Источник паров цезия и висмута,для термоэмиссионного преобразователя

 

ИСТОЧНИК ПАРОВ ЦЕЗИЯ И ВИСМУТА ДЛЯ ТЕРМОЭМИССИрННбГО ПРЕОБРАЗО- 'ВАТЕЛЯ, содержащий резервуар с их би-^нарной смесью, о тличающийс я тем, что, с целью расширения диапазона оптимальных рабочих температур, отношение молярных долей ин- ТредйентоЬ в смеси выбрано из соотношения ''• АЩ-= 3.69 -3,75.ИО~Ч,где Xeg и Xg^ '- соответственно мо- • лярные доли цеЗия'И висмута в -. смеси; • . , 'Т " оптимальная рабочая температура резервуара со смесью, °С.гпi(Л СКГМНISi

СОЮЗ СОНЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (39) (31) З(50 Н 01 3 45/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР пО ДЕЛА@ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ (21 ) 2569409/18-25 (22) 12.01.78 (46) 15.09.83. Бюл. М 3" (72) A.Ã.Kàëàíäàðèøaèrtè и В.Г.Кашия (53) 621,039.5(088.8) (56) 1. Патент Франции и 2156962; кл, Н 01 J 45/00, опублик. 1973.

2. Патент США Р 3191076, кл.. 310-4, опублик. 1965 (прототип), :(54) (57) ИСТОЧНИК ПАРОВ ЦЕЗИЯ И ВИСМУТА ДЛЯ ТЕРМОЭМИССИОННОГО ПРЕОБРАЗО ВАТЕЛЯ, содержащий резервуар с их би- нарной смесью, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью расширения диапазона оптимальных рабочих температур, отношение молярных долей ингредиентов в смеси выбрано из соотношения

= 3,69 -3,75 10 T) хв, где Хс и Xb — соответственно мо" лярные доли цезия и висмута в смеси;

Т - оптимальная рабочая температура резервуара со смесью, 0. t б7> 5

Изобретение касается прямо о преобразования тепловой энергии в электрическую и может быть использовано греимущественно в термозмиссионнь;х преобразователях энергии (ТЭП), »"

Известен источник паров цезия для

ТЭП с регулированием давления паров за счет изменения температуры цезиевого резервуара (11

Наиболее близким к предлагаемому источнику является источник паров цезия и висмута для ТЭП, содержащий резервуар с их бинарной смесью ° Со-. став смеси регулируют путем изменения температуры коллектора ТЭП, пЕДОСТат КОМ ТаКОГО ИСТОЧНИКа ЯВляется узкая область изменения рабочих температур, связанная с зависимостью удельной выходной мощности ТЭП . от температуры коллектора, Кроме того 0 возможно испарение полупроводниковой пленки Cs-Bi с рабочей поверхности коллектора, а также затрудняется оптимизация выходных электрических параметров ТЗП в зависимости от гемпературы коллектора с полупроводниковой пленкой, Целью изобретения являетя расширение диапазона оптимальных рабочих температур, 3Q

По ставленн ая цель дости гает ся тем, что в источнике паров цезия и висмута для ТЭП отношение молярных долей ингредиентов в смеси выбрано из соотношения

= 3,б9- 3,7510 Т, 8» где Хс и Хв, - соответственно мольные доли цезия и висмута в смеси;

Т - оптимальная рабочая температур резервуара со смесью, С. использование изобретения позволяет расширить диапазон рабочих температур источника паров цезия и вис мута для .ТЗП и реализовать любой исс1. точник паров цезия и висмута для ТЗП в широком интервале рабочих температур резервуара со смесью цезий-висмут от 450 до 850 С, Одновременно повыО шаются выходные электрические параметры преобразователя в среднем на

30>.

Для реализации предлагаемого источника паров цезия и висмута для ТЭП была собрана экспериментальная установка, которая изображена на фиг.1. >5

Установка содержит вакуумную камеру 1, цилиндрический ТЗП 2 резервуар 3 из ниобия с висмутом (5 г)»

Гсрмостат 4 Для цезий, клапан 5» двух ходсвой клапан б, дистиллятор 7, термостат 8 дистиплятора ", и контейнер с цезием (10 г).

Обез гаживание ва куумно- цезие вой системы производили при температуое последней 450+50 Г до получения стати ческОгс вакуума не хуже 5 0 Tîðð °

-5

Резервуар 3 отжигали заранее. После обезгаживания резервуар с висмутом отсекали от прибора с помощью клапана 5, вскрывали ампулу с цезием и производили дистилляцию и пеоегонку паров цезия в термостат

Зависимость удельной выходной мощности ТЗП от температуры резервуара для Т = 1400 С, Ò!, =. 600 С, построенная на основе огибающих вольт-амперных характеристик (BAX) преобразователя для чистого цезия, привелена на фиг,2 в виде кривой Р,.

После оптимизации прибора на чистом цезии открывали клапан 5., цезий перегоняли в резервуар 3 и нагревали вместе с висмутом до 300-350 С.

Зависимость удельной выходной электрической мощности ТЭП от температуры резервуара с раствором цезийвисмут для Т = 1b00oC Т,. = 600 С и †. = 2,0, построенная на основе

Acs, 6» огибающих ВМ преобразователя, приведена на фиг.2 в виде кривой Б.

Как видно из фиг.2, кривая Б, npv соотношении молярных долей цезия и висмута вЂ, = 2,0 Оптимальная рабоУсз

X8» чая температура резерву "ðà с раствором составляет 450 С, После снятия ВЙХ ТЗП для данного источника при помощи клапана б определенное количество цезия перегоняли в термостат 8 дис-:иллятора 7 и затем производили снятие p(иоающиy, ВДХ

ТЗП для нового стехиометрического

rs состава смеси цезий-висмут †„ . = 1,7.

Зависимость удельной выходной мощности ТЗП от темпера-урь. резервуара приведена -,à фиг.2 в виде кривой В, Из фиг,2, кривая В, видно, что оптималь- ная рабочая температура резервуара со

Q смесью цезий-висмут для Тз — — 1400 С, Т -— - 600 С, —, 5 = 1„7 составляет

530

Таким образом, было реализовано пять источников паров цезия и висмута для ТЗП с разными рабочими температурами резервуара, которые приведены на фиг. 2 в виде кривых Б, В, Г, Д, 300 М0 5М 6К

TQ Lfpppg gpg pe$gp$g i,=

Фиг, "

ИО ggg

Редактор Н. Бородкина Техред M.Ãåðãeëü 1<орректоо А.Повх

Заказ 7990/1 Тираж 703 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Пат=íò", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 674

Из фиг,2 видно, что если для чистого цезия Оптимальная рабочая температура резервуара составляет 280 С

О (кривая А), то для источника паров ,цезия и висмута для ТЗП (кривые Б, В, Г, Д, Е,1 она смещается в сторону

575 Д высоких температур и меняется в интервале 450-850 С в зависимости от удельного содержания цезия в смеси цезийвисмут, Одновременно наблюдается уве5 личение УДельной ВыхОДнОЙ мОЩности прибора в среднем на 303.