DE2428768C3

DE2428768C3 - Thermoelectric arrangement, consisting of a number of alternating, p-conducting and n-conducting semiconductor legs

Info

Publication number: DE2428768C3
Application number: DE2428768A
Authority: DE
Inventors: Sven Thomas Chicago Ill. Elfving
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-06-14
Filing date: 1974-06-14
Publication date: 1979-10-31
Also published as: DE2428768B2; IT1013367B; CA1011003A; DE2428768A1; FR2233695A1; GB1476475A; FR2233695B1

Description

6565

Die Erfindung betrifft eine thermoelektrische Anordnung, bestehend aus einer Anzahl abwechselnd D-leitender und η-leitender Halbleiterschenkel, die mit ihren Endoberflächen in gleichen Ebenen liegen und durch Verbindungsbrücken zu Thermoelementen in Reihe geschaltet sind, bei der die VerhindungsbrCcken die Form dünner Bleche haben, die hochkant zu den Endoberflächen der Halbleiterschenkel gerichtet sind und an einer Kante Zungen aufweisen, die sich im rechten Winkel zu den Blechen erstrecken und deren jede der Form und Größe der mit ihr verbundenen Endoberfläche des Halbleiterschenkels angepaßt ist, und bei der die Bleche mindestens auf der heißen Seite der Halbleiterschenkel mit Wärmeaustauschgliedern verbunden sind.The invention relates to a thermoelectric arrangement consisting of a number of alternating D-conductors and η-conductive semiconductor legs, which lie with their end surfaces in the same planes and through Connecting bridges to thermocouples are connected in series, in which the prevention bridges the Have the form of thin sheets, which are directed on edge to the end surfaces of the semiconductor legs and on one edge have tongues which extend at right angles to the sheets and their each is adapted to the shape and size of the end surface of the semiconductor limb connected to it, and in which the metal sheets at least on the hot side of the semiconductor legs with heat exchange members are connected.

Thermoelektrische Anordnungen der vorgenannten Art eignen sich besonders zur Kälteerzeugung in Haushaltskühlschränken, zur Wasserkühlung, Eisgefrierung, Raumklimatisierung u.dgl. Auch lassen sich aus solchen thermoelektrischen Anordnungen Leistungsgeneratoren sehr einfacher Art in Massenfertigung herstellen, bei denen heiße Gase über die eine Verbindungsseite und ein kaltes Medium über die andere Verbindungsseite geleitet werden. Ein besonderes Problem besteht dabei in der Kleinhaltung der Wärmevenuste zwischen den heißen und den kalten Verbindungsbrücken und der Temperaturabfälle an Isolierschichten, die zwischen den heißen und kalten Verbindungsbrücken und Wärmeaustauschgliedern angeordnet sind, wodurch der Nutzeffekt solcher Anordnung gemindert wird. Gleichzeitig sollen derartige Anordnungen in ihrer Konstruktion möglichst stabil und einfach sein und sich leicht und mit geringen Kosten zusammenbauen lassen.Thermoelectric arrangements of the aforementioned type are particularly suitable for generating cold in Household refrigerators, for water cooling, ice freezing, air conditioning, etc. can also be omitted Such thermoelectric arrangements power generators of a very simple type in mass production Manufacture in which hot gases on one connection side and a cold medium on the other connection side. A particular problem is keeping the Heat losses between the hot and cold connecting bridges and the temperature drops Insulating layers placed between the hot and cold connecting bridges and heat exchange links thereby reducing the efficiency of such an arrangement. At the same time, such Arrangements should be as stable and simple as possible in their construction and be lightweight and at low cost assemble.

Bei einer bekannten Anordnung der eingangs genannten Art (DE-AS 11 02 780) sind zum Zwecke des einfachen Aufbaus und der Unterstützung der Wärmeübertragung die Wärmeaustauschglieder oder wenigstens ein Teil von ihnen von Gußstücken aus Metall mit einem niedrigen Schmelzpunkt gebildet, die auf die metallischen Verbindungsbrücken so aufgegossen sind, daß diese in den Gußstücken eingebettet sind. Da demzufolge die Wärmeaustauschglieder in senkrechter Richtung bis unmittelbar an die gegijn die Endoberflächen der Halbleiterschenkel anliegenden Zungen der Verbindungsbrücken heranreichen, ergibt sich zwangsläufig ein Abstand zwischen dem oberen und dem unteren Wärmeaustauschglied von der Höhe der Halbleiter zuzüglich der doppelten Dicke der Zungen, so daß erhebliche Wärmeverluste auftreten.In a known arrangement of the type mentioned (DE-AS 11 02 780) are for the purpose of simple structure and the support of the heat transfer the heat exchange members or at least part of them formed by castings of metal with a low melting point, which on the metallic connecting bridges are cast in such a way that they are embedded in the castings. There consequently the heat exchange members in the vertical direction up directly to the Gegijn the end surfaces the tongues of the connecting bridges resting against the semiconductor limbs reach inevitably a distance between the upper and lower heat exchange members from the height of the Semiconductors plus twice the thickness of the tongues, so that considerable heat losses occur.

