Термоэлектрическая батарея



Термоэлектрическая батарея
Термоэлектрическая батарея
Термоэлектрическая батарея

 


Владельцы патента RU 2417484:

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ДАГЕСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ (ДГТУ) (RU)

Изобретение относится к термоэлектрическому приборостроению, в частности к конструкциям термоэлектрических батарей (ТЭБ). Технический результат: повышение эффективности отвода (подвода) теплоты с горячих (холодных) контактов ТЭБ за счет отвода (подвода) теплоты также и с близлежащих к ним областей ветвей термоэлементов. Сущность: поверхность структуры, образованной ветвями ТЭБ, за исключением областей, близлежащих к выступающим частям коммутационных пластин, покрыта слоем теплоизоляционного диэлектрического материала. Площадь, не покрытая слоем теплоизоляционного диэлектрического материала, определяется произведением толщины ветви термоэлемента на 1/4 ее высоты. Указанная поверхность, не покрытая слоем теплоизоляции, имеет профилированную поверхность, выполненную с выступающими шипами, расположенными в шахматном порядке. Съем теплоты с горячих и охлажденных коммутационных пластин, а также с близлежащих к ним областей осуществляется за счет испарительного охлаждения, реализуемого испарительной системой. 3 ил.

 

Изобретение относится к термоэлектрическому приборостроению, в частности к конструкциям термоэлектрических батарей (ТЭБ).

Прототипом изобретения является ТЭБ, описанная в [1]. ТЭБ состоит из последовательно соединенных в электрическую цепь полупроводниковых термоэлементов, каждый из которых образован двумя ветвями (столбиками, выполненными либо цилиндрическими, либо в виде прямоугольного параллелепипеда), изготовленными из полупроводника соответственно p- и n-типа. Ветви термоэлементов соединяются между собой посредством коммутационных пластин, причем ветви p-типа и n-типа контактируют торцевыми поверхностями соответственно с двумя противоположными поверхностями коммутационной пластины. Коммутационные пластины имеют несколько большую площадь, чем площадь поперечного сечения ветвей, вследствие чего они выступают за поверхность структуры, образованной ветвями ТЭБ, причем нечетные коммутационные пластины выступают за одну поверхность структуры, а четные коммутационные пластины - за другую. Соответственно отвод и подвод теплоты осуществляется с выступающих частей коммутационных пластин за счет воздушного или жидкостного теплообмена.

Недостатком известной конструкции является отвод (подвод) теплоты только с поверхности выступающих частей коммутационных пластин, тогда как вследствие теплопроводности имеет место также нагрев (охлаждение) близлежащих к ним областей ветвей термоэлементов.

Целью изобретения является повышение эффективности отвода (подвода) теплоты с горячих (холодных) контактов ТЭБ за счет отвода (подвода) теплоты также и с близлежащих к ним областей ветвей термоэлементов.

Цель достигается тем, что поверхность структуры, образованной ветвями ТЭБ, за исключением областей близлежащих к выступающим частям коммутационных пластин, покрыта слоем теплоизоляционного диэлектрического материала. Площадь, не покрытая слоем теплоизоляционного диэлектрического материала, определяется произведением толщины ветви термоэлемента на 1/4 ее высоты. Указанная поверхность, не покрытая слоем теплоизоляции, имеет профилированную боковую поверхность, выполненную с выступающими шипами 6, расположенными в шахматном порядке. Съем теплоты с горячих и охлажденных коммутационных пластин, а также с близлежащих к ним областей осуществляется за счет испарительного охлаждения, реализуемого испарительной системой 7.

Конструкция термоэлектрической батареи приведена на фиг.1-3. ТЭБ состоит из последовательно соединенных в электрическую цепь посредством коммутационных пластин 1 и 2 чередующихся ветвей, изготовленных соответственно из полупроводника p-типа 3 и n-типа 4. Электрическое соединение ветвей осуществляют посредством контакта ветвь p-типа 3 - коммутационная пластина 1 или 2 - ветвь n-типа 4, где ветвь p-типа 3 контактирует торцевой поверхностью с одной из поверхностей коммутационной пластины, а ветвь n-типа 4 - с другой. Каждая ветвь в ТЭБ контактирует противоположными торцевыми поверхностями с двумя коммутационными пластинами 1 и 2. Коммутационные пластины 1 и 2 имеют площадь, несколько большую, чем площадь поперечного сечения ветвей p- и n-типа 3 и 4, вследствие чего их концы выступают за поверхность структуры, образованной ветвями ТЭБ. Концы нечетных коммутационных пластин 1 выступают за одну поверхность структуры, а концы четных коммутационных пластин 2 - за другую.

