DE1080643B

DE1080643B - Methods and devices for converting thermal energy into electrical energy

Info

Publication number: DE1080643B
Application number: DET15959A
Authority: DE
Inventors: George Nicholas Hatsopoulos; Joseph Kaye
Original assignee: Thermo Electron Engineering Corp
Current assignee: Thermo Fisher Scientific Inc
Priority date: 1958-11-14
Filing date: 1958-12-02
Publication date: 1960-04-28

Description

Gegenstand der Erfindung sind Verfahren und Vorrichtungen zur Umwandlung thermischer Energie in elektrische Energie, die eine große Leistung pro Gewichts- und/oder Volumeinheit liefern, deren Einrichtung, Unterhaltung und Betätigung verhältnismäßig wenig Kosten verursachen und die keinerlei bewegte Teile erfordern.The invention relates to methods and devices for converting thermal energy into electrical energy that provides a large output per unit of weight and / or volume, the establishment of which, Entertainment and activity cause relatively little cost and none at all Parts require.

Die der Erfindung entsprechenden Umwandler können mit beträchtlich besserem Wirkungsgrad arbeiten als die üblichen thermoelektrischen Kombinationen.The converters according to the invention can operate with considerably better efficiency than the usual thermoelectric combinations.

Weitere Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung hervor. Further possible applications and advantages of the invention emerge from the following description.

Gemäß der Erfindung wird Wärmeenergie in elektrische Energie umgesetzt durch Benutzung irgendwelcher beliebiger Wärmequellen zur Beheizung einer oder mehrerer elektronenabgebender Flächen, die im Abstand von einer oder mehreren elektronenaufnehmenden Flächen angeordnet sind, welche auf einer niedrigeren Temperatur als die erwärmten Flächen gehalten werden, wobei sich kreuzende elektrostatische und magnetische Felder im Bereich dieser Flächen erzeugt werden, so daß ein kontrolliertes Fließen von Elektronen von der erhitzten Fläche oder den erhitzten Flächen zu der Fläche oder den Flächen niederer Temperatur erzielt wird unter Erzeugung von Gleichstrom. According to the invention, thermal energy is converted into electrical energy by using any any heat sources for heating one or more electron-emitting surfaces that are in the Distance from one or more electron-accepting surfaces are arranged, which on a lower temperature than the heated surfaces are maintained, with intersecting electrostatic and magnetic fields are generated in the area of these surfaces, so that a controlled flow of Electrons from the heated area or areas to the area or areas of lower temperature is achieved by generating direct current.

Zum besseren Verständnis der Erfindung soll folgende, unter Bezugnahme auf die Zeichnungen gemachte Beschreibung einzelner bevorzugter Ausführ,ungsformen der Erfindung dienen, ohne die Erfindung auf diese Beispiele beschränken zu wollen.For a better understanding of the invention, the following should be made with reference to the drawings Description of individual preferred embodiments of the invention serve without the invention to restrict to these examples.

Fig. 1 ist eine perspektivische, teilweise abgebrochene Ansicht, die den inneren Aufbau einer Ausführungsform der Erfindung erkennen läßt. Bei ihr kommt eine verhältnismäßig einfache Anordnung warmer und kalter Flächen zur Anwendung, die verhältnismäßig niedrige Spannungen erzeugt.Fig. 1 is a perspective, partially broken away view showing the internal structure of an embodiment reveals the invention. With her, a relatively simple arrangement comes warmer and cold surfaces that generate relatively low stresses.

Fig. 2 ist eine schematische Darstellung einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, bei welcher höhere Spannungen erzielt werden.Fig. 2 is a schematic illustration of another preferred embodiment of the invention, in which higher voltages are achieved.

Fig. 3 zeigt eine schematische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, bei welcher die Flächen und die zugehörigen Anoden in konzentrischen Kreisen innerhalb eines zylindrischen Gehäuses angeordnet sind.Fig. 3 shows a schematic view of a preferred embodiment of the invention in which the surfaces and the associated anodes in concentric circles within a cylindrical housing are arranged.

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei welcher die Flächen unter allmählich abnehmender Temperatur gehalten werden. Die erste (in der Figur links liegende) Fläche der dargestellten Serie wird auf der höchsten Temperatur und die letzte auf der niedrigsten Temperatur gehalten.Fig. 4 shows a further embodiment of the invention in which the surfaces are kept at a gradually decreasing temperature. The first (in The surface of the series shown on the left of the figure is at the highest temperature and the last kept at the lowest temperature.

Fig. 5 isteineperspektivische, teilweise abgebrochene Ansicht, die das Innere einer bevorzugten Ausführungs-Verfahren und VorrichtungenFig. 5 is perspective, partially broken away View showing the inside of a preferred embodiment method and apparatus

zur Umwandlung thermischer Energiefor converting thermal energy

in elektrische Energieinto electrical energy

Anmelder:Applicant:

Thermo Electron Engineering Corporation, Cambridge, Mass. (V. St. A.)Thermo Electron Engineering Corporation, Cambridge, Mass. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. A. Kuhn, Patentanwalt,
Berlin-Dahlem, Wildpfad 3Representative: Dipl.-Ing. A. Kuhn, patent attorney,
Berlin-Dahlem, Wildpfad 3

George Nicholas Hatsopoulos, Lexington, Mass.,George Nicholas Hatsopoulos, Lexington, Mass.,

und Joseph Kaye, Brookline, Mass. (V. St. A.),and Joseph Kaye, Brookline, Mass. (V. St. A.),

sind als Erfinder genannt wordenhave been named as inventors

form der Erfindung erkennen läßt, bei welcher Gruppen von Serien Flächen mit zugehörigen Anoden in einem rechteckigen Gehäuse angeordnet sind. An entgegengesetzten Enden derselben sind Kopfpaare zur Zuführung von Wärme und Kälte zu den warmen bzw. kalten Flächen angeordnet.form of the invention reveals in which groups of series surfaces with associated anodes in are arranged in a rectangular housing. At opposite ends of the same are pairs of heads for Arranged supply of heat and cold to the warm or cold surfaces.

Fig. 6 zeigt in senkrechtem Schnitt eine Ausführungsform der Erfindung, bei welcher die Flächen und die zugehörigen Anoden gruppenweise in Bögen angeordnet sind, und zwar eine Gruppe konzentrisch in bezug auf die andere. Sämtliche Gruppen sind in einem zylindrischen Gehäuse angeordnet, dessen Enden mit Kopfpaaren zur Zuführung der Wärme und der Kälte zu den warmen bzw. kalten Flächen versehen sind.Fig. 6 shows in vertical section an embodiment of the invention in which the surfaces and the associated anodes are arranged in groups in arcs, one group concentrically in in relation to the other. All groups are arranged in a cylindrical housing, the ends of which with Head pairs are provided for supplying heat and cold to the warm and cold surfaces.

Fig. 7 zeigt in Seitenansicht, teilweise abgebrochen, die in Fig. 6 dargestellte Ausführungsform.Fig. 7 shows in side view, partially broken off, the embodiment shown in FIG.

Fig. 8 ist ein senkrechter Schnitt durch eine andere Ausführungsform der Erfindung, bei welcher Flächen und zugehörige Anoden in Ringform benutzt werden und diese Ringe in einem zylindrischen Gehäuse angeordnet sind.Fig. 8 is a vertical section through another embodiment of the invention in which surfaces and associated anodes are used in ring form and these rings are arranged in a cylindrical housing are.

Die Ausführungsform nach Fig. 1 kann beispielsweise zur Erzeugung verhältnismäßig niedriger Spannungen im Bereich von wenigen Volt benutzt werden. Bei dieser Ausführungsform wird eine elektronenabgebende Fläche 10 in Form einer Platte 11 benutzt, die beispielsweise durch die heißen Abgase eines Kraftwagens oder eine sonstige geeignete Wärmequelle beheizt wird. Neben der Platte 11, die nachfolgend als heiße Platte bezeichnet werden wird, ist eine zweiteThe embodiment according to FIG. 1 can, for example, be used to generate relatively low voltages can be used in the range of a few volts. In this embodiment, an electron donating Surface 10 in the form of a plate 11 used, for example, by the hot exhaust gases of a motor vehicle or another suitable heat source is heated. In addition to the plate 11, hereinafter referred to as hot plate is a second

OOS 507/102OOS 507/102

Fläche 12 angeordnet, die nachfolgend als kalte Platte bezeichnet werden wird. Platte 12 ist in derselben horizontalen Ebene wie die heiße Platte 11 angeordnet. Ihre Seitenkante 13 liegt parallel und im Abstand von der Seitenkante 14. Der Zwischenraum ist mit 15 bezeichnet. Die Weite des Zwischenraumes 15 ist ein geringer Bruchteil im Bereich von einem Zehntel der Breite der heißen Platte 11, die der Breite der kalten Platte 12 gleich ist. :.Area 12 arranged, hereinafter referred to as a cold plate will be referred to. Plate 12 is arranged in the same horizontal plane as hot plate 11. Its side edge 13 is parallel and at a distance from the side edge 14. The space is denoted by 15. The width of the gap 15 is a small fraction in the range of one tenth of that The width of the hot plate 11, which is the same as the width of the cold plate 12. :.

Die Platten 11 und 12 können etwa 1,6 bis 12,7 mm breit und von beliebiger Länge sein, abhängig von dem Material. Die genaue Länge hängt von der gewünschten Stromstärke ab und kann z. B. etwa 15 cm betragen. Auch die Dicke ist beliebig, sie kann z. B. etwa 6 mm betragen. Über den Platten 11 und 12 ist die Anode 16 angeordnet. Sie ist derart dimensioniert, daß sie die Flächen der Platten 11 und 12 vollständig überdeckt, ebenso den Zwischenraum 15. Der Abstand der Anode 16 von den Platten 11 und 12 ist derart, daß die Elektronen, die unter dem Einfluß eines gleichgerichteten magnetischen Feldes, das nachfolgend beschrieben werden wird, von der heißen Platte 11 zur kalten Platte 12 fließen, die untere Fläche der Anode 16 nicht erreichen. Der Abstand ist etwas größer als die Breite der heißen Platte 11 dividiert durch 2 π. The plates 11 and 12 can be about 1.6 to 12.7 mm wide and of any length, depending on the material. The exact length depends on the desired amperage and can e.g. B. be about 15 cm. The thickness is also arbitrary. B. be about 6 mm. The anode 16 is arranged above the plates 11 and 12. It is dimensioned in such a way that it completely covers the surfaces of the plates 11 and 12, as well as the gap 15. The distance between the anode 16 and the plates 11 and 12 is such that the electrons, which, under the influence of a rectified magnetic field, the will be described below, flow from the hot plate 11 to the cold plate 12 does not reach the lower surface of the anode 16. The distance is slightly larger than the width of the hot plate 11 divided by 2 π.

