DE1067454B - Elektrothermisches System insbesondere Halbleitersystem - Google Patents
Elektrothermisches System insbesondere HalbleitersystemInfo
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Description
- Elektrothermisches System, insbesondere Halbleitersystem Elektrothermische Systeme können zur Kühlung oder/und Erwärmung benutzt werden, indem durch die Thermoelementanordnung ein elektrischer Gleichstrom geleitet wird. Während des Stromflusses erwärmt sich der eine Kontakt der beiden Thermoelementschenkel, dagegen kühlt der andere Kontakt ab. Durch die Abkühlung dieses Kontaktes kann seiner Umgebung Wärme entzogen, also Kälte erzeugt werden. Entsprechend kann der Umgebung des sich erwärmenden Kontaktes Wärme zugeführt werden.
- Es wurde schon ein elektrothermisches System vorgeschlagen, bei dem ein erster Wärmeleitkörper, ein erster Thermoelementschenkel, ein zweiter Wärmeleitkörper, ein zweiter Thermoelementschenkel und ein dritter Wärmeleitkörper einen blockförmigen Körper bilden, aus welchem je ein Teil des ersten und des dritten Wärmeleitkörpers in einer Richtung und ein Teil des zweiten Wärmeleitkörpers in der zu dieser entgegengesetzten Richtung herausragen. Ein solches elektrothermisches System sollte in eine Isolierstoffmasse von kreisscheibenförmiger Gestalt eingebettet sein, aus welcher nur die als Wärmeübertrager ausgebildeten Teile der Wärmeleitkörper her-Z> ausragen. Diese elektrothermischen Systeme können nun in kreisförmige Öffnungen von wärmeisolierenden Wänden eingesetzt werden, welche beispielsweise einen Kühlraum gegen außen abschließen.
- Bei dem elektrothermischen System nach der Erfindung kann die unerwünschte Wärmeleitung von den wärmeabgebenden Kontaktflächen zwischen Wärmeleitkörpern und Thermoelementschenkeln über die Isolierstoffmasse zu den wärmeaufnehmenden Kontaktflächen zwischen Wärmeleitkörpern und Thermoelementschenkeln, wie sie bei dem vorstehend beschriebenen elektrothermischen System auftritt, wesentlich verringert werden.
- Die Erfindung bestellt darin, daß der aus einem ersten Wärmeleitkörper, einem ersten Thermoelementschenkel, einem zweiten Wärmeleitkörper, einem zweiten Thcnnoelementschenkel und einem dritten Wärmeleitkörper gebildete blockförmige Körper von einem evakuierten Gehäuse aus Isolierstoff eingeschlossen ist und daß je ein aus dem blockförmigen. Körper in einer Richtung herausragender Teil des ersten und des dritten Wärnieleitkörpers sowie ein aus dem blockförmigen Körper in der entgegengesetzteil Richtung herausragender Teil des zweiten Wärmeleitkörpers durch die Gehäusewand hindurchgeführt sind.
- Nach einer weiteren Ausbildung des Erfindungsgedankens ist der aus Wärmeleitkörpern und Thermoelementschenkeln gebildete blockförmige Körper von einem mit Gas gefüllten Gehäuse aus Isolierstoff eingeschlossen, und je ein aus dem blockförmigen Körper in einer Richtung herausragender Teil des ersten und des dritten Warmeleitkörpers sowie ein aus dem blockförmigen Körper in der entgegengesetzten Richtung herausragender Teil des zweiten Wärmeleitkörpers sind durch die Gehäusewand hindurchgeführt.
- Von besonderem Vorteil ist bei dem elektrothermischen System nach der Erfindung die jeweils kleine Kontaktfläche zwischen der Gehäusewand aus Isolierstoff und den aus dem blockförmigen Körper herausragenden Teilen der Wärmeleitkörper aus Metall oder Metallegierungen. Eine etwaige geringe Wärmeleitung über die Gehäusewand wird durch einen großen Wärmeweg erschwert. Durch die Gasfüllung oder in erhöhtem Maße durch die Evakuierung ist eine Wärmeleitung im Gehäuseinnern erheblich herabgesetzt. Beispielsweise kann bei Verwendung von Luft als Gasfüllung deren zehnmal kleinere spezifische Wärmeleitfähigkeit als die der für elektrotechnische Zwecke bekannten Gießharze ausgenutzt werden.
