DE102010012629A1 - Device comprising a catalyst carrier body and a thermoelectric generator arranged in a housing - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung für ein Abgassystem einer Verbrennungskraftmaschine mit einem Gehäuse, wobei in dem Gehäuse ein von Abgas durchströmbarer Katalysatorträgerkörper angeordnet ist, der von Abgas radial durchströmt wird und stromabwärts des Katalysatorträgerkörpers eine Vielzahl von Rohrelementen, die auf ihren Außenseiten mit Abgas und an ihren Innenseiten von einem Kühlmedium beaufschlagt werden, wobei zwischen Außenseiten und Innenseiten der Rohrelemente thermoelektrische Elemente angeordnet sind. Damit wird ein sehr kompakter und hoch effizienter Aufbau für einen thermoelektrischen Generator angegeben.The present invention relates to a device for an exhaust system of an internal combustion engine with a housing, wherein a catalyst carrier body through which exhaust gas can flow is arranged in the housing, through which exhaust gas flows radially and, downstream of the catalyst carrier body, a plurality of pipe elements, which on their outer sides with exhaust gas and on their insides are acted upon by a cooling medium, with thermoelectric elements being arranged between the outer sides and inner sides of the tubular elements. This gives a very compact and highly efficient structure for a thermoelectric generator.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung für ein Abgassystem einer Verbrennungskraftmaschine, wobei innerhalb eines Gehäuses der Vorrichtung ein Katalysatorträgerkörper und ein thermoelektrischer Generator zur Erzeugung elektrischer Energie aus der Wärmedifferenz eines Abgases und eines Kühlmediums angeordnet sind.The present invention relates to a device for an exhaust system of an internal combustion engine, wherein within a housing of the device, a catalyst carrier body and a thermoelectric generator for generating electrical energy from the heat difference of an exhaust gas and a cooling medium are arranged.

Das Abgas aus einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs besitzt thermische Energie, welche mittels des thermoelektrischen Generators in elektrische Energie umgewandelt werden soll, bspw. um eine Batterie oder einen anderen Energiespeicher zu füllen und/oder elektrischen Verbrauchern die benötigte Energie direkt zuzuführen. Damit steht für den Betrieb des Kraftfahrzeugs Energie in größerem Umfang zur Verfügung. Durch den Einsatz eines thermoelektrischen Generators wird der energetische Wirkungsgrad einer Verbrennungskraftmaschine weiter erhöht.The exhaust gas from an internal combustion engine of a motor vehicle has thermal energy, which is to be converted into electrical energy by means of the thermoelectric generator, for example. To fill a battery or other energy storage and / or electrical consumers to supply the required energy directly. This is available for the operation of the motor vehicle energy to a greater extent. The use of a thermoelectric generator further increases the energy efficiency of an internal combustion engine.

Ein solcher thermoelektrischer Generator weist zumeist eine Mehrzahl, ggf. modulartiger, thermoelektrischer Wandlerelemente auf. Thermoelektrische Materialien sind von einer Art, dass diese effektiv thermische Energie in elektrische Energie umwandeln können (Seebeck-Effekt) und umgekehrt (Peltier-Effekt). Der Seebeck-Effekt basiert auf dem Phänomen der Umwandlung von Wärmeenergie in elektrische Energie und wird zur Erzeugung thermoelektrischer Energie benutzt. Der Peltier-Effekt ist die Umkehrung des Seebeck-Effekts und ein Phänomen, welches mit Wärmeadsorption einhergeht und in Relation zu einem Stromfluss durch unterschiedliche Materialen verursacht wird. Der Peltier-Effekt ist bspw. zum thermoelektrischen Kühlen bereits vorgeschlagen worden.Such a thermoelectric generator usually has a plurality, possibly modular, thermoelectric transducer elements. Thermoelectric materials are of a type that can effectively convert thermal energy into electrical energy (Seebeck effect) and vice versa (Peltier effect). The Seebeck effect is based on the phenomenon of converting thermal energy into electrical energy and is used to generate thermoelectric energy. The Peltier effect is the reversal of the Seebeck effect and a phenomenon that accompanies heat adsorption and is related to a current flow through different materials. The Peltier effect has already been proposed, for example for thermoelectric cooling.

Solche thermoelektrischen Wandlerelemente weisen bevorzugt eine Vielzahl von thermoelektrischen Elementen auf, die zwischen einer sogenannten Warmseite und einer sogenannten Kaltseite positioniert sind. Thermoelektrische Elemente umfassen z. B. wenigstens zwei Halbleiterquader (p- und n-dotiert), die auf ihrer Ober- und Unterseite (hin zur heißen Seite bzw. kalten Seite) wechselseitig mit elektrisch leitenden Brücken verbunden sind. Keramikplatten bzw. Keramikbeschichtungen und/oder ähnliche Materialien dienen zur Isolierung der Metallbrücken und sind somit bevorzugt zwischen den Metallbrücken angeordnet. Wird ein Temperaturgefälle beidseits der Halbleiterquader bereitgestellt, so bildet sich ein Spannungspotential. Auf der einen Kontaktstelle wird dabei Wärme aufgenommen (Warmseite), wobei die Elektronen der einen Seite auf das energetisch höher liegende Leitungsband des folgenden Quaders gelangen. Auf der anderen Seite können die Elektronen nun Energie freisetzen, um wieder auf ein niedrigeres Energieniveau zu gelangen (Kaltseite). Somit kann sich bei einem entsprechenden Temperaturgefälle ein Stromfluss einstellen.Such thermoelectric conversion elements preferably have a plurality of thermoelectric elements which are positioned between a so-called warm side and a so-called cold side. Thermoelectric elements include z. B. at least two semiconductor cuboid (p- and n-doped), which are mutually connected on their top and bottom (towards the hot side or cold side) with electrically conductive bridges. Ceramic plates or ceramic coatings and / or similar materials serve to insulate the metal bridges and are thus preferably arranged between the metal bridges. If a temperature gradient is provided on both sides of the semiconductor block, a voltage potential forms. Heat is absorbed on one contact point (hot side), the electrons of one side reaching the higher-lying conduction band of the following cuboid. On the other hand, the electrons can now release energy to return to a lower energy level (cold side). Thus, with a corresponding temperature gradient, a flow of current can occur.

Bei der Auslegung von thermoelektrischen Generatoren und deren Einsatz in einem Kraftfahrzeug sind verschiedenste Herausforderungen zu bewältigen. Unter anderem sind innerhalb der thermoelektrischen Wandlerelemente gute Wärmeübergänge bereitzustellen, so dass die vorliegenden Temperaturunterschiede effizient zur Umwandlung in elektrische Energie umgewandelt werden können. Weiterhin ist in einem unter verschiedensten Lastbedingungen arbeitenden Abgassystem einer Verbrennungskraftmaschine ein für die thermoelektrischen Elemente geeignetes Temperaturniveau bereitzustellen. Unter diesen Gesichtspunkten ist auch die Anordnung der thermoelektrischen Elemente innerhalb einer derartigen Vorrichtung bzw. eines Abgassystems zu beachten.In the design of thermoelectric generators and their use in a motor vehicle various challenges are to be overcome. Among other things, good heat transfers must be provided within the thermoelectric conversion elements so that the present temperature differences can be efficiently converted to electrical energy for conversion. Furthermore, in a working under various load conditions exhaust system of an internal combustion engine to provide a suitable temperature level for the thermoelectric elements. From these points of view, the arrangement of the thermoelectric elements within such a device or an exhaust system is to be observed.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demnach, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise zu lösen. Insbesondere soll eine Vorrichtung angegeben werden, die eine hohe Effizienz in Bezug auf die Abwärmenutzung bzw. die Rekuperation von thermischer in elektrische Energie aufweist. Weiterhin soll die erfindungsgemäße Vorrichtung durch einen speziellen Aufbau der thermoelektrischen Wandlerelemente leichter ausgeführt sein als vergleichbare thermoelektrische Generatoren, die aus Plattenelementen zusammengesetzt sind. Weiterhin soll diese Vorrichtung in ein bestehendes Fahrzeugkonzept ohne weitreichende Änderungen einbaubar und besonders effektiv sein.Object of the present invention is therefore to solve the problems described with reference to the prior art, at least partially. In particular, a device should be specified which has a high efficiency with respect to the use of waste heat or the recuperation of thermal energy into electrical energy. Furthermore, the device according to the invention should be made lighter by a special construction of the thermoelectric conversion elements than comparable thermoelectric generators, which are composed of plate elements. Furthermore, this device should be installed in an existing vehicle concept without far-reaching changes and be particularly effective.

