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Erfindung
Russische Föderation Patent RU2269184

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 betrifft ein thermoGeräteTechnik, insbesondere auf die Struktur der thermoelektrischen Batterie (TEB). EFFEKT: Beseitigung der Gefahr eines elektrischen Schlags während des Betriebs, die Bedingungen der Wärmeaustausch zwischen den Anschlussplatten und dem Objekt der Kühlung zu verbessern, sondern auch teplosbrosa System. Die erfindungsgemäße thermo Batterie (TEB) besteht aus einer in Reihe geschalteten in der elektrischen Schaltung über die Schalthalbleiterwafer Thermoelemente. Elektrischer Anschluss Zweige wird durch Kontaktaufnahme mit dem p-Typ-Zweig ausgeführt - Schaltplatte - n-Typ-Zweig. Die Zweige der p-Typ- und n-Typ-Kontaktstirnflächen jeweils mit zwei gegenüberliegenden Oberflächen. Schaltplatten haben eine Fläche, die etwas größer als die Querschnittsfläche des Verzweigungs und p-n-Typ, so dass ihre ersten Enden von der Oberfläche der Struktur, gebildet durch die Zweige der TEB abstehen. Odd Schaltplatten zugunsten einer Oberfläche der Struktur, und auch die Schaltplatte - für einen anderen. Vorragenden Abschnitte der Schaltplatten sind mit einer Schutzschicht mit hoher Wärmeleitfähigkeit Dielektrikum bedeckt. Das Verhältnis der Oberflächenvorsprünge von geraden und ungeraden Schaltplatten aus der Beziehung bestimmt:

wobei S 2, S 1, 1 2, T 2, T 1 - bzw. der Bereich der Wärmeübergangskoeffizienten der Oberflächen mit ihrer Umwelt und die durchschnittliche Temperatur der überstehenden Enden von geraden und ungeraden Schaltplatten, Mi T - Umgebungstemperatur; - Refrigeration TEB-Verhältnis im Falle ihrer Arbeit im Kühlmodus oder die Geschwindigkeit der Energieumwandlung im Falle von TEB in Thermoelektrikum-Modus.

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 Arme, so daß sie über die Oberfläche der Struktur vorstehen, durch die Zweige der TEB gebildet.

Die Nachteile der bekannten Konstruktion ist ein gewisses Risiko eines elektrischen Schlags während des Betriebs, als Schaltplatte, auf der elektrische Strom fließt, nicht elektrisch isoliert sind, und eine nicht optimal für die wirksamste Wärmeaustausch mit dem Gegenstand des Kühlsystems und die Werte der Fläche teplosbrosa Vorsprünge Schaltplatten.

Das Ziel der Erfindung ist es, die Gefahr eines elektrischen Schlags während des Betriebs TEB, die Verbesserung der Bedingungen für den Wärmeaustausch zwischen den Verbindungsplatten und dem Objekt der Abkühlung, sondern auch teplosbrosa System zu beseitigen.

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. So sind die vorstehenden Teile von Schaltplatten sind mit einer Schicht mit hoher Wärmeleitfähigkeit Dielektrikum beschichtet. Das Verhältnis der Flächen der vorstehenden Abschnitte von geraden und ungeraden Schaltplatten aus der Beziehung bestimmt wird:

wobei S 2, S 1, 2 1, T 2, T 1 - bzw. der Bereich der Wärmeübergangskoeffizienten der Oberflächen mit ihrer Umwelt und die durchschnittliche Temperatur der vorstehenden Abschnitte von geraden und ungeraden Schaltplatten, die cp T - Umgebungstemperatur; - Refrigeration Koeffizient der thermo Batterie während des Betriebs als Kühlschrank oder dem Energieumwandlungsfaktor in dem Fall des Betriebs als Generator von Elektrizität.

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 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 an einer Endfläche einer der Oberflächen der Leiterplatte und der n-Typ-Zweig 4 kontaktiert wird - zur gegenüberliegenden. Darüber hinaus ist jeder Zweig in der TEB Ende gegenüberliegenden Flächen in Kontakt mit zwei Schaltplatten 1 und 2 mit Ausnahme der Stromversorgungszweige. Schaltplatten 1 und 2 haben eine Fläche, die etwas größer als die Querschnittsfläche des Verzweigungs und p-n-Typ 3 und 4, so daß deren Teile aus der Oberfläche der Struktur vorstehen, durch die Zweige der TEB gebildet. In diesem Teil der ungeraden Schaltplatten 1 zugunsten einer Oberfläche der Struktur und auch einen Teil der Schaltplatten 2 - für einen anderen. Lautsprecher der Schaltplatten sind mit einer Schutzschicht mit hoher thermischer Isolator 5 bedeckt.

