DE1539274C

DE1539274C - Thermal generator

Info

Publication number: DE1539274C
Authority: DE
Inventors: Paul Dr rer nat 8012 Ottobrunn Merges Veit 8000 Mun chen Zahn
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm GmbH, 8000 München
Publication date: 1971-04-29

Description

Die Erfindung betrifft einen Thermogenerator mit einer radioaktiven Wärmequelle und Halbleiter-Thermoelementen, deren abwechselnd p- und n-leitende Schenkel auf der heißen Seite über elektrisch leitende Brücken verbunden sind und auf der kalten Seite mit Radiatoren in Verbindung stehen.The invention relates to a thermal generator with a radioactive heat source and semiconductor thermocouples, their alternating p- and n-conductive legs on the hot side via electrical conductive bridges are connected and are connected to radiators on the cold side.

Bei Thermogeneratoreri dieser Art ₄(vgl. L'ONDE ELECTRIQUE, Bd. XLII, 1962, s:*i7 bis 522) ist für alle zur Verwendung kommenden Thermoelemente eine einzige Wärmequelle vorgesehen. Durch die Bauform dieser einen Wärmequelle und entsprechend durch die zur Verfügung'stehende Fläche zum Aufbringen der Thermoelemente sind Größe und Leistung des Thermogenerators von vornherein mehr oder weniger festgelegt. Jede notwendige Änderung, sei es aus Platzgründen oder wegen höherer Leistung, erfordert daher den Aufbau eines neu konzipierten Thermogenerators, was aufwendig und unwirtschaftlich ist.In thermogenerators of this type ₄ (cf. L'ONDE ELECTRIQUE, vol. XLII, 1962, s: * i7 to 522), a single heat source is provided for all thermocouples that are used. Due to the design of this one heat source and correspondingly due to the area available for applying the thermocouples, the size and power of the thermal generator are more or less fixed from the outset. Every necessary change, be it for reasons of space or because of higher performance, therefore requires the construction of a newly designed thermal generator, which is complex and uneconomical.

Beim extraterrestrischen Einsatz solcher Thermogeneratoren wird neben der Anpassungsfähigkeit an . unterschiedliche Anwendungsfälle ein möglichst geringes Gewicht des Thermogenerators gefordert.In the extraterrestrial use of such thermal generators, in addition to the adaptability to . different applications require the lowest possible weight of the thermal generator.

Das Gewicht eines solchen Thermogenerators wird außer durch den wärmeabgebenden Körper auch durch die wärmeübertragenden Glieder an den Heiß- und Kaltseiten der Thermoelemente und die in der Regel verhältnismäßig großen Radiatorflächen bedingt, die oft beträchtlich über die Konfiguration des kompakten Thermogenerators hinausragen, so daß der Ausbildungsform des Thermogenerators hierdurch ebenfalls Grenzen gesetzt sind.The weight of such a thermal generator is not only due to the heat emitting body but also through the heat transferring members on the hot and cold sides of the thermocouples and those in the Usually relatively large radiator surfaces, which are often considerably larger than the configuration of the protrude compact thermal generator, so that the design of the thermal generator hereby there are also limits.

Die Vielzahl von Wärmeübergängen bei solchen Thermogeneratoren beeinflußt auch den Wärmefluß ungünstig, so daß sich die Leistung derartiger Thermogeneratoren verringert. Wärmeübergänge bilden beispielsweise die notwendigen elektrischen Isolierungen zwischen der Brücke und dem wärmeabgebenden Körper einerseits und zwischen den Kaltseiten und den Kühlflächen andererseits.The large number of heat transfers in such thermal generators also influences the heat flow unfavorable, so that the performance of such thermal generators is reduced. Heat transfers form, for example, the necessary electrical insulation between the bridge and the heat-emitting one Body on the one hand and between the cold sides and the cooling surfaces on the other.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, hier Abhilfe mit einem Thermogenerator neuer Konfiguration zu schaffen, der möglichst wenige Wärmeübergangsstellen aufweist und in seinen Elementen gleichartig und damit wirtschaftlich herstellbar ist, der bei hohem Wirkungsgrad, ohne große Massen aufzuweisen, ausreichende mechanische Festigkeit besitzt und der in seiner Leistung und in gewissen Grenzen auch in seiner Konfiguration an die Erfordernisse der jeweiligen Anwendungsfälle anpaßbar ist.The object of the invention is to remedy this situation with a new configuration of the thermal generator to create, which has as few heat transfer points as possible and similar in its elements and thus can be produced economically, which with high efficiency, without having large masses, has sufficient mechanical strength and that in its performance and within certain limits its configuration can also be adapted to the requirements of the particular application.

