Термоэлектрический генератор



Термоэлектрический генератор
Термоэлектрический генератор

 


Владельцы патента RU 2475890:

Общество с ограниченной ответственностью "ЯК-44" (RU)

Изобретение относится к области преобразования тепловой энергии в электрическую. Сущность: термоэлектрический генератор содержит термоэлектрический преобразователь (ТЭП), нагреватель «горячих» контактов ТЭП и систему воздушного охлаждения «холодных» контактов ТЭП. восходящий канал отвода горячих газов от нагревателя и систему воздушного охлаждения «холодных» контактов ТЭП, выполненную в виде воздуховода охлаждения. Вход воздуховода охлаждения открыт для окружающего воздуха, а выход выведен в канал отвода горячих газов, например дымоход или в топку. Нагревателем служит горячий дымоход. Технический результат: увеличение эффективности термоэлектрического генератора за счет принудительного охлаждения без затрат электроэнергии. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к области энергетики и предназначено для электроснабжения.

Известны и широко применяются для получения электрической энергии устройства, содержащие термоэлектрические преобразователи на эффекте Зеебека [патенты США №№3719532, 6053163, 6761134] и использующие тепло от различных нагревателей (горячих дымоходов, топок, горелок и т.п.). Аналогами предлагаемого устройства являются многочисленные генераторы с воздушным охлаждением «холодных» контактов термоэлектрических преобразователей (ТЭП) [например, патенты США №№6598405, 7231772], в которых воздух прокачивается через систему охлаждения принудительно.

В термоэлектрических генераторах по патентам США №№4843273, 4942863 и 5427086 для принудительной подачи воздуха к «холодным» контактам ТЭП используется производимая этими же термоэлектрическими генераторами электроэнергия.

Недостатком их является неэффективное расходование производимой электроэнергии, которая используется для интенсификации охлаждения их самих.

Целью предлагаемого изобретения является увеличение эффективности термоэлектрического генератора за счет принудительного охлаждения без затрат электроэнергии.

Указанная цель достигается тем, что предлагаемое устройство содержит термоэлектрический преобразователь, нагреватель (топку, горелку, горячий дымоход и т.п.) «горячих» контактов ТЭП, восходящий канал отвода горячих газов (дымоход, например) и систему воздушного теплоотвода, которая включает находящийся в тепловом контакте с «холодными» контактами ТЭП воздуховод охлаждения, вход которого открыт для наружного воздуха, а выход выведен в канал отвода горячих газов, т.е. в зону действия тяги от восходящих потоков горячих газов (в дымоход, например, или в топку).

Увеличение циркуляции охлаждающего воздуха при этом происходит благодаря подъемной силе продуктов сгорания, т.е. использованию тяги в восходящем канале отвода горячих газов (в дымоходе или на входе в топку).

Устройство должно (или может) быть снабжено радиаторами теплообменников на «холодных» и «горячих контактах» ТЭП, системой управления температурой в топке, регуляторами потоков воздуха и продуктов сгорания (например, шиберами), регулятором подачи топлива, кожухом, креплениями и другими известными элементами, не упоминаемыми далее в описании.

При отсутствии отбора электроэнергии от ТЭП (или при малом отборе) увеличивается температура в топке (т.к. нет отбора энергии), что приводит к увеличению тяги, следовательно, и к увеличению охлаждения холодных контактов проходящим воздухом. Это дополнительно предохраняет холодные контакты от перегрева, нежелательного во многих конкретных исполнениях ТЭП, чувствительных к перегреву холодной стороны.

На фиг.1 схематично (не показаны радиаторы теплообменников, кожух, крепления, регуляторы потока воздуха и газа, система управления режимом горения и др. известные элементы) представлен разрез предлагаемого устройства в варианте, в котором выход воздуховода охлаждения выведен в область вытяжки продуктов сгорания (в трубу после топки).

Цифрами обозначены:

1 - горелка,

2 - термоэлектрические преобразователи,

3 - воздуховод охлаждения «холодных» контактов ТЭП,

4 - топка для нагрева «горячих» контактов ТЭП,

5 - восходящий канал отвода горячих газов (дымоход).

На фиг.2, тоже схематично, представлен разрез предлагаемого устройства в варианте, в котором выход воздуховода охлаждения присоединен к входу в топку, к поддувалу, что увеличивает тягу, а также, при необходимости, позволяет обходиться без дополнительного дымохода, т.к. каналом отвода горячих газов служит корпус топки.

