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Erfindung
Russische Föderation Patent RU2282277

thermo Batterie

thermo Batterie

Name des Erfinders: Tagir Ismailov Abdurashidovich (RU); Verdiev Mikail Gadzhimagomedovich (RU); Evdulov Oleg (RU)
Der Name des Patentinhabers: Dagestan Staatlichen Technischen Universität (DSTU) (RU)
Korrespondenzanschrift: 367015, Machatschkala usw. Imam Schamil, 70, DSTU, Abteilung für geistiges Eigentum.
Startdatum des Patents: 2004.06.18

Die Erfindung betrifft Strukturen Thermopiles. Technische Ergebnis: eine Erhöhung der Temperaturdifferenz in der Thermosäule und die Reduktion von Metall. Die erfindungsgemäße thermo Batterie (TEB) besteht aus in Reihe geschalteten in die Schaltung über die Schalthalbleiterthermoelementen Platten, von denen jede durch zwei Zweige aus einem Halbleiter gebildet ist, jeweils p und n-Typ. Elektrischer Anschluss Zweige wird durch Kontaktaufnahme mit dem p-Typ-Zweig ausgeführt - Schaltplatte - n-Typ-Zweig, Filiale, in der p-Kontakt mit der Stirnfläche von einer Oberfläche der Leiterplatte und die n-Typ-Zweig - die andere. Jeder Zweig Kontakt mit gegenüberliegenden Stirnflächen der beiden Patch-Platten. Die ungerade (gerade) Schaltplatte haben eine Fläche etwas größer als die Querschnittsfläche der Zweige der p- und n-Typ. Ihre Enden ragen über die Oberfläche der Struktur durch die Zweige der TEB gebildet. Die freien Enden der ungerade (gerade) sind an den Schaltplatten verlötet elektrisch voneinander pads zu Folien aus Metallen oder Legierungen auf einer Keramikplatte aufgebracht gebildet isoliert. Jede gerade (ungerade) Kommutierung Platte an ihrem mittleren Abschnitt mit einem Durchgangsloch. Löcher durch Wafern alle Schalt elektrischen Leitungen sind zu einem einzigen Kanal verbunden, durch die das Kühlmittel während des Betriebs des TEB gepumpt wird. Der Raum, begrenzt durch die keramische Platte und der oberen Oberfläche der Struktur, die durch die Zweige der TEB gebildet wird mit einer Isolierung gefüllt ist. Eine Isolationsschicht und auf der restlichen Oberfläche des Februar aufgetragen.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft ein thermoGeräteTechnik, insbesondere auf die Struktur der thermoelektrischen Batterie (TEB).

TEB ist bekannt, wie in [1] beschrieben. TEB besteht aus in Reihe geschalteten in der elektrischen Schaltung des Halbleiter-Thermoelemente, die jeweils durch zwei Arme gebildet ist (Säulen, entweder zylindrisch oder quader hergestellt), jeweils aus einem Halbleiter gefertigt p- und n-Typ. Thermoelemente Verzweigungen mittels Schaltplatten und den zwei Schaltarme (p- und n-Typ) für die Schaltplatte verbunden ist, an ein und derselben flachen Oberfläche an den Kanten der letzteren vorgenommen. Wenn dieses Thermoelement hat eine "U-förmige" Form, wobei die vertikalen Elemente - p- und n-Zweige und die horizontalen - Schaltplatten. Die elektrisch in Reihe geschalteten Schaltplatten Thermoelemente TEB bilden, eingeschlossen zwischen zwei hochwärmedämmenden Platten -teploperehodami (in der Regel Keramik).

Die Nachteile der bekannten Konstruktionen sind: das Vorhandensein von mechanischen Spannungen durch den Bimetall-Effekt verursacht wird, erheblicher Kontakt von elektrischen und thermischen Widerstände (Schaltplatten und Wärmeübertragung), Wärmegewinne aus der heißen Schaltplatte auf mezhtermoelementnym Lücken zu kühlen, die die Effizienz des Kraftstoffs und Energiebilanz, sondern auch die Komplexität der effiziente Wärmeabfuhr von der heißen reduzieren Kreuzung Thermoelemente.

In der Nähe von dem beanspruchten TEB ist in [2] beschrieben, auf die über die Schalthalbleiterthermoelementen Platten in die Schaltung aus in Reihe geschalteten besteht, von denen jeder durch zwei Zweige gebildet ist, aus einem Halbleiter hergestellt ist jeweils p und n-Typ eine elektrische Verbindung durch Inkontaktbringen der Zweige durchgeführt p-Typ-Zweig - Schaltplatte - n-Typ-Zweig, Filiale, in der p-Kontakt mit der Stirnfläche von einer Oberfläche der Leiterplatte und die n-Typ-Zweig - die andere, wobei jeder Zweig Kontakt mit gegenüberliegenden Stirnflächen der beiden Patch-Platten.

Bekannte TEB erlauben keine signifikante Temperaturdifferenz zu erreichen, wenn Wärmeübertragungsflüssigkeiten verwendet wird.

