NO120367B - - Google Patents

Description

Anordning ved termoelektrisk generator.

Hovedpatentet nr. 94 441 angår termo-elektriske innretninger, særlig termoelektriske generatorer, av den art som omfat-

ter to termoeiektrisike legemer som er innbyrdes forbundet for å danne et varmforbindelsessted og har innbyrdes isolerte koldtilslutningssteder, og hvorav i det min-

ste det ene består av en såkalt semimetal-

lisk legering. Oppfinnelsen ifølge hovedpatentet tar sikte på å bedre holdbarheten av slike termoelektriske innretninger og beror i første rekke på en analyse av årsak-

ene til den forholdsvis raske forringelse man har kunnet iaktta ved termoelektriske innretninger av den omhandlede art ved de forholdsvis høye driftstemperaturer de for-trinsvis arbeider ved. Ut fra erkjennelsen av at forringelsen for en stor del sikyldes kjemisk innflydelse fra den omgivende atmosfære og fra tilsluttede ledningsdeler på det semimetalliske legeme går oppfinnel-

sen ifølge hovedpatentet ut på en innkaps-

ling av dette legeme i et tett hylster som av-skjermer det mot den omgivende atmosfære,

og på at de materialer det semimetalliske legeme er i kontakt med på sine forbindelsessteder i den elektriske krets, skal være kjemisk stabile overfor den semimetalliske legering ved de forekommende temperatu-

rer. Videre går hovedpatentet ut på for-skjellige forholdsregler til i kombinasjon med dette å forhindre forringelse ved mekaniske innflytelser i tilegg til den beskyt-telse som selve kapslingen gir, deriblant anordning av et bøyelig ledningsstykke innenfor kapselen for tilslutning av det semimetalliske legemes kolde ende til den

ytre krets, samtidig som den annen termo-elementbestanddel kan være metallisk og inngå i det tette hylster, idet man ved denne anordning kan unngå mekaniske spenninger i betydning i det semimetalliske legeme forårsaket ved forskjeller i varmeutvidelse i forhold til hylsteret elier ved rykk i ledningen.

Den foreliggende oppfinnelse tar sikte

på forholdsregler som ytterligere bedrer holdbarheten. For mange anvendelser fås den beste termoelektriske utnyttelse av det semimetalliske legeme dersom dette har en i strømretningen langstrakt form. Da lege-

met da også vil få en forholdsvis betydelig masse, kan det føre til at allerede ytre krefter som virker på hylsteret, særlig i form av en tverrakselerasjon, i forbindelse med det semimetalliske legemes treghet kan bevirke bøyningsspenninger i legemet og derav følgende forringelse på grunn av en ofte mikroskopisk rissdannelse. Oppfinnelsen tar sikte på en bedring i denne henseende, og som en første forholdsregel blir der foreslått en ettergivende opplag-ringsanordning som er karakterisert ved at der i ledningsforbindelsene til begge en-

der av legemet inngår ettergivende lederstykker innenfor hylsteret, og at legemet i det minste over en større del av sin lengde har en fjærende og isolerende sideavstøt-ning mot hylsteret, slik anordnet at termo-forbindelses-organer (kontaktelektroder)

ved begge ender av legemet samtidig får god strålevaxmeoverførende forbindelse med henholdsvis varmeoppagende og varmeavgivende deler av hylsteret.

En annen forholdsregel til å overvinne den nevnte vanskelighet går ut på å ut-nytte det forhold at semimetalliske legemer av den omhandlede art kan tåle betydelig større trykkspenninger enn strekkspenninger uten å forringes, og er karakterisert ved en fjærende innspenningsan-ordning som holder det semimetalliske legeme under stadig trykkpåkjenning i dets lengderetning for å hindlre påregnelige akselerasjons- eller støt-krefter i å forårsake skadelige strekkspenninger i legemet.

Disse to hovedforholdsregler kan an-vendes hver for seg, men kan også kombi-neres, noe som vil bli belyst nærmere i den følgende fremstilling.

Et annet problem som oppfinnelsen be-fatter seg med, er å unngå de vanskelighe-ter som knytter seg til tilveiebringelsen av en hermetisk avtetning under overholdelse av elektrisk isolasjon mellom ledningstil-slutningen tii apparatets kodde forbindelsessteder, idet de isolerende tetningsan-ordninger her ennu kan bli utsatt for forholdsvis høye temperaturer og samtidig må isolere mot ganske høye spenninger. Nu benyttes ved den foretrukne utførelsesform av oppfinnelsen ifølge hovedpatemtet som tilførselsledning en koaksial apparatled-nlng hvis ytter- og inner-leder er tilsluttet hver sin av termoelement-bestanddel-ene, samtidig som ytterlederen er tett forbundet med innretningens hylster. Ifølge den foreliggende oppfinnelse utnytter man nu dette forhold til å flytte avtetningen bort fra områder med høye temperaturer ved at apparatledningens ytterleder er anordnet som fortsettelse av det tette hylster og ved sin ytre ende er avtettet mot innerlederen ved hjelp av en sammenpres-set pakning.

