RU2161345C1 - Thermal emission converter with small interelectrode gap - Google Patents
Thermal emission converter with small interelectrode gap Download PDFInfo
- Publication number
- RU2161345C1 RU2161345C1 RU2000105470/09A RU2000105470A RU2161345C1 RU 2161345 C1 RU2161345 C1 RU 2161345C1 RU 2000105470/09 A RU2000105470/09 A RU 2000105470/09A RU 2000105470 A RU2000105470 A RU 2000105470A RU 2161345 C1 RU2161345 C1 RU 2161345C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- collector
- emitter
- deformable element
- heat
- heat sink
- Prior art date
Links
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims abstract description 9
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims abstract description 6
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims description 19
- 239000011195 cermet Substances 0.000 claims 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 abstract 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 4
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 4
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 description 3
- TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N caesium atom Chemical compound [Cs] TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000000930 thermomechanical effect Effects 0.000 description 3
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000003779 heat-resistant material Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к термоэмиссионному преобразованию тепловой энергии в электрическую и может быть использовано в любых энергетических установках космического, наземного, морского, подземного, подводного и др. мест базирования с термоэмиссионным преобразователем (ТЭП), вынесенным из зоны генерации тепловой энергии, получаемой путем сжигания любого вида органического топлива, концентрации солнечной энергии или использования ядерного или радиоизотопного топлива. The invention relates to thermionic conversion of thermal energy into electrical energy and can be used in any power plants of space, land, sea, underground, underwater and other places of basing with a thermionic converter (TEC) taken out from the heat generation zone obtained by burning any kind fossil fuels, solar energy concentrations, or the use of nuclear or radioisotope fuels.
Минимально приемлемый уровень температуры эмиттера, обеспечивающий работоспособность ТЭП в указанных установках, не ниже 1500 К. The minimum acceptable temperature level of the emitter, ensuring the performance of the TEC in these installations, is not lower than 1500 K.
Известен ТЭП (Ж. Теплоэнергетика, 1984, N 5, стр.42-44), опытные образцы которого были разработаны и испытаны для проведения анализа проблемы создания термоэмиссионной надстройки к тепловым электростанциям. The TEC is known (J. Thermal Engineering, 1984, N 5, pp. 42-44), the prototypes of which were developed and tested to analyze the problem of creating a thermionic superstructure for thermal power plants.
Основными элементами этого ТЭП являются корпус, эмиттер, рассчитанный на работу при температуре около 1300oC, коллектор - на температуру 450 - 550oC и узел, разделяющий их электрические потенциалы. Площадь рабочей поверхности электродов равна 40 см2, удельная электрическая мощность генерируемая в ТЭП, составляет 3,5 - 4,5 Вт/см2, КПД преобразования 10 - 12%, величина межэлектродного зазора (МЭЗ) равна 0,2±0,05 мм. Основным недостатком конструкции такого ТЭП является неконтролируемое влияние на величину МЭЗ коэффициентов термического расширения материалов практически всех конструктивных элементов ТЭП, что в свою очередь заметно сказывается на колебаниях величины его выходной электрической мощности. Другим существенным недостатком такого ТЭП является очевидная возможность образования неплоскостности и непараллельности рабочих поверхностей электродов как из-за их большого размера, так и из-за возможных технологических погрешностей при изготовлении рабочих элементов и сборке ТЭП, что может привести к серьезным нарушениям режима его работы.The main elements of this TEC are the housing, the emitter, designed to operate at a temperature of about 1300 o C, the collector - at a temperature of 450 - 550 o C and the node that separates their electrical potentials. The electrode working surface area is 40 cm 2 , the specific electric power generated in the TEC is 3.5 - 4.5 W / cm 2 , the conversion efficiency is 10 - 12%, the interelectrode gap (MEZ) is 0.2 ± 0.05 mm The main drawback of the design of such a TEC is the uncontrolled influence on the MEZ value of the coefficients of thermal expansion of materials of almost all structural elements of the TEC, which in turn significantly affects the fluctuations in the value of its output electric power. Another significant drawback of such a TEC is the obvious possibility of non-flatness and non-parallelism of the working surfaces of the electrodes due to both their large size and possible technological errors in the manufacture of working elements and the assembly of TEC, which can lead to serious violations of its operation mode.