Die Oberflächenstruktur gebildet TEB Zweige, mit einer Schicht aus dielektrischem Isolationsmaterial 6 an den äußersten Stirnflächen der Zweige bedeckt, die jeweils am Anfang und Ende der TEB sind, sind Stromzuführungskontaktkissen 7 (Kollektor in dem Fall eines TEB thermoelektrischen Generator-Modus).

TEB BEI DER VERWENDUNG VON ES IM KÜHL arbeitet wie folgt:

Wenn durch die TEB konstanten elektrischen Strom von der Stromversorgung durch Kontaktflächen 7 geliefert vorbei, die Umschaltung zwischen den Platten 1 und 2, was Kontakte Zweige p- und n-Typ 3 und 4 gibt es einen Temperaturunterschied durch die Freisetzung und Absorption des Wärme Peltier verursacht. Wenn ein elektrisches in Figur angedeutet Strompolaritäts 1 selbst erwärmt wird das Umschalten der Kühlplatten 2 und ungerade 1. Wenn die Temperatur des Kühlkörpers durch die Schaltplatte 2 bei einem gegebenen Wert des elektrischen Stroms konstant gehalten wird, die Temperatur der Schaltplatten 1 Tropfen auf einen bestimmten Wert . Für einen gegebenen Wert des elektrischen Stroms, um die Temperatur der Schaltplatten zu reduzieren, wird auf sie von der thermischen Last ab. Thermische Belastung besteht aus der Umgebung von Wärmelecks und aus zwei Schaltplatten aufgrund der thermischen Leitfähigkeit TEB Zweige Joule Wärme bildet, sondern auch die Wärme aus dem Kühl Objekt kommen. 6 Isolierung dient Wärmegewinn aus der Umgebung, und eine Schutzschicht hoher thermischer Isolator 5 zu reduzieren - zu beseitigen, die Möglichkeit eines elektrischen Schlag während des Betriebs FEBRUAR

TEB im Fall von thermo es Modus arbeitet wie folgt:

In Gegenwart von einer Wärmequelle, Heizung, beispielsweise auch Schaltplatte 2 und ein System zur Herstellung eines wärmeabgebenden Schaltplatten 1, die Umschaltung zwischen den Platten 1 und 2 wird eine bestimmte Temperaturdifferenz eingestellt. Mit einem solchen Temperaturunterschied zwischen den Anschlußplatten 1 und 2 Kontaktarme in Eingriff p- und n-Typ 3 und 4, zwischen den Kontaktflächen 7, um eine Potentialdifferenz - der thermo-emf Seebeck-Effekt verursacht .. Mit der Schließung der Kontaktflächen 7 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 dem Wert der elektrischen Last.

Gebrauchte Bücher

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

FORDERUNGEN

Thermoelektrikum-Batterie, bestehend aus hintereinander geschaltete in die Schaltung über die Schalthalbleiterthermoelementen Platten, von denen jede durch zwei Zweige aus einem Halbleiter, jeweils p und n-Typ, p-Typ-Zweig gebildet und n-Typ-Kontaktstirnflächen jeweils mit zwei einander gegenüberliegenden Flächen Schaltplatten, Schaltplatten haben eine etwas größere Fläche als die Querschnittsfläche der Filialen, so dass sie über die Oberfläche der Struktur herausragen durch die Zweige der thermoelektrischen Batterie gebildet wird, stehen die ungeraden Schaltplatte eine Oberfläche der Struktur für und die Kommutierung Platte selbst - für den anderen, wobei daß die vorstehenden Teile der Schaltplatten sind mit einer Schutzschicht mit hoher thermischer Leitfähigkeit des Dielektrikums, das gleiche Verhältnis von Fläche Vorsprünge bedeckt von geraden und ungeraden Schalt die Platten durch die Beziehung bestimmt wird,

wobei S 2, S 1, 1 2,2 T, T 1, - bzw. der Bereich der Wärmeübergangskoeffizienten der Oberflächen mit ihrer Umwelt und die durchschnittliche Temperatur der vorstehenden Abschnitte von geraden und ungeraden Schaltplatten, Mi T - Umgebungstemperatur; - Refrigeration Koeffizient der thermo Batterie während des Betriebs als Kühlschrank oder dem Energieumwandlungsfaktor in dem Fall des Betriebs als Generator von Elektrizität.

Druckversion
Erscheinungsdatum 12.02.2007gg