Eine andere bekannte Ausführungsform (US-PS 29 97 514) einer thermoelektrischen Anordnung der eingangs genannten Art arbeitet mit U-förmig gebogenen Blechen als Verbindungsbrücken. Für den Wärmeaustausch sind an den von den Halbleiterschenkeln abgewandten Teilen der Verbindungsbrücken zapfenförmige Glieder angebracht, die einen die Anordnung enthaltenden Behälter aus Isoliermaterial durchragen, welcher die Anordnung gleichzeitig zusammenhält. Der Aufbau dieser vorbekannten Anordnung ist demzufolge aufwendig und in der Montage kompliziert.Another known embodiment (US-PS 29 97 514) of a thermoelectric arrangement of type mentioned works with U-shaped bent sheets as connecting bridges. For heat exchange are peg-shaped on the parts of the connecting bridges facing away from the semiconductor legs Attached members that protrude through a container containing the assembly of insulating material, which holds the arrangement together at the same time. The structure of this previously known arrangement is accordingly expensive and complicated to assemble.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine thermoelektrische Anordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, die mit einer kleinstmöglichen Anzahl billig herzustellender Einzelteile eine einfache, kostensparende und stabile Konstruktion mit minimalen Wärmeverlusten zwischen der heißen und der kalten Seite der Halbleiterschenkel ergibt.The object of the invention is to create a thermoelectric arrangement of the type mentioned above, which with the smallest possible number of cheap to manufacture individual parts a simple, cost-saving and stable one Construction with minimal heat loss between the hot and cold side of the semiconductor legs results.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Bleche nur mit ihren von den Zungen entferntenAccording to the invention, this object is achieved in that the sheets only with their removed from the tongues

Endbereichen mit den gerippten Wärmeaustauschgliedem verbunden sind und dort in Nuten eingreifen und daß ein nichtleitender Tragkörper die Bleche unmittelbar zu ihrer Abstützung und zum Schutz der thermoelektrischen Anordnung erfaßtEnd areas with the finned heat exchange members are connected and there engage in grooves and that a non-conductive support body, the sheets directly detected for their support and to protect the thermoelectric arrangement

Durch die Erfindung wird erreicht, daß die Bleche der warmen Seite im Bereich zwischen den Halbleiterschenkeln nur mit ihren Kanten gegenüberstehen und die Wärmeaustauschglieder weitaus größere Abstände gegeneinander aufweisen, als dies bei den bekannten Anordnungen der Fall ist.The invention ensures that the sheets of The warm side in the area between the semiconductor legs only have their edges facing each other and the Heat exchange members have far greater distances from one another than is the case with the known ones Arrangements is the case.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Advantageous refinements of the invention emerge from the subclaims.

Thermoelektrische Anordnungen gemäß der Erfindung eignen sich besonders zum Aufbau thermoelektrischer Kaskaden in zwei oder mehr Stufen, da die heiße Seite der zweiten Stufe leicht thermisch mit der kalten Seite der ersten Stufe über die Bleche verbunden werden kann. Durch Wiederholung der in der ersten Stufe verwendeten Konstruktion in der zweiten Stufe und so fort läßt sich eine einfache Kaskade mit einem Minimum an Wärme- und anderen Verlusten mit geringeren Kosten als bisher erstellen.Thermoelectric arrangements according to the invention are particularly suitable for building thermoelectric ones Cascades in two or more stages, since the hot side of the second stage is slightly thermal with the cold one Side of the first stage can be connected via the metal sheets. By repeating that in the first Construction used in the second stage and so on can be a simple cascade with one Create a minimum of heat and other losses at a lower cost than before.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert Es zeigtPreferred embodiments of the invention are described below in conjunction with the drawing explained in more detail It shows

