Brevet FR2053161A1 — publié le 19710416

Il est connu d'utiliser des éléments Peltier comme pompe de chaleur pour chauffer ou refroidir» De tels éléments Peltier sont réalisés en règle générale de façon que des "branches disposées parallèlement et réalisées dans un 5 matériau semi-conducteur alternativement du type P et I sont reliées par des ponts de contact métalliques de manière à former des méandres0 L.'agencement présente dans son ensemble la forme d'un bloc plat désigné ci-après par le terme de bloc d'éléments Peltier# La totalité des ponts de contact se trou-10 vant sur les faces latérales larges des blocs constitue la surface froide ou la surface chaude du bloc. Il va de soi que la surface froide absorbe la chaleur alors que la surface chaude la cède» les ponts de contact doivent avoir une bonne conductibilité thermique. Ils peuvent être réalisés par exemple en 15 cuivre ou en aluminium» Il est également connu de rapporter sur les ponts de contact des nervures ou des aiguilles pour qu'ils puissent directement servir d'échangeurs de chaleur, par exemple pour un flux d'air. Dans de tels agencements on a déjà disposé 20 les branches semi-conductrices dans les évidements d'une plaque en matière isolante qui accroît la rigidité mécanique et qui,a de plus pour fonction de séparer thermiquement la face chaude de la face froide» La présente invention se rapporte à un bloc 25 d'éléments Peltier avec plusieurs branches semi-conductrices parallèles traversant les évidements d'une plaque en matière isolante et reliées par des ponts de contact métalliquès de manière à obtenir des méandres, les ponts de contact étant réalisés de façon à pouvoir servir directement comme échangeurs de chaleur 30 pour un flux d'air grâce à des nervures ou des aiguilles de refroidissement prévues sur les faces extérieures des ponts de contact. Suivant une caractéristique de l'invention, il est prévu de chaque côté du bloc d'éléments Peltier un cadre ouvert dans le sens du flux d*airt qui entoure sous pression les ponts 35 de contact et les presse sur la plaque en matière isolante. Par la présence des cadres prévus suivant l'invention on renforce encore davantage la rigidité mécanique du bloc d'éléments Peltier par ailleurs, ces cadres servent aussi à guider le flux d'air absorbant ou cédant la chaleur. 40 Grâce à la présente invention, il est possible 70 27356 2 2053161 d'assembler les ponts de contact.et les branches semi-conductrices sans soudures, en ayant recours uniquement à la pression exercée par les cadres. Il est toutefois possible de prévoir e— gaiement un assemblage avec soudage» Les cadres peuvent pré-5 senter sur leur face intérieure une couche élastique, par exemple une couche de matière synthétique expansée, qui est déformée par, les parties de refroidissement des ponts de contact lors de la mise en place des cadres» Il est toutefois également possible de conférer aux cadres une certaine élasticité de manière 10 qu'ils soient déformés à 1'encontre de leur propre pouvoir élastique une fois l'agencement monté et terminé. Les ponts de contact peuvent présenter des saillies qui pénètrent dans les évidements de la plaque en matière isolante ; ceci est une façon particulièrement simple 15 pour les fixer dans la bonne positiono La plaque en matière i-solante est réalisée de préférence dans une matière synthétique expansée dure, par exemple du polyuréthane expansé dur, qui présente non seulement un faible poids mais également un bon pouvoir calorifuge et une rigidité élevée» 20 Pour mieux comprendre l'objet de l'invention, on va décrire à titre indicatif et non limitatif un mode de -réalisation représenté sur le dessin annexé? la figure 1 représente une vue en coupe transversale d'un bloc d'éléments Peltier conforme à 1'invention. La référence 1 désigne une plaque en matière isolante réalisée à partir de polyuréthane expansé dur. Cette plaque comporte une multitude d'évidements, qui s'évasent de chaque côté de façon tronconique» i\u milieu de chaque évidement est disposée une branche semi-conductrice 3o 7A. J Les branches semi-conductrices 3 sont reliées électriquement par des ponts de contact 4» Chaque pont de contact 4 se compose d'un corps de base 4a essentiellement plat sur lequel sont rapportées des nervures 4b ? le corps de base 4a présente à sa face inférieure des saillies tronconiques 4c qui pénètrent dans les évidements 2 de la plaque en matière isolante 1 et qui forment les liaisons à la fois électriquement et thermiquement conductrices entre les ponts de contact 4 et les branches semi-conductrices 3» Dans le mode de réalisation représenté sur le dessin, les saillies 4c sont obtenues en déformant chaque fois le corps de base 4a comme pour faire des 40 70 27356 3 2053161 suages ; il est toutefois également possible de faire en sorte que les saillies précitées soient massives» Les ponts de contact 4 sont réalisés de préférence en cuivre ou en aluminium» De chaque côté de l'agencement, les ponts 5 de contact 4 sont entourés d'un cadre 5 ou 6 en U ; les cadres sont assemblés sur les côtés, ensemble et avec la plaque 1, par des rivets tubulaires 7» Les cadres sont revêtus intérieurement de couches élastiques 8 en matière synthétique expansée qui sont pressées sur les extrémités extérieures des nervures 4b0 10 Ces couches 8 peuvent être en matière isolante ou en métal j leur partie centrale sollicitée en flexion peut être renforcée par des nervures ou par des suages» Comme il est représenté spx la figure 1, l'épaisseur de la plaque en matière isolante 1 est légèrement in-15 férieure à la distance des deux corps de base 4a opposés j la pression exercée par les cadres 5 et 6 est donc transmise aux points de contact entre les branches semi-conductrices 3 et les saillies 4c. Cette pression peut être choisie si forte que l'assemblage par contact soit suffisant pour garantir le passa-20 ge du courant électrique et du flux thermique. Il est néanmoins possible de prévoir en supplément une soudure entre les branches semi-conductrices 3 et les saillies 4« Les flux d'air cédant ou absorbant la chaleur traversent les nervures 4b perpendiculairement au plan du 25 dessin de la figure 1. Par conséquent, lesgcadres 5 et 6 servent simultanément au guidage de ces courants d'air» La figure 2 représente une vue partielle en plan de la plaque 1 en matière isolante. La position des ponts de contact 4 à la surface de la plaque en matière isolante est 30 symbolisée par le pourtour des corps de base 4a » sur la face inférieure, les ponts de contact sont disposés' de façon appropriée pour que toutes les branches semi-conductrices 3 soient en série» Les évidements 2 sont également indiqués sur cette figure. La référence 9 enfin désigne les trous de passage des 35 rivets' tubulaires 7» Dans le mode de réalisation représènté sur la figure 1$ la pression exercée sur les ponts de contact 4 est obtenue par une déformation des couches 8 en matière synthétique expansée. Au lieu de procéder de cette façon ou encore pour 40 renforcer l'effet de pression, on peut réaliser les cadres 5 et 70 27356 4 2053161 6 de manière à faire eux-mêmes ressort» Un tel cadre qui peut être réalisé en .tôle d'acier présente alors, conformément à la figure 3» la forme 10 à l'état détendu et la forme 11 à l'état monté , de sorte qu'il exerce en raison de son élasticité propre une pression sur les ponts de contact 4» 70 27356 5 2053161 REVENDICATIONS lo Bloc d'éléments Peltier avec plusieurs ■branches semi-conductrices parallèles disposées dans les évidements d'une plaque en matière isolante et reliées ensemble 5 par des ponts de contact métalliques de manière à obtenir des méandres, les ponts de contact étant conçus directement comme échangeurs de chaleur pour un flux d'air grâce à des nervures ou des aiguilles de refroidissement disposées sur leur face extérieure, caractérisé par le fait qu'on prévoit des deux eô-10 tés du bloc d'éléments Peltier un cadre'ouvert dans le sens de passage du flux d'air, qui entoure sous pression les ponts de contact et les rend solidaires de la plaque en matière isolante. 2» Bloc d'éléments Peltier suivant la reven-15 dication 1, caractérisé par le fait que les ponts de contact et les branches semi-conductrices sont reliés uniquement par la pression qiexercent les cadres, sans le secours d'aucune soudure» 3» Bloc d'éléments Peltier suivant la re-20 vendication 1, caractérisé par le fait que la face intérieure des cadres est revêtue d'une couche élastique» 4« Bloc d'éléments Peltier suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que les cadres sont élastiques et possèdent une forme telle qu'ils sont déformés 25 à 1'encontre de leur propre élasticité» 5. Bloc d'éléments Peltier selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les ponts de contact présentent des saillies qui s'engagent dans des évidements de la plaque en matière isolante» 30 6c Bloc d'éléments Peltier suivant la re vendication 1, caractérisé par le fait que la plaque en matière isolante est réalisée en une matière synthétique expansée dure.