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図面 (5)

課題・解決手段

本発明は、互いに金属ブリッジ(29)を介して電気的に接続するpドープ半導体脚(27)及びnドープ半導体脚(28)をそれぞれ有する複数の脚対(26)と、少なくとも1つの絶縁セラミックプレート(30)とを含む、熱エネルギー電気エネルギーに変換するための熱電モジュール(13)に関し、該絶縁セラミックプレート(30)は熱電モジュール(13)の高温側(18)又は低温側(19)に配置され、これらの側(18,19)と接続する金属ブリッジ(29)に対して平らに配置され、それらの上に固定されている。熱電モジュール(13)の圧力安定性は、それぞれのセラミックプレート(30)が分割される場合に改善され得る。従って、複数のセラミックプレートセグメント(31)は互いに並んで配置され、それぞれ複数の金属ブリッジ(29)に対して平らに配置され、それらに固定される。

概要

背景

熱電モジュールは、いわゆるゼーベック効果を用いることで熱流電流に変換できる。ここで、ゼーベック効果とは、ペルティエ効果の逆に基づく。従って、そのような熱電モジュールは、熱の回収、又は熱から電気エネルギーの抽出に用いられることが可能であり、よって、内燃機関及び車両のエネルギー効率を改善するために、好ましくは自動車における内燃機関の排気システムに用いられ得る。

詳細に、熱電モジュールは、通常、pドープ半導体脚及びnドープ半導体脚をそれぞれ含む複数の脚の対を備え、該半導体脚の対は、金属ブリッジを介して互いに電気的に接触している。また、脚の対は、以下では脚対と呼ばれ得る。それぞれの脚対において、熱エネルギーから電気エネルギーへの変換が起こる。さらに、それぞれの熱電モジュールは、電気エネルギーがタップオフされ得る一つの正極のみ、及び一つの負極のみを有するように、複数の脚対は、それぞれの熱電モジュール内で好ましくは連続して切り替えられる。この場合における脚対の相互接続は、特に金属ブリッジを介して起こり得る。

さらに、熱電モジュールは、熱電モジュールを通る熱流を生成するために、温度差が適用される高温側及び低温側を含み、そこで熱流が電流に変換され得る。通常、そのような熱電モジュールにおける低温側及び高温側は、それぞれ、金属ブリッジが表面に設けられ且つ固定された絶縁セラミックプレートにより形成される。

熱交換器内で、例えば排気システムの排気ガス等の加熱流体運ぶ加熱管、及び例えば冷却回路冷媒等の冷却流体を運ぶ冷却管を、そのような熱電モジュール又は熱伝達方法のためのモジュールの高温側又は低温側につなぐために、熱電モジュールに対してそれぞれの管を押し付けるための前負荷を生成することが熱伝達を改善するのに有利である。

熱電モジュールのセラミックプレートは高い曲げ剛性を有し、比較的に壊れやすいため、セラミックプレートにおける圧力ピーク及び力ピークを避けるために、プロセスにおいて製造ばらつきを十分に管理しなければならない。これに関する熱交換器の生産の際に必要とされる努力は比較的大きい。

概要

本発明は、互いに金属ブリッジ(29)を介して電気的に接続するpドープ半導体脚(27)及びnドープ半導体脚(28)をそれぞれ有する複数の脚対(26)と、少なくとも1つの絶縁セラミックプレート(30)とを含む、熱エネルギーを電気エネルギーに変換するための熱電モジュール(13)に関し、該絶縁セラミックプレート(30)は熱電モジュール(13)の高温側(18)又は低温側(19)に配置され、これらの側(18,19)と接続する金属ブリッジ(29)に対して平らに配置され、それらの上に固定されている。熱電モジュール(13)の圧力安定性は、それぞれのセラミックプレート(30)が分割される場合に改善され得る。従って、複数のセラミックプレートセグメント(31)は互いに並んで配置され、それぞれ複数の金属ブリッジ(29)に対して平らに配置され、それらに固定される。

