DE1580634A1

DE1580634A1 - Auf dem Peltier-Effekt beruhende Einrichtung zum Klimatisieren von Kraftfahrzeugen und anderen Fahrzeugen sowie von Maschinen

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Publication number: DE1580634A1
Application number: DE19661580634
Authority: DE
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 1965-08-03
Filing date: 1966-08-03
Publication date: 1970-09-10
Also published as: US3355900A; FR1452822A; GB1156974A; DE1580634B2; OA02238A

Description

PATENTANWÄLTE 8902 AUGSBURG-GöGGINGEN, den 1580634

_ v. EidiendorfF-Straße 10

DR. ING. E. LIEBAU _Un„_rZ,^ R 6316 DIPL ING G I IF R A 11 ^^{Bei Röckantwort bitte an}9^eben)

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REGIE NATIONALE DES USINES RENAULT Billancourt (Seine) Frankreich

Auf dem Peltier-Effekt beruhende Einrichtung zum Klimatisieren von Kraftfahrzeugen und anderen Fahrzeugen sowie von Maschinen,

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung-mit thermoelektrische)! Elementen, die den Peltier-Effekt ausnützen; wegen ihres niedrigen Gewichts und geringen Raumbedarfs ist die Einrichtung besonders für die Klimatisierung von Kraftfahrzeugen, Luftfahrzeugen und ähnlichen Fahrzeugen sowie auch für die Klimatisierung von Maschinen geeignet.

Eine derartige Einrichtung ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß ihre thermoelektrischen Elemente in der Fläche einer Rohrleitung angebracht sind, wobei die Innenseite dieser Elemente mit mindestens einem Kühler wärmeleitend

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verbunden ist, der im Inneren der Rohrleitung angeordnet ist, während die andere Seite der Elemente in gleicher Weise mit mindestens einem äusseren Kühler verbunden ist; eine zweite, konzentrisch zur ersten Rohrleitung verlaufende Leitung umfaßt diesen äusseren Kühler, und die beiden Rohrleitungen öffnen sich zur Aussenluft hin bzw. zu der in einem Führerhaus eines Kraftfahrzeugs oder einer Maschine befindlichen Luft.

Zum besseren Verständnis des Erfindungsgegenstandes wird nachstehend eine als Ausführungsbeispiel anzusehende Ausbildung der Erfindung beschrieben und zeichnerisch dargestellt.

Die Zeichnungen haben folgende Bedeutung:

Fig. 1 stellt eine schematische Darstellung dieser Ausführung»« form der Erfindung dar;

Flg. 2 ist ein Schnitt durch eine abgeänderte Form der in Fig, I dargestellten Einrichtung;

Fig. 3 zeigt ein Detail der Ausführung der thermoelektrischen Elemente der Einrichtung nach Fig. 1;

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Pig. 4 erläutert die Anbringung da? Einrichtung nach Fig. 1 in einem Kraftfahrzeug.

Fig. 1 zeigt die Einrichtung, 1 mit einer äusseren Rohrleitung2, die mit dem Bereich 3 durch Rohrstutzen 4 und 5 in Verbindung steht, sowie eine innere Rohrleitung 6, die durch Stutzen 7 und 8 mit einem Führerhaus 9 (Fig. 1 und 4), etwa eines Kraftfahrzeugs oder einer Maschine (Kran), verbunden ist. Ein von einem Motor 11, vorzugsweise einem Elektromotor angetriebener Lüfter Io stellt mit Hilfe einer Luftschraube 12 eine Luftströmung von dem Raum 3 ausgehend in dem Gehäuse 13 her, das zwischen den Rohrleitungen 2 und 6 entstanden ist, sowie mit Hilfe einer Luftschraube 14 eine von dem Führerhaus 9 ausgehende- Luftströmung in der Rohrleitung 6j dieser Luftstrom Tird durch Leitbleche 15» die in dem Stutzen 8 angeordnet sind, gelenkt.