Bei einem Thermogenerator der eingangs erwähnten Art wird diese Aufgabe nach der Erfindung dadurch gelöst, daß mehrere gleiche Moduln vorgesehen sind, die jeweils aus mindestens einem Halbleiter-Thermoelement und einer radioaktiven Wärmequelle bestehen, bei denen jeweils jeder Schenkel mit einer Radiatorplatte unmittelbar elektrisch und mechanisch verbunden ist, und bei denen die Radiatorplatten gemeinsame, ein Zusammenfügen der einzelnen Moduln ermöglichende Berührungsflächen aufweisen. In a thermal generator of the type mentioned at the outset, this object is achieved according to the invention solved that several identical modules are provided, each of at least one semiconductor thermocouple and a radioactive heat source, each of which has each leg with a radiator plate is directly connected electrically and mechanically, and in which the radiator plates are common, a joining of the individual Have modules enabling contact surfaces.

Hierbei umschließen die elektrisch leitenden Brücken an der heißen Seite eines jeden Moduls die radioaktive Wärmequelle.The electrically conductive bridges on the hot side of each module enclose the radioactive heat source.

Ein Thermogenerator besteht nun erstmals aus gleichen aneinandergefügten Moduln,, von denen jeder eine eigene Wärmequelle besitzt, die ohne Zwischenschaltung zusätzlicher, den Wärmefluß hindernder Elemente über die Schenkel der Thermoelemente mit der wärmeabstrahlenden Fläche direkt verbunden ist. Die Leistungsbilanz der Umwandlung von Wärmeenergie in elektrische Energie wird also günstiger. Darüber hinaus ermöglichen derartige Moduln den Thermogenerator in bezug auf seine äußere Form, seine Größe und seine Leistung ohne besonderen Aufwand oder gar Neukonstruktion an unterschiedlichste Anwendungszwecke anzupassen. Da die Masse der einzelnen Wärmequellen nunmehr klein ist, können sie mittels der Schenkel der Thermoelemente an der gleichzeitig als Kühlfläche, vorzugsweise als Radiator wirkenden Struktur gehalten werden. Der das radioaktive Material — vorzugsweise Radioisotope hoher Leistungsdichte, wie .; Actinium 227 oder Curium 242 —_: umgebende Behälter übernimmt die Funktion der herkömmlichen Brücke und stellt gleichzeitig die elektrische Verbindung zwischen den einzelnen Schenkeln eines jeden Thermoelementes her. Wegen der dicken Wandungen des Behälters ist der elektrische Widerstand vernachlässigbar, so daß die Materialauswahl hierfür reichhaltiger ist, als dies bisher der Fall war. Der thermische Widerstand der sonst üblichen Brücke entfällt somit gänzlich; , , .For the first time, a thermogenerator consists of the same modules joined together, each of which has its own heat source, which is directly connected to the heat-emitting surface via the legs of the thermocouples without the interposition of additional elements that prevent the flow of heat. The power balance of converting thermal energy into electrical energy is therefore more favorable. In addition, modules of this type enable the thermal generator to be adapted to a wide variety of purposes in terms of its external shape, size and performance without any special effort or even redesign. Since the mass of the individual heat sources is now small, they can be held by means of the legs of the thermocouples on the structure that simultaneously acts as a cooling surface, preferably as a radiator. The radioactive material - preferably radioisotopes of high power density, such as.; Actinium 227 or Curium 242 - _{: the} surrounding container takes on the function of the conventional bridge and at the same time establishes the electrical connection between the individual legs of each thermocouple. Because of the thick walls of the container, the electrical resistance is negligible, so that the choice of materials for this is more extensive than was previously the case. The thermal resistance of the otherwise common bridge is thus completely eliminated; ,,.

Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß sich die Schenkel der Thermoelemente mit dem hochwarmfesten Metall, aus dem die als Behälter wirkende Brücke besteht, leichter kontaktieren lassen als mit dem bisher für derartige Brücken verwendeten Material. Das gleiche gilt für die Kaltseiten der Thermoelemente. Auch hier entfällt die sonst übliche Isolierschicht, und es sind lediglich Metallflächen miteinander zu verbinden.Another advantage is to be seen in the fact that the legs of the thermocouples with the highly heat-resistant The metal of which the bridge acting as a container is made can be contacted more easily than with the material previously used for such bridges. The same applies to the cold sides of the thermocouples. Here, too, the usual insulating layer is omitted, and there are only metal surfaces with one another connect to.

Vorteilhaft ist ferner, daß die zwischen der Wärmequelle und der Kühlfläche auftretenden Wärmedehnungen infolge der Eigenelastizität der zusammengefügten Radiatorplatten von diesen aufgenommen werden, so daß auch auf zusätzliche Ausgleichselemente, wie Kraftspeicher u. dgl., verzichtet werden kann.It is also advantageous that the thermal expansions occurring between the heat source and the cooling surface due to the inherent elasticity of the joined radiator panels are absorbed by them, so that additional compensation elements such as energy storage devices and the like can be dispensed with.

Kleine, in sich abgeschlossene radioaktive Wärmequellen bieten außerdem eine größere Sicherheit bei der Handhabung, beim Transport und bei möglichen Startunfällen als größere radioaktive Massen. Außerdem werden infolge der geringen Querschnitte der radioaktiven Wärmequellen die Gewichte der Abschirmungen für die radioaktiven Strahlen kleiner.Small, self-contained radioactive heat sources also offer greater safety handling, transport and possible start-up accidents as larger radioactive masses. Besides that the weights of the shields are due to the small cross-sections of the radioactive heat sources for the radioactive rays smaller.

Eine besonders zweckmäßige Ausführung besteht erfindungsgemäß darin, daß jeder Modul quader- oder zylinderförmig ausgebildet ist, daß die n- und p-leitenden Schenkel eines jeden Moduls in einer Ebene angeordnet sind, daß die Radiatorplatten eines jeden Moduls gemeinsame Stoßkanten aufweisen und daß die so gebildeten Moduln aufeinandergeschichtet und zu einem stabförmigen Generator zusammengefügt sind, wobei die gemeinsamen Stoßkanten der Radiatorplatten eines Moduls und die Berührungsflächen der Radiatorplatten benachbarter Moduln entsprechend der Schaltung der Halbleiter-Thermoelemente elektrisch leitend oder elektrisch isoliert verbunden sind.According to the invention, a particularly expedient embodiment consists in that each module cuboid or is cylindrical, that the n- and p-conductive legs of each module in one Are arranged level that the radiator panels of each module have common abutting edges and that the modules formed in this way are stacked on top of one another and joined together to form a rod-shaped generator are, the common abutting edges of the radiator plates of a module and the contact surfaces of the radiator plates of adjacent modules electrically conductive or electrically insulated according to the circuit of the semiconductor thermocouples are connected.

Dies hat den Vorteil, daß bei Ausfall eines Schenkels eines Thermoelementes der Stromkreis durch das parallelgeschaltete Thermoelement desselben Moduls weiterhin geschlossen gehalten wird.This has the advantage that if one leg fails of a thermocouple the circuit through the parallel connected thermocouple of the same module is kept closed.

