[发明专利]热电发电机

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年3月15日递交的申请号为61/792,464的美国临时申请的权益，该申请所有内容通过引用并入，就如同在本文中完整地陈述。

技术领域

本申请通常涉及热电发电机装置以及用于产生热电的方法。更具体地，本申请通常涉及利用压电材料和形状记忆材料的热电发电机装置以及用于产生热电的方法。

背景技术

传统上，已知的是，具有拥有塑性基体的压电材料(例如，氧化锌绞线)的装置在弯曲或发生应变时产生电力。例如，Yang等人的于2008年11月9日在线公布的文献《PowerGenerationwithLaterallyPackagedPiezoelectricfineWires》(《通过横向封装的压电细线发电》)中讨论了这种材料。

独立地，通常传统的形状记忆聚合物在其温度循环变化时改变形状并恢复到之前的形状。举例而言，这种材料已经被用于生物和商业应用。

独立地，存在很多废热源，这些废热源包括发电厂、交通工具、机器、制冷装置、电气装置、人体、太阳能、生物反应或类似物。除了它们的具体应用之外，这些热源通常基本不使用剩余的废热提供额外的产能。此外，这些热源可能对环境有害。

因此，需要更有成效地使用多种热源产生的废热。

发明内容

根据一方面，一种热电发电机包括：形状记忆材料，所述形状记忆材料配置成由于温度的改变而改变形状，所述形状记忆材料被进一步配置成周期性地接收来自热源的热量；以及压电材料，所述压电材料联接至所述形状记忆材料，所述压电材料被配置成响应于所述形状记忆材料的形状改变而产生电力。

根据一方面，一种产生热电的方法包括：提供包括联接至压电材料的形状记忆材料的热电发电机；将来自热源的热量转移到所述热电发电机；产生热电；以及将热量从所述热源到所述热电发电机的转移中断。

根据又一方面，一种热电发电机系统包括：形状记忆材料，所述形状记忆材料配置成由于温度的改变而改变形状，所述形状记忆材料被进一步配置成周期性地接收来自热源的热量；压电材料，所述压电材料联接至所述形状记忆材料，所述压电材料被配置成响应于所述形状记忆材料的形状改变而产生电力；以及用于捕获和利用所述压电材料产生的电力的装置。

因此，本文已经概括地(而不是宽泛地)描述了本发明的特定方面，以便本文中的详细说明在此可被更好地理解并且以便本发明对现有技术的贡献可以更好地被理解。当然，本申请的另外的方面将在下文描述并且将形成本文所附的从属权利要求的主题。

在这方面，在详细地说明至少一个方面之前，应明白，本申请在应用中并不限于以下说明中陈述的或附图中示出的构造的细节和部件的布置。本申请能够是除了所描述的那些方面以外的方面，并且能够以多种方式被实践和执行。并且，应当理解的是，本文中所使用的用语和术语以及摘要是为了进行描述并且不应当认为是限制性的。

照此，本领域技术人员应理解，本申请内容所基于的设想可容易地被用作用于设计执行本发明的数个目的的其它结构、装置、方法和系统的基础。因此，重要的是，权利要求被认为包括这种等价构造，只要其不超出本申请的精神和范围。

附图说明

图1示出根据本申请的一个方面的热电发电机的示意图；

图2示出根据本申请的另一方面的热电发电机的具体应用；

图3示出使用根据本申请的另一方面的热电发电机的过程。

具体实施方式

将参照附图来说明本申请，附图中相同的附图标记始终代表相同的部件。本申请的各个方面提供了一种热电发电机。热电发电机包括形状记忆材料和压电材料。压电材料被联接至配置成由于温度改变而改变形状的形状记忆材料，使得压电材料由于形状记忆材料的形状改变导致的相互作用而发电。

本申请的形状记忆材料可包括塑料、合金、塑料与合金的组合以及类似物。在一个方面中，形状记忆材料可具有双向形状记忆效应。双向形状记忆效应可允许材料记住两种不同形状：一种低温时的形状和一种高温时的形状。对此，所设想的是，本申请的形状记忆材料可包括任何能够具有至少两种不同形状的材料：一种低温时的形状和一种高温时的形状。