F i g. 1 eine teilweise im Schnitt wiedergegebene Teilansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen thermoelektrischen Anordnung mit einer Reihe von Thermoelementen, die zwischen steifen Tragkörpern aus nichtleitendem Material angebracht sind,F i g. 1 is a partial view, partly in section, of a first exemplary embodiment of a Thermoelectric arrangement according to the invention with a number of thermocouples between stiff Supporting bodies made of non-conductive material are attached,

Fig. 2 einen Querschnitt nach Linie H-Il in Fig. 1,FIG. 2 shows a cross section along line II-II in FIG. 1,

F i g. 3 eine Draufsicht auf die Anordnung nach Fig. 1.F i g. 3 shows a plan view of the arrangement according to FIG. 1.

F i g. 4 eine Seitenansicht ähnlich F i g. 1 von einem abgeänderten Ausführungsbeispiel der Erfindung in Anwendung als Eisgefrierer,F i g. 4 is a side view similar to FIG. 1 of a modified embodiment of the invention in Use as an ice freezer,

F i g. 5 einen Querschnitt nach Linie V-V in F i g. 4,F i g. 5 shows a cross section along line V-V in FIG. 4,

F i g. 6 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, von einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung,F i g. 6 is a side view, partly in section, of a further embodiment of the invention;

F i g. 7 einen Querschnitt nach Linie VlI-VII in F i g. 6,F i g. 7 shows a cross section along line VI-VII in FIG. 6,

Fig.8 einen Querschnitt nach Linie VIIl-VIlI in F i g. 6 und8 shows a cross section along line VIIl-VIlI in F i g. 6 and

Fig.9 un 10 eine Seitenansicht bzw. einen Schnitt ähnlich den Fig.6 und 7 von noch einem weiteren Ausführungsbeispiel.9 and 10 are a side view or a section similar to Figures 6 and 7 of yet another Embodiment.

In den Fig. 1 bis 3 ist eine thermoelektrische Anordnung gezeigt, bei welcher alternierend i-leitende und p-leitende Halbleiterschenkel 11, 12, 13, 14,15 und 16 verwendet sind. Die Halbleiterschenkel liegen mit ihren Endoberflächen in gleichen Ebenen und sind durch Verbindungsbrücken gemäß nachstehender Beschreibung in Reihe geschaltet.In FIGS. 1 to 3, a thermoelectric arrangement is shown in which alternating i-conducting and p-conducting semiconductor legs 11, 12, 13, 14,15 and 16 are used. The semiconductor legs lie with their end surfaces in the same planes and are through Connecting bridges connected in series as described below.

Wie aus F i g. 1 und 2 ersichtlich, besteht jede Verbindungsbrücke, wie beispielsweise die Verbindungsbrücke 17 aus einem aufrechtstehenden dünnen Blech aus Kupfer oder sonstigem elektrisch leitendem Material und weist an einem Ende zwei rechtwinklig abgebogene Zungen 18 auf, von denen die eine an die heiße Seite des p-leitenden Halbleiterschenkels 12 und die andere Seite an die heiße Seite des n-leitenden Halbleiierschenkels 13 angeschlossen ist. Die Zungen 18 haben im wesentlichen die gleiche Größe wie die Endoberfläche des Halbleiterschenkels. Auf der kalten Seite ist der p-leitenden Halbleiterschenkel 12 mit dem nächsten η-leitenden Halbleiterschenkel 11 durch eine in gleicher Weise ausgebildete Verbindungsbrücke 19 verbunden, indem deren Zungen 21 gegen die Halbleiterschenkel 12 bzw. 11 anliegen. In gleicher Weise ist die kalte Seite des η-leitenden Halbleiterschenkels 13 mit der kalten Seite des nächsten p-leitenden Halbleiterschenkels 14 über eine entsprechende Verbindungsbrücke 22 verbunden und so fort Durch diese Anordnung sind die Halbleiterschenkel 11, 12,13,14,15,16 usw. in Reihe geschaltet und können zur Bildung einer Wärmepumpe mit Gleichstiom betrieben werden.As shown in FIG. 1 and 2, there is each connecting bridge, such as the connecting bridge 17 made of an upright thin sheet of copper or other electrically conductive Material and has at one end two tongues 18 bent at right angles, one of which to the hot side of the p-conducting semiconductor leg 12 and the other side to the hot side of the n-conducting Semiconductor leg 13 is connected. The tongues 18 are essentially the same size as that End surface of the semiconductor leg. The p-conducting semiconductor leg 12 with the is on the cold side next η-conductive semiconductor limb 11 by a connecting bridge 19 designed in the same way connected by their tongues 21 resting against the semiconductor legs 12 and 11, respectively. In the same Wise is the cold side of the η-conducting semiconductor leg 13 with the cold side of the next p-conducting semiconductor leg 14 via a corresponding one Connecting bridge 22 connected and so on. By this arrangement, the semiconductor legs 11, 12,13,14,15,16 etc. connected in series and can be used to Formation of a heat pump can be operated with equality.

Der elektrische Strom kann in die in F i g. 1 gezeigte Anordnung an der heißen Seite des Halbleiterschenkels 11 eintreten, der zu diesem Zweck mit nur einer halben Verbindungsbrücke 23 versehen ist, so daß die Seitenkante 24 dieser Verbindungsbrücke mit der Seitenkante 26 der gegenüberliegenden Verbindungsbrücke 19 fluchtet Ein Anschlußstück. 27 an einem auf der Verbindungsbrücke 23 sitzenden Wärmeaustauschglied 28 ähnlich den weiter unten beschriebenen Wärmeaustauschgliedern 43, 44 ermöglicht den Anschluß an eine elektrische Stromquelle oder die Verbindung zu einer weiteren thermoelektrischen Anordnung in Reihe zu der gezeigten Anordnung innerhalb einer größeren Baugruppe. Die Entfernung zwischen den Halbleiterschenkeln 11, 12, 13, 14,15, 16 innerhalb der Anordnung und die Entfernung zwischen den Zungen der Verbindungsbrücken 17,19, 22, 23 sind gleich, so dab zwischen den benachbarten Verbindungsbrücken ein gleicher Abstand vorhanden ist. The electric current can be in the form shown in FIG. 1 occur on the hot side of the semiconductor leg 11, which is provided for this purpose with only half a connecting bridge 23, so that the side edge 24 of this connecting bridge is aligned with the side edge 26 of the opposite connecting bridge 19 A connector. 27 on a heat exchange member 28 seated on the connecting bridge 23, similar to the heat exchange members 43, 44 described below, enables the connection to an electrical power source or the connection to a further thermoelectric arrangement in series with the arrangement shown within a larger assembly. The distance between the semiconductor legs 11, 12, 13, 14, 15, 16 within the arrangement and the distance between the tongues of the connecting bridges 17, 19, 22, 23 are the same, so that there is the same distance between the adjacent connecting bridges.

F i g. 3 ist die Draufsicht auf einen Teil eines Feldes mit mehreren Reihenanordnungen 31, 32, 33, 34 usw. von Halbleiterschenkeln gemäß Fig. 1. Die Reihe der F i g. 1 ist beispielsweise die Reihe 31 in F i g. 3, und es ist ersichtlich, wie die Verbindungsbrücken 17 und 23 mit ihren Seitenkanten in Stützleisten 36, 37, 38 und 39 eingefügt sind, die einen Tragkörper für die einzelnen Anordnungen 31, 32, 33, 34 in Gestalt einer steifen und festen Konstruktion bilden, der das ganze Feld gegen Beschädigungen durch Stöße oder sonstige Beanspruchungen schützt. In ähnlicher Weise sind die unterhalb der Halbleiterschenkel 11, 12, 13, 14, 15, 16 angeordneten Verbindungsbrücken 19, 22 in entsprechende Stützleisten 41,42 sowie die gemeinsame Stützleiste 36 eingesetzt, die beispielsweise aus Bakelit besteht.F i g. Figure 3 is a top plan view of part of a field having a plurality of arrays 31, 32, 33, 34, etc. of semiconductor legs according to FIG. 1. The series of FIGS. For example, 1 is row 31 in FIG. 3, and it is it can be seen how the connecting bridges 17 and 23 with their side edges in support strips 36, 37, 38 and 39 are inserted, the a support body for the individual assemblies 31, 32, 33, 34 in the form of a rigid and Form a solid construction that protects the entire field from damage from impacts or other stresses protects. In a similar way, those below the semiconductor legs 11, 12, 13, 14, 15, 16 are arranged Connecting bridges 19, 22 in corresponding support strips 41, 42 and the common support strip 36 used, which consists for example of Bakelite.

