【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及热电转换，具体涉及一种冷端循环冷却的棒状热电转换装置。
技术介绍
1、热电转换技术能够直接将热能转化为电能，可以有效利用地热能、海洋热能、太阳能等清洁能源，也可以利用工业生产及生活中的废热进行发电，提高能源利用率，保护环境。
2、热电转换的基本原理是塞贝克效应，半导体内的载流子在热侧浓度较高，通过扩散移动至冷侧，将一对p型、n型电偶臂连接后，即可在冷侧形成电势差，外接负载后即可产生电流。热电转换具有结构简单、无运动部件、无噪音、使用寿命长等优点，能够将低品位热能转化成电能，此外适用于一些特殊的场景如太空、深海。
3、最常见的热电转换器件为平板状结构，即温差发电片，单个热电转换器件能够产生的功率相对较小，将许多热电转换器件集成在一起，即可产生可观的电功率。热电转换器件的发电能力受环境条件的影响与限制非常大，为提高发电效率需要长期保持较高而稳定的温差，若热电转换装置的冷源和热源均依赖周围环境，且器件两侧温差非常大时，很难维持稳定的温差。此外，与器件相匹配的热能管理对于器件发电能力非常重要，热电转换装置冷源、热源的布置与几何结构直接相关。
技术实现思路
1、为了克服上述现有技术存在的问题，本专利技术的目的是提供一种冷端循环冷却的棒状热电转换装置，通过循环流动的冷却水为热电转换装置提供稳定的冷源，降低热电转换装置对环境的依赖性，增强热电转换装置布置、应用的灵活性。
2、为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种冷端
4、所述热电转换器件支承件5包括外支承板7、内支承板8和支承柱9；所述外支承板7与内支承板8上均匀布置有尺寸相等的方形孔，方形孔内放置有热电转换器件；所述支承柱9均匀布置在外支承板7与内支承板8之间的间隙内。
5、所述热电转换器件为半导体温差发电片，半导体温差发电片的厚度比热电转换器件支承件5的总厚度小0.2-0.3mm，在半导体温差发电片与冷却水下降段2或导热套管6之间的间隙中填充导热硅脂。
6、所述热电转换器件支承件5沿轴向的两端封闭。
7、所述冷却水入口管1共两根，呈水平对称布置；
8、所述下腔室3为椭球形结构。
9、本专利技术在热电转换装置的冷端增加循环冷却水，通过冷却水的对流换热实现对热电转换器件冷侧的持续冷却，即可消除装置冷源对环境的依赖性。此外将整体的热电转换装置设计为棒状，装置可以从各个方向接收环境的热量，能够根据需求实现在有限空间中的灵活布置，且能够以不同种类的能量作为热源，如太阳能、高温流体的内能等，极大提高了应用的灵活性。和现有技术相比较，本专利技术具备如下优点：
10、1、本专利技术的热电转换装置，在冷端采用循环水进行冷却，能够为热电转换器件提供稳定的冷源，减小热电转换装置在应用时对环境温度条件的依赖性，增加热电转换装置布置的灵活性。
11、2、本专利技术的热电转换装置，装置主体为棒状结构，热侧为圆筒形的导热套管，能够有效吸收来自环境中各个方向的热量，提高热电转换装置的适用性。
12、3、本专利技术的热电转换装置，采用热电转换器件支承件安装温差发电片，增加了热电转换装置的承压能力，使其适用于冷热端压差较大的情况。
13、4、本专利技术的热电转换装置，内部均匀布置有大量的温差发电片，有效提高了热电转换装置的发电能力。
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1.一种冷端循环冷却的棒状热电转换装置，其特征在于：所述热电转换装置整体呈棒状，包括冷却水入口管(1)、冷却水下降段(2)、下腔室(3)、冷却水上升段(4)、热电转换器件支承件(5)和导热套管(6)；所述冷却水上升段(4)为管状结构，位于所述热电转换装置最内部，下侧开口与下腔室(3)相连通；冷却水下降段(2)为套管，套接在冷却水上升段(4)外部；所述下腔室(3)上侧开口处，内侧圆形区域与冷却水上升段(4)相连，外侧环形区域与冷却水下降段(2)的下侧开口相连；所述冷却水下降段(2)的顶部封闭，靠近顶部的两侧分别与冷却水入口管(1)相连形成冷却水循环；所述热电转换器件支承件(5)环绕布置在冷却水下降段(2)的外侧，热电转换器件支承件(5)的内侧表面紧贴冷却水下降段(2)的外侧表面，热电转换器件支承件(5)的外侧表面紧贴导热套管(6)的内侧表面；所述导热套管(6)为圆筒形，环绕布置在热电转换器件支承件(5)的外侧；热电转换器件支承件(5)上设置有多个热电转换器件，导热套管(6)吸收的热量通过接触导热的方式，传递至所述热电转换器件的热侧，热电转换器件利用两侧存在的温差进行发电。
<...【技术特征摘要】
1.一种冷端循环冷却的棒状热电转换装置，其特征在于：所述热电转换装置整体呈棒状，包括冷却水入口管(1)、冷却水下降段(2)、下腔室(3)、冷却水上升段(4)、热电转换器件支承件(5)和导热套管(6)；所述冷却水上升段(4)为管状结构，位于所述热电转换装置最内部，下侧开口与下腔室(3)相连通；冷却水下降段(2)为套管，套接在冷却水上升段(4)外部；所述下腔室(3)上侧开口处，内侧圆形区域与冷却水上升段(4)相连，外侧环形区域与冷却水下降段(2)的下侧开口相连；所述冷却水下降段(2)的顶部封闭，靠近顶部的两侧分别与冷却水入口管(1)相连形成冷却水循环；所述热电转换器件支承件(5)环绕布置在冷却水下降段(2)的外侧，热电转换器件支承件(5)的内侧表面紧贴冷却水下降段(2)的外侧表面，热电转换器件支承件(5)的外侧表面紧贴导热套管(6)的内侧表面；所述导热套管(6)为圆筒形，环绕布置在热电转换器件支承件(5)的外侧；热电转换器件支承件(5)上设置有多个热电转换器件，导热套管(6)吸收的热量通过接触导热的方式，传递至所述热电转换器件的热侧，热电转换器件利用两侧存在的温差进行发电。<...
【专利技术属性】
技术研发人员：王明军，韩梓超，章静，田文喜，苏光辉，秋穗正，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：
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