FR2799886A1

FR2799886A1 - Thermoelectric generator and manufacturing means, comprising set of aggregates connected in parallel

Info

Publication number: FR2799886A1
Application number: FR9913117A
Authority: FR
Inventors: Edouard Serras; Christian Vauge; Daniel Ramey
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-10-19
Filing date: 1999-10-19
Publication date: 2001-04-20
Anticipated expiration: 2019-10-19
Also published as: WO2001029907A1; FR2799886B1; AU7800200A

Abstract

The thermoelectric generator for supplying power to an electrical or electronic apparatus (14) by use of a heat source, comprises a set of aggregates (10) connected in parallel, where each aggregate contains a set of thermocouples connected in series. The number of aggregates and the number of thermocouples in aggregates are determined so as to adapt the impedance of the generator to that of the apparatus and to increase the voltage and the power supplied to the apparatus. The thermocouples are formed by electroconducting wires of two different kinds, connected in series and subjected to a temperature difference between a heat source and a heat sink. The wires of thermocouples are determined so as to optimize the thermal resistance and the electrical resistance of the wires. The junctions (34) of wires of thermocouples are associated with radiators or other means for the heat exchange between the heat source and the heat sink. The aggregates of thermocouples are formed by a continuous wire (36) constituted of sections of wires of two different kinds connected end to end, by winding on a support made of material resistant to high temperatures, or by interlocking with a network of wires made of dielectric material also resistant to high temperatures. The manufacturing equipment comprises the means for supplying the electroconducting wires of two different kinds, the means for cutting to sections of predetermined length, the means for soldering the sections, and the means for guiding to form a succession of aligned and advanced sections, so that the sections of first wire are in alternation with the sections of second wire. The sections of wires are soldered end to end, and configured so that the junction of sections are on two sides of the aggregate. The means for supplying wires comprise dies with input of wires from reels or analogous equipment, to give wires a predetermined diameter. The manufacturing equipment also comprises means for depositing a dielectric coating on continuous wire obtained at the output of soldering stage. The configuration means comprise the means for winding on a support (56), or the means for interlocking with the use of continuous wire as the frame wire in a network of electroinsulating wires, e.g. of fibre glass.

Description

Générateur thermoélectrique et ses moyens fabrication L'invention concerne un générateur thermoélectrique pour l'alimentation d'un appareil électrique ou électronique à partir d'une source de chaleur et des moyens de fabrication ce générateur. Generator Thermoelectric and its means Manufacturing The invention relates to a thermoelectric generator for feeding an electrical or electronic device from a source of heat and manufacturing means this generator.

De façon connue, un générateur thermoélectrique comprend une pluralité de thermocouples reliés en série, qui sont formés de fils électriquement conducteurs de deux natures différentes reliés deux à deux et dont les jonctions sont soumises à une différence de température régnant entre une source chaude et une source froide. La force électromotrice produite aux bornes du générateur dépend de cette différence de température et du nombre de thermocouples reliés en série. In known manner, a thermoelectric generator comprises a plurality of thermocouples connected in series, which are formed of electrically conductive son of two different natures connected in pairs and whose junctions are subject to a temperature difference between a hot source and a source cold. The electromotive force generated at the terminals of the generator depends on this temperature difference and the number of thermocouples connected in series.

Lorsqu'on utilise un tel générateur pour alimenter un appareil électrique ou électronique, on constate en général que la tension d'alimentation aux bornes de l'appareil est très inférieure à celle que l'on attendait, en raison d'un défaut d'adaptation d'impédance entre le générateur et l'appareil. When using such a generator to power an electrical or electronic device, it is generally found that the supply voltage across the device is much lower than expected, because of a defect of impedance matching between the generator and the device.

Pour résoudre ce problème, on est amené à diminuer la résistance électrique interne du générateur et pour cela à augmenter le diamètre des fils utilisés, la résistance électrique de ces fils étant inversement proportionnelle à leur section. To solve this problem, it is necessary to reduce the internal electrical resistance of the generator and for this to increase the diameter of the son used, the electrical resistance of these son being inversely proportional to their section.

Les résultats obtenus ne sont toutefois pas satisfaisants, car l'augmentation de la section des fils a pour effet de diminuer leur résistance thermique, avec pour résultat une diminution de la tension électrique générée (le phénomène étant équivalent à une diminution de la différence de température entre les jonctions chaudes et les jonctions froides des fils), de soue que l'on perd sur la résistance thermique des fi_s ce que l'on a gagné sur leur résistance électrique. The results obtained are not satisfactory, however, because the increase in the section of the son has the effect of reducing their thermal resistance, resulting in a decrease of the electrical voltage generated (the phenomenon being equivalent to a decrease in the temperature difference between the hot junctions and the cold junctions of the wires), as we lose on the thermal resistance of the fibers what we have gained on their electrical resistance.

