DE102015115054A1 - Thermoelectric generator device - Google Patents

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DE102015115054A1
DE102015115054A1 DE102015115054.9A DE102015115054A DE102015115054A1 DE 102015115054 A1 DE102015115054 A1 DE 102015115054A1 DE 102015115054 A DE102015115054 A DE 102015115054A DE 102015115054 A1 DE102015115054 A1 DE 102015115054A1
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thermoelectric
generator device
thermoelectric generator
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rib structure
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DE102015115054.9A
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Martin Kober
Lars Heber
Kerstin Oetringer
Mirko Klein Altstedde
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Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
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Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
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    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N10/00Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
    • H10N10/10Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects
    • H10N10/13Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects characterised by the heat-exchanging means at the junction

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  • Devices For Blowing Cold Air, Devices For Blowing Warm Air, And Means For Preventing Water Condensation In Air Conditioning Units (AREA)

Abstract

Es wird eine thermoelektrische Generatorvorrichtung vorgeschlagen, welche eine thermoelektrische Einrichtung (17), und eine Wärmeübertragereinrichtung mit mindestens einem Heißwärmeübertrager (20) und mit mindestens einem Kaltwärmeübertrager (16; 24), welche in thermischem Kontakt mit der thermoelektrischen Einrichtung (17) stehen, umfasst, wobei zumindest der mindestens eine Heißwärmeübertrager (20) zur Durchströmung mit einem Gas als Wärmeübertragungsfluid vorgesehen ist, und wobei der mindestens eine Heißwärmeübertrager (20) und/oder der mindestens eine Kaltwärmeübertrager (16; 24) eine Rippenstruktur (52) mit Strömungskanälen (70) aufweist, und Strömungskanäle (70) zwischen Rippen (72) der Rippenstruktur (52) gebildet sind, wobei Strömungskanäle (70) eine Breite (B) in einer Breitenrichtung (74) von höchstens 0,75 mm aufweisen, wobei die Breitenrichtung (74) eine Abstandsrichtung zwischen beabstandeten Rippen (72) ist.The invention relates to a thermoelectric generator device comprising a thermoelectric device (17), and a heat transfer device having at least one heat exchanger (20) and at least one cold heat exchanger (16; 24) in thermal contact with the thermoelectric device (17) in which at least the at least one hot heat exchanger (20) is provided for flowing through with a gas as heat transfer fluid, and wherein the at least one hot heat exchanger (20) and / or the at least one cold heat exchanger (16; 24) has a rib structure (52) with flow channels (70 ), and flow channels (70) between ribs (72) of the rib structure (52) are formed, wherein flow channels (70) have a width (B) in a width direction (74) of at most 0.75 mm, wherein the width direction (74 ) is a spacing direction between spaced ribs (72).

Description

Die Erfindung betrifft eine thermoelektrische Generatorvorrichtung, umfassend eine thermoelektrische Einrichtung, und eine Wärmeübertragereinrichtung mit mindestens einem Heißwärmeübertrager und mit mindestens einem Kaltwärmeübertrager, welche in thermischem Kontakt mit der thermoelektrischen Einrichtung stehen, wobei zumindest der mindestens eine Heißwärmeübertrager zur Durchströmung mit einem Gas als Wärmeübertragungsfluid vorgesehen ist, und wobei der mindestens eine Heißwärmeübertrager und/oder der mindestens eine Kaltwärmeübertrager eine Rippenstruktur mit Strömungskanälen aufweist, und Strömungskanäle zwischen Rippen der Rippenstruktur gebildet sind.The invention relates to a thermoelectric generator apparatus, comprising a thermoelectric device, and a heat transfer device with at least one hot heat exchanger and at least one cold heat exchanger, which are in thermal contact with the thermoelectric device, wherein at least the at least one hot heat exchanger is provided for flow with a gas as the heat transfer fluid , and wherein the at least one hot heat exchanger and / or the at least one cold heat exchanger has a rib structure with flow channels, and flow channels are formed between ribs of the rib structure.

In der nichtvorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung Nr. 10 2013 112 911.0 vom 22. November 2013 des gleichen Anmelders ist eine thermoelektrische Generatorvorrichtung offenbart, umfassend ein Gehäuse und mindestens eine Kombination mit den Komponenten erster Kaltwärmeübertrager, zweiter Kaltwärmeübertrager, erste thermoelektrische Lage, zweite thermoelektrische Lage und Heißwärmeübertrager, wobei in der mindestens einen Kombination der Heißwärmeübertrager zwischen der ersten thermoelektrischen Lage und der zweiten thermoelektrischen Lage angeordnet ist, der erste Kaltwärmeübertrager an der ersten thermoelektrischen Lage und der zweite Kaltwärmeübertrager an der zweiten thermoelektrischen Lage angeordnet ist, und wobei die mindestens eine Kombination in dem Gehäuse positioniert ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Innenseite einer ersten Wand des Gehäuses in direktem flächigen mechanischen Kontakt mit dem ersten Kaltwärmeübertrager der mindestens einen Kombination steht oder die erste Wand eine Wandung des ersten Kaltwärmeübertragers bildet, dass eine der ersten Innenseite gegenüberliegende zweite Innenseite einer zweiten Wand des Gehäuses in direktem flächigen mechanischen Kontakt mit dem zweiten Kaltwärmeübertrager der mindestens einen Kombination oder einer weiteren Kombination steht oder eine Wandung des zweiten Kaltwärmeübertragers ausbildet, und dass das Gehäuse durch Formschluss mindestens bei einem Betriebspunkt oder Betriebspunktbereich der thermoelektrischen Generatorvorrichtung einen Anpressdruck bereitstellt, welcher die Komponenten der mindestens einen Kombination gegeneinander verspannt und in dem Gehäuse einspannt.In the unpublished German Patent Application No. 10 2013 112 911.0 of November 22, 2013, the same applicant discloses a thermoelectric generator apparatus comprising a housing and at least one combination with the components of first cold heat exchanger, second cold heat exchanger, first thermoelectric layer, second thermoelectric layer and hot heat exchanger, wherein in the at least one combination of the heat exchangers between the the first thermoelectric layer and the second thermoelectric layer is disposed, the first cold heat exchanger to the first thermoelectric layer and the second cold heat exchanger is disposed on the second thermoelectric layer, and wherein the at least one combination is positioned in the housing, characterized in that a first inner side a first wall of the housing is in direct planar mechanical contact with the first cold heat exchanger of the at least one combination or the first wall is a wall of the first Kaltwärmeübertra gers forms that one of the first inner side opposite second inner side of a second wall of the housing is in direct planar mechanical contact with the second cold heat exchanger of at least one combination or another combination or forms a wall of the second cold heat exchanger, and that the housing by positive engagement at least an operating point or operating point range of the thermoelectric generator device provides a contact pressure, which braces the components of the at least one combination against each other and clamped in the housing.

Aus der DE 10 2010 042 603 A1 ist eine thermoelektrische Generatorvorrichtung bekannt, umfassend ein fluiddichtes erstes Gehäuse, mindestens ein fluiddichtes zweites Gehäuse, welches an dem ersten Gehäuse angeordnet ist, wobei zwischen dem ersten Gehäuse und dem mindestens einen zweiten Gehäuse ein erster Mediumstrom geführt ist, ein fluiddichtes drittes Gehäuse, welches an dem mindestens einen zweiten Gehäuse angeordnet ist, wobei in dem dritten Gehäuse ein zweiter Mediumstrom geführt ist, und mindestens ein thermoelektrisches Modul, welches zwischen dem mindestens einen zweiten Gehäuse und dem dritten Gehäuse angeordnet ist und mit einer ersten Seite in thermischem Kontakt mit dem zweiten Gehäuse steht und mit einer zweiten Seite in thermischem Kontakt mit dem dritten Gehäuse steht.From the DE 10 2010 042 603 A1 a thermoelectric generator apparatus is known, comprising a fluid-tight first housing, at least one fluid-tight second housing, which is arranged on the first housing, wherein between the first housing and the at least one second housing, a first medium flow is guided, a fluid-tight third housing which on the at least one second housing is arranged, wherein in the third housing, a second medium flow is guided, and at least one thermoelectric module, which is arranged between the at least one second housing and the third housing and having a first side in thermal contact with the second housing is standing and with a second side in thermal contact with the third housing.

Aus der DE 10 2007 063 171 A1 ist ein thermoelektrischer Generator mit mindestens einem thermoelektrischen Modul bekannt, wobei eine Verbindungseinrichtung vorgesehen ist, durch welche eine quer zu mindestens einer Anlagefläche eines thermoelektrischen Moduls gerichtete Spannkraft erzeugbar ist.From the DE 10 2007 063 171 A1 a thermoelectric generator with at least one thermoelectric module is known, wherein a connecting device is provided, through which a transverse to at least one contact surface of a thermoelectric module directed clamping force can be generated.

Aus der DE 10 2007 063 173 A1 ist ein thermoelektrischer Generator mit mindestens einer Wärmesenke, mit mindestens einer Wärmequelle, wobei die Summe der Anzahl von Wärmesenken und der Anzahl von Wärmequellen wenigstens drei beträgt, wobei die mindestens eine Wärmequelle mindestens einen Strömungskanal zur Durchströmung mit einem Fluid aufweist, und mit mindestens zwei thermoelektrischen Modulen, wobei jeweils zwischen einer Wärmesenke und einer Wärmequelle mindestens ein thermoelektrisches Modul angeordnet ist, bekannt.From the DE 10 2007 063 173 A1 is a thermoelectric generator having at least one heat sink, at least one heat source, wherein the sum of the number of heat sinks and the number of heat sources is at least three, wherein the at least one heat source has at least one flow passage for flowing through a fluid, and at least two thermoelectric Modules, wherein in each case between a heat sink and a heat source, at least one thermoelectric module is arranged known.

Aus der DE 10 2007 063 196 A1 ist ein thermoelektrischer Generator mit einer Verbindungseinrichtung bekannt, welche mindestens ein unter Zugspannung stehendes Umgreifungselement umfasst, welches einen Stapel zumindest abschnittsweise umschließt und einen zu der Stapelachse zumindest annähernd parallel gerichtete Druckkraft auf den Stapel ausübt.From the DE 10 2007 063 196 A1 a thermoelectric generator with a connecting device is known, which comprises at least one under tension clamping element which surrounds a stack at least in sections and exerts an at least approximately parallel to the stacking axis compressive force on the stack.

Aus der DE 10 2009 013 535 A1 ist eine thermoelektrische Vorrichtung zur Erzeugung von elektrischer Energie aus Wärme bekannt, welche eine Haltestruktur aufweist, die zur Führung eines warmen und eines kalten Mediums und zur Halterung eines thermoelektrischen Moduls ausgebildet ist.From the DE 10 2009 013 535 A1 a thermoelectric device for generating electrical energy from heat is known, which has a holding structure, which is designed to guide a hot and a cold medium and for holding a thermoelectric module.

Aus der DE 10 2008 005 334 A1 ist ein thermoelektrischer Generator für einen Abgasstrom bekannt, der an einem Abgaskanal angeschlossen ist, wobei zumindest ein thermoelektrisches Wandlerelement angeordnet ist, welches thermische Energie in elektrische Energie umwandelt und ein Wärmetauscherelement, welches zumindest teilweise an einer Oberfläche des thermoelektrischen Wandlerelements und zumindest teilweise im Abgaskanal angeordnet ist, wobei zumindest ein Heatpipe im Abgaskanal angeordnet ist, welches die thermische Energie des Abgasstroms zur Oberfläche des thermoelektrischen Wandlerelements leitet.From the DE 10 2008 005 334 A1 a thermoelectric generator for an exhaust stream is known, which is connected to an exhaust passage, wherein at least one thermoelectric conversion element is arranged, which converts thermal energy into electrical energy and a heat exchanger element which at least partially disposed on a surface of the thermoelectric conversion element and at least partially in the exhaust duct is, wherein at least one heat pipe is arranged in the exhaust duct, which is the thermal energy the exhaust gas stream to the surface of the thermoelectric conversion element passes.

Aus der DE 10 2010 001 417 A1 ist ein Wärmetauscher für thermoelektrische Generatoren bekannt, welcher mindestens zwei Kanäle für ein Kühlmedium und mindestens einen Kanal für ein Heizmedium aufweist, wobei der mindestens eine Kanal für das Heizmedium im Innenbereich mit Rippen bestückt ist.From the DE 10 2010 001 417 A1 a heat exchanger for thermoelectric generators is known, which has at least two channels for a cooling medium and at least one channel for a heating medium, wherein the at least one channel for the heating medium in the interior is equipped with ribs.

Aus der KR 20120112185 ist eine thermoelektrische Wandlungseinheit und ein Herstellungsverfahren bekannt.From the KR 20120112185 For example, a thermoelectric conversion unit and a manufacturing method are known.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine thermoelektrische Generatorvorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, bei welcher eine Vergleichmäßigung eines Wärmestroms zwischen dem Heißwärmeübertrager und dem Kaltwärmeübertrager in einer Längsrichtung erfolgt und ein erhöhter Wirkungsgrad erreicht wird.The invention has for its object to provide a thermoelectric generator device of the type mentioned, in which a homogenization of a heat flow between the hot heat exchanger and the cold heat exchanger takes place in a longitudinal direction and an increased efficiency is achieved.

Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten thermoelektrischen Generatorvorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass Strömungskanäle eine Breite in einer Breitenrichtung von höchstens 0,75 mm aufweisen, wobei die Breitenrichtung eine Abstandsrichtung zwischen beabstandeten Rippen ist.This object is achieved in the above-mentioned thermoelectric generator device according to the invention in that flow channels have a width in a width direction of at most 0.75 mm, wherein the width direction is a distance direction between spaced ribs.

Es hat sich gezeigt, dass, um bei einer thermoelektrischen Generatorvorrichtung eine hohe Leistungsdichte zu erreichen, es günstig ist, wenn enge Strömungskanäle vorliegen, das heißt enge Rippenabstände von höchstens 0,75 mm und insbesondere kleiner als 0,5 mm vorliegen.It has been found that, in order to achieve a high power density in a thermoelectric generator device, it is favorable when there are narrow flow channels, that is to say narrow rib spacings of at most 0.75 mm and in particular less than 0.5 mm.

Weiterhin ist es günstig, um eine hohe Leistungsdichte zu erzielen, wenn die Strömungskanäle eine große Höhe aufweisen. Erfindungsgemäß ist es insbesondere vorgesehen, dass Strömungskanäle eine Höhe in einer Höhenrichtung von mindestens 11 mm und vorzugsweise mindestens 13 mm aufweisen, wobei die Höhenrichtung quer zu der Breitenrichtung und quer zu einer Hauptströmungsrichtung von Wärmeübertragungsfluid orientiert ist.Furthermore, it is favorable to achieve a high power density when the flow channels have a high height. According to the invention, it is provided, in particular, that flow channels have a height in a height direction of at least 11 mm and preferably at least 13 mm, wherein the height direction is oriented transversely to the width direction and transverse to a main flow direction of heat transfer fluid.