Поверхность структуры, образованной ветвями ТЭБ, за исключением областей близлежащих к выступающим частям коммутационных пластин 1 и 2, покрыта слоем теплоизоляционного диэлектрического материала 5. Площадь, не покрытая слоем теплоизоляционного диэлектрического материала 5, определяется произведением толщины ветви термоэлемента на 1/4 ее высоты. Указанная поверхность, непокрытая слоем теплоизоляции, имеет профилированную боковую поверхность, выполненную с выступающими шипами 6, расположенными в шахматном порядке (вид сверху единичного термоэлемента с профилированной поверхностью показан на фиг.2).

Съем теплоты с горячих и охлажденных коммутационных пластин, а также с близлежащих к ним областей осуществляется за счет испарительного охлаждения, реализуемого испарительной системой.

ТЭБ функционирует следующим образом.

При прохождении через ТЭБ постоянного электрического тока, подаваемого от источника электрической энергии, между коммутационными пластинами 1 и 2, представляющими собой контакты ветвей p- и n-типа 3 и 4, возникает разность температур, обусловленная выделением и поглощением теплоты Пельтье. При указанной на фиг.1 полярности электрического тока происходит нагрев нечетных коммутационных пластин 1 и охлаждение четных 2. Съем теплоты с горячих и охлажденных коммутационных пластин, а также с близлежащих к ним областей осуществляется за счет испарительного охлаждения, реализуемого испарительной системой 7.

Повышение эффективности отвода теплоты с горячих и холодных контактов ТЭБ осуществляется за счет ее съема также и с близлежащих к коммутационным пластинам областей поверхности структуры, образованной ветвями ТЭБ. Причем за счет профилирования поверхности ветви термоэлемента, с которой осуществляется съем тепла, увеличивается коэффициент теплопередачи от нее к приемникам холода и тепла. Теплоизоляция 5 служит для уменьшения теплопритока из окружающей среды.

Литература

1. Поздняков Б.С., Коптелов Е.А. Термоэлектрическая энергетика. М.: Атомиздат, 1974.

Термоэлектрическая батарея, состоящая из последовательно соединенных в электрическую цепь посредством коммутационных пластин полупроводниковых термоэлементов, каждый из которых образован двумя ветвями, изготовленными из полупроводника соответственно p- и n-типа, причем ветви p-типа и n-типа контактируют торцевыми поверхностями соответственно с двумя противоположными поверхностями коммутационной пластины, коммутационные пластины имеют несколько большую площадь, чем площадь поперечного сечения ветвей, вследствие чего они выступают за поверхность структуры, образованной ветвями термоэлектрической батареи, отличающаяся тем, что поверхность структуры, образованной ветвями термоэлектрической батареи, за исключением областей, близлежащих к выступающим частям коммутационных пластин, покрыта слоем теплоизоляционного диэлектрического материала, а площадь, не покрытая слоем теплоизоляционного диэлектрического материала, имеющая профилированную боковую поверхность, выполненную с выступающими шипами, расположенными в шахматном порядке, определяется произведением толщины ветви термоэлемента на 1/4 ее высоты, при этом съем теплоты с горячих и охлажденных коммутационных пластин, а также с близлежащих к ним областей осуществляется за счет испарительного охлаждения, реализуемого испарительной системой.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технологическим приемам решения задачи обеспечения электрической энергией потребностей собственных нужд (средства телемеханики, контрольно-измерительные приборы, освещение, охранно-пожарная сигнализация и т.д.) автономно функционирующих газоредуцирующих объектов магистральных газопроводов и газовых сетей низкого давления.

Изобретение относится к термоэлектрическому приборостроению, в частности к конструкциям термоэлектрических батарей (ТЭБ). .

Изобретение относится к термоэлектрическому приборостроению, в частности к конструкциям термоэлектрических батарей (ТЭБ). .

Изобретение относится к области медицины, может быть использовано в физиотерапии и косметологии. .

Изобретение относится к области медицины, может быть использовано в нейрохирургии для лечения травм и заболеваний спинного мозга. .

Изобретение относится к термоэлектрическому приборостроению, в частности к конструкциям термоэлектрических батарей (ТЭБ). .

Изобретение относится к термоэлектрическому приборостроению, в частности к конструкциям термоэлектрических батарей (ТЭБ). .

Изобретение относится к термоэлектрическому приборостроению, в частности к конструкциям термоэлектрических батарей (ТЭБ). .

Изобретение относится к термоэлектрическому приборостроению, в частности к конструкциям термоэлектрических батарей (ТЭБ). .

Изобретение относится к термоэлектрическому приборостроению, в частности к конструкциям термоэлектрических батарей (ТЭБ). .

