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Erfindung
Russische Föderation Patent RU2269183

thermo Batterie

thermo Batterie

Name des Erfinders: Tagir Ismailov Abdurashidovich (RU); Verdiev Mikail Gadzhimagomedovich (RU); Evdulov Oleg (RU); Merkuhin Alekseevskii
Der Name des Patentinhabers: Dagestan State Technical University (DSTU)
Korrespondenzanschrift: 367015, Machatschkala usw. Imam Schamil, 70, DSTU, Abteilung für geistiges Eigentum.
Startdatum des Patents: 2003.11.28

Die Erfindung bezieht sich auf die Struktur der thermoelektrischen Batterie (TEB). Das technische Ergebnis: an den Schaltplatten die Wärmebelastung zu reduzieren vereinfachen Schaltplatten mit Objekten und teplosbrosa Kühlsystem Schnittstellen. Die erfindungsgemäße thermo Batterie (TEB) besteht aus in Reihe geschalteten zusammengesetzt in die Schaltung über die Schaltplatten alternierende Zweige jeweils aus p-Typ-Halbleiter 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. Schaltplatten 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 der TEB abstehen. Die Enden der ungeradzahligen Patch von Platten zugunsten einer Oberfläche der Struktur, und die Enden der geraden Schaltplatten - für einen anderen. Die Enden der Schaltkontaktplatten elektrisch voneinander pads zu Folien aus Metallen oder Legierungen auf einer Keramikplatte aufgebracht gebildet isoliert. Der Raum, begrenzt durch die Keramikplatten und der Oberfläche der Struktur durch TEB Zweige gebildet ist, mit einer Wärmeisolierung gefüllt.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

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

TEB ist der Prototyp der Erfindung beschrieben in [1]. 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 miteinander verbunden sind, und die Verzweigungstyp und p-n-Typ-Kontaktstirnflächen jeweils mit zwei einander gegenüberliegenden Oberflächen der Leiterplatte. Schaltplatten haben eine etwas größere Fläche als die Querschnittsfläche der Schenkel, so dass sie über die Oberfläche der Struktur, gebildet durch TEB Zweige vorstehen, und ungeraden Schaltplatte für eine Oberfläche der Struktur stehen, und auch die Kommutierung Platte - für einen anderen.

Die Nachteile der bekannten Konstruktionen ist die Anwesenheit des Wärmeflusses von der Oberfläche zu den Schaltzweigen TEB Platten, was in Gegenwart von zusätzlichen Platten für die Wärmebelastung Schalten und Schalt und Schnittstellen teplosbrosa Objekte Komplexität Platten und Kühlsystem.

Die Erfindung zielt darauf ab, diese Nachteile und TEB Effizienz Betrieb zu beheben.

Zur Erreichung der oben genannten Ziele TEB, bestehend aus in Reihe mit einem elektrischen Schaltkreis durch die Schalthalbleiterthermoelementen Platten, von denen jede durch zwei Zweige aus einem Halbleiter gebildet ist, jeweils p und n-Typ und p-Typ-Zweige und die n-Typ-Kontaktstirnflächen jeweils mit zwei einander gegenüberliegenden Oberflächen der Schaltungsplatte. Schaltplatten haben auch eine etwas größere Fläche als die Querschnittsfläche der Schenkel, so dass sie über die Oberfläche der Struktur vorstehen, durch die Zweige der thermo Batterie gebildet wird, die ungeradzahligen Platten dienen für eine Oberfläche der Struktur Schalt, und auch die Kommutierung Platte - für einen anderen. Wenn dieses Schalten der Platte mit ihren Enden in Kontakt mit elektrisch voneinander isoliert, in Form von Filmen oder Metalllegierungen pads, Keramik auf der hochwärmeÜbertragungsPlatte aufgebracht, und die durch die Platten begrenzt Freiraum und die Oberfläche der Keramikstruktur durch die Zweige der thermo Batterie gefüllt Isolierung gebildet.

thermo Batterie thermo Batterie

Das Design gezeigt in Figuren 1-2 Februar TEB besteht aus in Reihe geschalteten in die Schaltung durch Schaltplatten 1 und 2 abwechselnd Zweige jeweils aus p-Halbleiter und n-3-Typ Zweige 4. Elektrischer Anschluss durch Kontaktaufnahme mit dem p-Typ-Zweig erfolgt 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. Die Schaltplatten 1 und 2 haben eine Fläche, die etwas größer als die Querschnittsfläche des Verzweigungs und p-n-Typ 3 und 4, so daß ihre Spitzen stehen aus der Oberfläche der Struktur TEB Zweige gebildet, wie in Abbildung 1 dargestellt. Die Enden der ungeraden Schaltplatten 1 zugunsten einer Oberfläche der Struktur, und die Enden der geraden Schaltplatten 2 - für die andere, wie in Figur 2 gezeigt. 1 zeigt ein TEB Keramikplatten - Wärmeübertragung. Die freien Enden der Schaltplatten 1 und 2 sind voneinander Pads an den elektrisch isolierten verlötet 5 und 6 in Form von Filmen oder einer Metalllegierung auf den Keramikplatten 7 und 8. Der Raum, begrenzt durch die Keramikplatten 7 und 8 und der Oberfläche der Struktur, die durch die Zweige der TEB abgeschieden hergestellt, 9. es gibt Isolierung gefüllt Pads 10, durch die der elektrische Kontakt zur TEB auf der Oberfläche am Ende der Zweige, am Anfang und Ende der TEB entfernt. Im Falle von TEB im Kühlmodus wird die Kontakte 10 elektrische Energie von der Stromversorgung zugeführt wird, und im Fall von TEB Modus thermoelektrischen Generator mit 10 Kontakten wird elektrische Energie entfernt wird.

