NL1025273C2 - Batterij met miniatuurafmetingen. - Google Patents

Description

Korte aanduiding: Batterij met miniatuurafmetingen

De uitvinding heeft betrekking op een batterij, in het bijzonder een dergelijke batterij met miniatuurafmetingen.

In zowel stationaire als draagbare elektronische apparaten, zoals communicatieapparatuur, schoot- en handcomputers, allerlei 5 foto- en videoapparatuur, stereo-installaties e.d. wordt veelvuldig gebruik gemaakt van al dan niet oplaadbare batterijen. Dergelijke oplaadbare batterijen en wegwerpbatterijen bevatten vaak milieuonvriendelijke stoffen, zoals Cd, Li, Hg, Ag etc. houdende verbindingen. Dergelijke milieu-onvriendelijke stoffen vormen een 10 potentieel gevaar voor de gezondheid van mens en dier. Daarom worden dergelijke batterijen veelal apart ingezameld en verwerkt, hetgeen een duur logistiek systeem vereist. Daarnaast zijn dergelijke stoffen zoals hierboven genoemd relatief duur. Een ander nadeel is de relatief lage energie- en vermogensdichtheid van dergelijke 15 batterijen. Vanwege deze lage dichtheden zijn de batterijen in de praktijk betrekkelijk zwaar, hetgeen voor genoemde mobiele toepassingen nadelig voor de gebruiker is.

De uitvinding beoogt een batterij te verschaffen, waarin geen milieu-onvriendelijke stoffen worden toegepast, welke in het 20 bijzonder geschikt is voor toepassing in persoonlijke mobiele apparatuur. Een ander doel van de uitvinding is het verschaffen van een dergelijke batterij, die met verschillende, eenvoudig verkrijgbare brandstofFEN navulbaar is. Nog een verder doel van de uitvinding is het verschaffen van een dergelijke batterij, welke uit 25 relatief goedkope materialen is opgebouwd.

De uitvinding voorziet daartoe in een thermische batterij, in het bijzonder met miniatuurafmetingen, omvattende een verbrandingskamer, die gedeeltelijk wordt begrensd door een elektrische generator voor het omzetten van bij verbranding 30 vrijkomende energie in elektriciteit en gedeeltelijk door een warmte-isolerend wanddeel, dat voor zuurstofhoudend gas en voor verbrandingsproducten doorlaatbaar is voor het invoeren van het zuurstofhoudend gas en het afvoeren van verbrandingsproducten, een in de verbrandingskamer opgestelde brander met een toevoer voor 1025273 - 2 - brandstof en een ontsteking.

De uitdrukking "met miniatuurafmetingen" betekent in deze beschrijving, dat de afmetingen en het gewicht van de batterij volgens de uitvinding zodanig zijn, dat de batterij geschikt is voor 5 bovengenoemde elektronische apparatuur, in het bijzonder persoonlijke draagbare apparatuur. Zoals uit de voorbeelden en figuren zal blijken, liggen deze afmetingen in de orde van grootte van enkele millimeters tot aan enkele centimeters.

De batterij volgens de uitvinding maakt gebruik van een of 10 meerdere elektrische generatoren, waarin de tijdens verbranding met vlam vrijkomende warmte wordt omgezet in elektriciteit. Voorbeelden van dergelijke generatoren omvatten een thermisch elektrische generator (hierna ook wel afgekort tot TEG) en een thermische fotovoltaïsche cel (hierna afgekort tot TPV), of een combinatie van 15 beiden. Bij een TEG wordt energie, in dit geval warmte verkregen door verbranding van een brandstof in de verbrandingskamer, overgedragen vanaf de hete zijde van de TEG door warmtegeleidende elektronen (thermokoppels) of ionen naar de koude zijde en omgezet in elektriciteit. Er vindt in de TEG geen chemische omzetting plaats.

