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DE1904492A1 - Thermoelektrische Anordnung - Google Patents

Thermoelektrische Anordnung

Info

Publication number
DE1904492A1
DE1904492A1 DE19641904492 DE1904492A DE1904492A1 DE 1904492 A1 DE1904492 A1 DE 1904492A1 DE 19641904492 DE19641904492 DE 19641904492 DE 1904492 A DE1904492 A DE 1904492A DE 1904492 A1 DE1904492 A1 DE 1904492A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
arrangement according
thermocouple
support plates
thermoelectric arrangement
thermoelectric
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19641904492
Other languages
English (en)
Inventor
Mole Cecil J
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Westinghouse Electric Corp
Original Assignee
Westinghouse Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Westinghouse Electric Corp filed Critical Westinghouse Electric Corp
Priority to FI53365A priority Critical patent/FI49862C/fi
Publication of DE1904492A1 publication Critical patent/DE1904492A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N10/00Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
    • H10N10/10Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects
    • H10N10/13Thermoelectric 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

Landscapes

  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Epoxy Resins (AREA)
  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)

Description

190A492
Westinghouse Erlangen, 30. JAM. 1969
Electric Corporation Werner-von-Siemens-Str^c
Pittsburgh, Pa, USA
Unser Zeichen:
PLA 68/8293 Soe/Rd
Thermoelektrische Anordnung
Pur diese Anmeldung wird die Priorität aus der entsprechenden USA-Patentanmeldung Serial No.38,163 vom 14.2.1968 beansprucht.
Die Erfindung betrifft eine thermoelektrische Anordnung mit p- bzw. η-leitenden ThermoelementschenkeIn und wenigstens zwei elektrisch leitenden, sich gegenüberstehenden Tragplatten, zwischen denen jeweils wenigstens ein Thermoelementschenkel angeordnet ist. Die Sprödigkeit und geringe mechanische Festigkeit thermoelektrisehen Materials führt beim Aufbau thermoelektrischer Anordnungen zu vielfältigen Problemen. Die Thermoelementschenkel und ihre Kontakte müssen dauernd mit einer Druckkraft beaufschlagt sein und müssen gegen größere Zug-, Scher- und Biegebeanspruchungen geschützt werden. Da zur Kontaktierung zwischen den Thermoelementschenkeln und den Kontaktbrücken verschiedene Legierungen benutzt werden, ist eine gute Abdichtung vorzusehen, um die Kontaktstellen vor Feuchtigkeit zu schützen und Korrosion zu vermeiden. Um in thermoelektrischen Anordnungen die Thermoelementschenkel einer Druckkraft auszusetzen und um sie vo.r Stoßen und Erschütterungen zu schützen, wurden bisher schwere und aufwendige Konstruktionen mit umfangreichen Abdicht un^naßnahmen benutzt.
Es besteht die Aufgabe, eine thermoelektrische Anordnung mit einfachem Aufbau zu schaffen, der die aufgezeigten Probleme auf einfache Weise löst.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer eingangs geschilderten Vorrichtung dadurch gelöst, daß der Thermoelementschenkel an wenigstens einer Tragplatte befestigt ist, daß Bauteile an beiden Tragplatten befestigt sind, die wenigstens teilweise aus isolierendem Material bestehen, und daß mit diesen Bauteilen die Tragplntten gegen die zwischengefügten Thermoelementschenkel preßbar sind.
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Mit der über die Bauteile auf die Thermoelementschenkel ausgeübten Druckkraft wird ein dauerhafter Aufbau sichergestellt, der sowohl formfest als auch mechanisch widerstandsfähig ist. Vorteilhaft sind die Bauteile wenigstens teilweise aus einem Material gefertigt, das beim Härten schrumpft. Dieses Material kann ein hitzehärtbares Kunstharz oder ein kaltaushärtbares Kunstharz sein.
Vorteilhaft ist es, jeden Thermoelementschenkel mit einem Hohlzylinder als Bauteil zu umhüllen. Der Hohlzylinder kann aus mehreren Segmenten aufgebaut sein, die miteinander verbunden sein können.
