**ATTENTION** debut du champ DESC peut contenir fin de CLMS **.
REVENDICATIONS
i. Elément modulaire pour installation thermoélectrique, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une paroi d'échanges thermiques (11, 31,36), au moins un thermoélément (10) présentant deux bases (lova et 10b) et fixé sur cette paroi d'échanges thermiques par l'une de ses bases (1 osa), et une pastille métallique rapportée (13) fixée sur l'autre base ( 1 Ob) et présentant une surface de contact (14) convexe ou concave destinée à venir coopérer avec une région de forme complémentaire (15) appartenant à une autre paroi d'échanges thermiques (16), les susdites parois d'échanges thermiques, le susdit thermoélément et la susdite pastille métallique étant reliés électriquement.
2. Elément modulaire selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un bourrelet de colle (20) est disposé autour du thermoélément (1 0).
3. Elément modulaire selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'un manchon tubulaire (17) est prévu pour entourer le bourrelet de colle (20).
4. Elément modulaire selon la revendication 3, caractérisé en ce que le manchon tubulaire (17) est constitué en un matériau thermorétractable isolant thermiquement et électriquement.
5. Elément modulaire selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte deux thermoéléments (10) et une paroi d'échanges thermiques (11).
6. Elément modulaire selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte deux parois d'échanges thermiques (11 et 16), l'une (11) sur laquelle est fixé le thermoélément (10), et l'autre (16) sur laquelle est ménagée la région de forme complémentaire (15) destinée à coopérer avec la pastille métallique du thermoélément d'un élément modulaire adjacent.
7. Elément modulaire selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte deux thermoéléments (10) et deux parois d'échanges thermiques (31 et 36), l'une (31) sur laquelle est fixé le premier thermoélément (1 0), et l'autre (36) sur laquelle est fixé le second thermoélément (1 0).
8. Elément modulaire selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte une paroi d'échanges thermiques (11) sur laquelle sont fixés les deux thermoéléments, et des moyens d'échanges thermiques (12) associés à la paroi d'échanges thermiques (11).
9. Procédé de fabrication d'un élément modulaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on fixe simultanément le thermoélément sur la paroi d'échanges thermiques et la pastille métallique rapportée sur le thermoélément, cette fixation pouvant s'effectuer par brasage, par soudage ou par collage.
10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'on procède ensuite aux opérations suivantes: - entourage du thermoélément par un bourrelet de colle, - passage à l'étuve pour obtenir la polymérisation de la colle.
11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'avant le passage à l'étuve, on procède à la mise en place d'un manchon tubulaire entourant le bourrelet de colle.
12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que ce manchon tubulaire est ensuite retiré.
13. Procédé selon la revendication 11, caractérisé ce que ce manchon tubulaire reste à demeure et est constitué en matériau thermorétractable, isolant thermiquement et électriquement.
14. Utilisation d'éléments selon la revendication 1 dans une installation thermoélectrique, dans laquelle les éléments sont empilés pour former au moins une colonne, le courant électrique traversant cette colonne en suivant un trajet rectiligne.
15. Utilisation selon la revendication 14, dans laquelle la colonne est formée par l'empilement alterné de ces éléments modulaires et d'éléments d'échanges thermiques complémentaires (25) comprenant des moyens d'échanges thermiques (26) interposés entre deux parois d'échanges thermiques (27 et 28) sur chacune desquelles est ménagée une région de forme complémentaire (15) destinée à coopérer avec la pastille métallique du thermoélément d'un élément modulaire adjacent.
16. Utilisation selon la revendication 14, dans laquelle l'installation comporte plusieurs colonnes, la liaison éléctrique entre les extrémités des deux colonnes adjacentes étant réalisée par des éléments modulaires à deux thermoéléments ou par des éléments d'échanges thermiques complémentaires à deux régions de formes complémentaires.
17. Utilisation selon la revendication 14, dans laquelle l'installation comporte en outre des éléments d'échanges thermiques complémentaires (22) comprenant des moyens d'échanges thermiques (24) et une paroi d'échanges thermiques (16) associée aux moyens d'échanges thermiques (24) et sur laquelle sont ménagées deux régions de forme complémentaire (15), coopérant respectivement avec les deux pastilles métalliques des deux thermoéléments de l'élément modulaire adjacent.
