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Die
Erfindung betrifft eine Thermogenerator-Vorrichtung zum Erzeugen
von elektrischem Wechselstrom, mit mindestens einem Thermoelement,
das zwei aus jeweils unterschiedlichen Leitermaterialen hergestellte
Einheiten enthält,
die im Bereich einer ersten Wärmekontaktstelle
mittels einer Heizeinrichtung erhitzbar sind und im Bereich einer anderen
Wärmekontaktstelle
mittels einer Kühleinrichtung
kühlbar
sind, wobei im Bereich der einer jeweiligen Wärmekontaktstelle fernen elektrischen Kontaktpunkte
der Einheiten aus unterschiedlichen Leitermaterialen eine elektrische
Spannung gegeben ist, die bei Herstellung einer elektrischen Verbindung einen
elektrischen Strom zwischen den jeweiligen Kontaktpunkten bewirkt,
wobei eine mechanische Wechseleinrichtung vorgesehen ist, mittels
derer mindestens ein Wärmekontakt
der Heizeinrichtung mit der ersten Wärmekontaktstelle bei gleichzeitigem Wärmekontakt
der Kühleinrichtung
mit der anderen Wärmekontaktstelle
in periodischen Zeitabständen
in einen Wärmekontakt
der Kühleinrichtung
mit der ersten Wärmekontaktstelle
bei gleichzeitigem Wärmekontakt
der Heizeinrichtung mit der anderen Wärmekontaktstelle und zurück überführbar ist,
um an den jeweiligen elektrischen Kontaktpunkten der Einheiten aus
unterschiedlichen Leitermaterialien eine Wechselspannung zu erzeugen.
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Vorrichtungen
der eingangs genannten Art werden im Stand der Technik verwendet,
um Wärmeenergie
ohne Einbeziehung mechanischer Teile direkt in elektrischen Strom
zu überführen. Die
bekannten Vorrichtungen weisen jedoch den Nachteil auf, dass der
erzeugte Strom als Gleichstrom vorliegt und somit eine direkte Wandelbarkeit
des Stroms mittels eines Transformators nicht gegeben ist.
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Aus
CH 391 023 ist ein thermoelektrischer Stromerzeuger
mit einem oder mehr Thermoelementen bekannt, wobei Mittel vorgesehen
sind zur intermittierenden Erhitzung der warmen Kontaktstellen, und
wobei die Schenkel der Thermoelemente elektrisch kurzgeschlossen
sind und die Primärwicklung eines
Transformators bilden.
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Aus
DE 83 170 A1 ist
ein Verfahren zum Erzeugen thermoelektrischer Ströme bekannt,
bei dem die Wärmequellen
und Lötstellen
gegeneinander verschoben werden bzw. ein zwischen dieselben eingefügter Schirm
abwechseln eine Lücke
und eine volle Stelle darbietet, zum Zweck, unterbrochene Gleichströme oder
Wechselströme
bzw. Mehrphasenströme
zu erzeugen.
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Aus
DE 23 4747 ist eine aus peripherisch
zu einer gemeinsamen Achse erstellten Thermoelementen aufgebaute
Thermobatterie mit durch Drehung der Batterie wechselnder Beheizung
der Einzelelemente bekannt, bei der die Warmstellen der Thermoelemente
durch Stellen größter Erwärmung, solche allmählich abnehmender
und kleinster Erwärmung wieder
steigend bis zu Stellen größter Erwärmung und
so fort in ständiger
regelmäßiger Aufeinanderfolge
hindurchgeführt
werden, während
die Kaltstellen andauern in der Außenluft liegen.
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Aus
US 3,284,245 ist eine thermoelektrische Vorrichtung
mit einer Mehrzahl thermoelektrischer Elemente bekannt, die zu einem
Band fortlaufender Serien thermoelektrischer Verbindungsstellen
zusammengefasst sind, wobei das Band an wenigstens einer Seite eine
Mehrzahl von Aussparungen aufweist und ein Isolierstreifen eine
Mehrzahl entsprechender komplementärer Aussparungen aufweist, und
wobei das Band mittels der Aussparungen mit dem Streifen verwebt
ist.
