專利名稱：具有集成的預(yù)張緊的支承結(jié)構(gòu)的熱電發(fā)電機(jī)的制作方法
具有集成的預(yù)張緊的支承結(jié)構(gòu)的熱電發(fā)電機(jī)
背景技術(shù)：
為了利用比如內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的熱能，已知使用熱電發(fā)電機(jī)。比如公開文獻(xiàn)DE 102006 057 662 Al涉及一種具有熱電發(fā)電機(jī)的機(jī)動車，對于該發(fā)電機(jī)來說熱源和散熱器在其縱向延伸中彼此垂直地以堆的形式來布置，其中熱電的元件處于各個熱源與散熱器之間。熱源和散熱器由多個導(dǎo)熱的 管子來構(gòu)成，其中所述熱電發(fā)電機(jī)元件集成在所述管子之間。尤其在與內(nèi)燃機(jī)一起使用時出現(xiàn)劇烈的溫度波動，所述劇烈的溫度波動對發(fā)電機(jī)元件與導(dǎo)引介質(zhì)的管子之間的機(jī)械的連接產(chǎn)生不利的影響。細(xì)微的縫隙也會明顯降低發(fā)電機(jī)元件的效率，因?yàn)槠湫试诤艽蟪潭壬先Q于溫度差并且較細(xì)的氣隙也引起顯著的熱阻抗。因此已知這樣的技術(shù)方案，即從外面向管子和熱敏元件施加徑向的彈力，以便將發(fā)電機(jī)擠壓到所述管子上。在徑向上向外延伸的、在周圍圍繞著管子和發(fā)電機(jī)元件來布置的彈簧元件原則上不適合于也插入到所述管子或者說發(fā)電機(jī)元件之間的內(nèi)部，因?yàn)橐阎膹椈稍脱b置必要時產(chǎn)生較高的熱阻抗。迄今已知的具有在徑向上起作用的彈簧元件的熱電發(fā)電機(jī)因此具有相應(yīng)的構(gòu)造，對于所述構(gòu)造來說首先散熱器、熱源和發(fā)電機(jī)元件彼此集成在一起并且彈簧元件僅僅從外面作用于所集成的結(jié)構(gòu)，所集成的結(jié)構(gòu)則通過外面環(huán)繞的支架得到支撐。這樣的結(jié)構(gòu)在文獻(xiàn)US 2005/0172993 Al中得到描述，對于該專利文件來說排氣管形成中心，圍繞著該中心布置有熱電的元件，在所述熱電的元件上又直接布置了散熱器。彈簧元件僅僅由外面的環(huán)繞的帶子構(gòu)成，該帶子在內(nèi)側(cè)面上承載有彈簧彈性的墊片，所述散熱器的外表面與所述墊片相連接。這種彈簧結(jié)構(gòu)將換熱器結(jié)構(gòu)限制到同心的構(gòu)造上，對于該同心的構(gòu)造來說只能向外面的層施加彈力。將外面的彈力傳遞到所述發(fā)電機(jī)的內(nèi)部，這沒有為內(nèi)部的組件提供所期望的機(jī)械的穩(wěn)定性。按現(xiàn)有技術(shù)的熱電發(fā)電機(jī)由此在其集成度方面局限于單層的同心的結(jié)構(gòu)。已知的彈簧結(jié)構(gòu)不適合于較高的溫差或者溫度變化，因?yàn)榇罅康陌l(fā)電機(jī)元件尤其內(nèi)部的發(fā)電機(jī)元件在溫差很大時會通過由熱引起的縫隙而改變其熱稱合(Wjirmeankopplung),而無法通過彈簧作用來對此進(jìn)行補(bǔ)償，因?yàn)橥ǔ２贾玫膹椈稍O(shè)置了較高的熱阻抗。

發(fā)明內(nèi)容
按本發(fā)明的熱電發(fā)電機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)任意的集成度，而不會向處于里面的發(fā)電機(jī)元件施加不足的彈力。所述按本發(fā)明的裝置尤其能夠?qū)崿F(xiàn)所述發(fā)電機(jī)元件及所屬的管子(用作集熱源或者散熱器)的預(yù)應(yīng)力，所述預(yù)應(yīng)力不取決于相應(yīng)的發(fā)電機(jī)元件的在熱電發(fā)電機(jī)中的位置。如上面所說明的一樣，按本發(fā)明的彈簧元件裝置僅僅允許向處于外面的元件施加彈力，其中進(jìn)一步靠里的發(fā)電機(jī)元件沒有受到足夠的彈力，以便在溫度變化時或者振動時保持與散熱器或者熱源之間的接觸。不過，所述按本發(fā)明的結(jié)構(gòu)能夠?qū)⑷我舛鄠€管子和發(fā)電機(jī)元件合并為一臺緊湊的發(fā)電機(jī)，由此可以自動地明顯提高比表面、集成密度或者關(guān)于發(fā)電機(jī)體積也明顯提高發(fā)電機(jī)功率。同時，所述按本發(fā)明的裝置可以設(shè)有簡單的機(jī)構(gòu)，尤其沒有圍繞著本來的發(fā)電機(jī)集中的彈簧元件及支撐結(jié)構(gòu)，所述彈簧元件及支撐結(jié)構(gòu)形成用于整個彈力的支座。所述按本發(fā)明的裝置允許以節(jié)省位置空間的方式集成相應(yīng)的元件，所述元件在較寬的溫度范圍內(nèi)將所述發(fā)電機(jī)元件擠壓到相應(yīng)的管子上。尤其由此相對于現(xiàn)有技術(shù)在功率保持相同(或者功率提高)的情況下減小發(fā)電機(jī)的周長。本發(fā)明的方案是，不是圍繞著外面的管子而是以集成在發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)中的方式來設(shè)置彈簧元件。在現(xiàn)有技術(shù)中僅僅規(guī)定從外面來施加力并且僅僅向外面的管子施加彈力，而本發(fā)明規(guī)定，設(shè)置了預(yù)張緊支承裝置，該預(yù)張緊支承裝置將所述管子本身相互預(yù)張緊并且由此借助于所述管子將處于其之間的發(fā)電機(jī)元件壓緊。產(chǎn)生彈力的元件在此至少部分地設(shè)置在所述管子之間、設(shè)置在所述管子中，通過所述管子本身來構(gòu)成，或者比如作為部分組件設(shè)置在所述管子的端面上。所述預(yù)張緊支承元件或者通過將彈簧元件布置在所述管子本身中、布置在所述管子的端面上(作為部分組件)或者通過所述管子的合適的支承來將力直接施加到所述管子上，以便必要時讓所述彈簧元件的彈力或者端面的支架的彈力直接作用于所述管子。作為按本發(fā)明的彈簧元件使用管壁本身，必要時作為替代方案或者在與構(gòu)成底 板的端面的支架的組合中或者通過處于所述管子的內(nèi)部并且由此在發(fā)電機(jī)元件與管子外側(cè)面之間未設(shè)置有待克服的熱阻抗的彈簧元件來使用管壁本身。除了設(shè)置在外面的殼體與處于外面的發(fā)電機(jī)元件之間的彈力之外，所述按本發(fā)明的裝置尤其預(yù)張緊支承裝置能夠?qū)崿F(xiàn)這一點(diǎn)，即同樣不僅僅向處于最外面的層中的管子施加彈力。所述預(yù)張緊支承裝置按本發(fā)明不僅僅設(shè)置在所述熱電發(fā)電機(jī)的外側(cè)面上，而且也與通過管壁本身構(gòu)成的力分配元件或者彈簧元件一起設(shè)置在所述發(fā)電機(jī)的內(nèi)部(也就是說設(shè)置在管子的內(nèi)部或者設(shè)置在端面上)，以便將彈力直接分配到里面的組件上也就是說分配到所有的組件上。同樣，所述按本發(fā)明的裝置基本上在不取決于運(yùn)行溫度間隔的情況下產(chǎn)生預(yù)先確定的低于所限定的最大彈力的彈力。所述按本發(fā)明的熱電發(fā)電機(jī)包括殼體，在該殼體中布置了至少一個熱源管、至少一個散熱器管和至少一個發(fā)電機(jī)元件，其中所述發(fā)電機(jī)元件布置在不同類別的管子之間(也就是說布置在熱源管與散熱器管之間)。所述按本發(fā)明的預(yù)張緊支承裝置設(shè)置了彈力，該彈力在所述管子之間起作用，也就是說用于將所述管子相互預(yù)張緊。所述彈力直接作用于所述管子本身并且不是從外面從管子到管子向里面?zhèn)鬟f，其中這樣的傳遞會讓彈力的量從外面向里明顯下降。按本發(fā)明，所述預(yù)張緊支承裝置直接作用于所述管子本身，這一點(diǎn)不取決于所述預(yù)張緊支承裝置的相對于所述熱電發(fā)電機(jī)的中心的間距。所述預(yù)張緊支承裝置就這樣通過將壓力施加到直接與發(fā)電機(jī)元件鄰接的管子上這種方式來將發(fā)電機(jī)元件壓緊。