DE3519771A1

DE3519771A1 - Thermoelektrischer energiewandler

Info

Publication number: DE3519771A1
Application number: DE19853519771
Authority: DE
Inventors: John Claude La Jolla Calif. Bass; Norbert Bernard Elsner; Charles Clifton San Diego Calif. Morris
Original assignee: GA Technologies Inc
Current assignee: GA Technologies Inc
Priority date: 1984-06-11
Filing date: 1985-06-03
Publication date: 1985-12-19
Also published as: FR2565735A1; GB8514307D0; JPS6139587A; US4611089A; GB2160358A

Description

Beschreibung

Nach dem vom Verteidigungsministerium gewährten Vertrag DAAK 20-81-C-0431 hat die Regierung Rechte an dieser Erfindung.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf elektrische Energieversorgungen (Strom/Spannungsversorgungen) und insbesondere auf einen thermoelektrischen Energiewandler mit großem Wirkungsgrad.

Thermoelektrische Energiewandler umfassen eine Anordnung von thermoelektrischen Elementen vom P-Typ und N-Typ, die elektrisch in Reihe geschaltet in einer Wärmeübertragungsbeziehung zwischen einer Wärmequelle und einer Wärmesenke oder einem Kühlelement angeordnet sind. Aufgrund des Phänomens des Seebeck-Effekts wandeln diese Elemente thermische Energie in elektrische Energie um.

Bekannte thermoelektrische Energiewandler enthielten Halter von der ⁿEierkarton"-Bauweise, bei der offen endende Fächer oder Abteilungen zur Aufnahme der verschiedenen Elemente abgegrenzt sind. Die zur Reihenverbindung der Elemente verwendeten Verbindungsbänder und -befestigungen standen entweder mit der "heißen Seite" (der Seite dicht bei der Wärmequelle) oder der "kalten Seite" (der.Seite dicht bei der Wärmesenke) des Halters in Eingriff. Dementsprechend waren ihre Positionen in bezug auf die Elemente fest. Wenn sich die leitenden Bänder aufgrund von Herstellungstoleranzen oder differentieller thermischer Ausdehnung nicht in festem Kontakt mit den Elementen befanden, konnte die Wirksamkeit des Moduls stark nachteilig beeinträchtigt werden.

Bei einem anderen bekannten Wandler wurde kein Halter verwendet, und ein Luftraum war zwischen angrenzenden Elementen vorgesehen. Zur Anpassung an eine thermische Ausdehnung war eine Schwenkverbindung zwischen der Elementanordnung

und der Wärmequelle vorgesehen. Zusätzlich wurde eine Wärmesenke mit Bohrungen verwendet, die in einem losen Sitz federbelastete Bestandteile der Kaltseitenelementanordnung aufnimmt, um eine Anpassung an ein Kippen der Elömentanordnung vorzusehen. Die geneigte Verbindungsstelle und die aufgewickelte oder schraubenförmig gewundene Feder setzten die Wärmeübertragung durch die Elemente herab. Für weitere Informationen betreffend den Aufbau und den Betrieb solcher herkömmlichen thermoelektrischen Energiewandler wird auf die US-PS 2 980 746 und die GB-PS 912 001 und die GB-PS 1 228 287 Bezug genommen.

Zu den verschiedenen Aspekten der vorliegenden Erfindung kann das Vorsehen eines verbesserten thermoelektrischen Energiewandlers gerechnet werden, der eine hohe Wirksamkeit und ein geringes Gewicht besitzt. Der Wandler enthält einen mit Abteilungen oder Fächern versehenen Halter, der eine Packung der verschiedenen thermoelektrischen Elemente mit hoher Dichte gestattet und es möglich macht, daß alle Reihenverbindungen der gehaltenen Elemente innerhalb der Umhüllung oder der Verkleidung des Halters ausgeführt werden können. Der Wandler kompensiert auch die Unterschiede in der Elementhöhe, die auf Herstellungstoleranzen oder differentielle thermische Ausdehnung zurückgehen, indem die Elemente auf Druck beansprucht zwischen der Wärmequelle und der Wärmesenke gehalten werden. Der Wandler ist auch zuverlässig, hat eine lange Lebensdauer und ist einfach und wirtschaftlich herzustellen.

