RU2534383C2 - Thermoelectric battery - Google Patents
Thermoelectric battery Download PDFInfo
- Publication number
- RU2534383C2 RU2534383C2 RU2013101307/28A RU2013101307A RU2534383C2 RU 2534383 C2 RU2534383 C2 RU 2534383C2 RU 2013101307/28 A RU2013101307/28 A RU 2013101307/28A RU 2013101307 A RU2013101307 A RU 2013101307A RU 2534383 C2 RU2534383 C2 RU 2534383C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- branches
- heat
- covered
- layer
- plates
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к термоэлектрическому приборостроению, в частности к конструкциям термоэлектрических батарей (ТЭБ).The invention relates to thermoelectric instrumentation, in particular to the construction of thermoelectric batteries (TEB).
Прототипом изобретения является ТЭБ, описанная в [1]. ТЭБ состоит из последовательно соединенных в электрическую цепь полупроводниковых термоэлементов, каждый из которых образован двумя ветвями (столбиками, выполненными либо цилиндрическими, либо в виде прямоугольного параллелепипеда), изготовленными из полупроводника соответственно р- и n-типа. Ветви термоэлементов соединяются между собой посредством коммутационных пластин, причем ветви p-типа и n-типа контактируют торцевыми поверхностями соответственно с двумя противоположными поверхностями коммутационной пластины. Коммутационные пластины имеют несколько большую площадь, чем площадь поперечного сечения ветвей, вследствие чего они выступают за поверхность структуры, образованной ветвями ТЭБ, причем нечетные коммутационные пластины выступают за одну поверхность структуры, а четные коммутационные пластины - за другую. Соответственно, отвод и подвод теплоты осуществляются с выступающих частей коммутационных пластин за счет воздушного или жидкостного теплообмена.The prototype of the invention is the thermopile, described in [1]. A fuel cell consists of semiconductor thermoelements connected in series to an electric circuit, each of which is formed by two branches (columns made either cylindrical or in the form of a rectangular parallelepiped) made of a p- and n-type semiconductor, respectively. The branches of the thermocouples are interconnected by means of patch plates, the p-type and n-type branches contacting the end surfaces, respectively, with two opposite surfaces of the connecting plate. The patch plates have a slightly larger area than the cross-sectional area of the branches, as a result of which they protrude beyond the surface of the structure formed by the thermopile branches, with the odd patch plates protruding over one surface of the structure, and the even patch plates over the other. Accordingly, heat removal and supply are carried out from the protruding parts of the switching plates due to air or liquid heat exchange.
Недостатком известной конструкции является отвод (подвод) теплоты только с поверхности выступающих частей коммутационных пластин, тогда как вследствие теплопроводности имеет место также нагрев (охлаждение) близлежащих к ним областей ветвей термоэлементов.A disadvantage of the known design is the removal (supply) of heat only from the surface of the protruding parts of the patch plates, while due to the thermal conductivity there is also heating (cooling) of the adjacent areas of the branches of thermocouples.
Целью изобретения является повышение эффективности отвода (подвода) теплоты с горячих (холодных) контактов ТЭБ за счет отвода (подвода) теплоты также и с близлежащих к ним областей ветвей термоэлементов.The aim of the invention is to increase the efficiency of removal (supply) of heat from the hot (cold) contacts of the fuel element due to the removal (supply) of heat also from neighboring areas of the branches of thermocouples.
Цель достигается тем, что поверхность структуры, образованной ветвями ТЭБ, за исключением областей, близлежащих к выступающим частям коммутационных пластин, покрыта слоем теплоизоляционного диэлектрического материала. Площадь, не покрытая слоем теплоизоляционного диэлектрического материала, определяется произведением толщины ветви термоэлемента на ¼ ее высоты. Указанная поверхность, непокрытая слоем теплоизоляции, имеет профилированную боковую поверхность, выполненную с выступающими шипами в виде треугольной призмы, установленными под углом, варьирующимся в пределах 45-135° к плоскости их установки, расположенными в шахматном порядке. Съем теплоты с холодных и горячих коммутационных пластин и близлежащих к ним областей производится в контейнеры с плавящимися рабочими веществами.The goal is achieved in that the surface of the structure formed by the thermopile branches, with the exception of areas adjacent to the protruding parts of the patch plates, is covered with a layer of heat-insulating dielectric material. The area not covered by a layer of insulating dielectric material is determined by the product of the thickness of the thermocouple branch by ¼ of its height. The specified surface, uncovered with a layer of thermal insulation, has a profiled side surface made with protruding spikes in the form of a triangular prism mounted at an angle varying within 45-135 ° to the plane of their installation, staggered. Heat is removed from cold and hot connection plates and areas adjacent to them in containers with melting working substances.
