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Hintergrund
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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine thermoelektrische Erzeugungsvorrichtung für ein Fahrzeug unter Verwendung von Abwärme eines Motors, und insbesondere eine thermoelektrische Erzeugungsvorrichtung für ein Fahrzeug, wobei die Vorrichtung eine Energieerzeugungsabgabe unter Verwendung von durch einen Motor abgegebener Abwärme verbessert, und zwar ohne Wärmeverlust.
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Stand der Technik
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Allgemein bezeichnet eine thermoelektrische Erzeugungstechnologie für Fahrzeuge eine Technologie, bei welcher thermoelektrische Elemente (im Folgenden auch als Thermoelement bezeichnet) angebracht werden, durch welche eine Elektronenbewegung aufgrund eines Temperaturgradienten zu einem Abgassystem eines Motors hin stattfindet, welcher eine Hochtemperatur-Wärmequelle eines Fahrzeuges ist, und zwar in Kombination mit einem Kühlsystem zur Erzeugung von Elektrizität. Die Thermoelemente erzeugen eine Ausgabe aufgrund einer Temperaturdifferenz zwischen einer Hochtemperaturkomponente (zum Beispiel einer Wärmequellenkomponente) und einer Niedrigtemperaturkomponente (zum Beispiel einer Kühlkomponente), wobei sie Wärme direkt in Elektrizität umwandeln können, und zwar ohne Verwendung einer mechanischen Antriebseinheit.
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Dabei kennt man aus der
DE 33 08 798 A1 bereits eine thermoelektrische Erzeugungsvorrichtung für ein Fahrzeug mit einem Leitungsblock, welcher eine im Wesentlichen nahe thermische Leitfähigkeit aufweist und zwischen einem Motor und einem Abgaskrümmer anordenbar ist, mit zumindest einem Thermoelementmodul welches zur Erzeugung einer elektromotorischen Kraft aus einer Differenz zwischen Temperaturen von gegenüberliegenden Enden des ersten Thermoelementmodules ausgebildet und an einer Seite des Leitungsblockes angeordnet ist.
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Die
JP 2004 360 522 A stellt ein Abgassystem bereit, das die Rückgewinnungseffizienz der Abwärme verbessert und die Beschädigung eines Katalysators durch Wärme verhindert. In diesem Abgassystem werden von einem Verbrennungsmotor ausgestoßene Abgase mit dem Katalysator gereinigt und elektrische Energie aus der aus der Wärmeenergie des Abgases erzeugt, wobei das Abgassystem ein erstes Emissionssteuermittel umfasst, das das Abgas mit dem Katalysator reinigt, und ein zweites Emissionssteuermittel, das stromabwärts des ersten Emissionssteuermittels angeordnet ist. Außerdem ist stromaufwärts des zweiten Emissionssteuermittels und stromabwärts des ersten Emissionssteuermittels jeweils eine Abgaswärmeerzeugungseinrichtung angeordnet.
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Die
DE 10 2011 004 243 A1 offenbart einen Abgaskrümmer für eine Abgasanlage einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einem Abgaskanal zur Abgasführung, der eine an die Brennkraftmaschine anschließbare Einlassseite und eine an die Abgasanlage anschließbare Auslassseite aufweist, und mit wenigstens einem Kühlmittelkanal zur Kühlmittelführung, der außen am Abgaskanal angeordnet und an einen Kühlkreis anschließbar ist. Um die thermische Belastung des Abgaskrümmers zu reduzieren, kann wenigstens ein thermoelektrischer Wandler vorgesehen sein, der einerseits mit dem Abgaskanal und andererseits mit dem Kühlmittelkanal wärmeübertragend gekoppelt ist.
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Zur effizienten thermoelektrischen Erzeugung ist in der
JP 2006 83707 A in einem Motor-Abgassystem ein ausgesparter Teil in einer Endfläche eines Auslasses einer Abgasöffnung in einem Zylinderkopf des Motors ausgebildet, und ein vertieftes Teil ist in einem Einlassflanschteil eines Abgaskrümmers ausgebildet. Beide Oberflächen der jeweiligen thermoelektrischen Elemente, die durch Durchgangslöcher einer Dichtung zwischen dem Auslassstirnseitenteil und dem Einlassflanschteil greifen, werden jeweils in vertiefte Teile eingepasst und jeweils an die Auslassendfläche und dem Einlassflansch gepresst.
