DE1198882B - Schenkel fuer ein thermoelektrisches Element - Google Patents
Schenkel fuer ein thermoelektrisches ElementInfo
- Publication number
- DE1198882B DE1198882B DEL35903A DEL0035903A DE1198882B DE 1198882 B DE1198882 B DE 1198882B DE L35903 A DEL35903 A DE L35903A DE L0035903 A DEL0035903 A DE L0035903A DE 1198882 B DE1198882 B DE 1198882B
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- leg
- coating
- cylinder
- leg according
- legs
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 16
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 8
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 3
- 230000005679 Peltier effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000005678 Seebeck effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 2
- 239000012777 electrically insulating material Substances 0.000 claims description 2
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims description 2
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims 1
- 210000002414 leg Anatomy 0.000 description 29
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 5
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 210000000689 upper leg Anatomy 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B21/00—Machines, plants or systems, using electric or magnetic effects
- F25B21/02—Machines, plants or systems, using electric or magnetic effects using Peltier effect; using Nernst-Ettinghausen effect
-
- 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
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
- Solid Thermionic Cathode (AREA)
Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
£Jt\
DEUTSCHES ^W^S PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. α.:
HOIm
Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:
Deutsche KL: 21b-27/01
1198 882 ,
L35903VIHc/21b
13. April 1960
19. August 1965
L35903VIHc/21b
13. April 1960
19. August 1965
Thermoelemente bestehen beispielsweise — wie in der F i g. 1 dargestellt ist — aus drei Wärmeleitkörpern
1 bis 3, z. B. aus Kupfer, und zwei dazwischen befindlichen Schenkeln 4 und 5 aus einem halbleitenden
Material. Dabei ist der eine Schenkel p-leitend und der andere η-leitend. An die den Schenkeln abgewandten
Enden der Wärmeleitkörper können je nach dem Verwendungszweck entsprechende Wärmeaustauscher
angebracht oder angeformt werden, die den Wärmeübergang erleichtern. Die Wärmeleitkörper
1 und 3 dienen gewöhnlich außerdem auch noch der Zuführung des zum Betrieb erforderlichen
Gleichstromes. Je nach der Richtung dieses Gleichstromes kühlen sich entweder die dem Wärmeleitkörper
2 benachbarten Kontaktstellen mit den Schenkeln ab und die den Wärmeleitkörpern 1 und 3 benachbarten
Kontaktstellen erwärmen sich, oder umgekehrt.
Neben der Auswahl der Schenkelwerkstoffe hinsichtlich ihrer elektrischen und thermischen Daten
bestehen bei der Herstellung solcher Elemente die wesentlichen Schwierigkeiten darin, daß die gut geeigneten
Schenkelwerkstoffe sehr spröde sind und vor mechanischer Belastung möglichst geschützt werden
müssen und daß weiterhin der Kontaktwiderstand zwischen den Schenkeln und den Wärmeleitkörpem
möglichst klein gehalten werden muß. Da nun die Kälte- oder Wärmeleistung eines solchen Elementes
um so größer ist, je kürzer bei gleichem Querschnitt die Schenkel sind, wird man zu verhältnismäßig
hohen Strömen kommen und dem Kontaktwiderstand erhöhte Aufmerksamkeit widmen müssen. Das bedeutet,
daß der meist durch Löten hergestellte Kontakt besonders sorgfältig ausgeführt werden muß, weil der
Kontaktwiderstand möglichst klein gegen den Schenkelwiderstand sein soll. Dabei ist besonders bei kurzen
Schenkeln darauf zu achten, daß sich keine Lotbrücken zwischen den Kontakten ausbilden oder
auch nur anbahnen.
Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft einen Schenkel aus halbleitendem Material für
ein thermoelektrisches Element zur Ausnutzung des Peltier- oder Seebeckeffektes, dessen freie, nicht der
elektrischen und/oder thermischen Kontaktierung dienende Oberfläche mit einem Überzug aus einem
thermisch und elektrisch isolierenden Material bedeckt ist und besteht darin, daß die Wandstärke dieses
hüllenartigen Überzuges so bemessen ist, daß seine mechanische Festigkeit mindestens ebenso groß, vorzugsweise
aber größer als die des Schenkels ist, und daß der Wärmeleitwert dieses Überzuges kleiner als
3O°/o, vorzugsweise kleiner als 10% als der des Schenkels ist.
