專利名稱：一種溫差發(fā)電方法
技術領域：
本發(fā)明涉及熱能到電能的能量轉換領域，是一種利用溫差發(fā)電的方法。
背景技術：
隨著傳統(tǒng)能源日益緊張，環(huán)境保護、節(jié)能減排理念的增強，推動著新能源的開發(fā)和
低溫熱能的利用，使包括溫差發(fā)電在內的能量轉換技術得到深入研究和持續(xù)發(fā)展。
目前公知的溫差發(fā)電技術主要有兩種一種是利用高溫介質加熱工質，使工質從
液態(tài)變?yōu)槠麘B(tài)推動渦輪機發(fā)電機發(fā)電，做完功后的工質經低溫介質冷卻由汽態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)參
與下一循環(huán)，如此不斷做功發(fā)電，此溫差發(fā)電技術在熱能利用特別是在低溫熱能利用方面
存在結構復雜、體積龐大、熱電效率低的公知問題；另一種是利用塞貝克效應的半導體熱電
裝置，用高低溫介質分別加熱和冷卻半導體熱電裝置的冷熱兩個端面，使半導體熱電裝置
直接發(fā)電，此溫差發(fā)電技術存在半導體制造工藝復雜，裝置熱電效率低的公知問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題為了克服現有公知的溫差發(fā)電技術的不足，本發(fā)明根 據磁性材料的居里溫度特性，控制磁場中軟磁材料的溫度在居里溫度上下變化，使軟磁材 料的磁導率和其構成的磁路的磁通量隨之變化，使套在該磁路上的導電線圈因磁通量的變 化而產生電。本發(fā)明提供的溫差發(fā)電方法，不僅制作工藝簡單、結構簡單、熱電效率高，而且 還能在不同溫度熱源的溫差發(fā)電中應用。 本發(fā)明的技術方案本發(fā)明由電磁體或永磁體產生磁場，該磁場的兩極與軟磁材 料磁連接，構成磁路，導電線圈套在該磁路的軟磁材料上，軟磁材料緊密安裝在熱交換裝置 熱交換表面或內部，構成熱路，熱交換裝置設有高低溫介質進出通道。通過控制裝置控制熱 交換裝置中高、低溫介質的交替進出，對熱交換裝置加熱或冷卻，使相連軟磁材料的溫度在 居里溫度上下變化，致使軟磁材料在鐵磁體和順磁體間交替變化，致使軟磁材料的磁導率 發(fā)生高低變化，致使軟磁材料與電磁體或永磁體構成的磁路的磁通量發(fā)生變化，造成導電 線圈因磁通量的變化而產生電脈沖，對外輸出電能。 電磁體或永磁體單獨或同時存在，選用電磁體時必須使用直流供電，使其產生恒 定磁場。選用永磁體時盡量選擇具有高剩磁、磁能積和矯頑力的釹鐵硼永磁材料，永磁體的 形狀盡量選擇片狀，可以有效減少永磁材料的用量。 軟磁材料按工作性質細分為熱磁材料和導磁材料，與熱交換裝置相連參與熱交換 工作的軟磁材料為熱磁材料。熱磁材料和導磁材料可以同時使用一種或多種軟磁材料，可 以根據實際情況加工成各種形狀。選用導磁材料時盡量選擇具有高磁導率的軟磁材料。選 用熱磁材料時盡量選擇具有高磁導率、低熱容、低熱阻的軟磁材料，可以有效減少軟磁材料 的用量和提高熱能利用率。 熱交換裝置在表面或內部設有高、低溫介質熱交換通道，熱磁材料可以全部或部 分安裝在熱交換裝置的表面或內部，熱交換裝置不宜選用鐵磁性材料制造。
高低溫介質的溫度與熱磁材料的居里溫度越接近，熱能利用率越高。
本發(fā)明的有益效果本發(fā)明工藝、結構簡單，便于實現小型化和大規(guī)模生產；本發(fā)
明選擇不同居里溫度的軟磁材料，可以實現不同溫度熱源的利用；本發(fā)明只需高低溫介質
改變軟磁性材料溫度在居里溫度變化來發(fā)電，所以對溫度差要求低，熱電效率高，特別適合
低溫差的熱能利用，如海水溫差發(fā)電。


圖1是本發(fā)明的具體實施方式
一結構示意圖。圖2是本發(fā)明的具體實施方式
二結構示意圖。圖3是本發(fā)明的具體實施方式