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Die
JP H03 177 082 A lehrt einen thermoelektrischen Stromgenerator mit hervorragender Haltbarkeit zu niedrigen Kosten mit einer einfachen Struktur, der erhalten wird, indem ein thermoelektrisches Element in ein Loch, das in ein Wärmequellengrundkörpermaterial gebohrt wird, eingebracht wird, an dem ein Ende eines P-N-Übergangs installiert ist, ein Wickelmaterial auf der anderen Seite auslegt und das thermoelektrische Element mit diesem Wickelmaterial festgelegt.
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Die
DE 41 18 979 A1 zeigt schließlich eine Vorrichtung zur Erzeugung von Strom für in einem Kraftfahrzeug vorgesehene Aggregate, insbesondere für eine Waschanlage mit einem Vorratsbehälter zur Aufnahme von Flüssigkeit, die über mindestens eine Versorgungsleitung mit einer eine Auslassöffnung aufweisenden Düse in Verbindung steht. Die in der Anlage vorhandene Flüssigkeit ist über eine Heizvorrichtung aufhebbar, die aus mindestens einem Thermogenerator besteht, der im Bereich des Auspuffkrümmers angeordnet ist.
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Da jedoch die Thermoelemente eine Energieerzeugungsabgabe bei Zunahme einer Temperaturdifferenz zwischen der Hochtemperaturkomponente und der Niedrigtemperaturkomponente erhöhen, kann eine Energieerzeugungsleistung nicht wesentlich sein, wenn die Temperaturdifferenz minimal ist. Viele der bisher entwickelten thermoelektrischen Vorrichtungen verwenden ein Thermoelementmodul innerhalb eines Abgassystemes, in welchem eine thermoelektrische Erzeugungsleistung abnehmen kann, da Abwärme einer durch einen Motor erzeugten höchsten Temperatur nicht genutzt werden kann. Da zusätzlich die thermoelektrischen Erzeugungsvorrichtungen ein Thermoelementmodul verwenden, welches für einen Temperaturbereich eines Abgassystemes geeignet ist, dürfte eine Abgabeerhöhung begrenzt sein, und außerdem dürfte ein plattenförmiges Thermoelementmodul schwierig an einem kreisförmig gebogenen Abgasrohr zu befestigen sein.
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Zusammenfassung
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Die vorliegende Erfindung stellt eine thermoelektrische Erzeugungsvorrichtung für ein Fahrzeug bereit, welche eine thermoelektrische Energieerzeugungsleistung verbessern kann, und zwar durch Anbringen eines Leitungsblockes von im Wesentlichen hoher thermischer Leitfähigkeit zwischen einem Motor und einem spitzenförmigen Ende eines Abgaskrümmers. Zusätzlich stellt die vorliegende Erfindung eine thermoelektrische Erzeugungsvorrichtung für ein Fahrzeug bereit, welche Motor-Abwärme verwendet, welche vom Motor erzeugt und an einen Abgaskrümmer abgegeben worden ist, wobei ein Leitungsblock, welcher eine im Wesentlichen hohe thermische Leitfähigkeit aufweist, zwischen dem Motor und dem Abgaskrümmer installiert ist. Zusätzlich ist ein erstes Thermoelementmodul, welches zur Erzeugung einer elektromotorischen Kraft unter Verwendung einer Differenz zwischen Temperaturen von gegenüberliegenden Enden des ersten Thermoelementmodules ausgebildet ist, an einer Seite des Leitungsblockes befestigt, wobei sich eine thermoelektrische Erzeugungsleistung des ersten Thermoelementmodules erhöhen kann, und zwar durch Minimieren eines Wärmeverlustes des von dem Motor abgegebenen Abwärmegases. Dabei ist eine Kühleinheit zum Kühlen einer Seitenoberfläche des ersten Thermoelementmodules auf dem ersten Thermoelementmodul in gestapelter Weise darüber angeordnet (oder kurz „gestapelt“), wobei das erste Thermoelementmodul in fester Weise auf dem Leitungsblock gelagert ist, und zwar durch Koppeln der Kühleinheit mit einer Seite des Leitungsblockes.
