NL1035321C2 - Heat flux concentrator for use in watch, has flexible heat-absorbing plate mechanically connected with flexible heat emitting plate by glue connection, and intermediate space formed in energy converter - Google Patents
Heat flux concentrator for use in watch, has flexible heat-absorbing plate mechanically connected with flexible heat emitting plate by glue connection, and intermediate space formed in energy converter Download PDFInfo
- Publication number
- NL1035321C2 NL1035321C2 NL1035321A NL1035321A NL1035321C2 NL 1035321 C2 NL1035321 C2 NL 1035321C2 NL 1035321 A NL1035321 A NL 1035321A NL 1035321 A NL1035321 A NL 1035321A NL 1035321 C2 NL1035321 C2 NL 1035321C2
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- heat
- flux concentrator
- flexible
- box
- plate
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
- H10N10/10—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects
- H10N10/13—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects characterised by the heat-exchanging means at the junction
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
- H10N10/10—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects
- H10N10/17—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects characterised by the structure or configuration of the cell or thermocouple forming the device
Landscapes
- Thermal Insulation (AREA)
Abstract
Description
Korte aanduiding: Warmtefluxconcentrator ten behoeve van een energieomvormer.Brief indication: Heat flux concentrator for an energy converter.
5 De onderhavige uitvinding betreft een warmtefluxconcentrator voor het aanpassen van warmte van een warmtebron met een lage warmteflux naar een voor een energieomvormer geschiktere hogere warmteflux.The present invention relates to a heat flux concentrator for adjusting heat from a heat source with a low heat flux to a higher heat flux more suitable for an energy converter.
Warmtefluxconcentratoren concentreren een lage warmteflux afkomstig van een warmtebron, door hiermee met een groot oppervlak contact te maken en vanaf 10 dit oppervlak de warmte door een warmtedoorvoer met een kleinere doorsnede naar de energieomvormer met een eveneens kleinere doorsnede te brengen. Vervolgens wordt de restwarmte van de energieomvormer eveneens door een warmtedooivoer met een kleine doorsnede afgevoerd naar een eveneens groot oppervlak, welke de warmte met een lagere flux weer afvoert aan de omgevingslucht.Heat flux concentrators concentrate a low heat flux from a heat source by contacting it with a large surface area and from this surface bringing the heat through a heat transfer with a smaller cross-section to the energy converter with a smaller cross-section. Subsequently, the residual heat from the energy converter is also removed by a heat-thaw feed with a small cross-section to an equally large surface, which again dissipates the heat to the ambient air with a lower flux.
15 In het bijzonder worden warmtefluxconcentratoren gebruikt bij het genereren van elektrische energie uit warmte van lichamen met een temperatuur, welke weinig hoger is dan de temperatuur van de omgevingslucht.In particular, heat flux concentrators are used in the generation of electrical energy from heat of bodies with a temperature that is little higher than the temperature of the ambient air.
De warmtefluxconcentrator is nodig voor een verbeterd rendement, omdat bij een lage warmteflux de inwendige verliezen van de energieomvormer veel groter 20 worden dan de nuttige energie, welke door de energieomvormer wordt gegenereerd. Een bekende warmtefluxconcentrator wordt onder andere gebruikt bij een horloge dat zijn loopenenergie haalt uit de lichaamswarmte dat uit het oppervlak van de pols stroomt. Als warmtefluxconcentrator wordt daarbij de goedgeleidende onder- en bovenkant van het horloge gebruikt, waartussen met goed thermisch contact een 25 thermo-elektrisch element met een kleinere doorsnede en dus met een hogere warmteflux de warmte omzet in elektrische energie.The heat flux concentrator is needed for an improved efficiency, because with a low heat flux the internal losses of the energy converter become much greater than the useful energy that is generated by the energy converter. A known heat flux concentrator is used, inter alia, with a watch that draws its running energy from the body heat that flows from the surface of the wrist. The heat-conducting top and bottom of the watch is used as heat flux concentrator, between which with good thermal contact a thermoelectric element with a smaller cross-section and thus with a higher heat flux converts the heat into electrical energy.