Die Aufgabe, die durch die Erfindung gelöst werden soll, eine thermoelektrische Batterie diese Nachteile fehlen bereitzustellen.

Das technische Ergebnis durch Verwendung der Erfindung erreicht wird, ist die Temperaturdifferenz in der Thermosäule zu erhöhen, indem die Temperaturdifferenz zwischen den heißen Verbindungen und Kühlmittel zu reduzieren, Wärme abzulenken.

Die Lösung des Problems ist, dass die thermo Batterie vorgesehen in, bestehend aus aufeinanderfolgend in den Kreislauf verbunden, durch Platten Halbleiterthermoelementen schalten, von denen jede durch zwei Zweige aus einem Halbleiter gebildet ist, jeweils p und n-Typ eine elektrische Verbindung durch Kontakt Zweige Zweig p bewirkt -Typ - Schaltplatte - n-Typ-Zweig, Filiale, in der p-Kontakt mit der Stirnfläche von einer Oberfläche der Leiterplatte und die n-Typ-Zweig - die andere, wobei jeder Zweig Kontakt mit gegenüberliegenden Stirnflächen von zwei Schaltplatten, während ungerade (auch) Schaltplatte eine Fläche etwas größer ist als die Querschnittsfläche des Verzweigungs und p-n-Typ, so daß ihre Spitzen von der Oberfläche der Struktur durch die Zweige des thermo Batterie gebildet vorstehen, die ungerade (gerade) an den Schaltplatten verlötet sind elektrisch voneinander Seiten isoliert, in Form von Folien aus Metallen oder Legierungen auf einer Keramikplatte und jede gerade (ungerade) Kommutierung Platte an ihrem mittleren Abschnitt mit einem durch~~POS=TRUNC, mit Löchern aller gerade (ungerade) Schaltplatten, die durch elektroizolyatsonnyh Pipelines sind mit einem einzigen Kanal, durch den abgelagerten gemacht ein während des Betriebs des thermoelektrischen Batteriekühlmittel gepumpt wird, und die durch die keramische Platte und der oberen Oberfläche der Struktur, die durch die Zweige der thermoelektrischen Batterie gebildet umschlossenen Raum, mit einer Isolierung gefüllt ist, die auf der restlichen Oberfläche der thermoelektrischen Batterie angelegt wird.

Die Erfindung wird durch eine Zeichnung veranschaulicht, die eine termoeletricheskaya Batterie zeigt.

thermo Batterie

TEB besteht aus in Reihe geschalteten in die Schaltung durch Schaltplatten 1 und 2 abwechselnd Zweige jeweils p-Halbleiter aus und n-3-Typ 4. Elektrischer Anschluss Zweige durch Kontaktaufnahme mit dem p-Typ-Zweig ausgeführt wird 3 - Schaltplatte 1 oder 2 - Zweig 4 n-Typ, wobei die p-Typ Zweig 3 mit einer Stirnfläche einer Oberfläche der Leiterplatte in Kontakt gebracht, und die n-Typ-Zweig 4 - auf der anderen. Jeder Zweig der TEB in Kontakt mit gegenüberliegenden Stirnflächen von zwei Schaltplatten 1 und 2.

Kommutation der Platte 1 haben eine Fläche, die etwas größer als die Querschnittsfläche des Verzweigungs und p-n-Typ 3 und 4, so daß ihre Spitzen von der Oberfläche der Struktur, gebildet durch die Zweige der TEB abstehen. Die freien Enden der Schaltplatten 1 voneinander pads 5 in Form von Filmen oder einer Metalllegierung auf der Keramikplatte 6 abgeschieden hergestellt mit dem elektrisch isolierten verlötet.

Zusätzlich Schalt jede Platte 2 in ihrem Mittelteil eine Durchgangsöffnung 7. Die Öffnungen 7 der Platten 2 mittels Schalt elektrischen Leitungen 8 sind mit einem Kanal verbunden, durch die das Kühlmittel während des Betriebs des TEB gepumpt wird.

Der Raum, begrenzt durch die Keramikplatte 6 und der oberen Fläche der TEB durch Zweige gebildete Struktur, gefüllt mit einer Wärmeisolierung 9. Die Isolationsschicht 9 und auf der restlichen Oberfläche des Februar aufgetragen. Auf der Oberfläche am Ende der Zweige sind am Anfang und Ende des TEB sind 10 pads, durch die die Zufuhr von elektrischer Energie zu dem TEB.

TEB FUNKTSIANIRUET FOLGT

Wenn durch die TEB konstanten elektrischen fließenden Strom von der Stromversorgung durch Kontaktflächen 10 zugeführt wird, zwischen den Anschlußplatten 1 und 2, was Kontakte Zweige p-und n-Typ 3 und 4 gibt es einen Temperaturunterschied durch die Freisetzung und Absorption von Wärme des Peltier verursacht. Somit eine Polarität eines elektrischen Stroms sollte an den Schaltplatten 1 und die Auswahl der Wärmeabsorption auftreten, in denen beobachtet wird, werden - 2 für die Platten Schalt (bei 1: plus - bis n-Verzweigungstyp 4 und einem Minus - eine p-Typ-Zweig 3).

