FR3056855A1 - Generateur thermoelectrique pour vehicule a moteur thermique - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un générateur thermoélectrique destiné à équiper un véhicule à moteur thermique à combustion interne. Le générateur thermoélectrique (10) comprend un empilement selon une direction (Y) de: - Ny nappes chaudes (11), Ny étant un entier égal ou supérieur à 2, qui contiennent chacune au moins un tube chaud (1) pour véhiculer des gaz d'échappement à haute température du véhicule, - Ny' nappes froides (13a, 13b), Ny' étant un entier égal ou supérieur à 3, qui contiennent chacune au moins un tube froid (3) pour liquide de refroidissement du véhicule, les nappes froides étant montées en alternance avec les nappes chaudes selon la direction de l'empilement, et - d'éléments thermoélectriques (2) intercalés dans l'empilement entre les tubes chauds et les tubes froids, les éléments thermoélectriques étant chacun au contact d'une des nappes chaudes et d'une des nappes froides adjacentes. Selon l'invention, Ny et Ny' vérifient la relation 3 ≤ Ny' < 2 Ny.
Description
056 855
59263 ® RÉPUBLIQUE FRANÇAISE
INSTITUT NATIONAL DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE © N° de publication :
(à n’utiliser que pour les commandes de reproduction)
©) N° d’enregistrement national
COURBEVOIE
©) Int Cl8 : H 02 N 10/00 (2017.01)
DEMANDE DE BREVET D'INVENTION
A1
| ©) Date de dépôt : 28.09.16. | © Demandeur(s) : VALEO SYSTEMES THERMIQUES |
| ©) Priorité : | Société par actions simplifiée — FR. |
| ©) Inventeur(s) : BOISSELLE PATRICK, MONNET | |
| VERONIQUE, AZZOUZ KAMEL, SERVANTIE | |
| (43) Date de mise à la disposition du public de la | AMBROISE et DE VAULX CEDRIC. |
| demande : 30.03.18 Bulletin 18/13. | |
| ©) Liste des documents cités dans le rapport de | |
| recherche préliminaire : Se reporter à la fin du | |
| présent fascicule | |
| (© Références à d’autres documents nationaux | ©) Titulaire(s) : VALEO SYSTEMES THERMIQUES |
| apparentés : | Société par actions simplifiée. |
| ©) Demande(s) d’extension : | @) Mandataire(s) : VALEO SYSTEMES THERMIQUES. |
GENERATEUR THERMOELECTRIQUE POUR VEHICULE A MOTEUR THERMIQUE.
FR 3 056 855 - A1 (5/) L'invention concerne un générateur thermoélectrique destiné à équiper un véhicule à moteur thermique à combustion interne.
Le générateur thermoélectrique (10) comprend un empilement selon une direction (Y) de:
- Ny nappes chaudes (11 ), Ny étant un entier égal ou supérieur à 2, qui contiennent chacune au moins un tube chaud (1) pour véhiculer des gaz d'échappement à haute température du véhicule,
- Ny' nappes froides (13a, 13b), Ny' étant un entier égal ou supérieur à 3, qui contiennent chacune au moins un tube froid (3) pour liquide de refroidissement du véhicule, les nappes froides étant montées en alternance avec les nappes chaudes selon la direction de l'empilement, et
- d'éléments thermoélectriques (2) intercalés dans l'empilement entre les tubes chauds et les tubes froids, les éléments thermoélectriques étant chacun au contact d'une des nappes chaudes et d'une des nappes froides adjacentes.
Selon l'invention, Ny et Ny' vérifient la relation 3 Ny' < 2 Ny.
i
GENERATEUR THERMOELECTRIQUE POUR VEHICULE A MOTEUR THERMIQUE.
La présente invention concerne un générateur thermoélectrique destiné à équiper un véhicule à moteur thermique à combustion interne. L’invention s’applique à la récupération d’énergie thermique issue du fonctionnement de ce véhicule pour générer de l’énergie électrique dans le véhicule.
On connaît dans des véhicules automobiles des générateurs thermoélectriques utilisant des rangées d’éléments thermoélectriques pour générer un courant électrique en présence d'un gradient de température entre deux de leurs faces opposées, par effet Seebeck. Ces générateurs comprennent usuellement un empilement de nappes de tubes chauds véhiculant des gaz d'échappement du véhicule et de tubes froids véhiculant un liquide de refroidissement, entre et au contact desquels les éléments thermoélectriques sont pris en sandwich typiquement par brasure au contact des tubes chauds. Ces éléments sont soumis à un gradient de température généré par l’écart de température entre ces gaz et ce liquide, de sorte que ces générateurs permettent de produire de l'électricité à partir d'une conversion de ce gradient thermique issu du recyclage des gaz.
Dans ces générateurs, un objectif principal est d'optimiser le ratio du volume des éléments thermoélectriques sur le volume de l'ensemble du générateur. A cet effet, on cherche généralement à minimiser les distances entre les tubes chauds d'une même nappe chaude (i.e. d’un même étage de tubes chauds) et les tubes froids. La figure 1 annexée à la présente description montre schématiquement en section transversale un empilement unitaire de l'art antérieur, comprenant un tube chaud 1 de section rectangulaire dont les deux grandes faces supérieures et inférieures 1a sont respectivement équipées de deux séries d'éléments thermoélectriques cubiques 2 revêtues de pistes planes de conduction électrique 2a en contact avec ces faces 1a et avec deux séries supérieures et inférieures de tubes froids 3 extérieurs pour cet empilement unitaire. Dans un générateur de l'art antérieur comportant une pluralité d'empilements unitaires selon la figure 1, le nombre de nappes de tubes froids 3 est égal au double du nombre de nappes de tubes chauds 1, comme visible à la figure 2 qui montre schématiquement un empilement à deux nappes de tubes chauds 1 qui sont chacune pourvues séparément de deux nappes de tubes froids 3 pour enserrer deux séries d’éléments thermoélectriques 2 prises respectivement en sandwich entre deux paires distinctes de nappes de tubes froids 3, soit au total quatre nappes froides pour deux nappes chaudes.
Les figures 3a et 3b montrent en vues respectivement éclatée et assemblée une nappe de quatre tubes chauds rectangulaires 1 revêtus sur leurs deux grandes faces d'éléments thermoélectriques 2 pris en sandwich entre deux nappes supérieure et inférieure de tubes froids 3, elles-mêmes revêtues de plaques supérieure et inférieure de fermeture 4. Chaque nappe de tubes froids 3 est alimentée de manière connue en liquide de refroidissement en étant connectée à un circuit d'alimentation commun par deux collecteurs tubulaires supérieur et inférieur 5 qui s’étendent dans une direction longitudinale parallèle à l’axe de symétrie de chaque tube chaud 1 et qui sont respectivement en communication fluidique avec des bords latéraux des deux nappes de tubes froids 3. Or, ces collecteurs 5 contribuent à augmenter le volume global du générateur incorporant de tels empilements, notamment dans la direction de superposition des différentes nappes.
Les documents US 2015/0333244 A1 et JP 5673426 B2 présentent d'autres types de générateurs thermoélectriques, dans lesquels des nappes de tubes froids sont communes à deux étages consécutifs d'éléments thermoélectriques mais sans contacts individuels entre les nappes froides et les étages d’éléments thermoélectriques. En d’autres termes, ces générateurs utilisent un seul tube froid pour connecter tous les éléments thermoélectriques d'un même étage, ce qui présente l'inconvénient majeur de pénaliser le contact thermique entre les surfaces d'aires élevées des éléments thermoélectriques et des tubes froids, notamment en raison des défauts de planéité de ces surfaces et de la grande difficulté d’appliquer une pression homogène sur l'intégralité de ces surfaces d'aires élevées.
Un but de la présente invention est de proposer un générateur thermoélectrique destiné à équiper un véhicule à moteur thermique à combustion interne qui remédie à l’ensemble des inconvénients précités, le générateur comprenant un empilement selon une direction déterminée de:
- Ny nappes chaudes, Ny étant un entier égal ou supérieur à 2, qui contiennent chacune au moins un tube chaud adapté pour véhiculer des gaz d'échappement à haute température du véhicule,
- Ny' nappes froides, Ny' étant un entier égal ou supérieur à 3, qui contiennent chacune au moins un tube froid adapté pour véhiculer un liquide de refroidissement du véhicule, les nappes froides étant montées en alternance avec les nappes chaudes selon la direction de l'empilement, et
- d'éléments thermoélectriques intercalés dans l’empilement entre lesdits tubes chauds et lesdits tubes froids, les éléments thermoélectriques étant chacun au contact d’une desdites nappes chaudes et d’une desdites nappes froides adjacentes.
A cet effet, un générateur thermoélectrique selon l’invention est tel que Ny et Ny' vérifient la relation 3 < Ny' < 2 Ny.
On notera que l'agencement des nappes chaudes et froides correspondant à cette relation selon l'invention définissant le nombre de nappes froides comme étant inférieur au double du nombre de nappes chaudes permet de réduire la distance entre deux nappes chaudes consécutives dans l'empilement et par conséquent la hauteur et donc le volume de ce dernier, en comparaison des générateurs connus de la figure 2 comportant deux fois plus de nappes froides que de nappes chaudes. Il en résulte une augmentation du ratio du volume des éléments thermoélectriques sur le volume du générateur selon l'invention, par rapport à ces générateurs connus.
On notera également que cette réduction du nombre de nappes froides ne pénalise pas le niveau de performance obtenu pour le générateur thermoélectrique selon l’invention, du fait que l’échange thermique du côté du liquide de refroidissement est toujours surdimensionné par rapport à l’échange du côté des nappes chaudes.
Avantageusement, Ny et Ny' peuvent vérifier la relation :
< Ny' < Ny + 2.
On notera que cet agencement selon l'invention fait qu'au moins une paire de deux nappes chaudes consécutives sont séparées l'une de l'autre dans la direction de l'empilement par une seule nappe froide qui est commune aux deux séries d'éléments thermoélectriques solidaires de ces nappes chaudes, ce permet de réduire de manière significative le nombre total de tubes froids dans l'ensemble des nappes froides du générateur.
Encore plus avantageusement, Ny et Ny' peuvent vérifier la relation Ny' = Ny + 1, lesdites Ny' nappes froides comprenant :
• Ny' - 2 dites nappes froides intérieures qui sont chacune intercalées entre deux nappes chaudes consécutives dans l’empilement, et • deux dites nappes froides extérieures qui sont respectivement supérieure et inférieure pour ledit empilement et entre lesquelles se succèdent en alternance lesdites nappes chaudes puis lesdites nappes froides intérieures.
On notera que dans ce cas préférentiel de l'invention, chaque paire de deux nappes chaudes consécutives sont séparées l'une de l'autre dans la direction de l'empilement par une seule nappe froide, ce qui permet de maximiser le ratio du volume des éléments thermoélectriques sur le volume global du générateur et de minimiser le nombre total de tubes froids dans le générateur.
On notera également que le coût global d’un générateur selon l’invention est réduit en conséquence, en comparaison de celui d’un générateur de l’art antérieur comportant deux fois plus de nappes froides que de nappes chaudes, puisque l’on supprime au total Ny’ - 1 nappes froides de ce générateur connu pour aboutir à Ny’ + 1 nappes froides dans ce générateur de l’invention.
Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, le nombre Nx' desdits tubes froids dans chacune desdites Ny' nappes froides peut être égal au nombre Nx desdits tubes chauds dans chacune desdites Ny nappes chaudes et peut vérifier la relation Nx’ > NtUbes /3, où NtUbes est le nombre total desdits tubes chauds dans le générateur.
On notera que lesdits tubes froids peuvent être ainsi disposés dans le générateur suivant un arrangement de lignes le long desdits nappes et de colonnes le long de ladite direction de l'empilement, ce qui simplifie la réalisation du générateur et améliore l’homogénéité de l’échange thermique).
On notera toutefois que le nombre Nx de tubes chauds par nappe chaude pourrait être différent du nombre Nx’ de tubes froids par nappe froide, sans sortir du cadre de l’invention.
Avantageusement, le nombre Nx’ desdits tubes froids dans chacune desdites Ny' nappes froides peut être égal ou supérieur à 6.
Selon une autre caractéristique préférentielle de l'invention, les Ny' nappes froides sont chacune en communication fluidique avec des collecteurs du liquide de refroidissement et sont adaptées pour former une source froide individualisée pour les éléments thermoélectriques intercalés entre deux dites nappes froides consécutives dans l’empilement et l'un desdits tubes chauds qui est intérieur auxdites deux nappes froides consécutives.
On notera que cet agencement se traduit par des contacts individuels (i.e. distincts) entre les nappes froides et les étages d’éléments thermoélectriques, avec chaque nappe froide qui est ainsi reliée au circuit commun de circulation du liquide de refroidissement.
Selon une autre caractéristique de l'invention, lesdites deux nappes froides extérieures peuvent être chacune surmontées de moyens pour serrer ledit empilement qui comprennent des plaques extérieures de serrage et des joints élastomères de serrage, chaque joint étant comprimé entre l’une desdites plaques et un dit tube froid de chaque nappe froide extérieure, ces joints étant adaptés pour compenser des défauts de planéité lors du serrage de l’empilement et pour être thermiquement conducteurs.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le générateur peut comprendre en outre des moyens pour réaliser un écran thermique qui sont montés latéralement de part et d’autre dudit au moins un tube chaud de chacune desdites nappes chaudes et qui sont adaptés pour réduire le rayonnement provenant dudit au moins un tube chaud vers lesdits éléments thermoélectriques voisins.
Avantageusement, lesdits moyens pour réaliser un écran thermique peuvent comprendre des éléments en acier revêtu, de préférence en acier revêtu d’un alliage aluminium-silicium.
Selon un autre aspect de l’invention commun à l’ensemble des caractéristiques précitées, lesdits Nx tubes chauds de chacune desdites Ny nappes chaudes peuvent avantageusement présenter chacun en section transversale une forme sensiblement rectangulaire à deux grands côtés supérieur et inférieur recevant deux séries supérieure et inférieure des éléments thermoélectriques.
De préférence et en relation avec l’ensemble des caractéristiques précitées, lesdits éléments thermoélectriques sont constitués de plots prismatiques (i.e. définis au sens large par une directrice en forme de ligne fermée brisée s’étendant le long d’une génératrice), par exemple parallélépipédiques ou cubiques. En variante, on pourrait utiliser des plots en forme de pyramide ou de tronc de pyramide, des plots cylindriques (i.e. définis au sens large par une directrice en forme de ligne fermée courbe s’étendant le long d’une génératrice) ou même des plots en forme de cône ou de tronc de cône.
D’autres caractéristiques, avantages et détails de la présente invention ressortiront à la lecture de la description suivante d’exemples de réalisation de l’invention, donnés à titre illustratif et non limitatif, la description étant réalisée en référence aux dessins joints, parmi lesquels :
la figure 1 est une vue schématique partielle en section transversale d’un empilement unitaire selon l’art antérieur à éléments thermoélectriques pris en sandwich entre un tube chaud et des tubes froids, la figure 2 est une vue schématique partielle en section transversale d’un générateur thermoélectrique selon l’art antérieur montrant deux étages d’éléments thermoélectriques, chacun étant pris en sandwich entre un tube chaud et des tubes froids, la figure 3a est une vue éclatée de dessus et en perspective d’un empilement unitaire selon la figure 1 pour une nappe de tubes chauds, montrant des collecteurs de liquide de refroidissement et des plaques de fermeture, la figure 3b est une vue assemblée de dessus et en perspective de l’empilement unitaire de la figure 3a, la figure 4 est une vue schématique partielle en section transversale d’un générateur thermoélectrique selon l’invention montrant deux étages d’éléments thermoélectriques pris chacun en sandwich entre un tube chaud et des tubes froids, la figure 5 est une vue partielle en perspective de l’avant de la partie supérieure d’un générateur thermoélectrique selon l’invention montrant deux étages d’éléments thermoélectriques pris chacun en sandwich entre une nappe de tubes chauds et deux nappes de tubes froids et montrant en outre des moyens d’écran thermique relatifs aux tubes chauds, et des assemblages plaques-joints de serrage surmontant les nappes externes de tubes froids, et la figure 6 est un graphique montrant l’évolution de la réduction du nombre de tubes froids dans un générateur thermoélectrique selon la figure 5 en comparaison du nombre de tubes froids dans un générateur de l’art antérieur selon la figure 2, en fonction du nombre Ny de nappes chaudes et pour un nombre total NtUbes de tubes chauds égal à 24.
L’empilement unitaire selon l’invention visible à la figure 4 se distingue de celui de la figure 2, en ce que les deux étages d’éléments thermoélectriques 2 adjacents (formés également dans cet exemple de plots cubiques), qui sont chacun pris en sandwich entre une nappe de tubes chauds 1 (nappe chaude ci-après de tubes chauds 1 par exemple en acier inoxydable équipés de « turbulateurs >> 1a, adaptés pour véhiculer des gaz d'échappement à haute température du véhicule) et deux nappes de tubes froids 3 (nappes froides ci-après de tubes froids 3 par exemple en aluminium, adaptés pour véhiculer un liquide de refroidissement du véhicule), ont une nappe de tubes froids 3 en commun qui constitue l’unique séparation entre ces étages. Pour rappel, à la figure 2 les deux étages étaient séparés l’un de l’autre par deux nappes froides superposées appartenant respectivement aux deux étages d’éléments 2 formant deux empilements unitaires.
La figure 5 détaille la structure d’un générateur thermoélectrique 10 selon l’invention, qui comprend essentiellement un empilement dans une direction Y (verticale) de :
- Ny nappes chaudes 11 qui contiennent chacune Nx tubes chauds 1 rectangulaires (Nx et Ny entiers indépendamment égaux ou supérieurs à 3) dont les grandes faces supérieures et inférieures 1a sont revêtues par brasage (via des pistes de conduction électrique 2a) d’une paire de séries respectivement supérieure et inférieure d’éléments thermoélectriques 2 (symbolisés par les bornes P et N à la figure 5), et de
- Ny' nappes froides 13a, 13b (Ny' entier supérieur à 3) qui contiennent chacune Nx’ tubes froids 3 multicanaux (Nx’ entier égal ou supérieur à 3) et qui sont montées de part et d’autre des nappes chaudes 11 dans la direction Y, avec chaque paire de séries d’éléments 2 qui est prise directement en sandwich entre chaque tube chaud 1 correspondant et deux nappes froides 13a, 13b par brasage (via d’autres pistes de conduction électrique 2a solidaires de chaque tube froid 3 par contact « sec », i.e. sans brasage, usuellement avec interposition d’un matériau d’interface thermique par exemple en graphite ou en silicone entre pistes 2a et tubes 3).
Dans cet exemple de réalisation de l’invention, chaque nappe chaude 11 est constituée d’autant de tubes chauds 1 qu’il y a de tubes froids 3 dans chaque nappe froide 13a, 13b. En d’autres termes, on a Nx’ = Nx, ce qui signifie que les tubes froids et chauds sont disposés suivant un arrangement régulier de lignes (par nappes 11 et 13a, 13b) et de colonnes (dans la direction Y).
Comme illustré à la figure 5, le générateur 10 comprend :
• Ny' - 2 nappes froides intérieures 13a qui sont chacune intercalées entre deux nappes chaudes 11 consécutives dans la direction Y, et • 2 nappes froides extérieures 13b respectivement supérieure et inférieure, entre lesquelles se succèdent en alternance les nappes chaudes 11 puis les nappes froides intérieures 13a.
Avantageusement et comme expliqué ci-dessus, le générateur 10 est tel que Ny' = Ny + 1, i.e. comportant une nappe froide 13a, 13b de plus que le nombre Ny de nappes chaudes 11. Quant au nombre Nx’ de tubes froids 3 par nappe froide 13a, 13b, il est de préférence choisi au moins égal à 6.
Selon un exemple de l’invention, le générateur 10 comprend :
- Ny = 4 nappes chaudes 11 constituées chacune de Nx = 6 tubes chauds 1 (soit un total de 24 tubes chauds 1), et
- Ny’ = 5 nappes froides 13 constituées chacune de Nx’ = 6 tubes froids 3 (soit un total de 30 tubes froids 3 en comparaison des 48 tubes froids qu’aurait comporté un générateur selon l’art antérieur de la figure 2, d’où une réduction de 37,5 % du nombre de tubes froids par rapport à cet art antérieur).
Par conséquent, on comprend qu’un tel générateur 10 selon l’invention permet de réduire de manière significative le nombre de tubes froids 3 dans l’ensemble de l’empilement de nappes froides 13a, 13b, comme cela sera explicité ci-après en référence à la figure 6, et donc de réduire en proportion le coût du générateur 10.
Comme visible à la figure 5, le générateur 10 comprend également des plaques de fermeture 14 supérieure et inférieure (seule la plaque supérieure 14 est visible à la figure 5) et des collecteurs transversaux 15 du liquide de refroidissement en communication fluidique avec les tubes froids 3 de chaque nappe froide 13 (seuls les collecteurs 15 montés à l’arrière des nappes froides 13 sont visibles à la figure 5).
Entre et au contact de chaque tube froid 3 de chacune des deux nappes froides extérieures 13b (supérieure et inférieure) et de chaque plaque de fermeture 14 correspondante (i.e. respectivement supérieure ou inférieure), est monté un joint élastomère de serrage 16 comprimé entre la plaque 14 et le tube froid 3 correspondants et adapté pour rattraper des défauts de planéité lors du serrage de tout l’empilement de couches formant le générateur 10. Chaque joint élastomère de serrage 16 est thermiquement conducteur (étant par exemple de type Sil-Pad®), ce qui permet d’améliorer le le générateur 10 est donc égale à 100 ίο transfert thermique au niveau du générateur 10. Comme visible à la figure 5, les Nx’ tubes froids 3 de chaque nappe froide extérieure 13b sont respectivement revêtus de Nx’joints 16.
On voit en outre à la figure 5 que le générateur 10 comprend, intercalés entre les tubes chauds 1 deux à deux consécutifs de chaque nappe chaude 11 (i.e. montés verticalement sur des montants de part et d’autre de chaque colonne de tubes chauds 1), des éléments 17 formant des écrans thermiques aptes à réduire le rayonnement provenant des tubes chauds 1 vers les éléments thermoélectriques 2 voisins. Ces éléments 17, qui s’étendent chacun dans un plan vertical en regard des faces latérales de chaque tube chaud 1, peuvent être réalisés en acier revêtu et de préférence en acier aluminié, i.e. revêtu d’un alliage aluminium-silicium (par exemple un acier revêtu d’un alliage Al-Si, commercialisé par ArcelorMittal sous la dénomination Alusi®).
La demanderesse a cherché à déterminer l’économie réalisée par la réduction du nombre total de tubes froids 3 dans le générateur 10 selon l’invention en fonction du nombre Ny variable choisi de nappes chaudes 11 (Ny = Ntubes / Nx, où Ntubes désigne le nombre total de tubes chauds 1 et Nx également variable désigne à la fois le nombre de tubes chauds 1 par nappe chaude 11 et le nombre identique Nx’ de tubes froids 3 par nappe froide 13a, 13b) sachant que le nombre Ny’ de nappes froides 13a, 13b dans ce générateur 10 est tel que Ny’ = Ny + 1, en réalisant le calcul suivant en comparaison d’un générateur de l’art antérieur suivant le principe de construction de la figure 2 (i.e. par définition avec un nombre de nappes froides Ny’ = 2.Ny, soit un nombre total de tubes froids de 2(Nx.Ny)).
Le nombre total de tubes froids 3 dans le générateur 10 est égal à Nx’.Ny’ = Nx(Ny + 1).
La réduction R (en %) du nombre total de tubes froids 3 dans
Nx(Ny+l)'
2(Nx.Ny) π
Or, étant donné que NtUbes = Nx.Ny, cela donne pour cette Nv réduction R (%) = 50
Ntubes.
La figure 6 illustre les résultats obtenus pour un nombre total Ntubes de tubes chauds 1 égal à 24 (i.e. 4 nappes 11 de 6 tubes chauds 1 chacune), et montre que l’obtient avantageusement une réduction R égale ou supérieure à 33 % pour au moins trois nappes chaudes 11 (i.e. pour Ny > 3) et par exemple égale à 37,5 % pour quatre nappes chaudes 11 (i.e. Ny = 4 et Ny’ = 5). Cette réduction peut même être supérieure à 40 % pour au moins six nappes chaudes 11 et presque égale à 50 % pour 24 nappes chaudes 11.