此外，所述預(yù)張緊支承裝置在發(fā)電機(jī)的橫截面的范圍內(nèi)分配并且直接將力施加到所述管子上，方法是該預(yù)張緊支承裝置或者直接布置在所述管子的端面上或者通過管壁本身來構(gòu)成或者通過在所述管子中存在的彈簧元件來產(chǎn)生。由此在預(yù)張緊支承裝置與管子之間尤其通過預(yù)張緊支承裝置與管子之間的(部分)同一性、通過預(yù)張緊支承裝置與管子之間的傳力配合連接或者通過預(yù)張緊支承裝置與管子之間的形狀配合連接來產(chǎn)生直接的機(jī)械的接觸。這一點(diǎn)適用于所述熱電發(fā)電機(jī)的所有管子，尤其適用于處于里面的管子。對于所述預(yù)張緊支承裝置來說，所述殼體的內(nèi)側(cè)面用作支座。所述殼體的內(nèi)側(cè)面由此為所述預(yù)張緊支承裝置設(shè)置了支架，其中由于彈力的平衡向所述支架施加了所述預(yù)張緊支承裝置的彈力的反作用力。所述反作用力的量可以相當(dāng)于由所述預(yù)張緊支承裝置施加到管子上的彈力。但是尤其所述預(yù)張緊支承裝置的施加到管子上的彈力的總量大于所述反作用力的量，因?yàn)橐蚕蛩龉茏颖舜碎g施加應(yīng)力，其中這不一定導(dǎo)致相同大小的作用于所述殼體的反作用力，因?yàn)樗隽υ诠茏颖旧碇g起作用并且因此由所述支承裝置來分配。所述預(yù)張緊支承裝置一方面用于支承管子并且另一方面用于產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力。所述支承結(jié)構(gòu)允許管子彼此間的移動，以便在出現(xiàn)劇烈的溫度變化時對起因于不同的熱膨脹的運(yùn)動進(jìn)行平衡。此外，由所述預(yù)張緊支承裝置設(shè)置的支承結(jié)構(gòu)可以通過彈回的、也就是預(yù)張緊的支承結(jié)構(gòu)來構(gòu)成，其中能夠通過所述管子的運(yùn)動或者也通過其變形對作用于所述管子的彈力進(jìn)行平衡。第一種實(shí)施方式規(guī)定，為了實(shí)現(xiàn)所述預(yù)張緊支承裝置將所述管子夾緊在底板之間。所述底板的表面具有微觀結(jié)構(gòu)或者宏觀結(jié)構(gòu)，用于將所述管子的端面保持在其位置上。所述底板以相應(yīng)的力擠壓到所述管子的端面上，利用該相應(yīng)的力與從材料并且尤其從所述微觀結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的所限定的最大的附著力并且與壓緊力(也就是法向力)一起產(chǎn)生傳力配合連接，所述管子以所述壓緊力作用于所述底板。尤其比如通過刷拂(BtoSten)或者類似 處理來打毛的金屬表面適合作為微觀結(jié)構(gòu)。比如沖壓的或者以其它方式引入到表面中的輪廓、凸起或者凹部適合作為宏觀結(jié)構(gòu)。下面對用于所述表面的專門的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)描述。所述預(yù)張緊支承裝置通過所述底板尤其通過所述底板并且通過所述管子的端面來形成。所述底板本身可以設(shè)置為有彈性的結(jié)構(gòu)。替代地或者與此方案的組合地，所述管子本身也可以設(shè)置為彈性的結(jié)構(gòu)，從而使得管壁本身具有彈簧作用。尤其所述管子用于在所述管子的長度的范圍內(nèi)傳遞彈簧作用，從而構(gòu)造具有微小的彈性管子。按照一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述管子基本上是剛性的并且在偏移較小時也施加強(qiáng)大的彈力。為了避免用來將所述發(fā)電機(jī)元件或者說所述管子夾緊的彈力不受控制并且尤其保持在最大值之下，其中對于所述最大值來說所述結(jié)構(gòu)尤其所述發(fā)電機(jī)元件會遭受損壞，管子與表面之間的非材料配合連接的連接設(shè)置了一個軸承，該軸承對于較小的力來說首先將所述管子保持定位，但是對較大的超過最大徑向力或者最大附著力的力來說所述軸承則設(shè)置了管子的移動，以便由此減少偏移。