18. Utilisation selon la revendication 17, dans laquelle l'installation comporte au moins un étage d'éléments modulaires et au moins un étage d'éléments d'échanges thermiques complémentaires qui sont décalés par rapport aux éléments modulaires, de manière que l'élément d'échanges thermiques complémentaires réunisse deux éléments modulaires d'un même étage, des moyens d'isolement électrique étant prévus pour que le courant électrique suive un trajet en grecque.
L'invention est relative à un élément modulaire pour installations thermoélectriques et à son procédé de farbrication. Un tel élément est destiné à faire partie d'un ensemble comportant au moins un thermoélément (ou élément thermoélectrique) monté entre deux parois d'échanges thermiques, à savoir une paroi chaude et une paroi froide, cet élément modulaire étant fabriqué avant son montage dans l'installation, le susdit thermoélément présentant deux bases coopérant respectivement avec les deux susdites parois d'échanges thermiques et par lesquelles passent les flux thermiques et électriques.
En ce qui concerne l'installation proprement dite, elle peut être utilisée pour engendrer un courant électrique continu lorsque les parois chaude et froide sont maintenues à des températures différentes ou au contraire pour maintenir les parois chaude et froide à des températures différentes lorsqu'un courant électrique continu circule dans les thermoéléments, amené auxdits thermoéléments par les échangeurs de chaleur dont font partie les parois d'échanges thermiques.
Lorsque les thermoéléments sont alimentés en courant élec trique continu pour entretenir une différence de température entre deux parois chaude et froide, l'installation, appelée pompe à chaleur , peut être utilisée pour produire du chaud ou du froid .
En effet, les thermoélements sont de deux types, à savoir les thermoéléments de type P qui transfèrent des calories dans le sens du courant, et les thermoéléments de type N qui transfèrent des calories dans le sens inverse du courant.
Dans la construction d'installations thermoélectriques, il faut, d'une part, assurer la transmission de la chaleur entre les parois d'échanges thermiques et les thermoéléments par une surface de contact, d'autra part, éviter de soumettre lesdits thermoéléments à des contraintes mécaniques autres que des contraintes de compression, et d'autre part enfin, disposer d'éléments modulaires faciles à réaliser (de préférence de façon automatique), fiables et d'un prix de fabrication le moins élevé possible.
L'un des buts de la présente invention est précisément des dispositions qui permettent de concilier ces trois impératifs, transmission de la chaleur, réduction (voire annulation) des
contraintes mécaniques autres que des contraintes de compression et réalisation des éléments modulaires.
Selon l'invention, l'élément modulaire est caractérisé par le fait qu'il comporte au moins une paroi d'échanges thermiques, au moins un thermoélément présentant deux bases et fixé sur cette paroi d'échanges thermiques par l'une de ses bases, et une pastille métallique rapportée fixée sur l'autre base et présentant une surface de contact convexe ou concave destinée à venir coopérer avec une région de forme complémentaire appartenant à une autre paroi d'échanges thermiques, les susdites parois d'échanges thermiques, le susdit thermoélément et la susdite pastille métallique étant reliés électriquement.
Un bourrelet de colle peut être disposé autour du thermoélément pour occuper une partie de l'espace compris entre la pastille métallique et la paroi d'échanges thermiques.
Dans ce cas, on peut alors prévoir un manchon tubulaire pour entourer le bourrelet de colle, ce manchon tubulaire étant de préférence constitué en un matériau thermorétractable, isolant thermiquement et électriquement.
Selon un procédé conforme à l'invention, la fabrication des éléments modulaires est menée à bien par la fixation simultanée du thermoélément sur la paroi d'échanges thermiques et de la pastille métallique rapportée sur le thermoélément, cette fixation pouvant s'effectuer par brasage, par soudage ou par collage.
On peut procéder ensuite aux opérations suivantes: - entourage du thermoélément par un bourrelet de colle, - passage à l'étuve pour obtenir la polmérisation de la colle.
