Thermoelektriecher Generator Die Erfindung betrifft einen thermoelektrischen
Generator mit Spannungswandler, Spannungsregler und Serienparallelschalter. I Die
Stromerzeugung mit thermoelektrischen Generatoren ist, bedingt durch die hohen Kosten
für thermoelektrisch wirksamen Naterial, wie Ge-Bi. Fe-%, Bi-Te und durch die komplizierte
Herstellung dieser Generatorene verhältnismäßig aufwendig und bezüglich Wirtschaftlichkeit
vorerst noch nicht mit der'Stromerzeugung in elektrischen Vaschinen vergleichbar.
Die
Anwendung der thermoelektrischen Stromerzeugung in größerem Umfang setzt daher eine
wesentliche Herabsetzung der Herstellungskosten durch technische Verbesserungen
der bisher bekannten Generatorausführungen voraus.Thermoelectric generator The invention relates to a thermoelectric generator
Generator with voltage converter, voltage regulator and series parallel switch. I The
Generating electricity with thermoelectric generators is due to the high costs
for thermoelectrically effective material such as Ge-Bi. Fe-%, Bi-Te and by the complicated
Production of these generators is relatively expensive and cost-effective
not yet comparable with the generation of electricity in electrical machines.
the
Application of thermoelectric power generation on a larger scale therefore sets a
significant reduction in manufacturing costs through technical improvements
ahead of the previously known generator designs.
Es ist z.B. bekannt, zur Verminderung der Anzahl der in Serie zu schaltenden
Elemente dem thermoelektrischen Generator einen Gleichspannungewandler nachzuschalten.
Hierbei ist der verhältnismäßig kleine Wirkunßagrad von Gleichspannungswandlern
für Spannungen von nur einigen Volt nachteilig.For example, it is known to reduce the number of serially connected
Elements to connect a DC voltage converter downstream of the thermoelectric generator.
This is the relatively small degree of effectiveness of DC voltage converters
disadvantageous for voltages of only a few volts.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, bei einem thermoelektrischen
Generator den LeistungsveTlust im nachgeschalteten Gleichspannungswandlerzu vermindern
und gleichzeitig die Zahl der in Serie zu schaltenden Thermoelemekte sowie-den Bauaufwand
für Wandler und Spannungeregler herabzusetzen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäg
dadurch gelösto daß die Zahl der in Serie geschalteten Therm oelementschenkel auf
den Spannungswert beschränkt ist, 4e r z ur Überwindung der Schwellwerte der Halbleiterelemente
im Gleichspannungswandler bei Vollast notwendig ist" und daß der Gleichspannungswandler
und der Spannungsregler zu einer Bauei nheit zus ammengefaßt sind und an einem gemeinsamen
Kühlkörper angeordnet sind und daß diese Baueinheit zusätzlich einen vom Spannungsregler
gesteuerten 3erien-Parallelschalter zur Parallelschaltung einen Teiles der in Serie
geschalteten Thermoelemente bei Lastwechsel.Unfaßt. Vorteilhafterweise wird dabei
natürlich dann--der-Gleichspannungewandler und der Spannungeregler aus Halbleiter-Bauelewenten
mit niedrigen Schwellwerten,
insbesondere aus Germaniuatranaistoreng
aufgebaut. Auch der Serien-Parallelschalter wird dann zweckmäßigerweise aus Halbleiter-Bauelementen
aufgebaut sein.The object of the invention is in a thermoelectric
Generator to reduce the power loss in the downstream DC / DC converter
and at the same time the number of thermocouples to be connected in series and the construction costs
for converters and voltage regulators. This object is achieved according to the invention
thereby solvedo that the number of thermoelement legs connected in series
the voltage value is limited, 4e r to overcome the threshold values of the semiconductor elements
in the DC / DC converter at full load is necessary "and that the DC / DC converter
and the voltage regulator are summarized in a Bauei unit and on a common
Heat sinks are arranged and that this unit also has a voltage regulator
controlled 3 series parallel switch for parallel connection of part of the series
switched thermocouples with load change. It is advantageous here
then of course - the DC voltage converter and the voltage regulator made of semiconductor components
with low threshold values,
especially from Germaniuatranaistoreng
built up. The series parallel switch is then also expediently made from semiconductor components
be constructed.
Anhand einer Zeichnung sei die Erfindung näher erläutert: Die in Serie
geschalteten Thermoelementschenkel 1 (beiapielsweise aus Germanium-Silizium,
Eisen-Silizium oder Wismut-Tellur) speisen über einen Gleichspannungewandler
11, der aus einem mit Germanium-Tranaistoren aufgebauten Wechselrichter
5, einem Transformator 6 und Halbleitergleichrichtern in Brückenschaltung
7
besteht, einen an die Klemme 9 angeschlossenen, nichtgezeigten Gleichstromverbraucher.
Als Ausgangespannung wird man zweckmäßigerweise-6, 12 oder 24 Volt wählen, da diese
Spannungen als Bordspannungen von Fahrzeugen üblich sind. Die Heizwärme für die
Thermoelemente kann aus der Verlustwärme der Fahrzeuge oder aus besonderen Heizungen
entnommen werden.The invention is explained in more detail using a drawing: The series-connected thermocouple legs 1 (for example made of germanium-silicon, iron-silicon or bismuth-tellurium) feed via a DC voltage converter 11, which consists of an inverter 5 constructed with germanium transistors, a transformer 6 and semiconductor rectifiers in bridge circuit 7 , a direct current consumer connected to terminal 9, not shown. The output voltage chosen is expediently -6, 12 or 24 volts, since these voltages are common as on-board voltages in vehicles. The heat for the thermocouples can be taken from the heat loss of the vehicles or from special heaters.
Weiterhin ist noch ein Spannungeregler 8 vorgesehen" der einen
Serien-Parallelschalter, in diesem Fall einen Schalter 10, mit den Kontakten 10a,
10b, 10o steuert und zwar so, daß bei Lastwechsel ein Teil 2 der Thermoelemente
parallel zum Teil 3 geschaltet wird.A voltage regulator 8 is also provided "which controls a series-parallel switch, in this case a switch 10, with the contacts 10a, 10b, 10o , so that part 2 of the thermocouples is switched parallel to part 3 when the load changes.
Gleichspannungswandler 11 und Spannungeregler 8 mit
Schalter 10
sind zu einer Baueinheit 4 zusammengefaßt und an einem gemeinsamen
Kühlkörper angeordnet, der einen Teil des-Gehäuses bildet.
Die Zahl
der in Serie geschalteten Thermoelementschenkel 1 ist auf den Wert begrenzt,
der zur Überwindung der Schwellwerte der im Gleichspannungwandler 11 und
der im Spannungsregler 8
verwendeten Halbleiterbauelemente bei voller Generatorbelastung
notwendig ist.DC-DC converter 11 and voltage regulator 8 with switch 10 are combined to form a structural unit 4 and arranged on a common heat sink which forms part of the housing. The number of thermocouple legs 1 connected in series is limited to the value required to overcome the threshold values of the semiconductor components used in the DC voltage converter 11 and the voltage regulator 8 at full generator load.