DE102012206127A1 - Thermoelektrische Vorrichtung - Google Patents

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Abstract

Thermoelektrische Vorrichtung (2) zur Erzeugung von elektrischer Energie aus Wärme, insbesondere für den Einsatz in einem Kraftfahrzeug, mit mindestens einem ersten thermoelektrisches Modul (1), welches eine erste Oberfläche aufweist und eine zweite der ersten Oberfläche gegenüberliegend angeordnete Oberfläche aufweist, mit einem ersten Strömungskanal (6, 7, 33, 34, 47, 48, 58, 59, 69, 70, 85, 86, 94, 102, 111, 113) für ein erstes Fluid und einem zweiten Strömungskanal (6, 7, 33, 34, 47, 48, 58, 59, 69, 70, 85, 86, 94, 102, 111, 113) für ein zweites Fluid, wobei zwischen dem ersten Fluid und dem zweiten Fluid eine Temperaturdifferenz besteht, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Oberfläche mit dem ersten Strömungskanal (6, 7, 33, 34, 47, 48, 58, 59, 69, 70, 85, 86, 94, 102, 111, 113) in thermisch leitender Verbindung steht und die zweite Oberfläche mit dem zweiten Strömungskanal (6, 7, 33, 34, 47, 48, 58, 59, 69, 70, 85, 86, 94, 102, 111, 113) in thermisch leitender Verbindung steht, wobei der erste Strömungskanal (6, 7, 33, 34, 47, 48, 58, 59, 69, 70, 85, 86, 94, 102, 111, 113) an einem seiner Enden mit einem ersten Sammler (17, 18, 19, 20, 27, 28, 39, 40, 41, 42, 49, 50, 60, 61, 72, 73, 74, 75, 96, 97) in Fluidkommunikation steht und mit seinem anderen Ende mit einem zweiten Sammler (17, 18, 19, 20, 27, 28, 39, 40, 41, 42, 49, 50, 60, 61, 72, 73, 74, 75, 96, 97) in Fluidkommunikation steht und der zweite Strömungskanal (6, 7, 33, 34, 47, 48, 58, 59, 69, 70, 85, 86, 94, 102, 111, 113) mit einem seiner Enden mit einem dritten Sammler (17, 18, 19, 20, 27, 28, 39, 40, 41, 42, 49, 50, 60, 61, 72, 73, 74, 75, 96, 97) in Fluidkommunikation steht und mit seinem anderen Ende mit einem vierten Sammler (17, 18, 19, 20, 27, 28, 39, 40, 41, 42, 49, 50, 60, 61, 72, 73, 74, 75, 96, 97) in Fluidkommunikation steht.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Thermoelektrische Vorrichtung zur Erzeugung von elektrischer Energie aus Wärme, insbesondere für den Einsatz in einem Kraftfahrzeug, mit mindestens einem ersten thermoelektrisches Modul, welches eine erste Oberfläche aufweist und eine zweite der ersten Oberfläche gegenüberliegend angeordnete Oberfläche aufweist, mit einem ersten Strömungskanal für ein erstes Fluid und einem zweiten Strömungskanal für ein zweites Fluid, wobei zwischen dem ersten Fluid und dem zweiten Fluid eine Temperaturdifferenz besteht.
  • Stand der Technik
  • In Kraftfahrzeugen wird ein Großteil der im Brennstoff gebunden Energie in Wärme umgesetzt. Diese wird neben der Nutzung zur Erwärmung zum Beispiel des Innenraums auch teilweise ungenutzt durch das Abgas wieder abgegeben.
  • Dies beeinflusst den Gesamtwirkungsgrad des Fahrzeugs negativ. Um den Wirkungsgrad zu erhöhen und damit die CO2-Emissionen im Betrieb zu senken ist es erstrebenswert die im Abgas gebundene Energie nutzbar zu machen.
  • Um dies zu erreichen ist der Einsatz von thermoelektrischen Vorrichtungen notwendig. Diese thermoelektrischen Vorrichtungen weisen thermoelektrisch aktive Materialien auf, die es erlauben elektrische Energie zu erzeugen. Hierzu müssen die thermoelektrischen Materialien über ihre Materialstärke einer Temperaturdifferenz ausgesetzt werden.
  • Als heiße Quelle bietet sich insbesondere im Kraftfahrzeug der Abgasstrang an. Die Abgastemperaturen liegen über den gesamten Abgasstrang genügend hoch, so dass eine Thermoelektrische Vorrichtung an theoretisch jeder Stelle in den Abgasstrang integriert werden kann.
  • Als kalte Quelle bietet sich zum Beispiel ein Kühlmittelstrom des Fahrzeuges an. Hierzu kann entweder ein bereits vorhandener Kühlmittelkreislauf erweitert werden, oder nötigenfalls ein weiterer Kreislauf integriert werden.
  • Die Druckschriften EP 1230475B1 , EP 1475532A2 , WO 2007026432 , JP 10281015AA , JP 2000282960AA , JP 2004068608AA , JP 2005083251AA oder JP 2005117836AA offenbaren zwar Ansätze unter Verwendung einer solchen Thermoelektrischen Vorrichtung, jedoch sind diese Anwendungen wenig effizient auf Grund nachteiliger Anbindung der thermoelektrischen Module an einen Wärmeübertrager.
  • Weiterhin sind Konzepte bekannt wie etwa in der DE 10 2009 058 676 A1 wo die thermoelektrische Vorrichtung als Kreuzstromwärmeübertrager aufgebaut ist. In einer solchen Bauform ist insbesondere die Gestaltung der Anbindung der thermoelektrisch aktiven Materialien an die beiden das Material umströmenden Fluiden aufwendig. Außerdem gestaltet sich die elektrische Anbindung der thermoelektrisch aktiven Materialien schwierig, da sie in der vorgestellten Bauform stets mit mindestens einem der Fluide in Kontakt stehen.
  • Nachteilig am Stand der Technik sind somit insbesondere die schlechte thermische Anbindung der thermoelektrisch aktiven Materialien an die heiße und kalte Wärmequelle, die elektrische Kontaktierung der thermoelektrisch aktiven Materialien durch eines der beiden Fluide, sowie die praktikable Integration der thermoelektrisch aktiven Materialien in einen Wärmeübertrager.
  • Darstellung der Erfindung
  • Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine thermoelektrische Vorrichtung bereitzustellen, der eine optimierte Anbindung der thermoelektrischen Materialien an die heiße und die kalte Quelle ermöglicht. Außerdem soll die thermoelektrische Vorrichtung einen optimierten Wärmeübergang vom heißen auf das kältere Fluid gestatten. Die elektrische Anbindung der thermoelektrisch aktiven Materialien soll zudem optimiert werden, so dass die elektrische Anbindung nicht mehr durch oder in einem der beiden Fluide erfolgen muss.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch eine thermoelektrische Vorrichtung zur Erzeugung von elektrischer Energie aus Wärme mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
  • Vorteilhaft ist eine thermoelektrische Vorrichtung zur Erzeugung von elektrischer Energie aus Wärme, insbesondere für den Einsatz in einem Kraftfahrzeug, mit mindestens einem ersten thermoelektrisches Modul, welches eine erste Oberfläche aufweist und eine zweite der ersten Oberfläche gegenüberliegend angeordnete Oberfläche aufweist, mit einem ersten Strömungskanal für ein erstes Fluid und einem zweiten Strömungskanal für ein zweites Fluid, wobei zwischen dem ersten Fluid und dem zweiten Fluid eine Temperaturdifferenz besteht, wobei die erste Oberfläche mit dem ersten Strömungskanal in thermisch leitender Verbindung steht und die zweite Oberfläche mit dem zweiten Strömungskanal in thermisch leitender Verbindung steht, wobei der erste Strömungskanal an einem seiner Enden mit einem ersten Sammler in Fluidkommunikation steht und mit seinem anderen Ende mit einem zweiten Sammler in Fluidkommunikation steht und der zweite Strömungskanal mit einem seiner Enden mit einem dritten Sammler in Fluidkommunikation steht und mit seinem anderen Ende mit einem vierten Sammler in Fluidkommunikation steht.
  • Durch den thermisch leitenden Kontakt des thermoelektrischen Moduls mit dem ersten Strömungskanal, welcher von einem ersten Fluid durchströmbar ist und dem zweiten Strömungskanal der mit einem zweiten Fluid durchströmbar ist und die zwischen den Fluiden vorherrschende Temperaturdifferenz entsteht am thermoelektrischen Modul ein Temperaturgefälle. Das thermoelektrische Modul kann aus diesem Temperaturgefälle unter Ausnutzung des Seebeck-Effekts elektrische Energie erzeugen. Mit steigender Temperaturdifferenz zwischen den Fluiden steigt die mögliche Energieausbeute durch das thermoelektrische Modul.
  • Hierbei sei erwähnt, dass die die thermoelektrischen Materialien, welche die thermoelektrischen Module bilden auch ein zusätzliches Gehäuse aufweisen können. Dieses kann in bevorzugter Weise aus einem keramischen oder einem metallischen Werkstoff bestehen.
  • Als thermoelektrisches Material können unter anderem Telluride, Skutterudidte, Silizide oder Half-Heusler-Materialien eingesetzt werden. Die konkrete Auswahl eines der Materialien sollte dabei am gewählten Anwendungszweck ausgerichtet werden.
  • Um eine elektrische Isolation der Strömungskanäle zu erreichen, können diese keramisch, etwa durch Aluminiumoxid oder Siliziumoxid beschichtet werden. Eine elektrische Isolation der Strömungskanäle ist insbesondere für den Anwendungsfall, bei dem die thermoelektrischen Materialien nicht von einem zusätzlichen Gehäuse umschlossen sind von Vorteil, da durch die zusätzliche elektrische Isolationsschicht die thermoelektrischen Materialien, bzw. die Leiterbrücken, über die die thermoelektrischen Module kontaktiert sind direkt an die Strömungskanäle angebunden werden können.
  • Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn der erste und der zweite Strömungskanal im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind. Die parallele Anordnung der Strömungskanäle zueinander ermöglicht es die thermoelektrischen Module so zu positionieren, dass sowohl die erste als auch die zweite Fläche des thermoelektrischen Moduls eine möglichst große Kontaktfläche zu den Strömungskanälen aufweisen. Hierdurch kann der Wärmeübergang optimal stattfinden.
  • In einer alternativen Ausführungsform ist es zu bevorzugen, wenn der erste und der zweite Sammler mit einen ersten Fluidkreislauf welcher von dem ersten Fluid durchströmbar ist in Fluidkommunikation steht und der dritte und der vierte Sammler mit einem zweiten Fluidkreislauf welcher von dem zweiten Fluid durchströmbar ist in Fluidkommunikation steht.
  • Durch die Anbindung an zwei unterschiedliche Fluidkreisläufe ist die Möglichkeit gegeben zwei unterschiedliche Fluide durch den einen und den anderen Fluidkreislauf strömen zu lassen. Dies ermöglicht es die Temperaturdifferenz zwischen dem ersten und dem zweiten Fluid möglichst groß zu halten, indem zum Beispiel eines der Fluide ein heißes Fluid wie etwa das Abgas eines Verbrennungsmotors ist und das andere Fluid ein im Verhältnis zum ersten Fluid kaltes Fluid, wie etwa ein Kühlmittel aus einem Kühlmittelkreislauf des Verbrennungsmotors ist.
  • Weiterhin ist es zu bevorzugen, wenn der erste und der zweite Sammler in einem ersten Bauteil realisiert sind und/oder der dritte und vierte Sammler in einem zweiten Bauteil realisiert sind.
  • Hierbei bedeutet in einem Bauteil realisiert, das Vorhandensein von zwei unabhängigen Sammlern in einem Bauteil, wie zum Beispiel in einem Bauteil, das ein Volumen einschließt, wobei das innere Volumen durch eine Trennwand in ein erstes Volumen und ein zweites Volumen unterteilt ist, wobei die Volumen nicht in direkter Fluidkommunikation miteinander stehen. So könnten ein erster und ein zweiter Sammler in nur einen Bauteil realisiert sein. Durch die Integration von zwei Sammlern in nur ein Bauteil kann unter Umständen die konstruktive Auslegung der gesamten thermoelektrischen Vorrichtung vereinfacht werden.
  • Außerdem ist es vorteilhaft, wenn das erste thermoelektrische Modul elektrische Kontakte aufweist, die außerhalb des durchströmbaren Bereichs des ersten und des zweiten Strömungskanals verläuft.