- Zur Füllung des Gehäuses wird zweckmäßig ein Gas geringer Wärmeleitfähigkeit verwendet. Das Gehäuse kann insbesondere mit Kohlendioxyd, Luft oder Argon gefüllt sein. Die Durchführung der Wärmeleitkörper durch die Gehäusewand ist vorzugsweise mit elastischen Dichtungen versehen. Diese ermöglichen eine günstige thermische und mechanische Nachgiebigkeit der Verbindung zwischen dem aus Thermoelementschenkeln Wärmeleitkörpern gebildeten Körper Gehäuse. Zweckmäßig sind die aus dem Gehäuse herausgeführten Teile der @-@lärnieleitkörper als Wärmeübertrager, vorzugsweise als Rippenkörper, ausgebildet. An dem Gehäuse ist niit Vorteil ein Pumpstutzen angebracht. An Hand der Fig. 1 bis 7 werden vorteilhafte Ausführtingslteispiele des elektrothermischen Systems nach der Erfindung erläutert.
- In Fig. 1 ist ein Schnitt, in Fig. 2 eine Ansicht aus der in Fig. 1 durch den Pfeil A angegebenen Richtung und in Fig. 3 eine Ansicht ans der in Fig. 1 durch den Pfeil B angegebenen Richtung eines ersten Ausführungsbeispiels in zum Teil schematischer Darsttellung gezeichnet.
- Ein erster Wärmeleitkörper 1, ein erster Thermoelementschenkel 2, ein zweiter Wärmeleitkörper 3, ein zweiter Thermoelementschenkel 4 und ein dritter Wärmeleitkörper 5 bilden einen blockförmigen Körper 1 bis 5. Die Berührungsflächen 6, 7, 8 und 9 zwischen den drei Wärmeleitkörpem 1, 3 und 5 und den leiden Thermoclementschenkeln 2 und 4 sind Querschitittsflächen des blockförmigen Körpers 1 bis 5. .Aus dein blockförmigen Körperl bis 5 ragen ein Teil 10 des ersten Wärmeleitkörpers 1 und ein Teil 11 des dritten Wärineleitkörpers 5 in einer Richtung, nämlich in der des Pfeiles A, und ein Teil 12 des zweiten Wärnieleitkörpers 3 in der zur Richtung A entgegengesetzten Richtung heraus.
- Der blockförmige Körper 1 bis 5 ist von einem evaluierten Gehäuse 13 aus Isolierstoff eingeschlossen. Als Isolierstoff wird zweckmäßig ein elektrisch isolierendes Material verwendet, das eine kleine Wärmeleitfähigkeit besitzt. Die aus dein Gehäuse 13 herausgeführten Teile 10, 11 und 12 der Wärtileleitkörper 1, 3 und 5 sind als Wärmeübertrager, vorzugsweise als Rippenkörper, ausgebildet. Die Durchführung der Wärmeleitkörper 1, 3 und 5 durch die Gehäusewand ist vorteilhaft finit elastischen Dichtungen 14 versehen.
- Vorzugsweise hat das Isolierstoffgehäuse 13 scheihunförmige, insbesondere kreisscheibenförmige Gestalt, wobei die beiden Scheibenflächen 15 und 18 senkrecht zu der Richtung stehen, in welcher die als Wärmeübertrager ausgebildeten Teile 10, 11 und 12 der Wärilteleitkörper 1,3 und 5 aus dem blockförmigen Körper 1 bis 5 herausragen. Zum Einsetzen des elektrotherlnischen Systems in eine Öffnung einer Gehäusewand einer Einrichtung weist zweckmäßig das Gehäuse 13 all dem Rand der einen Scheibenfläche 15 eine Nut 16 finit einer Dichtfläche 17 und an dein Rand der anderen Scheibenfläche. 