Dans certains cas, on peut, avant le passage à l'étuve, mettre en place un manchon tubulaire entourant le bourrelet de colle et qui, ou bien sera retiré après polymérisation de la colle, ou bien restera à demeure, auquel cas ledit manchon tubulaire pourra être constitué en matériau thermorétractable, isolant thermiquement et élecriquement. Le passage à l'étuve provoquera alors le frettage de ce manchon tubulaire thermorétractable.
L'invention est également relative à l'utilisation des éléments modulaires pour la réalisation d'installations thermoélectriques.
L'invention pourra de toute façon être bien comprise à l'aide du complément de description qui suit ainsi que des dessins ciannexés, lesquels complément et dessins sont relatifs à diverses formes d'exécution de l'invention et ne comportent, bien entendu, aucun caractère limitatif.
Les fig. 1 à 6 sont des coupes montrant divers modes de réalisation des éléments modulaires conformément à l'invention.
La figure 7 est une coupe d'une installation thermoélectrique réalisée suivant un premier montage.
La figure 8 est une coupe d'une installation thermoélectrique réalisée suivant un autre montage.
La figure 9 est une coupe d'une installation thermoélectrique réalisée suivant une variante du premier montage.
Comme montré sur les figures 1 à 6, on réalise l'installation thermoélectrique par montage d'une pluralité d'éléments modulaires comportant chacun au moins un thermoélément 10 coopérant avec une paroi d'échanges thermiques il généralement munie de moyens d'échanges thermiques 12. Le thermoélément 10 est fixé à cette paroi d'échanges thermiques il par l'une de ses bases 10a, et une pastille métallique rapportée 13 est fixée sur l'autre base lOb dudit thermoélément 10: cette pastille métallique rapportée 13 présente une surface de contact 14, non plane, convexe ou concave, destinée à venir coopérer avec une région de forme complémentaire 15 appartenant à une autre paroi d'échanges thermiques 16. Cette pastille métallique 13 peut présenter des dimensions supérieures à celles du thermoélément 10.
Les parois d'échanges thermiques 11, le thérmoélément 10 et la pastiile métallique 13 sont reliés électriquement.
Un bourrelet de colle 20 peut être disposé autour du thermoélément 10 pour occuper la partie extérieure de l'espace compris entre la pastille métallique 13 et la paroi d'échanges thermiques 11, un manchon tubulaire 17 pouvant être prévu pour entourer ce bourrelet de colle 20 qui se trouve donc protégé et maintenu, notamment pendant son durcissement. De préférence, ce manchon tubulaire 17 est constitué en matériau thermo rétractable de manière à provoquer un rétreint radial, ledit matériau étant également isolant thermiquement et électriquement. Ce manchon tubulaire peut être maintenu par une gorge annulaire 18 (fig. 3) ou un bossage cylindrique 19 (fig. 1, 2,4, 5) ménagé sur la paroi d'échanges thermiques 11.
Sur la réalisation illustrée sur la fig. 1, la pastille métallique 13 présente une surface de contact 14 concave en forme de tronc de cône.
Sur la réalisation illustrée sur la figure 2, la pastille métallique 13 présente une surface de contact 14 convexe en forme de calotte sphérique.
Sur la réalisation illustrée sur la figure 3, la pastille métallique 13 présente une surface de contact 14 convexe de forme cylindrique.
Sur la réalisation illustrée sur la figure 4, la pastille métallique 13 présente une surface de contact 14 concave formant un dièdre tonqué à son extrémité.
Sur la réalisation illustrée sur la figure 5, la pastille métallique 13 présente une surface de contact 14 concave en forme de tronc de pyramide.
Les éléments modulaires montrés sur des figures 1 à 5 peuvent être utilisés dans un montage d'une installation thermoélectrique dit en colonne tel que celui illustré sur la figure 7 sur laquelle les mêmes chiffres de référence désignent les mêmes organes que sur les figures 1 à 5.
Selon ce montage, les échangeurs de part et d'autre desquels se trouvent les thermoéléments 10 ne sont pas isolés électriquement les uns des autres, le courant électrique suivant un trajet rectiligne en traversant les thermoéléments.
