DE1896154U - Thermoelektrisches bauelement. - Google Patents

Description

TEBSTIlTGHOUSE PLA 62/8288 Er/T ο e

Electric Corporation Aktz; ¥ 29 318/21-13 ffbm

Thermoelektrisehes Bauelement

Me Priorität der entsprechenden USA-Anmeldung Serial-ETo. 150976 Tom 8.11.61 wird "beansprucht.

Die Erfindung "bezieht sich auf eine neuartige Anordnung für thermoelektrische Einrichtungen.

Bisher ha"ben sich "bei der Herstellung von thermo elektrischen Anordnungen mit einer Vielzahl thermoelektrischer Pillen "bei der räumlichen Anordnung der einzelnen Pillen, bei der Einbringung der Isolierung zwischen den Pillen, der Anbringung der elektrischen Kontakte und beim Anschließen der elektrischenleiter zwischen je zwei Pillen immer wieder erhebliche Schwierigkeiten ergeben. !lach dem Einbringen der aus dem thermo el ektri sehen Werkstoff bestehenden Pillen in eine entsprechende Isolierung mußten in der Praxis bisher nämlich immer wieder zahlreiche umständliche "Verfahren angewandt werden, um auf jeder einzelnen Pille die notwendigen elektrischen Eontakte vorzusehen und um jeY^eils zwei derartige Pillen in möglichst wirksamer Weise durch einen elektrischen leiter miteinander zu verbinden. Bekanntlich ist ja bei der Fabrikation von thermoelektrischen Anordnungen mit einer Vielzahl von in einem Stromkreis zusammengeschlossenen, thermoelektrischen Pillen die Herstellung der elektrischen Verbindungen bestimmter Größe und Form

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und das anschließende Anlöten dieser Verbindungsstreifen an die Pillen ein äußerst zeitraubendes, umständliches und kostspieliges Verfahren.

* Durch die !Teuerung wird nun eine besonders einfach herstellbare räumliche Anordnung eines thermoelektrischen Bauelementes vorgestellt. Sie besteht aus einem isolierenden Gefach mit mehreren Einzelfächern, und die Einzelfächer sind an mindestens einem Ende offenf mindestens je ein thermoelektrischer Schenkel ist in jedem Einzelfach des isolierenden Gefaches angeordnet und wenigstens ein freiliegendes Ende jedes Schenkels ist zur Herstellung der elektrischen und thermischen Verbindungen mittels einer Plasmaflamme metallisiert.

Die Schenkel in den Einzelfächern können versenkt angeordnet ^: sein, und die Verbindungen zwischen ihnen können durch Einsenkungen (Vertiefungen) in den Wänden des Gefaches derart ausgeführt sein, daß die Verbindungen mit den Bändern des Gefaches bündig stellen. An den Enden der Schenkel und/oder auf den Verbindungsleitungen können Wärmeaustauscher angeordnet sein. Das isolierende Gefach kann aus Glimmer, Glas, Keramik j und/oder Kunststoff bestehen. In die Einzelfächer eines sol- \ chen Gefaches, die mindestens an einem Ende offen stehen, ist f

mindestens je ein thermoelel:trischer Schenkel eingebracht, und diese Schenkel sind durch Auf sprühen: unit einer Plasmaflamme geeignet miteinander verbunden.

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Mit der Angabe "Gefach" wird ein waben- oder gitterförmiges Gebilde bezeichnet, dessen verhältnismäßig dünne Wandungen eine Vielzahl von an den Enden offenen zylindrischen Kammern bil-

* den. Die Querschnittsfläche der einzelnen Kammern kann dabei m quadratisch, zylindrisch, hexagonal oder anders geformt sein.

Zur näheren Erläuterung der Art und der Aufgaben der !Teuerung sei diese anhand der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.. Die Zeichnung zeigt eine perspektivische Ansicht einer typischen erfindungsgemäßen thermo elektrischen Anordnung.