Wie die Fig. 1 bis 3 weiterhin erkennen lassen, sind die Verbindungsbrücken 17, 19, 22 mit Wärmeaustauschgliedern 43 bzw. 44 zur Wärmeabgabe bzw. Wärmeaufnahme versehen. Die Wärmeaustauschglieder 43, 44 sind vorzugsweise stranggepreßt und enthalten Nuten 46, 47 (Fig. 2) zur Aufnahme der den Zungen 18, 21) entgegengesetzten Enden der Verbindungsbrücken. As FIGS. 1 to 3 also show, are the connecting bridges 17, 19, 22 with heat exchange members 43 and 44 for heat dissipation or Provide heat absorption. The heat exchange members 43, 44 are preferably extruded and contain grooves 46, 47 (Fig. 2) for receiving the Tongues 18, 21) opposite ends of the connecting bridges.

Die Wärmeaustauschglieder 43 auf der heißen Seite der Anordnung haben eine Oberfläche, die beträchtlich größer als die Oberfläche der Wärmeaustauschglieder 44 auf der kalten Seite ist, da auf der heißen Seite im Verhältnis zur Wärmeabsorption auf der kalten Seite ein viel größerer Betrag an Wärme abzuführen ist. Den gerippten Wärmeaustauschgliedern können im übrigen beliebige Formen und Größen gegeben werden. Durch Eingreifen der aus Blech bestehenden Verbindungsbrükken in jeweils eine Nut mit enger Passung oder einen Schlitz innerhalb des Wärmeaustauschglieds wird eine gute Wärmeübertragung ohne Klemmung oder Lötung erhallen. Diese einfache und billige Montage der Wärmeaustauschglieder kann durch Verwendung bekannter Mittel zur Steigerung der Wärmeübertragung an der Berührungsstelle zwischen der Nut bzw. demThe heat exchange members 43 on the hot side of the assembly have a surface area that is considerable is larger than the surface area of the heat exchange members 44 on the cold side, since im on the hot side In relation to the heat absorption on the cold side, a much larger amount of heat has to be dissipated. The finned heat exchange members can also be given any shape and size. By The connecting bridges made of sheet metal engage in a groove with a close fit or in a groove The slot inside the heat exchange member allows good heat transfer without clamping or soldering echo. This simple and inexpensive assembly of the heat exchange members can be made by using known Means for increasing the heat transfer at the point of contact between the groove or the

Schlitz und der Kante der Verbindungsbrücke unterstützt werden.Slot and the edge of the connecting bridge supports will.

Gemäß der Darstellung in Fig.3 ist das Anschlußstück 27 nach Fig. 1 Teil einer U-förmigen Verbindungsbrücke zur Herstellung einer Verbindung mit der nächstfolgenden Reihe von Halbleiterschenkeln. Anstelle einer solchen U-förmigen Verbindungsbrücke kann auch ein entsprechend ausgebildetes Wärmeaustauschglied die Verbindung zwischen den beiden Reihen herstellen.As shown in Figure 3, the connector 27 of FIG. 1 part of a U-shaped connecting bridge for establishing a connection with the next row of semiconductor legs. Instead of such a U-shaped connecting bridge, you can a correspondingly designed heat exchange element also forms the connection between the two rows produce.

In den Fig.4 und 5 ist in Schnittdarstellung eine abgeänderte Ausführungsform der vorbeschriebenen Anordnung gezeigt, die als Wärmepumpe zum Eisfrieren bestimmt ist. Die Anordnung hat eine heiße Seite 51 von im wesentlichen derselben Konstruktion wie bei der Anordnung nach Fig. 1. Die Verbindungsbrücken auf der kalten Seite sind demgegenüber modifiziert. Anstelle der Wärmeaustauschglieder 44 nach Fig. 1 erstrecken sich die Verbindungsbrücken 56, 57 und 58 auf der kalten Seite der Anordnung nach F i g. 4 und 5 zwischen im Abstand zueinander verlaufenden Stützleisten 53 nach unten und tauchen in das zu frierende Wasser innerhalb einer Eisschale 59 ein, die unterhalb der Anordnung in solcher Höhe angeordnet ist, daß der Boden der nichtleitenden Eisschale die Unterkanten der Verbindungsbrücken 56, 57, 58 und der Stützleisten 53 berührt. Wenn die Eisschale mit Wasser bis zu der eingezeichneten Höhe gefüllt ist und die Anordnung an eine elektrische Gleichstromquelle angeschlossen wird, wird sich Eis auf beiden Seiten der Verbindungsbrücken bilden, bis das gesamte Wasser im Zwischenraum zwischen den Verbindungsbrücken und den Stützleisten zu Eis erstarrt ist.In Figures 4 and 5 is a sectional view Modified embodiment of the above arrangement shown as a heat pump for ice freezing is determined. The assembly has a hot side 51 of essentially the same construction as that of FIG Arrangement according to FIG. 1. In contrast, the connecting bridges on the cold side are modified. Instead of the heat exchange members 44 according to FIG. 1, the connecting bridges 56, 57 and 58 extend on the cold side of the arrangement according to FIG. 4 and 5 between spaced apart support strips 53 down and immerse in the water to be frozen inside an ice bowl 59, which is below the arrangement is arranged at such a height that the bottom of the non-conductive ice tray the lower edges of the Connecting bridges 56, 57, 58 and the support strips 53 touched. When the ice bowl with water up to the marked height is filled and the arrangement is connected to an electrical direct current source, Ice will form on both sides of the connecting bridges until all of the water is in the gap has solidified to ice between the connecting bridges and the support strips.

