DE6753172U - THERMOGENERATOR - Google Patents
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SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Erlangen, denSIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Erlangen, the
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ThermogeneratorThermal generator
Die !feuerung betrifft einen Tiiermogenerator mit p- bzw. n-leitenden ^iiermoeleaeiitsclienkeln, die zwischen teiSen und kalten über eine thexaiscne Isolation starr aneinander befestigten Wärmeaustauschern angeordnet sind.The fire concerns an animal generator with p- or n-conducting ^ iiermoeleaeiitsclienkel, which between part and cold about a thexaiscne insulation rigidly attached to one another heat exchangers are arranged.
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In Thermogeneratoren sind im allgeaeinen viele Thermoelemente so vereinigt, daß jeweils ihre heißen oder kalten Lötstellen • in einer Fläche, nämlich der Heiß- oder Kaltseite des Thermo-In general, many thermocouples are combined in thermogenerators in such a way that their hot or cold soldering points each • in a surface, namely the hot or cold side of the thermal
generators liegen. Jedes Thermoelement besteht aus einem Thermo· •lementschenkelpaar mit je einem p- und η-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 verbunden, daß alle Thermoelementschenkel elektrisch in Reihe und thermisch parallel liegen. Sowohl auf die Heiß- als auch auf die Kaltseite der Thermoelemente ist in: allgemeinen *-'_n Wärmeaustauscher aufgesetzt, der durch eine Schicht aus thermisch leitendem und elektrisch isolierendem Material von den Kontaktbrücken getrennt ist.generator lie. Each thermocouple consists of a thermo • Element leg pair with one p- and η-conducting thermocouple leg each made of thermoelectrically effective material. With contact bridges made of electrically and thermally conductive material the thermocouple legs are connected so electrically on their hot and cold side that all thermocouple legs are electrically in series and thermally parallel. Both on the hot and on the cold side of the thermocouples is placed in: general * -'_ n heat exchanger, which is separated from the contact bridges by a layer of thermally conductive and electrically insulating material.
Der Wärmeleiturigskontakt zwischen den Thermoelementschenkeln und den Wärmeaustauschern muß äußerst gut sein, da der wirkungsgrad des Thermogenerators u.a. hiervon abhängt.The thermal contact between the thermocouple legs and the heat exchangers must be extremely good because of the efficiency of the thermal generator depends on this, among other things.
Zwischen Heiß- und Kaltseite des Thermogenerators existiert ein Temperaturgradient, dessen Betrag in Schenkelachsenrichtung sehr groß und außerdem noch örtlich verschieden ist. 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 Thermoelementschenkel noch beachtet werden,There is a temperature gradient between the hot and cold sides of the thermal generator, the amount of which is in the direction of the leg axis is very large and also locally different. This results in thermal expansions in the direction of the leg axis, which are also locally different and can be very large. Because of these expansion forces, the local fixation of the thermocouple legs between the heat exchangers be mechanically very stable. Also must must be observed when installing the thermocouple legs,
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ι /f ι / f
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daß sich Fertigungstoleranzen in der Schnkellänge nicht vermeiden lassen.that manufacturing tolerances in the Schnkel length cannot be avoided.
Zur Kompensation der thermischen Ausdehnungen und der F^rti= gungstoleranzen und zum stabilen, örtlich fixierten Einbau der Thermoelementschenkel ist es bekannt, mit Federn evtl. über ein Druckstück eine elastische Kraft in Achsenrichtung auf die Thermoelementschenkel auszuüben. Dabei dienen die Wärmeaustauscher als Widerlager. Nachteilig ist hierbei, daß durch den Druckkontakt die Wärmeleitung zwischen den Thermoelementschenkeln und den Wärmeaustauschern verschlechtert wird. Außerdem besteht die Gefahr, daß der Druckkontakt versagt und Thermoelementschenkel durch die thermischen Ausdehnungskräfte zerstört werden. Nach diesem Prinzip aufgebaute Thermogeneratoren sind daher .nicht betriebssicher.To compensate for the thermal expansion and the F ^ rti = movement tolerances and for the stable, locally fixed installation of the thermocouple legs, it is known to use springs if necessary. exert an elastic force in the axial direction on the thermocouple legs via a pressure piece. The Heat exchanger as an abutment. The disadvantage here is that the heat conduction between the pressure contact Thermocouple legs and the heat exchangers is deteriorated. There is also the risk that the pressure contact fails and the thermocouple legs are destroyed by the thermal expansion forces. Based on this principle Thermal generators are therefore not operationally safe.
Da längs der Thermoelementschenkel ein Temperaturgradient besteht, kann es vorteilhaft sein, die Thermoelementschenkel aus Segmenten verschiedenen, thermoelektrisch wirksamen Materials aufzubauen, um die thermoelektrischen Eigenschaften der verwendeten Materialien voll auszunützen. Dabei ist das Material so auszuwählen und die Abmessung der Segmente so so zu bestimmen, daß jedes Segment im Temperaturbereic ι max. thermoelektrischer Effektivität liegt. Man erhält damit eine wesentliche Verbesserung des Wirkungsgrades. Zu den bereits erwähnten thermischen Ausdehnungskräften in Richtung der Schenkellängsachse treten jedoch ntm in Kontaktstellen der S egmen^p^er^Ihsrmo element schenkelSince there is a temperature gradient along the thermocouple limb, it can be advantageous to use the thermocouple limb to build up the thermoelectric properties from segments of different, thermoelectrically effective material to take full advantage of the materials used. The material is to be selected in this way and the dimensions of the segments in this way to be determined in such a way that each segment is in the temperature range maximum thermoelectric effectiveness. You get thus a significant improvement in efficiency. To the already mentioned thermal expansion forces in the direction of the leg longitudinal axis, however, ntm in Contact points of the S egmen ^ p ^ er ^ Ihsrmo element leg
h 7 πι ^i ι *y ν υ * ti ο i ζ ιέ h 7 πι ^ i ι * y ν υ * ti ο i ζ ιέ
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thermische Ausdehungskräfte senkrecht zur Schenkellängsachse auf, da dort unterschiedliche Materialien verbunden sind. Beim Aufbau eines Theraaugtinerators mit segmentierten Thermoelementschenkeln muß auch eine Kompensation dieser Aus*dehnungskräfte berücksichtigt werden. Außerdem muß die Kontaktierung der ξ Segmente elektrirch und thermisch gut leiten. Bekannt ist es, die Segmente an gegenüberliegenden Flächen feiner' Wolframscheibe zu verlöten. Zur Kompensation der thermischen Ausdehnungskräfte sind dabei mehrere Lötschichten mit unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen der Wolframscheibe und den Segmenten vorgesehen, mit deren Hilfe die thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Segment- | materialien in den Ausdehnungskoeffizienten der Wolframscheibe überführt werden. Die Kontaktierung ist technisch sehr schwierig herzustellen und erfordert mehrere Arbeitsgänge. Erschwert wird die Kontaktierung noch durch die unterschiedlichen Schmelzpunkte der verwendeten Halbleitermaterialien der Segmente des Thermoelementschenkels, durch die unterschiedliche Lottemperaturen beiderseits der Wolframscheibe bedingt sind.thermal expansion forces perpendicular to the longitudinal axis of the leg, since different materials are connected there. When constructing a Theraaugtinerator with segmented thermocouple legs, compensation for these expansion forces must also be taken into account. In addition, the contacting of the ξ segments must have good electrical and thermal conductivity. It is known to solder the segments on opposite surfaces of fine tungsten discs. To compensate for the thermal expansion forces, several solder layers with different thermal expansion coefficients are provided between the tungsten disk and the segments, with the aid of which the thermal expansion coefficients of the segment | materials are converted into the expansion coefficient of the tungsten disk. The contact is technically very difficult to make and requires several operations. The contact is made even more difficult by the different melting points of the semiconductor materials used in the segments of the thermocouple leg, which result in different soldering temperatures on both sides of the tungsten disk.
Es besteht die Aufgabe, bei Thermogeneratoren der eingangs genannten Art die thermischen Ausdehnungskräfte, die in Schenkellängsachse und bei segmentierten Thermoelementschenkeln in den Kontaktstellen der Segmente senkrecht zur Schenkellängsachse auftreten, mit einfachen Mitteln zu kompensieren.The task of thermal generators of the type mentioned at the outset is to reduce the thermal expansion forces that occur in Leg longitudinal axis and with segmented thermocouple legs in the contact points of the segments perpendicular to the Leg longitudinal axis occur to compensate with simple means.
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Neuerungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Kontaktbrücke!! am heißen und kalten Wärmeaustauscher befestigt sind und daß für jeden Thermoelementschenkeln ein elektrisch und thermisch leitendes Verbindungsstück vorgesehen ist, das ei^ flexibles Teilstück aufweist und das zwischen der Kontaktbrücke der Kaltseite und der Stirnfläche des Thermoelementschenkels oder zwischen zwei Segmenten des Thermoelementschenkeis befestigt ist.According to the innovation, the object is achieved in that the contact bridge !! are attached to the hot and cold heat exchanger and that one electrical for each thermocouple limb and thermally conductive connecting piece is provided which has a flexible section and which is between the contact bridge the cold side and the end face of the thermocouple leg or between two segments of the thermocouple leg is attached.
Vorzugsweise leitet das Material des Verbindungsstückes elektrisch und thermisch besser als die thermoelektrisch wirksamen Materialien der Thermoelementschenkel.The material of the connecting piece preferably conducts better electrically and thermally than the thermoelectrically effective materials of the thermocouple legs.
Das Verbindungsstück kann über eine Metallplatte am Thermoelementschenkel befestigt sein. Diese Metallplatte kann aus Silber sein.The connector can be attached to the thermocouple leg via a metal plate be attached. This metal plate can be made from Be silver.
Das flexible Teilstück kann elastisch sein und kann aus Federblech oder Federdraht hergestellt sein. Das elastische Teilfltück kann auch eine Federscheibe sein.The flexible section can be elastic and can be made from spring steel sheet or spring wire. The elastic Part of the piece can also be a spring washer.
Das flexible Teilstück kann ein Silberzopf sein.The flexible section can be a silver braid.
Vorzugsweise besteht das Verbindungsstück aus zwei Teilstücken, die miteinander mechanisch verbunden sind. Die Teilstücke können miteinander verkerbt, verschraubt oder verbördelt sein.The connecting piece preferably consists of two sections which are mechanically connected to one another. The cuts can be staked, screwed or crimped together.
