DE2650593A1 - Thermoelektrische vorrichtung - Google Patents

Thermoelektrische vorrichtung

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DE2650593A1
DE2650593A1 DE19762650593 DE2650593A DE2650593A1 DE 2650593 A1 DE2650593 A1 DE 2650593A1 DE 19762650593 DE19762650593 DE 19762650593 DE 2650593 A DE2650593 A DE 2650593A DE 2650593 A1 DE2650593 A1 DE 2650593A1
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heat exchange
thermocouple
base
arms
central area
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Jean Buffet
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Air Industrie SA
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Air Industrie SA
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    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/02—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
    • 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
    • H10N10/13—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 heat-exchanging means at the junction

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Description

Anmelderin: AIR Industrie S.A., 19-21, Avenue Dubonnet, 924-01 Courbevoie, Frankreich
Thermoelektrische Vorrichtung
Die vorliegende Erfindung "bezieht sich auf thermoelektrische Vorrichtungen mit Thermoelementen, die zwischen zwei Wärmeaustauschwänden montiert sind, nämlich zwischen einer warmen Wand und einer kalten V/and.
Derartige Installationen können zur Erzeugung eines elektrischen Gleichstromes verwendet werden, wenn die warme Wand und die kalte Wand auf verschiedenen Temperaturen gehalten werden oder können umgekehrt dazu verwendet werden, die warme Wand und die kalte Wand auf verschiedenen Temperaturen zu halten, indem ein elektrischer Gleichstrom durch die Thermoelemente fließt, der den Thermoelementen von den Wärmeaustauschern zugeführt wird, von denen die Wärmeaustauschwände einen Teil bilden.
Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf diese letztgenannten Arten von Vorrichtungen, wobei die Thermoelemente
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von einem elektrischen Gleichstrom gespeist v/erden, um eine Temperaturdifferenz zwischen zwei Wänden, nämlich einer kalten und einer heißen aufrechtzuerhalten. Eine solche Vorrichtung, die man "Wärmepumpe" nennt, kann verwendet werden, um "Wärme" oder "Kälte" zu erzeugen. Bei den Thermoelementen gibt es zwei Typen, nämlich die Thermoelemente des Typs P, die die Kalorien in der Richtung des Stromes transportieren und die Thermoelemente vom Typ N, die die Kalorien in einer zum Strom umgekehrten Richtung transportieren.
Zur praktischen Realisierung solcher Vorrichtungen hat man bereits vorgeschlagen, sie eine Vielzahl von Wärmeaustauschelementen umfassen zu lassen, von denen jedes mindestens eine Basis aufweist, die einerseits mit mindestens einem Thermoelement und andererseits mit Wärmeaustauschflächen zusammenwirkt, wobei die letzteren in eine heiße oder kalte Flüssigkeit eintauchen bzw.von einer solchen benetzt werden.
Bisher wurden folgende Wärmeaustauschflächen bekannt:
- mit dicken Rippen, die extrudiert oder aus dem vollen gefräst sind und einstückig mit der Basis des Wärmeaustauschelements ausgeführt sind;
- oder mit schmalen, in geringem Abstand angeordneten Rippen, die an der Basis des Warmeaustauschelements befestigt sind;
- oder mit Turbulationselementen verschiedener Formen.
Die erste Lösung führt zu schweren und teuren Wärmeaustauschelementen und die Strömung zwischen den Rippen ist laminar, wodurch die Konvektionswärmeaustauschkoeffizienten gering und demzufolge die Kontaktflächen groß sind und der Raumbedarf der Vorrichtung und deren Gewicht erhöht wird.
Die zweite Lösung führt zu Wärmeaustauschelementen, die leichter sind, jedoch die gleichen Nachteile bezüglich der
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laminaren Strömung aufweisen und bei denen darüber hinaus die Wirkung bzw. der Wirkungsgrad der befestigten Rippen unsicher ist, da er von dem thermischen Widerstand des Kontakts der Rippen mit der Baas abhängt. Schließlich besteht auch noch das Risiko, daß wenn die Rippen auf die Basis gelötet oder geschweißt sind, die für diese Lötung oder Schweißung verwendeten Mittel Ausgangspunkte für Korrosion bei Vorhandensein von Kondensaten und für elektrische Potentialdifferenzen bilden, wobei die letzteren auftreten, wenn der Strom die Wärmeaustauschflächen durchströmt.