18 einen Flansch 19 als Anschlag gegen die Gehäusewand der Einrichtung auf. Die Dichtfläche 17 kann günstig einen Guinmidichtring 20 aufnehmen. All dem Gehäuse 13, insbesondere an dessen Scheibenfläche 18, ist zweckmäßig ein Pumpstutzen 21 angebracht. Yorzugsweise ist der Pumpstutzen 21 zwischen den beiden einander nächsten Rippen der Rippenkörper 10 und 11 angeordnet. Die Verbindung des Pumpstutzens 21 mit der Scheibenfläche 18 ist vorteilhaft mit einer elastischen Dichtung 14 versehen. Die Berührungsflächen 6, 7, 8 und 9 zwischen den Wärnieleitkörpern 1, 3 und 5 und den Thermoelementschenkeln 2 und 4 sind zweckmäßig mindestens angenähert parallel angeordnet und weisen mindestens angenähert gleiche Größe und Gestalt auf. Der blockförmige Körper 1 bis 5 selbst, also abgesehen von den Rippenkörpern 10,11 und 12, ist günstigaxialsymmetrisch zu einer Achse senkrecht zu den parallelen Berührungsflächen 6, 7, 8 und 9. Die Ausdehnung der beiden Thermoelementschenkel 2 und 4 in Richtung der genannten Symmetrieachse des blockförmigen Körpers 1 bis 5 ist vorteilhaft kleiner, insbesondere kleiner als die Hälfte der kleinsten Ausdehnung der Thermoeleinentschenkel 2 und 4 in einer Richtung senkrecht zu der genannten Symmetrieachse des blockförmigen Körpers 1 bis 5. Verwendet man beispielsweise scheiben förmige Thermoelementschenkel 2 und 4 mit quadratischer Form der Scheibenfläche und Wärmeleitkorper 1, 3 und 5, welche mit einem scheibenförmigen Teil von quadratischer Sclleibenfläche mit den Thermoelementschenkeln 2 und 4 verbunden sind, dann erhält man einett blockformigen Körper 1 bis 5 mit quadratischem Querschnitt. Ein solcher Block 1 bis 5 Besitzt eine vierzählige Syminetrieachse, welche senkrecht zu den Querschnittsflächen 6, 7, 8 und 9 steht und durch den Schnittpunkt der Diagonalen des Querschnittsquadrates hindurchgeht.
- Eine zweckmäßige Ausbildung des elektrothermischen Systems nach der Erfindung besteht darin, daß ein oder jeder der beiden Thermoelementschenkel 2 und 4 die Form eines Zylinders hat und daß das Verhaltnis der Schenkellänge; gemessen in cm, zu den] Schenkelquerschnitt, gemessen in cm2, kleiner als 1 ist.
- Bei einer bevorzugten Rippenkörperausbildung der Wärmeübertragerteile 10, 11 und 12 sind die Rippenebenen, welche in Fig. 1, 2 und 4 durch gestrichelte Linien aus kurzen und langen Strichen gezeichnet sind, senkrecht zu den (ebenen) Scheibenflächen 15 und 18 des Gehäuses 13, untereinander parallel und senkrecht zu der genannten Symmetrieachse des blockförmigen Körpers 1 bis 5, angeordnet. Der Rippenkörper 12 des zweiten Wärmeleitkörpers 3 ragt in seiner Ausdehnung parallel zu den Scheibenflächen 15 und 18 des Gehäuses 13 nicht Tiber den Rand der dein Rippenkörper 12 zugewandten Scheibenfläche 15 hinaus. Die Rippenkörper 10 und 11 der, Wärmeleitkörper i und 5 können sich parallel zu den Scheibenflächen 15 und 18 etwa bis zu dein Rand der Scheibenfläche 18 des Gehäuses 13, gegebenenfalls aber auch darüber hinaus erstrecken.
- Die Ausdehnung der Rippen senkrecht zu den Scheibenflächen 15 und 18 des Gehäuses 13, d. h. die Rippenhöhe, ist bei allen Wärmeübertragerteilen gleich. Auch die Ausdehnung der Rippen senkrecht zur Rippenhöhe und parallel zur Rippenebene, d. h. die Rippenbreite; ist bei dein Wärmeübertragerteil 12 und bei den Wärmeübertragerteilen 10 und 11 gelich.
- Al die Wärmeübertragerteile 10 und 11 sind zum Stromanschluß günstig Litzen 22 aus Metall, insbesondere Kupfer, angelötet oder angeschweißt.