TEB im Kühlmodus arbeitet wie folgt. Wenn durch die TEB konstanten elektrischen Strom von der Stromversorgung durch Kontaktflächen 10 zugeführt vorbei, zwischen den Anschlußplatten 1 und 2, was Kontakte Zweige p-und n-Typ 3 und 4 gibt es einen Temperaturunterschied durch die Freigabe auf der einen benachbarten Enden der Zweige hervorgerufen - ungerade oder gerade die Platten wechseln, und die Absorption von anderen benachbarten Enden der Zweige - gerade oder ungerade Schaltplatten, Peltier-Wärme. In 1 ist die Polarität des elektrischen Stromes, die Enden der Zweige in Kontakt heizt mit der Schalt auch Kühlplatten 2 und den Enden der Zweige in Kontakt mit den ungeraden 1. Wenn die Wärmeübertragung durch den Kühlkörper 8, die Kontaktstelle 6 gleichzeitig, ist die Temperatur Platten gelötet 2 auf einem konstanten Wert, die Temperatur des Wärmeübertragungs 7 gehalten, die über pads 5 mit Thermoelement Kaltstellen 1 unter einen bestimmten Wert in thermischem Kontakt steht. Wenn ein elektrischer Strom mit einem vorgegebenen Wert der Temperatur der Wärmeübertragungs 7 hängt von der Wärmebelastung darauf zu reduzieren. Thermische Belastung besteht aus Wärmelecks aus der Umgebung, die Wärme von den heißen Kontakten aufgrund der thermischen Leitfähigkeit TEB Zweige Joule Wärme bildet, sondern auch die Wärme aus dem Kühl Objekt kommen. Isolierung 9 dient Wärmeleckage von der Umgebung zu reduzieren, sondern auch auf der Oberfläche der TEB Zweigen.

TEB in einem thermoelektrischen Generator-Modus arbeitet wie folgt. In Gegenwart von einer Wärmequelle, Erhitzen, beispielsweise Wärmeübertragung 7a und mit ihm thermischen Kontaktpad 5 und der Schaltplatte 1 und ein System anweisen, Wärme von der Wärmeübertragungs 8, Bereiche 6 und Schaltplatten 2, zwischen den Anschlußplatten 1 und 2 abgeführt wird bestimmte Temperaturdifferenz. Mit einem solchen Temperaturunterschied zwischen den Anschlußplatten 1 und 2 Kontaktarme in Eingriff p- und n-Typ 3 und 4, zwischen den Kontaktflächen 10, um eine Potentialdifferenz - der thermo-emf Seebeck-Effekt verursacht .. Wenn der Verschluß Kontaktkissen 10 auf einen spezifischen elektrischen Last in dem gebildeten Schaltung, einem konstanten elektrischen Strom. Die Menge an elektrischem Strom durch die Schaltung fließt, ist abhängig von der thermischen emf., Die wiederum auf der Koeffizient der thermischen emf abhängt. ein thermoelektrisches Material, wobei die Anzahl der Thermoelemente in der TEB, die Temperaturdifferenz zwischen den Anschlußplatten 1 und 2, und die Größe der elektrischen Last.

Gebrauchte Bücher

1. BS Pozdnyakov, Koptelov EA Thermoelektrische Energie. M:. Atomizdat 1974.

FORDERUNGEN

Thermoelektrikum-Batterie, bestehend aus aufeinanderfolgend in den Kreislauf verbunden, durch Schalthalbleiterthermoelementen Platten, von denen jede durch zwei Zweigen gebildet ist aus einem Halbleiter, jeweils p und n-Typ und p-Typ-Zweige und die n-Typ-Kontaktstirnflächen jeweils mit zwei gegenüberliegenden Oberflächen der Leiterplatte weisen Schaltplatten eine etwas größere Fläche als die Querschnittsfläche der Schenkel, so dass sie über die Oberfläche der Struktur, gebildet durch die Zweige des Thermoelektrikum-Batterie, die ungeraden Schaltplatte für eine Oberfläche der Struktur, und auch die Kommutierung Platte ragen stehen - für die andere, wobei daß Kommutierungsplatte an ihren Enden in Kontakt mit elektrisch voneinander isoliert, auf den hochKeramikPlatten abgeschieden in Form von Folien aus Metallen oder Legierungen pads - Wärmeübertragung, und der freie Raum, der von den Platten und der Oberfläche der Keramikstruktur begrenzt durch die Zweige des thermo Batterie gebildet, mit einer Isolierung gefüllt ist.

Druckversion
Erscheinungsdatum 13.01.2007gg