Die dritte dieser Lösungen schließlich erlaubt turbulente Strömungen zu erhalten, was die Konvektions-Wärmeaustauschkoeffizienten verbessert. Jedoch trifft man auch hier wieder auf die Nachteile eines unsicheren Kontakts zwischen den · Turbulationselementen bzw. Verwirbelungselementen und der Oberfläche der Basis, und wenn man die Befestigung durch Schweißung oder Lötung verwendet, läuft man wieder das Risiko der Korrosion und eines parasitären elektrischen Potentials.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Wärmeaustauschflächen zu schaffen, die die verstehend genannten Nachteile vermeiden.
Diese Aufgabe wird gelöst ausgehend von einer thermoelektrischen Vorrichtung mit einer Vielzahl von Wärmeaustauschelementen, von denen jedes mindestens eine Basis aufweist, die einerseits mit mindestens einem Thermoelement und andererseits mit den Wärmeaustauschflächen, die von einem heißen oder einem kalten Strömungsmedium benetzt werden, zusammenwirkt, wobei diese Wärmeaustauschflächen mindestens einen zentralen Bereich aufweisen, der mit der Bes-S des Wärmeaustauschelements verbunden ist,und ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß dieser zentrale Bereich mit einer Vielzahl von Armen versehen ist, die sich rechtwinklig oder im
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wesentlichen rechtwinklig zu der Oberfläche des zentralen Bereichs erstrecken.
Es ist zu "bemerken, daß unter gleichen Bedingungen der Konvektions-Wärmeübertragungskoeffizient dreimal höher ist als "bei den Wärmeaustauschflächen mit Rippen.
Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung weist der zentrale Bereich des Wärmeaustauschelements eine im wesentliche ebene Form auf und erstreckt sich etwa rechtwinklig zu der Basis des Wärmeaustauschelements, die mit dem Thermoelement zusammenwirkt.
Dieser zentrale Bereich kann von einer quadratischen Platte gebildet werden, deren eine Seitenkante, die mit dem "betreffenden Thermoelement zusammenwirkende Basis des Wärmeaustauschelements bildet oder trägt-und die beidseitig mit· Armen versehen sein kann.
Dieser zentrale Bereich kann auch von einer Platte vorzugsweise rechteckiger Form gebildet werden, deren den Armen entgegengesetzten Fläche einen zentralen Körper bzw. Ansatz aufweist, dessen Seite die mit dem Thermoelement zusammenwirkende Basis des Wärmeaustauschelements bildet oder trägt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der zentrale Bereich des Wärmeaustauschelements eine im wesentlichen ebene Form auf und erstreckt sich parallel zu der mit dem entsprechenden Thermoelement zusammenwirkenden Basis des Wärmeaustauschelements.
Dieser zentrale Bereich kann von einer vorzugsweise rechteckigen Platte gebildet werden, deren den Armen abgewandte Oberfläche die mit. dem betreffenden Thermoelement zusammen-
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wirkende Basis des Wärmeaustauschelements "bildet oder trägt, wobei die Arme sich nur von einer Seite des zentralen Bereiches erstrecken.
Gemäß einer weiteren abgewandelten Ausführungsform der Erfindung weist der zentrale Bereich des Wärmeaustauschelements die Form einer vollen oder hohlen Säule auf, wobei mindestens eines ihrer beiden Enden eine mit dem Thermoelement zusammenwirkende Basis des Wärmeaustauschelements bildet oder trägt und die Arme sich radial von diesem zentralen Bereich erstrecken.
Anstelle des Begriffes zentraler Bereich kann auch der Begriff Zentralelement oder Wärmeaustauschelement verwendet werden und für den hier verwendeten Begriff Basis könnte auch die Bezeichnung Kontaktfläche verwendet werden. Ferner kann für den im folgenden noch auftauchenden Begriff zentraler Körper der Ausdruck zentraler Ansatz oder zentraler Basisansatz verwendet werden.
