| початок розділу
Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві |
хитрощі майстру
електроніка фізика технології винаходи |
таємниці космосу
таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу |
  |
| Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання) | |||
Навігація: => |
На головну / Каталог патентів / В розділ каталогу / Назад / |
|
ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2065645
ТЕРМОЕЛЕКТРИЧНИЙ ГЕНЕРАТОР
Ім'я винахідника: Шалаєв Н.В .; Копаев В.Г.
Ім'я патентовласника: Шалаєв Микола Васильович
Адреса для листування: 1993.02.03
Дата початку дії патенту:
Використання: в термоелектричних генераторах, що працюють на рідкому чи газоподібному паливі. Суть винаходу: збірка складається з теплообмінного блоку з каналами для теплоносія, термоелектричних батарей, розміщених на гранях блоку, і охолоджуючих радіаторів, що примикають до батарей. Збірка з натягом охоплена оболонкою, виконаної з пружного матеріалу. Центральний ділянку радіатора виконаний виступаючим по відношенню до його крайнім зонам. Між цією ділянкою і тонкостінної оболонкою затиснена пластинчаста пружина, яка згинається при збиранні приладу і створює постійне зусилля стиснення його елементів. Переважно відношення товщини оболонки до товщини пластинчастої пружини вибирати в межах 1: 1,25 - 1: 3.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до області термоелектрики і може бути використано в термоелектричних генераторах, що працюють на рідкому органічному або газоподібному паливі, переважно з використанням тепла, що виділяється пальниками при спалюванні палива.
Відомий термоелектричний генератор, що містить теплообмінний блок, розміщений над джерелом тепла, термоелектричні батареї, розташовані на поверхнях теплообмінного блоку, систему відводу тепла і елементи притиску [1] У відомому термоелектричному генераторі елементи притиску виконані у вигляді великої кількості стяжок, що мають форму шпильок з гвинтовими пружинами, рівномірно розподілених по периметру термоелектричних батарей.
Недоліком відомого термоелектричного генератора є складність конструкції, обумовлена значною кількістю елементів притиску, а й значні перетікання тепла, що визначаються наявністю допоміжних оболонок, що з'єднують гарячий теплообмінник з системою відводу тепла.
Найбільш близьким за технічною сутністю і досягається результату до описуваного генератору є термоелектричний генератор, що включає складання, що містить теплообмінний блок, на гранях якого розташовані термоелектричні батареї, з розміщеними на них радіаторами, систему стиснення елементів збірки і опорні елементи [2] У відомому термоелектричному генераторі система стиснення виконана у вигляді стяжного кільця, ущільнень, притискних планок по числу термоелектричних батарей і стяжних болтів.
Недоліком відомого термоелектричного генератора є складність конструкції системи притиску, що містить велику кількість різнорідних елементів, які досить складним способом стикуються з термоелектричними батареями і радіаторами, що призводить до збільшення ваги генератора і підвищення його вартості.
Винахід направлено на зменшення ваги термоелектричного генератора і зниження його вартості за рахунок граничного спрощення системи притиску.
Для досягнення поставленої мети в термоелектричному генераторі, що включає складання, що містить теплообмінний блок, на гранях якого розташовані термоелектричні батареї, з розміщеними на них радіаторами, систему стиснення елементів збірки і опорні елементи, система стиснення виконана у вигляді оболонки, з натягом охоплює складання, і по принаймні однієї пластинчастої пружини, затисненої між внутрішньою стінкою оболонки і центральною ділянкою радіатора, який виконаний виступаючим по відношенню до його крайнім зонам, при цьому переважно замкнуту оболонку виконувати з пружного матеріалу, наприклад з нержавіючої сталі, відношення товщини оболонки до товщини пластинчастої пружини вибирати в межах 1: 1,25: 1: 3, ділянка радіатора, що примикає до пластинчастої пружини, виконувати у вигляді дугоподібної поверхні або у вигляді ступінчастою поверхні, спадної від центральної зони до крайовим зонам радіатора; пластинчасті пружини розміщувати між кожним радіатором і тонкостінної оболонкою; опорні елементи виконувати з можливістю регулювання по висоті.
