高效熱差發(fā)電爐的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高效熱差發(fā)電爐，包括爐膽、上蓋、溫差發(fā)電片、散熱體和電源輸出接口，多個溫差發(fā)電片的高溫端分別與爐膽的外壁連接，溫差發(fā)電片的電源輸出端與電源輸出接口的內(nèi)端連接；爐膽的外壁上除去安裝溫差發(fā)電片的位置均包覆有保溫隔熱層，散熱體包括內(nèi)層的散熱腔體和外層的散熱翅片，散熱翅片與散熱腔體為一體結構，散熱腔體與溫差發(fā)電片的低溫端連接，散熱腔體內(nèi)的通孔用于流通冷卻水，散熱腔體的首、尾兩端分別設有接口，多個散熱體之間通過接口相互串聯(lián)連接。本發(fā)明通過在爐膽的外壁上包覆保溫隔熱層，同時采用水冷和風冷散熱結構，顯著提高了溫差發(fā)電片的高溫端和低溫端之間的溫度差和發(fā)電效率，滿足了用戶的電力需求。
【專利說明】高效熱差發(fā)電爐
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種小型的發(fā)電爐，尤其涉及一種高效熱差發(fā)電爐。
【背景技術】
[0002]本 申請人:已經(jīng)申請了熱差發(fā)電爐的實用新型專利并獲得了授權，其專利號為“ZL201220382638.2”，其原理是將傳統(tǒng)的供熱爐與溫差發(fā)電片結合實現(xiàn)供熱和發(fā)電的雙重功能。但是，這種熱差發(fā)電爐由于兼顧傳統(tǒng)供熱功能，所以用于發(fā)電的熱量利用率不是很高，對于傳統(tǒng)供熱需求不大的用戶來說，發(fā)電效率不足的同時，浪費了未用的傳統(tǒng)供熱熱量，其發(fā)電量難以滿足用戶需求；與溫差發(fā)電片連接的散熱片也僅為散熱翅片，僅有風冷的效果，散熱效率不足，導致熱交換效率不高。
[0003]另外，傳統(tǒng)的蜂窩煤爐膽，其材料為鎂砂、剛玉砂、硅砂、石英砂和鋁礬土熟料砂粉中的一種或多種，這種爐膽均為保溫型，向外界傳熱慢，傳熱時間長，而且爐膽的壁厚尺寸控制不易均勻，壁厚過大或過小，爐膽向外界傳遞后的熱量不均勻，在用于發(fā)電爐中時(上述熱差發(fā)電爐中的爐體即為爐膽)，在爐膽外安裝多個發(fā)電模塊后，熱能轉(zhuǎn)化為電能的時間過長，而且多個發(fā)電模塊的溫度不一致，從而降低發(fā)電模塊的發(fā)電效率和壽命；如果溫度差異太大，一些發(fā)電模塊將是另一些發(fā)電模塊的負載，嚴重的將不能輸出電能，導致發(fā)電爐不能正常工作。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的目的就在于為了解決上述問題而提供一種高效熱差發(fā)電爐。
[0005]本發(fā)明通過以下技術方案來實現(xiàn)上述目的:
一種高效熱差發(fā)電爐，包括爐膽、上蓋、溫差發(fā)電片、散熱體和電源輸出接口，多個所述溫差發(fā)電片的高溫端分別與所述爐膽的外壁連接，多個所述溫差發(fā)電片的低溫端分別與多個所述散熱體連接，所述溫差發(fā)電片的電源輸出端與所述電源輸出接口的內(nèi)端連接；所述爐膽的外壁上除去安裝所述溫差發(fā)電片的位置均包覆有保溫隔熱層，所述散熱體包括內(nèi)層的散熱腔體和外層的散熱翅片，所述散熱翅片與所述散熱腔體為一體結構，所述散熱腔體與所述溫差發(fā)電片的低溫端連接，所述散熱腔體內(nèi)的通孔用于流通冷卻水，所述散熱腔體的首、尾兩端分別設有接口，多個所述散熱體之間通過所述接口相互串聯(lián)連接。
[0006]上述結構中，保溫隔熱層的作用在于將爐膽內(nèi)燃料燃燒產(chǎn)生的熱量盡量保留在爐膽內(nèi)，使其不外泄，從而使爐膽外壁具有更高的溫度，提高溫差發(fā)電片的高溫端溫度；散熱體采用散熱腔體和散熱翅片相連接的結構，使用時在散熱腔體內(nèi)加入循環(huán)的冷卻水，從而降低溫差發(fā)電片的低溫端溫度。通過上述兩部分結構的改進，明顯提高溫差發(fā)電片的高溫端和低溫端之間的溫度差，從而顯著提高發(fā)電效率。