Schenkel für ein thermoelektrisches Element
Anmelder:
Licentia Patent- Verwaltungs-G. m. b. H.,
Frankfurt/M., Theodor-Stern-Kai 1
Frankfurt/M., Theodor-Stern-Kai 1
Als Erfinder benannt:
Dr: rer. nat. Siegfried Poganski, Warstein
In der F i g. 2 ist ein herkömmlicher Schenkel dar-
1S gestellt, der z. B. die Form eines Kreiszylinders hat
und dessen Stirnflächen 6 und 7 der Kontaktierung dienen.
In der F i g. 3 ist ein Schenkel nach der Erfindung dargestellt. Die Stirnflächen 8 und 9 des ebenfalls
ao kreiszylindrischen Schenkels dienen der Kontaktierung.
In den durch die Kontaktierung bestimmten Ebenen liegen zugleich Begrenzungsflächen des Überzuges
10. Der Überzug bedeckt die gesamte Mantelfläche des Zylinders, hat seinerseits die Form eines
Hohlzylinders und die gleiche Höhe h wie der Zylinder.
Eine andere Ausführungsfonü des Schenkels nach
der Erfindung ist in der F i g. 4 dargestellt. Auch hier hat der Schenkel im wesentlichen die Form eines
durch zwei parallele Stirnflächen begrenzten Zylinders. Jedoch befindet sich zwischen den Stirnflächen
11 und 12 und dem Zylindermantel 13 je eine konische Übergangsfläche, deren eine Zone 15 durch
das Schenkelmaterial und deren andere Zone 14 durch das isolierende Material gebildet ist.
Als Werkstoff für den Überzug eignet sich ein bis zu 200° C wärmebeständiges thermisch gut isolierendes
Material, beispielsweise ein Gießharz, vorzugsweise ein Epoxydharz. Wesentlich ist, daß das Material
des Überzuges der später beim Verlöten auftretenden Temperatur mindestens kurzzeitig, der im Betrieb
auftretenden Temperatur aber dauernd standhalten kann.
Die besonderen Vorteile eines Schenkels nach der Erfindung sind darin zu sehen, daß die mechanische
Festigkeit des ganzen Schenkels durch den Überzug wesentlich erhöht ist und daß weiterhin während des
später erfolgenden Verlötens mit den Wärmeleitkörpem das flüssige Lot nicht an dem Schenkel entlang
in Richtung auf die andere Lötstelle vorkriechen kann. Die zum Verlöten zur Verfügung stehende Zeit
braucht deshalb nicht mehr begrenzt zu werden und
509 657/157
die Lötung kann um so sorgfältiger ausgeführt werden,
wodurch der Kontaktwiderstand vermindert wird. Die in der F i g. 4 dargestellte Ausführungsform
hat zudem den Vorteil, daß das Lot etwa entlang der punktierten Linien in genügender Menge aufgebracht
werden kann und zwischen der konischen Übergangsfläche und dem Wärmeleitkörper eine genügend
große Fuge zur Aufnahme des überschüssigen Lotes verbleibt. Zudem sind dadurch sowohl an dem
Schenkel als auch an dem Wärmeleitkörper größere Berührungsflächen für das Lot gegeben.
Die Schenkel nach der Erfindung lassen sich mit Vorteil auf zwei Wegen herstellen. Entweder gibt
man dem Schenkel zunächst seine endgültige Form und überzieht ihn sodann, z. B. mit Hilfe einer Gießform,
mit dem Überzug, oder aber man geht davon aus, daß die Schenkel in ihrer vorgesehenen Länge
durch Parallelschnitte aus einem Körper mit dem auch für die Schenkel vorgesehenen Querschnitt gewonnen
werden und versieht den ganzen Körper vor dem Schneiden mit dem Überzug.
Weiterhin empfiehlt es sich, den Schenkel mit dem Überzug, vorzugsweise unmittelbar vor dem Aufbringen
einer als Lot zwischen dem Schenkel und einem weiteren Bauelement dienenden Substanz, an
den durch die Kontaktierungsflächen bestimmten Ebenen durch chemische und/oder mechanische Mittel
vorzubehandeln.