L'invention a notamment pour but d'apporter une solution simple et efficace à ce problème. The object of the invention is in particular to provide a simple and effective solution to this problem.

Elle propose à cet effet un générateur thermoélectrique pour l'alimentation un appareil électrique ou électronique à partir d' source de chaleur, comprenant une pluralité de thermocouples formés de fils électroconducteurs de deux natures différentes reliés en série et soumis à une différence de température régnant entre source de chaleur et une source froide, caractérisé ce qu'il comprend plusieurs ensembles de thermocouples, lesdits ensembles étant reliés en parallele et chacun étant formé de thermocouples reliés série et soumis à la différence de température précitée. It proposes for this purpose a thermoelectric generator for supplying an electrical or electronic device from a heat source, comprising a plurality of thermocouples formed of electroconductive wires of two different natures connected in series and subjected to a difference in temperature prevailing between heat source and a cold source, characterized in that it comprises several sets of thermocouples, said sets being connected in parallel and each being formed of series connected thermocouples and subjected to the aforementioned temperature difference.

La mise en parallèle des ensembles de thermocouples permet de réduire fortement la résistance électrique interne du générateur, tout en utilisant pour les thermocouples des fils ayant une résistance thermique relativement élevée. Si chaque ensemble de thermocouples comprend un même nombre de thermocouples et a la même résistance électrique que les autres ensembles, la résistance électrique du générateur est égale à la résistance électrique d'un ensemble de thermocouples divisée par le nombre d'ensembles. The paralleling of the sets of thermocouples greatly reduces the internal electrical resistance of the generator, while using for the thermocouples son having a relatively high thermal resistance. If each set of thermocouples has the same number of thermocouples and has the same electrical resistance as the other sets, the electrical resistance of the generator is equal to the electrical resistance of a set of thermocouples divided by the number of sets.

on peut ainsi diminuer la résistance interne du générateur pour l'adapter à celle de l'appareil à alimenter, tout en utilisant au mieux la différence de température à laquelle sont soumis les thermocouples, ce qui permet de disposer d'une puissance électrique utile beaucoup plus élevée que celle que l'on obtiendrait avec un seul ensemble de thermocouples reliés en série. En augmentant 1e nombre de thermocouples, on augmente aussi les surfaces d'échange du générateur avec la source de chaleur et la source froide, ce qui permet de mieux utiliser la différence de température entre deux sources. On peut encore augmenter le rendement du générateur selon l'invention en associant les thermocouples à des radiateurs ou autres moyens permettant d'améliorer le transfert thermique des thermocouples avec la source de chaleur et/ou avec la source froide, respectivement. it is thus possible to reduce the internal resistance of the generator in order to adapt it to that of the apparatus to be powered, while at the same time making the best use of the temperature difference to which the thermocouples are subjected, which makes it possible to have a useful electrical power much higher than that which would be obtained with a single set of thermocouples connected in series. By increasing the number of thermocouples, the exchange surfaces of the generator with the heat source and the cold source are also increased, which makes better use of the temperature difference between two sources. The efficiency of the generator according to the invention can be further increased by combining the thermocouples with radiators or other means making it possible to improve the thermal transfer of the thermocouples with the heat source and / or with the cold source, respectively.

Une des caractéristique du générateur selon l'invention étant qu'il comprend un nombre de thermocouples qui est un multiple de celui d'un générateur équivalent de la technique antérieure, un autre but de l'invention est de proposer moyens permettant de fabriquer des ensembles de thermocouples en grande série et à cadence élevée. One of the characteristics of the generator according to the invention being that it comprises a number of thermocouples which is a multiple of that of an equivalent generator of the prior art, another object of the invention is to propose means for manufacturing assemblies. thermocouples in large series and at high rate.

L'invention concerne donc également un dispositif de fabrication d'un générateur thermoélectrique comprenant une pluralite de thermocouples reliés en série, ce dispositif comprenant des moyens d'amenée de fils électroconducteurs de deux natures différentes, des moyens de coupe de ces fils en tronçons de longueur prédéterminée, et des moyens de soudure ces tronçons de fil, caractérisé en ce qu'il comprend également des moyens pour former une succession de tronçons de fil alignés bout à bout et dans laquelle les tronçons d'un premier fil sont en alternance avec les tronçons d'un second fil, les moyens précités de soudure pour souder bout à bout ces tronçons de fil dans ladite succession et former un fil continu, et des moyens de configuration de ce fil continu pour former un ensemble de thermocouples reliés en série et dans -lequel les jonctions des tronçons de fil sont d'un cô_é et de l'autre respectivement dudit ensemble. The invention therefore also relates to a device for manufacturing a thermoelectric generator comprising a plurality of thermocouples connected in series, this device comprising means for supplying electroconductive wires of two different types, means for cutting these wires into sections of predetermined length, and means for welding these sections of wire, characterized in that it also comprises means for forming a succession of wire segments aligned end to end and in which the sections of a first wire are alternating with the sections of a second wire, the aforementioned welding means for butt-welding these wire sections in said succession and forming a continuous wire, and means for configuring this continuous wire to form a series of thermocouples connected in series and in where the junctions of the sections of wire are one side and the other respectively said set.