Insbesondere weist die thermoelektrische Einrichtung mindestens eine thermoelektrische Lage mit einem ersten Ende und einem dem ersten Ende gegenüberliegenden zweiten Ende auf, wobei das erste Ende einem Eingang für Wärmeübertragungsfluid des mindestens einen Heißwärmeübertragers und/oder des mindestens einen Kaltwärmeübertragers zugewandt ist, und das zweite Ende einem Ausgang für Wärmeübertragungsfluid des mindestens einen Heißwärmeübertragers und/oder des mindestens einen Kaltwärmeübertragers zugewandt ist. Es lässt sich dadurch eine effektive Durchströmung erreichen.In particular, the thermoelectric device has at least one thermoelectric layer with a first end and a second end opposite the first end, the first end facing an input for heat transfer fluid of the at least one hot heat exchanger and / or the at least one cold heat exchanger, and the second end a Output for heat transfer fluid of at least one hot heat exchanger and / or the at least one cold heat exchanger is facing. It can thereby achieve an effective flow.

Insbesondere ist eine Abstandsrichtung zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende der mindestens einen thermoelektrischen Lage parallel zu einer Hauptströmungsrichtung für Wärmeübertragungsfluid in dem mindestens einen Heißwärmeübertrager und/oder dem mindestens einen Kaltwärmeübertrager. Dadurch lässt sich eine hohe Leistungsdichte erzielen.In particular, a spacing direction between the first end and the second end of the at least one thermoelectric layer is parallel to a main flow direction for heat transfer fluid in the at least one hot heat exchanger and / or the at least one cold heat exchanger. This makes it possible to achieve a high power density.

Es hat sich als günstig erwiesen, wenn die thermoelektrische Generatorvorrichtung bezüglich ihrer hauptsächlichen Wirkkomponenten "kurz" ausgebildet ist. Insbesondere liegt ein Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Ende der mindestens einen thermoelektrischen Lage im Bereich zwischen 30 mm und 70 mm. Dadurch lässt sich eine effektive Vergleichmäßigung der Wärmestromdichte der Hauptströmungsrichtung erzielen. Dadurch wiederum lässt sich ein hoher Wirkungsgrad erzielen.It has proven favorable if the thermoelectric generator device is "short" in terms of its main active components. In particular, a distance between the first and the second end of the at least one thermoelectric layer is in the range between 30 mm and 70 mm. As a result, an effective equalization of the heat flow density of the main flow direction can be achieved. This in turn allows a high efficiency can be achieved.

Für eine Vergleichmäßigung der Wärmestromdichte ist es günstig, wenn zumindest bei dem mindestens einen Heißwärmeübertrager ein erstes Ende der Rippenstruktur, welches dem Eingang zugewandt ist, gegenüber dem ersten Ende der mindestens einen thermoelektrischen Lage in einer Hauptströmungsrichtung beabstandet ist, wobei in der Hauptströmungsrichtung das erste Ende der mindestens einen thermoelektrischen Lage vor dem ersten Ende der Rippenstruktur liegt. Dadurch wird gewissermaßen etwas "verspätet" Wärme an die mindestens eine thermoelektrische Lage übertragen. Dies führt zu einer Vergleichmäßigung. Eine Vergleichmäßigung der Wärmestromdichte ist insbesondere bezüglich der "Quelle", nämlich dem mindestens einen Heißwärmeübertrager sinnvoll, da dort der stärkste Temperaturabfall entsteht. Die gleichen Maßnahmen können auch für den mindestens einen Kaltwärmeübertrager durchgeführt werden, wobei üblicherweise der Temperaturabfall in Längsrichtung an dem Kaltwärmeübertrager (als Senke für den Wärmestrom) vernachlässigbar ist.For equalization of the heat flow density, it is favorable if, at least in the at least one hot heat exchanger, a first end of the rib structure, which faces the input, is spaced from the first end of the at least one thermoelectric layer in a main flow direction, wherein in the main flow direction the first end the at least one thermoelectric layer is located in front of the first end of the rib structure. As a result, a certain amount of "delayed" heat is transferred to the at least one thermoelectric layer. This leads to a homogenization. A homogenization of the heat flux density is particularly useful with respect to the "source", namely the at least one hot heat exchanger, since there the strongest temperature drop arises. The same measures can also be performed for the at least one cold heat exchanger, wherein usually the temperature drop in the longitudinal direction of the cold heat exchanger (as a sink for the heat flow) is negligible.

Es hat sich gezeigt, dass es günstig ist, wenn ein Abstand zwischen dem ersten Ende der mindestens einen thermoelektrischen Lage und dem ersten Ende der Rippenstruktur im Bereich zwischen 1 mm und 3 mm liegt.It has been shown that it is favorable if a distance between the first end of the at least one thermoelectric layer and the first end of the rib structure lies in the range between 1 mm and 3 mm.

Es hat sich ferner für eine Vergleichmäßigung der Wärmestromdichte in Längsrichtung als günstig erwiesen, wenn ein zweites Ende der Rippenstruktur, welches dem Ausgang zugewandt ist, zumindest bei dem mindestens einen Heißwärmeübertrager gegenüber dem zweiten Ende der mindestens einen thermoelektrischen Lage beabstandet ist, wobei das zweite Ende der mindestens einen thermoelektrischen Lage bezogen auf eine Hauptströmungsrichtung von Wärmeübertragungsfluid vor dem zweiten Ende der Rippenstruktur liegt. Es wird dadurch auf einer größeren Strecke noch im Betrieb Wärme an die mindestens eine thermoelektrische Lage im Bereich des Ausgangs übertragen.It has also been found favorable for equalization of the heat flux density in the longitudinal direction, when a second end of the rib structure, which faces the exit, at least at the at least one hot heat exchanger relative to the second end of the at least one thermoelectric layer is spaced, wherein the second end the at least one thermoelectric layer is located in front of the second end of the fin structure with respect to a main flow direction of heat transfer fluid. It gets on it still transfer a heat during operation to the at least one thermoelectric layer in the region of the output.

Es hat sich als günstig erwiesen, wenn ein Abstand zwischen dem zweiten Ende der mindestens einen thermoelektrischen Lage und dem zweiten Ende der Rippenstruktur im Bereich zwischen 2 mm und 10 mm liegt.It has proved favorable if a distance between the second end of the at least one thermoelectric layer and the second end of the rib structure is in the range between 2 mm and 10 mm.

Es ist günstig, wenn in einer Richtung quer zu einer Richtung zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende die thermoelektrische Einrichtung schmaler ist als die Rippenstruktur, wobei insbesondere die Rippenstruktur mit einem Überstand im Bereich zwischen 1 mm und 5 mm über die thermoelektrische Einrichtung hinausragt. Insbesondere ragt die Rippenstruktur mit einem Überstand sowohl in Längsrichtung (in einer Richtung zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende der mindestens einen thermoelektrischen Lage) als auch in Querrichtung zu dieser Längsrichtung mit einem Überstand über die Rippenstruktur hinaus.It is favorable if, in a direction transverse to a direction between the first end and the second end, the thermoelectric device is narrower than the rib structure, wherein in particular the rib structure with a projection in the range between 1 mm and 5 mm protrudes beyond the thermoelectric device. In particular, the rib structure protrudes with a projection both in the longitudinal direction (in a direction between the first end and the second end of the at least one thermoelectric layer) and in the transverse direction to this longitudinal direction with a projection over the rib structure.

Für die Vergleichmäßigung der Wärmestromdichte in Längsrichtung (parallel zu einer Hauptströmungsrichtung von Wärmeübertragungsfluid) ist es insbesondere für den mindestens einen Heißwärmeübertrager günstig, wenn die Rippenstruktur einem Eingang für Wärmeübertragungsfluid zugewandt einen Bereich aufweist, welcher rippenfrei ist. Durch den rippenfreien Bereich wird ein "Nichtkontaktbereich" für die Wärmeübertragung in der Nähe des Eingangs bereitgestellt. Es hat sich gezeigt, dass ein solcher rippenfreier Bereich zu einer Vergleichmäßigung in Längsrichtung und damit zu einem erhöhten Wirkungsgrad führt.For equalization of the heat flow density in the longitudinal direction (parallel to a main flow direction of heat transfer fluid), it is favorable, in particular for the at least one hot heat exchanger, if the rib structure facing an input for heat transfer fluid has a region which is free of ribs. The rib-free area provides a "non-contact area" for heat transfer near the entrance. It has been found that such a rib-free area leads to a homogenization in the longitudinal direction and thus to an increased efficiency.

Insbesondere ist der rippenfreie Bereich spiegelsymmetrisch zu einer Achse ausgebildet. Dadurch ergibt sich eine effektive Vergleichmäßigung.In particular, the rib-free region is mirror-symmetrical to an axis. This results in an effective homogenization.

Bei einem Ausführungsbeispiel ist es vorgesehen, dass der rippenfreie Bereich eine Länge aufweist, welche zwischen 20 % und 50 % einer Gesamtlänge der Rippenstruktur zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende der Rippenstruktur liegt, und insbesondere zwischen 30 % und 50 % und vorzugsweise zwischen 30 % und 45 % der Gesamtlänge liegt. Dadurch ergibt sich eine effektive Vergleichmäßigung mit entsprechendem positivem Einfluss auf den Wirkungsgrad der thermoelektrischen Generatorvorrichtung.In one embodiment, it is contemplated that the rib-free region has a length that is between 20% and 50% of a total length of the rib structure between a first end and a second end of the rib structure, and more preferably between 30% and 50% and preferably between 30 % and 45% of the total length. This results in an effective homogenization with a corresponding positive influence on the efficiency of the thermoelectric generator device.

Es hat sich ferner als günstig erwiesen, wenn der rippenfreie Bereich eine Breite aufweist, welche von einem ersten Ende der Rippenstruktur zu einem zweiten Ende der Rippenstruktur hin abnimmt. Der rippenfreie Bereich verkleinert sich damit von dem ersten Ende zu dem zweiten Ende hin.It has also been found to be advantageous if the rib-free region has a width which decreases from a first end of the rib structure to a second end of the rib structure. The rib-free area thus decreases in size from the first end to the second end.

Insbesondere nimmt die Breite monoton ab.In particular, the width decreases monotonously.

Es hat sich ferner als günstig erwiesen, dass der rippenfreie Bereich eine gekrümmte Begrenzungslinie aufweist. Es lässt sich dadurch eine effektive Vergleichmäßigung erreichen.It has also proven to be favorable that the rib-free region has a curved boundary line. It can thereby achieve an effective homogenization.

Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist es vorgesehen, dass der rippenfreie Bereich eine Begrenzungslinie gemäß einer logarithmischen Funktion aufweist.In an advantageous embodiment, it is provided that the fin-free region has a boundary line according to a logarithmic function.

Es kann dabei vorgesehen sein, dass in dem rippenfreien Bereich mindestens eine Stützstrebe an der Rippenstruktur angeordnet ist. Die Stützstrebe hat vor allem eine mechanische Stützfunktion zur Erhöhung der Steifigkeit der Rippenstruktur in diesem Bereich. Sie hat keine besondere thermische Funktion.It can be provided that at least one support strut is arranged on the rib structure in the rib-free region. Above all, the support strut has a mechanical support function for increasing the rigidity of the rib structure in this area. It has no special thermal function.

Bei einem Ausführungsbeispiel ist mindestens eine Stützstrebe quer zu einer Längserstreckungsrichtung von Strömungskanälen orientiert. Dadurch lässt sich die Steifigkeit erhöhen.In one embodiment, at least one support strut is oriented transversely to a longitudinal direction of flow channels. This can increase the rigidity.

Es ist ferner zur Vergleichmäßigung der Wärmestromdichte in einer Längsrichtung vorteilhaft, wenn die Rippenstruktur einen ersten Bereich aufweist, in welchem Strömungskanäle parallel zu einer Hauptströmungsrichtung angeordnet sind, und einen zweiten Bereich aufweist, welcher sich an den ersten Bereich anschließt, und in welchem die Rippenstruktur im Vergleich zu dem ersten Bereich eine erhöhte Wärmeaufnahmefähigkeit aus dem Wärmeübertragungsfluid aufweist. Es wird dadurch zu dem Ausgang hin die Wärmeabgabefähigkeit erhöht, das heißt es wird die Wärmestromdichte erhöht. Es wird in demjenigen Bereich, in dem die Temperatur des Wärmeübertragungsfluids abfällt, für eine effektivere Wärmeankopplung gesorgt, um die Wärmestromdichte in dem zweiten Bereich zu erhöhen.It is also advantageous for equalizing the heat flux density in a longitudinal direction when the fin structure has a first region in which flow channels are arranged parallel to a main flow direction, and has a second region which adjoins the first region, and in which the rib structure in Compared to the first region has an increased heat absorption capacity of the heat transfer fluid. It is thereby increased toward the output, the heat-emitting ability, that is, the heat flow density is increased. There is provided in the region where the temperature of the heat transfer fluid drops, for a more effective heat coupling in order to increase the heat flux density in the second region.

Es kann dabei vorgesehen sein, dass die Strömungskanäle in dem zweiten Bereich parallel zueinander angeordnet sind. Solche Strömungskanäle lassen sich dann auf einfache Weise herstellen.It can be provided that the flow channels are arranged in the second region parallel to each other. Such flow channels can then be produced in a simple manner.

Die erhöhte Wärmeaufnahmefähigkeit und die daraus resultierende erhöhte Wärmeabgabefähigkeit in dem zweiten Bereich kann durch Führung von Strömungskanälen und/oder durch Materialwahl von Rippen hergestellt sein.The increased heat-absorbing capacity and the resulting increased heat-releasability in the second region may be made by guiding flow channels and / or by material selection of ribs.

Bei einem Ausführungsbeispiel weist die Rippenstruktur im zweiten Bereich Rippenbereiche mit einer Querorientierung zur Hauptströmungsrichtung auf. Es wird dadurch die Kontaktfläche für Wärmeübertragungsfluid im zweiten Bereich im Vergleich zum ersten Bereich erhöht und dadurch die Wärmeaufnahmefähigkeit (und daraus resultierend die Wärmeabgabefähigkeit) erhöht.In one embodiment, the fin structure in the second region has fin regions with a transverse orientation to the main flow direction. It increases the contact area for heat transfer fluid in the second area compared to the first area and thereby the Heat-absorbing capacity (and consequently the heat-releasing ability) increased.