  • Dies ist besonders vorteilhaft, da dadurch keine zusätzliche Isolation der Kontaktstellen gegen die beiden in den Strömungskanälen strömenden Fluiden notwendig ist. In einigen im Stand der Technik bekannten Lösungen sind die thermoelektrischen Module so angeordnet, dass sie vollständig in einem der Fluide eingebettet sind. Durch den Verzicht auf eine zusätzliche Isolation gegen die strömenden Fluide werden Kosten minimiert und die Lebensdauer der thermoelektrischen Module erhöht.
  • Außerdem ist dies vorteilhaft, da hierdurch die Kontakte der thermoelektrischen Module in radialer Richtung kontaktiert werden können, wohingegen die die Fluide die thermoelektrische Vorrichtung axial durchströmen. Es besteht somit keine Einschränkung hinsichtlich der Kontaktierung der thermoelektrischen Module durch Zu- und Ableitungen der Fluide.
  • Auch ist es vorteilhaft, wenn der erste Strömungskanal eine erste Aussparung aufweist und/oder der zweite Strömungskanal eine zweite Aussparung aufweist in welche das thermoelektrische Modul mit seiner ersten Oberfläche und/oder seiner zweiten Oberfläche fluiddicht einsetzbar ist.
  • Durch eine Anbindung eines der thermoelektrischen Module direkt an einer Aussparung eines der Strömungskanäle, kann das thermoelektrische Modul direkt in Kontakt mit dem strömenden Fluid gebracht werden. Der Wärmeübergang kann hierdurch erhöht werden, da der Wärmeübergang durch die Wandung der Strömungskanäle entfällt.
  • Außerdem ist es zu bevorzugen, wenn das erste thermoelektrische Modul mit dem ersten Strömungskanal und dem zweiten Strömungskanal verklebt und/oder verlötet und/oder verschweißt und/oder verpresst und/oder heißgepresst und/oder versintert und/oder druckgesintert und/oder verspannt ist.
  • Eine Vielzahl von Verbindungsverfahren kann hier vorteilhaft eingesetzt werden, um das thermoelektrische Modul zwischen den Strömungskanälen in seiner vorgegebenen Position zu fixieren. Hierzu können entweder dauerhafte Verbindungen oder wieder lösbare Verbindungen genutzt werden. Durch eine hohe Flächenpressung zwischen den thermoelektrischen Modulen und den Strömungskanälen kann der Wärmeübergang weiter optimiert werden. Die Fixierung der thermoelektrischen Module ist insbesondere auch im Hinblick auf den Einsatz in einer Anwendung in einem Kraftfahrzeug besonders vorteilhaft, da hier im Betrieb mit starken Erschütterungen zu rechnen ist. Die Lebensdauer ist durch eine stabile Auslegung deutlich erhöhbar.
  • In einer alternativen Ausführungsform ist es zu bevorzugen, wenn das erste thermoelektrische Modul mit dem ersten Strömungskanal und dem zweiten Strömungskanal verbindbar ist und die Anordnung von einem Gehäuse umfassbar ist. Wobei weiterhin das Gehäuse mit einem expandierenden Schaum befüllbar ist.
  • Durch ein die Anordnung umfassendes Gehäuse kann ein zusätzlicher Schutz der Anordnung gegen störende Einflüsse von außen erreicht werden. Ein Gehäuse kann die Anordnung etwa vor Schlägen und dem Eindringen von Fremdobjekten schützen. Durch das Befüllen des Gehäuses mit einem expandierenden Schaum können die Komponenten der thermoelektrischen Vorrichtung zusätzlich in ihrer vorbestimmten Position fixiert werden. Zusätzlich kann durch den expandierenden Schaum eine Entkopplung von störenden Schwingungseinflüssen erreicht werden.
  • Auch kann durch den expandierenden Schaum eine zusätzliche thermische Isolierung der thermoelektrischen Vorrichtung erfolgen, was sich vorteilhaft auf die Temperaturdifferenz zwischen den beiden Fluiden auswirken kann.
  • Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der erste Strömungskanal und/oder der zweite Strömungskanal im Inneren Rippen und/oder Turbulenzeinlagen aufweisen. Durch Rippen und/oder Turbulenzeinlagen kann die Verwirbelung innerhalb der Strömungskanäle erhöht werden, was zu einem verbesserten Wärmeübergang führen kann. Außerdem kann die Kontaktzeit des vorbeiströmenden Mediums mit der Oberfläche des Strömungskanals, oder der Oberfläche des thermoelektrischen Moduls durch gezielte Verwirbelungen erhöht werden, was den Wärmeübergang ebenfalls positiv beeinflusst.
  • Auch ist es zu bevorzugen, wenn der erste Strömungskanal und/oder der zweite Strömungskanal im Wesentlichen eine Umlenkung der Strömungsrichtung erfahren.
  • Durch eine Umlenkung der Strömungsrichtung, insbesondere um 180° in der gleichen Ebene ist es möglich die Strömungskanäle des ersten und des zweiten Fluids so anzuordnen, dass die Überdeckung der Strömungskanäle auf einer gegebenen für die thermoelektrische Vorrichtung zu Verfügung stehenden Grundfläche erhöht wird, wodurch sich mehr thermoelektrische Module auf der gegebenen Grundfläche zwischen den Strömungskanälen anordnen ließen und wodurch weiterhin insbesondere der Wärmeübergang verbessert werden würde.
  • Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die thermoelektrische Vorrichtung eine Mehrzahl von Strömungskanälen aufweist welche von dem ersten Fluid durchströmbar sind und eine Mehrzahl von Strömungskanälen aufweist, die von dem zweiten Fluid durchströmbar sind, mit einer Mehrzahl von thermoelektrischen Modulen die jeweils zwischen einem von dem ersten Fluid durchströmbaren Strömungskanal und einem von dem zweiten Fluid durchströmbaren Strömungskanal angeordnet sind.
  • Durch eine Erhöhung der Anzahl der Strömungskanäle und der einsetzbaren thermoelektrischen Module kann die Gesamtenergieausbeute der thermoelektrischen Vorrichtung erhöht werden.
  • Weiterhin sei erwähnt, dass sich die thermoelektrische Vorrichtung auch in einer alternativen Betriebsart verwenden lässt. Anstelle durch eine Temperaturdifferenz am thermoelektrischen Modul elektrische Energie zu erzeugen, lässt sich der Prozess auch umkehren. Durch das Anlegen einer elektrischen Spannung an die thermoelektrischen Module kann Wärme vom Fluid mit der kälteren Temperatur in das Fluid mit der wärmeren Temperatur gepumpt werden. Diese Anwendung folgt dem Prinzip des Peltier-Effektes.
  • So ist es möglich die Temperatur eines Mediums zu erhöhen und die des anderen Mediums zu senken. Für den Wärmeübergang werden keine beweglichen Teile oder Mechaniken benötigt.
  • Die erfindungsgemäße thermoelektrische Vorrichtung kann in seinem Aufbau unverändert für diese Anwendung herangezogen werden. Lediglich eine zusätzliche Stromquelle, über welche die thermoelektrischen Module bestromt werden ist notwendig.
  • Vorteilhaft ist diese Anwendung insbesondere deshalb, da sich durch den Einsatz von thermoelektrischen Heizern, was die Erfindung in der hier beschriebenen Verwendung darstellt, COP-Werte von größer 1 realisieren lassen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Nachstehend wird die Erfindung auf der Grundlage zumindest eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine Schnittansicht eines thermoelektrisches Moduls,
  • 2 eine Schnittansicht eines thermoelektrischen Moduls positioniert zwischen zwei Strömungskanälen,
  • 3 eine Schnittansicht eines thermoelektrischen Moduls positioniert zwischen zwei Strömungskanälen,
  • 4 eine Schnittansicht eines thermoelektrischen Moduls positioniert zwischen zwei Strömungskanälen mit Ausschnitten in den Strömungskanälen,
  • 5 eine Schnittansicht eines thermoelektrischen Moduls positioniert zwischen zwei Strömungskanälen mit zusätzlichen Distanzelementen zwischen den Strömungskanälen,
  • 6 eine Schnittansicht einer thermoelektrischen Vorrichtung, mit mehreren Strömungskanälen und thermoelektrischen Modulen die innerhalb eines Gehäuses angeordnet sind,
  • 7a bis h unterschiedliche Ausführungsformen für erfindungsgemäße Strömungskanäle,
  • 8 und 9 eine Schnittansicht durch eine erfindungsgemäße Ausführungsformen einer thermoelektrischen Vorrichtung,
  • 10a eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen thermoelektrischen Vorrichtung,
  • 10b eine Aufsicht auf eine erfindungsgemäßen thermoelektrischen Vorrichtung,
  • 10c eine Schnittansicht durch eine erfindungsgemäßen thermoelektrischen Vorrichtung,
  • 11a eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen thermoelektrischen Vorrichtung,
  • 11b eine Aufsicht auf eine erfindungsgemäße thermoelektrische Vorrichtung,
  • 11c eine Schnittansicht durch eine erfindungsgemäßen thermoelektrische Vorrichtung,
  • 11d eine Aufsicht auf einen erfindungsgemäße thermoelektrische Vorrichtung,
  • 11e eine Schnittansicht durch eine erfindungsgemäße thermoelektrische Vorrichtung,
  • 11f eine Schnittansicht durch eine erfindungsgemäße thermoelektrische Vorrichtung,
  • 12a eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen thermoelektrischen Vorrichtung,
  • 12b eine Aufsicht auf eine erfindungsgemäße thermoelektrische Vorrichtung,
  • 12c eine Schnittansicht durch eine erfindungsgemäße thermoelektrische Vorrichtung,
  • 13a eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen thermoelektrischen Vorrichtung,
  • 13b eine Aufsicht und eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen thermoelektrischen Vorrichtung,
  • 14a eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen thermoelektrischen Vorrichtung,
  • 14b eine Aufsicht und zwei Schnittansichten einer erfindungsgemäßen thermoelektrischen Vorrichtung,
  • 15a eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen thermoelektrischen Vorrichtung,
  • 15b eine Aufsicht und eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen thermoelektrischen Vorrichtung,
  • 16a eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen thermoelektrischen Vorrichtung,
  • 16b eine Aufsicht und eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen thermoelektrischen Vorrichtung,
  • 17a eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen thermoelektrischen Vorrichtung,
  • 17b eine Aufsicht und eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen thermoelektrischen Vorrichtung,
  • 17c eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen thermoelektrischen Vorrichtung,
  • 18a eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen thermoelektrischen Vorrichtung und
  • 18b eine Aufsicht und eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen thermoelektrischen Vorrichtung.
  • bevorzugte Ausführung der Erfindung
  • Die 1 zeigt eine Schnittansicht eines thermoelektrischen Moduls 1. Das thermoelektrische Modul 1 weist im Inneren ein thermoelektrisch aktives Material 4 auf, welches von einem Gehäuse 3 umschlossen ist. Das thermoelektrisch aktive Material 4 ist durch elektrische Kontakte 4a kontaktiert, so dass es entweder erzeugte elektrische Energie über diese Kontakte 4a abgeben kann oder in einer alternativen Betriebsform über die elektrischen Kontakte 4a an eine Spannungsquelle angeschlossen werden kann.
  • In alternativen Ausführungsformen kann das thermoelektrische Modul 1 auch ohne das Gehäuse 3 ausgeführt sein. Hier ist dann das thermoelektrisch aktive Material 4 ebenfalls mit elektrischen Kontakten 4a versehen. Für den Fall, dass eine Ausführungsform eines thermoelektrischen Moduls 1 ohne Gehäuse 3 zum Einsatz kommt ist ein entsprechender Schutz des thermoelektrisch aktiven Materials 4 zu gewährleisten.
  • Die 2 zeigt die Anordnung eines thermoelektrischen Moduls 1 zwischen zwei Strömungskanälen 6, 7. Das thermoelektrische Modul 1 weist ebenfalls wieder ein thermoelektrisch aktives Material 4, so wie ein das thermoelektrisch aktive Material 4 umschließendes Gehäuse 3 auf. Das thermoelektrische Modul 1 ist über ein thermisch leitendes Material 5 mit den Kanalwänden der Kanäle 6, 7 verbunden. Über das thermisch leitende Material 5 soll eine besonders gute Anbindung der Außenflächen des thermoelektrischen Modul 1 an die Kanäle 6, 7 gewährleistet werden.
  • Als wärmeleitende Materialien können unter anderem folgende Materialien zum Einsatz kommen Wärmeleitpaste, Wärmeleitfolie, Grafitfolie oder Wärmeleitpulver (Barnitrit).
  • In alternativen Ausführungsformen ist es denkbar, dass auch hier das thermoelektrische Modul 1 kein Gehäuse 3 aufweist, sondern das thermoelektrisch aktive Material 4 direkt über das thermisch leitende Material 5 an den Kanälen 6, 7 angebunden ist. Dieser Zustand wird in 3 gezeigt.
  • 3 zeigt wie schon in 2 angedeutet ein Schnittbild durch ein thermoelektrisches Modul 1 welches zwischen zwei Strömungskanälen 6 und 7 angeordnet ist und über ein thermisch leitendes Material 5 mit den Außenflächen der Strömungskanäle 6, 7 verbunden ist. Das thermoelektrische Modul 1 weist in 3 kein Gehäuse auf und so ist das thermoelektrisch aktive Material 4 direkt über das thermisch leitende Material 5 an die Außenwände der Strömungskanäle 6, 7 angebunden.
  • 4 zeigt ein Schnittbild durch ein thermoelektrisches Modul 1 welches wieder ein Gehäuse 3 aufweist, dass das thermoelektrisch aktive Material 4 umfasst. Das thermoelektrische Modul 1 ist über ein thermisch leitendes Material 5 ebenfalls wieder an Strömungskanälen 6, 7 angeordnet.
  • Die Strömungskanäle 6, 7 weisen Ausschnitte 8, 9 auf, welche an der Außenwand des Strömungskanals angeordnet sind, die dem thermoelektrischen Modul 1 zugeordnet ist. Die Ausschnitte 8, 9 der Strömungskanäle 6, 7 werden quasi durch das thermoelektrische Modul 1 so überdeckt, dass der Strömungskanal 6, 7 weiterhin fluiddicht ausgeführt ist.
  • Über diese Anordnung des thermoelektrischen Modul 1 an den Ausschnitten 8, 9 der Strömungskanäle 6, 7 kann erreicht werden, dass die durch die Strömungskanäle 6, 7 strömenden Fluide in direktem Kontakt mit der Oberfläche des thermoelektrischen Moduls 1 sind. Durch den direkten Kontakt zwischen den strömenden Fluiden und dem thermoelektrischen Modul 1 ist ein besserer Wärmeübergang zu erzeugen, was für den Prozess vorteilhaft ist.
  • Besonderes Augenmerk ist hierbei auf die zusätzliche Abdichtung der Ausschnitte 8, 9 zu richten, welche entweder durch das thermoelektrische Modul 1 an sich oder durch das thermisch leitende Material 5 gegeben sein muss.
  • In alternativen Ausführungsformen ist es auch denkbar, zwischen den Strömungskanälen 6 und 7 um das thermoelektrische Modul 1 herum eine zusätzliche Isolationsschicht einzubringen.
  • 5 zeigt ebenfalls ein Schnittbild durch ein thermoelektrisches Modul 1, welches zwischen zwei Strömungskanälen 6, 7 angeordnet ist. Die Anbindung des thermoelektrischen Moduls 1 ist ebenfalls über ein thermisch leitendes Material 5 realisiert. Zwischen den Strömungskanälen 6, 7 ist auf der rechten Seite ein Distanzelement 10 eingebracht. Auf der linken Seite des thermoelektrischen Moduls 1 ist ein Distanzelement 11 eingebracht. Diese beiden unterschiedlichen Distanzelemente 10, 11 zeigen beispielhaft, dass zwischen die Strömungskanäle 6, 7 vorteilhafte Distanzelemente eingebracht werden können um den Abstand zwischen den Strömungskanälen 6, 7 zu definieren und zu begrenzen. Neben den beiden gezeigten Distanzelementen 10, 11 ist auch das Einbringen andersartiger Distanzelemente denkbar.
  • Die Auswahl des Distanzelementes richtet sich im Wesentlichen nach den Abmaßen des thermoelektrischen Moduls 1.
  • Die Distanzelemente 10, 11 können zusätzlich zu der in 5 gezeigten Funktion der Schaffung einer Distanz in vertikaler Richtung ebenfalls dafür eingesetzt werden die thermoelektrischen Module 1 sofern eine Mehrzahl von diesen verbaut ist, seitlich zueinander zu beabstanden. Ebenfalls könnte eine zusätzliche isolierende Funktion, welche zum Beispiel bei einem Aufbau ähnlich dem in 4 gezeigten von Nöten ist, durch eines der Distanzelemente 10, 11 realisiert werden.
  • 6 zeigt eine Anordnung mehrerer thermoelektrischen Module 1 zwischen jeweils Strömungskanälen 6, 7 die zu einer thermoelektrischen Vorrichtung 2 zusammengeschlossen sind. Hierbei sind im Wesentlichen mehrere thermoelektrische Module 1 zwischen Strömungskanälen 6, 7 übereinander gestapelt.
  • Der in 6 gezeigte Aufbau einer thermoelektrischen Vorrichtung 2 ist von einem Gehäuse 12 umfasst, in welches ein expandierender Schaum 13 eingespritzt ist. Das Gehäuse 12 dient hier dem Schutz der Anordnung und verhindert ein Eindringen von Fremdkörpern und minimiert die Einwirkung durch Erschütterungen und Schläge auf die Anordnung. Der expandierende Schaum 13 stabilisiert die Anordnung im Inneren des Gehäuses 12 und kann zusätzlich thermisch isolierende Eigenschaften aufweisen.
  • Der in 6 gezeigte Aufbau einer thermoelektrischen Vorrichtung 2 sieht im Wesentlichen Strömungskanäle 6a, 6b vor, welche von einem ersten Fluid durchströmbar sind, sowie Strömungskanäle 7a, 7b, welche von einem zweiten Fluid durchströmbar sind. Jeweils ein Strömungskanal 6, 7 für ein erste Fluid wird hierbei oberhalb des thermoelektrischen Moduls 1 angeordnet und mit dem thermoelektrischen Modul 1 in Kontakt gebracht, jeweils ein weiterer Strömungskanal 6, 7 für ein zweites Fluid wird so angeordnet, dass die Unterseite des thermoelektrischen Moduls 1 mit diesem in Kontakt tritt.
  • Die Anordnung und geometrische Ausgestaltung der Strömungskanäle 6a, 6b, 7a, 7b kann abweichend von der in 6 gezeigten Anordnung auf viele verschiedene Weisen erfolgen. Mehrere Ausführungsformen zeigen die 7a bis 7h.
  • In der 6 sind keine elektrischen Kontaktierungen 4a der thermoelektrischen Module 1 dargestellt. Dies ist jedoch lediglich aus Gründen der Übersichtlichkeit geschehen.
  • Eine weitere Besonderheit der 6, welche jedoch in der 6 auf Grund der Schnittdarstellung nicht gezeigt ist, ist dass die Kanäle 6a, 6b für das erste Fluid sowie die Kanäle 7a, 7b für das zweite Fluid in der Tiefe einmal um 180° umgelenkt sind. Die Kanäle 6a, 6b bilden so einen gemeinsamen Strömungsweg für ein Fluid. Ebenso bilden die Kanäle 7a, 7b einen gemeinsamen Strömungspfad für das zweite Fluid.
  • Eine genaue Darstellung wie die Umlenkung des Strömungskanals 6a auf den Strömungskanal 6b, bzw. des Strömungskanals 7a auf den Strömungskanal 7b erfolgt wird in den weiteren Figuren gezeigt.
  • Die 7a bis 7h zeigen unterschiedliche Ausführungsformen der Strömungskanäle 6a, 6b, 7a, 7b wie sie in einer erfindungsgemäßen Ausführung verwendet werden können.
  • Die 7a zeigt Strömungskanäle entsprechend der bereits in 6 gezeigten Anordnung, wobei die Strömungskanäle grundsätzlich einen rechteckigen Querschnitt aufweisen und mit einem zwischen den Kanälen 6a, 6b, 7a, 7b liegenden Luftspalt zueinander angeordnet sind.
  • Die 7b zeigt Strömungskanäle 6a, 6b, 7a, 7b, welche jeweils ebenfalls einem rechteckigen Querschnitt aufweisen. Die Strömungskanäle sind hier direkt aneinander angrenzend angeordnet. Die Strömungskanäle 6a, 7a bzw. 6b, 7b können als jeweils eigenständige Strömungskanäle ausgeführt sein, welche anschließend miteinander verbunden werden. Alternativ kann der Strömungskanal 6a, 7a, 6b, 7b auch aus einem Teil gefertigt sein in das zusätzlich eine Trennwand eingefügt wird, so dass eine Unterteilung in jeweils zwei unabhängige Bereiche stattfindet.
  • Die 7c zeigt eine weitere Anordnung, wobei hier die Strömungskanäle grundsätzlich auch eine rechteckige Grundform aufweisen, die nach innen gerichteten Enden der Strömungskanäle 6a, 7a bzw. 6b, 7b sind hier jedoch durch schräge, spitz zulaufende Außenwände abgeschlossen. Die beiden Strömungskanäle 6a, 7a bzw. 6b, 7b sind an der jeweiligen Spitze der spitz zulaufenden Innenwand miteinander in Kontakt stehend.
  • Die 7d zeigt eine weitere Ausführungsform der Strömungskanäle 6a, 7a bzw. 6b, 7b. Die in 7d gezeigte Ausführung kann beispielsweise aus Blechteilen aufgebaut sein, welche aufeinander gelegt und miteinander verschweißt sind. Jeder Kanal 6a, 6b, 7a, 7b wird gebildet aus einer U-förmigen Basis, worauf ein Gleichtteil, welches um 180° gedreht wurde aufgesetzt ist.
  • Das Oberteil und das Unterteil können anschließend miteinander durch Verfahren wie etwa das Löten oder Schweißen miteinander verbunden werden.
  • Die 7e zeigt eine Anordnung der Strömungskanäle 6a, 7a bzw. 6b, 7b analog dem Aufbau der bereits in 7a gezeigt wurde. Zusätzlich zu den rechteckigen Grundprofilen der Strömungskanäle 6a, 6b, 7a, 7b sind nun innerhalb der Strömungskanäle 6a, 6b, 7a, 7b Turbulenzeinlagen 14 eingebracht, welche die Durchströmung des Fluids für den Anwendungszweck positiv beeinflussen sollen. Neben der hier gezeigten Form von kreisrunden Turbulenzeinlagen 14 ist auch eine Vielzahl weiterer Turbulenzeinlagen 14 denkbar. So ist etwa die Anwendung gewöhnlicher Wellrippen oder anderer profilierter Muster vorstellbar.
  • Die 7f zeigt eine alternative Anordnung für die Strömungskanäle 6a, 7a bzw. 6b, 7b. Im Unterschied zu den bisher gezeigten 7a bis 7e sind nun die Strömungskanäle 6a, 7a bzw. 6b, 7b übereinander angeordnet. Die Grundstruktur der Strömungskanäle 6a, 7a bzw. 6b, 7b ist hier auch rechteckig und die beiden Strömungskanäle sind direkt aneinander angeordnet.
  • Entweder ist diese Ausführung auch einteilig mit einer zusätzlichen Trennwand in der Mitte, welche eine Aufteilung in den Strömungskanal 6a, 7a bzw. 6b, 7b ermöglicht oder zwei einzelne Strömungskanäle können vorteilhaft aneinandergefügt werden um eine Anordnung entsprechend der 7f zu erreichen.
  • Die 7g zeigt eine weitere Ausführungsform der Strömungskanäle 6a, 7a bzw. 6b, 7b entsprechend dem in 7b bereits gezeigten Aufbau. Die Strömungskanäle 6a, 6b, 7a, 7b weisen auch hier eine rechteckige Grundform auf zusätzlich weisen sie im Inneren Turbulenzeinlagen 15 auf. Die hier in 7g gezeigten Turbulenzeinlagen 15 entsprechen etwa den normaler Wellrippen. Wie bereits zu 7e angemerkt wurde ist auch hier eine Vielzahl verschiedener Turbulenzeinlagen 15 denkbar.
  • Die 7h zeigt eine weitere Ausführungsform für die Strömungskanäle 6a, 7a bzw. 6b, 7b. Die beiden Teilbereiche für die Strömungskanäle 6a, 7a bzw. 6b, 7b sind in der Ausführung 7h durch eine parallele Anordnung zweier Grundplatten realisiert, welche an den jeweils linken und rechten Endbereich, sowie in der Mitte durch Trennwände aufgeteilt sind.
  • Die in 7h gezeigte Ausführung weist jeweils am Linken, sowie am Rechten Ende, sowie im Mittelbereich zwei Trennwände auf, wobei ein Zwischenraum zwischen jeweils 2 der Trennwände entsteht. Dieser Zwischenraum ist jeweils zusätzlich mit einer isolierenden Masse 16 befüllt, welche eine zusätzliche thermische Isolation der Strömungskanäle 6a, 7a bzw. 6b, 7b zueinander und zur Umwelt gewährleisten.
  • 8 zeigt eine Anordnung mehrerer thermoelektrischer Module 1 die jeweils zwischen einem Strömungskanal 6a, 7a bzw. 6b, 7b angeordnet sind. In der 8 sind die Strömungskanäle 6a, 7a bzw. 6b, 7b entsprechend der Ausführung der Strömungskanäle aus 7a gewählt.
  • Da die Strömungskanäle 6a bzw. 7a in der Tiefe einmal um 180° umgelenkt sind, so dass sie danach in den Strömungskanal 6b bzw. 7b übergehen, wie es bereits in 6 erwähnt wurde. Ergibt sich für den Aufbau einer thermoelektrischen Vorrichtung 2 eine Schichtung von jeweils einem Strömungskanal 6a, 6b, 7a, 7b auf welchen ein thermoelektrisches Modul 1 folgt, worauf wieder ein Strömungskanal 6a, 6b, 7a, 7b folgt.
  • Genaueres zu der Umlenkung der Strömungskanäle 6a, 6b, 7a, 7b in der Tiefe sowie zu dem Aufbau einer thermoelektrischen Vorrichtung 2 folgt in den späteren Figuren. Der Aufbau der in 8 im Schnitt gezeigten thermoelektrischen Vorrichtung 2 besteht jeweils aus einem Strömungskanal 6a, 6b, 7a, 7b auf welchem ein thermoelektrisches Modul 1 folgt, worauf wieder ein Strömungskanal 6a, 6b, 7a, 7b folgt. Dies setzt sich mehrfach fort im hier gezeigten Beispiel drei thermoelektrische Module 1 zwischen und über denen insgesamt vier Strömungskanäle 6a, 6b, 7a, 7b angeordnet sind. Die linke Seite der in 8 gezeigten thermoelektrischen Vorrichtung 2 weist einen zur rechten Seite analogen Aufbau auf.
  • Die 9 zeigt ähnlich der 8 ein Schnittbild durch eine thermoelektrische Vorrichtung 2. Der in 9 gezeigte Aufbau zeigt auch gleichzeitig eine neue Ausführungsform für die Strömungskanäle 6a, 6b bzw. 7a, 7b.
  • In dem in 9 gezeigten Aufbau der thermoelektrischen Vorrichtung 2 werden die Strömungskanäle 6a bzw. 7a in der Tiefe nicht auf der gleichen Ebene um 180° umgelenkt, sondern werden um 180° vertikal umgelenkt, so dass die Rückströmung in den Kanälen 6b bzw. 7b unterhalb der hinströmenden Kanäle 6a bzw. 7a erfolgt.
  • Die thermoelektrischen Module 1 sind jeweils zwischen einem Stapel von hin und rückströmenden Kanälen 6a, 6b bzw. 7a, 7b angeordnet. Innerhalb der Strömungskanäle 6a, 6b, 7a, 7b sind Turbulenzeinlagen 14, 15 angeordnet.
  • Im hier gezeigten Ausführungsbeispiel werden kreisrunde Turbulenzeinlagen 14 ähnlich der 7e verwendet. Jedoch ist es in alternativen Ausführungsformen auch denkbar andere Turbulenzeinlagen wie etwa die in 7g gezeigten zu verwenden oder Turbulenzeinlagen anderer Geometrie.
  • Die 10a zeigt eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen thermoelektrischen Vorrichtung 2. Grundsätzlich ist eine thermoelektrische Vorrichtung 2 von zwei Fluiden durchströmt zwischen denen eine Temperaturdifferenz besteht. Diese zwei unterschiedlichen Fluide strömen durch zwei unterschiedliche Fluidkreisläufe. Die thermoelektrischen Module 1 bilden hierbei eine thermische Verbindungsstelle zwischen dem Fluidkreislauf des ersten Fluids und dem Fluidkreislauf des zweiten Fluids. Durch die Temperaturdifferenz zwischen dem ersten Fluid und dem zweiten Fluid bildet sich am thermoelektrischen Modul 1 ebenfalls ein Temperaturgefälle zwischen der oberen und der unteren Oberfläche aus mit welchen das thermoelektrische Modul 1 an die Außenwände der Strömungskanäle 6a, 6b, 7a, 7b angeordnet ist. Unter Ausnutzung des Seebeck-Effektes erzeugt so das thermoelektrische Modul 1 elektrische Energie aus der Wärme der beiden Fluide.
  • Die Anordnung des thermoelektrischen Moduls 1 entsprechend der 2 bis 5 stellen jeweils einen Ausschnitt aus der gesamten thermoelektrischen Vorrichtung 2 dar. Eine thermoelektrische Vorrichtung 2 weist in der Regel eine Vielzahl solcher Anordnungen wie in 2 bis 5 gezeigt auf.
  • Die in 10a gezeigte thermoelektrische Vorrichtung 2 weist im Wesentlichen vier Strömungskanäle 6a, 6b, 7a, 7b auf, wobei jeweils zwei von dem einen Fluid durchflossen sind, sowie zwei von dem zweiten Fluid durchflossen sind. Der Fluidkreislauf des ersten Fluids verläuft durch die thermoelektrische Vorrichtung 2 wie folgt. Das erste Fluid tritt durch den Einlassstutzen 21 in den Sammelkasten 17 der thermoelektrischen Vorrichtung 2 ein. Dort wird es im Inneren des Sammelkastens 17 auf die Strömungskanäle 5a, welche in direkter Fluidkommunikation mit dem Sammelkasten 17 stehen verteilt. Das erste Fluid durchströmt die Strömungskanäle 6a der Länge nach und wird im Umlenkbereich 25 in der gleichen Ebene wie der Strömungskanal 6a verläuft um 180° umgelenkt. Nach der Umlenkung des ersten Fluids im Bereich 25 strömt das erste Fluid im Strömungskanal 6b zurück.
  • Die Abschnitte 6a, 6b des Strömungskanals, sowie der Umlenkbereich 25 bilden insgesamt einen gemeinsamen Strömungskanal 6. 6a bildet einen Hinströmbereich 6a zum Umlenkbereich 25, 6b bildet den Rückströmbereich 6b vom Umlenkbereich zurück zum Sammelkasten. Wann das Fluid 1 durch den Rückströmbereich 6b zurückgeströmt ist, tritt es vom Strömungskanal 6b in den Sammelkasten 18 ein, womit die Strömungskanäle 6b in direkter Fluidkommunikation stehen. Im Sammelkasten 18 wird das erste Fluid gesammelt und tritt anschließend durch den Auslassstutzen 22 aus dem Sammelkasten 18 aus.
  • Die Zuführung zum Anschlussstutzen 21 bzw. die Abführung vom Anschlussstutzen 22 sind in der 10a der Übersichtlichkeit halber nicht gezeigt.
  • Der Strömungsverlauf des zweiten Fluids funktioniert prinzipiell ähnlich dem des ersten Fluids. Das zweite Fluid strömt über den Einlassstutzen 23 in den Sammelkasten 19 ein, worin es auf die Strömungskanäle 7a, welche mit dem Sammelkasten 19 in Fluidkommunikation stehen verteilt wird. Nach dem Durchströmen des Strömungskanals 7a wird das zweite Fluid ebenfalls an einem Umlenkbereich 25 um 180° in der Ebene in der auch der Strömungskanal 7a verläuft umgelenkt. Nach der Umlenkung strömt das Fluid zwei durch den Strömungskanal 7b parallel zum Strömungskanal 7a wieder zurück. Analog dem Strömungskanal 6 des ersten Fluids bilden so auch der Hinströmbereich 7a sowie der Rückströmbereich 7b, gemeinsam mit dem Umlenkbereich 25 bilden den Strömungskanal 7.
  • Nach dem Durchströmen des Rückströmbereichs 7b tritt das zweite Fluid in den Sammelkasten 20 ein und über den Auslassstutzen 24 aus dem Sammelkasten aus. Der restliche Fluidkreislauf des zweiten Fluids ist an dieser Stelle ebenfalls nicht gezeigt.
  • Zwischen den eben beschriebenen Strömungskanälen für das erste Fluid bzw. für das zweite Fluid sind nun die thermoelektrischen Module 1 angeordnet. In der gezeigten Ausführung in 10a sind jeweils vier thermoelektrische Module 1 zwischen den Ebenen der Strömungskanäle 6a, 6b, 7a, 7b des ersten Fluids und des zweiten Fluids angeordnet. In 10a sind jeweils die vorderen beiden thermoelektrischen Module 1, welche zwischen den Bereichen 6a bzw. 7a der Strömungskanäle für das erste bzw. zweite Fluid angeordnet sind zu erkennen. Nicht abgebildet sind die jeweils zwei thermoelektrischen Module 1, welche zwischen den Rückströmbereichen 6b bzw. 7b angeordnet sind. Der Kontakt des thermoelektrischen Moduls 1 mit den Strömungskanälen 6a, 6b bzw. 7a, 7b erfolgt analog der Darstellung der 2 bis 5.
  • An dieser Steile sei noch einmal auf die Umlenkung 25 verwiesen, welche bereits in 6, 8 und 9 angesprochen war. In der 10a erfolgt die Umlenkung des ersten bzw. des zweiten Fluides in der gleichen Ebene um jeweils 180°.
  • Die 10b zeigt eine Aufsicht auf die erfindungsgemäße thermoelektrische Vorrichtung 2 wie er bereits in 10a dargestellt ist. Zu erkennen ist insbesondere der obere Strömungskanal 6 für das erste Fluid, welcher sich aus den Strömungskanälen 6a und 6b, sowie dem Umlenkbereich 25 ergibt. Ebenfalls sind die seitlich am ersten Strömungskanal angeordneten Sammelkästen 17 bzw. 18 des ersten Fluids sowie der Zulaufstutzen 21 und der Ablaufstutzen 22 zu erkennen. Im rechten Bereich sind kleine Abschnitte des Strömungskanals 7 des zweiten Fluids zu erkennen. Ebenso die Sammelkästen 19 bzw. 20 sowie der Zulaufstutzen 23 und der Ablaufstutzen 24 für das zweite Fluid.
  • 10c zeigt einen Schnitt durch die thermoelektrische Vorrichtung 2 wie er bereits mit 10a und 10b dargestellt ist. Der Schnitt der 10c erfolgt analog dem in 14b eingezeichneten Schnitt A-A. Besonders gut in 10c zu erkennen ist nun der geschichtete Aufbau der thermoelektrischen Vorrichtung 2.
  • Die hinströmenden Bereiche der Strömungskanäle des ersten Fluids 6a sind ebenso zuerkennen wie die hinströmenden Strömungskanäle 7a des zweiten Fluids. Die Strömungskanäle 6a des ersten Fluids stehen in direkter Fluidkommunikation mit dem Sammelkasten 17 des ersten Fluidkreislaufes. Ebenso stehen die Strömungskanäle 7a des zweiten Fluids in direkter Fluidkommunikation mit dem Sammelkasten 19.
  • Gut zu erkennen ist, dass die thermoelektrischen Module 1 flächig sowohl mit dem Strömungskanal 6a als auch dem Strömungskanal 7a in Kontakt stehen. Die Anbindung der thermoelektrischen Module 1 kann analog der 2 bis 4 erfolgen. Um eine ausreichende Stabilität der thermoelektrischen Vorrichtung 2 zu gewährleisten, kann die thermoelektrische Vorrichtung 2 in einem zusätzlichen Gehäuse analog der 6 angeordnet sein.
  • Die thermoelektrischen Module können mit den Strömungskanälen unter anderem durch Fügeverfahren, wie kleben, heiß-pressen, pressen, drucksintern, sintern, schweißen oder löten verbunden sein. Jede andere Verbindung zwischen den Strömungskanälen und dem thermoelektrischen Modul, die nicht die Funktionsfähigkeit des thermoelektrischen Moduls oder die Stabilität der Strömungskanäle beeinträchtigen, ist ebenfalls denkbar.
  • Die Strömungskanäle können aus einer Vielzahl verschiedener Materialien gefertigt werden. Insbesondere wichtig ist, dass ein optimaler Temperaturübergang vom im Strömungskanal strömenden Fluid an die an der äußeren Wandung der Strömungskanäle angeordneten thermoelektrischen Module sicher zu stellen.
  • Die Strömungskanäle 6 bzw. 7 der 10a bis 10c sind hier jeweils aus einfachen Blechprofilen aufgebaut. Alternative Ausführungsformen der Strömungskanäle 6 bzw. 7 sind in den nachfolgenden Figuren dargestellt. Ebenso sind alternative Ausführungsformen der Sammelkästen 17, 18, 19, 20 dargestellt.
  • Die 11 zeigt eine weitere perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen thermoelektrischen Vorrichtung 2. Der hier gezeigten Ausführungsform wie auch aller folgenden Ausführungsformen ist das Prinzip der thermoelektrischen Vorrichtung welches in den 10a bis 10c dargestellt wurde gemein.
  • Die thermoelektrische Vorrichtung 2 wird jeweils von zwei unterschiedlichen Fluiden in jeweils eigenen Fluidkreisläufen durchströmt. Zwischen den Strömungskanälen für das erste bzw. das zweite Fluid sind jeweils thermoelektrische Module angeordnet, so dass die Temperaturdifferenz des einen zum anderen Fluids durch das thermoelektrische Modul genutzt werden kann.
  • Die thermoelektrischen Module sind daher in jeder der gezeigten Ausführungsform flächig mit den Strömungskanälen verbunden. Wie bereits in 10a bis 10c beschrieben, kann die Anbindung der thermoelektrischen Module an die Strömungskanäle jeweils unter Verwendung vieler verschiedener Verbindungsverfahren stattfinden. Ebenso kann die Ausgestaltung der Strömungskanäle stark variieren. Ein Überblick über verschiedene mögliche Ausführungsformen ist bereits in den 7a bis h gegeben worden. Zusätzlich wird auf Besonderheiten bezüglich der Ausführung der Strömungskanäle in den folgenden Figuren an der jeweiligen Stelle hingewiesen. Weiterhin ist bei allen folgenden Figuren jeweils nur die thermoelektrische Vorrichtung 2 an sich gezeigt. Die restlichen Komponenten und der Aufbau der Fluidkreisläufe für das erste bzw. das zweite Fluid sind in den Figuren nicht dargestellt, da dies nicht erfindungswesentlich ist.
  • Das erste Fluid strömt bei der thermoelektrischen Vorrichtung 2 welcher in 11a gezeigt ist durch den Einlassstutzen 31 in den Sammelkasten 2. Innerhalb des Sammelkastens 28 wird das erste Fluid auf verschiedene Strömungskanäle 33a aufgeteilt. Details hierzu folgen in 11e. Das erste Fluid durchströmt sodann die Bereiche 33a des Strömungskanals 33 und werden am Ende der Bereiche 33a im Umlenkbereich 35 umgelenkt. Im Unterschied zu den 10a bis 10c wird hier das Fluid nicht um 180° in einer Ebene umgelenkt, sondern wird um 180° vertikal umgelenkt in einen Rückströmbereich 33b der dann parallel und flächig anliegend zum Hinströmbereich 33a verläuft.
  • Der Umlenkbereich 35 ist in der in 11a gezeigten Ausführungsform kreisrund und durch eine Biegung des Strömungskanals 33 hergestellt. Durch die kreisrunde Ausgestaltung des Umlenkbereichs 35 wird es vermieden zu starke Abwinkelungen und Knicke in der Strömungsstrecke des Strömungskanals 33 zu erzeugen, so dass die Druckverluste innerhalb der Strömungskanäle möglichst gering sind.
  • Der Strömungskanal 33 bzw. die Rückströmbereich 33b mündet anschließend wieder in den Sammelkasten 28. Hier wird das Fluid gesammelt und zum Auslassstutzen 32 geleitet. An den Sammelkasten 28 sind insgesamt vier Strömungskanäle 33 angeschlossen. Jeweils zwei im oberen Bereich der thermoelektrischen Vorrichtung die parallel zueinander angeordnet sind und nochmal zwei im unteren Bereich des Sammelkastens 28. Analog dem beschriebenen Aufbau für die Strömungsstrecke des ersten Fluids ist die Strömungsstrecke des zweiten Fluids aufgebaut.
  • Die Anordnung für das zweite Fluid ist jedoch um 180° gedreht und verschachtelt in die Anordnung für das erste Fluid integriert. Hieraus ergibt sich der in 11a gezeigten Aufbaus der es ermöglicht die thermoelektrischen Module 1 zwischen den Strömungskanälen 33 bzw. 34 anzuordnen. Insgesamt sind in der Anordnung 11a zwölf thermoelektrische Module verbaut.
  • Die Strömungsstrecke für das zweite Fluid besteht aus dem Einlassstutzen 30 welcher in den Sammelkasten 27 überleitet, wo das zweite Fluid auf die Strömungskanäle 34 aufgeteilt wird, welche jeweils wieder in einen Hinströmbereich 34a in einem Umlenkbereich 35 und einen Rückströmbereich 34b aufgeteilt sind.
  • Insgesamt sind an den Sammelkasten 27 analog der Strömungsstrecke für das erste Fluid vier Strömungskanäle 34 angeordnet. Nach dem Rückfluss des zweiten Fluids über den Rückströmbereich 34b in den Sammelkasten 27 strömt das zweite Fluid über den Auslassstutzen 29 aus der thermoelektrischen Vorrichtung 2 ab.
  • Die 11b zeigt eine Aufsicht auf die in 11a gezeigte thermoelektrische Vorrichtung 2. Zu erkennen sind neben den beiden Sammelkästen 27, 28 jeweils die Zulaufstutzen 31 bzw. 30 für das erste bzw. das zweite Fluid. Außerdem sind der Hinströmbereich 33a der Strömungskanäle 33 des ersten Fluids, sowie die Umlenkstellen 35 zu erkennen.
  • Die 11c zeigt einen Schnitt analog dem in 11b eingezeichneten Schnitts D-D. Im Schnitt gut zu erkennen ist die Unterteilung der Sammelkästen 27 bzw. 28 in mehrere Abschnitte. Genauere Details zur Aufteilung der Sammelkästen erfolgt in 11e. Außerdem ist der geschichtete Aufbau der thermoelektrischen Vorrichtung 2 gut zu erkennen. Von oben gesehen folgt auf den Strömungskanal 33 des ersten Fluids eine Lage thermoelektrische Module 1, worauf ein Strömungskanal 34 des zweiten Fluids folgt. Daraufhin folgt wieder eine Lage thermoelektrischer Module 1, worauf hin wieder ein Strömungskanal 33 des ersten Fluids gefolgt von einer Lage thermoelektrischer Module 1 und abschließend einen zweiten Strömungskanal 34 des zweiten Fluids folgt.
  • Gut zu erkennen ist, dass an keiner Stelle der thermoelektrischen Vorrichtung 2 die Strömungspfade des ersten Fluids mit den Strömungspfaden des zweiten Fluids in direktem Kontakt stehen. Dies ist insbesondere daher vorteilhaft, da hier ein Ausgleich der bestehenden Temperaturdifferenz zwischen dem ersten Fluid und dem zweiten Fluid nur über die Verbindungsstelle der thermoelektrischen Module 1 erfolgen kann. Somit ist gewährleistet, dass ein maximaler Anteil des Wärmeübergangs durch die thermoelektrischen Module 1 stattfindet.
  • Die 11d zeigt wieder eine Aufsicht auf die thermoelektrische Vorrichtung 2 analog der 11b. In 11d sind die Schnitte E-E sowie die Schnitte F-F dargestellt. Diese werden in den beiden folgenden Figuren beschrieben.
  • 11e zeigt den Schnitt E-E, welcher in 11d angedeutet ist. Zu erkennen ist vordergründig der Sammelkasten 28, sowie sein innerer Aufbau. Im Hintergrund ist der Sammelkasten 27 des zweiten Fluids zu erkennen, dessen Aufbau analog dem des Sammelkastens 28 des ersten Fluids ist.
  • Der quaderförmig ausgebildete Sammelkasten 28 weist in seinem inneren eine Trennwand 36 auf, welche den Sammelkasten in zwei innere Volumen 37 bzw. 38 unterteilt. Dem inneren Volumen 38 ist hier bei der Zulaufstutzen 31 zugeordnet. Dem inneren Volumen 37 der Ablaufstutzen 32. Die Trennwand 36 verläuft innerhalb des Sammelkastens 28 in einer solchen Form, dass sie den rechteckigen Querschnitt des Sammelkastens 28 in zwei ineinander greifende F-förmige Bereiche unterteilt. Mit dem inneren Volumen 38 stehen jeweils die Hinströmbereiche 33a der Strömungskanäle 33 in direkter Fluidkommunikation. Mit dem inneren Volumen 37 stehen die Rückströmbereiche 33b der Strömungskanäle 33 in direkter Fluidkommunikation. Durch die Trennwand 36 wird der eine Sammelkasten 28 praktisch in zwei unabhängige Sammelkästen unterteilt. Der Sammelkasten für den Zulaufstutzen 31 bzw. der Sammelkasten für den Auslassstutzen 32 sind so gemeinsam in einem Bauteil realisiert.
  • Der Sammelkasten 27 des zweiten Fluids ist analog dem gezeigten Aufbau des Sammelkastens 28 des ersten Fluids aufgebaut.
  • Zu erkennen ist hier außerdem noch einmal, dass die Querschnittsfläche der Strömungskanäle bzw. Strömungskanalbereiche 33a bzw. 33b des Strömungskanals 33 eine rechteckige Kontur haben. Wie schon angedeutet, kann die Formgebung der Strömungskanäle von der hier gezeigten abweichen. Ebenfalls ist der Aufbau der Strömungskanäle auf viele unterschiedliche Arten möglich.
  • Die 11f zeigt den Schnitt F-F welcher durch die Strömungskanäle der thermoelektrischen Vorrichtung 2 führt. Zu erkennen ist im Hintergrund der Sammelkasten 27. Vordergründig zu erkennen ist der Aufbau des Strömungskanals 33, welcher sich in den Hinströmbereich 33a bzw. Rückströmbereich 33b aufteilt. Analog ist der Aufbau des Strömungskanals 34 mit seinem Hinströmbereich 34a bzw. Rückströmbereich 34b zu erkennen. Zwischen dem Strömungskanal 33 und dem Strömungskanal 34 ist jeweils ein thermoelektrisches Modul 1 angeordnet. Die Anbindung des thermoelektrischen Moduls 1 ist auch hier flächig mit jeweils einer Außenwand der Strömungskanäle 33, 34 ausgeführt.
  • Die 12a zeigt eine thermoelektrische Vorrichtung 2, welcher in beiden Teilen dem Aufbau der bereits in den 11a bis 11f gezeigten thermoelektrischen Vorrichtung 2 entspricht. Abweichend zu der in 11a bis 11f gezeigten Ausführungsform sind hier nun nicht zwei Strömungskanäle nebeneinander angeordnet, sondern jeweils nur einer. Prinzipiell entspricht der Aufbau des Strömungskanals 33 bzw. des Strömungskanals 34 für das erste bzw. für das zweite Fluid exakt dem des in 11a bis 11f beschriebenen Aufbaus. Zwischen den Strömungskanälen 33 für das zweite Fluid für das zweite Fluid bzw. 34 für das erste Fluid sind jeweils wieder die thermoelektrischen Module 1 angeordnet. In der Anordnung der 12a sind insgesamt 6 thermoelektrische Module 1 verbaut.
  • Weiterhin unterschiedlich zu dem Aufbau der 11a bis f sind die Sammelkästen der 12a. Waren die Sammelkästen 27 bzw. 28 noch einteilig ausgeführt und im Inneren durch eine Trennwand in zwei unabhängige Bereiche aufgeteilt, weist die 12a nun jeweils unabhängige Sammelkästen für den Zu- bzw. Ablauf des ersten bzw. zweiten Fluids auf. beispielhaft ist nachfolgend der Aufbau der beiden Sammelkästen 39 bzw. 40, welche die Verteilung des zweiten Fluids übernehmen erläutert. Der Aufbau der Sammelkästen 41 bzw. 42 für das erste Fluid ist analog diesem.
  • Die Sammelkästen 40 bzw. 39 sind C-förmig ausgebildet und weisen jeweils am Rückenbereich des C den Zu- bzw. Ablaufstutzen 44, 43 auf. Der Zulauf erfolgt über den Sammelkasten 40 und den Stutzen 44 der Ablauf über den Sammelkasten 39 bzw. Stutzen 43.
  • An den oberen Schenkel des Sammelkastens 40 ist die Hinströmbereich 33a des oberen Strömungskanals 33 angeordnet und steht mit diesem in direkter Fluidkommunikation. Am unteren Schenkel des Sammelkastens 40 ist die Hinströmbereich 33a des zweiten darunter liegenden Strömungskanals 33 angeordnet. An den Sammelkasten 39 ist entsprechend an den oberen Schenkel die Rückströmbereich 33b des oberen Strömungskanals 33 angeordnet, sowie an den unteren Schenkel die Rückströmbereich 33b des unteren Strömungskanals 33.
  • Die 12b zeigt eine Aufsicht auf die thermoelektrische Vorrichtung 2 der 12a. In 12a ist der Schnitt G-G angedeutet, welcher in 12c gezeigt ist.
  • 12c zeigt den Schnitt G-G der 12b. Zu erkennen ist hier wieder der geschichtete Aufbau der thermoelektrischen Vorrichtung 2. Dieser entspricht im Wesentlichen dem Aufbau der thermoelektrischen Vorrichtung 2, welche in den 11a bis 11f bereits detailliert erklärt wurde. An dieser Stelle wird nur auf die von den 11a abweichenden Sammelkästen eingegangen.
  • Zu erkennen ist hier insbesondere der bereits in 12a beschriebenen Zusammenhang, wonach jeweils die Hinströmbereich 33a der beiden Strömungskanäle 33 am Sammelkasten 40 angeordnet ist, sowie die Rückströmbereich 33b der beiden Strömungskanäle 33 am Sammelkasten 39 angeordnet ist. Analog sind die Hinströmbereiche 34a der Strömungskanäle 34 mit dem Sammelkasten 42 sowie die Rückströmbereiche 34b mit dem Sammelkasten 41 verbunden.
  • Durch die C-förmige Ausgestaltung ist es möglich zwei voneinander unabhängige Sammelkästen auszugestalten, welche durch ihre Formgebung gut ineinander verschachtelbar sind, so dass eine möglichst geringe Bautiefe realisierbar ist.
  • Auch die 13a zeigt eine perspektivische Ansicht einer thermoelektrischen Vorrichtung 2. Im Unterschied zu den bisher gezeigten und beschriebenen thermoelektrischen Vorrichtungen 2 weist nun die thermoelektrische Vorrichtung 2 der 13a keine Umlenkung des ersten bzw. zweiten Fluids auf. Dementsprechend durchströmt das erste Fluid die thermoelektrische Vorrichtung 2 der Länge nach von links nach rechts, sowie das zweite Fluid die thermoelektrische Vorrichtung 2 der Länge nach von rechts nach links. Hieraus ergibt sich, dass die seitlich angeordneten Sammelkästen 49 bzw. 50 die jeweils zwei Stutzen 51, 52 sowie 53, 54 aufweisen, jeweils aufgeteilt sind in einen Zulaufstutzen des einen Fluids bzw. Ablaufstutzen des andern Fluids. Nähere Details zum Aufbau der Sammelkästen 49 bzw. 50 folgen in 13b.
  • Zwischen den Strömungskanälen 47, durch welche das erste Fluid strömt, bzw. Strömungskanälen 48, durch welche das zweite Fluid strömt, sind auch hier thermoelektrische Module 1 angeordnet. Insgesamt sind in der 13a je zwei Strömungskanäle 47 für das erste Fluid, sowie zwei Strömungskanäle 48 für das zweite Fluid vorgesehen. Zwischen den Strömungskanälen 47, 48 sind insgesamt 6 thermoelektrische Module 1 angeordnet.
  • Die 13b zeigt eine Aufsicht auf die in 13a beschriebene thermoelektrische Vorrichtung 2. Zu erkennen ist der obere Strömungskanal 47 des ersten Fluids, sowie die beiden seitlich angeordneten Sammelkästen 49 bzw. 50 sowie die vier Stutzen 51, 52, 53, 54. Im oberen Teil der 13b ist der Schnitt J-J durch den Sammelkasten 49 dargestellt. Aus diesem geht der innere Aufbau der Sammelkästen hervor. Der Sammelkasten 49, welcher im Wesentlichen eine rechteckige Außenkontur aufweist, weist im Inneren eine Trennwand 55 auf, die den Sammelkasten 49 in die zwei inneren Volumen 56 bzw. 57 unterteilt. Die Trennwand 55 verläuft im Sammelkasten 49 so, dass der Sammelkasten 49 im Wesentlichen in zwei C-förmige Bereiche, welche ineinander greifen aufgeteilt ist.
  • Das innere Volumen 56 ist hier bei den Strömungskanälen 47 des ersten Fluids zugeordnet. Das innere Volumen 57 ist den Strömungskanälen 48 des zweiten Fluids zugeordnet.
  • Der Anschlussstutzen 52 steht mit dem inneren Volumen 56 in direkter Fluidkommunikation. Der Anschlussstutzen 51 entsprechend mit dem inneren Volumen 57.
  • Das erste Fluid fliest also dementsprechend durch den Stutzen 52 in den Sammelkasten 49, über die Strömungskanäle 47 in den Sammelkasten 50 und von dort entsprechend der Aufteilung des Sammelkasten 49 durch den Stutzen 54 aus der thermoelektrischen Vorrichtung 2 heraus.
  • Die 14a zeigt eine weitere perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen thermoelektrischen Vorrichtung 2. Auch die thermoelektrische Vorrichtung 2 der 14a weist keine Umlenkung des Fluids innerhalb der Strömungskanäle auf. Das erste Fluid strömt in den beiden Strömungskanälen 58 von links nach rechts, das zweite Fluid gegengesetzt in den Strömungskanälen 59 von rechts nach links. Seitlich an die Strömungskanäle sind die Sammelkästen 60 bzw. 61 angeschlossen, welche die Anschlussstutzen 62, 63 bzw. 64, 65 aufweisen.
  • Die Strömungskanäle 58 bzw. 59 weisen die gleiche Breite wie der Sammelkasten 60 bzw. 61 auf. Der Anschluss der Strömungskanäle 58 bzw. 59 an die Sammelkästen erfolgt jedoch über Verjüngungsstücke 58a bzw. 58b im Falle des Strömungskanals 58, sowie 59a bzw. 59b im Falle der Strömungskanäle 59. Diese Verjüngungsbereiche 58a, 58b, 59a, 59b führen dazu, dass der Anschluss der Strömungskanäle 58 bzw. 59 nur ungefähr die halbe Breite des Sammelkastens 60 bzw. 61 einnimmt.
  • Die Verjüngungsbereiche sind dabei so gestattet, dass die Strömungskanäle jeweils in den Verjüngungsbereich einsteckbar sind und der Verjüngungsbereich das äußere Ende des Strömungskanals umfasst. Um eine fluiddichte Verbindung zwischen dem Verjüngungsbereich und dem Strömungskanal herzustellen können die Teile miteinander beispielsweise verlötet oder verschweißt werden.
  • Die thermoelektrische Vorrichtung 2 gemäß der 14a weist sechs thermoelektrische Module 1 auf. Diese sind zwischen den Strömungskanälen 58 bzw. 59 welche abwechselnd aufeinander gestapelt sind angeordnet. Insgesamt weist die thermoelektrische Vorrichtung 2 der 14a zwei Strömungskanäle 58, sowie zwei Strömungskanäle 59 auf.
  • In alternativen Ausführungsformen kann abweichend zu der Anzahl der Strömungskanäle der hier in 14a gezeigten Anordnung auch eine darüber hinausgehende oder geringere Anzahl von Strömungskanälen in der thermoelektrischen Vorrichtung angeordnet sein. Diese Ausführung gilt analog für die übrigen thermoelektrischen Vorrichtungen der 10 bis 18.
  • Die 14b zeigt im oberen linken Bereich eine Aufsicht auf die thermoelektrische Vorrichtung 2 der 14a. Angedeutet sind hier zum einen der Schnitt I-I, sowie der Schnitt K-K. Der Schnitt K-K verläuft durch den Sammelkasten 60 und ist in 14b unten links dargestellt.
  • Der im Wesentlichen eine rechteckige Grundform aufweisende Sammelkasten 60 weist im Inneren eine Trennwand 66 auf, welche den Sammelkasten in der Breite in zwei gleichgroße Abschnitte unterteilt und dadurch das innere Volumen 67 bzw. das zweite innere Volumen 68 innerhalb des Sammelkastens 60 bildet. Diese Aufteilung des Sammelkastens gilt analog auch für den Sammelkasten 61. Dem inneren Volumen 68 sind somit die Strömungskanäle 58 zugeordnet. Dem inneren Volumen 67 die Strömungskanäle 59.
  • Im rechten Bereich der 14b ist der Schnitt I-I dargestellt. Dieser verläuft durch den Stutzen 63, den Sammelkasten 60 durch die Strömungskanäle und dazwischen liegenden thermoelektrische Module, sowie den Sammelkasten 61 und den Stutzen 65.
  • Zu erkennen ist hier insbesondere der schichtweise Aufbau der thermoelektrischen Vorrichtung 2 und die Anordnung der thermoelektrischen Module 1 jeweils zwischen einem Strömungskanal 58 für das erste Fluid bzw. 59 für das zweite Fluid. Weiterhin zu erkennen ist die Anbindung der Strömungskanäle 58 über die Verjüngungsbereiche 58a an den Sammelkasten 60 bzw. über die Verjüngungsbereiche 58b an den Sammelkasten 61. Analog die Anbindung der Strömungskanäle 59 über die Verjüngungsbereiche 59a in den Sammelkasten 66 bzw. über die Verjüngungsbereiche 59b an den Sammelkasten 61.
  • Wie bereits in 14a angedeutet sind die Strömungskanäle 58, 59 in die jeweiligen Verjüngungsbereiche 58a, 58b, 59a, 59b eingesteckt und mit diesem zum Beispiel verlötet oder verschweißt. Ebenso sind die Verjüngungsbereiche in die jeweiligen Sammelkästen eingesteckt und mittels eines Verfahrens wie beispielsweise dem Löten oder dem Schweißen fluiddicht miteinander verbunden.
  • Der Strömungsweg des ersten Fluides würde dementsprechend durch den Einlassstutzen 63 über den Sammelkasten 60 in den Verjüngungsbereich 58a entlang des Strömungskanals 58 durch den Verjüngungsbereich 58b in den Sammelkasten 61 und schließlich über den Stutzen 65 aus der thermoelektrischen Vorrichtung 2 hinaus erfolgen. Der Strömungspfad des zweiten Fluids erfolgt analog dem beschriebenen Strömungspfad des ersten Fluids in entgegengesetzter Richtung durch die thermoelektrische Vorrichtung 2.
  • Die nun folgenden Figuren beschreiben ebenfalls erfindungsgemäße Ausführungen einer thermoelektrischen Vorrichtung 2. Das Funktionsprinzip der thermoelektrischen Vorrichtung 2 bleibt analog den der bereits vorausgegangenen Figuren. In den nachfolgenden Figuren wird daher nur noch auf konstruktive Besonderheiten der Ausführungsform der jeweiligen thermoelektrischen Vorrichtung 2 eingegangen.
  • Allen Ausführungsformen gemein ist, dass jeweils abwechselnd ein Strömungskanal des ersten Fluids mit einem Strömungskanal des zweiten Fluids in der thermoelektrischen Vorrichtung angeordnet ist zwischen welchen jeweils die thermoelektrischen Module angeordnet sind. Die in allen Figuren gezeigte Anzahl der Strömungskanäle kann sowohl nach oben als auch nach unten variieren. Ebenso die Anzahl der angeordneten thermoelektrischen Module.
  • Die 15a zeigt eine perspektivische Ansicht einer thermoelektrischen Vorrichtung 2. Die 15a weist wieder Strömungskanäle 69 auf, welche aus den zwei Teilbereichen 69a bzw. 69b, sowie einem Umlenkbereich 71 bestehen. Für das zweite Fluid existieren dementsprechend Strömungskanäle 70, welche aus den Teilbereichen 70a, bzw. 70b und dem Umlenkbereich 71 entstehen. Seitlich angeschlossen sind Sammelkästen 72, 73, 74 und 75, welche Anschlussstutzen 76, 77, 78 und 79 aufweisen. Die Sammelkästen 72, 73, 74, 75 weisen an ihrer äußeren Wandungen Sicken 80 auf, welche der Verstärkung der Sammelkästen dient.
  • Die 15b zeigt im linken Bereich eine Aufsicht auf die in 15a beschriebene thermoelektrische Vorrichtung 2. Außerdem ist in dieser Figur der Schnitt P-P angedeutet. Zu erkennen ist in der Aufsicht insbesondere der Aufbau der seitlich angeordneten Sammelkästen. Die Sammelkästen 72 und 73 sind hier aus einem Blechteil geformt.
  • Die äußeren Enden des Blechteils wurden so nach innen gebogen und in der Mitte flächig aneinander angelegt, dass die Kontur des Bleches der eines B folgt. Der mittige Bereich in dem die beiden Enden des Bleches aneinander angelegt sind, ist mit der Rückwand der Sammelkästen in einer fluiddichten Weise verbunden. Der Aufbau der Sammelkästen 74, 75 Ist dem analog. Dem Sammelkasten 72 ist der Hinströmbereich 69a, dem Sammelkasten 73 die Rückströmbereich 69b des Strömungskanals 69 zugeordnet. Analog dazu ist dem Sammelkasten 74 die Hinströmbereich 70a, dem Sammelkasten 75 die Rückströmbereich 70b des Strömungskanals 70 zugeordnet.
  • Im rechten Teil der 15b ist der Schnitt P-P dargestellt. Zu erkennen ist hier insbesondere der Aufbau der Sammelkästen 73 bzw. 75 welche aus einem gebogenen Blechteil analog der Beschreibung des linken Teils der 15b aufgebaut sind.
  • Die Ober- bzw. Unterseite der Sammelkästen ist durch zusätzliche Bleche, welche ebenfalls in einem fluiddichten Verbindungsverfahren an die Sammelkästen angefügt sind, gebildet. Die nach innen zu den Strömungskanälen 85, 86 gerichtete Wand der Sammelkästen weist mehrere Ausnehmungen auf, in welche die Strömungskanäle 69, 70 entsprechend der Zuordnung zu den einzelnen Sammelkästen eingesteckt werden können. Diese sind zu Erreichung einer fluiddichten Verbindung ebenfalls mit den Sammelkästen 72, 73, 74, 75 verbunden.
  • Weiterhin weist diese Innenwand der Sammelkästen 72, 73, 74, 75 Aussparrungen auf, in welche die Umlenkbereiche 71 des jeweils gegenüber liegenden Strömungskanals eingesteckt werden können. Dies dient der Stabilisierung des gesamten Pakets aus Strömungskanälen, sowie den dazwischen liegenden thermoelektrischen Modulen 1.
  • Analog der anderen thermoelektrischen Vorrichtungen 2 sind auch hier thermoelektrische Module 1 zwischen den Strömungskanälen 69, 70 geschichtet. Zwischen den einzelnen thermoelektrischen Modulen 1 sind Distanzelemente 81 eingebracht, welche ein Verrutschen der thermoelektrischen Module 1 zwischen den Strömungskanälen 69, 70 verhindern. Zwischen den jeweils äußeren thermoelektrischen Modulen 1 und den Sammelkästen 72, 73, 74, 75 sind ebenfalls Distanzelemente 81 eingebracht.
  • Die Strömungskanäle 69 bzw. 70 sind in der hier gezeigten Ausführungsform jeweils aus zwei Blechhälften 84a, 84b aufgebaut.
  • Beispielhaft ist nun der Aufbau eines Strömungskanals 69 erklärt. Der Strömungskanal 69 besteht aus einer oberen Hälfte 84a, sowie einer unteren Hälfte 84b. Die obere Hälfte 84a bzw. untere Hälfte 84b sind im Wesentlichen baugleiche Teile. Der Querschnitt eines Strömungskanals 69 entspricht im Wesentlichen denen in 7d gezeigten Querschnitt.
  • Die Ober- bzw. Unterteile 84a, 84b des Strömungskanals 69 können über ein geeignetes Verfahren, welches eine fluiddichte Verbindung der beiden Hälften zulässt, miteinander verbunden werden. Beispielsweise könnten die Obere Hälfte 84a und untere Hälfte 84b miteinander verlötet oder verschweißt werden.
  • Die 16a zeigt wieder eine perspektivische Ansicht einer thermoelektrischen Vorrichtung 2. Ähnlich der bereits in 15 beschriebenen thermoelektrischen Vorrichtung sind hier die Strömungskanäle 85, welche aus einem Hinströmbereich 85a und Rückströmbereich 85b sowie einer Umlenkstelle 91 bestehen, aus zwei Blechteilen aufgebaut. Auch hier sind das Ober- und das Unterteil im Wesentlichen identisch. Dies dient einer einfacheren Herstellung und senkt zudem die Kosten für benötigte Werkzeuge.
  • Abweichend zu dem in 15 gezeigten Aufbau sind nun die Sammelkästen direkt in die Bleche der Strömungskanäle 85, 86 integriert. Näheres hierzu in 16b.
  • Die Strömungskanäle 85, 86 für das erste bzw. für das zweite Fluid sind identisch aufgebaut und lediglich um 180° zueinander verdreht.
  • Die 15b zeigt im linken Bereich eine Aufsicht auf die thermoelektrische Vorrichtung 2 der 16a. Zu erkennen ist hier insbesondere, dass die Strömungskanäle 85 des ersten Fluids bzw. 86 des zweiten Fluids zwar ineinander verschachtelt sind, jedoch sich nicht komplett überdecken, sondern einen seitlichen Versatz zueinander aufweisen.
  • Dies liegt darin begründet, dass die Sammelkästen der Strömungskanäle 85, 86 jeweils in den Strömungskanal 85, 86 direkt integriert sind. Der rechte Teil der 16b zeigt den Schnitt O-O. Zu erkennen ist hier insbesondere der Aufbau der einzelnen Strömungskanäle 85, 86 zum Beispiel des Strömungskanals 85 aus einem oberen Blechteil 92a bzw. einen unteren Blechteil 92b, welche im Wesentlichen baugleich sind. Innerhalb des Strömungskanals 85 sind Turbulenzeinlagen 93 angedeutet, welche die Strömung entsprechend günstig beeinflussen. Zwischen den Strömungskanälen 85 bzw. 86 sind auch hier thermoelektrische Module 1 angeordnet, welche durch Distanzelemente 93a zueinander beabstandet sind.
  • Die Sammelkästen sind jeweils durch zylindrische Ausformungen des oberen Blechteils 92a und des unteren Blechteils 92b realisiert, welche jeweils an die Ausformung des darunter liegenden Strömungskanals 85, 86 angeschlossen sind und ein innerer Durchstich diese ausgeformten Bereiche der einzelnen Strömungskanäle 85, 86 miteinander verbindet. Auf diese Weise sind die Strömungskanäle 85 miteinander zu einem geschlossenen Fluidkreislauf verbunden, sowie die Strömungskanäle 86 auf der gegenüberliegenden Seite der thermoelektrischen Vorrichtung. An das jeweils oberste Oberteil 92a des Strömungskanals 85 bzw. Strömungskanals 86 sind die Anschlussstutzen 87, 88 im Falle des Strömungskanals 85 bzw. die Anschlussstutzen 89, 90 im Falle des Strömungskanals 86 angebunden.
  • Die Anschlussstutzen bestehen aus einem im unteren Bereich aufgestauchten Rohr, welche in den Durchstich der Strömungskanäle 85, 86 eingesetzt sind und fluiddicht mit diesem Verbunden sind. Das erste Fluid kann so durch den Anschlussstutzen 88 in den durch die Ausbuchtung der Strömungskanäle 85 gebildeten Sammelkasten einströmen und durch den Hinströmbereich 85a über den Umlenkbereich 91 entlang den Rückströmbereich 85b in den Sammelkasten über den Anschlussstutzen 87a aus der thermoelektrischen Vorrichtung 2 abfließen.
  • Analog kann das zweite Fluid durch den Stutzen 90 in den Sammelkasten einfließen, dort über den Hinströmbereich 86a entlang des Umlenkbereichs 91 über den Rückströmbereich 86b durch den Sammelkasten über den Anschlussstutzen 89 wieder abfließen.
  • Die 17a zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer thermoelektrischen Vorrichtung 2. Die Strömungskanäle 94 bzw. 102 sind analog der 11 und 12 ausgebildet. Wie bereits in 11 sind jeweils zwei Strömungskanäle 94 bzw. 102 parallel nebeneinander angeordnet. Die Umlenkung erfolgt in vertikaler Richtung um 180°.
  • Die 17b zeigt im linken Bereich ebenfalls eine Aufsicht auf die thermoelektrische Vorrichtung 2 der 17a. Seitlich an der thermoelektrischen Vorrichtung 2 sind wiederum Sammelkästen 96 bzw. 97 angeordnet, die jeweils zwei Anschlussstutzen 98, 99 bzw. 100 und 101 aufweisen. Im rechten Bereich der 17b ist der Schnitt N-N dargestellt. Hier ist besonders der Aufbau analog der 11 bzw. 12 der Strömungskanäle 94 bzw. 102 zu erkennen. Zwischen den Strömungskanälen 94 und 102 sind entsprechend thermoelektrische Module 1 angeordnet, welche über Distanzelemente 95 zueinander beabstandet sind. Die Strömungskästen 96 bzw. 97 sind hier als Blechteile ausgeführt und weisen in ihrem Inneren ebenfalls eine Trennwand 104 auf, welche den Sammelkasten im Inneren in zwei innere Volumen 105 bzw. 106 unterteilt. Die grundsätzlich rechteckige Form der Sammelkästen wird hierdurch wieder in zwei c-förmige Bereiche, welche ineinander greifen, unterteilt.
  • Dies ist besonders in 17c, welche eine Seitenansicht eines geöffneten Sammelkastens 96 zeigt zu erkennen. Außerdem ist zu erkennen, dass in den Strömungskanälen 94, 102 Turbulenzeinlagen 103 angeordnet sind.
  • Die Anschlussstutzen 98, 99, 100 bzw. 101 weisen im vom Sammelkasten 96, 97 abgewandten Bereich einen kreisrunden Anschlussbereich auf, welcher sich dann in einen langlochartigen Bereich verjüngt. Diese Formänderung ist der Konstruktion und den Platzverhältnissen innerhalb des Sammelkastens geschuldet. Die langlochartigen Anschlussbereiche der Anschlussstutzen 98, 99, 100, 101 sind vertikal angeordnet an den Sammelkasten 96, 97 angeschlossen.
  • Die 18a zeigt ein letztes Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße thermoelektrische Vorrichtung 2. Die Strömungskanäle 111 bzw. 113 sind auch hier wieder geschichtet aufeinander angeordnet mit entsprechenden thermoelektrischen Modulen 1 zwischen den Strömungskanälen 111 bzw. 113. Die Strömungskanäle 111, welche dem ersten Fluid zugeordnet sind, weisen einen Aufbau analog in 16 bereits beschriebenen Aufbau auf.
  • Entsprechend sind die Sammelkästen der Strömungskanäle 111 durch die Blechbauteile der Strömungskanäle 111 selbst realisiert. Die Strömungskanäle 111 weisen untereinander einen Durchstich auf, welcher die drei übereinander angeordneten Strömungskanäle miteinander verbindet. Weiterhin weist der obere Strömungskanal 111 zwei Anschlussstutzen 108 bzw. 109 auf, welche nach oben hin aus der thermoelektrischen Vorrichtung herausführen. Der Strömungskanal 111 ist wieder aufgeteilt in den Hinströmbereich 111a, den Umlenkbereichs 112, sowie den Rückströmbereich 111b.
  • Das Fluid fließt dementsprechend über den Anschlussstutzen 108 im Inneren der Strömungskanäle 111 gebildeten Sammelkasten durch den Strömungskanal 111 zum gegenüberliegenden Sammelkasten und durch den Anschlussstutzen 109 aus dem Strömungskanal 111 hinaus.
  • Abweichend zu dem bisher gezeigten Bauformen sind nun die Strömungskanäle 113 für das zweite Fluid von denen der Strömungskanäle 111 für das erste Fluid abweichend.