Die thermoelektrische Erzeugungsvorrichtung umfasst ein Wärmeübertragungselement umfassen, welches für eine Übertragung der Wärme des Leitungsblockes zu dem zweiten Thermoelementmodul ausgebildet ist. Ein Ende (zum Beispiel ein erstes Ende) der Wärmeübertragungseinheit ist zwischen dem Leitungsblock und dem ersten Thermoelementmodul gestapelt, wobei eine gegenüberliegende Seite (zum Beispiel ein zweites Ende) der Wärmeübertragungseinheit zwischen dem zweiten Thermoelementmodul und der Trägerplatte gestapelt ist.
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Das erste Thermoelementmodul und das zweite Thermoelementmodul können Thermoelemente mit unterschiedlichen Betriebstemperaturbereichen umfassen. Das erste Thermoelementmodul kann Thermoelemente umfassen, welche einen Betriebstemperaturbereich aufweisen, welcher größer als ein Betriebstemperaturbereich von Thermoelementen des zweiten Thermoelementmodules ist. Der Leitungsblock kann eine Mehrzahl von Gasströmungsöffnungen aufweisen, um eine Strömung von vom Motor abgegebenen Abwärmegas zu ermöglichen, wobei sich die Gasströmungsöffnungen hin zu einem Abgaskrümmer erstrecken können. Weiterhin kann der Leitungsblock für ein einfacheres Befestigen des Thermoelementmoduls eine vielflächige Gestalt aufweisen. Zusätzlich kann der Leitungsblock aus Gusseisen oder Edelstahl gebildet sein, welcher eine Wärmewiderstandseigenschaft und eine Beständigkeit gegenüber einem von dem Motor abgegebenen (bzw. ausgestoßenen) Abgas mit im Wesentlichen hoher Temperatur aufweist. Das Wärmeübertragungselement kann ein Wärmerohr sein. Die thermoelektrische Erzeugungsvorrichtung für ein Fahrzeug in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die folgenden Vorteile aufweisen.
- 1. Da ein von einem Motor ausgestoßenes Abgas in einem im Wesentlichen hohen Temperaturzustand ohne Verlust von Wärme verwendet werden kann, kann ein Thermoelementmodul verwendet werden, welches im Vergleich zum Stand der Technik eine höhere Energieerzeugungsabgabe aufweist.
- 2. Eine thermoelektrische Energieerzeugungsleistung und eine Energieerzeugungsabgabe können sich unter Verwendung eines Thermoelementmodules verbessern, welches eine im Wesentlichen hohe Temperatur verwendet, und unter Verwendung eines Thermoelementmodules, welches eine im Wesentlichen niedrige Temperatur verwendet. Es sei bemerkt, dass ein Niedrigtemperaturbereich etwa bei Raumtemperatur bis 300°C liegen kann, eine mittlere Temperatur etwa 300°C bis 400°C betragen kann und eine hohe Temperatur etwa 500°C bis 600°C betragen kann. Jedoch ist die hohe Temperatur lediglich beispielhaft und kann größer als 600°C sein.
- 3. Ein Thermoelementmodul kann ohne Berücksichtigung einer Kontaktoberfläche mit einem Abgasrohr befestigt werden, wobei ein Thermoelementmodul auf einfachere Art und Weise befestigbar ist.
