WO2017089462A1 - Thermo-electric device, in particular thermo-electric generator - Google Patents

Thermo-electric device, in particular thermo-electric generator Download PDF

Info

Publication number
WO2017089462A1
WO2017089462A1 PCT/EP2016/078682 EP2016078682W WO2017089462A1 WO 2017089462 A1 WO2017089462 A1 WO 2017089462A1 EP 2016078682 W EP2016078682 W EP 2016078682W WO 2017089462 A1 WO2017089462 A1 WO 2017089462A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
fluid
tubular body
thermoelectric
stacking direction
thermoelectric device
Prior art date
Application number
PCT/EP2016/078682
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Thomas Himmer
Original Assignee
Mahle International Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mahle International Gmbh filed Critical Mahle International Gmbh
Publication of WO2017089462A1 publication Critical patent/WO2017089462A1/en

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/0008—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one medium being in heat conductive contact with the conduits for the other medium
    • F28D7/0025—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one medium being in heat conductive contact with the conduits for the other medium the conduits for one medium or the conduits for both media being flat tubes or arrays of tubes
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
    • H10N10/10—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects
    • H10N10/13—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects characterised by the heat-exchanging means at the junction

Definitions

  • thermoelectric device in particular thermoelectric generator
  • the invention relates to a thermoelectric device, in particular a thermoelectric generator.
  • thermoelectricity refers to the mutual influence of temperature and electricity and their conversion into each other.
  • Thermoelectric devices take advantage of this influence to generate electrical energy as thermoelectric generators.
  • Thermoelectric generators convert temperature differences into an electrical potential difference, ie into an electrical voltage.
  • a heat flow can be converted into an electric current.
  • thermoelectric devices can be used in modular form for waste heat recovery, especially in an internal combustion engine. Excess waste heat, for example, has a temperature difference with respect to an environment or to a coolant, whereby a heat flow can be generated, which is convertible by means of such thermoelectric modules into an electric current, which corresponds to said waste heat recovery.
  • thermoelectric module typically has a plurality of thermoelectric elements in the form of positively and negatively doped semiconductor materials, which are electrically interconnected via a plurality of conductor bridges.
  • the thermoelectric module On its cold side, the thermoelectric module has an outer wall, which can be referred to as a cold side wall, and which is thermally insulated, electrically insulated and firmly connected to a plurality of cold-side conductor bridges.
  • the thermoelectric module on its hot side on an outer wall, which forms a hot side wall which is heat-conducting, electrically insulated and firmly connected to a plurality of hot-side conductor bridges.
  • the thermoelectric elements are arranged between cold side wall and hot side wall so that they extend between the cold side and the hot side conductor bridges.
  • thermoelectric module is known, for example, from DE 1 539 322 A.
  • thermoelectric device It is also known from the prior art to stack a plurality of thermoelectric modules on one another in order to thus improve the performance of the thermoelectric device.
  • thermoelectric devices especially if they are realized as a thermoelectric generator to show new ways.
  • thermoelectric device with first and second tubular bodies through which a first or second fluid can flow, wherein the two fluids have a temperature difference.
  • Both the first and the second tubular body are coupled to thermoelectric modules, each having a plurality of thermoelectrically active elements.
  • the first tubular bodies extend transversely to the second tubular bodies. This allows a stacked arrangement of several thermoelectric modules on each other, wherein between two adjacent thermoelectric modules in each case a first or second tubular body is arranged.
  • This allows effective thermal coupling of the first tubular body and thus the first fluid with a hot side of the thermoelectric modules and the second tubular body and thus the second fluid having a cold side of the thermoelectric modules, or vice versa.
  • the space required for the thermoelectric device, both in a stacking direction of the thermoelectric modules and in the lateral direction, ie perpendicular to the stacking direction is particularly low.
  • thermoelectric device in particular a thermoelectric generator, comprises a plurality of stacked thermoelectric modules along a stacking direction, each having a plurality of thermoelectric elements.
  • the thermoelectric device comprises a plurality of first tubular bodies, which are thermally coupled to the thermoelectric modules and can be flowed through by a first fluid.
  • the thermoelectric device further comprises a plurality of second tubular bodies, which are also thermally coupled to the thermoelectric modules and can be traversed by a second fluid.
  • the first tubular bodies extend transversely to the second tubular bodies in a cross section perpendicular to the stacking direction.
  • first and second tubular bodies are longitudinally formed.
  • a longitudinal extension direction of the first tubular body extends transversely to a longitudinal direction of extension of the second tubular body.
  • longitudinal is to be understood as meaning that a length of the first / second tubular bodies measured along the respective longitudinal extension direction is greater than a width measured transversely to the longitudinal direction of extension.
  • At least two second tubular bodies preferably a plurality of second tubular bodies, to be arranged adjacent to one another along the first longitudinal extension direction. This measure leads to an improved Thermal interaction of the second fluid flowing through the second tubular body with the thermoelectric modules.
  • a tube body plane is defined by the first and the second longitudinal extension direction, which plane extends perpendicular to the stacking direction and in which the at least two second tube bodies are arranged.
  • An arrangement of the second tubular body in several levels allows a particularly compact design of the thermoelectric device.
  • a particularly small need for space along the stacking direction causes an advantageous development, in which along the stacking direction at least two tube body levels are arranged, each with at least two second tubular bodies.
  • thermoelectric modules each have a hot side, which is thermally connected to at least one first tubular body.
  • thermoelectric modules each have a cold side, which is thermally connected to at least one second tubular body.
  • hot and cold side reverse configuration is conceivable. This measure also brings about a particularly effective coupling of the two tubular bodies and thus the fluids flowing through them to the thermoelectric modules.
  • first tubular body or a second tubular body is arranged in the stacking direction between two adjacent thermoelectric modules.
  • a first tubular body and a second tubular body alternate along the stacking direction.
  • the first and / or second tubular bodies each have a longitudinal side and a transverse side.
  • the longitudinal sides of the first tubular body extend transversely to the longitudinal sides of the second tubular body.
  • the first tubular body ends open in a common first fluid distributor for distributing the first fluid to the first tubular body. Furthermore, the first tubular body open into a common first fluid collector for collecting the first fluid after flowing through the first tubular body.
  • the first fluid distributor and the first fluid collector are preferably opposite each other in the cross section perpendicular to the stacking direction. This measure is accompanied by an effective use of the available space.
  • the second tubular body ends open in a common second fluid distributor for distributing the second fluid to the second tubular body. Furthermore, the second tubular body open into a common second fluid collector for collecting the second fluid after flowing through the second tubular body.
  • the second fluid distributor and the second fluid collector preferably lie opposite one another in the cross section perpendicular to the stacking direction. This measure is accompanied by an effective use of the available space.
  • the two fluid distributors are arranged offset in the cross section perpendicular to the stacking direction substantially at 90 ° to each other.
  • the two fluid collectors in the cross section perpendicular to the stacking direction can also be arranged substantially offset by 90 ° relative to one another. Both measures, taken in isolation, but in particular in combination, allow the first and the second fluid to be introduced into the thermoelectric device via crossflows via suitable fluid lines and to be discharged out of the latter once they have flowed through.
  • first fluid distributor and the first fluid collector may be formed as equal parts.
  • second fluid distributor and the second fluid collector may be formed as equal parts. Both measures, taken alone or in combination, allow a not inconsiderable reduction in the manufacturing costs of the thermoelectric device.
  • At least one fluid distributor and / or at least one fluid collector is hood-like or dome-shaped, each with a round passage opening for flowing through with the first or with the second fluid. This allows the distribution of the first and / or second fluid to a plurality of first and second tubular bodies. The same applies if the first or second fluid to be collected after flowing through the first and second tubular body again in the respective fluid collector.
  • At least two first tubular bodies are connected to one another at least at one of their two longitudinal ends by means of a common first floor.
  • a respective first bottom is provided for both longitudinal ends.
  • the first tubular bodies can be stably connected to one another.
  • the thermoelectric device are stiffened.
  • at least two second tubular bodies preferably all second tubular bodies, may be connected to one another at least at one of their two longitudinal ends by means of a common second floor.
  • a respective second bottom is provided for both longitudinal ends. In this way, the second tubular bodies can be stably fixed to each other, and thus the thermoelectric device can be stiffened.
  • a first opening is provided in the at least one first floor for the first tubular body, in which the respective first tubular body opens.
  • a second opening is provided in the at least one second floor for each second tubular body, into which opening the respective second tubular body.
  • first and / or second tubular body are formed as flat tubes.
  • a tube body height of the first and second tube bodies measured along the stacking direction is at most one fifth, preferably at most one tenth, of a tube body width measured along first and second transverse extension directions of the first and second tube bodies, respectively. This allows the implementation of the thermoelectric device in flat construction.
  • the thermoelectric device is bounded along the stacking direction by a first and a second cover plate, which face each other in the stacking direction.
  • the two cover plates by means of threaded rods, which extend along the stacking direction, fixed to each other.
  • a biasing device is provided, which biases the first and second tubular bodies and the thermoelectric modules arranged between the tubular bodies toward the second cover plate. In this way, the thermoelectric modules are effectively pressed with the tubular bodies, so that a good thermal connection is ensured.
  • the biasing device comprises resilient elements, which may preferably be formed coil springs. This measure also supports a good thermal connection of the thermoelectric modules with the tubular bodies.
  • the thermoelectric device comprises a housing which defines a housing interior that is fluidly separated from the first and second tubular bodies and that can be filled with an inert gas.
  • the filling of the interior of the housing may preferably take place via a filling connection formed on the housing.
  • At least one first and / or at least one second tubular body may be formed in a cross section perpendicular to the first or second longitudinal direction as a two-part flat tube having a first and a second part.
  • This variant is associated with very low production costs.
