Главная ->  Лабораторные термоэлектрические генераторы 

1 2 3 4 5 6 [ 7 ] 8

вивает э. д. с. около 4 в, его внутреннее сопротивление составляет 0,65 ом. Расход газа при нормальной работе 170- 200 л в час, причем общий к. п. д. получается порядка 0,5- 0,6%. Длина батареи 540 мм, ширина 165 мм и высота 160 мм, вес Ы кг.

На фиг. 13 показан внешний вид другого термоэлектрического генератора для зарядки аккумуляторных батарей. В нем применены железо-константановые термопары, горячие спаи которых имеют специальные покрытия для защиты от воздействия высокой температуры. Эти спаи введены в газовую горелку и расположены в виде двух колец. Генератор развивает э. д. с. 3,5 в. Внутреннее сопротивление генератора равно 2 ом. При расходе газа около 650 л в час генератор имеет к. п. д. около 0,04%.,

11. РАДИОЛЮБИТЕЛЬСКИЙ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ГЕНЕРАТОР

В № 13 журнала Радиофронт за 1937 г. было помещено описание конструкции радиолюбительского термоэлектрического генератора, рассчитанного на использование

тепла, отдаваемого осветительной керосиновой лампой и предназначенного для питания цепи накала радиоприемника.

Па фиг. 14 приведено схематическое изображение этого генератора, сконструированного в виде дополнительного абажура, надеваемого на лампу. Генератор состоит из ряда кругов изоляционного материала, в качестве которого рекомендуется брать плотный асбестовый картон. В этих кругах делаются вырезы для воздушного охлаждения. Места соединения материалов, образующих термопары (железо - константан или медь - константан), тщательно свариваются или спаиваются медью или серебром.

Поверхность горячих спаев для лучшего лучепоглощенпя рекомендуется покрывать копотью. Для обеспечения возможно лучшего охлаждения холодных концов термопар абажур к лампе делается также из асбестового картона и располагается под термогенератором, чтобы предохранить хо-


Фиг. 14. Схематическое изображение радиолюбительского термоэлектрического генератора.

лодны-е спаи от обтекания их теплым воздухом. Сами холодные спаи должны быть не короче 2-3 см. Разность температур между горячими и хатодными спаями будет конечно зависеть от типа используемой кер<.синевой лампы и условий охлаждения холодных спаев. Оргентировочно ее можно считать порядка 200° С.

Разность температур горячего и холодного спаев и эффективность генератора можно повысить, снабдив как горячие, так и холодные концы термопар пластинами и крыльями соответствующей площади.

12. СОВРЕМЕННЫЕ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ГЕНЕРАТОРЫ

На фиг. 15 приведен внешний вид термоэлектрического генератора на 5 вт выкодной мощности, использовавшегося для питания радиоаппаратуры в войсках США во второй мировой войне. Он состоит из 168 хро-мель-константановых термоцар, заключенных в теплоизолирующую керамику. Для нагрева горячих спаев в нем применяется бесшумная бензиновая горелка, работающая на высокооктановом бензине. В этой горелке предусмотрено специальное устройство, регулирующее давление воздуха, имеются смесительная камера и игольчатый кран для подачи распыленного бензина, а также общий кран, запирающий подачу горючего. Температура воздуха у горячих спаев поддерживается около 725° С, причем холодные спаи оказываются нагретыми до 93° С, так как охлаждаются только наружным воздухом. Перепад температур между горячими и холодными спаями оказывается порядка 400° С. Генератор может эксплуатироваться в двух режимах.

1. Для питания портативного радиооборудования через вибропреобразователь, для чего все термопары соединяются последовательно. Внутреннее сопротивление термоэлектрического генератора в этом случае составляет около 1,75 ом. Генератор отдает ток в 2 а, причем напряжение на его выходе равняется 2,5 в.

2. Для заряда двухвольтных портативных кислотных ак-


Фиг. 15. Термоэлектрический генератор для питания портативной радиоаппаратуры.



