能量回收和再生系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】在至少一個實施方案中，一種能量回收和再生系統(tǒng)包括至少一個熱電能量回收模塊(ERM)、冷卻劑管線、閥和能量存儲模塊。所述至少一個熱電ERM響應于實現(xiàn)溫度變化而產(chǎn)生電壓。所述冷卻劑管線包括與冷卻劑源流體連通以接收冷卻劑的第一端和與所述至少一個熱電ERM相鄰設置以向其輸送所述冷卻劑的第二端。將所述閥插入所述冷卻劑源和所述至少一個熱電ERM之間。所述閥調(diào)節(jié)被輸送到所述至少一個熱電ERM的所述冷卻劑以產(chǎn)生所述溫度變化。所述能量存儲模塊與所述熱電ERM電通信以存儲所述至少一個熱電ERM產(chǎn)生的所述電壓。
【專利說明】
能量回收和再生系統(tǒng)

【背景技術(shù)】
[0001]高級飛機發(fā)電應用在全飛行包線過程中需要不間斷的、可靠的電力供應來驅(qū)動飛機的各種電氣系統(tǒng)。傳統(tǒng)上，飛機利用耦合到飛機的主引擎的電動發(fā)電機和輔助動力裝置(APU)來產(chǎn)生電力。然而，這些常規(guī)的發(fā)電方法包括許多大而復雜的旋轉(zhuǎn)部件，所述旋轉(zhuǎn)部件增加了飛機的重量，并可能誘發(fā)電噪聲，例如電磁磁場干擾(EMI)。隨著飛機電氣系統(tǒng)變得越來越復雜并提供更多的電特性，對產(chǎn)生額外動力的輕便小巧的能源系統(tǒng)的需求增大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0002]在至少一個實施方案中，一種能量回收和再生系統(tǒng)包括至少一個熱電能量回收模塊(ERM)、冷卻劑管線、閥和能量存儲模塊。至少一個熱電ERM響應于實現(xiàn)溫度變化而產(chǎn)生電壓。冷卻劑管線包括與冷卻劑源流體連通以接收冷卻劑的第一端和與至少一個熱電ERM相鄰設置以向其輸送冷卻劑的第二端。將閥插入冷卻劑源和至少一個熱電ERM之間。閥調(diào)節(jié)被輸送到至少一個熱電ERM的冷卻劑以產(chǎn)生溫度變化。能量存儲模塊與熱電ERM電通信以存儲至少一個熱電ERM產(chǎn)生的電壓。
[0003]在另一實施方案中，一種能量回收和再生系統(tǒng)包括至少一個熱電ERM,所述熱電ERM包括第一表面和第二表面。熱電ERM被配置以響應于實現(xiàn)第一表面和第二表面之間的溫度差而產(chǎn)生電壓。能量回收和再生系統(tǒng)還包括至少一個冷卻劑管線，所述冷卻劑管線包括第一端和第二端。第一端與冷卻劑源流體連通以接收冷卻劑。第二端與至少一個熱電ERM的第二表面相鄰設置以向其輸送冷卻劑，使得第二表面的溫度小于第一表面的溫度。電子設備與至少一個熱電ERM電通信，且響應于熱電ERM產(chǎn)生的電壓來操作。
[0004]在又一實施方案中，一種能量回收和再生系統(tǒng)包括至少一個壓電ERM,所述壓電ERM被配置以響應于實現(xiàn)物理力而產(chǎn)生電壓。至少一個耦接構(gòu)件包括第一連接端和第二連接端，以將物理力輸送到至少一個壓電ERM。第一連接端在所述至少一個耦接構(gòu)件上形成，且第二連接端抵靠振動源形成。能量存儲模塊與壓電ERM電通信以存儲所述至少一個壓電ERM產(chǎn)生的電壓。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0005]以下描述不應被視為以任何方式進行限制。參照附圖，相同的元件使用相似的編號:
[0006]圖1A是根據(jù)至少一個實施方案的包括熱電能量回收和再生系統(tǒng)的飛機艙壁的后部的俯視圖；
[0007]圖1B是沿線CL-CL所取的圖1A中示出的飛機后部艙壁的截面?zhèn)纫晥D；
