Cable de termopila.

Cable de termopila (1) con

a) varios termoelementos (2, 3, 4) dispuestos uno tras otro y provistos, respectivamente, de dos lados de termoelemento

(2.1, 2.2, 3.1, 3.2, 4.1, 4.2) que presentan, respectivamente, una determinada longitud (ln-1, ln, ln+1), así como unos puntos de conexión calientes (5) y unos puntos de conexión fríos (6),

b) pudiendo arrollarse el cable de termopila (1) sobre un soporte de arrollamiento (8) de manera que los puntos de conexión calientes (5), por un lado, y los puntos de conexión fríos (6), por el otro, estén dispuestos sobre unas caras opuestas del soporte de arrollamiento (8),

caracterizado por que

c) la longitud (ln-1, ln, ln+1) de los termoelementos (2-4) individuales y/o la longitud de los lados de termoelemento (2.1, 2.2, 3.1, 3.2, 4.1, 4.2) individuales aumenta de forma monótona o disminuye de forma monótona a lo largo del cable de termopila (1), y

d) por que esta variación de longitud a lo largo del cable de termopila (1) compensa, en el estado arrollado, la variación del diámetro del arrollamiento efectivo desde una capa de arrollamiento hasta la siguiente capa de arrollamiento,

e) de manera que los puntos de conexión calientes (5) y los puntos de conexión fríos (6) están situados, en estado arrollado, exactamente en la posición prevista, a pesar de la variación del diámetro del arrollamiento efectivo desde una capa de arrollamiento hasta la siguiente capa de arrollamiento.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2008/001329.

Solicitante: ISABELLENHUTTE HEUSLER GMBH & CO.KG.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: Eibacher Weg 3-5 35683 Dillenburg ALEMANIA.

Inventor/es: HETZLER, ULLRICH.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > DISPOSITIVOS SEMICONDUCTORES; DISPOSITIVOS ELECTRICOS... > Dispositivos termoeléctricos que tienen una unión... > H01L35/32 (caracterizados por la estructura o la configuración de la célula o del termopar que constituye el dispositivo)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > DISPOSITIVOS SEMICONDUCTORES; DISPOSITIVOS ELECTRICOS... > Dispositivos termoeléctricos que tienen una unión... > H01L35/34 (Procesos o aparatos especialmente adaptados para la fabricación o el tratamiento de estos dispositivos o de sus partes constitutivas)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > DISPOSITIVOS SEMICONDUCTORES; DISPOSITIVOS ELECTRICOS... > Dispositivos que consisten en una pluralidad de componentes... > H01L27/16 (con componentes termoeléctricos con o sin unión de materiales diferentes; con componentes termomagnéticos (que utilizan el efecto Peltier únicamente para la refrigeración de dispositivos de semiconductores o de otros dispositivos de estado sólido H01L 23/38))

PDF original: ES-2527043_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Cable de termopila.

La presente invención se refiere a un cable de termopila.

El documento de modelo de utilidad DE 2 26 3 595 U1 divulga un cable de termopila, el cual presenta gran cantidad de termoelementos dispuestos uno tras otro y conectados eléctricamente en serie y que se puede utilizar para la fabricación de un generador termoeléctrico ("termoconversor") gracias a que el cable de termopila se arrolla de tal manera sobre un soporte del arrollamiento que los puntos de conexión calientes, por un lado, y los puntos de conexión fríos, por el otro, están dispuestos sobre unas caras opuestas del soporte del arrollamiento. El cable de termopila arrollado genera entonces, para una diferencia de temperatura entre las caras opuestas del soporte de arrollamiento, una tensión termoeléctrica correspondiente.

En este caso, aparece el problema de que al bobinar el soporte de arrollamiento con varias capas de arrollamiento superpuestas del cable de termopila varía el perímetro de arrollamiento efectivo de una capa de arrollamiento a la siguiente capa de arrollamiento. En caso de una longitud uniforme de los termoelementos individuales en el cable de termopila esto tiene de nuevo como consecuencia que los puntos de conexión calientes o fríos del cable de termopila están desplazados en las capas de arrollamiento individuales frente a la posición predeterminada. Sin embargo, es deseable que los puntos de conexión calientes, por un lado, y los puntos de conexión fríos, por el otro, se opongan por otro lado exactamente entre sí y sin errores de orientación.

