Термоелектрична батарея в.погрібняка

Изобретение относится к области энергетики и информационно-измерительной техники и может быть использовано при создании высокоэффективных устройств для непосредственного преобразования низкотемпературной тепловой энергии в электрическую, создании высокочувствительных датчиков температуры, утилизация тепла в различных энергетических установках. Известна термоэлектрическая батарея для непосредственного преобразования тепловой энергии в электрическую, содержащая набор термоэлементов залитых пластмассой, соединенных последовательно в местах спаев методом металлизации, одна половина спаев которой находится под воздействием большей температуры, чем вторая половина спаев, причем горячие и холодные спаи чередуются между собой и расположены на противоположных концах термобатареи [1]. Недостатком такой конструкции термоэлектрической батареи является низкая эффективность преобразования тепловой энергии в электрическую за счет того, что для получения суммарной термоЭДС превышающей сотни и тысячи вольт при создании высокоэффективных устройств для непосредственного преобразования тепловой энергии в электрическую или создании высокочувствительных датчиков температуры с большим количеством термопар, необходимо создать громоздкую конструкцию батареи с многослойным расположением ветвей термоэлементов, при этом резко возрастают потери тепловой энергии в направлении от горячих спаев к холодным через корпус термоэлектрической батареи и за счет высокой теплопроводности материалов термоэлементов и, соответственно, эффективность преобразования тепловой энергии в электрическую. В основу изобретения поставлена задача создать такую термоэлектрическую батарею, в которой новое выполнение узла с большим числом последовательно соединенных термопар м применение в батарее радиаторов разделенных теплоизолятором для подводе и отвода тепла в местах расположения двух половин спаев, находящихся под воздействием небольшой разницы, температур, позволило бы получить на выходе батареи термоЭДС напряжением в сотни и тысячи вольт при незначительных ее габаритах, снизить потери тепловой энергии через ее корпус а значит и повысить эффективность преобразования тепловой энергии в электрическую термоэлектрической батареи за счет нанесений термопар на одну сторону прямоугольного носителя, выполненного из гибкого изоляционного материала, поперек носителя таким образом, что термопары представляют чередующиеся между собой проводящие пленки из материалов с различным значением термоЭДС и образуют чередующиеся друг с др угом термопары соединенные последовательно, образуя термоэлектрическую батарею, две половины спаев которой расположены на противоположных концах плоскости вдоль носителя не доходя до его края, при этом прямоугольный носитель с напыленными термопарами намотан по спирали термопарами внутрь спирали на два цилиндрические радиатора, разделенные между собой теплоизолятором, а термобатарея выполнена в виде цилиндра. На фиг.1 представлена конструкция узла прямоугольного носителя из изоляционного гибкого материала с нанесенными термопарами, намотанного по спирали; на фиг.2 - разрез предлагаемой конструкции термоэлектрической батарей. Поставленная задача решается таким образом, что на одну сторону прямоугольного носителя 1 (фиг.1) из изоляционного гибкого материала поперек его наносятся чередующиеся между собой проводящие пленки А и В в виде дорожек из материалов с различным значением термоЭДС таким образом, что образуются чередующиеся друг с другом термопары А-В, В-А, А-В,..., соединенные последовательно образуя термоэлектрическую батарею. Две половины спаев батареи расположены на противоположных концах плоскости вдоль носителя 1 не доходя до его края для обеспечения электрической изоляции термопар. Вывод 2 первой термопары и вывод 3 последней термопары являются выводами термоэлектрической батареи. Прямоугольный носитель 1 с нанесенными термопарами намотан по спирали на два цилиндрические радиатора 4 и 5, разделенные между собой теплоизолятором 6, термопарами внутрь спирали (фиг.2). При этом термоэлектрическая батарея выполнена и виде цилиндра, на торцы которой в места расположения радиаторов 4 и 5 и двух половин спаев термопар А-В и В-А воздействуют температуры окружающей среды Т1 и Т2. Между слоями намотанного прямоугольного носителя 1 в местах расположения спаев термопар А-В и В-А и стенками радиаторов 4 и 5 залит теплопроводный компаунд для обеспечения механической прочности и повышения теплопроводности между спаями термопар А-В и В-А, и радиаторами 4 и 5. Принцип работы термоэлектрической батареи заключается в появлении на выводах 2 и 3 термоЭДС, возникающей при воздействии на торцы батареи в места расположения радиаторов 4 и 5 и двух половин спаев термопар А-В и В-А на носителе 1 температур Т1 и Т2. Предположим что температура Т2 больше Т1. ТермоЭДС пропорциональна количеству термопар N, нанесенных на носитель 1, разности температур (Т2-Т1) и значению термоЭДС одной термопары, зависящей от выбранных материалов А и В. Внедрение данного изобретения позволит создавать высокоэффективные преобразователи для использования низкотемпературной энергии и непосредственного ее преобразования в электрическую, высокочувствительных датчиков температуры. За счет цилиндрической формы и наличия радиаторов разделенных теплоизолятором, нанесения значительного количества термопар на одну сторону прямоугольного носителя, намотанного по спирали, термоэлектрическая батарея будет обладать высокими удельными энергетическими характеристиками. За счет изменения формы и размеров радиаторов, выбора термостойких материалов возможно ее применение в различных энергетических установках для утилизации тепла: двигателях вн утреннего сгорания, тепловых электростанциях, солнечных энергетических установках и т.п. При изготовлении предлагаемой термоэлектрической батареи значительно сокращаются затраты на ее изготовление, появляется возможность массового ее производства за счет простоты конструкции и использования высокоэффективной технологии нанесения пленок из разных материалов для получения значительного числа последовательно соединенных термопар, а значит и термоЭДС. Стандартная резьба на боковой внешней поверхности радиаторов позволит использовать дополнительные сменные радиаторы и сделать термоэлектрическую батарею универсальной.