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invention
Fédération de Russie Patent RU2282275

batterie thermoélectrique

batterie thermoélectrique

Nom de l'inventeur: Tagir Ismailov Abdurashidovich (RU); Verdiev Mikail Gadzhimagomedovich (RU); Evdulov Oleg (RU)
Le nom du titulaire du brevet: Dagestan State University technique (DSTU) (RU)
Adresse de correspondance: 367015, Makhatchkala, etc. Imam Shamil, 70, DSTU, Département de la propriété intellectuelle.
Date de début du brevet: 18.06.2004

L'invention se rapporte à la structure de la batterie thermo-électrique (TEB). Le résultat technique: une augmentation de la différence de température en travaillant dans le mode de régénération. RÉSUMÉ: TEB se compose d'connectés en série dans le circuit de commutation à travers des plaques en alternance branches respectivement faite de semiconducteur de type p et de type n. branches de raccordement électrique est réalisé en mettant en contact la branche de type p - plaque de commutation - type n branche, branche où le contact de type p avec la face d'extrémité d'une surface de la plaque de circuit, et la branche de type n - l'autre. Chaque branche de TEB en contact avec faces d'extrémité opposées des deux plaques de raccordement. des plaques de commutation sont formés par des trous dans des plans mutuellement perpendiculaires. Des trous à travers les tranches des conduits électriques de commutation sont connectés à un seul canal à travers lequel circule du liquide de refroidissement pendant le fonctionnement de TEB. Le canal est formé de telle sorte que les premiers moyens de conduits électriques sont connectés en série pour tous les trous de même (impair), des plaques de commutation, et ensuite séquentiellement - des ouvertures formées dans impair (pair) des plaques de commutation. Dans les connectés en série électriques tuyaux isolants trous même (impair) de commutation des plaques et des trous dans le (même) la plaque de commutation impaire a une interface de région de canal avec le liquide de refroidissement de l'objet de refroidissement. TEB et la tuyauterie sont isolés de l'environnement grâce à l'isolation.

DESCRIPTION DE L'INVENTION

L'invention se rapporte à une construction d'appareils thermo - électrique, et en particulier à la structure de la batterie thermo - électrique (TEB).

TEB est connu, comme décrit dans [1]. TEB se compose d'connectés en série dans le circuit électrique de thermocouples à semi-conducteurs, dont chacune est formée par deux branches (colonnes faites soit cylindrique ou un parallélépipède rectangulaire), respectivement constituée d'un semi-conducteur p et de type n. thérmiques branches reliées entre elles au moyen de plaques de commutation et les deux bras de commutation (p et de type n) pour la plaque de commutation est constitué d'une seule et même surface plane sur les bords de celle-ci. Lorsque ce thermocouple a une forme en forme de "U", où les éléments verticaux - p- et n-branches, et les horizontales - plaques de commutation. Les connectés en série électriquement plaques de commutation thermocouples formant TEB, enfermés entre deux plaques isolantes de haute chaleur - transmission de chaleur (habituellement en céramique).

Les inconvénients des conceptions connues sont: la présence de contraintes mécaniques causées par l'effet bimétallique, contact significatif des résistances électriques et thermiques (commutation plaques et transmission de la chaleur), les gains de chaleur de la plaque de commutation à chaud pour refroidir sur les lacunes de mezhtermoelementnym qui réduisent l'efficacité du mélange de carburant, mais aussi des différences de température entre les plaques de connexion et objet de refroidissement, et des plaques de commutation teplosbrosa système.

Le plus proche du TEB revendiqué est décrit dans [2], qui comprend connectés en série dans le circuit par commutation thermoéléments semi-conductrices des plaques, dont chacune est formée par deux branches constituées d'un semi-conducteur, respectivement p et de type n, une connexion électrique est effectuée en mettant en contact les branches de type p branche - plaque de commutation - de type n branche, branche où le contact de type p avec la face d'extrémité d'une surface de la plaque de circuit, et la branche de type n - l'autre, avec chaque contact de branche avec des faces terminales opposées des deux plaques de raccordement.