Mit diesen Hohlzylindern, die die Thermoelementschenkel umgeben, sind sowohl die Thermoelementschenkel als auch ihre Kontaktstellen gegen die Atmosphäre geschützt. Außerdem kann das Innere des Hohlzylinders evakuierbar oder mit einem Inertgas füllbar sein, womit die Möglichkeit gegeben ist, chemische Umwandlungen des thermoelektrisch wirksamen Materials zu vermeiden, wie sie beispielsweise beim Einsatz von PbTe als thermoelektrisch wirksames Material bei einer Betriebstemperatur von ungefähr 50O0G möglich sind.
Die Bauteile können aus armförmigen Teilstücken bestehen, die an sich gegenüberliegenden Tragplatten befestigt und gegeneinanderlaufend gerichtet sind und die mit einem isolierenden Material miteinander verbunden sind. Die Teil3tücke können aus isolierendem Material hergestellt sein und es kann jedes Teilstück an mehreren benachbarten Tragplatten befestigt sein.
Auf die Tragplatten können elektrische und thermisch leitende Wärmeaustauschkörper aufgesetzt sein. Vorzugsweise sind die Wärmeaustauschkörper auf die von den Thermoelement schenke In abgewandten Flächen der Tragplatten aufgesetzt. Durch die Wärmeaustauschkörper können die Thermoelementschenkel benachbarter Tragplatten elektrisch leitend in Serie verbunden sein.
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PLA 68/8293
Vorteilhaft ist en, zwischen den Tragplatten einen p-lei tenden Thermoelementschenkel, ein thermisch und elektrisch leitendes Kontaktstück und einen η-leitenden Thermoelementschenkel aufeinander zu stapeln und das Kontaktstück als Wärmeaustauschkörper auszubilden.
Im folgenden wird die Erfindung an Hand der Fig.1 "bis 12, in denen mehrere Ausführungsbeispiele dargestellt sind, beispielhaft näher erläutert. In den Figuren sind Ausführungsbeispiele dargestellt, bei denen Thermoelementschenkel zwischen Metallplatten mit geeigneten Mitteln, beispielsweise durch eine metallurgische Verbindung, befestigt sind. Es sind Bauteile, beispielsweise Hohlzylinder, aus einem Epoxykunstharz vorgesehen, der beim Aushärten schrumpft und durch die jeweils ein Thermoelementschenkel umhüllt ist. Die Bauteile sind an den Metallplatten befestigt und schützen im Falle der Hohlzylinder die Thermoelementschenkel und die Kontaktstellen vor atmosphärischen Einflüssen. Durch die Bauteile wird auf die Thermoelementschenkel eine dauernd wirkende Druckkraft ausgeübt, mit der die Pormfestigkeit und Widerstandsfähigkeit der Anordnung gegen mechanische Einflüsse sichergestellt ist.
In den Fig.1, 2 und 3 sind Schnitte durch eine erfindungsgemäße Anordnung dargestellt, wobei die Figuren den Aufbau eines gekapselten Thermoelementschenkels in aufeinanderfolgenden Stufen darstellen. Die Fig.4 zeigt einen Querschnitt durch die in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Vorrichtung längs der Linie IV-IV der Fig.1. Die Fig.1 zeigt eine gekapselte thermoelektrische Anordnung 10, die eine Weiterentwicklung einer thermoelektrischen Anordnung darstellt, die beispielsweise in dem USA-Patent 3303 058 beschrieben ist und in der ein Thermoelementschenkel von einem Metallbalg umhüllt ist. Nach Fig.1 ist die erfindungsgeraäße thermoelektrische Anordnung 10 aus einer unteren Tragplatte 12, einem Thermoelementschenkel 14, einer oberen Tragplatte 16, einem Hohlzylinder 18 und aus verbindendem, klebendem Material 20 aufgebaut. Das Material der Tragplatten 12 und 16 muß gute elektrische und thermische Leitfähigkeit aufweisen,
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PLA
beispielsweise kann Kupfer verwendet werden. Die Thermoelementschenkel 14 können aus jedem bekannten, n- bzw. p-leitenden thermoelektrisch wirksamen Material gefertigt sein. Der Hphlzylinder 18 kann aus einem beispielsweise hitzehärtbaren Epoxykunstharz hergestellt sein, der einen großen Ausdehnungskoeffizienten aufweist und beim Aushärten·schrumpft. Ein solcher ■ Kunststoff besteht beispielsweise aus dem Diglycidäther des Biphenol A (Diphenylpropan)und Epichlorhydrin, wobei zwei Härter, nämlich m- Phenylendiamin und Methylendomethylen-Tetrahydrophtalsäureanhydrid (Methylnadicanhydrid), und als Beschleu-r niger BF,'G3H5 NH2 zugesetzt sind.