這一點(diǎn)能夠得到實(shí)現(xiàn)，方法是所述底板或者管子(或者這二者)至少設(shè)置為有細(xì)微的彈性的結(jié)構(gòu)，也就是說其由彈性的材料構(gòu)成并且設(shè)有彈性的結(jié)構(gòu)。借助于底板和管子的彈性和尺寸，可以根據(jù)所述管子的沿縱向力方向的預(yù)應(yīng)力來精確地設(shè)置最大附著力和最大徑向力，自所述最大附著力和最大徑向力起管子與底板之間的傳力配合連接或者形狀配合連接松弛并且允許滑動。形狀配合連接與傳力配合連接之間的區(qū)別主要取決于對底板表面的結(jié)構(gòu)的考慮。如果將所述微觀結(jié)構(gòu)的凸起視為形狀配合連接的形式，所述微觀結(jié)構(gòu)的凸起由于其彈性或者塑性會松弛，那么在彼此上面摩擦的微觀結(jié)構(gòu)也可以視為能夠脫開的形狀配合連接。所述最大附著力和最大徑向力的大小由此也取決于所述微觀及宏觀結(jié)構(gòu)的大小、取決于所述底板或者說管子的所使用的材料及彎曲能力。因?yàn)榭梢砸院唵蔚姆绞奖热缭谑褂镁哂袕椥哉f明及附著力說明的材料表格的情況下來求得所有必要的參數(shù)，所以對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說熟悉如果應(yīng)該產(chǎn)生特定的最大附著力或者最大徑向力則應(yīng)該以何種方式來構(gòu)造單個的組件。以相同的方式，所述管子的沿縱向方向的預(yù)應(yīng)力取決于所述組件的材料常數(shù)和尺寸、尤其取決于底板的厚度、管子的壁厚、管子的長度及其材料。所述表面或者底板本身可以通過任意的方法來打毛并且由此可以具有微觀結(jié)構(gòu)，通過所述微觀結(jié)構(gòu)來限定所述附著力。此外，可以有針對性地將層涂覆到所述底板上，用于提高或者減小所述附著力。但是，一種優(yōu)選的實(shí)施方式規(guī)定，所述底板的表面或者所述底板本身可以設(shè)有宏觀結(jié)構(gòu)，所述宏觀結(jié)構(gòu)比如大于100 Ii m、大于200 u m或者大于500 y m,尤其大于Imm或者2_。在使用波紋輪廓的底板時，其表面也具有重復(fù)的凸起和凹部。所述宏觀結(jié)構(gòu)可以具有柵格(Rasterung)，所述柵格由筆直的溝槽比如沿著兩個不同的方向筆直地沿著表面延伸的溝槽所組成。此外，所述宏觀結(jié)構(gòu)可以用較淺的具有0. 5_或者1_的深度的槽來產(chǎn)生。所述凸起和凹部可以是一維的結(jié)構(gòu)并且僅僅從所述表面上延伸開來，或者可以離開表面并且沿著一個方向沿著表面延伸。尤其如此構(gòu)造所述宏觀結(jié)構(gòu)，使得其不會與所述管子的端面一起傾斜。為此所述凸起或者凹部在橫截面中設(shè)有相應(yīng)的平面，所述平面相對于所述表面以明顯小于90°的角度延伸，比如以最大60°、45°或者30°的角度延伸。由此，即使所述宏觀結(jié)構(gòu)特別大也防止了傾斜。優(yōu)選使用具有沿多個移動方向不會傾斜的表面的結(jié)構(gòu)。對于較小的宏觀結(jié)構(gòu)來說，可以通過其彈性就已經(jīng)獲得這一點(diǎn)，即這些宏觀結(jié)構(gòu)不會與管子一起傾斜，從而這些宏觀結(jié)構(gòu)不一定具有這樣的橫截面。此外，所述結(jié) 構(gòu)的連續(xù)的曲線走向比如波紋走向或者三角形走向是優(yōu)選的(不是鋸齒走向)。所述底板本身與所述殼體材料配合連接地連接或者以其它的方式如此固定在所述殼體上，從而使得所述底板在所述殼體中不會沿著管子的縱向延伸方向運(yùn)動。其它的實(shí)施方式規(guī)定，僅僅一種管子通過傳力配合連接或者形狀配合連接與所述底板相連接，其中另一種管子比如可以通過焊接與所述底板進(jìn)行材料配合連接。因此，尤其所述熱源比如可以通過焊接連接與所述底板進(jìn)行材料配合連接，并且僅僅冷卻通道以能夠移動的方式布置在所述底板上。此外，一塊底板可以與一種管子焊接在一起，并且另一塊底板可以與另一種管子焊接在一起，其中總是一種管子通過形狀配合連接或者說傳力配合連接布置在每塊底板上并且另一種管子通過材料配合連接與所述底板相連接。