Nadeel is dat deze warmtefluxconcentrator niet algemeen kan worden toegepast, omdat deze met een bandje tegen de pols moet worden gedrukt het lichaam vervormt naar de vorm van het horloge, zwaar is en relatief duur. Verder 30 bestaat het gevaar dat bij te grote afwijking van het oppervlak van het lichaam de warmtefluxconcentrator lokaal geen contact meer maakt met het lichaam en het warmtecontact gedeeltelijk verloren gaat. Verder worden trillingsgevoelige nieuwe hoge rendement energieomvormers, gemaakt met nanotechnologie, niet goed tegen trillingen beschermd.The disadvantage is that this heat flux concentrator cannot be used generally, because it has to be pressed against the wrist with a strap, the body deforms to the shape of the watch, is heavy and relatively expensive. Furthermore, there is a risk that if there is too great a deviation from the surface of the body, the heat flux concentrator will no longer make local contact with the body and the heat contact will be partially lost. Furthermore, vibration-sensitive new high-efficiency energy converters made with nanotechnology are not well protected against vibrations.
1035321 21035321 2
Onderhavige uitvinding heeft deze nadelen niet, door: • de warmteopnemende en afgevende platen van de warmtefluxconcentrator dun en flexibel te maken, zodat de warmteopnemende en afgevende oppervlakken op het lichaam bevestigd kunnen worden en deze kunnen 5 blijven volgen, zonder dat het lichaam bij een niet vlakke vorm door de warmtefluxconcentrator hinderlijk vervormd wordt en het contact lokaal niet verbroken wordt; • in de tussenruimte tussen de warmteopnemende en afgevende platen eveneens een flexibele warmte-isolatie te plaatsen en deze met lijm of 10 vervilting aan de warmteopnemende en afgevende oppervlakken te hechten, worden warmteverliezen tussen de warmteopnemende en afgevende platen beperkt en blijft de warmtefluxconcentrator flexibel; • de warmteopnemende plaat, dat tegen het lichaam moet liggen, als een pleister te voorzien van een lijmlaag, waarmee de warmtefluxconcentrator op 15 het lichaam kan worden geplakt.The present invention does not have these disadvantages by: making the heat-absorbing and releasing plates of the heat flux concentrator thin and flexible, so that the heat-absorbing and releasing surfaces can be attached to the body and can continue to follow it, without the body being exposed to a flat shape is annoyingly distorted by the heat flux concentrator and the contact is not broken locally; • also place a flexible heat insulation in the space between the heat-absorbing and releasing plates and attach it to the heat-absorbing and releasing surfaces with glue or felt, heat losses between the heat-absorbing and releasing plates are limited and the heat flux concentrator remains flexible; Provide the heat-absorbing plate, which must lie against the body, with a layer of glue as a plaster, with which the heat flux concentrator can be stuck to the body.
• de energieomvormer met flexibele doorvoeren met een thermisch goed contact aan de warmteopnemende en afgevende platen te verbinden.• connect the energy inverter with flexible passages with a thermally good contact to the heat-absorbing and releasing plates.
De flexibele warmteopnemende en warmteafgevende platen zijn bij voorkeur het geweven uit goed warmtegeleidende vezels, zoals koper of hooggeleidende vezels, 20 zoals speciale koolstofverbindingen. De thermische contacten tussen de warmteopnemende en afgevende platen worden bij voorkeur eveneens van goedgeleidende materialen als koper of hooggeleidende koolstof vezels gemaakt. Deze doorvoeren worden flexibel gemaakt, door ze uit vezels samen te stellen en door de doorvoeren een gemakkelijk buigbare gebogen vorm te geven, zoals een S-25 vorm.The flexible heat-absorbing and heat-emitting plates are preferably woven from highly heat-conducting fibers, such as copper or high-conducting fibers, such as special carbon compounds. The thermal contacts between the heat-absorbing and releasing plates are preferably also made of well-conducting materials such as copper or high-conducting carbon fibers. These lead-throughs are made flexible by assembling them from fibers and by giving the lead-throughs an easily bendable curved shape, such as an S-25 shape.
De isolatie tussen de warmteopnemende en afgevende platen wordt bij voorkeur van een dunne flexibele deken gemaakt van goed isolerend hydrofoob gemaakt materiaal, zoals silica aerogel.The insulation between the heat-absorbing and releasing plates is preferably from a thin flexible blanket made of well-insulating hydrophobicized material, such as silica airgel.
De hechting tussen de warmteopnemende en afgevende platen met de isolatie wordt 30 bijvoorbeeld met hetzelfde bindmiddel gerealiseerd als het bindmiddel, dat wordt gebruikt om de isolerende deken uit vezels te vormen. Voordeel is dat dit een goedkoop fabricage proces is. Een proces, dat ook bij vochtopzuigend verband, gevuld met een aerogel dekentje, wordt gebruikt, maar dan met een textielgaasje in 3 plaats van een thermisch goedgeleidend weefsel, zoals gebruikt in onderhavige uitvinding.The adhesion between the heat-absorbing and releasing plates with the insulation is achieved, for example, with the same binder as the binder used to form the insulating blanket from fibers. The advantage is that this is a cheap manufacturing process. A process that is also used with a moisture-wicking dressing filled with an aerogel blanket, but then with a fabric gauze instead of a thermally conductive fabric as used in the present invention.
