Термоэлектрогенератор.

[vic]

Термоэлектричество: история.

У термоэлектричества – два отца: немец и француз. Первым из них был немец. 14 декабря 1820 года Томас Иоганн Зеебек (Thomas Johann Seebeck), академик Прусской академии наук, выступил перед коллегами с докладом и демонстрацией опыта. Зеебек обнаружил, что если взять проволочное кольцо, спаянное из двух разных металлов, и нагреть одно из двух мест их соединения, то стрелка компаса, находящегося рядом, отклонится. Он назвал обнаруженное явление «термомагнетизмом» и в 1822 году описал его в статье «К вопросу о магнитной поляризации некоторых материалов и руд, возникающей в условиях разности температур».

Зеебек отметил, что угол отклонения стрелки компаса и направление ее поворота зависели как от разности температур нагретого и не нагретого мест спайки, так и от того, какие вещества были взяты. Он экспериментировал, например, с висмутом, медью и сурьмой. Позднее ученые узнали, что изменение магнитного поля вызывается появляющимся в тот момент в веществе электрическим током, а само явление стали называть «эффектом Зеебека».

Позднее, в 1834 году, Жан Шарль Пельтье (Jean-Charles Peltier) решил посмотреть, что будет, если между двумя электродами поместить каплю воды и пустить электрический ток. Результат поразил ученого: вода превратилась в лед. Это явление стало известным под названием «эффект Пельтье». Вместе с эффектом Зеебека его относят к термоэлектрическим явлениям.

Как эффект Зеебека, так и эффект Пельтье наблюдаются, когда электрическая цепь состоит из двух разных материалов. Проявления эффектов обратны друг другу. При эффекте Зеебека от разницы температур возникает электрический ток. При эффекте Пельтье при пропускании тока меняется температура. Стоит уточнить, что, если поменять полярность тока, проводник будет не охлаждаться, а напротив разогреваться. Оба эффекта незначительно проявляются при контакте двух металлов, зато весьма заметны, если мы имеем дело с двумя полупроводниками.

Практическую пользу из двух столь замечательных явлений научились извлекать далеко не сразу. Но сейчас и эффект Пельтье, и эффект Зеебека находят активное применение в технике. Для охлаждения можно использовать «элементы Пельтье» (по-английски они называются thermoelectric cooler — термоэлектрический охладитель, TEC). Это две или несколько пар полупроводников, соединенных перемычками. При подсоединении к электрической сети, одна из сторон элемента Пельтье будет охлаждаться.

Томас Иоганн Зеебек                 

Устройство, использованное Зеебеком для демонстрации термомагнетизма.

[vic]

А как работает эффект Зеебека? Пожалуй, первенство в его практическом применении принадлежит отечественным физикам. Сделано это было во время войны учеными Физико-технического института под руководством А. Ф. Иоффе. Необходим был способ, позволяющий партизанам заряжать аккумуляторы радиопередатчиков. Конечно, партизанским отрядам поставляли новые батареи с помощью самолетов, но этим способом не всегда удавалось воспользоваться. Также были сделаны динамо-машины для подзарядки, которые работали от двигателя автомобиля или от усилий человека, но и они не решили проблемы.
Когда началась Великая Отечественная война, физики Ленинградского физико-технического института разработали специально для партизан и диверсионных групп, забрасываемых в тыл противника, термоэлектрогенератор ТГ-1, известный под названием «партизанский котелок». Работами по его созданию руководил один из коллег Иоффе – Юрий Маслаковец, заинтересовавшийся термоэлектрическими явлениями в полупроводниках еще до войны. ТГ-1 действительно был похож на котелок, наполнялся водой и устанавливался на костер. В качестве полупроводниковых материалов использовались соединение сурьмы с цинком и константан – сплав на основе меди с добавлением никеля и марганца. Разница температур пламени костра и воды доходила до 300° и оказывалась достаточной для возникновения в термоэлектрогенераторе тока. В результате партизаны заряжали батареи своей радиостанции. Мощность ТГ-1 достигала 10 ватт. Выпуск генератора был налажен в марте 1943 года на «НИИ 627 с опытным заводом № 1».
После войны А. Ф. Иоффе и Ю. П. Маслаковец ((1899—1967) советский физик, доктор физико-математических наук (1950)) продолжили работы в области термоэлектричества. В 1950 году Иоффе написал работу «Энергетические основы термоэлектрических батарей из полупроводников», где изучил свойства полупроводниковых материалов, позволяющие достичь максимально возможного КПД термогенератора. Промышленность СССР выпускала различные типы генераторов, предназначенных для удаленных местностей, где нет доступа к электрической сети. Был, например, создан, термогенератор ТГК-3, закреплявшийся на стекле керосиновой лампы и позволявший питать радиоприемник.