Bei einem Ausführungsbeispiel weisen die Rippen im zweiten Bereich eine Wellenstruktur auf. Strömungskanäle im zweiten Bereich sind dann wellenförmig ausgebildet. Wellenberge und Wellentäler bilden Rippenbereiche mit Querorientierung.In one embodiment, the ribs in the second region have a wave structure. Flow channels in the second region are then formed wave-shaped. Wave crests and wave troughs form rib areas with transverse orientation.

Es ist auch alternativ oder zusätzlich möglich, dass die Rippenstruktur im zweiten Bereich aus dem Material hergestellt ist, welches im Vergleich zu einem Material der Rippenstruktur im ersten Bereich eine höhere Wärmeleitfähigkeit aufweist. Dadurch lässt sich auch eine Vergleichmäßigung der Wärmestromdichte in Längsrichtung erreichen.It is alternatively or additionally possible that the rib structure in the second region is made of the material which has a higher thermal conductivity in the first region compared to a material of the rib structure. As a result, a homogenization of the heat flow density in the longitudinal direction can be achieved.

Es hat sich als günstig erwiesen, wenn der zweite Bereich bei mindestens 30 % einer Gesamtlänge der Rippenstruktur zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende der Rippenstruktur beginnt. Dadurch lässt sich eine effektive Vergleichmäßigung erreichen.It has proven to be advantageous if the second region starts at at least 30% of a total length of the rib structure between a first end and a second end of the rib structure. This can achieve an effective homogenization.

Es kann dabei vorgesehen sein, dass der erste Bereich mindestens teilweise an einem rippenfreien Bereich der Rippenstruktur liegt. Es ist möglich, dass der entsprechende rippenfreie Bereich nur an dem ersten Bereich liegt. Es ist auch möglich, dass der rippenfreie Bereich bis in den zweiten Bereich ragt, wobei jedoch ein Teil des rippenfreien Bereichs dann an dem ersten Bereich liegt.It may be provided that the first region lies at least partially against a rib-free region of the rib structure. It is possible that the corresponding rib-free area lies only at the first area. It is also possible for the rib-free area to protrude into the second area, but a part of the rib-free area then lies on the first area.

Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn die Rippenstruktur aus einem metallischen Material hergestellt ist. Dadurch ergibt sich eine effektive Wärmeaufnahmefähigkeit und effektive Wärmeabgabefähigkeit. Es lässt sich dadurch eine hohe Wärmestromdichte zwischen dem mindestens einen Heißwärmeübertrager und dem mindestens einen Kaltwärmeübertrager durch die thermoelektrische Einrichtung hindurch erreichen.It is particularly advantageous if the rib structure is made of a metallic material. This results in an effective heat-absorbing capacity and effective heat-releasability. This makes it possible to achieve a high heat flow density between the at least one hot heat exchanger and the at least one cold heat exchanger through the thermoelectric device.

Es hat sich als günstig erwiesen, wenn die Rippenstruktur aus Nickel und insbesondere reinem Nickel hergestellt ist.It has proved to be advantageous if the rib structure is made of nickel and in particular pure nickel.

Es ist auch möglich, dass die Rippenstruktur aus Edelstahl hergestellt ist.It is also possible that the rib structure is made of stainless steel.

Ein einfacher konstruktiver Aufbau ergibt sich, wenn die Rippenstruktur eine Mehrzahl von Platten aufweist, an welchen Kanäle ausgebildet sind, die Platten parallel zueinander orientiert sind, benachbarte Platten sich aneinander abstützen, und Strömungskanäle über Kanäle in einer Platte und Plattenbereiche einer benachbarten Platte gebildet sind. Die Gesamtrippenstruktur lässt sich dadurch aus den Platten aufbauen, wobei getrennte Strömungskanäle auf einfache Weise herstellbar sind. Die Abstützung von benachbarten Platten aneinander führt zu Ausbildung von entsprechenden Strömungskanälen. Ferner wird dadurch eine hohe mechanische Stabilität erreicht.A simple structural design results when the fin structure has a plurality of plates on which channels are formed, the plates are oriented parallel to each other, adjacent plates abut each other, and flow channels are formed via channels in one plate and plate regions of an adjacent plate. The overall rib structure can thereby be built from the plates, wherein separate flow channels can be produced in a simple manner. The support of adjacent plates together leads to the formation of corresponding flow channels. Furthermore, this achieves a high mechanical stability.

Grundsätzlich ist es möglich, dass die Platten in einem Verbund hergestellt werden, welcher dann zu einem Plattenpaket gefaltet wird. Fertigungstechnisch vorteilhaft ist es, wenn die Platten getrennte Einzelplatten sind. Es ergibt sich dadurch eine einfache Herstellbarkeit.In principle, it is possible for the panels to be made in a composite, which is then folded into a sheet package. From a manufacturing point of view, it is advantageous if the plates are separate individual plates. This results in a simple manufacturability.

Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn die Platten als Gleichplatten ausgebildet sind, das heißt eine Mehrzahl von Platten und insbesondere alle Platten gleich ausgebildet sind.It is particularly advantageous if the plates are designed as equal plates, that is, a plurality of plates and in particular all plates are formed the same.

Es ist ferner günstig, wenn eine Platte mindestens ein Positionierungselement und/oder mindestens ein Abstützungselement für eine oder mehrere weitere Platten umfasst. Dadurch lässt sich auf einfache Weise ein Plattenpaket herstellen mit entsprechender Ausrichtung und Abstützung.It is also advantageous if a plate comprises at least one positioning element and / or at least one support element for one or more further plates. This makes it easy to produce a plate package with appropriate orientation and support.

Bei einem Ausführungsbeispiel ist als Positionierungselement mindestens eine Öffnung vorgesehen. Diese Öffnung ist beispielsweise an oder in der Nähe eines rippenfreien Bereichs angeordnet. Durch diese Öffnung hindurch lassen sich Platten fluchtend ausrichten.In one embodiment, at least one opening is provided as a positioning element. This opening is arranged, for example, on or in the vicinity of a rib-free area. Through this opening plates can be aligned.

Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn ein Plattenpaket vorgesehen ist, bei dem eine Mehrzahl von Platten in einem Paket verbunden und insbesondere zusammengespannt ist. Die Rippenstruktur für den mindestens einen Heißwärmeübertrager und/oder den mindestens einen Kaltwärmeübertrager lässt sich dadurch auf einfache Weise herstellen.It is particularly advantageous if a plate pack is provided in which a plurality of plates are connected in a package and in particular clamped together. The rib structure for the at least one hot heat exchanger and / or the at least one cold heat exchanger can thereby be produced in a simple manner.

Bei einem Ausführungsbeispiel ist mindestens ein Halteelement vorgesehen, welches an dem Plattenpaket angeordnet ist, wobei insbesondere mindestens zwei Halteelemente vorgesehen sind, und wobei das Plattenpaket über das mindestens eine Halteelement an einem Gehäuse gehalten ist. Dadurch lässt sich auf einfache Weise die Rippenstruktur in dem Gehäuse positionieren. Das Gehäuse selber ist vorteilhafterweise als Rohr ausgebildet, welches von Wärmeübertragungsfluid, welches insbesondere ein Gas und insbesondere ein Abgas ist, durchströmbar ist.In one embodiment, at least one holding element is provided, which is arranged on the plate pack, wherein in particular at least two holding elements are provided, and wherein the plate pack is held on a housing via the at least one holding element. This makes it easy to position the rib structure in the housing. The housing itself is advantageously designed as a tube, which is traversed by heat transfer fluid, which is in particular a gas and in particular an exhaust gas.

Bei einem Ausführungsbeispiel weist das Gehäuse eine erste Schale und eine zweite Schale auf, zwischen welchen der mindestens eine Heißwärmeübertrager angeordnet ist. Dadurch lässt sich der mindestens eine Heißwärmeübertrager auf einfache Weise herstellen.In one embodiment, the housing has a first shell and a second shell, between which the at least one hot heat exchanger is arranged. As a result, the at least one hot heat exchanger can be produced in a simple manner.

Bei einem Ausführungsbeispiel ist ein Gehäuse vorgesehen. Ferner ist mindestens eine Kombination mit den Komponenten erster Kaltwärmeübertrager, zweiter Kaltwärmeübertrager, erste thermoelektrische Lage, zweite thermoelektrische Lage und Heißwärmeübertrager vorgesehen, wobei in der mindestens einen Kombination der Heißwärmeübertrager zwischen der ersten thermoelektrischen Lage und der zweiten thermoelektrischen Lage angeordnet ist, der erste Kaltwärmeübertrager an der ersten thermoelektrischen Lage und der zweite Kaltwärmeübertrager an der zweiten thermoelektrischen Lage angeordnet ist, und wobei die mindestens eine Kombination in dem Gehäuse positioniert ist. Es ergibt sich dadurch ein kompakter Aufbau mit einer Mehrzahl von thermoelektrischen Lagen und es wird entsprechend nutzbarer elektrischer Strom hergestellt. In one embodiment, a housing is provided. Furthermore, at least one combination with the components of the first cold heat exchanger, second cold heat exchanger, first thermoelectric layer, second thermoelectric layer and hot heat exchanger is provided, is arranged in the at least one combination of the hot heat exchanger between the first thermoelectric layer and the second thermoelectric layer, the first cold heat exchanger the first thermoelectric layer and the second cold heat exchanger is disposed on the second thermoelectric layer, and wherein the at least one combination is positioned in the housing. This results in a compact construction with a plurality of thermoelectric layers and correspondingly usable electric current is produced.

Es ist dabei günstig, wenn eine erste Innenseite einer ersten Wand des Gehäuses in direktem flächigen mechanischen Kontakt mit dem ersten Kaltwärmeübertrager der mindestens einen Kombination steht oder die erste Wand eine Wandung des ersten Kaltwärmeübertragers bildet, dass eine der ersten Innenseite gegenüberliegende zweite Innenseite einer zweiten Wand des Gehäuses in direktem flächigen mechanischen Kontakt mit dem zweiten Kaltwärmeübertrager der mindestens einen Kombination oder einer weiteren Kombination steht oder eine Wandung des zweiten Kaltwärmeübertragers ausbildet, und dass das Gehäuse durch Formschluss mindestens bei einem Betriebspunkt oder Betriebspunktbereich der thermoelektrischen Generatorvorrichtung einen Anpressdruck bereitstellt, welcher die Komponenten der mindestens einen Kombination gegeneinander verspannt und in das Gehäuse einspannt. Es sind dadurch parasitäre Wärmeströme minimiert, da kein Durchströmungsraum zwischen dem Gehäuse und dem ersten Kaltwärmeübertrager und dem zweiten Kaltwärmeübertrager vorhanden ist. Eine entsprechende thermoelektrische Generatorvorrichtung dieser Ausbildung ist in der nichtvorveröffentlichten deutschen Anmeldung Nr. 10 2013 112 911.0 offenbart, auf die ausdrücklich und vollinhaltlich Bezug genommen wird.It is advantageous if a first inner side of a first wall of the housing is in direct planar mechanical contact with the first cold heat exchanger of the at least one combination or the first wall forms a wall of the first Kaltwärmeübertragers that one of the first inner side opposite second inner side of a second wall the housing is in direct planar mechanical contact with the second cold heat exchanger of the at least one combination or a further combination or forms a wall of the second cold heat exchanger, and that the housing by positive engagement at least at an operating point or operating point range of the thermoelectric generator device provides a contact pressure, which the components the at least one combination braced against each other and clamped in the housing. It parasitic heat flows are minimized because no flow space between the housing and the first cold heat exchanger and the second cold heat exchanger is present. A corresponding thermoelectric generator device of this embodiment is in the non-prepublished German application no. 10 2013 112 911.0 discloses, to which express and complete reference is made.

Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen dient im Zusammenhang mit den Zeichnungen der näheren Erläuterung der Erfindung. The following description of preferred embodiments is used in conjunction with the drawings for further explanation of the invention.

Es zeigen:Show it:

1(a) eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen thermoelektrischen Generatorvorrichtung in Explosionsdarstellung; 1 (a) a schematic representation of an embodiment of a thermoelectric generator device according to the invention in an exploded view;

1(b) die thermoelektrische Generatorvorrichtung gemäß 1(a) im zusammengebauten Zustand; 1 (b) the thermoelectric generator device according to 1 (a) in the assembled state;

2 eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Heißwärmeübertragers; 2 a perspective view of an embodiment of a Heißwärmeübertragers;

3 der Heißwärmeübertrager gemäß 2 bei einem Schnitt in der Schnittebene A gemäß 2; 3 the hot heat exchanger according to 2 in a section in the sectional plane A according to 2 ;

4 der Heißwärmeübertrager gemäß 2 bei einem Schnitt in der Schnittebene B gemäß 2; 4 the hot heat exchanger according to 2 in a section in the sectional plane B according to 2 ;

5 eine Draufsicht an der Schnittebene B des Heißwärmeübertragers gemäß 2; 5 a plan view of the sectional plane B of the hot heat exchanger according to 2 ;

6(a) ein Ausführungsbeispiel einer Platte einer Rippenstruktur des Heißwärmeübertragers gemäß 2; 6 (a) an embodiment of a plate of a rib structure of the Heißwärmeübertragers according to 2 ;

6(b) eine Draufsicht auf ein Plattenpaket (in der Richtung B gemäß 4); 6 (b) a plan view of a plate pack (in the direction B according to FIG 4 );

7(a) ein Ausführungsbeispiel einer Rippenstruktur mit einem rippenfreien Bereich; 7 (a) an embodiment of a rib structure with a rib-free area;

7(b) ein weitere Ausführungsbeispiel einer Rippenstruktur mit einem rippenfreien Bereich; 7 (b) Another embodiment of a rib structure with a rib-free area;

8 eine Teilansicht eines Ausführungsbeispiels einer Rippenstruktur; 8th a partial view of an embodiment of a rib structure;

9 schematisch den Einfluss der Temperatur an einer thermoelektrischen Lage bei Verwendung einer Rippenstruktur gemäß 8 in Abhängigkeit von der Position in einer Hauptströmungsrichtung im Vergleich mit einer Rippenstruktur, wie sie in 10 dargestellt ist; 9 schematically the influence of temperature on a thermoelectric layer using a rib structure according to 8th depending on the position in a main flow direction as compared with a rib structure as shown in FIG 10 is shown;

10 eine Vergleichsrippenstruktur; und 10 a comparative rib structure; and

11 schematisch den Aufbau von Rippen in der Rippenstruktur gemäß 8. 11 schematically the structure of ribs in the rib structure according to 8th ,

Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen thermoelektrischen Generatorvorrichtung, welches in den 1(a) und 1(b) schematisch gezeigt ist und dort mit 10 bezeichnet ist, umfasst ein Gehäuse 12. Das Gehäuse 12 nimmt eine Kombination 14 auf, welche folgende Komponenten hat: einen ersten Kaltwärmeübertrager 16, eine erste thermoelektrische Lage 18 einer thermoelektrischen Einrichtung 17, einen Heißwärmeübertrager 20, eine zweite thermoelektrische Lage 22 der thermoelektrischen Einrichtung 17, und einen zweiten Kaltwärmeübertrager 24.An embodiment of a thermoelectric generator device according to the invention, which in the 1 (a) and 1 (b) is shown schematically and there with 10 is designated comprises a housing 12 , The housing 12 takes a combination 14 on, which has the following components: a first cold heat exchanger 16 , a first thermoelectric layer 18 a thermoelectric device 17 , a heat exchanger 20 , a second thermoelectric layer 22 the thermoelectric device 17 , and a second cold heat exchanger 24 ,

Die Kombination 14 ist als Sandwichstruktur aufgebaut. Der Heißwärmeübertrager 20 liegt zwischen der ersten thermoelektrischen Lage 18 und der zweiten thermoelektrischen Lage 22, wobei die erste thermoelektrische Lage 18 den Heißwärmeübertrager 20 thermisch kontaktiert, und die zweite thermoelektrische Lage 22 den Heißwärmeübertrager 20 thermisch kontaktiert.The combination 14 is constructed as a sandwich structure. The heat exchanger 20 lies between the first thermoelectric layer 18 and the second thermoelectric layer 22 , wherein the first thermoelectric layer 18 the Hot heat exchanger 20 thermally contacted, and the second thermoelectric layer 22 the hot heat exchanger 20 thermally contacted.

Der Heißwärmeübertrager 20 umfasst dabei ein Gehäuse 26, welches als Rohr ausgebildet ist. Die erste thermoelektrische Lage 18 und die zweite thermoelektrische Lage 22 sind an dem Gehäuse 26 auf gegenüberliegenden Flachseiten 28a, 28b positioniert.The heat exchanger 20 includes a housing 26 , which is designed as a tube. The first thermoelectric layer 18 and the second thermoelectric layer 22 are on the case 26 on opposite flat sides 28a . 28b positioned.

Die Komponentenkombination aus erster thermoelektrischer Lage 18, Heißwärmeübertrager 20 und zweiter thermoelektrischen Lage 22 liegt zwischen dem ersten Kaltwärmeübertrager 16 und dem zweiten Kaltwärmeübertrager 24. Der erste Kaltwärmeübertrager 16 kontaktiert thermisch die erste thermoelektrische Lage 18 und der zweite Kaltwärmeübertrager 24 kontaktiert thermisch die zweite thermoelektrische Lage 22.The combination of components from the first thermoelectric layer 18 , Heat exchangers 20 and second thermoelectric layer 22 lies between the first cold heat exchanger 16 and the second cold heat exchanger 24 , The first cold heat exchanger 16 thermally contacts the first thermoelectric layer 18 and the second cold heat exchanger 24 thermally contacts the second thermoelectric layer 22 ,

Das Gehäuse 26 hat eine erste Wand 30 und eine der ersten Wand gegenüberliegende zweite Wand 32. An der ersten Wand 30 ist die Flachseite 28a ausgebildet. An der zweiten Wand 32 ist die Flachseite 28b ausgebildet. Die erste Wand 30 und die zweite Wand 32 sind über beabstandete Querwände 34 und 36 miteinander verbunden.The housing 26 has a first wall 30 and a second wall opposite the first wall 32 , At the first wall 30 is the flat side 28a educated. At the second wall 32 is the flat side 28b educated. The first wall 30 and the second wall 32 are over spaced transverse walls 34 and 36 connected with each other.

Die erste Wand 30 und die zweite Wand 32 liegen parallel zueinander. Die Querwände 34 und 36 liegen ebenfalls parallel zueinander.The first wall 30 and the second wall 32 lie parallel to each other. The transverse walls 34 and 36 are also parallel to each other.

Bei einem Ausführungsbeispiel sind die Flachseiten 28a, 28b eben. Mindestens bei einem Betriebspunkt oder einem Betriebspunktbereich der thermoelektrischen Generatorvorrichtung 10, bei welchem diese in einem normalen Betriebszustand betrieben wird, und Heißmedium (und dabei insbesondere Heißgas) den Heißwärmeübertrager 20 durchströmt, und dabei an den thermoelektrischen Lagen 18, 20 nutzbarer elektrischer Strom erzeugt wird, sind diese Flachseiten 28a, 28b eben ausgebildet.In one embodiment, the flat sides 28a . 28b just. At least at one operating point or operating point range of the thermoelectric generator device 10 in which it is operated in a normal operating condition, and hot medium (and in particular hot gas) the hot heat exchanger 20 flows through, and thereby at the thermoelectric layers 18 . 20 usable electric power is generated, these are flat sides 28a . 28b just trained.

Bezüglich des weiteren konstruktiven Aufbaus der thermoelektrischen Generatorvorrichtung wird auf die nichtvorveröffentlichte deutsche Patentanmeldung Nr. 10 2013 112 911.0 vom 22. November 2013 des gleichen Anmelders verwiesen. Auf dieses Dokument wird vollinhaltlich ausdrücklich Bezug genommen.With regard to the further constructional structure of the thermoelectric generator apparatus is on the non-prepublished German Patent Application No. 10 2013 112 911.0 of 22 November 2013 by the same applicant. This document is incorporated by reference in its entirety.

Das Gehäuse 26 des Heißwärmeübertragers 20 ist bei einem Ausführungsbeispiel zweischalig ausgebildet mit einer ersten Schale 38 und eine zweite Schale 40, welche miteinander verbunden sind.The housing 26 of the heat exchanger 20 In one embodiment, it is double-shelled with a first shell 38 and a second shell 40 which are interconnected.

Der Heißwärmeübertrager 20 hat an dem Gehäuse 26 einen Eingang 42 für (heißes) Wärmeübertragungsfluid, und weist ferner einen Ausgang 44 auf.The heat exchanger 20 has on the case 26 an entrance 42 for (hot) heat transfer fluid, and further has an output 44 on.

Zwischen dem Eingang 42 und dem Ausgang 44 durchströmt Wärmeübertragungsfluid insbesondere in Gasform in einer Hauptströmungsrichtung 46 den Heißwärmeübertrager 20.Between the entrance 42 and the exit 44 flows through heat transfer fluid, in particular in gaseous form in a main flow direction 46 the hot heat exchanger 20 ,

An der ersten Schale 38 ist die erste Wand 30 mit einem Teil der Querwände 34 und 36 gebildet. An der zweiten Schale 40 ist die zweite Wand 32 mit einem Teil der Querwände 34, 36 gebildet.At the first shell 38 is the first wall 30 with part of the transverse walls 34 and 36 educated. At the second shell 40 is the second wall 32 with part of the transverse walls 34 . 36 educated.

Es kann vorgesehen sein, dass das Gehäuse 26 im Bereich des Eingangs 42 einen Flansch 48 aufweist.It can be provided that the housing 26 in the area of the entrance 42 a flange 48 having.

Es kann ferner vorgesehen sein, dass an dem Gehäuse 26 im Bereich des Ausgangs 44 ein Flansch 50 angeordnet ist.It may further be provided that on the housing 26 in the area of the exit 44 a flange 50 is arranged.

In dem Gehäuse 26 ist eine Rippenstruktur 52 angeordnet, in welcher Strömungskanäle gebildet sind.In the case 26 is a rib structure 52 arranged, in which flow channels are formed.

Bei einem Ausführungsbeispiel ist die Rippenstruktur 52 durch ein Plattenpaket 54 (vgl. 6(b)) einer Mehrzahl von Platten 56 gebildet (vgl. auch 6(a)). Die Platten 56 sind in dem Plattenpaket 54 parallel zueinander orientiert. Die entsprechenden Platten 56 weisen gegenüberliegende Längsseiten 58a, 58b auf. Über die Längsseite 58a stützen sich die Platten 56 an der Innenseite der ersten Wand 30 ab. Über die Längsseite 58b stützen sie sich an der Innenseite der zweiten Wand 32 ab. Eine Ausrichtung der Platten 56 ist quer und dabei insbesondere senkrecht zu der ersten Wand 30 und der zweiten Wand 32 des Gehäuses 26.In one embodiment, the rib structure is 52 through a plate pack 54 (see. 6 (b) ) a plurality of plates 56 formed (see also 6 (a) ). The plates 56 are in the disk pack 54 oriented parallel to each other. The corresponding plates 56 have opposite longitudinal sides 58a . 58b on. Over the long side 58a the plates are supported 56 on the inside of the first wall 30 from. Over the long side 58b lean against the inside of the second wall 32 from. An alignment of the plates 56 is transverse and in particular perpendicular to the first wall 30 and the second wall 32 of the housing 26 ,

Grundsätzlich können die Platten 56 miteinander einstückig verbunden sein und durch eine Faltstruktur kann das Plattenpaket 54 hergestellt sein.Basically, the plates can 56 be integrally connected to each other and by a folding structure, the plate package 54 be prepared.

Bei einer Ausführungsform (6(a) und (b)) sind die Platten Einzelteile 56, welche in dem Plattenpaket 54 miteinander verbunden und insbesondere miteinander verspannt sind.In one embodiment ( 6 (a) and (b)) the plates are single parts 56 which are in the plate pack 54 interconnected and in particular are clamped together.

Insbesondere sind die Platten 56 des Plattenpakets 54 Gleichteile, das heißt alle Platten 56 oder zumindest eine Mehrheit der Platten 56 des Plattenpakets 54 (eventuell mit Ausnahme von äußeren Platten) sind gleich ausgebildet.In particular, the plates 56 of the disk pack 54 Common parts, that is, all plates 56 or at least a majority of the plates 56 of the disk pack 54 (possibly with the exception of outer plates) are the same.

Die Platten 56 weisen jeweilige Abstützbereiche 60 auf (vgl. 6(b)), über welche sich benachbarte Platten 56' und 56'' aneinander abstützen.The plates 56 have respective support areas 60 on (cf. 6 (b) ) about which neighboring plates 56 ' and 56 '' support each other.

Eine Platte 56 selber weist einen Bereich 62 auf, in welchem Kanäle 64 (vgl. beispielsweise 8) gebildet sind. Insbesondere ist eine Seite 66 einer Platte 56 eben ausgebildet und an einer gegenüberliegenden Seite 68 sind Kanäle 64 gebildet. An einer Platte 56 sind die Kanäle 64 dabei in einer Querrichtung zu der Seite 66 oder 68 (welche einer Abstandsrichtung zwischen der Seite 66 und der Seite 68 entspricht) zu einer Seite hin offen.A plate 56 itself has an area 62 on, in which channels 64 (See, for example 8th ) are formed. In particular, one page 66 a plate 56 just trained and on an opposite side 68 are channels 64 educated. At a plate 56 are the channels 64 doing so in a transverse direction to the page 66 or 68 (which a distance direction between the page 66 and the page 68 corresponds) to one side open.

In dem Plattenpaket 54 liegt die Seite 66 einer Platte 56'' an der Seite 68 einer benachbarten Platte 56' an. Dadurch werden die Kanäle in der genannten Abstandsrichtung geschlossen und es sind dadurch Strömungskanäle 70 ausgebildet. Die Strömungskanäle 70 sind dabei in der Hauptströmungsrichtung 46 durchströmbar.In the plate pack 54 lies the page 66 a plate 56 '' on the side 68 an adjacent plate 56 ' at. As a result, the channels are closed in the mentioned spacing direction and are thus flow channels 70 educated. The flow channels 70 are in the main flow direction 46 flow through.

Die Kanäle 64 sind dabei durch Rippen 72 (vgl. auch die 8 und 11) begrenzt.The channels 64 are there by ribs 72 (See also the 8th and 11 ) limited.

Eine Breite B eines Strömungskanals 70, welche in einer Breitenrichtung 74 liegt, wobei die Breitenrichtung 74 eine Abstandsrichtung zwischen benachbarten Rippen 72 ist, beträgt höchstens 0,75 mm und vorzugsweise höchstens 0,5 mm.A width B of a flow channel 70 which in a width direction 74 lies, with the width direction 74 a distance direction between adjacent ribs 72 is at most 0.75 mm and preferably at most 0.5 mm.

Die Strömungskanäle 70 weisen eine Höhe H in einer Höhenrichtung 76 auf, welche mindestens 11 mm und vorzugsweise mindestens 13 mm beträgt. Die Höhenrichtung 76 liegt senkrecht zur Breitenrichtung 74 und quer und insbesondere senkrecht zu der Hauptströmungsrichtung 46.The flow channels 70 have a height H in a height direction 76 which is at least 11 mm and preferably at least 13 mm. The height direction 76 lies perpendicular to the width direction 74 and transverse and in particular perpendicular to the main flow direction 46 ,

Die Rippen 72 selber sind im Querschnitt beispielsweise rechteckförmig oder trapezförmig. Bei einer rechteckförmigen Ausgestaltung von Rippen 72 weisen die Strömungskanäle 70 über ihre ganze Höhe H in der Höhenrichtung 76 eine gleiche Breite auf. Bei einer trapezförmigen Ausgestaltung variiert die Breite B. In diesem Falle beträgt die mittlere Breite höchstens 0,75 mm.Ribs 72 themselves are in cross section, for example, rectangular or trapezoidal. In a rectangular configuration of ribs 72 have the flow channels 70 over its entire height H in the height direction 76 an equal width. In a trapezoidal configuration, the width varies B. In this case, the average width is at most 0.75 mm.

Bei einem Ausführungsbeispiel, welches schematisch in 7(a) gezeigt ist, weist eine Platte 56 den Bereich 62 mit den Kanälen 64, welche in dem Plattenpaket 54 die Strömungskanäle 70 bilden, auf. Die Platte 56 und damit die Rippenstruktur 52 weist ferner einen rippenfreien Bereich 78 auf. In diesem rippenfreien Bereich 78, welcher ausgehend von dem Eingang 42 ist, sind keine Strömungskanäle 70 (mit einer Breite B von höchstens 0,75 mm) gebildet.In an embodiment which is shown schematically in FIG 7 (a) is shown has a plate 56 the area 62 with the channels 64 which are in the plate pack 54 the flow channels 70 make up. The plate 56 and thus the rib structure 52 also has a rib-free area 78 on. In this rib-free area 78 , which starting from the entrance 42 is, are no flow channels 70 formed (with a width B of at most 0.75 mm).

Der rippenfreie Bereich 78 weist eine Breite auf, welche in einer Richtung x (Längsrichtung) zwischen dem Eingang 42 und dem Ausgang 44 abnimmt. Insbesondere weist der rippenfreie Bereich 78 eine Begrenzungslinie 80 auf, welche in der Richtung x stetig und insbesondere monoton stetig abnimmt. Die Begrenzungslinie 80 kann dabei als Funktion y (x) dargestellt werden, wobei die y-Achse senkrecht zu der x-Achse (als Abstandsachse zwischen dem Eingang 42 und dem Ausgang 44) ist.The rib-free area 78 has a width which is in a direction x (longitudinal direction) between the entrance 42 and the exit 44 decreases. In particular, the rib-free area 78 a boundary line 80 which decreases steadily in the direction x and in particular monotonically steadily. The boundary line 80 can be represented as function y (x), wherein the y-axis is perpendicular to the x-axis (as a distance axis between the input 42 and the exit 44 ).

Bei einem Ausführungsbeispiel ist die Begrenzungslinie 80 durch eine logarithmische Funktion dargestellt: y(x) = a + b · ln(1 – x) a und b sind dabei Parameter. x ist kleiner 1.In one embodiment, the boundary line 80 represented by a logarithmic function: y (x) = a + b · ln (1 - x) a and b are parameters. x is less than 1.

Die Begrenzungslinie 80 an einer Platte ist spiegelsymmetrisch zu einer Spiegelachse 82.The boundary line 80 on a plate is mirror-symmetrical to a mirror axis 82 ,

Bei einer Variante eines Ausführungsbeispiels (7(b)) ist es vorgesehen, dass in dem rippenfreien Bereich 78 Stützstreben 84 angeordnet sind. Diese dienen zur mechanischen Stützung an der Platte 56 und zur Erhöhung der mechanischen Stabilität der Rippenstruktur 52.In a variant of an embodiment ( 7 (b) ) it is envisaged that in the rib-free area 78 support struts 84 are arranged. These are used for mechanical support on the plate 56 and to increase the mechanical stability of the rib structure 52 ,

Bei einem Ausführungsbeispiel sind Stützstreben 84 vorgesehen, welche sich quer zu einer Längserstreckungsrichtung von Strömungskanälen 70 ausgerichtet sind. Sie sind insbesondere parallel zu der Breitenrichtung 74 der Strömungskanäle 70 ausgebildet.In one embodiment, struts are 84 provided, which is transverse to a longitudinal direction of flow channels 70 are aligned. They are in particular parallel to the width direction 74 the flow channels 70 educated.

Die Stützstreben 84 in dem rippenfreien Bereich 78 sind so angeordnet und ausgebildet, dass die Wärmeaufnahmefähigkeit in dem rippenfreien Bereich 78 erheblich geringer ist als in dem Bereich 62 mit den Strömungskanälen 70 und insbesondere höchstens 20 % der Wärmeaufnahmefähigkeit in dem Bereich 62 beträgt.The struts 84 in the rib-free area 78 are arranged and formed so that the heat-absorbing capacity in the rib-free area 78 is significantly lower than in the area 62 with the flow channels 70 and more preferably at most 20% of the heat capacity in the area 62 is.

Bei einem Ausführungsbeispiel ist der Bereich 62 der Platten 56, in welchem die Strömungskanäle 70 gebildet sind, weiter unterteilt in einen ersten Bereich 86 und einen zweiten Bereich 88 (vgl. 8).In one embodiment, the range is 62 the plates 56 in which the flow channels 70 are formed, further divided into a first area 86 and a second area 88 (see. 8th ).

In 10 ist ein Beispielsfall gezeigt, in welchem eine solche Unterteilung nicht erfolgt.In 10 an example case is shown in which such a subdivision does not occur.

Der rippenfreie Bereich 78 liegt an dem ersten Bereich 86. Es ist aber dabei möglich, dass der rippenfreie Bereich 78 nicht in den zweiten Bereich 88 ragt oder in den zweiten Bereich 88 ragt.The rib-free area 78 lies at the first area 86 , However, it is possible that the rib-free area 78 not in the second area 88 sticks out or into the second area 88 protrudes.

Der erste Bereich 86 und der zweite Bereich 88 sind so ausgebildet, dass sie sich in ihrer Wärmeaufnahmefähigkeit bei der Durchströmung von Wärmeübertragungsfluid unterscheiden und dadurch unterschiedliche Wärmeabgabefähigkeiten aufweisen. Der zweite Bereich 88 ist so ausgestaltet, dass er gegenüber dem ersten Bereich 86 eine erhöhte Wärmeabgabefähigkeit aufweist.The first area 86 and the second area 88 are designed so that they differ in their heat absorption capacity in the flow of heat transfer fluid and thereby have different heat release capabilities. The second area 88 is designed so that it faces the first area 86 has an increased heat releasing ability.

In einer Längsrichtung 90 der Rippenstruktur 52, welche parallel zur Hauptströmungsrichtung 46 ist, liegt eine Variation der Wärmeaufnahmefähigkeit und Wärmeabgabefähigkeit der Rippenstruktur 52 durch Ausbildung des ersten Bereichs 86 und des zweiten Bereichs 88 vor. (Bei der Struktur, wie sie in 10 schematisch gezeigt ist, liegt eine solche Variation nicht vor.)In a longitudinal direction 90 the rib structure 52 , which are parallel to the main flow direction 46 is a variation of the heat-absorbing capacity and heat-releasing ability of the rib structure 52 by training the first area 86 and of second area 88 in front. (In the structure, as in 10 is shown schematically, such a variation does not exist.)

Die Variation in der Ausbildung der Wärmeaufnahmeeigenschaften und Wärmeabgabeeigenschaften zwischen dem ersten Bereich 86 und dem zweiten Bereich 88 kann dadurch erreicht werden, dass das Material der Rippenstruktur 52 in dem zweiten Bereich 88 eine höhere Wärmeleitfähigkeit aufweist als das Material der Rippenstruktur in dem ersten Bereich 86. Durch unterschiedliche Materialwahl für die Rippenstruktur 52 in dem jeweiligen ersten Bereich 86 und dem zweiten Bereich 88, und dadurch an einer Platte 56, kann eine in dem zweiten Bereich 88 im Vergleich zu dem ersten Bereich 86 erhöhte Wärmeaufnahmeeigenschaft und erhöhte Wärmeabgabeeigenschaft erreicht werden.The variation in the formation of heat-absorbing properties and heat-dissipating properties between the first region 86 and the second area 88 can be achieved by the material of the rib structure 52 in the second area 88 has a higher thermal conductivity than the material of the rib structure in the first region 86 , Through different choice of material for the rib structure 52 in the respective first area 86 and the second area 88 , and thereby on a plate 56 , one can be in the second area 88 compared to the first area 86 increased heat absorption property and increased heat dissipation property can be achieved.

Bei einem Ausführungsbeispiel, welches in 8 schematisch gezeigt ist, wird die erhöhte Wärmeaufnahmeeigenschaft und erhöhte Wärmeabgabeeigenschaft in dem zweiten Bereich 88 durch entsprechende geometrische Ausbildung der Strömungskanäle 70 erreicht.In an embodiment which is in 8th is shown schematically, the increased heat absorption property and increased heat dissipation property in the second area 88 by appropriate geometric design of the flow channels 70 reached.

In dem ersten Bereich 86 sind die Strömungskanäle 72 parallel zueinander orientiert und dabei parallel zu der Längsrichtung 90 und dabei wiederum mindestens näherungsweise parallel zu der Hauptströmungsrichtung 46 orientiert.In the first area 86 are the flow channels 72 oriented parallel to each other while parallel to the longitudinal direction 90 and in turn at least approximately parallel to the main flow direction 46 oriented.

In dem zweiten Bereich 88, welcher sich an den ersten Bereich 86 anschließt, und in welchen sich die Strömungskanäle aus dem ersten Bereich 86 fortsetzen, sind die Strömungskanäle 70 weiterhin parallel zueinander, jedoch nicht mehr parallel zu der Hauptströmungsrichtung 46. In dem zweiten Bereich 88 weisen die Strömungskanäle 70 Rippenbereiche mit einer Querorientierung 92 zu der Hauptströmungsrichtung 46 auf. Diese Querorientierung wird beispielsweise durch eine wellenförmige Ausbildung von Rippen in dem zweiten Bereich 88 erreicht. Es wird dadurch eine größere Fläche bereitgestellt, an der Wärmeübertragungsfluid vorbeiströmen kann. Dadurch kann wiederum die entsprechende Rippenstruktur in dem zweiten Bereich 88 mehr Wärme aufnehmen.In the second area 88 , which is located at the first area 86 connects, and in which the flow channels from the first area 86 continue, are the flow channels 70 continue parallel to each other, but no longer parallel to the main flow direction 46 , In the second area 88 have the flow channels 70 Rib areas with a transverse orientation 92 to the main flow direction 46 on. This transverse orientation is achieved, for example, by a wave-shaped formation of ribs in the second region 88 reached. This provides a larger area where heat transfer fluid can flow past. As a result, in turn, the corresponding rib structure in the second area 88 absorb more heat.

Die Rippenstruktur 52 hat ein erstes Ende 94, welches dem Eingang 42 zugewandt ist. Sie hat ferner ein zweites Ende 96, welches dem Ausgang 44 zugeordnet ist. Zwischen dem ersten Ende 94 und dem zweiten Ende 96 erstreckt sich die Rippenstruktur 52 bezogen auch auf die Hauptströmungsrichtung 46.The rib structure 52 has a first end 94 which is the entrance 42 is facing. It also has a second end 96 which is the exit 44 assigned. Between the first end 94 and the second end 96 the rib structure extends 52 also related to the main flow direction 46 ,

Die Platten 56 können dabei über das erste Ende 94 und/oder das zweite Ende 96 sich erstrecken. Die Rippenstruktur 52 erstreckt sich zwischen dem ersten Ende 94 und dem zweiten Ende 96 in einem solchen Bereich, über den Wärme an die erste thermoelektrische Lage 18 und die zweite thermoelektrische Lage 22 einer thermoelektrischen Einrichtung 17 abgebbar ist.The plates 56 can do it over the first end 94 and / or the second end 96 extend. The rib structure 52 extends between the first end 94 and the second end 96 in such an area, via the heat to the first thermoelectric layer 18 and the second thermoelectric layer 22 a thermoelectric device 17 is deliverable.

Eine Länge der Rippenstruktur zwischen dem ersten Ende 94 und dem zweiten Ende 96 beträgt LH (vgl. 7(b)).A length of the rib structure between the first end 94 and the second end 96 is L H (cf. 7 (b) ).

Der rippenfreie Bereich 78 weist ein Ende 98 auf, bis zu welchem er sich ausgehend von dem Eingang 42 erstreckt. Dieses Ende 98 definiert eine Länge L0 des rippenfreien Bereichs 78 längs der Richtung x. Diese Länge L0 liegt im Bereich zwischen 20 % und 50 % der Gesamtlänge LH und insbesondere zwischen 30 % und 50 % von LH und vorzugsweise zwischen 30 % und 45 % von LH.The rib-free area 78 has an end 98 up to which he is starting from the entrance 42 extends. This end 98 defines a length L 0 of the rib-free area 78 along the direction x. This length L 0 is in the range between 20% and 50% of the total length L H and in particular between 30% and 50% of L H and preferably between 30% and 45% of L H.

Ein Übergang 100 (vgl. 8) zwischen dem ersten Bereich 86 und dem zweiten Bereich 88 der Rippenstruktur 52 liegt bei mindestens 30 % der Gesamtlänge LH. Wie oben erwähnt, kann dabei je nach Ausbildung der rippenfreie Bereich 78 in den zweiten Bereich 88 hineinragen oder nur in beziehungsweise an dem ersten Bereich 86 angeordnet sein.A transition 100 (see. 8th ) between the first area 86 and the second area 88 the rib structure 52 is at least 30% of the total length L H. As mentioned above, depending on the training, the rib-free area 78 in the second area 88 protrude or only in or on the first area 86 be arranged.

Bei einem Ausführungsbeispiel (vgl. die 4 und 5) weist die thermoelektrische Einrichtung 17 mit der ersten thermoelektrischen Lage 18 und der zweiten thermoelektrischen Lage 22 ein erstes Ende 102 auf, welches dem Eingang 42 zugewandt ist, und ein zweites Ende 104 auf, welches dem Ausgang 44 zugewandt ist. Zwischen dem ersten Ende 102 und dem zweiten Ende 104 erstreckt sich die jeweilige thermoelektrische Lage 18 beziehungsweise 22 in einer Länge LT.In one embodiment (see 4 and 5 ) has the thermoelectric device 17 with the first thermoelectric layer 18 and the second thermoelectric layer 22 a first end 102 on which the entrance 42 facing, and a second end 104 on which the exit 44 is facing. Between the first end 102 and the second end 104 extends the respective thermoelectric layer 18 respectively 22 in a length L T.

Die Rippenstruktur 52 mit ihrem ersten Ende 94 ist gegenüber dem ersten Ende 102 der thermoelektrischen Einrichtung 17 versetzt. Es liegt ein Abstand D1 zwischen dem ersten Ende 102 der thermoelektrischen Einrichtung 17 und dem ersten Ende 94 der Rippenstruktur 52 vor. Dieser Abstand D1 ist dabei so, dass in der Hauptströmungsrichtung 46 (in der Richtung x) das erste Ende 102 der thermoelektrischen Einrichtung 17 vor dem ersten Ende 94 der Rippenstruktur 52 liegt.The rib structure 52 with her first end 94 is opposite the first end 102 the thermoelectric device 17 added. There is a distance D 1 between the first end 102 the thermoelectric device 17 and the first end 94 the rib structure 52 in front. This distance D 1 is such that in the main flow direction 46 (in the direction x) the first end 102 the thermoelectric device 17 before the first end 94 the rib structure 52 lies.

Insbesondere liegt der Abstand D1 im Bereich zwischen 1 mm und 3 mm.In particular, the distance D 1 is in the range between 1 mm and 3 mm.

Bei einem Ausführungsbeispiel ist es ferner vorgesehen, dass das zweite Ende 96 der Rippenstruktur 52 über die thermoelektrische Einrichtung 17 hinausragt, das heißt es liegt ein Abstand D2 zwischen dem zweiten Ende 104 der thermoelektrischen Einrichtung 17 und dem zweiten Ende 96 der Rippenstruktur 52 vor. In der Richtung x (in der Hauptströmungsrichtung 46) ist dabei das zweite Ende 104 der thermoelektrischen Einrichtung 17 gegenüber der Rippenstruktur 52 (bezogen auf deren zweites Ende 96) zurückgesetzt.In one embodiment, it is further provided that the second end 96 the rib structure 52 via the thermoelectric device 17 protrudes, that is, there is a distance D 2 between the second end 104 the thermoelectric device 17 and the second end 96 the rib structure 52 in front. In the direction x (in the main flow direction 46 ) is the second end 104 the thermoelectric device 17 opposite the rib structure 52 (relative to its second end 96 ) reset.

Der Abstand D2 liegt beispielsweise im Bereich zwischen 2 mm und 10 mm. Bei einem Ausführungsbeispiel ist die Generatorvorrichtung 10 bezogen auf die Gesamtlänge LT der thermoelektrischen Einrichtung 17 relativ kurz ausgebildet. Die Gesamtlänge liegt insbesondere im Bereich zwischen 30 mm und 70 mm.The distance D 2 is for example in the range between 2 mm and 10 mm. In one embodiment, the generator device is 10 based on the total length L T of the thermoelectric device 17 relatively short. The total length is in particular in the range between 30 mm and 70 mm.

Wie bereits erwähnt ist die Rippenstruktur 52 durch das Plattenpaket 54 ausgebildet. Dadurch ist eine Mehrzahl von Platten 56 in der Höhenrichtung 76 nebeneinander parallel angeordnet. Dadurch wiederum sind an den Platten 56 gebildete Strömungskanäle 70 (mit ersten Bereichen 86 und zweiten Bereichen 88) und rippenfreie Bereiche 78 in der Höhenrichtung 76 nebeneinander angeordnet (vgl. die 2 bis 6).As already mentioned, the rib structure 52 through the plate pack 54 educated. This is a plurality of plates 56 in the height direction 76 arranged side by side in parallel. This in turn are due to the plates 56 formed flow channels 70 (with first areas 86 and second areas 88 ) and rib-free areas 78 in the height direction 76 arranged side by side (see the 2 to 6 ).

An dem zweiten Ende 96 sind die Platten 56 außerhalb der Rippenstruktur 52 mit Elementen 106 versehen, welche insbesondere zur Positionierung des Plattenpakets 54 dienen. Die Elemente 106 sind insbesondere einstückig mit dem zweiten Bereich 88 einer entsprechenden Platte 56 verbunden.At the second end 96 are the plates 56 outside the rib structure 52 with elements 106 provided, which in particular for positioning the disk pack 54 serve. The Elements 106 are in particular integral with the second area 88 a corresponding plate 56 connected.

Die Platten 56 des Plattenpakets 54 sind, wie bereits erwähnt, mit Abstützungselementen 108 und Positionierungselementen 110 versehen, um eine Abstützung und Positionierung zu erreichen.The plates 56 of the disk pack 54 are, as already mentioned, with support elements 108 and positioning elements 110 provided to achieve a support and positioning.

Bei einem Ausführungsbeispiel umfassen Positionierungselemente 110 Öffnungen 112 in den jeweiligen Platten. In einem Plattenpaket sind die Öffnungen 112 fluchtend zueinander ausgerichtet.In one embodiment, positioning elements include 110 openings 112 in the respective plates. In a plate pack are the openings 112 aligned with each other.

Das Plattenpaket 54 wird beispielsweise durch Zusammenspannen von Platten 56 hergestellt.The plate package 54 is for example by clamping plates together 56 produced.

An gegenüberliegenden Seiten ist an dem Plattenpaket 54 ein Halteelement 114a und 114b angeordnet. Über dieses Halteelement sitzt das Plattenpaket 54 in dem Gehäuse 26 an der entsprechenden Schale 38 beziehungsweise 40.On opposite sides is on the plate pack 54 a holding element 114a and 114b arranged. About this holding element sits the plate package 54 in the case 26 on the corresponding shell 38 respectively 40 ,

Beispielsweise weist das Gehäuse 26 seitliche Schlitze auf und das Plattenpaket 54 ist über die Halteelemente 114a, 114b an diesen Schlitzen positioniert. Insbesondere ist das Plattenpaket 54 auf diese Art und Weise an beispielsweise der zweiten Schale 40 fixiert. Diese Struktur kann auch verwendet werden, um die erste Schale 38 bezüglich der zweiten Schale 40 zu fixieren. Beispielsweise wird ein der anderen Schale 38 beziehungsweise 40 zugewandter Bereich der Schale 40 beziehungsweise 38 über eine Lotverbindung verbunden.For example, the housing has 26 lateral slots on and the plate pack 54 is about the retaining elements 114a . 114b positioned at these slots. In particular, the plate pack 54 in this way, for example, the second shell 40 fixed. This structure can also be used to the first shell 38 concerning the second shell 40 to fix. For example, one of the other shell 38 respectively 40 facing area of the shell 40 respectively 38 connected via a solder connection.

Die Halteelemente 114a, 114b sind beispielsweise mit dem Plattenpaket 54 verschweißt.The holding elements 114a . 114b are for example with the plate package 54 welded.

Die Abstützungselemente 108 an den Platten 54 können auch als Abstandshalter ausgebildet sein. Es sind dadurch Kanäle 116 in dem rippenfreien Bereich 78 gebildet, welche zu den Strömungskanälen 70 in dem Bereich 62 führen. Die Kanäle 116 weisen dabei in der Breitenrichtung 74 und in der Höhenrichtung 76 größere (und insbesondere erheblich größere) Abmessungen auf als die Strömungskanäle 70 in dem Bereich 62.The support elements 108 on the plates 54 can also be designed as spacers. They are channels 116 in the rib-free area 78 formed, which to the flow channels 70 in that area 62 to lead. The channels 116 have it in the width direction 74 and in the height direction 76 larger (and in particular considerably larger) dimensions than the flow channels 70 in that area 62 ,

Die Rippenstruktur 52 ist aus einem metallischen Material hergestellt.The rib structure 52 is made of a metallic material.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Rippenstruktur aus reinem Nickel hergestellt ist.It has proven to be advantageous if the rib structure is made of pure nickel.

Es ist beispielsweise auch möglich, dass die Rippenstruktur 52 aus einem Edelstahlmaterial hergestellt ist.For example, it is also possible that the rib structure 52 made of a stainless steel material.

Die thermoelektrische Generatorvorrichtung 10 funktioniert wie folgt:
Der Heißwärmeübertrager 20 wird mit einem Heißmedium durchströmt. Das Heißmedium dient als Wärmeübertragungsfluid. Das Wärmeübertragungsfluid ist dabei insbesondere ein Gas wie beispielsweise das Abgas eines Verbrennungsmotors.
The thermoelectric generator device 10 works as follows:
The heat exchanger 20 is flowed through with a hot medium. The hot medium serves as a heat transfer fluid. The heat transfer fluid is in particular a gas such as the exhaust gas of an internal combustion engine.

Der erste Kaltwärmeübertrager 16 und der zweite Kaltwärmeübertrager 24 sind durch ein Kältemedium durchströmt. Insbesondere liegt eine Kreuzströmung in Bezug auf den Heißwärmeübertrager 20 vor.The first cold heat exchanger 16 and the second cold heat exchanger 24 are flowed through by a cooling medium. In particular, there is a cross-flow with respect to the hot heat exchanger 20 in front.

Zwischen dem Heißwärmeübertrager 20 und dem ersten Kaltwärmeübertrager 16 beziehungsweise dem zweiten Kaltwärmeübertrager 24 liegt ein Temperaturgradient vor, welcher die thermoelektrische Einrichtung 17 an der ersten thermoelektrischen Lage 18 und der zweiten thermoelektrischen Lage 22 ausgesetzt ist. Zwischen dem Heißwärmeübertrager 20 und dem ersten Kaltwärmeübertrager 16 beziehungsweise dem zweiten Kaltwärmeübertrager 24 entsteht im Betrieb ein Wärmestrom. Dieser Wärmestrom liegt an thermoelektrischen Modulen 118 (vgl. 4 und 5) an. Über den Seebeck-Effekt kann daraus ein nutzbarer elektrischer Strom generiert werden.Between the hot heat exchanger 20 and the first cold heat exchanger 16 or the second cold heat exchanger 24 There is a temperature gradient, which is the thermoelectric device 17 at the first thermoelectric layer 18 and the second thermoelectric layer 22 is exposed. Between the hot heat exchanger 20 and the first cold heat exchanger 16 or the second cold heat exchanger 24 During operation, a heat flow is generated. This heat flow is due to thermoelectric modules 118 (see. 4 and 5 ) at. A usable electric current can be generated from this via the Seebeck effect.

Die thermoelektrische Einrichtung 17 umfasst in der ersten thermoelektrischen Lage 18 und der zweiten thermoelektrischen Lage 22 eine Mehrzahl von thermoelektrischen Modulen 118, wobei in der entsprechenden thermoelektrischen Lage 18 beziehungsweise 22 die thermoelektrischen Module 118 insbesondere seriell geschaltet sind.The thermoelectric device 17 includes in the first thermoelectric layer 18 and the second thermoelectric layer 22 a plurality of thermoelectric modules 118 , wherein in the corresponding thermoelectric layer 18 respectively 22 the thermoelectric modules 118 are in particular connected in series.

Es kann dabei vorgesehen sein, dass thermoelektrische Module 118 an einem separaten Träger angeordnet sind oder dass sie direkt auf der ersten Wand 30 beziehungsweise der zweiten Wand 30 des Gehäuses 26 angeordnet sind. It may be provided that thermoelectric modules 118 are arranged on a separate support or that they are directly on the first wall 30 or the second wall 30 of the housing 26 are arranged.

Die thermoelektrischen Elemente von thermoelektrischen Modulen sind insbesondere Brücken, n-Leiter und p-Leiter.The thermoelectric elements of thermoelectric modules are in particular bridges, n-conductors and p-conductors.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Heißwärmeübertragers 20 mit der Rippenstruktur 52 erhält man eine Vergleichmäßigung des Wärmestroms in der Hauptströmungsrichtung 46 (in der Richtung x). Grundsätzlich ist es so, dass ein Wärmeübertragungsfluid, welches den Heißwärmeübertrager 20 in der Hauptströmungsrichtung 46 durchströmt, auf seinem Weg thermische Energie verliert und abkühlt. Dadurch ist der Wärmestrom in der Nähe des Ausgangs 44 kleiner als in der Nähe des Eingangs 42.Due to the inventive design of the Heißwärmeübertragers 20 with the rib structure 52 one obtains a homogenization of the heat flow in the main flow direction 46 (in the direction x). Basically, it is such that a heat transfer fluid, which is the hot heat exchanger 20 in the main flow direction 46 flows through, loses thermal energy on its way and cools down. As a result, the heat flow is near the exit 44 smaller than near the entrance 42 ,

Durch die erfindungsgemäße Rippenstruktur 52 kann hier eine Vergleichmäßigung erreicht werden.By the rib structure according to the invention 52 can be achieved here a homogenization.

Durch die rippenfreien Bereiche 78 an der Rippenstruktur 52 (welche in der Höhenrichtung 76 parallel zueinander sind), durch die Ausbildung von zweiten Bereichen 88 und ersten Bereichen 86, durch die Abstände D1 und D2 und durch eine Minimierung der Länge LT auf höchstens 70 mm lässt sich eine Vergleichmäßigung erreichen und dadurch lässt sich ein verbesserter Wirkungsgrad erreichen.Through the rib-free areas 78 at the rib structure 52 (which in the height direction 76 parallel to each other) through the formation of second areas 88 and first areas 86 , By the distances D 1 and D 2 and by minimizing the length L T to at most 70 mm can be equalized and thereby achieve an improved efficiency can be achieved.

Es hat sich gezeigt, dass das Vorsehen von rippenfreien Bereichen 78 sehr wirkungsvoll ist, um eine Vergleichmäßigung in der Richtung x zu erhalten.It has been shown that providing rib-free areas 78 is very effective to obtain a uniformity in the direction x.

Weiterhin trägt das Vorsehen einer erhöhten Wärmeaufnahmefähigkeit und erhöhten Wärmeabgabefähigkeit in Bereichen, welche näher zu dem Ausgang 44 liegen als im Vergleich zu Bereichen, welche näher zu dem Eingang 42 liegen, zu einer Vergleichmäßigung bei, das heißt die Ausbildung von zweiten Bereichen 88 und ersten Bereichen 86 führt zu einer Vergleichmäßigung.Furthermore, the provision of increased heat capacity and increased heat dissipation capability in areas closer to the exit 44 lie as compared to areas closer to the entrance 42 equalization, that is, the formation of second areas 88 and first areas 86 leads to a homogenization.

In 9 ist ein Diagramm gezeigt für eine Temperatur des Heißwärmeübertragers 20 an der Flachseite 28a beziehungsweise 28b, wenn die Rippenstruktur 52 Strömungskanäle mit einer Wellenstruktur, wie in 8 gezeigt, aufweist. Die entsprechende Kurve ist mit dem Bezugszeichen 120 bezeichnet. Im Vergleich dazu ist eine Kurve 122 gezeigt, bei welchem kein Unterschied zwischen dem ersten Bereich 86 und dem zweiten Bereich 88 gemacht wird, das heißt bei welchem die Wärmeaufnahmefähigkeit und Wärmeabgabefähigkeit über die Länge x konstant ist.In 9 a diagram is shown for a temperature of the hot heat exchanger 20 on the flat side 28a respectively 28b if the rib structure 52 Flow channels with a wave structure, as in 8th shown. The corresponding curve is denoted by the reference numeral 120 designated. In comparison, there is a curve 122 shown in which no difference between the first area 86 and the second area 88 that is, in which the heat-absorbing capacity and the heat-releasing ability are constant over the length x.

Man erkennt, dass bei dem Vorsehen des zweiten Bereichs 88 mit einer Wellenstruktur (mit Rippenbereichen mit Querorientierung 92) die Temperatur an der Flachseite 28a beziehungsweise 28b erhöht ist. Dadurch liegt ein höherer Wärmestrom vor und der Wirkungsgrad wird erhöht.It can be seen that in the provision of the second area 88 with a wave structure (with rib areas with transverse orientation 92 ) the temperature at the flat side 28a respectively 28b is increased. As a result, there is a higher heat flow and the efficiency is increased.

Durch Rippenbereichen mit Querorientierung 92, wie beispielsweise durch eine partielle Wellenstruktur gemäß dem Ausführungsbeispiel wie in 8 gezeigt, wird also eine Vergleichmäßigung erreicht.Through rib areas with transverse orientation 92 , such as by a partial wave structure according to the embodiment as in 8th shown, so a homogenization is achieved.

Durch den Abstand D1 zwischen der Rippenstruktur 52 und dem ersten Ende 102 der thermoelektrischen Einrichtung 17, das heißt durch das Zurücksetzen der Rippenstruktur 52 gegenüber der thermoelektrischen Einrichtung 17 wird die Wärmeübertragungsfähigkeit an die thermoelektrische Einrichtung 17 im Bereich des Eingangs 42 verringert.By the distance D 1 between the rib structure 52 and the first end 102 the thermoelectric device 17 that is, by resetting the rib structure 52 opposite the thermoelectric device 17 becomes the heat transfer capability to the thermoelectric device 17 in the area of the entrance 42 reduced.

Durch den Abstand D2, über den die Rippenstruktur 52 über die thermoelektrische Einrichtung 17 herausragt, wird im Bereich des Ausgangs 44 die Wärmeabgabefähigkeit in diesem Bereich an die thermoelektrische Einrichtung 17 verbessert.By the distance D 2 , over which the rib structure 52 via the thermoelectric device 17 stands out in the area of the exit 44 the heat-releasability in this area to the thermoelectric device 17 improved.

Wie bereits erwähnt, weist eine relativ kurze Länge LH den Vorteil auf, dass eine relativ gleichmäßige Heißseite an dem Heißwärmeübertrager 20 erreichbar ist.As already mentioned, a relatively short length L H has the advantage that a relatively uniform hot side on the hot heat exchanger 20 is reachable.

Für eine thermoelektrische Generatorvorrichtung 10 mit einer hohen Leistungsdichte ist es ferner vorteilhaft, wenn die Strömungskanäle 70 in der Breitenrichtung 74 eng sind und in der Höhenrichtung 76 hoch sind. Es hat sich gezeigt, dass es vorteilhaft ist, wenn die Breite b höchstens 0,75 mm beträgt und die Höhe H mindestens 13 mm beträgt.For a thermoelectric generator device 10 With a high power density, it is also advantageous if the flow channels 70 in the width direction 74 are tight and in the height direction 76 are high. It has been shown that it is advantageous if the width b is at most 0.75 mm and the height H is at least 13 mm.

Es lässt sich dadurch eine Großzahl von Rippen 72 in einem engen Abstand positionieren. Es ist dann beispielsweise nicht mehr erforderlich, eine Reduzierung einer Knicklänge über eine gesamte Länge vorzunehmen.It can be a large number of ribs 72 position at a close distance. It is then no longer necessary, for example, to make a reduction in a buckling length over an entire length.

Die gegenseitige Abstützung der Platten 56 in der Rippenstruktur 52 sorgt insbesondere in Bereichen nahe an dem Eingang 42 für eine hohe mechanische Stabilität, so dass auch höhere Anpressdrücke verwendbar sind.The mutual support of the plates 56 in the rib structure 52 ensures especially in areas close to the entrance 42 for a high mechanical stability, so that higher contact pressures can be used.

Im Bereich des Eingangs 42 ist durch die rippenfreien Bereiche 78 und auch durch das Anliegen von Platten 56 die Oberfläche zur Wärmeaufnahme und dann Wärmeabgabe relativ gering. Dadurch lässt sich eine Vergleichmäßigung erreichen.In the area of the entrance 42 is through the rib-free areas 78 and also by the concern of plates 56 the surface for heat absorption and then heat release relatively low. This can be a homogenization achieve.

Durch die Herstellung mittels Einzelplatten 56 lässt sich die Rippenstruktur 52 auf einfache Weise realisieren. Through the production by means of single plates 56 lets go of the ribbed structure 52 realize in a simple way.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Thermoelektrische Generatorvorrichtung Thermoelectric generator device
1212
Gehäuse casing
1414
Kombination combination
1616
Erster Kaltwärmeübertrager First cold heat exchanger
1717
Thermoelektrische Einrichtung Thermoelectric device
1818
Erste thermoelektrische Lage First thermoelectric situation
2020
Heißwärmeübertrager Hot heat exchanger
2222
Zweite thermoelektrische Lage Second thermoelectric situation
2424
Zweiter Kaltwärmeübertrager Second cold heat exchanger
2626
Gehäuse des Heißwärmeübertragers 20 Housing of the heat exchanger 20
28a28a
Flachseite flat side
28b28b
Flachseite flat side
3030
Erste Wand First wall
3232
Zweite Wand Second wall
3434
Querwand partition
3636
Querwand partition
3838
Erste Schale First shell
4040
Zweite Schale Second shell
4242
Eingang entrance
4444
Ausgang output
4646
Hauptströmungsrichtung Main flow direction
4848
Flansch flange
5050
Flansch flange
5252
Rippenstruktur rib structure
5454
Plattenpaket plate pack
5656
Platte plate
56'56 '
Platte plate
56''56 ''
Platte plate
58a58a
Längsseite long side
58b58b
Längsseite long side
6060
Abstützbereich support area
6262
Bereich Area
6464
Kanal channel
6666
Seite page
6868
Seite page
7070
Strömungskanal flow channel
7272
Rippe rib
7474
Breitenrichtung width direction
7676
Höhenrichtung height direction
7878
Rippenfreier Bereich Rib-free area
8080
Begrenzungslinie boundary line
8282
Spiegelachse mirror axis
8484
Stützstrebe support strut
8686
Erster Bereich First area
8888
Zweiter Bereich Second area
9090
Längsrichtung longitudinal direction
9292
Rippenbereich mit Querorientierung Rib area with transverse orientation
9494
Erstes Ende First end
9696
Zweites Ende Second end
9898
Ende The End
100100
Übergang crossing
102102
Erstes Ende First end
104104
Zweites Ende Second end
106106
Element element
108108
Abstützungselement support member
110110
Positionierungselement positioner
112112
Öffnung opening
114a114a
Halteelement retaining element
114b114b
Halteelement retaining element
116116
Kanäle channels
118118
Thermoelektrisches Modul Thermoelectric module
120120
Kurve Curve
122122
Kurve Curve

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Claims (40)