In een andere uitvoeringsvorm van onderhavige uitvinding wordt een thermisch geëvacueerd kwarts doosje als isolatie in de tussenruimte tussen de 5 warmteopnemende en afgevende platen gebruikt. Om de warmtefluxconcentrator flexibel te houden en om het kwarts doosje te beschermen, wordt aan beide zijden van het doosje tussen de warmteopnemende en afgevende platen een laag schuimrubber of ander flexibel materiaal aangebracht. Door tevens de binnenzijden te voorzien van een dunne laag, welke 90% tot 99% van de warmtestraling van het ïo warmteopnemende vlak naar het warmteafgevende vlak reflecteert, wordt met het thermisch vacuüm de isolatie verbeterd met als voordeel nog minder warmteverliezen.In another embodiment of the present invention, a thermally evacuated quartz case is used as insulation in the gap between the heat-absorbing and releasing plates. To keep the heat flux concentrator flexible and to protect the quartz box, a layer of foam rubber or other flexible material is applied on both sides of the box between the heat-absorbing and releasing plates. By also providing the inner sides with a thin layer, which reflects 90% to 99% of the heat radiation from the heat-absorbing surface to the heat-emitting surface, the insulation improves the insulation with the advantage of even less heat losses.
In een derde uitvoeringsvorm van onderhavige uitvinding wordt het warmteafgevende oppervlak voorzien van flexibele ribben om de warmteafgifte aan de omgevingslucht 15 te verbeteren.In a third embodiment of the present invention, the heat-emitting surface is provided with flexible ribs to improve heat emission to the ambient air.
Verdere voordelen en kenmerken van de onderhavige uitvinding zullen worden verduidelijkt aan de hand van de bijgevoegde figuren, waarin:Further advantages and features of the present invention will be elucidated with reference to the accompanying figures, in which:
Fig. 1 een doorsnede van de warmtefluxconcentrator van onderhavige uitvinding toont; 20 Fig. 2 een doorsnede van een tweede toepassing van de warmtefluxconcentrator van onderhavige uitvinding toont;FIG. 1 shows a cross section of the heat flux concentrator of the present invention; FIG. 2 shows a cross-section of a second application of the heat flux concentrator of the present invention;
Fig. 3 een detail van een derde toepassing van de warmtefluxconcentrator van onderhavige uitvinding toont.FIG. 3 shows a detail of a third application of the heat flux concentrator of the present invention.
25 In fig. 1 is een doorsnede te zien van de warmtefluxconcentrator volgens onderhavige uitvinding. De warmtefluxconcentrator is met een plakkende lijmverbinding 1 gehecht aan het oppervlak van een lichaam 2. Als het lichaam 2 een hogere temperatuur heeft dan de omgeving 3, dan zal er warmte stromen naar de warmteopnemende plaat 4. Deze warmteopnemende plaat 4 is flexibel gemaakt door 30 deze te maken van geweven warmtegeleidende vezels of uit dunne laagjes goed warmtegeleidende folie aan elkaar gehecht met een elastische lijm. De typische warmteafgifte van een menselijk lichaam is ongeveer een warmteflux van 0,1-5 mW/cm2 en van niet menselijke lichamen tot groter dan 5 mW/cm2.Fig. 1 shows a cross-section of the heat flux concentrator according to the present invention. The heat flux concentrator is adhered to the surface of a body 2 with an adhesive glue connection 1. If the body 2 has a higher temperature than the environment 3, heat will flow to the heat-absorbing plate 4. This heat-absorbing plate 4 is made flexible by 30 to make this from woven thermally conductive fibers or from thin layers of well thermally conductive film bonded together with an elastic glue. The typical heat output of a human body is approximately a heat flux of 0.1-5 mW / cm2 and of non-human bodies up to greater than 5 mW / cm2.
44
De door de warmteopnemende plaat 4 opgenomen warmte stroomt door de warmtedoorvoer 5 naar de energieomvormer 6. De warmtedoortocht van de energieomvormer 6 wordt zodanig gekozen, dat de warmteflux door de energieomvormer 6 op het optimale werkpunt ligt. Een typische optimale warmteflux 5 van een energieomvormer 6 is afhankelijk van het type 0,1 tot 10 W/cm2.The heat absorbed by the heat-absorbing plate 4 flows through the heat transfer 5 to the energy converter 6. The heat transfer from the energy converter 6 is selected such that the heat flux through the energy converter 6 is at the optimum operating point. A typical optimum heat flux 5 of an energy converter 6 depends on the type 0.1 to 10 W / cm 2.
