一种半导体发电装置及自发电的燃气热水器

1.本实用新型涉及热水器领域，尤其是一种半导体发电装置及自发电的燃气热水器。


背景技术：

2.热水器就是指通过各种物理原理，在一定时间内使冷水温度升高变成热水的一种装置。按照原理不同可分为电热水器、燃气热水器、太阳能热水器、磁能热水器、空气能热水器，暖气热水器等。
3.现有的燃气热水器在使用时，通常需要使用到电力，传统的燃气热水器多采用外接干电池，存在需重复更换干电池及干电池的浪费污染问题。
4.同时，由半导体温差发电原理可知，温差发电模块的高温端和低温端温差越大，温差发电模块输出的发电功率越大。由于温差发电模块厚度较薄(厚度一般在5mm左右)，若低温段散热不好，则温差发电模块两面的温度差就会随着使用过程减少，其输出的发电功率也会随着使用过程降低。
5.现有的专利申请中如申请号cn200810030139.5公开的“带有热电转换装置自供电的强排燃气热水器”，其利用的是燃烧室的高温经热电模块发电，其冷端采用的是普通空气散热，该方案中存在散热不足，热端与冷端的温度差不高，因此存在整体发电效率不高的问题。


技术实现要素：

6.本实用新型目的在于：针对上述问题，提供一种半导体发电装置及自发电的燃气热水器，解决了现有技术中燃气热水器在热电模块发电时，存在散热不足，热端与冷端的温度差不高，存在整体发电效率不高的问题。
7.本实用新型是通过下述方案来实现的：
8.一种半导体发电装置，包括温差发电模块、热水管、冷水管、连接件和接触腔；所述接触腔分别设置在温差发电模块两侧位置，两侧的接触腔分别与热水管和冷水管连接设置，所述连接件设置在两接触腔之间，所述连接件将两接触腔和两接触腔所夹持的温差发电模块进行固定。
9.基于上述一种半导体发电装置的结构，所述温差发电模块与接触腔的接触面上设置有导热硅胶。
10.基于上述一种半导体发电装置的结构，所述接触腔整体为长方体或立方体结构，所述接触腔上设置有与外界连通的第一连接管和第二连接管，所述第一连接管和第二连接管分别对称设置在接触腔上下两端面上，所述第一连接管和第二连接管突出于接触腔所在的壁面设置。
11.基于上述一种半导体发电装置的结构，所述第一连接管和第二连接管上设置有外螺纹或内螺纹。
12.基于上述一种半导体发电装置的结构，所述连接件为连接板和连接螺栓；所述连接板分别与接触腔和温差发电模块连接，相邻的连接板通过连接螺栓进行锁定。
13.本方案还公开一种自发电的燃气热水器，包括加热部、烟气排空部、水箱、半导体发电装置、储能部、进水管路和出水管路；所述进水管路通过半导体发电装置的低温端后与水相连接设置；所述出水管路通过半导体发电装置的高温端对外进行供给热水，所述的半导体发电装置与所述的储能部连通，所述加热部设置在水箱下侧位置，所述烟气排空部设置在水箱上部位置，所述储能部分别通过线路与半导体发电装置和烟气排空部连接。
14.基于上述一种自发电的燃气热水器的结构，所述加热部包括燃烧器总成和燃气气路系统，所述燃烧器总成的燃烧端正对水箱设置，所述燃气气路系统与燃烧器总成连接。
15.基于上述一种自发电的燃气热水器的结构，所述烟气排空部包括集烟罩、直流风机和排烟管，所述集烟罩套设在水箱上部位置，所述直流风机设置在集烟罩中，并通过排烟管向外排出。
16.基于上述一种自发电的燃气热水器的结构，所述储能部包括蓄电池、充放电保护模块和控制芯片；所述蓄电池与充放电保护模块连接，所述充放电保护模块通过线路与半导体发电装置通过线路进行连通，所述控制芯片与充放电保护模块连接，所述控制芯片通过线路与直流风机连接。
17.基于上述一种自发电的燃气热水器的结构，燃气热水器还包括外壳，通过外壳将加热部、烟气排空部、水箱、半导体发电装置、储能部、进水管路和出水管路进行保护。
18.综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
19.1、本方案中通过半导体发电装置，可以通过冷水和热水的配合，实现对于温差发电模块的高效发电，温差发电模块的低温端采用的是冷水降温，散热效果较好，从而导致高温端和低温端的温差较大，且温差稳定，故发电输出功率较大且输出稳定。
20.2、本方案中半导体发电装置设计了扁平冷热水管+温差发电模块构成的三明治结构，利用了燃气热水器自带的热水和冷水的稳定大温差，其直流电输出功率较大且稳定。同时，设计了含蓄电池、充放电保护模块、控制芯片的控制电路与储能装置，延长了蓄电池的使用寿命。
附图说明
21.图1是本实用新型中半导体发电装置的主视结构示意图；
22.图2是本实用新型中半导体发电装置的俯视结构示意图；
23.图3是本实用新型中半导体发电装置的侧视结构示意图；
