JP2013545269A - 特に自動車で電流を生成するための熱電装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、熱電装置の製造方法に関し、熱電装置は、第１の流体が流れることができる、高温回路と呼ばれる第１の回路（１）と、第１の流体の温度よりも低い温度で第２の流体が流れることができる、低温回路と呼ばれる第２の回路（２）と、温度勾配の存在下で、電流を生成するために使用することができる、熱電素子と呼ばれる素子（３ｐ，３ｎ）と、前記高温回路（１）および／または前記低温回路（２）と熱交換関係にあるフィン（５）と、を備え、熱電素子（３ｐ，３ｎ）は、少なくとも前記フィン（５）に接触している。本発明に係る方法によれば、前記熱電素子（３ｐ，３ｎ）が前記フィン（５）に対して保持されることを保証するために、前記フィン（５）が圧縮される。

Description

本発明は、特に自動車で電流を生成するための熱電装置の製造方法に関する。

熱電素子と呼ばれる素子を使用した熱電装置が、既に提案されており、この素子は、ゼーベック効果として知られる現象を介して、それらの２つの対向面の間で温度勾配の存在下で電流を生成するために用いられる。これらの装置は、エンジンからの排気ガスを循環させるための第１のパイプと、冷却回路の熱伝達流体を循環させるための第２のパイプと、の積層体を備える。熱電素子は、パイプの間に挟まれて、高温の排気ガスと低温の冷却剤との間の温度差に起因する温度勾配に晒される。

このような装置は、エンジンの排気ガスに起因する熱の変換から電気を生成することを可能にするため、特に関心が持たれる。よって、エンジンのクランクシャフトにより駆動されるベルトから電気を生成するために、車両に通常備えられているオルタネータを、少なくとも部分的には置換することにより、車両の燃料消費量を減少させる可能性を、これら装置は提案する。

既知の装置の１つの欠点は、これら装置が、熱電素子とパイプの間に、非常に良好な接触を確保することを要求することである。よって、装置の原価への大きな影響を及ぼす平坦さおよび表面仕上げを有するパイプを持つ必要がある。

パイプの積層体に力を加えるタイロッドによって、接触を補強することである第１の解決策がテストされている。しかし、この解決策は、この力の影響下で互いに衝突するリスクを呈しないパイプの使用を伴い、その結果、材料の過剰な消費をもたらす。

このような装置が直面するもう１つの問題は、高温パイプ側では、熱電素子が高温に晒されるのに対して、低温パイプ側では、温度がずっと低いことである。よって、熱電素子とパイプの間でなされる接続に関する要件は、高温パイプ側と低温パイプとで、事実上大きく異なる。

本発明は、熱電装置の製造方法を提案することによって、上記の状況を改善するものであり、熱電装置は、第１の流体が流れることができる、高温回路と呼ばれる第１の回路と、第１の流体の温度よりも低い温度で第２の流体が流れることができる、低温回路と呼ばれる第２の回路と、温度勾配の存在下で、電流を生成するために使用することができる、熱電素子と呼ばれる要素と、前記高温回路および／または前記低温回路と熱交換関係にあるフィンと、を備え、熱電素子は、少なくとも前記フィンに接触している。

フィンを有する熱電素子を関連付けることにより、接触の緊密性が促進される。実際には、熱電素子と、それらの動作に必要な温度勾配を生成する１つまたは複数の構成要素との間で、密接なつながりを確立する必要性は、流体循環パイプのみだけでなく、特定の構成要素、フィンによっても支持され、したがってフィンを、この目的で選択することができる。したがって、一方ではフィンと高温および／または低温回路の間、他方ではフィンと熱電素子の間で、有効な熱橋を確立するために用いられる技術的な解決策は、それらの回路の少なくとも１つ向けに、個別に最適化することが可能である。

さらに、本発明に係る方法によれば、前記熱電素子が前記フィンに対して保持されることを保証するために、前記フィンが圧縮される。熱電素子と装置の構成要素との間の簡潔な接触による結合を、これにより保証することができる。よって、前記構成要素が受ける応力に適した、接着および／またはハンダ付けなどの結合形態を提供する必要は、もはやない。