[0008]圖2是根據(jù)另一實施方案的包括熱電能量回收和再生系統(tǒng)的飛機艙壁的后部的俯視圖；
[0009]圖3是根據(jù)實施方案的熱電ERM電路的電原理圖；
[0010]圖4A-4B示出根據(jù)實施方案的熱電能量回收和再生系統(tǒng)中包括的熱電ERM的操作；
[0011]圖5是根據(jù)另一實施方案的包括熱電能量回收和再生系統(tǒng)的飛機后部艙壁的后部的俯視圖；
[0012]圖6是根據(jù)實施方案的熱電ERM電路的電原理圖；
[0013]圖7示出根據(jù)實施方案的熱電能量回收和再生系統(tǒng)中包括的熱電ERM ；
[0014]圖8是根據(jù)又一實施方案的包括壓電能量回收和再生系統(tǒng)的飛機后部艙壁的后部的俯視圖；
[0015]圖9是根據(jù)實施方案的壓電ERM電路的電原理圖；和
[0016]圖10A-10C示出根據(jù)實施方案的壓電能量回收和再生系統(tǒng)中包括的壓電ERM的操作。

【具體實施方式】
[0017]所公開的裝置和方法的一個或多個實施方案的詳細描述在此參照附圖以舉例而非限制的方式提供。
[0018]參考圖1A-1B，示出根據(jù)至少一個實施方案的包括能量回收和再生系統(tǒng)102的飛機艙壁的后部100 (即，后部艙壁100)。后部艙壁100包括機身104和尾錐106。尾翼組件108可耦接到機身104的外表面。尾錐106可包含輔助動力裝置(APU) 110。APU 110可包括APU進氣口 112、APU發(fā)電機114、APU渦輪116、APU齒輪箱118、APU壓縮機120和APU排氣管122。APU渦輪116操作以經(jīng)由通過APU齒輪箱118的驅(qū)動軸來驅(qū)動APU發(fā)電機114。APU壓縮機120通過APU進口 112接收環(huán)境進氣并將壓縮空氣輸送到燃料被注入的APU燃燒器。燃燒完成后，熱廢氣驅(qū)動APU的渦輪116，APU的渦輪116通過打開的布雷頓循環(huán)(Brayton cycle)提取熱能，同時通過APU排氣管122排出熱和廢氣。APU壓縮機120中的空氣壓縮導致壓縮的進氣也被加熱。APU齒輪箱118被插入APU發(fā)電機114和APU壓縮機120之間。APU齒輪箱118可包括離合器，所述離合器選擇性地使APU發(fā)電機114與壓縮機120軸脫離，從而控制提供給APU發(fā)電機114的電力。經(jīng)常，APU發(fā)電機114被設計成由電流通電以通過旋轉(zhuǎn)其輸入/輸出軸和APU壓縮機120來啟動APU 110時充當起動器的混合起動器/發(fā)電機(S/G)單元。在APU的發(fā)動機啟動且操作穩(wěn)定后，S/G單元通過被APU發(fā)動機的輸出軸轉(zhuǎn)動來“逆轉(zhuǎn)”其現(xiàn)在作為產(chǎn)生電力的發(fā)電機操作的功能。
[0019]APU 110可提供電力以啟動飛機的主渦輪發(fā)動機。例如，主渦輪發(fā)動機必須被加速到高轉(zhuǎn)速，以便提供足夠的空氣壓縮來進行自維持(self-sustaining)操作。APU 110可用以當主發(fā)動機被關(guān)閉時提供電力到一個或多個輔助系統(tǒng)，例如電子儀表電子設備、機艙風扇、機艙照明、廁所/廚房用電等。APU 110也可連接到液壓泵，從而允許乘務員在主發(fā)動機啟動之前操作液壓設備(例如，飛行控制或護翼)。然而，如前文所提到，APU 110需要各種可移動和旋轉(zhuǎn)部件。
[0020]在至少一個實施方案中，飛機的后部艙壁100包含被配置以利用/回收飛機中存在的能量的能量回收和再生系統(tǒng)102。回收的能量可被存儲且/或提供給各種電氣子系統(tǒng)以增加飛機的能源效率。雖然上文描述的至少一個實施方案示出了后部艙壁100中包含的能量回收和再生系統(tǒng)102，但是能量回收和再生系統(tǒng)102的位置不限于此。因此，應理解，能量回收和再生系統(tǒng)102可在飛機的一個或多個替代性位置處形成。