Als Kleber 20 können handelsübliche Materialien benutzt werden. Ein solches Material 20 ist beispielsweise unter dem Namen "Delta Bond" im Handel erhältlich.
Den Fig.1 bis 3 ist das Herstellungsverfahren für die Anord- . nung 10 zu entnehmen. Der Thermoelementschenkel 14 wird nach Fig.2 an sich gegenüberliegenden Flächen 13 und 15 der Tragplatten 12 und 16 beispielsweise mit einer Löt- oder einer anderen metallurgischen Verbindung befestigt. Auf eine Schulter der unteren Tragplatte 12 wird ein Ring des Klebers 20 aufgebracht. Danach wird der Hohlzylinder 18 aus Epoxykunstharz über die Tragplatte 16 gesteckt, wie es der Fig.3 zu entnehmen ist, und fest auf die Schulter der unteren Tragplatte 12 aufgepreßt, so daß er an seinem gesamten Umfang dicht mit der Tragplatte mittels des Klebers 20 verbunden ist. Hinzuweisen ist auf einen kleinen Durchbruch 22, der in der Wandung des Hohlzylinders 18 vorgesehen ist. Zwischen dem oberen Ende des Hohlzylinders 18 und der oberen Tragplatte 16 wird anschlies·? send Kleber 20 eingebrächt, womit die Anordnung völlig abgedichtet ist. Der gekapselte Thermoelementschenkel 14 wird dann in einen Ofen eingebracht und der Kleber 20 bei relativ hohen Temperaturen, beispielsweise bei ungefähr 2000C, ausgehärtet. Beim Härten wird der Hohlzylinder 18 mit den Tragplatten 12 und 16 fest verbunden.
Es wurde bereits erwähnt, daß das Material des Hohlzylinders ,18 beim Aushärten schrumpft. Es werden daher Kräfte auf die
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ORIGINAL INSPECTED
Tragplntten 12 und 16 ausgeübt, die diese gegeneinander zu bewegen aunhen. über die Trngplatten 1? und 16 wird daher eine Druckkraft auf den Thermoelementschenkel 14 ausgeübt. Nach dem Aushärten wird die Anordnung aus dem Ofen entfernt und auf Raumtemperatur abgekühlt. Über den Durchbruch 22 kann das Innere des Hcjrilzylinders evakuiert oder mit einem Inertgas gefüllt werden. Anschließend ist der Durchbruch 22 mit Kleber 20 abzudichten.
Der Kunstharzring 18 isoliert die Tragplatte 12 und 16 gegeneinander und verhindert einen elektrischen Kurzschluß des Thermoelement schenkeis 14· Außerdem wirkt der Hohlzylinder 18 als Tragteil, mit dem die Anordnung formfest und mechanisch widerstandsfähig bleibt und der daher ihre betriebssichere Verwendung in thermoelektrischen Kühl- bzw. Heizvorrichtungen oder in Thermogeneratoren ermöglicht. Da der Thermoelementschenkel 14 dauernd über den Hohlzylinder 18 mit einer Druckkraft beaufschlagt wird, ist der Thermoelementschenkel 14 gegen Zug-, Scher- und Biegebeanspruchungen geschützt. Außerdem ist der Thermoelementschenkel 14 völlig dicht eingeschlossen und es wird der Zutritt von Feuchtigkeit verhindert, 'mit der an den Kontaktstellen zwischen den verschiedenen Metallen, aus denen die Kapsel 10 aufgebaut ist, Korrosion erfolgen könnte.
