RU2458420C1 - Радионуклидный термоэлектрический генератор (ритэг) - Google Patents
Радионуклидный термоэлектрический генератор (ритэг) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2458420C1 RU2458420C1 RU2011122124/07A RU2011122124A RU2458420C1 RU 2458420 C1 RU2458420 C1 RU 2458420C1 RU 2011122124/07 A RU2011122124/07 A RU 2011122124/07A RU 2011122124 A RU2011122124 A RU 2011122124A RU 2458420 C1 RU2458420 C1 RU 2458420C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rhs
- thermoelectric
- heat
- thermoelectric battery
- radionuclide
- Prior art date
Links
Landscapes
- Battery Mounting, Suspending (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области преобразования тепловой энергии распада радионуклидов в электрическую энергию, а более конкретно к радионуклидной энергетике, и может быть использовано в установках космического назначения. Радионуклидный термоэлектрический генератор содержит герметичный корпус с электровыводом. В корпусе размещены радионуклидный источник тепла (РИТ), термоэлектрическая батарея, теплоизоляция и теплозащита. Термоэлектрическая батарея состоит из трех составляющих, одна из которых выполнена кольцевой, внутри которой размещен радионуклидный источник тепла, две другие установлены у открытых торцов РИТ, теплозащита установлена снаружи относительно термоэлектрической батареи по периметру корпуса, свободное пространство заполнено теплоизоляцией. Изобретение позволяет увеличить теплоотдачу РИТ за счет увеличения площади «съема» тепловой энергии, уменьшить массу и габариты генератора. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к области преобразования тепловой энергии распада радионуклидов в электрическую энергию, а более конкретно к радионуклидной энергетике, и может быть использовано, в частности, в установках космического назначения.
Известен РИТЭГ (а.с. №11753123, G21H 1/10, опубл. 13.11.1990), содержащий радионуклидный источник тепла (РИТ), по крайней мере одну термоэлектрическую батарею, соединенную со средством теплоотвода и РИТ, тепловую изоляцию на основе дисперсно-пористых материалов и герметичный корпус с гермовыводом. Термоэлектрическая батарея соединена со средством теплоотвода через упругую теплопроводную мембрану. Тепловая изоляция выполнена поддерживающей и соединена с корпусом и боковой поверхностью РИТ с натягом.
В качестве прототипа выбран РИТЭГ (св. №29399, G21H 1/10, опубл. 10.05.2003), содержащий герметичный корпус, состоящий из обечайки, крышки и основания с электровыводами, в котором установлены радиоизотопный источник тепла (РИТ), термоэлектрическая батарея, расположенная между РИТ и основанием корпуса, с которым она соединена через теплопроводные гибкие контактные переходы. Свободное пространство в корпусе заполнено тепловой изоляцией. РИТ помещен в стакан, между теплоизоляцией и радиоизотопным источником тепла установлено поджимное устройство и прокладки. Между теплоизоляцией и крышкой корпуса также установлены прокладки, а пространство между термоэлектрической батареей и теплоизоляцией заполнено мягким материалом с низкой теплопроводностью. Внутренняя полость генератора заполнена инертным газом, обладающим низкой теплопроводностью.
Недостатками вышеупомянутых РИТЭГ является то, что:
- для направления потока выделяемой тепловой энергии к преобразователю необходимо применение достаточно толстого теплоизоляционного слоя в РИТЭГ, что приводит к заметному увеличению габаритов РИТЭГ по сравнению с РИТ,
- увеличение габаритов приводит и к увеличению площади внешней поверхности конструкции, через которую тепловая энергия неэффективно уходит в окружающую среду,
- термоэлектрическая батарея в таких конструкциях устанавливается снаружи относительно теплозащитного слоя РИТ. Так как плотность термоэлектрической батареи в несколько раз больше плотности теплозащиты, то при использовании кольцевых термоэлектрических батарей массы таких термоэлектрических батарей неизбежно оказываются большими.
Задача изобретения заключается в увеличении теплоотдачи РИТ за счет увеличения площади «съема» тепловой энергии, уменьшении массы и габаритов РИТЭГ.
Технический результат заключается в увеличении коэффициента полезного действия РИТЭГ.
Поставленная задача решается тем, что в РИТЭГ, содержащем герметичный корпус с электровыводом, в котором размещены РИТ, термоэлектрическая батарея, теплоизоляция и теплозащита, термоэлектрическая батарея состоит из трех составляющих, одна из которых выполнена кольцевой, внутри которой размещен РИТ, две другие установлены у открытых торцов РИТ, теплозащита установлена снаружи относительно термоэлектрической батареи по периметру корпуса, свободное пространство заполнено теплоизоляцией. Длина образующей кольцевой термоэлектрической батареи равна высоте РИТ. Каждая термоэлектрическая батарея, установленная у торца РИТ, выполнена в виде цилиндра, диаметр которого равен диаметру РИТ. Теплоизоляция выполнена в виде двух колец, одетых на цилиндрические термоэлектрические батареи, при этом длина образующей каждого кольца равна длине образующей соответствующей цилиндрической термоэлектрической батареи.
Предложенная конструкция РИТЭГ позволила предельно увеличить площадь «съема» тепловой энергии, т.к. вся внешняя поверхность РИТ покрыта термоэлектрическими батареями, что позволило увеличить коэффициент полезного действия РИТЭГ. Кроме того, радиус кольцевой термоэлектрической батареи уменьшен на толщину теплозащитного слоя, что при высокой плотности термоэлектрической батареи приводит к заметному уменьшению общей массы РИТЭГ. Дополнительное уменьшение массы РИТЭГ возможно за счет исключения некоторых корпусных металлических деталей, т.к. их функцию выполняет теплозащитный слой. Уменьшение габаритов РИТЭГ достигается за счет сокращения количества теплоизоляционного материала.
На фиг.1 приведено схематичное изображение конструкции РИТЭГ.
РИТЭГ содержит герметичный корпус 1. В корпусе установлен РИТ 6 и три термоэлектрические батареи, одна из которых кольцевая 4 и две цилиндрические 3, 8. В кольцевую термоэлектрическую батарею 4 с натягом установлен РИТ 7, две другие закреплены на торцевых поверхностях последнего. На цилиндрические термоэлектрические батареи надеты кольцевые теплоизоляции 5, 6. При соблюдении всех вышеупомянутых размеров образуется цилиндрический пакет, состоящий из РИТ 7, термоэлектрических батарей 4, 3, 8 и теплоизляции 5, 6. Пакет окружен по всему периметру герметичного корпуса 1 теплозащитой 2.
Устройство работает следующим образом. РИТ 6 (набор таблеток из Pu238) обеспечивает подвод энергии к батареям 4, 3, 8. На спаях батарей, обладающих температурным сопротивлением, возникает перепад температур. Более низкая температура на холодном спае батарей обусловлена теплообменом с окружающей средой с низкой температурой. Теплоизолятор 5, 6 необходим для уменьшения неэффективных потерь тепла через ту часть внешней поверхности корпуса, которая не примыкает к батареям (увеличивает долю энергии, проходящей через батареи).
Согласно эффекту Пельтье, в термоэлектрических генераторах на горячем спае батареи поглощается тепло, а на холодном спае отдается, разница энергий преобразуется в электрическую энергию. При подключении РИТЭГ к цепи внешней нагрузки возникает электрический ток.
Claims (4)
1. Радионуклидный термоэлектрический генератор (РИТЭГ), содержащий герметичный корпус с электровыводом, в котором размещены радионуклидный источник тепла (РИТ), термоэлектрическая батарея, теплоизоляция и теплозащита, отличающийся тем, что термоэлектрическая батарея состоит из трех составляющих, одна из которых выполнена кольцевой, внутри которой размещен РИТ, две другие установлены у открытых торцов РИТ, теплозащита установлена снаружи относительно термоэлектрической батареи по периметру корпуса, свободное пространство заполнено теплоизоляцией.
2. Генератор по п.1, отличающийся тем, что длина образующей кольцевой термоэлектрической батареи равна высоте РИТ.
3. Генератор по п.1, отличающийся тем, что каждая термоэлектрическая батарея, установленная у торца РИТ, выполнена в виде цилиндра, диаметр которого равен диаметру РИТ.
4. Генератор по п.1, отличающийся тем, что теплоизоляция выполнена в виде двух колец, надетых на цилиндрические термоэлектрические батареи, при этом длина образующей каждого кольца равна длине образующей соответствующей цилиндрической термоэлектрической батареи.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011122124/07A RU2458420C1 (ru) | 2011-05-31 | 2011-05-31 | Радионуклидный термоэлектрический генератор (ритэг) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011122124/07A RU2458420C1 (ru) | 2011-05-31 | 2011-05-31 | Радионуклидный термоэлектрический генератор (ритэг) |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2458420C1 true RU2458420C1 (ru) | 2012-08-10 |
Family
ID=46849736
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011122124/07A RU2458420C1 (ru) | 2011-05-31 | 2011-05-31 | Радионуклидный термоэлектрический генератор (ритэг) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2458420C1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3754999A (en) * | 1968-11-23 | 1973-08-28 | Messerschmitt Boelkow Blohm | Radioisotopic generator |
US4002497A (en) * | 1974-09-30 | 1977-01-11 | United Kingdom Atomic Energy Authority | Thermoelectric batteries |
SU1373218A1 (ru) * | 1986-06-23 | 1989-07-23 | Предприятие П/Я А-3430 | Радиоизотопный термоэлектрический генератор |
RU29399U1 (ru) * | 2002-08-22 | 2003-05-10 | Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Экспериментальной Физики | Радиоизотопный термоэлектрический генератор |
-
2011
- 2011-05-31 RU RU2011122124/07A patent/RU2458420C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3754999A (en) * | 1968-11-23 | 1973-08-28 | Messerschmitt Boelkow Blohm | Radioisotopic generator |
US4002497A (en) * | 1974-09-30 | 1977-01-11 | United Kingdom Atomic Energy Authority | Thermoelectric batteries |
SU1373218A1 (ru) * | 1986-06-23 | 1989-07-23 | Предприятие П/Я А-3430 | Радиоизотопный термоэлектрический генератор |
RU29399U1 (ru) * | 2002-08-22 | 2003-05-10 | Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Экспериментальной Физики | Радиоизотопный термоэлектрический генератор |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN202891435U (zh) | 多功能温差发电水杯 | |
CN206453636U (zh) | 一种快速升降温发电水杯 | |
CN104917272B (zh) | 佩戴式电子设备 | |
CN203675345U (zh) | Ptc发热片一体式总成 | |
RU2458420C1 (ru) | Радионуклидный термоэлектрический генератор (ритэг) | |
EP3174197A1 (en) | Power generation device provided with secondary battery | |
CN112152512A (zh) | 一种利用水下油气管道内外温度差的发电装置 | |
CN101459396A (zh) | 一种温差发电热管以及温差发电装置 | |
CN110676405A (zh) | 一种具有防水缓冲功能的新能源电池模组 | |
CN102790246A (zh) | 泡沫铜材料调节电池组热均衡的装置 | |
CN206060328U (zh) | 一种应急发电装置 | |
CN215418313U (zh) | 均温电池壳体 | |
CN210723106U (zh) | 一种石墨烯防热电池 | |
RU191697U1 (ru) | Радиоизотопный термоэлектрический генератор (РИТЭГ) | |
CN203707820U (zh) | 多功能小型热电转换装置 | |
CN109786884B (zh) | 快充型锂电池包及其热管理及冷却装置 | |
CN201805383U (zh) | 实体热管太阳能温差发电集热器 | |
CN106300592B (zh) | 一种应急发电装置 | |
CN205829501U (zh) | 基于塞贝克效应的热电发电结构和浮空器 | |
US20180231332A1 (en) | Renewable energy heater | |
CN213402852U (zh) | 一种利用水下油气管道内外温度差的发电装置 | |
RU84628U1 (ru) | Корпус тепловой батареи | |
CN212011068U (zh) | 一种柱状锂电池的外包裹固定结构 | |
CN205596041U (zh) | 一种户外柴火炉余热发电装置 | |
CN203554309U (zh) | 一种防水微型光伏逆变器 |