Ytterligere trekk og fordeler ved oppfinnelsen vil fremgå av den følgende be-skrivelse, og der henvises i denne forbindelse til tegningen, som anskueliggjør for-skjellige utførelsesformer. Hver av de viste utførelsesformer av termoelektriske innretninger er tenkt anvendt som termoelektrisk generator og har form av et termo-element inneholdende et semimetallisk termoelektrisk legeme som den ene bestanddel i termoelementet, mens den annen bestanddel består av metall, f. eks. rustfritt stål. Fig. 1 er et partielt oppriss, delvis i lengdesnitt, som viser en termoelektrisk ledning, utført i overensstemmelse med oppfinnelsen. Fig. 2 er et tverrsnitt i større måle-stokk tatt omtrent etter linjen II—II på fig- 1, og Fig. 3—8 er partielle lengdesnitt, som anskueliggjør andre former for termoelektrisk generator med ledning, utført i overensstemmelse med oppfinnelsen, og med deier av ledningen fjernet.

Der henvises først til fig. 1 på tegningen. Den elektriske innretning som er valgt til å anskueliggjøre oppfinnelsen i dette tilfelle, omfatter en termoelektrisk generator 10 som innbefatter et par termo-element-organer 11 og 12, som er anbrakt innenfor en hermetisk tett omslutning som omfatter en langstrakt, klokkeformet man-tel 13, fortrinnsvis av rustfritt stål, med et rørformet hylseparti 14 og et bunnparti 15 som skal tjene som varmeføler for inn-retningen. Den motsatte ende av hylsen 14 opptas koaksialt i en utvidelse av boringen i den ene ende av et forlengelsesrør 16 av messing eller annet egnet materiale. Den annen ende av røret 16 er lukket med en metallhette 17, som er sentralt gjennomboret for tetts!>j tiende å optpa den ene ende av en koaksial ledning 18, omfattende en metallisk rørformet ytterleder 19 og en derfra isolert koaksial innerleder 20. Kappen 13 og hetten 17 er tettende og elektrisk forbundet med røret 16, f. eks. ved sølvlodd eller slaglodd, og ledningen 18 er forbundet med hetten 17 på lignende måte.

Termo-element-bestamddelen 11 kan ha form av et stavlignende eller cylindrisk legeme av en skjør semimetallisk legering eller komposisjon.Termo-element-bestand-delen 12 er utført på en slik måte at den danner en fjærende holder for organet 11, idet den får anlegg mot dette på hele dets lengde og holder det elastisk på avstand innenfor kappen 13 og koaksialt i forhold til denne. Som tydeligere vist på fig. 2 omfatter termo-element-organet 12 minst tre forholdsvis tynne, flate strimler eller bånd av deformerbart, fortrinnsvis fjærende metall, som er fordelt i jevne vinkelavstander rundt organet 11 og strekker seg over hele dettes lengde og forbi den ene ende av organet til en elektrisk strømkretsforbin-delse med ytterlederen 19 hos ledningen 18. Sidekantene av metallbåndene 12 legger seg mot innerflaten av kappen 13 og av røret 16, mens et sentralt langsgående parti av innerflaten av metallbåndene 12 legger seg mot den sylindriske ytterflate av organet 11.

For å tillate metallbåndene 12 å virke som et annet termo-element-organ, samtidig som de har fysisk berøring med termo-elemehtorganet 11, er metallbåndene på innerflaten forsynt med en elektrisk isolerende hinne eller et belegg 21 som isolerer metallbandenes innerflater fra termo-element-organet 11. Silikone-harpikser og fernisser har vært funnet å virke tilfredsstillende som materiale for de isolerende hinner 21, som på grunn av de lave ut-viklede spenninger kan være meget tynne. Fordi disse hinner 21 er så tynne, blir båndene 12 laget av metall som har en varmeutvidelsesJsoeffisient svarende til varmeutvidelseskoeffisienten for termo-element-organet 11, så der unngås gjen-sidige forskyvninger av båndene og organet med tilbøyelighet til å gni hinnen løs fra båndet. Som et eksempel på en slik tilpas-ning kan et organ 11 av en bly- og selen - tellur-legering av en bestemt sammenset-ning ha en varmeutvidelseskoeffisient av ca. 18 x 10-" pr. C°, hvilket tilsvarer varmeutvidelseskoeffisienten for aus<tenitisk rustfritt stål (likeledes ca. 18 x 10-" pr. C°), som er ett av de foretrukne materialer for båndene 12 og knappen 13. Et annet tilfredsstillende materiale for båndene 12 med lignende varmeutvidelseskoeffisient er beryllium-kobber-legering.

