分布式热电串线和绝缘板以及局部加热、局部冷却和由热产生电能的应用制造技术

本申请提供了具有高度分布的热电元件的低廉、质轻、柔性的加热和冷却板。所描述的热电“串线”可以被编织或者组装在多个绝缘板中，例如坐垫、床垫、靠垫、毯子、吊顶板、办公屏风、桌下嵌板、电子外壳、建筑墙体、冰箱壁面和热转换嵌板。所述串线包含间隔的热电元件，其热连接并电连接于辫成麻花状的、有孔眼的、绳股的、发泡的或者其他可扩展的和可压紧的导体的整个长度。所述元件和压紧导体的一部分被装配在绝缘板中。在所述板的外部，所述导体被扩展以提供与空气或者其它介质相接触的非常大的表面区域，用于在冷面吸收热量和在热面消散热量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】分布式热电串线和绝缘板以及局部加热、局部冷却和由热产生电能的应用专利技术背景——冷却和加热相关申请的交叉引用本申请要求2011年5月4日提交的美国专利申请号为13/101，015的优先权，该美国专利依次要求2010年9月13日提交的美国临时专利申请61/403，217、2010年11月26日提交的美国临时专利申请61/417，380、2011年I月17日提交的美国临时专利申请61/433，489、2011年3月31日提交的美国临时专利申请61/470，039的优先权。该申请还要求2011年7月6日提交的美国临时专利申请61/504，784的优先权。上述申请通过引用整体纳入本文。
技术介绍
热电模块典型地包含间隔l_3mm密集包装的元件。典型地，在2x2英寸(5.08x5.08cm)的区域的阵列中可以连接多达256个这样的元件。当使用这些模块的时候，需要使用大而重的散热器和强力风扇来消散或者吸收每一侧上的热量。现有技术之所以这样密集的布局是因为具有低电阻的小元件允许更大电流I在所产生的电阻热(I2R)破坏热电冷却(pll，其中P=珀尔贴系数)之前流动。对于最大冷却能力，使用短的元件会导致热侧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.09.13 US 61/403,217;2010.11.26 US 61/417,380;1.过导体连接的热电元件的串线，其中，在元件附近压紧所述导体并且所述导体远离所述元件扩展。2.按权利要求1所述的串线，其特征在于一个或多个如下的特征: (a)其中，所述导体形成为金属绞线、编线、网丝、筛、金属箔或泡沫； (b)其中，所述导体由形成为绞线的金属形成，所述绞线为松散的、捆扎的或者共轴地分组的； (C)其中，所述导体由形成为绞线的金属形成，在所述元件附近将所述绞线挤压在一起以压紧，并且所述绞线远离所述元件展开以扩展； (d)其中，所述导体由形成为编线的金属形成，所述编线被编织成圆形的、椭圆形的或者扁平管状的形状，并且 其中，所述管状形状的编线优选地具有邻接于所述元件的相对小的直径或者宽度，以及远离所述元件的相对大的直径或宽度； (e)其中，所述导体由金属网丝或者金属筛形成，其邻近所述元件被折叠成紧密折叠的形状，并且远离所述元件被折叠为松散折叠的形状； (f)其中，所述导体由金属网丝或筛形成，其邻近所述元件被紧密地滚压，并且远离所述元件被松散地滚压； (g)其中，所述热电元件由选自由半导体材料、掺杂的半导体材料、铅、铋、锑、硒、碲、热隧道真空管及其组合构成的组的材料组成；以及 (h)其中，所述热电元件包括交替的N和P型元件。3.按权利要求1或权利要求2所述的串线，其中所述热电元件被编进和编出绝缘嵌板中的孔，其中金属在嵌板中的孔内的部分被大部分压紧，并且在嵌板中的孔外的部分被大部分扩展，或者在其间具有金属的成对的热电元件从绝缘嵌板暴露于扩展的或者可扩展的金属环的一侧穿过孔至另一侧，并将所述元件保持在所述嵌板内。4.按权利要求3所述的串线,其中,所述嵌板由选自由Styrofoam 、天然布料、合成布料、天然海绵、合成海绵、聚氨酯、纤维玻璃、泡沫玻璃、建筑绝缘材料、木材、纸、棉、棉絮、管包装绝缘材料、天花板材料、记忆泡沫和衬垫材料构成的组的材料构成。5.括如权利要求1-4任一项所述的热电元件的串线的热电设备，所述热电元件结合到坐垫、座位背部、毯子或者毯子中的一部分、枕头、桌下嵌板、天花板、建筑或住宅壁面或地板或窗户、冷冻器或酒水冷却壁或门、饮料或水罐绝缘体、电子壳体、耐久衣料或制服碎片、头盔或帽子或安全帽衬里或包含流体的管道中。6.括如权利要求3所述的串线的热电设备，用于当热量被施加于一侧的时候进行发电，其中所述热量优选地包括选自由阳光、地热、废热、体热、动物热量、余热、引擎热量、涡轮机热量和管道热构成的组的热源。7.括多个如权利要求1-4任一项所述的热电元件的串线的热电设备，所述热电元件结合到嵌板中，所述嵌板被堆叠在一起以在热量升高或者降低从而获得更大的温度差。8.按权利要求7所述的热电设备，其特征在于一个或多个如下的特征: Ca)其中，多个为等于2、3或4的整数； (b)其中，多个串线和嵌板组件被连接在一起，并且电绝缘于热导电板或者板组，优选电路板或者电路板组；(C)其中，多个串线和嵌板组件被连接在一起，并且通过电气隔离材料电绝缘于热导电板，所述电气隔离材料选自由FR4、卡普顿和聚酰亚胺构成的组； (d)其中，多个串线和嵌板组件被连接在一起，并且通过电气隔离材料电绝缘于热导电板，所述电气隔离材料为薄的并且包含具有薄隔离层的金属基底以允许高热传导，并且其中薄的电气隔离材料优选为卡普顿、聚酰亚胺或者金属基底的氧化物，并且具有10至40微米的厚度； (e)包含铜或其它金属垫以促进在所述板或多个板的每一侧上的堆叠的嵌板的外侧扩展的金属的焊接。9.按权利要求1所述的串线，进一步包括用于安装和保护热电元件的溢放口，其中(i)所述溢放口优选地从电路板基底材料切割或者由电路板基底材料组装，并且其中所述电路板基底材料优选地选自由邻近于或围绕所述热电元件以及被压紧导体的一部分的聚酰亚胺、卡普顿、聚酯、尼龙、FR-4、环氧树脂、胶水、纤维玻璃或玻璃纤维衣料构成的组；或者(ii)其中，所述溢放口包括铜或其它金属垫，用于焊接连接压紧的金属至所述溢放口和至所述热电元件。10.关于形成如权利 要求1所述的热电元件的串线的方法，包括在利用溢放口的衬垫形成有一定图案的基板上组装多个热电元件，并将热电元件与溢放口组件一起从所述基板上切下。11.关于形成如权利要求1所述的热电元件的串线的方法，其中所述热电元件被编进和编出绝缘嵌板中的孔，其中，金属在所述嵌板中的孔内的部分被大部分压紧，并且在所述嵌板的孔...

【专利技术属性】
技术研发人员：塔里克·马坎西，迈克尔·伯曼，史蒂夫·伍德，约翰·富兰克林，马克·N·埃弗斯，
申请(专利权)人：坦普罗尼克斯公司，
类型：
国别省市：