CN106385202A

CN106385202A - 燃气具温差发电自供电方法

Info

Publication number: CN106385202A
Application number: CN201610923848.0A
Authority: CN
Inventors: 叶碧波
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-09-11
Filing date: 2015-09-11
Publication date: 2017-02-08
Also published as: CN106452187A; CN105091313A

Abstract

本发明公开了一种燃气具温差发电自供电方法，其特征是燃气具电能自我供给，不用更换一次性电池，也不依赖额外电力供电。本发明使用温差发电技术(如Seebeck半导体温差发电、斯特林发电机)，将燃气具燃烧时的部分热能转换为电能，以供给燃气具点火电路以及供给其它电路使用，从而达到燃气具的电路电力自我供给；燃气具在产品生命周期内不用更换电池，也不用市用交流电，节能环保。

Description

燃气具温差发电自供电方法

技术领域

本发明涉及一种燃气具温差发电自供电方法，其特别针对燃气具使用温差发电器进行电力自我供给，不用更换电池，也不依赖额外电力供电的方法。

背景技术

燃气具特别是家用燃气具，比如燃气热水器、燃气灶等绝大部分为电子点火燃气具；其含有脉冲电子点火、熄火保护、智能控制、电控燃气阀等电路；燃气具通常使用碱性电池为点火电路及控制电路供电，一般一年左右需更换一次；非常不方便并带来了环境污染。

发明内容

本发明的主要目的在于使用温差发电技术(如Seebeck半导体温差发电、斯特林发电机)，将燃气具使用过程中，燃烧的部分热能转换为电能，以供给燃气具点火电路、熄火保护电路、智能控制电路以及供给其它电路使用，从而达到燃气具的电路电力自我供给；

本发明的目的在于燃气具在产品生命周期内不用更换电池也不用额外供电，方便了用户也避免了环境污染。

针对以上需求，本发明由如下方案实现：

本方案包含以下功能单元（功能架构图见图1）：

a)燃烧器（1）；

b)集热器（2）；

c)温差发电器（3）；

d)散热器（4）；

e)储能单元（5）；

f)储能器充电电路（6）；

g)储能器（7）；

h)供电管理电路（8）；

i)高压点火电路（9）；

j)其它电路（10）；

k)点火及控制器（11）；

本发明工作原理是在通用燃气具的基础上，温差发电器热端通过集热器从高温燃烧气体汲取热能，并通过散热器带走温差发电器冷端热能，使温差发电器的冷、热端达到足够的温差，从而将燃气具燃烧的部分热能直接转换为电能，以供给燃气具的工作电路使用，从而达到燃气具的电力自我供给；

本发明工作过程是，

如自供电燃气具功能架构框图（图1），在燃气具正常使用时，煤气或天然气等可燃气体在燃烧器（1）中燃烧，集热器（2）从燃烧器（1）的燃烧高温燃气中汲取热能，从而加热温差发电器（3）的热端面温度；

如（图1），散热器（4）贴装于温差发电器（3）的冷端面，其功能是带走热能，降低温差发电器（3）的冷端面温度；

如（图1），在温差发电器（3）的热端及冷端的温差下，温差发电器（3）产生一定的电能，电能通过储能单元（5）的储能器充电电路（6）存储到储能器（7）中；

如（图1），储能单元（5）的供电管理电路（8）使用储能器（7）或温差发电器（3）产生的电能，将其变换匹配为点火及控制器（11）所需的电压，以供给点火及控制器（11）等电路正常工作；

如（图1），在燃气具的燃烧器（1）未点火燃烧时，温差发电器无法产生电能，点火及控制器（11）的高压点火电路（9）及其它电路（10）由储能器（7）存储的电能通过供电管理电路（8）供给电能，从而满足燃气具点火及燃烧初期的工作电力需求；

如（图1），基于成本考量，在工作电流较小的燃气具上，在满足产品生命周期不用更换电池的前提下，（图1）中的储能单元（5）可以省略；

如小工作电流自供电燃气具架构图（图2），在产品启动过程中，可由供电管理电路（8-1）切换到普通一次性电池（5-1）供电；以脉冲点火燃气灶为例，其正常工作电流小于10mA@3V，使用1号碱性电池在10mA放电情况下可达到3000mAH以上容量；实验测得在燃气灶点火3分钟后，温差发电器产生的电能才能满足燃气灶的使用要求，在点火后3分钟内需由电池供电；由此可计算出，一次性电池可满足3000mAH/10mA=300Hour使用；由之前分析，燃气灶每次点火后的前3分钟需使用电池电能可计算出，一次性电池可满足300Hour*(60Minute/Hour)/3Minute=6000次使用；若平均每年使用300天，每天使用2次，可满足6000次/（2次/天）/（300天/年）=10年的使用要求；基本上满足了产品10年寿命周期不用更换电池，因此产品启动过程可用一次性碱性电池供电；