24.图4是本实用新型中自发电的燃气热水器的结构示意图；
25.图5是本实用新型中储能部的结构示意图；
26.附图说明：1、温差发电模块；2、热水管；3、冷水管；4、连接件；5、接触腔；6、导热硅胶；7、进水管路；8、出水管路；9、燃烧器总成；10、燃气气路系统；11、集烟罩；12、直流风机；13、排烟管；14、蓄电池；15、充放电保护模块；16、控制芯片；17、外壳；18、半导体发电装置；19、储能部；20、水箱；41、连接板；42、连接螺栓；51、第一连接管；52、第二连接管；53、外螺纹；61、线路。
具体实施方式
27.本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
28.本说明书(包括任何附加权利要求、摘要)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
29.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
30.此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或隐含地包括一个或多个该特征。
31.实施例1
32.如图1～图3所示，本实用新型提供一种技术方案：
33.一种半导体发电装置，其至少包括但不限于温差发电模块1、热水管2、冷水管3、连接件4和接触腔5；接触腔5分别设置在温差发电模块1两侧位置，两侧的接触腔5分别与热水管2和冷水管3连接设置，连接件4设置在两接触腔5之间，连接件4将两接触腔5和两接触腔5所夹持的温差发电模块1进行固定。
34.基于上述机构，通过接触腔5可以增加冷水和热水与温差发电模块1的接触面积，使温差发电模块1始终保持较大的温差，保证在有热水流经时温差发电模块1始终能够进行发电。
35.作为示例的，在温差发电模块1与接触腔5的接触面上可以设置有导热硅胶6。
36.基于上述结构，方便冷水或水热将能量与温差发电模块1的两个工作端部进行传递，实现高效发电，在温差发电模块1中采用水冷进行直接降温，散热效果好，如此就能保证温差发电模块1的高温端和低温段的温差较大，且温差稳定，因此发电输出功率较大且输出稳定。
37.作为示例的，接触腔5整体为长方体或立方体结构，接触腔5上设置有与外界连通的第一连接管51和第二连接管52，第一连接管51和第二连接管52分别对称设置在接触腔5上下两端面上，第一连接管51和第二连接管52突出于接触腔5所在的壁面设置。
38.基于上述结构，通过第一连接管51和第二连接管52可以快捷的将热水管2路或冷水管3路进行连接，简化整体的组装，降低结构的复杂程度。
39.作为示例的，第一连接管51和第二连接管52上可以设置有外螺纹53或内螺纹，第一连接管51和第二连接管52通过螺纹与外界管路进行稳定连接。
40.作为示例的，连接件4可以为连接板41和连接螺栓42；连接板41分别与接触腔5和温差发电模块1连接，相邻的连接板41通过连接螺栓42进行锁定，保证整体的结构的稳定性。
41.通过本方中的半导体发电装置18，可以通过冷水和热水的配合，实现对于温差发电模块1的高效发电，温差发电模块1的低温端采用的是冷水降温，散热效果较好，从而导致
高温端和低温端的温差较大，且温差稳定，故发电输出功率较大且输出稳定。
42.实施例2
43.如图4～图5所示，本实用新型提供一种技术方案：
44.一种自发电的燃气热水器，其至少包括但不限于加热部、烟气排空部、水箱20、半导体发电装置18、储能部19、进水管路7和出水管路8；进水管路7通过半导体发电装置18的低温端后与水管相连接设置；出水管路8通过半导体发电装置18的高温端对外进行供给热水，出水管路8将水箱20与半导体发电装置18连通设置，加热部设置在水箱20下侧位置，烟气排空部设置在水箱20上部位置，储能部19分别通过线路61与半导体发电装置18和烟气排空部连接。
45.基于上述结构，通过加热部对水箱20进行加热，通过烟气排空部对烟气进行排离，通过储能部19对半导体发电装置18的发电量进行存储，并通过储能部19对烟气排空部进行供电，从而实现燃气热水器的电力自供给。
46.作为示例的，加热部可以包括燃烧器总成9和燃气气路系统10，燃烧器总成9的燃烧端正对水箱20设置，燃气气路系统10与燃烧器总成9连接，通过燃烧器总成9对水箱20进行加热，使水箱20内的水体升温到预定温度对外进行使用。
47.作为示例的，烟气排空部可以包括集烟罩11、直流风机12和排烟管13，集烟罩11套设在水箱20上部位置，直流风机12设置在集烟罩11中，并通过排烟管13向外排出。集烟罩11对燃烧器总成9燃烧后的油烟进行收集，并通过直流风机12直接向外界进行排离。