20 Een TEG bevat geen bewegende onderdelen, en heeft derhalve een hoge betrouwbaarheid, levensduur en is onderhoudsvrij. De TEG is compact (2 kW/kg) en zodoende geschikt voor mobiele toepassingen. In een TPV wordt, eveneens zonder chemische omzetting, infrarood licht omgezet in elektrische energie. De cel wordt beschermd door een infrarood 25 licht doorlatende afscherming, zoals een plaatje uit kwarts voor het beschermen van de cel tegen de hitte, die bij verbranding ontstaat. Wanneer een combinatie van TPV en TEG in serie wordt toegepast, kan de van de TPV resterende straling en warmte naar de TEG worden geleid. De TEG en TPV en derhalve de batterij kunnen uit goedkope 30 materialen worden vervaardigd, die in de handel verkrijgbaar zijn. Dergelijke elektrische generatoren omvatten zelf geen bewegende delen, zodat deze weinig onderhoud nodig hebben.

De batterij volgens de uitvinding omvat een verbrandingskamer. De verbrandingskamer definieert een heet volume en wordt gedeeltelijk 35 begrensd door ten minste een elektrische generator, waarin energie (warmte en/of licht) wordt omgezet in elektrische energie, en door ten minste een warmte-isolerend wandgedeelte dat voor een zuurstofhoudend gas zoals lucht, en voor de na verbranding van de 1025273 '* - 3 - brandstof met het zuurstofhoudend gas verkregen verbrandingsproducten doorlaatbaar is. Warmte-isolatie van de verbrandingskamer is vereist, omdat enerzijds in de verbrandingskamer hoge vlamtemperaturen (tot meer dan 1200 °C) met het oog op de efficiëntie nodig zijn.

5 Anderzijds dient de temperatuur van de buitenzijde van de batterij laag (< 50°C bij gebruik in de open lucht) te zijn, omdat bij hoge oppervlaktetemperatuur de gebruiker de kans loopt zich daaraan te branden. Omdat bij de batterij volgens de uitvinding in dit doorlaatbare wandgedeelte warmte-uitwisseling tussen de hete 10 verbrandingsproducten en het relatief koele zuurstofhoudend gas plaatsvindt, kunnen de hoge vlamtemperaturen worden bereikt, en zodoende een hoog rendement. De toevoer en afvoer vinden door diffusie, schoorsteeneffect en/of geforceerde stroming met een ventilator door het isolerende wanddeel plaats. De brander voor het 15 verbranden van brandstof is in de verbrandingskamer opgesteld, en wordt met brandstof gevoed via een toevoer, die zich door de wand van de verbrandingskamer uitstrekt. De brander is voorzien van een ontsteking teneinde de batterij te kunnen "aansteken".

Bij de batterij volgens de uitvinding worden geen milieu-20 onvriendelijke stoffen toegepast, zodat deze minder milieurisico's met zich meebrengt. De energie- en vermogensdichtheid van de batterij volgens de uitvinding, waarin willekeurige koolwaterstoffen kunnen worden verbrand, is hoog (15-20 maal die van gebruikelijke Li-ion batterijen), hoewel de omzettingsefficiëntie laag (5-40%) kan zijn.

25 De batterij volgens de uitvinding wérkt, zolang verbranding plaatsvindt. De verbranding kan eenvoudig worden stopgezet door de toevoer van brandstof te onderbreken, bijvoorbeeld met een afsluiter. De brandstof zal veelal in handige houders worden geleverd, die snel en eenvoudig op de toevoer van de brander zijn aan te sluiten, 30 bijvoorbeeld met snelkoppelingen. Dit is eenvoudiger en sneller dan het opladen van traditionele oplaadbare batterijen.

Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm omvat het warmte-isolerend wanddeel een tegen hoge temperatuur bestendig poreus materiaal. Een dergelijk materiaal is doorlaatbaar voor het 35 zuurstofhoudende gas en de verbrandingsproducten, zodat warmte-uitwisseling tussen de betreffende gasstromen op juiste wijze kan plaatsvinden, waarbij de koude binnenkomende gassen worden voorverwarmd door de nog warme uittredende gassen. Een goedkoop 1025273 - 4 - voorkeursmateriaal omvat minerale wol zoals steenwol, vanwege de voor genoemde doeleinden uitstekende isolatie- en doorlaateigenschappen.

