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Die Erfindung betrifft eine thermoelektrische Baugruppe, insbesondere für den Einsatz im Abgasstrang eines Kraftfahrzeugs, mit mehreren thermoelektrischen Modulen, die an einer Strömungskanalwand in Strömungsrichtung hintereinander angeordnet sind.
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Die Möglichkeit, Energie aus der Wärme des Abgases beispielsweise von Personenkraftwagen rückzugewinnen, gewinnt angesichts sinkender CO2-Grenzwerte eine immer höhere Attraktivität. Mittels sogenannter thermoelektrischer Module ist es möglich, elektrische Energie aus der thermischen Energie des Abgases zu erzeugen. In diesen setzen sogenannte thermoelektrische Elemente nach dem Seebeck-Effekt eine Temperaturdifferenz in eine elektrische Spannung um. Derartige thermoelektrische Module sind meist aus vielen in Reihe geschalteten thermoelektrischen Elementen aufgebaut und sind in Form von flächigen, dünnen, gekapselten Einheiten auf dem Markt.
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Die Ausbeute an elektrischer Energie ist umso größer, je mehr thermoelektrische Module in direktem Kontakt mit der Wärme des Abgases gebracht werden können und je größer die Temperaturdifferenz über die thermoelektrischen Module von deren Hoch- zu deren Niedertemperaturseite ist. Entsprechend wichtig ist daher die Gestaltung der thermoelektrischen Baugruppe, die die thermoelektrischen Module umfasst.
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Nachteilig bei der Anordnung von thermoelektrischen Modulen entlang eines Strömungskanals wie einem Abgasstrang ist, dass das Fluid bzw. Abgas in Strömungsrichtung abkühlt und somit der Wärmefluss zu den thermoelektrischen Modulen normalerweise in Strömungsrichtung abnimmt. Dies führt dazu, dass an den thermoelektrischen Modulen unterschiedliche Temperaturdifferenzen und damit unterschiedliche Spannungen vorliegen, wodurch die Energieausbeute reduziert wird.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine thermoelektrische Baugruppe bereitzustellen, die den gleichen Wärmefluss an möglichst vielen ihrer thermoelektrischen Module bereitstellt und insbesondere kostengünstig herstellbar ist.
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Zur Lösung der Aufgabe ist eine thermoelektrische Baugruppe, insbesondere für den Einsatz im Abgasstrang eines Kraftfahrzeugs, mit mehreren thermoelektrischen Modulen vorgesehen. Die thermoelektrischen Module sind an einem Ende mit einem ersten Wärmeübertragungskörper und an einem anderen Ende mit einem zweiten Wärmeübertragungskörper thermisch gekoppelt. Die Wärmeübertragungskörper haben im Betrieb unterschiedliche Temperaturen, und wenigstens einer der Wärmeübertragungskörper ist einer Strömungskanalwand eines Strömungskanals zugeordnet oder ist Teil derselben. Durch den Strömungskanal strömt ein Fluid, um den ersten Wärmeübertragungskörper zu erwärmen oder zu kühlen. Die thermoelektrischen Module sind in Strömungsrichtung hintereinander längs der Wärmeübertragungskörper angeordnet. Ferner weist der erste Wärmeübertragungskörper in Strömungsrichtung zumindest zwei Abschnitte mit einem unterschiedlich großen Wärmeleitwert auf. Dabei ist der Wärmeleitwert eines stromabwärtig angeordneten Abschnitts des ersten Wärmeübertragungskörpers größer als der Wärmeleitwert eines stromaufwärtig vorangehend angeordneten Abschnitts des ersten Wärmeübertragungskörpers. Indem der stromabwärts angeordnete Abschnitt des ersten Wärmeübertragungskörpers einen größeren Wärmeleitwert hat, kann an den in diesem Abschnitt angeordneten thermoelektrischen Modulen derselbe Wärmefluss bereitgestellt werden wie an den stromaufwärts angeordneten thermoelektrischen Modulen, obwohl die Temperatur des Fluids in diesem stromabwärtig nachfolgend angeordneten Abschnitt kleiner ist als im stromaufwärtig vorangehend angeordneten Abschnitt. Werden auf diese Weise die Wärmeleitwerte des ersten Wärmeübertragungskörpers auf die Temperatur des Fluids in Strömungsrichtung abgestimmt, so kann an allen thermoelektrischen Modulen der gleiche Wärmefluss bereitgestellt werden, um dieselbe Temperaturdifferenz und damit dieselbe Spannung an allen thermoelektrischen Modulen zu erhalten. Somit kann die Energie erhöht werden, die sich aus der Wärme des Fluids zurückgewinnen lässt.
