157911. lajstromszámú szabadalom • Termoelem, illetve termoelektromos generátor elektrolittel

5 157911 de amellett az elektrolit felszíne és a felső 3 dugó között megfelelő nagyságú gőztér álljon rendelkezésre. A termoelem meleg oldala a felső oldal és a mérendő hőmérsékletet szolgáltató hőforrást vagy a hőenergia forrást a kiviteli példánál 8 bunsenégővel jelöljük. Az 1 és 2 elektródák külső végeit 10 és 11 vezetékkel 12 feszültségmérő sarkaira kapcsoljuk. Amikor a 8 hőforrással a termoelem felső oldalát melegítjük, a 12 feszültségmérő U feszültséget jelez. E feszültség polaritása függ az 1 és 2 elektróda, valamint a 7 elektrolit anyagi minőségétől és bizonyos esetben a melegítés idejétől. Továbbá függ az elektrolit koncentrációjától és a cső két végének hőfok különbségétől. Ily módon tehát adott elektródák és elektrolit esetén a feszültségváltozás a hőmérséklet különbséggel arányos. Tekintettel arra, hogy az elektrolit elpárolgásának megakadályozására a 6 cső zárt, szükség van annak biztosítására, hogy a melegítés folyamán a csőben növekvő nyomás ne tudja a termoelemet szétrobbantani. Ezt a célt szolgálja a felső 3 dugóban kiképzett 5 biztonsági szelep, amely'a nyomásnak egy megengedett érték fölé történő megnövekedésekor kinyit. A találmány szerinti termoelem egy további kiviteli példájának egy részletét a 2. ábrán szemléltetjük. Ennél a kiviteli példánál a 6 cső magával az 1 és az ábrán nem ábrázolt 2 elektródával van lezárva. Itt az 1 elektróda csőből van kialakítva, és ennek végére van az 5 biztonsági szelep felerősítve. Annak biztosítására, hogy a 7 eléktrolitbe merülő 1 elektróda belsejében, ill. az 5 biztonsági szelephez tudjon a gőz jutni, az 1 elektródának a 7 elektrolit fölött elhelyezkedő részén 13 furatok vannak kiképezve. A 3. ábra olyan elektrolit-elektrolit termoelem függőleges keresztmetszetét szemlélteti, amelynél két, elektrolitot tartalmazó 6, 6' cső van, amelyek mindegyike függőleges. Ebben az esetben a termoelem mindkét ágát elektrolit alkotja. Az A-val és B-vel -jelölt kétféle 7, 7' eléktrolitbe merülő 1 és 1' elektródák egymással össze vannak kapcsolva, illetve egy darabból készülnek. A 2, 2' elektródáikhoz 10, 10' vezetékkel van a 12 feszültségmérő csatlakoztatva. A termoelem működésének stabilitása szempontjából előnyös, ha 7 elektrolit és az 1 elektróda érintkezési felülete (1. és 2. ábra) a melegítés folyamán csak kis mértékben változik. Ezt úgy biztosíthatjuk, hogy a 6 cső felső végén azt a tartományt, amelyet melegíteni akarunk megszabjuk. Ezt egy bizonyos határolással, azaz megfelelő hőszigeteléssel lehet biztoisítani. Ily módon biztosítható, hogy az érintkező felület a hőmérséklettől függően csak kis mértékben változik. Az 1. ábrán látható termoelem működése szempontjából igen lényeges körülmény, hogy a termoelem a vízszintes síkkal a szöget zár be és hogy a hőközlés a 6 cső felső végén történik. Ugyanis a felmelegedés következtében a folyadék kitágul, fajsúlya csökken és így a 6 cső felső vége felé törekszik. Ez pedig csökkenti a 6-cső felső végétől az alsó vég felé irányuló hőáramlást, aminek következtében csökken a folyadék K hővezető képessége. Az a szög értéke vizsgálataink szerint 20—90°-ig terjedhet. A 7 elektrolit és az 1 és 2 elektródák megválasztásánál irányadó szempont az, hogy amikor az egész termoelem azonos hőmérsékletű, az elektrolit és az elektródák ne lépjenek egymással vegyi reakcióba, az elektródák és az elektrolit tehát tárolás során ne változzék. Ezért tetszőleges fém vagy félvezető elektródához elektrolitként alkalmazható az illető fém vagy félvezető sójának vizes oldata. Így pl. Cu elektródához CuSCv, vizes oldata társítható. Egy fém vagy félvezető elektróda azonban nemcsak a saját kationját tartalmazó elektrolitba merülhet úgy, hogy nem oldódik és más fém nem válik ki rá. Az említett elektródához társítható tetszőleges olyan sóoldat, amelyben a kation abszolút potenciálja kisebb, mint az elektróda kationjáé. Ez esetben ugyanis az elektróda negatívabb jellemű, mint az oldatban lévő fém vagy félvezető és így nem tudja azt az oldatból kiválasztani. így pl. Cu elektródához tetszőleges Na+ iont tartalmazó elektrolitot választhatunk. Lehetséges az az eset is, amikor az elektrolit valamilyen oknál fogva nem oldja a bemerülő elektródát. Ez a helyzet pl. a H2SO.Í, tehát kénsavba merülő Pb ólomelektróda esetén. Itt ugyanis az elektróda felületén igen vékony PbSO't

réteg keletkezik és ez a vízben és a kénsavban tovább nem oldódik. Az utóbbi elektrolit-elektróda anyagpárhoz tartozó kiviteli példát a 4. ábra szemlélteti. Ennél a kiviteli példánál a felső 1 elektródát ólomlemez alkotja, míg a 6 csövet alul a 2 elektróda zárja el. A kivezető 14 rézhuzal a 2 elektródába van forrasztva és a 2 elektróda választja el az agresszív kénsavtól. Egyéb vonatkozásaiban a 4. ábra szerinti kiviteli példa megegyezik az 1. ábra szerinti példával. A találmány szerinti termoelem természetesen nincs a kiviteli példákra korlátozva és nincs a felsorolt elektrolit-elektróda anyagpárosításhoz kötve. A találmány az igénypont oltalmi körén belül számos kivitelben és elektróda-elektrolit párosítással elkészíthető. Szabadalmi, igénypontok: 1. Termoelem, illetve termoeléktromos generátor, főleg hőmérsékletmérés, hőérzékelés, illetve hőnek közvetlen villamosenergiává történő átalakítására, azzal jellemezve, hogy legalább egy zárt edénybe (6) előnyösen hengeres forgástest alakú edénybe töltött, a termoelem egyik ágát alkotó, legalább egyféle elektrolitje (7) és az eléktrolitbe hideg- és meleg oldalon merülő, hideg- és meleg oldalon azonos anyagú, az elektro-10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3