[发明专利]车辆热电发电器

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年12月15日提交的韩国专利申请第10-20110135137号的优先权，该申请的全部内容结合于此用于通过该引用的所有目的。

技术领域

本发明涉及一种车辆热电发电器，更具体而言，涉及一种使用汽车的废气的热量来发电的车辆热电发电器。

背景技术

热电元件是这样的一种元件，其应用热电现象，其中通过把元件两端之间的温差转化为电流而将热能转化为电能；或者其中通过使电流通过元件并在两端产生温差而将电能转化为热能。这种热电元件用于小规模的冷却、加热或发电设备中。

当热电元件用于小规模发电设备中时，其被称为热电发电装置或热电发电器。该装置主要用于无线通信设备的电源单元、宇宙飞船和核动力潜艇中，以及安装在车辆排气系统的热电发电器中。

图1是示出车辆热电发电器的横截面图。

如图所示，安装在车辆排气系统中的热电发电器10包括：六角形的废热回收设备40，高温废气在其中经过；冷却设备30，所述冷却设备30安装在废热回收设备40的外部且冷却剂在其内部经过，；以及多个热电模块20，所述多个热电模块20与废热回收设备40的外部和冷却设备30的内部接触，以利用两端之间的温差发电。

在废热回收设备40内部，高温废气流过，其将热能传送到热电模块20。在冷却设备30的内部形成冷却管道，这增大了与废热回收设备40接触的热电模块20的内部和与冷却设备30接触的热电模块20的外部之间的温差。当热电模块20的内部与外部之间的温差增大时，安装在车辆排气系统中的热电发电器效率也提高。

为了在热电发电器中产生大量的电能，即提高热电发生效率，废气的热能必须有效地传送给热电模块。然而，在车辆的传统热电发电器中，废气的热能没有充分传送给高温构件，由此废气的热能回收率下降，因而热电发电器的热电效率下降。

此外，在车辆的传统热电发电器中，尽管冷却设备30占了大的面积，但热交换面积小，因此，传热效率相比于尺寸而言是低的，且热电发电效率低。

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

发明内容

本发明的各个方面致力于提供具有提高的热电发电效率的小型车辆热电发电器。

本发明着手解决的技术问题不限于上面所提及的内容，本领域技术人员通过查看本发明的说明书应该能清楚地理解那些没有提及的内容。

在本发明的一个方面，车辆的热电发电器装置可以包括高温构件，所述高温构件具有：排气管，其中高温废气从排气管中经过；围绕所述排气管的环形第一传热板，其中所述排气管与所述第一传热板交换热量；和多个第一热交换片，所述多个第一热交换片从所述第一传热板以预定角度径向向外延伸；低温构件，所述低温构件具有：环绕所述排气管的内套管；外套管，所述外套管以预定间隙环绕内套管以在其间形成冷却剂流动路径；环形第二传热板，所述第二传热板与所述内套管的内壁接触；和多个第二热交换片，所述多个第二热交换片从所述第二传热板以预定角度径向向内延伸；以及多个热电模块，所述多个热电模块由P型半导体和N型半导体连接形成，所述多个热电模块的每一个的一侧与所述第一热交换片接触，所述多个热电模块的每一个的另一侧与所述第二热交换片接触，从而利用由所述第一热交换片和所述第二热交换片之间的温差引起的热电现象发电。

高温构件可以进一步包括旁通管，所述旁通管以预定间隙安装在所述排气管内部，且废气通过所述旁通管分流；旁通阀，其安装在所述旁通管的远端，控制通过所述旁通管加以分流的废气的量；弹性构件，其弹性支承旁通管远端处的旁通阀；以及热交换网，所述热交换网安装在所述排气管和所述旁通管之间以通过与废气的热交换来加热排气管。

低温构件可以进一步包括冷却剂入口，所述冷却剂入口布置在低温构件的一侧上，冷却剂从其中流入；以及冷却剂出口，所述冷却剂出口布置在低温构件的另一侧上，冷却剂从其中流出；以及多个冷却剂隔板，所述多个冷却剂隔板安装在所述内套管与所述外套管之间，所述多个冷却剂隔板的每一个的一侧是打开的使得打开的侧形成固定的角度，其中所述冷却剂入口形成在废气下部流动路径上，所述冷却剂出口形成在废气上部流动路径上。

在内套管、外套管和多个隔板中的冷却剂所沿流动路径流动的方向与沿着相邻流动路径流动的冷却剂的方向相反。

冷却剂流动的方向与废气流动的方向是相反的。