Claims (7)
1. Schenkel aus halbleitendem Material für ein thermoelektrisches Element zur Ausnutzung des
Peltier- oder Seebeckeffektes, dessen freie, nicht der elektrischen und/oder thermischen Kontaktierung
dienende Oberfläche mit einem Überzug aus einem thermisch und elektrisch isolierenden
Material bedeckt ist, dadurch gekennzeichnet,
daß die Wandstärke dieses hüllen-.
. artigen Überzuges so bemessen ist, daß seine mechanische Festigkeit mindestens ebenso groß,
vorzugsweise aber größer als die des Schenkels ist, und daß der Wärmeleitwert dieses Überzuges
kleiner als 30%, vorzugsweise kleiner als 10% als der des Schenkels ist.
2. Kreiszylindrischer Schenkel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnflächen
des Kreiszylinders als Kontaktierungsflächen dienen und daß die Mantelfläche einen
Überzug in Form eines Hohlzylinders aufweist, dessen Höhe gleich der Höhe des Kreiszylinders
ist.
3. Schenkel nach Anspruch 1, der im wesentlichen die Form eines durch zwei parallele Stirn-,
flächen begrenzten Zylinders hat, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Stirnflächen und
dem Zylindermantel eine konische Ubergangsfläche vorhanden ist, deren eine Zone durch das
Schenkelmaterial und deren andere Zone durch das isolierende Material gebildet ist.
4. Schenkel nach Anspruch 1, oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der Überzug aus einem bis zu 200° C wärmebeständigen thermisch gut isolierenden Material,
beispielsweise aus Gießharz, vorzugsweise aus Epoxydharz, besteht.
5. Verfahren zum Herstellen eines Schenkels gemäß Anspruch 1, oder einem der folgenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Schenkel nach der letzten seine Form bestimmenden
Bearbeitung mit dem Überzug, z. B. mit Hilfe einer Gießform, versehen wird.
6. Verfahren zum Herstellen eines Schenkels gemäß Anspruch 1 bis 4 oder einem derselben,
bei dem die Schenkel in ihrer vorgesehenen Länge durch Parallelschnitte aus einem Körper mit dem
auch für die Schenkel vorgesehenen Querschnitt ge-. wonnen werden, dadurch gekennzeichnet, daß der
ganze Körper vor dem Schneiden mit dem Überzug versehen wird.
7. Verfahren zum Herstellen eines Schenkels nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet,
daß der Schenkel mit dem Überzug, vorzugsweise unmittelbar vor dem Aufbringen einer als Lot
zwischen dem Schenkel und einem weiteren Bauelement dienenden Substanz, an den durch die
Kontaktierungsfläche bestimmten Ebenen durch chemische und/oder mechanische Mittel vorbehandelt
wird.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift G158391 a/17 a (bekanntgemacht am 9. 8. 1956);
Deutsche Auslegeschrift G158391 a/17 a (bekanntgemacht am 9. 8. 1956);
österreichische Patentschrift Nr. 66 437;
USA.-Patentschriften Nr. 2 289 152, 2 665 322,
844 638.