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Aus
US 2,530,907 ist ein thermoelektrischer Generator
mit einem Gehäuse
bekannt, das mittels beabstandeter Unterteilungen des thermoelektrischen
Materials mit vorherbestimmten thermoelektrischen Wertigkeiten in
eine Mehrzahl von Kammern unterteilt ist, wobei in jeder Kammer
eine leitende Flüssigkeit
enthalten ist, und wobei Einrichtungen zum Erwärmen der Flüssigkeit in vorherbestimmten ersten
Kammern und zum Kühlen
der Flüssigkeit
in vorherbestimmten zweiten Kammern vorgesehen sind.
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Aus
US 3,064,063 ist ein thermoelektrischer Generator
mit einer Mehrzahl von Thermoelementen bekannt, wobei eine Einrichtung
zum Plazieren der Thermoelemente in fest vorgegebenem Abstand zusammen
mit einer Schaltung zum alternierenden Verbinden heißer und
kalter Verbindungsstellen der Thermoelemente vorgesehen ist, und
eine Wärmequelle
zum Heizen der heißen
Verbindungsstellen in Verbindung mit einer Bewegungseinrichtung
zum Bewegen der Wärmequelle
in Relation zu den heißen Verbindungsstellen
zwecks periodischer Erwärmung vorgesehen
ist.
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Aufgabe
der Erfindung ist es deshalb, eine Thermogenerator-Vorrichtung zu schaffen,
die bei verbesserter Wärmeausnatzung
einen Wechselstrom liefert.
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Für eine Thermogenerator-Vorrichtung
der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass
ein mit beiden Wärmekontaktstellen
in Kontakt bringbarer Regenerator vorgesehen ist, zum Abführen und
Speichern von Wärme,
die einer Wärmekontaktstelle
des Thermoelementes mit Hilfe der Heiz-Kühleinrichtung zuführbar ist,
wobei der Regenerator eine Speicherung eines Teils derjenigen Wärme bewirkt,
die während
eines Zeitabschnittes gleichförmiger
Erwärmung
und. Abkühlung
der beiden Wärmekontaktstellen
nicht in elektrische Energie wandelbar ist.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Bei
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
wird durch die Merkmalskombination, dass ein mit beiden Wärmekontaktstellen
in Kontakt bringbarer Regenerator vorgesehen ist, zum Abführen und
Speichern von Wärme,
die einer Wärmekontaktstelle
des Thermoelementes mit Hilfe der Heiz-Kühleinrichtung zuführbar ist,
wobei der Regenerator eine Speicherung eines Teils derjenigen Wärme bewirkt,
die während eines
Zeitabschnittes gleichförmiger
Erwärmung
und Abkühlung
der beiden Wärmekontaktstellen
nicht in elektrische Energie wandelbar ist, in Verbindung mit einer
mechanischen Wechseleinrichtung, mittels derer mindestens ein Kontakt
der Heizeinrichtung mit der ersten Wärmekontaktstelle in periodischen
Zeitabständen
in einen Kontakt der Kühleinrichtung
mit der ersten Wärmekontaktstelle
und zurück überführbar ist,
erreicht, dass die erfindungsgemäße Thermogenerator-Vorrichtung
aufgrund sich zeitlich ändernder,
insbesondere periodisch ändernder
an einer Wärmekontaktstelle
anliegenden Temperatur einen Wechselstrom produziert, der seiner
Natur nach in einer ersten Spule eines Transformators ein Wechselfeld
erzeugt, durch dessen Wirkung an einer mit der ersten Spule magnetisch
gekoppelten zweite Spule eine Spannung anliegt, deren Höhe durch
das Verhältnis
der Windungszahlen der ersten und zweiten Spule bestimmt ist.
