BE360987A - - Google Patents

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BE360987A
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    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects

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  • Hybrid Cells (AREA)

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Générateur thermo-éleotrique à vide . 



   Les systèmes de batteries thermo-électriques qu'on a con- nus jusqu'ici ne se sont pas répandus d'une manière notable dans la pratique technique, et ce, d'une part, à cause du rendement d'une faiblesse inadmissible dans l'ensemble et, d'autre part, à cause de l'extraordinaire délicatesse   d'éléments   essentiels et du poids propre élevé par rapport à l'énergie électrique   produi=   te. La présente invention a pour   obj'et   un générateur therm- électrique à vide ayant un grand effet utile et une masse totale insignifiante, et permettant de produire économiquement   l'éner -   gie électrique en remplacement complet des groupes de machines actionnés par des moyens mécaniques. 



   Le dessin ci-joint représente un exemple d'exécution de l' obj et de   l'invention,dans   les figures 1-10.   '   
Des électrodes positives et négatives l, l', 1", l''   ( fig.   



  1, coupe longitudinale) sont faites en matières à action thermo- 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 électrique appropriées par pression, coulée ou façonnage subsé- quent de pièces brutes,en forme de barreaux minces ou de colon- nes basses, creusées coniquement d'un côté ou percées dans le sens de leur longueur ou ayant reçu d'autres profils convena - bles. Les dites électrodes, positives et négatives séparément, sont toujours insérées par leurs surfaces d'about, isolément ou en un nombre supérieur quelconque suivant une disposition symé- trique, entre deux petites plaques de base en cuivre 2-2, 3-3   (fig.2,   vue en plan ;   fig.3,   coupe transversale suivant x-x de la   fig.2),   lesquelles plaques sont reliées entre elles, alter - nativement au-dessus et en-dessous, par des ponts métalliques flexibles 4.

   La manière d'établir et relier avantageusement les plaques de base en un tout continu avec les électrodes correspondantes est indiquée dans une demande de brevet spéciale. 



   Nous faisons traverser des rangées d'éléments ainsi   aqsem-   blés, qui sont, 133 leur tour, couplées en série ou en parallèle par les ponts mentionnés 4 selon les besoins, dans les deux di- rections perpendiculaires par de minces bandes de matière iso - lante, par exemple de mica 5, recouvertes sur une face ou sur toutes les deux d'une mince couche d'argent à miroirs, et nous les plaçons parallèlement les unes à côté des autres sur une plaque emboutie rectangulaire 6 en métal invar (environ 64 % de Fe et 36 % de Ni ) à bords plats surélevés   (fig.4,   coupe ). 



  Cette plaque est pourvue, sur sa surface intérieure, d'une cou- che isolante, par exemple de papier d'amiante? cimenté sur la plaque, de même que la plaque de couverture plus mince 8 lami - née dans le même alliage à haute teneur en nickel, que nous soudons électriquement, sur tout son pourtour, aux bords de la plaque 6 après l'insertion préalable de la tubulure 9 et de la pièce creuse 10 par laquelle se rendent à l'extérieur les ex - trémités, enserrées hermétiquement et isolées vers l'extérieur, des fils polaires 11 et 12   (fig.5,   vue extérieure de face ; fig. 



  6. vue extérieure de   côté).   Enfin, nous pompons tout l'air de la 

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 plaque creuse ainsi formée, représentant une batterie de plu sieurs éléments, par la tubulure 9. Sous l'action de lapression atmosphérique élevée, les deux plaques de têle 6,8 s'appliquent fortement et intimement contre les petites plaques de cuivre 2, 3, elles serrent en même temps toutes les électrodes par la même pression élevée et uniforme, et le tout acquiert ainsi la consistance nécessaire et la résistance voulue aux influences mécaniques extérieures. Si les électrodes ne possèdent pas d' elles-mêmes une résistance suffisante à la pression, nous les renforçons au préalable, comme il est indiqué en 1'' à la fig. 



  1, au moyen d'entretoises tubulaires 13,13', par exemple en verre trempé ou en quartz fondu. 



   Nous remplissons de matières pour électrodes, qui peuvent être employées exclusivement sous forme de poudre, de courts tubes 14 en quartz ou autre verre fondant   difficilement,   et fermons ces tubes par un fond métallique 15 et un cylindre 16 légèrement introduit dans le tube   (fig.7).   



