DE59676C

DE59676C - Verbindung der Elektroden thermoelektrischer Elemente

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Publication number: DE59676C
Application number: DENDAT59676D
Authority: DE
Original assignee: R. J. GÜLCHER in Berlin W., Kurfürstendamm n8
Anticipated expiration: 1910-10-12

Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21: Elektrische Apparate.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 12. October 1890 ab.

Die vorliegende Erfindung bezweckt, bei der unmittelbaren Umwandlung von Wärme in Elektricität mittelst thermo-eiektrischer Säulen einen höheren Nutzeffect zu erzielen als bisher. Dieser Zweck wird dadurch erreicht, dafs man die beiden Elektroden eines jeden Elementes an ihren zu erwärmenden Enden durch ein das Loth vertretendes Zwischenstück aus gut leitendem Metall derart mit einander verbindet und so anordnet, dafs das Ende der einen Elektrode wesentlich mehr erwärmt wird als das der anderen. Dies geschieht, indem man das Zwischenstück entsprechend verlängert und nur ein Ende desselben der Wärmequelle direct zugänglich macht, während sein anderes Ende durch geeignete schlechte Wärmeleiter von der hohen Temperatur des Heizraumes isolirt ist und nur jene geringere Wärmemenge erhält, welche aus der Fortleitung der am ersterwähnten Ende aufgenommenen Wärme durch das Zwischenstück sich ergiebt. Mit demjenigen Ende des Zwischenstückes, welches der hohen Temperatur ausgesetzt ist, wird die aus schwer schmelzbarem Metall (z. B. Nickel) bestehende positive Elektrode, mit dem anderen Ende dagegen die meist aus einer leicht schmelzbaren Legirung (z. B. Antimonzink) bestehende negative Elektrode verbunden.

Wenn man, wie bisher üblich, die zu erwärmenden Enden der Elektroden durch ein Loth oder ein kurzes Zwischenstück so mit einander verbindet, dafs sie bei der Erwärmung der Löth- oder Verbindungsstelle eine gleich hohe (oder nahezu gleich hohe) Temperatur erhalten müssen, so kann man nur jene Temperaturen der Wärmequelle für die Erzeugung von Elektricität unmittelbar nutzbar machen, welche noch unter dem Schmelzpunkt der leicht schmelzbaren Elektrode liegen. Die höheren, über diesem Schmelzpunkt liegenden Temperaturen müssen daher erst durch geeignete Mittel (wie z. B. eine vor den Enden der Elemente angebrachte Thonwand oder dergleichen) entsprechend erniedrigt werden, ehe sie an die Elemente gelangen. Dies hat einen beträchtlichen Energieverlust zur Folge, welcher durch die neue Anordnung vermieden wird, da bei dieser, ohne Schaden für die leicht schmelzbare Elektrode, auch die hohen Temperaturen der Wärmequelle unmittelbar ausgenutzt werden, können. Hierdurch allein wird der Nutzeffect einer thermo-elektrischen Säule schon wesentlich erhöht. Aber -es wird der Nutzeffect noch weiter dadurch gesteigert, dafs bei der neuen Anordnung die leicht schmelzbare Elektrode nur ungefähr halb so lang zu sein braucht, als bei der bisher üblichen Ausführung der Elemente. Die diesbezüglichen Versuche haben nämlich ergeben, dafs (nachdem einmal die richtige Abmessung des verlängerten ¹ Zwischenstückes für die hohen Temperaturen festgestellt worden ist) dieses Zwischenstück von derselben Länge auch für die niedrigeren Temperaturen beibehalten werden kann, ohne die elektromotorische Kraft der einzelnen Elemente (gegenüber der bisherigen Anordnung) zu verringern. Infolge dessen wird der innere Widerstand einer Säule aus solchen Elementen nur ungefähr halb so grofs, als er sonst sein würde, wenn die Elemente nach der bisher üblichen Anordnung ausgeführt wären.

Demnach giebt eine solche Säule, bei gleich

Claims

hoher elektromotorischer Kraft, eine fast doppelt so grofse Stromstärke, als man bisher unter sonst gleichen Verhältnissen erzielen konnte.

Die Fig. ι und 2 stellen zwei Elemente der neuen Anordnung mit verlängerten Zwischenstücken c C₁ dar. b b sind die negativen Elektroden aus leicht schmelzbarem Metall, welche um die kegelförmigen oder schwalbenschwanzförmigen Zapfen C₁. der Zwischenstücke gegossen sind. Die positiven Elektroden bestehen beispielsweise aus Nickelblechstreifen ρ ρ und sind mit den Enden c c der Zwischenstücke verbunden, indem sie an diesen entweder (nach Fig. 1) hart angelöthet oder (nach Fig. 2) eingegossen sind. Nur diese Enden c c der positiven Elektroden werden der Temperatur der Wärmequelle unmittelbar zugänglich gemacht, während die Enden C₁ C₁ der negativen Elektroden jene geringere Wärmemenge erhalten , welche aus der Fortleitung der aufgenommenen Wärme von c bis C₁ sich ergiebt. Zu diesem Zwecke werden die Elemente derart zu einander angeordnet, dafs nur die Enden c der Wärmequelle zugänglich sind, wie dies beispielsweise in der Fig. 3 dargestellt ist.

Diese Figur stellt eine um einen gemeinschaftlichen Heizraum angeordnete Elementenreihe im Querschnitt dar. c c sind die zu erwärmenden verlängerten Zwischenstücke, welche mit den positiven und negativen Elektroden in der bereits angegebenen Weise verbunden sind. Die einzelnen Elemente, welche an ihrer Verbindungsstelle c c dicht neben einander liegen, werden durch dünne Glimmerstreifen q q von einander isolirt. Der übrige freie Raum zwischen den Elementen ist mit der isolirenden Wärmeschutzmasse e e angefüllt, mit welcher die Elemente auch von oben und unten bekleidet sind. Die Kühlung der Löthstellen d d wird durch mit denselben verlöthete Kupferbänder// bewirkt, welche mittelst Drähte an Reifen g g aus isolirendem Stoff (Härtgummi, paraffinirtes Holz u. dergl.) befestigt sind. Von den kupfernen Kühlbändern // kommen je zwei auf ein Element, wodurch eine gute Kühlung der äufseren Löthstellen d d bewirkt wird. Durch passende Abmessung des verlängerten Zwischenstückes läfst sich ein erheblicher Temperaturunterschied zwischen den beiden Löthstellen c und C₁ erzielen, so dafs, wenn beispielsweise die positive Elektrode ρ bei c eine Temperatur von 500⁰ C. und darüber erhält, die negative Elektrode b bei C₁ nurmehr auf 300° C. erwärmt wird, welche Temperatur unter dem Schmelzpunkt der betreffenden Legirung liegt.

Patent-Ansρrüch:

Bei thermo - elektrischen Säulen die Verbindung der beiden, ein thermo - elektrisches Element bildenden Elektroden an ihren zu erwärmenden Enden durch ein das Loth vertretendes, entsprechend verlängertes Zwischenstück aus gut leitendem Metall und die Anordnung dieser Elemente derart, dafs das Ende der einen Elektrode mehr erwärmt wird als das der anderen, indem nur das mit dem schwerer schmelzbaren Metall verbundene Ende des Zwischenstückes der Wärmequelle direct zugänglich gemacht, das aridere Ende jedoch von dieser Wärmequelle isolirt wird.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.