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" PERFECTIONN El{TS AUX GENERATEURS TEMM-ELUCTRIQTES.- watt La présente invention est relative aux générateurs de courants élec-
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triques, plus particulièrement à ceux du type thermo-électrique.
L'invention a pour objet d'améliorer et de simplifier la construc- tion de ces appareils, de manière à ce qu'ils soient à la fois de fonctionne- ment sûr et efficace, et relativement bon marché.
L'invention a également pour objet de créer un générateur thermo- électrique qui soit monté dans une enveloppe vitreuse, ou analogue, à la façon d'une lampe à incandescence, et dont les éléments soient protégés de toute dé-
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térioration due à des causes externes ou au fonctionnement de l'appareil.
L'invention a aussi pour objet de créer des moyens par lesquels le générateur peut être inséré dans une douille ou dispositif analogue, et en être retiré, de façon à ce qu'il puisse être utilisé sans l'emploi d'adapteurs ou de connexions auxiliaires.
L'invention a encore pour objet de construire un générateur thermo- électrique qui puisse être employé comme un substitut pour les batteries généra- lement utilisées dans les appareils récepteurs de radio.
L'invention a enfin pour objet de créer un générateur thermoélec- trique dont les éléments puissent être construits en grandes quantités, et qui puisse être chauffé et refroidi de façon à produire un courant d'intensité maxi- -mum avec un appareil de dimensions minimum.
Quant aux autres avantages de l'invention, ils seront exposés dans ce qui suit, et la présente invention comprend également le produit industriel nouveau ayant les caractéristiques de construction et la disposition des divers éléments représentés sur les dessins ci-joints et décrits dans'ce qui suit.
Le générateur thermoélectrique ainsi que construit généralement, consiste en un grand nombre d'unités interconnectées qui se composent de couples thermoélectriquesconstitués de deux plaques, tiges ou fils de métaux différents mis en contact ou reliés l'un avec l'autre. Ces couples, lorsqu'ils sont mis en circuit les uns avec les autres, et que leurs extrémités destinées à être chauf- fées sont exposées à une source calorifique, peuvent engendrer un courant élec- trique. Toutefois, on a rencontré des difficultés considérables à construire des générateurs de ce type, par suite du grand nombre de couples nécessaires pour . l'obtention d'un courant appréciable, et de la dépense due à la construction et l'assemblage des diverses unités.
De plus,quand des couples thermoélectriques du type ordinaire ont été employés pendant quelque temps, on constate,que les joints se détériorent par suite de leur exposition à la chaleur et à l'air, de telle sorte que le.débit du générateur diminue. Après un long usage, les éléments se détériorent à tel point que le dispositif devient pratiquement inutilisable.
Ces inconvénients sont évités dans le générateur thermoélectrique de la présente invention, de la manière décrite ci-dessous. Sur le dessin ci- joint, dans lequel les mêmes chiffres indiquent des parties analogues t
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la Fig.lreprésente un générateur thermoélectrique construit confor- mément à la présente invention.
La Fig. représente un type de gabarit convenant pour donner aux élé- ments producteurs de courant du générateur une forme convenable. la Fig.3 indique un échelon préliminaire dans la construction des éléments. la Fig.4 indique un échelon suivant dans la construction des éléments, la Fig.Sest une vue d'un des unités produisant le courant..
On va tout d'abord décrire le mode de fabrication d'une unité indivi- duelle productrice de courant.
Ces unités sont formées d'un certain nombre de couples thermoélectri- ques constitués de bandes, de tiges, plaques ou fils d'un métal comme élément positif, et d'éléments de forme analogue d'un autre métal comme élément négatif.
On peut employer divers métaux ou alliages, pour constituer les élé - ments positifs et négatifs. On peut, par exemple, employer les alliages décrits dans le brevet américain Albert Marsh déposé aux Etats-Unis le 18/10/04, sous le Numéro 781.288, dans lequel un des éléments du couple thermoélectrique est constitué d'un alliage de 90% de nickel et 10% de chrome, et l'autre élément d'un alliage de 65% de cuivre et 35% de nickel.
Toutefois, on peut employer des alliages tels que la "calorite" composé de 65% de nickel, la$ de chrome, 15% de fer, et 8% de manganèse, et "l'advanoe" composé de 44% de nickel, 0,75% de manganèse et 55,25% de cuivre, mais il est clair que'l'on peut employer tous métaux de la série thermoélectrique résistant à la chaleur, et dont la résis- tance électrique n'est pas trop grande lorsqu'on les emploie sous forme de fils, tiges ou bandes, et cela sans sortir du domaine de la présente invention,
La Fig.2 représente un type d'outil qui peut être utilisé pour la construction des couples thermoélectriques, 1 est un mandrin en bakélite, ou autre matière convenable, muni d'une oreille 2 permettant de le monter dans un tour.
Des plaques 3, de mica ou autre matière isolante résistant à la chaleur, sont disposées sur les deux faces opposées du mandrin 1 (les doux autres faces restant exposées);puis un fil, tige ou feuille d'un métal, par exemple de celui destiné à constituer l'élément négatif, est enroulé sur le mandrin, en commen- çant par la gauche, ainsi que représenté en 4, et en se déplaçant vers la droite
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et s'arrêtant en 7, ainsi que représenté sur la Fig.3, de façon à constituer un enroulement dextrorsum.
L'épaisseur du fil ou de la bande utilisés dépend natu- rellement de l'efficacité thermoélectrique des métaux c-hoisis. Une couche ana- logue d'un métal ou alliage destiné à constituer l'élément positif, est enroulée sur la première couche sous forme d'un enroulement sinistorsum commençant à 1' extrémité à main droite 5, pour s'étendre vers la gauche et s'arrêter en 6.
L'enroulement est obtenu en faisant tourner le mandrin et .en y appliquant le mé- tal, de telle sorte que les deux couches se croisent seulement sur les deux fa- ces du mandrin qui ne portent pas de plaques de mica et qu'elles restent prati- quement parallèles entre elles sur les deux autres faces.
Au lieu d'enrouler des fils ou de tendre des tiges ou bandes de métal sur le mandrin, on peut appliquer le métal en le projetant sous forme de gouttelettes, au,moyen d'un pistolet monté sur le tour et déplacé par le dispo- sitif d'avancement automatique de ce tour. On peut ainsi projeter en place une couche de métal de toute épaisseur désirée; puis on renverse la marche du dispo- sitif de déplacement automatique du tour, lorsque l'on projette la seconde cou- che métallique.
Les couches de métaux peuvent être fixées aux plaques de mica par un liant convenable-en matière fusible et relativement résistante à la chaleur, telle que des vernis vitreux, du verre ou du borate de plomb, etc...., repré- sentée en 8, ces matière convenant particulièrement au but que l'on se propose.
Les couches de métaux sont ensuite réunies l'une à l'autre en leurs points de croisement, de toute façon appropriée. Dans la réalisation préférée de l'invention, l'ensemble du dispositif représenté Fig.4, qui comprend le man- drin 1, les plaques de mica 3 et les enroulements métalliques, est transporté dans un bain é-lectrolytique, et l'on fait déposer, pour réunir les couches- métalliques, une quantité suffisante d'un métal, de préférence du cuivre, ainsi que représenté en 9. On peut employer un vernis approprié pour empêcher un dé- pôt métallique indésirable sur les autres parties du dispositif.
On peut aussi réunir les couches métalliques en leur point de croisement, par soudure, Ueci peut être obtenu en plaçant une tige métallique, par exemple une électrode de soudure, en dessous de la partie croisée, dans une rainure (non représentée) du mandrin, en reliant cette électrode à l'un des pôles de la source du courant de soudure, et en plaçant une électrode métallique reliée à l'autre pôle, sur @
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la partie croisée des couches métalliques, de façon à les presser contre la première électrode de soudure.
Une fois que les enroulements métalliques ont été réunis métallique- ment en leur point de croisement, par un dépôt électrolytique ou par soudure, la structure métallique avec les plaques réfractaires et isolantes qui y adhèrent, est retirée du mandrin, en la faisant glisser, opération qui peut être facilitée par l'emploi d'un mandrin légèrement effilé, ou en insérant une languette amo- vible, avant d'effectuer les enroulements, d'une façon non représentée sur le dessin, mais bien connue des experts de bobinage.
Le dispositif ainsi séparé du mandrin, a alors l'apparence d'une espèce de cage dont deux côtés opposés sont formés de plaques réfractaires sur lesquelles sont fixées des couches métalliques, et deux côtés opposés constitués d'éléments métalliques en forme de X réunis en leurs points de croisement.
Les couches métalliques en forme de X sont alors découpées suivant la ligne AB de la Fig.4, et les éléments en forme de V ainsi obtenus, qui sont disposés perpendiculairement aux plaques réfractaires 3, sont déplacés par dé- formation du fil, de manière à venir de part et d'autre de la plaque réfractaire 3 et dans son plan* la structure ainsi obtenue est représentée Fig.5. et constitue une des unités productrices de courant. Cet élément est donc formé de plusieurs oou- ples thermoélectriques composés individuellement de pièces alternées 10 et 11 de métaux dissemblables disposées en zigzag, et dont les croisements métalliques 12, 13, 14, etc...., sont situés aux points les plus éloignés du support réfrac- taire et suivant une ligne parallèle à ses bords.
