專利名稱：一種相變貯能微型熱電電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于溫差發(fā)電的裝置，具體講是基于溫差發(fā)電的一種相變貯能微型熱電 電源。
背景技術(shù)：
隨著微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)的迅猛發(fā)展，如微型傳感器、微型電動機(jī)、微型飛行器、 用于診斷的柔性管道機(jī)器人等得到逐步的推廣應(yīng)用，盡管微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)器件的許多功 能部件，如微傳感器、微執(zhí)行器、微泵、微閥等，都已經(jīng)可以做得很小，但為微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS) 器件提供能量的動力源多數(shù)采用外接電線供電，或采用化學(xué)電池，要么相對來說體積大使用 不方便，要么使用壽命短或不環(huán)保。這引起了對體積小(厘米尺度以下)、輕便且可反復(fù)使 用的微型動力源(PowerMEMS)的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種體積小、輕便且可反復(fù)使用的相變l&能微型熱 電電源。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的一種相變貯能微型熱電電源，包括相互連接的上蓋 和下腔體，所述的上蓋和下腔體的內(nèi)側(cè)面均設(shè)置有絕熱層，所述的下腔體的中心設(shè)置有儲存 高溫貯能相變材料的熱源腔，所述的熱源腔內(nèi)設(shè)置有激發(fā)器，所述的熱源腔四周設(shè)置有微型 熱電發(fā)電器，所述微型熱電發(fā)電器的一面與熱源腔的外表面貼合，所述微型熱電發(fā)電器的另 一面與儲存低溫相變材料的冷源腔緊密接觸，所述微型熱電發(fā)電器的輸出導(dǎo)電接點(diǎn)連接的輸 出導(dǎo)線設(shè)置在微型熱電電源整體外。
采用以上結(jié)構(gòu)后，本發(fā)明一種相變貯能微型熱電電源與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)-一種相變貯能微型熱電電源采用微加工技術(shù)，使得大小處于厘米級別，工作時，晃動微 型熱電電源，激發(fā)器產(chǎn)生振動，激發(fā)器將激發(fā)高溫貯能相變材料開始相變并釋放熱量，并把 熱量傳遞到微型熱電發(fā)電器高溫端，低溫端溫度由低溫相變材料的冷源維持，從而使微型熱 電發(fā)電器兩端產(chǎn)生溫差而發(fā)電。該熱電電源穩(wěn)定可靠，不受環(huán)境影響。 一旦冷熱源能量釋放 完畢，則可將冷熱源拿出，通過外界加熱或冷卻使冷熱源增加熱能，從而使電源反復(fù)使用。
作為改進(jìn)，所述的熱源腔為正六面體形，所述的微型熱電發(fā)電器設(shè)置在熱源腔的四周四個面上，此結(jié)構(gòu)使得微加工更加容易。
作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述的激發(fā)器為至少一對振動簧片構(gòu)成，此結(jié)構(gòu)可以更有效的激發(fā)高 溫貯能相變材料相變過程。
作為更進(jìn)一步改進(jìn)，所述的熱源腔與微型熱電發(fā)電器之間涂有導(dǎo)熱材料，此結(jié)構(gòu)可以實(shí) 現(xiàn)熱源腔中的高溫貯能相變材料與微型熱電發(fā)電器充分傳熱。


圖l是本發(fā)明一種相變貯能微型熱電電源的局部剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明一種相變貯能微型熱電電源的俯視局部剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本發(fā)明一種相變貯能微型熱電電源的微型熱電發(fā)電器的局部剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
其中，1、上蓋；2、下腔體；3、絕熱層；4、熱源腔；5、激發(fā)器；6、微型熱電發(fā)電器； 7、冷源腔；8、輸出導(dǎo)線；9、導(dǎo)熱材料；10、基板；11、電偶臂。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
