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invention
Fédération de Russie Patent RU2031487

Thermopile ET SON PROCÉDÉ DE FABRICATION

Thermopile ET SON PROCÉDÉ DE FABRICATION

Nom de l'inventeur: Alexey Ushakov; Kazakov Vladilen G .; Goloborodko Vitaly Nikiforovich
Le nom du titulaire du brevet: Alexey Ushakov; Kazakov Vladilen G .; Goloborodko Vitaly Nikiforovich
Adresse de correspondance:
Date de début du brevet: 12.08.1991

Utilisation: la conversion directe de l'énergie thermique en énergie électrique dans la fabrication de thermopiles. Il est proposé d'utiliser des alliages à base de fer polymorphes, subissent une transformation de phase pour former des régions alternées de la structure cristalline jouant un rôle de thermocouples connectés en série dans la thermopile. Pour ce fil thermoionique du fer-nickel, alliage polymorphes précédemment transféré vers un état monophasique, est enroulée sur la carcasse, l'isolant est posé sur une moitié du cadre, forment des sections alternées avec la composition de phase différente par traitement thermique de l'autre moitié. Le traitement thermique est effectué avant la fin de la température de transition de phase.

DESCRIPTION DE L'INVENTION

L'invention se rapporte à une conversion directe de l' énergie thermique en énergie électrique, notamment une batterie de transducteurs thermo - électriques, et des procédés pour leur création d'électricité ou pour la mesure de la température.

transducteurs thermo-électriques connues, telles que le module à effet Peltier en matériaux thermo-électriques métalliques de composition chimique différente. branches distinctes de thermocouples sont reliés à elle par soudage par point pré-enroulées conducteurs thermoélectriques suivie d'une séparation des lieux de soudage [1].

Le plus proche, en substance technique au dispositif revendiqué est un thermocouple - batterie de thermocouples. Il est un thermocouple à fil métallique, qui, dans certains domaines, il existe une couche d'un autre matériau [2].

L'inconvénient est la complexité des dispositifs constructions discutées.

Le plus proche de la méthode proposée est un procédé de fabrication de la thermopile par enroulement de fil thermocouple sur le châssis, après lui mettre autre fil isolé, puis effectuer le dépôt électrochimique de la deuxième thermoelectrode dans le courant de l'électrolyte, ce qui permet de créer un eletktrodov de jonction sur une zone strictement spécifiée [3].

Un inconvénient du procédé réside dans la complexité de fabrication d'une batterie de thermocouples associés aux opérations laborieuses de dépôt galvanique du second élément.

L'invention vise à simplifier la thermopile et son procédé de fabrication.

L'objectif est atteint en ce qu 'une thermopile comprenant un conducteur du thermocouple est constituée d'un matériau polymorphique et se présente sous la forme de zones alternées contenant des zones de transition haut et bas en phase de température entre lesquels alternativement font face à l'appareil de chauffage et de refroidissement. Ainsi, la solution technique revendiquée satisfait au critère de la «nouveauté».

Utilisation d'alliages polymorphes subissent une transformation de phase, pour la fabrication d'un thermocouple conducteur fournit une thermopile sans contact nombre illimité de thermocouples connectés en série. Connu dans la science et l'ingénierie des solutions techniques ont été trouvées avec des caractéristiques similaires. Par conséquent, la solution technique revendiquée satisfait au critère de «différences substantielles».

Thermopile ET SON PROCÉDÉ DE FABRICATION Thermopile ET SON PROCÉDÉ DE FABRICATION
Thermopile ET SON PROCÉDÉ DE FABRICATION

Fig. La figure 1 montre la thermopile proposée. Il comprend un conducteur 1 d'un matériau polymorphe qui présente des régions à haute et basse température deux phases 3 et est coudée de telle sorte que la zone de transition 4 alternativement dirigée vers l'élément chauffant 5 et le refroidisseur 6. Une fois connecté au circuit de charge 7 produit thermo-électrique qui enregistrent l'unité 8.

Thermopile fonctionne comme suit

Deux parcelles avec différentes forme de composition de phase proposé thermocouple thermopile. La batterie thermo-électrique est fonction du nombre de thermocouples, qui sont connectés en série, et la différence de température générée dans les régions de transition de chauffage et d'un réfrigérateur. Ainsi, il est nécessaire de considérer que le chauffage et la température de refroidissement ne doit pas dépasser les intervalles de haute stabilité et une faible phase. Le nombre de thermocouples dépend de la longueur des branches individuelles, et la longueur totale du conducteur. Exigences particulières doivent section de conducteur: il peut être fait de fil, une feuille ou similaire.

Que l'alliage polymorphique peut être utilisé en alliage à base de fer, tels que la teneur en fer-nickel d'environ 30%. alliages polymorphes de cette classe peuvent avoir une structure basse ou haute cristallin sur une large plage de température, atteignant environ 400 C.