TEB connu ne permet pas d'obtenir une différence de température significative lors de l'utilisation des fluides de transfert de chaleur.

La tâche à résoudre par l'invention consiste à proposer une batterie thermo-électrique dépourvu de ces inconvénients.

Le résultat technique obtenu grâce à l'invention consiste à augmenter la différence de température due au fonctionnement de la thermopile dans un mode de régénération.

La solution du problème est fournie par le fait que la batterie thermo-électrique, comprenant des connectés successivement dans le circuit par commutation thermoéléments semi-conductrices des plaques, dont chacune est formée par deux branches constituées d'un semi-conducteur, respectivement p et de type n, une connexion électrique est effectuée en mettant en contact les branches branche p -type - commutation plaque - type n branche, branche où le contact de type p avec la face d'extrémité d'une surface de la plaque de circuit, et la branche de type n - l'autre, avec chaque branche dans le contact de la batterie thermoélectrique avec des faces terminales opposées de deux plaques de commutation des plaques de commutation ont des trous traversants formés dans des plans perpendiculaires entre eux et reliés au moyen de conduites électriques dans un seul canal par lequel pendant le fonctionnement de la batterie thermo-fluide de refroidissement circulant, dans lequel le canal est formé de telle sorte que les premiers moyens de conduits électriques séquentiellement connectés tous les trous dans pair (impair) commutation plaques, puis séquentiellement - trous dans les plaques (même) de commutation impairs, et entre la série connecté isolants électriques pipelines trous même dans des plaques (impair) de commutation et des trous dans impaire (même) la plaque de commutation a une zone de canal d'interface avec le liquide de refroidissement avec l'objet de refroidissement, tandis que la batterie thermoélectrique et la tuyauterie sont isolés de l'environnement à travers l'isolant.

L'invention est illustrée par un dessin, qui montre une pile thermoélectrique.

batterie thermoélectrique

TEB se compose de connectés en série dans le circuit à travers des plaques de commutation 1 et 2 branches alternées, respectivement en-semiconducteur de type p et n-3 de type 4. branches de raccordement électrique est réalisé en mettant en contact la branche de type p 3 - plaque de commutation 1 ou 2 - branche 4 de type n, dans lequel la branche de type p 3 est mis en contact avec une surface d'extrémité d'une surface de la plaque de circuit imprimé, et la branche 4 de type n, - d'autre part. Chaque branche de TEB en contact avec les faces frontales opposées de deux plaques de commutation 1 et 2.

des plaques de commutation 1 et 2 ont des trous traversants 5 et 6 respectivement, formées dans des plans mutuellement perpendiculaires. Des ouvertures 5 et 6 des plaques 1, 2 plaquées et à travers les conduits électriques 7 reliés à un seul canal à travers lequel circule du liquide de refroidissement pendant le fonctionnement de TEB. Le canal est formé de telle sorte que les premiers moyens de conduits électriques 7 sont connectés en série dans tous les trous 5 de passage des plaques 1, puis successivement - 6 trous ménagés dans les plaques 2. La commutation entre la série reliée tubes isolants électriques 7 dans les trous 5 et les plaques de commutation trous de 1 à 6 lors de la commutation des plaques 2, il existe une région à l'interface de canal de fluide de refroidissement 8 dans le but de refroidissement 9.

Sur la surface à l'extrémité des branches sont au début et à la fin du mélange de carburant, il y a des plots 10, à travers lequel l'alimentation en énergie électrique au TEB. TEB et de la tuyauterie 7 du milieu environnant sont isolées par une isolation 11.