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Ua bei d«a aeaerungsgeaäSeB The regenerator die Kontaktbrücke!! der Thermoelementschenkel mit den Wärmeaustauschern verbunden sind, ist eine gute örtlich« Fixierung der Thermoelementschenkel sichergestellt. Die thermischen Ausdehrmngskräfte in Schenkellangsriehtung werden mittels des flexiblen oder elastischen Verbindungsstückes kompensiert. Dabei ist eine gute Wärmeleitung und eine gute elektrische Leitfähigkeit sichergestellt- Bei segmentierten Thermoelementschenkeln kann insbesondere eine Beschädigung der Segmente nicht auftreten, da die Segmentenden frei im Raum hängen. Außerdem •wirkt bei segeentierten Thermoelementschenkein auf das Verbindungsstück in der Kontaktstelle senkrecht zur Schenkellängsachse jeweils nur die Ausdehnungskraft eines der Segeente. Diese wird durch die Elastizität des Verbindungsstückes ausgeglichen. Weitere besondere Vorkehrungen im Segmentkontakt *üur Kompensation der thermischen Ausdehnungskräfte, vor allem mehrere L-otscMchten, sind nicht mehr nötig.Among other things, at the aeaerungsgeaäSeB The regenerator the contact bridge !! The thermocouple legs are connected to the heat exchangers, is a good local fixation of the thermocouple legs ensured. The thermal expansion forces in The lengthways direction of the legs are compensated for by means of the flexible or elastic connecting piece. There is one good heat conduction and good electrical conductivity ensured - with segmented thermocouple legs In particular, the segments cannot be damaged because the segment ends hang freely in the space. aside from that • Has no effect on the connecting piece with segregated thermocouple legs in the contact point perpendicular to the longitudinal axis of the leg, only the expansion force of one of the Sege duck. This is compensated for by the elasticity of the connector. Further special precautions in Segment contact * for compensation of the thermal expansion forces, Above all, several people are no longer interested necessary.
Besonders hervorzuheben ist die Möglichkeit, das Verbindungsstück aus zwei Teilstücken aufzubauen, die mechanisch verbunden sind. Hierdurch wird ein einfaches Herstellungsverfahren emöglicht, bei dem die mechanische Verbindung der Teilstücke des Verbindungsstückes erst erfolgt, nachdem die Teilstücke mit den Segmenten des Thermoelementschenkels oder mit der Stirnfläche des Thermoelementschenkeis und mit der Kontaktbrücke der kalten Seite metallurgisch ver-Particularly noteworthy is the possibility of building the connecting piece from two parts that are mechanically connected are. This enables a simple manufacturing process in which the mechanical connection of the Sections of the connecting piece only takes place after the sections with the segments of the thermocouple leg or metallurgically connected with the end face of the thermocouple leg and with the contact bridge on the cold side.
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bunden sind. Dieses Herstellungsverfahren bietet vor allem beim Aufbau segmentierter Thermoelementschenkel große Vorteile. Die mechanische Verbindung der Teilstücke der Verbindungsstücke kann erfolgen, bevor oder nach dem die Kontaktbrücken an den Wärmeaustauschern befestigt worden sind.are bound. This manufacturing process offers great advantages, especially when building segmented thermocouple legs. The mechanical connection of the sections of the connecting pieces can be done before or after the Contact bridges have been attached to the heat exchangers are.
Im folgenden wird der neuerungsgemäße Thermogenerator anhand der Fig. 1 bis 20, in denen verschiedene Ausführungsformen dargestellt sind, beispielhaft näher erläutert. Die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen unterscheiden sich in erster Linie in der Art der Verbindungsstücke, die zwischen den Stirnflächen von Thermoelementschenkeln und den Kontaktbrücken der Kaltseite oder bei segmentierten Thermoelementschenkein zwischen den Segmenten angeordnet sind. Analoge Teile sind daher in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.In the following the innovation according to the thermal generator with reference to FIGS. 1 to 20, in which various embodiments are illustrated, explained in more detail by way of example. The embodiments shown in the figures differ primarily in the type of connecting pieces that are between the end faces of thermocouple legs and the contact bridges on the cold side or, in the case of segmented thermocouple legs, none between the segments are arranged. Analog parts are therefore provided with the same reference symbols in all figures.
