高效热差发电炉

1.一种高效热差发电炉，包括炉胆、上盖、温差发电片、散热体和电源输出接口，多个所述温差发电片的高温端分别与所述炉胆的外壁连接，多个所述温差发电片的低温端分别与多个所述散热体连接，所述温差发电片的电源输出端与所述电源输出接口的内端连接；所述炉胆的外壁上除去安装所述温差发电片的位置均包覆有保温隔热层，所述散热体包括内层的散热腔体和外层的散热翅片，所述散热翅片与所述散热腔体为一体结构，所述散热腔体与所述温差发电片的低温端连接，所述散热腔体内的通孔用于流通冷却水，所述散热腔体的首、尾两端分别设有接口，多个所述散热体之间通过所述接口相互串联连接；其特征在于：所述炉胆包括以下原料：粘土、电熔锆刚玉砖粉、超导耐高温碳纤维、石墨粉和碳化硅。
2.根据权利要求1所述的高效热差发电炉，其特征在于：所述炉胆由以下原料组成：粘土、电熔锆刚玉砖粉、超导耐高温碳纤维、石墨粉和碳化硅。
3.根据权利要求1或2所述的高效热差发电炉，其特征在于：各原料的质量份分别为：
粘土8～9份、电熔锆刚玉砖粉0.5～0.9份、超导耐高温碳纤维0.1～0.4份、石墨粉
0.1～0.5份，碳化硅0.05～0.2份。
4.根据权利要求3所述的高效热差发电炉，其特征在于：各原料的质量份分别为：粘土
8.75份、电熔锆刚玉砖粉0.85份、超导耐高温碳纤维0.15份、石墨粉0.2份，碳化硅0.05份。
5.根据权利要求1或2所述的高效热差发电炉，其特征在于：所述石墨粉为宇航级石墨粉。

高效热差发电炉\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种小型的发电炉，尤其涉及一种高效热差发电炉。\n背景技术\n[0002] 本申请人已经申请了热差发电炉的实用新型专利并获得了授权，其专利号为“ZL \n201220382638.2”，其原理是将传统的供热炉与温差发电片结合实现供热和发电的双重功能。但是，这种热差发电炉由于兼顾传统供热功能，所以用于发电的热量利用率不是很高，对于传统供热需求不大的用户来说，发电效率不足的同时，浪费了未用的传统供热热量，其发电量难以满足用户需求；与温差发电片连接的散热片也仅为散热翅片，仅有风冷的效果，散热效率不足，导致热交换效率不高。\n[0003] 另外，传统的蜂窝煤炉胆，其材料为镁砂、刚玉砂、硅砂、石英砂和铝矾土熟料砂粉中的一种或多种，这种炉胆均为保温型，向外界传热慢，传热时间长，而且炉胆的壁厚尺寸控制不易均匀，壁厚过大或过小，炉胆向外界传递后的热量不均匀，在用于发电炉中时（上述热差发电炉中的炉体即为炉胆），在炉胆外安装多个发电模块后，热能转化为电能的时间过长，而且多个发电模块的温度不一致，从而降低发电模块的发电效率和寿命；如果温度差异太大，一些发电模块将是另一些发电模块的负载，严重的将不能输出电能，导致发电炉不能正常工作。\n发明内容\n[0004] 本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种高效热差发电炉。\n[0005] 本发明通过以下技术方案来实现上述目的：\n[0006] 一种高效热差发电炉，包括炉胆、上盖、温差发电片、散热体和电源输出接口，多个所述温差发电片的高温端分别与所述炉胆的外壁连接，多个所述温差发电片的低温端分别与多个所述散热体连接，所述温差发电片的电源输出端与所述电源输出接口的内端连接；\n所述炉胆的外壁上除去安装所述温差发电片的位置均包覆有保温隔热层，所述散热体包括内层的散热腔体和外层的散热翅片，所述散热翅片与所述散热腔体为一体结构，所述散热腔体与所述温差发电片的低温端连接，所述散热腔体内的通孔用于流通冷却水，所述散热腔体的首、尾两端分别设有接口，多个所述散热体之间通过所述接口相互串联连接。\n[0007] 上述结构中，保温隔热层的作用在于将炉胆内燃料燃烧产生的热量尽量保留在炉胆内，使其不外泄，从而使炉胆外壁具有更高的温度，提高温差发电片的高温端温度；散热体采用散热腔体和散热翅片相连接的结构，使用时在散热腔体内加入循环的冷却水，从而降低温差发电片的低温端温度。通过上述两部分结构的改进，明显提高温差发电片的高温端和低温端之间的温度差，从而显著提高发电效率。\n[0008] 优选地，所述保温隔热层为硅酸铝纤维层。硅酸铝纤维又叫陶瓷纤维，是一种新型轻质耐火材料，该材料具有容重轻、耐高温、热稳定性好，热传导率低、热容小、抗机械振动好、受热膨胀小、隔热性能好等优点。\n[0009] 进一步，所述炉胆的外壁上除去安装所述温差发电片的位置均涂刷有陶瓷隔热保温涂料。陶瓷隔热保温涂料优选为ZS-1耐高温隔热保温涂料，是一种高性能热阻隔复合型陶瓷隔热保温涂料，军用高科技绝热涂层转为民用的一种多功能隔热保温涂料。增加陶瓷隔热保温涂料后，隔热保温效果进一步提高。\n[0010] 为了提高炉胆的热传递效率，所述炉胆包括以下原料：粘土、电熔锆刚玉砖粉、超导耐高温碳纤维、石墨粉和碳化硅。