Термоэлектрическая батарея
Изобретение относится к термоэлектрическому преобразованию энергии и может быть использовано для построения термоэлектрических батарей. Сущность: термоэлектрическая батарея содержит цельное металлическое основание, на котором размещены полупроводниковые стержни одного типа проводимости с образованием спаев. Выводы полупроводниковых стержней через ключи соединены с общей электрической шиной. Технический результат: упрощение конструкции. 3 ил.
Изобретение относится к энергетике и может быть использовано при построении термоэлектрических батарей.
Описанным устройством для соединения полупроводниковых термоэлементов в батарею с использованием параллельно соединенных термоэлементов (US 3775218 A, H01L 36/16, 27.11.1973 реферат) является устройство, в котором на общем основании батареи (поз. 1 на фиг.1) термоэлементы соединяются между собой с помощью отдельных соединительных металлических подложек (мостиков), которые отделяются друг от друга полиамидным слоем (RU 2075138 С1, H01L 35/30, 10.03.199 описание) (поз. 2), а также (Г.С. Генсберг «Элементарный учебник физики», стр. 190,) (Фиг. 1).
Недостаток такого устройства заключается в том, что соединение термоэлементов разных типов проводимости с помощью отдельных соединительных металлических подложек (мостиков), разделенных полиамидным слоем, не позволяет максимально эффективно использовать площадь основания, на котором крепятся термоэлементы, и усложняет конструкцию и изготовление устройства.
Целью изобретения является создание термоэлектрической батареи более простой конструкции, позволяющей использовать полупроводниковые элементы одного типа проводимости с размещением их на минимально возможном расстоянии.
Это достигается тем, что термоэлектрическая батарея, характеризующаяся параллельным соединением полупроводниковых элементов, содержит цельное металлическое основание, на котором размещены полупроводниковые стержни с образованием спаев, выводы полупроводниковых стрежней через ключи соединены с общей электрической шиной.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Графически чертежи представлены в виде трех чертежей: фигура 1, фигура 2, фигура 3.
Фигура 1 состоит:
- позиция 1 - общее основание батареи термоэлементов;
- позиция 2 - соединительный металлический мостик;
- позиция 3 - полупроводниковый стержень (типа 1);
- позиция 4 - полупроводниковый стержень (типа 2);
- позиция 5 - сопротивление нагрузки.
Фигура 2 состоит:
- позиция 3 - полупроводниковый стержень (тип 1);
- позиция 5 - сопротивление нагрузки;
- позиция 6 - металлическое основание;
- позиция 7 - полупроводниковые ключи (диоды).
Фигура 3 состоит:
- позиция 3 - полупроводниковые стержни (тип 1);
- позиция 5 - сопротивление нагрузки;
- позиция 6 - цельное металлическое основание;
- позиция 7 - полупроводниковые ключи (диоды);
- позиция 8 - нагревательный элемент;
- позиция 9 - спай;
- позиция 10 - общая электрическая шина.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ.
ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ В СТАТИЧЕСКОМ СОСТОЯНИИ
На цельном металлическом основании любой геометрической формы (поз. 6) с помощью существующих технологий размещены полупроводниковые термоэлементы (поз. 3). На местах соединения полупроводников с металлом образуются спаи (поз. 9). К нижней части металлического основания батареи прикреплен нагревательный элемент (поз. 8). К выводам полупроводниковых термоэлементов путем физического соединения подключены полупроводниковые ключи (диоды - поз. 7). При этом второй вывод полупроводниковых ключей (диодов) подключен к общей электрической шине (поз. 10). Сопротивление нагрузки (поз. 5) подключено одним выводом к общей шине, вторым выводом - к цельному металлическому основанию (поз. 6).
ОПИСАНИЕ РАБОТЫ КОНСТРУКЦИИ
При повышении температуры нагревателя (поз. 8) возникает разность температур «горячего» и «холодного» спаев не менее чем 100 градусов Цельсия. Э.д.с. каждого термоэлемента становится равной не менее чем 0.1 Вольт. При этом открываются полупроводниковые диоды (ключи - поз. 7) и ток через общую шину (поз. 10) течет на нагрузку (поз. 5). На нагрузке происходит сложение всех токов. При этом э.д.с. батареи термоэлементов равна э.д.с. одного термоэлемента (Фиг. 3).
Термоэлектрическая батарея, характеризующаяся параллельным соединением полупроводниковых элементов, содержащая цельное металлическое основание, на котором размещены полупроводниковые стержни с образованием спаев, выводы полупроводниковых стрежней через ключи соединены с общей электрической шиной.