DE1539280C - Thermionic converter - Google Patents
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Description
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Die Erfindung bezieht sich auf einen thermioni- den NachbarkoHektoren verbunden. Zwar ist es bei
sehen Wandler, bestehend aus mehreren zylindri- diesem Wandler möglich, seine Länge ohne weiteres
sehen, längs einer Achse hintereinander angeordneten zu variieren, indessen sind die Keramringe von Hause
und in Reihe geschalteten Dioden, die jeweils aus aus zerbrechlich und werden unter der Einwirkung
einem von einer elektrisch leitenden, als Emitter- 5 der nuklearen Strahlung noch zerbrechlicher,
elektrode dienenden Hülle umgebendeji Kernbrenn- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den
stab und einem diesen im Abstand kqfaxial umgeben- zuletzt erwähnten Wandler derart zu ändern, daß er
den, als Kollektorelektrode dienenden Bauteil be- mehr Festigkeit und Haltbarkeit erhält,
stehen, bei dem die Kernbrennstäbe im Abstand von- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch geeinander
angeordnet sind, bei dem jeweils die io löst, daß jedes Kollektorbauteil aus zwei koaxial inEmitterelektrode einer Diode mit der Kollektorelek- einanderliegenden Hülsen mit zwischen diesen betrode
der benachbarten Diode elektrisch leitend vef- findlicher Schicht aufgebaut ist, daß jede äußere
bunden ist und bei dem die als Kollektorelektrode Hülse aus Metall mit hohem elektrischem Widerstand,
dienenden Bauteile der einzelnen Dioden miteinander verglichen mit dem Widerstand der inneren Hülse,
verbunden und ihre Außenflächen von einem Kühl- 15 besteht und unmittelbar mit den äußeren Hülsen bemedium
umspült sind. . nachbarter Dioden verbunden ist, daß jede innereThe invention relates to a thermionic neighboring cohector connected. Although it is possible with see converters, consisting of several cylindrical converters, to vary its length without further ado, arranged one behind the other along an axis, the ceramic rings are made from house and series-connected diodes, each made of fragile and are under the action of one of an electrically conductive 5, even more fragile as an emitter of nuclear radiation,
The invention is based on the object of changing the rod and a transducer that surrounds it at a distance kqfaxially - the last mentioned transducer in such a way that the component serving as the collector electrode is given more strength and durability,
stand, in which the nuclear fuel rods are arranged at a distance from each other, in which the io is achieved in that each collector component consists of two coaxially in-emitter electrode of a diode with the collector electrode mutually lying sleeves with between these electrodes of the adjacent diode electrically conductive A sensitive layer is constructed so that each outer is bonded and in which the components of the individual diodes, which serve as the collector electrode sleeve made of metal with high electrical resistance, are connected to one another compared to the resistance of the inner sleeve, and their outer surfaces consist of a cooling element and immediately washed around with the outer sleeves. . neighboring diodes is connected to that each inner
Durch die deutsche Auslegeschriff 1130 873 ist ein Hülse aus Metall mit niedrigem elektrischem Widerthermionischer
Wandler bekanntgeworden, der einen stand, verglichen mit dem Widerstand der äußeren
aus einem Stück bestehenden, durch den gesamten Hülse, besteht, Abstände zu den inneren Hülsen der
Wandler hindurchgehenden Kernbrennstab aufweisV ao beiden benachbarten Dioden aufweist und mit der
auf dem die Emitterelektroden der einzelnen elek- Hülle des Kernbrennstabs einer der beiden benachtrisch
in Reihe verbundenen Dioden angeordnet sind. barten Dioden verbunden ist, und daß die Schicht
Die Kollektorelektroden der einzelnen Dioden um- zwischen den Hülsen pulverförmig ausgebildet ist
geben die Emitterelektroden koaxial und unter Zwi- und aus einem Material hoher thermischer Leitfähig- **.
schensdhaltung einer elektrisch isolierenden Schicht 35 keit und hohen elektrischen Widerstandes besteht,
mit einem den äußeren Mantel des Wandlers bilden- Neben der großen Stabilität hat der erfindungsgeden
Metallrohr, das von einem Kühlmittel umflossen mäße Wandler gegenüber dem Wandler gemäß Fig. 1
ist, zu einem Bauteil verbunden. Dieser Wandler der Schrift zum französischen Patent 1382968
kann nicht ohne weiteres verlängert oder verkürzt noch den weiteren Vorteil, daß die schwierig herzuwerden.
