[發(fā)明專利]能量回收組件及其提供方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201580068238.0
• 申請日: 2015-12-04
• 公開（公告）號: CN107431119B
• 公開（公告）日: 2020-03-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 阿諾德·孔泰;奧洛夫·埃蘭德松;托馬斯·斯卡爾
• 申請（專利權(quán)）人: 泰坦控股公司
• 主分類號: H01L35/30
• 分類號: H01L35/30;H01L35/32;F01N5/02
• 代理公司: 北京安信方達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11262
• 代理人: 張瑞;鄭霞

本發(fā)明涉及用于提取電功率的能量回收組件(1)及其提供方法。組件包括第一陣列(2)的管(6)和第二陣列(3)的管(13)。第一陣列(2)的管(6)與第二陣列(3)的管(13)相互交錯，使得第二陣列(3)的兩個管(13)布置在第一陣列(2)的兩個連續(xù)的管(6)之間，或者使得第一陣列(2)的兩個管(6)布置在第二陣列(3)的兩個連續(xù)的管(13)之間。熱電模塊(4)容納在第一陣列(2)和第二陣列(3)的相鄰管(6,13)之間的間隙(7)中。固定裝置(5)容納在兩個管(6；13)之間的空隙(X)中。固定裝置(5)在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)之間是可操作的，在第一狀態(tài)中，固定裝置(5)可插入在相關(guān)聯(lián)的空隙(X)中，在第二狀態(tài)中，固定裝置(5)適合于在相關(guān)聯(lián)的空隙(X)中對兩個管(6；13)施加壓力，迫使兩個管(6；13)中的每一個朝向熱電模塊(4)并朝向與熱電模塊(4)相鄰的連續(xù)的管(6；13)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于提取電功率的能量回收組件(energy recovering assembly)和提供這樣的能量回收組件的方法。

技術(shù)背景

將熱電模塊用于各種冷卻設(shè)備(例如，便攜式制冷箱)以及用于集成電路(如，處理器)的主動冷卻是熟知的。使用熱電模塊進(jìn)行發(fā)電也是熟知的。如果設(shè)計和尺寸適當(dāng)，用作發(fā)電機(jī)的廢氣再循環(huán)或再循環(huán)廢氣(EGR)驅(qū)動的熱電模塊可以減少燃料消耗，從而減少內(nèi)燃機(jī)(combustionengine)提供動力的機(jī)械裝置和交通工具的二氧化碳排放。

由熱廢氣供電的熱電發(fā)電機(jī)系統(tǒng)包括連接至廢氣或EGR流的入口和出口、第一熱交換器表面和第二熱交換器表面以及熱電模塊，該熱電模塊布置在第一熱交換器表面和第二熱交換器表面之間并與第一熱交換器表面和第二熱交換器表面接觸。第一熱交換器表面提供來自熱廢氣的熱傳遞。第二熱交換器表面通常連接到外部的冷卻系統(tǒng)。

熱電模塊包含至少一個熱電元件，該至少一個熱電元件通過其表面之間的溫差將熱量轉(zhuǎn)換成電能。所產(chǎn)生的電能可以由電力電子裝置處理，并且分配給內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)周圍的電力消耗裝置(power consumers)或由內(nèi)燃機(jī)提供電力的機(jī)械裝置。因此，通常通過廢氣排出到周圍空氣中的熱能可以在一定程度上被回收。

這些熱電模塊的共同之處在于它們需要與第一熱交換器表面和第二熱交換器表面充分的表面接觸。在實踐中，這可以通過在熱交換器板的芯上施加軸向力或壓力來實現(xiàn)，其中芯熱電模塊布置在熱交換器板的中間。可以通過在兩個相對的剛性端板上施加來自外部的力來施加軸向力或壓力，例如，參見DE102007063196A1。在DE102005005077A1中公開了公開徑向壓縮的還有的另一個示例。還已知的是在芯內(nèi)施加軸向壓力。這是在AT506262A2中公開的示例，其中在芯的組裝期間中，在芯中形成一層的冷管被壓縮，由此施加將熱電模塊壓向相鄰的暖管的軸向力。

在這種類型的組件的設(shè)計中存在數(shù)個要克服的問題。性能通常隨熱電模塊表面溫差的升高而增加，這意味著通過熱交換器的熱流應(yīng)盡可能有效，而同時通過熱電模塊的熱傳遞應(yīng)盡可能低以保持溫差。

熱電模塊和熱交換器表面之間的接觸表面和接觸壓力是提供良好的熱傳遞的重要因素。因此，熱電模塊由其供應(yīng)商設(shè)計，具有尺寸接觸壓力以提供最佳操作。

熱電模塊和熱交換器板的熱側(cè)之間的不良接觸或間隙將導(dǎo)致熱電模塊的熱側(cè)較冷，由此熱電模塊上的溫差將降低，并且因此也將導(dǎo)致電性能降低。

反之亦然，熱電模塊和熱交換器表面的冷側(cè)之間的不良接觸將導(dǎo)致熱電模塊的冷側(cè)較熱，由此熱電模塊上的溫差將降低，并且因此也將導(dǎo)致電性能降低。在這種情況下，還存在根據(jù)熱流體的溫度使熱電模塊變得過熱的風(fēng)險。

同樣重要的是，橫跨熱電模塊的表面的壓力是均勻的。

發(fā)明概述

本發(fā)明的目的是提供一種裝置和方法，該裝置和方法在熱電模塊和熱交換器表面之間提供改進(jìn)的接觸壓力和接觸表面，從而確保良好的熱接觸，并且從而確保良好的電性能。