專利名稱：加熱爐壁廢熱回收發(fā)電方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種廢熱回收方法及其裝置，特別是關(guān)于一種加熱爐壁廢熱回收發(fā)電方法及其裝置。
背景技術(shù)：
在煉鋼廠的標準作業(yè)中，加熱爐的功用主要是將扁鋼胚(冷胚或熱進爐胚)加熱至大約105(Γ1250 ，并配合軋延作業(yè)做適當?shù)目販?。一般加熱爐的設(shè)計采用直接加熱型，且其爐壁內(nèi)通常具有耐火材與耐火磚，用以隔絕爐內(nèi)熱量傳出。然而，耐火材并無法達到100%絕熱，因此，如圖1所示，其仍有少部份熱量會經(jīng)由爐壁11傳出并散逸至周遭空氣中，進而造成加熱爐10周圍環(huán)境溫度上升，例如加熱爐10的外壁面IOa的溫度約為150°C時，其周遭空氣溫度約為50°C。目前雖已有許多廢熱回收方法可將廢熱回收再利用，然而，用于廢熱回收的設(shè)備的體積龐大，其無法裝設(shè)于加熱爐周圍的有限空間，此外，上述設(shè)備必須在高溫廢熱源的條件下，其回收發(fā)電效果才會明顯。另外，上述用于廢熱回收的設(shè)備因具有復(fù)雜的機械驅(qū)動及傳動構(gòu)件，故所需的維護成本相對較高。有鑒于此，有必要提供一創(chuàng)新且具進步性的加熱爐壁廢熱回收發(fā)電方法及其裝置，以解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種加熱爐壁廢熱回收發(fā)電方法，該方法包括:(a)提供加熱爐，該加熱爐具有外壁面；(b)設(shè)置熱電發(fā)電裝置于該加熱爐的該外壁面，該熱電發(fā)電裝置具有熱端、冷端、電力輸出端及多個熱電堆，該熱端設(shè)置于該外壁面，該冷端與該熱端呈相對設(shè)置，所述多個熱電堆設(shè)置于該熱端與該冷端之間；以及(C)設(shè)置冷卻組件于該熱電發(fā)電裝置的該冷。本發(fā)明還提供一種加熱爐壁廢熱回收發(fā)電裝置，其被設(shè)置于加熱爐的外壁面并且包括:熱電發(fā)電裝置，其被設(shè)置于該加熱爐的該外壁面并且具有熱端、冷端、電力輸出端及多個熱電堆，該熱端設(shè)置于該外壁面，該冷端與該熱端呈相對設(shè)置，所述多個熱電堆設(shè)置于該熱端與該冷端之間；以及冷卻組件，設(shè)置于該熱電發(fā)電裝置的該冷端。本發(fā)明主要是利用熱電發(fā)電裝置的冷、熱端的溫差發(fā)電特性，以回收加熱爐壁廢熱，其可在不影響加熱爐燃耗及生產(chǎn)作業(yè)下，直接將廢熱能轉(zhuǎn)換成電能，且只要維持冷熱端的溫差在一定范圍內(nèi)，便能24小時不斷地擷取廢熱進行發(fā)電。此外，本發(fā)明的熱電發(fā)電裝置呈薄板狀，因此，可輕易貼附于加熱爐的外壁面，且不占空間。另外，本發(fā)明不須使用復(fù)雜的機械驅(qū)動及傳動構(gòu)件，因此，維修率及維護成本可大幅降低。


圖1顯示已知的加熱爐運作狀態(tài)示意圖； 圖2顯示本發(fā)明加熱爐壁廢熱回收發(fā)電方法的流程 圖3A顯示本發(fā)明的方法中的加熱爐的示意 圖3B顯示依據(jù)本發(fā)明的方法設(shè)置熱電發(fā)電裝置于加熱爐的外壁面的示意 圖3C顯示依據(jù)本發(fā)明的方法設(shè)置冷卻組件于熱電發(fā)電裝置的冷端的示意 圖3D顯示依據(jù)本發(fā)明的方法連接熱電發(fā)電裝置的電力輸出端至負載組件的示意及
圖4顯示依據(jù)本發(fā)明的方法設(shè)置導(dǎo)熱件于熱電發(fā)電裝置的熱端的示意圖。
具體實施例方式請參閱圖2及圖3A，圖2顯示本發(fā)明加熱爐壁廢熱回收發(fā)電方法的流程圖，而圖3A顯示本發(fā)明的方法中的加熱爐的示意圖。請配合參閱圖2的步驟S21及圖3A，提供加熱爐10，該加熱爐10具有外壁面10a，在本實施例中，該加熱爐10的該外壁面IOa的溫度介于130。。至160°C之間。圖3B顯示依據(jù)本發(fā)明的方法設(shè)置熱電發(fā)電裝置于加熱爐的外壁面的示意圖。請配合參閱圖2的步驟S22及圖3B，設(shè)置熱電發(fā)電裝置20于該加熱爐10的該外壁面10a，該熱電發(fā)電裝置20具有熱端21、冷端22、電力輸出端23及多個熱電堆24。