кумуляторов, для чего термопары включаются двумя параллельными группами по 84 термопары каждая.

Замена термопар может потребоваться по истечении примерно 2 ООО час. работы установки. Генератор может непрерывно работать около 8 час, расходуя 3,8 л бензина. Коэффициент полезного действия генератора 0,2%. Вес установки около Б кг.

Наиболее современным типом термоэлектрического генератора, предназначенного для питания радиоприемников, является выпускаемый нашей промышленностью генератор ТГК-3 (термоэлектрический генератор керосиновый, трехваттный). Он рассчитан на питание батарейных приемников Родина-47 , Родина-52 , Искра , Б-2, Тула . Параметры цепей питания этих приемников приведены в табл. 6.

Таблицаб

Параметры цепей питания некоторых батарейных приемников

Накал

Анод

Напряжение смещения, 6

Приемник-

Напряжение, в

Ток, а

Напряжение, в

Ток, ма

,Родина-47 . . . ,Родина-52 . , .

Искра .....

Б-2.......

2+10о/в 1-1.4 1-1.4 1-1.4

0,50 0,52 0,30 0,30

120-И0% 90+10Ув 90+10% 90+10%

8 11 11 11

9+10% 9-l-lOyo

Термоэлектрический генератор ТГК-3 состоит из нагревателя, служащего одновременно и осветительным прибором, блока термопар и вибропреобразователя, преобразующего низкое напряжение, развиваемое термоэлектрическим генератором, в напряжение, достаточно высокое для питания анодных и сеточных цепей радиоприемника.

Внешний вид ТГК-3 изображен на фиг. 16. Нагревателем служит 20-линейная керосиновая лампа с укороченным стеклом. Внутрь этого стекла, непосредственно над пламенем лампы, входит нижняя часть теплопередатчика, имеющего форму многогранной призмы, на боковой поверхности которой, там, где она уже выступает над стеклом, расположены блоки термопар. В теплопередатчике имеется несколько продольных каналов, по которым горячие газы протекают от пламени к вытяжной трубе, расположенной над нагревателем. Таким образом, термопары нагреваются не только за счет лучеиспускания пламени лампы, но и путем

конвекции. К внешним поверхностям блоков термопар прижато 14 металлических крыльев.

Термопары соединены в две батареи. Одна из них, предназначенная для питания цепей накала, дает напряжение 2 в при токе 0,5 а и имеет дополнительный отвод, позволяющий снимать с нее напряжение 1,2 в при токе 0,36 а. Другая предназначена для питания анодных цепей через вибропреобразователь и дает напряжение 2 в при токе 2 а. Вибропреобразователь заключен в отдельный кожух, в верхней части которого смонтированы измерительный контрольный прибор для контроля накала ламп радиоприемников и сигнальная лампочка для проверки готовности термоэлектрического генератора к работе. Высота термоэлектрического генератора вместе с устройством для подвешивания 1 ООО мм, диаметр 300 М.М, вес 8 кг. Емкость лампы 0,75 л. Расход керосина в час 60-70 г. Общий к. п. д. генератора, принимая теплотворную способность керосина 11 000-12 ООО вт час 1кг. р1вен 0,6 0.75%.

Дальнейшим усовершенствованием термоэлектрического генератора ТГК-3 является новый термоэлектрогенератор ТЭГК-2-2, предназначенный для питания батарейных приемников Родина-47 , Родина-52 и Искра .

В отличие от термоэлектрогенератора ТГК-3 новый .термоэлектрический генератор не нуждается в вибропреобразователе. Он состоит из двух термобатарей, из которых одна служит для питания цепей накала, а другая (высоковольтная)- для непосредственного питания анодных и сеточных цепей приемника.

Нагрузочные характеристики ТЭГК-2-2 приведены в табл. 7.

Так же как и в термоэлектрогенераторе ТГК-3, термоголовка нового генератора надевается на 20-линейную керосиновую лампу Молния , которая излучаемым ею теплом


Фиг. 16. Термоэлектрический генератор ТГК-3.