[0021]再次參考圖1A-1B，后部艙壁100包括根據(jù)實施方案的能量回收和再生系統(tǒng)102，其被實施為熱電能量回收和再生系統(tǒng)且將在本文中被稱為熱電能量回收和再生系統(tǒng)。雖然圖1和2中示出了熱電能量回收和再生系統(tǒng)102，但是可實施其它能量回收和再生系統(tǒng)，包括但不限于，如下文更詳細討論的熱電能量回收和再生系統(tǒng)102和壓電能量回收和再生系統(tǒng) 102。
[0022]熱電能量回收和再生系統(tǒng)102包括一個或多個熱電能量回收模塊(ERM) 126、冷卻劑管線128、快速作用(fast-acting)閥130和能量存儲模塊132。當實現(xiàn)溫度變化時(即，當被加熱或冷卻時)，熱電ERM 126產(chǎn)生臨時電壓，如下文更詳細討論。例如，熱電ERM126可被設置為抵靠APU排氣管122的加熱的外表面。根據(jù)圖1A-1B中不出的實施方案,冷卻劑管線128被形成為與APU進氣口 112流體連通的引氣管線128。引氣管線128將冷進氣的部分從APU壓縮機120轉(zhuǎn)移并轉(zhuǎn)移到熱電ERM 126。因此，熱電ERM 126的暴露表面被冷卻，從而導致通過熱電ERM 126實現(xiàn)的溫度變化。
[0023]如上所述，熱電ERM 126實現(xiàn)的單一溫度變化產(chǎn)生臨時電壓。為了保持連續(xù)的電壓輸出，熱電ERM 126必須實現(xiàn)連續(xù)的溫度變化，S卩，熱電ERM 126必須以連續(xù)和交替的方式被加熱和冷卻。因此，快速作用閥130可被插入進氣口 112和熱電ERM 126之間，以打開且/或關(guān)閉到熱電ERM 126的空氣輸送路徑?？焖僮饔瞄y130例如可由微處理器控制。閥130的連續(xù)的打開和關(guān)閉導致在熱電ERM 126上調(diào)節(jié)冷進氣。在熱電ERM 126上連續(xù)調(diào)節(jié)冷空氣產(chǎn)生連續(xù)交替溫度差以保持連續(xù)的輸出電壓。因此，可使用并利用提供給APU壓縮機120的進氣，以產(chǎn)生可被飛機的一個或多個子系統(tǒng)存儲且/或利用的另外的能量。
[0024]雖然冷進氣被用作提供給熱電ERM 126的冷卻劑，但是也可使用其它冷卻劑。參考圖2，例如，一個或多個冷卻劑管線134的一端可與冷卻裝置136的進口 135流體連通以接收液體冷卻劑。液體冷卻劑可包括但不限于過冷水、丙二醇-水(PGW)混合物、有機冷凍劑等。冷卻劑管線134的相對端可與熱電ERM 126相鄰設置，以向其輸送冷的液體冷卻劑，從而冷卻熱電ERM 126的表面。快速作用閥130可被插入冷卻裝置136和熱電ERM 126之間，以調(diào)節(jié)在每個冷卻劑管線134中流到熱電ERM 126的冷卻劑。在至少一個實施方案中，快速作用閥130可被插入一個或多個各自的冷卻劑管線134中，或被插入冷卻劑管線134中每一個中。流量調(diào)節(jié)閥130可被微處理器控制并適當?shù)赝?。因此，產(chǎn)生可被輸出到能量存儲模塊132并存儲在其中的臨時電壓。能量存儲模塊132可包括但不限于電池、電容器和超級電容器。在另一實施方案中，電壓也可被輸出到一個或多個電氣子系統(tǒng)。