Fig. Λ zeigt die Vorderansicht eines neuerungsgemäßen Thermogenerators, wobei der heiße Wärmeaustauscher 1 und der kalte Wärmeaustauscher 2 im Schnitt dargestellt sind. Die p- bzw. n-leitei.aen Thermoelementschenkel _5_ sind jeweils aus zwei Segmenten 4 und 5 aufgebaut. Ist der Thermogenerator für eine Heißseitentemperatur von ungefähr 1OC Z ausgelegt, so sind die Segmente 4, die der Heißseitentemperatur direkt ausgesetzt sind, aus einer GeSi-Legierung hergestellt. GeSi-Legierungen besitzen eine max. thermoelektrische Effektivität bei ungefähr 750 bisFig. Λ shows the front view of a thermogenerator according to the innovation, the hot heat exchanger 1 and the cold heat exchanger 2 being shown in section. The p- and n-conductive thermocouple legs _5_ are each made up of two segments 4 and 5. If the thermal generator is designed for a hot-side temperature of approximately 1OC Z , the segments 4, which are directly exposed to the hot-side temperature, are made of a GeSi alloy. GeSi alloys have a maximum thermoelectric effectiveness of around 750 to
ν· oui c:ν oui c:
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105O0C. Als Materialien für die Segmente 5 der Kaltseite des Thermogenerators kann PbTe oder Bi2Ti,/Sb2Te, verwendet werden. Diese Materialien besitzen eine max. thermoelektrische Effektivität bei etwa 200 bis 6000C bzw. etwa bei 50 - bis 3000C.105O 0 C. The materials used for the segments 5 of the cold side of the thermal generator can be PbTe or Bi 2 Ti, / Sb 2 Te. These materials have a maximum thermoelectric effectiveness at around 200 to 600 ° C. or around 50 to 300 ° C.
Die Segmente 4 der Heißseite sind über eine Kontaktbrücke 6 £ aus elektr. ch und thermisch gut leitendem Material verbun- jjThe segments 4 of the hot side are 6 £ via a contact bridge from electr. ch and thermally good conductive material connected jj
1 den. Als Material für die Kontaktbrücke 6 sind Metall- |1 den. The material for the contact bridge 6 are metal |
Silizium-Legierungen, beispielsweise Molybdän-Silizium- ;i Legierungen, besonders geeignet. Die Kontaktbrücke 6 sitzt in ©iner Vertiefung des Wärmeaustauschers 1 und ist dort mittels einer aushärtbaren Keramikmasse 7 starr befestigt. Hierzu können aushärtbare Keramikmassen verwendeü werden, die im Handel z.B. unter dem Namen "Thermostix 2000" oder "Thermostix 3000" erhältlich sind- Diese Materialien sind elektrisch isolierend und thermisch leitend. Anstelle der Befestigung art einer aushärtbaren Keramikmasse können auch Xeramikformstüeke vorgesehen sein, mit denen die Kontaktbrücke 6 gehalten wird oder es kann die Xontaktbrücke 6 mit dem heißen Wärmeaustauscher 1 νerschraubt sein. Es ist auch möglich, die Kentaktbrücke 6 in einem Burchbruch des heißen Wärmeaustausehers 1 gleitend zu befestigen. Der Durehbruch is"t mit einer Keramikmasse ausgekleidet, in die die Kontaktbrücke eingepaßt ist. In diesem Pail ist die heiße Kontaktbrücke β der Einwirkung der Wärmequelle direkt ausgesetzt. Sie abweichenden Möglichkeiten äer Warm—Silicon alloys, such as molybdenum-silicon; i alloys are particularly suitable. The contact bridge 6 sits in a recess of the heat exchanger 1 and is rigidly attached there by means of a hardenable ceramic compound 7. For this purpose, hardenable ceramic materials can be used which are commercially available, for example, under the name "Thermostix 2000" or "Thermostix 3000". These materials are electrically insulating and thermally conductive. Instead of the type of attachment of a curable ceramic compound, Xeramikformstüeke can be provided with which the contact bridge 6 is held or the Xontaktbrücke 6 can be screwed to the hot heat exchanger 1. It is also possible to fasten the Kentakt bridge 6 in a sliding manner in a breakthrough in the hot heat exchanger 1. The breakthrough is lined with a ceramic compound into which the contact bridge is fitted. In this Pail, the hot contact bridge β is directly exposed to the action of the heat source.
aos/maos / m
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Seitenbefestigung für die Kontaktbrücke 6 sind in den Figuren nicht dargestellt.Side attachment for the contact bridge 6 are shown in the figures not shown.
An der Kaltseite des Thermogenerators ist auf die Segaente als Kontaktstück je eine Silberplatte 8 aufgesetzt, die mit Anschlußfahnen 9 versehen ist. Die Silberplatte 8 kann an den Rändern auf den Thermoelementschenkel 3 hin abgebogen sein. Dadurch wird verhindert, daß das Material des Thermoelements chenkels j> mit dotierenden Lotschichten in Berührung kommt. An den Anschlußfahnen 9 sind Silberzöpfe 10 befestigt, über die eine Verbindung zu benachbarten Thermoeleaentschenkeln J. öder eine Abnahme der erzeugtes elektrisches ^srgie möglich ist. Zwischen den Silberplatten 8 und dea kalten Wärmeaustauscher 2, der mit Wärmeaustauschfahnen versehen ist, ist eine beidseits metallisierte Keramikplatte 11 angeordnet, die mit dem kalten Wärmeaustauscher 2 und mit den Silberplatten verlötet ist. Das Material dieser Keramikplatte 11 kann Aluminiumoxyd oder Berylliumoxyd sein. Beide Materialien sind elektrisch isolierend und thermisch leitend. Neben der hier dargestellten KaItseitenbefestigung der Thermoelementschenkel _3 ist ebenfalls eine Klebeverbindung oder eine Schraubverbindung mit dea kalten Wärmeaustauscher 2 möglich. Auch die Möglichkeiten sind in den Figuren nicht dargestellt.On the cold side of the thermal generator is on the Segaente A silver plate 8, which is provided with terminal lugs 9, is placed as a contact piece. The silver plate 8 can be bent towards the edges of the thermocouple leg 3. This prevents the material of the thermocouple leg j> comes into contact with doping solder layers. Silver braids 10 are attached to the connection lugs 9, Via the one connection to neighboring Thermoeleaentschenkeln J. or a decrease in the generated electrical energy is possible. Between the silver plates 8 and the cold heat exchanger 2, which is provided with heat exchange flags is, a ceramic plate 11 metallized on both sides is arranged, which is connected to the cold heat exchanger 2 and with is soldered to the silver plates. The material of this ceramic plate 11 can be aluminum oxide or beryllium oxide be. Both materials are electrically insulating and thermally conductive. In addition to the dockside fastening shown here the thermocouple leg _3 is also an adhesive connection or a screw connection with the cold heat exchanger 2 is possible. The possibilities too are not shown in the figures.
Die Segmente 4- und 5 der Thermoelementschenkel 3, sind mittels eines Verbindungsstückes J^ elektrisch und thermisch leitend |The segments 4 and 5 of the thermocouple legs 3 are means of a connector J ^ electrically and thermally conductive |
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miteinander verbunden. E3 ist auf die Stirnfläche jedes Segmentes 4 und 5 eine Silberplatte 13 aufgelötet oder aufgeschweißt. Zwischen den Silberplatten 13 ist als flexibles und elastisches Teilstück ein federndes Hohr 14 befestigt, das aus Federblech geformt ist. Bs ist darauf hinzuweisen, daß durch die Elastizität des Silberbleches keine Druckkräfte zur Kompensation thermischer Ausdehnungskräfte aufgebracht werden müssen. Die Form des federnden Rohres 14 ist aus der Fig. 2 ersichtlich, in der ein Schnitt längs der Linie II-II der Fig. 1 dargestellt ist.connected with each other. E3 is soldered to the end face of each segment 4 and 5, a silver plate 13 or welded on. Between the silver plates 13 is as flexible and elastic part of a resilient ear 14 attached, which is formed from spring steel sheet. Bs is on it to point out that due to the elasticity of the silver sheet, no compressive forces have to be applied to compensate for thermal expansion forces. The shape of the resilient Tube 14 can be seen from FIG. 2, in which a section along the line II-II of FIG. 1 is shown.
Da die L gaente 4 und 5 .jedes The rmo element schenke Is 2 an einem Wärmeaustauscher über die Kontaktbrücken 6 und 8 starr befestigt sind, können sie sich frei in den Zwischenraum zwischen den Segmenten 4 und 5 hinein ausdehnen und Bruchgefahr wegen der thermischen Ausdehnung in Schenkellängsrichtung besteht nicht. Die thermische Ausdehnung senkrecht zur Schenkellängsrichtung wird für jedes Segment 4 und 5 durch die Elastizität der Silberplatten 13 aufgefangen, so daß auch die Kontaktierung zwischen den Segmenten störtingssicher ist. Der Querschnitt des Federbleches kann so gewählt werden, daß der elektrische und thermische Widerstand des Verbindungsstückes 13 im elektrischen und thermischen Stromweg praktisch nicht ins Gewicht fällt land der Wirkungsgrad des Thermogenerators axirch die Segaentkontakt nicht beeinflußt wird.Since the L gaente 4 and 5 .Each The rmo element give Is 2 rigidly attached to a heat exchanger via the contact bridges 6 and 8, they can freely expand in the space between the segments 4 and 5 in and risk of breakage due to the thermal expansion in There is no longitudinal direction of the leg. The thermal expansion perpendicular to the longitudinal direction of the leg is absorbed for each segment 4 and 5 by the elasticity of the silver plates 13, so that the contact between the segments is also safe from interference. The cross-section of the spring plate can be chosen so that the electrical and thermal resistance of the connector 13 in the electrical and thermal current path is practically insignificant and the efficiency of the thermal generator is not influenced by the Segaentkontakt.
In i?ig. 3 ist eine Ausfuhxxmgsfora dargestellt5 bei derIn i? Ig. 3 is a Ausfuhxxmgsfora shown 5 in the
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die ρ- und η- eitenden Thermoelementschenkel J5 nicht segmentiert sind. Die Thermoelementschenkel 3, sind beispielsweise aus einer GeSi-Legierung hergestellt. Das Verbindungsstück JK2 ist zwischen den Kontaktstücken 8 der Kaltseite u.id den ent-the ρ- and η- leading thermocouple legs J5 not segmented are. The thermocouple legs 3 are made, for example, from a GeSi alloy. The connector JK2 is between the contact pieces 8 of the cold side u.id the
sprechenden Stirnflächen der Thermoelementschenkel JS eingesetzt. Mit den Stirnflächen der Thermoelementschenkel J5 und mit den Kontaktstücken 8 sind Silberplatten 13 verlötet. Auf die Silberplatten 13 ist als elastisches Teilstück eise Federscheibe 15 gelötet. D'e Federscheibe 15 ist in Fig. 4 in der Draufsicht dargestellt. In Abweichung von Fig. 3 kann die Federscheibe 15 auch auf die Silterplatte 8 direkt aufgelötet sein- Auch bei dieser Ausführungsform mit unsegmentierten Thermoelementschenkeln 3. wird die thermische Ausdehnung in Schenkellängsachse durch das flexible Verbindungsstück J_2 vollständig kompensiert. Sine Beschädigung von Thermoelementschenkeln 3, im Betrieb tritt nicht auf und für die Herstellungstoleranz in uer Schenkellänge können relativ weite Grenzen zugelassen werden. Der thermische Kontakt zwischen dem kalten Wärmeaustauscher 2 und den Thermoelementschenkeln ^ ist ebenfalls gut, da mit einem entsprechenden Querschnitt der Federscheibe 15 für einen geringen elektrischen und thermischen Widerstand gesorgt werden kann.speaking end faces of the thermocouple legs JS are used. With the end faces of the thermocouple legs J5 and silver plates 13 are soldered to the contact pieces 8. On the silver plates 13 is iron spring washer as an elastic section 15 soldered. The spring washer 15 is shown in FIG. 4 in shown in the top view. In a departure from FIG. 3, the spring washer 15 can also be applied directly to the filter plate 8 be soldered- Also in this embodiment with unsegmented thermocouple legs 3. the thermal Expansion in the longitudinal axis of the leg due to the flexible connection piece J_2 fully compensated. Sine damage of thermocouple legs 3, does not occur during operation and for the manufacturing tolerance in the outer leg length relatively wide limits can be allowed. The thermal contact between the cold heat exchanger 2 and the thermocouple legs ^ is also good, since with a corresponding cross section of the spring washer 15 for a low electrical and thermal resistance can be ensured.
In Fig. 5 sind als elastische Teilstücke der Verbindungsstücks 1_2 Federbleche 16 vorgesehen, die die Silberplatten 13 zweier segmentierter Thermoelementschenkel J5 über KreuzIn Fig. 5, spring plates 16 are provided as elastic sections of the connecting piece 1_2, which the silver plates 13 two segmented thermocouple legs J5 crossed
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verbinden. Die Pederbleche 16 sind in Pig. 6 in der Draufsicht dargestellt.associate. The Pederbleche 16 are in Pig. 6 in plan view shown.
In Pig. 7 ist der elastische Teil des Verbindungsstückes _^2 ebenfalls aus Federblech hergestellt, das zu einem S-förmigen Teil 17 gebogen ist. Bei dem bezeichneten Ausführungsbeispiel ist da-i Verbindungsstück 12. zwischen unsegmentierte-n Thermoelement schenk ein _2, und den Kontaktstücken 8 der Kaltseite angeordnet.In Pig. 7 is the elastic part of the connector _ ^ 2 also made from spring steel sheet which is bent to form an S-shaped part 17. In the designated embodiment is da-i connector 12. between unsegmented-n thermocouple give a _2, and the contact pieces 8 of the cold side arranged.
Pig. 8 zeigt einen Schnitt längs der Linie VIII-TIII der Pig. 7.Pig. 8 shows a section along the line VIII-TIII of Pig. 7th
In Fig. 9 i"t das flexible Verbindungsstück Jj2 zwischen Segmenten 4 und 5 der Thermoelementschenkel 2 angeordnet. Das elastische Teilstück des Verbindungsstückes 1_2 ist aus Federdraht geformt. Der Federdraht ist zu einem röhrenförmigen Teil 18 aufgewickelt, wobei die Achse dieses röhrenförmigen Teiles 18 senkrecht zur Längsachse der Thermoelementschenkel 2 liegt.In Fig. 9 i "the flexible connector JJ2 between segments 4 and 5 of thermocouple legs 2 t placed. The elastic portion of the connecting member 1_2 is formed of spring wire. The spring wire is wound into a tubular part 18, the axis of this tubular part 18 perpendicular to the longitudinal axis of the thermocouple leg 2 lies.
In Fig. 10 ist ein Schnitt längs der Linie X-X der Fig. 9 mit einer Draufsicht auf der» röhrenförmigen Teil 18 des Verbindungsstückes ^2 dargestellt.FIG. 10 is a section along the line X-X of FIG. 9 with a top view of the »tubular part 18 of the Connector ^ 2 shown.
Fig. 11 zeigt ein Verbindungsstück J_2 mit einer SpiralfederFig. 11 shows a connector J_2 with a spiral spring
Soe/HüSoe / Hü
.J753172.J753172
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19 als elastisches Teilstück. Die Verbindungsstücke _1_2 s: wieder zwischen de_t Stirnflächen der Thermoelementsehenfr nand den Kontaktstüeken 8 der Kaltseite angeordnet.19 as an elastic section. The connecting pieces _1_2 s: again between de_t end faces of the thermocouple nand the contact pieces 8 of the cold side arranged.