Im folgenden wird die Erfindung anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 in einer perspektivischen Darstellung eine erste Ausführungsform einer thermoelektrischen Vornchtung;
Fig. 2 einen Schnitt durch eine thermoelektrische Vorrichtung einer anderen Ausführungsform;
Fig. 3 in einer perspektivischen Darstellung die Vorrichtung gemäß Fig. 2;
Fig. 4- und Fig. 5 zwei Varianten der thermoelektrische!Vorrichtung gemäß Fig. 2;
Fig. 6 in einer perspektivischen Darstellung die Vorrichtung gemäß Fig. 5;
Fig.. 7 einen Schnitt durch eine thermoelektrische Vorrichtung gemäß einer weiteren abgewandelten Ausführungs-
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form der Erfindung;
Fig. 8 in einer perspektivischen Darstellung die Vorrichtung gemäß Pig. 7 und
Pig» 9 in einer perspektivischen Darstellung eine thermoelektrische Vorrichtung gemäß noch einer weiteren abgewandelten Ausführungsform der Erfindung.
In den Fig. 1 bis 9 wird ausschnittsweise eine thermoelektrische Vorrichtung gezeigt, die Wärmeaustauschelemente 1 und Thermoelemente 3 umfaßt.
Jedes Wärmeaustauschelement Λ weist eine Basis 2 auf, die einerseits mit einem Thermoelement 3 und andererseits mit Wärmeaustauschflächen 4 zusammenwirkt, wobei die letzteren von einem Strömungsmedium benetzt werden und wobei dieses Strömungsmedium für eines der Wärmeaustauschelemente 1 ein heißes Strömungsmedium, wie z.B. heiße Luft, und für das an der anderen Seite des Thermoelements gelegene Wärmeaustauschelement 1 ein kaltes Strömungsmedium, wie z.B. kalte Luft, ist.
Die Wärmeaustauschflächen 4 weisen einen zentralen Bereich auf, der einstückig mit der Basis 2 ausgeführt ist und ferner eine Vielzahl von Armen 6, die sich lotrecht oder im wesentlichen lotrecht zu der Oberfläche des mittleren Bereichs 5 erstrecken.
Jeder Arm 6 kann die Form eines Prismas, eines Pyramidenstumpfs, eines Zylinders oder eines Konus mit kreisförmiger oder elliptischer Basis besitzen.
Vorzugsweise weist jeder Arm 6 die Form eines konischen Rotationskörpers auf, der von Erzeugenden parabolisch konkaver Form gebildet wird, wodurch der größte Wärmeaustausch bezogen auf die Masseneinheit erzielt wird.
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Die in Fig. 1 dargestellte thermoelektrische Vorrichtung umfaßt eine Vielzahl von Wärmeaustauschelementen 1, die durch Trennwände 14- getrennt sind und von denen lediglich zwei in der Zeichnung dargestellt sind. Diese Wärmeaustauschelemente 1 umfassen zwei Basen 2, die parallel sind, um einen Zusammenbau in Form eines Aufeinanderschichtens zu erlauben, wobei jeweils mindestens ein Thermoelement 3 abwechselnd vom Typ P. oder vom Typ H" zwischen zwei aufeinanderfolgende Wärmeaustauschelemente Λ eingesetzt sind.
Bei einem solchen Aufbau durchströmt der elektrische Strom die Wsrmeeaustauschelemente 1 und die Thermoelemente 3 im wesentlichen entlang der eingezeichneten gestrichelten Linie.
Jede Basis 2 arbeitet einerseits mit einem Thermoelement 3 und andererseits mit Wärmeaustauschflächen 4- zusammen, die von einem Strömungsmedium benetzt werden, wobei das Strömungsmedium für eines der Wärmeaustauschelemente 1 heiße Luft und für das folgende benachbarte Wärmeaustauschelement kalte Luft ist.