De ytre ender av metallbåndene 12 er bøyet radialt innover og e>r mekanisk og elektrisk forbundet med den ytre ende av termo-element-organet 11, f. eks. gjennom en kontaktelektrode 22, for å danne et varmforbindelsessted for termo-elementet 10. Organet 11 er den ene bestanddel av termo-elementet 10, mens båndene 12 både tjener som fjærende holder for organet 11 og som den annen bestanddel av termo-elementet 10. De termo-spenninger som ut-vikles i organene 11 og 12, har fortrinnsvis motsatt fortegn (i forhold til platina) i forhold til temperaturfallet og virker føl-gelig additivt i en seriekrets dannet mellom en koldforbindelses-føler 24, utformet på en kontaktelektrode 23, og de kolde ender av metallbåndene 12. I den viste utførelses-form, hvor organet 11 frembringer en negativ emk i forhold til platina, bør båndene 12 frembringe en positiv emk. Austenitisk rustfritt stål og beryllium-kobber-legerin-ger er eksemper på metaller som frembringer en positiv emk og kan benyttes for båndene 12. Når der brukes et positivt organ 11, lages båndene 12 fortrinnsvis av metall som frembringer en negativ emk, f. eks. alumel eller konstanten. Koldfor-•bindelsestappen 24 er elektrisk forbundet med innerlederen 20 hos ledningen 18 ved hjelp av en bøyelig leder 25 som vist, for å tillate forskjellig varmeutvidelse av organene 11 og 12.

Termo-elemant-organet 11 er som nevnt et semimetallisk legeme og kan f.eks. dannes av en legering som er nærmere beskrevet i fremstillingene til patent nr. 91 057, 91 221, 98 975, eller 100 245 og omfatter bly og enten tellur, selen, svovel, tellur + selen eller selen + svovel, even-tuelt med virkningsfremmende tilsetnin-ger, og kontaktelektrodene kan være ut-ført og anbragt som omtalt i disse fremstil-linger, resp. i hovedpatentets fremstilling.

For å sette sammen den generator som er vist på fig. 1, fester man, etterat legemet 11 er forsynt med kontaktelektrodene, den bøyelige forbindelsesleder 25 til tappen 24 på kontaktelektroden 23, f. eks. ved sølv-lodd, hvoretter de vinkelbøyede ender av de langstrakte metallbånddeler eller fjær-strimler 12 festes til kontaktelektroden 22, f. eks. med slag- eller sølvlodd. Det sammensatte legeme som omfatter organet 11 med kontaktelektrodene 22 og 23 og metallbånddelene 12 fastgjort, blir så innsatt i den åpne ende av kappen 13 av rustfritt stål. Rørforlengelsen 16 som hetten 17 er festet til på forhånd, blir så skjøvet eller stukket inn på endene av ledningen 18 som skal tilsluttes generatoren 10, og lederen 25 festes til ledningens innerleder 20, f. eks. ved sølvlodd. De utragende ender av metallbånddelene 12 blir så, f. eks. ved sølv-lodd, festet til ytterflaten av ledningens ytterleder 19. Forlengelse&røret 16 og hetten 17 blir så trukket mot kappen 13 til den stilling som er vist på fig. 1, hvor den ytre ende av røret 16 teleskopisk omgir den åpne ende av kappen 13, hvoretter kappen og røret forbindes ved slaglodd eller sølvlodd og hetten 17 på lignende måte forbindes med ledningens ytterleder 19 fer å fullføre sammenføyningen.

Den koaksiale ledning 18 tjener til å innkoble den viste termo-elektriske generator 10 i en ytre krets. Den ende av ledningen 18 som er motsatt generatoren 10, bærer en gjennomboret tilslutningsbolt 26, og ledningens ytterleder 19 er bøyet radialt utover for å danne en flens 27, som får anlegg mot enden av bolten. Ledningens innerleder 20 har en forbindelse med lav overgangsmotstand med et endestykke 28, mens en forholdsvis stiv ringformet, isolerende avstandsholder 29 omgir innerlederen 20 og er innskutt mellom endestykket 28 og flensen 27 for å isolere disse fra hverandre og samtidig vedlikeholde en fastsatt minimal avstand mellom dem. Avstandsholderen er fortrinnsvis av glass-melamin eller annet egnet materiale.

Isolasjonen 30 mellom inner- og ytterlederne 20 og 19 slutter et stykke innenfor enden av ytterlederen 19, som vist ved 31. Mellom isolasjonsskiven 29 og enden 31 av isolasjonen 30 er der omkring innerlederen 20, innenfor ytterlederen 19, innsatt en isolerende pakning 32 av bøyelig materiale, f. eks. silikone-gummi, som har direkte anlegg mot både inner- og ytterlederne. Før ledningen 18 forbindes med generatoren 10, og etter at endestykket 28 er fastgjort til enden av innerlederen 20 og pakningen 32 samt den isolerende avstandsholder 29 er plasert i stilling på denne leder, utøver man et aksialt drag på den indre leder for å trekke avstandsholderen 29 og endestykket 28 mot flensen 27 og derved tvinge den bøyelige pakning 32 inn i enden av ytterlederen 19 og til tettende anlegg mot både innerlederen 20 og denne ytterleder. Mens Innerlederen således står under strekk, blir ytterlederen lokalt inntrykket, som vist ved 9, for å fastklemme innerlederen 20 med friks jonsinngrep via isolasjonen 30. Ved denne fastklemning blir den del av innerlederen som befinner seg mellom innklemningsstedet 9 og endestykket 28, holdt under varig strekk så pakningen 32 holdes varig sammentrytaket av avstandsholderen 29 og den nevnte herme-tiske tetning mellom lederne 19 og 20 blir kontinuerlig vedlikeholdt.