Конструкция термоэлектрической батареи приведена на фиг.1-3. ТЭБ состоит из последовательно соединенных в электрическую цепь посредством коммутационных пластин 1 и 2 чередующихся ветвей, изготовленных соответственно из полупроводника p-типа 3 и n-типа 4. Электрическое соединение ветвей осуществляют посредством контакта ветвь p-типа 3 - коммутационная пластина 1 или 2 - ветвь n-типа 4, где ветвь p-типа 3 контактирует торцевой поверхностью с одной из поверхностей коммутационной пластины, а ветвь n-типа 4 - с другой. Каждая ветвь в ТЭБ контактирует противоположными торцевыми поверхностями с двумя коммутационными пластинами 1 и 2. Коммутационные пластины 1 и 2 имеют площадь, несколько большую, чем площадь поперечного сечения ветвей p- и n-типа 3 и 4, вследствие чего их концы выступают за поверхность структуры, образованной ветвями ТЭБ. Концы нечетных коммутационных пластин 1 выступают за одну поверхность структуры, а концы четных коммутационных пластин 2 - за другую.The design of the thermoelectric battery is shown in Fig.1-3. The fuel and energy complex consists of alternating branches connected in series into the electric circuit by means of switching
Поверхность структуры, образованной ветвями ТЭБ, за исключением областей близлежащих к выступающим частям коммутационных пластин 1 и 2, покрыта слоем теплоизоляционного диэлектрического материала 5. Площадь, не покрытая слоем теплоизоляционного диэлектрического материала 5, определяется произведением толщины ветви термоэлемента на ¼ ее высоты. Указанная поверхность, непокрытая слоем теплоизоляции, имеет профилированную боковую поверхность, выполненную с выступающими шипами 6, расположенными в шахматном порядке (вид сверху единичного термоэлемента с профилированной поверхностью показан на фиг.2).The surface of the structure formed by the thermopile branches, with the exception of areas adjacent to the protruding parts of the connecting
Съем теплоты с холодных и горячих коммутационных пластин и близлежащих к ним областей производится в контейнеры с плавящимися рабочими веществами 7.Heat is removed from cold and hot patch plates and areas adjacent to them in containers with melting
ТЭБ функционирует следующим образом.TEB operates as follows.
При прохождении через ТЭБ постоянного электрического тока, подаваемого от источника электрической энергии, между коммутационными пластинами 1 и 2, представляющими собой контакты ветвей p- и n-типа 3 и 4, возникает разность температур, обусловленная выделением и поглощением теплоты Пельтье. При указанной на фиг.1 полярности электрического тока происходит нагрев нечетных коммутационных пластин 1 и охлаждение четных 2. Съем теплоты с холодных и горячих коммутационных пластин, а также с близлежащих к ним областей осуществляется в контейнеры с плавящимися рабочими веществами 7.When a constant electric current supplied from an electric energy source passes through the thermopile, between the
Повышение эффективности отвода теплоты с горячих и холодных контактов ТЭБ осуществляется за счет ее съема также и с близлежащих к коммутационным пластинам областей поверхности структуры, образованной ветвями ТЭБ. Причем за счет профилирования поверхности ветви термоэлемента, с которой осуществляется съем тепла, увеличивается коэффициент теплопередачи от нее к приемникам холода и тепла. Теплоизоляция 5 служит для уменьшения теплопритока из окружающей среды.An increase in the efficiency of heat removal from hot and cold contacts of a thermopile is carried out due to its removal also from regions of the structure surface formed by thermopile branches that are adjacent to the switching plates. Moreover, due to the profiling of the surface of the thermoelement branch, from which heat is removed, the coefficient of heat transfer from it to the heat and cold receivers increases. Thermal insulation 5 serves to reduce heat gain from the environment.