Con respecto al estado de la técnica cabe hacer referencia además a los documentos US n° 3.357.866 A, US n° 3.7.53 A, DD 13 763 A1, US n° 3.15.844 A, GB 819 273 A, DE 195 29 725 A1, DE 43 35 89 A1, DE 17 74 229 B2, DE 34 2 294 Al. Estas referencias se refieren, sin embargo, en gran parte a generadores termoeléctricos con un arrollamiento de una capa del cable de termopila, de manera que el diámetro del arrollamiento del cable de termopila es constante. Una adaptación selectiva de la longitud de los termoelementos o los lados de termoelementos individuales no se conoce en ningún caso por estas referencias.

La invención se plantea, por lo tanto, el problema de resolver el problema del posicionamiento erróneo de los puntos de conexión caliente o fríos del cable de termopila en las capas de arrollamiento consecutivas.

Este problema se resuelve mediante un cable de termopila según la invención.

La invención comprende, en primer lugar, un cable de termopila que coincide ampliamente con un cable de termopila convencional, como se describe por ejemplo en el documento de modelo de utilidad DE 2 26 3 595 U1. Para evitar repeticiones se remite por ello, en lo que se refiere a la estructura constructiva y a la fabricación de un cable de termopila según la invención, al documento de modelo de utilidad anterior, cuyo contenido debe ser incluido en toda su extensión en la presente solicitud.

El cable de termopila según la invención se caracteriza, frente a los cables de termopilas convencionales anteriormente mencionados, por que la longitud de los termoelementos individuales y/o la longitud de los lados de termoelemento individuales no es constante a lo largo del cable de termopila. La invención prevé, más bien, que la longitud de los termoelementos individuales y/o la longitud de los lados de termoelemento individuales aumente o disminuya de forma monótona a lo largo del cable de termopila. Esta variación de longitud de los termoelementos o de los lados de termoelemento individuales hace posible que los puntos de conexión calientes o fríos estén situados en la posición prevista, en el estado arrollado, a pesar de la variación del diámetro de arrollamiento efectivo, de una capa de arrollamiento a la siguiente capa de arrollamiento.

En una variante del cable de termopila según la invención presentan todos los termoelementos y/o lados de termoelementos inmediatamente consecutivos, en cada caso, una diferencia de longitud predeterminada. Esto significa que cada termoelemento o cada núcleo de termoelemento presenta una diferencia de longitud predeterminada frente al termoelemento o el núcleo de termoelemento inmediatamente anterior. Esta variante es adecuada, en especial, cuando sobre el soporte de arrollamiento no hay espiras unas junto a otras, de manera que cada espira forma una nueva capa de arrollamiento.

En otra variante de un cable de termopila según la invención los termoelementos y/o los lados de termoelementos Inmediatamente consecutivos presentan, por el contrario, únicamente en cada termoelemento n-ésimo una diferencia de longitud predeterminada y tiene, de lo contrario, la misma longitud. Los termoelementos están repartidos al mismo tiempo por lo tanto en grupos consecutivos, presentando los termoelementos o los lados de termoelementos en cada caso la misma longitud en los grupos Individuales, mientras que los termoelementos o los lados de termoelemento presentan una diferencia de longitud predeterminada en los grupos inmediatamente consecutivos. Esta variante es adecuada en especial cuando el cable de termopila según la invención debe ser arrollado sobre un soporte de arrollamiento, en el cual en el estado arrollado están situadas vahas espiras unas junto a otras, de manera que el perímetro de arrollamiento efectivo varía únicamente para cada n-ésima espira.

La diferencia de longitud entre los termoelementos consecutivos es aquí preferentemente igual al perímetro del cable de termopila, para compensar la variación del perímetro de arrollamiento efectivo de una capa de arrollamiento a la siguiente capa de arrollamiento.