Die heiße Platte 11, die kalte Platte 12 und die darüber angeordnete Anode 16 sind in einem dicht geschlossenen Behälter 17 aus irgendwelchem für das Magnetfeld durchlässigem Stoff eingeschlossen. Dieser Behälter, der beispielsweise aus Metall, etwa einem nichtmagnetischen Stahl, besteht, ist vor dem Verschluß evakuiert. Je höher das Vakuum ist, um so besser. Gute Ergebnisse werden mit einem Vakuum im Bereich von 1O~⁵ mm Quecksilbersäule erzielt.The hot plate 11, the cold plate 12 and the anode 16 arranged above it are enclosed in a tightly closed container 17 made of any material which is permeable to the magnetic field. This container, which consists for example of metal, such as a non-magnetic steel, is evacuated in front of the closure. The higher the vacuum, the better. Good results are obtained with a vacuum in the range of 10 ~ ⁵ mm of mercury.

Der Anode 16 wird ein positives Potential aufgedrückt, beispielsweise mittels einer Batterie 18, die mit der Anode 16 durch eine Leitung 19 und mit der heißen Platte 11 durch eine Leitung 21 verbunden ist. Dieses positive Potential erzeugt ein elektrostatisches Feld im Bereich oberhalb der heißen Platte 11 und der kaiten Platte 12. Dieses elektrostatische Feld beschleunigt die die heiße Platteil verlassenden Elektronen. Ein Magnet 22, der bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ein Permanentmagnet ist, ist so angeordnet, daß die entgegengesetzten Pole 23 und 24 des Magneten an entgegengesetzten Seiten des Gehäuses 17 liegen und magnetische Feldlinien in der in Fig. 1 durch den Pfeil F angedeuteten Richtung erzeugen. Unter dem Einfluß dieses magnetischen Feldes werden die Elektronen abgelenkt und fließen von der heißen Platte 11 zur kalten Platte 12, wie durch Pfeile 25 in Fig. 1 angedeutet, auf einem Wege in Form einer gestreckten Cycloide.The anode 16 is impressed with a positive potential, for example by means of a battery 18, which is connected to the anode 16 is connected by a line 19 and to the hot plate 11 by a line 21. This positive potential creates an electrostatic field in the area above the hot plate 11 and the kaiten Plate 12. This electrostatic field accelerates the electrons leaving the hot plate part. A Magnet 22, which is a permanent magnet in the embodiment of FIG. 1, is arranged so that the opposite poles 23 and 24 of the magnet are on opposite sides of the housing 17 and generate magnetic field lines in the direction indicated by the arrow F in FIG. Under the Under the influence of this magnetic field, the electrons are deflected and flow from the hot plate 11 to the cold plate 12, as indicated by arrows 25 in Fig. 1, on a path in the form of a stretched Cycloids.

Eine Last 26, die in Fig. 1 schematisch angedeutet ist, liegt in Reihe mit der heißen Platte 11 und der kalten Platte 12 über Leitungen 27 und 28. Diese Leitungen sind durch das Gehäuse 17 durch geeignete elektrische Isolierungen geführt und stehen mit den Platten in elektrischem Kontakt.A load 26, which is indicated schematically in Fig. 1, is in series with the hot plate 11 and the cold plate 12 via lines 27 and 28. These lines are through the housing 17 by suitable electrical insulation out and are in electrical contact with the plates.

Während bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 das magnetische Feld durch einen Permanentmagneten erzeugt wird, der keine Kraft verbraucht, kann auch ein Elektromagnet benutzt werden, der einen geringen Anteil der durch die Vorrichtung erzeugten Kraft verbraucht. Statt einer der Erzeugung des elektrostatisehen Feldes dienenden Batterie kann auch ein Gleichstromgenerator benutzt werden. Gegebenenfalls kann auch ein geringer Teil der durch die Vorrichtung erzeugten Kraft zur Erzeugung des elektrostatischen Feldes ausgenutzt werden.While in the embodiment according to FIG. 1, the magnetic field through a permanent magnet is generated, which consumes no force, an electromagnet can also be used which has a small Share of the force generated by the device consumed. Instead of generating the electrostatic A DC generator can also be used for the battery used in the field. If necessary, can also a small part of the force generated by the device to generate the electrostatic Field can be exploited.

Die zur Aufrechterhaltung des positiven Potentials an der Anode 16 dienende Batterie 18 liefert keinen Strom, wenn keine Elektronen die Anode 16 erreichen oder wenn von der heißen Platte 11 zur Anode 16 kein Strom fließt. Während dies theoretisch möglich ist, wird jedoch praktisch ein sehr geringer Strom, gewöhnlich im Bereich von 0,001 bis 0,0001 des Laststromes, zur Anode 16 fließen, hauptsächlich infolge von Elektronenzusammenstößen mit Gasmolekülen auch bei höchsterreichbarem Vakuum und Rückstrahlung von Elektronen von der kalten Platte 12. Elektronenemissionen von der kalten Platte 12 können für Temperaturen der kalten Platte z. B. unterhalb von etwa 260° C vernachlässigt werden.The battery 18, which is used to maintain the positive potential at the anode 16, does not supply any Current when no electrons reach the anode 16 or when none from the hot plate 11 to the anode 16 Electricity flows. However, while this is theoretically possible, in practice very little current becomes common in the range from 0.001 to 0.0001 of the load current, flow to the anode 16, mainly as a result of electron collisions with gas molecules even with the highest possible vacuum and reflection of electrons from the cold plate 12. Electron emissions from the cold plate 12 can be used for Cold plate temperatures e.g. B. be neglected below about 260 ° C.

Die Stromerzeugung, die mit der Ausführungsform gemäß der Erfindung nach Fig. 1 erzielt wird, hängt hauptsächlich von den Abmessungen der heißen und der kalten Platten und der zugehörigen Anode, dem Anodenpotential und der Temperatur, auf welcher die heiße Platte gehalten wird, ab. Die von der heißen Platte 11 abgegebenen Elektronen erreichen die kalte Platte 12 mit einer ungefähren kinetischen Energie im Bereich von 2kT_i. Dabei ist k die Boltzmann-Konstante in Elektronenvolt pro Grad absolut und T₁ die absolute Temperatur.The power generation that is achieved with the embodiment according to the invention of FIG. 1 depends mainly on the dimensions of the hot and cold plates and the associated anode, the anode potential and the temperature at which the hot plate is maintained. The electrons given off by the hot plate 11 reach the cold plate 12 with an approximate kinetic energy in the range of 2 kT _i . Here, k is the Boltzmann constant in electron volts per degree absolute and T _{1 is} the absolute temperature.

Die Ausführungsform nach Fig. 2 ergibt einen Vervielfältigungseffekt der erzeugten Spannung. Sie ergibt weiter eine Verminderung des Wärmeverlustes und eine Verminderung des unerwünschten Anodenstromes für jede der warmen Elektrpnenemissionsflächen im Vergleich mit der Wirkung der Vorrichtung nach Fig. 1, wie nachfolgend näher beschrieben werden wird. Zum Klarhalten der Darstellung ist das dichte, unter Vakuum stehende Gehäuse, in welchem die elektronenabgebenden Flächen angeordnet sind, nicht dargestellt. Das in einer Richtung verlaufende Magnetfeld im Bereich der Elektronenemissionsflächen wird durch eine elektrische Spule erzeugt. Die Fließrichtung des Feldes ist durch M angedeutet. Das Feld könnte auch, wie im Fall der Fig. 1, durch einen Permanentmagneten erzeugt werden. Bei Benutzung einer Spule umgibt diese das Gehäuse, in welchem die Elektronenemissionsflächen angeordnet sind, vollständig und ist so angeordnet, daß der magnetische Kraftlinienfluß in einer Richtung senkrecht zur Richtung des elektrostatischen Feldes verläuft, das von den Anoden erzeugt wird, und zwar im ganzen Bereich der heißen und halten Platten und parallel zu den die Zwischenräume 34, 35, 39, 41 und 42 begrenzenden Kanten der Platten.The embodiment of Fig. 2 gives a multiplying effect of the generated voltage. It also results in a reduction in the heat loss and a reduction in the undesired anode current for each of the warm electrode emission surfaces in comparison with the effect of the device according to FIG. 1, as will be described in more detail below. To keep the illustration clear, the tight, vacuum-sealed housing in which the electron-donating surfaces are arranged is not shown. The unidirectional magnetic field in the area of the electron emission surfaces is generated by an electrical coil. The direction of flow of the field is indicated by M. As in the case of FIG. 1, the field could also be generated by a permanent magnet. When a coil is used, it completely surrounds the housing in which the electron emission surfaces are arranged and is arranged in such a way that the magnetic flux of lines of force runs in a direction perpendicular to the direction of the electrostatic field generated by the anodes over the entire area of the are called and hold plates and parallel to the edges of the plates delimiting the spaces 34, 35, 39, 41 and 42.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 wird eine Serie von Elektronenemissionsflächen beliebiger Zahl benutzt, die von der gewünschten Spannung abhängt. Gezeigt sind in Fig. 2 drei solcher Elektronenemissionsflächen in Form von Platten 31, 32 und 33. Die Breite dieser Platten nimmt allmählich zu. Die Platte 33 ist die breiteste und 31 die schmälste. Platte 31 ist von Platte 32 durch den Zwischenraum 34 getrennt. Die Kanten der Platten 31 und 32 sind im wesentlichen parallel. Ebenso ist Platte 33 von Platte 32 durch den Zwischenraum 35 mit parallelliegenden Kanten getrennt. D ie Platten können von irgendwelcher Länge und Dicke sein, während, wie oben erwähnt, ihre Breite zunimmt. Die bevorzugte Breite der breitesten Platte für irgendeine gegebene Breite der schmälsten Platte wird nachfolgend angegeben. Die Breite der Zwischenräume 34 und 35 entspricht der oben für den Zwischenraum 15 zu Fig. 1 angegebenen. Die Platten 31, 32 und 33 werden durch irgendeine Wärmequelle auf einer erhöhten Temperatur gehalten.In the embodiment of FIG. 2, a series of electron emission areas of any number used, which depends on the desired voltage. FIG. 2 shows three such electron emission surfaces in the form of plates 31, 32 and 33. The width of these plates gradually increases. The plate 33 is the widest and 31 is the narrowest. Plate 31 is separated from plate 32 by space 34. The edges of the plates 31 and 32 are substantially parallel. Likewise, plate 33 is from plate 32 separated by the gap 35 with parallel edges. The plates can be made of any Length and thickness while, as mentioned above, their width increases. The preferred width of the widest Slab for any given width of the narrowest slab is given below. the The width of the spaces 34 and 35 corresponds to that specified above for the space 15 in FIG. 1. The plates 31, 32 and 33 are maintained at an elevated temperature by some heat source.