Une série de ces points est destinée à servir de liaison ou soudure chaude de la pile thermoélectrique, et l'autre série de liaison ou soudure froide.
Un nombre quelconque de ces unités productrices de courant peuvent être placées en relation thermoélectrique autour d'une source calorifique. Ainsi que représenté sur la Fig.l, les unités sont disposées radialement autour dtun filament central'chauffé électriquement 15, et elles sont maintenues par des supports 16 montés sur la tige 17 portée par le pied 18. L'ensemble du disposi- tif est monté dans une enveloppe vitreuse 19, comme une lampe à incandescence ou un tube à vide. Le filament 15, qui peut être un fil rectiligne, ou enroulé en hélice, s'étend de préférence dans une direction rectiligne, ainsi que ...
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représenta et il est alimenté de courant par les conducteurs 20 et 21 et les tiges conductrices 22 et 23, d'une façon bien connue, comme toute unité produc- trice de courant constitua un petit générateur distinct, on peut employer tout mode de connexion convenable entre ces divers éléments. Ces unités peuvent donc être reliées les unes aux autres en série, en parallèle, ou en toute combinaison série parallèle que l'on désire.
Le débit du circuit formé par l'ensemble de ces unités traverse les conducteurs 26-27 et 28-29 portés par le pied 18. Evidemment, les diverses unité peuvent être réunies à l'intérieur du tube, les unes aux autres, de façon à cons- tituer des sections distinctes d'un générateur pouvant débiter séparément à l'ex- térieur, et des moyens peuvent être prévus pour relier à l'extérieur ces diffé- rentes sections en série ou en parallèle, à volonté.
Dans le dispositif décrit, la chaleur produite par le filament 15 est concentrée suivant une ligne parallè- le avec les bords des liaisons chaudes des couples thermoélectriques, tandis que le ciment réfractaire 8 et le support isolant 3 tendent à retarder la transmis- sion de la chaleur vers les liaisons froides des couples situés au voisinage des parois du récipient de verre 19, On obtient ainsi une différence suffisante de température entre les liaisons chaudes et froides, pour assurer un fonctionnement efficace de l'appareil comme pile thermoélectrique,
Pour obtenir.
une bonne conduction thermique entre le filament et les liaisons chaudes, on peut, au lieu de vider le récipient de verre, le rem- plir d'un gaz bon conducteur de la chaleur, de préférence d'un gaz qui n'attaque pas les métaux des couples thermoéleotriques, par exemple de l'hydrogène ou de l'azote sous faible pression.
Le récipient.vitreux 19 peut être muni d'un culot 32 semblable à ceux employés avec les tubes à vide et les lampes à incandescence, de manière que l'appareil puisse être aisément fixé à des douilles de type bien connu, et en être retiré,. Dans ce cas, les conducteurs d'amenée de courant du filament sont reliés aux contacts 24-25, tandis que le courant débité par la pile est amené aux contacts 30 et 31. Evidement, d'autres contacts peuvent être nécessaires, si, oonme on l'a indiqué ci-dessus, on désire constituer la pile thermoélectri- que de plusieurs seotions débitant à l'extérieur des courants distincts.
En mu- nissant le générateur d'un culot, on peut le mettre en circuit avec d'autres
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dispositifs sur un appareil de radio, de façon à alimenter de courant les divers appareils de radio. Il est plair que plusieurs tels générateurs peuvent être em- ployas reliés en série ou en parallèle, selon qu'on le désire, pour remplacer les batteries ordinaires qui alimentent de courant les tubes à vide.
Il est clair aussi que l'on peut aisément retirer une pile thermoélectrique défectueuse de sa douille et la remplacer par une nouvelle, et qu'il n'en résulte qu'un arrêt très court dans la réception d'une communication de radio. la manière rapide et économique dont les unités productrices de courant d'un générateur peuvent être construites et assemblées en une pile thermoélectrique complète, et le fait que la pile elle-même peut fonctionner avec une alimentation de courant alternatif, aussi bien qu'avec une alimentation de courant continu, sans qu'il se produise de parasites nuisibles, tels que des bourdonnements, constituent d'autres avan- tages de la présente invention.
En pratique, on a constaté que la réalisation de la présente inven- tion représentée sur les dessins et décrite ci-dessus comme la réalisation pré- férée, est la plus efficace et la plus pratique. Toutefois, diverses variantes de construction en ce qui concerne les proportions, l'épaisseur de métal, la nature de support utilisé, et la disposition des diverses parties peuvent être imaginées sans sortir du domaine de la présente invention et sans en diminuer les avantages.