Chaque élément modulaire comporte donc deux parois d'échanges thermiques, l'une, la paroi d'échanges thermiques 11, coopérantaveclethermoélément 10, et l'autre, la paroi d'échanges thermiques 16, coopérant avec la pastille métallique 13 et comportant la région de forme complémentaire 15.
Selon unevariante de ce montage,illustrée.sur la figure 9, sur laquelle les mêmes chiffres de référence désignent les mêmes organes que sur la figure 7, on a recours à un empilement alterné d'éléments modulaires et d'éléments d'échanges thermiques complémentaires, le courant électrique suivant un trajet rectiligne en traversant les thermoéléments.
Chaque élément modulaire comporte deux thermoéléments 10 et deux parois d'échanges thermiques 31 et 36, l'une 31 sur laquelle est fixé le premier thermoélément 10 et l'autre 36 sur laquelle est fixé le second thermoélément 10; des moyens d'échanges thermiques 12 peuvent être prévus, disposés entre les deux parois d'échanges thermiques 31 et 36.
Chaque élément d'échanges thermiques complémentaires 25 comprend des moyens d'échanges thermiques 26 interposés entre deux parois d'échanges thermiques 27 et 28 sur chacune desquelles est ménagée une région de forme complémentaire 15 coopérant avec la pastille métallique du thermoélément de l'élément modulaire adjacent.
De préférence, les parois d'échanges thermiques 31 et 36 de l'élément modulaire sont froides (moyens d'échanges thermiques 12 coopérant avec le fluide froid) alors que les parois d'échanges thermiques 27 et 28 de l'élément d'échanges thermiques complémentaire 25 sont chaudes (moyens d'échanges thermiques 26 coopérant avec le fluide chaud). Cette disposition diminue les pertes par résistance thermique de contact.
Sur la réalisation illustrée sur la figure 6,1'élément modulaire comporte deux thermoéléments 10 fixés par leur base 10a sur la paroi d'échanges thermiques 11, deux pastilles métalliques rapportées 13 étant respectivement fixées sur l'autre base 1 0b de ces deux thermoéléments 11. La surface de contact 14 de chacune de ces deux pastilles métalliques 13 est convexe et en forme de calotte sphérique.
Les éléments modulaires illustrés sur la figure 6 peuvent en outre être utilisés pour relier électriquement les extrémités de deux colonnes adjacentes dans un montage en colonne.
Les éléments modulaires montrés sur cette figure 6 peuvent être utilisés dans un montage d'une installation thermoélectrique dit aen pont tel que celui illustré sur la figure 8 sur laquelle les mêmes chiffres de référence désignent les mêmes organes qur sur la figure 6.
Selon ce montage, les échangeurs, de part et d'autre desquels se trouvent les thermoéléments 1 0,sont isolés les uns des autres, par exemple par une couche mince d'un matériau électrique isolant 21, qui peut éventuellement être constitué par une lame d'air. Le courant électrique suit alors un trajet en grecque.
Ce montage est réalisé avec des éléments modulaires tels que celui illustré sur la fiv. 6 et des éléments d'échanges thermiques complémentaires 22.
Chaque élément modulaire comporte une paroi d'échanges thermiques 11, coopérant avec les thermoéléments 10, et des moyens d'échanges thermiques 12 associés à la paroi d'échanges thermiques il.
Chaque élément d'échanges thermiques complémentaires 22 comporte des moyens d'échanges 24, et une paroi d'échanges thermiques 16 associée aux moyens d'échanges thermiques 24 et comportant la région de forme complémentaire 15 coopérant avec la surface de contact correspondante. Ces éléments d'échanges thermiques complémentaires 22 peuvent également être utilisés pour relier électriquement les extrémités de deux colonnes adjacentes dans un montage en colonne.