異なる実施形態によると、
− 前記第１の回路は、第１の流体を循環させる高温パイプと呼ばれるパイプを備えており、前記熱電素子が、前記高温パイプと前記フィンの間で保持されることを保証し、
− 熱電素子は、取り付け支持体に配置され、次いで、前記取り付け支持体は、前記高温パイプに対して配置され、
− １つの前記高温パイプと、先に前記熱電素子が設けられた１つの前記取り付け支持体と、１つまたは複数の前記フィンと、先に前記熱電素子が設けられた１つの前記取り付け支持体とが、繰り返し積層され、
− 先に前記熱電素子が設けられたそれぞれの前記取り付け支持体の間に、２つの前記フィンが配置され、前記２つのフィンの間に、圧縮可能材料が配置され、
− 低温回路は、第２の流体を循環させる低温パイプと呼ばれるパイプを備え、低温パイプを通過させるためのオリフィスがフィンに設けられ、前記低温パイプは、前記通過オリフィスに挿入され、パイプおよびフィンは、機械的組み立てによって組み立てられ、
− フィン５は、低温パイプ９に積層される。

本発明は、純粋に指標として与えられ、かつ発明を限定する意図はまったく無い、添付の図面を伴う以下の説明を考慮することで、より良く理解される。

本発明に係る方法の例示的な実施に従って得られる装置を、装置の高温パイプの長手軸に直交する面で作成した断面で模式的に示す図。 図１にＩＩで示す部分の詳細を示す図。 本発明に係る方法の変形実施形態に従って得られる装置を、装置の低温パイプの長手軸に直交する面で作成した断面で模式的に示し、素子のいくつかを透明に示す図。 図３に示された線ＩＶ−ＩＶに沿った断面図。 図１と同様の実施条件に従った、もう１つの変形実施形態を示す図。 先の図５に示す装置を製造することを可能にする、本発明に係る例示的な方法の装着工程を斜視で示し、素子のいくつかを透明に示す図。 先の図５に示す装置を製造することを可能にする、本発明に係る例示的な方法の装着工程を斜視で示し素子のいくつかを透明に示す図。 図６ａおよび図６ｂの装着工程で用いられる構成要素を、装置の高温パイプの長手軸に直交する面で作成した断面で示す図。

最初に、本発明に係る方法の例示的な実施に従って得られる熱電装置を、図１〜図５と関連して説明する。

このような熱電装置は、特にエンジンの排気ガスである第１の流体が流れることができる、高温回路と呼ばれる第１の回路１と、第１の流体の温度よりも低い温度で、特に冷却回路の熱伝達流体である第２の流体が流れることができる、低温回路と呼ばれる第２の回路２と、を備える。

高温回路は、例えば、第１の流体が流れることができる、高温パイプと呼ばれるパイプ８を備え、低温回路は、例えば、第２の流体が流れることができるパイプ９を備える。

熱電装置は、また、温度勾配の存在下で、電流を生成するために使用することができる、熱電素子と呼ばれる素子３ｐ，３ｎを備える。

熱電素子は、例えば、アクティブ面と呼ばれるそれらの２つの対向面４ａ，４ｂの間で、前記勾配に晒されると、ゼーベック効果により電流を生成する、実質的に平行六面体の形状の素子である。このような素子は、前記アクティブ面４ａ，４ｂの間に接続された負荷に電流を生成するために用いることができる。当業者に知られるように、このような素子は、例えば、ビスマスおよびテルル（Ｂｉ_２Ｔｅ_３）で作られる。

熱電素子は、第１の部分では、Ｐと呼ばれる第１の種類の要素３ｐであってもよく、これは、所与の温度勾配にさらされると、正と呼ばれる１つの方向に電位差を確立することを可能とし、他の部分では、Ｎと呼ばれる第２の種類の要素３ｎであってもよく、これは、同じ温度勾配にさらされると、負と呼ばれる反対の方向に電位差を生成することを可能とする。

熱電装置は、また、前記高温回路および／または前記低温回路と熱交換関係に構成されるフィン５，５ｐ，５ｎを備える。よって、前記回路のうちの一方２および他方の回路１と熱交換関係にある、前記フィンの間すなわちフィン５，５ｐ，５ｎの間で、温度勾配が確保される。熱電素子３ｐ，３ｎは、特にそれらのアクティブ面４ａ，４ｂにおいて、少なくとも前記フィン５，５ｐ，５ｎに接触している。換言すれば、熱電素子は、２つのフィンの間、または、回路の１つと熱交換関係にあるフィンの１つと他方の回路との間、のいずれかに配置され、この場合における他方の回路は高温パイプ８である。熱電素子による電流生成が、よって保証される。