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Bei
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
sind die Heizeinrichtung vorzugsweise als Heizseite einer Heiz/Kühl-Einrichtung und die
Kühleinrichtung
als Kühlseite
der Heiz/Kühl-Einrichtung
ausgebildet, wobei die mechanische Wechseleinrichtung in periodischen
Zeitabständen
einen einen Wärmefluss
ermöglichenden
Wärmekontakt
der Heizseite der Heiz/Kühl-Einrichtung
mit der ersten Wärmekontaktstelle
bei gleichzeitigem Wärmekontakt
der Kühlseite der
Heiz/Kühl-Einrichtung
mit der anderen Wärmekontaktstelle
und vis versa ermöglicht.
Dabei entsprechen die periodischen Zeitabstände jeweils einem Wärmeaustauschzyklus,
dem sich ein umgekehrter Wärmeaustauschzyklus
mit seitenausgetauschter Kontaktierung der Heizseite bzw. Kühlseite der
Heiz-Kühl-Einrichtung
anschließt,
zum Erzeugen einer Wechselspannung an den jeweiligen elektrischen
Kontaktpunkten der Einheiten aus unterschiedlichen Leitermaterialen.
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Des
Weiteren bewirkt die Rückführung der
in dem Regenerator gespeicherten Wärme in die Heiz-Kühleinrichtung
bei erneuerter Kontaktierung der Wärmekontaktstellen des Thermogenerators
im Wege eines nunmehr seitenausgetauschten Kontaktierung der Heizseite
bzw. Kühlseite
der Heiz-Kühl-Einrichtung in der
Regel die Einbringung der Wärme-Restenergie in den
Thermogenerator, so dass lediglich eine für einen erneuten Wärmeaustauschzyklus
zusätzliche
lediglich diejenige Wärmemenge
hinzuzuführen
ist, die dem Verlust an Wärme im
vorherigen Wärmeaustauschzyklus
entspricht und dabei in Form von elektrischer Energie aus dem System
ausgeführt
worden ist.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist vorgesehen, dass die Wechseleinrichtung ein Lager für die Heiz-Kühleinrichtung
enthält,
in dem diese verschiebbar so gelagert ist, dass ein periodischer Wechsel
der Kontaktierung der Heiß-
bzw. Kaltstelle der Heiz-Kühleinrichtung
mit den beiden Wärmekontaktstellen
des Thermogenerators ermöglicht
ist.
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Wie
eingangs erwähnt
ist die an den jeweiligen Enden der Einheiten aus unterschiedlichen
Leitermaterialen erzeugte elektrische Spannung bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung
vorzugsweise mittels eines Transformators wandelbar.
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Die
Erfindung betrifft auch eine Thermogenerator-Vorrichtung mit einer Mehrzahl von Thermoelementen,
die zwei aus jeweils unterschiedlichen Leitermaterialen hergestellte
Einheiten enthalten, die im Bereich einer ersten Wärmekontaktstelle
mittels einer Heizeinrichtung erhitzbar sind und im Bereich einer
anderen Wärmekontaktstelle
mittels einer Kühleinrichtung
kühlbar
sind, wobei im Bereich der einer jeweiligen Wärmekontaktstelle fernen elektrischen Kontaktpunkte
der Einheiten aus unterschiedlichen Leitermaterialen eine elektrische
Spannung gegeben ist, die bei Herstellung einer elektrischen Verbindung einen
elektrischen Strom zwischen den jeweiligen Kontaktpunkten bewirkt,
wobei es zum Maximieren der Effektivität vorgesehen ist, dass die
Thermoelemente linear aneinander angrenzend linear verschiebbar
gelagert sind und mit einer ihrer jeweiligen Wärmekontaktstellen an einen
ebenfalls linear ausgebildeten Regenerator angrenzen, der im Bereich seines
einen Endes einen Heißpunkt
aufweist und im Bereich seines anderen Endes einen Kaltpunkt aufweist,
wobei zwischen dem Heißpunkt
und dem Kaltpunkt ein Temperaturgefälle ausgebildet ist, wobei die
Thermoelemente beginnend bei dem Kaltpunkt des Regenerators vor
und zurück
in Richtung auf den Heißpunkt
des Regenerators zu bewegbar sind und sich dabei sukzessive im Bereich
der ihrer jeweiligen Wärmekontaktstellen
erwärmen,
wobei die linear angeordneten Thermoelemente mit ihrer jeweils anderen
Wärmekontaktstellen
an einen zweiten Regenerator angrenzend gelagert sind, wobei der
zweite Regenerator einen Heißpunkt
aufweist, der in Nachbarschaft des Kaltpunktes des ersten Regenerators
angeordnet ist und der Kaltpunkt des zweiten Regenerators in Nachbarschaft
des Heißpunktes
des ersten Regenerators angeordnet ist.