У заявленій термоелектричному генераторі забезпечується максимальне спрощення системи притиску, яка в межі може містити всього два елементи простої форми. Замкнута тонкостінна оболонка з натягом охоплює складання, що складається з теплообмінного блоку, термоелектричних батарей і радіаторів, при цьому пластинчаста пружина затиснена між внутрішньою стінкою оболонки і виступаючим центральним ділянкою радіатора, забезпечуючи надійний притиск термоелектричних батарей до теплообмінних блоку і охолоджуючих радіаторів до термоелектричним батареям за рахунок зусиль натягу оболонки і зусиль, що виникають при вигині площинний пружини. Виконання радіатора з виступаючим центральним ділянкою, на який спирається пластинчаста пружина при її затисканні, забезпечує вигин площинний пружини, створюючи необхідне зусилля притиску елементів збірки. Виступаючий ділянку переважно виконувати або у вигляді дугоподібної поверхні, що забезпечує рівномірний викривлення пластинчастої пружини при натяг тонкостінної оболонки, або у вигляді ступінчастою поверхні, поступово спадної від центру до крайових зон, що простіше у виготовленні. Тонкостінну оболонку переважно виконувати з пружних матеріалів, наприклад з нерж. ст. сталей марок ст. 10, ст. 20 і т. П. Товщину оболонки необхідно вибирати в межах 
1 0,3 0,5 мм, оскільки при таких толщинах забезпечується достатня жорсткість оболонки і можливість її викривлення при складанні. Проведені експерименти дозволили встановити, що оптимальний діапазон товщини пластинчастої пружини становить 2 0,6 0,8 мм і відповідно діапазон оптимальних відносин товщини оболонки до товщини пластини становить: 1 / 2 1: 1,25 1: 3.
При використанні в генераторі великої кількості термоелектричних батарей значній площі доцільно пластинчасті пружини розміщувати між кожним радіатором і тонкостінної оболонкою, оскільки це дозволить збільшити зусилля притиску. Для забезпечення можливості переміщення тонкостінної оболонки по відношенню до радіатора опорні елементи генератора можуть бути виконані з можливістю регулювання по висоті, наприклад, у вигляді кільцевих елементів і гвинтів з загостреними закінченнями.
 |
 |
 |
Прикладені креслення зображують: фіг. 1 поперечний переріз термоелектричного генератора, вид зверху; фіг. 2 частина системи притиску; фіг. 3 загальний вигляд термоелектричного генератора, вид збоку. Описуваний термоелектричний генератор містить: 1 термоелектричні батареї, 2 теплообмінний блок, 3 канали теплообмінного блоку, 4 - охолоджуючі радіатори, 5 тонкостінна замкнута оболонка, 6 пластинчаста пружина, 7 теплоізоляція, 8 теплопріемний елемент (що примикає до теплообмінних блоку 2), 9 гніт пальника, 10 опорні елементи, 11 - ємність для органічного рідкого палива, 12 стеклолампи, 13 витяжна труба, 14 опори. Елементи термоелектричних батарей 1 виконуються з високоефективних напівпровідникових матеріалів, наприклад з телуриду свинцю. Теплообмінний блок 2 виконують з високо теплопровідні матеріалів, наприклад з алюмінієвих сплавів, чавуну і т.п. матеріалів, і має систему вертикальних каналів 3 для пропускання продуктів згоряння. Охолоджуючий радіатор 4 виконують зазвичай пластинчастим з товщиною пластин 1 + 1 мм, які виготовляють зазвичай з алюмінію або його сплавів. Радіатор 4 виконують з виступаючим центральним ділянкою (див. Фіг. 2). Тонкостінна оболонка 5 з натягом охоплює всі елементи збірки 1, 2, 4. |