したがって、少なくとも低温回路のために、熱電素子と熱接触を確立する機能を満たすのは、フィン５，５ｐ，５ｎである。

フィンは、その幅およびその長さよりもずっと小さな厚さを有する、２つの大きく平坦な対向面７ａ，７ｂを有する素子であると理解すべきであり、これは、例えば、前記大きな面の１つ７ａと、熱電素子３ｐ，３ｎとの間で、それらの対向面の１つ４ａにおいて、温度勾配にさらされて電流を生成する面接触を確立することを可能にする。フィンは、熱伝達材料、特に銅またはアルミニウムなどの金属材料により形成される。

第１の実施形態において、フィン５，５ｐ，５ｎには、電気絶縁材料が被覆され、かつ、熱電素子に対向して位置するそれらの面に、フィンに配置される熱伝導要素を直列および／または並列に結合する、不図示の１つまたは複数の導電トラックが設けられる。

もう１つの実施形態によると、フィン５ｐ，５ｎは、それら自体が、熱電素子３ｐ，３ｎによって生成された電気の伝達に寄与する。

高温パイプ８は、応力を加える流体、特に高温および／または腐食性流体の流れに適合可能となるように選択される。

高温パイプ８は、フィン５，５ｐ，５ｎに接触する面４ａと反対側の熱電素子のアクティブ面４ｂにおいて、熱電素子３ｐ，３ｎと面接触を確立するように構成することが可能である。

このことに関して、前記高温パイプ８は、例えば、少なくとも１つの平面１０ａ，１０ｂを有し、前記熱電素子３は、１つまたは複数の前記平面１０ａ，１０ｂに設けられる。

前記高温パイプ８は、特に、２つの大きな平行の対向面１０ａ，１０ｂを備えた実質的に平坦なパイプであり、この対向面に、熱電素子３ｐ，３ｎが、例えば、それらのアクティブ面４ｂによって配置される。パイプは、排気ガスの流れを許容すように構成することが可能であり、特に、ステンレス鋼で作られる。これらは、例えば、倣削り、溶接および／または硬質はんだ付けによって形成される。これらは、パイプの対向する平面１０ａ，１０ｂを結合する仕切り３１（図４，６ａ，６ｂおよび７で見られる）によって分離された、第１の流体を通過させるための複数のチャネルを有することが可能である。このような仕切り３１は、特に、高温パイプ８の熱効率を増加させ、内圧に対するそれらの抵抗を強くすることを可能にする。

高温パイプ８は、前記大きな面１０ａ，１０ｂが電気絶縁材料の層で被覆され、かつ、高温パイプ８に配置される熱伝導要素の全てまたは一部を直列および／または並列に結合する、導電性トラックが設けられる。

熱電素子３ｐ，３ｎは、例えば、複数の列で分配され、互いに平行であり、かつ、高温パイプ８の長手方向、換言すれば異なる図面で示される軸Ｚに従って配向される。図示される例示的な実施形態によると、図１および図２の例示的な実施形態では、６つの列が設けられ、図３および図４の例示的な実施形態では、４つの列が設けられる。異なる数の熱電素子の列を提供すること、および関係する実施形態にかかわらずそうすることが、明らかに可能である。

高温パイプ８の１つの同じ面において、１つの同じ型、ＰまたはＮの熱電素子が、並列接続される熱電素子群を形成し、２つの熱電素子群が、直列に接続される。

フィン５，５ｐ，５ｎは、特に、高温パイプ８の平面１０ａ，１０ｂと実質的に平行となるように配置される。

フィンは、たとえば、低温パイプ９を通過させるためのオリフィス１２を有する。

前記低温パイプ９は、例えば、アルミニウムまたは銅で作られ、円形および／または楕円形の断面を有する。

示される例示的な実施形態によると、高温パイプ８は、既に述べたように、Ｚとして識別される軸に従って延びる。高温パイプの平面１０ａ，１０ｂと、フィン５ｐ，５ｎとは、軸Ｚと、軸Ｚに直交する軸Ｘとに従い配向された面で延びる。低温パイプは、軸Ｘおよび軸Ｚと直角の方向Ｙ、すなわち、フィン５ｐ，５ｎに直角および高温パイプ８の大きな面１０ａ，１０ｂに直角の方向に延びる。

フィンによって電気の伝達が生じる実施形態において、低温パイプ９とフィン５ｐ，５ｎの間に、電気絶縁体が設けられる。

図２により詳しく示すように、高温パイプ８の各平面１０ａ，１０ｂには、例えば、前記平面１０ａ，１０ｂに対向して設けられた、隣接フィンと呼ばれる、少なくとも２つのいわゆるフィン５ｐ，５ｎが関連付けられており、平面１０ａ，１０ｂと、前記平面１０ａ，１０ｂの隣接フィン５ｐ，５ｎとの間に、複数の前記熱電素子３ｐ，３ｎが配置されて設けられる。

前記複数の熱電素子のＰ型の熱電素子３ｐが、Ｐ型フィンと呼ばれる前記２つのフィンの１つ目５ｐと、前記平面１０ａ，１０ｂとの間に設けられ、前記複数の熱電素子のＮ型の熱電素子が、Ｎ型フィンと呼ばれる前記２つのフィンの他方５ｎと、前記平面１０ａ，１０ｂとの間に設けられ、前記２つのフィンの間に電位差を生成する。

この図において、それぞれのＰ型フィン５ｐは、Ｐ型の熱電素子３ｐの３つの列と関連し、それぞれのＮ型フィン５ｎは、Ｎ型の熱電素子３ｎの３つの列と関連する。

図１、図４および図５を参照すると、前記高温パイプ８は、フィン５，５ｐ，５ｎに直交する第１の方向Ｙに、複数の列Ｒに渡って重畳可能であることが認められる。

図１および図４で示される実施形態によると、内部フィンと呼ばれる前記フィン５ｐ，５ｎのいくつかは、前記高温パイプ８の間に設けられ、前記内部フィン５ｐ，５ｎの１つの対は、１つの同じ列Ｒの２つの連続する高温パイプ８の間に位置している。さらに、１つの同じ対８のフィン５ｐ，５ｎは、圧縮可能材料３３によって分離され、この材料も、電気的に絶縁される。このような解決策は、機械的応力、特に、パイプ８，９が受ける熱応力によって発生する機械的応力の吸収に寄与することを可能にする。

いわゆる列Ｒの高温パイプ８は、例えば、前記低温パイプ９の２つの列の間に配置され、低温パイプ９の前記２つの列の１つめの低温パイプ９は、前記列Ｒの高温パイプの第１の側に設けられたフィン５ｐ，５ｎと熱交換関係にあり、低温パイプの前記２つの列の２つ目の低温パイプ９は、前記列Ｒの高温パイプ８の他の側に設けられたフィン５ｐ，５ｎと熱交換関係にある。

フィン５，５ｐ，５ｎは、例えば、高温パイプ８のいずれかの側に突出部２１を有し、ここで低温パイプは、オリフィス１２を通過する。

フィン５ｐと、１つまたは複数のＰ型の熱電素子と、高温パイプ８の面１０ａまたは１０ｂと、１つまたは複数のＮ型熱電素子と、フィン５ｎとからなるサブアセンブリは、再生可能な基本構成要素を定義し、該構成要素は、次いで、異なるやり方で電気的に並列および／または直列に組み立てられ、所望の強さを呈する電流および／または電位差の生成を可能にする。

この基本構成要素において、図５〜図７の例示的な実施形態に従った変形として、Ｐ型の熱電素子に関連するフィン、およびＮ型の熱電素子に関連する低温フィンは、１つの同じフィン５からなることが可能なことに留意すべきである。

ここで、上述の基本構成要素の第１のアセンブリを生成する、所定の高温パイプ８に対向する熱電素子３ｐ，３ｎと、対応して設けられたフィン５ｐ，５ｎとの配置の例示的な実施形態を説明する。

より具体的には、図１および図２に示される実施形態に注目すると、前記Ｐ型のフィン５ｐは、１つの同じ高温パイプ８のいずれかの側に互いに対向して位置し、前記Ｎ型のフィン５ｎは、前記同じ高温パイプ８のいずれかの側に位置することが認められる。前記Ｐ型５ｐおよびＮ型５ｎのフィンは、それぞれ、共に電気的に接続されて、前記高温パイプ８のいずれかの側に位置する１つの同じ型の熱電素子を、同じ電位に設定する。

換言すれば、１つの同じ高温パイプ８に関して、Ｐ型の熱電素子３ｐは、パイプの対向面１０ａ，１０ｂにおいて、Ｐ型の熱電素子に対向して位置し、Ｎ型の熱電素子３ｎは、パイプの対向面１０ａ，１０ｂにおいて、Ｎ型の熱電素子３ｎに対向して位置する。

高温パイプ８の１つの同じ列Ｒに関し、Ｐ型のフィン５ｐは全て、例えば、前記低温パイプ９の１つの同じ列と熱交換関係にあるのに対して、Ｎ型のフィン５ｎは全て、前記低温パイプ９の１つの同じ他の列と熱交換関係にある。

さらに、対で関連付けられるフィン５ｐ，５ｎを使用する場合、１つの同じ対のフィン５ｐ，５ｎは、同じ型ＰまたはＮのものである。

この構成では、図２に示す正１１および負１３の端子が、負荷に結合されているとみなすと、高温パイプ８と関連する熱電素子が、いわゆる高温パイプ８の各面１０ａ，１０ｂ向けに、図２に点線で示すように、次のようにして流れる電流を生成することが考えられる。電流は、この面と関連し、かつ正の端子１１に結合されたＰ型フィン５ｐを通過し、Ｐ型熱電素子３ｐを通過し、次いでパイプに設けられたトラックを介して、同じ面に位置するＮ型熱電素子３ｎへ向かい、負の端子１３に結合されるＮ型フィン５ｎを介して続き、正１１および負１３の端子の間に電位差を生成する。高温パイプ８のいずれかの側に位置する熱電素子は、並列に取り付けられ、よって、直列アセンブリの場合よりも２倍大きい電流を供給する（図３および図４の実施形態を参照されたい）。

高温パイプ８は、高温パイプの１つの列Ｒから他へと互いに対向して位置し、フィン５ｐ，５ｎの横断延長線Ｘの方向に、互いの延長線上に位置する高温パイプ８のシリーズＳを形成することが可能である。

高温パイプの列Ｒの１つの同じ高温パイプ８のいずれかの側に位置する、１つの同じ型ＰまたはＮのフィン５ｐ，５ｎが、高温パイプの１つの同じシリーズＳにおいて、隣接高温パイプの列Ｒにおける反対側に位置する高温パイプ８のいずれかの側に位置する、１つの同じ型ＰまたはＮのフィン５ｐ，５ｎに対向して位置する。

高温パイプの列Ｒの１つの同じ高温パイプ８のいずれかの側に位置する１つの同じ型の前記フィン５ｐ，５ｎと、隣接高温パイプ８の列Ｒにおける延長線上に位置するフィン５ｐ，５ｎとは、次いで、同じ電位に設定することが可能である。

高温パイプの１つの同じシリーズＳにおいて、高温パイプの列Ｒの１つの同じ高温パイプ８のいずれかの側に位置する、１つの同じ型の前記フィン５ｐ，５ｎと、隣接高温パイプの列Ｒにおける互いに対向して位置するフィンとは、例えば、それぞれ、異なる型ＰまたはＮのフィンである。換言すれば、Ｐ型のフィン５ｐは、高温パイプの一方の列Ｒから他方へ、Ｎ型のフィン５ｎに方向Ｘで対向する。

高温パイプのシリーズＳの終端に位置する、１つの同じ高温パイプ８のいずれかの側に位置するフィン５ｐ，５ｎは、高温パイプの前記シリーズＳの一方側において、高温パイプの隣接シリーズＳの終端に位置する、フィン５ｐ，５ｎと同じ電位に設定される。

図示される例示的な実施形態において、シリーズＳは、一方のシリーズから他へ、シリーズＳの終端に位置する高温パイプ８のいずれかの側に位置するそれらのフィン５ｐ，５ｎによって、電気的に直列に接続されている。熱電装置は、２つの正２２および負２３の電気接続端子を有し、正２２の電気接続端子は、高温パイプの列Ｒの方向Ｙにおいて、最初のシリーズＳの終端の１つに位置する、高温パイプ８の、特にＰ型５ｐのフィンに設けられ、負２３の電気接続端子は、高温パイプの列Ｒの方向Ｙにおいて、最後のシリーズＳの終端の１つに位置する高温パイプ８の、特にＰ型５ｐのフィン設けられている。

熱電素子３ｐ，３ｎは、よって、既に述べたように、１つの同じ高温パイプ８に並列に電気的に関連し、そして、高温パイプの同じシリーズＳにおいて一方の高温パイプ８から他方へ、および一方のシリーズＳから他方へと直列に、電気的に関連する。正２２および負２３の端子の間に存在する電位差は、よって、各高温パイプ８に生成された電位差の合成である。このように、高温パイプの列ＲおよびシリーズＳの数が多いほど、熱電装置の端子に生成される電位差が高くなる。各パイプに関連する熱電素子の数が多いほど、熱電装置が供給できる電流の強度が高くなる。

低温パイプ９の２つの列は、例えば、高温パイプ８のそれぞれの列Ｒの間に設けられる。高温パイプの１つの同じ列Ｒのいずれかの側に設けられた前記低温パイプ９は、屈曲部２５によって互いに結合することが可能であり、集合ボックス２６に結合される流体循環ヘアピンを形成する。各ボックスは、２つの容積に分割され、第１の流体入口容積は、低温パイプの一方に結合され、第２の流体出口体積は、他方の低温パイプに結合される。

高温パイプは、それらの終端のそれぞれにおいて、不図示の集合ボックスに結合される。

ここで、図３および図４の実施形態を参照すると、別の電気接続例によれば、前記Ｐ型フィン５ｐは、１つの同じ高温パイプ８のいずれかの側で、前記Ｎ型フィン５ｎに対向して位置することが見られる。換言すれば、Ｐ型の熱電素子３ｐは、高温パイプ８の対向面１０ａ，１０ｂにおいて、Ｎ型の熱電素子３ｎに対向して位置する。

このような実施形態において、対で関連付けられるフィンを使用する場合、１つの同じ対のフィンは、異なる型のものであり、一方はＰ型で他方はＮ型、またはその逆である。

ここで再び、高温パイプ８は、高温パイプの１つの列Ｒから他の列へと、互いに対向して位置し、これによりフィン５ｐ，５ｎの横断延長線の方向Ｘにおいて、互いの延長線上に位置する高温パイプのシリーズＳを形成する。他方で、いわゆる高温パイプのＰ型フィン５ｐ、またはＮ型５ｎはそれぞれ、高温パイプの同じシリーズＳにおいて、隣接列Ｒの高温パイプのＮ型フィン５ｎ、またはＰ型フィン５ｐと結合される。

高温パイプのシリーズＳの終端に位置する、高温パイプ８のいずれかの側に位置するフィン５ｐ，５ｎは、互いに直列に電気接続される。

高温パイプのシリーズＳの終端に位置する、１つの同じ高温パイプ８のいずれかの側に位置するフィン５ｐ，５ｎは、高温パイプのシリーズＳの一方側において、同じ電位に設定され、高温パイプのシリーズＳの他の終端に位置する、１つの同じ高温パイプ８のいずれかの側に位置するフィン５ｐ，５ｎは、高温パイプの前および／または次のシリーズＳの隣接高温パイプのフィン５ｐ，５ｎと同じ電位に設定される。

換言すれば、高温パイプの１つの同じシリーズＳにおいて、フィン５ｐ，５ｎは直列に取り付けられ、互いに接続されない２つのフィンが位置する、高温パイプのシリーズＳの側で、互いに接続されない前記２つのフィンの間に、電位差ｅ１，ｅ２が生成される。また、高温パイプの異なるシリーズＳが、互いに直列に接続される。

正２７および負２８の端子の間に存在する電位差は、各高温パイプ８に生成される電位差の合成であり、これは、その面１０ａ，１０ｂのそれぞれに生成される電位差の合計に対応する。よって、高温パイプの列ＲおよびシリーズＳの数が多いほど、熱電装置の端子に生成される電位差が高くなる。各フィンと関連する熱電素子の数が多いほど、熱電装置が供給できる電流の強度が高くなる。

この実施形態において、低温パイプ９の１つの列は、高温パイプの各列Ｒの間に設けられる。

高温および低温パイプは、それぞれ、不図示の集合ボックスに結合される。

そうは言っても、フィン５ｐ，５ｎに、それらが接触する低温パイプ９から離れるにつれて、減少した厚さを持たせることが可能である。１つは、低温パイプ９に最も近い熱電素子３ｐ，３ｎの列においてより大きく、１つは、低温パイプ９から最も遠い熱電素子３ｐ，３ｎの列においてより小さい、２つの厚さを有するフィンがあってもよい。このような配置は、熱電素子３ｐ，３ｎの各列において、より一定の熱交換を有することを可能にする。

既に述べたように、図１〜図４の実施形態において、１つの同じ平面１０ａまたは１０ｂに対向して設けられた低温フィン５ｆ−ｐ，５ｆ−ｎは、２つの個別の構成要素である。換言すれば、２つの個別のフィンが、１つの同じ高温パイプ８の各面１０ａ，１０ｂに対向して設けられる。図５〜図７の変形において、これらのフィンは、１つの同じ構成要素５からなる。換言すれば、１つのフィン５は、１つの同じパイプ８のそれぞれの面に対向して設けられる。このような変形において、熱電素子によって生成される電気を伝達するのはフィン５ではなく、必然的に、前記素子と接触するそれらの表面に設けられたトラックである。より具体的には、Ｐ型の熱電素子と接するトラックは、どのような短絡も防ぐために、Ｎ型の熱電素子と接するトラックとは別のものである。このような変形において、１つの同じシリーズＳにおいて互いの延長線上に位置する、複数の高温パイプ８を使用する場合、それらの面１０ａ，１０ｂのそれぞれに対し、これら高温パイプ８全てに共通のフィン５を設けることが可能であり、トラックは、フィンのそれぞれにおいて、隣接高温パイプ８の同じ型ＰまたはＮの熱電素子を、同じ電位に設定するように構成されている。

上記において、”電気的に接続される”または”同じ電位に設定する”という表現は、電気を伝達するのがフィンである場合、フィンが互いに接続されていることを意味するか、または、例えば接続突起および導電体２０を用いて、フィンに導電トラックが設けられている場合、フィンに設けられるトラックが、一方のフィンから他方のフィンへと互いに接続されていることを意味すると理解すべきである。

そうは言っても、本発明に係る方法によると、前記熱電素子３ｐ，３ｎが前記フィン５に対して保持されることを保証するために、前記フィン５，５ｐ，５ｎが圧縮される。フィンの張りは、低温側および高温側のフィンを有する装置の場合はフィンの間で、または図示されるような、低温側フィン５，５ｐ，５ｎと高温側パイプ８とを有する装置の場合は、フィンとパイプの間で、熱電素子が保持され、かつ、接触していることを保証可能にする。このようなやり方でも、接着剤またはハンダ付けなどのバインダの使用を避けることが可能であり、熱電素子は、それらが張られた後に、フィン５，５ｐ，５ｎによって提供される圧縮の簡潔な動作下で、定位置に留まる。

図７に示すように、熱電素子３ｐ，３ｎを取り付け支持体５０に配置し、次いで、前記取り付け支持体を、前記高温パイプ８に対して配置することが可能である。前記サポート５０は、例えば、穴５１が開けられたプレートの形態を取り、この穴に、熱電素子３ｐ，３ｎが挿入される。穴５１は、熱電素子３ｐ，３ｎに望まれる分布に応じて、換言すれば、行および／または列で分配される。

このサポート５０は、フィン張り工程までの間、熱電素子を定位置に保持することを可能にする。サポートは、また、例えばパイプ８に対するそれらの配置およびインデックス付けの自動化を容易にする。

また、サポートは、フィン５，５ｐ，５ｎと、高温パイプ８との間で、熱スクリーンを形成し、これによって、これらの異なる素子の間での放射による熱交換を避けることを可能とする、という利点も提示する。前記プレートは、例えば、エラストマーと断熱材を関連付けたサンドイッチ材料からなる。特に、フィン側５のエラストマー層５５と、高温パイプ側８の絶縁層５６とを備える、２層材料とすることが可能である。

図６ａおよび図６ｂに示すように、先に前記熱電素子３ｐ，３ｎが設けられている１つの前記取り付け支持体５０と、１つの前記高温パイプ８と、先に前記熱電素子３ｐ，３ｎが設けられている１つの前記取り付け支持体５０と、１つまたは複数の前記フィン５とが、積層される。このために、低温パイプ９を使うことが可能である。