Le fil continu ainsi obtenu, formé d'une alternance de tronçons de fil de deux natures différentes, peut être configuré par bobinage sur des moyens de support en matière approprié résistant à la température de la source de chaleur, ou bien par tissage, le fil continu étant utilisé comme de trame dans une chaîne formée de fils électriquement isolants tels par exemple que des fils de fibre de verre. The continuous wire thus obtained, formed of an alternation of wire sections of two different natures, may be configured by winding on support means of suitable material resistant to the temperature of the heat source, or by weaving, the wire Continuous being used as weft in a chain formed of electrically insulating son such as for example fiberglass son.

Avantageusement, ce dispositif de fabrication comprend également des moyens pour déposer un revêtement superficiel diélectrique sur fil continu, avant sa configuration par bobinage par tissage. Advantageously, this manufacturing device also comprises means for depositing a dielectric surface coating on a continuous wire, before its configuration by winding by weaving.

De plus, les moyens d'amenée des fils électroconducteurs peuvent également comprendre des filières alimentées par des bobines de ou analogues et permettant de donner aux fils un diamètre prédéterminé, adapté à l'utilisation envisagée du générateur thermoélectrique. In addition, the means for supplying the electroconductive wires may also comprise dies fed by coils of or the like and making it possible to give the wires a predetermined diameter, adapted to the intended use of the thermoelectric generator.

Dans une variante de réalisation de l'invention, le dispositif de fabrication comprend des moyens d'amenée de fils électroconducteurs de deux natures différentes et des moyens de soudure de ces fils, et est caractérisé en ce qu'il comprend également des moyens de tissage des fils électroconducteurs précités, ces fils étant parallèles et disposes en alternance pour former la chaîne du tissage, les fils de trame comprenant pour l'essentiel des fils de matière diélectrique et, à des intervalles prédéterminés, un fil électroconducteur d'une des deux natures précitées, lesdits moyens de soudure étant commandés pour souder ces fils de trame électroconducteurs sur les fils de chaîne et couper ces fils électroconducteurs entre certains des fils de chaîne et des moyens de coupe des fils chaîne pour former des ensembles de thermocouples reliés en série. In an alternative embodiment of the invention, the manufacturing device comprises means for supplying electroconductive wires of two different types and means for welding these wires, and is characterized in that it also comprises weaving means. electrically conductive yarns, said yarns being parallel and alternately arranged to form the warp of the weave, the weft yarns essentially comprising yarns of dielectric material and, at predetermined intervals, an electroconductive yarn of one of the two natures aforesaid, said solder means being controlled to weld these electroconductive weft yarns to the warp yarns and cut these electroconductive yarns between some of the warp yarns and warp yarn cutters to form thermocouple sets connected in series.

De façon générale, l'invention permet d'augmenter très fortement le rendement d'un générateur thermoélectrique du type précite, et de produire ce générateur en grande série et à cadence élevée. L'invention sera mieux comprise et autres caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit, faite à titre d'exemple en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 représente schématiquement un générateur thermoélectrique alimentant un appareil électrique ; - la figure 2 illustre l'alimentation électrique d'un appareil au moyen d'un générateur selon l'invention ; - les figures 3 et 4 representent schématiquement des moyens de fabrication d'un générateur selon l'invention ; - la figure 5 est une vue partielle de dessus d'un autre mode de réalisation d'un générateur selon l'invention ; et - la figure 6 est une vue partielle coupe axiale de ce générateur. In general, the invention makes it possible to greatly increase the efficiency of a thermoelectric generator of the aforementioned type, and to produce this generator in large series and at a high rate. The invention will be better understood and other characteristics, details and advantages thereof will appear more clearly on reading the description which follows, given by way of example with reference to the accompanying drawings in which - Figure 1 schematically shows a generator thermoelectric powering an electrical appliance; FIG. 2 illustrates the power supply of an apparatus by means of a generator according to the invention; - Figures 3 and 4 show schematically means for manufacturing a generator according to the invention; FIG. 5 is a partial view from above of another embodiment of a generator according to the invention; and FIG. 6 is a partial view in axial section of this generator.

On se réfère d'abord à la figure 1 qui représente schématiquement un genérateur thermoélectrique 10 relié aux bornes d'alimentation 12 d'un appareil électrique ou électronique 14 pour l'alimenter en énergie électrique. Referring first to Figure 1 which shows schematically a thermoelectric generator 10 connected to the power supply terminals 12 of an electrical or electronic device 14 for supplying electrical energy.

