JP6133945B2 - 熱電装置、特に、自動車に電流を発生させるための熱電装置 - Google Patents
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Description
これにより、熱電素子への熱膨張の伝播が防止される。
−高温回路は、高温流体を循環するための高温パイプと呼ばれるパイプを備え、
−前記低温回路は、低温流体を循環するための低温パイプと呼ばれるパイプを備え、
−前記フィンは、低温パイプと熱交換関係にあり、
−熱電素子は、一方で、高温パイプと熱交換関係にあり、他方で、低温フィンと熱交換関係にあり、
−前記低温フィンが、対になってグループ化され、前記圧縮性材料が、1つの健全な(one and the sane)対のフィンの間に設けられる。
−前記高温回路は、高温流体を循環するための高温パイプと呼ばれるパイプを備え、
−前記低温回路は、低温流体を循環するための低温パイプと呼ばれるパイプを備え、
−1つの部分に対して、低温フィンと呼ばれる前記フィンは、前記低温パイプと熱交換関係にあり、
−もう1つの部分に対して、高温フィンと呼ばれる前記フィンは、前記高温パイプと熱交換関係にあり、
−前記熱電素子は、一方で、低温フィンと熱交換関係に設けられ、他方で、高温フィンと熱交換関係に設けられる。
−低温対は、少なくとも1つのいわゆる低温対が、1つのいわゆる高温フィンのいずれかの側の位置にあるように、Y方向に高温フィンと交互に設けられ、前記高温フィンは、前記高温フィンの一方側の位置にある上流と呼ばれる1つまたは複数の前記低温対の低温フィンと対面させて設けられるとともに、前記高温フィンの他方側の位置にある下流と呼ばれる1つまたは複数の他方の低温対の低温フィンと対面させて設けられ、
−X方向の互いの拡張部に、互いから電気的に絶縁された少なくとも2つの低温対が設けられ、
−以下の構成が採用され、すなわち、
−1つ以上のP型素子は、前記高温フィンと、第1の上流低温対と呼ばれる上流低温対の1つの、前記高温フィンと対面する位置にある低温フィンとの間に設けられ、
−1つ以上のN型素子は、前記高温フィンと、前記第1の上流低温対の拡張部に位置する上流低温対の第2の上流低温対と呼ばれる別の、前記高温フィンと対面する位置にある低温フィンとの間に設けられ、
−1つ以上のP型素子は、高温フィンと、第1の下流低温対と呼ばれる下流低温対の1つの、高温フィンと対面する位置にある低温フィンとの間に設けられ、
−1つ以上のN型素子は、高温フィンと、前記第1の下流低温対の拡張部に位置する下流低温対の第2の下流低温対と呼ばれる別の、高温フィンと対面する位置にある低温フィンとの間に設けられ、
−P型、N型のそれぞれ、熱電素子は、高温フィンの両側で互いに対面する。
−同じ電位になるようにされる第2の上流低温対の低温フィンおよび第2の下流低温対の低温フィンと、
−同じ電位になるようにされる第1の上流低温対の低温フィンおよび第1の下流低温対の低温フィンと、を提供することが可能になる。
−1つ以上のP型素子は、いわゆる、高温対の高温フィンの1つと、第1の上流低温対と呼ばれる上流低温対の1つの、高温フィンと対面した位置にある低温フィンとの間に設けられ、
−1つ以上のN型素子は、高温フィンの前記第1の高温フィンと、前記第1の上流低温対の拡張部に位置する上流低温対の第2の上流低温対と呼ばれる別の、高温フィンと対面する位置にある低温フィンとの間に設けられ、
−1つ以上のN型素子は、前記高温対のもう1つの高温フィンと、第1の下流低温対と呼ばれる下流低温対の1つの、高温フィンと対面する位置にある低温フィンとの間に設けられ、
−1つ以上のP型素子は、前記高温対の前記高温フィンと、前記第1の下流低温対の拡張部に位置する下流低温対の第2の下流低温対と呼ばれる別の、高温フィンと対面する位置にある低温フィンとの間に設けられ、
−P型熱電素子は、高温対の両側でN型熱電素子と対面する。
−第2の上流低温対の低温フィンおよび第2の下流低温対の低温フィンとは、一連の低温対の一方の端部に設置された低温対のフィンに対して、同じ電位に設定され、
−高温対の1つの第1の下流低温対の低温フィンは、一連の低温対の他方の端部に設置された低温対のフィンに対して、Y方向の後続する高温対の前記第1の上流低温対の低温フィンと同じ電位に設定され、前記低温フィンは、同一の低温フィン対の部分を形成する。
−第2の上流低温対の低温フィン6f−u2および第2の下流低温対の低温フィン6f−d2は、一連の低温対の一方の端部に設置された低温対のフィンに対して、同じ電位に設定され、
−高温対の1つの第1の下流低温対の低温フィン6f−d1は、一連の低温対の他方の端部に設置された低温対のフィンに対して、Y方向の後続する高温対の前記第1の上流低温対の低温フィン6f−u1と同じ電位に設定され、前記低温フィン6f−d2、6f−u1は、同一の低温フィン対の部分を形成する。
フィンは、上述した異なる手法により電気的に連結される。
Claims (11)
- 第1の流体が流れうる高温回路と呼ばれる第1の回路(1)と、前記第1の流体の温度より低温で第2の流体が流れう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発生させるために使用されうる熱電素子と呼ばれる素子(3、3p、3n)とを備える熱電装置であって、
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(5f、6f、6c)を備え、
前記熱電素子(3、3p、3n)が、少なくとも前記フィン(5f、6f、6c)と接触状態にあり、
前記フィン(5f、6c、6f)の少なくともいくつかが、対になって関連付けられ、同一の対のフィン(5f、6c、6f)の間に圧縮性材料(11)が設けられ、
前記熱電素子が、1つの部分(3p)に対して、前記熱電素子が所与の温度勾配にさらされると、正方向と呼ばれる一方向に電位差を確立することが可能である、P型と呼ばれる第1のタイプのものであり、もう1つの部分(3n)に対して、前記熱電素子が同じ温度勾配にさらされると、負方向と呼ばれる反対方向に電位差を生じることが可能である、N型と呼ばれる第2のタイプのものであり、
−前記高温回路が、高温流体を循環するための高温パイプと呼ばれるパイプ(17)を備え、
−前記低温回路が、低温流体を循環するための低温パイプと呼ばれるパイプ(18)を備え、
−1つの部分(6f)に対して、低温フィンと呼ばれる前記フィンが、前記低温パイプ(18)と熱交換関係にあり、
−もう1つの部分(6c)に対して、高温フィンと呼ばれる前記フィンが、前記高温パイプ(17)と熱交換関係にあり、
−前記熱電素子(3p、3n)が、一方で、前記低温フィン(6f)と熱交換関係に設けられ、他方で、前記高温フィン(6c)と熱交換関係に設けられ、
前記低温パイプ(17)および前記高温パイプ(18)が、Y方向と呼ばれる同一の方向に延伸し、
前記高温フィン(6c)および前記低温フィン(6f)が、Y方向に対して直交する平面に互いに平行に配設され、
前記高温フィン及び前記低温フィン(6f、6c)が、Z方向と呼ばれる第1の方向およびX方向と呼ばれる第2の方向に延伸し、
前記低温フィン(6f)および前記高温フィン(6c)が、低温対(19)、高温対(20)とそれぞれ呼ばれる対にグループ化され、
前記圧縮性材料(11)が、前記低温対(19)と前記高温対(20)の同一の対の前記高温フィン及び低温フィン(6f、6c)間に設けられ、
前記高温対(20)および前記低温対(19)が、少なくとも1つの前記低温対(19)が、1つの高温対の表面の前記X方向における一方の側の部分に対して前記Y方向に対面する位置にあるように、Y方向に交互に設けられ、前記高温対の高温フィン(6c−u)が、前記高温対(20)の前記Y方向における一方の側に位置する上流と呼ばれる1つまたは複数の低温対(19)の低温フィンと対面させて設けられ、前記同じ高温対(20)の他方の高温フィン(6c−d)が、前記高温対(20)の前記Y方向における他方の側に位置する下流と呼ばれる1つまたは複数の他方の対の低温フィンと対面し、
前記X方向にずれた位置に、互いから電気的に絶縁された少なくとも2つの低温対(19)が設けられ、X方向に低温フィンの列を形成し、
−1つ以上のP型素子(3p)が、高温対の高温フィンの一方(6c−u)と、第1の上流低温対と呼ばれる前記上流低温対の一方の、前記高温フィンと対面した位置にある前記低温フィン(6f−u1)との間に設けられ、
−1つ以上のN型素子が、前記高温フィン(6c−u)の前記一方の高温フィン(6c−u)と、前記第1の上流低温対から前記X方向にずれた位置にあり、前記上流低温対の第2の上流低温対と呼ばれる別の、前記高温フィンと対面した位置にある前記低温フィン(6f−u2)との間に設けられ、
−N型素子(3n)が、前記高温対の他方の高温フィン(6c−d)と、第1の下流低温対と呼ばれる前記下流低温対の一方の、前記高温フィンと対面する位置にある前記低温フィン(6f−d1)との間に設けられ、
−P型素子(3p)が、前記高温対の前記他方の高温フィン(6c−d)と、前記第1の下流低温対から前記X方向にずれた位置にあり、前記下流低温対の第2の下流低温対と呼ばれる別の、前記高温フィンと対面する位置にある前記低温フィン(6f−d2)との間に設けられ、
−前記P型熱電素子(3p)が、前記高温対(20)の両側でN型熱電素子(3n)と対面する、
ことを特徴とする熱電装置。 - 前記圧縮性材料(11)が、電気的に絶縁性である、請求項1に記載の装置。
- 前記X方向にずれた位置に、互いから電気的に絶縁された複数の高温対(20)を備え、X方向に一連の高温対を形成する、請求項1または2に記載の装置。
- 前記高温対(20)がまた、前記高温対がY方向に交互に続く列にも分布される、請求項3に記載の装置。
- 前記低温対が、前記低温対がY方向に交互に続く列にも分布され、前記高温対および前記低温対が、互い違いの配置で設けられる、請求項4に記載の装置。
- 前記高温パイプ(17)、前記低温パイプ(18)のそれぞれが、X方向に直交する平面に延伸する列にグループ化される、請求項5に記載の装置。
- 前記高温パイプ(17)が、Y方向において、低温対(19)の2つの列の間に設けられ、および/または、前記低温パイプ(18)が、Y方向において、高温対(20)の2つの列の間に設けられる、請求項6に記載の装置。
- 前記高温パイプ(17)が端部で開口する前記高温流体用の収集箱(23)を備える、請求項6または7に記載の装置。
- 前記低温パイプ(18)が、Z方向に対して直交する平面において延伸する列にも分布され、Z方向に対して直交する同一の列の前記低温パイプ(18)が、Z方向に対して直交する前記列に低温流体の曲がりくねった循環を規定するように、屈曲ダクト(27)によって対になって連結される、請求項6または7に記載の装置。
- 前記曲がりくねったパイプの端部が、前記パイプが開口する収集箱(28)に片側で連結される、請求項9に記載の装置。
- −前記第2の上流低温対の前記低温フィン(6f−u2)および前記第2の下流低温対の前記低温フィン(6f−d2)が、X方向に連続した前記低温対のX方向の一方の端に位置する前記低温対の前記低温フィンに対して、同じ電位に設定され、
−前記高温対の1つの前記第1の下流低温対の前記低温フィン(6f−d1)が、X方向に連続した前記低温対のX方向の他方の端に位置する前記低温対の前記低温フィンに対して、Y方向に並んでいる別の高温対の前記第1の上流低温対の前記低温フィン(6f−u1)と同じ電位に設定され、一つの高温対にY方向における他側から対面する低温フィンと、前記一つの高温対にY方向における他側に位置する他の高温対に、Y方向における一側から対面する低温フィンとが、一つの低温対を形成する、請求項5から10のいずれか一項に記載の装置。
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