Каскадный охлаждающий термоэлемент

 

%) л г м:, а,,.

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (И 556685

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l) Лополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 1006.75 (21) 2143132/25 с присоединением заявки М (23) Приоритет— (43) Опубликовано 15,06.78.6толлетень Эй 22

Я (51) М. Кл.

Н 01 4 35/34

Государственный комвтет

Совета еевнкстроа СССР во делам нзооретеннй

sa еткрытнн (53) УДК 621. 362 (088.8) (45) дата опубликования описания,1605.78 (72),Авторы изобретения

В.А.СеменЮк и О.Л.Нечнпорук

Pl) Заявитель

Одесский технологический институт холодильной промышленности (54) КАСКАДНЫЙ ОХЛАЖДАЮЩИЙ ТЕРМОЭЛЕМЕНТ

Изобретение относится к области холодильной техники и может быть использовано для создания простых и надежных низкотемпературных термоэлектрических источников холода. б

Известны каскадные термоэлементы, в которых термопары отдельных каскадов расположены таким образом,что холодные спаи каждого последующего кас.када прилегают к горячим спаям преды- тп дущего, каскады разделены электроизоляционными прослойками из материала с высокой теплопроводностью (i/2) .

Недостатком такой конструкции является сложность сопряжения каскадов, требующего точной обработки их поверхности, и наличие вредных перепадов температур на электроиэоляционных прослойках, что значительно снижает энергетическую эффективность и сужает тем- gg пературный интервал работы термоэлементов. Эти недостатки частично устранены в конструкции каскадного термоэлемента, являющейся наиболее близкой к изобретению. -25

Этот каскадный охлаждающий термоэлемент содержит соединенные в электрическую цепь термопары отдельных каскадов. состоящие иэ ветвей р- и п-ти, 30 пов, имеющих различную длину по каскадам f3(.

Каскадный термоэлемент известной конструкции обладает недостаточной механической прочностью, а его изготовление сопряжено с выполнением большого числа сложных и трудоемких технологических операций.

Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение надежности термоэлемента. Поставленная цель достигается тем, что ветви одноименного типа проводимости термопар всех каскадов присоединены друг к другу бо- . ковыми поверхностями через высокотеплопроводную электроизоляционную.прослойку в порядке уменьшения их длины от низкотемпературного к высокотемпе" ратурному каскаду и образуют сборные многослойные блоки переменной высоты р- и и -типов . Для улучшения теплового контакта между каскадами каждый высокотемпературный каскад выполнен из термопар, расположенных симметрично по отношению к термопаре низкотемпереатурного каскада. Для упрощения конструкции сборные многослойные блоки

p- u и -типов проводимости выполнены в виде трапеции так, что противоположные торцы всех ветвей в каждом из, э

556685 блоков лежат в плоскостях, образующих между собой прямой угол; с целью упро« щения конструкции блоки р- и и -THttoa проводимости выполнены многослойными на части своей длины,-обращенной к горячему спаю.

На фиг.1 изображен трехкаскадный термоэлемент, в котором ветви одноименного типа проводимости термопар

1, 2 и 3 имеют форму параллелепипе18 дов различной высоты, склеены между собой по боковым поверхностям неэлектропроводным клеем и образуют блоки о- и и -vgrroa проводимости 4 и 5. К одним из торцов блокон присоединены электропронодящие пластины 6 и 7, выполняющие роль токоподводон, а противоположные торцы, блоков р- и П -типов: соединены проводящими пластинами 8 для образования электрического контакта между ветвями соответственной длины.

Возможна также конструкция каскадного термоэлемента, н которой не три, а множестно ветвей термопар образуют многослойные блоки одноименного типа 25 проводимости.

На фиг.2 показан днухкаскадный термоэлемент, в котором высокотемпературный каскад состоит из двух термопар 9 и 10 одинаковой высоты, располо-30 женных по обе стороны термопары низкотемпературного каскада 11. Ветви одноименного типа проводимости всех. термопар склеены по боковым понерхностям и образуют трехслойные блоки 12 35 и 13 р- и И-тн.юв.

Всзможна также конструкция термоэлемента, в которой не две, а множество термопар высокотемпературных каскадов постоянно уменьшающейся высоты 4д симметрично расположены относительно ниэкотемпературного каскада, причем ветви одинакового типа прбнодимости всех термопар склеены бокоными поверхностями чеРез электроизоляционные 45 прослойки в многослойные блоки для образования теплового контакта.