Teneinde het warmtetransport en warmte-uitwisseling nog verder te verhogen is met voordeel een warmtegeleider van een 5 warmtegeleidend materiaal in het poreus materiaal voorzien. In de praktijk, wanneer geen stromingregulerende middelen zijn voorzien, treedt het koele zuurstofhoudende gas door het warmte-isolerend wanddeel naar binnen op enige afstand van de uittredende brandstofproducten, bijvoorbeeld de onderkant en bovenkant van een 10 verticale wand. De warmte-uitwisseling is dan gering. Een dergelijke warmtegeleider, die zich over een dergelijke wand uitstrekt, zorgt dan voor efficiënte warmteoverdracht en -transport.

Teneinde de doorlaatbaarheid van het warmte-isolerend wanddeel niet te beperken heeft de warmtegeleider bij voorkeur de vorm van een 15 netwerk van dammen, die openingen begrenzen. Al dan niet regelmatige roosters, zeven, van openingen voorziene platen en draadgaas van een goed geleidend materiaal zoals koper hebben in het bijzonder de voorkeur. Nog meer voorkeur geniet een uitvoeringsvorm, waarbij in de dikterichting van het isolerend wanddeel meerdere warmtegeleiders op 20 afstand van elkaar, en evenwijdig aan het oppervlak van het wanddeel, zijn opgesteld. Vanwege deze opstelling loodrecht op de temperatuurgradiënt veroorzaken de warmtegeleiders geen of nauwelijks warmteverliezen. Omdat tijdens gebruik de batterij geen vaste positie ten opzichte van de vaste wereld inneemt, en dus de posities waar het 25 zuurstofhoudend gas en verbrandingsproducten door de doorlaatbare isolatie gaan, zullen wisselen, hebben laagsgewijs opgestelde roosters door de hele isolatie heen de voorkeur.

Met voordeel omvat in het geval van een verbrandingskamer met rechthoekige doorsnede, het warmte-isolerend wanddeel ten minste de 30 zijde van de verbrandingskamer, waar de toevoer voor brandstof van de brander doorheen gaat, alsmede de tegenoverliggende zijde. Aldus wordt een doelmatige toevoer, respectievelijk afvoer bereikt. Bij voorkeur bedekt de TEG en/of TPV bij een verbrandingskamer met rechthoekige doorsnede ten minste twee zijden, die zich tussen de 35 zojuist genoemde warmte-isolerende zijden uitstrekken. Het oppervlak en de porositeit van het warmte-isolerend deel, die onder meer de diffusie en het schoorsteeneffect bepalen, zijn met voordeel zo gekozen dat een overmaat zuurstofhoudend gas ten opzichte van 1025273 - 5 - toegevoerde brandstof in de verbrandingskamer wordt gehandhaafd. Een dergelijke overmaat is gunstig voor de verbranding.

De TEG kan zijn opgebouwd uit de bekende halfgeleider-materialen. Bij voorkeur is de TEG opgebouwd uit hoog efficiënte 5 (> 15%), al dan niet uit meerdere lagen bestaande thermokoppels. Bij toepassing van dergelijke materialen is een hoge vlamtemperatuur nodig om een hoog rendement te kunnen halen. De betrouwbaarheid en levensduur van dergelijke thermokoppels zijn hoog, hetgeen gunstig bijdraagt aan de betrouwbaarheid en levensduur van de batterij als 10 geheel.

De brander omvat met voordeel een pijp die aan het ene uiteinde is gekoppeld aan de toevoer van brandstof en aan het andere uiteinde een mondstuk omvat. Bij voorkeur is het mondstuk omgeven door een huls van een verbranding katalyserend materiaal, zoals de 15 bekende "kousjes" voor campinglampen, die bijvoorbeeld op propaangas werken.