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Die
Erfindung betrifft des weiteren eine Thermogenerator-Vorrichtung mit einer
Mehrzahl von Thermoelementen, die zwei aus jeweils unterschiedlichen
Leitermaterialen hergestellte Einheiten enthalten, die im Bereich
einer ersten Wärmekontaktstelle mittels
einer Heizeinrichtung erhitzbar sind und im Bereich einer anderen
Wärmekontaktstelle
mittels einer Kühleinrichtung
kühlbar
sind, wobei im Bereich der einer jeweiligen Wärmekontaktstelle fernen elektrischen
Kontaktpunkte der Einheiten aus unterschiedlichen Leitermaterialen
eine elektrische Spannung gegeben ist, die bei Herstellung einer
elektrischen Verbindung einen elektrischen Strom zwischen den jeweiligen
Kontaktpunkten bewirkt, wobei es zum Maximieren der Effektivität vorgesehen
ist, dass die Thermoelemente kreisförmig angeordnet und mit einer
ihrer jeweiligen Wärmekontaktstellen an
ein von einem als Regenerator wirkenden Fluid durchströmbares kreisförmiges Fluid-Leitungssystem
angrenzend rotierbar gelagert sind, wobei das Fluid in dem Fluid-Leitungssystem
in entgegengesetzter Drehrichtung zur Drehrichtung der Thermoelemente
zirkulierend bewegbar ist, wobei die Thermoelemente beginnend bei
einem Kaltpunkt des Fluid-Leitungssystems
sich bei Rotation auf den Heißpunkt
des Fluid-Leitungssystems zu bewegen und sich dabei sukzessive im
Bereich der ihrer jeweiligen Wärmekontaktstellen
erwärmen,
wohingegen das Fluid in umgekehrter Richtung strömt und sich sukzessive abkühlt, wobei
die kreisförmig
angeordneten Thermoelemente mit ihrer jeweils anderen Wärmekontaktstellen
an ein zweites von einem Fluid durchströmbares kreisförmiges Fluid-Leitungssystem
angrenzend rotierbar gelagert sind, wobei das Fluid in dem zweiten
Fluid-Leitungssystem ebenfalls in entgegengesetzter Drehrichtung
zur Drehrichtung der Thermoelemente bewegbar ist, und wobei der
Heißpunkt
des zweiten Fluid-Leitungssystems
in Nachbarschaft des Kaltpunktes des ersten Fluid-Leitungssystems
angeordnet ist und der Kaltpunkt des zweiten Fluid-Leitungssystems
in Nachbarschaft des Heißpunktes
des ersten Fluid-Leitungssystems angeordnet ist.
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Bei
dieser Vorrichtung bewegen sich die Thermoelemente beginnend bei
einem Heißpunkt des
Fluid-Leitungssystems bei Rotation auf den Kaltpunkt des Fluid-Leitungssystems
zu und kühlen
sich dabei sukzessive im Bereich der ihrer jeweiligen Wärmekontaktstellen
ab, wohin gegen das Fluid in umgekehrter Richtung strömt und sich
sukzessive erwärmt.