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Figurenliste
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Die obigen und weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden detailliert mit Bezug auf beispielhafte Ausführungsformen davon erläutert, welche durch die begleitenden Zeichnung dargestellt werden, welche im Folgenden lediglich der Darstellung dienen, und somit die vorliegende Erfindung nicht beschränken, und wobei:
- 1 eine beispielhafte Abschnittsansicht ist, welche eine thermoelektrische Erzeugungsvorrichtung für ein Fahrzeug in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
- 2 eine beispielhafte vergrößerte Ansicht eines Abschnittes A aus 1 ist, und zwar in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
- 3 eine beispielhafte Ansicht ist, welche einen Zustand zeigt, wenn eine Komponente der thermoelektrischen Erzeugungsvorrichtung für ein Fahrzeug zwischen einem Motor und einem Abgaskrümmer befestigt ist, und zwar in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Es sei bemerkt, dass die beigefügten Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind, wobei sie eine etwas vereinfachte Darstellung verschiedener Merkmale zur Erläuterung der grundlegenden Prinzipien der Erfindung zeigen. Die spezifischen Designmerkmale der vorliegenden wie hierin offenbarten Erfindung, einschließlich beispielsweise spezifischer Abmessungen, Ausrichtungen, Örter bzw. Stellen und Formen werden teilweise durch die entsprechende beabsichtigte Anwendung und Verwendungssituation festgelegt. In den Figuren beziehen sich Bezugszeichen auf die gleichen oder äquivalenten Komponenten der vorliegenden Erfindung in allen Figuren der Zeichnungen.
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Detaillierte Beschreibung
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Es wird davon ausgegangen, dass der Ausdruck „Fahrzeug“ bzw. „zu einem Fahrzeug gehörend“ oder ein weiterer ähnlicher Ausdruck, wie hierin verwendet, Motorfahrzeuge im Allgemeinen umfasst, wie zum Beispiel Passagierfahrzeuge, einschließlich Sports Utility Vehicles (SUV), Busse, Lastwagen, verschiedene kommerzielle Fahrzeuge, Wasserfahrzeuge einschließlich einer Vielzahl von Booten und Schiffen, Luftfahrzeuge und dergleichen, und auch Hybridfahrzeuge umfasst, Elektrofahrzeuge, Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeuge, mit Wasserstoff betriebene Fahrzeuge und mit anderen alternativen Kraftstoffen betriebene Fahrzeuge (zum Beispiel Kraftstoffe, welche nicht aus Erdöl gewonnen werden). Wie hierin verwendet, ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, welches zwei oder mehrere Antriebsquellen aufweist, beispielsweise sowohl mit Benzin betriebene Fahrzeuge als auch mit Strom betriebene Fahrzeuge.
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Die hierin verwendete Terminologie dient lediglich dem Zweck des Beschreibens bestimmter Ausführungsformen und soll die Erfindung nicht beschränken. Wie hierin verwendet, sollen die Singular-Formen „ein, eine, eines“ und „der, die, das“ auch die Plural-Formen mitumfassen, es sei denn, dass sich aus dem Zusammenhang eindeutig etwas anderes ergibt. Es wird weiterhin davon ausgegangen, dass die Ausdrücke „umfasst“ und/oder „umfassend“ bei Verwendung in dieser Beschreibung das Vorhandensein von aufgeführten Merkmalen, ganzzahligen Vielfachen, Schritten, Betriebszuständen, Elementen und/oder Komponenten spezifizieren, jedoch nicht das Vorhandensein oder das Hinzufügen von einem oder mehreren weiteren Merkmalen, ganzzahligen Vielfachen, Schritten, Betriebszuständen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen davon ausschließen. Wie hierin verwendet, umfasst der Ausdruck „und/oder“ jegliche Kombinationen eines oder mehrerer der zugeordneten und aufgeführten Gegenstände.
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Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung derart beschrieben, so dass der Fachmann, an den sich die vorliegende Erfindung richtet, die Erfindung leicht ausführen kann.
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Die vorliegende Erfindung stellt eine thermoelektrische Erzeugungsvorrichtung bereit, welche eine von einem Motor eines Fahrzeuges erzeugte Abwärme von im Wesentlichen hoher Temperatur in elektrische Energie umwandeln kann, und eine thermoelektrische Erzeugungsleistung sowie eine Kraftstoffausnutzung eines Motors verbessern kann, und zwar durch Verwenden von Abgaswärme, welche vom Motor in einem Zustand von höchster Temperatur abgegeben worden ist.