Het principe van de batterij volgens de uitvinding is voor alle typen brandstoffen, gasvormig, vloeibaar of vast, geschikt. De batterij is bij voorkeur zo ontworpen, dat deze geschikt is voor 20 koolwaterstoffen, zoals propaan en butaan (aansteker"gas"), waarvoor reeds een uitgebreid distributienetwerk bestaat.

Afhankelijk van het type brandstof kunnen diverse onderdelen een bijzondere uitvoeringsvorm bezitten.

De toevoer is met voordeel voorzien van een hoofdkraan voor 25 het al dan niet toelaten van brandstof. Bij een gasvormige brandstof is de toevoer, in het bijzonder de koppeling aan de gascontainer, met voordeel voorzien van een smoorklep teneinde de hoeveelheid gasvormige brandstof, die dient te worden verbrand, te regelen.

Voor het verbranden van een gasvormige brandstof omvat de 30 ontsteking bij voorkeur een piëzo-element. Een besturingsinrichting kan zijn voorzien, zodat nadat de hoofdkraan is geopend, het piëzo-element wordt bekrachtigd. Wanneer geen spanning op de elektrische generator wordt waargenomen, met andere woorden er vindt geen verbranding plaats, wordt de hoofdkraan automatisch afgesloten op 35 basis van een signaal van de besturingsinrichting.

Voor het verbranden van een vloeibare brandstof of een gesmolten vaste brandstof omvat de ontsteking bij voorkeur een voorverwarmingsinrichting, zoals een elektrische voorverhitter. Met 1025273 ' - 6 - voordeel is deze opgenomen in de huls van katalytisch materiaal. In dit geval verhit de voorverwarmingsinrichting de stroombare brandstof tot boven de ontbrandingstemperatuur van de damp van de brandstof. Wanneer de brandstof succesvol is ontstoken, wordt de 5 voorverhittingsinrichting uitgeschakeld.

Wanneer de batterij volgens de uitvinding is bestemd voor het verbranden van een vloeibare brandstof zoals olie, of gesmolten vaste brandstof zoals stearine, omvat de toevoer met voordeel een buis met capillair, zoals een lont. Het capillair zuigt de in stroombare 10 toestand verkerende brandstof op en zorgt voor een continue toevoer aan de brander. De dimensies van het capillair, in het bijzonder de dwarsdoorsnede, bepalen de maximale stroom van brandstof. Ter beveiliging kan het contact tussen capillair en huls op doelmatige wijze worden onderbroken, bijvoorbeeld door middel van een 15 bekrachtigbare wig. Bekrachtiging kan bijvoorbeeld door activering van een piëzo-element plaatsvinden, dat na het stoppen van de verbranding wordt gedeactiveerd, zodat het contact kan worden hersteld voor de volgende start.

Teneinde een vaste brandstof te laten smelten is bij een 20 daartoe bestemde batterij volgens de uitvinding een houder voor het opnemen van de vaste brandstof voorzien, welke houder een koppeling voor het koppelen van de houder aan de toevoer van de brander omvat, waarbij nabij genoemde koppeling een verwarmingsinrichting is voorzien voor het laten smelten van de brandstof. De verwarmings-25 inrichting, bijvoorbeeld een elektrische, laat de vaste brandstof zoals een brandstofstaaf plaatselijk smelten, en de gesmolten brandstof wordt opgezogen door het capillair. Bij een doelmatige uitvoeringsvorm omvat de verwarmingsinrichting een plaat uit een warmtegeleidend materiaal, die in warmtegeleidende verbinding, 30 bijvoorbeeld via de metalen toevoerpijp van de brander, staat met verbrandingskamer.

Met het oog op het handhaven van de continue toevoer van gesmolten brandstof zijn bij voorkeur tussen de tegenover de koppeling gelegen zijde van de houder tegendrukmiddelen zoals een 35 tegendrukveer, voor het in aanraking brengen van de brandstof met de voorverwarmingsinrichting voorzien.

