Термоелектричний охолоджувач

1. Термоелектричний охолоджувач, що містить один напівпровідниковий термоелемент, термоелемент складається з двох напівпровідникових гілок п- і р-типу провідності, які з'єднані між собою електропровідною комутаційною пластиною, кожна з гілок має струмопідвід для з'єднання з зовнішнім колом, який відрізняється тим, що гілки з'єднані між собою принаймні одним додатковим електро оо оо 9884 ковий електропровідний елемент, який виконано у вигляді електропровідної прямокутної пластини. В другому варіанті, показаному на Фіг.2, термоелектричний охолоджувач відрізняється тим, що гілки п- і р-типу провідності мають таврову форму, термоелемент містить два додаткових електропровідних елемента, які виконано у вигляді двох електропровідних прямокутних пластин. Відповідність критерію "новизна" запропонованому охолоджувачу забезпечує та обставина, що заявлена сукупність ознак не міститься в жодному з об'єктів існуючого рівня техніки. У корисної моделі запропоновано принципово нове конструктивне рішення для термоелектричного охолоджувача, яке полягає в тому, що гілки пі р-типу провідності електрично з'єднані між собою принаймні одним додатковим електропровідним елементом, а контакти додаткових електропровідних елементів розміщено на поверхнях гілок між комутаційною пластиною і струмопідводом. Тому ознака, яка не міститься в жодному з аналогів "гілки п - і р-типу провідності електрично з'єднані між собою принаймні одним додатковим електропровідним елементом, а контакти додаткових електропровідних елементів з гілками термоелемента розміщено на поверхнях гілок між комутаційною пластиною та струмопідводом" забезпечує заявленому пристрою необхідний винахідницький рівень. Ця ознака не зустрічається в жодному з існуючих аналогів. Промислове використання запропонованого корисної моделі не вимагає спеціальної технології та матеріалів, її реалізація можлива на існуючих підприємствах електронної та приладобудівної промисловості. На Фіг.1 представлено загальний вигляд одного з варіантів запропонованого охолоджувача. Охолоджувач складається з однакових L-подібних за формою гілок п- і р-типу провідності 1 і 2, які з'єднані електропровідною комутаційною пластиною 3 з контактами 4, та додатковим провідним елементом, який виконано у вигляді електропровідної прямокутної пластини 5 з контактами 6, і струмопідводів 7. За допомогою струмопідводів 7 до гілок прикладається напруга, яка виробляє струми через комутаційну пластину 3 та електропровідну прямокутну пластину 5 внаслідок чого контакти 4 і 6, а також пластини 3 і 5 охолоджуються. На Фіг.2 наведено загальний вигляд другого варіанту запропонованого охолоджувача, який складається з двох гілок п- і р-типу провідності 1 і 2, що мають однакову таврову форму і з'єднані між собою електропровідною комутаційною пластиною З з контактами 4 та двома додатковими провідними елементами у вигляді електропровідних прямо кутних пластин 5 з контактами 6. Кожна з гілок має струмопідвід 7. Зображені на Фіг. 1 та 2 варіанти термоелектричного охолоджувача працюють наступним чином. Як і у відомих термоелектричних охолоджувачах, при пропусканні струму через термоелектричний охолоджувач відбувається охолодження комутаційної пластини 3 внаслідок дії ефекту Пельтьє. Крім того, на відміну від відомих термоелектричних охолоджувачів, електричні струми через додаткові електропровідні елементи у вигляді електропровідних прямокутних пластин 5 з контактами 6 внаслідок дії ефекту Пельтьє приводять до їх охолодження, внаслідок чого через указані електропровідні прямокутні пластини відгалужується частина відпрацьованого в охолоджувачі тепла, що підсилює ефект охолодження електропровідної комутаційної пластини 3. Нижче наведено експериментальні значення мінімальної температури комутаційної пластини З термоелектричного охолоджувача, гілки якого п- і р-типу провідності мають L-подібну форму (фіг.1). Температура струмопідводів 300К. В якості матеріалів гілок вибрано стандартні термоелектричні матеріали Ві2Тез п- і р-типу провідності з добротностями Z=2,65-10*3K~ . За умови, що Ь=к=0,25см, lxq=0,5x0,2=0,1cM 2 , sxq=0,16x0,2=0,032cM 2 охолоджувач з гілками п- і р-типу провідності при струмові через нього 16,5А дає мінімальну температуру 123К, що нижче за мінімальну температуру, яка одержується за допомогою стандартного термопарного елемента, гілки якого виготовлені з тих же матеріалів, на 6 К. Таку ж мінімальну температуру було одержано за допомогою термоелектричного охолоджувача, гілки якого п- і р-типу провідності мають таврову форму (Фіг.2), за умови, що h=k=0,25cM, t=1,7cM, однакових поперечних перерізах гілок lxq=0,5xO,2=0,1CM2, a sxq=0,16x0,2=0,032cM 2 і струмові через охолоджувач І=16,6А. З наведених даних видно, що наявність додаткових електропровідних елементів з контактами на поверхні гілок п- і р-типу провідності підсилює ефект термоелектричного охолодження, тобто приводить до збільшення глибини охолодження. Застосування запропонованих термоелектричних охолоджувачів дозволить збільшити максимальний перепад температури, що приведе до розширення галузей практичного застосування. Джерела інформації: 1. Термоэлементы и термоэлектрические устройства: Справочник / Анатычук Л.И. - К.: Наук, думка, 1979. -768с. 2. Иоффе А.Ф. Полупроводниковые термоэлементы. - М. - П.: Из-во АН СССР, 1960. - 188с. 9884 ir. 2 Комп'ютерна верстка Н. Лисенко Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ - 4 2 , 01601