Es wurde bereits erwähnt, daß ihre Formfesti'gkeit und Widerstandsfähigkeit die Kapsel 10 für den Einsatz in thermoelektrischen Vorrichtungen, beispielsweise in der Vorrichtung 30, geeignet macht, die in Fig.5 im Schnitt dargestellt ist. Zum Aufbau der Vorrichtung 30 sind zwei Kapseln 10 verwendet, wobei der Thermoelementschenkel der einen Kapsel p- und der Thermoelementschenkel der anderen Kapsel η-leitend ist. Durch den Wärmeaustauschkörper 32 sind die beiden Thermoelementschenkel 14 elektrisch leitend in Serie verbunden. Auf die Tragplatten 12 und 16 sind elektrisch und thermisch leitende Wärmeaustauschkörper 32, 34 und 36 aufgesetzt, die mit Wärmeaustauschfahnen versehen 3ind. Der W&rmeaustauschkörper 32 besteht aus vielen Wärmeaustauschfahnen 38, die in Abstand zueinander zwischen zwei Metallplatten 40 und 42 befestigt sind. Die Wärmeaustauschfahnen 38 können an den Metallplatten 40 und 42 beispielsweise hart angelötet sein. Die Platte 42 ist an den unteren Tragplatten 12 der Kapseln 10 an der den ThermolementschenkeIn
gegenüberliegenden Fläche beispielsweise angelötet. Die Wärme-austauschkörper 34 und 36 sind identisch aufgebaut und bestehen ebenfalls aus Wärmeaustauschfahnen 38, die im Abstand voneinander an Metallplatten 44 und 46 befestigt sind. Jede Platte 44 ist auf die obere Tragplatte 16 einer der Kapseln 10 aufgesetzt. Luft oder ein anderes gasförmiges oder flüssiges Wärmeaustauschmedium wird mit geeigneten Mitteln durch die Wärmeaustauschkörper getrieben. Die thermoelektrische Anordnung kann zur Erzeugung von Temperaturunterschieden in den umlaufenden Wärmeaustauschmedien benutzt werden, wozu der Vorrichtung elektrische Energie an den Anschlußstellen 48 und 50 einzuspeisen ■ ist. Die Anordnung kann jedoch auch zur Erzeugung elektrischen Stroms benutzt werden, wozu Wärmeaustauschmedien unterschiedlicher Temperatur durch die Wärmeaustauschkörper 32 bzw. 34 und 36 zu leiten sind.
Eine abgeänderte Ausführung der thermoelektrischen Anordnung 30 ist in Pig.6 im Schnitt gezeigt. In dieser thermoelektrischen Anordnung 30* ist nur eine untere Tragplatte 12' für beide Thermoelementschenkel 14 vorgesehen. Die Wärmeaustauschfahnen 38 des Wärmeaustauschkörpers 32' sind direkt an der Tragplatte 121 befestigt. Auch die Wärmeaustauschfahnen 38 ,jedes der Wärmeaustauschkörper 34' und 36' sind direkt an einer der oberen Tragplatten 16' der Kapseln 10* befestigt. Es wird dadurch die Höhe der thermoelektrischen Anordnung 30' verringert, da gegenüber der Vorrichtung nach Fig.5 die Platten 42 und 44 eingespart sind.
Aus der Fig.7» die einen Schnitt längs der Linie VII-VII der Fig.6 darstellt, ist zu entnehmen, daß anstelle des Hohlzylinders 18 zur Verbindung der Tragplatten 12 und 16 rechteckige Verbindungsstücke 52 eingesetzt sind,, die aus einem Epoxykunstharz hergestellt sind. Die Kunststoff platten 52 sind mit den Tragplatten 12' und 16' in der bereits beschriebenen Weise mit Kleber 20 verbunden. Die Thermoelementschenkel 14.werden daher durch diese Kunststoffstücke 52 wieder mit einer Druckkraft beaufschlagt. Es ist jedoch anzumerken, daß die Vorrichtung 30' im Betrieb möglichst Feuchtigkeitseinflttssen und Verschmutzungs-'gefahr nicht ausgesetzt werden darf, da die Thermoelementschenkel
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H nicht völlig abgedichtet sind. Die Kunststoffstücke 52 bewirken jedoch ebenfalls eine hohe Formfestigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Einflüsse für die gesamte Anordnung.