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Wie in 1 bis 3 dargestellt ist, kann eine thermoelektrische Erzeugungsvorrichtung für ein Fahrzeug in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von einem Motor 10 erzeugte und von einem Abgaskrümmer 20 ausgestoßene Abwärme verwenden. Zusätzlich kann ein Leitungsblock 110, welcher eine hohe thermische Leitfähigkeit aufweist, zwischen dem Motor 10 und dem Abgaskrümmer 20 angeordnet sein. Weiterhin kann sich ein Thermoelementmodul in Kontakt mit einer ersten Seitenoberfläche des Leitungsblockes 110 befinden, wobei eine thermoelektrische Erzeugung eine größere Leistung aufweisen kann, und zwar unter Verwendung von vom Motor 10 abgegebener Abwärme mit sehr hoher Temperatur. Die thermoelektrische Erzeugung mit höherer Leistung kann durch ein Minimieren eines Wärmeverlustes des Abwärmegases erzielt werden (zum Beispiel Abgas, welches vom Motor abgegebene Abwärme umfasst).
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Die Thermoelementmodule 121 und 122 können eine Vielzahl von Thermoelementen (bzw. thermoelektrischen Elementen) umfassen, welche zur Erzeugung von thermoelektrischer Leistung bzw. Energie ausgebildet sind. Obwohl nicht in den Zeichnungen dargestellt, können die Thermoelemente Leitungen bzw. Drähte umfassen, durch welche von den Thermoelementen erzeugte elektromotorische Kräfte (d.h. elektrische Spannungen) ausgegeben werden können, wobei eine detaillierte Beschreibung davon ausgelassen wird, da eine grundlegende Konfiguration dem Fachmann gut bekannt sein dürfte. Wie allgemein im Stand der Technik bekannt ist, ist ein Thermoelement ein Element, welches auf dem Seebeck-Effekt basiert, welcher darauf beruht, dass eine elektromotorische Kraft durch eine Temperaturdifferenz zwischen entgegengesetzten Enden erzeugt wird, d.h. wenn entgegengesetzte Enden eines Thermoelements unterschiedliche Temperaturen aufweisen.
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Der Leitungsblock kann aus einem hitzebeständigen (zum Beispiel gegenüber Feuer beständigem) und robusten Material gebildet sein, welches nicht durch ein von einem Motor ausgestoßen Abwärmegas von im Wesentlichen hoher Temperatur verformt werden kann, und hinsichtlich des Abgaskrümmers 20 einer bestimmten Kombination von Materialeigenschaften entspricht. Beispielsweise kann der Leitungsblock aus einem Metall hergestellt sein, wie zum Beispiel Gusseisen oder Edelstahl. Zusätzlich kann der Leitungsblock 110 eine vielflächige Gestalt aufweisen (zum Beispiel eine sechsflächige Gestalt), so dass das Thermoelementmodul 121 ohne Berücksichtigung einer Kontaktfläche mit einem Abgasrohr befestigt werden kann. Mit anderen Worten, für ein leichteres Anbringen des Thermoelementmodules 121 am Leitungsblock kann der Leitungsblock 110 am Motor 10 angebracht sein. Weiterhin kann der Leitungsblock eine Gasströmungsöffnung 111 umfassen, welche dazu ausgebildet ist, um vom Motor 10 ausgestoßenes Abgas dem Abgaskrümmer 20 zuzuführen.
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Die Gasströmungsöffnung 111 kann sich von einer Oberfläche zu einer gegenüberliegenden Oberfläche des Leitungsblockes 110 erstrecken, um für das Abwärmegas eine Strömung von einem Ende des Motors 10 hin zum Abgaskrümmer 20 zu ermöglichen. Der Leitungsblock 110 kann auf stabile Art und Weise an einer Außenwand des Motors unter Verwendung eines Befestigungsbolzens oder dergleichen befestigt werden, wobei die Größe des Leitungsblockes 110 basierend auf der Abmessung, Gestalt, Anzahl der Thermoelementmodule abänderbar ist.