Известен ТЭП с малым межэлектродным зазором, взятый авторами за прототип (Патент РФ N 2073284, заявл. 4.06.93 г. МКИ H 01 J 45/00), содержащий вакуумированный корпус, образованный эмиттерной и коллекторной стенками и отделяющим их друг от друга изолятором, размещенные в корпусе и образующие электродные пары плоские эмиттеры и коллекторы, в углублениях последних размещены дистанционаторы из изолирующего теплостойкого материала, которые отделены от коллекторной стенки упруго деформируемыми элементами, при этом между коллекторной и эмиттерной стенками дополнительно установлен сепаратор с выполненными в нем по количеству электродных пар отверстиями, в каждом из которых размещен упомянутый упруго деформируемый элемент, выполненный в виде мембраны и герметично соединенный с ним по своему наружному контуру, разделяющие вместе с сепаратором вакуумированный корпус на две полости, а между мембранами и коллекторной стенкой с зазором по отношению к последней установлены теплоотводы, жестко связанные с соответствующими коллекторами через центральную часть мембран. Эмиттерная и коллекторная стенки могут быть выполнены в виде плоских пластин или коаксиальных цилиндров. Known TEC with a small interelectrode gap, taken by the authors for the prototype (RF Patent N 2073284, application. June 4, 93 MKI H 01 J 45/00), containing a vacuum housing formed by the emitter and collector walls and the insulator separating them from each other, flat emitters and collectors placed in the housing and forming electrode pairs; in the recesses of the latter there are spacers made of insulating heat-resistant material, which are separated from the collector wall by elastically deformable elements, between the collector and emitter walls additionally installed a separator with holes made in it according to the number of electrode pairs, each of which contains the aforementioned elastically deformable element made in the form of a membrane and hermetically connected to it along its outer contour, separating the vacuum housing together with the separator into two cavities, and between the membranes and a collector wall with a gap with respect to the latter, heat sinks are mounted rigidly connected to the corresponding collectors through the central part of the membranes. The emitter and collector walls can be made in the form of flat plates or coaxial cylinders.
Внутри ТЭП между эмиттерной стенкой и сепаратором с вставленными в него мембранами сформирована полость, в которую подаются пары цезия для снижения работы выхода электродов. Каждый из коллекторов через центральную часть соответствующей гибкой тонкостенной мембраны жестко соединен с обеспечением теплового контакта со своим теплоотводом. Каждая из мембран помещена в соответствующее отверстие сепаратора и герметично соединена с ним по своему наружному контуру. Таким образом, коллекторы и теплоотводы, расположенные на гибких мембранах, имеют степени свободы, дающие возможность компенсировать осевые и угловые технологические погрешности, а также термомеханические деформации конструкционных элементов ТЭП, что необходимо при столь малом межэлектродном зазоре. Полость, образованная между теплоотводами и коллекторной стенкой, заполнена гелием, который выполняет две функции. Во-первых, через гелиевый зазор между теплоотводами и коллекторной стенкой отводится тепло от коллекторов ТЭП к теплоносителю, проходящему с внешней стороны коллекторной стенки. Во-вторых, для стабильного получения МЭЗ величиной несколько микрометров необходимо силовое поджатие коллекторов к эмиттерам, которое осуществляется давлением газа через гибкие мембраны. При этом компенсируются технологические погрешности и термомеханические деформации конструктивных элементов ТЭП, а рабочая поверхность каждого коллектора, имеющего степени свободы на гибкой мембране, располагается параллельно поверхности соответствующего эмиттера и, равномерно опираясь на все дистанционаторы, образует при рабочих температурах зазор 3-4 мкм. Inside the TEC, a cavity is formed between the emitter wall and the separator with membranes inserted into it, into which cesium vapor is supplied to reduce the work function of the electrodes. Each of the collectors through the central part of the corresponding flexible thin-walled membrane is rigidly connected to ensure thermal contact with its heat sink. Each of the membranes is placed in the corresponding hole of the separator and hermetically connected to it along its outer contour. Thus, collectors and heat sinks located on flexible membranes have degrees of freedom that make it possible to compensate for axial and angular technological errors, as well as thermomechanical deformations of the TEC structural elements, which is necessary with such a small interelectrode gap. The cavity formed between the heat sinks and the collector wall is filled with helium, which performs two functions. Firstly, through the helium gap between the heat sinks and the collector wall, heat is removed from the TEC collectors to the heat carrier passing from the outside of the collector wall. Secondly, for stable production of MEZs of a few micrometers, it is necessary to force collectors to emitters, which is carried out by gas pressure through flexible membranes. At the same time, technological errors and thermomechanical deformations of the structural elements of the TEC are compensated, and the working surface of each collector, which has degrees of freedom on a flexible membrane, is parallel to the surface of the corresponding emitter and, evenly resting on all distancers, forms a gap of 3-4 μm at operating temperatures.