Kurz gesagt, der erfindungsgemäße Wandler umfaßt eine Wärmequelle, eine Wärmesenke und ein thermoelektrisches Umwandlungsmodul. Die Wärmequelle und die Wärmesenke besitzen jeweils zusammenpassende Vorder- bzw. Außenseiten, und das Modul ist zwischen den Seiten angeordnet. Das Modul umfaßt einen elektrisch isolierenden Halter, der eine benachbart der Wärmequelle angeordnete warme Seite und eine benachbart der Wärmesenke angeordnete kalte Seite besitzt. Der

Halter umfaßt mit Abstand angeordnete parallele erste Wände und mit Abstand angeordnete parallele zweite Wände, die sich senkrecht zu den ersten Wänden erstrecken und mit diesen eine Anordnung von Abteilungen bzw. Fächern abgrenzen, die jeweils ein thermoelektrisches Element enthalten. Das Modul enthält auch ein zusammengedrücktes, elastisches, wärmeleitendes Kissen- oder Dämpfungselement, das in einem jeden Abteil angeordnet ist.

Weitere Ziele und Merkmale der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung weiter offensichtlich und weiter beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine isometrische Explosionsansicht von Bestandteilen eines erfindungsgemäßen thermoelektrischen Energiewandlermoduls,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eine Rostplatte, die in der Anordnung des Wandlermoduls von Fig. 1 verwendet ist,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines fertiggestellten Moduls,

Fig. 4 eine Schnittansicht längs Linie 4-4 in Fig. 3, Fig. 5 eine Schnittansicht längs Linie 5-5 in Fig. 3,

Fig. 6 eine Seitenansicht eines fertiggestellten Wärmeenergiewandlers, der das auf einer Wärmequelle angebrachte Modul von Fig. 1 enthält, und

Fig. 7 eine Schnittansicht des Wandlers von Fig. 6 längs Linie 7-7 in Fig. 6, wobei bestimmte Bestandteile nicht im Schnitt gezeigt sind.

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In der nachfolgenden Beschreibung verwendete entsprechende Bezugszeichen kennzeichnen entsprechende Teile in den verschiedenen Ansichten der Zeichnung.

Es wird zunächst auf die Fig. 6 und 7 eingegangen, in denen ein allgemein mit 20 bezeichneter thermoelektrischer Energiewandler dargestellt ist. Der Wandler umfaßt eine zentrale Wärmequelle 22 mit flachen Seiten 23. Außerhalb einer jeden der flachen Seiten der Wärmequelle sind ein thermoelektrisches Energiewandlermodul 24, eine Wärmesenke 26, die eine gewöhnlich flache, mit dem Modul in Eingriff stehende Seite 27 besitzt, und eine mit einem inerten Gas mit niedriger Wärmeleitfähigkeit zur Verhinderung von übermäßigem Wärmeverlust gefüllte (Blech)-Dose 28 angeordnet. Jede Wärmesenke besitzt ein Paar von entgegengesetzten, mit Öffnungen versehenen Montageflanschen 30, die Klemmbolzen 32 zum Halten des Wandlers im montierten Zustand aufnehmen. Unterhalb der Bolzenköpfe sind Federeinrichtungen in der Form von Tellerfedern 34 verwendet, um die Wärmesenke bzw. Kühl- oder Abstrahlelemente gegen die gegenüberliegende Modulfläche vorzuspannen. Isolierende Blöcke 38 sind gegen die verbleibenden Seiten der Wärmequelle 22 und der Moduln 24 positioniert, um weitere Verluste zu reduzieren.

Bei der Wärmequelle 22 könnte es sich um den Kühl- oder Kondensatorabschnitt eines WärmeUbertragungsrohrs 36 handeln, dessen Verdampferabschnitt sich in eine Brenneranordnung erstreckt.