De restwarmte van de energieomvormer 6 stroomt via de flexibele warmteafgevende warmtedoorvoer 8 naar het warmteafgevende plaat 9. De warmteafgevende plaat 9 staat zijn warmte af aan de omgeving 3. De warmte opnemende en de warmteafgevende platen 4 en 9 staan evenwijdig met een afstand ïo van 2 t/m 10 mm van elkaar. Om warmteverlies tussen de platen 4 en 9 te voorkomen is de tussenruimte gevuld met een flexibele isolatie 7.The residual heat from the energy converter 6 flows via the flexible heat-transferring heat transfer 8 to the heat-releasing plate 9. The heat-releasing plate 9 transfers its heat to the environment 3. The heat-absorbing and heat-releasing plates 4 and 9 are parallel with a distance ïo of 2 up to 10 mm apart. To prevent heat loss between the plates 4 and 9, the gap is filled with a flexible insulation 7.
Is bijvoorbeeld de warmteafgevende flux van het lichaam 2 φι = 5 mW/cm2 bij een nuttig temperatuurverschil over de energieomvormer 6 van ΔΤ = 2 K en is het oppervlak van de warmteopnemende plaat 4, Am = 4 cm2, dan is het verlies Qy* door 15 de isolatie 7 van bijvoorbeeld /, =3 mm dik en een warmtegeleidingcoëffictént Λ, = 0,01 W/Km; 0Vi = AovΔΤλί At = 0,0004 x2x 0,01/0,003 = 2,7mW.For example, if the heat-emitting flux of the body 2 is φι = 5 mW / cm2 with a useful temperature difference across the energy converter 6 of ΔΤ = 2 K and the surface of the heat-absorbing plate is 4, Am = 4 cm2, then the loss is Qy * due to The insulation 7 of, for example, 3 mm thick and a thermal conductivity coefficient 0.01 W / Km; 0Vi = AovΔΤλί At = 0.0004 x2x 0.01 / 0.003 = 2.7 mW.
Is de optimale warmteflux van de energieomvormer 6 φ0 = 1 W/cm2 dan moet de warmtedoortocht van de energieomvormer 6; 20 A0 = (Aov (pi - Qvi)/ φ0-(4χ 0,001-0,0027)/1 =0,0013 cm2 zijn.If the optimum heat flux of the energy converter 6 is φ0 = 1 W / cm2, the heat transfer of the energy converter 6 must be; A0 = (Aov (pi - Qvi) / φ0- (4χ 0.001-0.0027) / 1 = 0.0013 cm 2.
Vanwege de warmteweerstand in het lichaam 2 en tussen de warmteafgevende plaat 9 en de omgevingslucht 3 is het werkelijke temperatuurverschil tussen het lichaam 2 en de omgevingslucht 3 veel groter dan het nuttige temperatuurverschil. Bij het voorbeeld met een nuttig temperatuurverschil van 25 2 K is het werkelijke temperatuurverschil ongeveer 4 K.Because of the heat resistance in the body 2 and between the heat-emitting plate 9 and the ambient air 3, the actual temperature difference between the body 2 and the ambient air 3 is much greater than the useful temperature difference. In the example with a useful temperature difference of 2 K, the actual temperature difference is about 4 K.
Zou de warmteflux naar de energieomvormer 6 niet geconcentreerd worden en de energieomvormer 6 hetzelfde doortochtoppervlak van de warmteopnemend plaat 4 hebben, dan zouden de interne warmteverliezen in de energieomvormer 6 veel groter zijn dan bij een kleine warmtedoortocht volgens onderhavige uitvinding, 30 inclusief de dan aanwezige verliezen door de isolatie 7. Ook zou het nuttige temperatuurverschil slechts 0,001 K zijn, hetgeen volgens het Carnotrendement een groot effect heeft op het werkelijke rendement (en zou dan ongeveer 2000 maal kleiner zijn). Momenteel worden als energieomvormer 6 thermo-elektrische generatoren gebruikt, waarvan een soort in bovengenoemd voorbeeld is gebruikt met 5 typische warmteflux van 0,1 tot 1 W/cm2. In de toekomst zal gebruik worden gemaakt van thermo-tunnelgeneratoren, onder andere een type, welke door bovengenoemde uitvinder is uitgevonden. Deze generatoren zijn nog compacter en hebben een typische warmteflux tot 10 W/cm2 en zijn nog gevoeliger voor relatief hoge interne 5 verliezen bij lage warmteflux. Tevens zijn deze generatoren gemaakt met nanotechnieken en gevoelig voor trillingen, welke door de flexibele constructie worden onderdrukt.If the heat flux to the energy converter 6 were not concentrated and the energy converter 6 had the same passage surface of the heat-absorbing plate 4, the internal heat losses in the energy converter 6 would be much greater than with a small heat transfer according to the present invention, including the losses then present by the insulation 7. The useful temperature difference would also be only 0.001 K, which, according to the Carnot efficiency, would have a major effect on the actual efficiency (and would then be approximately 2000 times smaller). At present, 6 thermoelectric generators are used as energy converters, a type of which is used in the above-mentioned example with 5 typical heat flux of 0.1 to 1 W / cm 2. In the future, use will be made of thermo-tunnel generators, including a type invented by the above-mentioned inventor. These generators are even more compact and have a typical heat flux of up to 10 W / cm 2 and are even more sensitive to relatively high internal losses with low heat flux. These generators are also made with nanotechnologies and sensitive to vibrations, which are suppressed by the flexible construction.