  • In der 18a gezeigten Ausführungsform handelt es sich konkret um eine thermoelektrische Vorrichtung 2, welcher als zweites Fluid mit Abgas beaufschlagt wird und als erstes Fluid mit einem Kühlmittel, welches zum Beispiel in einem Fluidkreislauf eines Kraftfahrzeugs geführt wird. Die Strömungskanäle 113 durch welche das zweite Fluid, in dem Fall das Abgas eines Verbrennungsmotors, strömt werden über den Anschlussstutzen 107 bzw. 106 mit dem zweiten Fluid beaufschlagt. Die Anschlussstutzen 106 bzw. 107 bilden dabei gleichzeitig den Sammelkasten aus, welcher das zweite Fluid auf die Strömungskanäle 113 verteilt.
  • Analog dem Strömungskanal 111 weist auch der Strömungskanal 113 die drei Bereiche 113a als Hinströmbereich, den Bereich 112 als Umlenkbereich, sowie den Rückströmbereich 113b auf. Die beiden Anschlussstutzen 106 bzw. 107 sind an ihrem einen Ende kreisrund zylindrisch und leiten über in eine rechteckige Grundfläche. An diese rechteckige Grundfläche sind die Strömungskanäle 113 angebunden. Dies bringt insbesondere den Vorteil mit sich, dass die kreisrunden Abgasleitungen, welche gewöhnlich in einem Abgastrakt verbaut werden, direkt an die thermoelektrische Vorrichtung angeschlossen werden können.
  • Im Unterschied zu den Anschlussstutzen 108, 109 des ersten Fluids, welche von oben an die thermoelektrische Vorrichtung 2 heranführen, sind die Anschlussstutzen 106 und 107 seitlich an die thermoelektrische Vorrichtung 2 hineingeführt. An den Anschlussstutzen 107 ist eine Rohrleitung 110 angeschlossen, welche über einen Umlenkbereich um 180° umgelenkt wird.
  • Um die Stabilität der gesamten thermoelektrischen Vorrichtung 2 weiter zu erhöhen sind in den obersten Strömungskanal 111, sowie den untersten Strömungskanal 111, seitlich Federelemente 115 eingehängt, welche eine Zugkraft ausüben, die eine Pressung innerhalb des Stapels zwischen den Strömungskanälen 111 bzw. 113 und den dazwischen liegenden thermoelektrischen Modulen 1 erzeugt. Beispielhaft sind in der Ausführung der 18a vier Federelemente angedeutet.
  • Die 18b zeigt im linken Bereich eine Aufsicht auf die in 18a beschriebene thermoelektrische Vorrichtung 2. Besonders gut zu erkennen ist hier die Abführung der Anschlussstutzen 108 und 109 nach oben hin, sowie die Zuführung des zweiten Fluids, seitlich an die thermoelektrische Vorrichtung 2 heran. Ebenso ist der Verlauf der Rohrleitung 110, welche parallel zur thermoelektrischen Vorrichtung 2 hin erfolgt, sowie dem in der Rohrleitung 110 integrierten Umlenkbereich zu erkennen. Auch ist der Übergang der Anschlussstutzen 106, 107 von ihrer kreisrunden Anschlussform an der der thermoelektrischen Vorrichtung 2 abgewandten Seite zu ihrer rechteckigen Grundform an der der thermoelektrischen Vorrichtung 2 zugewandten Seite zuerkennen.
  • Im rechten Bereich der 18b ist der Schnitt entlang der Schnittebene M-M dargestellt. Hier ist noch einmal der schichtweise Aufbau der thermoelektrischen Vorrichtung 2 zu erkennen. Außerdem der Aufbau der Strömungskanäle 111 entsprechend den der 16 mit dem innerhalb der Strömungskanäle ausgebildeten Sammelkasten und den nach oben abführenden Anschlussstutzen 108. Es ist weiterhin zu erkennen, dass der Anschlussstutzen 106 eine zur thermoelektrischen Vorrichtung 2 gerichtete Wand aufweist, welche zwei Aussparrungen für die Strömungskanäle 113 aufweist.
  • Da es sich bei dem Fluid, welches die Strömungskanäle 113 durchströmt in hoher Wahrscheinlichkeit um einen Abgasstrom handelt, ist es ratsam für die Materialwahl der Rohrleitung 110, der Anschlussstutzen 106 bzw. 107, sowie des Strömungskanals 113 ein Material zu wählen, welches insbesondere den hohen Temperaturen im Abgasstrang, sowie den Belastungen durch die chemischen Eigenschaften des Abgases widerstehen kann.
  • Die Materialwahl für die Strömungskanäle 111 des ersten Fluids, welches im Regelfall ein Kältemittel ist, welches innerhalb des Kraftfahrzeugs in einem Fluidkreislauf zirkuliert sind entsprechend so auszulegen, dass eine Unbedenklichkeit hinsichtlich der chemischen Eigenschaften des Kältemittels besteht.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Claims (12)

  1. Thermoelektrische (2), insbesondere für den Einsatz in einem Kraftfahrzeug, mit mindestens einem ersten thermoelektrisches Modul (1), welches eine erste Oberfläche aufweist und eine zweite der ersten Oberfläche gegenüberliegend angeordnete Oberfläche aufweist, mit einem ersten Strömungskanal (6, 7, 33, 34, 47, 48, 58, 59, 69, 70, 85, 86, 94, 102, 111, 113) für ein erstes Fluid und einem zweiten Strömungskanal (6, 7, 33, 34, 47, 48, 58, 59, 69, 70, 85, 86, 94, 102, 111, 113) für ein zweites Fluid, wobei zwischen dem ersten Fluid und dem zweiten Fluid eine Temperaturdifferenz besteht, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Oberfläche mit dem ersten Strömungskanal (6, 7, 33, 34, 47, 48, 58, 59, 69, 70, 85, 86, 94, 102, 111, 113) in thermisch leitender Verbindung steht und die zweite Oberfläche mit dem zweiten Strömungskanal (6, 7, 33, 34, 47, 48, 58, 59, 69, 70, 85, 86, 94, 102, 111, 113) in thermisch leitender Verbindung steht, wobei der erste Strömungskanal (6, 7, 33, 34, 47, 48, 58, 59, 69, 70, 85, 86, 94, 102, 111, 113)) an einem seiner Enden mit einem ersten Sammler (17, 18, 19, 20, 27, 28, 39, 40, 41, 42, 49, 50, 60, 61, 72, 73, 74, 75, 96, 97) in Fluidkommunikation steht und mit seinem anderen Ende mit einem zweiten Sammler (17, 18, 19, 20, 27, 28, 39, 40, 41, 42, 49, 50, 60, 61, 72, 73, 74, 75, 96, 97) in Fluidkommunikation steht und der zweite Strömungskanal (6, 7, 33, 34, 47, 48, 58, 59, 69, 70, 85, 86, 94, 102, 111, 113) mit einem seiner Enden mit einem dritten Sammler (17, 18, 19, 20, 27, 28, 39, 40, 41, 42, 49, 50, 60, 61, 72, 73, 74, 75, 96, 97) in Fluidkommunikation steht und mit seinem anderen Ende mit einem vierten Sammler (17, 18, 19, 20, 27, 28, 39, 40, 41, 42, 49, 50, 60, 61, 72, 73, 74, 75, 96, 97) in Fluidkommunikation steht.
  2. Thermoelektrische Vorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Strömungskanal (6, 7, 33, 34, 47, 48, 58, 59, 69, 70, 85, 86, 94, 102, 111, 113) im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind.
  3. Thermoelektrische Vorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Sammler (17, 18, 19, 20, 27, 28, 39, 40, 41, 42, 49, 50, 60, 61, 72, 73, 74, 75, 96, 97) mit einen ersten Fluidkreislauf welcher von dem ersten Fluid durchströmbar ist in Fluidkommunikation steht und der dritte und der vierte Sammler (17, 18, 19, 20, 27, 28, 39, 40, 41, 42, 49, 50, 60, 61, 72, 73, 74, 75, 96, 97) mit einem zweiten Fluidkreislauf welcher von dem zweiten Fluid durchströmbar ist in Fluidkommunikation steht.
  4. Thermoelektrische Vorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Sammler (17, 18, 19, 20, 27, 28, 39, 40, 41, 42, 49, 50, 60, 61, 72, 73, 74, 75, 96, 97) in einem ersten Bauteil realisiert sind und/oder der dritte und vierte Sammler (17, 18, 19, 20, 27, 28, 39, 40, 41, 42, 49, 50, 60, 61, 72, 73, 74, 75, 96, 97) in einem zweiten Bauteil realisiert sind.
  5. Thermoelektrische Vorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste thermoelektrische Modul (1) elektrische Kontakte (4a) aufweist, die außerhalb des durchströmbaren Bereichs des ersten und des zweiten Strömungskanals (6, 7, 33, 34, 47, 48, 58, 59, 69, 70, 85, 86, 94, 102, 111, 113) verläuft.
  6. Thermoelektrische Vorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Strömungskanal (6, 7, 33, 34, 47, 48, 58, 59, 69, 70, 85, 86, 94, 102, 111, 113) eine erste Ausschnitt (8, 9) aufweist und/oder der zweite Strömungskanal (6, 7, 33, 34, 47, 48, 58, 59, 69, 70, 85, 86, 94, 102, 111, 113) eine zweite Ausschnitt (8, 9) aufweist in welche das thermoelektrische Modul (1) mit seiner ersten Oberfläche und/oder seiner zweiten Oberfläche fluiddicht einsetzbar ist.
  7. Thermoelektrische Vorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste thermoelektrische Modul (1) mit dem ersten Strömungskanal (6, 7, 33, 34, 47, 48, 58, 59, 69, 70, 85, 86, 94, 102, 111, 113) und dem zweiten Strömungskanal (6, 7, 33, 34, 47, 48, 58, 59, 69, 70, 85, 86, 94, 102, 111, 113) verklebt und/oder verlötet und/oder verschweißt und/oder verpresst und/oder heißgepresst und/oder versintert und/oder druckgesintert ist.
  8. Thermoelektrische Vorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste thermoelektrische Modul (1) mit dem ersten Strömungskanal (6, 7, 33, 34, 47, 48, 58, 59, 69, 70, 85, 86, 94, 102, 111, 113) und dem zweiten Strömungskanal (6, 7, 33, 34, 47, 48, 58, 59, 69, 70, 85, 86, 94, 102, 111, 113) verbindbar ist und die Anordnung von einem Gehäuse (12) umfassbar ist.
  9. Thermoelektrische Vorrichtung (2) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (12) mit einem expandierenden Schaum (13) befüllbar ist.
  10. Thermoelektrische Vorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Strömungskanal (6, 7, 33, 34, 47, 48, 58, 59, 69, 70, 85, 86, 94, 102, 111, 113) und/oder der zweite Strömungskanal (6, 7, 33, 34, 47, 48, 58, 59, 69, 70, 85, 86, 94, 102, 111, 113) im inneren Rippen und/oder Turbulenzeinlagen (14, 15, 93, 102) aufweisen.
  11. Thermoelektrische Vorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Strömungskanal (6, 7, 33, 34, 47, 48, 58, 59, 69, 70, 85, 86, 94, 102, 111, 113) und/oder der zweite Strömungskanal (6, 7, 33, 34, 47, 48, 58, 59, 69, 70, 85, 86, 94, 102, 111, 113) im Wesentlichen eine Umlenkung (25, 35, 71, 91, 112) der Strömungsrichtung innerhalb der Strömungskanäle (6, 7, 33, 34, 47, 48, 58, 59, 69, 70, 85, 86, 94, 102, 111, 113) erfahren.
  12. Thermoelektrische Vorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass er eine Mehrzahl von Strömungskanälen (6, 7, 33, 34, 47, 48, 58, 59, 69, 70, 85, 86, 94, 102, 111, 113) aufweist welche von dem ersten Fluid durchströmbar sind und eine Mehrzahl von Strömungskanälen (6, 7, 33, 34, 47, 48, 58, 59, 69, 70, 85, 86, 94, 102, 111, 113) aufweist, die von dem zweiten Fluid durchströmbar sind, mit einer Mehrzahl von thermoelektrischen Modulen (1) die jeweils zwischen einem von dem ersten Fluid durchströmbaren Strömungskanal (6, 7, 33, 34, 47, 48, 58, 59, 69, 70, 85, 86, 94, 102, 111, 113) und einem von dem zweiten Fluid durchströmbaren Strömungskanal (6, 7, 33, 34, 47, 48, 58, 59, 69, 70, 85, 86, 94, 102, 111, 113) angeordnet sind.
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