[0025]轉(zhuǎn)到圖3，示出熱電ERM電路138的電原理圖。熱電ERM電路138包括電流源140、濾波器142和橋式整流器144。電流源140、濾波器142和橋式整流器144彼此并聯(lián)。濾波器142可包括第一電容器146和第一電阻器148。第一電容器146與電流源140和第一電阻器148并聯(lián)。橋式整流器144跨接濾波器142的輸出端。橋式整流器144可包括第一二極管150、第二二極管152、第三二極管154和第四二極管156。關(guān)于第一二極管150和第四二極管156，第一二極管150的陰極被連接到濾波器輸出端的第一端子159，且第四二極管156的陰極被連接到濾波器142的對接端子160。第一二極管150的陽極被連接到第四二極管156的陽極。關(guān)于第二二極管152和第三二極管154，第二二極管152的陽極被連接到第一二極管150的陰極，且第三二極管154的陽極被連接到第四二極管156的陰極。另夕卜，第二二極管152的陰極被連接到第三二極管154的陰極。在至少一個實施方案中，橋式整流器144可形成為惠斯登(Wheatstone)橋式整流器，其包括連接在第一二極管150和第四二極管156的陽極和第二二極管152和第三二極管154的陰極之間的電流感測電路161。感測電路161可包括與第二電容器163串聯(lián)的第二電阻器162。
[0026]現(xiàn)在參考圖4A和4B，示出根據(jù)實施方案的熱電ERM 126。熱電ERM 126包括被插入第一導熱面166和第二導熱面168之間的多個半導體元件164。半導體元件164可由包括但不限于以下的材料形成:氮化鎵(GaN)、氮化銫(CsNO3)、鉭酸鋰(LiTaO3)和燒結(jié)的陶瓷，包括鉛錯英石(lead zirconite)、鉛組鐵礦石(lead tantalite)、鉛錫酸鹽(lead stanante)或其組合。包括但不限于聚偏氟乙烯三氟乙烯(P(VDF-TrFE))的各種聚合物也可用以形成熱電材料。
[0027]ERM半導體元件164的熱電材料被配置以當熱電材料經(jīng)受交替的加熱和冷卻時產(chǎn)生電壓。熱電材料吸收的熱量然后改變材料的晶格結(jié)構(gòu)中原子的位置。這導致了極化變化，這進而使ERM半導體元件上的電壓上升。例如使用聚偏氟乙烯三氟乙烯(P(VDF-TrFE))來舉例說明熱電設備的典型的能量密度在約5瓦/千克(W/kg)到約30W/kg的范圍內(nèi)。因此，熱電ERM 164再生通?！拔词褂谩被驈南到y(tǒng)中丟失的能量。因此，能量可在沒有任何大的或復雜的旋轉(zhuǎn)和/或移動部件的情況下被回收并再生。
[0028]多個半導體元件164包括至少一個P型半導體元件(P)和至少一個N型半導體元件(N)。P型元件(P)是通過將半導體元件與例如磷(P)的P型材料摻雜而形成。N型元件N是通過將半導體元件與例如硼(B)的N型材料摻雜而形成。再者，半導體元件164可具有溫度閾值(Tth)。在至少一個實施方案中，ERM半導體兀件164被形成為可抵靠加熱表面形成的薄條帶，例如APU排氣管122。所述條帶可能足夠薄，使得它們與加熱表面的形狀一致。因此，ERM的最大表面面積可被設置為抵靠熱源，以接收最大熱量，從而最大化熱電ERM 126產(chǎn)生的電壓。
[0029]第一導熱面166可被冷卻到低于(TTH)，而第二導熱面可被加熱到高于(Tth) 166 (參看圖4Α)。因此，實現(xiàn)半導體元件164上的溫度變化。溫度變化產(chǎn)生半導體元件164上的臨時電壓,所述臨時電壓可被輸出到能量存儲模塊132和/或如上所述的電氣系統(tǒng)。為了在熱電ERM 126上保持輸出電壓(VOUT)，可交替第一表面166和第二表面168所實現(xiàn)的溫度。例如，第一導熱面166可被加熱到高于(Tth)，而第二導熱面168可被冷卻到低于(Tth)(參看圖4Β)。
[0030]基于上文討論的能量回收和再生系統(tǒng)102，可實現(xiàn)回收和再生能量的方法。更具體來說，冷卻劑可被提供到熱電ERM 126的第一表面，熱電ERM126響應于實現(xiàn)溫度變化而產(chǎn)生電壓，如上文所討論。冷卻劑可例如通過連續(xù)打開和關(guān)閉快速作用閥130來調(diào)節(jié)，使得熱電ERM 126實現(xiàn)連續(xù)溫度變化，從而產(chǎn)生連續(xù)電壓。然后，熱電ERM 126輸出的電壓可被輸送到能量存儲模塊132以進行存儲，或被輸送到電氣系統(tǒng)以向一個或多個電子設備供電。