   Si nous choisissons des matières à action thermo-élecri- que ayant une haute résistance ohmique et une faible conduoti- bilité thermique, les électrodes correspondantes reçoivent la forme de plaques pleines, perforées ou partagées en plusieurs par,ties, faites d'une matière finement pulvérisée, par exemple à la presse hydraulique, et galvanisées sur leurs deux surfaces d'appui, ou bien la matière active pulvérisée est, sur la pla - que de base 2, entassée uniformément dans les cadres d'amiante 17 , que nous fermons au-dessus par l'autre plaque de base 3. 



  La fig.8 représente cette variante en coupe, dans laquelle 18 désigne l'électrode sous forme de poudre, et 19 l'électrode sous forme de plaque compacte. 



   Dans la disposition la plus simple, nous plaçons chacune des deux électrodes séparément dans son enveloppe métallique, de sorte que l'élément est composé de deux parties formant cha- cune un tout fermé. Dans ce cas, l'une des deux plaques de base 

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 métalliques peut être supprimée avec son isolement   (fig.9).   



   Nous obtenons le générateur thermo-électrique complet (fig.10) en montant ensemble le nombre donné de plaques de bat- terie 20, entourées à la périphérie d'un isolement réfractaire, en groupes distincts qui peuvent être disposés, selon les be - soins, verticalement, horizontalement ou dans toute autre po - sitiom. A travers les intervalles 21 qu'on a laissés subsister, et qui sont convenablement étanchés sur les côtés, passent les gaz de combustion chauds, éventuellement un liquide de chauffage, tandis qu'on conduit à travers les intervalles cor - respondants 22 un réfrigérant, soit dans la direction transver- sale, soit a contre-courant. 



   Par l'emploi de l'alliage à teneur de nickel dit " invar", dont le coefficient de dilatation thermique est pratiquement égal à zéro, pour les enveloppes extérieures des batteries, on obtient ce résultat que des tensions mécaniques nuisibles ne se produisent pas dans les parties de construction différemment chauffées, tensions qui, sans la mesure indiquée, pourraient conduire à la destruction des électrodes. 



   Les électrodes positives et négatives d'éléments thermo - électriques atteignent les forces électromotrices maxima, en général, pour des températures différentes, bien que ne présen- tant pas une différence importante dans des cas donnés par la pratique, de surfaces de contact chaudes. Pour utiliser direc - tement, autant que possible, les températures de chauffage éle- vées, il est donc nécessaire d'amener aux deux électrodes, dans l'unité de temps, des quantités de chaleur différentes, ce que nous obtenons, dans le système cité, en choisissant également pour les plaques de base métalliques d'un même élément, des superficies inégales, et ce dans un rapport tel que leurs élec - trodes soient maintenues, aux extrémités chaudes,   à   des tempé - ratures différentes convenables. 



   Par suite de l'emploi d'un vide parfait, qui constitue l'une 

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 des caractéristiques fondamentales du système décrit, on peut'      choisir sans restriction, pour les électrodes,   les matières   thermo-électriques les plus actives qui, autrement,   subiraient   nécessairement des modifications chimiques en cas de chauffage avec accès d'air. Dans l'espace vide d'air, on peut ainsi ob - tenir, d'une manière pratiquement constante, des forces électro- motrices dépassant un demi-volt par élément... 



   Après que toutes les électrodes de la batterie ont été serrées entre les plaques de base métalliques par la pression atmosphérique élevée et invariable, et comme les liaisons   de   ces électrodes, lorsque celles-ci n'ont pas été, lors de la fabrication, faites d'une seule pièce avec les plaques de base, par exemple par le procédé électrolytique, ne sont aucunement soumises à l'oxydation, la somme des résistances de passage dans la batterie représente constamment une valeur insignifian- t e. 



   Une autre conséquence essentielle de l'emploi du vide est que l'absence totale d'un milieu gazeux rend impossible l'échan- ge de chaleur par convection entre la surface chaude et la sur - face froide de la batterie en dehors des électrodes, tandis que les pertes de chaleur opérées par rayonnement intérieur sont réduites à une minime partie par l'action de réflexion des miroirs insérés. 



