Фото нижче взято з форуму сайту любителів лампової техніки. де даний термогенератор пропонують до покупки, причому, новий в упаковці.
Ще одна фотографія термогенератора в зібраному вигляді. Видно, що гасниця притягнута до радіатора за допомогою трьох пружин - просто і зручно.
Вихідна колодка. Як опису в статті нижче, на колодці є виходи напруг 2В, 2А і 2В, 0.5А з відведенням 1.2В, 0.36А.
Вид радіатора зверху.
Вид радіатора знизу. Виступаючий шестипелюстковий профіль знаходиться фактично в полум'я гніту. А азбестова набивка лежить на скляній колбі.
До теперішнього часу єдиним джерелом електричного струму, придатним для харчування радіоприймачів в неелектрифікованих сільських місцевостях, служили батареї з гальванічних елементів. Однак названі батареї мають ряд недоліків, основним з яких є те, що через саморозряду такі джерела струму можуть зберігатися лише обмежений час і що напруга на їх затискачах при розряді нестабільно (воно знижується в процесі експлуатації приблизно на 50%).
В даний час у нас розроблені і освоюються промисловістю нові джерела живлення для радіопристроїв - термоелектрогенератори.
У даній статті дається опис принципу дії і пристрої термоелектрогенераторов типу ТГК-3 потужністю 3 Вт, призначеного для харчування сільських батарейних радіоприймачів «Батьківщина-47», «Батьківщина-52», «Іскра»,
«Таллінн Б-2», «Тула» і т. П.
Принцип роботи термоелектрогенераторов.
Дія термоелектрогенераторов засноване на використанні термоелектрічсского ефекту, суть якого полягає в тому, що при нагріванні місця з'єднання (спаю) двох різних металів між їх свободнимн кінцями, мають більш низьку температуру, виникає різниця потенціалів, або так звана термоелектрорушійна сила (термо-ЕРС). Якщо замкнути такий термоелемент (термопару) на зовнішній опір, то по ланцюгу потече електричний струм (рис. 1). Таким чином, при термоелектричних явищах відбувається пряме перетворення теплової енергії в електричну.
Величина термоелектродвіжущей сили визначається наближено за формулою
Тут Е - термоелектрорушійна сила в вольтах,
Т1 і Т2 - відповідно температура нагрітого і холодного (холодних кінців) спаю термопари,
а - коефіцієнт термо-ЕРС, що залежить від природи обох металів, що утворюють дану термопару, і що виражається в мікровольтах на градус ,.
Мал. 1. Схема включення термопари
Візьмемо кільцевої провідник, що складається з двох металів А і Б (Рис. 2), і нагріємо місця їх з'єднання з дотриманням до температури Т1 і Т2 так, щоб Т1 було більше, ніж Т2. У гарячому спае такої термопари ток йде з металу Б в метал А, а в холодному спае з металу А в метал В. Прийнято вважати в такому випадку термоелектродвіжущей силу металу А позитивної по відношенню до металу Б.
Всі відомі метали можна розташувати в послідовний ряд так, щоб будь-який попередній метал мав позитивну термоелектродвіжущей силу щодо подальшого. Нижче наведені значення термоелектродвіжущей сили в мілівольтах, що розвивається термопарою, в якій одним термоелектроди служить вказаний метал, а іншим - платина, різниця температур спаїв якої дорівнює 100 ° С (знаки «+» і «-», що стоять перед цифровими даними термоелектродвіжущей сили, вказують полярність цієї ЕРС щодо платини).
Сурма + 4,7
Залізо +1,6
Кадмій + 0,9
Цинк + 0,7
Мідь + 0,74
Золото + 0,73
Срібло + 0 71
Олово + 0,41
Алюміній + 0,38
ртуть 0
платина 0
Кобальт - 1, 52
Нікель - 1,64
Константан - 3,4
(Сплав міді
і нікелю)
Вісмут - 6,5
За наведеними вище даними легко підрахувати термоелектродвіжущей силу, що розвивається термопарою, складеної з будь-яких зазначених в таблиці металів. Вона буде дорівнює алгебраїчній різниці термоелектродвіжущей сил двох термоелектродів, для кожного з яких ця величина дається щодо платини. Так, наприклад, термоелектрорушійна сила пари вісмут - сурма. складе + 4,7- (- 6,5) = 11,2 мВ, а пари залізо - алюміній +1,6 - (+ 0,38) = 1,22 мВ.