La invención es adecuada además para un soporte de arrollamiento para el bobinado con un cable de termopila convencional, como se describe por ejemplo en el documento de modelo de utilidad DE 2 26 3 595 U1. Para el bobinado con el cable de termopila el soporte de arrollamiento presenta una zona de arrollamiento con un perímetro de arrollamiento predeterminado, estando el perímetro del arrollamiento adaptado de tal manera a la longitud de los elementos térmicos individuales en el cable de termopila que los puntos de conexión calientes de los termoelementos, por un lado, y los puntos de conexión fríos de los termoelementos, por el otro, están dispuestos, en el estado arrollado, esencialmente sobre unas caras opuestas del soporte de arrollamiento, con el fin de formar un generador termoeléctrico. Sin embargo, aquí aparece también el problema de que el perímetro de arrollamiento efectivo de la zona de arrollamiento aumenta de una capa de arrollamiento a la siguiente capa de arrollamiento, lo que puede conducir a un ligero error de posicionamlento de los puntos de contacto calientes o fríos.

El soporte de arrollamiento presenta por ello, de forma adicional a la zona de arrollamiento, una zona de compensación la cual sirve para el alojamiento de por lo menos una espira de compensación del cable de termopila, presentando la zona de compensación un perímetro de arrollamiento diferente que la zona de arrollamiento. La zona de compensación puede presentar, por ejemplo, un perímetro de arrollamiento menor que la zona de arrollamiento, de manera que el menor perímetro de la espira de compensación da lugar a una corrección de la posición para los puntos de conexión calientes y fríos.

En un ejemplo de forma de realización de la invención la zona de compensación consiste esencialmente en una ranura anular, la cual está dispuesta en un extremo o en ambos extremos de la zona de arrollamiento y que puede alojar una o varias espiras de compensación.

Aquí cabe mencionar que el soporte de arrollamiento no tiene que tener necesariamente una forma cilindrica, como se conoce por el estado de la... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Cable de termopila (1) con

a) varios termoelementos (2, 3, 4) dispuestos uno tras otro y provistos, respectivamente, de dos lados de termoelemento (2.1, 2.2, 3.1, 3.2, 4.1, 4.2) que presentan, respectivamente, una determinada longitud (ln-i, ln, ln+i), así como unos puntos de conexión calientes (5) y unos puntos de conexión fríos (6),

b) pudlendo arrollarse el cable de termopila (1) sobre un soporte de arrollamiento (8) de manera que los puntos de conexión calientes (5), por un lado, y los puntos de conexión fríos (6), por el otro, estén dispuestos sobre unas caras opuestas del soporte de arrollamiento (8),

caracterizado por que

c) la longitud (l.i, ln, ln+i) de los termoelementos (2-4) individuales y/o la longitud de los lados de termoelemento (2.1, 2.2, 3.1, 3.2, 4.1, 4.2) individuales aumenta de forma monótona o disminuye de forma monótona a lo largo del cable de termopila (1), y

d) por que esta variación de longitud a lo largo del cable de termopila (1) compensa, en el estado arrollado, la variación del diámetro del arrollamiento efectivo desde una capa de arrollamiento hasta la siguiente capa de arrollamiento,

e) de manera que los puntos de conexión calientes (5) y los puntos de conexión fríos (6) están situados, en estado arrollado, exactamente en la posición prevista, a pesar de la variación del diámetro del arrollamiento efectivo desde una capa de arrollamiento hasta la siguiente capa de arrollamiento.

2. Cable de termopila (1) según la reivindicación 1, caracterizado por que todos los termoelementos (2-4) Inmediatamente consecutivos entre sí y/o los lados de termoelemento (2.1, 2.2, 3.1, 3.2, 4.1, 4.2) presentan, respectivamente, una diferencia de longitud predeterminada.

3. Cable de termopila según la reivindicación 1, caracterizado por que los termoelementos (2-4) inmediatamente consecutivos entre sí y/o los lados de termoelemento (2.1, 2.2, 3.1, 3.2, 4.1, 4.2) presentan únicamente en cada n- ésimo termoelemento una diferencia de longitud predeterminada y, de lo contrario, presentan la misma longitud.

4. Cable de termopila (1) según la reivindicación 2 o 3, caracterizado por que la diferencia de longitud de los termoelementos consecutivos entre sí es esencialmente igual al perímetro (n d) del cable de termopila.

5. Generador termoeléctrico (7, 18) con un cable de termopila (1) según una de las reivindicaciones 1 a 4.