TEB FONCTIONNE COMME SUIT

Lors du passage à travers le courant électrique constant TEB fournie par la source d'alimentation (non représenté) par l'intermédiaire des plots de contact 10, entre les plaques de connexion 1 et 2, représentant les contacts branches p et de type n, 3 et 4, il existe une différence de température provoquée par l'isolement et l'absorption de chaleur Peltier. Quand une polarité du courant électrique est indiqué sur la figure est une plaque de refroidissement 1 et la commutation commutant les plaques de chauffage 2. Dans ce refroidissement se produit lorsque le fluide de refroidissement circule à travers une partie du canal formé par séquentiellement reliant le tuyau 5 dans le trou 7 de plaques de commutation 1, la dissipation de l'objet de refroidissement 9 de la chaleur région de couplage 8 et le liquide de refroidissement dans la partie chauffante du canal formé par connectées en série des tubes isolants électriques 7 dans les trous 6 des plaques de commutation 2. de même le refroidissement du fluide caloporteur chauffé par échange de chaleur naturelle ou forcée avec l'environnement par l'intermédiaire teplosbrosa système.

TEB suivant présente les avantages suivants par rapport à l'analogue existant:

1. Elimination des contraintes mécaniques causées par l'effet bimétallique et améliorant ainsi la fiabilité de TEB.

2. Dans le modèle revendiqué réduit considérablement les flux de chaleur du chaud au contact de contact à froid les branches adjacentes de l'équilibre de carburant et de l'énergie.

3. La commutation de l'exécution de TEB en contact avec la plaque de spécificité sont beaucoup plus minces dans la direction du courant électrique que l'analogique, ce qui entraîne une réduction significative de leurs résistances électriques et thermiques et les capacités thermiques, ce qui permet d'atteindre une température plus faible aussi. et réduit les délais de mode permanent TEB de travail; En outre, réduit la résistance de contact électrique.

4. La conception de l'invention peut être utilisé avec des longueurs différentes des branches, permettant une adaptation plus précise des paramètres tels que la différence de température actuelle et optimale pour chaque paire de branches de type n et p, ce qui entraîne une augmentation de l'efficacité énergétique de TEB.

5. Les meilleures conditions d'échange de chaleur entre l'objet et les plaques de commutation de refroidissement, et les plaques et la commutation et l'environnement.

6. Le canal de commutation de circuit de refroidissement proposé permet l'utilisation de TEB dans un mode de régénération, obtenant ainsi sa capacité de refroidissement maximale.

RÉFÉRENCES

1. Burstein AI Bases physiques de calcul des dispositifs semi-conducteurs thermoélectriques. M:. Fizmatgiz 1962.

2. B.S.Pozdnyakov, E.A.Koptelov, énergie thermoélectrique, M:. Atomizdat 1974, p.88, Figure 5.13.

REVENDICATIONS

batterie thermoélectrique, composé de connectés successivement dans le circuit par commutation thérmiques semi-conducteurs plaques, dont chacune est formée par deux branches en un semi-conducteur, respectivement p et de type n branches de connexion électrique est réalisée par mise en contact de la branche de type p - plaque de commutation - branche n -type, dans lequel la branche de type p de la surface de contact d'extrémité avec une surface de la plaque de circuit imprimé et la branche de type n, - d'autre part, avec chaque branche du contact de batterie thermo-électrique avec des faces d'extrémité opposées de deux plaques de commutation, caractérisé en ce que la plaque de commutation ont par des ouvertures formées dans des plans perpendiculaires entre eux et reliés au moyen de conduites électriques dans un seul canal par lequel pendant le fonctionnement de la batterie thermo-fluide de refroidissement circulant, dans lequel le canal est formé de telle sorte que les premiers moyens de conduits électriques séquentiellement connectés tous les trous dans pair (impair) de commutation de plaques, et puis successivement - trous (pair) des plaques de commutation impairs et entre les connectés en série canalisations d'isolation électrique des trous dans pair (impair), les plaques de raccordement et des trous dans impair (pair) de la plaque de commutation comporte une zone de canal d'interface avec le fluide de refroidissement dans le but de refroidissement, avec la batterie thermo-électrique et la tuyauterie sont isolés de l'environnement grâce à l'isolation.

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Date de publication 07.01.2007gg