より具体的には、図６ａに示すように、前記低温パイプ９を通過させるためのオリフィス５２が設けられた取り付け支持体５０にネジ山が付けられ、それらの間に、１つの前記高温パイプ８が挿入される。そして、図６ｂに示すように、フィン５が低温パイプ９に通され、支持体５０に対向する。

図５に記載するような完全な積層体（図を簡単にするために、この図では取り付け支持体５０は示さない）を得るために、上述の積層作業を必要な回数だけ繰り返す。積層は、１つの前記フィン５によって、いすれかの側で終端にすることができる。

２つの前記フィン５は、例えば、先に前記熱電素子が設けられた各前記取り付け支持体５０の間に設けられ、圧縮可能材料が、前記２つのフィンの間に配置される。

積層体を作った後に、前記低温パイプ９が、前記通過オリフィス１２，５２に挿入され、パイプ９およびフィン５が、機械的組み立てによって組み立てられる。よって、所望の圧縮が得られる。

機械的組み立ては、機械式と呼ばれる熱交換器の分野で用いられるものと同様の組み立てを意味すると理解すべきであり、この熱交換器では、特に膨張オリーブをパイプに通すことによって、パイプの放射膨張が生成され、フィンのパイプへの圧着を生成することを可能にする。

次いで、高温パイプ８および／または低温パイプ９を、不図示の集合ボックスに接続することが可能である。また、特にフィン５の間に、電気的結合が設けられる。

低温側および高温側のフィンを有する装置に関して、低温側のフィン、支持体および高温側フィンを繰り返し積層しながら進めることができ、次いで、高温側フィンを、第１の流体の循環用のパイプに組み付け、そして低温側フィンを、第２の流体の循環用のパイプに組み付け、この組み付けを機械的に行うことも可能である。

Claims (7)

1. 熱電装置の製造方法であって、前記熱電装置は、
   第１の流体が流れることができる、高温回路と呼ばれる第１の回路（１）と、
   前記第１の流体の温度よりも低い温度で第２の流体が流れることができる、低温回路と呼ばれる第２の回路（２）と、
   温度勾配の存在下で、電流を生成するために使用可能な、熱電素子と呼ばれる要素（３ｐ，３ｎ）と、
   前記高温回路（１）および／または前記低温回路（２）と熱交換関係にあるフィン（５）と、を備え、
   前記熱電素子（３ｐ，３ｎ）は、少なくとも前記フィン（５）に接触しており、
   前記熱電素子（３ｐ，３ｎ）が前記フィン（５）に対して保持されることを保証するために、前記フィン（５）が圧縮される、
   熱電装置の製造方法。
2. 前記第１の回路は、前記第１の流体を循環させる高温パイプと呼ばれるパイプ（８）を備えており、前記熱電素子（３ｐ，３ｎ）が、前記高温パイプ（８）と前記フィン（５）の間で保持されることを保証する、請求項１に記載の熱電装置の製造方法。
3. 前記熱電素子（３ｐ，３ｎ）は、取り付け支持体（５０）に配置され、次いで、前記取り付け支持体は、前記高温パイプ（８）に対して配置される、請求項２に記載の熱電装置の製造方法。
4. １つの前記高温パイプ（８）と、先に前記熱電素子（３ｐ，３ｎ）が設けられた１つの前記取り付け支持体（５０）と、１つまたは複数の前記フィン（５）と、先に前記熱電素子（３ｐ，３ｎ）が設けられた１つの前記取り付け支持体（５０）とが、繰り返し積層される、請求項３に記載の熱電装置の製造方法。
5. 先に前記熱電素子が設けられたそれぞれの前記取り付け支持体（５０）の間に、２つの前記フィン（５）が配置され、前記２つのフィンの間に、圧縮可能材料（３３）が配置される、請求項４に記載の熱電装置の製造方法。
6. 前記低温回路は、前記第２の流体を循環させる低温パイプと呼ばれるパイプ（９）を備え、前記低温パイプ（９）を通過させるためのオリフィス（１２）が、前記フィン（５）に設けられ、前記低温パイプは、前記通過オリフィス（１２）に挿入され、前記パイプ（９）および前記フィン（５）は、機械的組み立てによって組み立てられる、請求項１乃至５のいずれかに記載の熱電装置の製造方法。
7. 前記フィン（５）は、前記低温パイプ（９）に積層される、請求項６に記載の熱電装置の製造方法。

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