[0031]現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖5，示出包括熱電能量回收和再生系統(tǒng)102的飛機艙壁100的后部的俯視圖。熱電能量回收和再生系統(tǒng)102包括一個或多個熱電ERM 174、一個或多個冷卻劑供給管線176、補充冷卻裝置(SOT) 178和能量存儲模塊132。熱電ERM 174響應于實現(xiàn)其上的溫度差而產(chǎn)生電壓。
[0032]與熱電ERM 126不同，不需要連續(xù)的交替溫度變化來保持輸出電壓。冷卻劑管線176包括與S⑶178的進口 180流體連通的第一端。然后，冷卻劑管線176可被形成為與熱電ERM 174的導熱面相鄰，以向其輸送較低溫度?？杉訜釤犭奅RM 174的相對面。例如，熱電ERM 174的相對面可被設置為抵靠APU排氣管122的加熱的外表面。因此，熱電ERM 174實現(xiàn)溫度變化，從而產(chǎn)生可由如上所述的能量存儲模塊132存儲的輸出電壓(Vot)。冷卻劑管線176可被返回到SCU 178，SCU 178重新冷卻冷卻劑并將冷卻后的冷卻劑返回到熱電ERM174以保持溫度差。雖然冷卻劑管線176和SCU 178是相對于熱電能量回收和再生系統(tǒng)102來描述的，但是應理解，如上所述的引氣管線124和閥130可用以將冷空氣提供到熱電ERM174，反之亦然。也應理解，也可使用S⑶178、冷卻劑管線、引氣管線124和閥130的組合。
[0033]現(xiàn)在參考圖6，示出熱電ERM電路182的電原理圖。熱電ERM電路182包括雙電壓源184(其包括串聯(lián)的第一電壓源186和第二電壓源188)、第一電容器190、反相器192和第二電容器194，所有這些均彼此并聯(lián)。反相器192被插入第一電容器190和第二電容器194之間。熱電ERM電路182還可包括二極管196，二極管196的陰極連接到雙電壓源184的負端子且陽極通常連接到第一電容器190、反相器192和第二電容器194的末端。
[0034]轉(zhuǎn)到圖7，示出熱電能量回收和再生系統(tǒng)102中包括的熱電ERM174。熱電ERM 174包括被插入第一導熱面200和第二導熱面202之間的多個半導體元件198。多個半導體元件198包括至少一個P型半導體元件(P)和至少一個N型半導體元件(N)。P型元件(P)是通過將半導體元件與例如磷(P)的P型材料摻雜而形成。N型元件(N)是通過將半導體元件與例如硼(B)的N型材料摻雜而形成。第一導熱面200可被加熱到第一溫度(T1)，而第二導熱面202可被冷卻(T2)。因此，在半導體元件198上產(chǎn)生溫度差(T2-T1)，這誘發(fā)半導體元件164上的電壓。輸出電壓(Vtot)可被輸送到能量存儲模塊132和/或如上所述的電氣系統(tǒng)。
[0035]基于上文討論的能量回收和再生系統(tǒng)102的另一實施方案，可實現(xiàn)回收和再生能量方法。更具體來說，熱電ERM 174的第一導熱面200被加熱，而熱電ERM的第二導熱面202被冷卻。因此，產(chǎn)生第一表面200和第二表面202之間的溫度差，這促使得熱電ERM 174產(chǎn)生電壓，如上所述。然后，熱電ERM 174輸出的電壓(Vtot)可被輸送到能量存儲模塊132以進行存儲，或被輸送到電氣系統(tǒng)以向一個或多個電子設備供電。