Takket være pakningen 32 og de oven-nevnte tettende forbindelser mellom ledningen 18 og hetten 17, mellom forlengel-sesrøret 16 og hetten, og mellom røret 16 og kappen 13, er der skaffet et hermetisk tettende hylster som omslutter de termo-elektriske generator-organer 11 og 12 og omfatter den rørformede leder 19, hetten 17, røret 16 og kappen 13. Denne omslut-nkig er fortrinnsvis fylt med en inert atmosfære for å forhindre oksydasjon av organet 11.

Ved at ytterlederen 19 inngår i den hermetisk tettende omslutning, blir pakningen 32 på henskitsmessig måte liggen-de fjernt fra termo-elementet 10 og den varme dette blir utsatt for. Pakningen 32 behøver derfor ikke være av en slik art at den kan utholde høye temperaturer. Ledningen 18 tilsluttes en ytre krets ved at klemmebolten 26 skrues inn i en ledende forbindelsesmuffe 33, hvori der, isolert fra denne, er anbragt et klemmestykke 34 som får kontakt med klemmestykket 28 på vel-kjent måte. Ved tilskruning av bolten 26 i muffen 33 blir tetningsmaterialet 32 i røret 19 utsatt for trykkpåkjenning mellom isolasjonen 30 og skiven 29, hvorved det brin-ges til tettende berøring med alle begrens-ningsflatene og skaffer en hermetisk tetning mellom lederne 19 og 20. Skjønt den koaksiale ledning 18 med sin forbedrede tetningsanordning er vist i detalj i forbindelse med den utførelsesform av oppfinnelsen som er vist på fig. 1, vil det forstås at oppfinnelsen omfatter anvendelsen av en slik ledning i forbindelse med hver av de øvrige utførelsesformer av oppfinnelsen som vil bli vist og beskrevet senere.

Metallbånddelene eller f jærstrimlene 12 i den utførelse som er vist på fig. 1 og 2,

virker ikke bare som den ene virksomme bestanddel av den termo-elektris'ke generator 10, men skaffer også en deformerbar, fortrinnsvis fjærende, støtfast montering av organet 11 som har skjør karakter. Båndene 12 legger seg mot det semimetalliske organ 11 over hele dets lengde og danner en pute som dette gynger på, så der, når hylstrene blir utsatt for akselerasjon eller støt på tvers av sin lengderetning, ikke oppstår bøynings- eller strekkpåkjenning av betydning i organet 11, da de relative bevegelser mellom hylsteret og organet 11 blir avdempet av puten, uten at organet tillates å slå imot kappen 13. Derved for-hindres brudd i organet.

Ved utførelsen av oppfinnelsen kan man i strimlene 12 benytte metall hvis elastisitetsgrense ikke blir overskredet ved støt som omtalt, eller metall hvis elastisitetsgrense kan bli overskredet ved slike støt, så metallet blir varig deformert. Me-tallstrimler av denne sistnevnte art kan benyttes når der ikke er grunn til å regne med særlig høye eller gjentatte støt. Ek-sempler på metaller av denne sistnevnte art er jern og bløtt kobber.

Det vil bemerkes at organet 11, når endepartiet 15 av kappen 13 blir opphetet, har fri anledning til å utvide seg og den bøyelige leder 25 vedlikeholder kontinuerlig elektrisk forbindelse mellom elektroden 23 og lederen 20, samtidig som den virker til å isolere elektroden og organet 11 fra ytre krefter som ledningen 18 måtte bli utsatt for.

Da den elektrisike og termiske motstand av en termoelektrisk generator, som det er vel kjent i faget, er avhengig av dens utformning såvel som av den elektriske og termiske ledningsevne i organene 11 og 12, kan der skaffes en relasjon mellom orga-nenes dimensjoner som gir den høyeste virkningsgrad av termisk energiomdannel-se i en slik sammensatt innretning. I de beskrevne utførelsesformer har organet 11 lav varmeledningsevne sammenholdt med organet 12 og kappen 13 (f. eks. henholdsvis 0,02w/cm/°C og 0,261w/cm/°C).

For organer med hvilken som helst gitt termisk og elektrisk ledningsevne avhenger virkningsgraden av omdannelsen i høy grad av forholdet mellom tykkelsen av kappen 13 og radien av organet 11, eller mere spesielt av de to organers tverrsnitts-areal. I viste utførelsesforme-r er dette forhold mellom radien av organet 11 og tykkelsen av kappen 13 fortrinnsvis ca. 6 til 1 eller mere.