De warmteopnemende en warmteafgevende platen 4 en 9 worden bij voorkeur flexibel gemaakt door ze van een weefsel van goedgeleidende vezels, welke de ïo warmte naar het centrum van de warmteopnemende en warmteafgevende platen 4 en 9 leiden, waar ze goed thermisch contact maken met de warmtedoorvoeren 5 en 8.The heat-absorbing and heat-emitting plates 4 and 9 are preferably made flexible by being made of a fabric of well-conducting fibers, which direct the heat to the center of the heat-absorbing and heat-emitting plates 4 and 9, where they make good thermal contact with the heat transfer ducts 5 and 8.
De isolatie 7 tussen de warmteopnemende en afgevende oppervlakken 4 en 9 is flexibel gemaakt van silica aerogelvezels en met een flexibel bindmiddel gebonden 15 tot een deken, welke bij voorkeur met het zelfde flexibele bindmiddel aan de flexibele warmteopnemende en warmteafgevende platen 4 en 9 zijn verbonden. De warmtedoorvoeren 5 en 8 bestaan uit flexibele draden, samengesteld uit dunne goedgeleidende vezels en zijn gezamenlijk in een flexibel buigbare S-vorm gebogen. De warmteopnemende warmtedoorvoer 5 verbindt met een goed thermisch contact 2 o het warmteopnemend oppervlak 4 met de warme zijde van de energieomvormer 6.The insulation 7 between the heat-absorbing and releasing surfaces 4 and 9 is made flexible from silica airgel fibers and bonded with a flexible binder into a blanket, which are preferably connected to the flexible heat-absorbing and heat-releasing plates 4 and 9 with the same flexible binder. The heat feedthroughs 5 and 8 consist of flexible wires composed of thin, highly conductive fibers and are jointly bent into a flexible bendable S-shape. The heat-absorbing heat transfer 5 connects with a good thermal contact 2 o the heat-absorbing surface 4 to the warm side of the energy converter 6.
De warmteafgevende warmtedoorvoer 8 verbindt met een goed thermisch contact de warmteafgevende plaat 9 met de koude zijde van de energieomvormer 6 om de restwarmte af te voeren. Voor de goedgeleidende vezels wordt bijvoorkeur koper of vezels van een thermisch hooggeleidende koolstofverbinding gebruikt. Voor de 25 goede thermische contacten wordt bijvoorkeur een soldeerverbinding of een (laser)lasverbinding gebruikt.With a good thermal contact, the heat-transferring heat transfer 8 connects the heat-transferring plate 9 to the cold side of the energy converter 6 to dissipate the residual heat. For the highly conductive fibers, copper or fibers of a thermally highly conductive carbon compound are preferably used. For the good thermal contacts, a soldered connection or a (laser) welded connection is preferably used.
In fig. 2 is een doorsnede te zien van een tweede uitvoeringsvorm van de warmtefluxconcentrator volgens onderhavige uitvinding.Fig. 2 shows a cross-section of a second embodiment of the heat flux concentrator according to the present invention.