F i g. 5 veranschaulicht die Entfernung zwischen den Verbindungsbrücken benachbarter Reihen von Halbleiterschenkeln, welche die eine Dimension der Eiswürfel bestimmt. Die anderen Dimensionen sind durch den Abstand zwischen den Stützleisten 53 bzw. die Höhe des Wasserspiegels bestimmt.F i g. 5 illustrates the distance between the connecting bridges of adjacent rows of semiconductor legs, which determines one dimension of the ice cubes. The other dimensions are through the Determines the distance between the support strips 53 and the height of the water level.

Das Eis kann von den Verbindungsbrücken und den Stützleisten durch Umkehr der Richtung des elektrischen Stroms gelöst werden, wodurch die kalten Verbindungsbrücken erwärmt anstatt gekühlt werden. Hiernach kann die Eisschale 59 mit den Eiswürfeln um die Achse 61 nach unten weggeschwenkt werden. Das Herab- und Wiederbeischwenken der Eisschale ebenso wie das Ein- und Ausschalten bzw. Umschalten des elektrischen Stroms kann zur fortlaufenden Eiserzeugung gegebenenfalls automatisiert werden.The ice can be removed from the connecting bridges and the support strips by reversing the direction of the electrical Electricity can be released, whereby the cold connecting bridges are heated instead of cooled. The ice tray 59 with the ice cubes can then be pivoted downward about the axis 61. That Pivoting the ice tray down and back as well as switching the on and off or toggling the Electric current can optionally be automated for continuous ice production.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung ist in den Fig.6 bis 8 dargestellt. Diese Anordnung besteht aus mehreren parallelen Reihen von Halbleiterschenkeln 71,72,73,74 von denen ein jeder an seiner Ober- und Unterseite mit einer nur eine Zunge aufweisenden Verbindungsbrücke 76, 77 bzw. 81, 82 aus vorzugsweise Kupferblech verbunden ist. Die Verbindungsbrücken 76,77,81,82 sind mit ihren Seitenkanten in die Schlitze oder Nuten von durchgehenden Stützleisten 78 eingesetzt Da ein jeder η-leitender Halbleiterschenkel mit einem p-leitenden Halbleiterschenkel zur Herstellung eines Thermoelements mit einer heißen und einer kalten Seite verbunden sein muß, sind die zwischen je zwei Stützleisten 78 hintereinanderliegenden Halbleiterschenkel gemäß der Darstellung in Fig.7 abwechselnd p-leitend bzw. η-leitend, was am einfachsten dadurch verwirklicht werden kann, daß innerhalb jeder Reihe gleichleitende Halbleiterschenkel angeordnet sind (s. Fig.6), und die Verbindungsbrücken der zwischen denselben Stützleislen 78 hintereinanderliegenden Halbleiterschenkel auf der heißen Seile — wie die Verbindungsbrücken 81 in Fig. 7 — und auf der kalten Seite — wie die Verbindungsbrücken 82 in F i g. 7 — sind durch jeweils zwei solcher Verbindungsbrücken überspannende Wärmeaustauschglieder 83 bzw. 84 fortlaufend überbrückt, so daß sämtliche zwischen denselben Leisten 78 hintereinander angeordnete Halbleiterschenkel in Reihe geschallet sind.Another embodiment of the arrangement according to the invention is shown in FIGS. This arrangement consists of several parallel rows of semiconductor legs 71,72,73,74 of which each on its top and bottom with a connecting bridge 76, 77 having only one tongue or 81, 82, preferably made of copper sheet. The connecting bridges 76,77,81,82 are with their Side edges inserted into the slots or grooves of continuous support strips 78 As each η-conducting semiconductor limb with a p-conducting semiconductor limb for the production of a thermocouple must be connected to a hot and a cold side, those between each two support strips 78 Semiconductor legs lying one behind the other as shown in FIG. η-conductive, which can be achieved most simply by having identical conductive lines within each row Semiconductor legs are arranged (see Fig. 6), and the Connecting bridges of the semiconductor legs lying one behind the other between the same support strips 78 the hot ropes - like the connecting bridges 81 in Fig. 7 - and on the cold side - like the Connecting bridges 82 in FIG. 7 - are each spanned by two such connecting bridges heat exchange members 83 or 84 continuously bridged so that all between the same strips 78 semiconductor legs arranged one behind the other are sonicated in series.