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Die
Erfindung betrifft des weiteren eine Thermogenerator-Vorrichtung mit einer
Mehrzahl von Thermoelementen, die zwei aus jeweils unterschiedlichen
Leitermaterialen hergestellte Einheiten enthalten, die im Bereich
einer ersten Wärmekontaktstelle mittels
einer Heizeinrichtung erhitzbar sind und im Bereich einer anderen
Wärmekontaktstelle
mittels einer Kühleinrichtung
kühlbar
sind, wobei im Bereich der einer jeweiligen Wärmekontaktstelle fernen elektrischen
Kontaktpunkte der Einheiten aus unterschiedlichen Leitermaterialen
eine elektrische Spannung gegeben ist, die bei Herstellung einer
elektrischen Verbindung einen elektrischen Strom zwischen den jeweiligen
Kontaktpunkten bewirkt, wobei es zum Maximieren der Effektivität vorgesehen
ist, dass die Thermoelemente im Bereich ihrer Wärmekontaktstellen mit einer
Bohrung versehen sind, an deren Grenzflächen jeweils schlüssig ein
Zylinder angefügt
ist, der einen gegen eine Zylinder-Innenwandung und die Bohrung
abgedichteten, als Regenerator wirksamen, aus einem gut wärmeleitenden Material
hergestellten Kolben aufweist, der mittels eines beidseitig an die
Zylinderstirnflächen
angrenzenden, mit einer Pumpe versehenen Fluid-Kreislaufsystems innerhalb
des Zylinders und der einen oder mehr Bohrungen vor und zurück verschiebbar
gelagert ist.
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Bei
einer Mehrzahl von Thermoelementen sind die Bohrungen dabei vorzugsweise übereinander
liegend angeordnet, wobei die jeweiligen Zylinder jeweils gegen
eine Grenzfläche
der Bohrung eines obersten und eines untersten Thermoelementes schlüssig angefügt sind.
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Der
Kolben ist bei diesem System mit der mechanischen Wechseleinrichtung
vorzugsweise so gekoppelt, dass im Nachgang zu einer Erhitzung einer
betreffenden Wärmekontaktstelle,
bei der der Kolben in den Bereich einer ersten Stirnfläche des Zylinders
geschoben ist, an die Wärmekontaktstelle abgegebene
Wärme zu
einem Teil von dem Kolben aufnehmbar ist, wonach der Kolben in den
Bereich einer zweiten Stirnfläche
verschoben wird, um im Nachgang zu einer Kühlung der betreffenden Wärmekontaktstelle
zurück
in den Bereich der ersten Stirnfläche verschoben zu werden, um
die Wärmekontaktstelle
im Vorfeld einer erneuten Erhitzung vorzuwärmen.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
und das erfindungsgemäße System
werden im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen erläutert, die in
den Figuren der Zeichnung dargestellt sind. Darin zeigen:
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1 eine
skizzenhaft dargestellte, allgemein gehaltene Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
in einer schematischen Ansicht;
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2 ein
erfindungsgemäßes System
zum Beheizen bzw. Abkühlen
einer Oberflächenseite
einer Mehrzahl von Thermoelementen, wobei die Thermoelemente linear
aneinander angrenzend linear verschiebbar gelagert sind, in einer
Ansicht von vorne;
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3 ein
erfindungsgemäßes System
zum Beheizen bzw. Abkühlen
einer Oberflächenseite
einer Mehrzahl von Thermoelementen, wobei die Thermoelemente kreisförmig aneinander
angrenzend rotierbar gelagert sind, in einer Explosionsansicht;
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4 das
in 3 dargestellte erfindungsgemäße System in einer Querschnittsansicht;
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5 das
in 3 dargestellte erfindungsgemäße System in einer Seitenansicht;
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6 ein
erfindungsgemäßes System
zum Beheizen bzw.
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Abkühlen einer
Oberflächenseite
einer Mehrzahl von Thermoelementen, die im Bereich seiner Wärmekontaktstellen
mit einer Bohrung versehen sind.
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Die
in den 1 dargestellte erfindungsgemäße Thermogenerator-Vorrichtung 100 zum
Erzeugen von elektrischem Strom enthält ein Thermoelement 110,
das zwei aus jeweils unterschiedlichen Leitermaterialen hergestellte
Einheiten 111, 112 beinhaltet, die im Bereich
einer ersten Wärmekontaktstelle 113 mittels
einer Heizeinrichtung 120 erhitzbar sind und im Bereich
einer anderen Wärmekontaktstelle 114 mittels
einer Kühleinrichtung 130 kühlbar sind, wobei
im Bereich der einer jeweiligen Wärmekontaktstelle 113, 114 fernen
elektrischen Kontaktpunkte 116, 117 der Einheiten 111, 112 aus
unterschiedlichen Leitermaterialen eine elektrische Spannung gegeben
ist, die bei Herstellung einer elektrischen Verbindung einen elektrischen
Strom zwischen den jeweiligen Kontaktpunkten 116, 117 bewirkt.