Selon le procédé conforme à l'invention, on a recours au:: étapes suivantes pour la fabrication des éléments modulaires: ¯usinage de la gorge annulaire 18 ou du bossage cylindrique 19 de la paroi d'échanges thermiques 11, - fixation simultanée du thermoélément 10 sur la paroi d'échanges thermiques 1 1 et de la pastille métallique 13 sur le thermoélément 10 par brasage, soudage ou collage, - entourage du thermoélément 10 par un bourrelet 20 de colle époxy, ¯mise en place du manchon tubulaire 17, - passage à l'étuve pour obtenir le frettage du manchon tubulaire 17 et la polymérisation de la colle du bourrelet 20.
Dans certains cas, la gorge annulaire ou le bossage cylindrique peuvent venir de moulage.
Il convient de signaler que, dans le cas où il n'y a pas de manchon tubulaire, le thermoélément est avantageusement fixé sur un bossage de la paroi d'échanges thermiques.
La fixation du thermoélément 10 sur la paroi d'échanges thermiques il et de la pastille métallique 13 sur le thermoélément 10 peut se faire par brasage ou soudage avec chauffage par induction ou chauffage dans une étuve: on pourrait également utiliser une colle chargée à l'argent.
Le passage en étuve, pour obtenir la rétraction du manchon tubulaire 17 et la polymérisation du bourrelet 20 de colle époxy, peut se faire dans une étuve à 100 pendant une demi-heure environ.
Finalement, les avantages résultant de l'invention peuvent être résumés dans les points suivants: - grâce à la forme des surfaces de contact coopérant avec la
région de forme complémentaire de la paroi d'échanges thermi
ques associée, la transmission de chaleur s'opère dans les meilleures conditions possibles et le montage des éléments
modulaires s'en trouve facilité, - le montage ou le démontage d'un ou de plusieurs éléments
modulaires au sein d'une batterie peut être effectué sans
détérioration du ou des éléments modulaires adjacents, - les éléments modulaires sont parfaitement rigides et le ou les
thermoéléments de chaque élément modulaire se trouvent protégés, - les thermoéléments ne sont soumis qu'à des contraintes de
compression grâce à la portée entre les surfaces de contact et les
régions complémentaires correspondantes,
portée qui tolère un
certain désalignement dans les cas de surfaces de contact en
forme de calotte sphérique.
** ATTENTION ** start of DESC field can contain end of CLMS **.
CLAIMS
i. Modular element for thermoelectric installation, characterized in that it comprises at least one heat exchange wall (11, 31,36), at least one thermoelement (10) having two bases (lova and 10b) and fixed to this wall of 'heat exchanges by one of its bases (1 osa), and an attached metal pellet (13) fixed on the other base (1 Ob) and having a convex or concave contact surface (14) intended to cooperate with a region of complementary shape (15) belonging to another heat exchange wall (16), the aforesaid heat exchange walls, the aforesaid thermoelement and the aforesaid metallic pellet being electrically connected.
2. Modular element according to claim 1, characterized in that a bead of adhesive (20) is disposed around the thermoelement (1 0).
3. Modular element according to claim 2, characterized in that a tubular sleeve (17) is provided to surround the bead of adhesive (20).
4. Modular element according to claim 3, characterized in that the tubular sleeve (17) is made of a thermally and electrically insulating heat-shrinkable material.
5. Modular element according to claim 1, characterized in that it comprises two thermoelements (10) and a heat exchange wall (11).
6. Modular element according to claim 1, characterized in that it comprises two heat exchange walls (11 and 16), one (11) on which is fixed the thermoelement (10), and the other (16 ) on which is formed the region of complementary shape (15) intended to cooperate with the metallic pellet of the thermoelement of an adjacent modular element.
7. Modular element according to claim 1, characterized in that it comprises two thermoelements (10) and two heat exchange walls (31 and 36), one (31) on which is fixed the first thermoelement (1 0 ), and the other (36) on which is fixed the second thermoelement (1 0).
8. Modular element according to claim 5, characterized in that it comprises a heat exchange wall (11) on which the two thermoelements are fixed, and heat exchange means (12) associated with the exchange wall. thermal (11).
9. A method of manufacturing a modular element according to claim 1, characterized in that the thermoelement is simultaneously fixed on the heat exchange wall and the metal pellet attached to the thermoelement, this fixing being able to be carried out by brazing. , by welding or gluing.