На фиг.3 показан каскадный термоэлемент с параллельным питанием каскадов, в котором многослойные блоки

14 и 15 р- и и - типов проводимости выполнены в виде трапеций так, что противоположные торцы всех ветвей блока лежат в плоскостях, образующих между собой прямой угол, а длина ветвей в каждом блоке уменьшается в направлении от низкотемпературного к высокотемпературному каскаду. К одним торцам блоков р- и g - типов проводимости присоединены, например припаяны, токоподводящие пластины, а протинополож- 60 ные торцы б .оков непосредственно соединены, например спаяны, между собой для образования электрического контакта между.нетвями соответственной длины.

Для осуществления теплового контакта 65 I каскадного термоэлемента с охлаждаемым объектом к холодным концам ветвей ниэкотемпературного каскаДа присоединена например припаяна, коммутирующая пластина 16. Для изготовления многослойных блоков р-.и И -типа отдельные слои формируют в виде тонких пластин, имеющих длину, значительно превышающую длину многослойного блока, склеивают эти пластины по боковым поверхностям через неэлектропроводные прокладки и разрезают полученный таким образом длинный многослойный стержень под косыми углами к боковой поверхности спаев так, что плоскости соседних резон образуют между собой прямой угол.

Таким образом, отпадает необходимость в индивидуальном изготовлении отдельных ветвей каскадного термоэлемента, а также в индивидуальном залу живании каждого из спаев ветви.

На фиг.4 показан каскадный термоэлемент, в котором блоки р- и Ц вЂ” типов проводимости 17 и 18, ныполненные в виде трапеций, имеют многослойную конструкцию лишь на части своей длины,обращенной к горячему спаю.

В устройстнах, показанных на фиг.3 и 4, торцы всех ветвей лежат в одной плоскости и могут быть одновременно залужены и спаяны независимо от их количества подобно спаям однокаскадного термоэлемента. Таким образом, сборка предлагаемого каскадного термоэлемента не усложнится по сравнению со сборкой однокаскадного термоэлемента.

Конструктивные особенности каскадного термоэлемента обЕспечивают повышение прочности и надежности благодаря армирующему действию клеевых прослоек между. ветвями одноименного типа проводимости термопар отдельных каскадов, упрощение конструкции и, как следствие этого, снижение стоимости термоэлемента.

Предложенный термоэлемент с любым числом каскадов не намного сложнее обычного однокаскадного термоэлемента в силу того, .что принцип каскадироэания заложен в самой конструкции двух его многослойных блоков ° формула изобретения

1. Каскадный охлаждающий термоэлемент, содержащий соединенные в электрическую цепь термопары отдельных каскадов, состоящие из ветвей р- и И -типов,.имеющих различную длину по каскадам, о т.л и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности, ветви одноименного типа проводимости термопар всех каскадов присоединены друг к другу боковыми поверхностями через высокотеплопро556685!

2 а иг.?

Составитель В.Орлов

Техред М.Борисова :корректор М, Демчик

Редактор П.Горькова

Заказ 3195/48 Тираж 960 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 водную электроизолиционную прослойку в порядке уменьшения их лины от ниэкотемпературного к высокотемпературному каскаду и образуют сборные многослойные блоки переменной высоты р- и й-типов.

2. Термоэлемент по п.l, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения теплового контакта между каскадами, каждый высокотемпературный каскад выполнен из термопар, расположенных симметрично по отношению к термопаре низкотемпературного каскада.

3 ° Термоэлемент по п.l, о т л и ч а ю шийся тем, что сборные многослойные блоки р- и п -типов проводимотыги выполнены в виде трапеции так, что противоположные торцы всех ветвей в каждом из блоков лежат в плоскостях, образующих между собой прямой угол.

4. Термоэлемент по п.3, о т л и ч а ю шийся тем, что блоки р- и

11гтипов проводимости выполнены, многослойными на части своей длины, обращенной к горячему спаю.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Иоффе А,Ф. и др. Холодильная техника, 1956, 9 3, с ° 9.

2. Авторское свидетельство СССР

9 123215, кл. Н 01 L 35/02,16.01.59.

3. Патент Японии М 4000,кл. 100Д1, 27.04.70.