Erfindungsgemäß ist eine
nicht dargestellte mechanische Wechseleinrichtung vorgesehen ist,
mittels derer mindestens ein Kontakt der Heizeinrichtung 120 mit der
ersten Wärmekontaktstelle 113 bei
gleichzeitigem Kontakt der Kühleinrichtung 130 mit
der anderen Wärmekontaktstelle 114 in
periodischen Zeitabständen
in einen Kontakt der Kühleinrichtung 130 mit
der ersten Wärmekontaktstelle 113 bei
gleichzeitigem Kontakt der Heizeinrichtung 120 mit der
anderen Wärmekontaktstelle 114 und
zurück überführbar ist.
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Gemäß den in
den 2 bis 6 dargestellten erfindungsgemäßen Vorrichtungen 100 ist eine
mechanische Wechseleinrichtung 140 vorgesehen, mittels
derer mindestens ein Kontakt der Heizeinrichtung 120 mit
der ersten Wärmekontaktstelle 113 bei
gleichzeitigem Kontakt der Kühleinrichtung 130 mit
der anderen Wärmekontaktstelle 114 in
periodischen Zeitabständen
in einen Kontakt der Kühleinrichtung 130 mit
der ersten Wärmekontaktstelle 113 bei
gleichzeitigem Kontakt der Heizeinrichtung 120 mit der
anderen Wärmekontaktstelle 114 und
zurück überführbar ist.
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Die
Heizeinrichtung 120 ist dabei als, Heizseite 121 einer
Heiz/Kühl-Einrichtung 150 und
die Kühleinrichtung 130 ist
dabei als Kühlseite 131 der Heiz/Kühl-Einrichtung 150 ausgebildet,
und die mechanische Wechseleinrichtung 140 ermöglicht in
periodischen Zeitabständen
einen Wärmefluss
ermöglichenden
Wärmekontakt
der Heizseite 121 der Heiz/Kühl-Einrichtung 150 mit
der ersten Wärmekontaktstelle 113 bei
gleichzeitigem Wärmekontakt
der Kühlseite 131 der Heiz/Kühl-Einrichtung 150 mit
der anderen Wärmekontaktstelle 114 und
vis versa.
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Die
periodischen Zeitabstände
entsprechen jeweils einem Wärmeaustauschzyklus,
dem sich ein umgekehrter Wärmeaustauschzyklus
mit seitenausgetauschter Kontaktierung der Heizseite 121 bzw. Kühlseite 131 der
Heiz-Kühl-Einrichtung 150 anschließt, zum
Erzeugen einer Wechselspannung an den jeweiligen elektrischen Kontaktpunkten 116, 117 der
Einheiten 111, 112 aus unterschiedlichen Leitermaterialen.
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In
allen in den 2 bis 6 dargestellten Vorrichtungen
ist ein mit beiden Wärmekontaktstellen 113, 114 in
Kontakt bringbarer Regenerator 160 vorgesehen, zum Abführen und
Speichern von Wärme, die
einer Wärmekontaktstelle 113, 114 des
Thermoelementes 110 mit Hilfe der Heiz-Kühleinrichtung 150 zuführbar ist.
Ein Regenerator 160 bewirkt dabei eine Speicherung derjenigen
Wärme,
die während
eines Zeitabschnittes gleichförmiger
Erwärmung
bzw. Abkühlung
der beiden Wärmekontaktstellen 113, 114 nicht
in elektrische Energie wandelbar ist.