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請求項1

熱エネルギー電気エネルギーに変換するための熱電モジュールであって、互いに金属ブリッジ(29)を介して電気的に接続するpドープ半導体脚(27)及びnドープ半導体脚(28)をそれぞれ有する複数の脚対(26)と、前記熱電モジュール(13)の高温側(18)又は低温側(19)に配置され、これらの側(18,19)と接続する前記金属ブリッジ(29)に対して平らに配置され且つ固定された少なくとも1つの絶縁セラミックプレート(30)とを含み、それぞれの前記セラミックプレート(30)は、複数のセラミックプレートセグメント(31)が互いに隣接して配置されるように分割され、該セラミックプレートセグメント(31)のそれぞれが複数の前記金属ブリッジ(29)に対して平らに配置され且つ固定されている、熱電モジュール。

請求項2

隣接する前記セラミックプレートセグメント(31)は、それらの接続部に沿って互いに接触することを特徴とする請求項1に記載の熱電モジュール。

請求項3

隣接する前記セラミックプレートセグメント(31)が互いに接触しないように、隣接する前記セラミックプレートセグメント(31)同士の間に間隙(32)がそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項1に記載の熱電モジュール。

請求項4

前記間隙(32)のそれぞれは、グラウト(33)により気密にシールされていることを特徴とする請求項3に記載の熱電モジュール。

請求項5

前記グラウト(33)として熱伝導性接着剤が用いられ、該熱伝導性接着剤は前記セラミックプレートセグメント(31)を前記金属ブリッジ(29)に固定するために用いられることを特徴とする請求項4に記載の熱電モジュール。

請求項6

前記グラウト(33)として流延材料が用いられ、該流延材料により各熱電モジュール(13)内の隣接する前記pドープ半導体脚(27)及びnドープ半導体脚(28)の中間空間(34)が充填されていることを特徴とする請求項4に記載の熱電モジュール。

請求項7

前記接続部又は前記間隙(32)のそれぞれが前記高温側(18)又は低温側(19)において隣接する前記金属ブリッジ(29)同士の間に形成された隙間(35)に対応して延びるように、前記セラミックプレートセグメント(31)は配置されていることを特徴とする請求項2〜6のいずれか1項に記載の熱電モジュール。

請求項8

前記脚対(26)は、前記高温側(18)又は低温側(19)のそれぞれにおいて前記金属ブリッジ(29)に対して直角格子構造が得られるように、前記熱電モジュール(13)内に規則的に配置され、前記セラミックプレートセグメント(31)は矩形状であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の熱電モジュール。

請求項9

前記高温側(18)及び低温側(19)の両方に分割されたセラミックプレート(30)が配置されていることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の熱電モジュール。

請求項10

加熱流体を案内するための少なくとも1つの加熱管(15)と、冷却流体を案内するための少なくとも1つの冷却管(16)と、少なくとも1つの請求項1〜9のいずれか1項に記載の熱電モジュール(13)とを備え、前記熱電モジュール(13)の前記高温側(18)が前記加熱管(15)に対向し、且つ、前記熱電モジュール(13)の前記低温側(19)が前記冷却管(16)に対向するように、前記熱電モジュール(13)が積層方向(17)において前記加熱管(15)と前記冷却管(16)との間に配置されている、熱交換器

請求項11

前記積層方向(17)における前記冷却管(16)と前記低温側(19)に配置された前記セラミックプレート(30)との間に熱伝達層(21)が配置されている、及び/又は、前記積層方向(17)における前記加熱管(15)と前記高温側(18)に配置された前記セラミックプレート(30)との間に熱伝達層(21)が配置されていることを特徴とする請求項10に記載の熱交換器。

請求項12

前記加熱管(15)又は冷却管(16)と、少なくとも1つの前記熱電モジュール(13)とは前記積層方向(17)において締結されていることを特徴とする請求項10又は11に記載の熱交換器。

請求項13

複数の前記加熱管(15)、複数の前記冷却管(16)及び複数の前記熱電モジュール(13)は、積層方向(17)において交互に積層されていることを特徴とする請求項10〜12のいずれか1項に記載の熱交換器。

請求項14

排気ライン(36)を備え、請求項10〜13のいずれか1項に記載の熱交換器(7)が組み込まれて、排気ライン(36)内を通る排気ガスが前記熱交換器(7)の少なくとも1つの前記加熱管(15)を流れる内燃機関のための排気システム

請求項15

複数の燃焼室(3)を含むエンジンブロック(2)と、前記燃焼室(3)からの排気ガスを排出するための排気システム(5)と、請求項10〜13のいずれか1項に記載の熱交換器(7)とを備え、前記熱交換器(7)は、前記排気ガスが少なくとも1つの前記加熱管(15)を流れ、且つ、冷却回路(6)の冷媒が少なくとも1つの前記冷却管(16)を流れるように、前記排気システム(5)及び前記冷却回路(6)に組み込まれている、特に自動車のための内燃機関。

技術分野

0001

本発明は、熱エネルギー電気エネルギーに変換するための熱電モジュールに関する。また、本発明は、少なくとも1つの上記熱電モジュールを有する熱交換器に関する。さらに、本発明は、上記熱交換器を備えた排気システム及び内燃機関に関する。

背景技術

0002

熱電モジュールは、いわゆるゼーベック効果を用いることで熱流電流に変換できる。ここで、ゼーベック効果とは、ペルティエ効果の逆に基づく。従って、そのような熱電モジュールは、熱の回収、又は熱から電気エネルギーの抽出に用いられることが可能であり、よって、内燃機関及び車両のエネルギー効率を改善するために、好ましくは自動車における内燃機関の排気システムに用いられ得る。

0003

詳細に、熱電モジュールは、通常、pドープ半導体脚及びnドープ半導体脚をそれぞれ含む複数の脚の対を備え、該半導体脚の対は、金属ブリッジを介して互いに電気的に接触している。また、脚の対は、以下では脚対と呼ばれ得る。それぞれの脚対において、熱エネルギーから電気エネルギーへの変換が起こる。さらに、それぞれの熱電モジュールは、電気エネルギーがタップオフされ得る一つの正極のみ、及び一つの負極のみを有するように、複数の脚対は、それぞれの熱電モジュール内で好ましくは連続して切り替えられる。この場合における脚対の相互接続は、特に金属ブリッジを介して起こり得る。

0004

さらに、熱電モジュールは、熱電モジュールを通る熱流を生成するために、温度差が適用される高温側及び低温側を含み、そこで熱流が電流に変換され得る。通常、そのような熱電モジュールにおける低温側及び高温側は、それぞれ、金属ブリッジが表面に設けられ且つ固定された絶縁セラミックプレートにより形成される。

0005

熱交換器内で、例えば排気システムの排気ガス等の加熱流体運ぶ加熱管、及び例えば冷却回路冷媒等の冷却流体を運ぶ冷却管を、そのような熱電モジュール又は熱伝達方法のためのモジュールの高温側又は低温側につなぐために、熱電モジュールに対してそれぞれの管を押し付けるための前負荷を生成することが熱伝達を改善するのに有利である。

0006

熱電モジュールのセラミックプレートは高い曲げ剛性を有し、比較的に壊れやすいため、セラミックプレートにおける圧力ピーク及び力ピークを避けるために、プロセスにおいて製造ばらつきを十分に管理しなければならない。これに関する熱交換器の生産の際に必要とされる努力は比較的大きい。

発明が解決しようとする課題

0007

本発明は、特に圧力負荷に対する感受性を低減することにより特徴付けられる、初めに述べた型の熱電モジュール、それを備えた熱交換器、それを備えた排気システム、又はそれを備えた内燃機関のための改善された実施形態の問題に取り組む。

課題を解決するための手段

0008

本発明によると、この問題は、独立請求項の主題を通じて解決される。有利な実施形態は、従属請求項の主題である。

0009

本発明は、概ねそれぞれのセラミックプレートを分割するという考えに基づく。この場合におけるセラミックプレートの分割は、複数のセラミックプレートのセグメントがそれらの表面が互いに整列し、それらが互いに隣接するように配設されるような態様で行われる。実際に、この場合において、セラミックプレートのセグメントがそれぞれ複数の金属ブリッジに対して平らに配置され且つ固定されるように、分割が行われる。セラミックプレートの分割により、それぞれのセラミックプレートのセグメントは、互いに相対的に移動可能であり、結果として圧力ピークが除去され得る。セラミックプレートが平坦であれば、セラミックプレートのセグメントは、セラミックプレートの平面において互いに隣接して配置される。セラミックプレートが湾曲しているならば、セラミックプレートのセグメントは、セラミックプレートの湾曲に対応して互いに隣接して配置される。

0010

一実施形態において、セラミックプレートのセグメントは、それらが接続部で互いに支えあうように互いに隣接し得る。これは、モジュールにおいて特に単純な構成となる。セラミックプレートのセグメントは、接続部の縁を介してそれぞれの接続部で互いに隣接する。少なくともセラミックプレートのセグメントにおいて、それぞれの接続部の縁は、互いに隣接するセラミックプレートのセグメントの相対的な移動の際のダメージの危険性を低減するために丸みが付けられてもよい。

0011

特に、実際はさらなる発展であり、セラミックプレートの拡大した面積において隣接するセラミックプレートのセグメント間であるそれぞれの間隙は隣接するセラミックプレートのセグメントが互いに接触しないような態様で形成される。これは、セラミックプレートのセグメントの相対的な移動が、セラミックプレートのセグメントの互いの摩擦による摩耗を引き起こさないように、それぞれのセラミックプレートのセグメントが互いに接触することなく配置されることを意味する。間隙により、セラミックプレートのセグメントは、互いに相対的に、より自由に移動できる。この場合、それぞれの間隙は、比較的に狭く設けられ得る。特に、間隙の幅は、セラミックプレートの厚さよりも小さくできる。

0012

有利な実施形態によると、それぞれの間隙は、弾性があるグラウトを用いて気密にシールされ得る。セラミックプレート間に配置された半導体脚は、酸素に対して比較的に高い感受性を有する。間隙を気密にシールすることにより、例えば外気が間隙を通って半導体脚に達することを防止できる。グラウトの弾性により、セラミックプレートのセグメントの可動性は互いに維持され得る。

0013

有利なさらなる発展によると、熱伝導性接着剤がグラウトとして用いられてもよく、それは、セラミックプレートのセグメントを金属ブリッジに固定するのにも用いられる。そのようにすることにより、熱電モジュールの製造は、例えば間隙を形成すること、及び金属ブリッジに対してセラミックプレートのセグメントを接着することが同時に実行できるので単純化できる。

0014

代替的に、流延材料は、それぞれの熱電モジュール内において隣接する半導体脚の中間空間を満たすグラウトとして用いられ得る。この手段では、中間空間を満たすこと、及び間隙を満たすことは同時に実現され得るので、熱電モジュールの単純な製造を可能とする。有利な実施形態において、セラミックプレートのセグメントは、接続部又は間隙が隣接する金属ブリッジ間のこの側で形成される隙間に一致して伸びるように配置され得る。この構成により、互いに隣接するセラミックプレートのセグメントの高い可動性が得られる。

0015

他の有利な実施形態において、脚対は、熱電モジュール内において、金属ブリッジに対し直角の格子構造が得られるような形態で、規則的に配置され得る。実際に、セラミックプレートのセグメントは、そのような実施形態を用いて矩形状に構成される。このような方法で、セラミックプレートのセグメントは、上記間隙が隣接する金属ブリッジ間の隙間に一致して伸びるように、特に容易に形成及び配置され得る。

0016

他の有利な実施形態において、高温側及び低温側の両方でそのように分割されたセラミックプレートがそれぞれ配置され得る。この手段により、圧力負荷に対する特に高い柔軟性及び弾性がそれぞれの熱電モジュールにおいて得られる。好ましくは、対応する間隙を避けた異なる間隙の経路が得られるように、高温側及び低温側における2つのセラミックプレートが異なるように分割される。

0017

本発明に係る熱交換器において、加熱流体を運ぶ少なくとも1つの加熱管と、冷却流体を運ぶ少なくとも1つの冷却管とが提供される。さらに、上述の型の少なくとも1つの熱電モジュールが、提供され、熱電モジュールの高温側が加熱管に対向する一方で、熱電モジュールの低温側が冷却管に対向するように、加熱管と冷却管との間に積層方向に配置される。

0018

その積層において、加熱管、冷却管及び熱電モジュールは、互いに不規則に管の表面上に積層され、セラミックプレートに圧力ピークを負荷させ得る。セラミックプレートを分割することにより、これらの圧力ピークは、セラミックプレートのセグメント間で相対的移動を起こし、その結果、圧力ピークが除去されて、セラミックプレートの破壊又はダメージの危険性が低減される。

0019

熱交換器の有利な実施形態によると、例えばグラファイト膜といった弾性熱伝達層は、冷却管と、冷却管上に配置されたセラミックプレートとの間の積層方向に配置され得る。追加的に又は代替的に、例えばグラファイト膜等の弾性熱伝達層は、加熱管と高温側に配置されたセラミックプレートとの間の積層方向に配置され得る。このような実施形態において、熱電モジュールとそれぞれの管との間で接触が直接に起こらずに熱伝達層を介して間接的に接触が起こる。このような例えばグラファイト膜等の弾性熱伝達層は、一方で弾性であり、他方で高い熱伝達性を有し、その結果、それぞれのセラミックプレートとそれぞれの管との間での熱伝達が改善され得る。同時に、弾性熱伝達層は、弾性及び/又は塑性変形により、それぞれの管及び必要ならばそれぞれのセラミックプレートの表面粗さを解消できる。

0020

熱交換器の他の実施形態によると、管及びそれぞれの熱電モジュールは、積層方向に締結されている。この締結は、ハウジング閉鎖の際に前負荷力が生成されるハウジングの助けにより実現され得る。同様に、管及びそれぞれの熱電モジュールの積層上に前負荷力を導入する前負荷装置を含む熱交換器を用意することも可能である。例えば、そのような前負荷装置は、積層の両側において積層方向に配置された2つのエンドプレートを含むことができ、これによりその積層が2つのエンドプレートの間に配置される。さらに、エンドプレートは、その積層にエンドプレートを介して所望の負荷を導入できるようにするために、タイロッドを介して互いに締結される。

0021

熱交換器の他の有利な実施形態によると、複数の加熱管及び複数の冷却管並びに複数の熱電モジュールは、積層方向において互いに交互に積層され得る。

0022

本発明に係る排気システムは、内燃機関、好ましくは自動車に用いられることが可能であり、上述の型の熱交換器が組み込まれた排気ラインを含み、該排気ラインで運ばれた排気ガスは、熱交換器の少なくとも1つの加熱管を通って流れ、加熱流体として機能する。

0023

本発明に係る内燃機関は、特に自動車に用いられ、複数の燃焼室、該燃焼室から排出する排気ガスのための排気システム、上述の型の熱交換器を含み、排気ガスは少なくとも1つの加熱管を流れ、冷却回路の冷媒は少なくとも1つの冷却管を流れるように熱交換器は排気システム及び冷却回路に組み込まれる。

0024

冷却回路は、エンジンブロックを冷却するための冷却回路、すなわち、エンジン冷却回路であってもよい。代替的に、冷却回路は、エンジン冷却回路と独立する冷却回路であってもよく、それは特にエンジン冷却回路の温度レベル以外の温度レベルで作動する。

0025

本発明のさらなる重要な特徴及び利点は、従属請求項、図面、及び図面の助けを用いた関連する形状の説明から得られる。

0026

上述の特徴及び以下で説明される特徴は、それぞれ述べられた組み合わせで用いられるのみならず、他の組み合わせで用いられる又は、本発明の範囲を逸脱しないそれら自体で用いられることが理解される。

0027

本発明の好ましい実施形態は、図面に示され、以下の記述でより詳細に説明され、同一の符号は同一又は類似の機能を有する同一の構成要素に関する。

図面の簡単な説明

0028

内燃機関の回路を簡略化して示す図である。
熱交換器の断面を簡略化して示す図である。
熱電モジュールの断面を簡略化して示す図である。
図3に示すIV方向に対応する熱電モジュールの上面を簡略化して示す図である。