[0007]優(yōu)選地，所述保溫隔熱層為硅酸鋁纖維層。硅酸鋁纖維又叫陶瓷纖維，是一種新型輕質(zhì)耐火材料，該材料具有容重輕、耐高溫、熱穩(wěn)定性好，熱傳導率低、熱容小、抗機械振動好、受熱膨脹小、隔熱性能好等優(yōu)點。[0008]進一步，所述爐膽的外壁上除去安裝所述溫差發(fā)電片的位置均涂刷有陶瓷隔熱保溫涂料。陶瓷隔熱保溫涂料優(yōu)選為ZS-1耐高溫隔熱保溫涂料，是一種高性能熱阻隔復合型陶瓷隔熱保溫涂料，軍用高科技絕熱涂層轉(zhuǎn)為民用的一種多功能隔熱保溫涂料。增加陶瓷隔熱保溫涂料后，隔熱保溫效果進一步提高。
[0009]為了提高爐膽的熱傳遞效率，所述爐膽包括以下原料:粘土、電熔鋯剛玉磚粉、超導耐高溫碳纖維、石墨粉和碳化硅。
[0010]粘土是一種成熟應用的材料，具有較好的可塑性，主要包括高嶺土、多水高嶺土、顆粒非常小的(〈硅酸鋁鹽。除了鋁外，粘土還包含少量鎂、鐵、鈉、鉀和鈣。
[0011]電熔鋯剛玉磚又稱電熔磚，英文縮寫是Azs，是按Al2O3 - ZrO2 — SiO2三元系相圖的三個化學成分，依其含量多少順序排列的，Al2O3取A，ZrO2取Z，SiO2取S，所以縮寫為Azs。電熔磚是用純凈的氧化鋁粉(Al2O3)與含氧化鋯(ZrO2) 65%、二氧化硅(SiO2) 34%左右的鋯英砂在電熔爐熔內(nèi)化后注入模型內(nèi)冷卻而形成的白色固體，其巖相結構由剛玉與鋯斜石的共析體和玻璃相組成，從相學上講是剛玉相和鋯斜石相的共析體，玻璃相充填于它們的結晶之間。
[0012]碳纖維簡稱CF，是近三十年來發(fā)展起來的一種新型增強材料，具有高彈性模量、高強度、高耐熱性和低密度的優(yōu)點，本發(fā)明采用的超導耐高溫碳纖維強調(diào)了超導耐高溫，是表示選擇碳纖維中導熱、耐高溫性能強的碳纖維，為現(xiàn)成的原材料。
[0013]碳化硅用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(生產(chǎn)綠色碳化硅時需要加食鹽)等原料在電阻爐內(nèi)經(jīng)高溫冶煉而成，常被用作耐高溫超導陶瓷材料。
[0014]優(yōu)選地，所述爐膽由以下原料組成:粘土、電熔鋯剛玉磚粉、超導耐高溫碳纖維、石墨粉和碳化硅。
[0015]各原料的質(zhì)量份分別為:粘土 8?9份、電熔鋯剛玉磚粉0.5?0.9份、超導耐高溫碳纖維0.1?0.4份、石墨粉0.1?0.5份,碳化娃0.05?0.2份。
[0016]優(yōu)選地，各原料的質(zhì)量份分別為:粘土 8.75份、電熔鋯剛玉磚粉0.85份、超導耐高溫碳纖維0.15份、石墨粉0.2份，碳化硅0.05份。
[0017]優(yōu)選地，所述石墨粉為宇航級石墨粉，簡稱ATJ-S，是宇航用模壓成形高級石墨。
[0018]本發(fā)明的有益效果在于:
本發(fā)明通過在爐膽的外壁上除去安裝溫差發(fā)電片的位置包覆保溫隔熱層，同時采用散熱腔體和散熱翅片組成的散熱體為溫差發(fā)電片的低溫端散熱，使其同時實現(xiàn)水冷散熱和風冷散熱，顯著提高了溫差發(fā)電片的高溫端和低溫端之間的溫度差和發(fā)電效率，滿足了用戶的電力需求；本發(fā)明所述爐膽具有耐高溫、重量輕、強度高、熱傳遞快的優(yōu)點，其向外界傳遞的熱量容易控制，向外界任意方向傳遞的熱量均勻一致，從而使各溫差發(fā)電片的高溫端的熱量均勻一致，負載均衡，輸出的電壓穩(wěn)定、電源質(zhì)量高，保證了溫差發(fā)電片的高發(fā)電效率和長壽命。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明所述高效熱差發(fā)電爐的主視結構示意圖；
圖2是圖1中的A-A局部剖視放大圖；
圖3是本發(fā)明所述溫差發(fā)電片的發(fā)電原理結構示意圖?！揪唧w實施方式】
[0020]下面結合附圖對本發(fā)明作進一步說明:
如圖1、圖2和圖3所示，本發(fā)明所述高效熱差發(fā)電爐包括爐膽2、上蓋1、溫差發(fā)電片
6、散熱體5和電源輸出接口 4，多個半導體的溫差發(fā)電片6的高溫端分別通過螺釘8與爐膽2的外壁連接，多個溫差發(fā)電片6的低溫端分別與多個散熱體5連接，溫差發(fā)電片6的電源輸出端與電源輸出接口 4的內(nèi)端連接；爐膽2的外壁上除去安裝溫差發(fā)電片6的位置均涂刷有陶瓷隔熱保溫涂料10，陶瓷隔熱保溫涂料10的外面均包覆有保溫隔熱層7，保溫隔熱層7米用娃酸招纖維層,散熱體5包括內(nèi)層的散熱腔體51和外層的散熱翅片52,散熱翅片52與散熱腔體51為一體結構，散熱腔體51與溫差發(fā)電片6的低溫端連接，散熱腔體51內(nèi)的通孔用于流通冷卻水，散熱腔體51的首、尾兩端分別設有接口(圖中未示出)，多個散熱體5之間通過接口相互串聯(lián)連接(該連接結構未在圖中示出，但容易理解)；電源輸出接口 4安裝于爐膽2的外壁上。圖1中還示出了爐膽2下端的爐腳3。