Однако ТЭП приведенной конструкции недостаточно надежен в связи с тем, что его конструктивный узел, состоящий из теплоотвода и коллектора, жестко соединенных между собой через гибкую тонкую мембрану, будучи только через нее соединенным с сепаратором и одновременно опирающимся на эмиттер тремя тонкими дистанционаторами, находится по-существу во взвешенном состоянии только на мембране. However, the TEC of the given design is not sufficiently reliable due to the fact that its structural unit, consisting of a heat sink and a collector, rigidly connected to each other through a flexible thin membrane, being only connected through it to the separator and simultaneously resting on the emitter with three thin spacers, substantially suspended only on the membrane.
Кроме того, вызывает сомнение сохранность гелия на протяжении всего рабочего ресурса ТЭП как средства создающего прижим и теплопередачу после интенсивного динамического воздействия на все конструктивные швы и элементы, формирующие гелиевую полость, учитывая и последующее на них термомеханическое воздействие в условиях эксплуатации в ресурсе. In addition, the safety of helium throughout the entire TEC working life as a means of creating pressure and heat transfer after intensive dynamic action on all structural joints and elements forming the helium cavity, taking into account the subsequent thermomechanical effect on them under operating conditions in the resource, is doubtful.
Перед авторами стояла задача создания ТЭП повышенной эксплуатационной надежности и эффективности, стабильность рабочих характеристик которого в ресурсе обеспечивалась бы формированием МЭЗ только температурным уровнем электродов. The authors were faced with the task of creating a TEC of increased operational reliability and efficiency, the stability of the performance of which in the resource would be ensured by the formation of the MEZ only by the temperature level of the electrodes.
Для решения поставленной задачи предложен ТЭП, содержащий вакуумированный корпус, плоские эмиттер и коллектор, дистанционатор, упруго деформируемый элемент и теплоотводящую систему, в котором вакуумированный корпус образован металлокерамическим узлом (МКУ), состоящим из изолятора и манжет, герметично соединенных соответственно с эмиттером и через теплоотводящую систему - с коллектором, при этом манжета, соединенная с эмиттером, выполнена сборной из коаксиально расположенных цилиндрических тонкостенных оболочек, дистанционатор выполнен в виде керамического кольца, свободно расположенного во внешней кольцевой проточке коллектора, а между коллектором и основанием теплоотводящей системы размещены упруго деформируемый элемент в виде пружины сжатия и неразъемно соединенный с ними гибкий теплопровод. To solve this problem, a TEC is proposed that contains a vacuum housing, a flat emitter and a collector, a spacer, an elastically deformable element and a heat sink system in which the vacuum housing is formed by a ceramic-metal assembly (MCU), consisting of an insulator and cuffs, tightly connected respectively to the emitter and through the heat sink the system - with a collector, while the cuff connected to the emitter is made of a team of coaxially arranged cylindrical thin-walled shells, it is in the form of a ceramic ring freely located in the outer annular groove of the collector, and between the collector and the base of the heat sink system there is an elastically deformable element in the form of a compression spring and a flexible heat conduit that is permanently connected to them.