其中該熱端21設(shè)置于該外壁面10a，該冷端22與該熱端21呈相對設(shè)置，在本實施例中，所述多個熱電堆24設(shè)置于該熱端21與該冷端22之間，且所述熱電堆24中的每一個由P型半導(dǎo)體241及η型半導(dǎo)體242構(gòu)成。圖3C顯示依據(jù)本發(fā)明的方法設(shè)置冷卻組件于熱電發(fā)電裝置的冷端的示意圖。請參閱圖2的步驟S23及圖3C，設(shè)置冷卻組件30于該熱電發(fā)電裝置20的該冷端22，在本實施例中，該冷卻組件30為水冷散熱鋁件，該水冷散熱鋁件具有內(nèi)部空間31、冷卻水進口 32及冷卻水出口 33，且該冷卻水進口 32及該冷卻水出口 33連通該內(nèi)部空間31，以讓冷卻水可經(jīng)由該冷卻水進口 32進入該內(nèi)部空間31，進而冷卻該熱電發(fā)電裝置20的該冷端22，并于冷卻后再由該冷卻水出口 33離開，由于冷卻水可循環(huán)冷卻該冷端22，因此，可將該冷端22與該熱端21之間的溫差控制在一較佳的范圍內(nèi)，以維持較佳的發(fā)電效率?；蛘撸诹硪粚嵤├?，該冷卻組件30可為氣冷散熱件。圖3D顯示依據(jù)本發(fā)明的方法連接熱電發(fā)電裝置的電力輸出端至負載組件的示意圖。請參閱圖2的步驟S24及圖3D，在步驟S23之后還包括連接該熱電發(fā)電裝置20的該電力輸出端23至負載組件50的步驟S24，在本實施例中，該熱電發(fā)電裝置20所產(chǎn)生的電力可用于照明用途，也就是說該負載組件50可為該加熱爐10外圍的照明組件。圖4顯示依據(jù)本發(fā)明的方法設(shè)置導(dǎo)熱件于熱電發(fā)電裝置的熱端的示意圖。請配合參閱圖2及圖4，在步驟S22中還可以包括設(shè)置導(dǎo)熱件40于該熱電發(fā)電裝置20的該熱端21的步驟，在本實施例中，該導(dǎo)熱件40設(shè)置于該熱端21與該外壁面IOa之間，且該導(dǎo)熱件40可選自于由集熱塊及高熱傳導(dǎo)率導(dǎo)管組成的群組中的其中一種，以增加該熱端21的熱收集效果。在又一實施例中，該熱電發(fā)電裝置20可作為加熱爐壁內(nèi)外層的組織材料，使其兼具隔熱及發(fā)電功能。請再參閱圖3C，本發(fā)明的加熱爐壁廢熱回收發(fā)電裝置設(shè)置于加熱爐10的外壁面IOa,其包括熱電發(fā)電裝置20以及冷卻組件30，該熱電發(fā)電裝置20設(shè)置于該加熱爐10的該外壁面10a，且該熱電發(fā)電裝置20具有熱端21、冷端22、電力輸出端23及多個熱電堆24，在本實施例中，該熱端21設(shè)置于該外壁面10a，該冷端22與該熱端21呈相對設(shè)置，而所述多個熱電堆24設(shè)置于該熱端21與該冷端22之間，此外，該冷卻組件30設(shè)置于該熱電發(fā)電裝置20的該冷端22。本發(fā)明利用該熱電發(fā)電裝置20的該冷端22及該熱端21的溫差發(fā)電特性，以回收加熱爐壁廢熱，其可在不影響加熱爐燃耗及生產(chǎn)作業(yè)下，直接將廢熱能轉(zhuǎn)換成電能，且只要維持該冷端22與該熱端21之間的溫差在一定范圍內(nèi)，便能24小時不斷地擷取廢熱進行發(fā)電。此外，本發(fā)明的該熱電發(fā)電裝置20呈薄板狀，因此，可輕易貼附于該加熱爐10的該外壁面10a，且不占空間。另外，本發(fā)明不須使用復(fù)雜的機械驅(qū)動及傳動構(gòu)件，因此，維修率及維護成本可大幅降低。上述實施例僅為說明本發(fā)明的原理及其功效，并非限制本發(fā)明，因此在不脫離本發(fā)明的精神的情況下本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對上述實施例進行修改及改變。本發(fā)明的范圍應(yīng)由所附權(quán)利要求限定。部件符號說明:
10加熱爐
IOa外壁面
20熱電發(fā)電裝置
21熱端
22冷端
23電力輸出端
24熱電堆
241P型半導(dǎo)體
242η型半導(dǎo)體
30冷卻組件
31內(nèi)部空間
32冷卻水進口
33冷卻水出口 40 導(dǎo)熱件
50負載組件
權(quán)利要求