De werking is als in fig. 1, behalve dat de isolatie 7 in de tussenruimte tussen de 30 warmteopnemende en warmteafgevende platen 4 en 9 nu een thermisch geëvacueerd kwarts doosje 11 is. De warmteafgevende en warmteopnemende warmtedoorvoeren 5 en 8 lopen daarbij door de wanden van het kwarts doosje 11 en is ook de energieomvormer 6 in het kwarts doosje 11 geplaatst. De zijwanden van het kwarts doosje 11 zijn U-vormig als een diabolo gemaakt, om met de langere 6 warmteweg de warmte-isolatie te verbeteren. De holte van de U-vorm is opgevuld met een isolatiemateriaal 13, dat de isolatie verder verbeterd en het doosje mechanisch verstevigd. Bij voorkeur wordt hiervoor het materiaal van het merk Min-K gebruikt, bestaande uit thermisch isolatiepoeder van holle bolletjes, welke in de holte 5 een vaste vorm wordt gegeven middels een bindmiddel of middels sinteren. Tussen het kwarts doosje 11 en de warmteopnemende en warmteafgevende platen 4 en 9 is een laag schuimrubber 10 geplaatst dat aan de warmteopnemende en warmteafgevende platen 4 en 9 en het kwarts doosje 11 is gelijmd. Aldus blijft de warmtefluxconcentrator flexibel en kan de vorm van het lichaam 2 volgen en blijft het ïo de energieomvormer 6 tegen trillingen beschermen.The operation is as in Fig. 1, except that the insulation 7 in the gap between the heat-absorbing and heat-emitting plates 4 and 9 is now a thermally evacuated quartz box 11. The heat-emitting and heat-absorbing heat ducts 5 and 8 thereby run through the walls of the quartz box 11 and the energy converter 6 is also placed in the quartz box 11. The side walls of the quartz box 11 are made U-shaped like a diabolo, in order to improve the thermal insulation with the longer 6 heat path. The cavity of the U-shape is filled with an insulating material 13, which further improves the insulation and mechanically strengthens the box. The material of the Min-K brand is preferably used for this, consisting of thermal insulation powder of hollow spheres, which is given a solid shape in the cavity 5 by means of a binder or by sintering. A layer of foam rubber 10 is placed between the quartz box 11 and the heat-absorbing and heat-emitting plates 4 and 9, which layer is glued to the heat-absorbing and heat-emitting plates 4 and 9 and the quartz box 11. The heat flux concentrator thus remains flexible and the shape of the body 2 can follow and it also protects the energy converter 6 against vibrations.
De binnenkant van het kwarts doosje 11 is voorzien van een spiegelende laag van bijvoorbeeld dun goud of zilver dat 90% tot 99% van de warmtestraling terugkaatst en de isolatiewaarde, samen met het thermisch vacuüm sterk verhoogt. Ter vergelijking met de laag aerogel is de isolatiewaarde dan 10 tot 100 maal beter en de verliezen 15 meer dan 10 maal kleiner, hetgeen bij een zeer lage warmteflux van het lichaam 2 van ψι = 0,1 W/cm2 noodzakelijk is, om nog een redelijk vermogen van bijvoorbeeld 1 pW te kunnen genereren bij warmteopnemende en warmteafgevende platen 4 en 9 met een oppervlak van 12 cm2.The inside of the quartz box 11 is provided with a reflective layer of, for example, thin gold or silver that reflects 90% to 99% of the heat radiation and greatly increases the insulation value, together with the thermal vacuum. For comparison with the layer of airgel, the insulation value is then 10 to 100 times better and the losses more than 10 times smaller, which is necessary for a very low heat flux of the body 2 of ψι = 0.1 W / cm be able to generate a reasonable capacity of, for example, 1 pW with heat-absorbing and heat-emitting plates 4 and 9 with an area of 12 cm 2.
Voor de werking is een thermo-tunnelgenerator van binnen thermisch 20 geëvacueerd en voorzien van een vacuümdichte behuizing, welke een groot deel van de thermische genereert. Wordt een thermo-tunnelgenerator als energieomvormer 6 gebruikt dan kan het thermisch geëvacueerd kwarts doosje 11, tevens als behuizing dienen van deze energieomvormer 6, hetgeen een besparing vormt in de kosten.For the operation, a thermo-tunnel generator is thermally evacuated from the inside and provided with a vacuum-tight housing, which generates a large part of the thermal. If a thermo-tunnel generator is used as an energy converter 6, the thermally evacuated quartz box 11 can also serve as a housing for this energy converter 6, which saves costs.
In fig.3 is een detail van een derde toepassing van onderhavige uitvinding 25 getoond.Figure 3 shows a detail of a third application of the present invention.