Diese Aufgaben werden mit einer Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den abhängig formulierten Patentansprüchen angegeben. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technologisch sinnvoller, Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung, insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren, erläutert die Erfindung weiter und führt ergänzende Ausführungsbeispiele der Erfindung an.These objects are achieved with a device according to the features of patent claim 1. Advantageous embodiments of the device according to the invention are specified in the dependent formulated claims. It should be noted that the features listed individually in the claims in any technologically meaningful way, can be combined with each other and show other embodiments of the invention. The description, in particular in conjunction with the figures, further explains the invention and leads to additional embodiments of the invention.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung für ein Abgassystem einer Verbrennungskraftmaschine umfasst zumindest ein Gehäuse, wobei das Gehäuse eine Längsachse und eine erste Stirnseite und eine zweite Stirnseite aufweist. Weiter umfasst das Gehäuse einen Einlass und einen Auslass für ein Abgas sowie zumindest einen Einlauf und einen Auslauf für ein Kühlmedium. In dem Gehäuse der Vorrichtung ist weiterhin ein von Abgas durchströmbarer Katalysatorträgerkörper mit einer Außenumfangsfläche und einer Innenumfangsfläche angeordnet. Das Abgas tritt über die erste Stirnseite in das Gehäuse ein und durchströmt über die Innenumfangsfläche zur Außenumfangsfläche hin den Katalysatorträgerkörper radial. Das Abgas verlässt das Gehäuse über die zweite Stirnseite. Innerhalb des Gehäuses ist weiterhin stromabwärts des Katalysatorträgerkörpers eine Vielzahl von Rohrelementen mit Außenseiten und Innenseiten angeordnet, wobei die Rohrelemente parallel zur Längsachse entlang der Außenumfangsfläche angeordnet sind und die Außenseiten mit Abgas und die Innenseiten von dem Kühlmedium beaufschlagt werden. Zwischen der Außenseite und Innenseite der Rohrelemente sind thermoelektrische Elemente angeordnet.The inventive device for an exhaust system of an internal combustion engine comprises at least one housing, wherein the housing has a longitudinal axis and a first end side and a second end side. Further, the housing comprises an inlet and an outlet for an exhaust gas and at least one inlet and an outlet for a cooling medium. In the housing of the device is further flowed through by an exhaust gas Catalyst support body arranged with an outer peripheral surface and an inner peripheral surface. The exhaust gas enters the housing via the first end face and flows radially through the inner circumferential surface towards the outer peripheral surface toward the catalyst carrier body. The exhaust gas leaves the housing via the second end face. Within the housing further downstream of the catalyst carrier body a plurality of tube elements having outer sides and inner sides is arranged, wherein the tube elements are arranged parallel to the longitudinal axis along the outer peripheral surface and the outer sides are exposed to exhaust gas and the inner sides of the cooling medium. Between the outside and inside of the tubular elements thermoelectric elements are arranged.

Das hier durch die Rohrelemente strömende Kühlmedium ist insbesondere flüssig und umfasst bevorzugt im Wesentlichen Wasser, wobei insbesondere auch langkettige Kohlenstoffverbindungen, also Öle bzw. Schmierstoffe einsetzbar sind. Die Vorrichtung bzw. das Gehäuse ist insbesondere rund, oval oder mehreckig ausgeführt und weist eine im Übrigen zylindrische Form entlang der Längsachse auf. Der Katalysatorträgerkörpers wird insbesondere durch wenigstens teilweise strukturierte Metallfolien gebildet, die gewickelt, geschlungen und/oder gestapelt sind. Der Katalysatorträgerkörper ist innerhalb des Gehäuses entlang der Längsachse angeordnet und weist eine Außenumfangsfläche und eine Innenumfangsfläche auf, die sich im Wesentlichen parallel zu der Längsachse und insbesondere koaxial zueinander erstrecken. Dabei ist die Innenumfangsfläche mit dem Einlass strömungstechnisch insbesondere unmittelbar verbunden, so dass der Katalysatorträgerkörper radial von der Innenumfangsfläche zu der Außenumfangsfläche von dem Abgas durchströmbar ist. Die Rohrelemente bilden eine Vielzahl von parallel angeordneten Strömungspfaden für das Kühlmedium. Die Rohrelemente erstrecken sich parallel zumindest teilweise zur Längsachse und zumindest teilweise entlang der Außenumfangsfläche des Katalysatorträgerkörpers und werden von dem radial aus dem Katalysatorträgerkörper strömenden Abgas (quer) überströmt. Das Abgas strömt aus dem Katalysatorträgerkörper in einem die Rohrelemente aufnehmenden Ringkanal ein, der entsprechend die Außenumfangsfläche des Katalysatorträgerkörpers umschließt. Somit wird das Abgas erneut umgelenkt und strömt durch den Ringkanal entlang der Rohrelemente in Richtung der zweiten Stirnseite ab.The cooling medium flowing through the tubular elements in this case is in particular liquid and preferably comprises essentially water, and in particular also long-chain carbon compounds, ie oils or lubricants, can be used. The device or the housing is in particular round, oval or polygonal and has an otherwise cylindrical shape along the longitudinal axis. The catalyst carrier body is in particular formed by at least partially structured metal foils which are wound, wound and / or stacked. The catalyst carrier body is disposed within the housing along the longitudinal axis and has an outer peripheral surface and an inner peripheral surface which extend substantially parallel to the longitudinal axis and in particular coaxially with each other. In this case, the inner circumferential surface is in fluid communication with the inlet in particular directly connected, so that the catalyst carrier body can be flowed through radially from the inner peripheral surface to the outer peripheral surface of the exhaust gas. The tube elements form a plurality of parallel flow paths for the cooling medium. The tubular elements extend parallel at least partially to the longitudinal axis and at least partially along the outer peripheral surface of the catalyst carrier body and are overflowed (transversely) by the exhaust gas flowing radially out of the catalyst carrier body. The exhaust gas flows from the catalyst carrier body in a ring channel receiving the tubular elements, which encloses the outer circumferential surface of the catalyst carrier body accordingly. Thus, the exhaust gas is deflected again and flows through the annular channel along the tubular elements in the direction of the second end face.

Der radial durchströmbare Katalysatorträgerkörper der vorliegenden Erfindung entspricht insbesondere dem Aufbau der Radialkatalysatoren gemäß WO 02/40838 A1 oder der WO 02/81879 A1 , die hiermit vollumfänglich in Bezug genommen werden. Dabei können insbesondere auch Radialkatalysatorträgerkörper mit Heizelementen eingesetzt werden, die gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung das Kaltstartverhalten des Katalysatorträgerkörpers verbessern können. Insbesondere ist ein solches Heizelement, z. B. in Form eines Heizkatalysators stromaufwärts des Einlasses des Gehäuses angeordnet oder innerhalb des im Katalysatorträgerkörpers vorhandenen Innenraums innerhalb der Innenumfangsfläche.The radially durchströmbare catalyst carrier body of the present invention corresponds in particular to the structure of the radial catalysts according to WO 02/40838 A1 or the WO 02/81879 A1 , which are hereby incorporated by reference. Radial catalyst carrier bodies with heating elements which can improve the cold start behavior of the catalyst carrier body according to a particularly advantageous embodiment can also be used in particular. In particular, such a heating element, for. B. arranged in the form of a heating catalyst upstream of the inlet of the housing or within the present in the catalyst carrier body inside the inner peripheral surface.

Der Katalysatorträgerkörper ist bevorzugt zylindrisch ausgeführt und weist in seinem Inneren einen Hohlraum auf, durch den das Abgas, vom Einlass des Gehäuses kommend, einströmen kann. Dort wird das Abgas ggf. durch Lenkmittel umgelenkt, so dass es den Katalysatorträgerkörper in radialer Richtung nach außen durchströmt und über die Außenumfangsfläche des Katalysatorträgerkörpers verlässt.The catalyst carrier body is preferably made cylindrical and has in its interior a cavity through which the exhaust gas, coming from the inlet of the housing, can flow. There, the exhaust gas is optionally deflected by steering means, so that it flows through the catalyst carrier body in the radial direction to the outside and leaves over the outer peripheral surface of the catalyst carrier body.

Die Rohrelemente sind bevorzugt unmittelbar an bzw. in geringem Abstand von der Außenumfangsfläche des Katalysatorträgerkörpers angeordnet. Diese verlaufen parallel zur Längsachse und sind insbesondere gleichmäßig über der Außenumfangsfläche des Katalysatorträgerkörpers verteilt angeordnet. Durch eine solche bevorzugte Anordnung des Katalysatorträgerkörpers und der Rohrelemente wird ein besonders großflächiger Wärmeaustausch erzeugt, so dass eine möglichst große Menge der im Abgas verfügbaren thermischen Energie durch die thermoelektrischen Elemente innerhalb der Rohrelemente nutzbar wird. Die Rohrelemente sind dabei bevorzugt innerhalb des Ringkanals angeordnet, der den Katalysatorträgerkörper bevorzugt vollumfänglich umschließt und zwischen Außenumfangsfläche des Katalysatorträgerkörpers und Innenwand des Gehäuses angeordnet ist. Der Ringkanal ist zum Einlass des Abgases hin bevorzugt verschlossen ausgeführt, so dass das Abgas nach dem Ausströmen aus dem Katalysatorträgerkörper über den Ringkanal bei vorheriger oder/und gleichzeitiger Umströmung der Rohrelemente in Richtung Auslass des Abgases abgeführt wird. Dabei sind das Gehäuse und die Rohrelemente insbesondere mit Leitelementen für das Abgas versehen, so dass ein möglichst geringer Druckverlust infolge von Verwirbelung oder anderen Strömungswiderständen im Abgasstrom erreicht wird.The tube elements are preferably arranged directly on or at a small distance from the outer peripheral surface of the catalyst carrier body. These run parallel to the longitudinal axis and in particular are distributed uniformly over the outer peripheral surface of the catalyst carrier body. By such a preferred arrangement of the catalyst carrier body and the tube elements a particularly large-scale heat exchange is generated, so that the largest possible amount of thermal energy available in the exhaust gas is available through the thermoelectric elements within the tubular elements. The tubular elements are preferably arranged within the annular channel, which preferably surrounds the catalyst carrier body in its entirety and is arranged between the outer circumferential surface of the catalyst carrier body and the inner wall of the housing. The annular channel is designed preferably closed to the inlet of the exhaust gas, so that the exhaust gas is discharged after flowing out of the catalyst carrier body via the annular channel with previous or / and simultaneous flow around the pipe elements in the direction of outlet of the exhaust gas. In this case, the housing and the pipe elements are provided in particular with guide elements for the exhaust gas, so that the lowest possible pressure loss due to turbulence or other flow resistance is achieved in the exhaust stream.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Vorrichtung beinhaltet, dass die Rohrelemente den Katalysatorträgerkörper wenigstens teilweise und insbesondere über seine gesamte axiale Erstreckung hinweg durchdringen. Diesbezüglich wird auf die WO 2010/023118 A1 verwiesen, die hiermit vollumfänglich in Bezug genommen wird. Der Katalysatorträgerkörper weist zur Aufnahme dieser Rohrelemente insbesondere Löcher bzw. Aussparungen auf, in die die vorgesehenen Bauformen der Rohrelemente eingesetzt werden können.A further preferred embodiment of the device includes that the tube elements penetrate the catalyst carrier body at least partially and in particular over its entire axial extent. In this regard is on the WO 2010/023118 A1 which is hereby fully incorporated by reference. The catalyst carrier body has for receiving these tube elements in particular holes or recesses into which the intended designs of the tubular elements can be used.