  • Said flat tube comprises a first tube part and a second tube part, wherein the first tube part forms a first broad side and both narrow sides.
  • the first pipe part comprises a first broadside first broadside housing wall and two narrow side housing walls projecting towards the second pipe part.
  • the second tube part comprises a second broadside housing wall, which forms a second broad side.
  • each of the two broad-side housing walls rib-like projections from which extend substantially parallel to the narrow-side housing walls.
  • the two tube parts delimit an interior which is subdivided by the extensions into a plurality of fluid channels.
  • the first tube part comprises an outer structure whose two broad sides and two narrow sides define an inner space.
  • a wave-shaped inner structure is arranged in the interior, which divides the interior into a plurality of fluid channels.
  • the inner structure is supported on the outer structure.
  • thermoelectric device 1 shows an example of a thermoelectric device in a perspective view
  • thermoelectric device of Figure 1 in side views
  • FIG. 4 shows a first development of the example of FIG. 1 in a plan view along the stacking direction
  • FIG. 6 shows a second development of the example of FIG. 1 in a plan view along the stacking direction
  • 7 shows the development of Figure 6 in a perspective view
  • FIG. 8 shows a third development of the example of FIG. 1 in a plan view along the stacking direction
  • FIG. 1 illustrates an example of a thermoelectric device 1 according to the invention, which can be used as a thermoelectric generator.
  • the thermoelectric device 1 comprises a plurality of stacked along a stacking direction S thermoelectric modules 2, each having a plurality of thermoelectric elements (not shown in the figures).
  • S thermoelectric modules 2 each having a plurality of thermoelectric elements (not shown in the figures).
  • the construction and arrangement of the thermoelectrically active elements of the individual thermoelectric modules 2 are known to the person skilled in the art and are not the essence of the present invention, so that a detailed explanation in this respect can be dispensed with.
  • 1 shows the thermoelectric device 1 in a perspective view, Figures 2 and 3 in side views.
  • the thermoelectric device 1 comprises a plurality of first tubular bodies 5, which are thermally coupled to the thermoelectric modules 2 and can be flowed through by a first fluid.
  • the first fluid is shown in the figures indicated by arrows F-.
  • the thermoelectric device 1 further comprises a plurality of second tubular bodies 7, which are also thermally coupled to the thermoelectric modules 2 and can be flowed through by a second fluid.
  • the second fluid is indicated in the figures by arrows F 2 .
  • a first tubular body 5 or a second tubular body 7 is arranged between two adjacent thermoelectric modules 2.
  • a first tubular body 5 and a second tubular body 7 alternate along the stacking direction S.
  • the first and second tubular bodies 5, 7 are each formed longitudinally and extend along a first or second longitudinal extension direction Li, L 2 .
  • “longitudinally” is to be understood as meaning that a length of the first / second tubular bodies 5, 7 measured along the longitudinal extension direction Li, L 2 is greater than a width measured transversely to the longitudinal extension direction Li, L 2 .
  • the first and second tubular bodies 5, 7 each have a longitudinal side 9 and a transverse side 10.
  • the first longitudinal extension direction L- set.
  • the second direction of longitudinal extent L 2 is set.
  • a first transverse extension direction Q- defined.
  • a second transverse extension direction Q 2 is defined.
  • the first longitudinal extension direction L-, the first tubular body 5 extends transversely to the second longitudinal extension direction L 2 of the second tubular body 7.
  • the first tubular body 5 extend in a cross section perpendicular to the stacking direction S transverse to the second tubular bodies 7.
  • the longitudinal sides 9 of the first tubular body 5 extend Thus, transversely to the longitudinal sides 9 of the second tubular body 7.
  • Both the first and the second tubular body 5, 7 are preferably as flat tubes educated.
  • a measured along the stacking direction S tubular body height hi, h 2 of the first and second tubular body 5, 7 is therefore at most one fifth, preferably at most one tenth, measured along the first and second transverse extension direction tube body width b- ⁇ , b 2 .
  • thermoelectric modules 2 each have a hot side 3, which is thermally connected to the first tubular bodies 5.
  • the thermoelectric modules 2 further each have a cold side 4, which is thermally connected to the second tubular bodies 7. Also a reverse configuration is possible.
  • the hot sides 3 of the thermoelectric modules 2 are thermally coupled via the first tubular body 5 to the first fluid F-. Accordingly, the cold sides 4 of the thermoelectric modules 2 via the second tubular body 7 to the second fluid F 2 can be coupled.
  • a plurality of second tubular bodies 7 are arranged adjacent to one another and at a distance from one another.
  • a tubular body plane E is defined, which extends perpendicular to the stacking direction S and in which said second tubular body 7 are arranged.
  • two tube body levels Ei, E 2 are shown by way of example, which are arranged at a distance from each other along the stacking direction S.
  • four second tubular body 7 are arranged in each case.
  • both the number of existing tube body levels E and the number of second tube bodies 7 per tube body level E vary.
  • FIG. 4 shows the thermoelectric device 1 in a plan view along the stacking direction S. It can be seen that the first tubular bodies 5 are arranged at the end, namely at a first longitudinal end 12a, in a common first fluid distribution. 1 1 a.
  • the first fluid distributor 11a serves to distribute the first fluid Fi to the first tubular bodies 5.
  • the first tubular bodies 5 open into a common first fluid collector 13a.
  • the first fluid collector 13a is used to collect the first fluid F-, after flowing through the first tubular body 5.
  • the first fluid distributor 1 1 a and the first fluid collector 13a are in the cross section shown in Figure 4 perpendicular to the stacking direction S so opposite.
  • the second tubular body 7 open at the end, namely at a first longitudinal end 14a, in a common second fluid distributor 1 1 b.
  • the second fluid distributor 11 b serves to distribute the second fluid F 2 to the second tubular bodies 7.
  • the second tubular bodies 7 open into a common second fluid collector 13 b.
  • the second fluid collector 13b is used to collect the second fluid F 2 after flowing through the second tubular body 7.
  • the second fluid manifold 13a and the second fluid collector 13b are opposite each other in the cross section shown in Figure 4 perpendicular to the stacking direction S.
  • the two fluid manifolds 1 1 a, 1 1 b are arranged offset in the cross section perpendicular to the stacking direction S by 90 ° to each other.
  • the two fluid collectors 13a, 13b are arranged offset by 90 ° to one another.
  • Figure 5 shows the structure of Figure 4 in a perspective view.
  • the two fluid manifolds 1 1 a, 1 1 b and the two fluid accumulators 13a, 13b are thus hood-like or dome-shaped, each with a round passage opening 19 for flowing through with the first and second fluid Fi, F 2 .
  • the first fluid distributor 11a and the first fluid collector 13a can be designed as identical parts.
  • Figures 6 and 7 show a variant of the example of Figures 1 to 5.
  • Figure 6 shows the thermoelectric device 1 in a plan view along the stacking direction S
  • Figure 7 in a perspective view.
  • the first tubular bodies 5 are connected to each other at their two longitudinal ends 12a, 12b by means of a common first bottom 15a, 15b.
  • the two first bottoms 15a, 15b are opposite each other in the first longitudinal direction L-.
  • the second tubular bodies 7 are connected to each other at their two longitudinal ends 14a, 14b by means of a common second bottom 16a, 16b.
  • the two first bottoms 15a, 15b lie opposite one another in the first longitudinal direction L-.
  • the two second bottoms 16a, 16b face each other in the second longitudinal direction L 2 .
  • a first opening 17 is provided for each existing first tubular body 5, in which the respective first tubular body 5 opens with its first and second longitudinal ends 12a, 12b.
  • a second opening 18 is provided in the two second floors 16a, 16b for each second tubular body 7, in which the respective second tubular body 7 opens with its first and second longitudinal end 14a, 14b.
  • FIGS. 8 and 9 show a further variant of the thermoelectric device 1.
  • FIG. 8 shows the thermoelectric device 1 in a plan view along the stacking direction S
  • FIG. 9 in a side view.
  • FIG. 9 shows that the thermoelectric device 1 is delimited along the stacking direction by a first and a second cover plate 20a, 20b.
  • the two cover plates 20a, 20b are fixed to one another by means of threaded rods 21 which extend along the stacking direction S. Between the first cover plate 20a and the first cover plate 20a adjacent to the first cover plate 20a in the stacking direction S, this is additionally indicated in FIGS. 8 and 9 by the reference numeral.
  • biasing device 22 which biases the stacked first and second tubular body 5, 7 and arranged between the tubular bodies 5, 7 thermoelekt rule modules 2 to the second cover plate 20b out.
  • the biasing means 22 may comprise a plurality of resilient elements 23. In this way, the thermoelectric modules 2 are effectively pressed with the tubular bodies 5, 7, so that a good thermal connection is ensured.
  • the pretensioning device 22 can also be arranged between the second cover plate 20b and the first tubular body 5 adjacent to the second cover plate 20b or at another suitable location.
  • FIGS. 10 and 11 show a development of the thermoelectric device 1.
  • FIG. 10 shows the thermoelectric device 1 in the cross section perpendicular to the stacking direction S, and FIG. 11 in a perspective view. It can be seen that the thermoelectric device 1 including the two fluid distributors 11a, 11b and the two fluid collectors 13a, 13b can be arranged in a housing 24.
  • the housing 24 delimits a housing interior 25 which is fluidly separated from the first and second tubular bodies 5, 7 and which can be filled with an inert gas via a filling nozzle 26 provided on the housing 24.
  • an inert gas By means of such an inert gas, the various materials used in the thermoelectric device 1, in particular during heat development during operation of the thermoelectric device 1, can be protected against undesired oxidation.
  • FIG. 12 shows a development of a first or second tubular body 5, 7 in a cross section perpendicular to the first or second longitudinal direction Li, L 2 .
  • the tubular body 5, 7 can be designed as a two-part flat tube 29 with a first and a second part 27a, 27b.
  • Each tubular body 5, 7 comprises two broad sides 27a, 27b and two narrow sides 28a, 28b.
  • the flat pipe 29 comprises a first pipe part 30a and a second pipe part 30b.
  • the first tube part 30a forms a first broad side 27a and both narrow sides 28a, 28b.
  • the first tube part 30a comprises a broadside housing wall 31a forming the first broad side 27a and two protruding toward the tube part 30b
  • Narrow-side housing walls 32a, 32b Narrow-side housing walls 32a, 32b.
  • the second tube part 30b comprises a broadside housing wall 31b, which forms a second broad side 27b.
  • the two wide-side housing walls 31 a, 31 b each have a plurality of rib-like projections 33 a, 33 b, which extend substantially parallel to the narrow-side housing walls 32 a, 32 b.
  • the two tube parts 30a, 30b define an inner space 36 which is divided by the extensions 33a, 33b into a plurality of fluid channels 37.
  • the two tube parts 30a, 30b are connected to one another via the narrow-side housing walls 32a, 32b and the extensions 33a, 33b, preferably by means of a solder connection.
  • FIG. 13 shows a variant of the first or second tubular body of FIG. 12.
  • the first and second tubular bodies 5, 7 are likewise designed as a two-part flat tube 29 with two tubular parts 30a, 30b.
  • the first tube part forms an outer structure 34, whose two broad sides 27a, 27b and two narrow sides 28a, 28b define an inner space 36.
  • a wave-shaped inner structure 35 is arranged, which divides the inner space 36 into a plurality of fluid channels 37.
  • the inner structure 35 is supported on the outer structure 34 as illustrated in FIG.
  • thermoelectric modules 2 can be connected to the first and second tubular bodies 5, 7 by means of a press connection.
  • the first and second tubular body 5, 7 can by means of a cohesive connection, in particular by means of a solder joint, with the two fluid manifolds 11a, 11b and be connected to the two fluid collectors 11a, 13a.