Der mittlere Bereich 5 stellt eine im wesentlichen ebene Fläche dar und erstreckt sich in einem rechten Winkel zu den beiden Basen 2 des Wärmeaustauscheleiiients 1, die mit den jeweiligen in Frage kommenden beiden Thermoelementen 3 zusammenwirken.
Dieser zentrale Bereich 5 kann aus einer Platte rechteckiger Form gebildet sein, von der zwei entgegengesetzte Schnittflächen bzw. Stirnflächen die beiden vorstehend genannten Basen 2 bilden oder tragen.
Dieser zentrale, von einer rechteckigen Platte gebildete Bereich 5 ist parallel zur Strömungsrichtung in dem entsprechenden Teil des Wärmeaustauschers gerichtet, und die Arme 6 erstrecken sich von der einen und der an-
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deren Seite der Platte und senkrecht zu dieser-
Derartig ausgebildete Wärmeaustauschelemente 1 können Jeweils um 90° "beim Aufeinanderstapeln gegeneinander versetzt sein.
Um die Wärmeaustauschkoeffizienten zu erhöhen, ist es ■vorteilhaft, die Turbulenz zu erhöhen, indem die Arme 6 schachbrettartig verteilt angeordnet sind und/oder in einer Ebene angeordnet sind, die einen Winkel von 2 bis 8 und insbesondere von 5° mit der Strömungsrichtung des Strömungsmediums einschließt.
In Pig. 1 sind durch Pfeile Ea und Eb die Strömungsrichtungen der Flüssigkeit in den beiden aufeinanderfolgenden Wärmeaustauschelementen 1 angedeutet.
In den Fig. 2 bis 5 weist der zentrale Bereich 5 eine im wesentlichen ebene Form auf und erstreckt sich im rechten Winkel zu der Basis 2 des Wärmeaustauschelements 1.
Die Arme 6 können in zueinander rechtwinklig angeordneten Reihen oder schachbrettartig verteilt angeordnet sein.
Der zentrale Bereich 5 weist vorteilhafterweise eine rechteckige Form auf und umfaßt zwei Basen 2, die jeweils mit einem Thermoelement 3 des Typs P und einem Thermoelement 3 des Typs Ή zusammenwirken.
Jede Basis 2 ist an der Seite eines zentralen Körpers ΛΛ gelegen, dessen Dimension und Form den verwendeten Thermoelementen 3 entspricht.
Ein elektrisch isolierendes Verbindungselement 12 ist zwischen zwei benachbarten Kanten jedes zentralen Bereichs 5 angeordnet und stellt zusätzlich eine Dichtung des Strömungskanals C für das heiße oder kalte Strömungsmedium dar.
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Vorzugsweise besitzt der zentrale Bereich 5 auf der Seite der Arme 6 eine ebene Fläche und eine komplexe Flache auf der entgegengesetzten Seite, wobei die Dicke des zentralen Bereichs zwischen seinen Kanten bis zu den beiden zentralen Körpern 11 ansteigt und die Dicke des zentralen Bereichs 5 zwischen den beiden zentralen Körpern abnimmt und im gleichen Abstand von den beiden zentralen Körpern 11 die Dicke der Randbereiche ereicht.
Um die Wirksamkeit des Wärmeaustausches zwischen den Armen und dem diese Arme umströmenden Strömungsmedium zu verbessern, greifen die Arme 6 zweier benachbarter Wärmeaustauschelemente zwischeneinander ein. Der Weg des elektrischen Stroms ist in einer unterbrochenen Linie in Fig. 1 eingezeichnet, wobei die Verbindungselemente 12 in einer Ebene, die von den zentralen Bereichen gebildet wird, die auf einer Seite der Thermoelemente liegen gegenüber den Verbindungselementen in einer von den an der anderen Seite der Thermoelemente liegenden zentralen Bereichen gebildeten Ebene versetzt und vorzugsweise schachbrettartig versetzt angeordnet sind.
Die Wärmeaustauschelemente der in den Fig. 2 und 3 dargestellten Vorrichtung sind vorzugsweise als Gußstücke aus leichten Legierungen hergestellt.