Diese Moduln eignen sich besonders zum Aufbau eines stabförmigen Thermogenerators. Die einzelnen Moduln können wegen der Zuordnung der Thermo-These modules are particularly suitable for building a rod-shaped thermal generator. The single ones Due to the assignment of the thermal

elemente zur Wärmequelle eine sehr geringe Bauhöhe in Achsrichtung aufweisen. Die Radiatorflächen sind dagegen im Verhältnis zur Größe der Wärmequelle eines Moduls verhältnismäßig groß, ohne daß sich dadurch das Gewicht eines Moduls erhöht.elements to the heat source have a very low overall height in the axial direction. The radiator surfaces are on the other hand, in relation to the size of the heat source of a module, it is relatively large without itself this increases the weight of a module.

Dieselben Vorteile bietet eine andere Ausführungsform, die sich nach einem weiteren Mericmal der Erfindung dadurch kennzeichnet, daß *jetfer Modul quaderförmig ausgebildet ist, daß die Schenkel eines solchen Moduls in einer Achse einander gegenüberliegend angeordnet sind und daß die so gebildeten Moduln über ihre radiatorfreien Außenflächen zu einem flächenförmigen Generator zusammengefügt sind, wobei die gemeinsamen Berührungsflächen der Radiatorplatten benachbarter Moduln entsprechend der Schaltung der Halbleiter-Thermoelemente elektrisch leitend oder elektrisch isoliert verbunden sind.The same advantages are offered by another embodiment, which is based on a further feature of the invention characterized in that * jetfer module Is cuboid that the legs of such a module in an axis opposite one another are arranged and that the modules formed in this way over their radiator-free outer surfaces a planar generator are assembled, the common contact surfaces of the Radiator plates of adjacent modules according to the circuit of the semiconductor thermocouples electrical are connected conductively or electrically isolated.

Derartige Moduln sind vorteilhaft für plattenförmig ausgebildete Thermogeneratoren verwendbar, da die die Struktur bildenden Radiatorplatten die stirnseitigen Begrenzungen des Quaders bilden und demzufolge jeder Quader, d. h. jeder Modul, an allen Flächen in Umfangsrichtung von weiteren Moduln begrenzt sein kann.Such modules can advantageously be used for plate-shaped thermal generators, because the radiator plates forming the structure form the frontal boundaries of the cuboid and consequently every cuboid, i. H. every module, on all surfaces in the circumferential direction of further modules can be limited.

Neben einer würfel- oder quaderförmigen Konfiguration eines Moduls sind auch andere Modulformen denkbar, sofern die Zuordnung der Thermoelemente zur Wärmequelle so gewählt wird, daß die wärmeabstrahlende Fläche, d. h. der Radiator, immer die Außenfläche des Thermogenerators bildet, wie dies beispielsweise bei einem kreissektorförmig ausgebildeten Modul der Fall ist.In addition to a cube or cuboid configuration of a module, other module forms are also conceivable, provided the assignment of the thermocouples the heat source is chosen so that the heat radiating surface, d. H. the radiator, always the one Forms the outer surface of the thermal generator, as is the case, for example, with a sector-shaped one Module is the case.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der schematischen Darstellungen zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt The invention is explained in more detail below with reference to the schematic representations of two exemplary embodiments. It shows

Fig. 1 einen Schnitt durch einen quaderförmigen Modul,1 shows a section through a cuboid module,

F i g. 2 eine perspektivische Darstellung mehrerer zu einem Stab aneinandergefügter Moduln gemäß Fig. 1,F i g. FIG. 2 shows a perspective illustration of several modules according to FIG Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform eines ebenfalls quaderförmigen Moduls,3 shows a section through a second embodiment a likewise cuboid module,

F i g. 4 eine perspektivische Darstellung mehrerer flächenförmig aneinandergesetzter Moduln gemäß Fig. 3.F i g. FIG. 4 shows a perspective illustration of several modules according to FIG Fig. 3.