Abstract

The invention relates to a thermo-electric device (1), in particular a thermo-electric generator, comprising a plurality of thermo-electric modules (2) stacked on top of one another along a stacking direction (S), and each having multiple thermo-electric elements, comprising a plurality of first tubular bodies (5) which are thermally coupled to the thermo-electric modules (2), and through which a first fluid (F) can flow, and comprising a plurality of second tubular bodies (7) which are thermally coupled to the thermo-electric modules (2), and through which a second fluid (F2) can flow, wherein the first tubular bodies (5) extend in a transverse direction to the second tubular bodies (7), in a cross-section perpendicular to the stacking direction (S).

Description

Thermoelektrische Vorrichtung, insbesondere thermoelektrischer Generator  Thermoelectric device, in particular thermoelectric generator
Die Erfindung betrifft eine thermoelektrische Vorrichtung, insbesondere einen thermoelektrischen Generator. The invention relates to a thermoelectric device, in particular a thermoelectric generator.
Unter dem Begriff "Thermoelektrizität" versteht man die gegenseitige Beeinflussung von Temperatur und Elektrizität und ihre Umsetzung ineinander. Thermoelektrische Vorrichtungen machen sich diese Beeinflussung zunutze, um als thermoelektrische Generatoren elektrische Energie zu erzeugen. Thermoelektrische Generatoren wandeln Temperaturdifferenzen in eine elektrische Potentialdifferenz, also in eine elektrische Spannung, um. Hierdurch lässt sich ein Wärmestrom in einen elektrischen Strom umwandeln. Beispielsweise können derartige thermoelektrische Vorrichtungen in Modulform zur Abwärme-Rückgewinnung verwendet werden, insbesondere bei einer Brennkraftmaschine. Überschüssige Abwärme besitzt zum Beispiel gegenüber einer Umgebung oder gegenüber einem Kühlmittel eine Temperaturdifferenz, wodurch ein Wärmestrom erzeugt werden kann, der mit Hilfe derartiger thermoelektrischer Module in einen elektrischen Strom umwandelbar ist, was besagter Abwärme-Rückgewinnung entspricht. The term "thermoelectricity" refers to the mutual influence of temperature and electricity and their conversion into each other. Thermoelectric devices take advantage of this influence to generate electrical energy as thermoelectric generators. Thermoelectric generators convert temperature differences into an electrical potential difference, ie into an electrical voltage. As a result, a heat flow can be converted into an electric current. For example, such thermoelectric devices can be used in modular form for waste heat recovery, especially in an internal combustion engine. Excess waste heat, for example, has a temperature difference with respect to an environment or to a coolant, whereby a heat flow can be generated, which is convertible by means of such thermoelectric modules into an electric current, which corresponds to said waste heat recovery.
Ein thermoelektrisches Modul weist typischerweise mehrere thermoelektrische Elemente in Form von positiv und negativ dotierten Halbleitermaterialien auf, die über mehrere Leiterbrücken elektrisch miteinander verschaltet sind. Das thermoelektrische Modul weist an seiner Kaltseite eine Außenwand auf, die als Kaltsei- tenwand bezeichnet werden kann und die mit mehreren kaltseitigen Leiterbrücken wärmeleitend, elektrisch isoliert und fest verbunden ist. Analog dazu weist das thermoelektrische Modul an seiner Heißseite eine Außenwand auf, die eine Heißseitenwand bildet, die mit mehreren heißseitigen Leiterbrücken wärmeleitend, elektrisch isoliert und fest verbunden ist. Die thermoelektrischen Elemente sind dabei zwischen Kaltseitenwand und Heißseitenwand angeordnet, so dass sie sich zwischen den kaltseitigen und warmseitigen Leiterbrücken erstrecken. A thermoelectric module typically has a plurality of thermoelectric elements in the form of positively and negatively doped semiconductor materials, which are electrically interconnected via a plurality of conductor bridges. On its cold side, the thermoelectric module has an outer wall, which can be referred to as a cold side wall, and which is thermally insulated, electrically insulated and firmly connected to a plurality of cold-side conductor bridges. Analogously, the thermoelectric module on its hot side on an outer wall, which forms a hot side wall which is heat-conducting, electrically insulated and firmly connected to a plurality of hot-side conductor bridges. The thermoelectric elements are arranged between cold side wall and hot side wall so that they extend between the cold side and the hot side conductor bridges.
Ein derartiges thermoelektrisches Modul ist beispielsweise aus der DE 1 539 322 A bekannt. Such a thermoelectric module is known, for example, from DE 1 539 322 A.
Aus dem Stand der Technik ist es auch bekannt, mehrere thermoelektrische Module aufeinander zu stapeln, um auf diese Weise die Leistungsfähigkeit der ther- moelektrischen Vorrichtung zu verbessern. It is also known from the prior art to stack a plurality of thermoelectric modules on one another in order to thus improve the performance of the thermoelectric device.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei der Entwicklung von thermo- elektrischen Vorrichtungen, insbesondere wenn diese als thermoelektrischer Generator realisiert sind, neue Wege aufzuzeigen. It is an object of the present invention, in the development of thermoelectric devices, especially if they are realized as a thermoelectric generator to show new ways.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche. This object is solved by the subject matter of the independent patent claims. Preferred embodiments are subject of the dependent claims.
Grundgedanke der Erfindung ist demnach, eine thermoelektrische Vorrichtung mit ersten und zweiten Rohrkörpern auszustatten, die von einem ersten bzw. zweiten Fluid durchströmt werden können, wobei die beiden Fluide eine Temperaturdifferenz aufweisen. Sowohl die ersten als auch die zweiten Rohrkörper sind an thermoelektrische Module gekoppelt, die jeweils mehrere thermoelektrisch aktive Elemente aufweisen. Erfindungsgemäß erstrecken sich die ersten Rohrkörper quer zu den zweiten Rohrkörpern. Dies erlaubt eine stapelartige Anordnung mehrerer thermoelektrischer Module aufeinander, wobei zwischen zwei benachbarten thermoelektrischen Modulen jeweils ein erster oder zweiter Rohrkörper angeordnet ist. Dies erlaubt eine effektive thermische Kopplung der ersten Rohrkörper und somit des ersten Fluids mit einer Heißseite der thermoelektrischen Module und der zweiten Rohrkörper und somit des zweiten Fluids mit einer Kaltseite der thermoelektrischen Module, oder umgekehrt. Dabei ist der für die thermoelektri- sche Vorrichtung erforderliche Bauraum sowohl in einer Stapelrichtung der thermoelektrischen Module als auch in lateraler Richtung, also senkrecht zur Stapelrichtung, besonders gering. The basic idea of the invention is therefore to provide a thermoelectric device with first and second tubular bodies through which a first or second fluid can flow, wherein the two fluids have a temperature difference. Both the first and the second tubular body are coupled to thermoelectric modules, each having a plurality of thermoelectrically active elements. According to the invention, the first tubular bodies extend transversely to the second tubular bodies. This allows a stacked arrangement of several thermoelectric modules on each other, wherein between two adjacent thermoelectric modules in each case a first or second tubular body is arranged. This allows effective thermal coupling of the first tubular body and thus the first fluid with a hot side of the thermoelectric modules and the second tubular body and thus the second fluid having a cold side of the thermoelectric modules, or vice versa. In this case, the space required for the thermoelectric device, both in a stacking direction of the thermoelectric modules and in the lateral direction, ie perpendicular to the stacking direction, is particularly low.
Eine erfindungsgemäße thermoelektrische Vorrichtung, insbesondere ein thermo- elektrischer Generator, umfasst eine Mehrzahl entlang einer Stapelrichtung aufei- nandergestapelter thermoelektrischer Module, die jeweils mehrere thermoelektrische Elemente aufweisen. Die thermoelektrische Vorrichtung umfasst eine Mehrzahl von ersten Rohrkörpern, welche thermisch an die thermoelektrischen Module gekoppelt und von einem ersten Fluid durchströmbar sind. Die thermoelektrische Vorrichtung umfasst ferner eine Mehrzahl von zweiten Rohrkörpern, welche ebenfalls thermisch an die thermoelektrischen Module gekoppelt sind und von einem zweiten Fluid durchströmbar sind. Erfindungsgemäß erstrecken sich die ersten Rohrkörper in einem Querschnitt senkrecht zur Stapelrichtung quer zu den zweiten Rohrkörpern. A thermoelectric device according to the invention, in particular a thermoelectric generator, comprises a plurality of stacked thermoelectric modules along a stacking direction, each having a plurality of thermoelectric elements. The thermoelectric device comprises a plurality of first tubular bodies, which are thermally coupled to the thermoelectric modules and can be flowed through by a first fluid. The thermoelectric device further comprises a plurality of second tubular bodies, which are also thermally coupled to the thermoelectric modules and can be traversed by a second fluid. According to the invention, the first tubular bodies extend transversely to the second tubular bodies in a cross section perpendicular to the stacking direction.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die ersten und zweiten Rohrkörper längsförmig ausgebildet. Bei dieser Variante erstreckt sich eine Längserstre- ckungsrichtung der ersten Rohrkörper quer zu einer Längserstreckungsrichtung der zweiten Rohrkörper. Unter„längsförmig" ist im Kontext der hier beschriebenen Erfindung zu verstehen, dass eine entlang der jeweiligen Längserstreckungsrichtung gemessene Länge der ersten/zweiten Rohrkörper größer ist als eine quer zur Längserstreckungsrichtung gemessenen Breite. In a preferred embodiment, the first and second tubular bodies are longitudinally formed. In this variant, a longitudinal extension direction of the first tubular body extends transversely to a longitudinal direction of extension of the second tubular body. In the context of the invention described here, "longitudinally" is to be understood as meaning that a length of the first / second tubular bodies measured along the respective longitudinal extension direction is greater than a width measured transversely to the longitudinal direction of extension.
Zweckmäßig können entlang der ersten Längserstreckungsrichtung wenigstens zwei zweite Rohrkörper, vorzugsweise eine Mehrzahl von zweiten Rohrkörpern, benachbart zueinander angeordnet sein. Diese Maßnahme führt zu einer verbes- serten thermischen Wechselwirkung des durch die zweiten Rohrkörper strömenden zweiten Fluids mit den thermoelektrischen Modulen. It is expedient for at least two second tubular bodies, preferably a plurality of second tubular bodies, to be arranged adjacent to one another along the first longitudinal extension direction. This measure leads to an improved Thermal interaction of the second fluid flowing through the second tubular body with the thermoelectric modules.
Besonders bevorzugt wird durch die erste und die zweite Längserstreckungsrich- tung eine Rohrkörper-Ebene definiert, die sich senkrecht zur Stapelrichtung erstreckt und in welcher die wenigstens zwei zweiten Rohrkörper angeordnet sind. Eine Anordnung der zweiten Rohrkörper in mehreren Ebenen erlaubt eine besonders kompakte Bauweise der thermoelektrischen Vorrichtung. Particularly preferably, a tube body plane is defined by the first and the second longitudinal extension direction, which plane extends perpendicular to the stacking direction and in which the at least two second tube bodies are arranged. An arrangement of the second tubular body in several levels allows a particularly compact design of the thermoelectric device.
Einen besonders geringen Bedarf an Bauraum entlang der Stapelrichtung bewirkt eine vorteilhafte Weiterbildung, bei welcher entlang der Stapelrichtung wenigstens zwei Rohrkörper-Ebenen mit jeweils wenigstens zwei zweiten Rohrkörpern angeordnet sind. A particularly small need for space along the stacking direction causes an advantageous development, in which along the stacking direction at least two tube body levels are arranged, each with at least two second tubular bodies.
Besonders bevorzugt weisen die thermoelektrischen Module jeweils eine Heißseite auf, die thermisch mit wenigstens einem ersten Rohrkörper verbunden ist. Ebenso weisen die thermoelektrischen Module jeweils eine Kaltseite auf, die thermisch mit wenigstens einem zweiten Rohrkörper verbunden ist. Auch eine bezüglich Heiß- und Kaltseite umgekehrte Konfiguration ist denkbar. Auch diese Maßnahme bewirkt eine besonders wirksame Kopplung der beiden Rohrkörper und somit der durch diese strömenden Fluide an die thermoelektrischen Module. Particularly preferably, the thermoelectric modules each have a hot side, which is thermally connected to at least one first tubular body. Likewise, the thermoelectric modules each have a cold side, which is thermally connected to at least one second tubular body. Also, with respect to hot and cold side reverse configuration is conceivable. This measure also brings about a particularly effective coupling of the two tubular bodies and thus the fluids flowing through them to the thermoelectric modules.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung ist in der Stapelrichtung zwischen zwei benachbarten thermoelektrischen Modulen jeweils ein erster Rohrkörper oder ein zweiter Rohrkörper angeordnet. Bei dieser Variante wechseln sich entlang der Stapelrichtung jeweils ein erster Rohrkörper und ein zweiter Rohrkörper ab. Dies ermöglicht einen besonders hohen Wirkungsgrad der thermoelektrischen Vorrichtung, wenn diese als thermoelektrischer Generator verwendet werden soll. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen die ersten und/oder zweiten Rohrkörper jeweils eine Längsseite und eine Querseite auf. Bei dieser Variante erstrecken sich die Längsseiten der ersten Rohrkörpers quer zu den Längsseiten der zweiten Rohrkörper. In an advantageous development, in each case a first tubular body or a second tubular body is arranged in the stacking direction between two adjacent thermoelectric modules. In this variant, a first tubular body and a second tubular body alternate along the stacking direction. This allows a particularly high efficiency of the thermoelectric device, if this is to be used as a thermoelectric generator. In a further preferred embodiment, the first and / or second tubular bodies each have a longitudinal side and a transverse side. In this variant, the longitudinal sides of the first tubular body extend transversely to the longitudinal sides of the second tubular body.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform münden die ersten Rohrkörper endseitig in einen gemeinsamen ersten Fluidverteiler zum Verteilen des ersten Fluids auf die ersten Rohrkörper. Weiterhin münden die ersten Rohrkörper in einen gemeinsamen ersten Fluidsammler zum Sammeln des ersten Fluids nach dem Durchströmen der ersten Rohrkörper. Dies erlaubt die Verteilung des ersten Fluids auch auf eine große Anzahl von ersten Rohrkörpern. Gleiches gilt für das Sammeln des ersten Fluids nach dem Durchströmen der einzelnen ersten Rohrkörper. Bevorzugt liegen bei dieser Variante der erste Fluidverteiler und der erste Fluidsammler vorzugsweise in dem Querschnitt senkrecht zur Stapelrichtung einander gegenüber. Mit dieser Maßnahme geht eine effektive Nutzung des zur Verfügung stehenden Bauraums einher. In a further preferred embodiment, the first tubular body ends open in a common first fluid distributor for distributing the first fluid to the first tubular body. Furthermore, the first tubular body open into a common first fluid collector for collecting the first fluid after flowing through the first tubular body. This allows the distribution of the first fluid also on a large number of first tubular bodies. The same applies to the collection of the first fluid after flowing through the individual first tubular body. Preferably, in this variant, the first fluid distributor and the first fluid collector are preferably opposite each other in the cross section perpendicular to the stacking direction. This measure is accompanied by an effective use of the available space.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform münden die zweiten Rohrkörper endseitig in einen gemeinsamen zweiten Fluidverteiler zum Verteilen des zweiten Fluids auf die zweiten Rohrkörper. Weiterhin münden die zweiten Rohrkörper in einen gemeinsamen zweiten Fluidsammler zum Sammeln des zweiten Fluids nach dem Durchströmen der zweiten Rohrkörper. Dies erlaubt die Verteilung des zweiten Fluids auch auf eine große Anzahl von zweiten Rohrkörpern. Gleiches gilt für das Sammeln des zweiten Fluids nach dem Durchströmen der einzelnen zweiten Rohrkörper. Bevorzugt liegen bei dieser Variante der zweite Fluidverteiler und der zweite Fluidsammler in dem Querschnitt senkrecht zur Stapelrichtung einander gegenüber. Mit dieser Maßnahme geht eine effektive Nutzung des zur Verfügung stehenden Bauraums einher. Besonders zweckmäßig sind die beiden Fluidverteiler in dem Querschnitt senkrecht zur Stapelrichtung im Wesentlichen um 90° versetzt zueinander angeordnet. Alternativ oder zusätzlich können auch die beiden Fluidsammler in dem Querschnitt senkrecht zur Stapelrichtung im Wesentlichen um 90° versetzt zueinander angeordnet sein. Beide Maßnahmen, für sich genommen, insbesondere aber in Kombination, erlauben es, das erste und das zweite Fluid über geeignete Fluidlei- tungen im Kreuzstrom in die thermoelektrische Vorrichtung einzuleiten und nach dem Durchströmen wieder aus dieser auszuleiten. In a further preferred embodiment, the second tubular body ends open in a common second fluid distributor for distributing the second fluid to the second tubular body. Furthermore, the second tubular body open into a common second fluid collector for collecting the second fluid after flowing through the second tubular body. This allows the distribution of the second fluid also to a large number of second tubular bodies. The same applies to the collection of the second fluid after flowing through the individual second tubular body. In this variant, the second fluid distributor and the second fluid collector preferably lie opposite one another in the cross section perpendicular to the stacking direction. This measure is accompanied by an effective use of the available space. Particularly expedient, the two fluid distributors are arranged offset in the cross section perpendicular to the stacking direction substantially at 90 ° to each other. As an alternative or in addition, the two fluid collectors in the cross section perpendicular to the stacking direction can also be arranged substantially offset by 90 ° relative to one another. Both measures, taken in isolation, but in particular in combination, allow the first and the second fluid to be introduced into the thermoelectric device via crossflows via suitable fluid lines and to be discharged out of the latter once they have flowed through.
Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform können der erste Fluidverteiler und der erste Fluidsammler als Gleichteile ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich können auch der zweite Fluidverteiler sowie der zweite Fluidsammler als Gleichteile ausgebildet sein. Beide Maßnahmen, für sich genommen oder in Kombination, erlauben eine nicht unerhebliche Reduzierung der Fertigungskosten der thermoelektrischen Vorrichtung. In another preferred embodiment, the first fluid distributor and the first fluid collector may be formed as equal parts. Alternatively or additionally, the second fluid distributor and the second fluid collector may be formed as equal parts. Both measures, taken alone or in combination, allow a not inconsiderable reduction in the manufacturing costs of the thermoelectric device.
Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist wenigstens ein Fluidverteiler und/oder wenigstens ein Fluidsammler haubenartig oder domartig mit jeweils einer runden Durchgangsöffnung zum Durchströmen mit dem ersten oder mit dem zweiten Fluid ausgebildet. Dies erlaubt die Verteilung des ersten und/oder zweiten Fluids auf eine Vielzahl von ersten bzw. zweiten Rohrkörpern. Gleiches gilt, wenn das erste bzw. zweite Fluid nach dem Durchströmen der ersten bzw. zweiten Rohrkörper wieder im jeweiligen Fluidsammler gesammelt werden soll. In another preferred embodiment, at least one fluid distributor and / or at least one fluid collector is hood-like or dome-shaped, each with a round passage opening for flowing through with the first or with the second fluid. This allows the distribution of the first and / or second fluid to a plurality of first and second tubular bodies. The same applies if the first or second fluid to be collected after flowing through the first and second tubular body again in the respective fluid collector.
Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform sind wenigstens zwei erste Rohrkörper, vorzugsweise alle ersten Rohrkörper, an wenigstens einem ihrer beiden Längsenden mittels eines gemeinsamen ersten Bodens miteinander verbunden. Besonders bevorzugt ist für beide Längsenden ein jeweiliger erster Boden vorgesehen. Auf diese Weise können die ersten Rohrkörper stabil aneinander fi- xiert und die thermoelektrische Vorrichtung ausgesteift werden. Alternativ oder zusätzlich können auch wenigstens zwei zweite Rohrkörper, vorzugsweise alle zweiten Rohrkörper, an wenigstens einem ihrer beiden Längsenden mittels eines gemeinsamen zweiten Bodens miteinander verbunden sein. Besonders bevorzugt ist für beide Längsenden ein jeweiliger zweiter Boden vorgesehen. Auf diese Weise können die zweiten Rohrkörper stabil aneinander fixiert und folglich die thermoelektrische Vorrichtung ausgesteift werden. In another preferred embodiment, at least two first tubular bodies, preferably all first tubular bodies, are connected to one another at least at one of their two longitudinal ends by means of a common first floor. Particularly preferably, a respective first bottom is provided for both longitudinal ends. In this way, the first tubular bodies can be stably connected to one another. xed and the thermoelectric device are stiffened. Alternatively or additionally, at least two second tubular bodies, preferably all second tubular bodies, may be connected to one another at least at one of their two longitudinal ends by means of a common second floor. Particularly preferably, a respective second bottom is provided for both longitudinal ends. In this way, the second tubular bodies can be stably fixed to each other, and thus the thermoelectric device can be stiffened.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform, die technisch besonders einfach aufgebaut und somit mit besonders geringen Herstellungskosten verbunden ist, ist in dem wenigstens einen ersten Boden für die ersten Rohrkörper jeweils ein erster Durchbruch vorgesehen, in welchen der jeweilige erste Rohrkörper mündet. Alternativ oder zusätzlich ist in dem wenigstens einen zweiten Boden für jeden zweiten Rohrkörper jeweils ein zweiter Durchbruch vorgesehen, in welchen der jeweilige zweite Rohrkörper mündet. Auf diese Weise können die einzelnen Rohrkörper auf einfache Weise mit den bereits erwähnten Fluidverteilern bzw. Fluid- sammlern in Fluidverbindung gesetzt werden. In a further preferred embodiment, which is technically particularly simple in construction and thus associated with particularly low production costs, in each case a first opening is provided in the at least one first floor for the first tubular body, in which the respective first tubular body opens. Alternatively or additionally, in each case a second opening is provided in the at least one second floor for each second tubular body, into which opening the respective second tubular body. In this way, the individual tubular bodies can be placed in fluid communication with the already mentioned fluid distributors or fluid collectors in a simple manner.
Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform sind die ersten und/oder zweiten Rohrkörper als Flachrohre ausgebildet. Eine entlang der Stapelrichtung gemessene Rohrkörper-Höhe der ersten bzw. zweiten Rohrkörper beträgt höchstens ein Fünftel, vorzugsweise höchstens ein Zehntel, einer entlang einer ersten bzw. zweiten Quererstreckungsrichtung der ersten bzw. zweiten Rohrkörper gemessenen Rohrkörper-Breite. Die erlaubt die Realisierung der thermoelektrischen Vorrichtung in Flachbauweise. In another preferred embodiment, the first and / or second tubular body are formed as flat tubes. A tube body height of the first and second tube bodies measured along the stacking direction is at most one fifth, preferably at most one tenth, of a tube body width measured along first and second transverse extension directions of the first and second tube bodies, respectively. This allows the implementation of the thermoelectric device in flat construction.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die thermoelektrische Vorrichtung entlang der Stapelrichtung von einer ersten und einer zweiten Deckplatte begrenzt, die einander in Stapelrichtung gegenüberliegen. Bei dieser Ausführungsform sind die beiden Deckplatten mittels Gewindestangen, die sich entlang der Stapelrichtung erstrecken, aneinander fixiert. Zwischen der ersten Deckplatte und dem der ersten Deckplatte in Stapelrichtung benachbarten ersten Rohrkörper ist eine Vorspanneinrichtung vorgesehen, welche die ersten und zweiten Rohrkörper und die zwischen den Rohrkörpern angeordneten thermoelektrischen Module zur zweiten Deckplatte hin vorspannt. Auf diese Weise werden die thermoelektrischen Module wirksam mit den Rohrkörpern verpresst, so dass eine gute thermische Verbindung sichergestellt ist. In a preferred embodiment, the thermoelectric device is bounded along the stacking direction by a first and a second cover plate, which face each other in the stacking direction. In this embodiment are the two cover plates by means of threaded rods, which extend along the stacking direction, fixed to each other. Between the first cover plate and the first cover plate adjacent the first cover plate in the stacking direction, a biasing device is provided, which biases the first and second tubular bodies and the thermoelectric modules arranged between the tubular bodies toward the second cover plate. In this way, the thermoelectric modules are effectively pressed with the tubular bodies, so that a good thermal connection is ensured.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung umfasst die Vorspanneinrichtung federelastische Elemente, die vorzugsweise Spiralfedern ausgebildet sein können. Auch diese Maßnahme unterstützt eine gute thermische Verbindung der thermoelektrischen Module mit den Rohrkörpern. In an advantageous embodiment, the biasing device comprises resilient elements, which may preferably be formed coil springs. This measure also supports a good thermal connection of the thermoelectric modules with the tubular bodies.
Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform umfasst die thermoelektrische Vorrichtung ein Gehäuse, welches einen fluidisch von den ersten und zweiten Rohrkörpern getrennten Gehäuseinnenraum begrenzt, der mit einem Inertgas be- füllbar ist. Bevorzugt kann die Befüllung des Gehäuseinnenraums über einen am Gehäuse ausgebildeten Befüll-Stutzen erfolgen. Mittels eines solchen Inertgases können die verschiedenen, in der thermoelektrischen Vorrichtung verwendeten Materialien, insbesondere bei Wärmeentwicklung im Betrieb der thermoelektrische Vorrichtung, gegen unerwünschte Oxidation geschützt werden. In another preferred embodiment, the thermoelectric device comprises a housing which defines a housing interior that is fluidly separated from the first and second tubular bodies and that can be filled with an inert gas. The filling of the interior of the housing may preferably take place via a filling connection formed on the housing. By means of such an inert gas, the various materials used in the thermoelectric device, in particular during heat development during operation of the thermoelectric device, can be protected against undesired oxidation.
Besonders zweckmäßig kann zumindest ein erster und/oder zumindest ein zweiter Rohrkörper in einem Querschnitt senkrecht zur ersten bzw. zweiten Längsrichtung als zweiteiliges Flachrohr mit einem ersten und einem zweiten Teil ausgebildet sein. Diese Variante ist mit besonders geringen Fertigungskosten verbunden. Besonders bevorzugt weist der zumindest eine erste und/oder zweite Rohrkörper in dem Querschnitt senkrecht zur ersten bzw. zweiten Längsrichtung zwei Breitseiten und zwei Schmalseiten auf. Besagtes Flachrohr umfasst ein erstes Rohrteil und ein zweites Rohrteil, wobei das erste Rohrteil eine erste Breitseite und beide Schmalseiten ausbildet. Particularly expediently, at least one first and / or at least one second tubular body may be formed in a cross section perpendicular to the first or second longitudinal direction as a two-part flat tube having a first and a second part. This variant is associated with very low production costs. Particularly preferably, the at least one first and / or second tubular body in the cross section perpendicular to the first and second longitudinal direction on two broad sides and two narrow sides. Said flat tube comprises a first tube part and a second tube part, wherein the first tube part forms a first broad side and both narrow sides.
Bei einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung umfasst das erste Rohrteil eine die erste Breitseite ausbildende erste Breitseiten-Gehäusewand und zwei zum zweiten Rohrteil hin abstehende Schmalseiten-Gehäusewände. Bei dieser Weiterbildung umfasst das zweite Rohrteil eine zweite Breitseiten-Gehäusewand, welche eine zweite Breitseite ausbildet. Diese Weiterbildung erlaubt die Unterteilung des vom jeweiligen Rohrkörper begrenzten Innenraums in mehrere Fluidkanäle. Diese Maßnahme führt zu einer verbesserten thermischen Wechselwirkung des ersten bzw. zweiten Fluids mit den thermoelektrischen Modulen. Dabei wird der betreffende Rohrkörper mittels der Schmalseiten-Gehäusewände zusätzlich ausgesteift. In a further advantageous development, the first pipe part comprises a first broadside first broadside housing wall and two narrow side housing walls projecting towards the second pipe part. In this development, the second tube part comprises a second broadside housing wall, which forms a second broad side. This development allows the division of the space defined by the respective tubular body interior into a plurality of fluid channels. This measure leads to an improved thermal interaction of the first and second fluid with the thermoelectric modules. In this case, the tubular body in question is additionally stiffened by means of the narrow-side housing walls.
Besonders zweckmäßig stehen von den beiden Breitseiten-Gehäusewänden jeweils rippenartig ausgebildete Fortsätze ab, die sich im Wesentlichen parallel zu den Schmalseiten-Gehäusewänden erstrecken. Dabei begrenzen die beiden Rohrteile einen Innenraum, der von den Fortsätzen in mehrere Fluidkanäle unterteilt wird. Particularly expedient of each of the two broad-side housing walls rib-like projections from which extend substantially parallel to the narrow-side housing walls. In this case, the two tube parts delimit an interior which is subdivided by the extensions into a plurality of fluid channels.
Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform umfasst das erste Rohrteil eine Außenstruktur, deren zwei Breitseiten und zwei Schmalseiten einen Innenraum begrenzen. Bei dieser Ausführungsform ist im Innenraum eine wellenförmig ausgebildete Innenstruktur angeordnet, welche den Innenraum in mehrere Fluidkanäle unterteilt. Die Innenstruktur stützt sich an der Außenstruktur ab. Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen. In another preferred embodiment, the first tube part comprises an outer structure whose two broad sides and two narrow sides define an inner space. In this embodiment, a wave-shaped inner structure is arranged in the interior, which divides the interior into a plurality of fluid channels. The inner structure is supported on the outer structure. Other important features and advantages of the invention will become apparent from the dependent claims, from the drawings and from the associated figure description with reference to the drawings.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen. Preferred embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail in the following description, wherein like reference numerals refer to the same or similar or functionally identical components.
Es zeigen, jeweils schematisch: It show, each schematically:
Fig. 1 ein Beispiel einer thermoelektrischen Vorrichtung in einer perspektivischen Darstellung, 1 shows an example of a thermoelectric device in a perspective view,
Fig. 2, 3 die thermoelektrische Vorrichtung der Figur 1 in Seitenansichten, 2, 3 the thermoelectric device of Figure 1 in side views,
Fig. 4 eine erste Weiterbildung des Beispiels der Figur 1 in einer Draufsicht entlang der Stapelrichtung, 4 shows a first development of the example of FIG. 1 in a plan view along the stacking direction,
Fig. 5 die Weiterbildung der Figur 4 in einer perspektivischen Ansicht, 5 shows the development of Figure 4 in a perspective view,
Fig. 6 eine zweite Weiterbildung des Beispiels der Figur 1 in einer Draufsicht entlang der Stapelrichtung, Fig. 7 die Weiterbildung der Figur 6 in einer perspektivischen Ansicht, 6 shows a second development of the example of FIG. 1 in a plan view along the stacking direction, 7 shows the development of Figure 6 in a perspective view,
Fig. 8 eine dritte Weiterbildung des Beispiels der Figur 1 in einer Draufsicht entlang der Stapelrichtung, 8 shows a third development of the example of FIG. 1 in a plan view along the stacking direction,
Fig. 9 die Weiterbildung der Figur 8 in einer Seitenansicht, 9 shows the development of Figure 8 in a side view,
Fig. 10 eine vierte Weiterbildung des Beispiels der Figur 1 in einem Querschnitt senkrecht zur Stapelrichtung S, 10 is a fourth development of the example of Figure 1 in a cross section perpendicular to the stacking direction S,
Fig. 1 1 die Weiterbildung der Figur 10 in einer perspektivischen Ansicht, 1 1, the development of Figure 10 in a perspective view,
Fig. 12, 13 zwei mögliche technische Realisierungsformen der ersten und zweiten Fig. 12, 13 two possible technical realization forms of the first and second
Rohrkörper in einem Querschnitt,  Tubular body in a cross section,
Figur 1 illustriert ein Beispiel einer erfindungsgemäßen thermoelektrischen Vorrichtung 1 , die als thermoelektrischer Generator eingesetzt werden kann. Die thermoelektrische Vorrichtung 1 umfasst eine Mehrzahl entlang einer Stapelrichtung S aufeinander gestapelter thermoelektrischer Module 2, die jeweils mehrere thermoelektrische Elemente (in den Figuren nicht gezeigt) aufweisen. Aufbau und Anordnung der thermoelektrisch aktiven Elemente der einzelnen thermoelektrischen Module 2 sind dem Fachmann bekannt und nicht Kern der vorliegenden Erfindung, so dass auf eine detaillierte Erläuterung diesbezüglich verzichtet werden kann. Die Figur 1 zeigt die thermoelektrische Vorrichtung 1 in einer perspektivischen Darstellung, die Figuren 2 und 3 in Seitenansichten. Figure 1 illustrates an example of a thermoelectric device 1 according to the invention, which can be used as a thermoelectric generator. The thermoelectric device 1 comprises a plurality of stacked along a stacking direction S thermoelectric modules 2, each having a plurality of thermoelectric elements (not shown in the figures). The construction and arrangement of the thermoelectrically active elements of the individual thermoelectric modules 2 are known to the person skilled in the art and are not the essence of the present invention, so that a detailed explanation in this respect can be dispensed with. 1 shows the thermoelectric device 1 in a perspective view, Figures 2 and 3 in side views.
Die thermoelektrische Vorrichtung 1 umfasst eine Mehrzahl von ersten Rohrkörpern 5, welche thermisch an die thermoelektrischen Module 2 gekoppelt sind und von einem ersten Fluid durchströmbar sind. Das erste Fluid wird in den Figuren durch Pfeile F-, angedeutet. Die thermoelektrische Vorrichtung 1 umfasst ferner eine Mehrzahl von zweiten Rohrkörpern 7, welche ebenfalls thermisch an die thermoelektrischen Module 2 gekoppelt sind und von einem zweiten Fluid durchströmbar sind. Das zweite Fluid wird in den Figuren durch Pfeile F2 angedeutet. In der Stapelrichtung S ist zwischen zwei benachbarten thermoelektrischen Modulen 2 jeweils ein erster Rohrkörper 5 oder ein zweiter Rohrkörper 7 angeordnet. Dabei wechseln sich entlang der Stapelrichtung S jeweils ein erster Rohrkörper 5 und ein zweiter Rohrkörper 7 ab. The thermoelectric device 1 comprises a plurality of first tubular bodies 5, which are thermally coupled to the thermoelectric modules 2 and can be flowed through by a first fluid. The first fluid is shown in the figures indicated by arrows F-. The thermoelectric device 1 further comprises a plurality of second tubular bodies 7, which are also thermally coupled to the thermoelectric modules 2 and can be flowed through by a second fluid. The second fluid is indicated in the figures by arrows F 2 . In the stacking direction S, in each case a first tubular body 5 or a second tubular body 7 is arranged between two adjacent thermoelectric modules 2. In each case, a first tubular body 5 and a second tubular body 7 alternate along the stacking direction S.
Die ersten und zweiten Rohrkörper 5, 7 sind jeweils längsförmig ausgebildet und erstrecken sich entlang einer ersten bzw. zweiten Längserstreckungsrichtung L-i , L2. Unter„längsförmig" ist im Kontext der hier beschriebenen Erfindung zu verstehen, dass eine entlang der Längserstreckungsrichtung L-i , L2 gemessene Länge der ersten/zweiten Rohrkörper 5, 7 größer ist als eine quer zur Längserstreckungsrichtung L-i , L2 gemessenen Breite. The first and second tubular bodies 5, 7 are each formed longitudinally and extend along a first or second longitudinal extension direction Li, L 2 . In the context of the invention described here, "longitudinally" is to be understood as meaning that a length of the first / second tubular bodies 5, 7 measured along the longitudinal extension direction Li, L 2 is greater than a width measured transversely to the longitudinal extension direction Li, L 2 .
Die ersten und zweiten Rohrkörper 5, 7 weisen jeweils eine Längsseite 9 und eine Querseite 10 auf. Durch die Längsseite 9 der ersten Rohrkörper 5 wird die erste Längserstreckungsrichtung L-, festgelegt. Durch die Längsseiten 9 der zweiten Rohrkörper 7 wird die zweite Längserstreckungsrichtung L2 festgelegt. Entsprechend ist durch die Lage der Querseiten 10 der ersten Rohrkörper 5 eine erste Quererstreckungsrichtung Q-, definiert. Durch die Lage der Querseiten 10 der zweiten Rohrkörper 7 ist eine zweite Quererstreckungsrichtung Q2 definiert. Die erste Längserstreckungsrichtung L-, der ersten Rohrkörper 5 verläuft quer zur zweiten Längserstreckungsrichtung L2 der zweiten Rohrkörper 7. Die ersten Rohrkörper 5 erstrecken sich in einem Querschnitt senkrecht zur Stapelrichtung S quer zu den zweiten Rohrkörpern 7. Die Längsseiten 9 der ersten Rohrkörper 5 erstrecken sich also quer zu den Längsseiten 9 der zweiten Rohrkörper 7. Sowohl die ersten als auch die zweiten Rohrkörper 5, 7 sind bevorzugt als Flachrohre ausgebildet. Eine entlang der Stapelrichtung S gemessene Rohrkörper-Höhe h-i , h2 der ersten bzw. zweiten Rohrkörper 5, 7 beträgt daher höchstens ein Fünftel, vorzugsweise höchstens ein Zehntel, einer entlang der ersten bzw. zweiten Quererstreckungsrichtung gemessenen Rohrkörper-Breite b-ι , b2. The first and second tubular bodies 5, 7 each have a longitudinal side 9 and a transverse side 10. By the longitudinal side 9 of the first tubular body 5, the first longitudinal extension direction L-, set. Due to the long sides 9 of the second tubular body 7, the second direction of longitudinal extent L 2 is set. Accordingly, by the position of the transverse sides 10 of the first tubular body 5, a first transverse extension direction Q-, defined. Due to the position of the transverse sides 10 of the second tubular body 7, a second transverse extension direction Q 2 is defined. The first longitudinal extension direction L-, the first tubular body 5 extends transversely to the second longitudinal extension direction L 2 of the second tubular body 7. The first tubular body 5 extend in a cross section perpendicular to the stacking direction S transverse to the second tubular bodies 7. The longitudinal sides 9 of the first tubular body 5 extend Thus, transversely to the longitudinal sides 9 of the second tubular body 7. Both the first and the second tubular body 5, 7 are preferably as flat tubes educated. A measured along the stacking direction S tubular body height hi, h 2 of the first and second tubular body 5, 7 is therefore at most one fifth, preferably at most one tenth, measured along the first and second transverse extension direction tube body width b-ι, b 2 .
Die thermoelektrischen Module 2 weisen jeweils eine Heißseite 3 auf, die thermisch mit den ersten Rohrkörpern 5 verbunden ist. Die thermoelektrischen Module 2 weisen ferner jeweils eine Kaltseite 4 auf, die thermisch mit den zweiten Rohr-körpern 7 verbunden ist. Auch eine umgekehrte Konfiguration ist möglich. Die Heißseiten 3 der thermoelektrischen Module 2 sind über die ersten Rohrkörper 5 thermisch an das erste Fluid F-, koppelbar. Entsprechend sind die Kaltseiten 4 der thermoelektrischen Module 2 über die zweiten Rohrkörper 7 an das zweite Fluid F2 koppelbar. The thermoelectric modules 2 each have a hot side 3, which is thermally connected to the first tubular bodies 5. The thermoelectric modules 2 further each have a cold side 4, which is thermally connected to the second tubular bodies 7. Also a reverse configuration is possible. The hot sides 3 of the thermoelectric modules 2 are thermally coupled via the first tubular body 5 to the first fluid F-. Accordingly, the cold sides 4 of the thermoelectric modules 2 via the second tubular body 7 to the second fluid F 2 can be coupled.
Wie die Figuren 1 und 2 erkennen lassen, sind entlang der ersten Längserstre- ckungsrichtung L-, mehrere zweite Rohrkörper 7 benachbart und im Abstand zueinander angeordnet. Durch die erste und die zweite Längserstreckungsrichtung L-i , L2 wird eine Rohrkörper-Ebene E definiert, die sich senkrecht zur Stapelrichtung S erstreckt und in welcher besagte zweite Rohrkörper 7 angeordnet sind. Im Beispiel der Figur 2 sind exemplarisch zwei Rohrkörper-Ebenen E-i , E2, dargestellt, die entlang der Stapelrichtung S im Abstand zueinander angeordnet sind. In jeder der zwei Rohrkörper-Ebenen E-i , E2 sind jeweils vier zweite Rohrkörper 7 angeordnet. In Varianten des Beispiels kann sowohl die Anzahl an vorhandenen Rohrkörper-Ebenen E als auch die Anzahl an zweiten Rohrkörpern 7 pro Rohrkörper- Ebene E variieren. As can be seen from FIGS. 1 and 2, along the first longitudinal extension direction L, a plurality of second tubular bodies 7 are arranged adjacent to one another and at a distance from one another. By the first and the second longitudinal extension direction Li, L 2 , a tubular body plane E is defined, which extends perpendicular to the stacking direction S and in which said second tubular body 7 are arranged. In the example of FIG. 2, two tube body levels Ei, E 2 are shown by way of example, which are arranged at a distance from each other along the stacking direction S. In each of the two tubular body levels Ei, E 2 four second tubular body 7 are arranged in each case. In variants of the example, both the number of existing tube body levels E and the number of second tube bodies 7 per tube body level E vary.
Die Figur 4 zeigt die thermoelektrische Vorrichtung 1 in einer Draufsicht entlang der Stapelrichtung S. Man erkennt, dass die ersten Rohrkörper 5 endseitig, und zwar an einem ersten Längsende 12a, in einen gemeinsamen ersten Fluidvertei- ler 1 1 a münden. Der erste Fluidverteiler 1 1 a dient zum Verteilen des ersten Fluids F-i auf die ersten Rohrkörper 5. An einem zweiten Längsende 12b, welches dem ersten Längsende 1 1 a gegenüberliegt, münden die ersten Rohrkörper 5 in einen gemeinsamen ersten Fluidsammler 13a. Der erste Fluidsammler 13a dient zum Sammeln des ersten Fluids F-, nach dem Durchströmen der ersten Rohrkörper 5. Der erste Fluidverteiler 1 1 a und der erste Fluidsammler 13a liegen einander in dem in Figur 4 gezeigten Querschnitt senkrecht zur Stapelrichtung S also gegenüber. In analoger Weise zu den ersten Rohrkörpern 5 münden die zweiten Rohrkörper 7 endseitig, und zwar an einem ersten Längsende 14a, in einen gemeinsamen zweiten Fluidverteiler 1 1 b. Der zweite Fluidverteiler 1 1 b dient zum Verteilen des zweiten Fluids F2 auf die zweiten Rohrkörper 7. An einem zweiten Längsende 14b, welches dem ersten Längsende 14a gegenüberliegt, münden die zweiten Rohrkörper 7 in einen gemeinsamen zweiten Fluidsammler 13b. Der zweite Fluidsammler 13b dient zum Sammeln des zweiten Fluids F2 nach dem Durchströmen der zweiten Rohrkörper 7. Auch der zweite Fluidverteiler 13a und der zweite Fluidsammler 13b liegen einander in dem in Figur 4 gezeigten Querschnitt senkrecht zur Stapelrichtung S gegenüber. Wie die Darstellung der Figur 4 anschaulich belegt, sind die beiden Fluidverteiler 1 1 a, 1 1 b in dem Querschnitt senkrecht zur Stapelrichtung S um 90° versetzt zueinander angeordnet. Ebenso sind in dem Querschnitt senkrecht zur Stapelrichtung S die beiden Fluidsammler 13a, 13b um 90° versetzt zueinander angeordnet. Zur Verdeutlichung zeigt die Figur 5 den Aufbau der Figur 4 in einer perspektivischen Darstellung. Die beiden Fluidverteiler 1 1 a, 1 1 b und die beiden Fluidsammler 13a, 13b sind demnach haubenartig oder domartig mit jeweils einer runden Durchgangsöffnung 19 zum Durchströmen mit dem ersten bzw. zweiten Fluid F-i , F2 ausgebildet. Der erste Fluidverteiler 1 1 a und der erste Fluidsammler 13a können als Gleichteile ausgebildet sein. Ebenso können der zweite Fluidverteiler 1 1 b und der zweite Fluidsammler 13b als Gleichteile ausgebildet sein. Die Figuren 6 und 7 zeigen eine Variante des Beispiels der Figuren 1 bis 5. Die Figur 6 zeigt die thermoelektrische Vorrichtung 1 in einer Draufsicht entlang der Stapelrichtung S, die Figur 7 in einer perspektivischen Darstellung. Man erkennt, dass die ersten Rohrkörper 5 an ihren beiden Längsenden 12a, 12b jeweils mittels eines gemeinsamen ersten Bodens 15a, 15b miteinander verbunden sind. Die beiden ersten Böden 15a, 15b liegen einander in der ersten Längserstreckungs- richtung L-, gegenüber. In analoger Weise sind die zweiten Rohrkörper 7 an ihren beiden Längsenden 14a, 14b jeweils mittels eines gemeinsamen zweiten Bodens 16a, 16b miteinander verbunden. Die beiden ersten Böden 15a, 15b liegen einander in der ersten Längserstreckungsrichtung L-, gegenüber. Die beiden zweiten Böden 16a, 16b liegen einander in der zweiten Längserstreckungsrichtung L2 gegenüber. FIG. 4 shows the thermoelectric device 1 in a plan view along the stacking direction S. It can be seen that the first tubular bodies 5 are arranged at the end, namely at a first longitudinal end 12a, in a common first fluid distribution. 1 1 a. The first fluid distributor 11a serves to distribute the first fluid Fi to the first tubular bodies 5. At a second longitudinal end 12b, which lies opposite the first longitudinal end 11a, the first tubular bodies 5 open into a common first fluid collector 13a. The first fluid collector 13a is used to collect the first fluid F-, after flowing through the first tubular body 5. The first fluid distributor 1 1 a and the first fluid collector 13a are in the cross section shown in Figure 4 perpendicular to the stacking direction S so opposite. In an analogous manner to the first tubular bodies 5, the second tubular body 7 open at the end, namely at a first longitudinal end 14a, in a common second fluid distributor 1 1 b. The second fluid distributor 11 b serves to distribute the second fluid F 2 to the second tubular bodies 7. At a second longitudinal end 14 b, which lies opposite the first longitudinal end 14 a, the second tubular bodies 7 open into a common second fluid collector 13 b. The second fluid collector 13b is used to collect the second fluid F 2 after flowing through the second tubular body 7. Also, the second fluid manifold 13a and the second fluid collector 13b are opposite each other in the cross section shown in Figure 4 perpendicular to the stacking direction S. As the illustration of Figure 4 shows clearly, the two fluid manifolds 1 1 a, 1 1 b are arranged offset in the cross section perpendicular to the stacking direction S by 90 ° to each other. Likewise, in the cross section perpendicular to the stacking direction S, the two fluid collectors 13a, 13b are arranged offset by 90 ° to one another. For clarity, Figure 5 shows the structure of Figure 4 in a perspective view. The two fluid manifolds 1 1 a, 1 1 b and the two fluid accumulators 13a, 13b are thus hood-like or dome-shaped, each with a round passage opening 19 for flowing through with the first and second fluid Fi, F 2 . The first fluid distributor 11a and the first fluid collector 13a can be designed as identical parts. Likewise, the second fluid distributor 1 1 b and the second fluid collector 13b may be formed as equal parts. Figures 6 and 7 show a variant of the example of Figures 1 to 5. Figure 6 shows the thermoelectric device 1 in a plan view along the stacking direction S, Figure 7 in a perspective view. It can be seen that the first tubular bodies 5 are connected to each other at their two longitudinal ends 12a, 12b by means of a common first bottom 15a, 15b. The two first bottoms 15a, 15b are opposite each other in the first longitudinal direction L-. In an analogous manner, the second tubular bodies 7 are connected to each other at their two longitudinal ends 14a, 14b by means of a common second bottom 16a, 16b. The two first bottoms 15a, 15b lie opposite one another in the first longitudinal direction L-. The two second bottoms 16a, 16b face each other in the second longitudinal direction L 2 .
In den beiden ersten Böden 15a, 15b ist für jeden vorhandenen ersten Rohrkörper 5 jeweils ein erster Durchbruch 17 vorgesehen, in welcher der jeweilige erste Rohrkörper 5 mit seinem ersten bzw. zweiten Längsende 12a, 12b mündet. In the two first floors 15a, 15b, a first opening 17 is provided for each existing first tubular body 5, in which the respective first tubular body 5 opens with its first and second longitudinal ends 12a, 12b.
Entsprechend ist in den beiden zweiten Böden 16a, 16b für jeden zweiten Rohrkörper 7 jeweils ein zweiter Durchbruch 18 vorgesehen, in welcher der jeweilige zweite Rohrkörper 7 mit seinem ersten bzw. zweiten Längsende 14a, 14b mündet. Accordingly, a second opening 18 is provided in the two second floors 16a, 16b for each second tubular body 7, in which the respective second tubular body 7 opens with its first and second longitudinal end 14a, 14b.
Die Figuren 8 und 9 zeigen eine weitere Variante der thermoelektrischen Vorrichtung 1 . Die Figur 8 zeigt die thermoelektrische Vorrichtung 1 in einer Draufsicht entlang der Stapelrichtung S, die Figur 9 in einer Seitenansicht. Der Figur 9 entnimmt man, dass die thermoelektrische Vorrichtung 1 entlang der Stapelrichtung von einer ersten und einer zweiten Deckplatte 20a, 20b begrenzt ist. Die beiden Deckplatten 20a, 20b sind mittels Gewindestangen 21 , die sich entlang der Stapelrichtung S erstrecken, aneinander fixiert. Zwischen der ersten Deckplatte 20a und dem der ersten Deckplatte 20a in Stapelrichtung S benachbarten ersten Rohrkörper 5 - dieser ist in den Figuren 8 und 9 zusätzlich mit dem Bezugszei- chen 5* bezeichnet - ist eine Vorspanneinrichtung 22 vorgesehen, welche die aufeinandergestapelten ersten und zweiten Rohrkörper 5, 7 und die zwischen den Rohrkörpern 5, 7 angeordneten thermoelekt schen Module 2 zur zweiten Deckplatte 20b hin vorspannt. Hierzu kann die Vorspanneinrichtung 22 mehrere federelastische Elemente 23 aufweisen. Auf diese Weise werden die thermoelektri- schen Module 2 wirksam mit den Rohrkörpern 5, 7 verpresst, so dass eine gute thermische Verbindung sichergestellt ist. Es ist klar, dass die Vorspanneinrichtung 22 auch zwischen der zweiten Deckplatte 20b und dem der zweiten Deckplatte 20b benachbarten ersten Rohrkörper 5 oder an anderer geeigneter Stelle angeordnet sein kann. FIGS. 8 and 9 show a further variant of the thermoelectric device 1. FIG. 8 shows the thermoelectric device 1 in a plan view along the stacking direction S, FIG. 9 in a side view. FIG. 9 shows that the thermoelectric device 1 is delimited along the stacking direction by a first and a second cover plate 20a, 20b. The two cover plates 20a, 20b are fixed to one another by means of threaded rods 21 which extend along the stacking direction S. Between the first cover plate 20a and the first cover plate 20a adjacent to the first cover plate 20a in the stacking direction S, this is additionally indicated in FIGS. 8 and 9 by the reference numeral. 5 * designates - a biasing device 22 is provided, which biases the stacked first and second tubular body 5, 7 and arranged between the tubular bodies 5, 7 thermoelekt rule modules 2 to the second cover plate 20b out. For this purpose, the biasing means 22 may comprise a plurality of resilient elements 23. In this way, the thermoelectric modules 2 are effectively pressed with the tubular bodies 5, 7, so that a good thermal connection is ensured. It is clear that the pretensioning device 22 can also be arranged between the second cover plate 20b and the first tubular body 5 adjacent to the second cover plate 20b or at another suitable location.
Die Figuren 10 und 1 1 zeigen eine Weiterbildung der thermoelektrischen Vorrichtung 1 . Die Figur 10 zeigt die thermoelektrische Vorrichtung 1 in dem Querschnitt senkrecht zur Stapelrichtung S, die Figur 1 1 in einer perspektivischen Ansicht. Man erkennt, dass die thermoelektrische Vorrichtung 1 einschließlich der beiden Fluidverteiler 1 1 a, 1 1 b und der beiden Fluidsammler 13a, 13b in einem Gehäuse 24 angeordnet sein kann. Das Gehäuse 24 begrenzt einen fluidisch von den ersten und zweiten Rohrkörpern 5, 7 getrennten Gehäuseinnenraum 25, welcher über einen am Gehäuse 24 vorgesehenen Befüll-Stutzen 26 mit einem Inertgas befüllt werden kann. Mittels eines solchen Inertgases können die verschiedenen, in der thermoelektrischen Vorrichtung 1 verwendeten Materialien, insbesondere bei Wärmeentwicklung im Betrieb der thermoelektrische Vorrichtung 1 , gegen unerwünschte Oxidation geschützt werden. FIGS. 10 and 11 show a development of the thermoelectric device 1. FIG. 10 shows the thermoelectric device 1 in the cross section perpendicular to the stacking direction S, and FIG. 11 in a perspective view. It can be seen that the thermoelectric device 1 including the two fluid distributors 11a, 11b and the two fluid collectors 13a, 13b can be arranged in a housing 24. The housing 24 delimits a housing interior 25 which is fluidly separated from the first and second tubular bodies 5, 7 and which can be filled with an inert gas via a filling nozzle 26 provided on the housing 24. By means of such an inert gas, the various materials used in the thermoelectric device 1, in particular during heat development during operation of the thermoelectric device 1, can be protected against undesired oxidation.
Die Figur 12 zeigt eine Weiterbildung eines ersten bzw. zweiten Rohrkörpers 5, 7 in einem Querschnitt senkrecht zur ersten bzw. zweiten Längsrichtung L-i , L2. Man erkennt, dass der Rohrkörper 5, 7 als zweiteiliges Flachrohr 29 mit einem ersten und einem zweiten Teil 27a, 27b ausgebildet sein kann. Jeder Rohrkörper 5, 7 umfasst zwei Breitseiten 27a, 27b und zwei Schmalseiten 28a, 28b. Das Flach- rohr 29 umfasst ein erstes Rohrteil 30a und ein zweites Rohrteil 30b. Das erste Rohrteil 30a bildet eine erste Breitseite 27a und beide Schmalseiten 28a, 28b aus. Hierzu umfasst das erste Rohrteil 30a eine die erste Breitseite 27a bildende Breitseiten-Gehäusewand 31 a und zwei zum Rohrteil 30b hin abstehende FIG. 12 shows a development of a first or second tubular body 5, 7 in a cross section perpendicular to the first or second longitudinal direction Li, L 2 . It can be seen that the tubular body 5, 7 can be designed as a two-part flat tube 29 with a first and a second part 27a, 27b. Each tubular body 5, 7 comprises two broad sides 27a, 27b and two narrow sides 28a, 28b. The flat pipe 29 comprises a first pipe part 30a and a second pipe part 30b. The first tube part 30a forms a first broad side 27a and both narrow sides 28a, 28b. For this purpose, the first tube part 30a comprises a broadside housing wall 31a forming the first broad side 27a and two protruding toward the tube part 30b
Schmalseiten-Gehäusewände 32a, 32b. Das zweite Rohrteil 30b umfasst eine Breitseiten-Gehäusewand 31 b, welche eine zweite Breitseite 27b ausbildet. Narrow-side housing walls 32a, 32b. The second tube part 30b comprises a broadside housing wall 31b, which forms a second broad side 27b.
Von den beiden Breitseiten-Gehäusewänden 31 a, 31 b stehen jeweils mehrere rippenartig ausgebildete Fortsätze 33a, 33b ab, die sich im Wesentlichen parallel zu den Schmalseiten-Gehäusewänden 32a, 32b erstrecken. Die beiden Rohrteile 30a, 30b begrenzen einen Innenraum 36, der von den Fortsätzen 33a, 33b in mehrere Fluidkanäle 37 unterteilt wird. Die beiden Rohrteile 30a, 30b sind über die Schmalseiten-Gehäusewände 32a, 32b und die Fortsätze 33a, 33b, vorzugsweise mittels einer Lötverbindung, miteinander verbunden. Of the two wide-side housing walls 31 a, 31 b each have a plurality of rib-like projections 33 a, 33 b, which extend substantially parallel to the narrow-side housing walls 32 a, 32 b. The two tube parts 30a, 30b define an inner space 36 which is divided by the extensions 33a, 33b into a plurality of fluid channels 37. The two tube parts 30a, 30b are connected to one another via the narrow-side housing walls 32a, 32b and the extensions 33a, 33b, preferably by means of a solder connection.
Die Figur 13 zeigt eine Variante des ersten bzw. zweiten Rohrkörpers der Figur 12. Im Beispiel der Figur 13 sind der erste bzw. zweite Rohrkörper 5, 7 ebenfalls als zweiteiliges Flachrohr 29 mit zwei Rohrteilen 30a, 30b ausgebildet. Dabei bildet das erste Rohrteil eine Außenstruktur 34, deren zwei Breitseiten 27a, 27b und zwei Schmalseiten 28a, 28b einen Innenraum 36 begrenzen. Im Innenraum 36 ist eine wellenförmig ausgebildete Innenstruktur 35 angeordnet, welche den Innenraum 36 in mehrere Fluidkanäle 37 unterteilt. Die Innenstruktur 35 stützt sich wie in Figur 13 illustriert an der Außenstruktur 34 ab. FIG. 13 shows a variant of the first or second tubular body of FIG. 12. In the example of FIG. 13, the first and second tubular bodies 5, 7 are likewise designed as a two-part flat tube 29 with two tubular parts 30a, 30b. In this case, the first tube part forms an outer structure 34, whose two broad sides 27a, 27b and two narrow sides 28a, 28b define an inner space 36. In the interior 36 a wave-shaped inner structure 35 is arranged, which divides the inner space 36 into a plurality of fluid channels 37. The inner structure 35 is supported on the outer structure 34 as illustrated in FIG.
Für alle vorangehen erläuterten Beispiele gilt, dass die thermoelektrischen Module 2 mit den ersten bzw. zweiten Rohrkörpern 5, 7 mittels einer Pressverbindung verbunden sein können. Die ersten und zweiten Rohrkörper 5, 7 können mittels einer stoffschlüssigen Verbindung, insbesondere mittels einer Lötverbindung, mit den beiden Fluidverteilern 11a, 11b sowie mit den beiden Fluidsammlern 11a, 13a verbunden sein. For all examples explained above, the thermoelectric modules 2 can be connected to the first and second tubular bodies 5, 7 by means of a press connection. The first and second tubular body 5, 7 can by means of a cohesive connection, in particular by means of a solder joint, with the two fluid manifolds 11a, 11b and be connected to the two fluid collectors 11a, 13a.
*****  *****

Claims

Ansprüche claims
1 . Thermoelektrische Vorrichtung (1 ), insbesondere thermoelektrischer Generator, 1 . Thermoelectric device (1), in particular thermoelectric generator,
mit einer Mehrzahl entlang einer Stapelrichtung (S) aufeinandergestapelter thermoelektrischer Module (2), die jeweils mehrere thermoelektrische Elemente aufweisen,  with a plurality of stacked thermoelectric modules (2) along a stacking direction (S), each having a plurality of thermoelectric elements,
mit einer Mehrzahl von ersten Rohrkörpern (5), welche thermisch an die ther- moelektrischen Module (2) gekoppelt sind und von einem ersten Fluid (F-i) durchströmbar sind,  with a plurality of first tubular bodies (5), which are thermally coupled to the thermoelectric modules (2) and can be traversed by a first fluid (F-i),
mit einer Mehrzahl von zweiten Rohrkörpern (7), welche thermisch an die thermoelektrischen Module (2) gekoppelt sind und von einem zweiten Fluid (F2) durchströmbar sind, with a plurality of second tubular bodies (7), which are thermally coupled to the thermoelectric modules (2) and can be traversed by a second fluid (F 2 ),
wobei die ersten Rohrkörper (5) sich in einem Querschnitt senkrecht zur Stapelrichtung (S) quer zu den zweiten Rohrkörpern (7) erstrecken.  wherein the first tubular bodies (5) extend transversely to the second tubular bodies (7) in a cross section perpendicular to the stacking direction (S).
2. Thermoelektrische Vorrichtung nach Anspruch 1 , 2. Thermoelectric device according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die ersten und zweiten Rohrkörper (5, 7) längsförmig ausgebildet sind, wobei sich eine Längserstreckungsrichtung (L-ι) der ersten Rohrkörper (5) quer zu einer Längserstreckungsrichtung (L2) der zweiten Rohrkörper (7) erstreckt. the first and second tubular bodies (5, 7) are longitudinally formed, wherein a longitudinal extension direction (L-ι) of the first tubular body (5) extends transversely to a longitudinal direction (L 2 ) of the second tubular body (7).
3. Thermoelektrische Vorrichtung nach Anspruch 2, 3. Thermoelectric device according to claim 2,
dadurch gekennzeichnet, dass entlang der ersten Längserstreckungsrichtung (L-ι) wenigstens zwei zweite Rohrkörper (7), vorzugsweise eine Mehrzahl von zweiten Rohrkörpern (7), benachbart zueinander angeordnet sind. characterized in that along the first longitudinal extension direction (L-ι) at least two second tubular body (7), preferably a plurality of second tubular bodies (7) are arranged adjacent to each other.
4. Thermoelektrische Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, 4. Thermoelectric device according to claim 2 or 3,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
durch die erste und die zweite Längserstreckungsrichtung (L-i , L2) eine Rohrkörper-Ebene (E, E-i , E2) definiert ist, die sich senkrecht zur Stapelrichtung (S) erstreckt und in welcher die wenigstens zwei zweiten Rohrkörper (7) angeordnet sind. is defined by the first and the second longitudinal extension direction (Li, L 2 ) a tube body level (E, Ei, E 2 ) which extends perpendicular to the stacking direction (S) and in which the at least two second tubular body (7) are arranged ,
5. Thermoelektrische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, 5. Thermoelectric device according to one of claims 2 to 4,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
entlang der Stapelrichtung (S) im Abstand zueinander wenigstens zwei Rohrkörper-Ebenen (E-i , E2) mit jeweils wenigstens zwei zweiten Rohrkörpern (7) angeordnet sind. along the stacking direction (S) at a distance from each other at least two pipe body levels (Ei, E 2 ) are arranged with at least two second tubular bodies (7).
6. Thermoelektrische Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass 6. Thermoelectric device according to one of the preceding claims, characterized in that
die thermoelektrischen Module (2) jeweils eine Heißseite (3) aufweisen, die thermisch mit wenigstens einem ersten Rohrkörper (5) verbunden ist, und eine Kaltseite (4) aufweisen, die thermisch mit wenigstens einem zweiten Rohrkörper (7) verbunden ist, oder umgekehrt.  the thermoelectric modules (2) each have a hot side (3) thermally connected to at least one first tubular body (5) and a cold side (4) thermally connected to at least one second tubular body (7), or vice versa ,
7. Thermoelektrische Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass 7. Thermoelectric device according to one of the preceding claims, characterized in that
in der Stapelrichtung (S) zwischen zwei benachbarten thermoelektrischen Modulen (2) jeweils ein erster Rohrkörper (5) oder ein zweiter Rohrkörper (7) angeordnet ist, wobei sich entlang der Stapelrichtung (S) jeweils ein erster Rohrkörper (5) und ein zweiter Rohrkörper (7) abwechseln. in the stacking direction (S) between two adjacent thermoelectric modules (2) in each case a first tubular body (5) or a second tubular body (7) is arranged, wherein in each case a first tubular body (5) and a second tubular body (7) alternate along the stacking direction (S).
8. Thermoelektrische Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass 8. Thermoelectric device according to one of the preceding claims, characterized in that
die ersten Rohrkörper (5) endseitig in einen gemeinsamen ersten Fluidvertei- ler (1 1 a) zum Verteilen des ersten Fluids (F-i) auf die ersten Rohrkörper (5) und in einen gemeinsamen ersten Fluidsammler (13a) zum Sammeln des ersten Fluids (F-i) nach dem Durchströmen der ersten Rohrkörper (5) münden, wobei der erste Fluidverteiler (1 1 a) und der erste Fluidsammler (13a) vorzugsweise in dem Querschnitt senkrecht zur Stapelrichtung (S) einander gegenüberliegen.  the first tubular bodies (5) end in a common first Fluidvertei- ler (1 1 a) for distributing the first fluid (Fi) on the first tubular body (5) and in a common first fluid collector (13a) for collecting the first fluid (Fi ) after flowing through the first tubular body (5) open, wherein the first fluid distributor (1 1 a) and the first fluid collector (13a) preferably in the cross section perpendicular to the stacking direction (S) face each other.
9. Thermoelektrische Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass 9. Thermoelectric device according to one of the preceding claims, characterized in that
die zweiten Rohrkörper (7) endseitig in einen gemeinsamen zweiten Fluidverteiler (1 1 b) zum Verteilen des zweiten Fluids (F2) auf die zweiten Rohrkörper (7) und in einen gemeinsamen zweiten Fluidsammler (13b) zum Sammeln des zweiten Fluids (F2) nach dem Durchströmen der zweiten Rohrkörper (7) münden, the second tubular body (7) ends in a common second fluid distributor (1 1 b) for distributing the second fluid (F 2 ) on the second tubular body (7) and in a common second fluid collector (13b) for collecting the second fluid (F 2 ) after flowing through the second tubular body (7),
wobei der zweite Fluidverteiler (1 1 b) und der zweite Fluidsammler (13b) vorzugsweise in dem Querschnitt senkrecht zur Stapelrichtung (S) einander gegenüberliegen.  wherein the second fluid distributor (1 1 b) and the second fluid collector (13 b) preferably in the cross section perpendicular to the stacking direction (S) face each other.
10. Thermoelektrische Vorrichtung nach Anspruch 9, 10. Thermoelectric device according to claim 9,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die beiden Fluidverteiler (1 1 a, 1 1 b) in dem Querschnitt senkrecht zur Stapelrichtung (S) im Wesentlichen um 90° versetzt zueinander angeordnet sind, und/oder dass die beiden Fluidsannnnler (13a, 13b) in dem Querschnitt senkrecht zur Stapelrichtung (S) im Wesentlichen um 90° versetzt zueinander angeordnet sind. the two fluid distributors (1 1 a, 1 1 b) in the cross section perpendicular to the stacking direction (S) are arranged substantially offset by 90 ° to each other, and / or that the two fluid cannisters (13a, 13b) are arranged offset in the cross section perpendicular to the stacking direction (S) substantially at 90 ° to one another.
1 1 . Thermoelektrische Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, 1 1. Thermoelectric device according to claim 9 or 10,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
der erste Fluidverteiler (1 1 a) und der erste Fluidsammler (13a) als Gleichteile ausgebildet sind, und/oder dass  the first fluid distributor (1 1 a) and the first fluid collector (13 a) are formed as equal parts, and / or that
der zweite Fluidverteiler (1 1 b) und der zweite Fluidsammler (13b) als Gleichteile ausgebildet sind.  the second fluid distributor (1 1 b) and the second fluid collector (13 b) are formed as equal parts.
12. Thermoelektrische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 1 1 , 12. Thermoelectric device according to one of claims 9 to 1 1,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
wenigstens ein Fluidverteiler (1 1 a, 1 1 b) und/oder wenigstens ein Fluidsammler (13a, 13b) haubenartig oder domartig mit jeweils einer runden Durchgangsöffnung (19) zum Durchströmen mit dem ersten oder zweiten Fluid (F-i , F2) ausgebildet sind. at least one fluid distributor (1 1 a, 1 1 b) and / or at least one fluid collector (13 a, 13 b) hood-like or dome-shaped, each with a round passage opening (19) for flowing through with the first or second fluid (Fi, F 2 ) are formed ,
13. Thermoelektrische Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass 13. Thermoelectric device according to one of the preceding claims, characterized in that
wenigstens zwei erste Rohrkörper (5), vorzugsweise alle ersten Rohrkörper (5), an wenigstens einem ihrer beiden Längsenden (12a, 12b) mittels eines gemeinsamen ersten Bodens (15a, 15b) miteinander verbunden sind, und/oder dass  at least two first tubular bodies (5), preferably all first tubular bodies (5), are connected to one another at least at one of their two longitudinal ends (12a, 12b) by means of a common first floor (15a, 15b), and / or
wenigstens zwei zweite Rohrkörper (7), vorzugsweise alle zweiten Rohrkörper (7), an wenigstens einem ihrer beiden Längsenden (12a, 12b) mittels eines gemeinsamen zweiten Bodens (16a, 16b) miteinander verbunden sind.  at least two second tubular body (7), preferably all second tubular body (7), at least one of its two longitudinal ends (12a, 12b) by means of a common second bottom (16a, 16b) are interconnected.
14. Thermoelektrische Vorrichtung nach Anspruch 13, 14. Thermoelectric device according to claim 13,
dadurch gekennzeichnet, dass in dem wenigstens einen ersten Boden (15a, 15b) für die ersten Rohrkörper (5) jeweils ein erster Durchbruch (17) vorgesehen ist, in welchen ein jeweiliger erste Rohrkörper (5) mündet, und/oder dass characterized in that in which at least one first bottom (15a, 15b) for the first tubular body (5) is provided in each case a first opening (17) into which a respective first tubular body (5) opens, and / or
in dem wenigstens einen zweiten Boden (16a, 16b) für jeden zweiten Rohrkörper jeweils ein zweiter Durchbruch (18) vorgesehen ist, in welchen ein jeweiliger zweiter Rohrkörper (7) mündet.  in which at least one second bottom (16a, 16b) is provided for each second tubular body in each case a second opening (18), in which a respective second tubular body (7) opens.
15. Thermoelektrische Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass 15. Thermoelectric device according to one of the preceding claims, characterized in that
die ersten und/oder zweiten Rohrkörper (5, 7) als Flachrohre ausgebildet sind,  the first and / or second tubular bodies (5, 7) are designed as flat tubes,
deren entlang der Stapelrichtung (S) gemessene Rohrkörper-Höhe (h-ι, h2) höchstens ein Fünftel, vorzugsweise höchstens ein Zehntel, einer entlang einer ersten bzw. zweiten Quererstreckungsrichtung (Q-i, Q2) der ersten bzw. zweiten Rohrkörper (5, 7) gemessenen Rohrkörper-Breite (b-ι, b2) beträgt. their tube body height (h- 1 , h 2 ) measured along the stacking direction (S) is at most one fifth, preferably at most one tenth, one along a first or second transverse extension direction (Qi, Q 2 ) of the first and second tubular bodies (5 , 7) measured pipe body width (b-ι, b 2 ) is.
16. Thermoelektrische Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass 16. Thermoelectric device according to one of the preceding claims, characterized in that
die thermoelektrische Vorrichtung (1 ) entlang der Stapelrichtung (S) von einer ersten und einer zweiten Deckplatte (20a, 20b) begrenzt ist, die einander in Stapelrichtung (S) gegenüberliegen,  the thermoelectric device (1) is delimited along the stacking direction (S) by a first and a second cover plate (20a, 20b) which lie opposite one another in the stacking direction (S),
die beiden Deckplatten (20a, 20b) mittels Gewindestangen (21 ), die sich entlang der Stapelrichtung (S) erstrecken, aneinander fixiert sind,  the two cover plates (20a, 20b) are fixed to one another by means of threaded rods (21) which extend along the stacking direction (S),
zwischen der ersten Deckplatte (20a) und dem der ersten Deckplatte (20a) in Stapelrichtung (S) benachbarten ersten Rohrkörper (5*) eine Vorspanneinrichtung (22) vorgesehen ist, welche die ersten und zweiten Rohrkörper (5, 7) sowie die zwischen den Rohrkörpern (5, 7) angeordneten thermoelektrischen Module (2) zur zweiten Deckplatte (20b) hin vorspannt. between the first cover plate (20a) and the first tube body (5 * ) adjacent to the first cover plate (20a) in the stacking direction (S) is provided a biasing device (22) which connects the first and second tube bodies (5, 7) and between the first Tubular bodies (5, 7) arranged thermoelectric modules (2) to the second cover plate (20b) biasing out.
17. Thermoelektrische Vorrichtung nach Anspruch 16, 17. A thermoelectric device according to claim 16,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Vorspanneinrichtung (22) federelastische Elemente (23), vorzugsweise Spiralfedern, umfasst.  the biasing means (22) comprises resilient elements (23), preferably helical springs.
18. Thermoelektrische nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 18. Thermoelectric according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die thermoelektrische Vorrichtung (1 ) ein Gehäuse (24) umfasst, welches einen fluidisch von den ersten und zweiten Rohrkörpern (5, 7) getrennten Gehäuseinnenraum (25) begrenzt, welcher, vorzugsweise über einen am Gehäuse (24) ausgebildeten Befüll-Stutzen (26), mit einem Inertgas befüllbar ist.  the thermoelectric device (1) comprises a housing (24) which delimits a housing interior (25), which is fluidly separated from the first and second tubular bodies (5, 7) and which preferably has a filling connection (26) formed on the housing (24) ), with an inert gas can be filled.
19. Thermoelektrische nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 19. Thermoelectric according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
zumindest ein erster und/oder zweiter Rohrkörper (5, 7) in einem Querschnitt senkrecht zur ersten bzw. zweiten Längsrichtung (L-ι , L2) als zweiteiliges Flachrohr (29) mit einem ersten und einem zweiten Teil (27a, 27b) ausgebildet ist. at least one first and / or second tubular body (5, 7) in a cross section perpendicular to the first or second longitudinal direction (L-ι, L 2 ) as a two-part flat tube (29) with a first and a second part (27a, 27b) is formed is.
20. Thermoelektrische nach Anspruch 19, 20. Thermoelectric according to claim 19,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
der zumindest eine erste und/oder zweite Rohrkörpers (5, 7) in dem Querschnitt senkrecht zur ersten bzw. zweiten Längsrichtung (L-i , L2) zwei Breitseiten (27a, 27b) und zwei Schmalseiten (28a, 28b) aufweist, the at least one first and / or second tubular body (5, 7) has two broad sides (27a, 27b) and two narrow sides (28a, 28b) in the cross section perpendicular to the first or second longitudinal direction (Li, L 2 ),
das Flachrohr (29) ein erstes Rohrteil (30a) und ein zweites Rohrteil (30b) umfasst, wobei das erste Rohrteil (30a) eine erste Breitseite (27a) und beide Schmalseiten (28a, 28b) ausbildet.  the flat tube (29) comprises a first tube part (30a) and a second tube part (30b), wherein the first tube part (30a) forms a first broad side (27a) and both narrow sides (28a, 28b).
21 . Thermoelektrische nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass 21. Thermoelectric according to claim 20, characterized in that
das erste Rohrteil (30a) eine die erste Breitseite (27a) ausbildende erste Breitseiten-Gehäusewand (31 a) und zwei zum zweiten Rohrteil (30b) hin abstehende Schmalseiten-Gehäusewände (32a, 32b) umfasst,  the first pipe part (30a) comprises a first broadside housing wall (31a) forming the first broad side (27a) and two narrow side housing walls (32a, 32b) projecting towards the second pipe part (30b),
das zweite Rohrteil (30b) eine zweite Breitseiten-Gehäusewand (31 b) umfasst, welche eine zweite Breitseite 27b ausbildet.  the second tube part (30b) comprises a second broadside housing wall (31b) which forms a second broad side 27b.
22. Thermoelektrische nach Anspruch 21 , 22. Thermoelectric according to claim 21,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
von den beiden Breitseiten-Gehäusewänden (31 a, 31 b) jeweils rippenartig ausgebildete Fortsätze (33a, 33b) abstehen, die sich im Wesentlichen parallel zu den Schmalseiten-Gehäusewänden (32a, 32b) erstrecken,  protrude from the two wide-side housing walls (31 a, 31 b) each rib-like projections (33 a, 33 b) which extend substantially parallel to the narrow-side housing walls (32 a, 32 b),
wobei die beiden Rohrteile (30a, 30b) einen Innenraum (36) begrenzen, der von den Fortsätzen (33a, 33b) in mehrere Fluidkanäle (37) unterteilt wird.  wherein the two tube parts (30a, 30b) delimit an internal space (36) which is subdivided by the extensions (33a, 33b) into a plurality of fluid channels (37).
23. Thermoelektrische nach Anspruch 19, 23. Thermoelectric according to claim 19,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
das erste Rohrteil (30a) eine Außenstruktur (34) umfasst, deren zwei Breitseiten (27a, 27b) und zwei Schmalseiten (28a, 28b) einen Innenraum (36) begrenzen,  the first tube part (30a) comprises an outer structure (34) whose two broad sides (27a, 27b) and two narrow sides (28a, 28b) delimit an inner space (36),
im Innenraum (36) eine wellenförmig ausgebildete Innenstruktur (35) angeordnet ist, welche den Innenraum (36) in mehrere Fluidkanäle (37) unterteilt, sich die Innenstruktur (35) an der Außenstruktur (34) abstützt.  in the interior (36) a wave-shaped inner structure (35) is arranged, which divides the inner space (36) into a plurality of fluid channels (37), the inner structure (35) on the outer structure (34) is supported.
PCT/EP2016/078682 2015-11-25 2016-11-24 Thermo-electric device, in particular thermo-electric generator WO2017089462A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015223353.7A DE102015223353A1 (en) 2015-11-25 2015-11-25 Thermoelectric device, in particular thermoelectric generator
DE102015223353.7 2015-11-25