10. The method of claim 9, characterized in that the following operations are then carried out: - surrounding of the thermoelement by a bead of glue, - passage in the oven to obtain polymerization of the glue.
11. The method of claim 10, characterized in that before passage in the oven, one proceeds to the establishment of a tubular sleeve surrounding the bead of adhesive.
12. The method of claim 11, characterized in that this tubular sleeve is then removed.
13. The method of claim 11, characterized in that this tubular sleeve remains permanently and is made of heat-shrinkable material, thermally and electrically insulating.
14. Use of elements according to claim 1 in a thermoelectric installation, in which the elements are stacked to form at least one column, the electric current passing through this column following a rectilinear path.
15. Use according to claim 14, wherein the column is formed by the alternating stack of these modular elements and complementary heat exchange elements (25) comprising heat exchange means (26) interposed between two walls d 'heat exchanges (27 and 28) on each of which is provided a region of complementary shape (15) intended to cooperate with the metallic pellet of the thermoelement of an adjacent modular element.
16. Use according to claim 14, wherein the installation comprises several columns, the electrical connection between the ends of the two adjacent columns being produced by modular elements with two thermoelements or by complementary heat exchange elements with two regions of shapes. complementary.
17. Use according to claim 14, wherein the installation further comprises additional heat exchange elements (22) comprising heat exchange means (24) and a heat exchange wall (16) associated with the means of 'heat exchanges (24) and on which are formed two regions of complementary shape (15), cooperating respectively with the two metal pellets of the two thermoelements of the adjacent modular element.
18. Use according to claim 17, wherein the installation comprises at least one stage of modular elements and at least one stage of additional heat exchange elements which are offset with respect to the modular elements, so that the element of complementary heat exchanges brings together two modular elements of the same stage, electrical isolation means being provided so that the electric current follows a path in Greek.
The invention relates to a modular element for thermoelectric installations and to its filling process. Such an element is intended to form part of an assembly comprising at least one thermoelement (or thermoelectric element) mounted between two heat exchange walls, namely a hot wall and a cold wall, this modular element being manufactured before its assembly in the installation, the aforesaid thermoelement having two bases cooperating respectively with the aforesaid two thermal exchange walls and through which the thermal and electrical flows pass.
As regards the installation itself, it can be used to generate a continuous electric current when the hot and cold walls are maintained at different temperatures or on the contrary to maintain the hot and cold walls at different temperatures when a current DC electric circulates in the thermoelements, brought to said thermoelements by the heat exchangers of which the heat exchange walls form part.
When the thermoelements are supplied with direct electric current to maintain a temperature difference between two hot and cold walls, the installation, called a heat pump, can be used to produce heat or cold.
Indeed, thermoelements are of two types, namely P type thermoelements which transfer calories in the direction of the current, and N type thermoelements which transfer calories in the opposite direction of the current.
In the construction of thermoelectric installations, it is necessary, on the one hand, to ensure the transmission of heat between the heat exchange walls and the thermoelements by a contact surface, on the other hand, to avoid subjecting said thermoelements to mechanical stresses other than compressive stresses, and on the other hand, finally, to have modular elements that are easy to produce (preferably automatically), reliable and at the lowest possible manufacturing price.
One of the aims of the present invention is precisely to provide arrangements which make it possible to reconcile these three requirements, transmission of heat, reduction (or even cancellation) of
mechanical stresses other than compressive stresses and construction of modular elements.
According to the invention, the modular element is characterized by the fact that it comprises at least one heat exchange wall, at least one thermoelement having two bases and fixed to this heat exchange wall by one of its bases , and an attached metal pellet fixed to the other base and having a convex or concave contact surface intended to cooperate with a region of complementary shape belonging to another heat exchange wall, the aforesaid heat exchange walls, the aforesaid thermoelement and the aforesaid metal pellet being electrically connected.
A bead of glue can be placed around the thermoelement to occupy part of the space between the metal pellet and the heat exchange wall.
In this case, a tubular sleeve can then be provided to surround the bead of adhesive, this tubular sleeve preferably being made of a heat-shrinkable material, thermally and electrically insulating.