Teneinde de isolatie en elektrische generator te beschermen is met voordeel een behuizing voorzien, waarin de voor toevoer van 1025273 - 7 - zuurstofhoudend gas zoals lucht en afvoer van verbrandingsproducten noodzakelijke openingen zijn voorzien. Een houder voor brandstof kan ter bescherming eveneens binnenin deze behuizing zijn opgenomen. De behuizing is met voordeel uit losneembare delen opgebouwd, 5 bijvoorbeeld een doos met deksel, zodat de houder voor brandstof eenvoudig kan worden vervangen. Indien gewenst, kan de behuizing zijn voorzien van koelmiddelen zoals koelvinnen teneinde de oppervlakte-temperatuur laag te houden. Een geforceerde koeling, bijvoorbeeld met een ventilator kan eveneens worden toegepast. Een andere mogelijkheid 10 is koelen door verdampen van water, bijvoorbeeld via een met water bevochtigbare kous, waarvoor het benodigde water via een capillair aan een waterhouder wordt onttrokken.

De batterij volgens de uitvinding omvat een miniatuurbrander in een geïsoleerde verbrandingskamer. Isolatie is nodig om tijdens 15 bedrijf de verbrandingskamer als eèn hogetemperatuursreactor op temperatuur (bijvoorbeeld 1000°C of meer) te houden. Een dergelijke hoge temperatuur is nodig om bij de TEG('s) met het oog op de warmte en bij TPV('s) met het oog op de lichtopbrengst, een hoog rendement te kunnen behalen.

20 De batterij volgens de uitvinding kan meerdere verbrandings- kamers met elk een aparte brander omvatten, bijvoorbeeld elk met andere dimensies, die elk afzonderlijk inschakelbaar zijn. In feite bestaat een dergelijke batterij uit meerdere parallel geschakelde batterijmodules volgens de uitvinding. Dit maakt regeling van het 25 geleverde vermogen over een breed bereik raogelijk. Bij een dergelijke uitvoeringsvorm is het mogelijk de kleinste kamer continu in bedrijf te houden als een soort waakvlam (stand by) voor een snelle opstart van de batterij.

Indien nodig, kan de batterij volgens de uitvinding met andere 30 energiebronnen worden gecombineerd.

Zoals eerder gesteld, kan de batterij volgens de uitvinding als energiebron voor vele stationaire en mobiele toepassingen worden gebruikt, zoals in het leger, outdoor, (zeil)schepen en op andere locaties ver van de bewoonde wereld voorkomt.

35 De uitvinding wordt hierna toegelicht aan de hand van de bijgevoegde tekening, waarin: 1025273 - 8 -

Fig. 1 is een schematische weergave in doorsnede van een uitvoeringsvorm van een batterij volgens de uitvinding, werkend met een gasvormige brandstof;

Fig. 2 is een schematische weergave van een uitvoeringsvorm 5 van een batterij volgens de uitvinding, werkend met een vloeibare brandstof;

Fig. 3 is een schematische weergave van een uitvoeringsvorm van een batterij volgens de uitvinding, werken met een smeltbare vaste brandstof; 10 Fig. 4 is een illustratieve weergave van een uitvoeringsvorm van een batterij met meerdere verbrandingskamers volgens de uitvinding;

Fig. 5 toont een schematische weergave van een 0,5 W TEG batterij; en

15 Fig. 6 toont een schematische weergave van een 10 W TEG

batterij met passieve koeling.

De figuren zijn vanwege de duidelijkheid niet op schaal getekend.

