DE4313827A1 - Thermostromgenerator - Google Patents
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Classifications
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Description
Thermostromgenerator, Thermoelektrischer Generator.
Umwandlung der Einsatzenergie Wärme in Prozeßenergie Elektrische
Arbeit.
Die bekannten Thermoelemente sind für Thermometer oder Regelungszwecke
in der Industrie vorgesehen. Vereinzelt sind z. B. für die Raumfahrt auch
Thermosäulen mit größeren Leistungen bekannt. Diese verwenden besondere
Legierungen und sind nicht für eine breite Anwendung geplant.
Der hier vorgestellte Thermostromgenerator kommt mit im Handel
angebotenen Legierungen aus.
In der angegebenen Erfindung liegt auch das Problem zugrunde, umwelt
gerechte Energiequellen für den alltäglichen Gebrauch zu schaffen.
Katalytische Brenner erzeugen eine maximale Temperatur von 500°C,
bei dieser Temperatur sind kaum gasförmige Schadstoffe zu erwarten.
Mit Wasserstoff als Brennstoff werden höhere Temperaturen und somit
höhere Leistungen erzielt.
Die besondere Eigenschaft der Thermoelemente ist die Bildung sehr
hoher Ströme.
Sind beide Pole eines Thermoelementes oder Säule mit einer
Kupferwindung als Last (Ra) verbunden, so entsteht ein starkes
magnetisches Feld.
Wird diese Kupferwindung als Primärwicklung eines Transformators mit
nicht zu kleinem Querschnitt angenommen und mit einem Schalter periodisch
umgepolt, so wird die Sekundärwicklung, die mehrere Windungen haben kann,
eine höhere Wechselspannung haben als die Primärspannung.
Mit entsprechenden Schaltungen sind auch sinusförmige Spannungen reali
sierbar.
Die elektrische Sekundärleistung, abgesehen von möglichen Verlusten,
bleibt unverändert.
Die elektrische Energie, gewonnen aus der Primärenergie Wärme, ergibt
bei optimaler Leistungsanpassung an einen Außenwiderstand (Ra)
nach der bekannten Formel, einen optimalen Wirkungsgrad.
Die Zusammenstellung eines Thermoelementes aus drei Teilen mit zwei
verschiedenen Metall-Legierungen ist aus den Fig. 1, 2, 3, 4. Die Polarität
wird von den zwei verschiedenen gewählten Legierungen (1) und (2)
bestimmt.
Fig. 2a zeigt den Querschnitt eines Metall-Teiles (1), auch Schenkel
genannt.
Elektrische Isolationsmaterialien (5) müssen temperaturbeständig sein.
Die zu kühlende Seite des Thermoelementes (4) ist für den Durchfluß
der Kühlmittel mit mehreren Bohrungen (6) versehen.
Fig. 5, 6, und 7 zeigt den Aufbau eines Thermosäulen-Moduls
das mit nahezu beliebig vielen Thermoelementen zusammengestellt sein
kann. In der Praxis sind realisierbare Dimensionen zu wählen.
Der Querschnitt (Fig. 2a) eines Schenkels wird bestimmt von der
praktikablen Möglichkeit die Temperaturdifferenz zwischen den
"warmen" und "kalten" Seiten der gegenüberstehenden Verbindungsstellen
(3), (4) groß zu halten, wobei die zu kühlenden Seiten nicht über
80°C betragen sollten.
Der Querschnitt und die Gesamtlänge der Metallteile bestimmen auch den
Gesamtinnenwiderstand (Ri) und somit den im geschlossenen Kreis
(Ri + Ra) fließenden Strom.
Die Thermospannung (EMK) liegt an den Anschlußschienen (16/13) und
(16/14) - für plus und minus - eines willkürlich mit sieben Thermo
elementen zusammengestellten Thermosäulen-Moduls (Fig. 5, Fig. 7 Draufsicht,
Fig. 6 eine Seitenansicht).
Mit Befestigungsschrauben (15) und passenden Bohrungen (17) sind
Schienen (16/13), (16/14) an je einem abgewinkelten Schenkel (12/2),
(12/1) für die Stromentnahme und zu Blöcken montierbare Thermo
säulen-Module angebracht.
Die zu kühlenden Seiten des Thermosäulen-Moduls mit den Verbindungs
stellen (4) sind mit Bohrungen (6) der einzelnen Schenkel dicht
ineinandergefügt und so für die Kühlmittelversorgung an den Muffen (7)
mit nicht stromleitenden Verteilerrohren (10), (11) montiert.
Ein Gasbrenner (18) mit Einlaufstutzen (8) sind an der zu erwärmenden
Seite mit den Verbindungsstellen (3) des Moduls angebracht.
