184528. lajstromszámú szabadalom • Hőelektromos generátor készülék és eljárás annak előállítására
1 184 528 2 Találmányunk további tárgya, hogy egy lapvágó munkahelyet biztosítunk az olvasztókészülék és a hosszvágó készülék között olyankor, amikor szubsztrátumból álló folyamatos hengert továbbítunk az első fémes festéknyomtató és a második fémes festék-nyomtató készüléken és az olvasztókészüléken át. A találmány tárgyát kiviteli példa kapcsán, rajz alapján ismertetjük részletesebben. Az 1. ábra a találmány szerinti első hőelem szalag nézetének nagyobb léptékű részletét mutatja. A 2. ábra egy második hőelem szalagnak az 1. ábrához hasonló nézetét mutatja. A 3. ábra váltakozva elhelyezett első és második hőelem szalagok izometrikus képét mutatja bontott alakban. A 4. ábra váltakozva elhelyezett első és második hőelem szalagokból álló nyaláb végfelőli függőleges nézetét mutatja, ahol ezek villamosán össze vannak kötve, hogy ezáltal növeljük a hőmérsékletkülönbséget a nyaláb meleg és hideg oldalai között. Az 5. ábrán a találmány szerinti tipikus hőelektromos generátor panel-pár alaprajzi nézetét mutatjuk be. A 6. ábra egy panel-pár széle felőli nézetét szemlélteti, ahol a panelek szendvics módjára vannak elhelyezve, úgy, hogy a meleg oldalak kifelé néznek és a hideg oldalak egymással szomszédosán helyezkednek el. A 7. ábra egy vázlat, amely szemlélteti a hőelektromos panelek előállításának lépéseit. Amint a rajzon és különösen az 1. ábrán látható, a 10 hőelem szalag egy sokaság 12 hőelemet tartalmaz, amelyek sorba vannak kapcsolva megfelelő 14 szubsztrátum szalagon, és általánosságban négyszögimpulzus hullám alakot alkotnak. A hőelemeket függőleges távközzel elhelyezkedő 16, 18 szárak alkotják, amelyek ellentétesen kinyúló felső 20 és alsó 22 csatlakozásokkal vannak ellátva, amelyek összekötik a 16 és 18 szárakból álló párokat oly módon, hogy négyszögimpulzus hullám alak jön létre. A 12 hőelemek rajza a 14 szubsztrátum szalagra van nyomtatva. Egy első poralakú fém, például vörösréz össze van keverve alkalmas kötőanyaggal vagy folyósító anyaggal és a szubsztrátumra van nyomtatva, úgy hogy első 16 szárakat alkot, míg poralakú, konstantánból vagy második fémből hasonló módon készített és a 14 szubsztrátum szalagra nyomtatott alakzat képezi a második 18 szárakat, valamint a 20 és 22 csatlakozásokat. Meg kell jegyezni, hogy a 20 csatlakozások tartalmazzák a normálisan meleg 24 széleket és a 22 csatlakozások a normálisan hideg alsó 26 széleket. Ezután a szalagot hőforrás hatásának tesszük ki, például indukciós kemencébe helyezzük, hogy a poralakú fémek szilárd tömegekbe olvadjanak össze, és eközben a 20 és 22 csatlakozásoknál keveredések jöjjenek létre. A 28 és 30 összekötő fülek, amelyek az első fémmel (például vörösrézzel) vannak bevonva, villamosán össze vannak kötve a végeken lévő első 16 szárakkal, és ellentétes irányban kifelé nyúlnak a 14 szubsztrátum szalag szélének felső részéből. A nyomtatás viszonylag keskeny szubsztrátum szalagon van elkészítve, amely közelítően 6,35-12,7 mm széles, és a nyomtatásnak a már ismertetett négyszögimpulzus hullám alakja van. A nyomtatott hőelem konstrukció ugyanúgy működik, mint azok a hőelemek, amelyek huzalból vagy' fémszalagból készülnek, kivéve azt a tényt, hogy ezeket sokkal gyorsabban lehet nyomtatni, sokkal közelebb helyezhetők el egymáshoz, és sokkal kisebbek lehetnek, mint amilyeneket huzalból vagy szalagból lehet