USA.-Patentschriften Nr. 2 289 152, 2 665 322,
844 638.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
509 657/157 8.65 © Bundesdruckerei Berlin
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NL112965D NL112965C (de) | 1960-04-13 | ||
DEL35903A DE1198882B (de) | 1960-04-13 | 1960-04-13 | Schenkel fuer ein thermoelektrisches Element |
GB11297/61A GB966876A (en) | 1960-04-13 | 1961-03-28 | A thermoelectric unit |
FR858242A FR1285876A (fr) | 1960-04-13 | 1961-04-10 | Entretoise pour élément thermoélectrique |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEL35903A DE1198882B (de) | 1960-04-13 | 1960-04-13 | Schenkel fuer ein thermoelektrisches Element |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1198882B true DE1198882B (de) | 1965-08-19 |
Family
ID=7267271
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEL35903A Pending DE1198882B (de) | 1960-04-13 | 1960-04-13 | Schenkel fuer ein thermoelektrisches Element |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1198882B (de) |
GB (1) | GB966876A (de) |
NL (1) | NL112965C (de) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT66437B (de) * | 1910-12-09 | 1914-08-25 | Pierre Ferra | Thermoelement bzw. Thermosäule. |
US2289152A (en) * | 1939-06-13 | 1942-07-07 | Westinghouse Electric & Mfg Co | Method of assembling thermoelectric generators |
US2665322A (en) * | 1951-06-04 | 1954-01-05 | Revere Corp America | Method of making thermocouples |
US2844638A (en) * | 1954-01-04 | 1958-07-22 | Rca Corp | Heat pump |
-
0
- NL NL112965D patent/NL112965C/xx active
-
1960
- 1960-04-13 DE DEL35903A patent/DE1198882B/de active Pending
-
1961
- 1961-03-28 GB GB11297/61A patent/GB966876A/en not_active Expired
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT66437B (de) * | 1910-12-09 | 1914-08-25 | Pierre Ferra | Thermoelement bzw. Thermosäule. |
US2289152A (en) * | 1939-06-13 | 1942-07-07 | Westinghouse Electric & Mfg Co | Method of assembling thermoelectric generators |
US2665322A (en) * | 1951-06-04 | 1954-01-05 | Revere Corp America | Method of making thermocouples |
US2844638A (en) * | 1954-01-04 | 1958-07-22 | Rca Corp | Heat pump |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NL112965C (de) | |
GB966876A (en) | 1964-08-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE1439126C3 (de) | Halter für mindestens ein Halbleiterbauelement | |
DE1180015B (de) | Mittel zur elektrischen Isolierung und ther-mischen Kontaktierung bei einer nach dem Seebeck- oder Peltier-Effekt arbeitenden thermoelektrischen Batterie | |
DE1514005A1 (de) | Halbleitervorrichtung | |
DE1059939B (de) | Elektrothermisches System | |
DE2104176A1 (de) | Thermoelektrische Baueinheit und Ver fahren zu ihrer Herstellung | |
DE1171036B (de) | Verfahren zum Herstellen duenner Thermoelementschenkel durch Strangpressen sowie thermoelektrisches Geraet mit solchen Schenkeln | |
DE2519338B2 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Thermoelements und dessen Anwendung | |
DE1198882B (de) | Schenkel fuer ein thermoelektrisches Element | |
DE1553080C2 (de) | Vorrichtung zum elektromagnetischen Pumpen fluessiger Metalle | |
DE1073125B (de) | Verfahren zum Verlöten von thermoelektnschen Kombinationen | |
DE1489287C3 (de) | Thermoelektrische Anordnung und Verfahren zum Herstellen | |
DE1122969B (de) | Thermoelektrisches Element | |
DE1414620B2 (de) | Verfahren zum herstellen einer thermoelektrischen vorrichtung und halbleitende staebe zur durchfuehrung des verfahrens | |
DE1166860B (de) | Thermoelektrisch wirkende Anordnung sowie Verfahren zu ihrer Herstellung | |
DE1277398B (de) | Thermoelement mit Halbleiterschenkeln | |
DE1201463B (de) | Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung, insbesondere Widerstand oder Thermoelement | |
DE1150694B (de) | Heiz- oder Kuehlvorrichtung mit Peltierelementen und Verfahren zum Herstellen solcher Vorrichtungen | |
DE1196478B (de) | Verfahren zum Verloeten von Thermoelement-schenkeln mit Metallkoerpern | |
DE467200C (de) | Elektrischer Widerstand | |
DE1414620C (de) | Verfahren zum Herstellen einer thermoelektrischen Vorrichtung und halbleitende Stäbe zur Durchführung des Verfahrens | |
DE881819C (de) | Verfahren zur Herstellung von Stromzufuehrungen an Heissleiterkoerpern | |
DE1068281B (de) | Vorrichtung zur Verdampfungskühlung | |
DE1181300B (de) | Metallgekapselte Hochspannungsschaltanlage | |
AT99499B (de) | Thermoelektrisches Meßgerät. | |
DE1464772B2 (de) | Reihenschaltung aus zwei entgegengesetzt gepolten Zenerdioden |