48.作为示例的，储能部19可以包括蓄电池14、充放电保护模块15和控制芯片16；蓄电池14与充放电保护模块15连接，充放电保护模块15通过线路与半导体发电装置18通过线路进行连通，控制芯片16与充放电保护模块15连接，控制芯片16通过线路与直流风机12连接。
49.基于上述结构，半导体发电装置18的电经供电线输出到充放电保护模块15，通过充放电保护模块15内的芯片判断蓄电池14存储的电是否充满，当蓄电池14存储的电已充满时，充放电保护模块15断开以停止充电，避免蓄电池14因过度充电引发爆炸或漏液等风险；当蓄电池14电量降低到设定的最低值时，蓄电池14停止对直流风机12等负载供电；即通过过充和过放来保护蓄电池14，延长其使用寿命，本方案中的充放电保护模块15和控制芯片16均为现有技术，本方案只是现有技术的常规调用。
50.作为示例的，燃气热水器还包括外壳17，通过外壳17将加热部、烟气排空部、水箱20、半导体发电装置18、储能部19、进水管路7和出水管路8进行保护。
51.本方案中，半导体发电装置18设计了扁平冷热水管2+温差发电模块1构成的三明治结构，利用了燃气热水器自带的热水和冷水的稳定大温差，其直流电输出功率较大且稳定。同时，设计了含蓄电池14、充放电保护模块15、控制芯片16的控制电路与储能装置，延长了蓄电池14的使用寿命。
52.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种半导体发电装置，其特征在于：包括温差发电模块、热水管、冷水管、连接件和接触腔；所述接触腔分别设置在温差发电模块两侧位置，两侧的接触腔分别与热水管和冷水管连接设置，所述连接件设置在两接触腔之间，所述连接件将两接触腔和两接触腔所夹持的温差发电模块进行固定；所述温差发电模块与接触腔的接触面上设置有导热硅胶；所述接触腔整体为长方体或立方体结构，所述接触腔上设置有与外界连通的第一连接管和第二连接管，所述第一连接管和第二连接管分别对称设置在接触腔上下两端面上，所述第一连接管和第二连接管突出于接触腔所在的壁面设置。2.如权利要求1所述的一种半导体发电装置，其特征在于：所述第一连接管和第二连接管上设置有外螺纹或内螺纹。3.如权利要求2所述的一种半导体发电装置，其特征在于：所述连接件为连接板和连接螺栓；所述连接板分别与接触腔和温差发电模块连接，相邻的连接板通过连接螺栓进行锁定。4.一种自发电的燃气热水器，其特征在于：包括加热部、烟气排空部、水箱、如权利要求1~3任一所述的半导体发电装置、储能部、进水管路和出水管路；所述进水管路通过半导体发电装置的低温端后与水管相连接；所述出水管路通过半导体发电装置的高温端对外进行供给热水，所述的半导体发电装置与所述的储能部连通，所述加热部设置在水箱下侧位置，所述烟气排空部设置在水箱上部位置，所述储能部分别通过线路与半导体发电装置和烟气排空部连接。5.如权利要求4所述的一种自发电的燃气热水器，其特征在于：所述加热部包括燃烧器总成和燃气气路系统，所述燃烧器总成的燃烧端正对水箱设置，所述燃气气路系统与燃烧器总成连接。6.如权利要求5所述的一种自发电的燃气热水器，其特征在于：所述烟气排空部包括集烟罩、直流风机和排烟管，所述集烟罩套设在水箱上部位置，所述直流风机设置在集烟罩中，并通过排烟管向外排出。7.如权利要求6所述的一种自发电的燃气热水器，其特征在于：所述储能部包括蓄电池、充放电保护模块和控制芯片；所述蓄电池与充放电保护模块连接，所述充放电保护模块与半导体发电装置通过线路进行连通，所述控制芯片与充放电保护模块连接，所述控制芯片通过线路与直流风机连接。8.如权利要求7所述的一种自发电的燃气热水器，其特征在于：燃气热水器还包括外壳，通过外壳将加热部、烟气排空部、水箱、半导体发电装置、储能部、进水管路和出水管路进行保护。

技术总结
本实用新型公开了一种半导体发电装置及自发电的燃气热水器，包括温差发电模块、热水管、冷水管、连接件和接触腔；所述接触腔分别设置在温差发电模块两侧位置，两侧的接触腔分别与热水管和冷水管连接设置，所述连接件设置在两接触腔之间，所述连接件将两接触腔和两接触腔所夹持的温差发电模块进行固定；本方案中半导体发电装置设计了扁平冷热水管+温差发电模块构成的三明治结构，利用了燃气热水器自带的热水和冷水的稳定大温差，其直流电输出功率较大且稳定。同时，设计了含蓄电池、充放电保护模块、控制芯片的控制电路与储能装置，延长了蓄电池的使用寿命。电池的使用寿命。电池的使用寿命。


技术研发人员：梁桃华 肖友涛
受保护的技术使用者：成都职业技术学院
技术研发日：2022.10.18
技术公布日：2023/8/26