Zur Lösung der vorstehend genannten Aufgabe ist eine thermoelektrische Anordnung vorgesehen, deren Isolierung derart aus-

* gebildet ist, daß sie eine Vielzahl von an den Enden offenen Kammern aufweist. Des weiteren besitzt die thermoelektrische

- Anordnung auch eine Vielzahl thermoelektrischer Schenkel, die jeweils gesondert in einer einzigen Isolierkammer untergebracht sind. Die Enden bestimmter thermoelektrischer Schenkelgruppen oder -paare sind durch eine aufgebrachte, aus elektrisch leitendem Material bestehende . Sciii-cht miteinander verbunden. Bei

* der aufgebrachten Schicht handelt es sich um ein Metall oder

f um einen anderen guten elektrischen leiter, dessen QuerschnittsfLäche ausreicht, um den elektrischen Strom von einem Schenkel zum anderen zu leiten.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht die

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Isolierung aus einem dünnwandigen Gefach, das sowohl zur Halterung und zur Führung als auch zur Isolierung dient. Die länge der thermo elektrischen Schenkel ist dabei derart "bemessen, daß ihre Enden in Bezug auf einen oder "beide Enden des Isolierkörpers nach innen versetzt sind, d.h. die Wandungen des G-efaches reichen über die Enden-der thermoelektrischen Pillen hinaus und umschliessen jeweils bestimmte Gruppen τοη zwei einander zugeordneten thermo elektrischen Pillen. Die elektrische und thermische Verbindung der Pillen oder thermoeläktrischen Glieder zu Paaren ader Gruppen einer bestimmten gewünschten Schaltung ist mit Hilfe von aufgebrachten elektrischen Leitern hergestellt! die jeweils bis zu den Enden der einzelnen Kammern reichen und innig mit den Enden der einzelnen Pillen verbunden sind. Um eine gute Bindung zirischen den aufgebrachten leitern einerseits und den Enden der Pillen andererseits zu erreichen, müssen die zwischen den einzelnen benachbarten Eammerpaaren befindlichen Wandungen der Isolierung ausgeschnitten oder gar nicht erst vorgesehen sein. Die leiter weisen vorzugsweise eine ebene Oberfläche auf und nach dem Aufbringen der leiter schließen diese Ebenen glatt mit den Enden der Isolierung ab.

Des weiteren können an den Enden der Pillen, vorzugsweise an den elektrischen leitern, auch noch Wärmeaustauschmittel vorgesehen sein. Derartige Wärmeaustauschmittel können in lorm einer flachen thermisch gut leitenden Platte angebracht sein, die an beiden Enden der Isolierung befestigt ist und/oder die sich mit

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oder ohne die Zwischenschaltung einer elektrischen Isolierung einerseits in innigem Kontakt mit den Leitern., befindet und an-αeinerseits auch die Enden bestimmter Pillenpaare oder -gruppen berührt. Des weiteren kann es sich bei der Wärmeaustauschvorrichtung auch um eine nach außen weitergeführte Oberfläche, beispielsweise Rippen, Zapfen o.dgl. handeln, mit deren Hilfe die Wärme wirksam an die luft, an eine flüssigkeit o.dgl. abgegeben werden kann. An den Enden der aufgebrachten leiter sind elektrische Zuleitungen angeschlossen.

Me 'figur zeigt eine perspektivische Ansicht einer typischen erfindungsgemäßen thermoelektrischen Anordnung 2. Ein Gefach 4 mit an den Enden 5 und 7 offenen Hämmern 6 dient einem zweifachen Zweck, indem es gleichzeitig als 3?ührung und als elektrische und thermische Isolierung wirkt. Das Gefach kann dabei aus jedem beliebigen elektrisch und thermisch gut isolierenden Werkstoff, beispielsweise aus- Glasfasersilikoii oder Asbestfas.erpolyester, bestehen.

Die Gefache können aus dünnan Platten-aus Isoliermaterial bestehen, die Ton einer Kante her eingeschlitzt und durch Ineinanderschieben der Schlitze zu rechteckigen Gebilden derart senkrecht zueinander zusammengesteckt sind, daß die einzelnen zueinander parallelen bzw. aufeinander senkrecht stehenden Plafetenreihen die gewünschte Struktur des. Gefaches bilden. Die Zeichnung zeigt die Kammer 6 und den Rahmen 4 z?far in Rechteckform, es kann genau so gut eine Dreieckforiii, eine Kreisform

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; ο.clgl. Yerwendung finden, jedoch können Rahmen, und Eammern auch konisch, oder kegelstumpfförjaig ausgebildet sein.