Durch die Anordnung von in vertikaler Richtung durchgehenden Stützleisten 78, die an der Oberkante und der Unterkante mit Schlitzen 87 bzw. 88 zur Aufnahme der Seitenkanten der Verbindungsbrücken 76, 77, 81, 82 versehen sind, und die abwechselnde Verbindung der einzelnen Reihen von Verbindungsbrücken durch die Wärmeaustauschglieder 83,84 ist die Anordnung nach den F i g. 6 bis 8 besonders stabil, und es bedarf nur an einem Ende der zwischen zwei Leisten 78 getroffenen solchen Anordnung einer Querverbindung zur benachbarten Anordnung, um die erforderliche Reihenschaltung aller Halbleiterschenkel zu erhalten. Die Stützleisten 78, die aus Phenolharz oder Kunststoff bestehen können, sind gemäß F i g. 8 außerdem mit Durchbrechungen 89 zwischen den Schlitzen 87, 88 versehen, um die Wärmeleitung innerhalb der Stützleisten zwischen der heißen und der kalten Seite zu vermindern und dadurch die Wärmeverluste weiter herabzusetzen.The arrangement of support strips 78 which are continuous in the vertical direction and which are located at the upper edge and the lower edge with slots 87 and 88, respectively, for receiving the side edges of the connecting bridges 76, 77, 81, 82 are provided, and the alternating connection of the individual rows of connecting bridges by the heat exchange members 83, 84 is the Arrangement according to FIGS. 6 to 8 particularly stable, and it only takes one end of the between two strips 78 made such an arrangement of a cross connection to the neighboring arrangement in order to achieve the required To obtain series connection of all semiconductor legs. The support strips 78, which are made of phenolic resin or Can consist of plastic, are according to FIG. 8 also with openings 89 between the Slits 87, 88 are provided to allow heat conduction within the support strips between the hot and the to reduce the cold side and thereby further reduce heat losses.