- . 30 stellenden Metall-Keramik-Verbindungen entfallen.The German Auslegeschriff 1130 873 has made known a sleeve made of metal with a low electrical counter-thermionic transducer, which, compared with the resistance of the outer one-piece, consists of the entire sleeve, spaced apart from the inner sleeves of the transducers, has a nuclear fuel rod ao has two adjacent diodes and with which the emitter electrodes of the individual elec- Sheath of the nuclear fuel rod of one of the two adjacent diodes connected in series are arranged. barten diodes is connected, and that the layer of the collector electrodes of the individual diodes is formed in powder form between the sleeves give the emitter electrodes coaxially and with intermediate and made of a material of high thermal conductivity **. Keeping an electrically insulating layer 35 speed and high electrical resistance is made,
with a forming the outer jacket of the transducer. In addition to the great stability, the metal tube according to the invention, which is surrounded by a coolant, is connected to the transducer according to FIG. 1 to form a component. This converter of the document for French patent 1382968 cannot easily be extended or shortened yet has the further advantage that it is difficult to obtain. -. There are no 30 metal-ceramic connections.
Bei einem weiteren thermionischen Wandler Die Metalle oder Metall-Legierungen für die bei-(s. die F ig. 5 der Schrift zum britischen Patent 920198), den Hülsen, nämlich der inneren und der äußeren bei dem einzelne Kernbrennstäbe längs einer Achse Hülse, müssen einerseits die Betriebstemperatur des hintereinander angeordnet sind, die jeweils von einer Wandlers aushalten, die größenordnungsmäßig die Emitterelektrode der einzelnen Dioden bildenden 35 600° C beträgt. Andererseits muß das Metall oder Hülle umgeben sind, sind die Kollektorbauteile in die Metall-Legierung, welche die äußere Hülse bildet, gleicher Weise wie bei dem vorstehend genannten so ausgewählt werden, daß der spezifische WiderWandler ausgebildet. Auch hierbei ist der aus einzel- stand ausreicht, um eine gute Isolation zwischen den nen Bauelementen bestehende Wandler von einem Kollektoren der einzelnen Dioden und damit zwi-Rohr umgeben, das die Längenänderung des Wand- 40 sehen Eingang und Ausgang des Wandlers zu sichern, lers erschwert. In der Praxis ist die Isolierung ausreichend, wenn dieIn another thermionic converter, the metals or metal alloys for the two (s. the fig. 5 of British Patent 920198), the sleeves, namely the inner and outer In the case of the individual nuclear fuel rods along an axis, the operating temperature of the sleeve must be on the one hand are arranged one behind the other, each of which can withstand a converter, the order of magnitude the emitter electrode of the individual diodes forming 35 600 ° C. On the other hand, the metal must or Are surrounded by the shell, the collector components are made of the metal alloy that forms the outer shell, in the same way as the above can be selected so that the specific resistance transducer is formed. Here, too, the individual stand is sufficient to ensure good insulation between the NEN components existing transducers from a collector of the individual diodes and thus zwi-Rohr surround that see the change in length of the wall 40 to secure the input and output of the transducer, difficult. In practice, the insulation is sufficient if the
Ferner ist ein thermionischer Wandler vorge- Stromverluste infolge des Stromdurchgangs in derFurthermore, a thermionic converter is present against current losses due to the passage of current in the
schlagen worden (deutsches Patent 1281 002), der äußeren Hülse in bezug auf den in dem Wandler er-beat (German Patent 1281 002), the outer sleeve with respect to the one in the transducer
ebenfalls mehrere längs einer Acfyse angeordnete zeugten Gesamtstrom nicht größer als 10 bis 15%also several arranged along an Acfyse generated total current no greater than 10 to 15%
Dioden aufweist. Hierbei sind alle Emitter- und 45 sind.Has diodes. Here are all emitter and 45 are.
Kollektorelektroden der einzelnen Dioden zu starren Erfindungsgemäß besteht die äußere Hülse ausCollector electrodes of the individual diodes too rigid. According to the invention, the outer sleeve consists of
Bauteilen verbunden, die jeweils aus einem metalli- einer Legierung auf der Basis von Titan. Dieser Le-Components connected, each made of a metallic alloy based on titanium. This Le-
schem TragrohrI bestehen, auf dessen Innen- bzw. gierung kann ein Hauptzuschlag zugefügt sein, derSchem support tubeI exist, on the inside or yaw of which a main surcharge can be added, the
Außenfläche unter Zwischenschaltung einer isolieren- aus folgenden Metallen besteht: Aluminium, YttriumOuter surface with the interposition of an isolating- consists of the following metals: aluminum, yttrium
den Zwischenschicht die einzelnen Kollektor- bzw. 50 oder Beryllium. Zweckmäßigerweise liegt der Haupt-the intermediate layer is the individual collector or 50 or beryllium. Appropriately, the main
Emitterelektrodefa aufgebracht sind. Diese Bauteile Zuschlag in einer Menge von 2 bis 8% vor. FernerEmitter electrodes are applied. These components surcharge in an amount of 2 to 8% before. Further
werden durch einen Schmiedevorgang hergestellt. wird vorgeschlagen, daß die Legierung noch einenare made through a forging process. it is suggested that the alloy add another
Dieser Wandler; läßt ebenfalls seine Verlängerung zusätzlichen Zuschlag aufweist, der aus folgendenThis converter; also lets its extension have an additional surcharge, the one from the following
oder Verkürzung in einfacher Weise nicht zu. Metallen besteht: Molybdän, Vanadium, Zirkon, wo-or shortening in a simple way not too. Metals: molybdenum, vanadium, zirconium, where-
Durch die Fig. 3 der Schrift zum französischen 55 bei die Konzentration dieses Zuschlags 0 bis 5%By the Fig. 3 of the font to the French 55 with the concentration of this surcharge 0 to 5%
Patent 1 382 96ß ist ein thermionischer Wandler be- betragen kann.Patent 1,382,969 is a thermionic transducer.
kanntgeworden, bei dem ein sich über den gesamten Bei einer bevorzugten Ausführungsform desbecome known, in which one is over the entire In a preferred embodiment of the
Wandler erstreckendes, aus einem Stück bestehendes Kollektorbauteils für einen thermionischen WandlerTransducer extending, one-piece collector component for a thermionic transducer
Rohr vorgesehen ist, das aus dickeren Wandteilen, nach der Erfindung besteht die äußere Hülse ausTube is provided, which consists of thicker wall parts, according to the invention, the outer sleeve
welche die Kollektoren bilden, und aus dünneren 60 einer Legierung von Titan und Aluminium mit 6%which form the collectors, and made of thinner 60 an alloy of titanium and aluminum with 6%
Wandteilen besteht, welche den unerwünschten elek- Aluminium, deren spezifischer Widerstand 162"Mi-Wall parts consists of the undesired elec- Aluminum, the specific resistance of which is 162 "Mi-
trischen Strom von Kollektor zu Kollektor reduzieren. kro-Ohm · Zentimeter bei 20° C und 210 Mikro-Reduce the electrical current from collector to collector. cro-ohm centimeters at 20 ° C and 210 micro-
Auch diesem Wandler haftet der Nachteil an, daß er Ohm · Zentimeter bei der Betriebstemperatur vonThis transducer also suffers from the disadvantage that it is ohm · centimeter at the operating temperature of
nicht bequem verlängert oder verkürzt werden kann. 600° C beträgt. Eine andere Ausführungsform weistcannot be easily extended or shortened. 600 ° C. Another embodiment has
Der thermionische Wandler der eingangs erwähn- 65 eine Legierung aus Titan, 6% Aluminium und 2%The thermionic converter mentioned at the beginning is an alloy of titanium, 6% aluminum and 2%
ten Art ist durch die F i g. 1 der Schrift zum franzö- Vanadium auf, deren spezifischer Widerstand beith type is through the F i g. 1 of the writing on the French vanadium, whose specific resistance is
sischen Patent 1 382 968 bekanntgeworden. Bei die- Raumtemperatur 164 Mikro-Ohm · Zentimeter be-sian patent 1,382,968 became known. At room temperature, 164 micro-ohm centimeters
sem ist jeder Kollektor über Keramringe mit den bei- trägt.Each collector is with the contribution via ceramic rings.
Claims (13)
spielsweise die äußeren Enden der beiden Hülsen 60In the majority of cases one must be exposed to a different expansion of the outer and inner sleeves of metal under the annular space between the two tubular sleeves, so that the passage is strictly avoided. For this purpose one can at- cross section for the heat flow high,
for example the outer ends of the two sleeves 60
halten.fixed by a suitable mechanical device
keep.
. '2. Converter according to claim 1, characterized in that the outer sleeve (6) consists of an alloy based on titanium.
. '
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