Fig. 1 toont een schematische weergave van een doorsnede van 20 een uitvoeringsvorm van een batterij volgens de uitvinding, die werkt op een gasvormige brandstof. De batterij omvat een huis, dat hier vanwege de duidelijkheid niet is weergegeven. In het huis bevindt zich een doosvormige verbrandingskamer 10. De verbrandingskamer 10 heeft in deze uitvoeringsvorm een rechthoekige doosvorm, waarvan de 25 bodemwand en bovenwand ieder zijn gevormd door een elektrische generator 12, respectievelijk 14, zoals een TEG en/of TPV. De overige wanden, d.w.z. de beide kopwanden 16 en 18, alsmede de beide langswanden 20 (slechts een zichtbaar) bestaan uit een warmte-isolerend poreus materiaal zoals glaswol. In het poreus materiaal 30 zijn evenwijdig aan het oppervlak van de betreffende wand een aantal op afstand van elkaar gelegen koperen roosters 22 opgesteld. De richting van het optredende warmtetransport in de roosters 22 is met een dikke pijl 24 aangeduid. In de verbrandingskamer 10 is een brander 26 opgesteld. De brander omvat een pijp 28, die door kopwand 35 16 heengaat. Een mondstuk 30 aan het vrije uiteinde van de pijp 28 is omgeven door een kous van katalytisch materiaal voor een optimale verbranding met daarin een piëzo-ontsteking, die beiden in hun geheel met gemeenschappelijk verwijzingscijfer 32 zijn aangeduid. Het andere 1025273 ' - 9 - uiteinde van de pijp 28 is onder tussenplaatsing van een bestuurbare hoofdkraan 34 gekoppeld met een toevoerslang 36. De toevoerslang 36 staat met een bajonetconnector met smoorklep 38 in verbinding met een gashouder 40.

5 De werking is als volgt. Door het bedienen of besturen van klep 34 wordt gas aan de brander 26 toegevoerd en ontstoken met behulp van ontsteking 32, resulterend in vlam 42. De hoeveelheid gas wordt geregeld door de smoorklep in connector 38. Zuurstofhoudend gas, in dit geval lucht, stroomt door diffusie, convectie en/of 10 geforceerd door een niet weergegeven ventilator vanuit de omgeving door de poreuze wanddelen heen in de verbrandingskamer 10, terwijl de verbrandingsproducten vanuit de verbrandingskamer 10 door de poreuze wanden heen naar de omgeving stromen, zoals bij beide kopwanden 16 en 18 met een dunne pijl 44 is aangeduid. De hete verbrandingsproducten 15 verwarmen de koperen roosters 22 aan een kant daarvan. De opgenomen warmte wordt door warmtegeleiding in de roosters 22 naar de andere kant geleid en overgedragen aan de verse binnentredende lucht. Verder wordt warmte door de TEG's en ÏR-straling door TPV's omgezet in elektriciteit, die via geschikte verbindingen (niet weergegeven kan 20 worden afgenomen).

Fig. 2 toont een schematische weergave van een uitvoeringsvorm van een thermische batterij volgens de uitvinding, die werkt op een vloeibare brandstof zoals olie. In deze figuur zijn aan Fig. 1 gelijke onderdelen met dezelfde verwijzingscijfers aangeduid. De 25 verbrandingskamer 10 met de deze kamer begrenzende wanden 12, 14, 16, 18 en 20 is op dezelfde wijze opgebouwd als de verbrandingskamer in Fig. 1. De brander 26 omvat bij deze uitvoeringsvorm bij het mondstuk 30 een kous met daarin een elektrische voorverhitter 32'. De toevoer aan de brander 26 omvat een slang 36 met daarin een capillair 37 30 zoals een lont, die zich tot in de houder 40 uitstrekt. In plaats van de hoofdkraan 34 is een afsluiter met aangedreven wig 34' voorzien die het contact tussen de betreffende capillairdelen 37a en 37b kan verbreken, zoals in deze figuur is getoond.

De werking is als volgt. Olie uit de houder 40 wordt door het 35 capillair 37 bij geopende afsluiter 34' gezogen en overgedragen aan het mondstuk 30, waar de olie wordt verdampt en tot ontbranding wordt gebracht met behulp van verhitter 32'. Lucht en verbrandingsproducten diffunderen op dezelfde wijze als ten aanzien van Fig. 1 is 1025273 - 10 - beschreven, in, respectievelijk uit de verbrandingskamer 10. Wanneer de energieopwekking dient te worden stopgezet, wordt de afsluiter 34' bekrachtigd, zodat de wig daarvan het contact tussen de capillair-delen 37a en 37b verbreekt, en aldus de toevoer stopzet.