Wie am besten aus Fig. 1 ersichtlich ist, umfaßt das Modul 24 einen thermisch und elektrisch isolierenden Halter 40, der vorzugsweise aus Glimmer gebildet ist, um eine Anzahl von thermoelektrischen Elementanordnungen zu tragen und eine elektrische Reihenverbindung innerhalb des Mantels des Halters zu gestatten. Mehr im einzelnen betrachtet, besitzt der Halter 40 eine erste oder warme bzw. heiße Seite 42 und eine zweite oder kalte Seite 44 und umfaßt eine An-

zahl von mit Abstand angeordneten, parallelen ersten Wänden 46a bis 46k, die sich von der warmen Seite zur kalten Seite erstrecken. Der Halter besitzt auch eine Anzahl von mit Abstand angeordneten, parallelen zweiten Wänden 48a bis 48i, die sich senkrecht zu den ersten Wänden erstrecken und mit diesen eine Anordnung von Abteilungen bzw. Fächern 50 bilden. Jedes Fach 50 enthält ein thermoelektrisches Element. Thermoelektrische Elemente 52 vom N-Typ und thermoelektrische Elemente 54 vom P-Typ sind paarweise angeordnet. Benachbarte erste Wände umgrenzen Säulen von vier thermoelektrischen Elementpaaren, während benachbarte zweite Wände Reihen mit Elementen vom entgegengesetzten Typ bilden, die dicht beieinander positioniert sind.

Jede übernächste zweite Wand (48a, 48c, 48e, 48g und 48i) erstreckt sich zur warmen Seite 42 des Halters, endet aber kurz vor der kalten Seite 44. Andererseits erstrecken sich die verbleibenden zweiten Wände (48b, 48d, 48f und 48h) zur kalten Seite 44 des Halters, enden aber kurz vor der warmen Seite. Diese Anordnung gestattet es, daß beide Elemente eines Paares und jedes Elementepaar in einer Säule in Reihe innerhalb der Verkleidung des Halters, d.h. zwischen Seiten 42 und 44 verbunden sind. Das Modul 24 enthält auf der warmen Seite Leiter 56, die Elemente eines Paares auf der warmen Seite des Halters verbinden. Das Modul enthält ferner auf der kalten Seite Leiter 58, die Elemente vom N- und P-Typ benachbarter Paare benachbart der kalten Seite des Halters verbinden, wie am besten aus Fig. 4 ersichtlich ist.

Jede innere erste Wand 46b bis 46j enthält einen Abschnitt 60 mit ausgenommenem Bereich mit benachbarten ersten Wänden, deren ausgenommene Abschnitte (mit entferntem Werkstoff) an entgegengesetzten Enden der Säulen auf der kalten Seite des Halters angeordnet sind. Wie Fig. 5 zeigt, gestattet es das Vorsehen von ausgesparten Abschnitten an alternierenden Enden benachbarter Säulen, daß Säulen von Paaren

von thermoelektrischen Elementen in Reihe durch die Leiter 58, auch innerhalb der Verkleidung des Halters verbunden werden können.

In jedem Fach ist mit einem thermoelektrischen Element und benachbart der kalten Seite des Halters ein wärmeleitendes, elastisches Dämpfungselement 62 angeordnet. Wenn der Wandler zusammengebaut wird, wird jedes Dämpfungselement zusammengedrückt, um sein entsprechendes,gewöhnlich in Fächer eingeteiltes Element und die anderen Bestandteile zusammenzudrücken, was gute thermische und elektrische Kontakte gewährleistet. Jedes Dämpfungselement ist gewöhnlich in der Draufsicht rechteckförmig und ist so bemessen, daß es im wesentlichen das Fach zustopft, in dem es angeordnet ist. Jedes Dämpfungselement ist vorzugsweise aus einem Fasermetallfilz, z.B. aus Kupfer, ausgebildet. Aufgrund ihrer Elastizität kompensieren die Dämpfungselemente Unterschiede in der Höhe der Elemente 52 und 54, die auf Herstellungstoleranzen, differentieller Wärmeausdehnung oder differentieller Kriechoder Warmdehnung des thermoelektrischen Materials, vorzugsweise PbTe beruhen. Die Dämpfungselemente 62 werden durch die Kraft zusammengedrückt,die von den Tellerfedern 34 ausgeht, die auf die Wärmesenke einwirken und das Modul 24 zwischen der Wärmesenke und der Wärmequelle zusammendrücken.

