[实用新型]一种采用相变热柱驱动的低温差热发电模型

说明书

技术领域

本实用新型涉及低温差热发电模型领域，具体地说，特别涉及到一种采用相变热柱驱动的低温差热发电模型。

背景技术

随着工业技术的发展和人们生活水平的提高，能源在国民经济中越来越占比较重要的地位。如何开发可再生能源以及提高能源利用率已成为当今科技的重要课题之一。自然界最丰富的能源是热能，但大部分热能品质比较低，不能轻易转化为较高品质的能源如电能而被人们广泛应用。

早在19世纪20年代初期，德国物理学家赛贝克就发现了温差热发电现象，当两种不同材料的金属首尾相互连接时，使两端处于不同温度，则回路中就有电流产生。经过近200年的发展，热电材料制成的热电器件具有很多独特的优点，在一些尖端科技领域已获得了成功的应用。目前比较成熟的热电材料是半导体热电材料，其应用逐渐向民用方面发展，但是其缺点也很明显，工作温度较低时转换效率比较低。在热学教学过程中，尚缺乏结构简单，操作方便，现象明显的温差热发电演示仪器。

热管技术是1963年美国科学家乔治格罗佛发明的一种传热元件。它充分利用介质的液气相变过程，将热量迅速传递到热源外，其导热能力超过任何已知金属的导热能力，其广泛应用于航空、军工等行业。我公司在此基础上研发了热柱，其驱动温度可低于30℃左右，具有极高的轴向导热性能，热流方向可逆，并且广泛应用于各种日常电子和灯具的散热中。

中国专利公开了一种温差电教学演示仪(授权公告号：CN2069145U)，其包括半导体器件，其热端装有一加热器，其冷端加装散热器，当其热端表面温度达100℃时，其可产生3.2伏特电动势。中国专利公开了一种温差发电热管以及温差发电装置(其公开号：CN101459396A)，其包括一热管，该热管底段为热段，顶段为冷段，热段和冷段之间为中段。半导体温差发电片作为保温封闭层一部分包裹封闭在热段外面。热源连通热管热段，满足一定温差条件即可产生电动势。中国专利公开了一种温差电效应发电演示仪(授权公告号：CN201345180Y)，其由散热板、半导体致冷片、机箱、发光二极管、小灯泡、温度仪、转轮、温度传感器、热水盆、冷水盆组成，热水管连接半导体制冷片的热端，散热板和冷水盆连接其冷端，满足一定温差后，即可产生电动势，使发光二极管发光或使转轮转动。但这三种装置，不是结构太复杂，附带条件太多，需要较高的温度，热传导效果差，热电转化效率较低，就是热电现象展示不明显，原理部分解释不透彻。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种采用相变热柱驱动的低温差热发电模型，以解决上述问题。

本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种采用相变热柱驱动的低温差热发电模型，包括热源、相变热柱、热面铜板、半导体热发电模块、冷面铜板、散热片、支架、电机和风扇；所述相变热柱的底部与热源接触，在相变热柱的顶部安装有半导体热发电模块，所述半导体热发电模块的底面通过热面铜板与相变热柱连接，热面铜板的顶面安装有冷面铜板，冷面铜板的上表面通过导热胶粘贴有若干散热片，在散热片的上端固定安装有支架，在支架上设有固定点和电极，所述电机和风扇通过固定点安装于支架上，半导体热发电模块的正、负极分别通过导线与电极的正、负极连接。

进一步的，所述热源包括热水池、以及位于热水池中的热水，相变热柱的底部位于热水池内。

进一步的，所述半导体热发电模块的尺寸为40mm*40mm*3.4mm；相变热柱的直径为25mm，相变热柱的长度为150mm。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

1.利用相变热柱的极速轴向传热和可以在低温下工作的特点，实现了低温水介质温差发电，并且其结构简单，便于操作。

2.可以作为演示温差发电的物理实验仪器，直观、形象，能够引起学习者的好奇心，培养学生的科学探索精神，进一步可以加深学生对赛贝克效应、帕尔帖效应和汤姆逊效应的理解。

附图说明

图1为本实用新型所述的低温差热发电模型的结构示意图。

图中标号说明：热水池1、热水2、相变热柱3、热面铜板4、半导体热发电模块5、冷面铜板6、导线7、散热片8、支架9、固定点及接线柱10、电机及风扇11。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。