DE1539336A1 - Thermoelektrischer Generator - Google Patents

Description

Thermoelektrischer Generator

Die Erfindung' bezieht sich auf einen thermoelektrischen Generator und betrifft insbesondere einen Generator, der mit einer radioisotypen Wärmequelle betrieben wird. Derartige Generatoren werden beispielsweise in Raumfahrtflugkörpern benötigt. Bei derartigen thermoelektrischen Generatoren, die nachfolgend kurz mit RTG bezeichnet werden und bei denen die Stromerzeugung durch Thermoelemente bewirkt wird, ist es wünschenswert, die von der Strahlungsquelle kommende Wärme gut zusammenzuhalten, um einen großen Temperaturgradienten in Bezug .auf die Thermoelemente zu erhalten und um damit eine hohe Spannung bei Milliampereströmen am Abgriff erzeugen zu können.

Ein zu starker Wärmefluß von der Wärmequelle an den Thermoelementen vorbei oder zur RTG-Gehäusewand hat es bisher schwierig oder unmöglich gemacht, die Wärme zusammenzuhalten und einen großen Temperaturgradienten zu erzielen. Die Thermoelemente an bekannten Generatoren arbeiten sehr oft unzuverlässig, ihre Montage ist sehr schwierig und teuer und die Zuverlässigkeit der Schweiß-, Lötünd Drillverbindungen läßt zu wünschen übrig« Sofern die bekannten eo Geräte mit Halbleitern ausgestattet sind, ist eine hohe Spannung bei MilliwattstrÖmen nicht erreichbar. Die bekannten Generatoren sind sehr schwierig zu handhaben und in ihrer Wirksamkeit und in ihrer Verwendbarkeit begrenzt, da gasförmige oder andere nicht-

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atomare Heizquellen'"benutzt werden und da der Wärmefluß von ' der Heizquelle zu bzw. durch die Thermoelemente nicht beherrschbar ist.

Bei anderen bekannten Generatoren werden die.Thermoelements vorgefertigt eingesetzt, was die Gesamtmontage erschwert«

Mit der vorliegenden Erfindung soll demgemäß die Aufgabe gelöst werden, einen thermoelektrischeη Generator zu schaffen» bei dem der Wärmefluß von der Wärmequelle zu άβη Kaltstellen durch die Thermoelemente auf ein Minimum reduziert ist, bei dem in !Reihenschaltung fortlaufend hintereinander die Thermoelemente angeordnet sind, wobei diese in geeignetem Kontakt mit den Heiß- und Kaltstellen gehalten werden, dessen Herstellung sehr einfach ist und bei dem sich die radioaktive Heizquelle sehr leicht einsetzen läßt und dies alles unter Berücksichtigung der Erzielung eines hohen Wirkungsgrades, einer langen lebensdauer und einer relativ hohen Leistung»

Diese Aufgabe ist nach der Erfindung mit einem thermoelektrischen Generator gelöst, der gekennzeichnet ist durch Heiß- und Kalttragbolzen für die Aufnähme eines fortlaufenden, dünnen, wider-• standsfähigen, metallischen Drahtes geringer Wärmeleitfähigkeit _f der unterbrochene, dünne, metallische Ummantelungsabschnitte geringer Wärmeleitfähigkeit aufweist, die als Thermoelemente mit ihren "kalten" und "heißen" Enden in Punktkontakt mit den Heiß- und Kalttragbolzen stehen»

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° Die lösung hat den Vorteil, daß sie einen leichtgewichtigen ^ ETG-Generator ermöglicht und daß durch sie das teure radioaktive

■^ Inventar auf ein Minimum reduziert ist, wobei jedoch eins zuver«-·

^OT lässige Funktion bei bemerkenswert hohen Temperaturen .über lange *** Betriebszeiten gewährleistet ist. Das erfindungsgemäße Thermo-

element "benötigt nur eine kleine radioaktive Wärme quelle, d.lu beispielsweise nur ein Watt zur Erzeugung von 5.5 V und 240 Milliamp* Zusätzlich, resultieren aus der Erfindung noch, zu erläuternde spezielle Merkmale, die in neuartigen Zweifa dithermoelementen bestehen, die bis zu hinderten vorteilhaft ohne eine Sehweiß-, lot- oder Verdriirverbindung zwischen den Drähten in Reihe geschaltet sind. Die Verbindungsstellen sind durch in Abständen angeordnete und elektropolierte Plattierungsdrähte gebildet oder durch in Abständen angeordnete elektroplattierte und unplattierte Drahtabschnitte, ferner ist ein neues abgedichtetes Hocfctemp^raturvakuumisolationss.ystein und eine schlecht wärmeleitend aufgehängte Brennstoffkapsel, ein feiner Drahtanschluß und ein Sammler vorgesehen.

An Hand einer beispielsweisen zeichnerischen Darstellung wird nachfolgend ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Generators näher erläutert.
In dieser Darstellung zeigt

Fig. 1 schematisch ein Thermoelementpaarj

Mg. 2 eine dem Thermoeleffientpaar entsprechende elektrische Schaltung j

Fig. 3 einen Teilschnitt durch eine Windung des erfindungsge- -mäßen {Thermoelementes5

Fig* 4 einen Schnitt längs linie IV-IV in Fi ;„ 3 j

Fig« 5 einen Schnitt durch einen RTG- mit dem erfindun^sgemäßen

Thernoelementsystemi

iig. 6 eine-? Schnitt längs Linie VI-YI in Fig. 5}

ο Fig« 7a einen Schnitt durch einen der Kalttragbolzen in Fig. 5}

Ot-. Figo 7b eine:-- Schnitt durch den anderen Kalttragbolzen in Figo 5;

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Fig. 8a einen Schnitt durch das Verdrahtungsende gemäß Fig. 5'$ · .·

Fig. 8b einen Schnitt durch das Anschlüßstück des Kalttragbolzens nach Fig. 8o;

Figo 8c eine Draufsicht auf das Verbindungsstück gemäß Fig« 8b| Fig« 9 einen schematischen Verdrahtungsplan des RTG nach Fig. 5j

Fig«. 10 einen Schnitt durch eine abgewandelte Ausführungsform des plattierten Thermoelementdrahtes gemäß .Fig. 4 und

Figo 11 einen Schnitt durch eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Thermoelementes«

Um die Funktion des erfindungsgemäßen Thermoelementes hinsichtlion, der Erzeugung elektrischer Energie zu erklären,; wird auf Fig. 1 Bezug genommen, in der schematisch ein Thermoelementpaar dargestellt ist« Der Thermoelementzweig A wird von einem unplattierten Drahtkernmaterial gebildet, während der Zweig B aus einem Drahtkern und einer Plattierung besteht. Th bezeichnet den "Heißpunkt" und Tc die "Kaltpunkte", wobei, was noch näher erläutert wird, diese Kaltpunkte in Reihe geschaltet sind-.-Zur Verdeutlichung dieses Typs einer Energieumwandlungsvorriohtung und zur Erklärung der thermoelektrischen Wirkung wird auf Fig. 2 Bezug genommen, die einen äquivalente Schaltung wiedergibt, die die verschiedenen Parameter umfaßt» Aus dieser Schaltung ergibt sich - - ' .