Thermoelektrische Generatorvorrichtung, umfassend eine thermoelektrische Einrichtung (17), und eine Wärmeübertragereinrichtung mit mindestens einem Heißwärmeübertrager (20) und mit mindestens einem Kaltwärmeübertrager (16; 24), welche in thermischem Kontakt mit der thermoelektrischen Einrichtung (17) stehen, wobei zumindest der mindestens eine Heißwärmeübertrager (20) zur Durchströmung mit einem Gas als Wärmeübertragungsfluid vorgesehen ist, und wobei der mindestens eine Heißwärmeübertrager (20) und/oder der mindestens eine Kaltwärmeübertrager (16; 24) eine Rippenstruktur (52) mit Strömungskanälen (70) aufweist, und Strömungskanäle (70) zwischen Rippen (72) der Rippenstruktur (52) gebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass Strömungskanäle (70) eine Breite (B) in einer Breitenrichtung (74) von höchstens 0,75 mm aufweisen, wobei die Breitenrichtung (74) eine Abstandsrichtung zwischen beabstandeten Rippen (72) ist.Thermoelectric generator device comprising a thermoelectric device ( 17 ), and a heat transfer device with at least one heat exchanger ( 20 ) and with at least one cold heat exchanger ( 16 ; 24 ), which are in thermal contact with the thermoelectric device ( 17 ), wherein at least the at least one hot-heat exchanger ( 20 ) is provided for the passage of a gas as a heat transfer fluid, and wherein the at least one hot heat exchanger ( 20 ) and / or the at least one cold heat exchanger ( 16 ; 24 ) a rib structure ( 52 ) with flow channels ( 70 ), and flow channels ( 70 ) between ribs ( 72 ) of the rib structure ( 52 ) are formed, characterized in that flow channels ( 70 ) a width (B) in a width direction ( 74 ) of not more than 0.75 mm, the width direction ( 74 ) a spacing direction between spaced ribs (FIG. 72 ). Thermoelektrische Generatorvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Strömungskanäle (70) eine Höhe (H) in einer Höhenrichtung (76) von mindestens 11 mm und vorzugsweise mindestens 13 mm aufweisen, wobei die Höhenrichtung (76) quer zu der Breitenrichtung (74) und quer zu einer Hauptströmungsrichtung (46) von Wärmeübertragungsfluid orientiert ist. Thermoelectric generator device according to claim 1, characterized in that flow channels ( 70 ) a height (H) in a height direction ( 76 ) of at least 11 mm and preferably at least 13 mm, the height direction ( 76 ) transverse to the width direction ( 74 ) and transversely to a main flow direction ( 46 ) is oriented by heat transfer fluid. Thermoelektrische Generatorvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die thermoelektrische Einrichtung (17) mindestens eine thermoelektrische Lage (18; 22) mit einem ersten Ende (102) und einem dem ersten Ende (102) gegenüberliegenden zweiten Ende (104) aufweist, wobei das erste Ende (102) einem Eingang (42) für Wärmeübertragungsfluid des mindestens einen Heißwärmeübertragers (20) und/oder des mindestens einen Kaltwärmeübertragers (16; 24) zugewandt ist, und das zweite Ende (104) einem Ausgang (44) für Wärmeübertragungsfluid des mindestens einen Heißwärmeübertragers (20) und/oder des mindestens einen Kaltwärmeübertragers (16; 24) zugewandt ist.Thermoelectric generator device according to claim 1 or 2, characterized in that the thermoelectric device ( 17 ) at least one thermoelectric layer ( 18 ; 22 ) with a first end ( 102 ) and a first end ( 102 ) opposite second end ( 104 ), wherein the first end ( 102 ) an entrance ( 42 ) for heat transfer fluid of the at least one hot heat exchanger ( 20 ) and / or the at least one cold heat exchanger ( 16 ; 24 ), and the second end ( 104 ) an output ( 44 ) for heat transfer fluid of the at least one hot heat exchanger ( 20 ) and / or the at least one cold heat exchanger ( 16 ; 24 ) is facing. Thermoelektrische Generatorvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abstandsrichtung zwischen dem ersten Ende (102) und dem zweiten Ende (104) der mindestens einen thermoelektrischen Lage (18; 22) parallel zu einer Hauptströmungsrichtung (46) für Wärmeübertragungsfluid in dem mindestens einen Heißwärmeübertrager (20) und/oder dem mindestens einen Kaltwärmeübertrager (16; 24) ist.Thermoelectric generator device according to claim 3, characterized in that a distance direction between the first end ( 102 ) and the second end ( 104 ) of the at least one thermoelectric layer ( 18 ; 22 ) parallel to a main flow direction ( 46 ) for heat transfer fluid in the at least one hot-heat exchanger ( 20 ) and / or the at least one cold heat exchanger ( 16 ; 24 ). Thermoelektrische Generatorvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstand (LT) zwischen dem ersten Ende (102) und dem zweiten Ende (104) im Bereich zwischen 30 mm und 70 mm liegt. Thermoelectric generator device according to claim 3 or 4, characterized in that a distance (L T ) between the first end (L 102 ) and the second end ( 104 ) is in the range between 30 mm and 70 mm. Thermoelektrische Generatorvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest bei dem mindestens einen Heißwärmeübertrager (20) ein erstes Ende (94) der Rippenstruktur (52), welches dem Eingang (42) zugewandt ist, gegenüber dem ersten Ende (102) der mindestens einen thermoelektrischen Lage (18; 22) in einer Hauptströmungsrichtung (46) beabstandet ist, wobei in der Hauptströmungsrichtung (46) das erste Ende (102) der mindestens einen thermoelektrischen Lage vor dem ersten Ende (94) der Rippenstruktur (52) liegt.Thermoelectric generator device according to one of claims 3 to 5, characterized in that at least in the at least one hot heat exchanger ( 20 ) a first end ( 94 ) of the rib structure ( 52 ), which is the entrance ( 42 ), opposite the first end ( 102 ) of the at least one thermoelectric layer ( 18 ; 22 ) in a main flow direction ( 46 ), wherein in the main flow direction ( 46 ) the first end ( 102 ) of the at least one thermoelectric layer before the first end ( 94 ) of the rib structure ( 52 ) lies. Thermoelektrische Generatorvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstand (D1) zwischen dem ersten Ende (102) der mindestens einen thermoelektrischen Lage (18; 24) und dem ersten Ende (94) der Rippenstruktur (52) im Bereich zwischen 1 mm und 3 mm liegt.Thermoelectric generator device according to claim 6, characterized in that a distance (D 1 ) between the first end (D 1 ) 102 ) of the at least one thermoelectric layer ( 18 ; 24 ) and the first end ( 94 ) of the rib structure ( 52 ) is in the range between 1 mm and 3 mm. Thermoelektrische Generatorvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Ende (96) der Rippenstruktur (52), welches dem Ausgang (44) zugewandt ist, gegenüber dem zweiten Ende (104) der mindestens einen thermoelektrischen Lage (18; 24) beabstandet ist, wobei das zweite Ende (104) der mindestens einen thermoelektrischen Lage (18; 24) bezogen auf eine Hauptströmungsrichtung (46) von Wärmeübertragungsfluid vor dem zweiten Ende (96) der Rippenstruktur (52) liegt.Thermoelectric generator device according to one of claims 3 to 7, characterized in that a second end ( 96 ) of the rib structure ( 52 ), which corresponds to the output ( 44 ), opposite the second end ( 104 ) of the at least one thermoelectric layer ( 18 ; 24 ), wherein the second end ( 104 ) of the at least one thermoelectric layer ( 18 ; 24 ) relative to a main flow direction ( 46 ) of heat transfer fluid before the second end ( 96 ) of the rib structure ( 52 ) lies. Thermoelektrische Generatorvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstand (D2) zwischen dem zweiten Ende (104) der mindestens einen thermoelektrischen Lage (18; 24) und dem zweiten Ende (96) der Rippenstruktur (52) im Bereich zwischen 2 mm und 10 mm liegt. Thermoelectric generator device according to claim 8, characterized in that a distance (D 2 ) between the second end ( 104 ) of the at least one thermoelectric layer ( 18 ; 24 ) and the second end ( 96 ) of the rib structure ( 52 ) is in the range between 2 mm and 10 mm. Thermoelektrische Generatorvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Richtung quer zu einer Richtung zwischen dem ersten Ende (102) und dem zweiten Ende (104) der mindestens einen thermoelektrischen Lage (18; 22) die thermoelektrische Einrichtung (17) schmaler ist als die Rippenstruktur (52), wobei insbesondere die Rippenstruktur (52) mit einem Überstand im Bereich zwischen 1 mm und 5 mm über die thermoelektrische Einrichtung (17) hinausragt.Thermoelectric generator device according to one of claims 3 to 9, characterized in that in a direction transverse to a direction between the first end ( 102 ) and the second end ( 104 ) of the at least one thermoelectric layer ( 18 ; 22 ) the thermoelectric device ( 17 ) is narrower than the rib structure ( 52 ), in particular the rib structure ( 52 ) with a supernatant in the range between 1 mm and 5 mm via the thermoelectric device ( 17 protrudes). Thermoelektrische Generatorvorrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 oder einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippenstruktur (52) einem Eingang für Wärmeübertragungsfluid zugewandt einen Bereich (78) aufweist, welcher rippenfrei ist.Thermoelectric generator device according to the preamble of claim 1 or one of the preceding claims, characterized in that the rib structure ( 52 ) an input for heat transfer fluid facing an area ( 78 ), which is free of ribs. Thermoelektrische Generatorvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der rippenfreie Bereich (78) spiegelsymmetrisch zu einer Achse (82) ausgebildet ist. Thermoelectric generator device according to claim 11, characterized in that the rib-free region ( 78 ) mirror-symmetrical to an axis ( 82 ) is trained. Thermoelektrische Generatorvorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der rippenfreie Bereich (78) eine Länge aufweist, welche zwischen 20 % und 50 % einer Gesamtlänge (LH) der Rippenstruktur (52) zwischen einem ersten Ende (94) und einem zweiten Ende (96) der Rippenstruktur (52) liegt, und insbesondere zwischen 30 % und 50 % und vorzugsweise zwischen 30 % und 45 % der Gesamtlänge (LH) liegt.Thermoelectric generator device according to claim 11 or 12, characterized in that the rib-free region ( 78 ) has a length which is between 20% and 50% of a total length (L H ) of the rib structure ( 52 ) between a first end ( 94 ) and a second end ( 96 ) of the rib structure ( 52 ), and in particular between 30% and 50% and preferably between 30% and 45% of the total length (L H ). Thermoelektrische Generatorvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der rippenfreie Bereich (78) eine Breite aufweist, welche von einem ersten Ende (94) der Rippenstruktur (52) zu einem zweiten Ende (96) der Rippenstruktur (52) hin abnimmt. Thermoelectric generator device according to one of claims 11 to 13, characterized in that the rib-free region ( 78 ) has a width which extends from a first end ( 94 ) of the rib structure ( 52 ) to a second end ( 96 ) of the rib structure ( 52 ) decreases. Thermoelektrische Generatorvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite monoton abnimmt.Thermoelectric generator device according to claim 14, characterized in that the width decreases monotonically. Thermoelektrische Generatorvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der rippenfreie Bereich (78) eine gekrümmte Begrenzungslinie (80) aufweist.Thermoelectric generator device according to one of claims 11 to 15, characterized in that the rib-free region ( 78 ) a curved boundary line ( 80 ) having. Thermoelektrische Generatorvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der rippenfreie Bereich (78) eine Begrenzungslinie (80) gemäß einer logarithmischen Funktion aufweist.Thermoelectric generator device according to one of claims 11 to 16, characterized in that the rib-free region ( 78 ) a boundary line ( 80 ) according to a logarithmic function. Thermoelektrische Generatorvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass in dem rippenfreien Bereich (78) mindestens eine Stützstrebe (84) an der Rippenstruktur angeordnet ist.Thermoelectric generator device according to one of claims 11 to 17, characterized in that in the rib-free region ( 78 ) at least one support strut ( 84 ) is arranged on the rib structure. Thermoelektrische Generatorvorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Stützstrebe (84) quer zu einer Längserstreckungsrichtung (90) von Strömungskanälen (70) orientiert ist.Thermoelectric generator device according to claim 18, characterized in that at least one support strut ( 84 ) transversely to a longitudinal direction ( 90 ) of flow channels ( 70 ) is oriented. Thermoelektrische Generatorvorrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 oder einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippenstruktur (52) einen ersten Bereich (86) aufweist, in welchem Strömungskanäle (70) parallel zu einer Hauptströmungsrichtung (46) angeordnet sind, und einen zweiten Bereich (88) aufweist, welcher sich an den ersten Bereich (86) anschließt, und in welchem die Rippenstruktur (52) im Vergleich zu dem ersten Bereich (86) eine erhöhte Wärmeaufnahmefähigkeit aus dem Wärmeübertragungsfluid aufweist.Thermoelectric generator device according to the preamble of claim 1 or one of the preceding claims, characterized in that the rib structure ( 52 ) a first area ( 86 ), in which flow channels ( 70 ) parallel to a main flow direction ( 46 ) and a second area ( 88 ) which adjoins the first area ( 86 ) and in which the rib structure ( 52 ) compared to the first area ( 86 ) has an increased heat absorption capacity from the heat transfer fluid. Thermoelektrische Generatorvorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass Strömungskanäle (70) im zweiten Bereich (88) parallel zueinander angeordnet sind. Thermoelectric generator device according to claim 20, characterized in that flow channels ( 70 ) in the second area ( 88 ) are arranged parallel to each other. Thermoelektrische Generatorvorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die erhöhte Wärmeaufnahmefähigkeit in dem zweiten Bereich (88) durch Führung von Strömungskanälen (70) und/oder durch Materialwahl von Rippen (72) hergestellt ist.Thermoelectric generator device according to claim 21, characterized in that the increased heat absorption capacity in the second region ( 88 ) by guiding flow channels ( 70 ) and / or by material selection of ribs ( 72 ) is made. Thermoelektrische Generatorvorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippenstruktur (52) im zweiten Bereich (88) Rippenbereiche (92) mit einer Querorientierung zur Hauptströmungsrichtung (46) aufweist.Thermoelectric generator device according to one of claims 20 to 22, characterized in that the rib structure ( 52 ) in the second area ( 88 ) Rib areas ( 92 ) with a transverse orientation to the main flow direction ( 46 ) having. Thermoelektrische Generatorvorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass Rippen (72) im zweiten Bereich (88) eine Wellenstruktur aufweisen.Thermoelectric generator device according to one of claims 20 to 23, characterized in that ribs ( 72 ) in the second area ( 88 ) have a wave structure. Thermoelektrische Generatorvorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippenstruktur (52) im zweiten Bereich (88) aus einem Material hergestellt ist, welches im Vergleich zu einem Material der Rippenstruktur (52) im ersten Bereich (86) eine höhere Wärmeleitfähigkeit aufweist.Thermoelectric generator device according to one of claims 20 to 24, characterized in that the rib structure ( 52 ) in the second area ( 88 ) is made of a material which, compared to a material of the rib structure ( 52 ) in the first area ( 86 ) has a higher thermal conductivity. Thermoelektrische Generatorvorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Bereich (88) bei mindestens 30 % einer Gesamtlänge (LH) der Rippenstruktur (52) zwischen einem ersten Ende (94) und einem zweiten Ende (96) der Rippenstruktur (52) beginnt.Thermoelectric generator device according to one of claims 20 to 25, characterized in that the second region ( 88 ) at least 30% of a total length (L H ) of the rib structure ( 52 ) between a first end ( 94 ) and a second end ( 96 ) of the rib structure ( 52 ) begins. Thermoelektrische Generatorvorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bereich (86) mindestens teilweise an einem rippenfreien Bereich (78) der Rippenstruktur (52) liegt. Thermoelectric generator device according to one of Claims 20 to 26, characterized in that the first region ( 86 ) at least partially at a rib-free area ( 78 ) of the rib structure ( 52 ) lies. Thermoelektrische Generatorvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippenstruktur (52) aus einem metallischen Material hergestellt ist.Thermoelectric generator device according to one of the preceding claims, characterized in that the rib structure ( 52 ) is made of a metallic material. Thermoelektrische Generatorvorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippenstruktur (52) aus Nickel und insbesondere reinem Nickel hergestellt ist.Thermoelectric generator device according to claim 28, characterized in that that the rib structure ( 52 ) is made of nickel and in particular pure nickel. Thermoelektrische Generatorvorrichtung nach Anspruch 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippenstruktur (52) aus Edelstahl hergestellt ist.Thermoelectric generator device according to claim 28 or 29, characterized in that the ribbed structure ( 52 ) is made of stainless steel. Thermoelektrische Generatorvorrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 oder einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippenstruktur (52) eine Mehrzahl von Platten (56) aufweist, an welchen Kanäle (64) ausgebildet sind, dass die Platten (56) parallel zueinander orientiert sind, dass benachbarte Platten (56', 56'') sich aneinander abstützen, und dass Strömungskanäle (70) über die Kanäle (64) in einer Platte (56) und Plattenbereiche einer benachbarten Platte gebildet sind.Thermoelectric generator device according to the preamble of claim 1 or one of the preceding claims, characterized in that the rib structure ( 52 ) a plurality of plates ( 56 ) on which channels ( 64 ) are formed, that the plates ( 56 ) are oriented parallel to each other, that adjacent plates ( 56 ' . 56 '' ) abut each other and that flow channels ( 70 ) over the channels ( 64 ) in a plate ( 56 ) and plate portions of an adjacent plate are formed. Thermoelektrische Generatorvorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Platten (56) getrennte Einzelplatten sind.Thermoelectric generator device according to claim 31, characterized in that the plates ( 56 ) are separate individual plates. Thermoelektrische Generatorvorrichtung nach Anspruch 31 oder 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Platten (56) als Gleichplatten ausgebildet sind.Thermoelectric generator device according to claim 31 or 32, characterized in that the plates ( 56 ) are designed as Gleichplatten. Thermoelektrische Generatorvorrichtung nach einem der Ansprüche 31 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass eine Platte (56) mindestens ein Positionierungselement (110) und/oder mindestens ein Abstützungselement (108) für eine oder mehrere weitere Platten (56'; 56'') umfasst. Thermoelectric generator device according to one of claims 31 to 33, characterized in that a plate ( 56 ) at least one positioning element ( 110 ) and / or at least one support element ( 108 ) for one or more further plates ( 56 '; 56 '' ). Thermoelektrische Generatorvorrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass als Positionierungselement (110) mindestens eine Öffnung (112) vorgesehen ist.Thermoelectric generator device according to claim 34, characterized in that as a positioning element ( 110 ) at least one opening ( 112 ) is provided. Thermoelektrische Generatorvorrichtung nach einem der Ansprüche 31 bis 35, gekennzeichnet durch ein Plattenpaket (54), bei dem eine Mehrzahl von Platten (56) zu einem Paket verbunden und insbesondere zusammengespannt sind.Thermoelectric generator device according to one of Claims 31 to 35, characterized by a plate pack ( 54 ), in which a plurality of plates ( 56 ) are connected to a package and in particular clamped together. Thermoelektrische Generatorvorrichtung nach Anspruch 36, gekennzeichnet durch mindestens ein Halteelement (114a, 114b), welches an dem Plattenpaket (54) angeordnet ist, und insbesondere durch mindestens zwei gegenüberliegende Halteelemente (114a, 114b), wobei das Plattenpaket (54) über das mindestens eine Halteelement (114a; 114b) an einem Gehäuse (26) gehalten ist.Thermoelectric generator device according to claim 36, characterized by at least one retaining element ( 114a . 114b ), which on the disk pack ( 54 ) is arranged, and in particular by at least two opposing holding elements ( 114a . 114b ), where the disk pack ( 54 ) via the at least one retaining element ( 114a ; 114b ) on a housing ( 26 ) is held. Thermoelektrische Generatorvorrichtung nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (26) eine erste Schale (38) und eine zweite Schale (40) aufweist, zwischen welchen der mindestens eine Heißwärmeübertrager (20) angeordnet ist.Thermoelectric generator device according to claim 37, characterized in that the housing ( 26 ) a first shell ( 38 ) and a second shell ( 40 ), between which the at least one hot-heat exchanger ( 20 ) is arranged. Thermoelektrische Generatorvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend ein Gehäuse (12) und mindestens eine Kombination (14) mit den Komponenten erster Kaltwärmeübertrager (16), zweiter Kaltwärmeübertrager (24), erste thermoelektrische Lage (18), zweite thermoelektrische Lage (22) und Heißwärmeübertrager (20), wobei in der mindestens einen Kombination (14) der Heißwärmeübertrager (20) zwischen der ersten thermoelektrischen Lage (18) und der zweiten thermoelektrischen Lage (22) angeordnet ist, der erste Kaltwärmeübertrager (16) an der ersten thermoelektrischen Lage (18) und der zweite Kaltwärmeübertrager (24) an der zweiten thermoelektrischen Lage (22) angeordnet ist, und wobei die mindestens eine Kombination (14) in dem Gehäuse (12) positioniert ist. Thermoelectric generator device according to one of the preceding claims, comprising a housing ( 12 ) and at least one combination ( 14 ) with the components of the first cold heat exchanger ( 16 ), second cold heat exchanger ( 24 ), first thermoelectric layer ( 18 ), second thermoelectric layer ( 22 ) and heat exchangers ( 20 ), wherein in the at least one combination ( 14 ) of the heat exchangers ( 20 ) between the first thermoelectric layer ( 18 ) and the second thermoelectric layer ( 22 ), the first cold heat exchanger ( 16 ) at the first thermoelectric layer ( 18 ) and the second cold heat exchanger ( 24 ) at the second thermoelectric layer ( 22 ), and wherein the at least one combination ( 14 ) in the housing ( 12 ) is positioned. Thermoelektrische Generatorvorrichtung nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Innenseite einer ersten Wand des Gehäuses (12) in direktem flächigen mechanischen Kontakt mit dem ersten Kaltwärmeübertrager (16) der mindestens einen Kombination (14) steht oder die erste Wand eine Wandung des ersten Kaltwärmeübertragers (16) bildet, dass eine der ersten Innenseite gegenüberliegende zweite Innenseite einer zweiten Wand des Gehäuses (12) in direktem flächigen mechanischen Kontakt mit dem zweiten Kaltwärmeübertrager (24) der mindestens einen Kombination (14) oder einer weiteren Kombination steht oder eine Wandung des zweiten Kaltwärmeübertragers (24) ausbildet, und dass das Gehäuse (12) durch Formschluss mindestens bei einem Betriebspunkt oder Betriebspunktbereich der thermoelektrischen Generatorvorrichtung einen Anpressdruck bereitstellt, welcher die Komponenten der mindestens einen Kombination (14) gegeneinander verspannt und in dem Gehäuse (12) einspannt.Thermoelectric generator device according to claim 39, characterized in that a first inner side of a first wall of the housing ( 12 ) in direct planar mechanical contact with the first cold heat exchanger ( 16 ) of the at least one combination ( 14 ) or the first wall is a wall of the first cold heat exchanger ( 16 ) forms that a first inner side opposite second inner side of a second wall of the housing ( 12 ) in direct planar mechanical contact with the second cold heat exchanger ( 24 ) of the at least one combination ( 14 ) or another combination or a wall of the second cold heat exchanger ( 24 ) and that the housing ( 12 ) provides a contact pressure by positive locking at least at one operating point or operating point range of the thermoelectric generator device, which pressure produces the components of the at least one combination ( 14 ) braced against each other and in the housing ( 12 ).
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