三結構示意圖。圖中標號所示部件名稱說明(1)電磁體或永磁體。(2a)、 (2b)導磁材料。(3a) 、 (3b) 、 (3c) 、 (3d)導電線圈。(4a)、 (4b)熱磁材料。(5a)、 (5b)熱交換裝置。(6)控制裝置。(7)低溫介質。(8)高溫介質。下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明具體實施方式
一 (參見圖1)本實施例由電磁體或永磁體(l)，導電線圈(3a)，熱
磁材料(4a)，熱交換裝置(5a)，控制裝置(6)組成。電磁體或永磁體(1)的磁極兩端分別 與熱磁材料(4a)磁連接，導電線圈(3a)套在熱磁材料(4a)上，熱磁材料(4a)與熱交換裝 置(5a)連接，構成熱路。控制裝置(6)控制低溫介質(7)進入熱交換裝置(5a)，使相連的 熱磁材料(4a)降溫到其居里溫度以下，此時熱磁材料(4a)的磁導率變高，電磁體或永磁體 (1)產生的磁場通過熱磁材料(4a)構成的磁路的磁通量變大，導電線圈(3a)因為磁通量變 大而感應產生一個電脈沖，此電脈沖輸出電能，當控制裝置(6)檢測到電脈沖峰值后，先控 制低溫介質(7)排出熱交換裝置(5a)，再控制高溫介質(8)進入熱交換裝置(5a)，使相連 的熱磁材料(4a)升溫到其居里溫度以上，此時熱磁材料(4a)的磁導率變低，此時熱磁材料 (4a)構成的磁路的磁通量變小，導電線圈(3a)因為磁通量變小而感應產生一個電脈沖，此 電脈沖對外輸出電能，當控制裝置(6)檢測到電脈沖峰值后，先控制高溫介質(8)排出，再 控制低溫介質(7)進入，如此循環(huán)導電線圈(3a)不斷感應產生電脈沖輸出電能，此電能一 部分供給控制裝置(6) —部分對外輸出電能。
具體實施方式
二 (參見圖2)本實施例由電磁體或永磁體(1)，導磁材料(2a)、 (2b)，導電線圈(3a)、(3b)，熱磁材料(4a)，熱交換裝置(5a)，控制裝置(6)組成。電磁體或 永磁體(1)的磁極兩端分別與導磁材料(2a)和(2b)的一端分別磁連接，導磁材料(2a)和 (2b)的另一端分別與熱磁材料(4a)磁連接，導電線圈(3a)、 (3b)分別套在導磁材料(2a) 和(2b)上，熱磁材料(4a)與熱交換裝置(5a)連接，構成熱路。控制裝置(6)控制低溫介 質(7)進入熱交換裝置(5a)，使相連的熱磁材料(4a)降溫到其居里溫度以下，此時熱磁材料(4a)的磁導率變高，電磁體或永磁體(1)產生的磁場通過導磁材料(2a) 、 (2b)和熱磁材 料(4a)構成的磁路的磁通量變大，導電線圈(3a)、(3b)因為磁通量變大而感應產生一個電 脈沖，此電脈沖輸出電能，當控制裝置(6)檢測到電脈沖峰值后，先控制低溫介質(7)排出 熱交換裝置(5a)，再控制高溫介質(8)進入熱交換裝置(5a)，使相連的熱磁材料(4a)升溫 到其居里溫度以上，此時熱磁材料(4a)的磁導率變低，此時導磁材料(2a)、 (2b)和熱磁材 料(4a)構成的磁路的磁通量變小，導電線圈(3a)、(3b)因為磁通量變小而感應產生一個電 脈沖，此電脈沖對外輸出電能，當控制裝置(6)檢測到電脈沖峰值后，先控制高溫介質(8) 排出，再控制低溫介質(7)進入，如此循環(huán)導電線圈(3a)、(3b)不斷感應產生電脈沖輸出電 能，此電能一部分供給控制裝置(6) —部分對外輸出電能。 本實施例同實施例一相比增加了專用于導磁的磁性材料，此導磁材料(2a)、 (2b)不參與熱交換，熱磁性材料(4a)專用于熱交換，減少了參與熱交換的軟磁材料用量和 熱容量，提高了熱能利用率；增加了一組導電線圈(3b)，增加了線圈的可組合性；改變了線 圈的安裝位置，導電線圈(3a)、 (3b)分別安裝在導磁材料(2a)、 (2b)之上，增加了熱磁材 料(4a)與熱交換裝置(5a)的接觸面積，減少了溫度對線圈的影響，改善了結構提高了可靠 性。
具體實施方式