Bevorzugt ist weiter, dass eine Anordnung der Rohrelemente zumindest zweistufig ausgeführt ist, wobei dies insbesondere bedeutet, dass das Kühlmedium über zumindest zwei Einläufe bzw. Ausläufe in die Anordnung der Rohrelemente eingebracht wird. Dabei können die Kühlmedien unterschiedlich aber auch gleichartig ausgeführt sein. Durch diese bevorzugte Ausgestaltung wird erreicht, dass die Rohrelemente insbesondere für wenigstens zwei unterschiedliche Temperaturbereiche ausgelegt werden können, die durch die besondere Anordnung der einzelnen Rohrelemente innerhalb des Gehäuses vorliegen können. Die Anordnung der Rohrelemente kann insbesondere mehrere ringförmige Bereiche umfassen, die den Katalysatorträgerkörper umgeben. Die weiter außen bzw. innen angeordneten Rohrelemente bilden dabei jeweils eine Gruppe, die jeweils über einen gemeinsamen Einlauf bzw. Auslauf mit dem Kühlmedium beaufschlagt wird. Die entsprechend vorliegenden unterschiedlichen Temperaturbereiche können durch entsprechend unterschiedliche Auslegung der thermoelektrischen Elemente innerhalb der Rohrelemente besonders effektiv genutzt werden. Somit wird der energetische Wirkungsgrad eines thermoelektrischen Generators bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung weiter erhöht. It is further preferred that an arrangement of the tube elements is designed at least in two stages, this means in particular that the cooling medium is introduced via at least two inlets or outlets in the arrangement of the tubular elements. The cooling media can be designed differently but also similar. This preferred embodiment ensures that the pipe elements can be designed in particular for at least two different temperature ranges, which can be present due to the special arrangement of the individual pipe elements within the housing. The arrangement of the tubular elements may in particular comprise a plurality of annular regions which surround the catalyst carrier body. The further outwardly or inwardly arranged tubular elements each form a group, which is acted upon in each case via a common inlet or outlet with the cooling medium. The corresponding different temperature ranges can be used particularly effectively by correspondingly different design of the thermoelectric elements within the tubular elements. Thus, the energy efficiency of a thermoelectric generator or the device according to the invention is further increased.

Der Katalysatorträgerkörper kann insbesondere in Bezug auf seine axiale und/oder radiale Erstreckung unterschiedliche Ausgestaltungen aufweisen. Insbesondere können sich die Wanddicken der Kanalwände hier in einzelnen Bereich voneinander unterscheiden. Auch können teilweise Durchbrüche und Verwirbelungselemente vorgesehen sein, die eine Vermischung des Abgases bewirken und die Effizienz des Katalysatorträgerkörpers hinsichtlich der Umwandlung von im Abgas enthaltenen chemischen Verbindungen verbessern können. Der Katalysatorträgerkörper weist insbesondere zumindest in Teilbereichen eine katalytisch wirksame Beschichtung auf und wird bevorzugt als Oxidationskatalysator oder auch als Dreiwegekatalysator eingesetzt. Durch das vorteilhafte Vorsehen einer Heizeinrichtung für den Katalysatorträgerkörper kann dieser sehr schnell die sogenannte Light-off-Temperatur erreichen, so dass die katalytische Umsetzung des Abgases erfolgt und eine weitere Temperatursteigerung in Folge der chemischen Umsetzung des Abgases die Folge ist. Dadurch wird erreicht, dass auch die thermoelektrischen Wandlerelemente effizient genutzt werden können, da die Temperatur des Abgases hinsichtlich der bevorzugten Temperaturdifferenz (zwischen Kühlmedium und Abgas) möglich ist.The catalyst carrier body may have different configurations, in particular with regard to its axial and / or radial extent. In particular, the wall thicknesses of the channel walls can differ from each other here in a single area. Also, partial apertures and swirling elements may be provided which can cause the exhaust gas to mix and improve the efficiency of the catalyst carrier body in terms of the conversion of chemical compounds contained in the exhaust gas. The catalyst support body has in particular at least in some areas a catalytically active coating and is preferably used as an oxidation catalyst or as a three-way catalyst. The advantageous provision of a heating device for the catalyst carrier body can reach the so-called light-off temperature very quickly, so that the catalytic conversion of the exhaust gas takes place and a further increase in temperature as a result of the chemical reaction of the exhaust gas is the result. This ensures that the thermoelectric conversion elements can be used efficiently, since the temperature of the exhaust gas in terms of the preferred temperature difference (between the cooling medium and the exhaust gas) is possible.

Insbesondere kann stromaufwärts des Katalysatorträgerkörpers eine Einspritzung für ein Reaktionsmittel vorgesehen sein, so dass durch den Katalysatorträgerkörper unmittelbar eine katalytische Reaktion erzeugt wird, durch die die Temperatur des Katalysatorträgerkörpers und die des ihn durchströmenden Abgases so deutlich erhöht wird, dass der durch die thermoelektrischen Wandlerelemente effizient nutzbare Temperaturbereich möglichst schnell erreicht wird.In particular, an injection for a reaction medium can be provided upstream of the catalyst carrier body so that a catalytic reaction is generated directly by the catalyst carrier body, by which the temperature of the catalyst carrier body and of the exhaust gas flowing through it is increased so significantly that the efficiently usable by the thermoelectric conversion elements Temperature range is reached as quickly as possible.

Neben dem Katalysatorträgerkörper können zusätzlich auch Bereiche der Innenwand des Gehäuses oder Bereiche des Ringkanals und insbesondere auch die Rohrelemente mit einer katalytisch aktiven Beschichtung Versehen sein, so dass einerseits eine möglichst vollständige Umsetzung der Schadstoffe im Abgas erreicht wird und andererseits eine große Menge an thermischer Energie in Folge der exothermen katalytischen Reaktion des Abgases durch die thermoelektrischen Wandlerelemente umgesetzt werden kann.In addition to the catalyst carrier body may also areas of the inner wall of the housing or areas of the annular channel and in particular the tube elements with a catalytically active coating be provided so that on the one hand as complete as possible implementation of the pollutants in the exhaust gas is achieved and on the other hand, a large amount of thermal energy in Consequence of the exothermic catalytic reaction of the exhaust gas can be implemented by the thermoelectric conversion elements.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung sind die thermoelektrischen Elemente in den Rohrelementen der Vorrichtung scheibenförmig ausgebildet und aufeinander gestapelt. Insbesondere sind die Außenseiten und Innenseiten der Rohrelemente sowie die dazwischen angeordneten thermoelektrischen Elemente stoffschlüssig miteinander verbunden. Hierbei kommt insbesondere eine Löt-Verbindung in Betracht.According to a particularly advantageous embodiment, the thermoelectric elements in the tube elements of the device are disc-shaped and stacked. In particular, the outer sides and inner sides of the tubular elements and the thermoelectric elements arranged therebetween are bonded together in a material-locking manner. In this case, in particular a solder connection is considered.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weisen die Rohrelemente jeweils ein erstes Ende und ein zweites Ende auf, die durch zumindest eine Rohrelementplatte elektrisch kontaktierbar sind. Als Rohrelemente werden bevorzugt Module für einen thermoelektrischen Generator eingesetzt, die zumindest ein inneres Rohr und ein außen um das innere Rohr herum angeordnetes äußeres Rohr aufweisen, sowie zwischen diesem inneren und äußeren Rohr angeordnete thermoelektrische Elemente. Dabei ist das innere und das äußere Rohr jeweils elektrisch isoliert gegenüber den thermoelektrischen Elementen. Elektrisch leitende Kontakte an dem ersten Ende und an dem zweiten Ende sind vorgesehen, die zur elektrisch leitenden Verbindung der thermoelektrischen Elemente mit einem elektrischen Leiter dienen. Das Rohrelement ist entsprechend von dem ersten Ende zu dem zweiten Ende für ein Kühlmedium durchströmbar. Das Rohrelement ist insbesondere länglich oder rohrähnlich aufgebaut und bildet innen einen durchströmbaren Querschnitt für das Kühlmedium. Um diesen, innerhalb des Rohrelements gebildeten Strömungskanal sind innerhalb des Rohrelements thermoelektrische Elemente angeordnet, die über das innere Rohr und das äußere Rohr des Rohrelements mit dem Abgas, das um die Außenseite des Rohrelements strömt, wärmetechnisch in Kontakt stehen. Dabei ist das innere Rohr und das äußere Rohr des Rohrelements bevorzugt metallisch und hat insbesondere einen im Wesentlichen gleichartigen Querschnitt, der z. B. rund oder mehreckig ausgeführt ist.According to a further advantageous embodiment, the tube elements each have a first end and a second end, which are electrically contacted by at least one tube element plate. As tube elements, modules for a thermoelectric generator are preferably used, which have at least one inner tube and an outer tube arranged around the inner tube around outer tube, and between this inner and outer tube arranged thermoelectric elements. The inner and outer tubes are each electrically insulated from the thermoelectric elements. Electrically conductive contacts at the first end and at the second end are provided, which serve for the electrically conductive connection of the thermoelectric elements with an electrical conductor. The tubular element can be flowed through correspondingly from the first end to the second end for a cooling medium. The tubular element is constructed in particular elongated or tube-like and forms inside a flow-through cross section for the cooling medium. Around this, formed within the tubular element flow channel thermoelectric elements are arranged within the tubular element, which are thermally in contact via the inner tube and the outer tube of the tubular element with the exhaust gas flowing around the outside of the tubular element. In this case, the inner tube and the outer tube of the tubular element is preferably metallic and in particular has a substantially similar cross-section, the z. B. is round or polygonal.