- Bei einer zweckmäßigen Anordnung wird der aus den beiden Thermoelementschenkeln 2 und 4 und den Wärmeleitkörpern 1, 3 und 5 gebildete blockförmige Körper 1 bis 5 durch eine Schelle 23 aus zwei mittels zweier Schrauben 24 verbundener, federnder Backen 25 derart umfaßt, daß deren federnde Backen auf den den Berührungsflächen 6 und 9 gegenüberliegenden Seiten des ersten und dritten Wärmeleitkörpers (1 und 5) elektrisch isoliert aufliegen. Die Isolierung ist finit 26 bezeichnet. Die beiden Thermoelement schenkel 2 und 4 können günstig aus Halbleiterkörpern bestehen, welche durch Pressen oder/und Sintern von gepulvertem oder gekörntem Halbleitermaterial hergestellt worden sind. Insbesondere bei Verwendung von so hergestellten Therlnoelernentschenkeln können durch Druckkontakte Kontakte mit befriedigenden Eigenschaften erhalten werden. Die @@'ärnleleitkörper werden aus Metallen oder Legierungen verhältnismäßig hoher @1'ärmeleitfähigkeit und hoher elektri- -scher Leitfähigkeit hergestellt, während für die Auswahl der Stoffe für die beiden Therrnoelementschenkel verhältnismäßig hohe Thermospannung, verhältnismäßig hohe elektrische Leitfähigkeit sowie verhältnismäßig kleine @Värineleitfähigkeit maßgebend ist. Das elektrothermische System nach der Erfindung kann durch Wahl der Richtung des Gleichstromes so betrieben werden, daß einmal die Kontaktflächen 6 und 9 sich auf erhöhter Temperatur und die Kontaktflächen 7 und 8 auf erniedrigter Temperatur befinden. Über die Wärmeleitkörper 1 und 5 erfolgt dann durch die Wärmeübertragerteile 10 und 11 die Wärmeabgabe an die Umgebung, über den Wärmeleitkörper 3 durch den Wäreeübertragerteil 12 die Wärmeaufnahme oder mit anderen Worten die Kälteabgabe. Bei Wechsel der Stromrichtung findet die Wärmeabgabe durch den Wärmeübertragerteil 12 und die Wärmeaufnahme durch die Wärmeübertragerteile 10 und 11 statt.
- !n Fig.4 ist in zum Teil schematischer Darstellung ein elektrothermisches System nach der Erfindung im Schnitt gezeichnet, (las in eine Gehäusewand einer Einrichtung eingefügt ist. 27 ist eine wärmeisolierende Wand, welche ein oller mehrere elektrothermische Systeme nach der Erfindung aufnimmt. Beim Betrieb des elektrothermischen Systems als Kühlanordnung kann nun beispielsweise der elektrische Strom in derjenigen Richtung durch das elektrothermische System geleitet werden, daß der Raum 28, in welchen der Wärmeübertragerteil 12 hineinragt, auf eine erniedrigte Temperatur und der Raum 29, in welchen die Wärmeübertragerteile 10 und 11 hineinragen, auf einer erhöhten Temperatur gehalten wird. Wird der Raum 28 durch Umkehr der Stromrichtung auf eine erhöhte Temperatur gebracht, dann wird dem Rahm 29 Wärme entzogen. Durch eine Regelung der Stromrichtung im Hinblick auf die Temperatur des Raumes 28 kann daher das elektrothermische System als Bauelement eines Thermostaten Verwendung finden.
- Ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel eines abgeänderten elektrothermischen Systems, insbesondere eines Halbleitersystems nach der Erfindung wird an Hand der Fig.5, 6 und 7 erläutert; in zum Teil schematischer Darstellung zeigt Fig. 5 eine erfindungsgemäße Anordnung im Schnitt, Fig.6 eine Ansicht aus der in Fig.6 (furch den Pfeil .1 angegebenen Richtung und Fig.7 eine Ansicht aus der in Fig.6 durch den Pfeil ß angegebenen Richtung.
- Ein erster Wärmeleitkörper 31, ein zweiter Wärme-Ieitlcörper 32, ein dritter Wärmeleitkörper 33, ein vierter Wärmeleitkörper 34 und ein fünfter Wärme-Ieitlkörper 35 bilden mit einem ersten Thermoelementschenkel 36, einem zweiten Thermoelementschenkel 37, einem dritten Thermoelementschenkel38 und einem vierten Thermoelementschenkel 39 einen blockförmigen Körper 40. Die Berührungsflächen 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47 und 48 zwischen den fünf Wärmeleitkörpern 31, 32, 33, 34 und 35 und den vier Thermoelementschenkeln 36, 37, 38 und 39 sind Querschnittsflächen, die mindestens angenähert parallel angeordnet sind und mindestens angenähert gleiche Größe aufweisen. Aus (lem blockförmigen Körper 40 ragen ein Teil 49 des Wärmeleitkörpers 31, ein Teil 50 des Wärmeleitkörpers 32, ein Teil 51 des Wärtneleitkörpers 33, ein Teil 52 des Wärmeleitkörpers 34 und ein Teil 53 des Wärmeleitkörpers 35 Heraus, und zwar die Teile 49, 51 L und 53 in einer Richtung, nämlich in der des Pfeiles A, und die Teile 50 und 52 in der zu Pfeil .4 entgegengesetzten Richtung. Der blockförmige Körper 40 .selbst, also abgesehen von den Teilen 49, 50, 51, 52 und 53, ist günstig axialsymmetrisch zu einer Achse senkrecht zu den parallelen Berührungsflächen 41, 42, 13, 44, 45, 46, 47 und 48, wobei die Thermoelementschenkel 36, 37, 38 und 39 zweckmäßig jeweils die Form eines Zylinders haben und zwischen scheibenförmigen Teilen, beispielsweise quadratischer Scheibenfläche, der Wärmeleitkörper 31, 32, 33, 34 und 35 angeordnet sind. Die Ausdehnung der Thermoelementschenkel in Richtung der Symmetrieachse des blockförmigen Körpers 40 ist vorzugsweise kleiner, insbesondere kleiner als die Hälfte der kleinsten Ausdehnung der Thermoelementschenkel 36, 37, 38 und 39 in einer Richtung senkrecht zu der genannten Symmetrieachse des blockförmigen Körpers 40. Die Zylinderhöhe ist also beispielsweise bei Thermoelementschenkeln von der Form von senkrechten Kreiszylindern kleiner als der Zylinderradius.
- Der blockförmige Körper 40 ist von einem evakuierten oder mit einem Gas kleiner Wärmeleitfähigkeit gefüllten Gehäuse 54 aus Isolierstoff von kleiner Wärmeleitfähigkeit eingeschlossen. Vorzugsweise hat das Isolierstoffgehäuse scheibenförmige, insbesondere kreisscheibenförmige Gestalt, wobei die beiden Scheibenflächen 55 und 56 senkrecht zu der Richtung stehen, in welcher die Teile 49, 50, 51, 52 und 53 der Wärmeleitkörper 31, 32, 33, 34 und 35 aus (lem blockförmigen Körper 40 herausragen. Zum Einsetzen des elektro thermischen Systems in eine Öffnung einer Gehäusewand einer Einrichtung weist das Gehäuse 54 zweckmäßig an dem Rand der Scheibenfläche 55 eine *Nut 57 mit einer Dichtfläche 58 und an dem Rand der Scheibenfläche 56 einen Flansch 59 als Anschlag gegen die Gehäusewand der Einrichtung auf. Die Dichtfläche 58 trägt einen Dichtring 60.
- Die aus dem blockförmigen Körper 40 herausragenden Teile 49, 51 und 53 der Wärmeleitkörper 31, 33 und 35 sind durch die Scheibenfläche 56 der Gehäusewand und die Teile 50 und 52 der Wärmeleitkörper 32 und 34 durch die Scheibenfläche 55 der Gehäusewand hindurchgeführt und außerhalb des Gehäuses 54 als Rippenkörper ausgebildet. Die Durchführung der Teile 49, 50, 51, 52 und 53 durch die Gehäusewand ist mit elastischen Dichtungen 61 versehen. Zwischen den beiden einander nächsten Rippen der Rippenkörper 50 und 52 ist an der Scheibenfläche 55 ein Pumpstutzen 62 angebracht. Die Verbindung des Pumpstutzens 62 finit der Scheibenfläche 55 ist günstig mit einer elastischen Dichtung 61 versehen.
- Bei einer bevorzugten Rippenkörperausbildung der Wärmeiibertragerteile 49, 50, 51, 52 und 53 sind die Rippenebenen, welche in Fig. 5, 6 und 7 durch gestrichelte Linien aus kurzen und langen Strichen gezeichnet sind, senkrecht zu den (ebenen) Scheibenflächen 55 und 56 des Gehäuses 54, untereinander parallel und senkrecht zu der genannten Symmetrieachse des blockförmigen Körpers 40, angeordnet. Der Rippenkörper 50 sowie der Rippenkörper 52 ragt jeweils in seiner Ausdehnung parallel zu den Schell )enflächen 55 Lind 56 nicht über den Rand der den Rippenkörpern 50 und 52 zugewandten Scheibenfläche 55 hinaus. Die Rippenkörper 49, 51 und 53 können sich parallel zii den Scheibenflächen 55 und 56 etwa bis zti dein Rand der Scheibenfläche 56 oder auch darüber hinaus erstrecken.
- Die Rippenhöhe, also die Ausdehnung der Rippen senkrecht zu den Scheibenflächen 55 und 56, ist günstig bei allen Rippenkörpern gleich. Auch die Rippenbreite, also die Ausdehnung der Rippen senkrecht zur Rippenhöhe und parallel zur Rippenebene, ist bei allen Rippenkörpern gleich.
- Atz die Rippenkörper 49 und 53 sind zum Stromanschluß Litzen 63 angelötet oder angeschweißt.