De werking is als fig. 1 of 2, behalve dat de warmteafgevende plaat is voorzien van flexibele ribben 12, welke in goed thermisch contact staan met de warmteafgevende plaat 9. De ribben 12 zijn gemaakt van een weefsel van goedgeleidende vezels en aan de warmteafgevende plaat 9 met solderen of (laserjlassen verbonden. Of zijn de 30 ribben 12 en de warmteafgevende plaat 9 uit een stuk gemaakt. In het laatste geval worden de vezels van het weefsel van de warmteafgevende plaat 9 langer gemaakt dan nodig en vervolgens in rijen 90 graden omgebogen en vervolgens als ribben 12 verder verweven.The operation is like Figs. 1 or 2, except that the heat-emitting plate is provided with flexible ribs 12, which are in good thermal contact with the heat-emitting plate 9. The ribs 12 are made of a fabric of well-conducting fibers and on the heat-emitting plate 9 are connected to soldering or (laser welding). Or the ribs 12 and the heat-emitting plate 9 are made in one piece. In the latter case, the fibers of the fabric of the heat-emitting plate 9 are made longer than necessary and then bent into rows 90 degrees. and then further interwoven as ribs 12.
77
Indien het oppervlak van het lichaam licht gebogen is, kan de warmtefluxconcentrator of meerdere warmtefluxconcentratoren ook met een band aan een warmte afgevend lichaam worden verbonden.If the surface of the body is slightly bent, the heat flux concentrator or a plurality of heat flux concentrators can also be connected to a heat-emitting body with a band.
De afmetingen van de warmtefluxconcentrator zijn: De diameter is 0,5 t/m 5 5 cm. De dikte van de warmteopnemende en afgevende platen 4 en 9 0,1 t/m 1 mm. De afstand tussen de warmteopnemende en afgevende platen 4 en 9 2 t/m 20 mm. De diameter van de warmtedoorvoeren 5 en 8 is 0,5 t/m 2 mm en de lengte 2 t/m 15 mm. In het geval dat een kwarts doosje 11 wordt gebruikt is de diameter van het doosje 111 t/m 3 mm kleiner dan de warmteopnemende en afgevende platen 4 en 9 ïo en is de hoogte 2 t/m 4 mm. De wanddikte van het kwarts doosje 11 is 0,1 t/m 1 mm.The dimensions of the heat flux concentrator are: The diameter is 0.5 to 5.5 cm. The thickness of the heat-absorbing and releasing plates 4 and 9 from 0.1 to 1 mm. The distance between the heat-absorbing and releasing plates 4 and 9 2 to 20 mm. The diameter of the heat transfer ducts 5 and 8 is 0.5 to 2 mm and the length 2 to 15 mm. In the case that a quartz box 11 is used, the diameter of the box 111 is 3 to 3 mm smaller than the heat-absorbing and releasing plates 4 and 9 and the height is 2 to 4 mm. The wall thickness of the quartz box 11 is 0.1 to 1 mm.
De onderhavige uitvinding is niet beperkt tot de bovenbeschreven uitvoeringsvormen daarvan, waarin velerlei wijzigingen en modificaties denkbaar zijn binnen de strekking van de bijgevoegde claims.The present invention is not limited to the embodiments thereof described above, in which many changes and modifications are conceivable within the scope of the attached claims.
10353211035321
Claims (11)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1035321A NL1035321C2 (en) | 2008-04-21 | 2008-04-21 | Heat flux concentrator for use in watch, has flexible heat-absorbing plate mechanically connected with flexible heat emitting plate by glue connection, and intermediate space formed in energy converter |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1035321 | 2008-04-21 | ||
| NL1035321A NL1035321C2 (en) | 2008-04-21 | 2008-04-21 | Heat flux concentrator for use in watch, has flexible heat-absorbing plate mechanically connected with flexible heat emitting plate by glue connection, and intermediate space formed in energy converter |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL1035321C2 true NL1035321C2 (en) | 2009-10-22 |
Family
ID=40010827
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL1035321A NL1035321C2 (en) | 2008-04-21 | 2008-04-21 | Heat flux concentrator for use in watch, has flexible heat-absorbing plate mechanically connected with flexible heat emitting plate by glue connection, and intermediate space formed in energy converter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| NL (1) | NL1035321C2 (en) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3132688A (en) * | 1963-04-08 | 1964-05-12 | Welville B Nowak | Electronic cold and/or hot compress device |
| US5974002A (en) * | 1996-10-01 | 1999-10-26 | Seiko Instruments Inc. | Electronic watch using a thermoelement |