Falls erforderlich, kann auch in der Anordnung 30' jeder Thermoelementschenkel 14 vollständig abgedichtet werden. Dies kann beispielsweise mit einem Hohlzylinder 18' erfolgen, der in zwei Segmente aufgeteilt ist, die mittels Kleber 20 miteinander verbunden sind. Ein solcher Hohlzylinder 18' ist im Schnitt in Fig.8 dargestellt. Der Hohlzylinder 18' wird in der bereits beschriebenen Weise in die Anordnung eingebaut und ausgehärtet. Durch sie werden daher die Thermoelementschenkel H ebenfalls mit einer Druckkraft beaufschlagt.
Anstelle des bereits beschriebenen hitzehärtbaren Kunstharzes kann ein kaltaushärtbares Epoxykunstharz verwendet werden, das jedoch ebenfalls schrumpfen muß, wenn es ausgehärtet wird. Ein Thermoelementschenkel kann damit beispielsweise auf folgende Weise gekapselt werden. Um den Thermoelementschenkel, der zwischen zwei Tragplatten angeordnet ist, wird eine Form gelegt und das Innere dieser Form mit noch flüssigem Kunstharz ausgegossen. Während des Aushärtens verbindet sich das Kunstharz nur mit den Tragplatten, da die Form aus einem Material hergestellt ist, das sich mit dem Kunstharz nicht verbindet. Die Form kann beispielsweise aus Polytetrafluoräthylen hergestellt werden, das im Handel unter dem Namen "Teflon" erhältlich ist. Beim Aushärten schrumpft das Kunstharz und beaufschlagt den Thermoelementschenkel mit einer Druckkraft, wie es schon mehrfach erwähnt wurde. Diese Ausführungsform ist in den Zeichnungen nicht gesondert dargestellt.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in Fig.9 in Draufsicht dargestellt. Bei diesem Ausfuhrungsbeispiel sind zwischen den Tragplatten 68 und 70 ein η-leitender Thermoelementschenkel H, ein als Wärmeaustauscher ausgebildetes Kontaktstück 62 und ein pleitender Thermoelementschenkel H aufeinander gestapelt. Das Kontaktstück 62 ist mit den Thermoelementschenkeln H fest verbunden.
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Jedes der Kontaktstücke 62 ist mit vielen Wärmeaustauschfahnen 38 versehen, die in Abstand zueinander mit einer oberen Metallplatte 64 und einer unteren Metallplatte 66 verschweißt oder verlötet sind. Die Platte 64 ist an dem oberen p-leitenden Thermoelementschenkel 14 und die Platte 66 an dem unteren n-leitenden Thermoelementschenkel 14 mit einer Lot- oder anderen metallurgischen Verbindung befestigt. Der obere Thermoelementschenkel 14 ist an der unteren Fläche der oberen Tragplatte 68 befestigt. Der unten liegende Thermoelementschenkel 14 ist an der oberen Fläche der unteren Tragplatte 70 befestigt. Aus der Fig.10, die einen Schnitt durch die Pig.9 darstellt, ist zu entnehmen, daß, jede obere Tragplatte 68 zwei Thermoelementschenkel elektrisch überbrückt und somit einen p- und einen η-leitenden Thermoelementschenkel elektrisch in Serie schaltet. Die erste untere Tragplatte 70 ist nur an einem η-leitenden Thermoelementschenkel befestigt, aber jede der darauffolgenden unteren Tragplatten 70' verbindet .ebenfalls einen p- und einen η-leitenden Thermoelementschenkel elektrisch in Serie. Es wird daher durch die thermoelektrische Anordnung 62, die in Pig.9 und 10 dargestellt ist» ein ν elektrischer Strom fließen, der durch die unterbrochene Linie 72 in Fig.10 angedeutet ist.