Die Wand 6a in der inneren Rohrleitung 6 ist mit einer ausreichenden Anzahl den Peltier-Effekt ausnützender thermoelektrischer Elemente 16 versehen, die Rippen 17 und 18 besitzen und etwa an den Punkten 19 und 2o (Fig. 3) mit einem Gleichstrom versorgt werden, der von einer nicht gezeichneten Stromquelle S herkommt; die Stromquelle läßt sich vorzugsweise als v/echselstromgenerator mit Gleichrichterdioden und mit

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Erregung oder Permanentmagnet ausführen. Die thermoelektrischen Elemente Ib können die Wand 6a der Leitung 6 (B¹Ig, D bilden oder an ihrer Oberfläche angebracht sein (Fig. 3), die Rippen 17 gehören dann zur Rohrleitung 6. Die in dem Gehäuse 13 befindlichen Rippen 18 können sich übrigens bis an die Innenseite der Leitung 2 erstrecken, wenn die Leitung ein (guter) Wärmeleiter ist (Pis;. 2).

Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform bilden die Schenkel l6a bzw, l6b aus n- bzw. p-leitendem Material, etwa aus einem Gemisch von Wismuttellurid und Wismutselenid oder aus Wismuttellurid, elektrisch verbunden durch stromleitende Streifen 21 und 22, vorzugsweise aus Kupfer, die thermoelektrischen Elemente 16, die im übrigen mit Zwischenlagen elektrisch isolierender Folien 23 und 24 zwischen die Wand 6a der Rohrleitung 6 und eine wärmeleitende Platte 25 gesetzt sind; diese Wand bzw. diese Platte sind mit Rjjpen 17 bzw, 18 versehen.

Nun soll die Arbeitsweise der oben angegebenen Einrichtung in ihrer Wirkung als Kühlaggregat (Fig. 1 und 4) beschrieben werden.

Die warme Luft wird mit Hilfe der Luftschraube 14 des Lüfters Io durch den Stutzen 8 hindurch aus dem Führerhaus 9 angesaugt;

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sie wird bei ihrem Lauf durch die Rohrleitung 6 abgekühlt, indem sie die Rippen 17 umspült, die in Wärmekontakt mit den innenliegenden kalten Seiten der Peltier-Elemente 16 stehen; durch die Austrittsstutzen 7 kehrt die Luft gekühlt in das Führerhaus 9 zurück.

Die aus dem Aussenraum 3 mittels der Luftschraube 12 des Lüfters Io durch Ansaugstutzen 4 angesaugte Luft dient zum Kühlen der Rippen 18, die mit den warmen Aussenseiten der Peltierelemente 16 in Wärmekontakt stehen; durch den Stutzen

5 wird die Luft nach draussen zurückgeführt.

Wie aus Fig. 1 zu erkennen ist, verlaufen die beiden erwähnten Luftströmungen in den beiden durch die Pfeile F und 6 einerseits und durch die Pfeile H und I andererseits angegebenen und damit in entgegengesetzten Richtungen, wodurch somit die Temperaturunterschiede zwischen den warmen und kalten oder äusseren und inneren Seiten der Peltierelemente 16 reguliert werden. Man erkennt weiter, daß es einfach ist, bei der konzentrischen Zusammenfügung der Rohrleitungen 2 und

6 die äusseren Rippen 18 mit einer Austauschfläche zu versehen, die viel grosser ist als die der innenliegenden Rippen 17» so daß auf einfache Weise die von den warmen Seiten der Elemente 16 gelieferte Wärmemenge, die viel grosser ist als

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die von den kalten Seiten aufgenommene Wärme, weggeführt werden kann.

Eine erfindungsgemässe Klimatisierungseinrichtung kann aber auch als Heizanlage für das Führerhaus 9 dienen. Dazu braucht nur die Richtung des eingespeisten Gleichstroms umgekehrt zu werden, indem zum Beispiel die Klemme 19 (Fig. 3) mit dem negativen Pol der Stromquelle S und die Klemme 2o mit dem positiven Pol der gleichen Stromquelle verbunden wird, oder auch indem die Stutzen 7 mit Hilfe nicht eingezeichneter Luftklappen abgeschlossen und die aus dem Aussenraum 3 herangeführte erwärmte Luft bei ihrem Lauf durch das Gehäuse in das Führerhaus 9 umgelenkt wird.