In den Fig. 12 bis 18 sind als flexible Teilstück der Ve dun^sstücke .12. Silberzöpfe 21 vorgesehen. Dabei ist beso: auf die mechanisch hergestellte Verbindung zwischen SiIb zöpfen 21 untereinander oder zwischen den Silberzöpfen 2 und der auf den Thermoelementschenkel 2 aufkontaktierten Silberplatte 13 hinzuweisen. Damit ist die Möglichkeit g geben, die Siiberplatten 13 gesondert auf die Stirnfläch von Thermoelementschenkeln 2 oder auf die Segmente 4 und aufzulöten und die Verbindung des Thermoelementschenkels mit der Kontaktbrücke 8 oder die Segaentkontaktierung anschließend mechanisch herzustellen. Falle erforderlich kann diese mechanische Verbindung auch «rst hergestellt werden, nachdem die Kontaktbrücken an den WärÄeaustausct 1 und 2 befestigt sind.In FIGS. 12 to 18, the dunnage pieces .12. Silver braids 21 provided. In this context, it is particularly important to point out the mechanically produced connection between SiIb braids 21 with one another or between the silver braids 2 and the silver plate 13 contacted on the thermocouple leg 2. This gives the possibility of separately soldering the cover plates 13 onto the end face of thermocouple legs 2 or on segments 4 and and then mechanically connecting the thermocouple leg to the contact bridge 8 or the Segaentkontaktierung. If necessary, this mechanical connection can only be established after the contact bridges have been attached to the heat exchangers 1 and 2.
In Fig. 12 sind die auf Segmenten 4 und 5 von Thermoelea schenkein 2 Silberplatten 13 aufgelötet, die mit Anschli fahnen 20 versehen sind, in denen Silberzöpfe 21 verlöt« oder verquetscht sind.In Figure 12 are those on segments 4 and 5 of Thermoelea schenkein 2 silver plates 13 soldered, the with conn flags 20 are provided in which silver braids 21 are soldered or squeezed.
In Fig. 13 sind auf die Silberplatten 13 des Verbindung« Stückes V2 Quetschftiße 22 aufgesetzt, in denen die Silb< zöpfe 21 zur Verbindung der Segmente 4 und 5 verlötet o< verkerbt sind. ^ »^,In FIG. 13, pinch legs 22 are placed on the silver plates 13 of the connection piece V2 , in which the syllable braids 21 are soldered or notched to connect the segments 4 and 5. ^ »^,
317317
- 15 - So«- 15 - Sun «
PLA 68/1463PLA 68/1463
Fig. 14 zeigt eine Abwandlung der Ausführungsform nach Fig. 13« Das Verbindungsstück ±2 ist wieder aus Quetschfüßen 22 aufgebaut, in denen ein Dilberzopf 21 mechanises, befestigt ist. Es ist jedoch bei dieser Ausführungsform der kalte Wärmeaustauscher gleichzeitig als Kontaktbrücke zur elektrisch leitenden Verbindung benachbarter Thermoelementschenkel 3, ausgebildet. Der kalte Wärmeaustauscher ist aus zwei Teilen 2a und 2b aufgebaut, mit denen je ein Quetschfuß 22 elektrisch leitend verbunden ist. Durch eine elektrisch isolierende Schicht 23 sind die beiden Teile 2a und 2b des Wärmeaustauschers elektrisch gegeneinander isoliert. Der besondere Vorteil dieser Ausführungsfomi liegt in der Vermeidung des Wärmewiderständes, der sonst durch die thermisch leitende Schicht 11 gegeben ist und durch den der Wirkungsgrad verhindert wird.Fig. 14 shows a modification of the embodiment of Fig. 13, "The connector ± 2 is rebuilt from Quetschfüßen 22, in which a D ilberzopf mechanises 21 is fixed. In this embodiment, however, the cold heat exchanger is designed at the same time as a contact bridge for the electrically conductive connection of adjacent thermocouple legs 3 . The cold heat exchanger is made up of two parts 2a and 2b, with each of which a pinch foot 22 is connected in an electrically conductive manner. The two parts 2a and 2b of the heat exchanger are electrically insulated from one another by an electrically insulating layer 23. The particular advantage of this embodiment lies in the avoidance of the thermal resistance which is otherwise provided by the thermally conductive layer 11 and which prevents the degree of efficiency.
In Pig. 15 sind die Silberzöpfe 21 mit den Silberplatten direkt verlötet. Außerdem weisen bei dieser Ausführungsfora des Verbindungsstückes J_2 die Silberplatten 13 einen Ringflansch 24 auf, mit dem ein zu starkes Abknicken des segmentiert en Thermoelementschenkels j5 verhindert wird.In Pig. 15 the silver braids 21 are soldered directly to the silver plates. In addition, in this execution form of the connector J_2, the silver plates 13 have an annular flange 24, with which excessive kinking of the segmented thermocouple leg j5 is prevented.
Im Verbindungestück _1_2 der Fig. 16, durch das die Segmente 4 und 5 eines segmentierten ThermoelementschenkeIs 2 verbunden sind, sind die Silberzöpfe 21 ebenfalls mit den Silberplatten 13 des Verbindungsstückes verlötet. Die Silberzöpfe 21 jedes Verbindungsstückes T2 sind jedoch mittels einer Quetschhülse 25 miteinander verkerbt.In the connection piece _1_2 of FIG. 16, by which the segments 4 and 5 of a segmented thermocouple leg 2 are connected, the silver braids 21 are also soldered to the silver plates 13 of the connection piece. The silver braids 21 of each connecting piece T2 are, however, notched together by means of a crimp sleeve 25.