如圖1和圖2所示，本發(fā)明一種相變貯能微型熱電電源，包括相互連接的上蓋1和下腔 體2，所述的上蓋1和下腔體2的內(nèi)側(cè)面均設(shè)置有絕熱層3，所述的下腔體2的中心設(shè)置有儲 存高溫貯能相變材料的熱源腔4，所述的熱源腔4內(nèi)設(shè)置有激發(fā)器5，所述的熱源腔4四周設(shè) 置有微型熱電發(fā)電器6，所述微型熱電發(fā)電器6的一面與熱源腔4的外表面貼合，所述微型 熱電發(fā)電器6的另一面與儲存低溫相變材料的冷源腔7緊密接觸，所述微型熱電發(fā)電器6的 輸出導(dǎo)電接點(diǎn)連接的輸出導(dǎo)線8設(shè)置在微型熱電電源整體外。所述的熱源腔4為正六面體形， 所述的微型熱電發(fā)電器6設(shè)置在熱源腔4的四周四個面上。所述的激發(fā)器5為至少一對振動 簧片構(gòu)成。所述的熱源腔4與微型熱電發(fā)電器6之間涂有導(dǎo)熱材料9。所述的上蓋1和下腔 體2采用絕熱材料如如氧化硅或四氟乙烯或微晶玻璃陶瓷經(jīng)過微加工制成。所述的熱源腔4 由高導(dǎo)熱性能的金屬材料如銀或銅或鋁經(jīng)過微加工制成。所述的高溫貯能相變材料為石蠟或 三氯化鋁或硝酸鋰或過氧化鈉。所述的低溫相變材料為無機(jī)水合鹽或冰水混合物或低溫的水 或干冰。
如圖3所示，本發(fā)明一種相變貯能微型熱電電源中的微型熱電發(fā)電器6包括平行設(shè)置的 兩個基板IO和均勻設(shè)置在兩個基板之間的電偶臂11，所述的基板IO采用高導(dǎo)熱絕緣材料如 95%的氧化鋁陶瓷或75%的氧化鋁陶瓷制成，也可采用金屬材料如銅或鋁等外鍍絕緣層制成， 所述的電偶臂ll采用銻化鋅、碲化鉛、碲化鉍等多種合金材料制成。
工作時，晃動微型熱電電源，激發(fā)器5產(chǎn)生振動，簧片將激發(fā)高溫貯能相變材料開始相變并釋放熱量，并把熱量傳遞到微型熱電發(fā)電器6高溫端，低溫端溫度由低溫相變材料的冷 源維持，從而使微型熱電發(fā)電器6兩端產(chǎn)生溫差而發(fā)電。
權(quán)利要求
1、一種相變貯能微型熱電電源，其特征在于它包括相互連接的上蓋(1)和下腔體(2)，所述的上蓋(1)和下腔體(2)的內(nèi)側(cè)面均設(shè)置有絕熱層(3)，所述的下腔體(2)的中心設(shè)置有儲存高溫貯能相變材料的熱源腔(4)，所述的熱源腔(4)內(nèi)設(shè)置有激發(fā)器(5)，所述的熱源腔(4)四周設(shè)置有微型熱電發(fā)電器(6)，所述微型熱電發(fā)電器(6)的一面與熱源腔(4)的外表面貼合，所述微型熱電發(fā)電器(6)的另一面與儲存低溫相變材料的冷源腔(7)緊密接觸，所述微型熱電發(fā)電器(6)的輸出導(dǎo)電接點(diǎn)連接的輸出導(dǎo)線(8)設(shè)置在微型熱電電源整體外。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種相變貯能微型熱電電源，其特征在于所述的熱源腔(4) 為正六面體形，所述的微型熱電發(fā)電器(6)設(shè)置在熱源腔(4)的四周四個面上。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種相變貯能微型熱電電源，其特征在于所述的激發(fā)器(5) 為至少一對振動簧片構(gòu)成。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種相變貯能微型熱電電源，其特征在于所述的熱源腔 (4)與微型熱電發(fā)電器(6)之間涂有導(dǎo)熱材料(9)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種相變貯能微型熱電電源，其特征在于所述的上蓋(1) 和下腔體(2)采用絕熱材料如如氧化硅或四氟乙烯或微晶玻璃陶瓷經(jīng)過微加工制成。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種相變貯能微型熱電電源，其特征在于所述的熱源腔(4) 由高導(dǎo)熱性能的金屬材料如銀或銅或鋁經(jīng)過微加工制成。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種相變貯能微型熱電電源，其特征在于所述的高溫貯能相變材料為石蠟或三氯化鋁或硝酸鋰或過氧化鈉。
8、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種相變貯能微型熱電電源，其特征在于所述的低溫相變材料為無機(jī)水合鹽或冰水混合物或低溫的水或干冰。
全文摘要
一種相變貯能微型熱電電源，包括相互連接的上蓋(1)和下腔體(2)，所述的上蓋(1)和下腔體(2)的內(nèi)側(cè)面均設(shè)置有絕熱層(3)，所述的下腔體(2)的中心設(shè)置有儲存高溫貯能相變材料的熱源腔(4)，所述的熱源腔(4)內(nèi)設(shè)置有激發(fā)器(5)，所述的熱源腔(4)四周設(shè)置有微型熱電發(fā)電器(6)，所述微型熱電發(fā)電器(6)的一面與熱源腔(4)的外表面貼合，所述微型熱電發(fā)電器(6)的另一面與儲存低溫相變材料的冷源腔(7)緊密接觸，所述微型熱電發(fā)電器(6)的輸出導(dǎo)電接點(diǎn)連接的輸出導(dǎo)線(8)設(shè)置在微型熱電電源整體外。該相變貯能微型熱電電源具有以下優(yōu)點(diǎn)體積小、輕便且可反復(fù)使用。
文檔編號H02N11/00GK101488725SQ200910096148
公開日2009年7月22日 申請日期2009年2月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月12日
發(fā)明者宋瑞銀 申請人:浙江大學(xué)寧波理工學(xué)院