Изобретение относится к термоэлектрическому приборостроению, в частности к конструкциям термоэлектрических батарей (ТЭБ)

Изобретение относится к способам охлаждения и теплоотвода, например к способам охлаждения компьютерного процессора

Изобретение относится к области преобразования тепловой энергии в электрическую

Изобретение относится к устройствам, работа которых основана на эффектах Ранка-Хилше, Пельтье, Зеебека, и может быть использовано в нефтегазодобывающей и других отраслях промышленности для нагрева/охлаждения газа или жидкости, а также получения электроэнергии для питания слаботочной аппаратуры

Изобретение относится к медицинской технике для создания аппаратов, реализующих оптимальную программу реверсивных тепловых воздействий на участке тела человека

Изобретение относится к системам отопления с использованием внешнего низкопотенциального источника тепла. Устройство содержит используемую в качестве теплового насоса термоэлектрическую батарею, подключенную к сети переменного тока через выпрямитель и терморегулятор и состоящую из термоэлектрических модулей, пластины которых термически соединены с теплообменниками соответственно для подвода низкопотенциального тепла и отвода тепла в обогреваемое помещение. Термоэлектрическая батарея выполнена из одной или нескольких параллельно соединенных электрических цепей, каждая из которых образована последовательно соединенными термоэлектрическими модулями, количество которых в цепи определено соотношением n=KUo/Umax, где Uo - напряжение питания термоэлектрической батареи на выходе выпрямителя, Umax - максимально допустимое напряжение питания одного модуля цепи, К=2÷5 - коэффициент снижения электрической нагрузки одного модуля. Техническим результатом изобретения является повышение отношения вырабатываемой тепловой мощности к потребляемой электроэнергии. 1 ил.

Изобретение относится к медицине и медицинской технике и предназначено для температурного воздействия при лечении гнойно-воспалительных и послетравматических заболеваний пальцев кисти. Устройство содержит корпус с выточенными по бокам отверстиями для прохождения потоков воздуха. В корпусе предусмотрены емкость для лечебного раствора, подставка под кисть пациента в форме «грибка», установленная с возможностью регулирования высоты ножки, и вентилятор. Также предусмотрено пять металлических стаканов, расположенных симметрично относительно оси симметрии корпуса. При этом стакан для большого пальца расположен на оси симметрии напротив остальных. К внешней поверхности каждого из металлических стаканов присоединены с возможностью обеспечения теплового контакта термоэлектрические модули. Емкость для лечебного раствора соединена трубками со всеми стаканами. Подставка под кисть представляет собой малогабаритный массажер, на наружной поверхности которого имеются массажные выступы, расположенные по сфере «грибка» с обеспечением теплового контакта с рабочими спаями термоэлектрических модулей массажера, опорные спаи которых находятся в тепловом контакте с воздушным радиатором массажера. Радиатор отводит тепло от термоэлектрических модулей массажера. Вентилятор выполнен таким образом, чтобы обеспечить обдув потоками воздуха воздушных радиаторов и вывод потока воздуха наружу через боковые отверстия корпуса. Использование изобретения позволит повысить эффективность воздействия на срединное ладонное пространство за счет комбинированного механического и термоконтрастного воздействий. 2 ил.

Изобретение относится к термоэлектрическим устройствам. Технический результат: упрощение процесса соединения промежуточных элементов, предварительно соединенных с термоэлектрическми элементами, с пластинами из тепло- и электропроводного материала. Сущность: термоэлектрический модуль содержит полупроводниковые термоэлектрические элементы p-типа и n-типа, которые расположены рядом, пластины из тепло- и электропроводного материала, имеющие каждая внутреннюю поверхность, обращенную к торцам термоэлектрических элементов, и наружную поверхность, противоположную первой, промежуточные элементы из тепло- и электропроводного материала, расположенные между термоэлектрическими элементами и пластинами и неразъемно соединенные своими первыми концами с торцами соответствующих термоэлементов, и своими вторыми концами с пластинами. В пластинах против полупроводниковых термоэлектрических элементов выполнены сквозные отверстия. Вторые концы промежуточных элементов соединены с пластинами посредством тепло- и электропроводного материала через отверстия в указанных пластинах. 6 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к электронике, в частности к средствам выпрямления переменного электрического напряжения. Целью изобретения является увеличение значения постоянного напряжения, генерируемого устройством. Выпрямитель переменного напряжения состоит из омической области, на которую подается переменное напряжение, через изолирующую область присоединенную с обеспечением хорошего теплового контакта к термоэлектрической структуре, с которой снимается постоянное напряжение. При этом на определенном расстоянии от поверхности омической области расположен солнечный концентратор, закрепленный на держателе, осуществляющий дополнительный нагрев омической области, причем расстояние между омической областью и солнечным концентратором соответствует фокусному расстоянию линз, входящих в состав солнечного концентратора, а поверхность термоэлектрической структуры, противоположная контактирующей с омической областью, сопряжена с тепловым аккумулятором, выполненным в виде емкости с плавящимся рабочим веществом. 1 ил.
Наверх