Die Tragplatten 68, 70 und 70' können zu Wärmeaustauschkörpern 74, 76 und 76' ausgebaut werden. Hierzu können ebenfalls wieder Wärmeaustauschfahnen benutzt und ein Aufbau gewählt werden, wie er bereits beschrieben wurde. Palis daher ein Strom durch die Thermoelementschenkel 14 in der durch die Linie 72 gekennzeichneten Richtung fließt, werden die als Wärmeaustauschkörper ausgebildeten. Kontaktstücke 62 gekühlt und die Wärmeaustauschkörper 74, 76 und 76' erhitzt. Als Wärmeaustauschmedium kann Luft durch die Wärmeaustauechkörper geführt werden, wie es beispielsweise durch den Pfeil in Fig.9 angedeutet ist.
Um den mechanischen Aufbau der Anordnung zu verfestigen und um ' die Thermoelementschenkel 14 mit einer Druckkraft zu beaufschlagen, sind armförmige Teilstücke 78 an jeder Tragplatte 68 befestigt, die nach unten gerichtet sind, und armförmige Teilstücke 80 an jeder Tragplatte 70 und 70·, die nach oben
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gerichtet sind. In der in Pig.9 und 10 gezeigten Anordnung sjnd Jeweils zwei armförmige Teilstucke 78 und 80 für jeden Stapel aus Thermoelementschenkeln 10 und dem Kontaktstück 62 vorgesehen, die armförmigen Teilstücke können in einem Stück mit den Tragplatten 68 und 70 bzw. 70' geformt sein oder sie können an diese Tragplatten angeschweißt oder angelötet sein. Falls als Material für die armförmigen Teilstücke ein Kunststoff verwendet ist, so müssen diese an den Tragplatten mit einem Kleber befestigt werden.
Das untere Ende jedes Teilstückes 78 ist im Abstand vom oberen Ende jedes entsprechenden Teilstückes 80 angeordnet. Mit einem isolierenden Epoxykunstharz 82 werden die freien Enden der Teilstücke 78 und 80 miteinander verklebt, wobei wiederum ein Kunststoff benutzt wird, der beim Aushärten schrumpft. Beispielsweise kann ein kaltaushärtbarer Kunststoff benutzt werden, falls an jedem Ende der Teilstücke 78 bzw. 80 eine Hohlkehle vorgesehen ist, in die Kunststoff in flüssigem Zustand eingefüllt werden kann Der Kunststoff verbindet sich mit den Enden der Teilstücke 78 und 80 und schrumpft während des Aushärtens. Durch das Schrumpfen werden die Teilstücke gegeneinander gezogen und beaufschlagen die Thermoelementschenkel 14 und das Kontaktstück 62 mit einer Druckkraft. Die Druckkraft, mit der die Thermoelementschenkel beaufschlagt werden, ist durch den gegenseitigen Abstand, der freien Enden der Teilstücke 78 und 80 und die Eigenschaften des verklebenden Kunststoffes gegeben. Es kann daher die Druckkraft durch eine Abstandsänderung oder durch eine Änderung des Querschnittes des eingefüllten Klebers verändert werden.
In den Pig.11 und 12 ist eine gegenüber der Ausführungsform nach Pig.9 und 10 geringförmig abgewandelte Ausführungsform dargestellt. Bei dieser Ausführungsform sind die Teilstücke 78 und 80 an mehreren Tragplatten 68 und 70 befestigt. Dazu müssen die armförmigen Teilstücke 78' und 80' aus isolierendem Material hergestellt sein und mit den Tragplatten verklebt werden. Bei dieser Ausführungsform ist das Verkleben der freien Enden der Teilstücke mit einem geeigneten Kunststoff erheblich erleichtert.
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Abschließend seien die Vorzüge der erfindungsgemäß aufgebauten' thermoelektrischen Vorrichtung nochmals gesondert zusammengefaßt:
1. Der mechanische Aufbau thermoelektrischer Vorrichtungen ist äußerst vereinfacht und die Herstellungskosten sind wesentlich gesenkt.
2. In einfacher Weise können Thermoelementschenkel gekapselt, d.h. vor atmoshärischen Einflüssen geschützt und in einer Schutzgasatmosphäre betrieben werden.
3. Palis eine Kapselung beabsichtigt ist, dient die Kapsel als
Tragelement.