Anstelle der in den Fig.6 und 7 getroffenen getrennten Ausbildung der Verbindungsbrücken 76, 81 bzw. 82, 77' können diese auch abwechselnd in einem Stück mit je zwei Zungen ähnlich F i g. 1 ausgebildet sein und jeweils die mittleren der drei zugehörigen Stützleisten 78 im dortigen Schlitz 87 bzw. 88 durchragen, sofern in diesem Fall innerhalb jeder Reihe ein η-leitender und ein p-leitender Halbleiterschenkel abwechselnd aufeinanderfolgen. Auch hierbei wird mit den in vertikaler Richtung durchgehenden Stützleisten 78 eine größere Steifigkeit als bei der Ausführungsform nach den F i g. 1 bis 3 erzielt.Instead of the separate design of the connecting bridges 76, 81 shown in FIGS or 82, 77 'can also alternate in one piece with two tongues each similar to FIG. 1 trained and the middle of the three associated support strips 78 in the slot 87 or 88 there protrude through, provided that in this case an η-conducting and a p-conducting semiconductor leg within each row alternate one after the other. Here, too, the support strips which are continuous in the vertical direction are used 78 a greater rigidity than in the embodiment according to FIGS. 1 to 3 scored.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 6 und 7 ist ferner eine Wärmeisolation 86 aus Schaumstoff zwischen der heißen und der kalten Seite der Anordnung vorgesehen, die gemäß der Darstellung in der Zeichnung eine größere Dicke als die Halbleiterschenkel aufweist und sich längs der Verbindungsbrücken zu den Wärmeaustauschgliedern an beiden Seiten erstreckt. Da die Adhäsion zwischen der Wärmeisolation 86 und den kupfernen Verbindungsbrücken stark genug ist, um letztere ausreichend mechanisch abzustützen, kann hierdurch der von den Stützleisten 78 gebildete Tragkörper entfallen, wie dies in den Fig.9 und 10 dargestellt ist Das Schäumen der Isolation 86 kann erfolgen, während die Metallteile mit den Halbleiterschenkeln durch eine geeignete Vorrichtung in Stellung gehalten werden. Nach dem Schäumen kann die Oberfläche der Isolation auf geeignete Weise behandelt und verstärkt werden, um eine zusätzliche Abstützung zu erhalten. Die Verbindung der Halbleiterschenkel mit den Verbindungsbrücken zu in Reihe geschalteten Thermoelementen mit Hilfe der Wärmeaustauschglieder 83,84 kann dann natürlich vorgenommen werden.In the embodiment according to FIG. 6 and 7 is also a thermal insulation 86 made of foam between the hot and the cold side of the arrangement provided, as shown in the drawing a has greater thickness than the semiconductor legs and extends along the connecting bridges to the heat exchange members extends on both sides. Since the adhesion between the thermal insulation 86 and the copper connecting bridges are strong enough to provide sufficient mechanical support for the latter as a result, the support body formed by the support strips 78 is omitted, as is the case in FIGS. 9 and 10 The insulation 86 can be foamed while the metal parts are connected to the semiconductor legs be held in position by a suitable device. After foaming, the The surface of the insulation should be appropriately treated and reinforced to provide additional support to obtain. The connection of the semiconductor legs with the connecting bridges to be connected in series Thermocouples with the aid of the heat exchange members 83, 84 can then of course be made.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Thermoelectric arrangement, consisting of a number of alternating p-conducting and n-conducting semiconductor legs, the end surfaces of which lie in the same planes and are connected in series by connecting bridges to thermocouples, in which the connecting bridges are in the form of thin metal sheets that are upright the end surfaces of the semiconductor legs are directed and having at one edge tongues, which extend at right angles to the sheet and each of which is adapted to the shape and size de ^r its associated end surface of the semiconductor leg, and in which the sheets at least on the hot side of the semiconductor legs are connected to heat exchange members, characterized in that the metal sheets (17, 19, 22, 23; 56, 57, 58; 76, 77 , 81, 82) only with their end regions remote from the tongues (18, 21) with the ribbed heat exchange members (43, 44; 83, 84) are connected and there engage in grooves (46, 47) and that a non-conductive support body (36 bi s 39, 41, 42.53; 78; 86) the metal sheets (14, 19, 22, 23; 56, 57, 58; 76, 77, 81, 82) detected directly to support them and to protect the thermoelectric arrangement.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the metal sheets (17, 19, 22; 56, 57, 58) each have two tongues (18 or 21) for the direct connection of a p-conductive semiconductor shear arm (12, 14, 16) with an η-conductive semiconductor leg (11,13,15) (FIGS. 1 to 5).

3. Arrangement according to claim 1, characterized in that the sheets (76, 77, 31, 82) each have a tongue and that two sheets for connecting a p-conductive semiconductor limb (71-74) with an η-conductive semiconductor limb through an intermediate member (83, 84) arranged at a distance from the tongues are bridged (FIGS. 6 to 8).

4. Arrangement according to claim 3, characterized in that that the intermediate members are formed by the heat exchange members (83, 84).

5. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the metal sheets (17, 19, 22, 23; 56, 57, 58; 76, 77, 81, 82) on mutually facing side edges in pairs by supporting strips (36-39, 41 , 42; 53, 78) made of heat-insulating material are mechanically connected to one another (FIGS. 1 to 8).

6. Arrangement according to claim 5, characterized in that that the sheets (56, 57, 58) and the support strips (53) on the cold side of the semiconductor legs extended down to a common floor area and at such distances from each other are arranged that they divide ice cubes in an ice tray (59) touching this floor surface with its bottom (FIGS. 4 and 5).

7. Arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the non-conductive Support body is formed by a thermal insulation (86) made of foam. those against both sides of the Sheet metal is in direct contact (Fig. 9 and 10).