In Fig. 4, in der die gleichen Bezugsziffern wie in Fig. 2 für die gleichen Elemente verwendet wexden, ist ein aus Blech hergestelltes Wärmeaustauschelement dargestellt.
Dieses Wärmeaustauschelement umfaßt wie das der Fig. 2 zwei Basen 2.
Der zentrale Bereich umfaßt:
- einen ersten äußeren Teil 5a, der aus Blech hergestellt ist, welches in eine "Z"-Foria gebogen ist, und
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- ein Zwischenteil 5b, welches aus einem Blech hergestellt ist, das in eine "U"-Form gebogen ist, wobei einer der freien Schenkel der U-Form mit einem der freien Schenkel der Z-Porm verbunden ist, und
- ein zweites äußeres Teil 5c, das aus einem in eine Z-Form gebogenen Blech hergestellt ist, wobei der andere freie Schenkel der U-Form mit einem der freien Schenkel dieser zweiten Z-Form verbunden ist.
Der freie Schenkel des ersten äußeren Teils 5a und der entsprechende freie Schenkel des Zwischenteils 5b, die fest miteinander verbunden sind, bilden den ersten zentralen Körper 11.
Der freie Schenkel des zweiten äußeren Teils 5c und der entsprechende freie Schenkel des Zwischenteils 5b, die fest miteinander verbunden sind, bilden den_zweiten zentralen Körper
Die Arme 6 eines derartigen Wärmeaustauschelements 1 sind von U-förmig gebogenen, mit ihrem Verbindungssteg an dem zentralen Bereich 5 befestigten Elementen gebildet und ihre freien Schenkel sind sägezahnartig ausgebildet und abwechselnd gegen eine zu dem mittleren Bereich 5 lotrechte Ebene schräg gestellt.
In den Fig. 5 und 6 bezeichnen die gleichen Bezugsziffern die gleichen Teile wie in der Fig. 2,und es wird ein weiteres Wärmeaustauschelement aus Blech dargestellt.
Dieses Wärmeaustauschelement ist ausgehend von drei Elementen hergestellt und stellt eine Vereinfachung gegenüber der Ausführungsform gemäß der Fig. 4- dar.
Der mittlere Bereich wird im wesentlichen von einem Zwischenteil 5d (erstes Element) gebildet, aus einem Blech, welches in eine U-Form gebogen ist, und dessen freie Schenkel zwei zentrale Körper 11 bilden.
Auf jedem der beiden freien Schenkel ist ein äußerer Teil 5e befestigt (zweites und drittes Element), die jeweils aus einem
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Y-förmig gebogenen Blech, hergestellt sind. Der zentrale Schenkel der T-Form ist an den freien U-Schenkel angelegt. Die beiden übrigen freien Schenkel der Y-Form deren Anfang einen rechten Winkel mit dem mittleren freien Schenkel der Y-Form aufweisen kann, vervollständigen den zentralen Bereich und bilden mit ihren äußeren Teilen die Arme 6 eines derartigen Wärmeaustauschelements, nachdem sie sägezahnartig ausgeschnitten und gegeneinander gekippt wurden.
Bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 7 imd 8 weist der zentrale Bereich eine im wesentlichen ebene Form auf und erstreckt sich parallel zu der Basis 2 des Wärmeaustauschelements 1.
Die Arme 6 können regelmäßig in senkrecht zueinander verlaufenden Reihen oder schachbrettartig gegeneinander versetzt ang ordnet sein.
Der zentrale Bereich 5 ist vorteilhafterweise in rechteckiger Form ausgeführt und umfaßt zwei Basen 2, die jeweils mit einem Thermoelement 3 des Typs P und mit einem Thermoelement 3 des Typs ΪΤ zusammenwirken. Diese beiden Basen 2 können symmetrisch angeordnet sein relativ zu einer Mittelebene, die parallel zu.der Schmalseite des rechteckigen zentralen Bereichs 5 ist.
Ein elektrisch isolierendes Verbindungselement 10 ist zwischen benachbarten Kanten jedes zentralen Bereichs 5 angeordnet, und diese Verbindungselemente 10 stellen gleichzeitig Dichtungen der Durchflußleitung C für die heiße oder kalte Flüssigkeit dar.
