Способ повышения к. п. д. термоэлектрического генератора (холодильника)

144883 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСИОМУ СВЙДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских СоциалистическихРеспублик Зависимое от авт. свидетельстваКл. 21 Ь, 27/02 Заявлено 24.И.1961 ( 735706/24-7) соединением заявки Ъз МПК Н 01 гпУДК 621.362,2(088,8) Приоритет Комитет оо дел изобретений и открнти ори Совете Мииистров СССРОпубликовано 23,Х,1968, Бюллетень33Дата опубликования описания З.Х 11.1969 Авторизобретения В. Зори Заявител СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ К.П.Д. ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКО ГЕНЕРАТОРА (ХОЛОДИЛ ЬН И КА)2 Изобретение касается способа повышения к.п.д. термоэлектрического генератора (холодильника) путем использования тепло- или холодопотерь вследствие теплопроводности термоэлементов.Генератор (холодильник), работающий по предлагаемому способу, состоит из пористых термоэлементов, расположенных по спирали, и сплошных термоэлементов, размещенных в последнем ряду спирали,Промежутки между термоэлементами заполнены тепло- и электроизолирующим герметичным веществом,Термоэлементы соединены по спирали последовательно с коммутационными пластинами. Холодные спаи охлаждаются ребрами, а охлаждающая их среда подается и выводится по спиральному каналу, образованному кожухом из электроизоляционного материала.При работе генератора в качестве холодильника холодные спаи генератора будут являться горячими холодильника, а горячие спаи генератора холодными - холодильника.На фиг. 1 изображен поперечный разрез генератора со схемой подключения вспомогательной системы; на фиг, 2 - другие разрезы генератора.Генератор состоит из пористых термоэлементов 1, расположенных по спирали, и сплошных термоэлементов 2, размещенных только в последнем ряду спирали. Промежутки между термоэлементами заполнены тепло- и электроизолирующим герметичньм веществом 3. 5 Термоэлементы соединены по спирали последовательно коммутационными пластинами 4, образующими холодные спаи, и пластинами 5, образующими горячие спаи. Получаемый ток снимается с выводов б.10 Холодные спаи охлаждаются ребрами 7. Охлаждающая их среда подается и выводится через патрубки 8. Она проходит между ребрами по спиральному каналу, образованному кожухом 9 из электроизоляционного материала.15 Горячие спаи находятся ближе к центру спирали, с удалением от центра их температура постепенно снижается, это уменьшает тепло.потери в окружающую среду.Газ, нагретый источником тепла, подается по 2 э трубе 10 в центр спирали и проходит по спиральному каналу, ограниченному изоляционными стенками 11.При этом он отдает тепло игольчатым оребрениям 12 горячих спаев.25 Кооме этого газа, по трубе 13 в генераторподается дополнительный поток газа с температурой окружающей среды или близкой к ней. Он подается в распределительную коробку 1-1, откуда проходит по зазорам между ЗО стенками кожуха 9 к коммутационным пластинам 4 холодных спа "в.На последнем наружном ряду спирали имеются прорези 15, По прорезям газ проникает в пористые термоэлементы 1 и проходит по ним до горячих спаев, где нагревается до температуры, близкой к их температуре, и выходит через наклонные прорези 1 б в коммутационных пластинах б горячих спаев. Выходы этих прорезей направлены в сторону витка спирали с меньшей температурой горячих спаев. Края коммутационных пластин горячих спаев этого витка, находящиеся против выхода прорезей 1 б, срезаны. Газ, прошедший сквозь термоэлемент 1, выходит через этот проход из прорезей 1 б и смешивается с проходящим между ребрами потоком газа.Длина витков спирали рассчитывается так, чтобы температуры обоих смешиваемых потоков в этом месте были одинаковыми,Распределение газа, проходящего по термоэлементам, в соответствующих количествах для каждого термоэлемента производится путем подбора гидравлических сопротивлений (измененпем входных сечений прорезей).Для уменьшения теплопотерь горячая торцовая сторона генератора может быть закрыта изоляцией или, что лучше, к ней может быть присоединена такая же сторона второго генератора.Чтобы исключить окисление элементов проходящим газом, предлагается использовать инертный газ в герметично замкнутом контуре.Часть газа, вышедшего из генератора по трубе 17, нагревается теплом Я; и подается по трубе 13 снова на вход в канал оребрений горячих спаев. Другая часть газа, вышедшего из генератора, может иметь еще высокую температуру. Она охлаждаес окружающей средой в теплообменнике 18, а затем подается по трубе И в распределительную коробку 14 для прохождения по пористым термоэлементам,Циркуляция газа осуществляется специальным вентилятором 19.Предлагаемая схема может сыть использована и в качестве холодильника.В этом случае не нужны трубы 17 и 10 и не нужен теплообменник 20. Вместо него выходящий охлажденный газ проходит через тепловую изоляцию охлаждаемого объема от холодной стенки к горячей и, нагреваясь, уносит с собой натекаюшее через изоляцию тепло,Прошедший через изоляцию и нагревшийся до температуры, близкой к температуре окружающей среды, газ направляется снова в распределительную коробку 14, проходит через пористые термоэлементы и охлаждается.Выход охлажденного газа из холодильника удобнее сделать из внутреннего конца спирали, а не из наружного, так как термоэлементы, работающие в меньших пеоепадах температуры между горячим н холодным спаями, при той же высоте и том же токе должны иметь большее поперечное сечение, Вследствие этого их удобнее разместить на наружных витках спирали.Такой цикл должен снизить необратимость тепловых процессов по сравнению с известными. 5 1015 ,) Предмет изобретен ия 1. Способ повышения к.п.д, термоэлектрического генератора (холодильника), отличаяи 4 ийся тем, что, с целью использования теплоили холодопотерь вследствие теплопроводности термоэлементов, через термоэлементы с сильно развитой боковой поверхностью пропускают газ (жидкость) с температурой окружающей среды или близкой к ней в направлении от холодного спая к горячему у генератора или от горячего спая к холодному у холодильника так, чтобы при выходе у горячего спая генератора или холодного у холодильника он имел близкую к ним температуру, поЗ 0 сле этот поток смешивают с потоком газа(жидкости), отдающим тепло оребрению горячих спаев генератора или холодных - холодильника, в месте, где температуры этих потоксв равны.З 5 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что,с целью удобства выведения потока газа (жидкости), прошедшего через термоэлементы, в поток газа (жидкости), отдающий свое тепло оребрениям спаев, в месте, где температуры 40 этих потоков равны, элементы располагают поспирали так, чтобы с удалением от центра температура горячих спаев у генератора или холодных - у холодильника постепенно повышалась или понижалась вследствие изменения 45 температуры потока газа (жидкости), отдающего свое тепло оребрениям спаев и проходящего последовательно по спирали через все эти оребрения, причем длину витков спирали рассчитывают так, чтобы у термоэлемента, из 50 которого выходит поток газа (жидкости) в одном витке спирали, в соседнем витке, прямо напротив этого элемента, проходил поток газа (жидкости), отдающий свое тепло ребрам спаев, и температуры этих потоков были бы 55 одинаковы.1448832Составитель В. Гордон Редактор Н, П. Белявская Техред А. А. Камышникова Корректор Т. А. Абрамов Заказ 3208/2 Тираж 480 Поди испо ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытии при Совете Министров ССС Москва Ж.35, Раущская наб., д. 4/5биография, пр. Сапунова, 2