Рис.2. Кільцевий провідник, складений з двох різних металів
Якщо температуру холодного спаю термопари підтримувати постійною, термоелектрорушійна сила буде змінюватися приблизно пропорційно зміні температури гарячого спаю. Це дає можливість застосовувати термопари для вимірювання температури.
Поряд з використанням термоелектричних явищ для вимірювальних цілей, починаючи з середини минулого століття, робилися численні спроби застосувати термоелементи для енергетичних цілей, т. Е. Використовувати батареї з послідовно з'єднаних термоелементів в якості джерел електричної енергії. На Рис. 3 показано схематичне пристрій термобатареи.
Мал. 3. Схематичне пристрій термобатареи
Такий агрегат може знайти практичне застосування, якщо він буде мати досить високим коефіцієнтом корисної дії та зберігати свої властивості при тривалій експлуатації. Однак з причин, про які буде сказано далі, до останнього часу не вдавалося створити термоелектрогенератор, удовлетворяющнй таким вимогам.
Коефіцієнт корисної дії термоелектрогенераторов
Внаслідок недосконалості нагрівальних пристроїв далеко не вся теплова енергія палива надходить до гарячих спаям термоелементів. Крім того, внаслідок теплопровідності термоелектродних матеріалів значна частина тепла марно витрачається, йдучи від нагрівача через термоелектроди до холодильника. Нарешті, не вся електрична енергія, що виникла в результаті термоелектричного ефекту з теплової енергії, віддається в зовнішній ланцюг. Частина цієї енергії витрачається на подолання внутрішнього опору термоелемента. Тому повний ККД термогенератора виходить низьким.
Для збільшення термоелектричного ККД, що представляє відношення віддається термоелектрогенераторов електричної енергії до тієї частини теплової енергії, яка надходить до гарячих спаям термоелементів, слід прагнути:
1) підвищити максимально перепад температур між гарячим і холодним спаями термоелемента, т. Е. Працювати при максимально високій температурі гарячого спаю, яка лімітується температурами плавлення і жаростійкістю термоелектродних матеріалів;
2) підбирати термо електродний матеріали, розвиваючі в парі максимально високу термоелектродвіжущей силу;
3) підбирати термо електродний матеріали, у яких відношення середньої теплопровідності до середньої електропровідності буде можливо меншим.
Чисто металеві пари створюють малу термоелектродвіжущей силу, тому ККД таких пар досить низький (дорівнює часткам відсотка). Більш високі термо-ЕРС створює ряд речовин з напівпровідниковими властивостями (деякі сульфіди, оксиди, интерметаллические з'єднання). Але для цих речовин відношення середньої теплопровідності до середньої електропровідності буває зазвичай вище, ніж для чистих металів. Однак термо-ЕРС деяких напівпровідникових матеріалів настільки висока, що ККД термоелементів, складених. з подібних матеріалів, виходить більше, ніж в разі типових металів.
Застосування речовин з напівпровідниковими властивостями ускладнюється надзвичайної крихкістю цих речовин, легкої їх окисляемостью, труднощами створення в гарячому і холодному спаях контактів, стійких в умовах експлуатації, а також складністю технології виготовлення з цих матеріалів термоелектродів з однозначними характеристиками.
З викладеного видно, що створити термоелементи з достатнім ККД і з високим терміном служби дуже складно. Цим і пояснюються невдалі результати многочислених колишніх спроб створення термоелектрогенераторов, прийнятного для енергетичних цілей.
Завдяки розвитку вітчизняної науки і техніки в даний час вдалося побудувати придатні ддя практики термоелектргенератори типу ТГК-3, які мають прийнятний (хоча і не дуже високий) ККД і досить високий термін служби. Характеристики цього термоелектрогенераторов аж ніяк не є граничними. Треба думати, що радянські вчені подальшими своїми роботами досягнуто значного підвищення цих характеристик.
