Устройство для возбуждения термоэмиссионного преобразователя Советский патент 1978 года по МПК H01J45/00 H02M7/00 

Изобретение относится к технике преобразования тепловой энергии в Электрическую , а более конкретно к прямымпреобраэЬвэтеляй тепла в элекурнческуто энергию, работающим Hai основе термоэлектронной эмиссии и предназначенным дляиспользования в качестве источника электрической энергии в йааемных и космических условиях

. Известны различнывус;Тррйства для улучшения,характерй;етик кнудсеновсКих термоэмиссйонйыХ преобразователей (ТЭП).

Известно устройство для создания t eiBномерного магнитного поля, силовые линии которого перпендикулярны плоскостям анода и катода

Недостатком этого устройства является практическая невозможность его применения в полномасштабных энергетических установках, состоящих, иэ большого числа (тысяча штук) скомутированных между собой элементо ТЭП, из-за технологических трудностей их реализации.

Известно также устройство для в.озбуждения ТЭП, содержащее источ-ник возбуждения, включенный на ТЭП параллельно нагрузке tzj .

t

Недостатком такого устройства является то, что из-за неполной фильтрации тока возбуждения индуктивностью часть энергии источника возбуждения рассеивается на нагрузке и на индуктивности, что снижает КПД возбуждения. Кроме того, схема такого/устройства не позволяет осуществлять возбуждение большого числа элемён:гой ТЭП и использовать для ЭТОЙ цели- .переменное напряжение.

Цель изобретения - повышение КПД процессавозбуждёйия ТЭП.

Указанная цель достигается тем, что в известном устройстве для возбуждения ТЭП, содержащем источник возбуждения, включ-енный на ТЭП параллельно нагрузке, источник выполнен в: виде источника rt -фазHorct переменного напряжения, подключенного ко -фазному трансформатору, 2п -вторичных обмоток которого объединены в две звезды с электроизолированными друг от друга нейтралями, а каждая из вторичных обмоток через диод и конденсатор в соответствующей ей нейтрали включена на одну из попарно объединенных через иод в последовательную с нагрузкой

цепь групп параллельно соединенных между собой элементов ТЭП.

Наличие 2(1-вторичных обмоток и объединение их в две звезды обеспечивает использование обоих полупериодов переменного напряжения. А наличие диода меясду группами элементов, последовательно соединенных с нагрузкой, исключает прохождение тока возбуждения через нагрузку.

Возможность использования для возбуждения элементов ТЭП обоих полуперйодов переменного напряжения и исключения протекания тока через нагрузку приводиг к повышению КПД использования энергии источника возбуждения .

На чертеже изображена схема прелагаемого устройства для возбуждени ТЭП.

Устройство содержит источник п фазного переменного напряже 1ия, 1 П -фазный трансформатор 2с 2п -вторичными обмотками, соединенными в две звезды 3, нейтрали 4 с диодами 5 .и конденсаторами 6., Каждая вторичпая обмотка подключена к групп парапльльно соединенных .элементов ТЭП 7. Между группами элементов, соединенных . последовательно, включен диод 8, предотвраццающий прохождение возбуждения через нагрузjcy 9.

Работа устройства осуществляется следующим образом. Каждая вторичная обмотка трансформатора возбуждает соответствующую группу ТЭП. Например, в течение одного полупериода возбуждения от левой по чертежу вторичной обмотки трансформатора (левой звезды) проходит через диод 5 /тевой нейтрали 4, конденсатор . б, левую группу элементов ТЭП 7 на второй конец обмотки. В течение этого юлупериода цепь второй . обмотки этой фазы (правой звезды) оказывается запертой диодом 5 правой нейтрали 4. В последующий полупериод противоположной полярности запирается цепь обмотки левой звезды и открывается цепь обмотки правой звезды, при этом происходит возбуждение правой группы элементов ТЭП 7. Конденсаторы в нейтралях исключают возможность прохождения постоянного тока, ге.нерируемого элементами ТЭП, через цепи возбуждения вторичных обмоток трансформатора. Направление тока возбуждения g М тока нагрузки « на чертеже обозначено стрелками.

Эффект улучшения характеристик ТЭП за счет воздействия электрического поля на межэлектродный промежток элементов ТЭП у предлагаемом устройстве аналогичен известному. Однако предотвращение прохождение тока возбуждения через нагрузку, исключение из cxetAj катушек индуктивности уменьшает потребную мощность на возбуждение. Кроме того, предлагаемое устройство позволяет осуществлять возбуждение большого числа элементов ТЭП, что имеет важное значение для полномасштабных энергетических установок.

Формула, изобретения

Устройство для возбуждения термоэмиссионного преобр.азователя, содержащее источник возбуладения, включенный на термоэмиссиоиный преобразователь : параллельно нагрузке, .р т л и ч а ю щ-е е с я тем, что, с целый повьпаения коэффициента полезного действия процесса возбуждения, источник возбуждения выполнен в виде источника .It -фазного переменного напряжения, подключенного к п -фазному трансформатору, 2п -вторичных обмоток которого объединены в две звезды с электролизованными друг от друга нейтралями, Кс1ждая из вторич-ных обмоток через диод и конденсатор в соответствующей ей нейтрали включен на одну из попарно объединенных через диод в последовательную с нагрузкой цепь групп параллельно соединенных между собой элементов термоэмиссионного преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание при; экспертизег

1.Патент США 3267307, кл. 310-4, 1963.

2.Информационный бюллетень Прямое преобразование тепловой энергии

в электрическую и топливные элеменВыпуск 4 (141), 1974, с. 133

ты