Wenn aufgrund des Kühlmittels durch den durch Isolierrohre 8 und durch die Löcher 7 gebildeten Kanal Pumpen in Umschalten der Platten 2, die Temperatur des letzteren auf einem konstanten Niveau gehalten wird, die Temperatur der Schaltplatten 1 a und die zugeordneten elektrisch isolierten Pads 5 und der Keramikplatte 6 ab bis zu einem gewissen ein bestimmter Wert. Wenn ein vorbestimmter Stromwert der Temperaturabsenkung auf der Keramikplatte 6 wird auf der Wärmebelastung darauf abhängen. Thermische Belastung besteht aus Wärmelecks aus der Umgebung, die Wärme von den heißen Schaltplatten 2 verursachte Leitfähigkeit TEB Zweige Joule Wärme bildet, sondern auch die Wärme aus dem Kühl Objekt kommen. 9 Isolierung dient Wärmegewinn aus der Umwelt zu reduzieren.

Die beanspruchte TEB hat die folgenden Vorteile im Vergleich zu den bestehenden analogen:

1. Beseitigung von mechanischen Spannungen durch den Bimetall-Effekt verursacht wird und somit die Zuverlässigkeit der TEB verbessern.

2. Bei der beanspruchten Konstruktion erheblich reduziert Wärmeströme von heiß bis kalt Kontakt den benachbarten Zweigen des Brennstoffs und der Energiebilanz.

3. Die Umschaltung von der Leistung der TEB Plattenkontakte Spezifität sind viel dünner in der Richtung des elektrischen Stroms als analog, was zu einer signifikanten Verringerung ihrer elektrischen und thermischen Widerstände und Wärmekapazitäten, die eine niedrigere Temperatur zu erreichen, ermöglicht, und nimmt ab, wenn der Ausgangszeitkonstante Februar Arbeitsmodus; Darüber hinaus elektrischen Kontaktwiderstand verringert.

Reduzierte Dicke der Wärmeübertragung 4. - dielektrische Schicht 6 hat eine geringe Dicke.

5. Die erfindungsgemässe Konstruktion kann mit unterschiedlichen Längen der Zweige verwendet werden, was eine genauere Anpassung der Parameter wie Strom und optimale Temperaturdifferenz für jedes Paar von p- und n-Zweige-Typ, was zu einer Erhöhung der Energieeffizienz von TEB.

6. Verbesserte Bedingungen der Wärmeaustausch zwischen dem Kühlmittel und der Leiterplatte.

LITERATUR

1. EA Kolenko Thermoelektrische Kühlvorrichtungen. L:. Nauka, 1967.

2. B.S.Pozdnyakov, E.A.Koptelov, thermoelektrische Kraft, Atomizdat 1974, S. 88, Bild 5.13

FORDERUNGEN

Thermoelektrikum-Batterie, bestehend aus hintereinander geschaltete in die Schaltung über die Schalthalbleiterthermoelementen Platten, von denen jede durch zwei Zweige aus einem Halbleiter gebildet ist, jeweils p und n-Typ elektrischen Verbindungsabzweigungen p- und n-Typ-Kontakt mit der p-leitenden Zweig durch - Schaltplatte - Zweig von n-Typ, wobei der Zweig p-Kontaktstirnfläche auf einer Oberfläche der Leiterplatte und der Zweig n-Typ - der andere, mit jedem Zweig in Kontakt mit den gegenüberliegenden Stirnflächen mit zwei Schaltplatten, während die ungeraden (auch ) Schaltplatte haben eine Fläche, die etwas größer als die Querschnittsfläche des Verzweigungs und p-n-Typ, so daß ihre Spitzen von der Oberfläche der Struktur, gebildet durch die Zweige des thermoelektrischen Batterie vorstehen, dadurch gekennzeichnet, dass die ungerade (gerade) an den Schaltplatten elektrisch isoliert von jedem verlötet andere Pads zu Folien aus Metallen oder Legierungen auf einer Keramikplatte und jede gerade (ungerade) Kommutierung Platte an ihrem mittleren Abschnitt mit einem durch~~POS=TRUNC, mit Löchern aller gerade (ungerade) Schaltplatten mit Hilfe von elektrischen Leitungen sind mit einem einzigen Kanal aufgebracht werden, gebildet, wonach in den Betrieb des thermoelektrischen Batteriekühlmittel, um den Raum durch die keramische Platte und der oberen Oberfläche der Struktur, die durch die Zweige der thermoelektrischen Batterie gebildeten umschlossenen gepumpt, mit einer Isolierung gefüllt ist, die auf der restlichen Oberfläche der thermoelektrischen Batterie angelegt wird.

Druckversion
Erscheinungsdatum 13.01.2007gg