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Mit Bezug auf 1 kann sich wenigstens ein Thermoelementmodul 121 in Kontakt mit oberen und unteren Oberflächen des Leitungsblockes 110 befinden, wobei die Thermoelementmodule 121 an jeden Oberflächen des Leitungsblockes 110 befestigt sein können, mit Ausnahme von Oberflächen des Leitungsblockes 110, welche am Motor 10 angebracht und mit dem Abgaskrümmer 20 verbunden sind. Obwohl nicht in den Zeichnungen dargestellt, können Dichtränder zwischen dem Leitungsblock 110 und dem Motor 10 und zwischen dem Leitungsblock 110 und dem Abgaskrümmer 20 ein Austreten von Abwärmegas vermeiden. Wie in 1 dargestellt ist, kann eine Mehrzahl von thermoelektrischen Erzeugungseinheiten 120, welche die Thermoelementmodule 121 und 122, eine Kühleinheit 123 und ein Wärmerohr 124 umfassen, jeweils an einer oberen Oberfläche und einer unteren Oberfläche des Leitungsblockes 110 angebracht sein.
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Mit Bezug auf 2 kann ein erstes Thermoelementmodul 121, welches einem Hochtemperaturbereich entspricht (zum Beispiel, welches einen im Wesentlichen hohen Betriebstemperaturbereich aufweist), auf einer Oberfläche des Leitungsblockes 110 gestapelt sein. Zusätzlich kann eine Kühleinheit 123, welche zur Kühlung von Oberflächen der Thermoelementmodule 121 und 122 ausgebildet ist, auf dem ersten Thermoelementmodul 121 gestapelt sein, wobei ein zweites Thermoelementmodul 122, welches einem Niedrigtemperaturbereich entspricht (zum Beispiel, welches einen niedrigen Betriebstemperaturbereich aufweist), auf der Kühleinheit 123 gestapelt sein kann. Weiterhin kann eine Trägerplatte 125 auf dem zweiten Thermoelementmodul 122 gestapelt sein.
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Die Kühleinheit 123 kann mit einer Oberfläche des Leitungsblockes 110 unter Verwendung eines Befestigungsbolzens gekoppelt sein, wobei die Trägerplatte 125 mit einer ersten Seite der Kühleinheit 123 an dem zweiten Thermoelementmodul 122 unter Verwendung eines Befestigungsbolzens gekoppelt sein kann. Dementsprechend kann das erste Thermoelementmodul 122 in fester Weise zwischen dem Leitungsblock 110 und der Kühleinheit 123 gelagert sein, wobei das zweite Thermoelementmodul 122 in fester Weise zwischen der Kühleinheit 123 und der Trägerplatte 125 gelagert sein kann. Mit anderen Worten, die Kühleinheit 123 kann an der ersten Seite des Leitungsblockes 110 befestigt sein, um das erste Thermoelementmodul 121 auf dem Leitungsblock 110 in fester Weise zu lagern, wobei die Trägerplatte 125 an einer Seite der Kühleinheit 123 befestigt sein kann, um das zweite Thermoelementmodul 122 auf der Kühleinheit 123 in fester Weise zu lagern. Insbesondere kann die Trägerplatte 125 mit einem thermisch nicht-leitfähigen Material gebildet sein.
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Die Kühleinheit 123 kann einen Kühlwassermantel als eine Flüssigkeitskühleinrichtung zur Kühlung von Seitenoberflächen der ersten und zweiten Thermoelementmodule 121 und 122 verwenden.
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Ein Wärmerohr 124, welches als ein Wärmeübertragungselement funktioniert, kann für ein Übertragen von Wärme des Leitungsblockes 110 zu dem zweiten Thermoelementmodul 122 befestigt sein. Das Wärmerohr 124 kann eine im Wesentlichen U-förmige Gestalt aufweisen. Insbesondere kann ein erstes Ende (zum Beispiel eine wärmeabsorbierende Komponente) zwischen dem Leitungsblock 110 und dem ersten Thermoelementmodul 121 gestapelt und befestigt sein, wobei ein zweites Ende (zum Beispiel eine wärmeableitende Komponente) zwischen dem zweiten Thermoelementmodul 122 und der Trägerplatte 125 gestapelt und befestigt sein kann.