Ein Thermogenerator besteht, wie aus F i g. 2 ersichtlich, aus einer beliebigen Anzahl von Moduln 1, von denen jeder eine Wärmequelle aufweist, die gemäß F i g. 1 aus einem vorzugsweise würfelförmigen Kern 3 aus hochwarmfestem Metall besteht, der durch ein von ihm umschlossenes Radioisotop 4 aufgeheizt wird. Das Material für den Kern wird entsprechend den vorgesehenen Temperaturen und dem zur Verwendung kommenden Radioisotop ausgewählt. Ist der Kern beispielsweise gasdicht, so muß seine Festigkeit so groß sein, daß er dem beim Zerfall der α-Strahlen entstehenden wachsenden Druck des Heliums von innen standzuhalten vermag.A thermal generator consists, as shown in FIG. 2 can be seen from any number of modules 1, each of which has a heat source which, according to FIG. 1 from a preferably cube-shaped Core 3 consists of highly heat-resistant metal, which is heated by a radioisotope 4 enclosed by it will. The material for the core is made according to the intended temperatures and the selected radioisotope for use. For example, if the core is gas-tight, it must its strength must be so great that it can cope with the growing pressure of the Able to withstand helium from the inside.

Mit den senkrecht zur Zeichenebene liegenden Außenflächen 5, 6, 7 und 8 des Kerns 3 sind die *THeißseiten der Schenkel 9, 10, 11 und 12 zweier Thermoelemente 13,14 elektrisch leitend verbunden, so daß der Kern gleichzeitig die Brücke zwischen den Schenkeln der Thermoelemente bildet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Schenkel 9 und 11 p-leitend und die Schenkel 10 und 12 n-leitend und weisen sämtlich einen kreisförmigen Querschnitt auf. An die Kaltseiten der einzelnen Schenkel der Thermoelemente schließen sich elektrisch leitend die als Radiatorplatten 16, 17,18 und 19 wirkenden vier Außenwandungen des Moduls an, und zwar senkrecht zur Zeichenebene in Fig. 1. Zur Befestigung der Radiatorplatten aneinander weisen deren Außenkanten über ihre ganze Länge in einem Winkel von 45° nach außen gerichtete Ansätze 20, 21, 22 und 23 auf. An den Stoßfugen 24, 25, 26 und 27 der Ansätze sind die Radiatorplatten gegeneinanderWith the outer surfaces 5, 6, 7 and 8 of the core 3 lying perpendicular to the plane of the drawing, the * The hot sides of legs 9, 10, 11 and 12 of two Thermocouples 13,14 electrically connected, so that the core at the same time the bridge between forms the legs of the thermocouples. In the exemplary embodiment shown, the legs 9 are and 11 p-conductive and the legs 10 and 12 n-conductive and all have a circular cross-section. On the cold sides of the individual legs of the thermocouples are electrically conductive and act as radiator plates 16, 17, 18 and 19 four outer walls of the module, perpendicular to the plane of the drawing in Fig. 1. For fastening of the radiator panels have their outer edges at an angle over their entire length lugs 20, 21, 22 and 23 directed outwards from 45 °. At the butt joints 24, 25, 26 and 27 of the Approaches are the radiator plates against each other

ίο elektrisch isoliert. Die Ansätze der Radiatorplatien sind beispielsweise mit Hilfe von Schrauben 28 aneinander befestigt, die wegen der elektrischen Isolierung in einer entsprechenden isolierenden Hülse vorzusehen sind. Auf diese Weise werden die beiden Thermoelemente des Moduls untereinander parallel geschaltet. Die von den Radiatorplatten umschlossenen Hohlräume sind mit thermisch isolierendem Material 29 ausgefüllt, das gleichzeitig die stirnseitigen Abschlüsse eines jeden Moduls bildet.ίο electrically isolated. The approaches of the radiator plates are for example fastened to one another with the aid of screws 28, because of the electrical insulation are to be provided in a corresponding insulating sleeve. This way the two will Thermocouples of the module connected in parallel with each other. The ones enclosed by the radiator panels Cavities are filled with thermally insulating material 29, which is also the end face Completes each module.