Кроме того, на поверхности дистанционирующего кольца, обращенной к коллектору, выполнены три выступа, равномерно расположенные по окружности. Упруго деформируемый элемент может быть выполнен в виде набора тонких упругих пластин, равномерно расположенных по окружности между двумя кольцевыми фланцами, соединенных с ними неразъемно. Также упруго деформируемый элемент может быть выполнен в виде витой пружины сжатия, либо в виде сильфона. In addition, on the surface of the spacer ring facing the collector, there are three protrusions uniformly spaced around the circumference. An elastically deformable element can be made in the form of a set of thin elastic plates uniformly spaced around the circumference between two annular flanges, connected with them inseparably. Also, an elastically deformable element can be made in the form of a twisted compression spring, or in the form of a bellows.
Предложено также теплопроводящую систему выполнять в виде тепловой трубы, соединенной своим торцем с гибким теплопроводом. It is also proposed that the heat-conducting system be implemented in the form of a heat pipe connected by its end to a flexible heat conduit.
Использование МКУ в качестве корпуса позволяет упростить конструкцию ТЭПа в целом. The use of MKU as a housing makes it possible to simplify the design of TEPa as a whole.
Вакуумированный корпус образован МКУ, состоящим из изолятора, к внешней и внутренней цилиндрическим поверхностям которого припаяны тонкостенные оболочки - манжеты, приваренные своими противоположными концами соответственно к эмиттеру и к основанию теплоотводящей системы. При этом манжета, привариваемая к эмиттеру, состоит из трех коаксиально расположенных оболочек, соединенных между собой по концам сваркой и образующих тем самым увеличенное термическое сопротивление между эмиттером и изолятором МКУ, разделяющим электрические потенциалы электродов ТЭП. The evacuated housing is formed by an MCU consisting of an insulator, to the outer and inner cylindrical surfaces of which thin-walled shells — cuffs — are welded with their opposite ends, respectively, to the emitter and to the base of the heat sink system. In this case, the cuff welded to the emitter consists of three coaxially located shells connected by welding at the ends and thereby forming increased thermal resistance between the emitter and the MCU insulator, which separates the electric potentials of the TEC electrodes.
В образованной таким образом замкнутой внутри корпуса, герметичной полости находятся: рабочая поверхность эмиттера, коллектор, рабочая поверхность которого прилегает к рабочей поверхности эмиттера, керамический кольцевой дистанционатор, свободно расположенный во внешней кольцевой проточке в коллекторе, четыре цилиндрической формы керамических дистанционатора, равномерно расположенных по окружности в радиальной плоскости коллектора и выступающих из него наружу на величину радиального зазора между коллектором и внутренней оболочкой эмиттерной манжеты МКУ, гибкий теплопровод, одним своим торцем припаянный к задней поверхности коллектора, а противоположным торцем - к основанию теплоотводящей системы, упруго деформируемый элемент, центрируемый своими опорными торцевыми фланцами в основании теплоотводящей системы и на задней поверхности коллектора. In the hermetically sealed cavity formed in such a way that is closed inside the body: the emitter’s working surface, a collector whose working surface is adjacent to the emitter’s working surface, a ceramic annular spacer, freely located in the outer annular groove in the manifold, four cylindrical ceramic spacers evenly spaced around in the radial plane of the collector and protruding outward by the value of the radial clearance between the collector and the inner shell th emitter cuff ISU, flexible thermal conductivity, one of its butt end soldered to the back surface of the collector, and the opposite end - the base of the heat sink system, an elastically deformable element, centered its support end flanges at the base of the heat sink system and on the rear surface of the collector.
Керамический кольцевой дистанционатор на своей торцепой поверхности, соприкасающейся с коллектором, имеет три выступа, равномерно расположенных но окружности, суммарная контактная поверхность которых оптимизируется из условий минимизации перетечки тепла с эмиттера на коллектор через дистанционатор и, с другой стороны, исключения возможности образования вмятин на поверхности коллектора от усилия прижима, создаваемого упруго деформируемым элементом. Дистанционатор во внешней кольцевой проточке коллектора расположен свободно с зазором по ее цилиндрической поверхности по скользящей посадке. The ceramic annular spacer on its torpedo surface in contact with the collector has three protrusions evenly spaced around the circumference, the total contact surface of which is optimized from minimizing heat transfer from the emitter to the collector through the spacer and, on the other hand, eliminating the possibility of dents on the collector surface from the clamping force created by the elastically deformable element. The spacer in the outer annular groove of the collector is located freely with a gap along its cylindrical surface along a sliding fit.
