Термоелектричний модуль

Термоелектричний модуль, що складається з електротеплокомутуючих керамічних пластин, р Корисна модель відноситься до термоелектричних перетворювачів та може бути застосований для розробки і створення термоелектричних модулів (ТЕМ), що призначені для роботи як в охолоджуваних пристроях, так і термоелектричних генераторах. Відомі термоелектричні модулі типу ТЕМО-310 та ТЕМО-3-24, розраховані для роботи в різноманітних умовах1 вібраційні навантаження в діапазоні частот 1-100Гц з прискоренням до 30м/с ; багатократні ударні навантаження з прискоренням до 400м/с2; одинокі ударні навантаження з прискоренням до 100м/с ; акустичні шуми в діапазоні 50100 Гц з інтенсивністю до 13Д6 [1, 2]. Із існуючих аналогів найбільш близьким по технічній суті є ТЕМ, який працює при кімнатній температурі [3] Він складається з електротеплокомутуючих керамічних пластин, р- та n-гілок з кристалів твердих розчинів Bi-Te-Se-Sb висотою І та розмірами поперечного перерізу (mxn). Кристалографічна площина (100) розташована в бічній грані (Іхт), а площина (001) - в торцевій грані (mxn) гілок. Механічна міцність таких модулів-на 40-60% перевищує міцність ТЕМ, що наведено в попередньому випадку. Як відомо, технологічний розкид гілок по довжині ДІ/І приводить до того, що при роботі в них виникають експлуатаційні термопружні статичні напруги 1, величина яких у випадках ТЕМ з двобічно (1) та однобічно (2) зафіксованими робочими гранями визначається виразами: !,= T 1 IT2 • 2 'пр -пр (1) та п-гілок з висотою І та поперечним перерізом (mxn), який відрізняється тим, що відповідна кристалографічна площина розташована перпендикулярно до пари протилежних бічних граней гілки та орієнтована до її торцевої грані (mxn) під кутом Фо =arctg(p B /p J J ) 0 5 1 де р,,, р„ - вибрані сталі кристалу, з яких виготовлені гілки. = Т,-Тч 2R l m a x + t J m i n І^Ргтр'пр + fРНг ) R Imin Рпр'пр l np (2) де Ег, ЕПр та Рг, рпр - коефіцієнти пружності та температурного розширення матеріалів гілок та припою, відповідно; ДТ=Т2-Ті - різниця температур між робочими гранями ТЕМ; Г І П , І г т а х , І г т і п , Г а * - мінімальні та максимальні довжини гілок і припою, відповідно. Проведені теоретичні оцінки, експериментальні дослідження та наступні випробування показують, що внаслідок технологічного розкиду геометричних розмірів гілок, разом із неоднорідним розподілом модуля Юнга вздовж довжини злитка у конструкціях ТЕМ виникають експлуатаційні термопружні напруги, величина яких, особливо при двобічному защемленні, перевищує критичну Це, в деяких випадках, приводить до руйнування гілок та наступного виходу пристрою з ладу. Тому актуальним є завдання створення ТЕМ підвищеної механічної міцності. Вказане завдання розв'язується тим, що ТЕМ складається з електротеплокомутуючих керамічних пластин, р- та п-гілок з висотою І та поперечним перерізом (mxn), причому відповідна кристалографічна площина розташовується перпендикулярно до пари протилежних бічних граней гілки та орієнтована до її торцевої грані (mxn) під кутом де р\і, Рл - вибрані сталі кристалу, з яких виготовлені гілки Відповідність критерію "новизна" запропонованому пристрою забезпечує та обставина, що заявлена сукупність ознак не міститься ні в одному 00 00 о> 7188 із об'єктів існуючого рівня техніки. У корисній моделі запропоновано принципово нове рішення для ТЕМ, які складаються з електротеплокомутуючих керамічних пластин, р-та п-гілок з висотою І та поперечним перерізом (mxn), причому відповідна кристалографічна площина розташовується перпендикулярно до пари протилежних бічних граней гілки та орієнтована до її торцевої грані (mxn) під кутом p lk = р„-со82ф - Pi, sin2