一方面所有熱源管并且另一方面所有散熱器管都稱為管子種類。如果所述散熱器管與所述底板焊接在一起并且所述熱源管通過材料配合連接或者形狀配合連接布置在所述底板上，那么在出現(xiàn)工作溫度的劇烈變化時也不會產(chǎn)生結(jié)構(gòu)上的問題，因?yàn)樗鰺嵩垂芸偸墙?jīng)受比所述散熱器管高的溫度并且由此自動地受到更高的熱膨脹。此外，所描述的實(shí)施方式可以設(shè)有一個共同的總管，該總管布置在相應(yīng)的管子的端部上并且將所述管子彼此連接起來。所述總管垂直于所述散熱器管或者熱源管的縱向延伸部延伸，并且優(yōu)選構(gòu)造為彈性的或者柔性的結(jié)構(gòu)。在柔性的設(shè)計(jì)方案中，所述總管對于相對于其垂直地延伸的管子來說沒有產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力，因而所述預(yù)張緊支承裝置基本上產(chǎn)生全部的應(yīng)力。但是，作為替代方案，所述總管也可以設(shè)置為彈性的結(jié)構(gòu)，以便至少構(gòu)成所述預(yù)張緊支承裝置的一部分。下面還要對這樣的實(shí)施方式進(jìn)行描述。按照本發(fā)明的另一個方面，所述預(yù)張緊支承裝置包括彈簧元件，所述彈簧元件不是通過管壁或者說通過所述熱源管或者散熱器管本身必要時與所述底板一起來構(gòu)成，而是所述預(yù)張緊支承裝置通過單個的彈簧元件來構(gòu)成。這些彈簧元件在所述散熱器管的內(nèi)部或者在所述熱源管的內(nèi)部在預(yù)應(yīng)力下布置在這樣的管子中。所述散熱器管或者熱源管在此具有壁體，該壁體有彈性并且能夠?qū)⑼ㄟ^所述管子中的彈簧元件的預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的變形傳遞到將該管子包圍的區(qū)域(外部區(qū)域)中。所述彈簧元件的預(yù)應(yīng)力作用于所述管子的內(nèi)側(cè)面的對置的區(qū)段上。所述關(guān)于集熱管(Sammelquellenrohr)或者散熱器管的縱軸線的作用方向是徑向方向，在所述集源管或者說散熱器管設(shè)中有所述彈簧元件。因?yàn)樗鰪椈稍诘墓茏訕?gòu)造為有彈性的結(jié)構(gòu)(通過管壁的有彈性的構(gòu)造)，所以尤其通過發(fā)電機(jī)元件來將所述預(yù)應(yīng)力傳遞給相鄰的管子。換句話說，通過所述管子的柔性的或者說有彈性的構(gòu)造，將通過處于里面的彈簧元件引起的變形用于將發(fā)電機(jī)元件夾緊。所述彈簧元件本身具有明顯地比通過所述管子來限定的通道的橫截面面積小的橫截面面積，其中在所述通道中設(shè)置了所述彈簧元件。因此所述彈簧元件以及尤其其橫截面構(gòu)造用于在所述管子的內(nèi)部能夠?qū)崿F(xiàn)(介質(zhì)的)流動并且僅僅對所述流動產(chǎn)生細(xì)微的影響。在一種作為替代方案的實(shí)施方式中，同樣使用單獨(dú)的彈簧元件，但是所述單獨(dú)的彈簧元件布置在多個散熱器管 的端部區(qū)段之間(也就是端面上)。所述端部區(qū)段超過所述熱源管伸出。此外，所述彈簧元件可以布置在所述熱源管的端部區(qū)段之間，其中這些彈簧元件沿管子的縱向方向超過所述散熱器延伸。一般所述散熱器管或者熱源管中的一些管子在其長度方面超出其它的管子，其中在伸出來的管子之間設(shè)置了所述彈簧元件并且向所述彈簧元件施加預(yù)應(yīng)力尤其施加將通過所述彈簧元件連接起來的管子擠壓分開的預(yù)應(yīng)力。所述彈簧元件本身由此將力直接施加到所述沿縱向方向相對于其它的管子伸出來的端部區(qū)段本身上。作用在所述管子的端部區(qū)段上的彈簧元件可以占據(jù)所述底板的位置。通過所述散熱器管和熱源管的剛性，由所述彈簧元件施加的力沿著所述管子的縱向延伸部分配。尤其通過所述彈簧元件將所述管子的處于發(fā)電機(jī)的同一端部上的對置的端部區(qū)段相互預(yù)張緊。在一種實(shí)施方式中，所述彈簧元件布置在所述散熱器管的內(nèi)部以及所述熱源管的內(nèi)部，對于該實(shí)施方式來說所述管子構(gòu)造為有彈性的結(jié)構(gòu)或者也構(gòu)造為柔性的結(jié)構(gòu)，方法是如此選擇所述管子的壁厚和材料，從而可以通過所述彈簧元件引起變形，以便對高度公差進(jìn)行補(bǔ)償。因?yàn)檫@取決于所述彈簧元件的彈力，所以所述管子的壁厚或者材料也通過所述彈簧元件來確定。根據(jù)在所述管子中導(dǎo)送的介質(zhì)，所述壁厚可以極薄，比如所述壁體構(gòu)造為鋼箔(Stahlfolie)或者類似結(jié)構(gòu)的形式。所述彈簧元件尤其通過輪廓的構(gòu)造來設(shè)有讓介質(zhì)流通過(str5mungsdurchljissig)的結(jié)構(gòu)。所述彈簧元件比如借助于板簧或者鋼絲彈簧來構(gòu)成，所述板簧或者鋼絲彈簧必要時沿著所述管子的縱向延伸部來定向并且通過所述定向在管子橫截面的內(nèi)部設(shè)置了最小輪廓表面。尤其所述彈簧元件可以通過在所述管子中預(yù)張緊的金屬泡沫來構(gòu)成。為此，可以將所述金屬泡沫要么在劇烈冷卻的情況下引入到所述管子中，要么可以在引入金屬泡沫(必要時經(jīng)過冷卻)之前首先對所述管子進(jìn)行加熱。通過所述溫度的均衡來產(chǎn)生所述金屬泡沫的指向管子的壁體的預(yù)應(yīng)力。所述金屬泡沫構(gòu)造為開孔的結(jié)構(gòu)并且能夠?qū)б黧w。尤其在將液體比如冷卻水用作流體時，所述金屬泡沫能夠?qū)崿F(xiàn)明顯高得多的比表面，從而大大提高傳遞給液態(tài)的介質(zhì)的熱傳導(dǎo)。所述金屬泡沫與壁體之間的連接以材料配合連接的形式進(jìn)行，由此產(chǎn)生良好的傳熱效果。在此通過預(yù)擠壓的方式進(jìn)行安裝。在一種實(shí)施方式中所述彈簧元件設(shè)置在所述管子的端部區(qū)段之間(也就是說設(shè)置在管子的相對于其它管子伸出的端部區(qū)段之間)，對于該實(shí)施方式來說，所述彈簧元件通過一個沿其縱向方向有彈性的管子的區(qū)段來構(gòu)成。這樣的總管借助于其它區(qū)段將所述管子的端部區(qū)段連接起來。由此所述熱源管或者散熱器管通過所述總管以流體連通的形式彼此相連接，這些熱源管或者散熱器管相對于沒有與所述總管相連接的端部區(qū)段的散熱器管或者說熱源管伸出來。所述彈性的總管特別是其沿其縱向方向的彈性設(shè)置了所述端部區(qū)段之間的預(yù)應(yīng)力。所述總管基本上垂直于所述管子也就是垂直于所述散熱器管及熱源管并且垂直于其端部區(qū)段延伸。 在一種作為替代方案的實(shí)施方式中，設(shè)置了類似的總管，但是該總管是柔性的并且基本上沒有將力施加到所述管子上尤其沒有將力施加到所述端部區(qū)段上。除了變形特性之外，所述柔性的總管像所述彈性的總管一樣構(gòu)成。但是，在使用柔性的總管時，設(shè)置了按本發(fā)明的預(yù)張緊支承裝置，該預(yù)張緊支承裝置基本上在所述管子之間設(shè)置了全部的預(yù)應(yīng)力。在如上面所描述的一樣使用有彈性的總管時，所述總管本身設(shè)置了所述預(yù)張緊支承裝置。有彈性的總管一方面用于以活動的方式支承所述熱源管或者散熱器管并且另一方面用于在所述管子之間施加預(yù)應(yīng)力。所述柔性的以及所述彈性的總管連接到所述形成伸出的端部的區(qū)段的管子上。此外，所述按本發(fā)明的熱電發(fā)電機(jī)可以包括導(dǎo)流機(jī)構(gòu)(Str5mungsfiihrung),該導(dǎo)流機(jī)構(gòu)布置在所述管子也就是散熱器管及熱源管的端面上。該導(dǎo)流機(jī)構(gòu)朝所述管子變細(xì)并且朝離開管子的方向打開、也就是朝集流室的方向打開。這樣的集流室布置在所述散熱器管及熱源管的端面中的至少一個端面上并且與所有同類的管子也就是說與所有熱源管或者與所有散熱器管處于流體接觸之中。所述集流室也可以僅僅與同類的管子中的一部分處于流體接觸之中。所述導(dǎo)流機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述集流室與所述管子的端面也就是管子的進(jìn)口之間。