IR₁^IR₁-XR₁=O ' (2.1)

E- (1+ I)R₂-IR₁ =0 ( 2.-2.)'

wobei E die thermoelektrische Spannung des Elementes an den Verbundstellen unterschiedlicher Materialien ist» Zu beachten ist dabei, daß E nich gleich ist der offenen Kreisspannung des Elementes, und zwar wegen des Spannungsabfalles iRg, der sich bei Leerlaufbedingungen (I=O) ergibt. Wenn die sogenannten Seebeek-"■■ ■ koeffizienten der beiden Materialien bezogen auf ein Vergleichsmetall bezeichnet werden mit

+.W₁ und - #2 ,, dann ergibt sich ·

E = (Oi₁ +o(₂) ( Th - Tc) = oi4T oder <* = ™rjt '

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IterSeebeokkoeffizient des Thermoelementes sei definiert .als

wobei T » Th - fo, und V_ = Leerlaufspannung

Aias'den obigen Gleichungen (2_β1) und (2.2) ergibt sich die

R₁ (E - IR₁ - 2IR₂)

+ R₂

Aus den Leerlaufbedingungen I=O und

IT₀₀ = ER₁/R| + R₂ (2„6)

ergibt sich, daß V₀₀ sowohl von geometrischen als auch von Materialeigenschaften abhängig ist.

Wenn das Widerstandsverhältnis X= R₁ZR₂ definiert ist, wobei R₁ der Widerstand der Kerndrahtlänge (N) (L) und R₂ der Widerstand des Hülldrahtes ist, so wird der Thermoelementwiderstand ; R₂ X (X+2)

Aus der Gleichung (2„6) ergibt sich die Leerlaufspannung V₀₀ iö X ausgedrückt

OO ~ X+1 ^ '

Diese Gleichung (2.9) gibt die Leerlaufspannung des Thermoelementes als eine Funktion des geometrischen .Parameters X und der Thermoelementspannung E, die gleich istöCA T.

Die Entwicklung der Theorie der Thermoelemente, die zur äquivalenten Schaltung gemäß Fig. 2 führt, ist experimentell bestätigt wordene Mit Rücksicht darauf sind drej» Thermoelemente in Reihe geschaltet hergestellt worden, bestehend aus Nicrome-Draht als Kernmaterial, das mit Nickel plattiert war« V wurde mit einem Millivoltmeter gemessen bei heißen und kalten Verbindungstemperaturen von 52O⁰C und 80⁰C. Der Mittelwert des sich ergebenden Seebeck-Koeffizienten war

(Χ¹= V₀₀ /T = 25.8/iv/°C

Die Drahtdurohmesser wurden mit einem Mikrometer gemessen, der eine Genauigkeit von o.oooo5'' hatte. Dabei ergaben sich folgende Mittelwerte»

d₁ = Durchmesser des Nioromekernes = o.o483 "

909831/0613 ··'/*

■ - 6 -

dp = Durchmesser des plattierten Hicromezweiges = 0.00850 "■ X = 10o34

Zum Vergleich wurden die Seebeokkoeffizienten eines Nickel·=· " Nicrome-Paares in der gleichen Sestapparatur gemessen wie ein Nickel-Nicrome-Paar mit einem 0,005" Durchmesser. Die gemessene thermoelektrische Spannung "betrug 28,2 mikrovolt/°O_e Mit diesem Wert und mit dem oben für X angegebenen Wert ergibt sich rechnerisch für den Seebeckkoeffizienten eines. Niekel-Niorome-Zwei- ■ fachthermoelementes gemäß der Erfindung 25»7 mikrovolt/ 0, was genau mit .dem experimentell ermittelten Wert übereinstimmt, womit die Theorie bestätigt ist. ■

Die Kriterien für die Auswahl geeigneter Metalle und Metalllegierungen sind die thermoelektrischen Eigenschaften (leitungswiderstand, Seebeckkoeffizient, Wärmeleitfähigkeit) und gewisse mechanische Eigenschaften im Hinblick auf die Drahtherstellung· Die Zahl der geeigneten Metalle und Legierungen ist begrenzt. Es gibt zwar viele Materialien mit großen Seebeokkoeffizienten_f aber viele von diesen haben andere ungeeignete Eigenschaften, wie hohe Wärmeleitfähigkeit, nicht ausreichende mechanische Eigenschaften, niederen Schmelzpunkt oder sie kommen sehr selten vor_o In einigen Fällen sind die thermoelektrischen Eigenscahften streng abhängig von der Temperatur und sie fallen deshalb nicht in den Temperaturbetriebsbereiche

Die Ermittlungsergebnisse für im Temperaturbereich zwischen 500 und 100⁰O betriebsfähige Materialien mit einem Schmelzpunkt von nicht niedriger als 900°0, die auch zu Thermoelementdrähten ver-

«o arbeitbör waren, umfassen sechs positive und sechs negative Ma-

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·? terialien,"die 36 Kombinationen zulassen» Geeignetes positives

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φ Material und Kombinationen sinds Ui, Mo» Mn? Ni, Orj Ohromj ο Tungsten; Iridium«,

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*" Geeignetes negatives Material und Kombinationen sind!

Pd, Au; M, Cu) Mn, Ni, On j Cobalt f Niekeif Ni, Al; Mn, Si _β * /„

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Die Ergebnisse' von zehn Kombinationen, die eine hohe Wirksamkeit zeigten, sehen wie folgt- aus ι

' No* A B ODE F G

1 79M,20Mo Constantan 0.0563 0,5-37 332 1.019 0.315

2 20 leg Oonstantan 0.491 0.470 355 1.053 0.309 82Ni/i7Mo

3 Ohromet-P Oonstantan 0.397 0.381 363 I₀OOO '0*374 4- 20 leg Platine1-1503 0.0375 0.360 400 1.120 0.218

5■"."'. Onpron- Chrome1-P 0.0367 0.352 383 0.776 0.573

Spezial .-.'.'