[0036]現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖8，示出包括壓電能量回收和再生系統(tǒng)102的飛機艙壁100的后部的俯視圖。壓電能量回收和再生系統(tǒng)102包括一個或多個壓電ERM208、在各自的壓電ERM208上形成以向其輸送振動的耦接構(gòu)件210，和能量存儲模塊132。可提供柔性基座212來支撐壓電ERM 208中一個或多個。壓電ERM 208響應于實現(xiàn)振動而產(chǎn)生電壓。在至少一個實例中，耦接構(gòu)件210的一端被連接到各自的壓電ERM 208，且耦接構(gòu)件210的相對端被連接到振動源。例如，艙壁100自身或艙壁100的各種部分(例如，支撐APU排氣管122的一個或多個排氣支撐桿218)通常在飛行期間振動。因此，耦接構(gòu)件210將振動輸送到壓電ERM 208以產(chǎn)生輸出電壓。因此，可利用并使用飛機的振動(諸如當調(diào)整尾翼組件108的尾舵和/或水平安定面(未不出)時造成的艙壁100的振動)來產(chǎn)生可由一個或多個電氣子系統(tǒng)存儲且/或使用的電壓。
[0037]在另一實施方案中，第一稱接構(gòu)件210的第一連接端在壓電ERM208的第一端上形成，而第二耦接構(gòu)件210的第一連接端在壓電ERM208的相對端上形成。第一和第二耦接構(gòu)件的第二連接端可抵靠例如排氣桿218的振動源形成。當桿218振動時，第一和第二耦接構(gòu)件210被迫朝向和/或遠離彼此。壓電ERM 208因此實現(xiàn)振動，所述振動使壓電材料變形(即，推動或拉動)，從而產(chǎn)生輸出電壓(參看圖10B-10C)。
[0038]參考圖9，示出壓電ERM電路224的電原理圖。壓電ERM電路224包括與壓電電容器226并聯(lián)的壓電兀件208和一個或多個輸出電容器226。壓電兀件228可由包括但不限于石英、黃玉(topaz)和電氣石的壓電材料形成。因此，可響應于使壓電兀件228振動和/或變形而在一個或多個輸出電容器226上產(chǎn)生電壓(Vqut)。輸出電容器228上的電壓可被輸出到能量存儲模塊且/或由一個或多個電氣子系統(tǒng)使用。
[0039]轉(zhuǎn)到圖10A-10C，示出壓電能量回收和再生系統(tǒng)102中包括的壓電ERM 208的操作。更具體來說，當附接到柔性基座212的壓電ERM208不振動或變形時，壓電ERM保持處于穩(wěn)定的狀態(tài)且不產(chǎn)生電壓(參看圖10A)。然而，當壓電ERM 208振動且/或變形時，壓電ERM208上產(chǎn)生電壓。例如，當壓電ERM向內(nèi)受力從而沿第一方向變形時(參看圖10B)且/或當壓電ERM向外受力從而沿第二方向變形時(參看圖10C)，壓電ERM 208產(chǎn)生電壓。壓電ERM 208產(chǎn)生的輸出電壓(Vqut)與施加到壓電ERM材料的物理力或機械位移(應力)的量成比例。因此，較大的飛機振動產(chǎn)生來自壓電ERM 208的較大的輸出電壓。
[0040]因此，基于如上所述的能量回收和再生系統(tǒng)102的又一實施方案，可實現(xiàn)回收和再生能量的方法。更具體來說，振動可被輸送到壓電ERM 208。振動可被施加到壓電ERM 208或可被施加到壓電ERM208的末端以使得壓電材料變形。響應于實現(xiàn)振動和/或變形，壓電ERM 208產(chǎn)生電壓，如上所述。然后，壓電ERM 208產(chǎn)生的電壓輸出(Vqut)可被輸送到能量存儲模塊132以進行存儲，或被輸送到電氣系統(tǒng)以向一個或多個電子設備供電。
[0041]因此，上文詳細描述的至少一個實施方案提供一種能量回收和再生系統(tǒng)，所述系統(tǒng)被配置以在沒有任何大的旋轉(zhuǎn)部件和/或復雜的移動部件的情況下利用/回收飛機中存在的能量并轉(zhuǎn)換能量。能量回收和再生系統(tǒng)包括ERM，所述ERM被配置以在不使用大的和/或復雜的移動部件的情況下利用/回收飛機的一個或多個系統(tǒng)丟失的能量，并再生可被存儲在能量存儲模塊中且/或用以供能一個或多個電氣子系統(tǒng)的能量。