ЛитератураLiterature
1. Поздняков B.C., Коптелов Е.А. Термоэлектрическая энергетика. М.: Атомиздат, 1974.1. Pozdnyakov B.C., Koptelov EA Thermoelectric power. M .: Atomizdat, 1974.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013101307/28A RU2534383C2 (en) | 2013-01-10 | 2013-01-10 | Thermoelectric battery |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013101307/28A RU2534383C2 (en) | 2013-01-10 | 2013-01-10 | Thermoelectric battery |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013101307A RU2013101307A (en) | 2014-07-20 |
RU2534383C2 true RU2534383C2 (en) | 2014-11-27 |
Family
ID=51215235
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013101307/28A RU2534383C2 (en) | 2013-01-10 | 2013-01-10 | Thermoelectric battery |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2534383C2 (en) |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5038569A (en) * | 1989-04-17 | 1991-08-13 | Nippondenso Co., Ltd. | Thermoelectric converter |
RU2213436C2 (en) * | 2001-01-19 | 2003-09-27 | Дагестанский государственный технический университет | Device for cooling down radio equipment components intermittently releasing heat |
RU2236096C2 (en) * | 2001-11-29 | 2004-09-10 | Дагестанский государственный технический университет | Device for temperature control of high-power radio equipment components |
JP2006041222A (en) * | 2004-07-28 | 2006-02-09 | Gac Corp | Thermoelectric converter |
RU2365071C1 (en) * | 2008-07-17 | 2009-08-20 | Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дагестанский Государственный Технический Университет" (Дгту) | Electronic boards cooling device |
RU2379790C1 (en) * | 2008-12-22 | 2010-01-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Дагестанский Государственный Технический Университет (ДГТУ) | Thermoelectric battery |
RU2379793C1 (en) * | 2008-12-22 | 2010-01-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Дагестанский Государственный Технический Университет (ДГТУ) | Thermoelectric battery |
RU2383084C1 (en) * | 2008-12-22 | 2010-02-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Дагестанский Государственный Технический Университет (ДГТУ) | Thermoelectric battery |
-
2013
- 2013-01-10 RU RU2013101307/28A patent/RU2534383C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5038569A (en) * | 1989-04-17 | 1991-08-13 | Nippondenso Co., Ltd. | Thermoelectric converter |
RU2213436C2 (en) * | 2001-01-19 | 2003-09-27 | Дагестанский государственный технический университет | Device for cooling down radio equipment components intermittently releasing heat |
RU2236096C2 (en) * | 2001-11-29 | 2004-09-10 | Дагестанский государственный технический университет | Device for temperature control of high-power radio equipment components |
JP2006041222A (en) * | 2004-07-28 | 2006-02-09 | Gac Corp | Thermoelectric converter |
RU2365071C1 (en) * | 2008-07-17 | 2009-08-20 | Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дагестанский Государственный Технический Университет" (Дгту) | Electronic boards cooling device |
RU2379790C1 (en) * | 2008-12-22 | 2010-01-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Дагестанский Государственный Технический Университет (ДГТУ) | Thermoelectric battery |
RU2379793C1 (en) * | 2008-12-22 | 2010-01-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Дагестанский Государственный Технический Университет (ДГТУ) | Thermoelectric battery |
RU2383084C1 (en) * | 2008-12-22 | 2010-02-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Дагестанский Государственный Технический Университет (ДГТУ) | Thermoelectric battery |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013101307A (en) | 2014-07-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2534383C2 (en) | Thermoelectric battery | |
RU2383084C1 (en) | Thermoelectric battery | |
RU2379790C1 (en) | Thermoelectric battery | |
RU2380789C1 (en) | Thermoelectric battery | |
RU2376684C1 (en) | Thermoelectric battery | |
RU2379793C1 (en) | Thermoelectric battery | |
RU2376685C1 (en) | Thermoelectric battery | |
RU2534426C2 (en) | Thermoelectric battery | |
RU2379788C1 (en) | Thermoelectric battery | |
RU2379789C1 (en) | Thermoelectric battery | |
RU2417484C2 (en) | Thermo battery | |
RU2419181C2 (en) | Thermoelectric battery | |
RU2376683C1 (en) | Thermoelectric battery | |
RU2380787C1 (en) | Thermoelectric battery | |
RU2376682C1 (en) | Thermoelectric battery | |
RU2338299C1 (en) | Thermo-electric battery | |
RU2338300C1 (en) | Thermo-electric battery | |
RU2407111C1 (en) | Thermo-electric battery | |
RU2377700C1 (en) | Thermoelectric battery | |
RU2379791C1 (en) | Thermoelectric battery | |
RU2380788C1 (en) | Thermoelectric battery | |
RU2379792C1 (en) | Thermoelectric battery | |
RU2338298C1 (en) | Thermo-electric battery | |
RU2357330C1 (en) | Thermo-electrical battery | |
RU2357327C1 (en) | Thermo-electrical battery |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150111 |