[发明专利]用于内燃发动机排气系统的热电发电机

说明书

一种用于内燃发动机排气系统的热电发电机(1)，其具有：设有管道(7)的至少一个供给元件(6)，该管道(7)适合于由排出气体流过并且具有至少一个第一热交换壁(10)；前壁(18)，其垂直于管道(7)且具有中央入口开口(8)；后壁(19)，其垂直于管道(7)并具有中央出口开口(9)；至少一个冷却元件(11)，其具有至少一个第二热交换壁(12)；和至少一个热电单元(5)，其插入在管道(7)和冷却元件(11)之间，并具有贴靠在第一热交换壁(10)上的热侧和贴靠在第二热交换壁(12)上的冷侧。

优先权要求

本申请要求于2017年5月16日提交的意大利专利申请第102017000052891号的优先权，其公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及用于内燃发动机排气系统的热电发电机(也被称为“TEG”)。

背景技术

在不断寻求提高内燃发动机效率的过程中，最近提出了利用由排出气体所拥有的部分热量(否则其将通过排气系统完全散发在大气中)以通过使用热电(thermoelectric)单元来产生电力。

因此已经提出沿着排气系统配置热电发电机，所述热电发电机设置有多个固态热电单元，每个固态热电单元具有热侧(所述热侧取决于其中布置有热电发电器的排气系统的面积可具有250-750℃的温度)和冷侧(与热侧相对)，所述热侧暴露于排出气体以被排出气体加热，而所述冷侧由冷却流体恒定地冷却(所述冷却流体与排出气体严格地隔离，并且通常由也通过散热器循环而将热量传递到外部环境的水构成)。

当在其热侧和其冷侧之间存在温差时，固态热电单元能够将热量转换为电能(通过塞贝克效应(Seebeck effect))。通过确保热电单元的冷侧温度保持充分低于热侧的温度来保证产生电力的有效性，因此必须提供冷侧的恒定冷却。

通过实例的方式，专利申请WO2011107282，US2011083831A1，EP2765285A1，US2014305481A1，US2015128590A1和US2016155922A1描述了用于内燃发动机排气系统的热电发电机。

专利申请DE102011005206A1和EP2498309A1也描述了用于内燃发动机排气系统的热电发电机。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于内燃发动机排气系统的热电发电机，其中所述热电发电机允许在产生电能的过程中实现高的能量效率，并且同时容易地且便宜地制造。

根据本发明，提供一种用于内燃发动机排气系统的热电发电机；该热电发电机包括：

至少一个供给元件，该供给元件设置有至少一个管道，所述管道设计成由排出气体流过、沿供给方向在入口开口和出口开口之间延伸并且具有至少一个平行于供给方向的第一热交换壁；

至少一个冷却元件，其设计成用于移除热量、靠近管道并具有至少一个平行于第一热交换壁的第二热交换壁；以及

至少一个热电单元，所述至少一个热电单元介于管道和冷却元件之间并且具有贴靠在第一热交换壁上的热侧和贴靠在第二热交换壁上的冷侧；

其中供给元件包括前壁，前壁刚性地与管道成一体、垂直于管道和第一热交换壁并且具有中央入口开口；以及

其中供给元件包括后壁，后壁刚性地与管道成一体、垂直于管道和第一热交换壁、与前壁平行并且具有中央出口开口；

该热电发电机的特征在于，当两个供给元件(6)叠加时，供给元件的前壁的或后壁的上边缘或下边缘被外展以便提供机械互锁。

附图说明

现在将参照示出非限制性实施例的实例的附图来描述本发明，其中：