Insbesondere sind die thermoelektrischen Elemente elektrisch leitend mit elektrischen Kontakten verbunden, die an dem ersten Ende und an dem zweiten Ende vorgesehen sind. Damit kann ein elektrischer Stromfluss ausgehend von dem jeweiligen thermoelektrischen Element hin zu Spannungspotentialen außerhalb des Rohrelements erzeugt werden. Dieser elektrische Stromfluss kann somit an eine Batterie oder einen Verbraucher weitergeleitet werden. Insbesondere bilden die elektrisch leitenden Kontakte eine Abdichtung zwischen dem äußeren Rohr und dem inneren Rohr des Rohrelements. Das bedeutet insbesondere, dass die elektrisch leitenden Kontakte in den Bereichen, in denen sie zwischen innerem Rohr und äußerem Rohr angeordnet sind, eine Abdichtung gegenüber dem Kühlmedium und/oder dem Abgas bilden, so dass diese nicht in den Raum zwischen innerem Rohr und äußerem Rohr eindringen können. Damit ist sicher verhindert, dass Korrosion oder ein Kurzschluss der thermoelektrischen Elemente entsteht. Auch wenn es bevorzugt ist, dass die elektrischen Kontakte allein die Abdichtung bilden, kann es auch erforderlich sein, neben den elektrisch leitenden Kontakten weitere Mittel zur Abdichtung des ersten Endes und/oder zweiten Endes vorzusehen (Dichtungsmasse, Stopfen etc.). In particular, the thermoelectric elements are electrically connected to electrical contacts provided at the first end and at the second end. Thus, an electrical current flow can be generated starting from the respective thermoelectric element to voltage potentials outside of the tubular element. This electrical current flow can thus be forwarded to a battery or a consumer. In particular, the electrically conductive contacts form a seal between the outer tube and the inner tube of the tubular element. This means, in particular, that the electrically conductive contacts in the areas in which they are arranged between the inner tube and the outer tube form a seal with respect to the cooling medium and / or the exhaust gas, so that they do not enter the space between inner tube and outer tube can penetrate. This reliably prevents corrosion or short-circuiting of the thermoelectric elements. Although it is preferred that the electrical contacts alone form the seal, it may also be necessary to provide, in addition to the electrically conductive contacts, further means for sealing the first end and / or second end (sealant, plug, etc.).

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung sind die Rohrelemente stoffschlüssig hergestellt. Das bedeutet, dass das Innen- und Außenrohr des Rohrelements dielektrisch von den elektrisch leitenden Brücken bzw. Leiterbahnen des im Rohr integrierten thermoelektrischen Moduls getrennt ist. Gleichzeitig wird eine stoffschlüssige Verbindung zwischen der dielektrischen Schicht und dem Rohr oder zwischen der Leiterbahnbrücke und der dielektrischen Schicht vorgesehen. Durch diese Verbindung zwischen (zumindest) innerem Rohr, Dielektrikum, Leiterbahn, Halbleiterelementen und äußerem Rohr wird das für eine besonders effiziente Ausnutzung erforderliche Temperaturdifferential zwischen Abgas und Kühlmedium durch die thermoelektrischen Wandlerelemente umsetzbar.According to a particularly advantageous embodiment, the pipe elements are made cohesively. This means that the inner and outer tube of the tubular element is dielectrically separated from the electrically conductive bridges or conductor tracks of the thermoelectric module integrated in the tube. At the same time a cohesive connection between the dielectric layer and the tube or between the interconnect bridge and the dielectric layer is provided. By means of this connection between (at least) inner tube, dielectric, conductor track, semiconductor elements and outer tube, the temperature differential between exhaust gas and cooling medium required for particularly efficient utilization can be converted by the thermoelectric converter elements.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung sind die Rohrelemente der Vorrichtung in jeweils einer Rohrelementplatte an der ersten Stirnseite und einer zweiten Stirnseite aufgenommen, wobei der Einlauf an der zweiten Stirnseite und der Auslauf an der ersten Stirnseite angeordnet ist. Somit strömt das Kühlmedium insbesondere nur in einer Strömungsrichtung durch das Gehäuse, nämlich bevorzugt von der zweiten Stirnseite zu der ersten Stirnseite, also im Gegenstrom in Bezug auf das Abgas. Durch diese Gegenstromanordnung zwischen Abgas und Kühlmedium wird eine entsprechend gleichmäßig hohe Temperaturdifferenz zwischen Kühlmedium und Abgas innerhalb des Ringkanals über die axiale Erstreckung der Rohrelemente bereitgestellt, so dass eine effiziente Ausnutzung der thermischen Energie des Abgases möglich ist.According to a particularly preferred embodiment, the tube elements of the device are accommodated in a respective tubular element plate on the first end side and a second end side, wherein the inlet is arranged on the second end side and the outlet on the first end side. Thus, in particular, the cooling medium flows through the housing only in one flow direction, namely preferably from the second end side to the first end side, ie in countercurrent with respect to the exhaust gas. By this countercurrent arrangement between the exhaust gas and the cooling medium a correspondingly uniform temperature difference between the cooling medium and the exhaust gas is provided within the annular channel over the axial extent of the tubular elements, so that an efficient utilization of the thermal energy of the exhaust gas is possible.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird auch eine Rohrelementplatte für den Einsatz in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgeschlagen. Die Rohrelementplatte weist Öffnungen zur Aufnahme von Rohrelementen auf und weiter Kanäle zur strömungstechnischen Verbindung zumindest eines Einlaufs und/oder Auslaufs für ein Kühlmedium mit den Rohrelementen. Zudem sind erste Kontakte vorgesehen, die zumindest ein erstes Ende wenigstens eines Rohrelementes elektrisch leitend mit einem ersten elektrischen Leiter verbinden.According to one embodiment of the invention, a tubular element plate for use in a device according to the invention is also proposed. The tubular element plate has openings for receiving tubular elements and further channels for the fluidic connection of at least one inlet and / or outlet for a cooling medium with the tubular elements. In addition, first contacts are provided which connect at least a first end of at least one tubular element electrically conductively connected to a first electrical conductor.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung sind zusätzlich zweite Kontakte vorgesehen zur elektrisch leitenden Verbindung eines zweiten Endes wenigstens eines Rohrelementes mit einem zweiten elektrischen Leiter, wobei die zweiten Kontakte elektrisch isoliert gegenüber den ersten Kontakten ausgeführt sind.According to a preferred embodiment, additional second contacts are provided for electrically conductive connection of a second end of at least one tubular element with a second electrical conductor, wherein the second contacts are electrically isolated from the first contacts.

Diese Rohrelementplatte dient einerseits zur Aufnahme der Rohrelemente und deren Anordnung und Fixierung innerhalb des Gehäuses und andererseits zur Bereitstellung einer elektrischen Verbindung zumindest eines Rohrelements mit einem elektrischen Leiter außerhalb des Gehäuses. Die erfindungsgemäße Rohrelementplatte weist eine erste Stirnfläche und eine zweite Stirnfläche auf sowie eine umlaufende Umfangsfläche. Dabei weist zumindest eine Stirnseite Öffnungen auf, in die hinein sich die Rohrelemente erstrecken. Bevorzugt sind innerhalb der Rohrelementplatte Kanäle vorgesehen, die das Kühlmedium aus den Rohrelementen aufnehmen und mit dem Einlauf bzw. Auslauf strömungstechnisch verbinden. Die Rohrelementplatte weist zumindest elektrisch leitende erste Kontakte auf, die mit den jeweils elektrisch kontaktierbaren ersten bzw. zweiten Enden der Rohrelemente elektrisch leitend verbindbar sind und einen elektrischen Stromfluss zum Gehäuseäußeren leiten können. Die Rohrelementplatte weist insbesondere elektrisch leitende zweite Kontakte auf, die von den ersten Kontakten elektrisch isoliert ausgeführt sind. In der einen Rohrelementplatte können dann jeweils erste und zweite Enden aufgenommen werden, so dass die ersten Enden elektrisch leitend mit den ersten elektrischen Kontakten und die zweiten Enden elektrisch leitend mit den zweiten elektrischen Kontakten elektrisch leitend kontaktierbar sind. Durch eine derart in besonders vorteilhafter Weise aufgebaute mehrteilige Rohrelementplatte kann das Spannungspotential, das über die thermoelektrischen Elemente innerhalb des Rohrelements erzeugt wird, an das Gehäuseäußere abgeführt werden. Die umlaufende Umfangsfläche bildet eine dichtende Verbindung mit dem Gehäuse der Vorrichtung zumindest an der ersten Stirnseite, so dass ein Abströmen des Abgases an der Rohrelementplatte vorbei zumindest im Bereich der ersten Stirnseite nicht möglich ist.This tubular element plate serves on the one hand for receiving the tubular elements and their arrangement and fixation within the housing and on the other hand for providing an electrical connection of at least one tubular element with an electrical conductor outside the housing. The tube element plate according to the invention has a first end face and a second end face and a peripheral peripheral surface. In this case, at least one end face has openings into which the pipe elements extend. Preferably, channels are provided within the tubular element plate, which receive the cooling medium from the tube elements and connect fluidically with the inlet or outlet. The tubular element plate has at least electrically conductive first contacts, which are electrically conductively connected to the respectively electrically contactable first and second ends of the tubular elements and can conduct an electrical current flow to the outside of the housing. The tubular element plate has in particular electrically conductive second contacts, which are designed to be electrically isolated from the first contacts. First and second ends can then be received in the one tubular element plate, so that the first ends are electrically conductively connected to the first electrical contacts and the second ends are electrically conductively contacted to the second electrical contacts. By means of such a multi-part tubular element plate constructed in a particularly advantageous manner, the voltage potential, which is generated via the thermoelectric elements within the tubular element, can be dissipated to the exterior of the housing. The peripheral peripheral surface forms a sealing connection with the housing of the device at least on the first end side, so that an outflow of the exhaust gas at the Pipe element plate over at least in the region of the first end face is not possible.