所述導(dǎo)流機(jī)構(gòu)對每根管子來說具有一個變細(xì)部、優(yōu)選弧形的連續(xù)的變細(xì)部或者一種其變細(xì)角跳躍性地變化的變細(xì)部。但是，弧形的元件也可以與相應(yīng)的區(qū)段相連接，所述相應(yīng)的區(qū)段的變細(xì)角跳躍性地變化。尤其在包括底板的實(shí)施方式中，所述底板在所述管子的進(jìn)口上也就是在所述管子的端面上具有開口，以便能夠?qū)崿F(xiàn)流體流。底板的開口僅僅配屬于一種管子，也就是說分配給所述散熱器管或者熱源管，其中所述底板沒有為另一種管子設(shè)置開口或者連接。在使用兩塊底板的情況下，將這些底板分配給不同的管子種類。在所述底板上在背離管子的一側(cè)上連接著集流室，通過該集流室向所述管子施加合適的介質(zhì)。在使用總管的情況下，所述總管在所述管子的一側(cè)上僅僅連接著一種特定的管子種類，也就是相應(yīng)的管子種類，其端部區(qū)段伸出超過其它的管子。另一種管子、也就是縮進(jìn)的管子與集流室處于流體連通狀態(tài)中，所述集流室在和所述總管相同的一側(cè)上連接到所述管子上。通過所述集流室向縮進(jìn)的管子供給介質(zhì)，所述介質(zhì)有別于處于所述總管中的介質(zhì)。因?yàn)樗隹偣苤械慕橘|(zhì)原則上具有不同于所述集流室中的介質(zhì)的溫度，所以優(yōu)選設(shè)置了絕熱結(jié)構(gòu)，該絕熱機(jī)構(gòu)相對于所述集流室在熱傳導(dǎo)方面將所述總管隔開。在其它情況下，所述總管可以部分地穿過所述集流室延伸，其中但是所述總管和集流室在流體技術(shù)上隔開并且也優(yōu)選相對于彼此絕熱。此外，本發(fā)明通過一種用于制造按本發(fā)明的熱電發(fā)電機(jī)的方法得到實(shí)現(xiàn)。在殼體中引入了至少一個熱源管、至少一個散熱器管和至少一個發(fā)電機(jī)元件，其中所述發(fā)電機(jī)元件布置在所述熱源管與所述散熱器管之間。此外，在所述殼體中布置了一個預(yù)張緊支承裝置，該預(yù)張緊支承裝置產(chǎn)生用于施加預(yù)應(yīng)力的彈力，用所述預(yù)應(yīng)力將所述管子相互預(yù)張緊并且所述管子將處于其之間的發(fā)電機(jī)元件壓緊。在此要么比如如果所述預(yù)張緊支承裝置包括底板就將所述管子夾緊到所述預(yù)張緊支承裝置中，要么將所述預(yù)張緊支承裝置引入到所述管子中也就是說在預(yù)應(yīng)力下夾緊到所述管子中。比如出現(xiàn)這種情況，如果所述預(yù)張緊支承裝置通過單個的處于所述管子中的彈簧元件來構(gòu)成，比如通過在預(yù)應(yīng)力下板簧元件、鋼絲彈簧元件或者金屬泡沫的插入來構(gòu)成。除了所述管子之間的預(yù)應(yīng)力之外，按照所述方法也在所述管子與所述殼體的內(nèi)側(cè)面之間通過向所述殼體的內(nèi)側(cè)面施加力的方式來設(shè)置預(yù)應(yīng)力，由此所述預(yù)張緊支承裝置受到所述殼體的支撐。所述管子，也就是說所述熱源管、散熱器管和總管以及所述殼體和底板都由金屬構(gòu)成，優(yōu)選由鋼、鋁或者銅構(gòu)成。在使用板簧或者鋼絲彈簧的情況下，這些板簧或者鋼絲彈簧由彈簧鋼構(gòu)成，尤其設(shè)有耐氣候的涂層，以便防止所述彈簧元件受到相應(yīng)的熱介質(zhì)的影響。在使用金屬泡沫的情況下，該金屬泡沫優(yōu)選由鋁構(gòu)成或者由其它的金屬或者合金構(gòu)成。在將金屬泡沫用作預(yù)張緊的彈簧元件的情況下，通過氣孔大小的合適的選擇并且通過引起預(yù)應(yīng)力的變形的強(qiáng)度來調(diào)節(jié)所述預(yù)應(yīng)力。此外，所述殼體本身可以具有法蘭，所述法蘭布置在所述發(fā)電機(jī)的兩側(cè)。在所述法蘭與所述管子的端面之間在所述殼體的內(nèi)部構(gòu)造了所述集流室。除此以外，可以設(shè)置接頭，所述接頭通過柔性的連接管與相應(yīng)的散熱器管或者熱源管相連接。