1.一種加熱爐壁廢熱回收發(fā)電方法，其包括以下步驟: (a)提供加熱爐，該加熱爐具有外壁面； (b)設(shè)置熱電發(fā)電裝置于該加熱爐的該外壁面，該熱電發(fā)電裝置具有熱端、冷端、電力輸出端及多個熱電堆，該熱端設(shè)置于該外壁面，該冷端與該熱端呈相對設(shè)置，所述多個熱電堆設(shè)置于該熱端與該冷端之間；以及 (C)設(shè)置冷卻組件于該熱電發(fā)電裝置的該冷端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述熱電堆中的每一個由P型半導(dǎo)體及η型半導(dǎo)體構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在步驟(b)中還包括設(shè)置導(dǎo)熱件于該熱電發(fā)電裝置的該熱端的步驟。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的，其中該導(dǎo)熱件選自于由集熱塊及高熱傳導(dǎo)率導(dǎo)管組成的群組中的其中一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中該冷卻組件為水冷散熱鋁件，該水冷散熱鋁件具有內(nèi)部空間、冷卻水進口及冷卻水出口，該冷卻水進口及該冷卻水出口連通該內(nèi)部空間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中該冷卻組件為氣冷散熱件。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中該加熱爐的該外壁面的溫度介于80°C至160°C之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在步驟(c)之后還包括連接該熱電發(fā)電裝置的該電力輸出端至負載組件的步驟。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中該負載組件為照明組件。
10.一種加熱爐壁廢熱回收發(fā)電裝置，被設(shè)置于加熱爐的外壁面，其包括: 熱電發(fā)電裝置，設(shè)置于該加熱爐的該外壁面，其具有熱端、冷端、電力輸出端及多個熱電堆，該熱端設(shè)置于該外壁面，該冷端與該熱端呈相對設(shè)置，所述多個熱電堆設(shè)置于該熱端與該冷端之間；以及 冷卻組件，設(shè)置于該熱電發(fā)電裝置的該冷端。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其中所述熱電堆中的每一個由P型半導(dǎo)體及η型半導(dǎo)體構(gòu)成。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其還包括導(dǎo)熱件，該導(dǎo)熱件設(shè)置在該熱電發(fā)電裝置的該熱端。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其中該導(dǎo)熱件選自于由集熱塊及高熱傳導(dǎo)率導(dǎo)管組成的群組中的其中一種。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其中該冷卻組件為水冷散熱鋁件，該水冷散熱鋁件具有內(nèi)部空間、冷卻水進口及冷卻水出口，該冷卻水進口及該冷卻水出口連通該內(nèi)部空間。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其中該冷卻組件為氣冷散熱件。
全文摘要
本發(fā)明關(guān)于一種加熱爐壁廢熱回收發(fā)電方法及其裝置，該方法包括以下步驟(a)提供加熱爐，該加熱爐具有外壁面；(b)設(shè)置熱電發(fā)電裝置于該加熱爐的該外壁面，該熱電發(fā)電裝置具有熱端、冷端、電力輸出端及多個熱電堆，該熱端設(shè)置于該外壁面，該冷端與該熱端呈相對設(shè)置，所述多個熱電堆設(shè)置于該熱端與該冷端之間；以及(c)設(shè)置冷卻組件于該熱電發(fā)電裝置的該冷端。因此，在不影響加熱爐燃耗及生產(chǎn)作業(yè)下，直接將廢熱能轉(zhuǎn)換成電能。
文檔編號H02N11/00GK103166523SQ20111041885
公開日2013年6月19日 申請日期2011年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月14日
發(fā)明者方俊仁 申請人:中國鋼鐵股份有限公司