Das thermoelektrische Energiewandlermodul 24 wird zusammengebaut, indem eine in Fig. 2 gezeigte rostartige Platte verwendet wird, die eine Anordnung 66 von einander schneidenden Nuten zum Aufnehmen der verschiedenen ersten und zweiten Wände des Halters 40 besitzt. Die Rostplatte besitzt auch eine Anordnung rechteckförmiger Plattformen oder Podestelementen 67, die durch die Nuten umgrenzt sind und sich in die Halterfächer 50 erstrecken, um die Elemente 52, 54 zu fixieren und örtlich festzulegen. Nachdem die N- und P-Elemente 52 und 54 der vorgeschriebenen Querschnittsfläche, die ausreicht, um im wesentlichen jedes Fach 50 zu füllen, in die gewünschte Länge geschnitten worden sind,

werden die Elemente vom P-Typ ionenplattiert bzw. mit einem

—3
Überzug 68 von 3 bis 4 Mil (10 Inch; 75 bis 100 μΐη) aus SnTe auf der kalten Seite versehen. Der Zweck dieser Beschichtung ist, eine Wechselwirkung zwischen einer nachfolgend montierten Pb-Folie 70 und dem PbTe-Element 54 vom P-Typ zu verhindern. Eine solche Wechselwirkung würde zur Diffusion von Blei aus der Folie in das Element führen, und hierdurch würde seine Umwandlung in ein Element vom N-Typ bewirkt werden. Der Halter 40, der jedes Element 52, 54 elektrisch isoliert, ist auf der Rostplatte 64 angeordnet, deren verschiedene Plattformen 67 zur Lokalisierung der Elemente in den Fächern des Halters dienen.

Die Pb-Folie 70, die benachbarte Paare verbindet, steht unter Last. Diese Folie ist sowohl mit dem PbTe-Element vom N-Typ als auch mit dem Element vom P-Typ kompatibel, dessen Außenseite mit SnTe beschichtet ist. Die Folie bildet eine Verbindung mit niedrigem Kontaktwiderstand zwischen diesen Materialien. Zusätzlich wirkt die Folie als Diffusionsbarriere, um die Migration von Kupfer in PbTe oder SnTe zu verhindern. Wenn ein Auftreten dieser Migration gestattet würde, würde dies zu einer Verschlechterung bzw. einem Qualitätsverlust der thermoelektrischen Wandlerelemente führen. Als nächstes werden die Leiter auf der kalten Seite, die vorzugsweise aus Kupfer gebildet sind, belastet, um ein Element vom N-Typ und ein Element vom P-Typ benachbarter Elementepaare zu überbrücken. Die Elementanordnungen enthalten auch elektrische Isolatoren 72, vorzugsweise aus Aluminiumoxid, um die Elemente elektrisch von weiteren Bestandteilen bzw. Bauteilen auf der kalten Seite zu isolieren. Es sei festgestellt, daß Aluminiumoxid wärmeleitend ist, während es ein guter elektrischer Isolator ist. Eine zweite Pb-Folie 74 wird dazu verwendet,einen verbesserten thermischen Kontakt zwischen den Isolatoren 72 aus Aluminiumoxid und den Dämpfungselementen 62 aus Kupferfasermetall zu liefern. Die Dämpfungselemente 62 sind dazu wirksam, eine einzelne

in

Federbelastung der Elemente 52, 54 zu elektrischen Leitern auf der warmen und kalten Seite zu liefern. Zusätzlich zu ihrer großen Federkonstanten besitzen die Dämpfungselemente weiter eine große Wärmeleitfähigkeit, um die Temperaturdifferenz zwischen der Wärmesenke und der thermoelektrischen Kälteverbindung auf ein Minimum herabzusetzen.

Nachdem das teilweise zusammengebaute Modul von der Rostplatte 64 entfernt und umgekehrt worden ist, wird eine Zwischenlage bzw. ein Abstandsstück 76 aus Graphit auf jedem Element 54 vom P-Typ angeordnet. Graphit ist mit dem PbTe vom P-Typ kompatibel und wird benötigt, da die meisten Metalle mit diesem Material vom P-Typ reagieren (das Tereich ist), um Telluride mit dem PbTe vom P-Typ zu bilden. Eine derartige Tellurid-Verarmung führt zu einer Verschlechterung der thermoelektrischen Eigenschaften der Elemente vom P-Typ.