実施例

0029

図1に示すように、内燃機関1は、好ましくは自動車に用いられ、複数の燃焼室3、該燃焼室に新鮮な空気を供給するための新鮮空気ステム4、及び燃焼室3からの排気ガスを排出するための排気システム5を含むエンジンブロック2を備えている。さらに、内燃機関1は、エンジンブロック2を冷却できるようにするための冷却回路6を備えている。ここで、冷却回路6には、冷却回路6に運ばれる冷媒を適切に冷却できるようにするために、ここでは示されないが、可能であればファンと結合するラジエータを含み得る。エンジンブロック2を冷却するように機能する冷却回路6は、エンジン冷却回路又は主冷却回路とも呼ばれ得る。この主冷却回路6に加えて、ここでは示さない二次冷却回路とも呼ばれ得る他の冷却回路が任意に設けられてもよく、それは、特に他のラジエータ、任意に他のファン及び他の冷媒を含み得る。二次冷却回路は、特に主冷却回路6の温度レベル以外の温度レベルで作動し得る。

0030

内燃機関1は、さらに、冷媒入口9、冷媒出口10、熱媒入口11及び熱媒出口12を備えたハウジング8を有する熱交換器7を備えている。熱交換器7は、その熱媒入口11及び熱媒出口12を介して排気システム5又は排気システム5の排気ライン36に流体的に組み込まれ、熱交換器7内の排気ガスが熱媒又は加熱流体として機能する。さらに、熱交換器7は、その冷媒入口9及びその冷媒出口10を介して冷却回路6に組み込まれ、冷媒が熱交換器7内で冷媒又は冷却流体として機能する。示された例において、熱交換器7は、主冷却回路6に組み込まれる。代替的実施形態において、熱交換器7は、上述の二次冷却回路に組み込まれ得る。

0031

さらに、熱交換器7は、少なくとも1つの熱電モジュール13を含み、それは熱交換器7の内部において、熱伝達方法で加熱流体及び冷却流体に結合される。ハウジング18において、電気接続部14が形成され、それはそれぞれの熱電モジュール13に適切に電気的に接続される。

0032

図2によると、熱交換器7は、加熱流体を案内するための複数の加熱管15、冷却流体を案内するための複数の冷却管16、及び積層方向17において加熱管15と冷却管16との間にそれぞれ配置された複数の熱電モジュール13を含む。受容性の熱電モジュール13は、高温側18及び低温側19を含み、それらは積層方向17において互いに外側を向いている。熱電モジュール13、加熱管15及び冷却管16の配置が積層20を形成し、熱電モジュール13のそれぞれの高温側18が加熱管15に対向し、それぞれの低温側19が冷却管16に対向する。図2の例において、熱伝導層21は、積層方向17においてそれぞれの熱電モジュール13とそれぞれの管15,16との間に追加的に配置され、それは好ましくはグラファイト膜であり、続いて同様に配置され得る。

0033

図2に示すように、そのような熱電モジュール13は、明示されていない中間空間、具体的にはそれぞれ積層方向17における2つの隣り合う管15,16の間に位置する中間空間にある。図2の表面に垂直に立つ積層20の長手方向におけるそれぞれの中間空間に、複数のそのような熱電モジュール13は、縦にも並んで配置され得ることは明らかである。

0034

積層20は、矢印22に対応する積層方向17に締められ、その結果、グラファイト膜21を介して、積層方向17において前負荷状態で各熱電発電機13上における管15,16が互いに支持する。図2の例での前負荷力22は、前負荷装置23の助けにより実現され、それは熱交換器7のハウジング8に配置され得る、又は熱交換器7の適切なハウジングにより形成され得る。図2の例において、前負荷装置23は2つの端板24を含み、それらは、積層方向17における積層20の両側に配置され、積層方向17におけるそれらの間で積層20を受ける。ここで、各端板24は、積層20の最も外側の管15,16に対向して位置する。さらに、端板24は、タイロッド25の助けにより互いに締められ、その結果、積層方向における前負荷力22が生成され、積層20に伝達される。

0035

図3及び図4によると、それぞれの熱電モジュール13は、複数の脚の対26又は脚対26を含む。各脚対26は、pドープ半導体脚27及びnドープ半導体脚28を有し、それらは金属ブリッジ29を介して互いに電気的に接触している。

0036

さらに、セラミックプレート30のそれぞれは、高温側18、及び電気的に絶縁された低温側19の両方に配置されている。金属ブリッジ29は、各セラミックプレート30に対して平らに配置されている。さらに、金属ブリッジ29は、各セラミックプレート30に固定されている。この目的のために、高い熱伝導性により特徴付けられ、従って熱伝導性接着剤ともいえる適当な接着剤が用いられ得る。接着剤による接続の代わりに、物質的な接続、例えば活性金属法による特にはんだによる接続が原理的に考えられる。例に示されたセラミックプレート30は、平らに作製され、各熱電モジュール13の少なくとも非設置状態において、各プレートの面方向37に延びる。原則としては、湾曲したセラミックプレート30も考えられ、それはプレートの湾曲に沿って又は対応するように延びる。

0037

各セラミックプレート30は、各セラミックプレート30のプレート面37で互いに隣接して、又はプレートの湾曲に沿って互いに隣接して配置された複数のセラミックプレートセグメント31を含むように分割される。図3の例において、低温側19、すなわち上側における選択された区域面に3つのセラミックプレートセグメント31が見られ、一方、下側、すなわち高温側18には4つのセラミックプレートセグメント31が見られる。実際に、各セラミックプレート30の分割は、複数の金属ブリッジ29が各セラミックプレートセグメント31に対して平らに設けられ、それらに固定されるように行われる。さらに、ここで示される例において、間隙32のそれぞれは、プレート面37において隣接するセラミックプレートセグメント31同士の間に形成され、隣接するセラミックプレートセグメント31同士が互いに接触しないようにする。実際に、それぞれの間隙32は、優先的に弾性があるグラウト33により気密にシールされる。グラウト33として、上述の熱伝導性接着剤を用いることができ、それは例えば金属ブリッジ29をセラミックプレートセグメント31に固定するためにも用いられ得る。代替的に、流延材料は、各熱電モジュール13内で隣接する半導体脚27,28の中間空間34に充填されるグラウト33として用いられ得る。図3の断面図において、流延材料は示していない。

0038

他の実施形態において、接続部に沿っていずれの場合においても、隣接するセラミックプレートセグメント31が互いに寄りかかり、従って互いに接触するように配設され得る。各セラミックプレートセグメント31は、各接続部に縁を有し、その接続部は、各接続部で隣接するセラミックプレートセグメント31の縁に隣接する。少なくとも1つの接続部の縁は、丸みが付けられ得る。優先的に、両方の接続部の縁は、各接続部において丸みが付けられる。

0039

図4の表示において、セラミックプレート30は省略されている。また、低温側19の金属ブリッジ29のみが表示されている。さらに、低温側19に設けられたセラミックプレート30の互いに隣接するセラミックプレートセグメント31間の間隙32又は接続部のコースを示すために、グラウト33は示されている。間隙32又は接続部が、図4においてグラウト33のコースに対応し、低温側19にある隣接する金属ブリッジ29間の隙間35に対応して延びるようにセラミックプレートセグメント31が配置され得るように、このセラミックプレート30の分割が行われる。セラミックプレートセグメント31のこの特別な配置は、図3の断面図にも見られる。ここで、間隙32は、隙間35に対応して延びる。半導体脚27、28は特定の曲げ弾性を有するため、個々のセラミックプレートセグメント31は、プロセスの際に熱電モジュール内で許されないほど高い力が生じることなく、互いに相対的に移動し得る。

0040

熱電モジュール13内の脚対26は、規則的に、すなわち熱電モジュール13の高温側18又は低温側19のそれぞれの側に金属ブリッジ29に対して直角格子構造が得られるように配置されることは、図4から明らかである。この場合、セラミックプレートセグメント31も実際に矩形状に構成される。

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  • いすゞ自動車株式会社の「 排ガス浄化装置」が 公開されました。( 2021/04/01)

    【課題】熱交換の効率を向上させる排ガス浄化装置を提供する。【解決手段】排ガス浄化装置は、NOx選択還元型触媒であるSCR(Selective Catalytic Reduction)5、6、およびAS... 詳細

  • いすゞ自動車株式会社の「 排ガス浄化装置」が 公開されました。( 2021/04/01)

    【課題】熱交換の効率をさらに向上させることができる排ガス浄化装置を提供すること。【解決手段】排ガス浄化装置は、触媒を収容する触媒キャニングと、触媒キャニングの下流側に接続された下流側排気管とを備えた排... 詳細

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