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Der erste Wärmeübertragungskörper kann dazu ausgebildet sein, Wärme aus dem Fluid an den entsprechenden Hochtemperaturseiten der thermoelektrischen Module bereitzustellen. Das bedeutet, dass das Fluid im Strömungskanal die Wärmequelle für die Hochtemperaturseiten der thermoelektrischen Module bildet, wie dies bei heißem Abgas in einem Abgasstrang eines Verbrennungsmotors beispielsweise der Fall ist.
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Gemäß einer Ausführungsform weist der erste Wärmeübertragungskörper in Strömungsrichtung zwischen zwei und zehn, bevorzugt zwischen zwei und fünf, insbesondere drei Abschnitte auf, die sich durch einen unterschiedlichen Wärmeleitwert unterscheiden. Indem der erste Wärmeübertragungskörper mehrere Abschnitte aufweist, kann der Wärmeleitwert des entsprechenden Abschnitts genauer an die Temperatur des Fluids in dem zugehörigen Bereich des Strömungskanals angepasst und somit der Wirkungsgrad der thermoelektrischen Baugruppe erhöht werden.
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Da sich die Temperatur des Fluids im Strömungskanal in Strömungsrichtung in sehr kleinen Schritten bzw. kontinuierlich ändert, ist es von Vorteil, wenn der erste Wärmeübertragungskörper in Strömungsrichtung mehr als zehn, bevorzugt mehr als 100Abschnitte aufweist, die sich durch einen unterschiedlichen Wärmeleitwert unterscheiden. Auf diese Weise kann eine im Wesentlichen kontinuierliche oder stufenweise kontinuierliche Veränderung des Wärmeleitwerts in Strömungsrichtung bereitgestellt werden, die an den Temperaturverlauf des Fluids in Strömungsrichtung sehr gut angepasst ist. Insbesondere können hierbei die Wärmeleitwerte in Strömungsrichtung kontinuierlich oder stufenweise kontinuierlich, insbesondere exponentiell steigen, um beispielsweise die in Strömungsrichtung sinkende Temperatur des Abgases auszugleichen, sodass der gleiche Wärmefluss an allen thermoelektrischen Modulen bereitgestellt wird.
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Die Abschnitte des ersten Wärmeübertragungskörpers können in Strömungsrichtung gleich lang und insbesondere gleich groß sein, wobei sich gleich groß insbesondere auf die Fläche des Segments bezieht, die der Strömungskanalwand zugeordnet oder Teil derselben ist. Auf diese Weise wird der Aufbau des ersten Wärmeübertragungskörpers vereinfacht, wodurch dieser kostengünstig herstellbar ist.
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In einer Ausführungsform weist jeder stromabwärtig nachfolgend angeordnete Abschnitt des ersten Wärmeübertragungskörpers einen größeren Wärmeleitwert auf als der stromaufwärtig vorangehend angeordnete Abschnitt des ersten Wärmeübertragungskörpers. Das bedeutet, dass der Wärmeleitwert mit jedem Abschnitt in Strömungsrichtung ansteigt. Hierdurch kann der gleiche Wärmefluss an allen thermoelektrischen Modulen bereitgestellt werden, indem beispielsweise die sinkende Temperatur des Abgases in Strömungsrichtung durch einen entsprechend angestiegenen Wärmeleitwert des entsprechenden Abschnitts kompensiert wird.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der erste Wärmeübertragungskörper Finnen auf, die für die Wärmeleitung zwischen dem Fluid und den thermoelektrischen Modulen vorgesehen sind. Die Finnen können sich hierbei in den Strömungskanal erstrecken und vom Fluid direkt umströmt werden.