- Der 1)loclcförini@eKörper40 aus (lenThernioelenientschenkeln 36, 37, 38 und 39 und aus den Wärmeleitkörpern 31, 32, 33, 34 und 35, welche an den Berüh rungsflächen 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47 und 48 unte kleinstmöglichem Kontaktwiderstand, etwa durch Lötung. miteinander verbunden sind, wird zweck mäßig durch eine Schelle 64 umfaßt. Die Schelle 64 weist zwei federnde Backen 65 auf, die durch zwe Schrauben 66 miteinander verbunden sind, und um schließt den blockförmigen Körper 40 derart, daß die federnden Backen 65 über je eine elektrisch isolie rende Zwischenschicht 67 auf den den Berührungs flächen 41 und 48 gegenüberliegenden Seiten der Wärmeleitkörper 31 und 35 aufliegen. Durch die Schelle 64 kann die mechanische Festigkeit des block förmigen Körpers 40, insbesondere bei einer Anord. nung von Wärmeleitkörpern und zwei oder mehr a1#. zwei Thermoelementschenkelpaaren, erhöht werden was besonders für die Handhabung des Körpers au, Thermoelementschenkeln und Wärmeleitkörpern bei der Herstellung des elektrothermischen Systems vor Vorteil ist.
Claims (29)
- PATENTANSPRÜCHE: 1. Elektrothermisches System, insbesondere Halbleitersystem, bei dem ein erster Wärmeleitkörper, ein erster Thermoelementschenkel, ein zweiter Wärmeleitkörper, ein zweiter Thermoelementschenkel und ein dritter Wärmeleitkörper einen blockförmigen Körper bilden, dadurch gekennzeichnet, daß dieser blockförmige Körper von einem evakuierten Gehäuse aus Isolierstoff eingeschlossen ist, und daß je ein aus dem blockförmigen Körper in einer Richtung herausragender Teil des ersten und des dritten Wärmeleitkörpers sowie ein aus dem blockförmigen Körper in der entgegengesetzten Richtung herausragender Teil des zweiten Wärmeleitkörpers durch die Gehäusewand hindurchgeführt sind.
- 2. Elektrothermisches System, insbesondere Halbleitersystem, bei den ein erster Wärmeleitkörper, ein erster Thermoelementschenkel, ein zweiter Wärmeleitkörper, ein zweiter Thermoelementschenkel und ein dritter Wärmeleitkörper einen blockförmigen Körper bilden, dadurch gekennzeichnet, daß dieser blockförmige Körper von einem mit Gas gefüllten Gehäuse aus Isolierstoff eingeschlossen ist und daß je ein aus den blockförmigen Körper in einer Richtung herausragender Teil des ersten und des dritten Wärmeleitkörpers sowie ein aus dem blockförmigen Körper in der entgegengesetzten Richtung herausragender Teil des zweiten Wärmeleitkörpers durch die Gehäusewand hindurchgeführt sind.
- 3. Elektrothermisches System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse mit einem Gas geringer Wärmeleitfähigkeit gefüllt ist.
- 4. Elektrothermisches System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse mit Kohlendioxyd, Luft oder Argon gefüllt ist.
- 5. Elektrothermisches System nach Anspruch 1,2 oder einem folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem Gehäuse herausgeführten Teile der Wärmeleitkörper als Wärmeübertrager ausgebildet sind.
- 6. Elektrothermisches System nach Anspruch 1,2 oder einem folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchführung der Wärmeleitkörper durch die Gehäusewand mit elastischen Dichtungen versehen ist.
- 7. Elektrothermisches System nach Anspruch 1, 2 oder einem folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Gehäuse ein Pumpstutzen angebracht ist. B.
- Elektrothermisches System nach Anspruch 1, 2 oder einem folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse scheibenförmige, insbesondere kreisscheibenförmige Gestalt aufweist und daß die beiden Scheibenflächen senkrecht zu der Richtung stehen, in welcher die als Wärmeübertrager ausgebildeten Teile aus dem blockförmigen Körper herausragen.
- 9. Elektrothermisches System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des scheibenförmigen Gehäuses zwischen den beiden Scheibenflächen zwei oder mehrere Stützen angeordnet sind.
- 10. Elektrothermisches System nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpstutzen an einer Scheibenfläche des Gehäuses angebracht und zwischen den beiden einander nächsten Rippen des Rippenkörpers des ersten und dritten Wärmeleitkörpers angeordnet ist.
- 11. Elektrothermisches System nach Anspruch 1, 2 oder einem folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse zum Einsetzen in eine Öffnung einer Gehäusewand einer Einrichtung an dem Rand der einen Scheibenfläche eine Nut mit einer Dichtfläche und an dem Rand der anderen Scheibenfläche einen Flansch als Anschlag gegen die Gehäusewand der Einrichtung aufweist.
- 12. Elektrothermisches System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtfläche des Gehäuses einen Gummidichtring aufnimmt.
- 13. Elektrothermisches System nach Anspruch 1, 2 oder einem folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der blockförmige Körper selbst axialsymmetrisch zu einer Achse senkrecht zu den parallelen Berührungsflächen zwischen Wärmeleitkörpern und Thermoelementschenkeln ist.
- 14. Elektrothermisches System nach Anspruch 1, 2 oder einem folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder jeder der Thermoelementschenkel die Form eines Zylinders hat und daß das Verhältnis der Schenkellänge, gemessen in cm, zu dem Schenkelquerschnitt, gemessen in cm², kleiner als 1 ist.
- 15. Elektrothermisches System nach Anspruch 1, 2 oder einem folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausdehnung der beiden Thermoelementschenkel in Richtung der Symmetrieachse des blockförmigen Körpers kleiner, insbesondere kleiner als die Hälfte der kleinsten Ausdehnung der Thermoelementschenkel in einer Richtung senkrecht zu der Symmetrieachse des blockförmigen Körpers ist.
- 16. Elektrothermisches System nach Anspruch 1, 2 oder einem folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeübertragerteil des ersten und dritten Wärmeleitkörpers je eine Ausbildung zum Stroman schluß aufweist.
- 17. Elektrothermisches System nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß als Anschlußteile Litzen aus Metall, insbesondere Kupfer, an die '\@'ärmeübertrager angelötet oder angeschweißt sind.
- 18. Elektrothermisches System nach Anspruch 1, 2 oder einem folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die @-@'ärineübertragerteile der @Värmeleitkörper als Rippenkörper ausgebildet sind.
- 19. Elektrothermisches System nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippenebenen der Rippenkörper senkrecht zu den Scheibenflächen des Gehäuses, untereinander parallel und senkrecht zu der Symmetrieachse des blockförmigen Körpers, angeordnet sind.
- 20. Elektrothermisches System nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Rippenkörper des zweiten Wärmeleitkörpers in seiner Ausdehnung parallel zu den Scheibenflächen des Gehäuses nicht über den Rand der dem zweiten Rippenkörper zugewandten Scheibenfläche des Gehäuses hinausragt.
- 21. Elektrothermisches System nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausdehnung der Rippen senkrecht zu den Scheibenflächen des Gehäuses, d. h. die Rippenhöhe, bei einem oder mehreren der Wärmeleitkörper unterschiedlich und die Ausdehnung der Rippen senkrecht zur Rippenhöhe und parallel zur Rippenebene, d. h. die Rippenbreite, bei allen Wärmeleitkörpern gleich ist.
- 22. Elektrothermisches System nach Anspruch 1, 2 oder einem folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Thermoelementschenkel aus gepreßten oder/und gesinterten Halbleiterkörpern bestehen.
- 23. Elektrothermisches System nach Anspruch 1, 2 oder einem folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der aus den beiden Thermoelementschenkeln und den drei Wärmeleitkörpern gebildete blockförmige Körper durch eine federnde Klammer umfaßt wird, deren Backen auf den den Berührungsflächen mit den Thermoelementschenkeln gegenüberliegenden Seiten des ersten und dritten Wärmeleitkörpers elektrisch isoliert aufliegen.
- 24. Elektrothermisches System nach Anspruch 1, 2 oder einem folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der aus den beiden Thermoelementschenkeln und den drei Wärmeleitkörpern gebildete blockförmige Körper durch eine Schelle umfaßt wird, deren federnde Backen auf den den Berührungsflächen mit den Thermoelementschenkeln gegenüberliegenden Seiten des ersten und dritten Wärmeleitkörpers elektrisch isoliert aufliegen.