Юрий Петрович Маслаковец.                                                       

Термоэлектрогенератор ТГ-1

[vic]

 Промышленностью выпускались термоэлектрические генераторы типа ТГК-3 и ТЭГК-2-2, относящиеся к группе радиаторов и предназначенные для питания накальных, сеточных и анодных цепей батарейных радиовещательных приёмников «Родина-47», «Родина-52», «Искра», «Таллин Б-2» и т. п.
 В качестве источника тепла в термоэлектрических генераторах использовалась обыкновенная 20-линейная керосиновая лампа со специальным укороченным стеклом, к которому крепилась термоголовка, состоящая из алюминиевого литого теплоприёмника, термобатареи и воздушного радиатора. Отходящие от пламени ламповой горелки горячие газы, омывая перегородки алюминиевого теплоприёмника, отдают ему свое тепло, передаваемое последним термобатарее, состоящей из радиально расположенных ячеек — термопар. Для получения необходимой разности температур между горячими и холодными концами термопар термоголовка снабжена рёбрами охлаждения.
 ТГК-3 — низковольтный 3-ваттный термоэлектрогенератор, снабжённый двумя термобатареями: накальной, дающей напряжение в 1,2—2,0 в, и анодной — с напряжением в 2,5 в. Накальная цепь радиоприёмника питается непосредственно от термобатареи, анодная и сеточная — через специальное устройство — вибропреобразователь, повышающий низкое напряжение анодной секции термобатареи до необходимого предела. В вибропреобразователе последовательно осуществляется превращение постоянного тока низкого напряжения в переменный, его трансформация с последующим выпрямлением. Основная деталь вибропреобразователя — синхронный вибратор типа ВС-2,4. Радиопомехи, создаваемые вибратором при работе, подавляются блокировкой нз конденсаторов и дросселей, смонтированных в вибропреобразователе.
ТЭГК-2-2 — высоковольтный 2-ваттный термоэлектрогенератор с термобатареями, обеспечивающими непосредственное питание всех цепей радиоприёмника. Генератора НОГО Электрические характеристики Г. т. типа ТГК-3 и ТЭГК-2-2 (измеряются под нагрузкой на клеммах генератора) приведены в таблице Замер напряжений производится вольтметрами с внутренним сопротивлением не менее 500 ом для накальных и 5000 ом для анодных и сеточных цепей на 1 в измеряемого предела.
Качество термоэлектрического генератора проверялось внешним осмотром, при котором устанавливалось отсутствие вмятин, царапин, погнутостей и коррозийных повреждений на металлических деталях, и опробованием в работе с одним нз указанных типов радиоприёмников. При проверке генератора в работе с радиоприёмником не должно было наблюдаться тресков и шумов при закороченных клеммах «антенна» и «земля» радиоприемника. При опробовании генератора ТГК-3 в работе допускалось лёгкое прослушивание фона переменного тока.
Термоэлектрические генераторы упаковывались в деревянные ящики. В комплект генератора входили: термоголовка, вибропреобразователь (для ТГК-3), два ламповых стекла и инструкция с паспортом. Маркировка наносилась на одно из крыльев термоголовки и включала наименование или товарный знак завода-изготовителя, тип генератора, год выпуска и заводской номер прибора.
Генераторы выпускались по ВТУ заводом «Металлоламп» Министерства местной промышленности РСФСР. Хранить их рекомендовалось в закрытых складских помещениях при температуре не ниже 5° и влажности воздуха 75-80%.

Способы установки и крепления.

Описание и инструкция пользования в СССР.

Описание и инструкция пользования на экспорт.

[vic]

Заводы изготовители.
Завод Термоэлектрогенератор был в посёлке "Правдинский, посёлок городского типа в Пушкинском районе Московской области РФ. Ж.-д. станция (Правда) на линии Москва - Александров, в 37 км от Москвы и в 6 км от г. Пушкино ".
 В 1934 году начинает действовать «Фибровая фабрика». Спустя некоторое время она перешла на изготовление зеркал и стеклянных елочных украшений («Зеркальная фабрика»)
14 февраля 1941 года - завод «Металлоламп».
В этот день подписан приказ Наркома Местной промышленности РСФСР об организации производства горелок и кюветок для керосиновых ламп. В годы Великой Отечественной войны на заводе производили: лампы «лилипут», для освещения землянок, и горючую смесь, для уничтожения фашистских танков. Ушедших на фронт, сто девяносто двух работников, заменили женщины и подростки, их самоотверженный труд позволил увеличить выпуск продукции и перевыполнять планы на 300%.