előállítani. A 14 szubsztrátum szalag nagyon jó hűszigetelő és villamosán szigetelő anyagból készül, és .nagyságrendben 0,025-0,050 mm vastagságú lehet. A 14 szubsztrátum szalag lineáris 25 mm-nyi daiabjára legalább 100 hőelemet nyomtathatunk. Az első cél, amiért nagy mennyiségű hőelemet nyomtatunk és használunk az, hogy lehetővé tegyük sokkal kisebb hőkülönbségek alkalmazását a felső vagy meleg csatlakozások és az alsó vagy hideg csatlakozások között, nagy energiakapacitás mellett. A króm-konstantánnak 6,317 millivoltos állandója van 100 °C hőmérsékletkülönbségre, és amennyiben mindössze 20 °C-on hőmérsékletkülönbséget tartunk fenn, úgy hőelemenként I, 192 millivoltot fog szolgáltatni a készülék. Ez a gyakorlatban 0,001192 voltot jelent. Amennyiben 100 hőelemet kapcsolunk sorba, úgy 25 mm-ként 0,1192 voltot kapunk és 250 mm-en 1,192 voltot, míg 2500 mm-en II, 92 voltot, és elekor mindössze 10 000 hőelemet kapcsoltunk sorba. Amennyiben egy szalag és a hőelemek együttes vastagsága 0,075 mm, úgy ez a 2500 mm-es szalag ténylegesen 12 voltot fog előállítani, és ebből kb. 19 mm-es tekercs készíthető. Nyilvánvalóan a szalag úgy is feltekercselhető, hogy általánosságban téglalap alakot adjon, vagy úgy is kialakítható, hogy több rövidebb szalag legyen sorba kapcsolva 25 m hosszban, és ez 119 2 voltos vagy 120 voltos egyenáramot szolgáltat. Ettől a ponttól kezdődően egyszerűen soros vagy párhuzamos villamos kapcsolással kívánság szerint tetszőleges feszültségek állíthatók elő a szükséges áram — feszültség kapcsolatnak megfelelően. Rátérve a 2. ábrára, ez egy második 50 hőelem szalagot mutat, amely megegyezik az 1. ábra szerinti 10 hőelem szalaggal, és valamennyi hivatkozási szám is ugyanaz, mint amilyent az elsőnél használtunk, az 52 és 54 összekötő fülek kivételével, amelyek az 50 hőelem szalag ellentétes oldali alsó széleiről nyúlnak ki, és hasonló módon vannak bevonva az első fémmel, például vörösrézzel, és villamosán össze vannak kötve a szélső első 16’ szárakkal. Meg kell jegyezni, hogy az első 10 hőelem szalag 28, 30 összekötő fülei, illetve a második 50 hőelem szalag 52, 54 összekötő fülei lefelé nyúlnak a 10 hőelem szalag felső szélétől, illetve felfelé az 50 hőelem szalag alsó szélétől olyan távolsággal, amely kisebb, mint ezen hőelem szalagok magasságának fele, úgy hogy közöttük 56 távköz marad, amint ez különösen a 4. ábrán látható Annak érdekében, hogy a Seebeck effektus egy másik részének felhasználásával növelni tudjuk a hőmérsékletkülönbséget, a 10 és 50 hőelem szalagokat váltakozva helyezzük el, amint azt a 3. és 4. ábra mutatja. Mindegyik 10 és 50 hőelem szalagból igen tekintélyes számú darabot foglalunk össze úgy, hogy ezek egy panelt alkossanak, az 5. ábrán látható 80 és 82 panelek sorba vannak kapcsolva. Valamennyi 10 hőelem szalag villamosán párhuzamosan van kapcsolva a 28 és 30 összekötő fülek útján, amint azt a 4. ábra 58 és 60 kapcsai mutatják, és az 50 hőelem szalagok hasonlóképpen össze vannak kötve a 62 és 64 kapcsok útján, amelyek az 52 és 54 összekötő füleken haladnak át. Amennyiben feszültséget és áramot alkalmazunk az érintkező fülek között, például a 66 és 68 vezetékek útján, úgy olyan feszültség és áram van alkalmazva az érintkező fülek között, amely hőelvonási hatást kelt ott, ahol a normálisan hidegebb alsó csatlakozás hatékonyan hőelektromosan hűtött lesz a sugárzásos 3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
