下，只要火源，就能稳定的给便携式设备充电。该发电装置提供的电压稳 定、功率及能量比高、无运动部件无须维护、寿命长、结构简单、拆卸方便、体积小便于携带、 经济适用、使用方便。本专利技术适用于无电时利用火源发电获得电力或照明。 附图说明图1为本专利技术小型便携式半导体热能发电装置结构示意图；图2为本专利技术小型便携式半导体热能发电装置侧视示意图；图3为本专利技术小型便携式半导体热能发电装置工作框图；图4为本专利技术小型便携式半导体热能发电装置集热器俯视图；图5为本专利技术小型便携式半导体热能发电装置集热器左视图；图6为本专利技术小型便携式半导体热能发电装置散热器俯视4图7为本专利技术小型便携式半导体热能发电装置散热器主视图；图8为本专利技术小型便携式半导体热能发电装置散热器上卡扣主视图；图9为本专利技术小型便携式半导体热能发电装置散热器上卡扣左视图；图10为本专利技术小型便携式半导体热能发电装置散热器上卡扣俯视图；图中1风扇；2散热器；3石墨纸；4热电模块；5卡扣；6台阶圆盘状集热器；7火 焰热源；8USB接口 ；9卡扣底座；10集热器底座上的长方体凸台；11集热器圆盘底座。具体实施例方式实施例1 本专利技术实施例为制备小型便携式半导体热电发电装置的具体实施例方式本实施例采用的零部件由热电模块4、台阶圆盘状集热器6、散热器2、小型风扇1、 卡扣5和石墨纸3和USB接口 8等组成。(1)集热器以导热系数高的铝合型材为原料，加工成台阶圆盘状集热器。台阶状集 热器的底座为圆盘形，圆盘底座11另一面的中心为长方体凸台10，沿长方体长度直径方向 上两端安装有相互对称的卡扣底座9 ；其中圆盘为直径62mm、厚度5mm ；长方体为84mm、宽 43mm、高5mm，如图4和图5所示。圆盘底座的面积挡住火源与热电模块和散热器直接接触 导致的热短路和对热电模块损坏的同时将火源的热量集中传到圆盘上面中心的长方体凸 台上，保证了热电模块热面温度的稳定，同时在圆盘上焊接上卡扣底座；(2)散热器选用台式电脑CPU上的散热器，在散热器上套上卡扣，同时用螺丝固定 大小为70 X 70 X 25mm额定电压5V，额定功率为0. 5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种便携式半导体热能发电装置由集热器，热电模块，石墨纸、散热器、小型风扇、卡扣、ＵＳＢ接口组成；其特征在于，所述集热器是由圆盘、长方体凸台和卡扣底座组成的台阶圆盘状集热器，由高导热金属制成；台阶圆盘状集热器下面为圆盘底座，上面中部有一长方体凸台，上面沿长方体长度直径方向上两端安装有相互对称的卡扣底座；长方体凸台用于放置热电模块，卡扣底座用于安装卡扣，圆盘能够稳定的吸收火源的热量，阻挡火源与热电电模块和散热器直接接触引起的热电模块破坏和由螺丝固定引起的热短路，将火源的热量稳定集中传到长方体凸台上的热电模块热面端；所述的散热器为铝型材挤压式的散热器，散热器上部可安装电风扇，下部为带散热筋的散热器；所述的温差电模块为耐高温稳定的Ｂｉ↓［２］Ｔｅ↓［３］基商用热电模块，热面耐温达３８０℃、冷面耐温达２００℃。所述热电模块冷热两面陶瓷板贴有高导热石墨纸，贴有石墨纸的热电模块热面紧贴于集热器上端面的凸台，贴有石墨纸的热电模块冷面紧贴于散热器的下端面，实现了热电模块冷热面与散热器和集热器之间的无缝连接；套在散热器上的可拆卸卡扣扣在集热器圆盘上的卡扣底座上，将散热器、热电模块和集热器牢牢扣紧，集热器下端面放置在火源的正上方；热电模块的电源引出线接风扇和经开关接ＵＳＢ接口。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑俊辉，
申请(专利权)人：江西纳米克热电电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：36[中国|江西]