Неоднородный прямоугольный спиральный термоэлемент
Схема термоэлемента приведена на рис.2.45. Рабочее тело термоэлемента имеет вид спирали, выполненной из прямоугольного бруска. Брусок состоит из двух частей A и B. Материалы этих частей обладают различным коэффициентом термоЭДС. Верхняя и нижняя поверхности бруска через теплопроводящие изоляции контактируют с нагревателем и холодильником. Для уменьшения потерь тепла излучением внутренняя полость термоэлемента заполнена электроизолятором с малым коэффициентом теплопроводности.
Термоэлемент обладает повышенной технологичностью. Например, он может быть выполнен методом экструзии с образованием сразу бруска с центральным отверстием. При этом при экструзии формируются и надежные электрические контакты между областями A и B. Образование спирали легко достигается разрезами со стороны верхней и нижней граней удобными методами - электроискровой резкой, струнной или алмазной резкой. Такая технология исключает проблемы последовательного соединения ветвей в обычных термопарных батареях путем коммутации через металлические перемычки. Спиральный термоэлемент в связи с этим имеет повышенную надежность и может применяться в условиях повышенных механических и многократных циклических температурных воздействиях. В термоэлементах могут быть применены полупроводниковые материалы, разработанные для термопарных батарей.
КПД и другие параметры таких спиральных термоэлементов могут определяться как в 4.7.