L'objectif est atteint en ce que, selon le procédé de fabrication de la pile thermoélectrique sur la base de fil de thermocouple enroulé trame thermocouple fil de polymorphes alliage fer-nickel est transformé en un état de phase unique, est enroulée sur le premier suivi par la pose d'isolation sur une demi-carcasse, forment des sections alternées avec la composition de phase différente par traitement thermique de l'autre et la moitié d'isolation enlevés. Pour thermopower maximale de traitement thermique est effectuée avant la fin de la température de transition de phase. Cette séquence n'a pas été utilisée précédemment pour la fabrication de thermopile donc, la méthode proposée répond au critère de la «nouveauté».

Le procédé selon l'invention ne comprend qu'une opération de traitement thermique, le pliage et la pose cadre isolant et ne nécessite pas d'opérations d'application du second matériau.

Fig. La figure 2 montre un exemple de la performance technique du traitement thermique décrit un procédé proposé. Le conducteur 9 de polymorphes alliage en hélice d'une manière telle que la zone de transition 10 entre les parties 11 à haute température et à basse température les phases 12 sont alternativement soit dans le réchauffeur 13 ou le réfrigérateur 14. Lorsque la charge 15 est mis en marche l'unité de registre de courant électrique 16.

Pour la réalisation du procédé proposé un thermocouple conducteur doit avoir première structure à phase unique, tels que la haute température, ce qui fil est recuit à une température supérieure à la température de transition complète et refroidi. A température ambiante, le conducteur 17 (figure 3) est enroulé en hélice sur le noyau 18, qui isolent la moitié, qui est posé sur le dessus du fil enroulé un matériau 19 isolant et le capot de protection 20, et un second plongé dans de l'azote liquide (78 K refroidi à la température). Refroidissement à cette température permet une transition de phase presque complète de la moitié haute-basse température de chaque enroulement et l'enroulement hélicoïdal avec des sections de différentes phases du traitement thermique des éléments branchés en série formant une alternance. Après exposition à l'isolation du froid est retiré. L'isolation peut enregistrer les zones protégées dans l'état de phase initiale.

Les zones avec des structures cristallines différentes du conducteur en alliage polymorphes peuvent être obtenus de manière analogue si elle a la structure de la basse température à l'état initial. Les opérations dans ce cas et de la même séquence, seule la moitié de la spirale découvert recuits à une température supérieure à la température de transition de phase de la phase à basse température dans la température élevée.

Thermopile fabriqué selon la méthode proposée a été mis en œuvre par 30% Ni fil d'alliage - 70% Fe. Elle avait n paires de sites à haute température ( phase) et basse température ( phase), les structures situées sur un fil solide, courbé de telle sorte que la zone située entre - et la phase alternativement tourné vers l'appareil de chauffage et d'un réfrigérateur. Pour un état monophasé ( -phase) fil a été recuit à une température d'environ 973K, et refroidi à température ambiante. A cette température, le fil enroulé en spirale sur le bâti, dont la moitié est isolée thermiquement et la moitié immergé dans de l'azote liquide (refroidissement à 73K). Refroidissement à cette température, à condition que - >> jonction dans la moitié de chaque spire de l'enroulement en spirale, et l'alternance des zones avec - et la phase de formation des éléments de traitement thermique montés en série. Après exposition à l'isolation du froid enlevé.

Thermopile a proposé une conception simple, les matériaux utilisés sont pas cher et respectueux de l'environnement. La méthode proposée de fabrication diffère de processabilité connue qui permettra d'automatiser la thermopile de fabrication avec un nombre quelconque de thermocouples sans nécessiter de grandes dépenses d'énergie.

REVENDICATIONS

1. thermopile comprenant un conducteur de thermocouple, caractérisé en ce que, pour simplifier, d'un thermocouple conducteur en alliage fer-nickel section transversale arbitraire polymorphes sous la forme de zones alternées ayant des zones de transition haut et bas en phase de température entre lesquels alternativement font face à l'appareil de chauffage et de refroidissement.

2. Procédé de fabrication d'une thermopile comprenant un fil de thermocouple sur le châssis d'enroulement, caractérisé en ce que, afin de simplifier la fabrication du fil de thermocouple polymorphes alliage fer-nickel préalablement transféré à un état monophasique, après l'enroulement de la carcasse est disposé sur une moitié du cadre isolant, des sections de forme alternée avec une composition de phase différente par traitement thermique que l'autre moitié est éliminée et l'isolation.

3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que, afin d'obtenir la valeur maximale du courant thermo-électrique, le traitement thermique est effectué avant la fin de la température de transition de phase.

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Date de publication 13.01.2007gg