DE456198C

DE456198C - Thermoelectric column made of stacked, insulated panes

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Publication number: DE456198C
Application number: DED46000D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1924-06-20
Filing date: 1924-08-19
Publication date: 1928-02-21

Description

Thermoelektrische Säule aus übereinandergeschichteten, voneinander isolierten Scheiben. Den Gegenstand der Erfindung bildet eine thertnoelektrische Säule aus übereinandergeschichteten, voneinander isolierten Thermoelementen aus Drähten oder Bändern, insbesondere für die_ Speisung von Verstärkerröhren für drahtlose Telegraphie, bei welcher das Neue darin besteht, daß die Enden der in an sich bekannter Weise aus sternförmig angeordneten Thermoelementen bestehenden scheibenförmigen Elemente so miteinander verbunden sind, daß der durch die -Säule fließende Strom in benachbarten Scheiben nach der entgegengesetzten Richtung fließt, zum Zwecke der Vermeidung von Selbstinduktionswirkungen.Thermoelectric column made of stacked one on top of the other isolated discs. The subject of the invention is a thermoelectric Column of thermocouples stacked on top of each other and isolated from each other Wires or ribbons, in particular for powering amplifier tubes for wireless Telegraphy, in which the novelty consists in the fact that the ends of the in itself known Way, consisting of star-shaped thermocouples, disk-shaped Elements are connected to each other so that the current flowing through the column flows in the opposite direction in adjacent slices, for the purpose the avoidance of self-induction effects.

Diese Anordnung ist insbesondere bei der Anwendung der Thermosäule für die Speisung von Verstärkerröhren für drahtlose Telegraphie und Telephonie viel vorteilhafter, da die Selbstinduktion eines in einem Hochfrequenzkreis eingeschalteten Thermoelementes für diese Hochfrequenzströme schon stark drosselnd wirken kann.This arrangement is particularly useful when using the thermopile for the feeding of amplifier tubes for wireless telegraphy and telephony a lot more advantageous, since the self-induction of a switched on in a high-frequency circuit Thermocouple can already have a strong throttling effect for these high-frequency currents.

Auf der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt.In the drawing, the subject of the invention is in one embodiment shown.

Es zeigt: Abb. i schematisch eine Draufsicht einer ein Element der Thermosäule bildenden Scheibe, - Abb. a schematisch einen Aufriß, welcher die Verbindung der einzelnen Elemente untereinander zeigt, Abb. 3 schematisch einen senkrechten Schnitt durch die Säule ohne Rahmen, Abb. q. schematisch einen senkrechten Schnitt einer Säule mit Zubehörteilen, Abb. 5 diagrammatisch die Veränderungen der elektromotorischen Kraft einer Thermosäule als Funktion der Durchschnittstemperaturen der heißen Lötstellen (Leerlaufcharakteristik), Abb. 6 diagrammatisch die Änderungen der Potentialdifferenzen an den Endklemmen einer Säule als Funktion der Leistung (Belastungscharakteristik).It shows: Fig. I schematically a plan view of an element of the Thermopile forming disc, - Fig. A schematically an elevation showing the connection of the individual elements one below the other, Fig. 3 schematically shows a vertical one Section through the column without frame, Fig. Q. schematically a vertical section a column with accessories, Fig. 5 diagrammatically shows the changes in the electromotive Power of a thermopile as a function of the average temperatures of the hot solder joints (No-load characteristic), Fig. 6 diagrammatically shows the changes in the potential differences at the end clamps of a column as a function of power (load characteristic).

Auf verschiedenen Radien eines Kreises a, welcher in Abb. i der Zeichnung in strichpunktierten Linien angedeutet ist, sind abwechselnd eine Reihe von geradlinigen Drähten b, c aus zwei verschieden thermoelektrischen Metallen derart angeordnet, daß - das eine Ende jedes Drahtes auf dem äußeren Umkreis a und das andere Ende auf dem Kreis d liegt, der zu dem Kreis a konzentrisch innerhalb liegt. Die Drähte b sind in ausgezogenen Linien gezeigt, während die Drähte c strichpunktiert angedeutet sind.On different radii of a circle a, which is indicated in Fig and the other end lies on circle d which is concentric with circle a inside. The wires b are shown in solid lines, while the wires c are indicated by dash-dotted lines.

Von den auf der Kreislinie a liegenden Enden der Drähte sind immer je zwei zusammengelötet, das Ende von c mit b2, das Ende von c2 mit b3 USW.; in gleicher Weise sind die auf der Kreislinie d liegenden Enden zusammengelötet, das Ende von b mit c, das Ende von b2 mit e2 usw. Auf diese Weise sind alle Elemente hintereinandergeschaltet. Auf der Kreislinie a liegen lediglich die Enden von b und c3 frei und enden in Klemmen e, f.Two of the ends of the wires lying on the circular line a are always soldered together, the end of c with b2, the end of c2 with b3, etc .; in the same way, the ends lying on the circular line d are soldered together, the end of b with c, the end of b2 with e2, etc. In this way, all elements are connected in series. Only the ends of b and c3 are exposed on circular line a and end in terminals e, f.

Eine Reihe solcher Scheiben g, h, i usw. werden unter Zwischenlegung von konzentrischen Scheiben j aus Asbest oder anderem feuerbeständigen Material zu einer Säule übereinandergeschichtet, und zwar derart, daß die Lötstellen, die auf dem Kreis a liegen, über die genannten Isolierscheiben weiter vorspringen als die Lötstellen auf dem Kreis d.A number of such disks g, h, i, etc. are stacked in a column with the interposition of concentric disks j made of asbestos or other fire-resistant material, in such a way that the soldering points on the circle a protrude further over the insulating disks mentioned than the solder points on the circle d.

Um die Selbstinduktion der Säule möglichst herabzusetzen, sind die in gerader Anzahl angeordneten Scheibenelemente so angeordnet, daß ungleiche Metalle der einzelnen Thermoelemente in einer Radialebene liegen und die übereinanderliegenden Klemmen abwechselnd zu verschiedenen Metallen gehören: die Klemme e unter der Klemme f2, Klemme f unter Klemme e2 usw. je zwei dieser Klemmen sind miteinander verbunden, f mit e2, f2 mit e3 usw. Zuletzt verbleiben nur die Klemmen e und f 4 frei, welche die Klemmen der Säule bilden.In order to reduce the self-induction of the column as much as possible, the even number of disc elements are arranged in such a way that dissimilar metals of the individual thermocouples lie in a radial plane and the clamps lying one above the other belong alternately to different metals: clamp e under clamp f2, clamp f under clamp e2 etc. two of these clamps are connected to each other, f with e2, f2 with e3 etc. Finally, only clamps e and f 4 remain free, which form the clamps of the column.

Das Ganze hat das Aussehen eines hitzebeständigen Rohres, welches in bekannter Weise an seiner Innenfläche und seiner Außenfläche mit thermoelektrischen Elementen besetzt ist. Wenn durch die achsiale Leitung m heiße Gase geschickt werden, so entziehen die Elemente ihnen die Wärme und leiten sie zu ihren äußeren Enden weiter, wobei sie sie teilweise in elektrische Energie umwandeln, welche an den Klemmen entnommen werden kann. Die Gase zirkulieren in dem von den Asbestscheiben gebildeten Zylinder m, ebenso in dem Raum, welcher von. den Lötstellen frei gelassen ist, und in den vorspringenden Teilen der Elemente.The whole thing has the appearance of a heat-resistant pipe, which in a known manner on its inner surface and its outer surface with thermoelectric Elements is occupied. If hot gases are sent through the axial line, in this way the elements remove the heat from them and conduct it to their outer ends further, partially converting it into electrical energy, which is sent to the Clamps can be removed. The gases circulate in that of the asbestos panes formed cylinder m, also in the space, which of. left the soldering points free is, and in the protruding parts of the elements.

Durch Parallelverbinden oder Löten der Elemente an Stelle der Hintereinanderschaltung kann man bei geringen elektromotorischen Kräften hohe Stromstärken erzielen. jede Kombination von Hintereinander- und Parallelverbindungen der Scheiben sind bei der Thermosäule gemäß der Erfindung möglich und werden je nach dem Verwendungszweck angewandt.By connecting or soldering the elements in parallel instead of connecting them in series high currents can be achieved with low electromotive forces. every Combination of consecutive and parallel connections of the panes are in the Thermopile according to the invention possible and depending on the intended use applied.

Außerdem kann die Luft zwischen den Asbestscheiben und den Drähten in das Innere des Rohres eindringen, wodurch die Verbrennung der Gase vervollständigt wird, falls diese eine nicht vollständige ist. Zu gleicher Zeit verstärkt die Luft die Abkühlung der äußeren Lötstellen.In addition, the air can get between the asbestos sheets and the wires penetrate inside the pipe, thereby completing the combustion of the gases if this is not a complete one. At the same time the air intensifies the cooling of the outer solder joints.

Abb. q. zeigt eine durch Übereinanderschichtung gebildete Thermosäule; am Grunde der achsialen Leitung m befindet sich der Verbrennungsraum n, der in Asbest in Form eines auseinandergehenden Kegels eingeschnitten ist. In der Achse der genannten Leitung ist ein Zylinder o von geringer Wärmeleitfähigkeit und von geringer Wärmekapazität vorgesehen, welcher dazu dient, das heiße Gas gegen die Elemente zu leiten und die aufgenommene Wärme auf die heißen Elemente auszustrahlen. Die Gase ziehen durch einen sich verengenden Konus p ab.Fig.q. Fig. 4 shows a thermopile formed by stacking; At the bottom of the axial line m is the combustion chamber n, which is in asbestos is cut in the form of a diverging cone. In the axis of the said Conduction is a cylinder o of low thermal conductivity and low heat capacity provided, which serves to direct the hot gas against the elements and the radiate absorbed heat to the hot elements. The gases pull through a narrowing cone p.

Zwei Dreieckbügel q und r, die durch im Winkel von i2o° zueinander angeordnete Stangen s verbunden sind, halten die ganze Thermosäule zusammen.Two triangular brackets q and r, which are connected by rods s arranged at an angle of i2o ° to one another, hold the entire thermopile together.

Die Gase können in bekannter Weise von einem Gasbrenner oder einem mit unter Druck stehendem Brennstoff gespeisten Brenner oder von einer sonstigen Wärmequelle aus geliefert werden.The gases can in a known manner from a gas burner or a burner fed by pressurized fuel or by another Heat source to be supplied.

Die Abkühlung der kalten Lötstellen ist in bekannter Weise gesichert durch Wärmeausstrahlung und durch Konvektion infolge der Luftströmungen, welche von oben nach unten durch die zylindrischen, im Schnitt kreissegmentförmigen Kanäle verlaufen, welche von den Leitern der Elemente gebildet werden.The cooling of the cold solder joints is ensured in a known manner by heat radiation and by convection as a result of the air currents, which from top to bottom through the cylindrical channels with the shape of a segment of a circle run which are formed by the conductors of the elements.

Die Vorrichtung ist ferner mit einem Klemmenbrett f versehen, welches mit allen Elementklemmen in Verbindung steht, so daß alle Verbindungen hintereinander und parallel ermöglicht werden.The device is also provided with a terminal board f, which is in communication with all element clamps, so that all connections are one after the other and are made possible in parallel.

Die verwendeten Metalle können z. B. Eisen und Konstantan, Konstantan und Silbermangan, die ziehbaren, im besonderen zur Herstellung von Pyrometern verwendeten thermoelektrischen Metalle o. dgl. für den vorliegenden Zweck geeignete Metalle sein.The metals used can be, for. B. Iron and Constantan, Constantan and silver manganese, the drawable ones, especially used for making pyrometers thermoelectric metals or the like. Metals suitable for the present purpose be.

Endlich können die notwendigen heißen Gase durch den Auspuff einer Verbrennungskraftmaschine, z. B. eines Automobilmotors, eines Flugzeuges oder einer sonstigen Wärmeduelle geliefert werden.Finally the necessary hot gases can pass through the exhaust of a Internal combustion engine, e.g. B. an automobile engine, an airplane or one other heat sources can be supplied.

Die Verwendung von Drähten und Bändern zur Herstellung der Elemente gestattet die Unterbringung einer unzähligen Menge von Elementen auf einen geringen Raum.The use of wires and ribbons to make the items allows a myriad of items to be accommodated in a small one Space.

Für die Vorrichtung gemäß der Erfindung sind, wie für ein Pyrometer mit Hilfe von geeichten Elementen, die Veränderungen der elektromotorischen Kraft als Funktion der Durchschnittstemperatur der heißen Lötstellen festgestellt worden. Die Kurve in Abb.5 veranschaulicht diese Änderungen, d. h. die Leerlaufcharakteristik der Vorrichtung.For the device according to the invention are as for a pyrometer with the help of calibrated elements, the changes in the electromotive force as a function of the average temperature of the hot solder joints. The curve in Figure 5 illustrates these changes; H. the idling characteristic the device.

Auf der Abszisse sind die elektromotorischen Kräfte in Volt angegeben.The electromotive forces are given in volts on the abscissa.

Die Ordinaten entsprechen den Temperaturdifferenzen zwischen den heißen und den kalten Lötstellen der Thermoelemente.The ordinates correspond to the temperature differences between the hot and the cold soldering points of the thermocouples.

Die Kurve u (Abb. 6) zeigt die Veränderungen eines geprüften Modelles, d. h. die Belastungscharakteristik desselben, sowie die des Handelsmodelles. Auf der Abszisse sind die Stromstärken in Miniampere angegeben, auf der Ordinate die Potentialdifferenzen in Volt. Die Kurve v zeigt die Charakteristik für das Modell mit dem geringstmöglichen Gewicht.The curve u (Fig. 6) shows the changes in a tested model, d. H. the load characteristics of the same, as well as those of the trading model. on the abscissa are the Current strengths given in mini amperes the ordinate shows the potential differences in volts. The curve v shows the characteristic for the model with the lowest possible weight.

Die schraffierten Teile in der Ordonatenebene entsprechen den Anwendungsgebieten der Vorrichtung gemäß der Erfindung für Dreielektrodenlampen (d. Volt Heizspannung, 8o Volt Anodenspannung).The hatched parts in the ordonate level correspond to the areas of application the device according to the invention for three-electrode lamps (i.e. volts heating voltage, 8o volt anode voltage).

Claims

PATENT CLAIM: Thermoelectric column made of stacked, mutually insulated discs, each of which has an equal number of thermocouples Contains in a radial arrangement, in particular for the supply of amplifier tubes for wireless telegraphy, characterized in that dissimilar metals of each Thermocouples are in radial planes so that the current flowing through the column in the superimposed metals of adjacent disks after the opposite one Direction flows for the purpose of reducing self-induction effects.