According to a method in accordance with the invention, the manufacture of the modular elements is carried out by the simultaneous fixing of the thermoelement on the heat exchange wall and of the metallic pellet attached to the thermoelement, this fixing being able to be carried out by brazing, by welding or gluing.
The following operations can then be carried out: - surrounding of the thermoelement by a bead of adhesive, - passage in an oven to obtain polymerization of the adhesive.
In certain cases, it is possible, before passing to the oven, to put in place a tubular sleeve surrounding the bead of adhesive and which will either be removed after polymerization of the adhesive, or else will remain permanently, in which case said tubular sleeve. may be made of heat-shrinkable material, thermally and electrically insulating. The passage in the oven will then cause the shrinking of this heat-shrinkable tubular sleeve.
The invention also relates to the use of modular elements for the production of thermoelectric installations.
The invention can in any case be well understood with the aid of the additional description which follows as well as the accompanying drawings, which supplement and drawings relate to various embodiments of the invention and do not, of course, include any limiting character.
Figs. 1 to 6 are sections showing various embodiments of the modular elements according to the invention.
FIG. 7 is a section of a thermoelectric installation produced according to a first assembly.
FIG. 8 is a section of a thermoelectric installation produced according to another assembly.
FIG. 9 is a section of a thermoelectric installation produced according to a variant of the first assembly.
As shown in Figures 1 to 6, the thermoelectric installation is carried out by mounting a plurality of modular elements each comprising at least one thermoelement 10 cooperating with a heat exchange wall it generally provided with heat exchange means 12. The thermoelement 10 is fixed to this heat exchange wall 11 by one of its bases 10a, and an attached metallic pad 13 is attached to the other base 10b of said thermoelement 10: this attached metallic pad 13 has a surface of contact 14, not planar, convex or concave, intended to cooperate with a region of complementary shape 15 belonging to another heat exchange wall 16. This metal pellet 13 may have dimensions greater than those of the thermoelement 10.
The heat exchange walls 11, the thermoelement 10 and the metal pellet 13 are electrically connected.
A bead of glue 20 can be placed around the thermoelement 10 to occupy the outer part of the space between the metal pellet 13 and the heat exchange wall 11, a tubular sleeve 17 being able to be provided to surround this bead of adhesive 20. which is therefore protected and maintained, in particular during its hardening. Preferably, this tubular sleeve 17 is made of heat-shrinkable material so as to cause radial shrinkage, said material also being thermally and electrically insulating. This tubular sleeve can be maintained by an annular groove 18 (fig. 3) or a cylindrical boss 19 (fig. 1, 2,4, 5) provided on the heat exchange wall 11.
In the embodiment illustrated in FIG. 1, the metal pad 13 has a concave contact surface 14 in the form of a truncated cone.
In the embodiment illustrated in FIG. 2, the metal pad 13 has a convex contact surface 14 in the form of a spherical cap.
In the embodiment illustrated in FIG. 3, the metallic pellet 13 has a convex contact surface 14 of cylindrical shape.
In the embodiment illustrated in FIG. 4, the metal pad 13 has a concave contact surface 14 forming a toned dihedron at its end.
In the embodiment illustrated in FIG. 5, the metallic pellet 13 has a concave contact surface 14 in the form of a truncated pyramid.
The modular elements shown in Figures 1 to 5 can be used in an assembly of a thermoelectric installation called column such as that illustrated in Figure 7 in which the same reference numbers designate the same members as in Figures 1 to 5 .
According to this assembly, the exchangers on either side of which the thermoelements 10 are located are not electrically isolated from each other, the electric current following a rectilinear path passing through the thermoelements.
Each modular element therefore comprises two heat exchange walls, one, the heat exchange wall 11, cooperating with the thermal element 10, and the other, the heat exchange wall 16, cooperating with the metal pellet 13 and comprising the region of complementary form 15.
According to a variant of this assembly, illustrated in FIG. 9, in which the same reference numerals denote the same members as in FIG. 7, an alternating stack of modular elements and complementary heat exchange elements is used. , the electric current following a rectilinear path through the thermoelements.