Die Ausführung einer Rohrelementplatte an der zweiten Stirnseite weist dem gegenüber großflächige Ausnehmungen im Bereich des Ringkanals auf, so dass das Abgas durch den Ringkanal über die Ausnehmungen zum Auslass des Gehäuses ohne zusätzliche Strömungswiderstände und entsprechende Strömungsverluste abströmen kann.The execution of a tubular element plate on the second end face has the opposite large-area recesses in the region of the annular channel, so that the exhaust gas can flow through the annular channel via the recesses to the outlet of the housing without additional flow resistance and corresponding flow losses.

Weiterhin wird durch eine derartige vorteilhafte Anordnung der Rohrelemente eine durchgängig hohe Temperaturdifferenz zwischen Kühlmedium und Abgas erreicht, da das Kühlmedium nur einmal entlang der Längsachse des Gehäuses durch den vom Abgas durchströmten Ringkanal hindurchgeleitet wird und dementsprechend sich durch den Wärmeübergang über das Rohrelement nur gering erwärmt. Entsprechend können mehrere in radialer Richtung hintereinander angeordnete Gruppen von Rohrelementen vorgesehen werden, auch mehrstufig hinsichtlich der Bereitstellung des Kühlmediums, so dass eine effektive Umsetzung der Abgaswärme zur Erzeugung elektrischer Energie durch eine großflächige Ausnutzung des Volumens des Ringkanals erreicht wird.Furthermore, a consistently high temperature difference between the cooling medium and the exhaust gas is achieved by such an advantageous arrangement of the tube elements, since the cooling medium is passed only once along the longitudinal axis of the housing through the flowed through by the exhaust ring channel and accordingly heated only slightly by the heat transfer through the pipe member. Correspondingly, a plurality of groups of tubular elements arranged one behind the other in the radial direction can be provided, also in several stages with regard to the provision of the cooling medium, so that effective conversion of the exhaust gas heat to generate electrical energy is achieved by utilizing the volume of the annular channel over a large area.

Die Rohrelementplatten weisen den entsprechenden mindestens einen Einlauf bzw. Auslauf an ihren jeweiligen Umfangsfläche bzw. an einer ihrer Stirnseiten auf, so dass die durch die Innenseiten der Rohrelemente erzeugten Strömungskanäle für das Kühlmedium mit dem Einlauf bzw. Auslauf durch die Rohrelementplatte und darin vorgesehene Kanäle verbindbar sind.The tube element plates have the corresponding at least one inlet or outlet on their respective peripheral surface or on one of their front sides, so that the flow channels for the cooling medium generated by the inner sides of the tube elements can be connected to the inlet or outlet through the tube element plate and channels provided therein are.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird bevorzugt in einem Abgassystem mit einer Abgasrückführungsleitung eingesetzt, wobei die Vorrichtung innerhalb der Abgasrückführungsleitung angeordnet ist. Insbesondere in der Abgasrückführungsleitung sind Temperaturen im Abgas so steuerbar, dass einerseits ein optimaler Temperaturbereich für die thermoelektrischen Wandlerelemente eingestellt und somit ein hoher energetischer Wirkungsgrad durch die Vorrichtung erreicht werden kann.The device according to the invention is preferably used in an exhaust system with an exhaust gas recirculation line, wherein the device is arranged within the exhaust gas recirculation line. In particular, in the exhaust gas recirculation line temperatures in the exhaust gas can be controlled so that on the one hand set an optimal temperature range for the thermoelectric transducer elements and thus a high energy efficiency can be achieved by the device.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird weiterhin bevorzugt in einem Kraftfahrzeug eingesetzt, das insbesondere über ein Abgassystem mit Abgasrückführungsleitung verfügt.The device according to the invention is furthermore preferably used in a motor vehicle, which in particular has an exhaust system with exhaust gas recirculation line.

Selbstverständlich kann die Vorrichtung auch im Hauptabgasstrang eingesetzt werden, so dass der Katalysatorträgerkörper zumindest teilweise von der gesamten Abgasmenge durchströmt wird.Of course, the device can also be used in the main exhaust line, so that the catalyst carrier body is at least partially flowed through by the total amount of exhaust gas.

Die Vorrichtung bildet demnach eine sehr kompakte Anordnung, mit der ein hocheffizienter thermoelektrischer Generator verwirklicht werden kann. Da dessen Effizienz insbesondere vom Wärmeübergang von dem Abgas auf die Wandlerelemente abhängt, und bei dieser radialen Anströmung eine große Wärmeaustauschfläche bereitgestellt ist, hat dieser Aufbau für die Energiegewinnung besondere Vorteile. Insoweit wird insbesondere hier auch die Verwendung wenigstens einer der hier erfindungsgemäß beschriebenen Vorrichtung zur thermischen Rekuperation aus Abgasen einer mobilen Verbrennungskraftmaschine vorgeschlagen, bei der thermische Energie aus dem Abgas in elektrische Energie umgewandelt wird.The device thus forms a very compact arrangement, with which a highly efficient thermoelectric generator can be realized. Since its efficiency depends in particular on the heat transfer from the exhaust gas to the transducer elements, and a large heat exchange surface is provided in this radial flow, this structure for energy production has particular advantages. In that regard, in particular, the use of at least one of the device for thermal recuperation described herein according to the invention from exhaust gases of a mobile internal combustion engine is proposed, in which thermal energy is converted from the exhaust gas into electrical energy.

Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren besonders bevorzugte Ausführungsvarianten der Erfindung aufzeigen, diese jedoch nicht darauf beschränkt ist. Es zeigen schematisch:The invention and the technical environment will be explained in more detail with reference to FIGS. It should be noted that the figures show particularly preferred embodiments of the invention, but this is not limited thereto. They show schematically:

1: eine Vorrichtung mit einer Rohrelementplatte, 1 a device with a tubular element plate,

2: eine Vorrichtung mit zwei Rohrelementplatten, 2 a device with two tube element plates,

3: einen Querschnitt einer Ausführungsvariante der Vorrichtung, 3 FIG. 3: a cross-section of an embodiment variant of the device, FIG.

4: eine Ausführungsvariante einer metallischen Lage des Katalysatorträgerkörpers, 4 a variant of a metallic layer of the catalyst carrier body,

5: eine Ausführungsvariante eines Rohrelements, und 5 a variant of a pipe element, and

6: eine Ausführungsvariante eines Halbleiterelements, 6 FIG. 1 shows a variant of a semiconductor element, FIG.

7: eine Ausführungsvariante eines Kraftfahrzeugs mit einem Abgassystem. 7 A variant of a motor vehicle with an exhaust system.