С 1957 года - завода «Термоэлектрогенератор»
1966-67 годы - Опытного завода № 2 ВНИИТ
1969-71 годы - Опытного завода ВНИИТ
1987-88 годы - НПК «Правдинский» и НПО «КВАНТ»
С 1992 года - АО «ПОЗИТ»
С 1997г года -  ОАО «ПОЗИТ»
Сегодня продукция ОАО «ПОЗИТ» поставляется для космических кораблей «Прогресс», на АЭС России (Балаковскую, Нововоронежскую, Кольскую, Билибинскую, Ростовскую, Калининскую) и в страны ближнего зарубежья (Болгарию, Венгрию, Армению, Чехию, Словакию, Китай, Индию). До 2006 года на предприятии выпускали: солнечные батареи, термоэлектрогенераторы, химические источники тока, оборудование для внутриреакторного контроля, экономические условия и государственная потребность сегодня определяют направление производства.
Завод «Термоэлектрогенератор» выпускал сами генераторы, а колбы с горелками заказывал на Златоустовском заводе «Металлоизделий», пока не известно на каком заводе изготавливали стекло и где остальной обвес. Но полностью  укомплектовывали и отправляли отсюда (в том числе и за границу, где генераторы пользовались большой популярностью).
Термогенераторы выпускались с 1949 по 1965 годы (уточнить). Массовый выпуск 1954-59 годы.

Здание заводоуправления. 

[vic]

Термогенератор ГТК-1.

1949 -51 годы выпуска (малоэффективны).
Термогенератор ТГК-1, работающий на десятилинейной керосиновой лампе, содержал термоэлементы из сурьмянисто-цинкового сплава и константана.

Конструкция термогенератора ТГК-1:
1 - труба; 2 - электрические выводы; 3 - ребро воздушного охлаждения; 4 - уплотнение; 5 - стяжное кольцо; 6 - изоляция из слюды; 7 термобатарея; 8 - прижимная планка; 9 - теплоизоляция; 10 - стяжной болт; - труба с внутренним оребрением.
Термобатарея содержит шесть секций, каждая из которых горячими гранями прижата к ограниченному с внешней стороны силуминовому цилиндру, охлаждение каждой секции осуществляется алюминиевым двойным оребрением. Секции соединены в две батареи - для питания накальных цепей радиоаппаратуры и для питания вибропреобразователя анодных це

Такого генератора нет, будем искать.

[vic]

Термогенератор ТГУ-1 ТГК-3 и ТГК-10.

1954 -59 годы выпуска.
Дальнейшее развитие термогенераторов на керосиновом топливе по пути повышения мощности привело к разработке в 1954—1955 гг. термогенераторов с источником тепла в виде керогаза. Термогенераторы ТГК-9, ТГК-10 и ТГУ-1 конструктивно мало отличались друг от друга.
Мощность, развиваемая термогенератором ТГК-9, составляла 9,6 Вт. Термогенератор ТГК-10 обеспечивал мощность не менее 10,8 Вт. Эти устройства предназначались для питания радиоузлов типа КРУ-2, широко распространенных в то время особенно в сельской местности. Термогенератор ТГУ-1 мощностью 14 Вт (рис. 4.27) предназначался для питания радиостанции «Урожай» типа У-2 [19, 26, 59].
В дальнейшем на основе идей, заложенных в термогенераторах типа ТГК и ТГУ, в нашей стране и за рубежом были разработаны новые конструкции термоэлектрических преобразователей, в которых в качестве источников тепла применялось жидкое топливо.

Термогенератор ТГУ-1.
1 — термобатарея; 2 — охлаждающий радиатор; 3 — горелка керогаза.

Термогенератор ТГК-3.

Термогенератор ТГК-10.

Керогазов тоже, будем искать.

[vic]

Термогенератор ТГК-3.1 и ТЭГК-2-2.

1954 -60 годы выпуска, массовое производство.

Общая высота –              1030 мм.
Общий диаметр -              300 мм.
Без стекла и горелки –     104 мм.
Объём колбы –                 1000 мл.

[Тымф]

Спасибо, отличный материал 

Модули Пельтье на прошлой работе использовали для охлаждения стоек с маршрутизаторами в одном месте, где летом нагрев становился критическим. Возникающее тепло отводили водяным охлаждением (с обратной стороны приаттачили радиаторы с циркуляцией воды). Видел и использование эффекта Зеебека, щеф экспериментировал с устройством для светодиодного освещения помещения при нагревании печи (для одного дальнего монастыря, который он с друзьями "курировал").

З.Ы. А резервуар керогаза из ответа #5 - не то, что тебе Лёха не так давно показывал? Кажись, ты забрал, чисто на всякий.

[vic]

Не Тот меньше и все таки от лампы.

[vic]

  Представляю, какую под этот термоэлектрогенератор керосинку надо!!!!!!

Завод "Термоэлектрогенератор" Мособлсовнархоза.

[Тымф]

Мощно!