Each modular element comprises two thermoelements 10 and two heat exchange walls 31 and 36, one 31 on which is fixed the first thermoelement 10 and the other 36 on which is fixed the second thermoelement 10; heat exchange means 12 may be provided, arranged between the two heat exchange walls 31 and 36.
Each complementary heat exchange element 25 comprises heat exchange means 26 interposed between two heat exchange walls 27 and 28 on each of which is provided a region of complementary shape 15 cooperating with the metallic pellet of the thermoelement of the modular element adjacent.
Preferably, the heat exchange walls 31 and 36 of the modular element are cold (heat exchange means 12 cooperating with the cold fluid) while the heat exchange walls 27 and 28 of the exchange element additional heat 25 are hot (heat exchange means 26 cooperating with the hot fluid). This arrangement reduces losses by thermal contact resistance.
In the embodiment illustrated in Figure 6.1 'the modular element comprises two thermoelements 10 fixed by their base 10a on the heat exchange wall 11, two attached metal pellets 13 being respectively fixed on the other base 1 0b of these two thermoelements 11. The contact surface 14 of each of these two metal pads 13 is convex and in the form of a spherical cap.
The modular elements shown in Figure 6 can further be used to electrically connect the ends of two adjacent columns in a column mount.
The modular elements shown in this figure 6 can be used in an assembly of a thermoelectric installation called a bridge such as that illustrated in figure 8 in which the same reference numerals designate the same members as in figure 6.
According to this assembly, the exchangers, on either side of which are the thermoelements 1 0, are isolated from each other, for example by a thin layer of an electrically insulating material 21, which may optionally be constituted by a blade of air. The electric current then follows a path in Greek.
This assembly is carried out with modular elements such as the one illustrated on the iv. 6 and additional heat exchange elements 22.
Each modular element comprises a heat exchange wall 11, cooperating with the thermoelements 10, and heat exchange means 12 associated with the heat exchange wall 11.
Each complementary heat exchange element 22 comprises exchange means 24, and a heat exchange wall 16 associated with the heat exchange means 24 and comprising the region of complementary shape 15 cooperating with the corresponding contact surface. These complementary heat exchange elements 22 can also be used to electrically connect the ends of two adjacent columns in a column arrangement.
According to the process according to the invention, recourse is had to the :: following steps for the manufacture of the modular elements: ¯ machining of the annular groove 18 or of the cylindrical boss 19 of the heat exchange wall 11, - simultaneous fixing of the thermoelement 10 on the heat exchange wall 1 1 and the metal pellet 13 on the thermoelement 10 by brazing, welding or gluing, - surrounding of the thermoelement 10 by a bead 20 of epoxy glue, ¯ positioning of the tubular sleeve 17, - passage in an oven to obtain the hooping of the tubular sleeve 17 and the polymerization of the adhesive of the bead 20.
In some cases, the annular groove or the cylindrical boss may come from molding.
It should be noted that, in the case where there is no tubular sleeve, the thermoelement is advantageously fixed on a boss of the heat exchange wall.
The fixing of the thermoelement 10 on the heat exchange wall 11 and of the metal pellet 13 on the thermoelement 10 can be done by brazing or welding with induction heating or heating in an oven: one could also use a glue loaded with the silver.
The passage in an oven, to obtain the retraction of the tubular sleeve 17 and the polymerization of the bead 20 of epoxy adhesive, can be carried out in an oven at 100 for about half an hour.
Finally, the advantages resulting from the invention can be summarized in the following points: - thanks to the shape of the contact surfaces cooperating with the
region of complementary shape of the heat exchange wall
associated, the heat transmission takes place in the best possible conditions and the assembly of the elements
modular is facilitated, - the assembly or disassembly of one or more elements
modular within a battery can be done without
deterioration of the adjacent modular element (s), - the modular elements are perfectly rigid and the
thermoelements of each modular element are protected, - the thermoelements are only subject to stresses of
compression due to the span between the contact surfaces and the
corresponding complementary regions,
litter that tolerates a
certain misalignment in the case of contact surfaces in
spherical cap shape.