热电装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种具有流动通道(17)的热电装置(18)，该流动通道可由第一流体穿流，其中流动通道(17)具有第一壁板(1、3、22、23、41、43)以及连接该第一壁板(1、3、22、23、41、43)的侧壁，其中至少一个第一壁板(1、3、22、23、41、43)与热电模块(5)处于热接触状态，该热电模块(5)具有带至少两个相对而置的第二壁板的壳体，其中在第二壁板之间设置有多个热电元件(8)，其中热电元件(8)具有相对而置的表面，每个表面分别与热电模块(5)的壳体的第二壁板中的一个处于热接触状态。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】热电装置
本专利技术涉及一种具有流动通道的热电装置，该流动通道可被第一流体穿流，其中该流动通道具有第一壁板以及连接该第一壁板的侧壁，其中至少一个第一壁板与热电模块处于热接触状态。此外，本专利技术还涉及一种热电装置在热交换器中的布局。
技术介绍
在机动车中，大部分存储在燃料中的能量转换成热量。除了用于加热例如内部空间以外，该热量也部分无用地通过废气再次排出。这对车辆的整体效率产生不利的影响。为了提高效率并因此减少运行时的CO2排放，需要努力利用结合到废气中的能量。为了实现这一点，必须应用热电装置。这些热电装置具有热电活跃的材料，它能够产生电能。为此，该热电材料必须在其边界面(在此优选在两个相对而置的边界面)上承受温差。尤其在机动车中提供通过排气管道流动的废气作为热源。该废气温度在该整个排气管道上都足够高，因此热电装置能够集成在排气管道中的不同位置。例如提供车辆的冷却剂流作为冷源。为此，或者能够扩展已存在的冷却剂回路，或者必要时还能集成另一回路。文献EP1230475B1、EP1475532A2、WO2007026432、JP10281015AA、JP2000282960AA、JP2004068608AA、JP2005083251AA或JP2005117836AA虽然公开了应用这种热电装置时的方案，但由于热电元件不利地接合到热交换器上，所述应用的效率不高。为了确保热电装置的尤其有效的应用，重要的是，单个热电元件尤其有利地热结合到流体上。低的热转换效率是尤其有利的，以便能够从两个流体的温差中生成最大的应用效果，或者在备选的实施方式中借助尽可能小的流体消耗实现尽可能有效的热泵。当前现有技术的缺点尤其是，热电元件接合到引导流体的热电装置上，尤其就流体和热电活跃材料之间的尽可能小的热阻力而言。此外缺点还包括相对于连接材料或热电模块中的热应力的抵抗力。此外，迄今为止还未完美地解决热电模块在装置中的集成性。
技术实现思路
因此本专利技术的目的是，提供一种热电装置，它在流体和热电元件之间产生了尽可能小的热量阻力，此外它对热量应力是不敏感的，并且能够实现热电装置在热交换器中的简单集成性。此外，还提供了单个或多个热电装置在热交换器中的布局。本专利技术的目的通过具有权利要求1特征的热电装置得以实现。本专利技术涉及一种具有流动通道的热电装置，该流动通道可被第一流体穿流，其中该流动通道具有第一壁板以及连接该第一壁板的侧壁，其中至少一个第一壁板与热电模块处于热接触状态，该热电模块具有壳体，该壳体带有至少两个相对而置的第二壁板，其中在第二壁板之间设置有多个热电元件，其中热电元件具有相对而置的表面，它们分别与热电模块的壳体的第二壁板中的一个处于热接触状态。该热电元件在此封装在壳体中，并且组接成热电模块。多个热电元件以这种方式简单地承受温度梯度，其方式是：壳体的边界面(热电元件与之邻接)暴露在特定温度的流体中，壳体的与该边界面相对而置的边界面暴露在第二流体中，该第二流体具有与第一流体不同的温度。通过将壳体热接合到流动通道上，流入流动通道中的第一流体能够有利地集中，因此壳体的边界面能够尽可能长且均匀地暴露在流体中。在有利的改进方案中，还可以通过将电压施加到热电元件上以实现热量传输，而不是通过在热电模块上施加温度差来获得能量。流入流动通道中的流体以及下述流体之间的温度差是有利的，即后者尽可能大地环流着壳体的背向流动通道的边界面。在此有利的是，应用内燃机的废气流作为这两个流体中的一个，并且应用具有更低温度的流体(例如冷却介质回路)作为第二流体。此外还适宜的是，流动通道具有两个相对而置的第一壁板，它们分别与热电模块处于热接触状态。这一点是有利的，因为它确保了流动通道中的流体温度也传导到热电模块上。因为为了实现热电模块的按本专利技术的功能，必须在相对而置的边界面(在它们之间设置有热电元件)上施加温度梯度，有利的是，确保将流动通道有利地热接合到热电模块上。还优选的是，第一壁板和第二壁板构造得相互隔开，并且相互处于热接触状态，或者第一壁板和第二壁板构成为一个单元。