[0021]如圖3所示，爐膽2的內(nèi)部為爐膛9，爐膛9內(nèi)可以填充秸桿等農(nóng)作物廢物或蜂窩煤、煤渣、木屑等，其燃燒產(chǎn)生的熱量通過爐膽2傳到表面，并使溫差發(fā)電片6的高溫端溫度升高；同時，溫差發(fā)電片6的低溫端通過散熱體5降溫，從而在溫差發(fā)電片6的高溫端和低溫端之間形成溫差(可高達100°C左右)，溫差發(fā)電片6的電源輸出端的兩個電極之間形成電壓，并通過變壓/穩(wěn)壓裝置(圖中未示出，為常規(guī)電源結構)變壓/穩(wěn)壓后送至電源輸出接口 4 (見圖1)，用于外接用電器。
[0022]結合圖1和圖3，爐膽2由以下質(zhì)量份的原料組成:粘土 8?9份、電熔鋯剛玉磚粉
0.5?0.9份、超導耐高溫碳纖維0.1?0.4份、宇航級石墨粉0.1?0.5份,碳化娃0.05?
0.2份；優(yōu)選為粘土 8.75份、電熔鋯剛玉磚粉0.85份、超導耐高溫碳纖維0.15份、宇航級石墨粉0.2份，碳化硅0.05份。
[0023]上述實施例只是本發(fā)明的較佳實施例，并不是對本發(fā)明技術方案的限制，只要是不經(jīng)過創(chuàng)造性勞動即可在上述實施例的基礎上實現(xiàn)的技術方案，均應視為落入本發(fā)明專利的權利保護范圍內(nèi)。
【權利要求】
1.一種高效熱差發(fā)電爐，包括爐膽、上蓋、溫差發(fā)電片、散熱體和電源輸出接口，多個所述溫差發(fā)電片的高溫端分別與所述爐膽的外壁連接，多個所述溫差發(fā)電片的低溫端分別與多個所述散熱體連接，所述溫差發(fā)電片的電源輸出端與所述電源輸出接口的內(nèi)端連接；其特征在于:所述爐膽的外壁上除去安裝所述溫差發(fā)電片的位置均包覆有保溫隔熱層，所述散熱體包括內(nèi)層的散熱腔體和外層的散熱翅片，所述散熱翅片與所述散熱腔體為一體結構，所述散熱腔體與所述溫差發(fā)電片的低溫端連接，所述散熱腔體內(nèi)的通孔用于流通冷卻水，所述散熱腔體的首、尾兩端分別設有接口，多個所述散熱體之間通過所述接口相互串聯(lián)連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的高效熱差發(fā)電爐，其特征在于:所述保溫隔熱層為硅酸鋁纖維層。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的高效熱差發(fā)電爐，其特征在于:所述爐膽的外壁上除去安裝所述溫差發(fā)電片的位置均涂刷有陶瓷隔熱保溫涂料。
4.根據(jù)權利要求1所述的高效熱差發(fā)電爐，其特征在于:所述爐膽包括以下原料:粘土、電熔鋯剛玉磚粉、超導耐高溫碳纖維、石墨粉和碳化硅。
5.根據(jù)權利要求4所述的高效熱差發(fā)電爐，其特征在于:所述爐膽由以下原料組成:粘土、電熔鋯剛玉磚粉、超導耐高溫碳纖維、石墨粉和碳化硅。
6.根據(jù)權利要求4或5所述的高效熱差發(fā)電爐，其特征在于:各原料的質(zhì)量份分別為:粘土 8?9份、電熔鋯剛玉磚粉0.5?0.9份、超導耐高溫碳纖維0.1?0.4份、石墨粉0.1?0.5份,碳化娃0.05?0.2份。
7.根據(jù)權利要求6所述的高效熱差發(fā)電爐，其特征在于:各原料的質(zhì)量份分別為:粘土8.75份、電熔鋯剛玉磚粉0.85份、超導耐高溫碳纖維0.15份、石墨粉0.2份，碳化硅0.05份。
8.根據(jù)權利要求4或5所述的高效熱差發(fā)電爐，其特征在于:優(yōu)選地，所述石墨粉為宇航級石墨粉。
【文檔編號】H02N11/00GK103888028SQ201410107131
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年3月21日 優(yōu)先權日:2014年3月21日
【發(fā)明者】茍渝路 申請人:成都航天烽火精密機電有限公司