[发明专利]车辆的热电发电机

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年12月15日提交的韩国专利申请第10-20110135138号的优先权，该申请的全部内容结合于此用于通过该引用的所有目的。

技术领域

本发明涉及一种车辆的热电发电机，更特别地涉及一种车辆的热电发电机，其使用汽车废气的热量来产生电力。

背景技术

热电元件为利用热电现象的元件，其中通过将元件两端之间的温差转化为电力而将热能转化为电能，或者其中通过使电力经过元件并通过引起两端的温差而将电能转化为热能。这种热电元件在小规模的冷却、加热或发电设备中使用。

当热电元件在小规模发电设备中使用时，其称为热电发电设备或热电发电机。该设备主要用于无线通讯设备、宇宙飞船和核动力潜艇的供电单元中以及用于安装于车辆的排气系统中的热电发电机中。

图1为示出了车辆的热电发电机的横截面图。

如所示，安装于车辆的排气系统中的热电发电机10包括：六边形废热回收设备40、冷却设备30和多个热电模块20，高温废气经过所述六边形废热回收设备40；所述冷却设备30安装于所述废热回收设备40的外部，且冷却剂经过所述冷却设备30的内部；所述多个热电模块20与所述废热回收设备40的外部和所述冷却设备30的内部接触，以利用两端之间的温差来产生电力。

在废热回收设备40内，高温废气行进并将热能传送至热电模块20。在冷却设备30内形成冷却管，所述冷却管增加了与废热回收设备40接触的热电模块20的内部和与冷却设备30接触的热电模块20的外部之间的温差。当热电模块20的内部和外部之间的温差增加时，安装于车辆的排气系统中的热电发电机的效率增加。

为了在热电发电机中产生大量电力，即为了增加热电发电效率，废气的热能必须被有效传送至热电模块。然而，在车辆的传统热电发电机中，废气的热能未充分传送至高温构件，因此废气的热能的回收率下降，因此热电发电机的热电效率下降。

而且，在车辆的传统热电发电机中，尽管冷却设备30占据较大区域，但热交换面积较小，因此热传送率相比于尺寸较低，且热电产生效率较低。

公开于该发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的各个方面旨在提供一种车辆的小型热电发电机，其具有改进的热电产生效率。

在本发明的一个方面，一种车辆的热电发电机可包括高温构件、低温构件和环形热电模块；所述高温构件具有排气管、环形第一传热板，高温废气经过所述排气管，其中所述排气管通过与废气的热交换过程而被加热，所述环形第一传热板配备有第一凸缘，该第一凸缘安装于所述排气管的外壁上并沿着所述排气管的纵向方向形成；所述低温构件具有第一冷却剂管和环形第二传热板，所述第一冷却剂管包围所述排气管的外壁，在所述第一冷却剂管与所述排气管的外壁之间具有预定空间，冷却剂在所述第一冷却剂管的内部行进，所述环形第二传热板安装于所述第一冷却剂管的内部，第二凸缘在所述环形第二传热板上沿着所述第一冷却剂管的纵向方向延伸；所述环形热电模块通过接合P形半导体和N形半导体而形成，且所述环形热电模块中的每一个的一侧与所述第一传热板接触，所述环形热电模块中的每一个的另一侧与所述第二传热板接触，以通过利用由两侧之间的温差所引起的热电现象来产生电力。

所述发电机还可包括旁通管、旁通阀、弹性构件和传热网，所述旁通管以预定间隙安装于所述排气管的内部，且废气绕过所述旁通管；所述旁通阀安装于所述旁通管的端部，以根据废气来打开和关闭所述旁通管；所述弹性构件弹性地支承所述旁通阀以抵着所述旁通管的端部；所述传热网安装于所述排气管与所述旁通管之间，以将热能从废气传送至所述排气管。

所述第一冷却剂管还可包括冷却剂入口、冷却剂出口和多个环形挡板，所述冷却剂入口在所述第一冷却剂管的下部形成；所述冷却剂出口在所述冷却剂入口的对角线方向上在所述第一冷却剂管的上部形成，冷却剂通过所述冷却剂出口流出；所述多个环形挡板安装于所述第一冷却剂管的内部，并在两个相对方向上形成冷却剂路径；其中所述多个环形挡板均可具有一个开放端部，且开放端部以固定角度设置。

所述发电机还可包括第二冷却剂管，所述第二冷却剂管以预定间隙设置于所述第一冷却剂管的内部，并与所述环形第二传热板的第二凸缘接触，其中冷却剂在所述第一冷却剂管与所述第二冷却剂管之间流动。