Термобатарея

 

№ 126202

Класс 21а; 35 ссср

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Подписная группа М 97

А. Ф. Иоффе

ТЕРМОБАТА P ЕЯ

Заявлено 19 августа 1949 г. за № 421277/24 в Гостехнику СССР

Опубликовано в «Бюллетене изобретений» № 4 за 1960 г.

Известные термоэлектрические батареи не обеспечивают достаточно высокого коэффициента полезного действия. В предложенной конструкции гермобатареи этот недостаток устранен благодаря наличию вакуума между системой горячих и холодных электродов и созданию электрического тока температурным излучением электронов из горячего катода, обладающего малой работой выхода.

Коэффициент полезного действия термоэлектрических батарей, составленных из электронных полупроводников, определяется, помимо теплопроводности, в первую очередь, подвижностью носителей тока, т. е. средней скоростью, приобретаемой ими в электрическом поле. Следовательно, чем больше подвижность и чем меньше теплопроводность, тем больше к. п. д. батареи.

Наименьшее сопротивление своему движению электроны испытывают в пустоте или в таком разреженном газе, где проходимое ими расстояние меньше длины свободного пробега заряда. В то же время тепла переносится в пустоте только электронами и лучеиспусканием, и поэтому непосредственный перенос тепла от горячего электрода к холодному достигает наименьших возможных значений в пустоте.

Термоэлектрическая батарея, состоящая из ряда попеременно горячих и холодных пластин с соответственной работой выхода, несмотря на затрату энергии на излучение электронов, может обладать значительным к. п. д., благодаря отсутствию необратимых процессов, вызываемых электрическим и тепловым сопротивлением среды, связывающей источник тепла с его приемником.

На чертеже схематически изображена вакуумная термоэлектрическая батарея.

Вакуумная, термоэлектрическая батарея состоит из кольцевой вакуумной камеры 1, внутренние стенки которой подогреваются горячими газами топки, а наружные охлаждаются водой или воздухом. № 126202

Предмет изобретения

Термобатарея, отл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения коэффициента полезного действия, между системой горячих и холодных электродов имеется вакуум, а термоэлектрический ток создается температурным излучением электронов из горячего катода, обладающего малой работой выхода.

Составитель И. М. Кац

Редактор Г. В. Кобелев

Подп. к печ. 28.Х1-61 г

Зак. 11795

Техред А. А. Кудрявицкая

Формат бум. 70)(108 /, Тираж 1250!.!БТИ при Комитете по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, М. Черкасский пер., д. 2/О.

Корректор И. А. Шпынева

Объем 0,18 пзд. л.

Цсна 4 коп.

Типография ЦЬТИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР, Москва, Петровка, !4.

Горячая и холодная стенки могут непосредственно противостоять одна другой с зазором порядка нескольких миллиметров или же для увеличения активной поверхности могут нести на себе поперечные охлаждаемые металлические кольца 2. Холодная стенка или кольца 2 могут быть покрыты термоэлектрически активным полупроводником 8. Падение температуры от горячей стенки Т! до холодной Т, распадается на две части: от Т, до температуры поверхности полупроводника Т вЂ” в вакууме и от Т до Т вЂ” в полупроводнике.

Как поверхность горячего металла, излучающая электроны, так и поверхность полупроводника покрыты слоями с соответственными свойствами термоэлектронной эмиссии, контактного потенциала и коэффициента лучеиспускания.

В той части устройства, где температура недостаточна для электронного излучения, между горячей и холодной частью помещается обычная полупроводниковая термобатарея 4.

Топочные газы подаются по трубе 5, а отвод к насосу или геттеру осуществляется по трубе б,