De façon bien connue de l'homme du métier, le générateur 10 comprend une pluralité de tronçons de fils électroconducteurs alternés de deux natures différentes, qui sont reliés en série pour former une boucle ouverte dont les extrémités sont destinées à être connectées aux bornes 12 d'alimentation de l'appareil 14, les jonctions des tronçons de fils étant réparties une sur deux sur une face 16 du générateur 10 et les autres sur la face opposée générateur. Quand la face 16 est en contact avec source de chaleur SC et que la face opposée 18 est en contact avec une source froide SF, il apparaît aux extrémités de la boucle ouverte formée par les tronçons de fils réunis entre eux, une force électromotrice qui est fonction du nombre de jonctions sur les faces 16 et 18 et de la différence entre les températures des jonctions sur la face 16 et les températures des jonctions sur la face opposée 18 du générateur. In a manner well known to those skilled in the art, the generator 10 comprises a plurality of alternating electroconductive wire sections of two different natures, which are connected in series to form an open loop whose ends are intended to be connected to the terminals 12. supply of the apparatus 14, the junctions of the son sections being distributed one on two on one side 16 of the generator 10 and the others on the opposite side generator. When the face 16 is in contact with the heat source SC and the opposite face 18 is in contact with a cold source SF, it appears at the ends of the open loop formed by the son sections joined together, an electromotive force which is function of the number of junctions on the faces 16 and 18 and the difference between the temperatures of the junctions on the face 16 and the junction temperatures on the opposite face 18 of the generator.

Si on appelle Uc la tension aux bornes 12 de l'appareil 14 connecté au générateur 10 et Rc l'impédance interne de l'appareil 14, la puissance électrique Pc d'alimentation de l'appareil 14 est donnée par la formule PC =Uc2/Rc. If Uc is the voltage at the terminals 12 of the apparatus 14 connected to the generator 10 and Rc is the internal impedance of the apparatus 14, the electrical power Pc of the supply of the apparatus 14 is given by the formula PC = Uc2 / Rc.

Si Rg est l'impédance interne du générateur et Uo sa force électromotrice (à vide) quand il soumis à la différence de température entre la source de chaleur et la source froide, on a

On comprend que la tension et la puissance électrique d'alimentation de l'appareil 14 tendent vers des valeurs limites maximales quand 'impédance interne du générateur tend vers zéro qu'elles diminuent au fur et à mesure que l'impédance interne du générateur augmente. If Rg is the internal impedance of the generator and Uo is its electromotive (vacuum) force when subjected to the difference in temperature between the heat source and the cold source, we have

It is understood that the voltage and the electrical power supply of the apparatus 14 tend towards maximum limit values when the internal impedance of the generator tends to zero that they decrease as the internal impedance of the generator increases.

Dans le cas présent, le générateur 10 est formé de tronçons de fils électriquement conducteurs reliés en série à leurs extrémités et sa résistance interne est déterminée par les résistivités des tronçons de fils, leur longueur et leur diamètre. En augmentant le diamètre de ces fils et en conservant leurs autres caractéristiques, on peut réduire la résistance interne du générateur qui est inversement proportionnelle à la section des fils, c'est-à-dire au carré du diamètre des fils. Mais c'est alors la résistance thermique des fils qui diminue beaucoup et a pour conséquence une diminution importante de la force électromotrice Uo du générateur, de sorte que la tension d'alimentation et la puissance d'alimentation de l'appareil 14 n'en sont pas augmentées pour autant. In the present case, the generator 10 is formed of sections of electrically conductive wires connected in series at their ends and its internal resistance is determined by the resistivities of the wire sections, their length and their diameter. By increasing the diameter of these wires and retaining their other characteristics, it is possible to reduce the internal resistance of the generator, which is inversely proportional to the cross-section of the wires, that is to say to the square of the diameter of the wires. But it is then the thermal resistance of the wires which decreases a lot and results in a significant decrease in the electromotive force Uo of the generator, so that the supply voltage and the power supply of the apparatus 14 do not are not increased so far.

Pour résoudre ce problème, l'invention prévoit d'utiliser plusieurs générateurs 10 reliés en parallèle et soumis à une même différence de température entre une source de chaleur et une source froide, pour alimenter l'appareil 14 comme représenté schématiquement en figure 2. Si tous les générateurs 10 du circuit de la figure 2 ont une même résistance interne Rg, résistance interne totale de l'ensemble des générateurs 10 sera égale à Rg/n. Les formules ci dessus montrent qu'il en résulte une augmentation sensible de la tension et de la puissance électrique d'alimentation de l'appareil 14. To solve this problem, the invention provides to use several generators 10 connected in parallel and subjected to the same temperature difference between a heat source and a cold source, to supply the apparatus 14 as shown schematically in FIG. all the generators 10 of the circuit of FIG. 2 have the same internal resistance Rg, the total internal resistance of the set of generators 10 will be equal to Rg / n. The above formulas show that this results in a significant increase in the voltage and the electrical power supply of the apparatus 14.