In die Kammern 6 ist jeweils eine entweder p- oder n-leitende thermoelektrische Pille 8 eingebracht, deren Enden 9 und 11 in Bezug auf die Enden 5 und 7 der Isolierung nach innen versetzt sind. Die Pillen sind ölabei derart angeordnet, daß sich bei jeder Pille ein Element umgekehrten Torzeichens befindet. Entsprechend der Darstellung sind die Abmessungen der Pillen 8 derart gewählt, daß sie mit genauem Paßsitz in die Eammern 6 eingebracht vier den können. Es sind also demzufolge keine Haltemittel erforderlich, um die Pillen 8 an Ort und Stelle festzuhalten.

Ist die Größe oder die Form der· Pillen 8 jedoch derart bemessen, daß sie nur lose in den Kammern 6. liegen, so ist zu ihrer Halterung an einer Kammerseite ein Klebemittel aufgebrachtf um die Pillen 8 an Ort und Stelle zu halten und gleichzeitig auch noch eine zusätzliche Wärmeisolierung zu schaffen, kann jedoch auch ein Schaumharz aufgetragen sein. Die zwischen je zwei benachbarten Kammern befindlichen Wandungen der Isolierung sind entfernt oder eingeschlitzt, und die leiter von Kammer zu Kammer geführt und öfe Enden bestimmter jeweils paarweise zusammengehöriger Pillen hierdurch miteinander verbunden.

Des weiteren kann auf die Enden 5 und 7 des Isolierkörpers eine aus einem elektrisch gut isolierenden Werkstoff bestehende Schicht

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aufgesprüht und ein guter Wärmeleiter zu dem Zweck angebracht sein, um an den Enden der thermoelektrischen Anordnung Wärmetauschmittel vorzusehen. Im übrigen kann die so erhaltene An-Ordnung auch mit Kippen oder anderen nach außen sich erstrekkenden Oberflächen versehen sein.

Jedes thermoelektrische Bauelement kann dabei selbstverständlich eine Vielzahl von η-leitenden oder p-leitenden thermoelektrischen Werkstoffen enthalten. So hat es sich beispielsweise gezeigt, daß mit aneinandergefügten Segmentschichten von ¥ismuttellurselenid und Bleitellurid und Schichten von Wismutantimontellurid und Zinkantimonid bei η-leitenden und p-leitenden Elementen zufriedenstellende Ergebnisse erzielt werden konnten.

4 Schutzansprüche
1 Figur

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Claims (4)

A 346 026-t^. 5.64 PM 62/8288 Sehutzansprüche

1. !!herino elektrisches Baue lern ent, dadurch gekennzeichnet, daß

^& es aus einem isolierenden Gefach mit mehreren Einzelfächern besteht, und die Einzelfächer an mindestens einem Ende offen sind, daß mindestens je ein thermoelektrischer Schenkel in jedem Einzelfach des isolierenden Gefaches angeordnet ist und daß wenigstens ein freiliegendes Ende jedes Schenkels zur Herstellung der elektrischen und thermischen Verbindungen mittels einer Plasmaflamme metallisiert ist.

2. l'hermoelektrisches Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkel in den Einzelfächern versenkt angeordnet sind und daß die Verbindungen zwischen ihnen durch Einsenkungen (Vertiefungen) in den Wänden des Gefaches derart ausgeführt sind, daß die Verbindungen mit den Rändern des Gefaches bündig stehen.

3. Shermoelektrisches Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, dart durch gekennzeichnet, daß an den Enden der Schenkel und/oder

auf den Verbindungsleitungen Wärmeaustauscher angeordnet sind. Ψ

4. Ü'iieriaoelektrisches Bauelement;nach einem der Ansprüche 1 bis dadurch gekennzeichnet, daß das isolierende Gefach aus Glimmer, Glas,Keramik und/oder ICunststoff besteht.

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