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Es können an den Abschnitten in den Strömungskanal stehende Finnen vorgesehen sein. Ferner kann jeder stromabwärtig nachfolgend angeordnete Abschnitt des ersten Wärmeübertragungskörpers eine größere Finnendichte aufweisen als der stromaufwärtig vorangehend angeordnete Abschnitt des ersten Wärmeübertragungskörpers. Die Finnendichte ist hierbei definiert als die Anzahl der Finnen pro Fläche bzw. pro Strecke, beispielsweise wenn sich die Finnen über die gesamte Breite der Fläche erstrecken. Über die Anzahl der Finnen bzw. die Finnendichte lässt sich der Wärmeleitwert der einzelnen Abschnitte einfach festlegen und somit der erste Wärmeübertragungskörper einfach gestalten. Insbesondere sind alle Finnen gleich gestaltet und haben vorzugsweise dieselben Abmessungen, wodurch die Herstellungskosten für den ersten Wärmeübertragungskörper reduziert werden können.
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Es kann vorgesehen sein, dass jeder stromabwärtig nachfolgend angeordnete Abschnitt des ersten Wärmeübertragungskörpers eine um mindestens 30-70 % größere Finnendichte aufweist als der stromaufwärtig vorangehend angeordnete Abschnitt des ersten Wärmeübertragungskörpers. Indem die Anzahl der Finnen und damit der Wärmeleitwert des entsprechenden Abschnitts stufenweise ansteigt, kann sichergestellt werden, dass sich die Wärmeleitwerte ausreichend unterscheiden, um einen neuen Abschnitt zu rechtfertigen. Hierdurch wird die Anzahl der Abschnitte mit unterschiedlichen Wärmeleitwerten reduziert und damit der Aufwand, der zur Herstellung des Wärmeübertragungskörpers erforderlich ist. Insbesondere nimmt die Finnendichte exponentiell zu.
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Ferner kann das Verhältnis der Finnendichte des stromabwärtig nachfolgend angeordneten Abschnitts zur Finnendichte des stromaufwärtig vorangehend angeordneten Abschnitts mit jedem nachfolgenden Abschnitt stetig ansteigen. Das bedeutet, dass der Faktor mit jedem Abschnitt ansteigt, der die Zunahme der Finnendichte von einem Abschnitt zum nächsten Abschnitt angibt. Das heißt, die Finnendichte steigt mit jedem Abschnitt überproportional an. Auf diese Weise können auch nichtlineare Effekte berücksichtigt bzw. kompensiert werden, wie der exponentielle Abfall des Drucks des Fluids in Strömungsrichtung.
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An den Finnen können Turbulenzerzeuger, zum Beispiel vorstehende Grate, abstehende Lappen oder Öffnungen, vorgesehen sein, die in der an den Finnen vorhandenen Strömung Turbulenzen erzeugen, um laminare Grenzschichten aufzubrechen.
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Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen. In diesen zeigen:
- - 1a in einer schematischen Darstellung einen Strömungskanal mit einer erfindungsgemäßen thermoelektrischen Baugruppe,
- - 1b eine Ansicht auf eine Seitenwand des Strömungskanals und die dort vorgesehenen Finnen, in Richtung des Pfeiles X in 1a gesehen,
- - 2 in einer schematischen Detailansicht einen Abschnitt der thermoelektrischen Baugruppe aus 1, und
- - 3 in einer schematischen Detailansicht einen Abschnitt einer erfindungsgemäßen thermoelektrischen Baugruppe gemäß einer zweiten Ausführungsform.
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In 1a ist eine thermoelektrische Baugruppe 10 gezeigt, die an einem Strömungskanal 12 zur Wandlung von thermischer Energie in elektrische Energie vorgesehen ist.
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Der Strömungskanal 12 ist Teil eines Abgasstrangs, durch den heißes Abgas 14 eines Verbrennungsmotors von einem Kraftfahrzeug (nicht dargestellt) geleitet wird. In einer alternativen Ausführungsform kann der Strömungskanal 12 in einer beliebigen Vorrichtung vorgesehen sein sowie ein beliebiges Fluid durch den Strömungskanal 12 geleitet werden, beispielsweise eine Kühlflüssigkeit.
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Die thermoelektrische Baugruppe 10 umfasst eine Vielzahl von miteinander elektrisch gekoppelten thermoelektrischen Modulen 16 sowie einen ersten Wärmeübertragungskörper 18, der mit einer Hochtemperaturseite 20 der elektrischen Module 16 wärmeleitend gekoppelt ist, und einen zweiten Wärmeübertragungskörper 22, der mit einer Niedertemperaturseite 24 der elektrischen Module 16 wärmeleitend gekoppelt ist. In einer alternativen Ausführungsform können die Hochtemperaturseite 20 und/oder die Niedertemperaturseite 24 segmentiert sein, sodass insbesondere jedem elektrischen Modul 16 eine separate Hochtemperaturseite 20 und Niedertemperaturseite 24 zugeordnet ist.
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Die thermoelektrische Baugruppe 10 erstreckt sich in Strömungsrichtung S entlang dem Strömungskanal 12 und umgibt den quaderförmigen, vorzugsweise plattenförmigen, d.h. flachen Strömungskanal 12. Dabei bildet der erste Wärmeübertragungskörper 18 einen Teil der Strömungskanalwand 26 des Strömungskanals 12, während die elektrischen Module 16 und der zweite Wärmeübertragungskörper 22 radial weiter von der Mittelebene R entfernt angeordnet sind als der erste Wärmeübertragungskörper 18. Die Strömungskanalwand 26 umfasst beim quaderförmigen Strömungskanal 12 sich gegenüberliegende große Seitenwände 27 und dazwischen zwei kleinere und damit schmälere Verbindungswände. Bei der Ausführungsform nach 1a ist ein Querschnitt durch die großen Seitenwände dargestellt, d.h. der Strömungskanal hat senkrecht zur Zeichenebene eine größere Höhe als die in 1a gezeigte Breite (bezogen auf 1a von oben nach unten gemessen). Zumindest ein Teil der elektrischen Module 16 ist hierbei in Strömungsrichtung S hintereinander entlang des ersten Wärmeübertragungskörpers 18 angeordnet.
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Hierzu ist die thermoelektrische Baugruppe 10 in mehrere ebene plattenförmige Segmente (nicht dargestellt) unterteilt, wodurch die thermoelektrische Baugruppe 10 in einem Querschnitt senkrecht zur Rotationsachse R die Form eines Polygons aufweist. Dieser Aufbau ermöglicht eine kostengünstige Herstellung der thermoelektrischen Baugruppe 10. Ferner kann auf diese Weise die thermoelektrische Baugruppe 10 leicht an Strömungskanäle 12 mit unterschiedlichen Querschnitten angepasst werden, insbesondere wenn die Segmente schmal gegenüber dem Umfang des Strömungskanals 12 sind. Alternativ können die Segmente gekrümmt sein und insbesondere die Form von Zylindermantelabschnitten haben, wodurch die thermoelektrische Baugruppe 10 in einem Querschnitt senkrecht zur Rotationsachse R die Form eines Kreises oder einer Ellipse aufweisen kann. Zusätzlich oder alternativ kann die thermoelektrische Baugruppe 10 längs des Strömungskanals 12, also in Strömungsrichtung S, segmentiert sein. Auf diese Weise kann die thermoelektrische Baugruppe 10 einfach an verschieden lange Strömungskanalabschnitte angepasst werden.
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Der erste Wärmeübertragungskörper 18 hat eine Vielzahl an Finnen 28, die sich von der Strömungskanalwand 26 radial nach innen in den Strömungskanal 12 erstrecken, so dass diese in direktem Kontakt zum Abgas 14 stehen. Die plattenförmigen Finnen 28 erstrecken sich dabei in Strömungsrichtung S. Da die Finnen 28 an den Seitenwänden 27 bei der Schnittansicht nach 1a nur als einzelne Rippe zu erkennen wären, sind sie symbolisch um 90° aus der Zeichenebene herausgeklappt dargestellt, um den Abstand der Finnen 28 senkrecht zur Zeichenebene zeigen zu können. Zur schematischen Verdeutlichung des tatsächlichen Verlauf der Finnen 28 ist in 1b noch einmal eine Ansicht längs des Pfeiles X in 1a auf einen Teil der Finnen 28 und einen Teil der Seitenwand 27 dargestellt. Das Abgas 14 strömt zwischen den benachbarten Finnen 22 in Strömungsrichtung S durch den Strömungskanal 12..
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Die Finnen 28 können anstatt parallel zur Strömungsrichtung S natürlich auch leicht gewinkelt hierzu verlaufen oder schlangen- oder zickzackförmig verlaufen. Ferner können die Finnen 28 zueinander parallel angeordnet oder in beliebiger Weise zueinander ausgerichtet sein, insbesondere wobei sie gleichförmige Muster bilden. Zusätzlich oder alternativ können mehrere Reihen von Finnen 28 vorgesehen sein, die versetzt zueinander angeordnet sind (siehe 3). Die Finnen 28 sind aber vorzugsweise gerade.
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In einer alternativen Ausführungsform können die Finnen 28 gebogen sein oder einen von einer Linie abweichenden Querschnitt aufweisen.
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In Strömungsrichtung S weist der erste Wärmeübertragungskörper 18 drei gleich große Abschnitte A, B, C auf, die sich voneinander durch eine unterschiedliche Finnendichte unterscheiden. Indem die Abschnitte A, B, C eine unterschiedliche Anzahl an Finnen 28 haben, unterscheiden sich auch die Wärmeleitwerte der Abschnitte A, B, C, da mit der Finnendichte unter anderem auch die Oberfläche des ersten Wärmeübertragungskörpers 18 zunimmt, die mit dem Abgas 14 in Kontakt steht und somit eine größere Menge Wärme pro Zeiteinheit von dem Abgas 14 auf den ersten Wärmeübertragungskörper 18 übertragen werden kann.
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Die Finnendichte nimmt hierbei in Strömungsrichtung S stetig zu, das heißt, der Abschnitt A hat die geringste Finnendichte, während der Abschnitt C die größte Finnendichte aufweist. Somit nimmt auch der Wärmeleitwert in Strömungsrichtung S mit jedem Abschnitt A, B, C zu.
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Natürlich können auch Finnen 28 über die Abschnitte A, B und C hinweg verlaufen, d.h. einstückig über die gesamten Abschnitte A, B und C hindurch.
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Die Finnendichte von Abschnitt A zu Abschnitt B erhöht sich vorzugsweise im Bereich von 30-60 %, während die Finnendichte von Abschnitt B zu Abschnitt C vorzugsweise im Bereich von 40-80 % zunimmt. Das bedeutet, dass die Finnendichte in Strömungsrichtung S exponentiell ansteigt. Alternativ können die Abschnitte A, B, C eine von den oben genannten Finnendichten abweichende Finnendichte haben.
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In einer alternativen Ausführungsform kann der erste Wärmeübertragungskörper 18 eine beliebige Anzahl von mehreren Abschnitten, d.h. mindestens zwei Abschnitte, in Strömungsrichtung S aufweisen. Insbesondere kann die Anzahl der Abschnitte so hoch gewählt sein, dass sich aus dem stufenförmigen Anstieg der Wärmeleitwerte ein zumindest näherungsweise kontinuierlicher Anstieg der Wärmeleitwerte ergibt.
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Der erste Wärmeübertragungskörper 18 hat, insbesondere in Strömungsrichtung S, eine homogene Wärmeleitfähigkeit und ist vorzugsweise aus einem einzigen Material gebildet. Das bedeutet, dass sich die unterschiedlichen Wärmeleitwerte der Abschnitte A, B, C nur aus der Geometrie des ersten Wärmeübertragungskörpers 18 und insbesondere nur aus der Finnendichte ergeben.
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Die Wärmeleitfähigkeit lässt sich auch durch eine größere Oberfläche und/oder einen größeren Querschnitt der Finnen 28 erreichen, womit der Wärmetransport verbessert wird. Beispielsweise können die Finnen 28 im Abschnitt A einen geringeren Querschnitt als die im Abschnitt B und im Abschnitt C haben. Dies kann durch eine größere Finnendicke und/oder eine größere Finnenlänge erreicht werden.Eine weitere Möglichkeit zur Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit besteht darin, laminare Grenzschichten im Bereich der Finnen 28 durch Erzeugung von Turbulenzen aufzubrechen. Dies kann durch vorsehen von sogenannten Turbulenzerzeugern 29 an den Finnen 28 erreicht werden. In 1b sind als Beispiele für Turbulenzerzeuger 29 von den Finnen 28 abstehende Grate oder Lappen oder Öffnungen in den Finnen 28 dargestellt. Alle diese Möglichkeiten zur Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit sind natürlich für sämtliche Ausführungsformen einsetzbar, in Kombination oder alleine.
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In 2 ist ein Ausschnitt der thermoelektrischen Baugruppe 10 dargestellt, der einen Schnitt durch ein thermoelektrisches Modul 16 im Bereich einer Seitenwand 27 zeigt. Im Betrieb wird heißes Abgas 14 durch den Strömungskanal 12 gleitet (siehe 1). Das Abgas 14 kommt hierbei in direkten Kontakt mit den Finnen 28 des ersten Wärmeübertragungskörpers 18, der hierdurch erwärmt wird. Die Wärme wird vom ersten Wärmeübertragungskörpers 18 an die Hochtemperaturseite 20 des thermoelektrischen Moduls 16 weitergeleitet. Gleichzeitig wird die Niedertemperaturseite 24 des thermoelektrischen Moduls 16 mittels des zweiten Wärmeübertragungskörpers 22 zum Beispiel mit Luft oder Wasser gekühlt. Die Temperaturdifferenz, die sich zwischen der Hochtemperaturseite 20 und der Niedertemperaturseite 24 einstellt, erzeugt in den thermoelektrischen Elementen 30 des thermoelektrischen Moduls 16 eine elektrische Spannung, die über elektrische Kontakte (nicht dargestellt) abgegriffen werden kann. Auf diese Weise kann mittels der thermoelektrischen Module 16 thermische Energie in elektrische Energie gewandelt werden.
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Die elektrische Spannung, die sich in den thermoelektrischen Elementen 30 einstellt, hängt hierbei von der Temperaturdifferenz ab. Während das Abgas 14 durch den Strömungskanal 12 strömt, gibt es kontinuierlich Wärme ab, das heißt, dass die Temperatur des Abgases 14 in Strömungsrichtung S abnimmt. Dies ist in 1 durch die abnehmende Größe der Pfeile gezeigt, die den Abgasstrom darstellen. Indem der Wärmeleitwert des ersten Wärmeübertragungskörpers 18 in Strömungsrichtung S abschnittsweise zunimmt, wird trotz des Temperaturrückgangs des Abgases 14 ein im Wesentlichen gleich großer Wärmefluss an allen thermoelektrischen Modulen 16 in Strömungsrichtung S bereitgestellt, der zu der gleichen elektrischen Spannung an allen thermoelektrischen Modulen 16 in Strömungsrichtung S führt.