ao Die in Fig. 1 dargestellte Ausführung eines Moduls eignet sich besonders für den Aufbau eines stabförmigen Thermogenerators. Die Anzahl der zu einem Stab zu verbindenden Moduln richtet sich nach der vom Thermogenerator geforderten Leistung. ■,-· ao The embodiment of a module shown in Fig. 1 is particularly suitable for the construction of a rod-shaped thermal generator. The number of modules to be connected to form a rod depends on the power required by the thermal generator. ■, - ·

Die einzelnen Moduln werden untereinander eben- '* falls an den Ansätzen 16 a bis 19 a mechanisch verbunden, beispielsweise durch Schrauben, derart, daß die Gesamtheit der Radiatorplatten gleichzeitig die haltende Struktur des stabförmigen Thermogenerators bildet, wie dies F i g. 2 zeigt. Die derart verbundenen Moduln sind elektrisch in Reihe geschaltet. Demgemäß wirken jeweils zwei einander gegenüberliegende Kanten eines Moduls mit den gleichen Kanten des folgenden Moduls als elektrische Leiter zusammen, wobei die einander gegenüberliegenden Seiten jedes Moduls wechselweise als elektrische Leiter ausgebildet sind. Als elektrische Leiter wirken also entweder die Kante 16' und die gegenüberliegende, in der Zeichnung nach F i g. 2 nicht sichtbare Kante der Radiatorplatte 18 oder die Kante 17' und die gegenüberliegende Kante der Radiatorplatte 19. Alle anderen Außenkanten sind dagegen elektrisch isoliert. Die Stirnseiten jedes aus mehreren Moduln zusammengesetzten Thermogenerators sind durch ,an allen sich berührenden .Kanten isolierte _; ebenflächige Stirnplatten 2 verschlossen, die in F i g. 2 nur teilweise dargestellt sind.The individual modules are also mechanically connected to one another at the projections 16 a to 19 a, for example by screws, in such a way that the entirety of the radiator plates simultaneously forms the holding structure of the rod-shaped thermal generator, as shown in FIG. 2 shows. The modules connected in this way are electrically connected in series. Accordingly, two mutually opposite edges of a module cooperate with the same edges of the following module as electrical conductors, the mutually opposite sides of each module being alternately designed as electrical conductors. Either the edge 16 'and the opposite one, in the drawing according to FIG. 1, act as electrical conductors. 2 edge of the radiator plate 18, which is not visible, or the edge 17 'and the opposite edge of the radiator plate 19. By contrast, all other outer edges are electrically insulated. The end faces of each thermogenerator composed of several modules are insulated by, on all touching edges _; flat face plates 2 closed, which are shown in FIG. 2 are only partially shown.

F i g. 3 zeigt eine andere Ausführung eines Moduls für einen Thermogenerator. Die Teile dieser Ausführungsform, die denen der Ausführungsform nach Fig. 1 entsprechen, tragen die gleichen Bezugszeichen. F i g. 3 shows another embodiment of a module for a thermal generator. The parts of this embodiment, which correspond to those of the embodiment according to FIG. 1 have the same reference numerals.