Vorzugsweise besitzt der zentrale Bereich 5 eine ebene Fläche auf der Seite der Arme 6 und eine konvexe Fläche auf der entgegengesetzten Seite, so daß seine Dicke von den Rändern bis zu seiner Mitte ansteigt, wo die Basis 2 des Wärmeaustauschelemonts 1 angeordnet ist.
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Um den Wirkungsgrad des Wärmeaustausches zwischen den Armen und dem diese umströmenden Strömungsmedium zu verbessern, greifen die Arme zweier entsprechender Wärmeaustauschelemente 1 zwischeneinander ein.
Der Weg des Stromes ist in einer unterbrochenen Linie in Fig. 7 eingezeichnet, und die Verbindungselemente 10 der auf einer Seite der Thermoelemente gelegenen zentralen Bereiche sind gegenüber den Verbindungselementen der auf der anderen Seite der Thermoelemente gelegenen zentralen Bereiche versetzt,vorzugsweise schachbrettartig versetzt, angeordent.
Die in Fig. 9 dargestellte abgewandelte Ausführungsform einer thermoelektrischen Vorrichtung umfaßt eine Vielzahl von Wärmeaustauschelementen 1, die durch Trennwände 14 gegeneinander abgeteilt sind und von denen nur eines in der Zeichnung dargestellt ist. Die Wärmeaustauschelemente 1 umfassen zwei parallele Basen 2 derart, daß sie durch Aufeinanderschichten zusammengebaut werden können, wobei mindestens ein Thermoelement 3 abwechselnd vom Typ P und vom Typ N zwischen zwei aufeinanderfolgende Wärmeaustauschelemente 1 eingesetzt ist.
In einem solchen Aufbau durchfließt der elektrische Strom die Wärmeaustauschelemente 1 und die Thermoelemente 3 im wesentlichen entlang dem in einer unterbrochenen Linie dargestellten Weg.
Jede Basis 2 wirkt einerseits oder besser gesagt, mit seiner einen Seite mit einem Thermoelement 3 und anderer seits oder besser gesagt, mit seiner anderen Seite mit den Wärmeaustauschflächen zusammen, die von dem Strömungsmedium berührt werden, wobei dieses Strömungsmedium heisse Luft für ein Wärmeaustauschelement 1 und kalte Luft für das folgende Wärmeaustauschelement 1 ist.
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Der zentrale Bereich 5 weist hier die Form einer vollen oder hohlen Säule auf, deren "beide Enden jeweils die "beiden Basen 2 bilden oder tragen.
Dieser zentrale Bereich 5 kann einstückig ausgeführt sein oder aus einer Übereinanderlagerung von Scheiben bestehen, wobei jede Scheibe eine oder mehr Lagen von Armen 6 aufweisen kann. Diese Arme 6 können schachbrettartig angeordnet sein, was einfach dadurch erreicht werden kann, daß die Scheiben winkelmäßig jeweils gegeneinander versetzt angeordnet werden. Die Scheiben können einfach aufeinandergesetzt werden, jedoch ist es vorzuziehen, sie zu löten oder zu schweißen oder miteinander zu verkleben.
Wie aus dem vorstehenden hervorgeht, kann man bemerken, daß wenn die Wärmeaustauschelemente 1 einen zentralen Bereich von im wesentlichen ebener Form aufweisen, der im wesentlichen aus einer Platte besteht, diese wie folgt bestückt sein kann:
- mit Armen 6, die sich nach beiden Richtungen senkrecht von der Plattenfläche weg erstrecken, wobei die Basis 2 sich auf der Schnittkante bzw. Seitenkante der Platte befindet,
- mit Armen 6, die sich von verschiedenen Teilen einer einzigen von zwei Oberflächen dieser Platte erstrecken, wobei die Basis 2 auf der anderen Fläche dieser Platte angeordnet ist.
