[發明專利]熱電設備、尤其熱電發電機

在審

• 申請號: 201611123725.5
• 申請日: 2016-12-08
• 公開（公告）號: CN107017332A
• 公開（公告）日: 2017-08-04
• 發明（設計）人: 托馬斯·希默;米夏埃爾·莫澤
• 申請（專利權）人: 馬勒國際有限公司
• 主分類號: H01L35/32
• 分類號: H01L35/32;H02N11/00
• 代理公司: 北京匯信合知識產權代理有限公司11335
• 代理人: 翟國明

技術領域

本發明涉及一種熱電設備，尤其熱電發電機。

背景技術

術語“熱電”理解為意思是溫度和電力之間的相互作用以及它們的彼此轉換。熱電元件利用該交互作用，它們充當熱電發電機生成電能。熱電發電機將溫度差轉換為電勢差，即電壓。以該方式熱流能夠轉換成電流。例如，該類型的熱電模塊能夠用來回收廢熱，例如內燃機中的廢熱。例如，關于環境或者關于冷卻劑的過剩廢熱包括溫度差，能夠利用溫度差生成熱流，借助于這種熱電模塊能夠將熱流轉換成電流，此事實對應于所述的回收廢熱。

熱電模塊典型地包括多個熱電元件，它們呈正及負摻雜半導體材料的形式，半導體材料經由多個導體橋電連接。熱電模塊在其冷側包括外壁，外壁能夠稱為冷側壁并且以導熱及電絕緣方式牢固地連接至多個冷側導體橋。類似于此，熱電模塊在其溫側包括形成溫側壁的外壁，其以導熱及電絕緣方式牢固地連接至多個溫側導體橋。熱電元件布置于冷側壁和溫側壁之間，使得它們在冷側及溫側導體橋之間延伸。

這種類型的熱電模塊是公知的，例如公知于DE1539322A。

從現有技術還公知的是，將多個熱電模塊堆疊在彼此之上，能夠以該方式改善熱電設備的效率。

發明內容

本發明的要求是提議開發熱電設備的新方式，尤其如果這些方式實現為熱電發電機。

該要求通過獨立專利權利要求滿足。優選實施例是獨立權利要求的主題。

因而，本發明的基本在于：將存在熱電元件的熱電設備的各個熱電模塊堆疊在彼此之上，以及將用作與第一或者第二儲熱器熱接觸的第一或者第二導熱元件布置在兩個相鄰模塊之間。利用該布置，第一儲熱器能夠被所謂的熱介質流經，第二儲油罐能夠被冷介質流經，反之亦然。此處在該情況下術語“熱介質”和“冷介質”理解為意思是具有不同溫度的兩個流體，其中，兩個流體中之一即熱介質包括的溫度高于第二流體即冷介質。因此熱電模塊經由第一/第二導熱元件聯接至兩個不同溫度的流體。存在于兩個流體之間的溫度差經由導熱元件傳遞至熱電模塊，根據熱電發電機的激活原理，熱電模塊能夠由溫度差生成電勢差，即電壓。這允許要橫向附接的兩個儲熱器距離熱電模塊極短距離。

總之，這導致熱電模塊和儲熱器之間非常良好的熱聯接，從而確保熱電設備的較高效率程度，尤其當其作為熱電發電機操作時。此外，根據此處提議的本發明的熱電設備僅要求較小量的構造空間。

根據本發明的熱電設備，尤其熱電發電機，包括多個熱電模塊，它們沿著堆疊方向堆疊在彼此之上。每個熱電模塊包括多個熱電元件。此外熱電設備包括多個第一導熱元件，它們將熱電模塊熱聯接至第一儲熱器，第一儲熱器能夠被熱介質流經。多個第二導熱元件以對應方式將熱電模塊熱聯接至第二儲熱器，第二儲熱器能夠被冷介質流經。根據本發明第一導熱元件沿垂直于堆疊方向的截面橫向于第二導熱元件延伸。

在優選實施例中，第一和第二導熱元件包括細長形狀，使得第一導熱元件的縱向延伸方向橫向于第二導熱元件的縱向延伸方向延伸。細長形狀理解為意思是導熱元件的長度大于導熱元件的寬度。該測量允許流體管道橫向附接在熱電模塊的中間附近。

優選至少一個熱電模塊包括熱側，其熱連接至第一導熱元件。此外，至少一個熱電模塊包括冷側，其熱連接至第二導熱元件。尤其優選這適用于所有熱電模塊。以該方式能夠確保熱電模塊和儲熱器之間有效的熱聯接。在一個變型中，第一導熱元件能夠連接至冷側，第二導熱元件能夠連接至熱側。

在另一優選實施例中，熱連接至第一儲熱器的第一導熱元件、或者熱連接至第二儲熱器的第二熱元件分別沿堆疊方向布置于兩個相鄰熱電模塊之間。以該方式能夠確保每個熱電模塊期望的熱聯接至第一和第二儲熱器兩者，同時節約構造空間。

尤其方便地，第一導熱元件和第二導熱元件分別沿堆疊方向交替。這使得能夠以構造非常簡單的方式實現將熱電模塊操作上所需的聯接至第一和第二儲熱器兩者。

已經證明本發明的一個有利的進一步發展是尤其節約空間的，其中，導熱元件包括兩個縱向側以及兩個橫向側。在該變型中，第一導熱元件的縱向側橫向于第二導熱元件的縱向側延伸。

在一個有利的進一步發展中，第一儲熱器包括兩個第一流體管道，它們能夠被熱介質流經，并且其在垂直于堆疊方向的截面中彼此對置，并且它們布置在第一導熱元件的兩個縱向端部。可替換地或者額外地，第二儲熱器包括兩個第二流體管道，它們在垂直于堆疊方向的截面上彼此對置，并且布置在第二導熱元件的兩個縱向端部。