Eine Serie kalter Platten 36, 37 und 38 sind im Abstand von der obenerwähnten Serie 31, 32,- 33 angeordnet. Zwischenraum 39 liegt dabei zwischen Platte 36 und 33. Platte 37, die zweite Platte der Kaltplattenreihe ist von Platte 36 durch Zwischenraum 41 und Platte 38 von Platte 37 durch Zwischenraum 42 getrennt. Die Breite der Platten 36, 37 und 38 nimmt allmählich ab. Platte 36 ist die breiteste und hat ungefähr dieselbe Breite wie Platte 33. Platte 38 ist die schmälste und ungefähr so breit wie Platte 31. Die Zwischenplatte 37 hat ungefähr dieselbe Breite wie die Heizplatte 32. Die kalten Platten 36,37 und 38 können durch ein geeignetes Kühlmedium beeinflußt werden, um den gewünschten Temperaturunterschied zwischen den heißen und kalten Platten aufrechtzuerhalten.A series of cold plates 36, 37 and 38 are spaced from the series 31, 32, - 33 mentioned above. Space 39 lies between plate 36 and 33. Plate 37, the second plate of the row of cold plates is separated from plate 36 by space 41 and plate 38 is separated from plate 37 by space 42. The width of the plates 36, 37 and 38 gradually decreases. Plate 36 is the widest and has approximately same width as plate 33. Plate 38 is the narrowest and about as wide as plate 31. The Intermediate plate 37 has approximately the same width as the heating plate 32. The cold plates 36, 37 and 38 can be influenced by a suitable cooling medium to the desired temperature difference between to maintain the hot and cold plates.

Die Flächen der heißen und kalten Platten werden vorteilhaft in derselben Ebene angeordnet.The surfaces of the hot and cold plates are advantageously arranged in the same plane.

Den Platten 31, 32, 33, 36, 37 und 38 sind Anoden 43, 44, 45, 46, 47 und 48 zugeordnet. Jede Anode hat vorteilhaft ungefähr dieselben Abmessungen wie die zugehörige Platte. So entspricht die Anode 43 in bezug auf Abmessung der heißen Platte 31, Anode 44 der heißen Platte 32 usw. Diese Anoden sind über ihren zugehörigen Platten angeordnet, und zwar nach der Ausführungsform gemäß Fig. 2 mit demselben Abstand, wie ihn die Anode 16 von den Platten 11, 12 (Fig. 1) aufweist. Wie in Fig. 1 sind die heißen und kalten Platten und zugehörige Anoden in einem dichten Gehäuse unter Vakuum angeordnet.The plates 31, 32, 33, 36, 37 and 38 are assigned anodes 43, 44, 45, 46, 47 and 48. Each anode has advantageously approximately the same dimensions as the associated plate. So the anode corresponds to 43 in relation on dimension of hot plate 31, anode 44 of hot plate 32, etc. These anodes are above their associated plates arranged, namely according to the embodiment of FIG. 2 with the same distance, as it has the anode 16 of the plates 11, 12 (Fig. 1). As in Fig. 1, the hot and cold plates and associated anodes placed in a tight housing under vacuum.

Der Anode 43 ist ein positives Potential durch eine Batterie 49 erteilt, die durch Leitungen 51 mit der Anode verbunden ist. Batterie 49 ist auch mit Platte 31 durch Leitungen 52 verbunden. Der Anode 44 ist ein größeres Potential durch Batterien 49, 53 aufgedrückt, die mit der Anode 44 durch Leitungen 54 verbunden sind. Ein noch größeres Potential ist der Anode 45 durch die Batterie 49, 53 und 55 erteilt, die mit der Anode 45 durch Leiter 56 verbunden ist. Der Anode 46 wird dasselbe Potential wie der Anode 45 von den Batterien 49, 53, 55 durch Leiter 56, 57 erteilt. Anode 47 hat dasselbe Potential wie Anode 44 von den Batterien 49, 53 durch Leiter 58. Anode 48 hat dasselbe Potential wie Anode 43 von Batterie 49 durch Leiter 59. Während bei der Ausführungsform nach Fig. 2 zur Erzeugung des Potentials eine Mehrzahl von Batterien benutzt wird, und zwar zur Erzeugung des verschiedenen Potentials der verschiedenen Anoden, kann derselbe Effekt bezüglich Verschiedengestaltung der elektrostatischen Feldstärke von Anode zu Anode erreicht werden durch Benutzung einer Batterie für alle Anoden und geeignete Änderung des Abstandes zwischen den Anoden und den Elektronenemissionsflächen, denen sie zugeordnet sind.The anode 43 is given a positive potential by a battery 49 connected by lines 51 to the Anode is connected. Battery 49 is also connected to plate 31 by leads 52. The anode 44 is a greater potential is impressed by batteries 49, 53 which are connected to the anode 44 by leads 54 are. An even greater potential is given to the anode 45 by the batteries 49, 53 and 55, which connected to anode 45 by conductor 56. The anode 46 becomes the same potential as the anode 45 issued by batteries 49,53,55 through conductors 56,57. Anode 47 has the same potential as anode 44 from batteries 49, 53 through conductor 58. Anode 48 has the same potential as anode 43 of battery 49 by conductor 59. While in the embodiment of FIG. 2 for generating the potential, a plurality is used by batteries to produce the different potentials of the various Anodes, can have the same effect in terms of designing the electrostatic field strength differently from the anode to anode can be achieved by using a battery for all anodes and changing the spacing appropriately between the anodes and the electron emission surfaces to which they are assigned.

Die Platten 33 und 37, die dasselbe Potential haben, sind durch einen Leiter 61 verbunden. Die Platten 32 und 38 mit demselben negativen Potential sind durch Leitung 62 verbunden. Eine Leitung 63 führt von Platte 36 und bildet mit Leitung 52, die an Platte 31 angeschlossen ist, einen Stromkreis, in welchem die Last 26 angeordnet ist.The plates 33 and 37, which have the same potential, are connected by a conductor 61. The plates 32 and 38 with the same negative potential are connected by line 62. A line 63 leads from Plate 36 and forms with line 52, which is connected to plate 31, a circuit in which the Load 26 is arranged.

Beim Arbeiten der Vorrichtung werden die heißen Platten 31, 32 und 33 auf einer gleichbleibend hohen Temperatur T₁ durch Benutzung einer zur Verfügung stehenden Wärmequelle gehalten, die nachfolgend näher beschrieben wird. Die kalten Platten 36, 37 und werden gegebenenfalls durch Wärmeaustausch mit einem geeigneten Kühlmittel auf einer gleichbleibenden niedrigen Temperatur gehalten. Ausgehend von der ersten heißen Platte 31 bei einem Potential 0 werden die von dieser Platte abgegebenen Elektronen durch die sich kreuzenden elektrostatischen und magnetischen Felder kontrolliert, so daß sie zu der benachbarten heißen Platte 32 mit höherem negativem Potential — F₁ mit einer Stromstärke von 1 A fließen. Der Strom von IA wird beim Annähern von der ersten Platte 31 an die zweite heiße Platte 32 teilweise absorbiert und teilweise durch die zweite heiße Platte 32 reflektiert. Der reflektierte Teilrl (r gleich dem Reflexionskoeffizienten) bewegt sich in einer kontrollierten Reihe von Schritten, wie schematisch bei 64 in Fig. 2 gezeigt, zu der letzten kalten Platte 38 mit demselben Potential, wie es die zweite heiße Platte 32 besitzt. Der andere Teil des Elektronenstromes, nämlich (l—r) wird durch die zweite heiße Platte 32 absorbiert.When the device is working, the hot plates 31, 32 and 33 are kept at a constantly high temperature T ₁ by using an available heat source, which is described in more detail below. The cold plates 36, 37 and are kept at a constant low temperature, if necessary by heat exchange with a suitable coolant. Starting from the first hot plate 31 at a potential 0, the electrons given off by this plate are controlled by the intersecting electrostatic and magnetic fields, so that they are transferred to the adjacent hot plate 32 with a higher negative potential - F ₁ with a current of 1A flow. As the first plate 31 approaches the second hot plate 32, the current from IA is partially absorbed and partially reflected by the second hot plate 32. The reflected part r1 (r equal to the reflection coefficient) moves in a controlled series of steps, as shown schematically at 64 in FIG. 2, to the last cold plate 38 at the same potential as the second hot plate 32 has. The other part of the electron flow, namely (l-r) , is absorbed by the second hot plate 32.

Die Emission eines Stromes von 1 A erfolgt auch in der zweiten heißen Platte 3-2, und dieser Strom ist nunmehr gegen die dritte heiße Platte 33 mit einem Potential von -(F₁-FF₂) Volt gerichtet. Auch dieser Strom von 1 A wird an der dritten heißen Platte 33 in einen reflektierten Teil r I, und einen absorbierten Teil (1— r)l, gespalten. Der reflektierte Teil ist schematisch in Fig. 2 durch das Bezugszeichen 65 gezeigt. Dieser Teil wird durch die kalte Platte 37 absorbiert, die dasselbe negative Potential aufweist wie die heiße Platte 33.A current of 1 A is also emitted in the second hot plate 3-2, and this current is now directed towards the third hot plate 33 with a potential of - (F ₁ _{-FF 2} ) volts. This current of 1 A is also split at the third hot plate 33 into a reflected part r I and an absorbed part (1- r) l. The reflected part is shown schematically in FIG. 2 by reference numeral 65. This part is absorbed by the cold plate 37, which has the same negative potential as the hot plate 33.