- 25. Abgeändertes elektrothermisches System, insbesondere Halbleitersystem, nach Anspruch 1, 2 oder einem folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Wärmeleitkörper, ein erster Thermoelementschenkel, ein zweiter Wärmeleitkörper, ein zweiter Thermoelementschenkel, ein dritter Wärmeleitkörper, ein dritter Thermoelementschenkel, ein vierter Wärmeleitkörper, ein vierter Thermoelementschenkel und ein fünfter Wärmeleitkörper einen blockförmigen Körper bilden, daß dieser blockförmige Körper von einem evakuierten Gehäuse aus Isolierstoff eingeschlossen ist und daß je ein aus dem blockförmigen Körper herausragender Teil des ersten, dritten und fünften Wärmeleitkörpers sowie je ein aus dem blockförmigen Körper in der entgegengesetzten Richtung herausragender Teil des zweiten und des vierten Wärmeleitkörpers durch die Gehäusewand hindurchgeführt sind.
- 26. Abgeändertes elektrothermisches System, insbesondere Halbleitersystem, nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Wärmeleitkörper, ein erster Thermoelementschenkel, ein zweiter Wärmeleitkörper, ein zweiter Thermoelementschenkel, ein dritter Wärmeleitkörper, ein dritter Thermoelementschenkel, ein vierter Wärmeleitkörper, ein vierter Thermoelementschenkel und ein fünfter Wärmeleitkörper einen blockförmigen Körper bilden, daß dieser blockförmige Körper von einem mit Gas gefüllten Gehäuse aus Isolierstoff eingeschlossen ist und daß je ein aus dem blockförmigen Körper herausragender Teil des ersten, dritten und fünften Wärmeleitkörpers sowie je ein aus dem blockförmigen Körper in der entgegengesetzten Richtung herausragender Teil des zweiten und des vierten Wärmeleitkörpers durch die Gehäusewand hindurchgeführt sind.
- 27. Elektrothermisches System nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeübertragerteil des ersten und fünften Wärmeleitkörpers je eine Ausbildung zum Stromanschluß aufweist.
- 28. Elektrothermisches System nach Anspruch 25,26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeübertragerteil des zweiten und des vierten Wärmeleitkörpers jeweils in seiner Ausdehnung parallel zu den Scheibenflächen des Gehäuses nicht über den Rand der dem zweiten und vierten Wärmeübertragerteil zugewandten Scheibenfläche des Gehäuses hinausragt.
- 29. Elektrothermisches System nach Anspruch 25, 26 oder einem folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der aus den vier Thermoelementschenkeln und den fünf Wärmeleitkörpern gebildete blockförmige Körper durch eine Schelle aus zwei mittels zweier Schrauben verbundener Backen derart umfaßt wird, daß die Backen auf den den Berührungsflächen mit dem ersten und vierten Thermoelementschenkel gegenüberliegenden Seiten des ersten und fünften Wärmeleitkörpers elektrisch isoliert aufliegen.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1067454B true DE1067454B (de) | 1959-10-22 |
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ID=593327
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DENDAT1067454D Pending DE1067454B (de) | Elektrothermisches System insbesondere Halbleitersystem |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE1067454B (de) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1186086B (de) * | 1959-08-26 | 1965-01-28 | Siemens Elektrogeraete Gmbh | Elektrothermische Kuehlvorrichtung |
DE1191395B (de) * | 1960-05-17 | 1965-04-22 | Siemens Elektrogeraete Gmbh | Elektrothermische Vorrichtung zur Erzielung von Kuehl- oder Waermewirkungen und thermo-elektrische Vorrichtung zur Stromerzeugung |
DE1193072B (de) * | 1961-01-06 | 1965-05-20 | Siemens Elektrogeraete Gmbh | Einrichtung zur elektrothermischen Kaelteerzeugung |
DE1231730B (de) * | 1958-12-04 | 1967-01-05 | Siemens Elektrogeraete Gmbh | Kuehlgeraet, insbesondere Kuehlschrank mit zwei elektrothermischen Kuehleinrichtungen |
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE1231730B (de) * | 1958-12-04 | 1967-01-05 | Siemens Elektrogeraete Gmbh | Kuehlgeraet, insbesondere Kuehlschrank mit zwei elektrothermischen Kuehleinrichtungen |
DE1186086B (de) * | 1959-08-26 | 1965-01-28 | Siemens Elektrogeraete Gmbh | Elektrothermische Kuehlvorrichtung |
DE1191395B (de) * | 1960-05-17 | 1965-04-22 | Siemens Elektrogeraete Gmbh | Elektrothermische Vorrichtung zur Erzielung von Kuehl- oder Waermewirkungen und thermo-elektrische Vorrichtung zur Stromerzeugung |
DE1193072B (de) * | 1961-01-06 | 1965-05-20 | Siemens Elektrogeraete Gmbh | Einrichtung zur elektrothermischen Kaelteerzeugung |
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