Des essais ont permis de constater que, si alimente un appareil 14 ayant une résistance interne de 16 Ohms avec un générateur comprenant 550 thermocouples en série et ayant une force électromotrice à vide d'environ 9 V quand il est soumis à une certaine différence de température, la tension électrique d'alimentation de l'appareil 14 est d'environ 1 V et la puissance électrique d'alimentation de cet appareil est d'environ 0,06 W. Si l'on remplace ce générateur par un ensemble de trois autres générateurs montés en parallèle et comprenant chacun environ 184 thermocouples, sans modifier les autres paramètres de l'essai, la force électromotrice à vide de chaque générateur d'environ 3 V, mais la tension électrique d'alimentation de l'appareil 14 passe à 1,5 V environ et sa puissance électrique d'alimentation à 0,15 W Pour l'alimentation d'un appareil électrique électronique par effet thermoélectrique, il est donc particulièrement avantageux de relier en parallèle des ensembles de thermocouples dont chacun est formé de thermocouples reliés en série et est soumis à même différence de température que les autres. Tests have shown that, if a device 14 having an internal resistance of 16 Ohms is supplied with a generator comprising 550 thermocouples in series and having a vacuum electromotive force of about 9 V when it is subjected to a certain temperature difference , the electrical supply voltage of the apparatus 14 is about 1 V and the electrical power supply of this apparatus is about 0.06 W. If we replace this generator by a set of three others generators connected in parallel and each comprising about 184 thermocouples, without modifying the other parameters of the test, the vacuum electromotive force of each generator of about 3 V, but the supply voltage of the apparatus 14 passes to 1 , About 5 V and its electrical power supply to 0.15 W For the supply of an electronic electrical device by thermoelectric effect, it is therefore particularly advantageous to connect in parallel sets of thermocouples each of which is formed of thermocouples connected in series and is subject to the same difference in temperature as the others.

On peut bien entendu augmenter assez fortement la tension et la puissance électrique d'alimentation de l'appareil 14 quand on augmente le nombre de thermocouples dans chaque ensemble et le nombre d'ensembles montés en parallèle. Cela a toutefois pour conséquence une augmentation très importante du nombre de thermocouples utilisés dans un générateur thermoélectrique et impose de disposer de moyens permettant une fabrication des thermocouples en grande série et à cadence élevée. Of course, the voltage and the electrical power supply of the apparatus 14 can be increased quite considerably when the number of thermocouples in each set and the number of assemblies connected in parallel are increased. However, this results in a very significant increase in the number of thermocouples used in a thermoelectric generator and requires means to manufacture thermocouples mass production and high rate.

Un mode de réalisation actuellement préféré de ces moyens de fabrication est représenté schématiquement en figure 3 et comprend des bobines 20 d'alimentation de deux fils électroconducteurs de nature différente, des filières 22 dans lesquelles passent les fils 24 déroulés des bobines les filières 22 permettant de donner un diamètre prédéterminé aux fils 24, et des moyens 26 de coupe des fils 24 sortant des filières 22 en tronçons 28 de longueur prédéterminée. Ces tronçons sont mis bout à bout en alternance dans un dispositif de guidage 30 mobile transversalement, comme indiqué par les flèches, entre la sortie des moyens de coupe 26 d'un fil 24 et la sortie des moyens de coupe 26 de l'autre fil 24. Les tronçons de fils 28 alignés sont poussés bout à bout dans le dispositif 30 et soudés entre eux par des moyens de soudure 32, par exemple à faisceau laser piloté par un système de traitement de l'information, les jonctions soudées des tronçons de fils étant désignées par les références 34. A presently preferred embodiment of these manufacturing means is shown diagrammatically in FIG. 3 and comprises coils 20 for supplying two electroconductive wires of different types, dies 22 in which the wires 24 of the coils pass through the dies 22 allowing give a predetermined diameter to the son 24, and means 26 for cutting the son 24 out of the dies 22 in sections 28 of predetermined length. These sections are placed end to end alternately in a guiding device 30 movable transversely, as indicated by the arrows, between the output of the cutting means 26 of a wire 24 and the output of the cutting means 26 of the other wire. 24. The sections of aligned threads 28 are pushed end to end in the device 30 and welded together by means of welding 32, for example a laser beam driven by an information processing system, the welded joints of the sections of FIG. son being designated by references 34.

On obtient ainsi, en sortie des moyens de soudure 32, un fil continu 36 formé d'une succession de tronçons alternés de fils de deux natures différentes. Des moyens 38 sont prévus dans la chaîne de fabrication pour déposer sur le fil 36 un revêtement diélectrique, par exemple un film de vernis résistant aux températures élevées, une couche d'oxyde, ou tout autre revêtement approprié. Thus, at the output of the solder means 32, a continuous wire 36 is formed of a succession of alternating sections of son of two different natures. Means 38 are provided in the production line to deposit on the wire 36 a dielectric coating, for example a high temperature resistant varnish film, an oxide layer, or any other suitable coating.