Der Abstand (Brennraum (9)) wird günstig gewählt.
Fig. 8 zeigt die zu wärmende Seite mit drei in Reihe geschalteten
Thermosäulen-Modulen zu einem Block. Ohne weitere Montageteile zur
besseren Übersicht.
Fig. 9 ist eine Seitenansicht.
Fig. 10 zeigt die zu kühlende Blockseite.
Fig. 11 eine Seitenlage.
In Reihe und parallel geschaltete Thermosäulen-Module helfen, mit
richtig kombinierter Auswahl, bei der optimalen Leistungsanpassung
an den gewählten Verbraucher.
Thermovoltaik: Arbeitsgebiet der Physik, das sich mit der direkten Umsetzung
von Wärmeenergie in elektrische Energie befaßt.
Claims (10)
1. Thermostromgenerator - Thermoelektrischer Generator.
Eine durch zwei Löt- oder Schweißstellen (3), (4) verbundene Anordnung
von drei Metall-Teilen (1), (2) aus zwei verschiedenen Legierungen
gefertigtes Thermoelement, dadurch gekennzeichnet,
- - daß der Querschnitt der Metallteile (1), (2) (Schenkel) sehr große Abmessungen hat, 50 mm² bis 10 000 mm² und darüber hinaus.
2. Thermostromgenerator nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß die Löt- oder Schweißstellen (3), (4) einen gleichgroßen oder größeren Querschnitt aufweisen.
3. Thermostromgenerator nach Anspruch 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß einzelne Thermoelemente (Fig. 1, 2, 3) zu Thermosäulen-Modulen (Fig. 5, 6, 7) elektrisch und mechanisch verbunden werden.
4. Thermostromgenerator nach Anspruch 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß Thermoelement-Module in Serie geschaltet werden können, um höhere Spannungen zu erzielen.
5. Thermostromgenerator nach Anspruch 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß Thermoelement Module parallel geschaltet werden, um höhere elektrische Ströme zu erreichen.
6. Thermostromgenerator nach Anspruch 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß die Materialien der Thermoelemente aus Legierungen der euro päischen Norm für Thermoelemente bestehen, aber auch anderen geeigneten Metalle und Legierungen.
7. Thermostromgenerator nach Anspruch 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß zur Erzeugung der nötigen Erwärmung der Verbindungsstellen (3), Gas oder flüssige Brennstoffe verwendet werden,
- - mit gewöhnlichem Brenner,
- - mit katalytischem Brenner (18).
8. Thermostromgenerator nach Anspruch 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß zur Kühlung der Verbindungsstellen (4), (Löt- oder Schweißstellen) gasförmige oder flüssige, auch nichtaggressive Kühlmittel aller Art in einem (geschlossenen) Kühlsystem betrieben werden.
9. Thermostromgenerator (23A, B, C, Bild 1) nach Anspruch 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß die erzeugte Thermospannung, die eine Gleichspannung ist, einen Gleichstrommotor (24A, Bild 1) betreibt,
- - daß mit einem mechanischen oder elektronischen Polwender/Wechselrichter, (19B, 20B, Bild 1) in eine Wechselspannung umgeformt und somit einen Elektromotor (21B) direkt betreibt,
- - daß ein Elektromotor (21C, Bild 1) mit einen Wechselrichter (19C, 20C) über einen Transformator (25) betrieben wird.
10. Thermostromgenerator nach Anspruch 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß Thermostromaggregate mobil oder stationär betrieben werden.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4313827A DE4313827A1 (de) | 1993-04-28 | 1993-04-28 | Thermostromgenerator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| DE4313827A DE4313827A1 (de) | 1993-04-28 | 1993-04-28 | Thermostromgenerator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE4313827A1 true DE4313827A1 (de) | 1994-11-03 |
Family
ID=6486535
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE4313827A Withdrawn DE4313827A1 (de) | 1993-04-28 | 1993-04-28 | Thermostromgenerator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE4313827A1 (de) |
Cited By (10)
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| US11276810B2 (en) | 2015-05-14 | 2022-03-15 | Nimbus Materials Inc. | Method of producing a flexible thermoelectric device to harvest energy for wearable applications |
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-
1993
- 1993-04-28 DE DE4313827A patent/DE4313827A1/de not_active Withdrawn
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| US10290794B2 (en) | 2016-12-05 | 2019-05-14 | Sridhar Kasichainula | Pin coupling based thermoelectric device |
| CN110390850A (zh) * | 2018-04-19 | 2019-10-29 | 林肯环球股份有限公司 | 用于仿真焊接训练的模块化且可重新配置的机箱 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Owner name: ZOELDE, RUDOLF, 77887 SASBACHWALDEN, DE |
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