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Auf diese Weise können mit der thermoelektrischen Baugruppe 10 Temperaturunterschiede kompensiert werden, die sich in Strömungsrichtung S im Abgas 14 einstellen, sodass eine homogene elektrische Spannung an allen thermoelektrischen Modulen 16 anliegt. Somit lässt sich die Energieausbeute mit der thermoelektrischen Baugruppe 10 erhöhen, die zudem kostengünstig herstellbar ist.
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In 3 ist eine weitere Ausführungsform der thermoelektrischen Baugruppe 10 gezeigt, wobei diese sich ausschließlich durch die folgenden Merkmale von der oben beschriebenen Ausführungsform unterscheidet. Für gleiche Strukturen mit gleichen Funktionen sind im Folgenden daher entsprechende Bezugszeichen vergeben.
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Im Gegensatz zur zuvor beschrieben Ausführungsform, bei der der erste Wärmeübertragungskörper 18 ein Teil der Strömungskanalwand 26 bildet und die Finnen 28 sich in den Strömungskanal 12 hinein erstrecken, liegt der erste Wärmeübertragungskörper 18 in dieser Ausführungsform außen an der Strömungskanalwand 26 an. Das heißt, der erste Wärmeübertragungskörper 18 ist durch die Strömungskanalwand 26 vom Abgas 14 getrennt.
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Die Finnen 28 erstrecken sich zwischen zwei gegenüberliegenden Seitenwänden 27 der Strömungskanalwand 26 und koppeln auf diese Weise die Hochtemperaturseite 20 mit der Strömungskanalwand 26 thermisch. An die obere Seitenwand 27 schließen sich dann wieder thermoelektrische Module 16 an, die zur Verbesserung der Übersichtlichkeit hier nicht dargestellt sind.
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Ferner sind die zinnenförmig verlaufenden Finnen 28 in einer Vielzahl an zueinander versetzten Reihen 32, 33 angeordnet. In 3 sind lediglich zwei dieser Reihen 32, 33 dargestellt, wobei die schraffierten Finnen 28 der Reihe 33 hinter den im Vordergrund angeordneten nicht schraffierten Finnen 28 der Reihe 32 angeordnet sind. Das Abgas strömt hierbei senkrecht zur Zeichenebene durch die quer zur Strömungsrichtung S verlaufenden Finnen 28, die Fenster begrenzen. Die Fenster von benachbarten Finnen 28 sind in Strömungsrichtung S gesehen zueinander versetzt, wie in 3 gezeigt. Damit ergibt sich eine turbulente Strömung. Über die Fenstergröße und/oder Anzahl der Finnen (Finnendichte) und/oder den Querschnitt der Finnen 28 lässt sich der Wärmeleitwert in Strömungsrichtung S verändern. Ferner kann über die Finnendichte sowie den Versatz der Finnen 28 zueinander maßgeblich der Strömungswiderstand der Finnenstruktur 34 festgelegt werden.
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Die Finnendichte bestimmt wie gesagt über die Querschnittsfläche aller Finnen auch den Wärmeleitwert des entsprechenden Abschnitts des ersten Wärmeübertragungskörpers 18, sodass auch in dieser Ausführungsform der Wärmeleitwert des ersten Wärmeübertragungskörpers 18 in Strömungsrichtung S über die Anzahl der Finnen 28 eingestellt werden kann.
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Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsformen beschränkt. Insbesondere können einzelne Merkmale einer Ausführungsform unabhängig von den anderen Merkmalen der entsprechenden Ausführungsform in einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform enthalten sein, d.h. die beschriebenen Merkmale sind beliebig kombinierbar.