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Die
Rückführung der
in dem Regenerator 160 gespeicherten Wärme in die Heiz-Kühleinrichtung 150 bewirkt
bei erneuerter Kontaktierung der Wärmekontaktstellen 113, 114 des
Thermogenerators 110 im Wege eines nunmehr seitenausgetauschten
Kontaktierung der Heizseite 121 bzw. Kühlseite 131 der Heiz-Kühl-Einrichtung 150 die
Einbringung der Wärme-Restenergie
in den Thermogenerator 110, so dass lediglich eine für einen
erneuten Wärmeaustauschzyklus
zusätzliche
lediglich diejenige Wärmemenge
hinzuzuführen
ist, die dem Verlust an Wärme
im vorherigen Wärmeaustauschzyklus
entspricht und dabei in Form von elektrischer Energie aus dem System
ausgeführt
worden ist.
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Die
Wechseleinrichtung 140 enthält ein Lager für die Heiz-Kühleinrichtung 150,
in dem diese verschiebbar so gelagert ist, dass ein periodischer Wechsel
der Kontaktierung der Heiß-
bzw. Kaltstelle der Heiz-Kühleinrichtung 150 mit
den beiden Wärmekontaktstellen 113, 114 des
Thermogenerators 110 ermöglicht ist.
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Bestimmungsgemäß ist die
an den jeweiligen Enden der Einheiten 111, 112 eines
Thermogenerators 110 der erfindungsgemäßen Vorrichtung erzeugte elektrische
Spannung mittels eines Transformators 190 wandelbar.
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2 zeigt
eine Vorrichtung zum Beheizen bzw. Abkühlen einer Oberflächenseite
von einem oder mehr Thermoelementen 110, die linear aneinander
angrenzend linear verschiebbar gelagert sind und mit einer ihrer
jeweiligen Wärmekontaktstellen 114 an
einen ebenfalls linear ausgebildeten Regenerator 160 angrenzen,
der im Bereich seines einen Endes eine Heißpunkt 161 aufweist
und im Bereich seines anderen Endes eine Kaltpunkt 162 aufweist,
wobei zwischen dem Heißpunkt 161 und
dem Kaltpunkt 162 ein Temperaturgefälle ausgebildet ist.
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Bei
dieser Vorrichtung sind die Thermoelemente 110 beginnend
bei dem Kaltpunkt 162 des Regenerators 160 reziprozierbar
in Richtung auf den Heißpunkt 161 des
Regenerators 160 zu bewegbar und erwärmen sich dabei sukzessive
im Bereich der ihrer jeweiligen Wärmekontaktstellen 114.
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Des
weiteren sind bei dieser Vorrichtung die linear angeordneten Thermoelemente 110 mit
ihrer jeweils anderen Wärmekontaktstellen 113 an
einen zweiten Regenerator 160' angrenzend rotierbar gelagert,
wobei der zweite Regenerator 160' einen Heißpunkt 161' aufweist, der
in Nachbarschaft des Kaltpunktes 162 des ersten Regenerators 160 angeordnet
ist und der Kaltpunkt 162' des
zweiten Regenerators 160' in
Nachbarschaft des Heißpunktes 161 des ersten
Regenerators 160 angeordnet ist.
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Die 3 bis 5 zeigen
eine Vorrichtung zum Beheizen bzw. Abkühlen einer Oberflächenseite von
einem oder mehr Thermoelementen 110, die kreisförmig angeordnet
und mit einer ihrer jeweiligen Wärmekontaktstellen 113, 114 an
ein von einem Fluid 171 durchströmbares kreisförmiges Fluid-Leitungssystem 170 angrenzend
rotierbar gelagert sind, wobei das Fluid 171 in dem Fluid-Leitungssystem 170 in entgegengesetzter
Drehrichtung zur Drehrichtung der Thermoelemente 110 zirkulierend
bewegbar ist.