1 zeigt eine Vorrichtung 1 mit einer Rohrelementplatte 23. Die Vorrichtung 1 weist ein Gehäuse 4 auf, das eine erste Stirnseite 6 sowie eine zweite Stirnseite 7 umfasst. An der ersten Stirnseite 6 ist ein Einlass 8 für ein Abgas 10 angeordnet und an der zweiten Stirnseite 7 ein Auslass 9 für das Abgas 10. Innerhalb des Gehäuses 4 sind ein Katalysatorträgerkörper 14 und eine Vielzahl von Rohrelementen 17 angeordnet. Das Abgas 10 durchströmt die Vorrichtung 1, in dem es über die erste Stirnseite 6 durch den Einlass 8 in den Hohlraum 30 eintritt, der innerhalb des Katalysatorträgerkörpers 14 durch die Innenumfangsfläche 16 gebildet wird. Hier wird der Abgasstrom 10 umgelenkt und durchströmt den Katalysatorträgerkörper 14 in radialer Richtung von der Innenumfangsfläche 16 hin zur Außenumfangsfläche 15 des Katalysatorträgerkörpers 14. Das Abgas 10 tritt aus der Außenumfangsfläche 15 aus in den Ringkanal 28, der seinerseits durch die Außenumfangsfläche 15 und die Innenwand 29 des Gehäuses 4 begrenzt wird. In Richtung der ersten Stirnseite 6 ist der Ringkanal 28 durch die Rohrelementplatte 23 abgeschlossen, so dass das Abgas 10 in Richtung der zweiten Stirnseite 7 entlang des Ringkanals 28 zum Auslass 9 hin strömt. Auf der rechten Seite der 1 ist dargestellt, dass die Rohrelemente 17 ausschließlich innerhalb des Ringkanals 28 angeordnet sind. Die Rohrelemente 17 erstrecken sich parallel zur Längsachse 5 des Gehäuses 4 zwischen der ersten Stirnseite 6 und der zweiten Stirnseite 7. Die Rohrelemente 17 werden mit einem ersten Ende 21 durch die Rohrelementplatte 23 aufgenommen, so dass das Kühlmedium 13, das die Rohrelemente 17 durchströmt, durch die Rohrelementplatte 23 hin zu zumindest einem Einlauf 11 bzw. einem Auslauf 12 strömungstechnisch verbunden werden. Weiterhin sind die Rohrelemente 17 mit ihrem ersten Ende 21 elektrisch leitend über einen elektrisch leitenden ersten Kontakt 48 innerhalb der Rohrelementplatte 23 elektrisch leitend so verbunden, dass ein Spannungspotential zwischen dem ersten Ende 21 und dem zweiten Ende 22 zum Gehäuseäußeren hin abgeführt werden kann. Entsprechend sind an dem zweiten Ende 22 elektrische leitende zweite Kontakte 49 vorgesehen. Die ersten Kontakte 48 und zweiten Kontakte 49 sind dabei elektrisch gegeneinander isoliert, so dass die Rohrelementplatte 23 in diesem Fall geteilt ausführbar ist. Die Rohrelemente 17 können zusätzlich zu der Aufnahme durch die Rohrelementplatte 23 durch ein Stützelement 27 hinsichtlich ihrer Position im Gehäuse 4 fixiert werden. Der Katalysatorträgerkörper 14 ist bevorzugt symmetrisch um die Längsachse 5 des Gehäuses 4 angeordnet und erstreckt sich über eine axiale Erstreckung 26 entsprechend parallel zur Längsachse 5. Die Rohrelementplatte 23 weist an einer ersten Stirnfläche 50 Öffnungen 53 zur Aufnahme der Rohrelemente 17 auf. Die Rohrelementplatte 23 schließt den Ringkanal 28 an der ersten Stirnseite 6 durch die gasdichte Anbindung der Umfangsfläche 52 und/oder der zweiten Stirnfläche 51 an das Gehäuse 4 ab. 1 shows a device 1 with a tubular element plate 23 , The device 1 has a housing 4 on, this is a first front page 6 and a second end face 7 includes. At the first end 6 is an inlet 8th for an exhaust 10 arranged and at the second end face 7 an outlet 9 for the exhaust 10 , Inside the case 4 are a catalyst carrier body 14 and a plurality of tubular elements 17 arranged. The exhaust 10 flows through the device 1 in which it over the first front page 6 through the inlet 8th in the cavity 30 entering, within the catalyst carrier body 14 through the inner peripheral surface 16 is formed. Here is the exhaust gas flow 10 deflected and flows through the catalyst carrier body 14 in the radial direction from the inner peripheral surface 16 towards the outer peripheral surface 15 the catalyst carrier body 14 , The exhaust 10 emerges from the outer peripheral surface 15 out in the ring channel 28 , in turn, through the outer peripheral surface 15 and the inner wall 29 of the housing 4 is limited. Towards the first front 6 is the ring channel 28 through the tubular element plate 23 completed, leaving the exhaust 10 in the direction of the second end face 7 along the ring channel 28 to the outlet 9 flows towards. On the right side of the 1 is shown that the pipe elements 17 exclusively within the ring channel 28 are arranged. The pipe elements 17 extend parallel to the longitudinal axis 5 of the housing 4 between the first end face 6 and the second end face 7 , The pipe elements 17 be with a first end 21 through the tubular element plate 23 recorded, so that the cooling medium 13 that the pipe elements 17 flows through, through the tube element plate 23 towards at least one enema 11 or an outlet 12 fluidically connected. Furthermore, the pipe elements 17 with her first end 21 electrically conductive via an electrically conductive first contact 48 within the tubular element plate 23 electrically conductive connected so that a voltage potential between the first end 21 and the second end 22 can be removed to the outside of the housing. Accordingly, at the second end 22 electrical conductive second contacts 49 intended. The first contacts 48 and second contacts 49 are electrically isolated from each other, so that the pipe element plate 23 shared in this case is executable. The pipe elements 17 can in addition to the inclusion of the tube element plate 23 by a support element 27 in terms of their position in the housing 4 be fixed. The catalyst carrier body 14 is preferably symmetrical about the longitudinal axis 5 of the housing 4 arranged and extends over an axial extent 26 corresponding to the longitudinal axis 5 , The pipe element plate 23 points to a first end face 50 openings 53 for receiving the pipe elements 17 on. The pipe element plate 23 closes the ring channel 28 at the first end 6 by the gas-tight connection of the peripheral surface 52 and / or the second end face 51 to the housing 4 from.

Im linken Teil der 1 ist dargestellt, dass eine innen gelegene Gruppe von Rohrelementen 17 den Katalysatorträgerkörper 14 in einer Richtung parallel zur Längsachse 5 durchschneidet. Auch hier ist gezeigt, dass das Kühlmedium 13 durch ein Rohrelement 17 von der ersten Stirnseite 6 zur zweiten Stirnseite 7 geleitet wird und durch das selbe Rohrelement 17, das im Bereich der zweiten Stirnseite 7 eine Umlenkung aufweist, wieder zurückgeleitet wird zur ersten Stirnseite 6.In the left part of the 1 It is shown that an internal group of tubular elements 17 the catalyst carrier body 14 in a direction parallel to the longitudinal axis 5 cuts. Again, it is shown that the cooling medium 13 through a tubular element 17 from the first front 6 to the second end face 7 is passed and through the same pipe element 17 that is in the area of the second end face 7 has a deflection, is returned to the first end face 6 ,

2 zeigt eine der 1 entsprechende Vorrichtung, allerdings hier mit zwei Rohrelementplatten 23, wobei gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Die zwei Rohrelementplatten 23 sind an der ersten Stirnseite 6 und an der zweiten Stirnseite 7 angeordnet. Die Rohrelementplatte 23 an der ersten Stirnseite 6 weist Einläufe 11 für das Kühlmedium 13 auf, so dass das Kühlmedium 13 die Rohrelemente 17 in Richtung von der ersten Stirnseite 6 zur zweiten Stirnseite 7 zu Ausläufen 12 hin durchströmt. In dieser Ausführungsform strömen also Kühlmedium 13 und Abgas 10 im Bereich des Ringkanals 28 gleichgerichtet durch die Vorrichtung 1. Bevorzugt ist jedoch, dass das Kühlmedium 13 im Bereich der zweiten Stirnseite 7 über einen Einlauf 11 in die Rohrelementplatte 23 und darüber in die Rohrelemente 17 eingeleitet wird, so dass das Kühlmedium 13 im sogenannten Gegenstrom gegenüber dem Abgas 10 hin zu ersten Stirnseite 6 strömt. An dem ersten Ende 21 der Rohrelemente 17 sind im Bereich der Rohrelementplatten 23 erste Kontakte 48 vorgesehen, die den durch die thermoelektrischen Elemente 20 erzeugten elektrischen Strom hin zu einem ersten elektrischen Leiter 55 an das Gehäuseäußere abführen. An den zweiten Enden 22 der Rohrelemente 17 sind zweite Kontakte 49 vorgesehen, die mit einem zweiten elektrischen Leiter 56 elektrisch leitend verbindbar sind, so dass ein Spannungspotential, das über die thermoelektrischen Elemente 20 erzeugt wird, durch den ersten elektrischen Leiter 55 und zweiten elektrischen Leiter 56 aufgenommen werden kann. Erster elektrischer Leiter 55 und zweiter elektrischer Leiter 56 sind mit externen Verbrauchern und/oder einem elektrischen Speicher verbunden, so dass der durch die thermoelektrischen Elemente 20 erzeugte elektrische Strom diesen zugeleitet wird. Die Rohrelementplatte 23 an der zweiten Stirnseite 7 weist im Gegensatz zur Rohrelementplatte 23 an der ersten Stirnseite 6 Ausnehmungen 31 auf, so dass das Abgas 10 aus dem Ringkanal 28 über die Ausnehmungen 31 in den Auslass 9 der Vorrichtung 1 abströmen kann. Auch in der Rohrelementplatte 23 an der zweiten Stirnseite 7 sind die Rohrelemente 17 in Öffnungen 53 aufgenommen, so dass das Kühlmedium 13 aus den Rohrelementen 17 über Kanäle 54 hin zu einem Einlauf 11 bzw. zu einem Auslauf 12 geleitet werden kann. 2 shows one of the 1 corresponding device, but here with two tube element plates 23 , wherein the same components are provided with the same reference numerals. The two tube element plates 23 are at the first front 6 and at the second end face 7 arranged. The pipe element plate 23 at the first end 6 has enemas 11 for the cooling medium 13 on, leaving the cooling medium 13 the pipe elements 17 in the direction of the first front 6 to the second end face 7 to spouts 12 flows through it. In this embodiment, so flow cooling medium 13 and exhaust 10 in the area of the ring channel 28 rectified by the device 1 , However, it is preferred that the cooling medium 13 in the area of the second end face 7 over an enema 11 in the tube element plate 23 and above in the pipe elements 17 is initiated, so that the cooling medium 13 in the so-called countercurrent to the exhaust gas 10 towards the first end 6 flows. At the first end 21 the pipe elements 17 are in the range of tube element plates 23 first contacts 48 provided by the thermoelectric elements 20 generated electrical current to a first electrical conductor 55 dissipate to the exterior of the housing. At the second ends 22 the pipe elements 17 are second contacts 49 provided with a second electrical conductor 56 electrically conductively connectable, so that a voltage potential across the thermoelectric elements 20 is generated by the first electrical conductor 55 and second electrical conductor 56 can be included. First electrical conductor 55 and second electrical conductor 56 are connected to external loads and / or electrical storage, so that through the thermoelectric elements 20 generated electric power is supplied to this. The pipe element plate 23 on the second front side 7 has in contrast to the tube element plate 23 at the first end 6 recesses 31 on, leaving the exhaust 10 from the ring channel 28 about the recesses 31 in the outlet 9 the device 1 can flow out. Also in the tube element plate 23 on the second front side 7 are the pipe elements 17 in openings 53 recorded, so that the cooling medium 13 from the pipe elements 17 via channels 54 towards an enema 11 or to an outlet 12 can be directed.