| EP1001470A1 (en) * | 1998-11-13 | 2000-05-17 | Seiko Instruments Inc. | Thermoelectronic generating electronic device |
| US20040029341A1 (en) * | 2002-08-01 | 2004-02-12 | Cox Isaiah Watas | Gap diode device |
| WO2005010444A1 (en) * | 2003-07-17 | 2005-02-03 | Its Kool Llc | Personal heat control device and method |
| US20060169314A1 (en) * | 2005-01-31 | 2006-08-03 | Yamaha Corporation | Artificial inner ear and thermoelectric generator therefor |
| WO2007008059A2 (en) * | 2005-07-08 | 2007-01-18 | Innovy | Energy converting apparatus, generator and heat pump provided therewith and method of production thereof |
-
2008
- 2008-04-21 NL NL1035321A patent/NL1035321C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3132688A (en) * | 1963-04-08 | 1964-05-12 | Welville B Nowak | Electronic cold and/or hot compress device |
| US5974002A (en) * | 1996-10-01 | 1999-10-26 | Seiko Instruments Inc. | Electronic watch using a thermoelement |
| EP1001470A1 (en) * | 1998-11-13 | 2000-05-17 | Seiko Instruments Inc. | Thermoelectronic generating electronic device |
| US20040029341A1 (en) * | 2002-08-01 | 2004-02-12 | Cox Isaiah Watas | Gap diode device |
| WO2005010444A1 (en) * | 2003-07-17 | 2005-02-03 | Its Kool Llc | Personal heat control device and method |
| US20060169314A1 (en) * | 2005-01-31 | 2006-08-03 | Yamaha Corporation | Artificial inner ear and thermoelectric generator therefor |
| WO2007008059A2 (en) * | 2005-07-08 | 2007-01-18 | Innovy | Energy converting apparatus, generator and heat pump provided therewith and method of production thereof |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| GYSELINCKX B ET AL: "Human++: autonomous wireless sensors for body area networks", CUSTOM INTEGRATED CIRCUITS CONFERENCE, 2005. PROCEEDINGS OF THE IEEE 2005, IEEE, PISCATAWAY, NJ, USA, 18 September 2005 (2005-09-18), pages 12 - 19, XP010873518, ISBN: 978-0-7803-9023-2 * |
| HASEBE S ET AL: "Polymer based smart flexible thermopile for power generation", MICRO ELECTRO MECHANICAL SYSTEMS, 2004. 17TH IEEE INTERNATIONAL CONFER ENCE ON. (MEMS) MAASTRICHT, NETHERLANDS 25-29 JAN. 2004, PISCATAWAY, NJ, USA,IEEE, US, 25 January 2004 (2004-01-25), pages 689 - 692, XP010767983, ISBN: 978-0-7803-8265-7 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2636119B2 (en) | Thermoelectric element sheet and manufacturing method thereof | |
| US20160035957A1 (en) | Thermoelectric Device | |
| JP2009141079A (en) | Thermoelectric element module | |
| JP2012156227A (en) | Casing for thermoelectric power generation module and manufacturing method therefor | |
| JP2006294935A (en) | High efficiency and low loss thermoelectric module | |
| JP5249662B2 (en) | Thermoelectric conversion module and manufacturing method thereof | |
| JP2010245265A (en) | Thermoelectric module | |
| JP2011061031A (en) | Thermoelectric conversion module | |
| JP5478518B2 (en) | Power generator | |
| JP4481606B2 (en) | Thermoelectric converter | |
| NL1035321C2 (en) | Heat flux concentrator for use in watch, has flexible heat-absorbing plate mechanically connected with flexible heat emitting plate by glue connection, and intermediate space formed in energy converter | |
| JP2007139301A (en) | Flexible heat pipe | |
| JPH11215867A (en) | Thermoelectric power generation element structure and system thereof | |
| JP2001007412A (en) | Solar thermal electric power generator | |
| JPS5837329A (en) | Heat recovery type pad | |
| JP6428749B2 (en) | Thermoelectric generator | |
| JP2005228915A (en) | Separated peltier system | |
| JP3055679B2 (en) | Thermoelectric module jacket, thermoelectric heating / cooling device, method of manufacturing thermoelectric module jacket, and method of manufacturing thermoelectric heating / cooling device | |
| US20170328550A1 (en) | Heat dissipation structure and illumination device | |
| JPH02198179A (en) | Thermoelectric element and manufacture thereof | |
| JP2017221066A (en) | Thermoelectric generation device | |
| JP2006194548A (en) | Heat pipe joint and heat pipe with heat pipe joint | |
| JPH02271683A (en) | Thermoelectric element and manufacture thereof | |
| WO2022018989A1 (en) | Thermoelectric power generation module and method for producing thermoelectric power generation module | |
| JP3968669B2 (en) | Thermoelectric converter |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD2B | A search report has been drawn up | ||
| V1 | Lapsed because of non-payment of the annual fee |
Effective date: 20121101 |