Hinter der letzten heißen Platte 33, bei einem Potential von ^ (V₁+V₂) Volt, beginnt die Serie kalter Platten 36, 37 und 38. Diese kalten Platten haben eine solche niedrige Temperatur, daß ihre thermisch bedingte Elektronenabgabe ohne Belang ist. Der Elektronenstrom von 1 A der dritten heißen Platte 33 ist zur ersten kalten Platte 36 bei einem höheren negativen Potential von -(F₁+ F₂ + F₃) gerichtet. Die erste kalte Platte 36, an welche die Leitung 63 angeschlossen ist, hat also das größte negative Potential. Alle reflektierten Elektronen der ersten beiden heißen Platten 31, 32 nähern sich der ersten kalten Platte 36, werden aber von dieser ersten kalten Platte 36 vollständig reflektiert. Infolgedessen ist der einzige von dieser Platte absorbierte Strom 1 A. Die von den heißen Platten 32 und 33 reflektierten Ströme nähern sich der zweiten kalten Platte 37 bei einem Potential von -(F₁+ F₂), nur der reflektierte Strom (r/A) von der zweiten heißen Platte 32 bei einem Potential -(F₁+Fg) wird vollständig von der kalten Platte 37 absorbiert. Ein ähnlicher Stromfluß findet in Verbindung mit der letzten kalten Platte 38 statt, welche den reflektierten Strom bei einem Potential von —(F₁) absorbiert.Behind the last hot plate 33, at a potential of ^ (V ₁ + V ₂ ) volts, the series of cold plates 36, 37 and 38 begins. These cold plates have such a low temperature that their thermally induced electron release is of no importance. The 1A electron current from the third hot plate 33 is directed to the first cold plate 36 at a higher negative potential of - (F ₁ + F ₂ + F ₃ ). The first cold plate 36, to which the line 63 is connected, therefore has the greatest negative potential. All of the reflected electrons of the first two hot plates 31, 32 approach the first cold plate 36, but are completely reflected by this first cold plate 36. As a result, the only current absorbed by this plate is 1A. The currents reflected from the hot plates 32 and 33 approach the second cold plate 37 at a potential of - (F ₁ + F ₂ ), only the reflected current (r / A ) by the second hot plate 32 at a potential - (F ₁ + Fg) is completely absorbed by the cold plate 37. A similar flow of current occurs in connection with the final cold plate 38 which _{absorbs the reflected current at a potential of - (F 1} ).

Zwecks einfacher Darstellung sind nur drei heiße Platten und'nur ein Satz Stromwege der reflektierten Elektronen von den ersten beiden heißen Platten 31 und 32 in den Figuren dargestellt. Selbstverständlich kann jede beliebige Anzahl von heißen Platten zur Anwendung kommen, abhängig von der gewünschten Spannung. Für jede heiße Platte kommt eine entsprechende kalte Platte und Anode zur Anwendung.For the sake of simplicity, there are only three hot plates and only one set of current paths of the reflected ones Electrons from the first two hot plates 31 and 32 shown in the figures. Of course you can any number of hot plates can be used, depending on the voltage desired. A corresponding cold plate and anode are used for each hot plate.

Die die kalte Platte 37 mit der heißen Platte 33 desselben Potentials verbindende Leitung 61 und die die kalte Platte 38 mit der heißen Platte 32 desselben Potentials verbindende Leitung 62 leiten die von den kalten Platten 37 und 38 absorbierenden Ströme zurück zu den heißen Platten 33 bzw. 32. Sobald ein stetiger Wirkungszustand erreicht ist, fließt also· ständig Strom von der heißen Platte 31 und der kalten Platte durch die Leitungen 52, 63 zur Last 26 mit einer Potentialdifferenz von (V₁+V₂+V₃) Volt mit einer Spannung in der Größenordnung von 6/W₁VoIt; k und T₁ haben die oben angegebenen Werte. DieserThe line 61 connecting the cold plate 37 to the hot plate 33 of the same potential and the line 62 connecting the cold plate 38 to the hot plate 32 of the same potential conduct the currents absorbed by the cold plates 37 and 38 back to the hot plates 33 and 33, respectively. 32. As soon as a steady state of action is reached, current flows constantly from the hot plate 31 and the cold plate through the lines 52, 63 to the load 26 with a potential difference of (V ₁ + V ₂ + V ₃ ) volts with a voltage in the order of 6 / W ₁ VoIt; k and T ₁ have the values given above. This

Strom fließt während der effektiven Lebensdauer des elektronenemittierenden Materials. Diese Lebensdauer beträgt für das unten angegebene Material von etwa 1000 Wirkungsstunden oder mehr.Current flows during the effective life of the electron-emissive material. This lifespan is for the material given below of about 1000 hours of action or more.

Das Magnetfeld arbeitet mit Ausnahme sekundärer geringer Verluste verlustfrei.With the exception of minor secondary losses, the magnetic field works without losses.

Unwesentliche Energie wird zur Aufrechterhaltung des Anodenpotentials verbraucht, abgesehen von der letzten Anode.Insignificant energy is used to maintain the anode potential, apart from the last anode.

Der unwesentliche Anodenenergieverbrauch ist bedingt durch einen geringen Stromfluß zu den. Anoden, der durch Kollision von Elektronen mit Gasmolekülen verursacht ist. Diese Moleküle sind in dem Zwischenraum zwischen den Anoden und den heißen Platten unvermeidbar auch bei höchstem Vakuum vorhanden. Versuche haben ergeben, daß die Anodenstromverluste pro Einheit der elektronenabgebenden Fläche der heißen Platte geringer ist als 0,01% für Gasdrücke von 10~⁵ mm Quecksilbersäule.The insignificant anode energy consumption is due to the low current flow to the. Anode, which is caused by the collision of electrons with gas molecules. These molecules are inevitably present in the space between the anodes and the hot plates, even at the highest vacuum. Tests have shown that the anode current losses per unit of electron-emitting surface is less than 0.01% of the hot plate for gas pressures of 10 ~ ⁵ mm of mercury.

An der letzten Anode 48 findet jedoch ein verhältnismäßig großer Stromfluß im Vergleich mit dem normalen Anodenverlust statt. Dieser Endanodenstromverlust ist bedingt durch Störungen des elektrostatischen Feldes an der letzten heißen Platte 33 und Elektronenreflexion an der letzten kalten Platte 38. Diese reflektierten Elektronen bewegen sich nur in einer Richtung gegen die letzte Anode 48. Dieser Endanodenstromverlust kann auf einen geringen Bruchteil der Kraftleistung der Vorrichtung reduziert werden durch Benutzung einer großen Zahl heißer und kalter Platten und/oder durch Anordnung derselben beispielsweise wie in Fig. 4 gezeigt.At the last anode 48, however, there is a relatively large current flow compared with the normal anode loss. This terminal anode current loss is due to disturbances in the electrostatic field on the last hot plate 33 and electron reflection on the last cold plate 38. These reflected electrons only move in one direction towards the last anode 48. This terminal anode current loss can be reduced to a small fraction of the power output of the device can be reduced by using a large number of hot and cold plates and / or arranging them as shown in FIG. 4, for example.

Die Wärmeverluste sind bei der Anordnung der heißen und kalten Platten gemäß Fig. 2 erheblich geringer als bei der Anordnung nach Fig. 1, weil die heißen Platten weiter von den kalten Platten getrennt sind.With the arrangement of the hot and cold plates according to FIG. 2, the heat losses are considerably lower than in the arrangement of Fig. 1 because the hot plates are further separated from the cold plates are.

Wie oben erwähnt, zeigt Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei welchem die Endeffekte und Endanodenstromverluste vollständig beseitigt sind, so daß die Energieerzeugung und der thermische Wirkungsgrad weiter erhöht werden. In Fig. 3 ist im wesentlichen dieselbe Ausbildung von heißen und kalten Platten benutzt, jedoch sind die Platten in einem Bogen oder Kreis angeordnet. Die letzte kalte Platte grenzt an die erste heiße Platte. Die heißen PlattenAs mentioned above, Fig. 3 shows an embodiment of the invention in which the end effects and Final anode current losses are completely eliminated, so that power generation and thermal efficiency can be further increased. In Fig. 3 is essentially the same formation of hot and cold Plates used, but the plates are arranged in an arc or circle. The last cold plate adjoins the first hot plate. The hot plates

71, 72, 73, 74, 75, 76 und 77 sind also, wie in Fig. 3 gezeigt, in einem Halbkreis angeordnet. Diese Platten weisen allmählich wachsende Bogenbreite auf. Die heiße Platte 71 ist die schmälste, 77 die breiteste. Die kalten Platten 78, 79, 80, 81, 82, 83 und 84 sind auf demselben Kreis angeordnet wie die heißen Platten. Die breiteste kalte Platte 78 liegt neben der breitesten heißen Platte 77 und die schmälste kalte Platte 84 neben der schmälsten heißen Platte 71. Diejenigen heißen und kalten Platten, die dasselbe negative Potential aufweisen, sind für den Stromrückfluß miteinander verbunden. So verbindet Leitung 85 die Platten 71, 72, 73, 74, 75, 76 and 77 are thus, as shown in FIG. 3, arranged in a semicircle. These plates have gradually increasing arch width. The hot plate 71 is the narrowest, 77 the widest. The cold plates 78, 79, 80, 81, 82, 83 and 84 are arranged on the same circle as the hot plates. The widest cold plate 78 is next to the widest hot plate 77 and the narrowest cold plate 84 is next to the narrowest hot plate 71. Those hot and cold plates which have the same negative potential are connected to one another for the return flow of current. Thus line 85 connects the panels

72, 84, Leitung 86 die Platten 73, 83, Leitung 87 die Platten 74, 82, Leitung 88 die Platten 75, 81, Leitung 89 die Platten 76,80 und Leitung 91 die Platten 77,79. 72, 84, line 86, plates 73, 83, line 87, plates 74, 82, line 88, plates 75, 81, line 89, plates 76, 80 and line 91, plates 77, 79.

Die Leitungen 92 und 93 führen von der heißen Platte 71 bzw. der kalten Platte 78 zur Last 26. Lines 92 and 93 lead from hot plate 71 and cold plate 78 to load 26, respectively.

Eine Serie von Anoden 94 bis 107 ist konzentrisch zu den heißen und kalten Platten angeordnet. Jede Anode gehört einer kalten oder heißen Platte zu und weist dieselben Abmessungen auf wie die zugehörige heiße oder kalte Platte. Den Anoden ist ein elektrostatisches Potential von einer Serie von Batterien 108 aufgedrückt, die durch Leitungen 109 mit den Anoden verbunden sind. Wie in Fig. 3 gezeigt, sind die Batterien so mit den Anoden verbunden, daß sie Paaren von Anoden fortschreitend größere Potentiale aufdrücken. Dasselbe Potential wird den Anoden 94, 107 erteilt, ein größeres Potential den Anoden 95, 106, ein noch größeres Potential den Anoden 96, 105 usw., wie in Fig. 3 gezeigt. Das größte Potential erhalten die Anoden lOO, 101. A series of anodes 94 to 107 of disposed concentrically with the hot and cold plates. Each anode belongs to a cold or hot plate and has the same dimensions as the associated hot or cold plate. An electrostatic potential is impressed on the anodes by a series of batteries 108 which are connected to the anodes by lines 109. As shown in Fig. 3, the batteries are connected to the anodes in such a way that they apply progressively greater potentials to pairs of anodes. The same potential is given to the anodes 94, 107 , a higher potential to the anodes 95, 106, an even higher potential to the anodes 96, 105 , etc., as shown in FIG. The anodes 100, 101 receive the greatest potential.

Die Kombination von Anoden, heißen und kaltenThe combination of anodes, hot and cold

ίο Platten ist in einem dichten und unter hohem Vakuum stehenden zylindrischen Gehäuse 110 angeordnet. Eine nicht dargestellte Spule umgibt das zylindrische Gehäuse 110. Durch diese Spule fließt Gleichstrom, der ein axiales magnetisches Feld erzeugt, dessen Kraftlinien senkrecht zur Richtung des durch das Anodenpotential erzeugten elektrostatischen Feldes fließen.ίο plate is arranged in a tight and under high vacuum cylindrical housing 110 . A coil (not shown) surrounds the cylindrical housing 110. Direct current flows through this coil, which generates an axial magnetic field, the lines of force of which flow perpendicular to the direction of the electrostatic field generated by the anode potential.

Dank der Anordnung der heißen und kalten Platten und der Anoden gemäß Fig. 3 ist die Störung des durch Endeffekte verursachten elektrischen Feldes vollständig beseitigt. Von der letzten kalten Platte 84 reflektierte Elektronen fließen nicht zu der Anode und verursachen nicht Endanodenstromverluste, sondern zirkulieren im Ringzischenraum 111 und werden dort gegebenenfalls absorbiert. Die abgeänderte Ausführungsform nach Fig. 4 ergibt gleichfalls eine Minderung der Anodenendverlustströme und damit Erhöhung der Energieabgabe und des thermischen Wirkungsgrades. Thanks to the arrangement of the hot and cold plates and the anodes according to FIG. 3, the disturbance of the electric field caused by end effects is completely eliminated. Electrons reflected from the last cold plate 84 do not flow to the anode and do not cause terminal anode current losses, but rather circulate in the ringing space 111 and are possibly absorbed there. The modified embodiment according to FIG. 4 also results in a reduction in the anode end loss currents and thus an increase in the energy output and the thermal efficiency.

Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen werden sämtliche heißen Platten durch eine zur Verfügung stehende Wärmequelle auf dieselbe erhöhte Temperatur erhitzt und sämtliche kalten Platten auf einer wesentlich geringeren Temperatur gehalten. Die Temperatur aller kalten Platten ist also im wesentliehen gleich. Die Erfindung ist jedoch hierauf nicht beschränkt, schließt vielmehr auch Betriebsarten ein, bei welchen einige oder alle elektronenemittierenden Flächen einer Serie im Abstand voneinander angeordneter Flächen derart erhitzt werden, daß die Flächen eine allmählich abnehmende Temperatur aufweisen. Eine Ausführungsform dieser Art ist in Fig. 4 gezeigt. Dort ist eine Serie von sechs Platten 120 bis 125 gezeigt. Die Zahl der Platten kann beliebig geändert werden. Die Platten können gegebenenfalls allmählich unterschiedliche Breite aufweisen. Ihre Seitenkanten liegen parallel zueinander, wie in Fig. 4 gezeigt. Sie sind durch Zwischenräume 126 voneinander getrennt, die vorteilhaft so schmal wie möglich gemacht werden. Die Breite der Zwischenräume entspricht vorteilhaft der Breite des Zwischenraumes 15 in Fig. 1.In the embodiments described above, all hot plates are heated to the same elevated temperature by an available heat source and all cold plates are kept at a significantly lower temperature. The temperature of all cold plates is therefore essentially the same. However, the invention is not restricted to this, but rather also includes modes of operation in which some or all of the electron-emitting surfaces of a series of surfaces arranged at a distance from one another are heated in such a way that the surfaces have a gradually decreasing temperature. An embodiment of this type is shown in FIG. There a series of six plates 120 to 125 is shown. The number of plates can be changed as required. The plates can optionally have gradually different widths. Their side edges are parallel to one another, as shown in FIG. 4. They are separated from one another by spaces 126 , which are advantageously made as narrow as possible. The width of the intermediate spaces advantageously corresponds to the width of the intermediate space 15 in FIG. 1.

Den Platten 120 bis 125 sind Anoden 127 zugeordnet, welche dieselben Abmessungen aufweisen wie die zugehörigen Platten. Der Abstand der Anoden von den Platten entspricht dem Abstand, wie er zu den oben beschriebenen Beispielen angegeben worden ist. Jeder Anode ist mittels der Batterie 128 ein positives Potential aufgedrückt. Die mit jeder Platte verbundene Batterie ist derart regelbar, daß sie den verschiedenen Platten verschiedene Potentiale aufdrückt. Die Größenordnung ist nachfolgend angegeben. Zu dem Batteriestromkreis gehört eine Leitung 129, die mit der ersten heißen Platte 120 und der letzten Platte 125 der Serie verbunden ist.The plates 120 to 125 are assigned anodes 127 which have the same dimensions as the associated plates. The distance between the anodes and the plates corresponds to the distance given for the examples described above. A positive potential is impressed on each anode by means of the battery 128. The battery connected to each plate can be regulated in such a way that it impresses different potentials on the different plates. The order of magnitude is given below. The battery circuit includes a lead 129 which is connected to the first hot plate 120 and the last plate 125 of the series.

Der durch die Ausführungsform nach Fig. 4 erzeugte Strom wird durch die Leitungen 131 und 132 abgenommen, die von der Platte 124 bzw. 120 zur Last 26 führen. Wie bei den anderen Ausführungsformen ist ein durch das Bezugszeichen M angedeutetes magnetisches Feld vorgesehen, dessen Kraftlinien senkrecht zu dem durch die Anoden 127 erzeugtenThe current generated by the embodiment of FIG. 4 is drawn through lines 131 and 132 which lead from plate 124 and 120 to load 26 , respectively. As in the other embodiments, a magnetic field indicated by the reference symbol M is provided, the lines of force of which are perpendicular to that generated by the anodes 127

ίοίο

elektrostatischen Feld verlaufen. Die Serien von Platten und zugehörigen Anoden sind in ein dichtes, unter hohem Vakuum stehendes Gehäuse eingeschlossen.electrostatic field. The series of plates and associated anodes are in a dense, underneath Enclosed housing under high vacuum.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 ändert sich die Temperatur von der ersten Platte 120, welche die höchste Temperatur aufweist, zur letzten Platte 125, welche die niedrigste Temperatur aufweist. Es sind also nicht bestimmte heiße oder kalte Platten vorhanden, die Temperatur ändert sich vielmehr von der ersten PlatteIn the embodiment of FIG. 4, the temperature of the first plate 120, which the Has the highest temperature, to the last plate 125, which has the lowest temperature. So there are no specific hot or cold plates present, rather the temperature changes from the first plate

ihnen hergestellten kalten Platten auf einer Temperatur im Bereich von 20 bis 300° C.cold plates made from them at a temperature ranging from 20 to 300 ° C.

Beim Gebrauch von elektronenabgebendem Material, das Thorium enthält, wird die Temperatur der heißen Flächen im Bereich von 1000 bis 1600° C und die Temperatur der kalten Flächen im Bereich von 20 bis 700° C gehalten.When using electron donating material containing thorium, the temperature becomes hot Surfaces in the range from 1000 to 1600 ° C and the temperature of the cold surfaces in the range from 20 to 700 ° C held.

Beim Gebrauch von Material aus einer Mischung von Barium, Strontium und Wolfram werden dieWhen using material made from a mixture of barium, strontium and tungsten, the

120 über folgende Platten bis zur letzten Platte 125. Die io heißen Flächen im Bereich von 800 bis 1400° C und Wärmezuführung zur ersten Platte (vorteilhaft wird die kalten Flächen im Bereich von 20 bis 400° C genur dieser ersten Platte 120 Wärme zugeführt) und halten.120 over the following plates to the last plate 125. The hot surfaces in the range from 800 to 1400 ° C and Heat supply to the first plate (the cold surfaces in the range of 20 to 400 ° C are advantageous this first plate 120 supplied heat) and hold.

die Abmessungen und Anordnung der Platten sind Auf jeden Fall sollte die Temperatur, welcher dieThe dimensions and arrangement of the panels are definitely the temperature, whichever the

derart geregelt, daß eine geeignete Temperaturdiffe- heißen Flächen ausgesetzt werden, derart sein, daß die renz zwischen der ersten und der letzten Platte be- is Zersetzung der elektronenabgebenden Flächen bei steht und die Temperatur der Platte 125 so niedrig dieser Temperatur die Lebensdauer nicht wesentlich ist, daß keine beträchtliche Elektronenabgabe von dieser Platte stattfindet, sondern daß Platte 125 die von
den vorhergehenden Platten emittierten Elektronen
absorbiert.regulated so that appropriate temperature differential surfaces are exposed, be such that the separation between the first and last plate is at decomposition of the electron donating surfaces and the temperature of the plate 125 so low this temperature the life is not essential that there is no significant electron donation from this plate, but that plate 125 is that of
the previous plates emitted electrons
absorbed.

Die in Fig. 4 schematisch gezeigte Ausführungsform nutzt die der Vorrichtung zugeführte Temperatur auf einer Reihe von Temperaturstufen aus. Die Wärmeverluste werden dadurch vermindert. Die thermodyna-The embodiment shown schematically in FIG exploits the temperature applied to the device at a number of temperature levels. The heat losses are thereby reduced. The thermodynamic

mische Analyse zeigt, daß gewisse nicht umkehrbare 25 Gase ausgenutzt werden, indem diese Gase zum Erscheinungen auftreten, wenn von einer Platte hoher Wärmeaustausch mit Luft, Sauerstoff oder Brennstoff Temperatur abgegebene Elektronen durch eine Platte gebracht werden, die zur Erzeugung der Verbrennungsniedrigerer Temperatur absorbiert werden. Die all- gase dienen.Mix analysis shows that certain irreversible gases are exploited by converting these gases to the Phenomena occur when a plate has a high heat exchange with air, oxygen or fuel Temperature given off electrons are brought through a plate, which is used to generate the combustion suppressor Temperature can be absorbed. The general gases serve.

mähliche Änderung der Temperatur gemäß Fig. 4 er- Zur Erwärmung der heißen Platten kann jede gegibt eine gewisse Minderung dieser nicht umkehrbaren 30 eignete Wärmequelle benutzt werden. So kann z. B. Erscheinungen mit der Folge einer Erhöhung des ther- öl, Kohle oder Naturgas zur Wärmeerzeugung verbrannt werden, oder aber es können Kernwärmequellen, wie z. B. die in Reaktoren erzeugte Wärme oder Sonnenwärmequellen, benutzt werden. Wenn 35 Wechselstrom zur Wärmeerzeugung benutzt wird, transformiert die der Erfindung entsprechende Vorrichtung den Wechselstrom in Gleichstrom mit Nullwelle und beliebiger Spannung. Wenn Gleichstrom gewisser Spannung als Wärmequelle benutzt wird, kann 40 Gleichstrom mit Nullwelle und beliebiger Spannung in praktischen Grenzen erzeugt werden.Gradual change in temperature according to FIG. 4 can be used to heat the hot plates some reduction in this non-reversible heat source can be used. So z. B. Phenomena resulting in an increase in the amount of oil, coal or natural gas burned to generate heat be, or there can be core heat sources, such as. B. the heat generated in reactors or solar heat sources. If 35 alternating current is used to generate heat, the device according to the invention transforms the alternating current into direct current with a zero wave and any voltage. If direct current of a certain voltage is used as a heat source, it can 40 direct current with zero wave and any voltage can be generated within practical limits.

