DE1932927C3 - Thermogenerator - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Thermogenerator nut Thermoelementen, deren Schenkel aus Segmenten aus p- und n-leitenden thermoelektrisch verschiedenen Materialien bestehen, die in verschiedenen Stufen einer Kaskade angeordnet sind, und bei dem wenigstens ein Schenkel aus wenigstens drei p- und n-leitenden Segmenten aufgebaut ist. die in der gleichen Kaskadenstufe angeordnet und elektrisch in Reihe und thermisch parallel geschaltet sind.

In Thermogeneratoren sind viele Thermoelemente so vereinigt, daß jeweils ihre heißen oder kalten Lötstellen in einer Fläche, nämlich der Heiß- bzw. Kaltseite des Thermogenerators, liegen. Jedes Thermoelement besteht aus einem Thermoelementschenkelpaar mn je einem p- und n-leitenden Thermoelementschenkel aus thermoelektrisch wirksamem Material. Durch Kontaktbrücken aus elektrisch und thermisch leitendem Material werden die Thermoelementschenkel an ihrer Heiß- und Kaltseite so elektrisch leitend mit einem benachbarten Schenkel verbunden, daß alle Thermoelementschenkel elektrisch in Reihe und thermisch parallel lie gen. Sowohl die Heiß- als auch die Kaltseite der Ther moelemente sind im allgemeinen mit einem Wärmeaustauscher verbunden, der durch eine Schicht aus thermisch leitendem und elektrisch isolierendem Materiell von den Kontaktbrücken getrennt ist.

Der Wirkungsgrad des Thermogenerators wird wesentlich bestimmt durch den Wärmeleitungskontakt zwischen den Thermoelementschenkeln und den Wärmeaustauschern. Der Temperaturgradient zwischen Heiß- und Kaltseite des Thermogenerators ist in Schenkelachsenrichtung groß und außerdem noch örtlich verschieden. Hieraus resultieren thermische Ausdehnungen in Schenkelachsenrichtung, die ebenfalls örtlich verschieden sind und sehr groß sein können. Wegen dieser Ausdehnungskräfte muß die örtliche Fixierung der Thermoelementschenkel zwischen den Wärmeaustauschern mechanisch sehr stabil sein. Außerdem muß beim Einbau der Thermoelement schenkel noch beachtet werden, daß sich Fertigungstoleranzen in der Schenkellänge nicht vermeiden lassen.

In Thermogeneratoren für hohe Temperaturen mit einem entsprechend großen Temperaturgradienten bestehen die Thermoelementschenkel aus Segmenten verschiedenen, thermoelektrisch wirksamen Materials. Das Material für die Segmente ist so ausgewählt und die Abmessungen, insbesondere das Verhältnis von Länge zu Querschnitt des Segments so festgelegt, daß jedes Segment im Temperaturbereich maximaler ther-

moelektrischer Effektivität des verwendeten Materials liegt Mit diesen segmentierten Schenkeln erhält man entsprechende Verbesserung des Wirkungsgrades; Fehlanpassungen sind jedoch nicht zu vermeiden (US A.- Patentschrift 3 208 835).

Die thermischen Dehnungskräfte werden in solchen Thermoelementen dadurch kompensiert, daß in ;edem Schenkel zwischen zwei Segmenten ein flexibles Verbindungsstück angeordnet wird (deutsches Gebrauchsmuster 6 753 172). Auch die Kontaktbrücken zwischen Thermoelementschenkeln können flexibel ausgebildet sein (USA.-Patentschrift 3 064 064).

Aus der »Zeitschrift für angewandte Physik«, Band X (1958), S. 361 bis 368 ist nun eine besondere Anordnung von Thermoelementen zur thermoelektrischen Kuhlung bekannt, die zur Verbesserung der Kühlleistung als sogenannte Teilkaskade aufgebaut ist. Werden gemäß dieser Anordnung einzelne Schenkelsegmente zur Bildung eines Thennogenerators der eingangs genannten Art jeweils in verschiedenen Stufen der Kaskade angeordnet, so lassen sich die erwähnten Fehlanpassungen weitgehend vermeiden. Der Wirkungsgrad eines solchen Thei mogenerators ist bezüglich der Effektivität der für die Segmente und Schenkelstücke verwendeten thermoelektrisch wirksamen Materialien optimiert. Die Enden der Thermoelemente der einzelnen Kaskadenstufen sind jeweils an einer gemeinsamen Brücke befestigt, die als Wärmeverteiler wirkt. In Thermogeneratoren für hohe Temperaturen treten jedoch nun zu den bereits erwähnten thermischen Ausdehnungskräften in Richtung der Schenkellängsachse, insbesondere in den Kontaktstellen der Segmente der Thermoelementschenkel einer Kaskadenstufe mit den Segmenten der anschließenden Kaskadenstufe, zusätzliche thermische Ausdehnungskräfte senkrecht zur Schenkellängsachse auf, weil dort unterschiedliche Materialien miteinander verbunden sind. Beim Aufbau eines Thermogenerators als Teilkaskade muß somit auch eine Kompensation dieser Ausdehnungskräfte vorgesehen sein. Außerdem muß die Kontaktierung elektrisch und thermisch gut leiten. Die Kontaktierung ■ 1 technisch schwer herzustellen und erfordert im allgemeinen mehrere Arbeitsgänge. Ersch ort wird die Kontaktierung durch die unterschiedlichen Schmelzpunkte der verwendeten Halbleitermaterialien und durch die unterschiedlichen Lottemperaturen.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Thermogenerator mit als Teilkaskade aufgebauten Thermoelementen zu schaffen, bei dem die thermischen Ausdehnungskräfte, die in Schenkellängsachse und in den Kontaktstellen der Segmente einer Kaskadenstufe und der Segmente der anschließenden Kaskadenstufe auftreten, mit einfachen Mitteln kompensiert sind. Ferner soll der Thermogenerator in einfacher Weise hergestellt werden können.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Thermogenerator der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der elektrische Verbindungsleiter zwischen einem der p- und η-leitenden Segmente einer Kaskadenstufe und dem zugeordneten Segment der anschließenden Kaskadenstufe flexibel gestaltet ist, daß mindestens eine getrennte, ebenfalls flexible, ausschließlich wärmeleitende Verbindung zwischen den übrigen Segmenten der einen Kaskadenstufe und dem zugeordneten Segment der anschließenden Kaskadenstufe vorgesehen ist und daß als elektrische Verbindungs- bzw. Anschlußleiter der p- und η-leitenden Segmente der einen Kaskadenstufe jeweils ein Metallbolzen vorgesehen ist, der in einem Durchbruch eines Wärmeaustauschers elektrisch isoliert und thermisch leitend befestigt ist. Während die Stromübertragung von dem Segment der zweiten Kaskadenstufe nur zu dem zugeordneten Segment der ersten Kaskadenstufe erfolgt, sind zur Wärmeübertragung noch weitere Verbindungen zwischen den Kaskadenstufen vorgesehen.

Vorzugsweise besteht der elektrische Verbindungsleiter aus zwei Teilstücken, von denen wenigstens eines flexibel ist, und die miteinander mechanisch verbunden sind. Auch die flexiblen Kontaktbrücken der Kaskade können aus je zwei Teilstücken bestehen, von denen wenigstens eines flexibel ist, und die mechanisch miteinander verbunden sind. Als flexibler Leiter kann ein Silberzopf und als mechanische Verbindung eine Kerbverbindung oder eine Schraubverbindung vorgesehen sein.

Die thermischen Ausdehnungskräfte in Schenkellängsrichtung werden mit der flexiblen Verbindung zwischen den Kaskadenstufen kompensiert, wobei zugleich eine gute Wärmeleitung sichergestellt ist. Eine Beschädigung der Segmente wird dadurch vermieden, daß die Segmentenden der einen Kaskadenstufe und die Enden der Segmente der anschließenden Kaskadenstufe frei im Raum hängen. Thermische Ausdehnungen senkrecht zur Schenkellängsachse werden durch die Elastizität der flexiblen elektrischen Verbindungsleiter und der flexiblen ausschließlich wärmeleitenden Verbindung ausgeglichen.

Die Teilstücke der elektrischen Verbindungsleiter können auch mechanisch miteinander verbunden werden. Damit erhält man ein einfaches Herstellungsverfahren, bei dem die Segmente der Thermoelementschenkel mit den Teilstücken des flexiblen elektrischen Verbindungsleiters metallurgisch verbunden werden und anschließend die entsprechenden Teilstücke mechanisch miteinander verbunden werden.

Die ausschließlich thermisch leitende Verbindung kann mit den flexiblen Kontaktbrücken der p- und η-leitenden Segmente der einen Kaskadenstufe verbunden sein.

Ferner können zwei mit einer flexiblen Kontaktbrükke verbundene p- und η-leitende Segmente der einen Kaskadenstufe mit beidseits metallisierten Keramikplatten kontaktiert und die von den Segmenten abgewandten Seiten der Keramikplatten mit der ausschließlich thermisch leitenden Verbindung verlötet werden. Damit erhält man eine thermisch gut leitende Verbindung zwischen dem Segment der anschließenden Kaskadenstufe und diesen Kontaktbrücken. Durch diese flexiblen Verbindungen werden die thermischen Ausdehnungskräfte kompensiert, und der teilkaskadierte Thermogenerator bleibt betriebssicher.

Die als Metallbolzen gestalteten elektrischen Anschluß- und Verbindungsleiter gewährleisten eine gute Wärmeabführung an den kalten Wärmeaustauscher, weil die gesamte Mantelfläche der Bolzen zur Wärmeabführung dient.

Für den Zusammenbau des Thermogenerators werden nach dem Kontaktieren der Thermoelementschenkel die Metallbolzen jedes Segments in die vorbereiteten Durchbrüche des Wärmeaustauschers eingesetzt. Dann ist der zweite Wärmeaustauscher anzubringen, und schließlich sind die Thermoelementschenkel und die Segmente der einen Kaskadenstufe elektrisch in Reihe zu schalten. Hierzu werden die Metallbolzen mit den Metallschienen verschraubt. Auch dieses Verfahren für den Zusammenbau des Thermogenerators ist ohne

aufwendige Maßnahmen durchzuführen.

Die Metallbolzen können aus Aluminium hergestellt und an den Flächen, die den Wärmeaustauscher berühren, eloxiert sein. Sie können auch aus Kupfer hergestellt und an den Flächen, die den Wärmeaustauscher berühren, aluminiert und eloxiert sein. Die Metallbolzen können mit einer elektrisch isolierenden und thermisch leitenden Lackschicht überzogen sein. Vorzugsweise sind die Metallbolzen in die Durchbrüche des Wärmeaustauschers mit einem elektrisch isolierenden und thermisch leitenden aushärtbaren Kunststoff eingegossen.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der F i g. I und 2 näher beschrieben. In den Figuren sind verschiedene Ausführungsformen der einen Kaskadenstufe dargestellt. Gleiche Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

In F i g. 1 ist eine Teilansicht des Thermogenerators teilweise im Schnitt längs der Linie I-l der F i g. 2 dargestellt. Die Thermoelementschenkel sind aus je einem Segment 1 und einer Kaskadenstufe mit den drei Segmenten 2 zusammengefügt. Die Segmente 1 können aus p- und η-leitendem Material sein. Besonders geeignet ist eine Ge-Si-Legierung oder PbTe. Die drei Segmente 2 sind p- und η-leitend. Als Materialien sind PbTe oder Bi2Te3/Sb2Te3 für die p-leitenden Segmente und Bi2Tej/Bi2Se3 für das η-leitende Segment geeignet. Bei dem im folgenden beschriebenen Thermogenerator sind die Segmente 1 aus einer GeSi-Legierung und die Segmente 2 einer Kaskadenstufe aus dem obengenannten, Bi2Te3 enthaltenden Mischkristall hergestellt.

Auf die der einen Kaskadenstufe zugewandte Stirnfläche des Segmentes 1 ist eine Wolframplatte 3 aufkontaktiert und auf die Wolframplatte 3 eine Silberplatte 4 aufgelötet Durch die Wolframplatte 4 wird ein Eindringen des Silberlotes und des Silbers der Platte 4 in das Segment 1 verhindert An die Silberpiatte 4 ist ein Silberzopf 5 angelötet, der mit einer Kupfer- oder Silberplatte 6 verlötet ist die auf dem ersten Segment 2 der einen Kaskadenstufe über eine Zwischenplatte aus Kupfer oder Aluminium aufgelötet ist. Über eine Kontaktbrücke 8 ist das erste Segment 2a der einen Kaskadenstufe mit dem zweiten Segment 2b elektrisch leitend verbunden. Die Leitfähigkeit des Segments 2b ist entgegengesetzt zur Leitfähigkeit des Segments 2a. Das Segment 2b ist über einen Silberzopf 9, der eine flexible Kontaktbrücke darstellt, mit dem dritten Segment 2c der einen Kaskadenstufe elektrisch leitend verbunden. Die Leitfähigkeit des Segments Ic ist gleich der Leitfähigkeit des Segments 2a und entgegengesetzt zur Leitfähigkeit des Segments 2b. Durch die beschriebenen elektrischen Verbindiaigen sind das Segment 1 und alle Segmente 2a bis 2c elektrisch τι Reihe geschaltet Welche Leitfähigkeit für die Segmente 2 gewählt werden muß. hängt von der Leitfähigkeit des Segmentes 1 ab. Für ein p-leitendes Segment 1, wie es in der F i g. 1 dargestellt ist, ist das Segment 2a p-leitend. das Segment 2b η-leitend und das Segment 2c p-leitend. Für ein η-leitendes Segment 1 ist das Segment 2a n-leitend, das Segment 2b p-leitend und das Segment 2c wiederum n-Ieitend.

An die Silberplatte 4 ist ein zweiter flexibler Leiter 10. der wiederum ein Sifberzopf sein kann, angelötet. An diesen Silberzopf 10 ist eine Silberplatte 11 und an diese .Silberplatte 11 über einen weiteren Silbcr/opf 12 eine weitere Silberplatte 13 angelötet. Die Silbcrptaitcn 11 und H sind mit beidscits metallisierten Kerumik.pl.it ten 14 verlötet. Die Keramikplatten 14 sind thermisch leitend und elektrisch isolierend, sie können aus Aluminiumoxyd oder Berylliumoxyd hergestellt sein. Die zweite metallisierte Seite jeder Keramikplatte 14 ist mit einer Kontaktplatte 6 der Segmente 26 und 2c verlötet. Über die flexiblen Leiter 5 und 10 sind alle Segmente 2 thermisch parallel geschaltet, wobei durch die Keramikplatten 14 die Segmente 2b und 2c gegen das Segment 1 elektrisch isoliert sind.

In den teilkaskadierten Thermoelementschenkeln liegen also das Segment 1 und die Segmente 2 elektrisch in Reihe, und die Segmente 2 sind thermisch parallel geschaltet. Mit einer Optimierungsrechnung lassen sich die Abmessungen der Segmente 1 und 2, d. h. ihr Querschnitt und ihre Länge, so anpassen. dai3 gegenüber Thermoelemeitschenkeln, die aus Segmenten ohne Kaskade aufgebaut sind, eine Erhöhung des Wirkungsgrades von ungefähr 6 auf ungefähr 10% erhalten wird.

Die flexiblen Leiter 5 und 10 sind aus je zwei Teilstücken aufgebaut, die mit einer Kerbverbindung 15a und 15b mechanisch verbunden sind. Der Vorteil dieser mechanischen Verbindung, die auch eine Schraubverbindung sein kann, liegt in dem erleichterten Herstellungsverfahren für den Thermoelementschenkel. Es können unabhängig voneinander die Silberplatte 4 mit Silberzöpfen verlötet und an die Kontaktplatte 6 bzw. die Silberplatien 11 und 13 Silberzöpfe angelötet wer den. Erst nach Fertigstellung aller Kontakte werden die Teilstücke der Silberzöpfe 5 und 10 verkerbt. Da die Materialien der Segmente der einen Kaskadenstufe und der Segmente der anschließenden Kaskadenstufe im allgemeinen stark unterschiedliche Schmelzpunkte aufweisen und daher auch die Schmelzpunkte der verwendeten Lote stark unterschiedlich sind, bietet dieses getrennte Verlöten die Sicherheit daß kein Material durch eine zu starke Erhitzung beim Kontaktieren ge schädigt wird. Das Herstellungsverfahren für die Thermoelementschenkel ist daher für eine Serienfertigung geeignet.

Insbesondere in den Kontaktplatten 4 und 6 können seitliche thermische Ausdehnungen auftreten, die bei einer starren Verlötung oder bei starren Kontaktbrükken zur elektrisch leitenden Verbindung zwischen den Segmenten der Kaskadenstufen und zwischen den Segmenten der einen Kaskadenstufe untereinander zu einer Zerstörung des Thermoelementschenkels führen können. Durch die flexible Ausbildung des elektrischen Verbindungsleiters 5 und der Kontaktbrücke 9 zwischen den Segmenten 2b und 2c werden diese thermischen Ausdehnungen kompensiert Das gleiche bewirkt der flexible. die ausschließlich wärmeleitende Verbindung herstelle ide Leiter iö und der flexible Leiter IZ mit denen die Segmente 2b und 2c thermisch leitend mit dem Segment 1 verbunden sind. Auch die thermische Ausdehnung des Segmentes 1 und der Segmente 2 in Schenkellängsrichtung wird über die flexiblen Leiter 5 und 10 kompensiert da sich das Segment 1 urd die Segmente 2 in den freien Raum zwischen dem Segment und der Teilkaskade hinein ausdehnen können. Bruchgefahr im Thermoelementschenkel ist daher durch die flexiblen Leiter 5,10.9 und 12 vermieden, und der Thcr moelcmentschenkel ist betriebssicher.

Das .Segment 1 des Thermoelementschenkels ist auf seiner, von der die Segmente 2 enthaltenden kuskadensiufc abgewandten Stirnfläche mit einer Kontaktbrückt: Ift kontaktiert, über die das Segment 1 mit dem Segment eines benachbarten Thermoelement si henkeis clekii im ti li-tend /u einem Thermoelement wrhiiniii-n

ist. Die Leitfähigkeit des Segmentes der benachbarten Thermoelementschenkel ist der Leitfähigkeit des Segmentes 1 entgegengesetzt. Als Kontaktbrücke 16 eignet sich für Thermoelementschenkel aus einer Germanium-Silizium-Legierung vorzugsweise eine Metall-Silizium-Legierung, beispielsweise (Moo.reCoo.5<i)o.iSio.9. Die Kontaktbrücken 16 sind in Einsenkungen eines Wärmeaustauschers 17 gelagert. Diese Einsenkungen können auch Durchbrüche durch den Wärmeaustauscher 17 sein. Damit erhält man den Vorteil, daß im Wärmestromweg zwischen einer Wärmequelle und der Kontaktbrücke 16 kein zusätzlicher Wärmewiderstand vorhanden ist. wodurch der Wirkungsgrad des Thermogeneraiors ebenfalls optimiert wird. Zur elektrischen Isolation ist zwischen der Kontaktbrücke 16 und dem Wärmeaustauscher 17 eine elektrisch isolierende und thermisch leitende Materialschicht 18 vorgesehen, die aus Aluminiumoxyd oder Berylliumoxyd hergestellt sein kann.

Auf die vom Segment 1 abgewandten Stirnflächen der Segmente 2 sind Metallbolzen 19 aufgelötet, die in Durchbrüchen eines Wärmeaustauschers 20 stecken. Diese Metallbolzen 19 können aus Aluminium oder Kupfer hergestellt sein. Bei Metallbolzen 19 aus Aluminium sind die Seitenflächen des Metallbolzens eloxiert. Bei Metallbolzen 19 aus Kupfer sind die Seitenflächen aluminiert und eloxiert. Außerdem können die Seitenflächen mit einem elektrisch isolierenden und thermisch leitenden i^ack. der beispielsweise ein Kunststoff auf Polyimidbasis sein kann, überzogen werden. Durch die Eloxal- oder Lackschicht werden die Metallbolzen 19 elektrisch von dem Wärmeaustauscher 20 isoliert. Vorteilhaft ist es. die Metallbolzen 19 mit einem aushärtbaren Kunststoff 21 in die Durchbrüche des Wärmeaustauschers 20 einzugießen. Dieser Kunststoff muß ebenfalls thermisch leitend und elektrisch isolierend sein.

Die Metallbolzen 19 ragen durch den Wärmeaustauscher 20 hindurch und auf ihnen sind auf der den Thermoelementschenkeln entgegengesetzten Seite des Wärmeaustauschers die Kontaktbrücken 8 zur elektrisch leitenden Verbindung der Segmente 2 aufgebracht. Mit einer weiteren Kontaktbrücke 22 wird außerdem das Segment 2c mit dem Segment eines benachbarten Thermoelementschenkels elektrisch leitend verbunden, wobei das Segment des benachbarten Thermoelementschenkels eine zum Segment 2c entgegengesetzte Leitfähigkeit aufweist. Durch die Kontaktbrücken 18 und 22 werden also alle Thermoelementschenkel des Thermogenerators elektrisch in Reihe ge schallet. Die Konlaktbrücken 8 und 22 sind Metall schienen, die auf die Metallbolzen 19 mit Schrauben 23 aufgebracht sind, die in Sacklöcher der Metallbolzen IS verschraubt sind.

Durch die Metallbolzen 19 wird eine gute mechanische Fixierung der Thermoelementschenkel sichergestellt. Außerdem wird mit diesen Metallbolzen 14 das Herstellungsverfahren für den Thermogenerator äußerst vereinfacht. Zum Zusammenbau des Thermogenerators werden die Metallbolzen 19 in die Durchbrüche des Wärmeaustauschers 20 gesteckt und mit dem aushärtbaren Kunststoff 21 vergossen. Erst anschließend wird der zweite Wärmeaustauscher 17 auf die Kontaktbänken 16 aufgebracht und am Wärmeaustauscher 20 thermisch isoliert befestigt. Es können auch die Kerbverbindungen 15 erst nach dem Einbau der Metallbolzen 19 in den Wärmeaustauscher 20 fertiggestellt werden. Mit diesem Herstellungsverfahren ist

ao eine Serienproduktion des Thermogenerators ermöglicht.

Hinzuweisen ist noch auf eine weitere Verbesserung, die bei dem Thermogenerator nach F i g. 1 vorgesehen ist. Die Durchbrüche für die Metallbolzen 19 sind nicht

»5 im Wärmeaustauscher 20, sondern in einem Metallstück 24 vorgesehen, das sich konisch auf den Thermoelementschenkel zu verjüngt und das in einem Durchbruch des Wärmetaustauschers 20 befestigt ist. Zum Zusammenbau des Thermogenerators lassen sich die Thermoelementschenkel in der beschriebenen Weise auf dem Metallstück 24 aufbauen, und erst danach wird das Metallstück 24 in den Wärmeaustauscher 20 eingepaßt. Dies bringt eine weitere Vereinfachung des Herstellungsverfahrens. Außerdem ist es möglich, Thermoelementschenkel des fertigen Thermogenerators auszutauschen. Hierzu müssen nur die Schrauben

23 gelöst und das Metallstück 24 aus dem Wärmeaustauscher 20 entfernt werden. Eine Reparatur des Thermogenerators ist damit ermöglicht.

♦o In F i g. 2 ist eine Draufsicht auf den Wärmeaustauscher 20 nach F i g. 1 dargestellt. In jedem Metallstück

24 sind zwei Thermoelementschenkel, nämlich ein p-leitender und ein η-leitender befestigt, die über die Kontaktbrücke 16 elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Über die Kontaktbrücke 22 ist beispielsweise das p-leitende Segment 2c mit einem n-leitendcn Segment eines benachbarten Thermoelementschcnkels elektrisch leitend verbunden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

509 630/96

Claims (10)

Patemansprüche:

1. Thermogenerator mit Thermoelementen, deren Schenkel aus Segmenten aus p- und n-leitenden thermoelektrisch verschiedenen Materialien bestehen, die in verschiedenen Stufen einer Kaskade angeordnet sind, und bei dem wenigstens ein Schenkel aus wenigstens drei p- und n-lekenden Segmenten aufgebaut ist, die in der gleichen Kaskadenstufe angeordnet und elektrisch in Reihe und thermisch parallel geschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Verbindungsleiter (5) zwischen einem der p- und n-1eitenden Segmente (2a. 2b, 2c) einer Kaskadenstufe und dem zugeordneten Segment (1) der anschließenden Kaskadenstufe flexibel gestaltet ist, daß mindestens eine getrennte, ebenfalls flexible, ausschließlich wärmeleitende Verbindung (10) zwischen den übrigen Segmenten (2b. Zc) der einen Kaskadenstufe und dem zugeordneten Segment (1) der anschließenden Kaskadenstufe vorgesehen ist und daß als elektrische Verbindungsbzw. Anschlußleiter der p- und η-leitenden Segmente (2a. 2b. 2c) der einen Kaskadenstufe jeweils ein Metallbolzen (19) vorgesehen ist, der in einem Durchbruch eines Wärmeaustauschers (20) elektrisch isoliert und thermisch leitend befestigt ist.

2. Thermogenerator nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die ausschließlich wärmeleitende Verbindung (10) mit einem flexiblen, die p- und η-leitenden Segmente (2b. 2c) der einen Kaskadenstufe thermisch verbindenden Leiter (12) verbunden ist (F ig. 1).

3. Thermogenerator nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die ausschließlich wärmeleiten de Verbindung mit einer flexiblen Kontaktbrücke der p- und η-leitenden Segmente der einen Kaskadenstufe verbunden ist.

4. Thermogenerator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden durch eine flexible Kontaktbrücke (9) verbundenen p- und n-leitenden Segmente (26. 2c) der einen Kaskadenstufe mit beidscits metallisierten Keramikplatten (14) kontaktiert sind und daß die von diesen Segmenten (2b. 2c) abgewandten Seiten der Keramikplatten (14) über den diese Segmente thermisch verbindenden Leiter (12) und über die ausschließlich wärmeleitende Verbindung (10) mit dem Segment (1) der weiteren Kaskadenstufe verlötet sind.

5. Thermogenerator nach Anspruch 1. dadurch so gekennzeichnet, daß die Metallbolzen (19) aus Aluminium bestehen und an den Flächen, die den Wärmeaustauscher (20) berühren, eloxiert sind.

6. Thermogenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallbolzen (19) aus Kupfer bestehen und an den Flächen, die den Wärmeaustauscher (20) berühren, aluminiert und eloxiert sind.

7. Thermogenerator nach einem der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallbolzen (19) mit einer elektrisch isolierenden und thermisch leitenden Lackschicht überzogen sind.

8. Thermogenerator nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallbolzen

(19) in die Durchbrüche des Wärmeaustauschers

(20) mit einem elektrisch isolierenden und thermisch leitenden aushärtbaren Kunststoff (21) eingegossen sind.

9 Thermogenerator nach einem der Ansprüche 5 bis 8 dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei Metallbolzen (JS) an '4er den p- und n-leitenden Segmenten (2a. 2b, 2c) der einen Kaskadenstufe gegenüberliegenden Sehe des Wärmeaustauschers (20) durch eine als Kontaktbrücke dienende Metallschiene (8.22) miteinander verbunden sind.

10. Thermogenerator nach einem der Ansprüche 5 bis 9. dadurch gekennzeichnet, daß die den in einer Kaskadenstufe angeordneten p- und n-Ieitenden Segmenten (2a. 2b. 2c) eines Schenkels zugeordneten Metallbolzen (19. 21) m einem gemeinsamen Metallkörper (24) eingesetzt sind, der seinerseits in dem Wärmeaustauscher (20) angeordnet ist