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EP1515376A2

Device for generating electrical energy

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung elektrischer Energie mit einer Vielzahl von Thermoelementen, die jeweils ein erstes Leiterstück (6), ein mit dem ersten Leiterstück verbundenes zweites Leiterstück (1;2) und ein drittes Leiterstück (6'), das mit dem zweiten Leiterstück (1;2) auf dessen dem ersten Leiterstück (6) gegenüberliegenden Seite verbunden ist, aufweist, wobei sich das Leitermaterial der ersten und dritten Leiterstücke (6,6') vom Leitermaterial der zweiten Leiterstücke (1;2) unterscheidet und die ersten Leiterstücke (6) mit einer Wärmequelle (11) und die dritten Leiterstücke (6') mit einer Wärmesenke (11') in Verbindung stehen, und eine Reihenanordnung der Thermoelemente vorgesehen ist, in welcher abwechselnd die ersten (6) und dritten (6') Leiterstücke der aufeinanderfolgenden Thermoelemente einander zugewandt sind. Gemäß der Erfindung sind die in der Reihenanordnung einander zugewandten Leiterstücke jeweils elektrisch miteinander verbunden und die zweiten Leiterstücke (1;2) der Thermoelemente abwechselnd aus einem, bezogen auf das Leitermaterial der zweiten und dritten Leiterstücke (6,6'), thermoelektrisch positiven und thermoelektrisch negativen Leitermaterial hergestellt, oder wobei die in der Reihenanordnung einander zugewandten Leiterstücke jeweils voneinander elektrisch isoliert und die dritten Leiterstücke jeweils mit dem ersten Leiterstück des in der Reihenanordnung folgenden Thermoelements elektrisch verbunden sind.

EP1515376A2, drawing sheet 1
Sheet 1 of 4

Term

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Projected expiry passed 8 September 2024, 2 years ago.

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15 claims: 1 independent, 14 dependent

  1. 1
    Vorrichtung zur Erzeugung elektrischer Energie mit einer Vielzahl von Thermoelementen, die jeweils ein erstes Leiterstück (6), ein mit dem ersten Leiterstück verbundenes zweites Leiterstück (1;2) und ein drittes Leiterstück (6'), das mit dem zweiten Leiterstück (1;2) auf dessen dem ersten Leiterstück (6) gegenüberliegenden Seite verbunden ist, aufweist, wobei sich das Leitermaterial der ersten und dritten Leiterstücke (6,6') vom Leitermaterial der zweiten Leiterstücke (1;2) unterscheidet und die ersten Leiterstücke (6) mit einer Wärmequelle (11) und die dritten Leiterstücke (6') mit einer Wärmesenke (11') in Verbindung stehen, und eine Reihenanordnung der Thermoelemente vorgesehen ist, in welcher abwechselnd die ersten (6) und dritten (6') Leiterstücke der aufeinanderfolgenden Thermoelemente einander zugewandt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Reihenanordnung einander zugewandten Leiterstücke jeweils elektrisch miteinander verbunden und die zweiten Leiterstücke (1;2) der Thermoelemente abwechselnd aus einem, bezogen auf das Leitermaterial der zweiten und dritten Leiterstücke (6,6'), thermoelektrisch positiven und thermoelektrisch negativen Leitermaterial bestehen, oder wobei die in der Reihenanordnung einander zugewandten Leiterstücke jeweils voneinander elektrisch isoliert und die dritten Leiterstücke jeweils mit dem ersten Leiterstück des in der Reihenanordnung folgenden Thermoelements elektrisch verbunden sind.
  2. 2
    Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Reihenanordnung einander zugewandten, elektrisch miteinander verbundenen Leiterstücke (6,6' ) unmittelbar ineinander übergehen.
  3. 3
    Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Reihenanordnung einander zugewandten, elektrisch miteinander verbundenen Leiterstücke jeweils durch eine einzige Platte (6,6') gebildet sind.
  4. 4
    Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den eine Stapelanordnung (17) bildenden Platten (6,6') jeweils eine Vielzahl von zweiten Leiterstücken (1 ;2) angeordnet ist.
  5. 5
    Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Leiterstücke (1;2) abwechselnd durch einen p-leitenden (1) und einen n-leitenden (2) Halbleiter gebildet sind.
  6. 6
    Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Leiterstücke (1;2) jeweils blockartig ausgebildet sind und über eine der Querschnittsfläche entsprechende Kontaktfläche mit dem ersten (6) und dritten (6') Leiterstück des jeweiligen Thermoelements in elektrischer Verbindung stehen.
  7. 7
    Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Platten (6,6' ) mit der Wärmequelle (11) bzw. Wärmesenke (11') über die Stapelanordnung (17) durchsetzende Wärmeleitstäbe (8,8' ) verbunden sind, wobei die Wärmeleitstäbe (8,8') durch zueinander ausgerichtete, aufeinanderfolgende Öffnungen (7) in den Platten (6,6') geführt sind, wobei die Wärmeleitstäbe (8,8' ) abwechselnd im Wärmekontakt mit und wärmeisoliert gegen den Öffnungsrand, vorzugsweise im Abstand zum Öffnungsrand, durch die Öffnungen (7) geführt sind.
  8. 8
    Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeleitstäbe (8,8') direkt oder über elektrisch isolierende Wärmeleitringe (10) in Wärmekontakt mit dem Öffnungsrand stehen.
  9. 9
    Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass in den Wärmeleitstäben (8,8') ein wärmetransportierendes Medium fließt.
  10. 10
    Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktflächen (13) der zweiten Leiterstücke (1;2) quadratisch und die Öffnungen (7) kreisrund oder umgekehrt die Kontaktflächen kreisrund und die Öffnungen quadratisch sind.
  11. 11
    Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (7) in den Platten (6,6') in einem, vorzugsweise quadratischen, Raster angeordnet sind und ggf. die verlängerten Diagonalen der Kontaktflächen (13) der p- und n-leitenden Halbleiter die Quadratseiten halbieren.
  12. 12
    Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass sich in Eckenbereichen (18) ineinander übergehende Kontaktflächen (13b) vorgesehen sind.
  13. 13
    Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Platten (6a,6a') aus mehreren Lagen (15,15') gebildet sind.
  14. 14
    Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Leiterstücke (1;2) mit den Platten (6,6'), insbesondere über ein leitfähiges Klebemittel, verbunden sind.
  15. 15
    Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeleitstäbe (8,8') mit ihrem der Wärmequelle (11) bzw. Wärmesenke (11') abgewandten Ende in oder an einer zwischen der Quelle bzw. Senke und der Stapelanordnung (17) angeordneten Isolierschicht (14,14') enden.
Independent claims15