Вне зависимости от конструктивного вида упруго деформируемый элемент всегда находится в сжатом состоянии, начиная с завершения сборки ТЭП, чем и осуществляется постоянный прижим электродов друг к другу через кольцевой керамический дистанционатор в любом режиме ТЭП. Regardless of the structural type, the elastically deformable element is always in a compressed state, starting from the completion of the TEC assembly, which is why the electrodes are continuously pressed to each other through an annular ceramic spacer in any TEC mode.
ТЭП может быть выполнен с использованием стандартного оборудования, известных и применяемых материалов и технологических приемов. TEP can be performed using standard equipment, known and used materials and technological methods.
На чертеже представлен один из вариантов ТЭП заявляемой конструкции. Корпус ТЭП образован МКУ, состоящим из изолятора 11 и двух манжет 12 и 9. Манжета 12 припаяна с одной стороны к внутренней цилиндрической поверхности изолятора 11, а с другой приварена к основанию 14 теплоотводящей системы ТЭП. Теплоотводящая система ТЭП состоит из основания 14 и теплоотдающих ребер 15. Манжета 9 сборная, состоит из трех тонкостенных цилиндрических коаксиально расположенных оболочек, соединенных друг с другом по своим концам сварными швами. При этом внутренняя оболочка манжеты 9 припаяна к наружной поверхности изолятора 11, а внешняя ее оболочка приварена к эмиттеру 2. Во внутренней герметичной полости 16 ТЭП находятся: рабочая поверхность 17 эмиттера 2, коллектор 5 с четырьмя цилиндрической формы керамическими дистанционаторами 4, расположенными равномерно по окружности в радиальной плоскости коллектора и выступающими наружу до соприкосновения с внутренней оболочкой манжеты 9, кольцевой керамический дистанционатор 3, расположенный во внешней кольцевой проточке коллектора 5, гибкий теплопровод 6, неразъемно соединенный с коллектором 5 и основанием 14 теплоотводящей системы, упруго деформированный элемент, состоящий из тонких прямоугольных пластин 7, равномерно расположенных по окружности и соединенных неразъемно по обоим своим противоположным торцам с плоскими, кольцевой формы, фланцами 8, один из которых центрируется по торцу основания 14 теплоотводящей системы, а другой - по заднему торцу коллектора. Снаружи ТЭП находятся: теплоприемник 1, выполненный за одно целое с эмиттером 2 со стороны его задней стенки, четыре плоских теплоотдающих ребра 15, неразъемно соединенных с основанием 14 теплоотводящей системы, два токовывода - эмиттерный 10, соединенный точечной сваркой с внешней оболочкой эмиттерной манжеты 9, и коллекторный 13, соединенный точечной сваркой с манжетой 12. The drawing shows one of the options TEP of the claimed design. The TEC housing is formed by an MCU consisting of an insulator 11 and two cuffs 12 and 9. The cuff 12 is soldered on one side to the inner cylindrical surface of the insulator 11, and on the other is welded to the base 14 of the TEP heat sink system. The heat transfer system TEC consists of a base 14 and heat transfer ribs 15. The sleeve 9 is a prefabricated casing, consists of three thin-walled cylindrical coaxially located shells connected to each other at their ends by welds. In this case, the inner shell of the cuff 9 is soldered to the outer surface of the insulator 11, and its outer shell is welded to the emitter 2. In the internal sealed cavity 16 of the TEC are: the working surface 17 of the emitter 2, the collector 5 with four cylindrical ceramic spacers 4 located uniformly around the circumference in the radial plane of the collector and protruding outward to contact with the inner shell of the cuff 9, an annular ceramic spacer 3 located in the outer annular groove of the collector 5, g A flexible heat conduit 6, one-piece connected to the collector 5 and the base 14 of the heat-removing system, an elastically deformed element consisting of thin rectangular plates 7, uniformly spaced around the circumference and connected one-piece on both opposite ends with flat, ring-shaped, flanges 8, one of which centered on the end of the base 14 of the heat sink system, and the other on the rear end of the collector. Outside the TEC are: a heat sink 1, made in one piece with the emitter 2 from the side of its rear wall, four flat heat-emitting ribs 15, one-piece connected to the base 14 of the heat-removing system, two current outputs - emitter 10, connected by spot welding to the outer shell of the emitter cuff 9, and collector 13 connected by spot welding with a cuff 12.
