JP2011526141A - 電気エネルギーを発生させる装置、この装置を備える熱交換管束、及びこの管束を備える熱交換器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、熱エネルギーを電気エネルギーに変換することにより電気エネルギーを発生させる装置に関し、
−温度T1を有する高温流体を流す第1ダクト(5)と、
−前記高温流体の温度T1よりも低い温度T2を有する低温流体を流す第2ダクト(6)と、
−少なくとも2つの面(10A,10B)を有する熱電変換素子(10,10’)であって、前記少なくとも2つの面(10A,10B)が、電流を前記熱電変換素子のこれらの面の間に、これらの面が異なる温度になるときに発生させるようになっている、前記熱電変換素子(10,10’)とを備え、
−前記熱電変換素子(10,10’)のこれらの面は、それぞれ、異なる温度の流体を流す前記ダクト(5,6)に、伝熱手段(15,16)を介して連結されている。
【選択図】図7
Description
−温度T1を有する高温流体を流す第1ダクトと、
−前記高温流体の前記温度T1よりも低い温度T2を有する低温流体を流す第2ダクトと、
−少なくとも2つの面を有する熱電変換素子であって、前記少なくとも2つの面が、電流を前記熱電変換素子のこれらの面の間に、これらの面が異なる温度になるときに発生させるように配置される、前記熱電変換素子とを備え、
−前記熱電変換素子のこれらの面は、それぞれ、異なる温度の流体を流す前記ダクトに伝熱手段を介して連結されている。
単一の熱電変換素子による電気エネルギーの発生
2つの接続熱電変換素子による電気エネルギー発生
熱交換管束のチューブ列における電気エネルギー発生
熱交換管束における電気エネルギーの発生
2 入口マニホールドボックス
3 熱交換管束
4 出口マニホールドボックス
5 高温ガスチューブ(金属製チューブ、高温ダクト、高温ガス流動用金属製チューブ)
6 冷却チューブ(金属製チューブ、冷却ダクト、クーラント流動用金属製チューブ)
10 熱電変換素子
10’ 熱電変換素子
10A、10B 面
15 熱伝導性セパレータ(高温セパレータ)
16 熱伝導性セパレータ(低温セパレータ)
16’ 第2低温セパレータ
21 高温ガス流入ノズル
22 クーラント流入ノズル
41,42 流出ノズル
70 電気絶縁手段(ワニス)
80 断熱/電気絶縁手段(空気、セラミックリング)
151,161 断熱孔
152,162 固定用伝熱孔
10A 高温面(第1面)
10A’高温面
10B 低温面(第2面)
10B’ 低温面
P,N リンク
P1,P2,P3,P4 端部
R1,R2,Rn,Rn+1 チューブ列
S1,S2,Sn-11,Sn-12,Sn+11,Sn+12 自由端子(電気端子)
T1,T2 温度
ΔV 電位差
X 軸
Claims (17)
- 熱エネルギーを電気エネルギーに変換することにより電気エネルギーを発生させる装置であって、
高温流体用の第1ダクト(5)と、
低温流体用の第2ダクト(6)と、
熱電素子(10,10’)を備え、高温流体は温度T1を有し、低温流体は温度T2を有し、温度T2は高温流体の温度T1よりも低く、前記熱電素子(10,10’)は、少なくとも2つの面(10A,10B)を有し、前記面(10A,10B)は、前記面(10A,10B)が異なる温度のときに、前記面(10A,10B)の間に電流を発生させるように配置され、
前記熱電素子(10,10’)の前記面(10A,10B)は、熱伝導手段(15,16)を介して、異なる温度の流体用のダクト(5,6)とそれぞれ関連付けられている装置。 - 前記熱伝導手段(15,16)は、前記熱電素子(10,10’)とともに電気バッテリを形成するようになっており、前記電気バッテリのうちの前記熱伝導手段(15,16)が端子である、請求項1に記載の装置。
- 前記熱伝導手段(15,16)は、前記熱電素子(10,10’)の前記流体ダクト(5,6)を電気的に絶縁するようになっている、請求項1または2に記載の装置。
- 前記熱伝導手段(15,16)は、確実に前記流体ダクト(5,6)が所定位置に保持されるようになっている、請求項1〜3のいずれか1項に記載の装置。
- 前記熱伝導手段(15,16)は、第1高温熱伝導セパレータ(15)と第2低温熱伝導セパレータ(16)の形態であり、前記第1高温熱伝導セパレータ(15)は、例えば金属製プレートであり、前記高温流体ダクト(5)につながり、前記第2低温熱伝導セパレータ(16)は、例えば金属製プレートであり、前記低温流体ダクト(6)につながり、前記高温及び低温セパレータ(15,16)は、前記熱電素子(10,10’)の2つの異なる面(10A,10B)につながっている、請求項1〜4のいずれか1項に記載の装置。
- 各セパレータ(15,16)は、断熱孔(151,161)と熱伝導孔(152,162)を含み、各流体ダクト(5,6)は、2つのセパレータ(15,16)を貫通している、請求項5に記載の装置。
- 被冷却流体を冷却するように構成されている車両用熱交換器(1)の熱交換管束(3)であって、前記被冷却流体は、少なくとも1つの被冷却流体用ダクトを循環し、かつ前記被冷却流体の温度よりも低い温度のクーラントにより冷却され、前記クーラントは、少なくとも1つのクーラントダクトを循環し、前記管束(3)は、請求項1〜6のいずれか1項に記載の電気エネルギー発生装置を含み、前記被冷却流体用ダクトは前記高温流体ダクト(5)を形成し、前記クーラントダクトは前記低温流体ダクト(6)を形成している熱交換管束(3)。
- 複数の被冷却流体用ダクト(5)と、複数のクーラントダクト(6)とを備え、前記被冷却流体用ダクト(5)は、前記クーラントダクト(6)と空間的に交互に配置されている、請求項7に記載の管束。
- 前記複数のクーラントダクト(6)は、複数の低温セパレータ(16)により所定位置に保持され、前記複数の被冷却流体用ダクト(5)は、複数の高温セパレータ(15)により所定位置に保持され、前記低温セパレータ(16)は、前記高温セパレータ(15)と空間的に交互に配置されている、請求項8に記載の管束。
- 前記クーラントダクト(6)と前記被冷却流体用ダクト(5)は、平行であって、かつ同一平面にあり、前記高温及び低温セパレータ(15,16)とともに、前記熱交換管束(3)の列(R1,R2)を形成している、請求項9に記載の管束。
- 前記熱電素子(10)は、前記低温セパレータ(16)と前記高温セパレータ(15)との間に配置され、各熱電素子(10)は、高温セパレータ(15)に接触する面と、低温セパレータ(16)に接触する別の面とを有する、請求項9または10に記載の管束。
- 熱電接合は、2つの連続する低温セパレータ(16)の間に配置され、2つの熱電素子(10,10’)を含み、前記2つの熱電素子(10,10’)は、逆方向に取り付けられ、かつ高温セパレータ(15)により分離されている、請求項11に記載の管束。
- 前記低温セパレータ(16)は、互いに直列に電気的に接続されている、請求項8〜12のいずれか1項に記載の管束。
- 前記熱交換管束(3)は、複数の列(R1,R2)を含む、請求項10と13に記載の管束。
- 前記熱交換管束(3)の前記列(R1,R2)は、互いに直列に電気的に接続されている、請求項14に記載の管束。
- 被冷却高温ガス流は、車両の内燃エンジンからの排気ガス流である、請求項8〜15のいずれか1項に記載の管束。
- 請求項8〜16のいずれか1項に記載の熱交換管束を備える熱交換器。
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