Claims (11)
- REVENDICATIONS1) Générateur thermoélectrique (10) destiné à équiper un véhicule à moteur thermique à combustion interne, le générateur comprenant un empilement selon une direction (Y) de:- Ny nappes chaudes (11), Ny étant un entier égal ou supérieur à 2, qui contiennent chacune au moins un tube chaud (1) adapté pour véhiculer des gaz d'échappement à haute température du véhicule,- Ny' nappes froides (13a, 13b), Ny' étant un entier égal ou supérieur à 3, qui contiennent chacune au moins un tube froid (3) adapté pour véhiculer un liquide de refroidissement du véhicule, les nappes froides étant montées en alternance avec les nappes chaudes selon la direction de l'empilement, et- d'éléments thermoélectriques (2) intercalés dans l’empilement entre lesdits tubes chauds et lesdits tubes froids, les éléments thermoélectriques étant chacun au contact d’une desdites nappes chaudes et d’une desdites nappes froides adjacentes, caractérisé en ce que Ny et Ny' vérifient la relation :3 < Ny' < 2 Ny.
- 2) Générateur (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que Ny et Ny' vérifient la relation 3 < Ny' < Ny + 2.
- 3) Générateur (10) selon la revendication 2, caractérisé en ce que Ny et Ny' vérifient la relation Ny' = Ny + 1, lesdites Ny' nappes froides (13a, 13b) comprenant :• Ny' - 2 dites nappes froides intérieures (13a) qui sont chacune intercalées entre deux nappes chaudes (11) consécutives dans ledit empilement, et • deux dites nappes froides extérieures (13b) qui sont respectivement supérieure et inférieure pour ledit empilement et entre lesquelles se succèdent en alternance lesdites nappes chaudes puis lesdites nappes froides intérieures.
- 4) Générateur (10) selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le nombre Nx' desdits tubes froids (3) dans chacune desdites Ny' nappes froides (13a, 13b) est égal au nombre Nx desdits tubes chauds (1) dans chacune desdites Ny nappes chaudes (11) et vérifie la relation suivante :Nx' > Ntubes/3 où Ntubes est le nombre total desdits tubes chauds dans le générateur.
- 5) Générateur (10) selon la revendication 4, caractérisé en ce que le nombre Nx’ desdits tubes froids (3) dans chacune desdites Ny' nappes froides (13a, 13b) est égal ou supérieur à 6.
- 6) Générateur (10) selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdites Ny' nappes froides (13a, 13b) sont chacune en communication fluidique avec des collecteurs (15) du liquide de refroidissement et sont adaptées pour former une source froide individualisée pour lesdits éléments thermoélectriques (2) intercalés entre deux dites nappes froides consécutives (13a et 13b) dans ledit empilement et l'un desdits tubes chauds (1) qui est intérieur auxdites deux nappes froides consécutives.
- 7) Générateur (10) selon les revendications 3 et 6, caractérisé en ce que lesdites deux nappes froides extérieures (13b) sont chacune surmontées de moyens (14, 16) pour serrer ledit empilement qui comprennent des plaques extérieures de serrage (14) et des joints élastomères (16) de serrage, chaque joint étant comprimé entre l’une desdites plaques et un dit tube froid (3) de chaque nappe froide extérieure, ces joints étant adaptés pour compenser des défauts de planéité lors du serrage de l’empilement et pour être thermiquement conducteurs.
- 8) Générateur (10) selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le générateur comprend en outre des moyens (17) pour réaliser un écran thermique qui sont montés latéralement de part et d’autre dudit au moins un tube chaud (1) de chacune desdites nappes chaudes (11) et qui sont adaptés pour réduire le rayonnement provenant dudit au moins un tube chaud vers lesdits éléments thermoélectriques (2) voisins.
- 9) Générateur selon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdits moyens (17) pour réaliser un écran thermique comprennent des éléments en acier revêtu, de préférence en acier revêtu d’un alliage aluminium-silicium.
- 10) Générateur (10) selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits Nx tubes chauds (1) de chacune desdites Ny nappes chaudes (11) présentent chacun en section transversale une forme sensiblement rectangulaire à deux grands côtés supérieur et inférieur (1a) recevant deux séries supérieure et inférieure des éléments thermoélectriques (2).
- 11) Générateur (10) selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits éléments thermoélectriques (2) sont constitués de plots prismatiques, par exemple parallélépipédiques ou cubiques.1/33 i
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| JP2013038219A (ja) * | 2011-08-08 | 2013-02-21 | Toyota Motor Corp | 熱電発電装置 |
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-
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- 2017-09-27 WO PCT/FR2017/052617 patent/WO2018060612A1/fr active Application Filing
Patent Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
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