Det vil selvsagt forstås at et termo-elements omdannelsesvirkningsgrad også avhenger av temperaturforskjellen mellom det varme og det kolde forbindelsessted (eksempelvis mellom tilslutningsstedene for elektrodene henholdsvis 22 og 23 på fig. 1). For termo-elementer med et semimetallisk innvendig organ som har lav varmeledningsevne, kan man oppnå høye temperaturforskjeller ved å velge forholdet mellom lengde og diameter av det semimetalliske organ — i de viste utførelses-former ca. 4 til 1 — slik at varmeovergang ved stråling fra overflaten av det indre organ til det omgivende hylster forårsaker betydelige temperaturfall i det indre organ. Når dette gjøres, blir varmestrømmen til det indre organ 11 gjennom det varme forbindelsessted ved 22 avgitt til hylsteret over hele overflaten av det indre organ, hvorved det semimetalliske organs kolde ende eller indre kolde forbindelsessted ved 23 tillates å anta en temperatur som bare er lite lavere enn temperaturen på det ytre kolde forbindelsessted mellom båndene 12 og ytterlederen 19. En ytterligere følge av denne avkjøling ved varmestråling er den reduserte elektriske motstand av det semimetalliske indre organ hvis motstand har positiv temperaturkoeffisient.

Den stråling som betinger avgivelse av den varme som overføres via det varme forbindelsessted, finner sted fra organet 11 og dets koldforbindelses-elektrode 23 til de metalliske vegger i kappen 13 og forlengel-sesrøret 16 gjennom mellomrommene mellom båndene 12. Da temperaturen på det kolde forbindelsessted under disse forhold er avhengig av temperaturen av dets om-givelser, er det derfor ønskelig å holde om-givelsestemperaturene lave. Forlengelsen av kappen til en koldere sone, i dette tilfelle ved hjelp av røret 16, skaffer en varmeavgivelse som bidrar til å avkjøle kapselen rundt de kolde forbindelsessteder. Her-til kommer at der kan tappes varme fra det ytre kolde forbindelsessted som dannes av skjøten mellom strimlene 12 og ledningens ytterleder 19, ved ledning gjennom denne leder, hetten 17, røret 16 og en monterings-brakett 52 fastklemt rundt forlengelses-røret 16, hvis braketten er festet til en bæredel (ikke vist) med lavere temperatur. Skjønt monteringsbraketten 52 bare er vist i forbindelse med den utførelsesform av oppfinnelsen som er vist på fig. 1, er det også ønskelig å anvende en slik brakett ved hver av de andre utførelsesformer som vil bli beskrevet i det følgende. Stråling fra kappen 13 til omgivelsene bidrar også til å avgi varme som strømmer gjennom kappen og organene 12.

Fig. 3 anskueliggjør en annen form for termo-elektrisk generator, som er utført i overensstemmelse med den foreliggende oppfinnelse og omfatter en støtdempende holdeanordning for en skjør termo-ele-mentbestanddel lia av semimetallisk karakter. På fig. 3 er elementer svarende til slike som forekommer på fig. 1, forsynt med samme henvisningstall med tilføyel-sen av bokstaven «a». I den form for oppfinnelsen som er vist på fig. 3, slutter metallbånddelene eller f jærstrimlene 12a i avstand fra den tilstøtende ende av den koaksiale ledning 18a og virker i første rekke som fjærende pute for organet lia på lignende måte som strimlene 12 på fig. 1. Endepartiet 15a av kappen 13a er innboret som vist ved 35, og en bøyelig metallisk forbindelsesleder 36 er ved sin ene ende fastgjort til kontaktelektroden 22a, mens dens motsatte ende er fastgjort til bunn-partiet 15a ved bunnen av innboringen 35. Begge forbindelser dannes fortrinnsvis ved sølvlodd eller slaglodd under tilførsel av den fornødne varme ved induksjon. På fig.

3 virker kappen 13a av rustfritt stål som

den ene bestanddel av termo-elementet, og organet lia som den annen termo-element-bestanddel, idet kappen 13a er elektrisk forbundet med ytterlederen 19a via forlengelsesirøret 16a og hetten 17a som vist. Takket være sin bøyelighet kan lederen 36 danne varig elektrisk forbindelse mellom kontaktelektroden 22a og kappen 13a uten å influere på den dempede side-bevegelse av organet lia under tversgående akselerasjon eller støt.

I den utførelsesform av oppfinnelsen som er anskueliggjort på fig. 4, er metallbåndene eller f jærstrimlene 12b ved sin ene ende fysisk og elektrisk forbundet med kontaktelektroden 22b, og ved sin motsatte ende bøyet tilbake og innskutt mellom forlengelsesrøret 16b og kappen 13b som vist, og kappen, båndet og røret er

•alle tettende og elektrisk forbundet, f. eks. ved sølvlodd eller slaglodd. Forlengelses-røret 16b er utformet med en innadrettet ringformet flens 37, og på den ene side av denne er der plasert en isolasjonsskive 38 som vist. Kontaktelektroden 23b er formet med avsats 40, og dens tllslutningstapp 24b strekker seg gjennom boringen i skiven 38 og er trangt omgitt av denne. En trykkfjær 39 i form av en konkav-konveks fjær-

skive med sentral åpning omgir kontakt- ti tappen 24b og legger seg mot isolasjonsski- s: ven 38 og utøver en sammentrykkende n kraft på organet 11b via kontaktelektroden g 23b. n