6 Oupron- Ohrom .0.0339 0.326 425 0.813 0.264

Spezial

7 79M,20Mo Cobalt 0.0330 0.317 476 1.205 0.218

1 Mn

8 Tungsten Oonstantan O..33O 0.298 420 0.418 0.573

9 OhromeT~P Platine1-1503 0.0301 0.290 411 1_o055 0.252 20 Leg Cobalt 0.0268 0.258 528 1.270 0.230

Dabei bedeuten die Buchstaben A - G- j

A Kerndrahtmaterial -

B Plattierungsmaterial

C Kombinierter Kontrollfaktor (⁰K ~¹) χ 1θ"⁵

D Optimaler Wirkungsgrad TE fo .

E Anzahl der Elemente

F Optimaler Kerndurchmesser (in 1/1000")

5 Optimale Plattierungsdicke(in 1/1000")

In der Tabelle ist ein vorteilhaftes Constantan der Cupron-SpezialBrand einer Constantanlegierung aus 55 Teilen Cu und 45 Teilen Ni. Die 20 Leg enthält 79 Teile Ii, 20 Teile Mo und 1 Teil Mn. Bei Cupron-Spezial handelt es sich um eine Handelsbezeichnung der 'Fa. W.B. Driver Newark, N.J. für ein in seiner Qualität kontrolliertes Constantan. Jedes im Handel erhältliche Constantan dieser Le-. gierun« kann jedoch auch benutzt werden„Die 20 Leg ist eine Be-

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zeiohnung, die die Fa. Driver für ihre Niokel-Mölybdäri-Legierung,. " wie beschrieben, benutzt· Jede andere handelserhältliohe Le-

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gierung dieser Zusammensetzung kann jedoch, ebenfalls benutzt - _r. werden. · _v .

für eine maximale Wirksamkeit und eine minimale'Anzahl von EIe- | menten kommen die ersten beiden Kpmbinatio.nen der Tabelle infrage* I' In beiden Fällen ist Gonstantan für die Plattierung und die Mckel-Molybdän-Legierung für den Kerndraht vorgesehen. Die Mckel-Molybdän-Legierung wird aus verschiedenen Gründen gewählt· Ihr Widerstand ist höher als der von oonstantan und ergibt einen · größeren Kerndurchmesser, als wenn die beiden Materialien ver- ■ ■ ■/■ tauscht wären« Ihre Zugfestigkeit iBt.viel größer als die des öonstantans, so daß Wicklungen mit engeren Windungsabstand benutzt werden können, die eine größere Windungsspannung erfordern· Ferner bleibt der Nickel-Molybdän-Kern unberührt von der Elektropoliturlösung, die zur Entfernung der Gonstantan-Plattierung benutzt wird« Aus diesem Grunde ist die Durchführung der Elektropolitur weniger kritisch, da nur geringe Gefahr besteht, daß der Kern bei einer zu langen Politur unterschnitten wird· · Das Thermoelement nach der Erfindung gemäß Figo 3 und 4 enthält eine große Zahl von einzelnen Thermoelementen mit kleinen oder keinen Betriebs- oder Wärmeleitungsproblemen, wie sie sich bei in üblicher Weise geschweißten, hartgelöteten oder verdrillten Verbinduggen oder bei der Verwendung von Halbleiterelementen ergeben. '

Dieses System enthält eine große Zahl von Elementen in Reihenschaltung, und der Thermoelementdraht ist, falls erforderlich, sehr klein im Durchmesser, um eine angemessene Leistung abgreifen zu können. Aus diesem Grunde beträgt der Drahtdurchmesser 0.001 'bis 0.002". Wie in Fig. 3 dargestellt, enthält das Thermoelementsystem einen plattierten Abschnitt 5 und einen unplattierten

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AbBohnitt 4· Wie aus Mg. 4 erkennbar, besteht der plattierte Abschnitt aus einem inneren Metallkern 5 und aus einer äußeren [ - konzentrisch zum Kern angeordneten zylindrischen Plattierung 6„ Die beiden Materialien sind sioh gegenüberstehend angeordnet, um Heißpunkte 7 und Kalt punkte 9 zu bilden.,, ' In Mg· 5 ist eins Ausführungsbeispiel eines RTG 11 dargestellt. · -in einem Gehäuse 13 ist zwischen zwei Isolationskörpern 15 ein sogenannter Konverter 17 angeordnet, in dem eine radioisotope Wärmequelle 21 sitzt, durch die Wärme und damit der große Temperatürgradient des Zweifachthermoelementsystems 1 nach der Erfindung erzeugt wird, zur Erzielung einer hohen Milliwattleistung, Dieser RTG ,11 wird beispielsweise in Satelliten benutzt, selbstverständlich kann er auch überall dort zur Anwendung kommen, wo elektrischer Strom entsprechender Stärke benötigt wirdo Die Wärmequelle 21 besteht aus einer geschlossenen Kapsel 23 und aus einem röhrenförmigen äußerem Gehäuse 25. Beide bestehen aus 'feuerfestem Material. In der Kapsel 21 sitzt eine Brennstofftablette 27 aus beispielsweise Strontium-90 Titanat oder aus Plutonium-238₀ Diese Kapseln, die den radioaktiven Brennstoff enthalten, ermöglichen es, den ganzen sogenannten Konverter 17 vor Einsetzen der Wärmequelle 21 zu wickeln. Eine elektrisch-isolierte Fläche 29 trägt die Heißpunkt© 7 (Fig<,6) der Wicklung 33 und leitet die von der Quelle 27 entwickelte Wärme zu dies'en Heißpunkten. Vorteilhaft ist die Kapsel 23 mit einer Hülse 35 aus Tantal versehen und mit einer weiteren sogenannten Haynes-25 Hülse 37» die voneinander durch einen kleinen, mit Helium gefüllten Abstand (Nicht dargestellt) getrennt sind. Um diese Kapseln herum sitzt eine Hülse 41 aus rostfreiem Stahl, die eine durch !Flammspritzen aufgebrachte Oberfläche 29 aus Tonerde hat. Diese durch Flammspritzen aufgebrachte .'■■Flacher bildet den Grund für die Aufbringung der glatten Fläche zur Aufnähme der Thermoelementwirkung· Außerdem ist damit jede

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■■sohleohthaftende fläche eliminiert, da durch den SchleifVorgang alle ungeeigneten lagen der aufgesprühten Keramikmasse abgezogen werden. Das Gehäuse 13 besteht aus einem Metallzylinder 43 mit ' Deckeln 45 und 47» die nach Evakuierung der Kammer 49 dicht aufgeschweißt wurden. Das Vakuum dabei beträgt etwa 1/100 mm Qa«

ferner enthält das Gehäuse die Installation und die keramisch isolierten Stromdurchgriffe 51» Der Zylinder 43 und seine Deckel 45»47 bestehen vorteilhaft aus Aluminium und bilden den gewichtigsten Teil des Generators. Das Gehäuse wird als große Wärmekapazität benutzt auf der kalten Seite der Vorrichtung, um Temperaturachwankungen in den Kaltpunkten 9 zu verlangsamen, die einzutreten pflegen, wenn in der Umgebung schnelle Temperaturschwankungen eintreten ο Diese Elemente können auch aus Beryllium, Magnesium, Kupfer oder Stahl bestehen.

Die Konverterformgebung beeinflußt die Formgebung des Isolationssystems 15, das im einzelnen in Figo 5 darhestellt ist. Das Isolationssystem 15 besteht aus einem feinen Pulver, das den ganzen Konverterinnenraum ausfüllt, einschließlich des Raumes zwischen den Thermoelementwicklungen, Demgemäß muß die Isolation 15 dem Thermoelementstück 1 angemessen sein, d„h. es muß sich um ein "elektrisch isolierendes Pulver handeln, so daß benachbarte Windungen der Thermoelementwicklung nicht kurzgeschlossen werden. Es darf auch keine Anteile enthalten, die irgendwie zu Korrosion oder zu chemischen Reaktionen mit den anderen Geräteteilen führen können. Mit Rücksicht auf die förderung nach minimalem Gewicht und Volumen

ο des Generators, muß das Pulver ein geringes spezifisches Gewicht to

und eine extrem geringe Wärmeleitfähigkeit haben. Die Isolations-

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^ wirkung des Pulvers 'muß über eine lange Zeitspanne stabil bleiben,

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o» und es ist wünschenswert, daß die Isolation auch noch über den m . " - : '.'■

*·* Temperaturen der Heißpunkte wirksam bleibt. Schließlich, soll die

Isolation nicht dazu neigen, die ÄJIpM^rähte der Elemente oder · -

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andere Geräteteile während der Zusammenbringung oder infolge von Vibration oder Stößen mechanisch, zu beschädigen. !Tatsächlich.

*,. unterstützt das isolationssystem y wenn auch nicht erforderlich,

ι die physikalischen VerhältnisBe im Konverter und trägt zur Dämpfung * von Vibrationsiapulsen bei»

' für das Iaolfttionsmaterial wird Kieeelerdepulver verwendet, und zwar ist ein solches geeignetes Pulver das unter dem Handelenamen Santpoel A bekannte der 9a· Monsanto Chemical Corp., das mit 35$ Ferrosiliciumpulver versetzt ist, daa beispielsweise geeignet von der 7a· Union Carbide Corp· geliefert wird« Sie geringste gemessene Dichte dee mit Ferrosilicium mattierten Sieseierdepulvers beträgt 11.2 lbs/ft* (nach Desulfonierung und Evakuierung des Isolationsmaterials}· Dies ist mehr als das zweifache der Dichte des lose geschüttetenKieselerdepulvers,wie man es normalerweise erhält.

Bei der Präparation einer geeigneten Isolierung 15 wird das Ferrosilicium in einem Mörser gemahlen, bis es ein Sieb mit 325 Maschen passieren kann. Das Ferrosilicium und die Kieselerde werden in einem Vakuumofen getrocknet, um die freie Feuchtigkeit zu entfernen. Das Kieselerdepulver wird mit 55$ des Ferrosiliciums in einem Mischer gemischt. Geeignete Pflanzenmarkkügelchen im Mischer sorgen dafür, daß die Kieselerde nicht zusammenballt und daß die Mischungsbestandteile homogen verteilt werden·

Mit der nächsten Behandlungsstufe wird Wasser entfernt und Schwefelkomponenten in der Kieselerde aufgeschlossen. Zu diesem Zweck wird das Isoliermaterial in eine Quarzröhre gebracht und mit dieser auf 980 — 1100⁰C mindestens 4-8 Std. lang gehalten. Der Ofen dazu ' wird ständig evakuiert, um die ausgetriebenen Komponenten, insbe-

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sondere Wasserdampf und Schwefel abzuziehen« Die Eöhre wird βtändig unter Vibration gesetzt, so daß durch die Bewegungen de· Pulrere jkeine Sinterung bei der gehobenen Temperatur eintreten kann* Das · Material in der Eöhre wird dann auf etwa 21⁰O heruntergekühlt., Danach wird eine Mischung aus 50# Ziroonhydrid-uiid 50J$ Tltanhydridpulver zugemischt. Lediglich t/2jt der Hydridmischung ist erf order- .

lieh, um Eestgase, die im Generator noch entwickelt werden, aufzunehmen. Bei dieser Mischung handelt es sich um eine Substanz, die in ein Vakuum eingeführt wird, um Gase zu entfernen} im vorliegenden Pail handelt es sich um eine gasabsorbierende Substanz. ■ Danach wird die Eöhre nochmals erwärmt und zwar auf 425 - 48O⁰C für 30 Minuten, um die Hydride zu zersetzen und in hochaktivee Z ir·* con- und- Titanpulver zu überführen, das dann über die ganze Isolation verteilt ist. Der Generator wird mit der Eöhre verbunden, wobei das Isolationsmaterial ständig unter Vakuum gehalten wird. Das Pulver mit der gasabsorbierenden Substanz rieselt durch seine Schwere in das Generatorgehäuse durch ein Eohr, das später abgezwickt werden kann, um so das ganze System unter Vakuum abzuschließen. Das Generatorgehäuse wird während der Füllung unter Vibration gehalten» um eine möglichst große Packungsdichte an allen Stellen zu erhalten· Dieses neuartige Isolationsmaterial wurde für eine spezielle Verwendung im Eahmen der vorliegenden Erfindung entwickelt, was nachfolgend näher erläutert wird.

Der Generator besteht im wesentlichen aus folgenden Teilen *

Die den Brennstoff mitumschließende Hülse 25, die durch sechs Drähte 55 aus rostfreiem Stahl hoher "Festigkeit, an den Platten 57 und 59 aufgehängt ist.

Die beiden Aluminiumplatten 57 und 59 sind fest durch die beiden

^MKalt^Mbolzen 61, 63 zusammengehalten. Ein mittlerer Anschluß 65

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bildet mit dem Bolzen 61 ein Teil, und die Enden 69,71 der Wicklung 33 bilden Teile des zweiten "Kaltbolzens^w 63. Der Doppel- .' , thermoelementdraht 1 ist in einem einzigen Zug um die beiden Bolzen 61,63 und das Brennstoffgehäuse 25 gewickelt. Der Gehäusedeckel 45 enthält eine Anzahl mit Keramik isolierter und damit fest mit dem Deokel verbundener Stifte 51· Der Deckel 45 wird selbst nach -. den letzten Montage arbeit en auf das Gehäuse 43 aufgeschweißt. Die Konverteranordnung 17 bildet eine Funktionseinheit. Wenn ein elektrisches Heizelement in die Brennstoffkapsel 25 eingesetzt wird» kann der Konverter 17 auf leistung geprüft werden; d.h. Stromstärke und Spannung können gemessen werden» Ein kompletter und mit radioaktiven Brennstoff versehener Konverter 17 wird innerhalb des Gehäuses 13 mit einer pulverförmigen Wärmeisolation 15, wie erläutert, abgeschirmt.

Die Spanndrähte 55 sind fächerförmig* und in einer gedahcten Hantel- ■ fläche eines Kegelstumpfes liegend von beiden Enden der Kapsel 25 zu den Platten 57 und 59 gespannt, die dicht mit dem Zylinder 13 und den Gehäusedeckeln 45»47 verbunden sind. Diese Drähte haben eine geringe Wärmeleitfähigkeit und große Zugfestigkeit bei erhöhter Temperatur, wodurch sie effektiv die Kapsel 25 derart isoliert, daß nur eine sehr kleine Wärmemenge von der Brennstoffkapsel an das Gehäuse 13 übertragen werden kann. Diese Drahtanordnung und die Anordnung des Thermoelementdrahtes 1 um die Bolzen 61,63 herum, gestattet die Einbringung der Brennstoffkapsel nach der Montage der

^Thermoelemente. Ein geeignetes Hochtemperaturdrahtmaterial ist beio

J55spielsw*ise Draht aus AMS 355 rostfreiem Stahl. Die Drähte 55

oolaufen in form von gewickelten Federn 81 aus, die an den Deckeln

und 59 sitzen. Buroh die Federwioklungen ergeben sich viele {^Kontaktstellen für die Drähte, wodurch Spannungen und Yibrationwn in den Drähten und damit an der Kapsel 25 reduziert werden. Vor-

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teilhaft sind die Federn mit einem Trookensohmiermittel, wie : Molybdändisulf id umfüllt. Die Platten 57,59 dienen dazu, die ... ■". Bolzen 61,62 zu halten und zur Verankerung der Spanndrähte 55, ferner um eine Anschlußfläche für die Anoden bei der Elektropolitur zu geben, um den gewünschten Teil der Plattierung .6 zu entfernen« Schließlich dienen sie als Zwischenstück zwischen Konverter und Deckel 45 und um Wärme von den Bolzen 61,63 an das Gehäuse zu übertragen. Diese Platten 57,59 werden vorteilhaft aue Preßguß hergestellt.und eloxiert, um eine elektrische Isolationzu erhalten.

An den beiden "Kaltbolzen"..61,6?, ist gemäß Fig. 7a der Bolzen mit einem mittleren Anschluß 65 versehen, während der andere Bolzen gemäß Fig. 7b mit zwei Klemmen 69 und 71 ausgestattet ist, Die beiden Bolzen 61,63 haben die Aufgabe, der Konverterkonstruktion einen steifen Aufbau zu verschaffen, die geringen Wärmemengen, die von der Konverterwicklung 33 kommt, an die Platten 57 und 59 'weiterzuleiten, eine elektrische Isolation zwischen den Wicklungen 33 zu bilden und für diese eine steife Auflage zu bilden, auf der diese straff aufgewickelt werden kann, so daß die Drahtabstände unter allen Bedingungen erhalten bleiben. Beide Bolzen sind aus rostfreiem Stahl 303 gefertigt und hinsichtlich Steifigkeit, Widerstand gegen Elektropoliturlösung, Haftfähigkeit für eine aufgesprühte Polytetratfluoräthylenbeschichtung zum Zwecke elektrischer Isolation und Aufnahmefähigkeit von Halteschrauben zu ihrer Befestigung an den Endplatten 57 und 59 audgewählt. Der Anschluß 65 besteht aus silberplattiertem Kupfer, um eine Oberfläche zu haben, auf der der Anschlußdraht leicht angelötet * werden kann. Im Bereich der Isolation 15 sind Doppeldrähte um den mittleren Anschluß 65 nach der Elektropolitur gewickelt, die das Plattierungsmaterial vom Kern fernhalten, um das unplattierte Thermoelementteil 4 (Fig. 3) entstehen zu lassen. Die Anephluß-

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draht· sind altSilberbronze beschichtet, die bei Trocknung den Draht in ?örm hält, line Polytetrafluorätnylenummantelung

■wird in citohs Schichten auf die Bolzen 61,63 aufgebracht, wovon jede etwa eine Stärke von 0.0005" hat, so daß die Gesamtdicke etwa 0.003* beträgt. Für die erste Schicht, die als Unterlage dient, wird das unter der Handels- und Typenbezeichnung 850-201 der Fa* DuPont bekannte Material benutzt· Bei der Deckschicht wird von DuPont*Üype 851-214 IFE-Fluor-Kohlenstoff benutzt und grün emailliert. Die Beschichtung wird so vorgenommen, daß es praktisch unwahrscheinlich ist, daß irgendwelche Löcher oder Prorösitäten

; auftreten können«

Der verwendete Thermoelementdraht hat einen Außendurchmesser von 0*0019"· Obgleich er mit Rücksicht auf diesen Durchmesser relativ fest ist ( er hat etwa eine Bruchlast von etwa 125 g bei Eaumtemperatur), muß s*hr große Sorgfalt auf die Formgebung der Drahtenden verwendet werden· Eine geeignete Ausführungsform ist die der Fa. AMP,Inc«/Harrisburg,Pa. Wie in den Figuren 8 a-c dargestellt, besteht ein solcher Drahtendungsbereich aus einer Hülse 91· einer Lasche 93 an der Hülse 91 und aus einem Pfropfen 95, der zur Halterung des feinen Drahtes in die Hülse 91 eingekeilt ist. Der schwere Draht, der zur Endplatte führt, ist am Anschluß angelötet. Die Vorteile dieser Anschlußausbildung sind folgende: Die Gefahr, den sehr feinen Draht zu beschädigen oder zu zerstören (Verglichen mit Lot- oder Schweißbefestigung) ist auf ein Minimum reduziert; es wird ein*sehr niedriger Kontaktwiderstand erreicht (50-100 Mikro-Ohm) und die Montage der Wicklung ist erleichtert. Die Anbringung des Drahtes ist einfacher zu handhaben als bei einem LÖtvorgang.

Die Hülse 91, der Pfropfen 95 und die Lasche 91 sind mit einer sehr dünnen Schicht von etwa 0.0001" aus .Zinn versehen, um eine

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gute elektrische Leitfähigkeit zu erzielen und das Löten zu er— · leichtern,, Der Anschluß genügt den Anfofderungen hinsichtlich Vibrationsverträgliohkeit. Im Vakuum wird bei Betriebstemperatur eine gewisse Diffusiom zwischen den verzinnten Flächen auftreten, wodurch die Festigkeit der Verbindung noch" erhöht wirdo Diese Anschlüsse sind Isolationsstücken 97 zugeordnet, die aus ΟοΟβΟ" dicken Platten auf der Basis von Fiberglas-Silizium hergestellt sind, welches Material einen idealen Isolator darstellt und Angriffen von Elektropolitursäuren widersteht und das im Vakuum bis zu Temperaturen von 93 0 stabil bleibt.

Der Anschluß 65 am thermoelektrischen Konverter 17 bewirkt, daß sich etwa fünfzehn Wicklungen des Thermoelementdrahtes im elektrischen Nebenschluß befinden_o Um Ή aktive Thermoelemente zu erhalten, ist es also notwendig (^- + 15) Wicklungen vorzusehen«, ' In Fig. 9 ist ein Schaltbild des radiaktiv beheizten Generators 11 dargestellt, \«/orin die Enden 101 und 103 die Kaltpunkte bilden, die mit dem Anschluß 65 verbunden sind« 105 und 107 sind die "Heißpunkte" und 109 und 1/11 de ^;;^r_xisklemmen des Generators« Für Testzwecke empfiehlt es sich, ein Meßthermoelement, aus Chrom (iTeil) und Alaun (ITeil) vorzusehen., so daß die Brenntemperatur (indirekt) bei allen Versuclisbedingungen mitgeteilt werden kann»· Ein an den Kaltpunkten verbundenes Thermoelementpaar aus Chrom (ITeil) und Alaun (ITeil) wird am Anschluß 65 angeschlossen, um als Beobachtungselement für Temperaturänderungen bei momentaner Umgebungstemperatur zu dienen. Die Chromalaunpaare'bestehen aus "36iger" Draht und die G-e.neratorZuleitungen aus "28iger" zinnplattierten Kupferdraht (Amerikanische Standard Dimensionen), . ■ ■ '

Für eine bestimmte Aufgabe haben das Wickeln und die Elektropolitur gezeigt, daß vorteilhaft nicht mehr als 320 Wicklungen.-bei der vorliegenden Dirüensionieruni? aufgebracht v/erien sollten» Aus der

^r- 909838/0653 _O./1₇

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nachfolgenden Tabelle geht auch hervor, daß das Minimum-der Heißpunktstemperatur bei etwa 410⁰C liegen soll und daß ein minimaler Wärmefluß schätzungsweise eintritt bei Th = 47O⁰Oo

T " Δ T

⁰O ⁰O

TE

Έ	Wicklungs
Elemente	anzahl
470	250
494	262
524	278
585	307
655	342
740	385

dg . Wicklungsabstand

480 370 0.370

470 358 0.347

455 345 0.316

425 315 0.277

400 288 0.239

370 260 0.207

1_o20
ίο24
1o27

2 ο 00 2 ο 06 2o12

1.35 2o24 1o42 2.37 1o51 2 ο 51

4o00

3 ο 24 2o65 2 ο 05

Die letzten drei Spalten sind in lOOOstel Zoll angegebene

Aus diesen Daten ergibt sich die zulässige Toleranz zwischen dem Kerndraht und dem Außendurchmesser des Doppeldrahtes/die π±κ wie folgt definiert ists .

Größe des Kerndrahtes :.1.2 - 1o35 (tOOOstel Zoll) Größe des Außendurchmessers s 2_e00- 2.24

Das optimale Verhältnis von Außendurchmesser/Innendurchmesser be-. trägt 1o67o Es steht fest, daß der thermoelektrische Wirkungsgrad ( J TE) mit zunehmender Plattierungsdicke von einer optimalen Dicke aus eher abnimmt als umgekehrt. Es wird deshalb vorgezogen, daß die Toleranz beim Verhältnis Außendurchmssser/lnnendurchmesser negativ ist, d.h. das gewünschte Verhältnis soll etwa 1.63 - 1.67-betragen.'

Bei der Herstellung des plattierten Thermoelementdrahtes wird in der co üblichen Weise vorgegangen, d.h. ein Kerndraht wird in der üblichen

Größe in ein Rohr aus Plattierungsmaterial. mit entsprechend gut angepaßten Innendurchmesser eingebracht, wobei die Durchmesser de beiden Materialien so abgestimmt sind, daß sich das richtige Plattierungsverhältnis ergibt. Diese Drahtkombination wird dann •kalt durch ein immer kleiner werdendes Drahtziehstück gezogen, bis

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. - 18 -

der Draht seine gewünschte Endgröße hat» Die Kerndrahtstücke werden in längen von 15" und 0.200" Durchmesser gelieferte 12" Längsstücke eines Cupron Plattierungsstückes von 5/8" werden irr Längsrichtung auf einer Ziehbank auf einen Durchmesser von 0.210" gebohrt» Der Außendurchmesser wird dann auf 0»300" konzentrisch zum Innendurchmesser abgedrehte

Nach sorgfältiger Reinigung und Entfettung des Kerndrahtes und des Hohldrahtes wird der Kern in das Rohr eingesetzt, und diese Einheit wird dann gezogen. Die erste Reduktion wird bei geringer Geschwindigkeit, starkem Zug und mit einem einzigen .Zugwerkzeug unter Verwendung einer Trockenseife als Schmiermittel durchgeführt, bis das Werkstück stark gelängt ist. Dann wird es leicht gekühlt und die Zugkräfte werden reduzierte Das Drahtende muß konisoh zugeformt werden, bevor es in das Ziehstück einheführt werden kann» Diese Ausformung erfolgt kalt im Gesenk für die größeren Drähte, während die feineren Drähte durch Elektropolitur in heißer Säure behandelt werden» Die anfänglichen Redaktionen erfassen zunächst das äußere Drahtteil, der gelängt und auf den Kerndraht eingeht» Wolframcarbidziehstücke werden bis zu Ziehdurchmessern von 0.030" benutzte Für kleinere Durchmesser werden mit Diamanten besetzte Ziehstücke verwendet»

Die weiteren Reduktionen werden auf Mehrach-Ziehbänken mit Öl als Schmiermittel durchgeführt, wobei der Draht durch mehr als sechs Ziehstücke kontinuierlich hindurchgezogen wird. Die Zugkräfte werden

α, durch eine Spillmaschine aufgebracht, die mit höhere Geschwindigkeit

to läuft wenn der Draht schneller läuft, denn mit zunehmender Längung

. reduziert sich der Querschnitt. Die Ziehmaschine für die Endfeinheit «o

_o des Drahtes zieht den Draht durch mehr als 20 Ziehstücke, die mit

en ,

σ» einer Seifenlösung geschmiert werden.
«*>

Während des Ziehens härtet sich das Material, und es muß zwischen-

BADORIGiNAL .»/19 ■

.· COP^ «

geglüht werden, um seine Ziehfähigkeit wiederzuerhalten. Der Draht wird aber auch nach Erreichen seiner Endgröße nochmals normalisiert, da sich ein solcher Draht besser legt und nicht zur Bildung von Schleifen beim V/i ekeln neigt« Der Draht wird in bekannter Weise normalisiert, indem er durch eine Schutzatmosphäre in einem langen rohrförmigen Ofen gezogen wird. Die Temperatur betraft dabei 900°°

Die Querschnittsreduktion des Drahtes führt zu einer Längung von etwa 25 000 Fuß, wobei das Ausgangsdrahtsoick eine Länge von einem luß hatte. Der Drahtverlust durch die Zuspitzung kann bis zu 50$ der ganzen Länge ausmachen» Eine sorgfältige metallographische Untersuchung des fertigen Drahtes ist erforderlich, um beschädigte Abschnitte festzustellen»

Der Thermoelementdraht nach der Erfindung ist abschnittsweise elektroplattiert, um im Hinblick auf die zu erzeugende EMK zwei sich .gegenüberstehende Materialien zu erhalten» Die Herstellung des Thermoelementes ist demgemäß ein wichtiger Teil der Erfindung, da es schwierig sein würde, die elektropolieren ader elelttroplattierter Elemente aus geraden Drahtstücken herausteilen und dann den in Abständen plattierten Draht dicht und mit relativ kleinen Krümmungsradien um den Konverterrahmen ku wickeln. Eine unvermeidliche Toleranz in der Länge der Plattierungsabschnitte würde dazu führen, d.i.? --l-v- /i i-Linäi ii.-;astellen sich in falscher Position befinden. Ferner würden die polierten Abschnitte viel weniger flsz-cibel sein als die des urs^aMnglich unpolierten Drahtes und wurden außerdem

cd -beim ".Wickeln .viel leichter brechen.
ο

Erfinduii'is_t;eni::(? wird- der Konverter in eine geeignete ElektroOolitur-

ό lösung eingelegt, und es wird ein 1»4 Volt Anoden-Kathodenpotential cn

<"' an die Thermoe-le-mentwickluns 33 vermittels einer geeigneten Stromes ·

erneue an relent, und zwsr an dan '^π·-ΐ1, von <3=m die P 3 at ti eruna: '/u

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BADORIGINAU

entfernen ist. Der Entfernung folgt eine Reinigung mit Ultra- · , ' schall, mit Wasser und schließlich mit Azeton. Danach wird der -/ Konverter neutralisiert, um Politursäurereste zu entfernen, und . zwar in NH- OH (mit einem pH-Wert von 11-12) für drei Minuten. Daran schließt sich eine Spühlung in Wasser, Methylalkohol und Azeton für jeweils zwei Minuteri an. Getrocknet wird mit Infrarot- . heizung ο -

Bei Betrieb des Generatord wurde beobachtet, daß die G-eneratorleistung und der Wirkungsgrad ansteigen, wenn die Umgebungstempe-* ratur, mit 113 angedeutet, abnimmt.

Ferner wurde festgestellt, daß der vorgesehen Wert Tj₁= 480 0 (o^ere Grenze), welche Grenze nur auf· SNAP-15B (Abkürzung für,t system for a Nuclear Auxiliary Power) anzuwenden ist und der · in diesem Fall nur durch die Natur des ausgewählten radioaktiven Elementes bestimmt wird, deshalb ein konservativer Wert zur Erzeugung einer geplanten Abgriffsspannung von 5»5 Volt und 240 Milliamp bei einer Umgebungstemperatur von 74°C oder weniger ist. Die Wärmequelle 21 in der Hülse 41 bzw. im Gehäuse 25 bildet einen "Heißbolzen", dessen Ausdehnung unter Wärme zu einer Spannung des Thermoelementdrahtes auf diesem Bolzen führt. Die radioaktiven Tabletten sind demgemäß leicht zu handhaben und erwärmen die Heißpunkte 7» um eine hohe thermoelektrische Leistung zwischen den Heißpunkten 7 und den Kaltpunkten 9 über eine lange Betriebszeit zu erzeugen. Bei einem Ausführungsbeispiel lagen folgende Werte vor t

Q Komponente $etriebsbedingung

^ Heißpunkttemperatur 48O⁰O

ω _η

co Kaltpunkttemperatur ' 93 0 .'

Max«. Seebeck Koeff. (⁸V₁+*) 86AV/°G

Max. Kontrollfsktor (bestimmt die -3 ₀

Höchstleistung einer thermoelektrischen Q-s-04-66 10 / C ■

Einrichtung)

ο „/21

(O O CO

σ> cn ω

Seebeck Koeff.. als Berechnungsgrundlage Kontrollfaktor (zugrundegelegt) Max« thermoelektrischer Wirkungsgrad angesetzter therm.-el_oWirkungsgrad größter Kerndurchmesser (li=1<, 179")

größter Durchmesser des Futters Anzahl der Elemente -(7^5.5T / I^ = 240 Anzahl der Wicklungen Wärmeleitung durch die Elemente Isolationswärmeverlust Totaler Wärmefluß

Max ο Iieistungsabgriff Gesamter thermischer Wirkungsgrad

77.5 0.0386 0.45/»

1.2 1/1000 " 2 ο OO 1/1OQO "■ 470 . 250

380 mw (Milliwatt) 600 mw 980 mw 1.2 mw 0.135 $>

Bei einer anderen Ausführungsform besteht das erfindungsgemäße Doppelthermoelement aus einem plattierten Teil, wobei zwischen Plattierung 6 und Kern 5 gemäß Pig. 10 eine Diffusionszwischenschicht 115angeordnet ist, deren grundsätzliche Wirkung darin besteht, als Wärmeableiter zwischen dem Heiß-bolzen und dem Kaltbolzen zu dienen. Der Wärmebetrag, der durch Ableitung durch die Zwischenschicht g'eleitet wird, kann aus einer Wärmeleitungsgleichung ermittelt werden. Der thermoelektrische Wirkungsgrad kann dann ermittelt werden durch die Elektromotorische Kraft am Abgriff geteilt durch die gesamte, den Thermoelementdrähten mitgeteilte Wärme. Geeignete Materialien für eine solche Zwischenschicht sind: Palladium, Rhenium, Zircon, Kohlenstoff und Grraphit» Davon ist Palladium ein ausgezeichnetes Zwischenschichtmaterial, das den thermoelektrischen Wirkungsgrad TE nur von 0«446^ auf 0<,438$ reduziert. Bei isothermischen Diffusionsversuchen wurde festgestellt, daß, obgleich die Kombination von Kerndraht ( 20 Leg) und Oupronplattierung eine Zwischenschicht bei 480oO nicht erfordert, eine solche Zwischen-

../22

schicht bei Betriebstemperaturen von über 538⁰O über Perioden - . von 5 Jahren und mehr vorteilhaft isty ohne die thermoelektrische Leistung herabzusetzen. ■

Bei einer weiteren Ausführungsform gemäß Fig. 11, sind zwei unabhängig voneinander abgeordnete Doppelwindungen 301 und 303 vorgesehen, die in der gleichen Lage um die Bolzen 61 und 63 gewickelt sind. Diese Bauart wird benutzt, wenn eine höhere Spannung und / oder eine größere Kraft bei den gleichen G-rößenverhältnissen'gefordert wird. Da die Wärmeisolation ungeändert bleibt, wird der gesamte thermische Wirkungsgrad vergrößert, ohne daß sich dabei ein besonderes Problem bei der Elektropolitur ergibt» Die Isolationszwischenstücke 305 können aus jedem nichtporösen Keramikmaterial oder aus mit Keramik überzogenem Metall bestehen und diese Zwischenstücke können beispielsweise auf die bereits vorhandenen Bolzen aufgeschraubt werden. Geeignete Beschichtungs- und Versilberungsanstriche werden angewendet, um einen guten Stromkontakt der Wicklungen 301 und 303 sicherzustellen« Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß mehrfache Spannungen vom Generator geliefert werden, daß das Generatorgehäuse verkürzt wird und daß" sich ein zentraler Anschluß ergibt« Die Spulen 301,303 und 33 sind äquivalente

Aas dem Vorherigen geht hervor, daß die Brennstoffkapselaufhängung effektiv die Wärme einer radioaktiven Quelle gut zusammenhält und daß es nicht nötig ist, die thermische Isolation oder die Thermo-

J₀ elementwicklung als Tragelement heranzuziehen„ Drähte mir geringer

ο '

co thermischer Leitfähigkeit und sehr hoher Festigkeit werden benutzt

OO .

ω . und in einer Anordnung verspannt, die es erlaubt, daß der Zwelfach-

OO .

Q draht einen unbeachtlichen Teil des gemeinsamen Gewichtes von _m Brennkapseln und Brennstoff gehäuse trägt.,

Es ist verständlich, daß die Thermoelemente nach der Erfindung

"benutzt werden können, um Uhren anzutreiben, chemische Batterien aufzuladen, um die Strahlungskraft von Sonnenzellen zu messen,
wobei die Strahlungskraft im "Heißbolzen" gebündelt wird, ferner für Wind- und G-asströmungsmessung in der jetzt benutzten Art mit beheizten Spulen oder für Vakuummessung o.dglo

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Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE V · -

   ( 1*<r) Thermoelektrischer Generator» bestehend aus einem Gehäuse mit '■ Thermoelementen und einer Wärmequelle, g e k e η η ζ e i c h η et. durch Heiß- und Kalttragbolzen für die Aufnahme eines fortlaufen« den, dünnen, widerstandsfähigen,." metallischen¹ Drahtes geringer Wärmeleitfähigkeit, der unterbrochene,' dünne, metallische Ummantelungsabschnitte geringer Wärmeleitfähigkeit aufweist, die als Thermoelemente mit ihren "kalten" und "heiöen" Enden in Punktkontakt mit den Heiß- und Kalttragbolzen stehen₀

   Generator nach. Anspruch 1, dadurch gekenn-

   ζ e i c h η e t, daß die auswechselbare Wärmequelle in dem • Heißbolzen angeordnet ist, an dem tangierend die Thermoelementdrähte vorbeilaufen ο ·'

   Generator nach Anspruch 1 und /oder 2, g e k e η η ζ e i c h net durch eine den Heißtragbolzen bildende, einen radioaktiven Brennstoff enthaltende Kapsel, die mit Isolationselementen zwischen Endplatten des Generatorgehäuses gehalten ist, wobei zu beiden Seiten des Heißtragbolzens ebenfalls zwischen den Gehäuseendplatten die beiden Kalttragbolzen angeordnet sind und ferner durch einen einer Reihenschaltung entsprechenden, in Folgeabschnitten plattierten Thermoelementdraht, der in kontinuierlicher Schraubenlinie um die Kaltbolzen, den Heißtragbolzen tangierend und einschließend,gewickelt ist, wobei jeder Wicklungsgang zu zwei Thermoelementen mit zwei Heißpunkten im Bereich des Heißtragbolzens und zwei Kalt punk te im Bereich der. Kalttragbolzen ausgebildet ist.

   4» Generator nach Anspruch 3, dadurch g e k e η η ζ e i c h-. net, daß der plattierte Thermoelementdraht in. scharfen Abständen » zur Ausbildung zweier sich gegenüberstehender Materialien im

   . 909838/0S53

   BAD ORIGINAL

   Hinblick auf die Thermoelementwirkung elektropollert ist. 9# Generator nach Anspruch 3$ dadurch gekenn ze i c h-{ net, daß der Heiß tragt) öl ζ en einerseits durch dünne, hochfeste. Stahldrähte und andererseits durch getrübte Kieselerde von den Gehjluseendplatten distanziert gehalten ist₀ ■

   ^v 6· Generator nach Anspruch 3, d a d u r c h ge k e η η ζ' e i c hnet, daß die aus Stahldrähten bestehenden Isolationselemente zu den Gehäuseendplatten gespannt sind, die eng gewickelte Schraubenfedern aufweisen, zwischen deren Windungen ein Trockenschmiermittel eingelagert sind, zur Führung der zwischen die Schraubenfedern eingeführten Stahldrähte₀ ·

   7· Generator nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e η η ζ e i c hn e t, daß.der Thermoelementdraht aus zwei distanzierten, konzentrischen Thermoelementspulen aufweist, die aus einem M-Mo-Kern und aus einer Constantanplattierung besteht, die getrennte Anschlußklemmen aufweisen.

   8· Generator nach-Anspruch 3, d a d u r c h' g e k e η η ζ e i c hn e t, daß die Drahtplattierung abwechselnd entfernt ist, um Abschnitte mit jeweiligen Anschlüssen auszubilden, an denen die unplattierten Stellenenden und die plattierten beginnen«,

   9* Verfahren zur Herstellung von in Reihen geschalteten Thermoelementen aus plattierten Drähten, in Generatoren nach Ansprüchen 1-8, g e k e,η η ζ e i c h η e t durch Elektropolitur der plattierten Drähte unter Entfernung von Plattierungsabschnitten und unter Ausbildung von Verbindungsstellen, an denen die polierten Abschnitte und die unpolierten Abschnitte beginnen.

   90SS38/&6£3

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