Le fil continu 36 sortant des moyens 38 d'isolation électrique peut être utilisé de diverses façons, par exemple par tissage comme représenté schématiquement en figure 4 ou par bobinage sur un ou plusieurs supports comme représenté schematiquement aux figures 5 et 6. Dans le mode de réalisation de la figure 4, le fil continu 36 est par exemple déroulé d'une bobine 40 et passe dans une navette 42 d'un métier à tisser pour former le fil de trame 44 d'un tissu 46 dont les fils de chaîne 48 sont en une matière diélectrique, par exemple tels des fils de fibre de verre, et sont issus d' peigne 50 alimenté en fils 48 par des moyens appropriés 52. The continuous wire 36 coming out of the electrical insulation means 38 may be used in various ways, for example by weaving as shown schematically in FIG. 4 or by winding on one or more supports, as shown schematically in FIGS. 5 and 6. 4, the continuous wire 36 is for example unwound from a spool 40 and passes through a shuttle 42 of a loom to form the weft yarn 44 of a fabric 46 whose warp yarns 48 are in a dielectric material, for example such as fiberglass wires, and are derived from a wire fed comb 48 by appropriate means 52.

La largeur du tissu 46 formé sur le dispositif de la figure 4 est déterminée en fonction de la longueur des tronçons de fils 28 formant le fil continu 36, de telle sorte que les jonctions 34 se trouvent sur les deux bords longitudinaux du tissu 46, et de préférence légèrement à l'extérieur des fils de chaîne 48. The width of the fabric 46 formed on the device of FIG. 4 is determined as a function of the length of the wire sections 28 forming the continuous wire 36, such that the junctions 34 are on the two longitudinal edges of the fabric 46, and preferably slightly outside the warp yarns 48.

Le dispositif de la figure 4 permet de fabriquer un ensemble de thermocouples reliés en série ayant une largeur qui est celle du tissu 46 et une longueur aussi grande qu'on le souhaite. The device of FIG. 4 makes it possible to manufacture a set of thermocouples connected in series having a width which is that of the fabric 46 and a length as large as desired.

Le tissu 46 est découpé à longueur, et chaque bout de tissu 46 peut être replié sur lui-même en zigzag pour former un ensemble de thermocouples ayant une forme sensiblement parallélèpipédique, ou enroulé sur lui-même ou autour d'un noyau pour l'obtention d'un ensemble de thermocouples de forme générale cylindrique. The fabric 46 is cut to length, and each piece of fabric 46 can be zigzag folded over itself to form a set of thermocouples having a substantially parallelepipedal shape, or wound on itself or around a core for the obtaining a set of thermocouples of cylindrical general shape.

En variante, et comme représenté schématiquement aux figures 5 et 6, le fil continu 36 peut être bobiné sur un ou plusieurs supports de forme quelconque en une matière résistant aux températures élevées, telle qu'une céramique par exemple. Dans l'exemple de la figure 6, on utilise deux de ces supports, qui sont des couronnes circulaires 54, 56 concentriques de diamètres différents, comportant sur leur face supérieure une série de rainures radiales 58 réparties de façon régulière sur toute la circonférence des couronnes. Le fil continu 36 est bobiné sur les couronnes 54 et 56 de façon à s'étendre dans les rainures radiales 58, les jonctions 34 se trouvant à l'extérieur de la périphérie externe de la couronne externe 54 et à l'intérieur de la périphérie interne de la couronne interne 56, comme représenté. On obtient ainsi un ensemble de thermocouples reliés en série, dont les jonctions 34 radialement internes peuvent être en contact avec une source de chaleur et les jonctions 34 radialement externes en contact avec une source froide, telle que l'atmosphère ambiante par exemple, ou inversement. Alternatively, and as shown schematically in Figures 5 and 6, the continuous wire 36 may be wound on one or more supports of any shape of a high temperature resistant material, such as a ceramic for example. In the example of FIG. 6, two of these supports, which are concentric circular rings 54, 56 of different diameters, having on their upper face a series of radial grooves 58 distributed evenly over the entire circumference of the rings, are used. . The continuous wire 36 is wound on the rings 54 and 56 so as to extend in the radial grooves 58, the junctions 34 lying outside the outer periphery of the outer ring 54 and inside the periphery internal ring 56, as shown. This gives a set of thermocouples connected in series, the radially internal junctions 34 may be in contact with a heat source and the radially external junctions 34 in contact with a cold source, such as the ambient atmosphere for example, or conversely .

Plusieurs de ces ensembles destinés à être reliés en parallèle peuvent être axialement superposés, comme représenté schématiquement en figure 6. Several of these sets intended to be connected in parallel can be axially superimposed, as shown schematically in FIG.