Таблица 7

Нагрузочные характеристики термоэлектрического генератора ТЭГК-2-2

Терчобатарея накала

TepMoCarateH анола

Напряжение, в

Ток. ма

Напряжение, в

Ток, ма

11.5

13,5

жить для освещения помещения.

Испытания показали, что вследствие отсутствия вибропреобразователя уровень щумов приемника, питающегося от термоэлектрогенератора ТЭГК-2-2, значительно ниже, чем при питании этого же приемника от термоэлектрического генератора ТГК-3.

В 1955 г. за рубежом были разработаны два типа термоэлектрических генераторов с подогревом от газовой горелки. Каждый генератор снабжается небольшим сменным баллоном весом 4 кг со сжатым газом (бутан), количество которого достаточно для непрерывной работы генератора на полную мощность в течение 100 час. Термогенераторы предназначены для питания цепей#накала и анода (через вибропреобразователь) радиовещательных приемников в неэлек-трифицированных районах, а также для питания другой переносной радиоаппаратуры в экспедиционных условиях.

Особенностью термобатарей этих генераторов является применение жаропрочных сплавов, из которых собраны термопары. Состав этих сплавов не опубликован.

В каждой термопаре в качестве положительного электрода используется сплав ВТЕ (шифр), температура плавления которого около 1 400° С.

Отрицательный электрод термопары выполняется в трех вариантах. В первом варианте он изготовлен из чистого никеля (шифр NTE). Во втором варианте он составлен из сплава СТЕ с температурой плавления 1 300° С. Этот сплав при температуре красного каления (900-1 000° С) начинает окисляться и поэтому рабочая температура термоэлемента не должна превышать 700-750° С. В третьем варианте отрицательный электрод выполнен из сплава ATE, который по своим механическим и физическим свойствам блИЗОК К спла-


ву ВТЕ. Термопара ВТЕ-АТЕ может работать не окисляясь и не теряя своей механической прочности при наиболее высоких температурах.

Термо-э. д. с. термопар, составленных из этих сплавов, колеблется от 40 до 70 мкв на градус. Значения термо-э. д. с. этих термопар для различных температур приведены в табл. 8.

Таблица 8

Термо-э. д. с. термоэлементов при различных температурах

Темпе

рагу pa. °С

Термопара

1 310

1 SCO

1 700

1 900

1000

9. д. с, мв

BTE-NTE ВТЕ-СТЕ ВТЕ-АТЕ

4.15 6.05 4.10

12.65 20,46 12.21

21,05

35.65 20.64

29,52 51.97 29,14

38,10 33,31

41.31

Конструктивно один из генераторов выполнен в виде металлической прямоугольной рамки размерами 135Х X 250 мм из уголкового материала. Посредине рамки укреплена газовая трубка диаметром \0 мм с 36 отверстиями диаметром по 1,5 мм каждое. Трубка на одном конце снабжена патрубком для присоединения шланга от баллона с газом и краном для регулирования притока газа. Максимальная температура нагрева получается при высоте пламени в 1 см. При изменении высоты пламени меняется степень нагрева и э. д. с. батареи.

Ла основную рамку монтируется вторая, в которой на асбестовых прокладках закреплены термопары первой батареи. Термопары собраны в четыре конструктивных группы и расположены так, что обогреваемые спаи находятся внутри рамки вдоль длинной осевой линии, а охлаждаемые концы- по обе стороны рамки. Когда рамка с батареей крепится на основную рамку, то газовая трубка приходится как раз против спаев, подлежащих нагреву. Вторая батарея генератора на такой же рамке, как и первая, монтируется над первой батареей так, что расстояние между спаями обеих батарей составляет около 3 мм.

Как уже упоминалось, выпущены два типа таких термоэлектрогенераторов. Первый тип генератора состоит из двух батарей по 60 термопар в каждой. Каждая термопара изготовлена из полосок длиной 55, шириной 1,7 и толщиной 0,6 мм. Полоски разноименных сплавов, составляющих тер-



1 2 3 4 5 6 [ 7 ] 8