Описуваний термоелектричний генератор працює наступним чином. Після складання всіх елементів генератора пластинчаста пружина 6 виявляється затисненої і згинається, створюючи постійне зусилля притиску термоелектричних батарей 1 до теплообмінних блоку 2 і до охолоджуючим радіаторів 4. Після згоряння рідкого палива на гніт пальника 9 продукти згоряння і нагріте повітря по каналах теплопріемного елемента 8 надходять в теплообмінний блок 2 і передають теплову енергію стінок каналів 3. Тепловий потік проходить за елементами термоелектричних батарей 1, створюючи на них перепад температур, за рахунок ефекту Зеєбека генерується термоЕРС і в корисне навантаження (на кресленні не вказана) надходить корисна електрична енергія. Відпрацьована теплова енергія надходить на охолоджуючий радіатор 4 і далі відводиться в навколишній простір. В процесі розігрівання генератора відбувається зміна взаємного розташування різних його елементів, проте тонкостінна оболонка 5 і вигнута пластинчаста пружина 6 забезпечують сталість зусилля притиску елементів збірки 1, 2, 4 при експлуатації в умовах багаторазового термоциклирования.
Заявлений термоелектричний генератор може бути виготовлений зі стандартних матеріалів без необхідності залучення спеціальних технологій.
Дослідні зразки заявленого термоелектричного генератора були виготовлені на НПК "Правдинский" (сел. Правдинский, Пушкінський район, Московської обл.) І успішно пройшли випробування в умовах багаторазового (тисячі термоциклов) термоциклирования.
У порівнянні з відомими термоелектричними генераторами, які використовують рідке органічне або газоподібне паливо, в заявленому термоелектричному генераторі вдалося гранично спростити конструкцію системи притиску, що дозволило зменшити вагу (більш ніж на 15%) і знизити вартість генератора, оскільки спростилися конструкція і технологія виготовлення.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
1. Термоелектричний генератор, що включає складання, що містить теплообмінний блок, на гранях якого розташовані термоелектричні батареї з розміщеними на них радіаторами, систему стиснення елементів збірки і опорні елементи, що відрізняється тим, що система стиснення виконана у вигляді оболонки по периметру з натягом, що охоплює складання, і принаймні однієї пластинчастої пружини, затисненої між внутрішньою стінкою оболонки і центральною ділянкою радіатора, який виконаний виступаючим по відношенню до його крайнім зонам.
2. Генератор по п.1, що відрізняється тим, що оболонка виконана з пружного матеріалу.
3. Генератор по п.2, що відрізняється тим, що оболонка виконана з нержавіючої сталі.
4. Генератор по п.1, що відрізняється тим, що відношення товщини оболонки до товщини пластинчастої пружини становить 1: 1,25 1: 3.
5. Генератор по п.1, що відрізняється тим, що ділянка радіатора, що примикає до пластинчастої пружини, виконаний у вигляді дугоподібної поверхні.
6. Генератор по п.1, що відрізняється тим, що ділянка радіатора, що примикає до пластинчастої пружини, виконаний у вигляді ступінчастою поверхні, спадної від центральної зони.
7. Генератор по п.1. відрізняється тим, що пластинчасті пружини розміщені між кожним радіатором і оболонкою.
8. Генератор по п.1, що відрізняється тим, що опорні елементи виконані з можливістю регулювання по висоті.
Версія для друку
Дата публікації 13.01.2007гг
Коментарі
Коментуючи, пам'ятайте про те, що зміст і тон Вашого повідомлення можуть зачіпати почуття реальних людей, проявляйте повагу та толерантність до своїх співрозмовників навіть у тому випадку, якщо Ви не поділяєте їхню думку, Ваша поведінка за умов свободи висловлювань та анонімності, наданих інтернетом, змінює не тільки віртуальний, але й реальний світ. Всі коменти приховані з індексу, спам контролюється.