\n[0011] 粘土是一种成熟应用的材料，具有较好的可塑性，主要包括高岭土、多水高岭土、颗粒非常小的（< 2µm）硅酸铝盐。除了铝外，粘土还包含少量镁、铁、钠、钾和钙。\n[0012] 电熔锆刚玉砖又称电熔砖，英文缩写是AZS，是按Al2O3－ZrO2－SiO2三元系相图的三个化学成分，依其含量多少顺序排列的，Al2O3 取A，ZrO2取Z，SiO2取S，所以缩写为AZS。\n电熔砖是用纯净的氧化铝粉（Al2o3)与含氧化锆(ZrO2) 65%、二氧化硅(SiO2) 34%左右的锆英砂在电熔炉熔内化后注入模型内冷却而形成的白色固体，其岩相结构由刚玉与锆斜石的共析体和玻璃相组成，从相学上讲是刚玉相和锆斜石相的共析体，玻璃相充填于它们的结晶之间。\n[0013] 碳纤维简称CF，是近三十年来发展起来的一种新型增强材料，具有高弹性模量、高强度、高耐热性和低密度的优点，本发明采用的超导耐高温碳纤维强调了超导耐高温，是表示选择碳纤维中导热、耐高温性能强的碳纤维，为现成的原材料。\n[0014] 碳化硅用石英砂、石油焦（或煤焦）、木屑（生产绿色碳化硅时需要加食盐）等原料在电阻炉内经高温冶炼而成，常被用作耐高温超导陶瓷材料。\n[0015] 优选地，所述炉胆由以下原料组成：粘土、电熔锆刚玉砖粉、超导耐高温碳纤维、石墨粉和碳化硅。\n[0016] 各原料的质量份分别为：粘土8～9份、电熔锆刚玉砖粉0.5～0.9份、超导耐高温碳纤维0.1～0.4份、石墨粉0.1～0.5份，碳化硅0.05～0.2份。\n[0017] 优选地，各原料的质量份分别为：粘土8.75份、电熔锆刚玉砖粉0.85份、超导耐高温碳纤维0.15份、石墨粉0.2份，碳化硅0.05份。\n[0018] 优选地，所述石墨粉为宇航级石墨粉，简称ATJ-S，是宇航用模压成形高级石墨。\n[0019] 本发明的有益效果在于：\n[0020] 本发明通过在炉胆的外壁上除去安装温差发电片的位置包覆保温隔热层，同时采用散热腔体和散热翅片组成的散热体为温差发电片的低温端散热，使其同时实现水冷散热和风冷散热，显著提高了温差发电片的高温端和低温端之间的温度差和发电效率，满足了用户的电力需求；本发明所述炉胆具有耐高温、重量轻、强度高、热传递快的优点，其向外界传递的热量容易控制，向外界任意方向传递的热量均匀一致，从而使各温差发电片的高温端的热量均匀一致，负载均衡，输出的电压稳定、电源质量高，保证了温差发电片的高发电效率和长寿命。\n附图说明\n[0021] 图1是本发明所述高效热差发电炉的主视结构示意图；\n[0022] 图2是图1中的A-A局部剖视放大图；\n[0023] 图3是本发明所述温差发电片的发电原理结构示意图。\n具体实施方式\n[0024] 下面结合附图对本发明作进一步说明：\n[0025] 如图1、图2和图3所示，本发明所述高效热差发电炉包括炉胆2、上盖1、温差发电片6、散热体5和电源输出接口4，多个半导体的温差发电片6的高温端分别通过螺钉8与炉胆2的外壁连接，多个温差发电片6的低温端分别与多个散热体5连接，温差发电片6的电源输出端与电源输出接口4的内端连接；炉胆2的外壁上除去安装温差发电片6的位置均涂刷有陶瓷隔热保温涂料10，陶瓷隔热保温涂料10的外面均包覆有保温隔热层7，保温隔热层7采用硅酸铝纤维层，散热体5包括内层的散热腔体51和外层的散热翅片52，散热翅片52与散热腔体51为一体结构，散热腔体51与温差发电片6的低温端连接，散热腔体51内的通孔用于流通冷却水，散热腔体51的首、尾两端分别设有接口（图中未示出），多个散热体5之间通过接口相互串联连接（该连接结构未在图中示出，但容易理解）；电源输出接口4安装于炉胆2的外壁上。图1中还示出了炉胆2下端的炉脚3。\n[0026] 如图3所示，炉胆2的内部为炉膛9，炉膛9内可以填充秸秆等农作物废物或蜂窝煤、煤渣、木屑等，其燃烧产生的热量通过炉胆2传到表面，并使温差发电片6的高温端温度升高；同时，温差发电片6的低温端通过散热体5降温，从而在温差发电片6的高温端和低温端之间形成温差（可高达100℃左右），温差发电片6的电源输出端的两个电极之间形成电压，并通过变压/稳压装置（图中未示出，为常规电源结构）变压/稳压后送至电源输出接口4（见图1），用于外接用电器。\n[0027] 结合图1和图3，炉胆2由以下质量份的原料组成：粘土8～9份、电熔锆刚玉砖粉\n0.5～0.9份、超导耐高温碳纤维0.1～0.4份、宇航级石墨粉0.1～0.5份，碳化硅0.05～\n0.2份；优选为粘土8.75份、电熔锆刚玉砖粉0.85份、超导耐高温碳纤维0.15份、宇航级石墨粉0.2份，碳化硅0.05份。\n[0028] 上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。