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Bei
dieser Vorrichtung bewegen sich die Thermoelemente 110 beginnend
bei einem Kaltpunkt 162 des Fluid-Leitungssystems 170 bei
Rotation auf den Heißpunkt 161 des
Fluid-Leitungssystems 170 zu
und erwärmen
sich dabei sukzessive im Bereich der ihrer jeweiligen Wärmekontaktstellen 114 wohingegen
das Fluid in umgekehrter Richtung strömt und sich sukzessiv abkühlt. In
analoger Weise bewegen sich bei dieser Vorrichtung Thermoelemente 110 beginnend
bei einem Heißpunkt 161 des
Fluid-Leitungssystems 170 bei
Rotation auf den Kaltpunkt 162 des Fluid-Leitungssystems 170 zu
und kühlen
sich dabei sukzessive im Bereich der ihrer jeweiligen Wärmekontaktstellen 114 ab
wohingegen das Fluid in umgekehrter Richtung strömt und sich sukzessive erwärmt.
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Des
weiteren sind bei diesem Vorrichtung die kreisförmig angeordneten Thermoelemente 110 mit ihrer
jeweils anderen Wärmekontaktstellen 113 an ein
zweites von einem Fluid durchströmbares
kreisförmiges
Fluid-Leitungssystem 170' angrenzend
rotierbar gelagert sind, wobei das Fluid in dem zweiten Fluid-Leitungssystem 170' ebenfalls in
entgegengesetzter Drehrichtung zur Drehrichtung der Thermoelemente 110 bewegbar
ist, wobei der Heißpunkt 161' des zweiten
Fluid-Leitungssystems 170' in
Nachbarschaft des Kaltpunktes 162 des ersten Fluid-Leitungssystems 170 angeordnet
ist und der Kaltpunkt 162' des
zweiten Fluid-Leitungssystems 170' in Nachbarschaft
des Heißpunktes 161 des
ersten Fluid-Leitungssystems 170 angeordnet ist.
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6 zeigt
eine Vorrichtung zum Beheizen bzw. Abkühlen einer Oberflächenseite
von einem oder mehr Thermoelementen 110, die im Bereich
seiner Wärmekontaktstellen 113, 114 mit
einer Bohrung 180 versehen ist, an deren Grenzflächen jeweils schlüssig ein
Zylinder 181, 182 angefügt ist, der einen gegen eine
Zylinder-Innenwandung 183 und die Bohrung abgedichteten,
als Regenerator wirksamen, aus einem gut wärmeleitenden Material hergestellten Kolben 184 aufweist,
der mittels eines beidseitig an die Zylinderstirnflächen 180', 180'' angrenzenden, mit einer Pumpe
versehenen Fluid-Kreislaufsystems innerhalb
des Zylinders 181, 182 und der einen oder mehr
Bohrung reziprozierbar verschiebbar gelagert ist.
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In
der dargestellten Ausführung
sind bei einer Mehrzahl von Thermoelementen die Bohrungen übereinander
liegend angeordnet, wobei die jeweiligen Zylinder 181, 182 jeweils
gegen eine Grenzfläche
der Bohrung eines obersten und eines untersten Thermoelementes schlüssig angefügt sind.
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Der
Kolben 184 ist bei dieser Vorrichtung mit der mechanischen
Wechseleinrichtung 140 so gekoppelt, dass im Nachgang zu
einer Erhitzung einer betreffenden Wärmekontaktstelle 113, 114,
bei der der Kolben 184 in den Bereich einer ersten Stirnfläche 180' des Zylinders 181 geschoben
ist, an die Wärmekontaktstelle 113, 114 abgegebene
Wärme zu einem
Teil von dem Kolben 184 aufnehmbar ist, wonach der Kolben 184 in
den Bereich einer zweiten Stirnfläche 180'' verschoben
wird, um im Nachgang zu einer Kühlung
der betreffenden Wärmekontaktstelle 113, 114 zurück in den
Bereich der ersten Stirnfläche 180' verschoben
zu werden, um die Wärmekontaktstelle 113, 114 im
Vorfeld einer erneuten Erhitzung vorzuwärmen.
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Die
oben erläuterten
Ausführungsbeispiele der
Erfindung dienen lediglich dem Zweck eines besseren Verständnisses
der durch die Ansprüche
definierten erfindungsgemäßen Lehre,
die als solche durch die Ausführungsbeispiele
nicht eingeschränkt ist.