5 Fig. 3 toont een schematische weergave van een thermische batterij volgens de uitvinding, die werkt op een gesmolten vaste brandstof zoals stearing. De batterij is identiek met die van Fig. 2, behalve de toevoer van brandstof, zodat opnieuw dezelfde onderdelen met dezelfde verwijzingscijfers zijn aangeduid. De voorraadhouder 40 10 is gevuld met vaste brandstof, bijvoorbeeld in de vorm van een staaf, en omvat aan de onderzijde een deksel 44, bijvoorbeeld met bajonet-sluiting, met tegendrukveer 46. De tegendrukveer 46 drukt de vaste brandstof tegen de bovenzijde van de houder 40, waar een warmte-geleidende plaat 48 is voorzien. Warmte wordt door de verhitter 32' 15 via warmtegeleiding door de pijp 28 toegevoerd aan de plaat 48. Wanneer eenmaal verbranding plaatsvindt, wordt een deel van de bij verbranding vrijkomende warmte via pijp 28 aan de plaat 48 overgedragen, zodat een continue smelten van de vaste brandstof optreedt. Een warmtegeleidende koppeling 50 voorzien van afsluiter 20 34' met wig vormt een warmtebrug tussen de pijp 28 en plaat 48.

Fig. 4 toont een uitvoeringsvorm van een thermische batterij volgens de uitvinding, die drie parallel geschakelde verbrandings-kamers 10 met branders 26 omvat, die elk afzonderlijk bedienbaar zijn. De verbrandingskamers 10 bezitten verschillende afmetingen, en 25 dus generatoren met verschillende afmetingen. Bijvoorbeeld levert de grootste 0,3 W, de middelste 0,15W en de kleinste 0,05W, hetgeen de volgende bedrijfsmogelijkheden geeft: 0, 0,05, 0,15, 0,20, 0,30, 0,35, 0,45 en 0,50 W.

Fig. 5 toont een schematische weergave van een 0,5W batterij 30 volgens de uitvinding, waarbij de isolatie aan de voorzijde vanwege de duidelijkheid is weggelaten.

Bijvoorbeeld heeft een 0,5W TEG een lengte en breedte van 4mm. De dikte van deze TEG bedraagt 5 mm. De verbrandingskamer heeft een dikte van 5 mm, en de isolatie 6 mm voor een goede prestatie. De 35 batterij heeft zodoende een hoogte van 15 mm en een lengte en breedte van 16 mm.

1025273 - 11 -

Fig. 6 toont een schematische weergave van een batterij met koelvinnen 60 als passieve koeling. Aan de voorgaande fig. gelijke onderdelen zijn met gelijke verwijzingscijfers aangeduid.

Ter verdere illustratie wordt het volgende voorbeeld gegeven, 5 waarbij butaan als brandstof wordt gebruikt. 1 G butaan levert 45 kJ warmte. Bij een TEG-rendement van ca. 14% levert dit 6 kJ aan elektriciteit, d.w.z. 6000 Ws. Een mobiele telefoon gebruikt in de stand-by stand ongeveer 0,1 W en kan op 1 g butaan derhalve ongeveer 60000 s = 17 uur mee. Tijdens bellen gebruikt een mobiele telefoon 10 ongeveer 1 W en gaat 1,7 uur mee. Een tank van 50 g (30 g butaan) geeft zodoende voldoende energie voor 2 tot 4 weken.

1025273

Claims (21)

1. Batterij, in het bijzonder met miniatuurafmetingen, omvattende een verbrandingskamer (10), die gedeeltelijk wordt * begrensd door ten minste een elektrische generator (12, 14) voor het omzetten van bij verbranding vrijkomende energie in elektriciteit en 5 gedeeltelijk door een warmte-isolerend wanddeel (16, 18, 20), dat voor zuurstofhoudend gas en voor verbrandingsproducten doorlaatbaar is voor het invoeren van het zuurstofhoudend gas en het afvoeren van verbrandingsproducten, een in de verbrandingskamer opgestelde brander (26) met een toevoer (36) voor brandstof en een ontsteking (32). 10

2. Batterij volgens conclusie 1, met het kenmerk dat genoemd wanddeel (16, 18, 20) een tegen hoge temperatuur bestendig poreus materiaal omvat.

