RU2534426C2 - Thermoelectric battery - Google Patents
Thermoelectric battery Download PDFInfo
- Publication number
- RU2534426C2 RU2534426C2 RU2013101303/28A RU2013101303A RU2534426C2 RU 2534426 C2 RU2534426 C2 RU 2534426C2 RU 2013101303/28 A RU2013101303/28 A RU 2013101303/28A RU 2013101303 A RU2013101303 A RU 2013101303A RU 2534426 C2 RU2534426 C2 RU 2534426C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat
- branches
- plates
- covered
- dielectric material
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
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 p- 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 осуществляется 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 is removed and supplied 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 1/4 ее высоты. Указанная поверхность, не покрытая 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 коридорном порядке. Съем теплоты с горячих коммутационных пластин, а также с близлежащих к ним областей осуществляется в контейнер с плавящимся рабочим веществом (например, парафином), а съем теплоты с охлажденных коммутационных пластин и близлежащих к ним областей производится за счет прокачивания жидкости в контактирующем с ними жидкостном теплообменнике.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 the heat-insulating layer of dielectric material is defined by the product of the thermopile branch thickness by 1/4 of its height. The specified surface, not covered by 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 from 45-135 ° to the plane of their installation, located in the corridor order. Heat is removed from the hot connection plates, as well as from areas adjacent to them, into a container with a melting working substance (for example, paraffin), and heat is removed from the cooled connection plates and areas adjacent to them by pumping liquid in the liquid heat exchanger in contact with them .
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 1/4 ее высоты. Указанная поверхность, не покрытая 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 коридорном порядке (вид сверху единичного термоэлемента с профилированной поверхностью показан на фиг.2).The surface structure formed TEB branches except the areas close to
Съем теплоты с горячих коммутационных пластин, а также с близлежащих к ним областей осуществляется в контейнер с плавящимся рабочим веществом 7, а съем теплоты с охлажденных коммутационных пластин и близлежащих к ним областей производится за счет прокачивания жидкости в контактирующем с ними жидкостном теплообменнике 8.Heat is removed from the hot switching plates, as well as from areas adjacent to them, into a container with a melting working
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 горячих коммутационных пластин, а также с близлежащих к ним областей осуществляется в контейнер с плавящимся рабочим веществом 7, а съем теплоты с охлажденных коммутационных пластин и близлежащих к ним областей производится за счет прокачивания жидкости в контактирующем с ними жидкостном теплообменнике 8.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.
ЛитератураLiterature
1. Поздняков Б.С., Коптелов Е.А. Термоэлектрическая энергетика. М.: Атомиздат, 1974.1. Pozdnyakov BS, Koptelov EA Thermoelectric power. M .: Atomizdat, 1974.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013101303/28A RU2534426C2 (en) | 2013-01-10 | 2013-01-10 | Thermoelectric battery |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013101303/28A RU2534426C2 (en) | 2013-01-10 | 2013-01-10 | Thermoelectric battery |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013101303A RU2013101303A (en) | 2014-07-20 |
RU2534426C2 true RU2534426C2 (en) | 2014-11-27 |
Family
ID=51215233
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013101303/28A RU2534426C2 (en) | 2013-01-10 | 2013-01-10 | Thermoelectric battery |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2534426C2 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5038569A (en) * | 1989-04-17 | 1991-08-13 | Nippondenso Co., Ltd. | Thermoelectric converter |
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 |
RU2376685C1 (en) * | 2008-12-22 | 2009-12-20 | Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дагестанский Государственный Технический Университет" (Дгту) | Thermoelectric battery |
RU2380789C1 (en) * | 2008-12-22 | 2010-01-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Дагестанский Государственный Технический Университет (ДГТУ) | Thermoelectric battery |
-
2013
- 2013-01-10 RU RU2013101303/28A patent/RU2534426C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5038569A (en) * | 1989-04-17 | 1991-08-13 | Nippondenso Co., Ltd. | Thermoelectric converter |
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 |
RU2376685C1 (en) * | 2008-12-22 | 2009-12-20 | Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дагестанский Государственный Технический Университет" (Дгту) | Thermoelectric battery |
RU2380789C1 (en) * | 2008-12-22 | 2010-01-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Дагестанский Государственный Технический Университет (ДГТУ) | Thermoelectric battery |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013101303A (en) | 2014-07-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2534426C2 (en) | Thermoelectric battery | |
RU2380789C1 (en) | Thermoelectric battery | |
RU2376684C1 (en) | Thermoelectric battery | |
RU2383084C1 (en) | Thermoelectric battery | |
RU2376685C1 (en) | Thermoelectric battery | |
RU2379790C1 (en) | Thermoelectric battery | |
RU2379793C1 (en) | Thermoelectric battery | |
RU2534383C2 (en) | Thermoelectric battery | |
RU2379789C1 (en) | Thermoelectric battery | |
RU2419181C2 (en) | Thermoelectric battery | |
RU2407111C1 (en) | Thermo-electric battery | |
RU2376682C1 (en) | Thermoelectric battery | |
RU2376683C1 (en) | Thermoelectric battery | |
RU2379792C1 (en) | Thermoelectric battery | |
RU2338299C1 (en) | Thermo-electric battery | |
RU2380787C1 (en) | Thermoelectric battery | |
RU2379791C1 (en) | Thermoelectric battery | |
RU2377700C1 (en) | Thermoelectric battery | |
RU2338300C1 (en) | Thermo-electric battery | |
RU2338298C1 (en) | Thermo-electric battery | |
RU2380788C1 (en) | Thermoelectric battery | |
RU2379788C1 (en) | Thermoelectric battery | |
RU2417484C2 (en) | Thermo battery | |
RU2357327C1 (en) | Thermo-electrical battery | |
RU2357328C1 (en) | Thermo-electrical battery |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150111 |