Als nächstes werden die warmen Leiter 56 geladen, die die Elemente vom N-Typ und vom P-Typ im Inneren eines jeden Elementepaares verbinden. Der Wärmeleiter ist vorzugsweise aus Fe hergestellt, da dieses Material mit dem PbTe vom N-Typ (das Pb-reich ist) und Graphit kompatibel ist. Der warme Leiter 56 ist ausreichend dick gemacht, um seinen Dienst als guter elektrischer Leiter sicherzustellen. Ein besonders vorteilhaftes Merkmal von Fe ist, daß die Leiter 56 leicht unter Verwendung von Pulvermetallurgietechniken hergestellt werden können. Es sei festgestellt, daß andere Materialien, wie z.B. Molybdän anstelle des Fe verwendet werden können.

Das Modul 24 enthält auch einen elektrischen Isolator auf der warmen Seite, der vorzugsweise ebenfalls aus Aluminiumoxid ist, um den warmen Leiter von der Wärmequelle zu isolieren, die aus einem elektrisch leitenden Material hergestellt sein kann. Für den Isolator auf der warmen Seite könnte auch Bornitrid verwendet werden. Der Isolator auf der warmen

Seite könnte entweder in der Form kleiner rechteckförmiger Stücke oder Scheiben 79a (vgl. Fig. 1) zum Abdecken einzelner warmer Leiter vorliegen oder er könnte in der Form einer dünnen Platte oder Lage 79b (vgl. Fig. 3 bis 5) ausgebildet sein, die die gesamte warme Seite des Halters abdecken würde. Es sei festgestellt, daß vorzugsweise eine weitere Pb-Folie 80 zwischen der Wärmesenke und den Dämpfungselementen 62 verwendet wird.

Das zusammengebaute Modul 24 wird bearbeitet, indem seine Temperatur auf etwa 250⁰C in einer inerten Atmosphäre angehoben wird, während es gleichmäßig etwa 4 Mil (100 pm) zusammengedrückt wird. Dieser Montageschritt setzt die verschiedenen zusammenpassenden Flächen so, daß Kontakte mit niedrigem Widerstand gebildet werden. Das Modul 24 wird zwischen der flachen Seite 23 der Wärmequelle 22 und der flachen Seite der Wärmesenke 26 druckbelastet. Es hat sich herausgestellt, daß, wenn bei einer Wärmequellentemperatur von etwa 570⁰C und einer Wärmesenkentemperatur von etwa 100⁰C gearbeitet wird, die Moduln etwa 42 Watt bei etwa 5 Volt liefern. Dies zeigt, daß parasitäre, von außen kommende Widerstandsverluste kleiner als 10 % sind. Bei dem in den Fig. 6 und 7 gezeigten Wandler 20 werden insgesamt sechs thermoelektrische Moduln 24 verwendet. Drei sind auf jeder Seite der Wärmequelle angeordnet, und alle sechs in Reihe verbunden, was bewirkt, daß die Ausbeute des Wandlers etwa 250 Watt ist. Jedes Modul besitzt isolierte Leitungen 82, 84, die mit den Elementen am einen Ende auf den durch die Wände 46a und 46b sowie 46j und 46k gebildeten Säulen verbunden sind, um eine geeignete Reihenverbindung der verschiedenen Moduln in einem Wandler zu ermöglichen.

Mit der oben beschriebenen Anordnung ist somit die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe gelöst, und es ergeben sich eine Reihe vorteilhafter Ergebnisse.

Selbstverständlich könnten verschiedene Veränderungen ausgeführt werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Die in dieser Beschreibung enthaltenen Merkmale sollen als Erläuterung und nicht in einem beschränkenden Sinn interpretiert werden.

- Leerseite -

Claims

8000 MÜNCHEN 86 POSTFACH 860 820

MOHLSTRASSE 22

TELEFON (089) 980352

TELEX 522621

TELEGRAMM PATENTWEICKMANN MÜNCHEN

3, Juni 1985

Kö

GA TECHirOIiOGIES IHO.

10955 John Jay Hopkins Drive
San Diego, Calif. 92121

V.St.A.