Eventuellement, les deux couronnes 54, 56 de chaque ensemble peuvent faire partie d'une seule pièce annulaire 60 comme représente en traits pointillés en figure 6. Optionally, the two rings 54, 56 of each set may be part of a single annular piece 60 as shown in dashed lines in FIG.

Bien entendu, les supports utilisés pour le bobinage du fil continu 36 peuvent être rectilignes au lieu d'être annulaires ou avoir toute autre forme appropriée, et les jonctions 34 du continu 36 peuvent être associées à des radiateurs ou autres moyens améliorant l'échange thermique avec la source de chaleur et/ou avec la source froide ces moyens comprenant par exemple des moyens augmentant la surface de contact des jonctions 34 avec le milieu environnant, comme schématisé à titre d'exemple par les lignes en traits pointillés 62 de la figure 5. Of course, the supports used for the winding of the continuous wire 36 may be rectilinear instead of being annular or have any other suitable shape, and the junctions 34 of the continuous 36 may be associated with radiators or other means improving the heat exchange with the heat source and / or with the cold source, these means comprising, for example, means increasing the contact surface of the junctions 34 with the surrounding medium, as shown diagrammatically by way of example by the dashed lines 62 of FIG. 5 .

Le support utilisé pour le bobinage du continu 36 peut être un film, avec éventuellement face adhésive, d'une matière résistant aux températures d'utilisation, par exemple une matière plastique souple, une matière semi-rigide ou rigide, etc, les films pourvus du fil 36 bobiné pouvant être superposés et fixés entre eux par tout moyen (collage, soudure thermique ou par ultrasons, etc) pour l'obtention de circuits multicouches. The support used for the winding of the continuous film 36 may be a film, possibly with an adhesive face, of a material resistant to the temperatures of use, for example a flexible plastic material, a semi-rigid or rigid material, etc., the films provided with wound wire 36 can be superimposed and fixed together by any means (gluing, thermal or ultrasonic welding, etc.) to obtain multilayer circuits.

De façon générale, les techniques connues de bobinage de fil électrique utilisées pour la fabrication de transformateurs, moteurs électriques et autres, s'appliquent au bobinage du fil 36 précité sur des supports de forme quelconque (plane, cylindrique, tubulaire, sphérique, semi-sphérique ou autre). Le bobinage (et aussi le tissage) du fil 36 a également pour avantage de mettre en évidence tout défaut de soudure entre les tronçons de fil, traction exercée sur le fil provoquant sa rupture niveau de la soudure défectueuse.In general, the known wire winding techniques used for the manufacture of transformers, electric motors and the like, apply to the winding of the aforementioned wire 36 on supports of any shape (flat, cylindrical, tubular, spherical, semi- spherical or other). The winding (and also the weaving) of the wire 36 also has the advantage of highlighting any defect of welding between the wire sections, traction exerted on the wire causing its breaking level of the defective weld.