[0042]雖然已參考一個或多個示例性實施方案描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應理解，可在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下進行各種變化且可用元件的等效物來取代所述元件。另外，可進行許多修改，以使特定情況或材料適合本發(fā)明的教導而不脫離其基本范圍。因此，其意圖是，本發(fā)明并不限于被公開作為設想用于執(zhí)行本發(fā)明的最佳模式的特定實施方案，相反，本發(fā)明將包括落入權(quán)利要求范圍內(nèi)的所有實施方案。
【權(quán)利要求】
1.一種能量回收和再生系統(tǒng)，其包括: 至少一個熱電能量回收模塊(ERM)，其響應于實現(xiàn)溫度變化而產(chǎn)生電壓； 冷卻劑管線，其包括與冷卻劑源流體連通以接收冷卻劑的第一端和與所述至少一個熱電ERM相鄰設置以向其輸送所述冷卻劑的第二端； 閥，其被插入所述冷卻劑源和所述至少一個熱電ERM之間，所述閥被構(gòu)造來調(diào)節(jié)被輸送到所述至少一個熱電ERM的所述冷卻劑來產(chǎn)生所述溫度變化；和 能量存儲模塊，其與所述熱電ERM電通信，所述能量存儲模塊被配置以存儲所述至少一個熱電ERM產(chǎn)生的所述電壓。
2.如權(quán)利要求1所述的能量回收和再生系統(tǒng)，其中所述熱電ERM包括接收所述冷卻劑的第一表面和接收熱的第二表面。
3.如權(quán)利要求2所述的能量回收和再生系統(tǒng)，其中所述冷卻劑管線的所述第一端與進氣口流體連通以接收冷空氣，且所述第二端將所述冷空氣輸送到所述第一表面。
4.如權(quán)利要求3所述的能量回收和再生系統(tǒng)，其中所述閥被控制以連續(xù)打開和關(guān)閉來調(diào)節(jié)所述冷進氣。
5.如權(quán)利要求4所述的能量回收系統(tǒng)，其中所述熱電ERM由配置成使得所述第二表面與產(chǎn)生所述熱的熱源一致的薄熱電材料形成。
6.一種能量回收和再生系統(tǒng),其包括: 至少一個熱電能量回收模塊(ERM)，其包括第一表面和第二表面，所述熱電ERM被配置以響應于實現(xiàn)所述第一表面和所述第二表面之間的溫度差而產(chǎn)生電壓； 至少一個冷卻劑管線，其包括第一端和第二端，所述第一端與冷卻劑源流體連通以接收冷卻劑，所述第二端與所述至少一個熱電ERM的所述第二表面相鄰設置以向其輸送所述冷卻劑，使得所述第二表面的溫度小于所述第一表面的溫度；和 電子設備，其與所述至少一個熱電ERM電通信，所述電子設備被配置以響應于所述熱電ERM產(chǎn)生的所述電壓來操作。
7.如權(quán)利要求6所述的能量回收和再生系統(tǒng)，其還包括產(chǎn)生冷卻液的冷卻裝置，其中所述至少一個冷卻劑管線的所述第一端與所述冷卻裝置流體連通以接收所述冷卻液，且所述第二端將所述冷卻液輸送到相鄰的所述至少一個熱電ERM，從而冷卻所述第二表面。
8.如權(quán)利要求7所述的能量回收和再生系統(tǒng)，其中所述熱電ERM的所述第一表面抵靠熱源形成。
9.如權(quán)利要求8所述的能量回收和再生系統(tǒng)，其中所述熱電ERM由配置成使得所述第二表面與所述熱源的形狀一致的薄熱電材料形成。
【文檔編號】H02N11/00GK104242733SQ201410250526
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年6月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月6日
【發(fā)明者】A. 里巴羅夫 L. 申請人:哈米爾頓森德斯特蘭德公司