Therme-elektrischer Energiewandler

Ansprüche

f 1.· Thermoelektrischer Energiewandler, gekennzeichnet durch eine Wärmequelleneinrichtung (22), die eine verbindende Seite besitzt, eine WärmeSenkeneinrichtung (26), die eine verbindende Seite besitzt, und ein thermoelektrisches Energiewandlermodul (24), das zwischen der Wärmequelleneinrichtung und der WärmeSenkeneinrichtung angeordnet ist und mit den Seiten in Eingriff steht, wobei das Modul einen elektrisch isolierenden Halter (40) enthält, wobei der Halter eine erste, benachbart der Wärmequelle angeordnete Seite (42) und eine zweite, benachbart der Wärmesenke angeordnete Seite (44) besitzt und eine Anzahl von mit Abstand angeordneten, parallelen ersten Wänden (46a bis 46k) und eine Anzahl von mit Abstand angeordneten, parallelen zweiten Wänden (48a bis 48i) besitzt, die sich senkrecht zu den ersten Wänden erstrecken und mit diesen eine Anordnung von Fächern (50) umgrenzen, di_e jeweils ein thermoelektrisches Element enthalten, wobei das Modul weiter ein zusammengedrücktes, elastisches, wärmeleitendes Dämpfungs-

element (62) besitzt, das in jedem Fach angeordnet ist.
2. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die ersten Wände (46a bis 46k) Säulen von Elementpaaren umgrenzen, wobei jedes Paar ein thermoelektrisches Element (54) vom P-Typ und ein thermoelektrisches Element (52) vom N-Typ enthält und sich die ersten Wände von der Vorderseite zur zweiten Seite erstrecken.
3. Wandler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die zweiten Wände (48a bis 48i) Reihen von Elementen bilden, wobei benachbarte Elemente in einer Reihe vom entgegengesetzten Typ sind, wobei sich jede zweite der zweiten Wände zur ersten Seite hin erstreckt, aber kurz vor der zweiten Seite endet, wobei sich die verbleibenden zweiten Wände zur zweiten Seite erstrecken, aber kurz vor der ersten Seite enden, wodurch jede Säule von EIementen innerhalb der Verkleidung des Halters elektrisch in Reihe angeschlossen sein kann.
4. Wandler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß Abschnitte(60) der ersten Wände (46a bis 46k) werkstoffentfernte Bereiche benachbart den Säulenenden besitzen, um es zu gestatten, daß die Säulen elektrisch in Reihe im Inneren der Verkleidung des Halters (40) angeschlossen werden.
5. Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Federeinrichtung (34), die dazu dient, die Wärmesenke (26) gegen die zweite Seite des Moduls (24) vorzuspannen.
6. Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß jedes Dämpfungselement (62) allgemein rechteckförmig ist und so bemessen ist, daß es im wesentlichen das Fach (50) verstopft, in dem es angeordnet ist.
7. Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Elemente (52, 54) Blei-Tellurid enthalten.
8. Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Dämpfungselemente (62) aus Kupfer hergestellt sind.
9. Halter zur Verwendung in einem thermoelektrischen Energiewandlermodul, wobei der Halter aus einem elektrisch isolierenden Material gebildet ist, gekennzeichnet durch:

eine Anzahl von mit Abstand angeordneten, parallelen ersten Wänden (46a bis 46k) und eine Anzahl von mit Abstand angeordneten, parallelen zweiten Wänden (48a bis 48i), die sich senkrecht zu den ersten Wänden erstrecken und eine Anordnung von Fächern (50) zur Aufnahme thermoelektrischer Elemente bilden,

wobei der Halter eine erste Seite (42) für die Anordnung benachbart einer Wärmequelle (22) und eine zweite Seite (44) zur Anordnung benachbart einer Wärmesenke (26) besitzt, wobei die ersten Wände Säulen umgrenzen und sich von der ersten Seite zur zweiten Seite erstrecken, wobei die zweiten Wände Reihen von Elementen bilden, wobei sich jede zweite der zweiten Wände zur ersten Seite, aber kurz vor der zweiten Seite erstrecken, wobei sich die verbleibenden zweiten Wände zur zweiten Seite, aber kurz vor die erste Seite erstrecken, wobei vorbestimmte Abschnitte (60) der ersten Wände benachbart Säulenenden materialausgesparte Bereiche besitzen, wodurch all diese Elemente zwischen der ersten Seite und der zweiten Seite in Reihe angeschlossen werden können.