ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ БАТАРЕЯ
THERMOELECTRIC BATTERY

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано при построении термоэлектрических батарей.
Описанным устройством для соединения полупроводниковых термоэлементов в батарею с использованием параллельно соединенных термоэлементов (US 3775218 A, H01L 36/16, 27.11.1973 реферат) является устройство в котором на общем основании батареи (поз. 1) термоэлементы соединяются между собой с помощью отдельных соединительных металлических подложек (мостиков), которые отделяются друг от друга полиамидным слоем (RU 2075138 С1, Н01L 35/30, 10.03.199 описание) (поз. 2)., а также (Г.С. Генсберг «Элементарный учебник физики», стр. 190,) (Фиг. 1).
Технической проблемой, решаемой настоящим изобретением, является расширения арсенала технический средств.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ.
ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ В СТАТИЧЕСКОМ СОСТОЯНИИ.
На цельном металлическом основании любой геометрической формы (поз. 6) с помощью существующих технологий размещены полупроводниковые стержни (термоэлементы, поз. 3). При этом на свободной площади цельного металлического основания отдельно размещается дополнительная батарея, состоящая из последовательно-соединенных термоэлементов (поз. 11). На местах соединения полупроводниковых стержней с металлом образуются спаи (поз. 9). Термоэлементы в батарее с последовательно - соединенными элементами соединяются между собой с помощью металлических мостиков, которые изолированы от общего металлического основания (поз. 12). Первые концы полупроводниковых стержней (термоэлементов, поз. 3) соединены между собой на цельном металлическом основании и одновременно с контактами электронного реле №1 (поз. 15), вторые концы полупроводниковых стержней (термоэлементов) через полупроводниковые ключи (поз. 7) соединены с катушками индуктивности (поз. 17) расположенными на сердечнике трансформатора (поз. 19). Все первые концы катушек индуктивности соединены между собой и одновременно с контактами электронного реле №1 (поз. 15). Вторые концы катушек индуктивности соединены через полупроводниковые ключи (поз. 7) с полупроводниковыми стержнями (термоэлементами, поз. 3). Первый конец дополнительной батареи термоэлементов с последовательно соединенными термоэлементами (поз. 11) через полупроводниковый ключ (поз. 7) соединяется с первым концом отдельной катушки индуктивности (поз. 14), расположенной на металлическом сердечнике трансформатора (поз. 19), второй конец дополнительной батареи с последовательно соединенными термоэлементами соединяется с контактами электронного реле №2 (поз. 16). Отдельная катушка индуктивности (поз. 14) вторым концом соединяется с контактами электронного реле №2 (поз. 16). В схеме задействованы два устройства - БУ (блоки управления, поз. 18), которые вырабатывают синхронные импульсы для управления электронными реле №1 и №2 (поз. 16 и поз. 15). Для осуществления электропитания данных устройств используется существующая дополнительная батарея термоэлементов с последовательно-соединенными термоэлементами (поз. 11).
ОПИСАНИЕ РАБОТЫ КОНСТРУКЦИИ.
При повышении температуры нагревателя (поз. 8) возникает разность температур «горячего» и «холодного» спаев. Возникает Э.д.с. каждого термоэлемента (поз. 3 и поз. 11). При этом открываются полупроводниковые ключи (поз. 7). От дополнительной батареи из последовательно соединенных термоэлементов (поз. 11) подается напряжение на устройства управления (поз. 18), которые вырабатывая синхронные импульсы с заданной частотой (например, 50 Гц) управляют электронными реле №1 и №2 (поз. 15 и поз. 16). С заданной частотой синхронно начинают открываться (закрываться) электронные реле №1 и №2. В результате в катушках индуктивности трансформатора (поз. 17 и поз. 14) появляется ток пилообразной формы, который изменяя магнитный поток через проводящий контур (катушки индуктивности) способствует появлению напряжения пилообразной формы в выходной обмотке трансформатора (поз. 13) (Г.С. Лансберг, «Элементарный учебник физики», Т2. Электричество и магнетизм. М.; ФИЗМАЛИТ, 2008, стр. 325). Согласно принципу суперпозиции, если магнитное поле создано несколькими проводниками с током, то вектор магнитной индукции в какой-либо точке этого поля равен векторной сумме магнитных индукций, созданных в этой точке каждым током в отдельности (И.Е. Тамм «Основы теории электричества», Москва, Наука, 1966, стр. 549-553). Следовательно все токи в катушках индуктивности и отдельной катушке индуктивности трансформатора (первичная обмотка трансформатора, поз. 14 и поз. 17) складываются и индуцируют э.д.с. во вторичной обмотке трансформатора. При этом номинал напряжения выходной обмотки трансформатора (поз. 13) пропорционален количеству витков этой обмотки, а отношение напряжений на зажимах обмоток трансформатора (первичной и вторичной) при холостом ходе приблизительно равно отношению индуцированных в них э.д.с. (Г.С. Лансберг «Элементарный учебник физики», Т2, Электричество и магнетизм. М,; ФИЗМАЛИТ, 2008, стр. 397-398).
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Графически чертежи представлены в виде четырех фигур: фигура 1, фигура 2, фигура 3, фигура 4.
Фигура 1 состоит:
- позиция 1 - общее основание батареи термоэлементов;
- позиция 2 - соединительный металлический мостик;
- позиция 3 - полупроводниковый стержень (типа 1);
- позиция 4 - полупроводниковый стержень (типа 2);
- позиция 5 - сопротивление нагрузки.
Фигура 2 состоит:
- позиция 3 - полупроводниковый стержень (термоэлемент, тип 1);
- позиция 5 - сопротивление нагрузки;
- позиция 6 - металлическое основание;
- позиция 7 - полупроводниковые ключи (диоды);
Фигура 3 состоит:
- позиция 3 - полупроводниковые стержни (тип 1);
- позиция 5 - сопротивление нагрузки;
- позиция 6 - цельное металлическое основание;
- позиция 7 - полупроводниковые ключи (диоды);
- позиция 8 - нагревательный элемент;
- позиция 9 - спай;
- позиция 10 - общая электрическая шина;
- позиция 11 - батарея с последовательно - соединенными термоэлементами;
- позиция 12 - металлические мостики.
Фигура 4 состоит:
- позиция 3 - полупроводниковые стержни (тип 1);
- позиция 7 - полупроводниковые ключи (диоды);
- позиция 11 - батарея с последовательно- соединенными термоэлементами;
- позиция 13 - выходная обмотка трансформатора;
- позиция 14 - отдельная катушка индуктивности трансформатора;
- позиция 15 - электронное реле №1;
- позиция 16 - электронное реле №2;
- позиция 17- катушки индуктивности трансформатора;
- позиция 18 - блоки управления электронными реле;
- позиция 19 - сердечник трансформатора.