4. Die Betriebssicherheit der Anordnung ist sehr groß.
6. Die Führung elektrischer Anschlüsse ist wesentlich erleichtert, besondere Vorrichtungen für diese Anschlüsse sind nicht vorzusehen. Hierdurch wird das Gewicht und die räumliche Ausdehnung der thermoelektrischen Anordnung wesentlich erniedrigt. . ,
17 Patentansprüche
12 Figuren
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ORiGJNAL INSPBCTED

Claims (16)

PLA - 11 - Patentansprüche
1. Thermoelektrische Anordnung mit p-bzw. η-leitenden Thermoelementschenkeln und wenigstens· zwei elektrisch leitenden, sich gegenüberstehenden Tragplatten, zwischen denen jeweils wenigstens ein Thermoelementschenkel angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Thermoelementschenkel (14) an wenigstens einer Tragplatte (12,16 bzw. 68,70) befestigt ist, daß Bauteile (18 bzw. 52 bzw. 78,80,82) an beiden Tragplatten befestigt sind, die wenigstens teilweise aus isolierendem Material bestehen und daß mit diesen Bauteilen die Tragplatten gegen die zwischengefügten Thermoelementschenkel preßbar sind.
2. Thermoelektrische Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauteile (18 bzw. 52 bzw. 78,80,82) nach Befestigung an den Tragplatten, 12,16 bzw. 68,70) in einem elastischen Zustand sind.
3. Thermoelektrische Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauteile (18 bzw. 52 bzw. 78,80,82) wenigstens teilweise aus einem Material gefertigt sind, das beim Härten schrumpft.
4. Thermoelektrische Anordnung nach Anspruch 31 dadurch gekennzeichnet, daß das Material ein hitzehärtbares Kunstharz ist.
5. Thermoelektrische Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Material ein kaltaushärtbares Kunstharz ist.
6. Thermoelektrische Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Bauteil ein einen Thermoelementschenkel (14) umhüllender Hohlzylinder (18) ist.
7. Thermoelektrische Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlzylinder (18) aus mehreren Segmenten (18·) aufgebaut ist.
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8. Thermoelektrische Anordnung nach Anspruch- 7, dadurch gekenn* zeichnet, 5aß die Segmente (181) miteinander verbunden.βind.
9. Thermoelektrische Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Innere, des Hohlzylinders (18) evakuierbar ist. * :
10. Thermoelektrische Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß das Innere des Hohlzylinders (18) mit einem Inertgas füllbar ist.
11. Thermoelektrische Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauteile aus armförmigen Teilstücken (78,80) bestehen, die an sich gegenüberliegenden Tragplatten (68,70) befestigt und gegeneinanderlaufend ge^ richtet sind und daß die Teilstücke mit einem isolierenden Material (82) miteinander verbunden sind.
12. Thermoelektrische Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilstücke (78,80) aus isolierendem Material hergestellt sind.
13. Thermoelektrische Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Teilstück (78 bzw. 80) an mehreren benachbarten Tragplatten (68 bzw. 70) befestigt ist«
H. Thermoelektrische Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13» dadurch gekennzeichnet, daß auf die Tragplatten (12,16 bzw. 68,70) elektrisch und thermisch leitende Wärmeaustauechkörper aufgesetzt sind.
15. Thermoelektrische Anordnung nach Anspruch 14-r dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeaustauschkörper auf die von den Thermo element schenke In (14) abgewandten Flächen der Tragplatten (12,16 bzw. 68,70) aufgesetzt sind.
16. Thermoelektrische Anordnung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Wärmeaustauschkörper die Thermoelementschenkel (14) benachbarter Tragplatten elektrisch leitend in Serie verbunden sind.
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17· Thermoelektrische Anordnung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Tragplatten (68,70) ein p-leitender Thermoelementschenkel (H), ein thermisch und .elektrisch leitendes Kontaktstück (62) und ein n-leitender Thermoelementschenkel (14) aufeinandergestapelt sind und daß das Kontaktstück als Wärmeaustauschkörper ausgebildet ist.
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DE19641904492 1964-08-17 1964-08-17 Thermoelektrische Anordnung Pending DE1904492A1 (de)

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