Die heißen elektronenemittierenden Flächen können durch jede beliebige Wärmeübertragungsart erhitzt werden, z. B. durch Strahlung, Leitung, Konvektion oder Kondensation oder durch Kombination von zwei oder mehreren dieser Wärmeübertragungsarten.The hot electron-emitting surfaces can be heated by any type of heat transfer be e.g. B. by radiation, conduction, convection or condensation or a combination of two or more of these types of heat transfer.

mindert.diminishes.

Zur Aufrechterhaltung des gewünschten Temperaturunterschiedes kann ein Kühlmedium benutzt werden zum Kühlen der kalten Flächen. Für maximale Wirkung kann die nicht verbrauchte Wärme weiter ausgenutzt werden. So kann z. B., wenn Verbrennungsgase zum Beheizen der Heizplatten benutzt werden, der Wärmeinhalt der aus den Heizplatten kommendenA cooling medium can be used to maintain the desired temperature difference are used to cool the cold surfaces. The unused heat can be used for maximum effect be exploited. So z. B. if combustion gases are used to heat the heating plates, the heat content that comes out of the heating plates

mischen Wirkungsgrades.mix efficiency.

Die Anoden aller beschriebenen Ausführungsformen können aus irgendeinem nichtmagnetischen geeigneten Metall bestehen, z. B. Stahl, Kupfer, Silber u. dgl.The anodes of all of the described embodiments can be of any non-magnetic suitable Consist of metal, e.g. B. steel, copper, silver and the like.

Irgendwelches elektronenemittierende Material kann bei Ausübung der Erfindung benutzt werden. Verwendbar sind z.B.;Any electron emissive material can be used in practicing the invention. Usable are e.g .;

1. Bariumoxyd, Strontiumoxyd, Calciumoxyd und Mischungen dieser Oxyde,1. Barium Oxide, Strontium Oxide, Calcium Oxide and Mixtures of these oxides,

2. mit Thorium versetztes Wolfram,2. tungsten mixed with thorium,

3. Thorerde, d.h. keramische ThO₂,3. Thore earth, i.e. ceramic ThO ₂ ,

4. eine Mischung von Barium, Strontium und Wolfram, 4. a mixture of barium, strontium and tungsten,

5. Molybdänbehälter oder -hülsen,, gefüllt mit Körnern einer geschmolzenen Mischung von Bariumoxyd und Aluminiumoxyd, 5. Molybdenum containers or shells filled with grains of a molten mixture of barium oxide and aluminum oxide,

6. Lanthanoxyd (La₂O₃)-,6. Lanthanum oxide (La ₂ O ₃ ) -,

Bei den bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung hängt das den Anoden aufgedrückte PotentialIn the preferred embodiments of the invention, the potential impressed on the anodes is suspended

_ „ . ·»„«■,,..,, , , „ ,. ^von der Stärke des magnetischen Feldes, der Breite_ ". · »" «■ ,, .. ,,,,",. ^on the strength of the magnetic field, the width

7. perforierte Molybdanbuchsen oder -gehäuse, die _{50 der piatfe wdcher die Anode zugehört und}: ._{dem Ab}_7. Perforated molybdenum sockets or housings, which are _{attached to the anode and} :. _the ab _

gesintertes Thoriumoxyd enthalten, und _{stand zwischen} Anode und Platte ab. Mit Vorteil er-contained sintered thorium oxide, and _{stood between the} anode and the plate. Advantageously

reines Wolfram.pure tungsten.

Die heißen Platten können im wesentlichen vollständig aus dem oben angegebenen elektronenabgebenden Material hergestellt sein, oder diese Materialien können auf einen geeigneten Träger in geeigneter Weise aufgebracht sein, um so die elektronenabgebenden Flächen zu bilden.The hot plates can be essentially completely be made of the above electron donating material, or these materials can be applied to a suitable carrier in a suitable manner in order to avoid the electron donating To form surfaces.

Die heißen, elektronenabgebenden Flächen und die kalten Flächen können aus- demselben oder verschiedenem Material bestehen.The hot, electron donating surfaces and the cold surfaces can be the same or different Material.

Die aus Oxyden, wie z. B.. Bariumoxyd, Strontiumoxyd oder Calciumoxyd, hergestellten Platten oder elektronenabgebenden Flächen werden im Betrieb aufThe oxides, such as. B. Barium oxide, strontium oxide or calcium oxide, manufactured plates or electron-donating surfaces are in operation on

gibt sich das Potential aus folgender Gleichung: 1the potential is given by the following equation: 1

P =P =

2y-2y-

11 -44& 2 π
Darin ist11 -44 & 2 π
In it is

P = Anodenpotential in Volt,
M = Stärke des Magnetfeldes in Gauß, w = Breite der zugehörigen Platte in cm,. y — Entfernung" zwischen Anode und Platte in cm. P = anode potential in volts,
M = strength of the magnetic field in Gauss, w = width of the associated plate in cm. y - distance "between anode and plate in cm.

Für jede gegebene Breite der ersten heißen Platte einer aus η Platten (n ist eine ganze Zahl) bestehenden einer Temperatur im Bereich von 600 bis 1000^jO C ge- 65 Serie ergibt sich die Breite der folgenden Platte der halten und die solche Oxyde enthaltenden oder aus Serie vorzugsweise aus folgender Gleichung rFor any given width of the first hot plate of a temperature in the range from 600 to 1000 ^jO C series consisting of η plates (n is an integer), the width of the following plate of the hold and those containing such oxides or from results Series preferably from the following equation r

w-,w-,

00-9 507/10200-9 507/102

Die Stäbe 152 berühren die Köpfe 154 an entgegengesetzten Enden des Gehäuses 141, durch welche geeignetes Kühlmittel zirkuliert. Im Abstand von den heißen und kalten Flächen 144,151 sind Anoden 155 angeordnet, welche den Anoden 43 bis 48 (Fig. 2) entsprechen. Diese Anoden sind mit nicht gezeichneten Batterien verbunden, die, wie oben beschrieben, ihnen das gewünschte Potential zuführen. Zu diesem Zweck sind elektrische Kontakte 156 in der Seitenwandung des Gehäuses vorgesehen. Die Kontakte sind mit den Anoden leitend verbunden. Sie erlauben die Verbindung der außen angeordneten Batterien mit den Anoden.The rods 152 contact the heads 154 at opposite ends of the housing 141 through which suitable coolant is circulated. Anodes 155 , which correspond to the anodes 43 to 48 (FIG. 2), are arranged at a distance from the hot and cold surfaces 144, 151. These anodes are connected to batteries (not shown) which, as described above, supply them with the desired potential. For this purpose, electrical contacts 156 are provided in the side wall of the housing. The contacts are conductively connected to the anodes. They allow the external batteries to be connected to the anodes.

Bestimmte der kalten Flächen 151 sind durch Leitungen mit heißen Flächen 144 verbunden, entsprechend den in Fig. 2 gezeigten Verbindungen. Die erste heiße Fläche 144 der Serien und die erste kalte Fläche derselben sind mit Leitungen versehen, die mit der Energieabnahmestelle durch elektrische Kontakte 157, 158 in der Seitenwand des Gehäuses verbunden werden.Certain of the cold surfaces 151 are connected to hot surfaces 144 by lines, corresponding to the connections shown in FIG. 2. The first hot surface 144 of the series and the first cold surface of the same are provided with lines which are connected to the power take-off point by electrical contacts 157, 158 in the side wall of the housing.

Das Gehäuse 141 ist von einer elektrischen Spule 149 umgeben, durch welche Gleichstrom fließt zur Erzeugung eines senkrecht zu dem bestehenden elektro-The housing 141 is surrounded by an electrical coil 149 , through which direct current flows to generate a perpendicular to the existing electrical

Darin istIn it is

W_n — Breite der η-ten Platte in cm,
W₁ = Breite der Platte 1 in cm,
w_% = Breite der Platte 2 in cm,
w_z = Breite der Platte 3 in cm, W _n - width of the η-th plate in cm,
W ₁ = width of plate 1 in cm,
w _% = width of plate 2 in cm,
w _z = width of plate 3 in cm,

V₁ = Potentialdifferenz zwischen Platten 1 und 2 V ₁ = potential difference between plates 1 and 2

in Volt,
k = Boltzmann-Konstante in Elektronenvolt proin volts,
k = Boltzmann constant in electron volts per

Grad absolut,
T₁ = Temperatur der heißen Platten in GradDegree absolute,
T ₁ = temperature of the hot plates in degrees

absolut,absolutely,

e = Grundzahl 2,71828 ... e = base number 2.71828 ...

Im allgemeinen kann innerhalb Grenzen gesagt werden, daß, je größer die Zahl der heißen Platten ist, um so wirksamer ist das System und um so größer die erzeugte Spannung. Da eine Tendenz der Elektronen besteht, sich in aufeinanderfolgenden Platten zu sammeln und aufzubauen, und diese Sammlung mit dem Wachsen der Plattenzahl, die in einer Serie benutzt wird, wächst, ergibt sich als praktische Grenze eine Plattenzahl von 50.In general, it can be said, within limits, that the greater the number of hot plates, the more effective the system and the greater the voltage generated. There is a tendency of electrons consists of collecting and building up in successive panels, and this collection with as the number of plates used in a series grows, there is a practical limit a number of plates of 50.

Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, 25 statischen Feld verlaufenden magnetischen Feldes,
bei welcher Gruppen von Serien heißer und kalter Die Fig. 6 und 7 zeigen eine Ausführungsform derFig. 5 shows an embodiment of the invention, 25 static field extending magnetic field,
in which groups of series hot and cold. Figs. 6 and 7 show an embodiment of the

Platten in einem rechteckigen Gehäuse 141 angeordnet Erfindung, bei welcher wie in Fig. 3 die heißen und sind. Das Gehäuse ist dicht und evakuiert. Im Fall kalten Flächen und die zugehörigen Anoden in einem einer Groß installation kann das Gehäuse mit einer Bogen oder Kreis angeordnet sind und Gruppen derwirksamen Vakuumpumpe verbunden sein, um das 30 artiger Serien heißer und kalter Platten und zugeord-Vakuum dauernd aufrechtzuerhalten. Die Gruppen der neter Anoden konzentrisch in einem zylindrischen Serien heißer und kalter Platten und zugehöriger Gehäuse 161 liegen. Dieses Gehäuse ist dicht und Anöden können unter sich gleich sein. Infolgedessen evakuiert. An der unteren Hälfte dieses Gehäuses 161 wird nachfolgend nur eine Gruppe beschrieben. Selbst- sind an gegenüberliegenden Seiten Köpfe 162 angeordverständlich kann eine beliebige Anzahl von Gruppen 35 net, die je mit einem Einlaß 163 und einem Auslaß 164 benutzt werden. Die Zahl hängt von der gewünschten für ein Heizmedium versehen sind. Die Seiten der Energieabgabe ab. oberen Hälfte des Gehäuses 161 sind mit je einemPlates arranged in a rectangular housing 141 invention, in which as in Fig. 3 the hot and are. The housing is tight and evacuated. In the case of cold surfaces and the associated anodes in a large installation, the housing can be arranged in an arc or circle and groups of the effective vacuum pump can be connected to permanently maintain the series of hot and cold plates and associated vacuum. The groups of the neter anodes lie concentrically in a cylindrical series of hot and cold plates and the associated housing 161. This housing is tight and anodes can be the same among themselves. As a result evacuated. On the lower half of this case 161 , only one group will be described below. Self angeordverständlich are on opposite sides of heads 162 can be any number of groups 35 net used each having an inlet 163 and an outlet 164th The number depends on the one you want for a heating medium to be provided. The sides of the energy delivery down. upper half of the housing 161 are each with one

Jede Gruppe ist zwischen zwei Lagen einer Wärme- Kopf 165 versehen, an dem ein Einlaß 166 und ein isolierung 142, 143 eingeschlossen, die benachbarte Auslaß 167 zur Durchleitung eines Kühlmittels vorGruppen wirksam voneinander isoliert. Zwischen zwei 40 gesehen sind.Each group is provided between two layers of a thermal head 165 at which an inlet 166 and an insulation 142, 143 are included, which effectively isolate adjacent outlets 167 from one another for the passage of a coolant in front of the groups. Between two 40 are seen.

solcher Isolierschichten ist eine Serie heißer elek- Statt der in Fig. 6 vorgesehenen drei konzentrischenof such insulating layers is a series of hot electrical layers instead of the three concentric ones provided in FIG

tronenemittierender Flächen angeordnet, die in der in Serien von heißen und kalten Platten und zugeord-Fig. 5 gezeigten Ausführungsform die Form von neten Anoden kann jede beliebige Serienzahl zur AnBlöcken 144 aufweisen. Drei, solcher Blöcke sind ge- Wendung kommen. Die drei Serien sind mit A₁B und C zeigt entsprechend den heißen Platten 31, 32 und 33 in 45 bezeichnet. Die Serien A₁ B und C sind, abgesehen von Fig. 2. Stäbe 145, welche diese Blöcke durchdringen, der Größe ihrer Teile, im wesentlichen einander gleich, sind gute Wärmeleiter, aber-unmagnetisch, wie z.B.
Aluminium oder Kupfer. Eine Buchse 146 aus elektrisch isolierendem Material,^. B. aus Keramik, Quarz
u.dgl., isoliert diese Stäbe elektrisch von den um- 50
gebenden Blöcken aus elektronenabgebendem Material,
gestattet aber den Durchgang von Wärme zu den
Blöcken. Die Enden der Stäbe 145 berühren einen
Kopf 147, der mit einer Heizflüssigkeitszuleitung 148 Electron-emitting surfaces arranged in the series of hot and cold plates and associated-Fig. 5-5, the form of nth anodes may have any number of series of blocks 144 . Three such blocks have turned. The three series are labeled A ₁ B and C corresponding to hot plates 31, 32 and 33 in FIG. 45. The series A ₁ B and C are apart from Fig. 2 bars 145 which penetrate these blocks, the size of their parts, substantially equal to each other, are good heat conductors, but-non-magnetic, such as
Aluminum or copper. A socket 146 made of electrically insulating material, ^. B. made of ceramic, quartz
and the like, electrically isolates these rods from the surrounding area
donating blocks of electron donating material,
but allows the passage of heat to the
Blocks. The ends of the rods 145 touch one another
Head 147, which is connected to a heating fluid supply line 148

und einer Ableitung 149 versehen ist. Je ein solcher 55 ein positives Potential, wie oben beschrieben, aufKopf 147 ist an den beiden gegenüberliegenden Enden geprägt wird. Der Zwischenraum zwischen den heißen des Gehäuses 141 angeordnet. Heiße Gase, wie z. B. Platten 171 und 176 und den Anoden ist mit 178 be-Verbrennungsgase, heißer Dampf, flüssiges Metall, zeichnet. Jede heiße Platte hat an ihren Enden geeigpulvrige Produkte u. dgl., können durch den Kopf 147 nete Wärmeleiter 179, welche gegen die heißen Platten hindurchgeführt werden, um Wärme an die Stäbe 145 60 mittels einer Keramik- oder Quarzbuchse elektrisch abzugeben, welche ihrerseits durch Leitung und isoliert sind. Die Leiter 179 berühren die heißen Köpfe Strahlung die Wärme an die elektronenabgebenden 162 zwecks Wärmeübertragung auf die heißen Platten. Flächen 144 abgeben. Kalte Platten 181 bis 186 sind in demselben Bogenand a discharge 149 is provided. Each such 55 a positive potential, as described above, is stamped on head 147 at the two opposite ends. The space between the hot of the housing 141 is arranged. Hot gases such as B. plates 171 and 176 and the anodes is with 178 be-combustion gases, hot steam, liquid metal, is characterized. Each hot plate has suitable powdery products and the like at its ends, heat conductors 179, which are passed through the head 147 , which are passed against the hot plates in order to give off heat to the rods 145 60 electrically by means of a ceramic or quartz socket, which in turn passes through Line and are insulated. The conductors 179 contact the hot heads to radiate heat to the electron donating 162 for heat transfer to the hot plates. Give up surfaces 144 . Cold plates 181 to 186 are in the same sheet

Neben der Serie heißer Flächen 144 ist eine Serie wie die heißen Platten angeordnet und mit Wärmekalter Flächen 151 angeordnet, die den kalten Platten 65 leitern 187 versehen, die die kalten Köpfe 165 zum 36,37 und 38 in Fig. 2 entsprechen. Jede der kalten ' Zwecke der Kühlung der kalten Platten berühren. Die Flächen 151 ist mit einem wärmeleitenden Stab 152 AVärmeleiter 187 sind durch elektrisch isolierende versehen, der gegen die Fläche elektrisch isoliert ist Buchsen gegen die kalten Platten isoliert, erlauben und in diese Fläche unter Zwischenschaltung eines. . aber die Kühlung der Platten. Anoden 188 sind jeder Keramik- oder Quärz-Isolätors 153 eingebettet ist. 70-kalten Platte zugeordnet'"und von ihnen durch einenIn addition to the series of hot surfaces 144 a series is arranged as the hot plates and are arranged with heat Cold surfaces 151, the conductors the cold plates 65 provided 187 that correspond to the cold head 165 to 36,37 and 38 in Fig. 2. Touch each of the cold 'purposes of cooling the cold plates. The surfaces 151 are provided with a thermally conductive rod 152 A thermal conductor 187 are provided by electrically insulating, which is electrically insulated from the surface sockets insulated from the cold plates, and allow in this surface with the interposition of a. . but the cooling of the plates. Anodes 188 are embedded in each ceramic or quartz insulator 153. 70-cold plate assigned '"and from them by one

und ihre Teile sind bezüglich des Abstandes und der Verbindung den heißen und kalten Platten und zugehörigen Anoden der Fig. 3 entsprechend.and their parts are in terms of distance and connection to the hot and cold plates and associated The anodes of FIG. 3 accordingly.

In Fig. 6 sind die heißen Platten der Serie A mit 171 bis 176 bezeichnet, 171 ist die schmälste und erste Platte der Serie, jede folgende Platte ist breiter und die. Platte 176 die breiteste. Im Abstand von jeder heißen Platte ist eine Anode 177 angeordnet, welcherIn Fig. 6, the hot plates of series A are labeled 171 to 176 , 171 is the narrowest and first plate of the series, each subsequent plate is wider and the. Plate 176 the widest. An anode 177 is spaced from each hot plate, which

Zwischenraum 189 getrennt. Die Wärmeisolierung 191 schließt die Serien A vollkommen ein und verhütet, mindestens im wesentlichen, einen Wärmeverlust zum Gehäuse 161 und einen Wärmeaustausch zwischen den Serien A und B. Da die Serien B und C in Anordnung und Bauart der Serie A entsprechen, werden sie im einzelnen nicht beschrieben.Space 189 separated. The heat insulation 191 includes the series A completely and prevents, at least substantially, a heat loss to the housing 161 and heat exchange between the series A and B. Since the series B and C correspond to the arrangement and design of the A series, they are described in detail not described.

Ein Elektromagnet 192 dient zur Erzeugung eines durch das Gehäuse 161 verlaufenden Magnetfeldes. Die Kraftlinien dieses Magnetfeldes sind im wesentliehen axial, also senkrecht zu dem bestehenden elektrostatischen Feld gerichtet.An electromagnet 192 is used to generate a magnetic field running through the housing 161. The lines of force of this magnetic field are essentially axial, i.e. perpendicular to the existing electrostatic field.

Zur Klarhaltung der Darstellung sind die elektrischen Verbindungen und Kontakte in den Fig. 6 und 7 nicht gezeichnet. Das Gehäuse ist mit Kontakten versehen, die durch elektrische Leitungen mit den Platten 171 und 191 verbunden sind. Über diese Kontakte wird der erzeugte Gleichstrom abgeleitet. Das Gehäuse 161 ist gleichfalls mit nicht gezeichneten Kontakten versehen, die durch Leitungen mit den Anoden verbunden sind und durch welche das gewünschte positive Potential den Anoden zugeführt werden kann. Elektrische Leitungen verbinden auch heiße und kalte Platten desselben Potentials für den Rückfluß des Stromes von den kalten zu den heißen _a5 Platten, wie oben beschrieben.To keep the illustration clear, the electrical connections and contacts in FIGS. 6 and 7 are not shown. The housing is provided with contacts which are connected to the plates 171 and 191 by electrical lines. The direct current generated is diverted via these contacts. The housing 161 is also provided with contacts (not shown) which are connected to the anodes by lines and through which the desired positive potential can be supplied to the anodes. Electrical leads also connect hot and cold plates of the same potential for the return flow of current from the cold to the hot _a5 plates, as described above.

Bei der in Fig. 8 gezeigten Ausführungsform haben die Flächen die Form von Ringen oder Zylindern an Stelle der flachen Platten nach Fig. 2 oder der gebogenen Platten nach Fig. 3. Die Ringe 193,194 und 195 allmählich größer werdender Breite sind an ihrer äußeren Peripherie mit elektronenabgebendem Material versehen und bilden die heißen elektronenabgebenden Flächen. Jeder Ring ist von dem benachbarten durch einen schmalen Zwischenraum 196 getrennt. Die Ringe 197, 198 und 199 von allmählich abnehmender Breite sind je von dem benachbarten Ring durch einen Zwischenraum 201 getrennt und bilden die kalten Flächen. Die Anoden 202 bis 207, die je einer heißen oder kälten Fläche zugeordnet sind und konzentrisch zu ihnen liegen, sind durch Leitungen 208 mit einer Reihe von Batterien 209 verbunden. Diese Batterien 209 sind mittels Leitungen 208 mit den Anoden verbunden, wie es Fig. 8 zeigt, so daß das gleiche und maximale positive Potential den Anoden 204 und 205 erteilt wird, das kleinste Potential den Anoden 202 und 207 und ein mittleres Potential den Anoden 203 und 206. In the embodiment shown in Fig. 8, the surfaces are in the form of rings or cylinders instead of the flat plates of Fig. 2 or the curved plates of Fig. 3. The rings 193, 194 and 195 of gradually increasing width are on their outer periphery with provided electron-donating material and form the hot electron-donating surfaces. Each ring is separated from the adjacent one by a narrow space 196 . The rings 197, 198 and 199 of gradually decreasing width are each separated from the adjacent ring by a gap 201 and form the cold surfaces. The anodes 202 to 207, which are each assigned to a hot or cold surface and are concentric to them, are connected to a row of batteries 209 by lines 208 . These batteries 209 are connected by lines 208 to the anodes, as shown in Fig. 8, so that the same and maximum positive potential to the anodes is granted 204 and 205, the smallest potential to the anodes 202 and 207 and an average potential of the anodes 203 and 206.

Die Ringe 195 und 198 sind durch Leitungen 211 für den Rückfluß von Elektronen von 198 zu 195 verbunden. Ringe 194 und 199 sind durch Leitungen 212 für den Rückfluß von Elektronen von 199 zu 194 verbunden. Leitungen zur Energieentnahme 213 und 214 führen von Ring 197 bzw. 193 zur Last 26. Der Batteriesatz 209 ist durch Leitung 215 mit Leitung 214 verbunden.Rings 195 and 198 are connected by lines 211 for the return flow of electrons from 198 to 195 . Rings 194 and 199 are connected by lines 212 for the return flow of electrons from 199 to 194 . Lines for energy extraction 213 and 214 lead from ring 197 and 193, respectively, to load 26. Battery pack 209 is connected to line 214 by line 215 .

Ein dichtes zylindrisches Gehäuse 216 schließt die ringförmigen heißen und kalten Flächen ein. Das Gehäuse ist evakuiert. Auf seiner Außenseite ist ein Magnet angeordnet zur Erzeugung eines magnetischen Feldes im Gehäuse. Die Kraftlinien sind kreisförmig und konzentrisch zu dem zylindrischen Gehäuse und senkrecht zu dem elektrostatischen Feld, das durch die Anoden 202 bis 207 erzeugt wird.A tight cylindrical housing 216 encloses the annular hot and cold surfaces. The housing is evacuated. A magnet is arranged on its outside to generate a magnetic field in the housing. The power lines are circular and concentric to the cylindrical housing and perpendicular to the electrostatic field that is generated by the anodes 202-207.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung nach Fig. 8 ist im wesentlichen die gleiche wie die nach Fig. 2, mit dem Unterschied, daß die Elektronen von einem Ring zum anderen durch die ganze Peripherie derselben unter dem Einfluß der sich kreuzenden elektrostatischen und magnetischen Felder fließen. Der so erzeugte Gleichstrom wird durch die Leitungen 213, 214 entnommen.The operation of the device of Fig. 8 is essentially the same as that of Fig. 2, with the difference that the electrons flow from one ring to the other through the whole periphery thereof under the influence of the intersecting electrostatic and magnetic fields. The direct current generated in this way is withdrawn through lines 213, 214.

Bei allen Ausführungsformen könnte statt der Batterien ein kleiner Teil des gewonnenen Gleichstroms zur Schaffung des elektrostatischen Feldes benutzt werden. Die Batterien sind lediglich schematisch dargestellt. Es' sei darauf hingewiesen, daß jede Batterie regelbar ist, so daß der jeweils an sie angeschlossenen Anode das gewünschte und kontrollierte Potential zugeführt werden kann.In all embodiments, a small part of the direct current obtained could be used instead of the batteries can be used to create the electrostatic field. The batteries are only schematic shown. It should be noted that each battery is adjustable so that the one connected to it The desired and controlled potential can be fed to the anode.

Die Last kann jede beliebige gleichstrombetriebene Apparatur sein, wie z. B. ein Motor, ein Widerstand u. dgl.The load can be any DC powered equipment such as B. a motor, a resistor and the like

Die vorliegende Erfindung erlaubt die Benutzung einer großen Zahl von elektronenabgebenden Flächen in einem verhältnismäßig kleinen Volumen. Große Energiemengen können pro Volumeinheit erzeugt werden. Wie Versuche ergeben haben, können etwa 175 kW/cbm erzielt werden und dies mit hohem thermischem Wirkungsgrad.The present invention allows a large number of electron donating areas to be used in a relatively small volume. Large amounts of energy can be generated per unit volume will. As tests have shown, about 175 kW / cbm can be achieved and this with a high thermal Efficiency.

Die Stromerzeugung gemäß vorliegender Erfindung kann in einfach aufgebauten Vorrichtungen erfolgen, die keinerlei komplizierte Teile aufweisen. Die Teile benötigen keine präzise Bearbeitung und sind ortsfest. Bewegte Teile sind nicht erforderlich. Die Lebensdauer der Vorrichtungen ist groß, die Wirksamkeit erheblich, Aufbau und Erhaltung und Betrieb sind billig.The power generation according to the present invention can take place in simply constructed devices, which do not have any complicated parts. The parts do not require any precise machining and are stationary. Moving parts are not required. The lifespan of the devices is long, the effectiveness substantial, construction and maintenance and operation are cheap.

Die Erfindung kann benutzt werden, um Wärme mit beträchtlich hoher Temperatur einschließlich der von Kernreaktoren gelieferten in elektrische Energie umzuwandeln. Mit ihr kann also eine Kernkraftanlage geschaffen werden. Wenn Wechselstrom als Wärmequelle benutzt wird, dient die der Erfindung entsprechende Vorrichtung als Umformer zum Transformieren von Wechselstrom in Gleichstrom mit Nullwelle. Gleichstrom einer gegebenen Spannung kann in Gleichstrom mit höherer oder niedriger Spannung umgewandelt werden.The invention can be used to generate heat at a considerably high temperature including that of Nuclear reactors supplied to convert it into electrical energy. So a nuclear power plant can use it be created. When alternating current is used as the heat source, that according to the invention is used Device as a converter for transforming alternating current into direct current with zero wave. Direct current of a given voltage can be converted into direct current of higher or lower voltage will.

Die oben beschriebenen und dargestellten Ausführungen sollen lediglich als Beispiele dienen, nicht aber den Erfindungsbereich begrenzen. So können z. B., obwohl lediglich feste Elektronenemissionsflächen gezeigt sind, eine oder mehrere Flächen benutzt werden, die bei .der Arbeitstemperatur flüssig sind.The above-described and illustrated embodiments are only intended to serve as examples, not but limit the scope of the invention. So z. For example, although only solid electron emission surfaces are shown, one or more surfaces are used that are liquid at the working temperature.

Claims

Patent claims:

1. A method for converting thermal energy into electrical energy, in which one of at least two closely spaced surfaces in a vacuum is heated to generate a temperature difference between the surfaces and an electron flow from the heated surface to the surface of lower temperature and current from the Surfaces is removed, characterized in that the surfaces are exposed to the action of crossed electrostatic and magnetic fields.

2. The method according to claim 1, characterized in that the fields are substantially perpendicular lie to each other.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the magnetic field in the is essentially parallel to the surfaces mentioned and the electrostatic field is perpendicular to the magnetic field.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the surfaces a

Material from the group of barium oxide, strontium oxide, calcium oxide, thorium oxide, aluminum oxide, Lanthanum oxide and tungsten.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the surfaces a Contain metal oxide and the heated surface in a temperature range of 600 to 1000 ° C and the colder surface is kept in a temperature range between 20 and 300 ° C.

6. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the surfaces thorium and the heated surface in a temperature range of 1000 to 1600 ° C, the colder Surface is kept in a temperature range of 20 to 700 ° C.

7. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the surfaces a Mixture of barium, strontium and tungsten and contain the heated area in a temperature range from 800 to 1400 ° C and the colder surface in a temperature range from 20 to 400 ° C is maintained.

8. The method according to any one of claims 1 "to 7, characterized in that two series in the low Distance of surfaces arranged from one another, ag a temperature difference between the surfaces from one series and the faces of the other series and from the first faces power is drawn from both series.

9. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that a series in low Distance between arranged surfaces

"Is exposed to temperatures that gradually decrease from the first to the last surface of the series,

10. Device for carrying out the method according to one of claims 1 to 9, characterized by a closed, evacuated housing made of non-magnetic material, in which two surfaces (11, 12) are arranged, which lie next to each other at a small distance in a plane, by a at a short distance above these surfaces and parallel to them lying anode (16), by means of generating a temperature difference between the surfaces, by means of exposing the surfaces to the action of an electrostatic field perpendicular to them, by means of maintaining a substantially perpendicular one to the magnetic field running through the electrostatic field as well as means for taking off current from the surfaces.

11. The device according to claim 10, characterized by a series of heated surfaces with gradually decreasing width (31, 32, 33), by a series of cooled surfaces with gradually decreasing width (36, 37, 38), which lie next to one another at a small distance in one plane , as well as by a series of anodes (43 to 48), which are each assigned to each area in the same size and at a small distance above the assigned area and parallel to it.

12. The device according to claim 11, characterized by a circular arrangement of the series of adjacent surfaces (171 to 176 and 181 to 186) and anodes (188), optionally also in several concentric circles, in a cylindrical housing,

13. The device according to claim 11, characterized by an annular design of the adjacent surfaces (193 to 199) and anodes (202 to 207) in a cylindrical housing.

14. Device according to one of claims 10 to 13, characterized by arranged on the outside on opposite sides of the housing heads (147, 154) for passing a heating or coolant, with which heat-conducting rods (145, 152) are in contact, which in the surfaces to be heated or cooled and are electrically insulated from them.

For this purpose 2 sheets of drawings