Термоэмиссионный реактор-преобразователь

Изобретение относится к области термоэмиссионного преобразования тепловой энергии в электрическую. Технический результат - повышение надежности термоэмиссионного реактора-преобразователя (ТРП) со встроенными и расположенными близко друг к другу электрогенерирующими каналами (ЭГК), контактные трубчатые наконечники которых электрически соединяются с наконечниками коммутационных шин с помощью дуговой сварки оплавлением сопрягаемых буртиков, выполненных на наконечниках ЭГК и шин. В контактных трубчатых наконечниках буртик выполнен из металла, совместимого по сварке с металлом шины, и является частью втулки, электрически соединенной с остальной частью наконечника, выполненного из материала, совместимого по коэффициенту термического расширения с керамикой, и на которую в районе сварки нанесено керамическое покрытие.2 ил.

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в ТРП с электрическим соединением контактных трубчатых наконечников встроенных близко друг к другу в ТРП электрогенерирующих каналов с наконечниками шин, выполненным с помощью дуговой сварки оплавлением сопрягаемых буртиков, выполненных на наконечниках ЭГК и шин.

В технике широко используются устройства, в которых соединение токопроводящих элементов осуществляется дуговой сваркой, например, описанной в «Инструкция по монтажу контактных соединений шин между собой с выводами электротехнических устройств» Дзекцер Н.Н., Сушкин В.П., Ефремова Е.В., стр. 9, концерн «Электромонтаж», Москва 1993 г. Как правило, при этом нет ограничений в пространстве, требуемом для оснастки, обеспечивающей сварку, в то время как при сварке контактных трубчатых наконечников встроенных близко друг к другу в ТРП электрогенерирующих каналов с наконечниками шин имеются жесткие пространственные ограничения.

Наиболее близким решением является конструкция ТРП, фрагмент которой изображен на чертеже см. фиг. 1. Наконечник 1 шины 2, как и трубчатый наконечник 3, снабжены буртиками, предназначенными для их совместного оплавления сварочной дугой. Недостатком приведенной конструкции является то обстоятельство, что невозможно выбрать материал трубчатого наконечника, обеспечивающего качество сварки с материалом наконечника шины, который должен выполняться из металла с большим коэффициентом температурного расширения и хорошей проводимостью по току, например, из меди, и одновременно быть совместимым со стыкуемыми деталями, например, обечайкой гермоизолятора, являющейся продолжением тракта полого наконечника и выполненной, например, из сплава марки 29 НК-ВИ, обладающим небольшим коэффициентом температурного расширения, близким к коэффициенту керамики гермоввода.

Как показали эксперименты, у описанной конструкции имеется два недостатка:

- невозможность проведения качественной сварки буртиков разнородных металлов;

- в связи с близким расположением буртиков к поверхности полого наконечника при горении дуги происходит ее раздвоение, часть дуги направляется на поверхность трубчатого наконечника и прожигает ее, что недопустимо. Закрыть эту поверхность экраном невозможно из-за малого расстояния между буртиком и поверхностью трубчатого наконечника.

Задача, на выполнение которой направлено заявляемое изобретение:

- повышение надежности изготовления ТРП.

Технический результат - обеспечение качественного электрического соединения трубчатых наконечников ЭГК и шин с применением сварки.

Этот результат достигается следующими средствами, изображенными на фиг. 2.

- трубчатые наконечники 3 снабжены включенными в электрическую цепь и выполняющими роль буртиков втулками 4 из металла, хорошо свариваемого с наконечником 1 шины 2; электрическая цепь образуется в случае организации надежного контакта между наконечниками и втулками, например, пайкой;

- для предотвращения раздвоения сварочной дуги на сварные кромки и на поверхность трубчатого наконечника, он покрывается слоем 5 керамики, например, окисью алюминия методом, например, плазменного напыления: это покрытие 5 играет роль электрического изолятора и одновременно тепловой защиты при горении дуги. Тепловая защита трубчатого наконечника от влияния близко располагаемой дуги необходима для предотвращения появления в стенке наконечника трещин и потери герметичности из-за появления механических напряжений в металле, обусловленной местным термическим расширением.

Для стойкости покрытия и предотвращения отслаивания его от подложки (от поверхности трубчатого наконечника) материалы наконечника и керамического слоя должны быть подобраны с коэффициентами температурного расширения, близкими друг к другу. Таким материалом для трубчатого наконечника может служить, например, ковар (сплав марки 29 НК-ВИ).

Термоэмиссионный реактор-преобразователь со встроенными и расположенными близко друг к другу электрогенерирующими каналами, контактные трубчатые наконечники которых электрически соединяются с наконечниками коммутационных шин с помощью дуговой сварки оплавлением сопрягаемых буртиков, выполненных на наконечниках ЭГК и шин, отличающийся тем, что в контактных трубчатых наконечниках буртик выполнен из металла, совместимого по сварке с металлом шины, и является частью втулки, электрически соединенной с остальной частью наконечника, выполненного из материала, совместимого по коэффициенту термического расширения с керамикой, и на которую в районе сварки нанесено керамическое покрытие.