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017089462A1 true WO2017089462A1 (en) 2017-06-01

Family

ID=57394577

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2016/078682 WO2017089462A1 (en) 2015-11-25 2016-11-24 Thermo-electric device, in particular thermo-electric generator

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102015223353A1 (en)
WO (1) WO2017089462A1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1539322A1 (en) 1966-05-17 1969-09-18 Siemens Ag Manufacturing process for a thermoelectric device
DE3913135A1 (en) * 1989-04-21 1990-10-25 Deg Engineering Gmbh Cooling of hot vapour charged with harmful materials - on walls of plate heat exchanger with internally flowing coolant
WO2007026432A1 (en) * 2005-08-31 2007-03-08 Hitachi, Ltd. Egr gas power generator
DE102006057662A1 (en) * 2006-12-07 2008-06-12 Bayerische Motoren Werke Ag Vehicle, has combustion engine and thermoelectric generator and heat exchanger has heating elements, which are arranged in exhaust gas channel of combustion engine and is pass or flow through exhaust gas
DE102009013535A1 (en) * 2009-03-19 2010-09-23 Behr Gmbh & Co. Kg Thermoelectric generator for generating electrical energy for heat energy from e.g. internal combustion engine of motor vehicle, has circular or oval pipe transmitting hot or cold medium along heat transmission path
DE102012222635A1 (en) * 2012-12-10 2014-06-12 Behr Gmbh & Co. Kg Heat exchanger, in particular for a motor vehicle
DE102014114185A1 (en) * 2013-12-18 2015-06-18 Hyundai Motor Company Heat exchanger with thermoelectric elements

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011118375A1 (en) * 2011-11-11 2013-05-16 Friedrich Boysen Gmbh & Co. Kg Device for converting thermal energy into electrical energy

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1539322A1 (en) 1966-05-17 1969-09-18 Siemens Ag Manufacturing process for a thermoelectric device
DE3913135A1 (en) * 1989-04-21 1990-10-25 Deg Engineering Gmbh Cooling of hot vapour charged with harmful materials - on walls of plate heat exchanger with internally flowing coolant
WO2007026432A1 (en) * 2005-08-31 2007-03-08 Hitachi, Ltd. Egr gas power generator
DE102006057662A1 (en) * 2006-12-07 2008-06-12 Bayerische Motoren Werke Ag Vehicle, has combustion engine and thermoelectric generator and heat exchanger has heating elements, which are arranged in exhaust gas channel of combustion engine and is pass or flow through exhaust gas
DE102009013535A1 (en) * 2009-03-19 2010-09-23 Behr Gmbh & Co. Kg Thermoelectric generator for generating electrical energy for heat energy from e.g. internal combustion engine of motor vehicle, has circular or oval pipe transmitting hot or cold medium along heat transmission path
DE102012222635A1 (en) * 2012-12-10 2014-06-12 Behr Gmbh & Co. Kg Heat exchanger, in particular for a motor vehicle
DE102014114185A1 (en) * 2013-12-18 2015-06-18 Hyundai Motor Company Heat exchanger with thermoelectric elements

Also Published As

Publication number Publication date
DE102015223353A1 (en) 2017-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2865023B1 (en) Thermoelectric module, heat exchanger, exhaust gas system and internal combustion engine
DE102012207612B4 (en) heat exchangers
WO2011006978A1 (en) Thermoelectric device comprising tube bundles
DE102014202542A1 (en) Cooling device, in particular for a battery of a motor vehicle
DE19927607A1 (en) Charging air cooler for vehicle engine has air entry end exit pipes coupled via stack of flat rectangular pipe sections enclosed by housing mantle through which cooling medium is passed
EP2697486A2 (en) Device having a heat exchanger for a thermoelectric generator of a motor vehicle
DE102012217870A1 (en) Heat exchanger
WO2016193453A1 (en) Thermoelectric generator for converting heat of a hot gas flow into electric energy
DE102013112911A1 (en) Thermoelectric generator apparatus and method of manufacturing a thermoelectric generator apparatus
WO2019006483A1 (en) Rechargeable battery
DE102017114330A1 (en) Battery assembly and method for cooling a battery assembly
EP2700795B1 (en) Heat transfer assembly
DE102014219853A1 (en) Thermoelectric generator
EP0405078B1 (en) Evaporative heat exchanger
WO2017037027A1 (en) Heat storage device and method for operating a heat storage device
DE102013222130A1 (en) Heat exchanger
DE102010013467A1 (en) Tempering element for use in tempering device for e.g. hybrid car, has heat conductive layers arranged between Peltier element layers, where electric current causes tempering of conductive layers based on Peltier effect
WO2017089462A1 (en) Thermo-electric device, in particular thermo-electric generator
EP0541927A1 (en) Evaporative heat exchanger
DE102015115054A1 (en) Thermoelectric generator device
DE19707648B4 (en) Parallel flow heat exchanger with plate stack construction
DE102004011354A1 (en) Apparatus for exchanging heat and method for producing such a device
DE102016223703A1 (en) Heat exchanger, in particular exhaust gas heat exchanger, for a motor vehicle
WO2017097634A1 (en) Heat exchanger, particularly for a motor vehicle, comprising flexible fluid lines and holding structure
DE202016106782U1 (en) Heat transfer device

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16801216

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

DPE1 Request for preliminary examination filed after expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16801216

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1