В сквозное отверстие, в торце основания теплоотводящей системы впаяна трубка 18, проникающая внутрь герметичной внутренней полости 16 корпуса ТЭП и предназначенная для вывода из нее газов при обезгаживании и для ввода цезия. После чего свободный конец трубки герметизируется. A tube 18 is soldered into the through hole, at the end of the base of the heat sink system, penetrating into the sealed internal cavity 16 of the TEC housing and designed to remove gases from it during degassing and to introduce cesium. Then the free end of the tube is sealed.
ТЭП работает следующим образом. Тепло, генерируемое внешним источником и концентрируемое теплоприемником 1, поступает на эмиттер 2 и далее на коллектор 5 и кольцевой дистанционатор 3, плотно примыкающие своими поверхностями к поверхности 17 эмиттера под воздействием усилия прижима, создаваемого упруго деформируемым элементом 7. В результате разогрева коллектора и кольцевого дистанционатора, из-за разницы коэффициентов термического расширения их материалов образуется в итоге разность удлинений дистанционатора и коллектора, в результате чего дистанционатор, материал которого обладает большим по величине коэффициентом термического расширения, по сравнению с материалом коллектора раздвигает электроды на величину этой разности удлинений, образуя тем самым МЭЗ, заполняемый парами цезия, находящимися в полости 16 и служащими при работе ТЭП для снижения работы выхода электродов. Существенно меньшая часть тепла, поступающего в ТЭП, преобразуется в электроэнергию, а большая часть - в виде непреобразованного тепла, пройдя коллектор 5, гибкий теплопровод 6, основание 14 теплоотводящей системы, с поверхности ребер 15 отдается в окружающее пространство. TEP works as follows. The heat generated by an external source and concentrated by the heat sink 1 is supplied to the emitter 2 and then to the collector 5 and the annular spacer 3, which are tightly adjacent with their surfaces to the emitter surface 17 under the influence of the clamping force created by the elastically deformable element 7. As a result of heating of the collector and the annular spacer , due to the difference in the coefficients of thermal expansion of their materials, as a result, the difference in the elongations of the spacer and the collector is formed, as a result of which the spacer, the material torogo has great largest coefficient of thermal expansion than the material of the collector electrodes spreads on the magnitude of this difference of elongation, thereby forming MEZ, filled with a cesium vapor, located in the cavity 16 and serving at the TIC for reducing the work output electrodes. A substantially smaller part of the heat entering the TEC is converted into electricity, and a large part - in the form of non-converted heat, passing through the collector 5, flexible heat conduit 6, the base 14 of the heat-removing system, is transferred to the surrounding space from the surface of the fins 15.