Auf dem Kern 3 ist auf einander gegenüberliegenden Seiten jeweils ein in der Zeichenebene liegendes Thermoelement 31, 32 mit seiner Heißseite angeordnet, das jeweils aus einem p- und einem n-leitenden Schenkel 33, 34 bzw. 35, 36 mit hier halbkreisförmigem Querschnitt besteht. Die den beiden Thermoelementen eines Moduls zugeordneten, senkrecht zur Zeichenebene (F i g. 3) liegenden Radiatorplatten, z. B. 37, 38 bzw. 39, 40, sind zweiteilig ausgebildet, so daß jeder Schenkel eines Thermoelementes mit einer Platte verbunden ist. Auf drei Seiten der mit dem jeweiligen Schenkel eines Thermoelementes verbundenen Radiatorplatte schließt sich an diese einstückig ein im rechten Winkel nach außen überstehender Ansatz 41, 42, 43 an (F i g. 3 und 4). Auf der dem jeweiligen Schenkel eines ThermoelementesOn the core 3 is on opposite sides in each case a lying in the plane of the drawing Thermocouple 31, 32 arranged with its hot side, each consisting of a p- and an n-conductive Legs 33, 34 and 35, 36 with a semicircular cross-section here. The two thermocouples radiator plates, which are assigned to a module and are perpendicular to the plane of the drawing (FIG. 3), z. B. 37, 38 and 39, 40, are formed in two parts, so that each leg of a thermocouple with connected to a plate. On three sides with the respective leg of a thermocouple connected radiator plate is connected to this in one piece by a protruding outwardly at a right angle Approach 41, 42, 43 on (Figs. 3 and 4). On the respective leg of a thermocouple

zugewandten Seite sind dagegen lediglich kurze nach innen gerichtete Stege 44 und 45 vorgesehen (vgl. F i g. 4), an denen jeweils die Stege 44' und 45' der benachbarten Radiatorplatte desselben Moduls mechanisch, beispielsweise durch Schrauben, befestigt sind. Im Bereich dieser Stege sind die Radiatorplatten elektrisch gegeneinander isoliert. On the other hand, only short inwardly directed webs 44 and 45 are provided on the side facing it (cf. F i g. 4), on which the webs 44 'and 45' of the adjacent radiator plate of the same module are mechanically, for example by screws. In the area of these webs, the radiator plates are electrically isolated from one another.

Ein derart aufgebauter Modul Eignet sich — wie F i g. 4 zeigt — besonders zur Bildung eines flächenförmig zusammengesetzten Thermogenerators, da hier lediglich die aneinanderstoßenden Kanten zweier Radiatorplatten von zwei benachbarten Moduln in Stromdurchflußrichtung elektrisch leitend miteinander zu verbinden sind. Werden einzelne Moduln an mehr als zwei Seiten von benachbarten Moduln begrenzt, wie dies beispielsweise bei einem plattenförmigen Thermogenerator der Fall ist, so dienen als elektrische Leiter auch jeweils nur die Berührungsflächen der einzelnen Moduln, die in Richtung des Stromdurchlaufs liegen, während die übrigen Beruh- so rungsflächen gegeneinander elektrisch isoliert sind. Zur elektrischen Isolierung dienen zweckmäßig dünne Platten 47 oder Streifen. Die Begrenzungen eines jeden Moduls in Umfangsrichtung werden durch eine thermisch isolierende Füllung 29 gebildet, die in die zwischen dem Kern 3, den Thermoelementen 31 und 32 und den Radiatorplatten 37,38 einerseits und 39, 40 andererseits gebildeten Räume eingebracht ist. Da jeweils ein solches Füllstück den Raum zwischen den Thermoelementen zweier benachbarter Moduln ausfüllt, werden die Moduln als Einzelteile zweckmäßig jeweils nur auf einer Seite mit einem derartigen Füllstück versehen.A module structured in this way is suitable - how F i g. 4 shows - especially for the formation of a planar composite thermogenerator, because here only the abutting edges of two Radiator plates of two adjacent modules in the direction of current flow are electrically conductive with one another are to be connected. Are individual modules on more than two sides of adjacent modules limited, as is the case, for example, with a plate-shaped thermal generator, so serve as electrical conductors only the contact surfaces of the individual modules, which are in the direction of the Current flow lie, while the other Calming surfaces are electrically isolated from each other. Thin plates 47 or strips are expediently used for electrical insulation. The limitations of one each module in the circumferential direction are formed by a thermally insulating filling 29, which is in the between the core 3, the thermocouples 31 and 32 and the radiator plates 37,38 on the one hand and 39, 40 on the other hand formed spaces is introduced. Since in each case such a filler piece the space between the Fills thermocouples of two adjacent modules, the modules are useful as individual parts each provided with such a filler piece only on one side.

