一种基于碳纳米管热波效应的热电转化装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种热电转化装置，旨在提供一种基于碳纳米管热波效应的热电转化装置。本实用新型包括燃烧器、双金属片与碳纳米管组件、稳压滤波电路、耗电设备、燃料瓶和氧气瓶；所述燃烧器包括石英燃烧室、点火器和催化剂镀层，其中点火器安装在燃烧器入口处，延伸到石英燃烧室，并朝向燃烧器出口，催化剂镀层安装于燃烧器内表面，点火器安装于燃烧器内部气体入口处。本实用新型的有益效果有：装置实现连续运行，维持电力供应；采用氢氧燃烧补充燃料；装置外围安装有稳压滤波电路，将脉冲电流转变为直流电流进行使用；装置使用点火装置进行启动，通过关闭氢气、氧气的供应来停止运行；装置使用燃烧器进行热量供应，避免敞开式火焰的发生。
【专利说明】一种基于碳纳米管热波效应的热电转化装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种热电转化装置，具体涉及一种基于碳纳米管热波效应的热电
转化装置。
【背景技术】
[0002]碳纳米管的热波效应(thermopower wave)指:当碳纳米管表面包裹的燃料燃烧时，碳纳米管表面产生高速沿轴向移动的燃面，在其内部引发高能晶格波动，推动碳纳米管中的电子定向运动，产生极高的脉冲电流。电流具有极高的功率输出密度(约7KW/kg，8MW/mm3)。但是由于只能产生单脉冲的能量输出，无法加以实际应用。
[0003]该热波效应可以应用于热电转化装置，以燃烧产热驱动，为电子设备供电，延长续航时间。
实用新型内容
[0004]本实用新型要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种基于碳纳米管热波效应的热电转化装置。
[0005]为解决技术问题，本实用新型的解决方案是:
[0006]提供一种基于碳纳米管热波效应的热电转化装置，包括燃烧器、双金属片与碳纳米管组件、稳压滤波电路、耗电设备、燃料瓶和氧气瓶；所述燃烧器包括石英燃烧室、点火器和催化剂镀层，其中点火器安装在燃烧器入口处，延伸到石英燃烧室，并朝向燃烧器出口，催化剂镀层安装于燃烧器内表面；所述燃料瓶输出端、氧气瓶输出端分别通过输送管路连接到燃烧器入口，且在对应的输送管路上分别设有燃料阀门、氧气阀门，用于控制燃料、氧气供应的启停；所述双金属片与碳纳米管组件安装在燃烧器上表面，通过导线与稳压滤波电路相连构成回路；稳压滤波电路输出端连接到耗电设备；所述双金属片与碳纳米管组件包括碳纳米管和双金属片，所述碳纳米管为多壁碳纳米管，其一端与燃烧器上表面相接触，另一端贴附在双金属片表层，并与外界空气环境相接触；所述双金属片的高膨胀层为镍锰铜合金片，其低膨胀层为铁镍合金片，且双金属片表面涂覆有绝缘漆层。
[0007]作为一种改进，所述稳压滤波电路中包括电阻、电容和肖特基二极管，稳压滤波电路的输入端串联有一个电容，稳压滤波电路输入端的正极通过电阻连接到肖特基二极管的负极，所述肖特基二极管的正极连接到稳压滤波电路输入端的负极；所述肖特基二极管并联有电阻，该电阻两端作为稳压滤波电路的输出端。
[0008]作为一种改进，所述燃料瓶为氢气瓶、甲烷瓶或乙炔瓶。
[0009]作为一种改进，所述点火器为压电陶瓷点火装置。
[0010]作为一种改进，所述耗电设备为笔记本电脑或者手机等移动电子设备。
[0011]作为一种改进，所述催化剂镀层为钼催化层，是采用浸溃法负载在燃烧器内表面。
[0012]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:
[0013]1.装置可以实现连续运行，维持电力供应；[0014]2.装置采用氢氧燃烧，可以补充燃料；
[0015]3.装置外围安装有稳压滤波电路，实现将脉冲电流转变为直流电流进行使用；
[0016]4.装置使用点火装置进行启动，通过关闭氢气、氧气的供应来停止运行；
[0017]5.装置使用微型燃烧器进行热量供应，避免敞开式火焰的发生；
[0018]6.其能源功率输出密度理论约8MW/mm3，是传动半导体热电片的400倍。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是基于碳纳米管热波效应的热电转化装置的结构示意图；
[0020]图2是燃烧器的结构图；
[0021 ] 图3是稳压滤波电路的结构图；
[0022]图4是双金属片与碳纳米管组件的结构图；
[0023]附图标记为:1、燃烧器，2、双金属片与碳纳米管组件，3、稳压滤波电路，4、输送管路，5、耗电设备，6、导线，7、燃料瓶，8、氧气瓶，9、燃料阀门，10、氧气阀门，11、燃烧器入口，12、点火器，13、催化剂镀层，14、燃烧器出口，15、电容，16、电阻，17、肖特基二极管，18、电阻，19、镍锰铜合金片，20、铁镍合金片，21、碳纳米管。
【具体实施方式】
[0024]以下的实施例可以使本专业【技术领域】的技术人员更全面的了解本实用新型，但不以任何方式限制本实用新型。