Eine thermoelektrische Vorrichtung der in den Fig. 1 und 9 dargestellten Art eignet sich besonders gut zu einer säulenförmigen Hontage, wobei der elektrische Strom durch die zentralen Bereiche fließt und die beiden Strömungsmediumströmungen durch Trennwände 14 begrenzt sind.
Eine thermoelektrische Vorrichtung gemäß der Ausführungsform entsprechend den Fig. 2 bis 8 eignet sich besonders gut für eine ebene Bauweise', bei der der Strom durch die
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zentralen Bereiche fließt und die zentralen Bereiche zusammen Begrenzungsebenen für die Strömungsleitungen L für die "beiden Stromungsmediumstromungen bilden.
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Claims (14)

Patentansprüche
1./Thermoelektrische Vorrichtung mit einer Vielzahl von Wärmeaustauschelementen, deren jedes mindestens eine Basis umfaßt, deren eine Seite mit mindestens einem Thermoelement und deren andere Seite mit den Wärmeaustauschflächen zusammenwirkt, wobei die Wärmeaustauschflächen mit einem heißen Strömungsmedium oder einem kalten Strömungsmedium in Berührung stehen und die Wärmeaustauschflächen mindestens einen mit der Basis des Wärmeaustauschelements verbundenen zentralen Bereich aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß dieser zentrale Bereich (5) mit einer Vielzahl von Armen (6) versehen ist, die sich senkrecht oder im wesentlichen senkrecht zur Oberfläche des zentralen Bereiches erstrecken.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Bereich (5) des-Wärmeaustauschelements (1) eine im wesentlichen ebene Form aufweist und sich im wesentlichen rechtwinklig zu der Basis (2) des Wärmeaustauschelements" (1) erstreckt, die mit dem Thermoelement (3) zusammenwirkt.
3- Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Bereich (5) eine Platte rechteckiger Form aufweist, deren eine Seitenkante die Basis (2) des Wärmeaustauschelements (1) , die mit dem Thermoelement (3) zusammenwirkt, bildet oder trägt.
4-. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Bereich (5) eine Platte aufweist, deren den Armen (6) abgewandte Seite einen zentralen Körper (11) aufweist, dessen eine Seite die mit dem Thermoelement (3) zusammenwirkende Basis (2) des Wärmeaustauschelements (1) bildet oder trägt.
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ORIGINAL INSPSCTH>
-VS-
5. "Vorrichtung nach .Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Bereich (5) des Wärmeaustauschelements (1) eine im wesentlichen ebene Form aufweist und sich parallel zu der mit dem Thermoelement (3) zusammenwirkenden Basis (2) des V/ärmeaustauschelements erstreckt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5i dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Bereich (5) eine Platte aufweist, deren den Armen (6) angewandte Seite die mit dem Thermoelement (3) zusammenwirkende Basis (2) des Wärmeaustauschelements (1) bildet oder trägt.
7- Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6 und insbesondere Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Arme (6) sich nach verschiedenen Seiten von dem zentralen Bereich (5) erstrecken.
8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8 und insbesondere der Ansprüche 4- und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Arme (6) sich nur von einer Seite des zentralen Bereichs (5) erstrecken.
9- Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß Jeder Arm (6) die Form eines Prismas, eines Pyramidenstumpfs, eines Zylinders oder eines Kegels mit runder oder elliptischer Basis aufweist.
10. vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Arm einen konischen Rotationskörper darstellt, der von einer konkav parabolischen Erzeugenden begrenzt ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeaustauschelemente (1) so angeordnet sind, daß ihre Arme (6) einander gegenüberstehen und zwischeneinander eingreifen.
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12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche . 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeaustauschelemente (1) als Gußstücke aus einer Legierung hergestellt sind.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeaustauschelemente (1) durch Biegen aus Blech hergestellt sind. .
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13> dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Bereich (5) zwei Basen (2) aufweist, von denen eine mit einem Thermoelement (3) des Typs P und die andere mit einem Thermoelement (3) des Typs ΪΤ zusammenwirkt.
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DE19762650593 1975-11-05 1976-11-04 Thermoelektrische vorrichtung Pending DE2650593A1 (de)

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