Um den gesamten Thermogenerator die erforderlich mechanische Steifigkeit zu verleihen, ist ein plattenförmig zusammengesetzter Thermogenerator gemäß F i g. 4 in Umfangsrichtung von einem Rahmen 50 umgeben, der gegen die angrenzenden Kanten der Radiatorplatten durch eine Isolierung 51 elektrisch isoliert ist. .In order to give the entire thermal generator the required mechanical rigidity, a Plate-shaped composite thermal generator according to FIG. 4 in the circumferential direction of a frame 50 surrounded by insulation 51 against the adjacent edges of the radiator panels is electrically isolated. .

Selbstverständlich ist auch bei dieser Ausführungsform jedes Thermoelement durch einen Schenkel eines Thermoelementes ersetzbar, so daß jedes Modul nur ein einziges Thermoelement enthält. Die Radiatorplatten werden in diesem Fall zweckmäßig einteilig ausgebildet und sind beim Zusammenfügen der einzelnen Moduln zu einem flächenförmigen Thermogenerator entsprechend der gewünschten elektrischen Schaltung elektrisch leitend oder elektrisch isolierend zu verbinden. -Of course, in this embodiment too, each thermocouple is provided with a limb of a thermocouple, so that each module contains only a single thermocouple. the In this case, radiator panels are expediently made in one piece and are when they are assembled of the individual modules to a sheet-like thermal generator according to the desired to connect electrical circuit in an electrically conductive or electrically insulating manner. -

Claims

Patent claims:

1. Thermogenerator with a radioactive heat source and semiconductor thermocouples, their alternating p- and η-conductive legs on the hot side via electrically conductive ones Bridges are connected and are connected to radiators on the cold side, thereby characterized in that several identical modules (1) are provided, each consisting of at least a semiconductor thermocouple (13, 14 or 31, 32) and a radioactive heat source (4) exist, in which each leg (9, 10, 11, 12 or 33, 34, 35, 36) with a Radiator plate (16, 17, 18, 19 or 37, 38, 39, 40) is directly connected electrically and mechanically, and in which the radiator plates (16,17,18, 19; 37, 38, 39, 40) common, enabling the individual modules (1) to be joined together Have contact surfaces (16a, 17a, 18a, 19a; 41, 42, 43).

2. Thermal generator according to claim 1, characterized in that the electrically conductive Bridges (5, 6, 7, 8) on the hot side of each module (1) provide the radioactive heat source (4) enclose.

3. Thermal generator according to claims 1 and 2, characterized in that each mode (1) is cuboid or cylindrical '* that the n- and p-conductive legs (9,10,11, 12) of each module (1) are arranged in a plane that the radiator plates (16,17, 18,19) of each module (1) have common abutting edges (20,21, 22, 23) and that the so formed modules (1) stacked on top of one another and joined together to form a rod-shaped generator are, the common abutting edges (20,21,22,23) of the radiator plates (16,17,18, 19) of a module (1) and the contact surfaces (16 a, 17 a, 18 a, 19 a) of the radiator plates of adjacent ones Modules (1) according to the circuit of the semiconductor thermocouples (13, 14) are connected in an electrically conductive or electrically insulated manner (FIGS. 1 and 2).

4. thermal generator according to claims 1 and 2, characterized in that each module Is cuboid that the legs (33, 34, 35, 36) of such a module in a Axis are arranged opposite one another and that the modules so formed on their Radiator-free outer surfaces are joined together to form a sheet-like generator, with the common contact surfaces (41, 42, 43) of the radiator plates (37, 38, 39, 40) of adjacent ones Modules electrically conductive according to the circuit of the semiconductor thermocouples (31, 32) or are connected in an electrically isolated manner (FIGS. 3 and 4).

1 sheet of drawings