   Ainsi qu'on le voit dans la description et sur le dessin, la chute de température est, dans les batteries   thermo-électri-   ques indiquées, concentrée entre les deux extrémités d'électro- des, donc précisément en des points entrant seuls en ligne de compte pour la naissance de la force électromotrice, tandis que les différences de température entre la' source de chaleur et les liaisons chaudes, d'une part, et entre les liaisons froides et le réfrigérant, d'autre part, se meuvent entre des limites notablement étroites.

   De ce fait, les pertes indésira - bles des potentiels de chaleur sont réduites au minimum et il 

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 est possible, en même temps, d'utiliser rationnellement des températures même fort abaissées de l'agent de chauffage en intercalant progressivement en parallèle-un nombre de plus en plus grand d'éléments, au fur et à mesure que l'abaissement de la température des liaisons chaudes est accompagné de la diminution de la force électromotrice dans les éléments, de manière que le rapport de la force électromotrice à la résis - tance résultante dans les groupes d'éléments respectifs reste le même. 



   La température peu élevée existant entre les surfaces de contact des électrodes et l'agent de chauffage ou l'agent réfrigérant permet ensuite, dans le système vide d'air, de réduire la distance réciproque des extrémités chaudes et froides des diverses électrodes   à l'extrême   minimum et de diminuer ainsi dans le rapport des carrés, pour une puissance restant la même, la somme des masses d'électrodes nécessaires. Comme, alors, par l'emploi du vide comme partie intégrante de la cons- truction, les masses de tous les autres éléments constitutifs de la batterie deviennent très petites sans dommage pour leurs qualités techniques absolument nécessaires, les générateurs à vide décrits sont capables de produire les effets donnés pour un poids total égal à une fraction du poids de groupes mécani - ques équivalents. 



   REVENDICATIONS. 

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims (1)

  1. 1. Générateur thermo-électrique, caractérisé en ce que des électrodes simples ou divisées faites de matières actives positives et négatives sous forme de barreaux ou de corps pro- filés de diverses manières, ayant une hauteur minime et dispo- sés régulièrement, sont toujours montées, par leurs surfaces d'about, entre deux petites plaques de base opposées faites d' un métal particulièrement conducteur et isolées sur leurs faces '.
    non en regard , lesquelles plaques reposent, dans leur ensemble, <Desc/Clms Page number 7> entre deux plaques de revêtement reliées entre elles hermétique- . ment sur tout leur pourtour, lesquelles servent de surfaces de chauffage ou de refroidissement, respectivement, et desquelles le flux de chaleur est transmis aux électrodes des éléments respectifs par les plaques de base mentionnées.
    2. Variante du générateur thermo-électrique d'après la revendication 1, caractérisée en ce qu'on emploie des matières thermo- électriques, pour une électrode ou toutes les deux, sous forme de plaques ou de poudre non comprimée, et ce de manière que chacune des deux électrodes soit enfermée séparément dans une enveloppe spéciale ou que les deux électrodes, qu'elles soient simples ou divisées, soient placées alternativement l'une à côté de l'autre dans une enveloppe commune, @ 3.
    Générateur thermo-électrique d'après les revendications ' 1 et 2, caractérisé en ce que les éléments essentiels dont il est composé sont maintenus en communication mécanique, thermi - que et électrique réciproque par l'action de la pression at - mosphérique extérieure provoquée par le pompage de tout l'air de l'espace intérieur dans lequel se trouvent les divers élé - ments de ce générateur.
    4. Générateur thermo-éleotrique d'après les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les deux plaques de revêtement extérieures servant de surfaces de chauffage ou de refroidisse - ment sont faites d'une matière possédant un coefficient de dilatation thermique particulièrement bas, de préférence en acier au nickel dit " invar ".
    5. Générateur thermo-électrique d'après les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les surfaces des petites plaques . de base métalliques transmettant la chaleur aux électrodes sont choisies de telle manière qu'on obtienne sur les liaisons chau- @ des, pour une température locale déterminée de l'agent de chauf- fage, la force électromotrice maxima.
    6. Générateur thermo-électrique d'après la revendication 1, <Desc/Clms Page number 8> caractérisé' en ce que ses espaces intérieurs libres sont pour - vue, pour la protection contre la chaleur rayonnante du côté chauffé, de surfaces réfléchissant la chaleur, dans des cas généraux de lamelles de mica dont la surface est recouverte d' une couche de métal réfléchissante.
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