Claims

REVENDICATIONS 1 - Générateur thermoélectrique pour l'alimentation d'un appareil électrique ou électronique (14) à partir d'une source de chaleur (SC), comprenant une pluralité de thermocouples formés de fils électriquement conducteurs de deux natures différentes reliés en série et soumis à une différence de température régnant entre la source chaleur (SC) et une source froide (SF),caractérisé ce qu'il comprend plusieurs ensembles (10) thermocouples, lesdits ensembles étant reliés parallèle et étant chacun formé de thermocouples reliés en série et soumis à la différence de température précitée. 2 - Générateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les nombres d'ensembles (10) de thermocouples et de thermocouples dans les ensembles sont déterminés en fonction de la résistance électrique interne de l'appareil (14) et des résistances électriques des fils des thermocouples pour adapter la résistance électrique du générateur à celle de l'appareil précité (14) et pour augmenter la tension et la puissance électriques d'alimentation de cet appareil par le générateur. 3 - Générateur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les dimensions des fils des thermocouples sont déterminées pour optimiser la résistance thermique et la résistance électrique de ces fils. 4 - Générateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les jonctions des fils formant les thermocouples sont associées à des radiateurs ou autres moyens (62) d'échange de chaleur avec la source de chaleur et/ou la source froide, respectivement. 5 - Générateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les ensembles de thermocouples sont chacun formés à partir d'un fil continu (36) constitué de tronçons de fils de deux natures différentes reliés bout à bout, bobinage de ce fil sur des moyens de support matière résistant aux températures élevées ou par tissage de ce fil avec des fils de chaîne (48) matière diélectrique résistant aux températures élevées. 6 - Dispositif de fabrication d'un générateur thermoélectrique, comprenant des moyens ) d'amenée de fils électroconducteurs de deux natures différentes, des moyens (26) de coupe de ces fils en tronçons (28) de longueur prédéterminée et des moyens (32) de soudure de ces tronçons de fils, caractérisé en ce qu'il comprend également des moyens de guidage (30) pour former une succession de tronçons de fils alignés et poussés bout à bout dans laquelle les tronçons du premier fil sont en alternance avec les tronçons du deuxième fil, les moyens de soudure précités (32) étant destinés à souder bout ' bout ces tronçons de fils dans ladite succession pour former un fil continu (36), et des moyens de configuration de ce fil continu pour former un ensemble de thermocouples reliés en série, dans lequel les jonctions (34) des tronçons de fil sont d' côté et de l'autre respectivement dudit ensemble. 7 - Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens d'amenée fils (24) comprennent des filières (22) alimentées fils par des bobines (20) ou analogues et permettant de donner à ces fils un diamètre prédéterminé. 8 - Dispositif selon la revendication ou 7, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (38) pour déposer un revêtement diélectrique sur le fil continu (36) obtenu en sortie des moyens de soudure 9 - Dispositif selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que les moyens de configuration du fil continu (36) comprennent des moyens de bobinage du fil sur des moyens support (54, 56) ou des moyens (42, 50) de tissage utilisant le fil continu (36) comme fil de trame dans une chaîne formée de fils électriquement isolants (48). 10 - Dispositif de fabrication d'un genérateur thermoélectrique, comprenant des moyens d'amenée de fils de deux natures différentes et des moyens de soudure de ces fils entre eux, caractérise en ce qu'il comprend des moyens de tissage d'une pluralité de fils électroconducteurs précités sont parallèles et disposés en alternance pour former la chaîne du tissage, dont les fils de trame comprennent des fils de matière diélectrique avec, à intervalles prédéterminés, un fil électroconducteur d' des deux natures précitées, des moyens de soudure des fils de trame électroconducteurs sur les fils de chaîne et de coupe de ces fils électroconducteurs de trame entre certains des fils de chaîne, et des moyens de coupe des fils de chaîne à intervalles prédéterminés pour former des ensembles de thermocouples reliés en série.1 - Thermoelectric generator for supplying an electrical or electronic device (14) from a heat source (SC), comprising a plurality of thermocouples formed of electrically conductive wires of two different natures connected in series and subjected at a temperature difference between the heat source (SC) and a cold source (SF), characterized in that it comprises a plurality of thermocouple assemblies (10), said assemblies being connected in parallel and being each formed of thermocouples connected in series and subjected to at the temperature difference mentioned above. 2 - Generator according to claim 1, characterized in that the numbers of sets (10) of thermocouples and thermocouples in the sets are determined according to the internal electrical resistance of the apparatus (14) and the electrical resistance of the son thermocouples for adapting the electrical resistance of the generator to that of the aforementioned apparatus (14) and for increasing the voltage and electrical power supply of this apparatus by the generator. 3 - Generator according to claim 1 or 2, characterized in that the son dimensions of the thermocouples are determined to optimize the thermal resistance and the electrical resistance of these son. 4 - Generator according to one of the preceding claims, characterized in that the junctions son forming thermocouples are associated with radiators or other means (62) of heat exchange with the heat source and / or the cold source, respectively. 5 - Generator according to one of the preceding claims, characterized in that the sets of thermocouples are each formed from a continuous wire (36) consisting of son sections of two different natures connected end to end, winding of this wire on high temperature resistant material supporting means or by weaving this yarn with warp yarns (48) high temperature resistant dielectric material. 6 - Device for manufacturing a thermoelectric generator, comprising means) for supplying electroconductive wires of two different types, means (26) for cutting these wires into sections (28) of predetermined length and means (32). welding these sections of son, characterized in that it also comprises guide means (30) for forming a succession of son sections aligned and pushed end to end in which the sections of the first wire are alternating with the sections of the second wire, the aforementioned welding means (32) being intended for end-to-end welding these wire sections in said succession to form a continuous wire (36), and means for configuring this continuous wire to form a set of thermocouples connected in series, wherein the junctions (34) of the wire sections are on the one side and the other respectively of said assembly. 7 - Device according to claim 6, characterized in that the wire supply means (24) comprise dies (22) fed son by coils (20) or the like and to give these son a predetermined diameter. 8 - Device according to claim 7, characterized in that it comprises means (38) for depositing a dielectric coating on the continuous wire (36) obtained at the output of the welding means 9 - Device according to one of claims 6 at 8, characterized in that the means for configuring the continuous wire (36) comprise means for winding the wire on support means (54, 56) or means (42, 50) for weaving using the continuous wire (36) as weft yarn in a warp formed of electrically insulating wires (48). 10 - Device for manufacturing a thermoelectric generator, comprising means for feeding two different types of son and means for welding these son together, characterized in that it comprises weaving means of a plurality of electrically conductive yarns are parallel and arranged alternately to form the warp of the weave, whose weft son comprise son of dielectric material with, at predetermined intervals, an electroconductive wire of the two aforementioned natures, welding means of the son of electroconductive weft on the warp and cutting yarns of these electroconductive weft yarns between some of the warp yarns, and means for cutting warp yarns at predetermined intervals to form thermocouple sets connected in series.