Примером конкретного исполнения служит термоэлектрический генератор (по схеме на фиг.1), в котором ТЭП выполнен из последовательно попеременно соединенных полупроводниковых прессованных брикетов р-типа (Bi, Те, Sb) и n-типа (Bi, Те, Se) - всего 2 последовательно соединенных модуля по 154 пары брикетов в каждом. Горячие контакты приведены через тонкий диэлектрический слой в тепловой контакт с чехлами этих модулей из нержавеющей стали толщиной 0,2 мм, которые, в свою очередь, приведены в контакт с чугунным или керамическим радиатором, ребра которого обращены к горячей зоне источника тепла. Холодные контакты находятся, тоже через тонкий диэлектрический слой и, затем, через чехол модуля, в тепловом контакте с радиаторами охлаждения, которые находятся в воздуховоде охлаждения сечением 0,009 м2, выполненном из нержавеющей стали толщиной 0,5 мм. Входом воздуховода охлаждения является нижняя открытая его часть, а выходом - верхняя часть, соединенная без изменения сечения с выходом топки (входом в дымоход).

Предлагаемое изобретение увеличивает мощность устройства, благодаря увеличению разности температур горячих и холодных контактов ТЭП за счет более эффективного охлаждения последних. Оно также обладает более высоким, чем у аналогов, КПД, т.к. не использует вырабатываемой им же электроэнергии для принудительного охлаждения. Преимуществом предлагаемого устройства является также простота конструкции.

1. Термоэлектрический генератор, содержащий термоэлектрический преобразователь (ТЭП), нагреватель «горячих» контактов ТЭП и систему воздушного охлаждения «холодных» контактов ТЭП, отличающийся тем, что имеет восходящий канал отвода горячих газов от нагревателя и систему воздушного охлаждения «холодных» контактов ТЭП, выполненную в виде воздуховода охлаждения, вход которого открыт для окружающего воздуха, а выход выведен в канал отвода горячих газов, или в топку, или в дымоход.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что нагревателем служит горячий дымоход.



 

Похожие патенты:

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

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 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 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.

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 жидкостным теплоотводом. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике, 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 с поверхностью омической области, противоположной контактирующей с термоэлектрической структурой, сопряжен источник теплоты, выполненный в виде проточного резервуара с геотермальной водой, а поверхность термоэлектрической структуры, противоположная контактирующей с омической областью, сопряжена с жидкостным теплоотводом. 1 ил.

Изобретение относится к термоэлектрическим генераторам. Сущность: термоэлектрический генератор (2) имеет несколько модулей (1), каждый из которых имеет первый конец (3) и второй конец (4) и которые состоят из внутренней трубки (5) и наружной трубки (6), а также расположенных между ними термоэлектрических элементов (7). Модули (1) на своем первом конце (3) или своем втором конце (4) закреплены своей внутренней трубкой (5) или своей наружной трубкой (6) в электрическом проводнике (9). Электрический проводник (9) выполнен пластинчатым и имеет первый торец (14) и второй торец (15), а также боковую поверхность (16). Первый торец (14) соединен со вторым торцом (15) несколькими отверстиями (17). Каждое из отверстий предназначено для крепления соответственно одного модуля (1). Электрический проводник (9) имеет электропроводные контакты (18) для электрического соединения с ним контактов (8) отдельных модулей (1). Технический результат: обеспечение разностороннего или универсального применения в автомобилях, в том числе в уже существующих типах и моделях, обеспечение надежного разделения текущих сред и электрического контактирования. 5 н. и 3 з.п. ф-лы, 15 ил.

Изобретение относится к области прямого преобразования тепловой энергии в электрическую. Сущность: термоэлектрический генератор содержит теплоприемник, внутри корпуса которого размещен источник тепла. Снаружи корпуса установлены последовательно в тепловом отношении термоэлектрические модули и основания теплообменников системы охлаждения, механически связанные с корпусом теплоприемника с помощью средства крепления. Корпус теплоприемника выполнен прямоугольной формы в сечении. По большим сторонам корпуса симметрично расположены термоэлектрические модули и основания. Средство крепления выполнено в виде листовых пружин переменного сечения по длине, имеющих наибольшую толщину в средней зоне, уменьшающуюся к консольной части пружин, вынесенную за теплоприемник. Пружины попарно механически связаны между собой и расположены по краям оснований теплообменников с возможностью плотного и стабильного их прижатия с помощью винтовых блоков через термоэлектрические модули к поверхностям корпуса теплоприемника. Технический результат: повышение кпд, мощности и стабильности работы. 7 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх