DE495107C

DE495107C - Thermoelementenschaltung

Info

Publication number: DE495107C
Application number: DED47310D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1925-02-17
Filing date: 1925-02-17
Publication date: 1930-04-02

Description

Thermoelementenschaltung Den Gegenstand der Erfindung bildet eine Thermoelementenschaltung für thermo5e1ektrische Säulen und Kälteapparate.
Bei den bekannten Einrichtungen dieser Art ist zwischen der Wärmestelle und der Kältestelle nur immer eine Säule (Batterie) von Elementen angeordnet. Im Gegensatz dazu sind gemäß der Erfindung mehrere Säulen (Batterien) von thermoelektrischen Elementen in der Hauptrichtung des Wärmestromes angeordnet, und die Elemente dieser Säulen (Batterien) sind senkrecht zur Hauptrichtung des Wärmestromes aufeinandergeschichtet.
Durch die Anordnung gemäß der Erfindung wird der Wärmestrom gezwungen, sämtliche Thermoelemente zu durchfließen, um auf dem kürzesten Wege von der Wärmestelle zur Kältestelle zu gelangen, und zwar in einer zu seiner Hauptrichtung senkrecht stehenden Zickzacklinie. Auf diesem langen Wege wird die Wärme intensiv ausgenutzt, und es wird eine hohe Spannung erreicht.
Abb. i zeigt schematisch die theoretische Anordnung der thermischen Maschinen c, cl, c', c3 . c11--1, zwischen je zwei Isothermen a, ax, a*2 . . . alt-1, einer Wärmequelle b und einer Kältequelle a11.
Abb. 2 zeigt mehrere Reihen unvollkommener Maschinen.
Die Wirksamkeit jeder Reihe ist dieselbe wie die der entsprechenden thermischen Maschinen. Abb. 3 veranschaulicht einen schematischen Schnitt einer Zusammenstellung von thermoelektrischen Elementen in analoger Anordnung wie die unvollkommenen Maschinen der Abb. 2.
Die durch diese Vereinigung gebildeten thermoelektrischen Ketten nehmen von der Wärmequelle b zur Kältequelle b2 zu, jedoch könnte gegebenenfalls die Anzahl der Elemente von der Wärmequelle bis zur Kältequelle abnehmen, auch konstant bleiben.
Abb. ¢a und q.b zeigen im Schnitt und in Draufsicht im Maßstabe von 8 : 5 eine Ausführungsform, aus der die Vorteile erkennbar sind, die sich aus der Nebeneinanderreihun@ von fünf Ketten von Konstantenelementen ergeben (Sb-Cd); die Armaturen der Elemente sind rechteckigen Querschnittes und entsprechend 2,2 mm Breite auf 2q. mm Länge für die Legierung Sb-Cd und 24 mm ,`! o, i mm für das Konstantan.
Die Ketten bestehen aus Aufstapelungen von abwechselnden Elementenplättchen und dazwischenliegenden Glimmerfolien, deren erstere an den Enden verlötet sind. Die in Abb. 4a und qb im Schnitt gekörnt gezeichneten Teile entsprechen der (Sb-Sd) Legierung, die schraffierten Teile dem Konstantan, die ausgezogenen Linien den Lötstellen.
Sämtliche Ketten sind reihenweise verbunden. Es entstehen auf diese Weise zwei wärmeisolierende Blöcke a und b, deren Endseiten die warmen und kalten Flächen bilden. Man hat in einen Asbestblock die beiden vorher in Reihe verbundenen Blöcke so @eingefügt, daß sie einen elektrischen Heizwiderstandr einschließen. Die kalten Außenseiten wurden einfach mit einem schwarzen matten Anstrich überdeckt, standen aber sonst mit der Umgebung in freiem Austausch.
Abb. 5a und 5b zeigen in Schnitt und Draufsicht das Projekt eines Transformators viereckigen Querschnittes, der durch die aus der Verbrennung von Gasen entwickelten Wärme gespeist wird. Die Gase gehen in Richtung des Pfeiles A und erzeugen einen Wärmeleitungsstrom in Richtung der Pfeile Bi, B2. Die Anzahl der Elemente jeder Kette schwankt nach einem empüriscb:en Gesetz (Kurve C), das von der thermischen Leitfähigkeit der Elemente, von der Temperatur der Gase innerhalb des Schachtes und von der Entfernung der Austrittsöffnung abhängt. Die Abb. 5a und 5b zeigen fünf nebeneinandergereihte Ketten. Die Zahl ist nur beispielsweise genommen; .es können in der Praxis i o, 15 und a o Schichten zur Anwendung gelangen.
Derselbe Apparat nach Abb. 5a und 5b mit Ketten derselben Anzahl von Elementen kann. auch als Kältemaschine benutzt werden. Man braucht ihn lediglich mit einem elektrischen Strom in passender Richtung zu versorgen, um die Temperatur im Schacht herabzusetzen.
Wie in Abb. 5a und 5b bedeuten zwei benachbarte parallele Linien die Zwischenlage einer Isolierlamelle. Die Verbindungen und Lötstellen sind in vollen Linien gezeichnet, die verdeckt liegenden Verbindungen. punktiert; die gekörnten Teile entsprechen der Legierung Sb-Cd und die schraffierten dem Xonstantan. Die Stromklemmen sind mit i und z bezeichnet.
Der Apparat kann auch einen kreisförmigen Querschnitt annehmen; in diesem Falle besteht er aus verlöteten oder an ihrer Peripherie in gegenseitigem Kontakt stehenden Ringen. Auch jede andere Querschnittform (polygonale, elliptische, rechteckige) ist zulässig. In den Abb.5a und 5b ist in gestrichelten Linien die Gestalt des Transformators bei kreisförmigem Querschnitt eingezeichnet, der aus konzentrischen, übereinandergelagerten Ringen besteht. Hier sind die Legierungen Sb-Cd und Konstantan beispielsweise abgegeben. Alle anderen thermoelektrischen Metalle, Legierungen, Mineralien werden nutzbar. Die Legierungen Sb-Cd sowie das Konstantan können durch andere thermoelektrische Metalle, Legierungen und Mineralien ersetzt werden.

Claims

PATENTANSPRUCH: Thermoelementenschaltung für thermoelektrische Säulen und Kälteapparate, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Säulen (Batterien) von Thermoelementen in der Hauptrichtung des Wärmestromes angeordnet und die Elemente der einzelnen Säulen (Batterien) senkrecht zur Hauptrichtung des Wärmestromes aufeinandergeschichtet sind.