[发明专利]用于涡轮增压内燃热力发动机的设置有热电发电机的中间冷却器

说明书

一种用于涡轮增压内燃热机(1)的中间冷却器(9)；中间冷却器(9)具有：冷却腔室(19)，其设置有彼此相对的空气入口开口(17)和空气出口开口(18)；多个交换器板(20)，多个交换器板(20)在冷却腔室(19)内部以一个堆叠在另一个顶部上的方式彼此堆叠，与从入口开口(17)到出口开口(18)的空气流动方向(D)平行地布置，并且彼此间隔开以便在彼此之间限定相应的空气通过通道，并且内部是中空的；循环回路(21)，其允许冷却流体在交换器板(20)内循环；以及多个热电元件(24)，每个热电元件(24)安装在相应的交换器板(20)上，并且具有搁置在交换器板(20)上的冷侧和限定相应的空气通过通道的热侧。

相关申请的交叉引用

本专利申请要求于2017年12月20日提交的号为102017000147426的意大利专利申请的优先权，其公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及一种用于涡轮增压内燃热力发动机的设置有热电发电机(也称为“TEG”)的中间冷却器。

背景技术

在内燃热力发动机中，燃烧期间产生的75％的能量以热量的形式损失在排气中或冷却剂中。

在不断努力提高内部热力发动机的能量效率的过程中，最近提出使用部分排气热量(否则将通过排气系统完全散布到大气中)以通过使用热电元件来产生电能。

当在固态热电元件的热侧和冷侧之间存在温差时，固态热电元件能够将热量转换为电能(通过塞贝克、珀耳帖和汤姆森效应(Seebeck,Peltier and Thomson effect))；为了确保有效地产生电能，必须确保热电元件冷侧的温度保持足够低于热侧的温度，并且因此必须提供冷侧的恒定冷却。

因此，已经提出沿着排气系统布置热电发电机，该热电发电机设置有多个固态热电元件，每个热电元件具有暴露于排气并由排气本身(所述排气可能具有为250-750℃的温度，取决于在其中布置热电发电机的排气系统的区域)加热的热侧和由冷却流体(其与排气维持严格地分离并且还通常由通过散热器循环将热量传递到外部环境的水组成)持续冷却的冷侧(与热侧相对)。

通过示例的方式，专利申请WO2011107282、US2011083831A1、EP2765285A1、US2014305481A1、US2015128590A1和US2016155922A1公开了用于内燃发动机的排气系统的热电发电机。

沿着排气系统集成热电发电机允许提高内燃发动机的整体能量效率；然而，另一方面，沿着排气系统集成热电发电机具有几个缺点，因为它显著增加成本(因为需要购买能够承受排气的高温和受到排气中物质的化学攻击的特殊热电元件，以及还因为需要在排气系统中创建否则不会出现在排气系统中的液体冷却系统)、总体尺寸和重量(主要是由于需要创建否则不会出现在排气系统中的液体冷却系统)。

专利申请DE102008051843A1和DE102012217215A1描述了一种用于涡轮增压内燃热机的设置有热电发电机的中间冷却器；具体地，中间冷却器包括多个热电元件，每个热电元件具有搁置在由冷却流体在内部流动通过的交换器板上的冷侧，以及被吸入的空气掠过的热侧。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于涡轮增压内燃热力发动机的设置有热电发动机的中间冷却器，该中间冷却器允许提高内燃发动机的整体能量效率，并且同时易于且廉价地制造。

根据本发明，提供一种用于涡轮增压内燃热机的中间冷却器；中间冷却器(9)包括：

冷却腔室，其设置有彼此相对的空气入口开口和空气出口开口；

多个交换器板，多个交换器板在冷却腔室内部以一个堆叠在另一个顶部上的方式彼此堆叠，与从入口开口到出口开口的空气流动方向平行地布置，并且彼此间隔开以便在彼此之间限定相应的空气通过通道，并且内部是中空的；