-H- „ Soe/Hü-H- "Soe / Hü
PLA 68/1463PLA 68/1463
Das Verbindungsstück J_2 der Fig. 17 unterscheidet sieh vom Verbindungsstück J_2 der Fig. 16 dadurch, daß an jeder Silberplatte 13 zwei Silberzöpfe 21 angebacht sind. Zur Kontaktierung der Segmente 4 und 5 sind die Silberzöpfe wieder mittels Quetschhülsen 25 mechanisch verbunden. Diese Aijsführungsform kann vorteilhaft sein, wenn Silberzöpfe geringen Durchmessers verwendet werden sollen.The connector J_2 of FIG. 17 differs from see Connector J_2 of Fig. 16 in that at each Silver plate 13 two silver braids 21 are attached. To the Contacting the segments 4 and 5, the silver braids are mechanically connected again by means of crimp sleeves 25. These Aijsführungform can be advantageous when silver braids small diameter should be used.
In Fig. "38 ist ein Thennogenerator mit einem abgewandelten Verbindungsstück ±2. gemäß Fig. ".5 dargestellt. Dabei ist der Silberzopf 21 in einer der Metallplatte 13 nicht verlötet, sondern mittels einer Schraube 26 verschraubt. Die Verschraubung ist in der Schnittdarstellung des Verbindungsstückes 22 dargestellt, die bei dem p-leitenden Thermoelementschenkel 3 gezeigt ist.In Fig. "38 a Thennogenerator with a modified connecting piece ± 2. According to Fig." 5 is shown. In this case, the silver braid 21 is not soldered in one of the metal plates 13, but is screwed by means of a screw 26. The screw connection is shown in the sectional view of the connecting piece 22, which is shown in the case of the p-conducting thermocouple limb 3 .
?ig. 19 zeigt die Ansicht eines neuerungsgemäßen Thermogenerators, bei den das Verbindungsstück J^ aus Silberblech hergestellt ist. Auf die Stirnflächen der Thermoelementschenkel J5 und au^ die Kontaktstücke 8 sind Silber= blechstreifen 27 aufgelötet. Die Silberblechstreifen 27 ragen über die seitliche Begrenzung der Thermoelementschenkel 2 hinaus und sind von den Kontaktstücksn S und den Thermoelementschenkeln 3 weggebogen. Mit zwei Bördelnäht' 28 sind die seitlich abstehenden Silberblechstreifen 27 miteinander verbunden. Die Form der Silberblechstrejfen 27 und die Lage der Bördelnähte 28? ig. 19 shows the view of a thermal generator according to the invention, in which the connecting piece J ^ is made from sheet silver. Silver sheet metal strips 27 are soldered onto the end faces of the thermocouple legs J5 and the contact pieces 8. The sheet silver strips 27 protrude beyond the lateral delimitation of the thermocouple legs 2 and are bent away from the contact pieces S and the thermocouple legs 3. The laterally protruding sheet silver strips 27 are connected to one another by two flanged seams 28. The shape of the silver sheet strips 27 and the position of the flanged seams 28
Soe/HüSoe / Hü
PLA 68/1463PLA 68/1463
ist aus der Fig. 20 ersichtlich, in der eine Darstellung längs der Linien XX-XX der Fig. 19 gezeigt ist. Das Silberblech 27 kann elastisch sein.can be seen from FIG. 20, in which a representation along the lines XX-XX of FIG. 19 is shown. The silver sheet 27 can be elastic.
20 Figuren20 figures
15 Schutzansprüche15 claims for protection
Soe/flüSoe / flü
Claims (15)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19686753172 DE6753172U (en) | 1968-07-09 | 1968-07-09 | THERMOGENERATOR |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19686753172 DE6753172U (en) | 1968-07-09 | 1968-07-09 | THERMOGENERATOR |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE6753172U true DE6753172U (en) | 1969-04-10 |
Family
ID=6593219
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19686753172 Expired DE6753172U (en) | 1968-07-09 | 1968-07-09 | THERMOGENERATOR |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE6753172U (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102010014936A1 (en) * | 2010-04-14 | 2011-10-20 | D & K Solar Gmbh | Use of sliding carriage for peltier elements in modular structured thermal generator utilized for producing current using heat exchanger profiles, and profile pieces that are firmly connected with peltier element by connectors |
FR3013429A1 (en) * | 2013-11-18 | 2015-05-22 | Valeo Systemes Thermiques | THERMO ELECTRIC MODULE AND THERMO ELECTRIC DEVICE COMPRISING AT LEAST ONE SUCH MODULE. |
-
1968
- 1968-07-09 DE DE19686753172 patent/DE6753172U/en not_active Expired
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102010014936A1 (en) * | 2010-04-14 | 2011-10-20 | D & K Solar Gmbh | Use of sliding carriage for peltier elements in modular structured thermal generator utilized for producing current using heat exchanger profiles, and profile pieces that are firmly connected with peltier element by connectors |
DE102010014936B4 (en) * | 2010-04-14 | 2013-08-01 | D & K Solar Gmbh | Sliding carriage for Peltier elements and its use in a modular thermogenerator |
FR3013429A1 (en) * | 2013-11-18 | 2015-05-22 | Valeo Systemes Thermiques | THERMO ELECTRIC MODULE AND THERMO ELECTRIC DEVICE COMPRISING AT LEAST ONE SUCH MODULE. |
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