对于第一壁板和第二壁板隔开的情况，它们之间的热接触是尤其有利的，因为这样能够尽量无损失地调节热电模块的温度，这有利于通过热电模块实现尽可能大的温度梯度，因为从第一流体到热电模块的温度损失通过良好的热接合降至最少。在第一壁板和第二壁板构成为一个单元的情况下，该热接合更有利，因为一个壁板的热阻力在各种情况下都比两个相互邻接的壁板的热阻力更低。在另一有利的实施例中，这些侧壁具有热退耦元件。该热退耦元件额外地实现了对于流动通道的侧面区域的热隔离，这些侧面区域并不直接邻接到热电模块上。因此尤其避免了热辐射损失。在有利的实施方式中，热退耦元件能够具有填充空气的中空腔，它具有额外的隔离效果。热退耦元件在此还构成为冲压件，或例如通过应用模制线材制成。还优选的是，第一壁板具有凹口。通过该凹口，同样减少了在流入流动通道中的流体和热电模块中的热电元件之间的热阻力，这有利于热电装置的效率。此外还有利的是，第一壁板和/或第二壁板具有流动阻力元件，其伸进流动通道中。通过该流动阻力元件，能够更好地将热量从流体传递到热电模块上。通过该流动阻力元件，增加了热电模块的暴露在流体中的表面，这改善了热量传递。此外还适宜的是，构成为一个单元的第一壁板和第二壁板具有至少一个凹口，其中这些凹口借助密封元件液密地封闭。构成为一个单元的第一和第二壁板的凹口用来平衡热应力。因为这两个流体中的一个(优选是流体通道内的流体)具有非常高的温度，所以可能会在流动通道的壁板中出现热应力。当第一和第二壁板设计成一个单元时，该单元既构成流动通道的边界，也构成热电模块的边界。热电元件设置在壁板的背向流动通道的侧面上，因此热应力传递到热电元件上。通过该凹口能够降低该热应力，该凹口能够有利地设计成膨胀缝的布局。此外还优选的是，流动通道构成为扁管，它由以堆垛方式构成的板状元件构成或构成为一体的扁管。这两个实施例都适合应用在按本专利技术的热电装置中。一体化的构造的优点是，不会产生不密封的连接位置。以堆垛方式构成的扁管能够尤其简单且成本低廉地制成。还有利的是，热电元件通过导电桥串联，其中导电桥设置在热电元件和第二壁板之间。热电元件的串联提高了热电装置的效率，因为获得的能量由单个热电元件上的获得的能量的相加构成。热电元件通过导电桥连接到第二壁板上是有利的，因为导电桥起中间介质的作用，它能够局部地接收可能出现的应力并因此释放敏感的热电元件的应力。此外还适宜的是，热电模块的壳体设计为多部件结构，其中该壳体基本上通过第二壁板和在第二壁板的方向上敞开的盒状的盖子构成，或者通过构成为一个单元的第一壁板、第二壁板以及在第二壁板的方向上敞开的盒状的盖子构成。通过壳体的多部件设计方案，能够简化制造工艺。此外，还能应用成本尤其低廉的待制造的部件(例如深拉伸片材金属)。布局方面的目的通过具有权利要求11特征的布局得以实现。本专利技术的实施例涉及一个或多个热电装置在热交换器中的布局，其中流动通道可由第一流体穿流，并且热电模式的外部边界面可由第二流体绕流。将热电装置设置在热交换器中，这是尤其简单的应用方式。该热电装置能够类似常见的管子一样容纳在热交换器的管板中。在此，第一流体通过集流箱流入热电装置的流动通道中，该集本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有流动通道(17)的热电装置(18)，该流动通道可由第一流体穿流，其中流动通道(17)具有第一壁板(1、3、22、23、41、43)以及连接该第一壁板(1、3、22、23、41、43)的侧壁，其中至少一个第一壁板(1、3、22、23、41、43)与热电模块(5)处于热接触状态，该热电模块(5)具有带至少两个相对而置的第二壁板的壳体，其中在第二壁板之间设置有多个热电元件(6)，其中热电元件(8)具有相对而置的表面，且每个表面分别与热电模块(5)的壳体的第二壁板中的一个处于热接触状态。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.08.17 DE 102012214701.21.一种热电装置(18)，其特征在于，包括：相对而置的第一壁板(1)和第二壁板(3)，该第一壁板(1)和第二壁板(3)分别具有凹口(4)；一流动通道(17)可由第一流体穿流，其中流动通道(17)在第一壁板(1)和第二壁板(3)之间穿过；一热电模块(5)，其包括多个热电元件(6)，其中，热电元件(6)设置在热电模块(5)内；以及热退耦元件(2)，其设置在第一壁板(1)和第二壁板(3)之间并被第一壁板(1)和第二壁板(3)覆盖，该热退耦元件(2)在中间区域中具有中空腔(2a)，该中空腔(2a)被第一壁板(1)和第二壁板(3)覆盖。2...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯·希姆莱，
申请(专利权)人：马勒国际公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE