[发明专利]具有集成的预张紧的支承结构的热电发电机

说明书

背景技术

为了利用比如内燃发动机的热能，已知使用热电发电机。比如公开文献DE 10 2006 057 662 A1涉及一种具有热电发电机的机动车，对于该发电机来说热源和散热器在其纵向延伸中彼此垂直地以堆的形式来布置，其中热电的元件处于各个热源与散热器之间。热源和散热器由多个导热的管子来构成，其中所述热电发电机元件集成在所述管子之间。

尤其在与内燃机一起使用时出现剧烈的温度波动，所述剧烈的温度波动对发电机元件与导引介质的管子之间的机械的连接产生不利的影响。细微的缝隙也会明显降低发电机元件的效率，因为其效率在很大程度上取决于温度差并且较细的气隙也引起显著的热阻抗。

因此已知这样的技术方案，即从外面向管子和热敏元件施加径向的弹力，以便将发电机挤压到所述管子上。在径向上向外延伸的、在周围围绕着管子和发电机元件来布置的弹簧元件原则上不适合于也插入到所述管子或者说发电机元件之间的内部，因为已知的弹簧元件和装置必要时产生较高的热阻抗。迄今已知的具有在径向上起作用的弹簧元件的热电发电机因此具有相应的构造，对于所述构造来说首先散热器、热源和发电机元件彼此集成在一起并且弹簧元件仅仅从外面作用于所集成的结构，所集成的结构则通过外面环绕的支架得到支撑。

这样的结构在文献US 2005/0172993 A1中得到描述，对于该专利文件来说排气管形成中心，围绕着该中心布置有热电的元件，在所述热电的元件上又直接布置了散热器。弹簧元件仅仅由外面的环绕的带子构成，该带子在内侧面上承载有弹簧弹性的垫片，所述散热器的外表面与所述垫片相连接。这种弹簧结构将换热器结构限制到同心的构造上，对于该同心的构造来说只能向外面的层施加弹力。将外面的弹力传递到所述发电机的内部，这没有为内部的组件提供所期望的机械的稳定性。

按现有技术的热电发电机由此在其集成度方面局限于单层的同心的结构。已知的弹簧结构不适合于较高的温差或者温度变化，因为大量的发电机元件尤其内部的发电机元件在温差很大时会通过由热引起的缝隙而改变其热耦合（W?rmeankopplung），而无法通过弹簧作用来对此进行补偿，因为通常布置的弹簧元件设置了较高的热阻抗。

发明内容

按本发明的热电发电机能够实现任意的集成度，而不会向处于里面的发电机元件施加不足的弹力。所述按本发明的装置尤其能够实现所述发电机元件及所属的管子（用作集热源或者散热器）的预应力，所述预应力不取决于相应的发电机元件的在热电发电机中的位置。如上面所说明的一样，按本发明的弹簧元件装置仅仅允许向处于外面的元件施加弹力，其中进一步靠里的发电机元件没有受到足够的弹力，以便在温度变化时或者振动时保持与散热器或者热源之间的接触。不过，所述按本发明的结构能够将任意多个管子和发电机元件合并为一台紧凑的发电机，由此可以自动地明显提高比表面、集成密度或者关于发电机体积也明显提高发电机功率。同时，所述按本发明的装置可以设有简单的机构，尤其没有围绕着本来的发电机集中的弹簧元件及支撑结构，所述弹簧元件及支撑结构形成用于整个弹力的支座。所述按本发明的装置允许以节省位置空间的方式集成相应的元件，所述元件在较宽的温度范围内将所述发电机元件挤压到相应的管子上。尤其由此相对于现有技术在功率保持相同（或者功率提高）的情况下减小发电机的周长。