[0025]本实用新型提供一种基于碳纳米管热波效应的热电转化装置的实施例，所述热电转化装置包括燃烧器1、双金属片与碳纳米管组件2、稳压滤波电路3、耗电设备5、燃料瓶7和氧气瓶8。
[0026]所述燃烧器I包括石英燃烧室、点火器12和催化剂镀层13，所述催化剂镀层13为钼催化层，采用浸溃法负载在燃烧器I内表面，所述点火器12为压电陶瓷点火装置，所述点火器12安装在燃烧器入口 11，延伸到石英燃烧室，并朝向燃烧器出口 14，催化剂镀层13安装于燃烧器I内表面，点火器安装于燃烧器I内部气体入口处。
[0027]所述燃料瓶7输出端、氧气瓶8输出端分别通过输送管4连接到燃烧器入口 11，且在对应的输送管路4上分别设有燃料阀门9、氧气阀门10，用于控制燃料、氧气供应的启停。
[0028]所述双金属片与碳纳米管组件2安装在燃烧器I上表面，通过导线6与稳压滤波电路3相连构成回路；稳压滤波电路3输出端连接到耗电设备5 ;其中所述稳压滤波电路3包括IkQ电阻16、470Ω电阻18、IOOuF电容15和10BQ015肖特基二极管17，稳压滤波电路3的输入端串联有一个IOOuF电容15，该电路输入端的正极通过IkQ电阻16连接到10BQ015肖特基二极管17的负极，所述10BQ015肖特基二极管17的正极连接到稳压滤波电路3的输入端的负极；所述10BQ015肖特基二极管17并联有470 Ω电阻18，该470 Ω电阻18两端作为稳压滤波电路的输出端；所述耗电设备5为笔记本电脑或者手机等移动电子设备。
[0029]双金属片与碳纳米管组件2包括碳纳米管21和双金属片，所述碳纳米管21为多壁碳纳米管，其一端与燃烧器I上表面相接触，另一端贴附在双金属片表层，并与外界空气环境相接触；所述双金属片的高膨胀层为镍锰铜合金片19，其低膨胀层为铁镍合金片20，且双金属片表面涂覆有绝缘漆层。
[0030]所述燃料瓶7为氢气瓶，所述燃料阀门9为氢气阀门。
[0031]使用持续燃烧的燃烧器I为碳纳米管21提供热量，同时使用双金属片负载碳纳米管21，使运行过程中利用双金属片受热后的周期性机械动作，碳纳米管21与燃烧器I的热阻在接触热阻和非接触热阻间循环切换。从而周期性的使燃烧器I产生的热量沿碳纳米管21形成流动，进而产生周期性热波效应，对外输出周期性脉冲电流。使用稳压滤波电路3将周期性脉冲电流输出转变为直流电流输出，最终对外界设备进行持续供电。
[0032]当燃烧开始后燃烧器I表面热量借由导热沿碳纳米管21传递到散热端，同时双金属片受热开始弯曲。
[0033]当弯曲产生足够位移后，碳纳米管21不再与燃烧器I表面接触，导热停止。双金属片冷却后回复原有形状，碳纳米管21与燃烧器I表面再次接触。从而碳纳米管21内形成周期性热波。
[0034]通过稳压滤波电路3中的电容15将脉冲电流中的交流部分减少，增加直流部分。稳压滤波电路进一步稳定直流输出。
[0035]因此，本实用新型的实际范围不仅包括所公开的实施例，还包括在权利要求书之下实施或者执行本实用新型的所有等效方案。
【权利要求】
1.一种基于碳纳米管热波效应的热电转化装置，包括燃烧器，其特征在于，还包括双金属片与碳纳米管组件、稳压滤波电路、耗电设备、燃料瓶和氧气瓶； 所述燃烧器包括石英燃烧室、点火器和催化剂镀层，其中点火器安装在燃烧器入口处，延伸到石英燃烧室，并朝向燃烧器出口，催化剂镀层安装于燃烧器内表面；所述燃料瓶输出端、氧气瓶输出端分别通过输送管路连接到燃烧器入口，且在对应的输送管路上分别设有燃料阀门、氧气阀门，用于控制燃料、氧气供应的启停；所述双金属片与碳纳米管组件安装在燃烧器上表面，通过导线与稳压滤波电路相连构成回路；稳压滤波电路输出端连接到耗电设备； 所述双金属片与碳纳米管组件包括碳纳米管和双金属片，所述碳纳米管为多壁碳纳米管，其一端与燃烧器上表面相接触，另一端贴附在双金属片表层，并与外界空气环境相接触；所述双金属片的高膨胀层为镍锰铜合金片，其低膨胀层为铁镍合金片，且双金属片表面涂覆有绝缘漆层。
2.根据权利要求1中所述的热电转化装置，其特征在于，所述稳压滤波电路中包括电阻、电容和肖特基二极管，稳压滤波电路的输入端串联有一个电容，稳压滤波电路输入端的正极通过电阻连接到肖特基二极管的负极，所述肖特基二极管的正极连接到稳压滤波电路输入端的负极；所述肖特基二极管并联有电阻，该电阻两端作为稳压滤波电路的输出端。
3.根据权利要求1中所述的热电转化装置，其特征在于，所述燃料瓶为氢气瓶、甲烷瓶或乙炔瓶。
4.根据权利要求 1中所述的热电转化装置，其特征在于，所述点火器为压电陶瓷点火 装直。
5.根据权利要求1中所述的热电转化装置，其特征在于，所述耗电设备为移动电子设备。
6.根据权利要求1中所述的热电转化装置，其特征在于，所述催化剂镀层为钼催化层。
【文档编号】H02N11/00GK203775085SQ201420180628
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年4月14日 优先权日:2014年4月14日
【发明者】汪洋, 周俊虎, 刘建忠, 张彦威, 王智化, 杨卫娟, 黄震宇, 周志军, 程军, 岑可法 申请人:浙江大学