三(參見圖3)本實施例由電磁體或永磁體(1)，導磁材料(2a)、 (2b)，導電線圈(3a) 、 (3b) 、 (3c) 、 (3d)，熱磁材料(4a) 、 (4b)，熱交換裝置(5a) 、 (5b)，控制 裝置(6)組成。電磁體或永磁體(1)的磁極兩端分別與導磁材料(2a)和(2b)的中部分別 磁連接，導磁材料(2a)和(2b)的兩端分別與熱磁材料(4a)和(4b)磁連接，導電線圈(3a)、 (3b) 、 (3c) 、 (3d)分別套在導磁材料(2a)和(2b)上，熱磁材料(4a)和(4b)分別與熱交換 裝置(5a)和(5b)連接，構成熱路。控制裝置(6)控制低溫介質(7)進入熱交換裝置(5a)， 同時控制高溫介質(8)進入熱交換裝置(5b)，使相連的熱磁材料(4a)降溫到其居里溫度 以下，同時使相連的熱磁材料(4b)升溫到其居里溫度以上，此時熱磁材料(4a)的磁導率變 高，熱磁材料(4b)的磁導率變低，使電磁體或永磁體(1)產生的磁場通過導磁材料(2a)、 (2b)和熱磁材料(4a)構成的磁路的磁通量變大，和熱磁材料(4b)構成的磁路的磁通量變 小，導電線圈(3a)、(3b)因為磁通量變大而感應產生一個電脈沖，同時導電線圈(3c)、(3d) 因為磁通量變小而感應產生一個電脈沖，此兩個電脈沖輸出電能，當控制裝置(6)檢測到 電脈沖峰值后，先控制低溫介質(7)排出熱交換裝置(5a)，高溫介質(8)排出熱交換裝置 (5b)，再控制高溫介質(8)進入熱交換裝置(5a)，低溫介質(7)進入熱交換裝置(5b)，使相 連的熱磁材料(4a)升溫到其居里溫度以上，同時使相連的熱磁材料(4b)降溫到其居里溫 度以下，此時熱磁材料(4a)的磁導率變低，熱磁材料(4b)的磁導率變高，使導磁材料(2a)、 (2b)和熱磁材料(4a)構成的磁路的磁通量變小，和熱磁材料(4b)構成的磁路的磁通量變 大，導電線圈(3a)、(3b)因為磁通量變小而感應產生一個電脈沖，導電線圈(3c)、(3d)因為 磁通量變大而感應產生一個電脈沖，此兩個電脈沖輸出電能，當控制裝置(6)檢測到電脈 沖峰值后，先控制高溫介質(8)排出熱交換裝置(5a)，低溫介質(7)排出熱交換裝置(5b)， 再控制低溫介質(7)進入熱交換裝置(5a)，高溫介質(8)進入熱交換裝置(5b)，如此循環(huán) 導電線圈(3a) 、 (3b) 、 (3c) 、 (3d)不斷感應產生電脈沖輸出電能，此電能一部分供給控制裝 置(6) —部分對外輸出電能。 本實施例同實施例二相比共用了電磁體或永磁體(1)和導磁材料(2a) 、 (2b)，減
5少了材料用量；增加了熱交換裝置(5b)和熱磁材料(4b)，采用互補交替工作模式可提高熱 能利用率；增加了兩組導電線圈(3c)、 (3d)，增加了線圈的可組合性。
權利要求
一種溫差發(fā)電方法，其特征在于電磁體或永磁體產生磁場，該磁場的兩極與軟磁材料磁連接，構成磁路，導電線圈套在該磁路的軟磁材料上，軟磁材料緊密安裝在熱交換裝置熱交換表面或內部，構成熱路，熱交換裝置設有高低溫介質進出通道，通過控制裝置控制熱交換裝置中高、低溫介質的交替進出，對熱交換裝置加熱或冷卻，使相連軟磁材料的溫度在居里溫度上下變化，致使軟磁材料在鐵磁體和順磁體間交替變化，致使軟磁材料的磁導率和其構成的磁路的磁通量發(fā)生變化，導電線圈因磁通量的變化而產生電。
2. 根據權利要求1所述，其特征在于該軟磁材料按工作性質細分為熱磁材料和導磁 材料，與熱交換裝置相連參與熱交換工作的軟磁材料為熱磁材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及熱能到電能的能量轉換領域，是一種溫差發(fā)電方法。本發(fā)明根據磁性材料的居里溫度特性，控制磁場中軟磁材料的溫度在居里溫度上下變化，使軟磁材料的磁導率和其構成的磁路的磁通量隨之變化，使套在該磁路上的導電線圈因磁通量的變化而產生電。本發(fā)明對溫度差要求低，特別適合低溫差的熱能利用，如海水溫差發(fā)電。
文檔編號H02N11/00GK101728990SQ20081021865
公開日2010年6月9日 申請日期2008年10月28日 優(yōu)先權日2008年10月28日
發(fā)明者鄭世平 申請人:鄭世平