3 zeigt einen Querschnitt einer Ausführungsvariante der Vorrichtung 1. Dieser Querschnitt A-A (in 2 gekennzeichnet) durchschneidet die Vorrichtung 1, so dass der Katalysatorträgerkörper 14 sowie die Rohrelemente 17 im Querschnitt dargestellt sind. Die Vorrichtung 1 weist ein Gehäuse 4 auf, wobei innerhalb des Gehäuses 4 ein Katalysatorträgerkörper 14 angeordnet ist, der von einem inneren Hohlraum 30 aus über seine Innenumfangsfläche 16 hin zu seiner Außenumfangsfläche 15 vom Abgas 10 radial durchströmt wird. Das Abgas strömt aus dem Katalysatorträgerkörper 14 in einen den Katalysatorträgerkörper 14 umgebenden Ringkanal 28, der sich vom Katalysatorträgerkörper 14 bis hin zur Innenwand 29 des Gehäuses 4 erstreckt. Innerhalb des Ringkanals 28 und innerhalb des Katalysatorträgerkörpers 14 sind Rohrelemente 17 angeordnet, die von einem Kühlmedium 13 durchströmt werden. Das Kühlmedium 13 tritt über Einläufe 11 in die Vorrichtung 1 bzw. die Rohrelementplatte 23 ein und wird über Kanäle 54 mit den Rohrelementen 17 strömungstechnisch verbunden und wird entsprechend über Ausläufe 12 aus der Vorrichtung 1 wieder herausgeführt. Der Katalysatorträgerkörper 14 wird von dem Abgas 10 radial durch Strömungskanäle 32 in Richtung der radialen Erstreckung 33 des Katalysatorträgerkörpers 14 durchströmt. Die Strömungskanäle 32 werden gebildet durch eine zumindest teilweise Strukturierung der den Katalysatorträgerkörper 14 bildenden Metallfolien. 3 shows a cross section of an embodiment of the device 1 , This cross section AA (in 2 characterized) cuts through the device 1 so that the catalyst carrier body 14 as well as the pipe elements 17 are shown in cross section. The device 1 has a housing 4 on, being inside the case 4 a catalyst carrier body 14 is arranged, that of an inner cavity 30 out over its inner peripheral surface 16 towards its outer peripheral surface 15 from the exhaust 10 is flowed through radially. The exhaust gas flows out of the catalyst carrier body 14 in a catalyst carrier body 14 surrounding ring channel 28 extending from the catalyst carrier body 14 up to the inner wall 29 of the housing 4 extends. Inside the ring channel 28 and within the catalyst carrier body 14 are pipe elements 17 disposed that of a cooling medium 13 be flowed through. The cooling medium 13 occurs over enemas 11 into the device 1 or the tubular element plate 23 and is via channels 54 with the pipe elements 17 fluidically connected and is accordingly over spouts 12 from the device 1 brought out again. The catalyst carrier body 14 is from the exhaust 10 radially through flow channels 32 in the direction of radial extent 33 the catalyst carrier body 14 flows through. The flow channels 32 are formed by an at least partial structuring of the catalyst carrier body 14 forming metal foils.

4 zeigt eine Ausführungsvariante einer metallischen Lage des Katalysatorträgerkörpers 14. Der Katalysatorträgerkörper 14 wird in einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante durch das Stapeln von teilweise strukturierten Metallfolien 34 gebildet, die in Folge ihrer zumindest teilweise vorliegenden Strukturierung Strömungskanäle 32 bilden. Durch diese Strömungskanäle 32 strömt das Abgas 10 von einer Innenumfangsfläche 16 hin zu einer Außenumfangsfläche 15 entlang der radialen Erstreckung 33 des Katalysatorträgerkörpers 14. Die Metallfolien 34 sind so aufeinander gestapelt, dass ein Katalysatorträgerkörper 14 mit einer Längsachse 5 gebildet wird. 4 shows a variant of a metallic layer of the catalyst carrier body 14 , The catalyst carrier body 14 is in a particularly advantageous embodiment variant by stacking partially structured metal foils 34 formed, the flow channels as a result of their structuring at least partially present 32 form. Through these flow channels 32 the exhaust gas flows 10 from an inner peripheral surface 16 towards an outer peripheral surface 15 along the radial extent 33 the catalyst carrier body 14 , The metal foils 34 are stacked on top of each other so that a catalyst carrier body 14 with a longitudinal axis 5 is formed.

5 zeigt eine Ausführungsvariante eines Rohrelements 17. Das Rohrelement 17 wird gebildet durch ein inneres Rohr 36 mit einer Innenseite 19, das von dem Kühlmedium 13 durchströmt wird, sowie einem äußeren Rohr 37 mit einer Außenseite 18, die von einem Abgas 10 quer angeströmt wird. Zwischen dem inneren Rohr 36 und dem koaxial verlaufenden äußeren Rohr 37 sind thermoelektrische Elemente 20 angeordnet, die über elektrisch leitende Brücken 57 so miteinander verbunden sind, dass durch die thermoelektrischen Elemente 20 ein elektrischer Strom von einem ersten Ende 21 zu einem zweiten Ende 22 des Rohrelements 17 übertragbar wird. Der Zwischenraum zwischen innerem Rohr 36 und äußerem Rohr 37, in dem die thermoelektrischen Elemente 20 angeordnet sind, wird an dem jeweiligen ersten Ende 21 bzw. zweiten Ende 22 über Dichtungselemente 35 insbesondere gasdicht abgedichtet, so dass die thermoelektrischen Elemente 20 weder vom Abgas 10 noch vom Kühlmedium 13 beaufschlagt werden können. Dabei sind die Dichtungselemente 35 insbesondere elektrisch leitend ausgebildet, so dass die elektrisch leitenden Brückenelemente den durch thermoelektrischen Elemente 20 erzeugten elektrischen Strom über das Dichtungselement 35 an elektrisch leitende Kontakte 48, 49 in den Rohrelementplatten 23 übertragen können. 5 shows a variant of a pipe element 17 , The pipe element 17 is formed by an inner tube 36 with an inside 19 that of the cooling medium 13 is flowed through, and an outer tube 37 with an outside 18 that of an exhaust 10 is flowed across. Between the inner tube 36 and the coaxial outer tube 37 are thermoelectric elements 20 arranged over electrically conductive bridges 57 are interconnected so that by the thermoelectric elements 20 an electric current from a first end 21 to a second end 22 of the tubular element 17 becomes transferable. The space between inner tube 36 and outer tube 37 in which the thermoelectric elements 20 are arranged is at the respective first end 21 or second end 22 about sealing elements 35 in particular sealed gas-tight, so that the thermoelectric elements 20 neither from the exhaust 10 still from the cooling medium 13 can be applied. Here are the sealing elements 35 in particular electrically conductive, so that the electrically conductive bridge elements by the thermoelectric elements 20 generated electric current through the sealing element 35 to electrically conductive contacts 48 . 49 in the tube element plates 23 can transfer.

6 zeigt eine Ausführungsvariante eines ringförmigen Halbleiterelements 58, das zumindest mit einem weiteren Halbleiterelement 58 ein thermoelektrisches Element 20 erzeugt. Das Halbleiterelement 58 weist eine Außenfläche 40 und eine Innenfläche 41 auf und zwischen Innenfläche 41 und Außenfläche 40 eine Höhe 38. Weiterhin wird es in einer axialen Richtung durch die Seitenflächen 42 jeweils begrenzt. Innerhalb der Innenfläche 41 wird das innere Rohr 36 und außerhalb der Außenfläche 40 das äußere Rohr 37 der Rohrelemente 17 angeordnet. An der Außenfläche 40 wird weiterhin eine Stromübergangsfläche 39 gebildet auf der ersten Kontaktfläche 43, so dass das Halbleiterelement 58 mit weiteren benachbarten Halbleiterelementen 58 elektrisch leitend über Brückenelemente 57 miteinander zu thermoelektrischen Elementen 20 verbunden werden kann. Weitere Stromübergangsflächen 39 sind auch an der zweiten Kontaktfläche 44 an der Innenfläche 41 des Halbleiterelements 58 angeordnet. 6 shows a variant of an annular semiconductor element 58 that at least with another semiconductor element 58 a thermoelectric element 20 generated. The semiconductor element 58 has an outer surface 40 and an inner surface 41 on and between inner surface 41 and outer surface 40 a height 38 , Furthermore, it becomes in an axial direction through the side surfaces 42 each limited. Inside the inner surface 41 becomes the inner tube 36 and outside the outer surface 40 the outer tube 37 the pipe elements 17 arranged. On the outer surface 40 will continue to be a power transfer area 39 formed on the first contact surface 43 so that the semiconductor element 58 with further adjacent semiconductor elements 58 electrically conductive via bridge elements 57 together to form thermoelectric elements 20 can be connected. Other power transmission areas 39 are also at the second contact surface 44 on the inner surface 41 of the semiconductor element 58 arranged.

