DE829171C - Elektrothermische Kaelteerzeugung - Google Patents

Description

• Elektrothermische Kälteerzeugung

  Es ist bereits bekannt, mittels Thermoelementen

  eine W'irnieföi-dei-ung vorzunehmen. Aus den

  nachstehend erl:iuterten Gründen war es jedoch

  bisher nicht iniiglich,den thermoelektrischenEffekt

  tccliniscli zur 1CÜlteei-zeugung auszunutzen. Be-

  kanntlich entsteht heim Vorhandensein einer Tem-

  l)ei-atur(liffereiiz aii einem Thermoelement eine

  elektromotorische Kraft, umgekehrt eine Tempera-

  turdifterenz, \venn durch ein Thermoelement ein

  Strom fließt. I)a bei einer Temperaturdifferenz an

  einem Therinoelernent nur sehr geringe Spannun-

  geii :iuftreteii, sind zum Erzeugen einer Tempe-

  r.iturdittei-eiiz ebenfalls sehr geringe Spannungen,

  aber große Stromstärken erforderlich. Die Erzeu-

  gung dieser geringen Betriebsspannungen, die in <ter Größenordnung zwischen etwa 50 bis 10O mV liege,ir, bietet besondere Schwierigkeiten. Rotierende :Maschinen, auch wenn man Unipo'larmaschinen in Betracht zieht, ergeben bei den geringen Spannungen Wirkungsgrade, die wirtschaftlich nicht tragbar sind. Auch Sperrschichtgleichrichter ergehen wegen ihrer in der Größenordnung von einigen ioo mV liegenden Anlaufspannung einen hierfür nicht ausreichenden Wirkungsgrad.
• Gemäß der Erfindung werden die genannten Nachteile dadurch vermieden, daß die zur elektrothermischen Kälteerzeugung erforderliche Energie auf thermoelektrischem Wege erzeugt wird. Die Thermoelemente, welche die Wärmeförderung bewirken, sind an ihren freien Schenkeln unmittelbar mit einem weiteren Thermoelement verbunden, das zur Erzeugung der erforderlichen Betriebsspannung beheizt und gekühlt wird.
• Es können mehrere aus je zwei Thermoelementen bestehende Aggregate in entsprechenden Abständen zu Paketen vereinigt werden, wobei die zur Erzeugung der Betriebsspannung dienenden Elemente an ihren Scheitelpunkten durch ein z. B. mäanderförmig ausgebildetes Heizband erwärmt werden.
• Da die geringen Betriebsspannungen große Stromstärken bedingen, sind auch die Kontaktwiderstände an den Verbindungsstellen, 4. h. den Lötstellen der beiden Metalle des Thermoelementes von besonderer Bedeutung. Einte Lötung ergibt jedoch immer einen großen Kontaktwiderstand. Um diesen Nachteil zu vermeiden, sind gemäß der weiteren Erfindung die beiden Schenkel Ader Thermoelemente aus Metallpulver durch Pressen und Sintern hergestellt und miteinander verbunden. Hierbei können also -die beiden Thermoelemente an ihren freien Schenkelenden unmittelbar bei der Herstellung miteinander verbunden werden.
• In den Fig. i bis 3 ist die Erfindung ,an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
• Fig. i zeigt schematisch eine solche Anordnung. Zwei Thermoelemente Thl und Th2, z. B. aus Wismut und Antimon, sind so miteinander verbunden;, daß der Antimonschenikel 2 des Thermoelemnentes Thl mit dem Wismutschenkel i des Thermoelementes Th2 und der Wismutschenkel i ödes Thermoelementes Thl mit dem Antimonschenkel 2 des Thermoe'lementes Th2 verbunden ist. Heizt man nun die Lötstelle bzw. Verbindungsstelle L1 des Thermoelementes Thl, so entsteht infolge der Temperaturdifferenz zwischen L1 und: (L2 + L3) eine Spannung e. Da das Thermoelement Thl und Thermoelement Th2 direkt miteinander verbunden sind, Hießt durch die Schenkel des. Thermaelementes Th2 ein Strom i, der bei derLötsteillebzw. Verbindungsstelle L4 eine Abkühlung bewirkt, weil dort der Strom, wie die eingezeichneten Pfeile angeben, Nom Wismut zum Antimon fließt. In den Lötstellen bzw. Verbindungsstellen L2 und L3 fließt der Strom vom Antimon zum Wismut, infolgedessen tritt dort eine Erwärmung auf. Mit Hilfe von Luft- oder `'Wasserkühlung muß dafür gesorgt werden, daß an den Lötstellen bzw. Verbindungsstellen L2 und L3 die für den Kühlprozeß erforderliche Temperaturdifferenz aufrechterhalten wird.
• Die Ausbildung einer thermoelektrisch betriebenen Kühlkammer gemäß der Erfindung ist in Fig. 2 und 3 schematisch dargestellt.
• Die erforderlichen thertnoelektrischen Aggregate werden als rechteckige Rahmen 3, z. B. aus Wismut, Antimon oder anderen zweckmäßig ausgewählten Substanzen, gepreßt und gesintert. Hierbei ragt die Lötstelle bzw. Verbindungsstelle L4 in die Kühlkammer .I, während die Lötstellen bzw. Verbindungsstellen L1, L2 und L; sich außerhalb der Kammer 4 befinden. Die erfor.derlicheAnzahl von thermoelektrischenAggregaten 3 wird dann mit entsprechendem Abstand nebeneinander angeordnet (Fig. 3). Die Lötstelle bzw. Verbindu.ngsstelleLlwird durch ein mäanderförmig .die einzelnen Lötstellen bzw. Verbindungsstellen umschließendes Heizband 5 erwärmt. Die Lötstellen bzw. Verbindungsstellen L2 und L3 werden mit Hilfe eitles Wasser- oder Luftstromes 6 abgekühlt.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Elektrothermische Kälteerzeugung, dadurch gekennzeichnet<, daß die zum Betrieb erforderliche Energie auf thermoelektrischem Wege erzeugt wird.
2. 2. Elektrothexmische Kälteerzeugung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das ,die Wärmeförderung bewirkende Thermoelement an seinen freien Schenkeln unmittelbar mit einem weiteren Thermoelement verbunden ist, das zur Erzeugung der erforderlichen Betr@iebsspamnung beheizt und gekühlt ist.
3. 3. Elektrothermische Kälteerzeugung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkel der Thermoelemente aus Metallpulver durch Pressen und Sintern hergestellt und miteinander verbunden sind. .I. Elektrothermische Kälteerzeugung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere aus je zwei Thermoelementen bestehende Aggregate in entsprechenden Abständen zu Paketen vereinigt sind und die zur Erzeugung der Betriebsspannung dienenden Elemente an ihrem Scheitelpunkt durch ein z. B. mäanderförmiges Heizband erwärmt werden.