Der geringe Raumbedarf der beschriebenen erfindungsßemässen Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes läßt sich ohne weiteres aus der Darstellung in Fig. 4 erkennen; die Einrichtung läßt sich günstig in einen Behälter 26 zwischen dem Führerhaus 9 und etwa einem vorderen Kofferraum 27 eines Kraftfahrzeugs unterbringen.

Die angegebene Ausführungsform stellt natürlich keine Einschränkung der Erfindung dr; es lassen sich viele notwendige Abänderungen treffen, die im Rahmen der Erfindung verbleiben.

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Um das zu illustrieren, braucht man nur daran zu denken, daß die Rohrleitungen 2 und 6 gekrümmt, etwa in S-Form oder in Form einer Haarnadel oder in beliebigen anderen, die Länge des benötigten Raumes verringernden Formen angeordnet werden können, Ausserdem ist es möglich, die Rohrstutzen 4 aussen am Fahrzeug so vorzusehen, daß eine Luftzirkulation in dem Gehäuse 13 zustandekommt und damit die Luftschraube 12 des Lüfters Io entbehrlich wird oder die Lüfterwirkung dadurch verstärkt wird.

Patentansprüche;

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Claims

Patentansprüche :

1. Auf dem Peltier-Effekt beruhende Einrichtung zum Klimatisieren von Kraftfahrzeugen und anderen Fahrzeugen sowie von Maschinen, dadurch gekennzeichnet, daß die thermoelektrlschen, den Peltier-Effekt .ausnützenden Elemente in der Fläche einer Rohrleitung angebracht sind, daß die Innenseite der Elemente mit mindestens einem,' im Inneren der Rohrleitung angeordneten Kühler und die andere Seite mit mindestens einem äusseren Kühler wärmeleitend verbunden ist* daß eine im wesentlichen konzentrisch zu der ersten verlaufende zweite Rohrleitung den äusseren Kühler umgibt, und daß eine der Rohrleitungen durch ihre Stutzen mit der Luft ausserhalb des Führerhauses in Verbindung steht, während die andere Rohrleitung durch ihre Stutzen mit dem Führerhaus des Fahrzeugs oder der Maschine verbunden ist.

2, Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Peltier-Elemente selbst mit ihren isolierenden Trenn

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schichten die innere Rohrleitung bilden.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausmündung der einen Rohrleitung so an der Aussenseite des Fahrzeugs angeordnet sind, daß sich eine Luftströmung an dem Kühler, den die Leitung umgibt, ausbilden kann.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lüfter für die Luftumwälzung in der mit dem Führerhaus vatoundenen Rohrleitung vorgesehen ist«

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Rohrleitung eine Luftschraube vorgesehen ist, mit der eine Luftströmung herstellbar ist, und daß beide Luftschrauben von einem gemeinsamen Elektromotor angetrieben werden.

6. Einrichtung nach den Ansprüchen 1, 3 und 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftströmung in den Rohrleitungen in einander entgegengesetzten Richtungen verlaufen.

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7. Einrichtung zum Klimatisieren von Kraftfahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus zwei Paaren Rohrleitungen gemäß Anspruch 1 besteht, die miteinander fluchtend angebracht sind, daß die beiden äusseren bzw. die beiden inneren Rohrleitungen in zwei gleichachsig angeordnete zentrale Auslaßöffnungen münden, und daß zwei Luftschrauben, von denen die eine in der zentralen Mündungsöffnung der äusseren Rohrleitungen und die andere in der zentralen Mündungsöffnung der inneren Rohrleitungen angebracht ist, auf einer gemeinsamen Achse sitzen und von einem gemeinsamen Elektromotor angetrieben werden.

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