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Wenn eine leichtflüchtige Flüssigkeit (zum Beispiel Wasser oder Alkohol) in ein dekomprimiertes (zum Beispiel unter Unterdruck stehendes) Rohr eingeführt und darin eingeschlossen ist, und die erste Seite des Rohres erwärmt wird, dann kann sich die Flüssigkeit verflüchtigen und zu der zweiten Seite strömen. Alternativ, wenn Wärme von der gegenüberliegenden Seite des Rohres abgeleitet wird und das Gas kondensiert, dann kann die leichtflüchtige Flüssigkeit zu der ersten Seite des Rohres aufgrund eines Kapillareffekt-Phänomens zurückkehren.
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Dementsprechend kann das Wärmerohr 124 derart angeordnet sein, so dass, wenn das erste Ende durch den Leitungsblock 110 erwärmt wird, die leichtflüchtige Flüssigkeit im Inneren des Wärmerohres 124 verdampfen und zum zweiten Ende strömen kann. Weiterhin kann die leichtflüchtige Flüssigkeit am zweiten Ende kondensieren, um zu ermöglichen, dass Wärme und thermische Energie zum zweiten Thermoelementmodul 122 übertragen werden.
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Die thermoelektrische Erzeugungsvorrichtung in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine Energieerzeugung durch Verwenden von Abwärmegas von hoher Temperatur, welche vom Motor 10 ausgestoßen wurde, ohne Wärmeverlust erhöhen. Zusätzlich kann die thermoelektrische Erzeugungsvorrichtung eine Energieerzeugungsabgabe erhöhen und eine thermoelektrische Energieerzeugungswirksamkeit bzw. - leistung verbessern, und zwar durch Verwenden der Thermoelementmodule 121 und 122, welche gleichzeitig unterschiedliche Betriebstemperaturbereiche aufweisen. Insbesondere kann das erste Thermoelementmodul 121 zur Erzeugung einer elektromotorischen Kraft mit Hilfe des Seebeck-Effekts aufgrund der Temperaturdifferenz zwischen den zwei Oberflächen des Moduls angeordnet sein. Weiterhin kann das zweite Thermoelementmodul 122 zur Erzeugung einer elektromotorischen Kraft mit Hilfe des Seebeck-Effektes aufgrund der Temperaturdifferenz zwischen den zwei Oberflächen des Modules angeordnet sein.
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Wie allgemein im Stand der Technik bekannt ist, weisen die Thermoelemente unterschiedliche verwendbare Betriebstemperaturbereiche (zum Beispiel Temperatur-„Bänder“) abhängig von der Art der Elemente auf, wobei das erste Thermoelementmodul und das zweite Thermoelementmodul jeweils Thermoelemente für geeignete Temperaturbereiche sein können. Beispielsweise kann das erste Thermoelementmodul 121 Thermoelemente für eine im Wesentlichen hohe Temperatur umfassen, welche für einen Betriebsbereich von höherer Temperatur als das erste Thermoelementmodul 122 verwendet werden. Mit anderen Worten, das erste Thermoelementmodul 121 kann eine höhere thermoelektrische Leistung als das zweite Thermoelementmodul 122 aufweisen.
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Wie oben beschrieben worden ist, kann, da die thermoelektrische Erzeugungsvorrichtung in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von einem Motor bei einem Höchsttemperaturzustand abgegebene Abwärme ohne Wärmeverlust verwenden kann, ein Thermoelementmodul verwendet werden, welches im Vergleich zum Stand der Technik einem höheren Temperaturbereich entspricht, wobei sich eine thermoelektrische Energieerzeugungswirksamkeit erhöhen kann. Zusätzlich kann außerdem eine thermoelektrische Energieausgabe ansteigen, und zwar durch Verwendung sowohl eines Thermoelementmoduls, welches einem mittleren/hohen Temperaturbereich entspricht, als auch eines Thermoelementmoduls, welches einem normalen Temperaturbereich (bzw. einem niedrigen Temperaturbereich) entspricht.
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Obwohl beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung detailliert beschrieben worden sind, ist der Umfang der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern verschiedene Modifikationen und Verbesserungen, welche vom Fachmann unter Verwendung des grundlegenden Konzepts der in den Ansprüchen definierten vorliegenden Erfindung vorgenommen werden, fallen ebenso in den Umfang der vorliegenden Erfindung.