Конструкція термоелектрогенераторов ТГК-3
Мал. 4. Пристрій термоелектрогенераторов ТГК-3
Термоелектрогенератор ТГК-3 призначений для харчування індивідуальних радіоприймачів в неелектрифікованих місцевостях, де застосовується керосиновое освітлення. Тому в якості джерела теплової енергії для термоелектрогенераторов було вирішено використовувати звичайну гасову лампу- "блискавку" служить одночасно і для цілей освітлення. Таким чином, термоелектрогенератор ТГК-3 не вимагає спеціальних витрат палива для своєї роботи.
У заголовку статті показаний зовнішній вигляд термоелектрогенераторов ТГК-3, а на Рис.4 - його схематичне пристрій. Лампа, обігріває термоелектрогенератор, має вкорочене скло без верхньої цілінріческой частини. Всередину цього скла, безпосередньо над полум'ям лампи, входить нижня частина металевого теплопередатчик, що має форму багатогранної призми 1. На бічній поверхні верхньої частини цього теплопередатчик, яка виступає над склом, розташовані блоки термобатареи 2.
Для використання теплопередачі не тільки шляхом випромінювання від полум'я, а й шляхом конвекції теплопередатчик забезпечений декількома поздовжніми каналами. Через ці канали гарячі гази (продукти згоряння в суміші з надмірною повітрям) надходять в витяжну трубу 3, розташовану над теплопередатчик.
Для охолодження холодних спаїв термоелементів до зовнішніх поверхонь блоків притиснуті металеві радіаторні ребра 4. Таким чином тут здійснюється повітряне охолодження.
Термоелектрогенератор має дві самостійні термобатареи, що складаються з великого числа послідовно з'єднаних елементів. Одна з них, що дає напругу 2В при струмі 2А, служить для харчування анодних ланцюгів приймача через віброперетворювач, і друга, що дає таке ж напруга при струмі 0.5А - для харчування ниток напруження.
Крім того, накальная батарея має відвід на 1.2В (при струмі 0.36А). Спаї термоелементів електрично ізольовані від нагрівача і від ребер.
У порівнянні з сухими елементами і батареями, що застосовуються в даний час для харчування радіоприймачів, термоелектрогенератор має ряд важливих переваг. З економічної точки зору одним з переваг є різке зменшення витрати кольорових металів. Крім того, слід зазначити, що термоелектрогенератор може необмежено довго зберігатися в неробочому стані і має тривалим терміном служби в умовах експлуатації; він стійкий в роботі, дає стабільну напругу і не боїться коротких замикань. Так само як і сухі елементи і батареї, термоелектрогенератор не вимагає спеціального догляду.
В даний час промисловість приступила до серійного випуску термоелектрогенераторов типу ТГК-3.
Трохи додаткової інформації з книги "Нові джерела енергії для живлення радіоапаратури" П.О.Чечік.
". При нормальному горінні лампи температура гарячих спаїв термопар доходить до 380 ° С, а температура холодних не перевищує 70-80 град.С.
Термогенерато ТГК-3 містить дві термобатареї. Одна з них використовується для напруження електронних ламп і дає напругу близько 2В при струмі навантаження до 0.5А, а інша забезпечує харчування анодних ланцюгів ламп через віброперетворювач з вихідним напругою близько 120В при струмі навантаження до 8мА.
Витрата гасу складає 60-70 г.в годину. Одноразовий запас гасу в лампі забезпечує 8 ч. Безперервної роботи термоелектрогенераторов. Вага генератора без віброперетворювача дорівнює 3 кг. Вага віброперетворювача з трансформатором становить 3 кг. "
Носов Микола. 21.11.09
--------------------------------------------------
Всі статті на сайті дозволені до копіювання, але з обов'язковим зазначенням посилання на нас. www.mobipower.ru
Поділитися цією сторінкою в:
Термоелектрогенератор ТГК 2-2
Довідник початківця радіоаматора, випуск 581, вид. "ЕНЕРГІЯ", 1965
стр.462-463: коротко - три пари висновків батарей
1. 1-1.4В 0.3-0.21А напруження
2. 80-100В 11-10мА анод
3. 8-12В для екранних сіток
Витрата гасу 70-80г / год
одна заправка - 10-12 годин