Главная - Литература

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 [28] 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93

стержня термоэлемента

о л Е-« О U

Припой

о « »

я S Э

2 О) «

5 S S

Eras

Флюс

о га я S 5

, га щ

е О .

1 CJ р

Подготовительные операции

Электрическое сопротивление контакта

Значение

Характеристика

Гальванический

(наносится коммутационная

перемычка)

SbZn (р-тип) CoSb (п-тип) РЬТе (п-тип)

Состав ванны: NiSOwHsO (400 Г); NiCi2.H20(15r); Н3ВО3 (30 Г); CdS04 (0,03 Г) HjO (1000 мл) Температура- -323-333° К; рЯ =3.5-=-4; анод - Ni

За время работы 4500 час. сопротивление ветви из РЬТе возросло на 8-10%, коэффициент термоэдс на 7-

Прижимное контактирование

РЬТе (р-тип) РЬТе (п-тип)

Низко-

легированные

стали

и Fe

Механический прижимной контакт в восстановительной или инертной среде при рда7 кГ/см и То=643° К

г„=10-б

ом см

в процессе работы при 7=978" К диффузия коммутационного материала в сплав не обнаруживается




Анализ данных табл. 6 позволяет утверждать, что все способы, связанные с нагревом материалов в процессе коммутации, вследствие взаимной диффузии материалов оказывают влияние на качество термоэлементов и продолжительность их непрерывной работы. С этой точки зрения наиболее удовлетворительными можно считать так называемые методы холодной коммутации. Однако несмотря на отмеченные достоинства других методов наиболее широкое распространение в настоящее время, особенно при изготовлении термоэлементов для охлаждающих устройств и тепловых насосов, получил метод коммутации пайкой. Это объясняется высокой технологичностью этого метода, незначительностью контактного электрического сопротивления и приемлемой механической прочностью контакта. Учитывая также возможность применения припоев, предотвращающих взаимную диффузию материалов и обеспечивающих длительную работу термоэлементов, можно считать метод коммутации пайкой наиболее универсальным.

В последние годы, особенно для коммутации по стороне горячих спаев средне-и высокотемпературных электрогенерирующих термоэлементов, получил распространение метод прижимного механического контактирования. Этот метод достаточно прост, не требует нагрева, обеспечивает хорошую компенсацию термических деформаций и приемлемые значения переходного омического сопротивления. Однако имея ряд положительных сторон, он приводит к усложнению конструкции, увеличению габаритов и веса термоэлектрического устройства.

В конструкциях термоэлементов, нашедших практическое применение, чаще всего используются методы коммутации пайкой, прижимного механического контактирования или их комбинация. Что касается других методов, то они либо недостаточно изучены, либо применяются в единичных конструкциях термоэлектрических устройств, в которых по тем или иным причинам исключается использование прижимного механического контактирования или пайки. Рассмотрим некоторые конструкции термоэлементов различного типа и целевого назначения.

Рис. 34, Термоэлемент с прижимным контактом по «горячей» и паяным контактом по «холодной» стороне.

/ - холодная Коммутационная пластина; 2- ветвь р-типа; 3 - прижимные коммутационные пластины; 4 - гибкие теплоэлектропроводы; 5 - верхний каскад ветви п-типа; 6-нижний каскад ветви п-типа



На рис. 34 показана конструкция термоэлемента, по холодной стороне которого коммутация осуществляется пайкой, а по горячей использованы прижимные гибкие (выполненные из медных проволочек) теплоэлектропроводы, соединенные с контактными пластинами [49]. Необходимое усилие прижима, как это показано на рис. 35, обеспечивается при помощи пружин.

Коммутация посредством прижимных контактов обеспечивает необходимую компенсацию термических деформаций при сохранении на всех режимах работы электрического и теплового контактов. Однако j такой тип коммутации приводит к значительному увеличению габаритов и веса термоэлектрического устройства. С этой точки зрения более целесообразно применение паяных соединений, хотя последние также имеют ряд /

существенных недостатков.

Как видно из рис. 36, между ком- Л

мутационной пластиной и полупровод- ,

пиком образуется несколько переход-

ных слоев, имеющих свойства, отличные от свойств исходных материалов. Рис.35. Термоэлемент с при-Эффективная высота полупроводника ГпаГ~тактГпо в этом случае уменьшается. Паяные «холодной» стороне в собран-соединения, кроме того, не дают надеж- ном виде.

ной гарантии с точки зрения КОМПеН- / ветвь р-типа; 2 - прижим-

сации термических деформаций и в ряде ГгиГиГткгопр™;

случаев ограничивают допускаемый тем- -пружины-, 5-ветвь п-типа;

« 6-«холодная» коммутационная

пературныи интервал применения тер- пластина

моэлемента.

Выше были рассмотрены плоские термоэлементы. Для судовых условий более перспективны термоэлементы кольцевого типа или секторные, которые позволяют использовать более компактные трубные поверхности теплообмена. Конструктивные схемы таких термоэлементов показаны на рис. 37.

Вопрос компенсации температурных деформаций в этом случае еще более усложняется и приводит к новым технологическим проблемам. Тем не менее конструкции термоэлементов данного типа представляют несомненный интерес. При использовании ядерных источников энергии с термоэлементами, размещаемыми непосредственно на тепловыделяющих элементах реакторов (рис. 38) или применяемых в сочетании с термоэмиссионными преобразователями энергии (рис. 39), такие конструкции оптимальны.

Известны и некоторые другие конструктивные решения термоэлементов, например оригинальная конструкция коаксиального цилиндрического термоэлемента (рис. 40). Этот термоэлемент отличается тем, что ветвь р-типа выполнена в виде цилиндрического



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 [28] 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93



0.0013