På fig. 4 tjener metallbåndene 12b den t: dobbelte oppgave å danne støtpute for or- f. ganet 11b og danne den annen termo-ele- f mentbestanddel, idet båndene er elektrisk e forbundet med ytterlederen hos ledningen k 18b gjennom forlengelsesrøret 16b og het- o ten 17b. Ved at kontaktelektroden 23b hol- a des tilbake av isolasjonsskiven 38, blir det n mulig å bruke en kraftigere og/eller min- t dre bøyelig forbindelsesleder 25b. De trykk- s krefter fjæren 39 øver på organet 11b, e minsker størrelsen av resulterende strekkpåkjenninger som måtte oppstå i organet å 11b 'som følge av sidelengs forskyvning av 4 forenden når termo-elementet 11b utsettes i for tversgående akselerasjon eller støt. Or- c ganet 11b har fri anledning til termisk f varmeutvidelse mot virkningen av den for- e spente fjær 39, og forspenningen avpasses 4 slik at trykkpåkjenningene på organet 11b til enhver tid holdes innenfor dettes trykkstyrke. Metallbåndene 12b danner energi- i absorberende puter for forenden av orga- s net 11b under tversgående akselerasjon som nevnt, og hindrer dette organ i å slå mot kappen 13b.

Den utførelsesform for oppfinnelsen som er anskueliggjort på fig. 5, er stort sett maken til den som er vist på fig. 3, når unntas at metallbåndene 12a på fig. 3 her er erstattet med en rørformet muffe 41 av varmefast, isolerende og støtdempende ! materiale, f. eks. glassfiber. En del av overflaten av organet lic er fri eller utildekket innenfor dettes omslutning, som omfatter kappen 13c og forlengelsesrøret 16c, for å tillate direkte varmeoverføring ved stråling til og fra de termiske forbindelsessteder (ved kontaktelektrodene 22c og 23c) gjennom omslutriingen. I sin alminnelighet er den optimale størrelse av den blottlagte flate ved endene av organet lic bestemt ved forholdet mellom dettes tverrsnitts-areal og lengde. Den rørformede muffe 41 danner støtpute for organet lic på lignende måte som metallbåndene på fig. 1—4. I tillegg virker muffen 41 som isolator mellom organet lic og kappen 13c.

I den form av oppfinnelsen som er anskueliggjort på fig. 6, er organet lid forsynt med en støtdempende holder i form av en rørformet muffe 4 ld, i likhet med muffen 41 på fig. 5, og er dessuten beskyt-tet mot brudd ved at det er underkastet trykkspenninger. På fig. 6 er organet lid og dets kontaktelektroder 22d og 23d sentralt gjennomboret som vist, og en metall-stang 43 som danner den annen ter.mo-element-bestanddel, strekker seg koaksialt gjennom denne boring i radial avstand innenfor organet lid og dets kontaktelektrode 23d. Organet 43 er fysisk og elektrisk forbundet med kontaktelektroden 22d, f. eks. ved sølvlodd eller slaglodd. På den ene ende av stangen 43 og i avstand fra kontaktelektroden 23d som vist, er der anordnet et anleggsorgan 44 som kan ha form av en påsatt skive. Rundt stangen 43 er der mellom anleggsorganet 44 og kontaktelektroden 23d anbragt en isolasjonsskive 38d som ligger an mot kontaktelektroden, og en trykkfjær 39d som kan ha form av en konkav-konveks fjærskive med sentral åpning. Fjæren 39d holder metallstangen 43 under strekke og samtidig organet lid under trykk. En bøyelig leder 25d forbinder kontaktelektroden 23d med den rør-formede ytterleder hos ledningen 18d, mens et bøyelig lederstykke 42 forbinder stangen 43 elektrisk med innerlederen hos ledningen 18d. Som nevnt foran, danner muffen 41d en pute som skaffer en frittbærende understøttelse for det sammensatte legeme som omfatter organene lid og 43, og skaffer dessuten en nøytral akse for de trykk-og strekk-krefter innenfor det rørformede organ lid som fremkommer ved bøynlngs-eller skjærkrefter som kan opptre ved tversgående akselerasjon eller støt. Den sammentrykning av organet lid som for-årsakes av fjæren 39d, reduserer de resulterende strekkpåkjenninger som dette organ blir utsatt for, og meddeler derved dette en betydelig støtfasthet i tilllegg til den som betinges av dempevirkningen av muffen 41 d. Likedan som i utførelsen på fig. 4 blir de trykkpåkjenninger fjæren 39d kan utøve på organet lid, til enhver tid holdt innenfor dette organs trykkstyrke. Varmeoverføring til det varme forbindelsessted ved kontaktelektroden 22d skjer ved stråling på samme måte som på fig. 4, og varmeavgivelse fra de kolde forbindelsessteder ved kontaktelektroden 23d og ved venstre ende av stangen 43 skjer dels ved stråling til hylsteret og til en viss grad ved tapping gjennom henholdsvis ytter- og innerlederen i ledningen 18d.

