Термоэлектрический генератор Советский патент 1959 года по МПК H01L35/30 H01L35/32 

Предлагаемый термоэлектрический генератор принадлежит к типу известных генераторов с одной или несколькими приводимыми во вращение цилиндрическими батареями, составленными из полупроводниковых термоэлементов, в рассечку каждой ветви которых введен промежуточный электрод из электропроводного материала, а спаи подвергаются периодическому нагреванию и охлаждению по четырехтактному циклу.

С целью обеспечения возможности получения постоянного или переменного тока от вращающихся термобатарей или тока повышенного напряжения, предлагается указанному промежуточному электроду придать форму коллекторной пластины или контактного кольца, или вынесенной за пределы термоэлемента первичной катушки, индуктивно связанной с вторичной катушкой внешней цепи.

С целью повышения к.п.д. такого термоэлектрического генератора путем использования нагретых спаев по авт. св. № 119902, предлагается разместить термобатареи внутри кожуха по окружности или иной замкнутой кривой и разделить их двумя концентрично расположенными термоизоляционными перегородками. Пространство между этими перегородками заполняется жидкой теплопроводной средой, а центральная и внешняя кольцевая полости используются, соответственно, для пропускания горячего и холодного теплоносителей.

Основным рабочим узлом термоэлектрического генератора (см. фиг. 1) является изготовленный из полупроводниковых материалов вращающийся термоэлемент, оба спая 1 и 2 которого подвергаются циклическому нагреву и охлаждению (когда один спай нагревается, то другой охлаждается, и наоборот). В рассечку положительной и отрицательной ветвей 3 и 4 термоэлемента введены промежуточные электроды 5 и, соответственно 6, из материала, хорошо проводящего электрический ток, например из меди, алюминия, железа. Промежуточные электроды 5н6

№ 120553

служат для придания термоэлементу желаемой или необходимой по конструктивным соображениям геометрической формы и конструктивных размеров и, в частности, для удаления снаев термоэлемента друг от друга без ухудшения его к.п.д. и без увеличения расхода дефицитных рабочих термоэлектрических материалов. С целью получения повышенного напряжения во внешней цепи термоэлемента, промежуточный электрод 5 имеет вынесенный за пределы термоэлемента участок, выполненный в виде коллектора со шеточными токосъемниками 5для получения во внешней цепи тока одного направления или в виде контактных колец, насаженных на ось вращения 9 термоэлемента. Вынесенный участок промежуточного электрода 5 может быть также выполнен в виде первичной катушки, индуктивно связанной со вторичной катушкой контура внешней цепи. Цифрой 10 обозначен теплоноситель при температуре TI, цифрой // - теплоноситель при температуре TZ.

На фиг. 2 схематически показан термоэлектрический генератор, в котором используется тепло нагретых спаев по авт. св. № 119902. Совокупность описанных термоэлементов образует цилиндрическую батарею 12. Ряд таких батарей вращается в корпусе 13, одна полость 14 которого заполнена циркулирующим через нее горячим теплоносителем, а другая иолость 15 - холодным теплоносителем, вследствие чего при вращении происходят периодический нагрев и охлаждение каждого спая термоэлемента и генерирование тока. Для увеличения к.п.д. термогенератора создается тепловой контакт спаев различных термоэлементов так, что когда спай одного термоэлемента вступает в фазу охлаждения, этот спай вводится в тепловой контакт со спаем другого термоэлемента, вступаюшего вследствие этого в фазу нагревания. Для образования такого теплового контакта изолируюшая перемычка, отделяющая одну термобатарею от другой и горячий теплоноситель от холодного, образована двумя концентрично расположенными термоизоляционными перегородками 16 и 17, пространство между которыми заполнено хорошо воспринимающей тепло жидкой средой, например водой, расплавленной солью или металлом, образующей промежуточный теплоноситель 18. Посредством этого теплоносителя осуществляется конвективным путем перенос тепла от охлаждаемых спаев одной цилиндрической термобатареи к нагреваемым сп;аям другой и, таким образом, достигается взаимная регенерация тепла, обеспечивающая повышение коэффициента полезного действия термогенератора.

Предмет изобретения

1.Термоэлектрический генератор с одной или несколькими приводимыми во вращение цилиндрическими батареями, составленными из полупроводниковых термоэлементов, в рассечку каждой ветви которых введен промежуточный электрод из электропроводного материала, а спаи подвергаются периодическому нагреванию и охлаждению по четырехтактному циклу, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности получения постоянного или переменного тока от вращающихся термобатарей или тока повышенного напряжения, указанному промежуточному электроду придана форма коллекторной пластины или контактного кольца, или вынесенной за пределы термоэлемента первичной катущки, индуктивно связанной с вторичной катушкой внешней цепи.

2.Термоэлектрический генератор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повыщения к.п.д. путем использования тепла нагретых спаев по авт. св. № 119902, термобатареи размещены внутри кожуха