本发明专利技术涉及一种具有壳体的热电发电机，在所述壳体中布置有至少一个热源管、至少一个散热器管和至少一个设置在所述热源管与所述散热器管之间的发电机元件，其特征在于，在所述壳体中设置有预张紧支承装置，所述预张紧支承装置设置了弹力，在此直接向所述管子中的至少一部分施加所述弹力并且利用所述弹力将所述管子相互预张紧，并且所述弹力将所述管子以及位于所述管子之间的发电机元件压紧，其中所述壳体的内侧面设置了用于所述预张紧支承装置的支架，向所述支架施加所述预张紧支承装置的弹力的反作用力。此外，本发明专利技术涉及一种用于制造热电发电机的方法。将至少一个热源管、至少一个散热器管和至少一个发电机元件装入到壳体中。此外在所述壳体中布置有预张紧支承装置，所述预张紧支承装置产生用于施加预应力的弹力，利用所述预应力直接将所述管子彼此预张紧并且所述管子将位于所述管子之间的发电机元件压紧，其中将所述管子夹紧到所述预张紧支承装置中或者将所述预张紧支承装置夹紧到所述管子中，并且通过所述壳体的内侧面来向所述管子施加力，所述预张紧支承装置通过所述壳体得到支撑。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有集成的预张紧的支承结构的热电发电机
技术介绍
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 102006 057 662 Al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 Al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稱合(Wjirmeankopplung),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。
技术实现思路
按本专利技术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。所述按本专利技术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，按本专利技术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，所述按本专利技术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，所述按本专利技术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。所述按本专利技术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。本专利技术的方案是，不是围绕着外面的管子而是以集成在发电机结构中的方式来设置弹簧元件。在现有技术中仅仅规定从外面来施加力并且仅仅向外面的管子施加弹力，而本专利技术规定，设置了预张紧支承装置，该预张紧支承装置将所述管子本身相互预张紧并且由此借助于所述管子将处于其之间的发电机元件压紧。产生弹力的元件在此至少部分地设置在所述管子之间、设置在所述管子中，通过所述管子本身来构成，或者比如作为部分组件设置在所述管子的端面上。所述预张紧支承元件或者通过将弹簧元件布置在所述管子本身中、布置在所述管子的端面上(作为部分组件)或者通过所述管子的合适的支承来将力直接施加到所述管子上，以便必要时让所述弹簧元件的弹力或者端面的支架的弹力直接作用于所述管子。作为按本专利技术的弹簧元件使用管壁本身，必要时作为替代方案或者在与构成底 板的端面的支架的组合中或者通过处于所述管子的内部并且由此在发电机元件与管子外侧面之间未设置有待克服的热阻抗的弹簧元件来使用管壁本身。除了设置在外面的壳体与处于外面的发电机元件之间的弹力之外，所述按本专利技术的装置尤其预张紧支承装置能够实现这一点，即同样不仅仅向处于最外面的层中的管子施加弹力。所述预张紧支承装置按本专利技术不仅仅设置在所述热电发电机的外侧面上，而且也与通过管壁本身构成的力分配元件或者弹簧元件一起设置在所述发电机的内部(也就是说设置在管子的内部或者设置在端面上)，以便将弹力直接分配到里面的组件上也就是说分配到所有的组件上。同样，所述按本专利技术的装置基本上在不取决于运行温度间隔的情况下产生预先确定的低于所限定的最大弹力的弹力。所述按本专利技术的热电发电机包括壳体，在该壳体中布置了至少一个热源管、至少一个散热器管和至少一个发电机元件，其中所述发电机元件布置在不同类别的管子之间(也就是说布置在热源管与散热器管之间)。所述按本专利技术的预张紧支承装置设置了弹力，该弹力在所述管子之间起作用，也就是说用于将所述管子相互预张紧。所述弹力直接作用于所述管子本身并且不是从外面从管子到管子向里面传递，其中这样的传递会让弹力的量从外面向里明显下降。按本专利技术，所述预张紧支承装置直接作用于所述管子本身，这一点不取决于所述预张紧支承装置的相对于所述热电发电机的中心的间距。所述预张紧支承装置就这样通过将压力施加到直接与发电机元件邻接的管子上这种方式来将发电机元件压紧。此外，所述预张紧支承装置在发电机的横截面的范围内分配并且直接将力施加到所述管子上，方法是该预张紧支承装置或者直接布置在所述管子的端面上或者通过管壁本身来构成或者通过在所述管子中存在的弹簧元件来产生。由此在预张紧支承装置与管子之间尤其通过预张紧支承装置与管子之间的(部分)同一性、通过预张紧支承装置与管子之间的传力配合连接或者通过预张紧支承装置与管子之间的形状配合连接来产生直接的机械的接触。这一点适用于所述热电发电机的所有管子，尤其适用于处于里面的管子。对于所述预张紧支承装置来说，所述壳体的内侧面用作支座。所述壳体的内侧面由此为所述预张紧支承装置设置了支架，其中由于弹力的平衡向所述支架施加了所述预张紧支承装置的弹力的反作用力。所述反作用力的量可以相当于由所述预张紧支承装置施加到管子上的弹力。但是尤其所述预张紧支承装置的施加到管子上的弹力的总量大于所述反作用力的量，因为也向所述管子彼此间施加应力，其中这不一定导致相同大小的作用于所述壳体的反作用力，因为所述力在管子本身之间起作用并且因此由所述支承装置来分配。所述预张紧支承装置一方面用于支承管子并且另一方面用于产生预应力。所述支承结构允许管子彼此间的移动，以便在出现剧烈的温度变化时对起因于不同的热膨胀的运动进行平衡。此外，由所述预张紧支承装置设置的支承结构可以通过弹回的、也就是预张紧的支承结构来构成，其中能够通过所述管子的运动或者也通过其变形对作用于所述管子的弹力进行平衡。第一种实施方式规定，为了实现所述预张紧支承装置将所述管子夹紧在底本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.02.03 DE 102010001536.91.具有壳体(50)的热电发电机,在所述壳体中布置有至少一个热源管(20)、至少一个散热器管(30)和至少一个设置在所述热源管与所述散热器管之间的发电机元件(10)，其特征在于，在所述壳体中设置有预张紧支承装置(40 ；136 ；242 ;322、332)，所述预张紧支承装置设置了弹力，在此直接向所述管子(20、30)中的至少一部分施加所述弹力并且利用所述弹力将所述管子相互预张紧，并且所述弹力将所述管子(20、30)以及位于所述管子之间的发电机元件(10)压紧，其中所述壳体(50)的内侧面设置了用于所述预张紧支承装置的支架，向所述支架施加所述预张紧支承装置的弹力的反作用力。2.按权利要求I所述的热电发电机，其中所述预张紧支承装置包括两块底板(40)，所述底板与所述壳体固定地连接，其中所述管子(20、30)根据长度夹紧在所述底板的朝向管 子并且具有微观结构或者宏观结构的表面之间，所述微观结构或者宏观结构与所述管子的端面形成具有所限定的最大附着力的传力配合连接，或者通过所限定的最大径向力形成能够脱开的形状配合连接，并且其中所述预张紧支承装置通过所述底板、所述底板的表面以及所述管子(20、30)的端面来形成。3.按权利要求2所述的热电发电机，其中所述底板(40)、管子(20、30)或者这二者由至少具有微小弹性的材料构成，其中最大附着力和最大径向力通过所述弹性的材料的弹性并且通过所述微观结构或者宏观结构的高度来限定；所述预张紧支承装置利用两个自由度沿着相应地沿着所述表面延伸的方向来支承所述管子，并且所述预张紧支承装置也沿着所述方向产生预应力，在此向所述管子施加所述预应力并且所述预应力由所述底板或者说管子的弹性来产生。4.按权利要求2或3所述的热电发电机，其中所述表面或者所述底板(40)本身作为宏观结构具有波纹轮廓或者栅格(Rasterung)，所述波纹轮廓或者栅格沿着至少两个沿着所述表面的方向具有重复的凸起或者凹部。5.按权利要求I所述的热电发电机，其中所述预张紧支承装置包括弹簧元件(242；322、332)，所述弹簧元件在所述散热器管内部或者在所述热源管内部在预应力下布置在所述管子中，其中所述弹簧元件(242 ;322、332)的预应力在径向上向内侧面外作用到所述管子(220、230 ;320、330)的内侧面的对置的区段上，并且在其中设置有所述弹簧元件的管子构造为弹性的，以便将所述预应力...
【专利技术属性】
技术研发人员：I克林，M克内，F韦茨尔，F费尔滕，M施密特，W齐格勒，M布罗萨，P格拉泽，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：
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