I de utførelsesformer av oppfinnelsen som er anskueliggjort på fig. 7 og 8, blir motstanden mot brudd i det skjøre organ tilveiebragt praktisk talt utelukkende ved at organet blir underkastet trykkpåkjenninger. På fig. 7 er forlengelsesrøret 16e gjort meget langt og utformet med en innvendig ringformet avsats 37e. Kappen 13e av rustfritt stål er forsynt med et forlenget bunnparti 15e, som har redusert diameter og har en innboring 35e. Kontaktelektroden 22e er formet med en tapp 46 som ra-ger inn i boringen 35e og er fastgjort til denne, f. eks. ved sølvlodd eller slaglodd. Kontaktelektroden 23e er formet med en avsats 40e, og rundt tappen 24e på denne elektrode er der anbragt en isolasjonsskive 38e som legger seg mot avsatsen 37e. Mellom isolasjonsskiven 38e og avsatsen 40e er der innskutt en trykkfjær 39e som kan ha form av en konkavkonveks fjærende skive med sentral åpning, og som likeledes omgir elektrodetappen 24e. Fjæren 39e ut-setter organet lie for trykkspenninger som i vesentlig grad reduserer de resulterende strekkpåkjenninger organet kan bli utsatt for under tversgående akselerasjon eller støt, men ikke er så høye at de overstiger organets trykkstyrke.

Et rør 45 av isolasjonsmateriale omgir fortrinnsvis kontaktelektrodetappen 24e og den bøyelige leder 25e som danner elektrisk forbindelse mellom tappen og innerlederen 20e hos den koaksiale ledning 18e. Den ende av forlengelsesrøret 16e som vender bort fra kappen 13e, har et parti 47 med redusert innvendig diameter, som tettsluttende opptar den koaksiale ledning 18e, og er utformet med et endeparti 48 med utvidet innvendig diameter til å oppta en mengde 49 av sølvlodd- eller slaglodd-materiale som tettende fastgjør ledningen 18e til rø-ret 16e. På fig. 7 virker kappen 13e av rustfritt stål som annen termo-element-bestanddel på samme måte som kappene på fig. 3 og 5.

Den utførelsesform av oppfinnelsen som er vist på fig. 8, er i alt vesentlig maken til den som er vist på fig. 7, når unntas at forbindelsen mellom organet llf og kappen 13f av rustfritt stål ikke er tilveiebragt via en fastbundet elektrode. Som vist på fig. 8 er kappen 13f utformet med en konisk innvendig endevegg 50, og det semimetalliske organ llf er formet med en motsvarende konisk endeflate 51, som legger seg mot endeveggen 50. På fig. 8 tjener forspenningen hos trykkfjæren 39f ikke bare til å sette organet llf under aksial trykk-spenning, men også til å skaffe det for-nødne trykk til å danne en tilfredsstillende trykk-kontakt mellom organet llf og kappen 13f ved flatene 50 og 51. Kontakten ved trykkberøring blir ikke skadelig influert ved tverrakselerasjon av hylsteret i forhold til organet llf, f. eks. ved tversgående støt, som ved en kontakt av fastbundet type forårsaker strekkpåkjenninger som er tilbøye-lige til å bryte bindingen mellom organet og den fastbundne elektrode. Flatene 50 og

51 søker på grunn av sin koniske form å

holde det forspente organ llf i sentrert stilling i kappen 13f. Som på fig. 7 øver trykkfjæren tilstrekkelig trykk-kraft på det skjøre organ til i vesentlig grad å redu-sere ete resulterende strekkpåkjenninger som kan oppstå i dette, uten å overskride dets trykkstryke, hvorved størrelsen av de deformasjoner organet kan utholde uten brudd, økes og organet 10f fås betydelig støtfasthet.

Claims (16)

1. Anordning til ettergivende opplag-ring av et i strømledningsretningen langstrakt semimetallisk legeme innenfor et gasstett hylster av stort sett motsvarende form som angitt i patent nr. 94 441 ved en termo-elektrisk innretning, særlig termo-elektrisk generator, hvor legemet har mekanisk ettergivende ledningstilslutning til sin varmeavgivende ende og ved sin motsatte ende opptar varme fra et varmeopptagende endeparti av hylsteret, karakterisert ved at der i ledningsforbindelsene til begge ender av legemet inngår ettergivende lederstykker innenfor hylsteret, og at legemet i det minste over en større del av sin lengde har en fjærende og isolerende sideavstøtning mot hylsteret, slik anordnet at termoforbindelsesorganer (kontaktelektroder) ved begge ender av legemet samtidig får god strålevarmeover-førende forbindelse med henholdsvis var-meoptpagende og varmeavgivende deler av hylsteret (fig. 1—6).

2. Anordning som angitt i påstand 1, karakterisert ved at den ettergivende sideavstøtning utgjøres av en isolerende muffe (41, fig. 5; 41d, fig. 6) som strekker seg over legemets midtparti og levner endene frie.