3. Batterij volgens conclusie 2, met het kenmerk dat het poreuze materiaal minerale wol omvat.

4. Batterij volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat een warmtegeleider (22) van een warmtegeleidend materiaal 20 in het warmte-isolerend wanddeel (16, 18, 20) is voorzien.

5. Batterij volgens conclusie 4, met het kenmerk dat de warmtegeleider (22) de vorm van een netwerk van dammen omvat, die openingen begrenzen. 25

6. Batterij volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat genoemd wanddeel ten minste de zijde (16) van de verbrandingskamer omvat, waar de toevoer voor brandstof van de brander doorheen gaat, alsmede de daartegenover liggende zijde (18). 30

7. Batterij volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat ten minste twee zijden van de verbrandingskamer (10) zijn voorzien van een elektrische generator (12, 14) tussen de zijde van de verbrandingskamer, waar de toevoer voor brandstof van de brander 35 doorheen gaat, en de daartegenover liggende zijde. 1025273 - 13 - 3.

8. Batterij volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de elektrische generator (12, 14) een thermische elektrische generator voor het omzetten van warmte in elektriciteit 5 is.

9. .Batterij volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de elektrische generator (12, 14) een thermokoppel omvat.

10 10.. Batterij volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de elektrische generator (12, 14) een thermische fotovoltaïsche cel omvat.

11. Batterij volgens een van de voorgaande conclusies, met het 15 kenmerk dat de elektrische generator is opgebouwd uit een thermische fotovoltaïsche cel en een thermisch elektrische generator in serie.

12. Batterij volgens een van de voorgaande conclusies, mat het kenmerk dat de brander (26) een pijp (28) met mondstuk (30) omvat, 20 die bij voorkeur is omgeven door een huls (30) van een verbranding katalyserend materiaal.

13. Batterij volgens een van de voorgaande conclusies, kennelijk bedoeld voor het verbranden van een gasvormige brandstof, 25 met het kenmerk dat de ontsteking (32) een piëzo-element omvat.

14. Batterij volgens een van de voorgaande conclusies, kennelijk bedoeld voor het verbranden van een vloeibare brandstof of smeltbare brandstof, met het kenmerk dat de ontsteking (32') een 30 voorverwarmingsinrichting omvat.

15. Batterij volgens conclusie 14, met het kenmerk dat de voorverwarmingsinrichting is opgenomen in de huls van katalyserend materiaal. 35

16. Batterij volgens een van de voorgaande conclusies, kennelijk bedoeld voor het verbranden van een vloeibare brandstof of 1025273 - 14 - smeltbare brandstof, met het kenmerk dat de toevoer (36) van de brander een capillair (37) omvat.

17. Batterij volgens een van de voorgaande conclusies, 5 kennelijk bedoeld voor gebruik met een smeltbare brandstof, met het kenmerk dat de batterij een houder (40) voor het opnemen van de smeltbare brandstof omvat, met een koppeling (50) voor het koppelen van de houder (40) aan de toevoer van de brander (26), waarbij nabij genoemde koppeling een voorverwarmingsinrichting (48) is voorzien 10 voor het laten smelten van de smeltbare brandstof.

18. Batterij volgens conclusie 17, met het kenmerk dat tussen de tegenover de koppeling gelegen zijde van de houder en de brandstof tegendrukmiddelen (46) voor het in aanraking brengen van de brandstof 15 met de voorverwarmingsinrichting (48) is voorzien.

19. Batterij volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat een afsluiter (34) is voorzien voor het afsluiten van de toevoer (36). 20

20. Batterij volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de thermische batterij een behuizing omvat.

21. Batterij volgens een van de voorgaande conclusies, met het 25 kenmerk dat de batterij is voorzien van koelmiddelen (60). 1025273 '