7 zeigte eine Ausführungsvariante eines Kraftfahrzeugs 25 mit einem Abgassystem 2 und einer Abgasbehandlungskomponente 45. Dabei durchströmt Abgas 10 von einer Verbrennungskraftmaschine 3 ausgehend ein Abgassystem 2 hin zu einer Vorrichtung 1, die in der Hauptabgasleitung oder in einer Abgasrückführungsleitung 24 des Abgassystems 2 angeordnet ist. Über elektrisch leitende Verbindungen 47 ist die Vorrichtung 1 mit einer Stromversorgung 46, insbesondere einer Batterie oder auch einem elektrischen Verbraucher, elektrisch leitend verbunden, so dass der durch die thermoelektrischen Elemente 20 erzeugte elektrische Strom abgeführt werden kann. 7 showed an embodiment of a motor vehicle 25 with an exhaust system 2 and an exhaust treatment component 45 , This gas flows through 10 from an internal combustion engine 3 starting from an exhaust system 2 towards a device 1 that in the main exhaust line or in an exhaust gas recirculation line 24 the exhaust system 2 is arranged. About electrically conductive connections 47 is the device 1 with a power supply 46 , in particular a battery or an electrical load, electrically conductively connected, so that by the thermoelectric elements 20 generated electric current can be dissipated.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Vorrichtungcontraption
22
Abgassystemexhaust system
33
VerbrennungskraftmaschineInternal combustion engine
44
Gehäusecasing
55
Längsachselongitudinal axis
66
erste Stirnseitefirst end face
77
zweite Stirnseitesecond end face
88th
Einlassinlet
99
Auslassoutlet
1010
Abgasexhaust
1111
Einlaufenema
1212
Auslaufoutlet
1313
Kühlmediumcooling medium
1414
KatalysatorträgerkörperCatalyst support body
1515
AußenumfangsflächeOuter circumferential surface
1616
InnenumfangsflächeInner circumferential surface
1717
Rohrelementtube element
1818
Außenseiteoutside
1919
Innenseiteinside
2020
thermoelektrische Elementethermoelectric elements
2121
erstes Endefirst end
2222
zweites Endesecond end
2323
RohrelementplattePipe element plate
2424
AbgasrückführungsleitungExhaust gas recirculation line
2525
Kraftfahrzeugmotor vehicle
26 26
axiale Erstreckungaxial extent
2727
Stützelementsupport element
2828
Ringkanalannular channel
2929
Innenwandinner wall
3030
Hohlraumcavity
3131
Ausnehmungrecess
3232
Strömungskanalflow channel
3333
radiale Erstreckungradial extent
3434
Metallfoliemetal foil
3535
Dichtungselementsealing element
3636
inneres Rohrinner tube
3737
äußeres Rohrouter tube
3838
Höheheight
3939
StromübergangsflächeCurrent transfer surface
4040
Außenflächeouter surface
4141
Innenflächepalm
4242
Seitenflächeside surface
4343
erste Kontaktflächefirst contact surface
4444
zweite Kontaktflächesecond contact surface
4545
AbgasbehandlungskomponenteExhaust gas treatment component
4646
Stromversorgungpower supply
4747
Verbindungconnection
4848
erster Kontaktfirst contact
4949
zweiter Kontaktsecond contact
5050
erste Stirnflächefirst end face
5151
zweite Stirnflächesecond end face
5252
Umfangsflächeperipheral surface
5353
Öffnungopening
5454
Kanalchannel
5555
erster elektrischer Leiterfirst electrical conductor
5656
zweiter elektrischer Leitersecond electrical conductor
5757
Brückenelementbridge element
5858
HalbleiterelementSemiconductor element

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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  • WO 02/81879 A1 [0010] WO 02/81879 A1 [0010]
  • WO 2010/023118 A1 [0013] WO 2010/023118 A1 [0013]

Claims (6)

Vorrichtung (1) für ein Abgassystem (2) einer Verbrennungskraftmaschine (3), wobei die Vorrichtung (1) zumindest ein Gehäuse (4) umfasst, das Gehäuse (4) eine Längsachse (5) und eine erste Stirnseite (6) und eine zweite Stirnseite (7) aufweist, sowie einen Einlass (8) und einen Auslass (9) für Abgas (10) sowie zumindest einen Einlauf (11) und einen Auslauf (12) für ein Kühlmedium (13); und weiterhin einen in dem Gehäuse (4) angeordneten, von Abgas (10) durchströmbaren Katalysatorträgerkörper (14) mit einer Außenumfangsfläche (15) und einer Innenumfangsfläche (16), wobei das Abgas (10) über die erste Stirnseite (6) in das Gehäuse (4) eintritt und über die Innenumfangsfläche (16) zur Außenumfangsfläche (15) den Katalysatorträgerkörper (14) radial durchströmt und das Gehäuse (4) über die zweite Stirnseite (7) verlässt; und zudem stromabwärts des Katalysatorträgerkörpers (14) eine Vielzahl von Rohrelementen (17) mit Außenseiten (18) und Innenseiten (19), wobei die Rohrelemente (17) parallel zur Längsachse (5) entlang der Außenumfangsfläche (15) angeordnet sind und die Außenseiten (18) mit Abgas (10) und die Innenseiten (19) von dem Kühlmedium (13) beaufschlagt werden, wobei zwischen Außenseite (18) und Innenseite (19) der Rohrelemente (17) thermoelektrische Elemente (20) angeordnet sind.Contraption ( 1 ) for an exhaust system ( 2 ) an internal combustion engine ( 3 ), the device ( 1 ) at least one housing ( 4 ), the housing ( 4 ) a longitudinal axis ( 5 ) and a first end face ( 6 ) and a second end face ( 7 ), and an inlet ( 8th ) and an outlet ( 9 ) for exhaust gas ( 10 ) and at least one enema ( 11 ) and an outlet ( 12 ) for a cooling medium ( 13 ); and further in the housing ( 4 ), of exhaust gas ( 10 ) flow through catalyst carrier body ( 14 ) with an outer peripheral surface ( 15 ) and an inner peripheral surface ( 16 ), the exhaust gas ( 10 ) over the first end face ( 6 ) in the housing ( 4 ) and over the inner peripheral surface ( 16 ) to the outer peripheral surface ( 15 ) the catalyst carrier body ( 14 ) flows through radially and the housing ( 4 ) over the second end face ( 7 ) leaves; and also downstream of the catalyst carrier body ( 14 ) a plurality of tubular elements ( 17 ) with outsides ( 18 ) and inside pages ( 19 ), wherein the tubular elements ( 17 ) parallel to the longitudinal axis ( 5 ) along the outer peripheral surface ( 15 ) and the outer sides ( 18 ) with exhaust gas ( 10 ) and the insides ( 19 ) of the cooling medium ( 13 ) are applied, wherein between outside ( 18 ) and inside ( 19 ) of the tubular elements ( 17 ) thermoelectric elements ( 20 ) are arranged. Vorrichtung (1) nach Patentanspruch 1, wobei die thermoelektrischen Elemente (20) in den Rohrelementen (17) scheibenförmig ausgebildet und aufeinander gestapelt sind, und wobei die Außenseiten (18) und Innenseiten (19) der Rohrelemente (17) sowie die dazwischen angeordneten thermoelektrischen Elemente (20) stoffschlüssig miteinander verbunden sind.Contraption ( 1 ) according to claim 1, wherein the thermoelectric elements ( 20 ) in the tubular elements ( 17 ) are disc-shaped and stacked on one another, and wherein the outer sides ( 18 ) and inside pages ( 19 ) of the tubular elements ( 17 ) as well as the interposed thermoelectric elements ( 20 ) are cohesively connected to each other. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Rohrelemente (17) jeweils ein erstes Ende (21) und ein zweites Ende (22) aufweisen und diese durch zumindest eine Rohrelementplatte (23) elektrisch kontaktierbar sind.Contraption ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the tubular elements ( 17 ) each have a first end ( 21 ) and a second end ( 22 ) and by at least one tubular element plate ( 23 ) are electrically contacted. Vorrichtung (1) nach Patentanspruch 3, wobei die Rohrelemente (17) in jeweils einer Rohrelementplatte (23) an der ersten Stirnseite (6) und an der zweiten Stirnseite (7) aufgenommen sind und der Einlauf (11) an der zweiten Stirnseite (7) und der Auslauf (12) an der ersten Stirnseite (6) angeordnet ist.Contraption ( 1 ) according to claim 3, wherein the tubular elements ( 17 ) in each case a tubular element plate ( 23 ) at the first end face ( 6 ) and at the second end face ( 7 ) and the enema ( 11 ) on the second end face ( 7 ) and the spout ( 12 ) at the first end face ( 6 ) is arranged. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, mit einer Rohrelementplatte (23), wobei die Rohrelementplatte (23) Öffnungen (53) zur Aufnahme von Rohrelementen (17) aufweist und Kanäle (54) zur strömungstechnischen Verbindung zumindest eines Einlaufs (11) und/oder Auslaufs (12) für ein Kühlmedium (13) mit den Rohrelementen (17), wobei weiter erste Kontakte (48) vorgesehen sind, die zumindest ein erstes Ende (21) wenigstens eines Rohrelementes (17) elektrisch leitend mit einem ersten elektrischen Leiter (55) verbinden.Contraption ( 1 ) according to one of the preceding claims, with a tubular element plate ( 23 ), wherein the tubular element plate ( 23 ) Openings ( 53 ) for receiving tubular elements ( 17 ) and channels ( 54 ) for the fluidic connection of at least one inlet ( 11 ) and / or outlet ( 12 ) for a cooling medium ( 13 ) with the tubular elements ( 17 ), with further first contacts ( 48 ) are provided, the at least one first end ( 21 ) at least one pipe element ( 17 ) electrically conductive with a first electrical conductor ( 55 ) connect. Vorrichtung (1) nach Patentanspruch 5, wobei zweite Kontakte (49) vorgesehen sind zur elektrisch leitenden Verbindung eines zweiten Endes (22) wenigstens eines Rohrelementes (17) mit einem zweiten elektrischen Leiter (56), wobei die zweiten Kontakte (49) elektrisch isoliert gegenüber den ersten Kontakten (48) ausgeführt sind.Contraption ( 1 ) according to claim 5, wherein second contacts ( 49 ) are provided for the electrically conductive connection of a second end ( 22 ) at least one pipe element ( 17 ) with a second electrical conductor ( 56 ), the second contacts ( 49 ) electrically isolated from the first contacts ( 48 ) are executed.
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