至此，燃气具实现了电力自给的目的。

本发明的有益效果是，使用温差发电器，将部分燃烧器燃烧的热能直接转换为电能并存储，达到燃烧器的电力自我供给；

其次，本发明另一好处是燃气具不用额外市电供电，避免了触电危险、方便安装、节省铺线材料；设备待机时也不因为产品使用交流市电时的AC/DC降压的效率问题而带来的额外电能浪费；

再次，对于原来使用市电的燃气具，使用温差发电自供电技术后，可摆脱市电的束缚，在停电或没有市用交流电的地方依然可以正常使用；

额外的，本发明的目的在于燃气具在产品生命周期内不用更换电池，方便了用户也避免了大量的一次性电池对环境的污染。

附图说明

图1是本发明的自供电燃气具功能架构框图；

图2是小工作电流自供电燃气具架构图；

图3是以燃气灶为例的自供电燃气灶功能架构图。

具体实施方式

以下根据图例说明本发明的实施实例：

如自供电燃气灶功能架构图（图3）所示，给出一种可实施的具体实现方法，但不仅限于以下方法。

如（图3），以燃气灶为例进行说明燃气具温差发电自供电方法；燃气具为一普通脉冲点火燃气灶；若无特别说明，各零部件均使用市场常用或通用的燃气炉灶的零部件；

在（图3）中，燃烧器（1）为热的良导体，一般为金属材料；

在（图3）中，集热器（2）由燃烧器（1）、超导热管（2-1）、导热平面（2-2）组成；超导热管（2-1）为常温8mm直径铜壁热管；超导热管（2-1）一端使用固化导热硅胶安装在燃烧器（1）器壁上；超导热管（2-1）的另一端设计安装有一与温差发电器（3）的热端面大小一致的铜质导热平面（2-2）；

在（图3）中，燃烧器（1）在燃气燃烧火焰的辐射热和传导热的加热下，被加热至150度左右高温；燃烧器（1）的热能通过超导热管（2-1）传导至导热平面（2-2）；

在（图3）中，温差发电器（3）为SP1848-27145半导体Seebeck温差发电片；温差发电器（3）的热端面使用固化导热硅胶紧贴导热平面（2-2）安装；

在（图3）中，散热器（4）为空气对流型铝型材散热器，使用固化导热硅胶将散热器（4）贴装于温差发电器（3）的冷端面；从而将温差发电器（3）的冷端面的热量散发出去，以降低冷端面的温度至常温；

在（图3）中，储能器（7）为1000mAh/3.7V/18650锂电池；储能器充电电路（6）为DC/DC升压芯片CS5171组成的升压电路和通用锂电池充电芯片CN3052组成的锂电池充电电路，以使用温差发电器（3）产生的电能为锂电池充电；储能器（7）也可以使用其它型号或材质的电池或超级电容等存储电能，但是需要针对性匹配储能器充电电路（6）及供电管理电路（8）；

在（图3）中，供电管理电路（8）为DC/DC稳压电路，其将储能器（7）的3V~4.2V左右电压稳压为点火及控制器（11）所需的3V工作电压；

在（图3）中，点火及控制器（11）使用通用燃气炉灶电子点火器，其正常工作电压为2节碱性电池供电的3V；其包含常用的高压点火电路（9）,以及火熄灭保护电路等常用的其它电路（10）。

Claims

1.一种燃气具温差发电自供电方法，其自供电部件包含集热器、温差发电器、散热器、储能单元；其特征在于：燃气具由温差发电器转换燃气燃烧的高温热能为电能，以供给燃气具工作所需的全部或部分电力需求。

2.根据权利要求1所述的温差发电自供电方法，其特征是：集热器从燃气具的高温燃气中收集、汲取热能，以提高温差发电器的热端温度。

3.根据权利要求1所述的温差发电自供电方法，其特征是：散热器将温差发电器的冷端热能散发出去，以降低温差发电器的冷端温度。

4.根据权利要求1所述的温差发电自供电方法，其特征是：温差发电器在其冷端、热端的温差驱动下产生电能。

5.根据权利要求1所述的温差发电自供电方法，其特征是：储能单元存储温差发电器产生的电能，从而为燃气具的待机、启动、点火及工作供电。

6.根据权利要求1所述的温差发电自供电方法，其特征是：储能单元不是必要部件；在满足燃气具产品应用的前提下，燃气具的部分供电可由一次性电池提供。