Стабильность МЭЗ обусловлена постоянством усилия прижима электродов 2 и 5 друг к другу через дистанционатор 3, что в свою очередь обеспечивается постоянным пребыванием упруго деформируемого элемента 7 в сжатом состоянии. При этом некоторое колебание величины усилия прижима из-за перемещений конструктивных элементов ТЭП, связанных с различием коэффициентов термических расширений их материалов, равно как и из-за технологических отклонений при изготовлении элементов и сборки ТЭП, практически не влияет на изначальную величину сжатия упруго деформируемого элемента, а наличие в составе ТЭП именно гибкого теплопровода 6 обеспечивает при этом беспрепятственную передачу непреобразованного тепла на теплоотдающие ребра теплоотводящей системы ТЭП. The stability of the MEZ is due to the constancy of the pressing force of the electrodes 2 and 5 to each other through the spacer 3, which in turn is ensured by the constant stay of the elastically deformable element 7 in a compressed state. In this case, some fluctuation in the amount of clamping force due to displacements of the structural elements of the TEC associated with the difference in the coefficients of thermal expansion of their materials, as well as due to technological deviations in the manufacture of elements and assembly of the TEC, practically does not affect the initial value of compression of the elastically deformable element, and the presence in the composition of the TEC precisely of the flexible heat conduit 6 ensures the unhindered transfer of untransformed heat to the heat transfer ribs of the heat transfer system of the TEC.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000105470/09A RU2161345C1 (en) | 2000-03-07 | 2000-03-07 | Thermal emission converter with small interelectrode gap |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000105470/09A RU2161345C1 (en) | 2000-03-07 | 2000-03-07 | Thermal emission converter with small interelectrode gap |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2161345C1 true RU2161345C1 (en) | 2000-12-27 |
Family
ID=20231465
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000105470/09A RU2161345C1 (en) | 2000-03-07 | 2000-03-07 | Thermal emission converter with small interelectrode gap |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2161345C1 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3740592A (en) * | 1970-11-12 | 1973-06-19 | Energy Res Corp | Thermionic converter |
| WO1993003494A1 (en) * | 1991-07-31 | 1993-02-18 | Leif Holmlid | Collector for thermionic energy converter |
| RU2073284C1 (en) * | 1993-06-04 | 1997-02-10 | Отделение научно-технический центр "Исток" Научно-исследовательского института Научно-производственного объединения "Луч" | Thermionic converter with small interelectrode gap |
-
2000
- 2000-03-07 RU RU2000105470/09A patent/RU2161345C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3740592A (en) * | 1970-11-12 | 1973-06-19 | Energy Res Corp | Thermionic converter |
| WO1993003494A1 (en) * | 1991-07-31 | 1993-02-18 | Leif Holmlid | Collector for thermionic energy converter |
| RU2073284C1 (en) * | 1993-06-04 | 1997-02-10 | Отделение научно-технический центр "Исток" Научно-исследовательского института Научно-производственного объединения "Луч" | Thermionic converter with small interelectrode gap |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3054914A (en) | Process and apparatus for converting thermal energy into electrical energy | |
| US3430079A (en) | Cascaded thermionic converter | |
| US6037697A (en) | Thermionic converter and method of making same | |
| US3211930A (en) | Thermionic energy converter | |
| US6653787B2 (en) | High power density multistage depressed collector | |
| US12034189B2 (en) | Fuel cell system glow plug and method of forming same | |
| RU2347291C1 (en) | Thermoemission electrogenerating module of nuclear reactor core with direct energy conversion | |
| US4868072A (en) | Liquid metal thermal electric converter | |
| RU2161345C1 (en) | Thermal emission converter with small interelectrode gap | |
| CN202917423U (en) | A hollow cathode assembly | |
| US3176165A (en) | Series connection and spacing techniques for thermionic converters | |
| RU2129740C1 (en) | Space-based nuclear power plant | |
| EP1245796B1 (en) | Hybrid combustion power system | |
| CN109958479B (en) | Thermochemical heat storage hot electron power generation device | |
| RU2000116664A (en) | THERMOEMISSION ELECTRIC GENERATING MODULE FOR THE ACTIVE ZONE OF A NUCLEAR REACTOR WITH AN EXTENDED THERMOEMISSION SYSTEM OF TRANSFER OF HEAT ENERGY IN ELECTRIC | |
| RU2095881C1 (en) | Thermionic power generating assembly | |
| RU2102813C1 (en) | Multielement electric generating channel | |
| US11971169B2 (en) | Glow plug for a fuel cell system | |
| US20230130672A1 (en) | Glow plug for a fuel cell system | |
| RU9084U1 (en) | THERMOEMISSION POWER MODULE | |
| RU2089008C1 (en) | Electricity-generating assembly of thermal emission reactor-converter | |
| SU1325572A1 (en) | Radioisotopic thermoelectric generator | |
| Schock et al. | Recommended OSC design and analysis of AMTEC power system for outer-planet missions | |
| RU2063089C1 (en) | Electricity-generating channel of thermionic converter reactor | |
| SU966791A1 (en) | Thermoemission attachment to steam power plant |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040308 |