3. Anordning som angitt i påstand 2, karakterisert ved at legemet (lid, fig. 6) bærer den annen termo-element-bestanddel, som har form av en metall-stang (43) og strekker seg gjennom en langsgående kanal i legemet fra den varme til den kolde ende, hvor begge bestand-delene har ettergivende ledningstilslutnin-ger (25d, resp. 42).

4. Anordning som angitt i påstand 1, karakterisert ved at den ettergivende sideavstøtning utgjøres av den med legemet samvirkende metalliske termo-element-bestanddel (12b, fig. 4; 12, fig. 1), som er utført fjærende og støtter legemet på sidene via mellomliggende isolasjon, og som forbinder et i strømkretsen inngående parti (16b, fig. 4) av hylsteret eller ytterlederen (19, fig. 1) i en gjennom hylsteret innført koaksial tilslutningsledning med en kontaktelektrode ved den varme ende av legemet, slik at den samtidig danner den ettergivende forbindelse til denne ende.

5. Anordning som angitt i påstand 1 eller 4, karakterisert ved at den ettergivende sideavstøtning utgjøres av rundt legemet fordelte langsgående blad-fjærer (12, fig. 1; 12a, fig. 3; 12b, fig. 4) som er fastgjort til kontaktelektroden ved den varme ende av legemet og har stort sett linjeberøring med hylsteret ved sine sidekanter og med legemets sideflate via et innvendig isolerende belegg (fig. 2).

6. Anordning ved termoelektrisk innretning, særlig termoelektrisk generator, som angitt i patent nr. 94 441 og med et semimetallisk legeme av langstrakt form, karakterisert ved en fjærende inn-spenningsanordning som holder det semimetalliske legeme under stadig trykkpåkjenning 1 dets lengderetning for å hindre påregnelige akselerasjons- eller støt-krefter i å forårsake skadelige strekkspenninger i legemet (fig. 4, 6—8).

7. Anordning som angitt i påstand 6, karakterisert ved at innspennings-anordningen innbefatter et fjærende trykk-organ (39, 39d, 39e, 39f) som virker på den kolde ende av legemet og hensiktsmessig kan ha form av en konisk, fjærende skive.

8. Anordning som angitt i påstand 7, karakterisert ved at trykkorganet (39, 39e, 39f) har støtte mot hylsteret (fig. 4, 7, 8).

9. Anordning som angitt i påstand 7, karakterisert ved at trykkorganet (39, 39e, 39f) støtter seg aksialt mot en isolerende skive (38, 38e, 38f), som en strømledende tapp på legemets kolde elektrode (23b, 23e, 23f) er ført igjennom (fig. 4, 7, 8).

10. Anordning som angitt i påstand 7, karakterisert ved at trykkorganet (39d) støtter seg mot et anslag på en me-tallstang (43) anordnet som angitt i påstand 3 (fig. 6).

11. Anordning som angit i en av på-standene 7—9, karakterisert ved at en ikke-stiv ledende forbindelse mellom termo-elementbestanddelene ved den varme ende av legemet er tilveiebragt ved trykk-kontakt ved virkningen av trykkorganet (39f, fig. 8).

12. Anordning som angitt i påstand 1, 2, 4, 5 eller 7, hvor hylsteret inngår i strøm-kretsen, karakterisert ved at en bøyelig forbindelsesledning (36, 36c) eller en på kontaktelektroden utformet tapp (46) ved det varme forbindelsessted strekker seg til bunnen av en innvendig hulning i hylsterets varmeopptagende endeparti (fig. 3, 5, 7).

13. Anordning ved termoelektrisk innretning, særlig termoelektrisk generator, som angitt i patent nr. 94 441 eller en av de foregående påstander og forsynt med en koaksial apparatledning hvis ytter- og inner-leder er tilsluttet hver sin av termo-element-bestanddelene, samtidig som ytterlederen er tett forbundet med innretningens hylster, karakterisert ved at apparatledningens ytterleder (19, fig. 1) er anordnet som fortsettelse av det tette hylster og ved sin ytre ende er avtettet mot innerlederen (20) ved hjelp av en sammen-presset pakning (29).

14. Anordning som angitt i påstand 13, karakterisert ved at pakningen (29) består av isolerende materiale og er anordnet mellom et kontaktdannende hode (28) på et fra ytterlederen utragende endeparti av innerlederen og en endeflens (27) på ytterlederen.

15. Anordning som angitt i påstand 14, karakterisert ved at der for tilslutning av apparatledningen til en koaksial fortsettelsesledning er påtredd ytterlederen et ringlegeme (26), som ved hjelp av ende-flensen (27) holdes sperret mot avglidning, og som bevirker tilslutningen ved sammen-skruning av en muffe (33) på fortsettelses-ledningen under samtidig fastpresning av hodet mot en motsvarende kontakt (34) på fortsettelseslednlngen samt sammenpres-sing av pakningen (29).

16. Anordning som angitt i påstand 14 eller 15, karakterisert ved at innerlederen (20) er strekkbelastet mellom hodet (28) og et innenforliggende sted (9) hvor ytterlederen (19) er innklemt, for å forhindre relativ forskyvnnig av lederne (19, 20).