尤其所述法蘭用于輸入 氣態(tài)的介質(zhì)、尤其是熱的燃燒氣體。由此對于有待連接到所述法蘭上的內(nèi)燃機(jī)來說產(chǎn)生微小的后滑(Rilckstau)。此外，所述發(fā)電機(jī)優(yōu)選在兩側(cè)包括一個柔性的或者彈性的總管，該總管在所述發(fā)電機(jī)的兩側(cè)相應(yīng)地將所述散熱器管彼此連接起來，用于將冷卻液輸送給所述發(fā)電機(jī)并且將其從所述發(fā)電機(jī)中排出。尤其賽貝克(Seebeck)元件或者珀耳貼(Peltier)元件適合作為發(fā)電機(jī)元件。所述發(fā)電機(jī)元件優(yōu)選包括摻雜的半導(dǎo)體材料尤其至少一個n摻雜的本體和至少另一個p摻雜的本體。此外，所述發(fā)電機(jī)元件包括導(dǎo)電的連接觸點(diǎn)，該導(dǎo)電的連接觸點(diǎn)將不同地?fù)诫s的半導(dǎo)體元件彼此連接起來，并且所述發(fā)電機(jī)元件包括用于正極或者負(fù)極的聯(lián)接觸點(diǎn)。


圖I是按本發(fā)明的熱發(fā)電機(jī)的第一種實(shí)施方式的縱剖面 圖2是熱發(fā)電機(jī)的第二種實(shí)施方式的部分視 圖3是熱電發(fā)電機(jī)的第三種實(shí)施方式的原理圖；并且 圖4是按本發(fā)明的熱電發(fā)電機(jī)的第四種實(shí)施方式的縱剖面圖。
具體實(shí)施例方式在圖I中示出的熱電發(fā)電機(jī)的第一種實(shí)施方式包括發(fā)電機(jī)元件10，所述發(fā)電機(jī)元件圍繞著多個熱源管20中的一個熱源管20來布置。用于冷卻液的冷卻通道的形式的散熱器管30位于所述發(fā)電機(jī)元件10的背離熱源管20的側(cè)面上。每個發(fā)電機(jī)元件由此在兩側(cè)連接在排氣通道20的形式的熱源管與冷卻通道30的形式的散熱器管之間，所述管子20、30以及所述發(fā)電機(jī)元件10布置在殼體50中，該殼體50沿著其圓周是封閉的并且具有兩個敞開的端部，以便將熱源介質(zhì)導(dǎo)入到發(fā)電機(jī)中并且從發(fā)電機(jī)中排出。所述開口是法蘭60的形式。所述散熱器管相應(yīng)地在兩個端部上具有接頭32、34，其中發(fā)電機(jī)一側(cè)的所有散熱器管的接頭32彼此相連接并且所述散熱器管的相反的端部的所有接頭34彼此相連接。兩個端部的總管路分別具有一個向外引出的接頭，該接頭出于簡明的原因未在圖I中示出。這些接頭相應(yīng)地穿過所述殼體向外引出。所述散熱器管在兩側(cè)上分別由一塊底板40進(jìn)行保持，其中所述底板40將所述散熱器管30保持在壓合座(Presssitz)中。如象征性地示出的那樣，所述底板為波形。通過所述底板40的波形并且通過其厚度，所述底板有彈性并且提供用于處于其之間的熱源管20的預(yù)應(yīng)力。所述底板40由此相應(yīng)地具有一個表面，該表面朝向所述熱源管20的端面，以便將其壓緊。此外，由于所述波形可能出現(xiàn)以下這種情況，即所述熱源管尤其在出現(xiàn)較為劇烈的熱膨脹時會相對于彼此滑動并且尤其相對于毗鄰的底板40滑動，其中所述滑動的偏移間距(Versatzdistanz)通過所述波形來限定。由此在每個時刻都存在固定的支點(diǎn),其中在超過最大徑向力時所述管子的端面會滑動到相鄰的(或者通常其它的)波谷中。在所述熱源管的高度上或者說在其端面上或者說端面的開口上，在所述底板40中設(shè)置了開口，所述開口形成了所述熱源管與所述殼體的空間之間的流體連通，所述殼體的空間繼續(xù)連接到所述殼體內(nèi)部的管子的縱向延伸部上。所述殼體由此形成所述熱源管或者說散熱器管的腔室70。如此構(gòu)成所述底板40中的開口，從而雖然比如廢氣基本上會不受阻攔地穿過所述底板進(jìn)入到所述熱源管20中，但是同時通過所述熱源管的結(jié)構(gòu)防止所述熱源管穿過所述底板。在所述熱源管20的縱向延伸部中，所述熱源管的端面相對于所述散熱器管30的端面偏移，其中所述熱源管在兩側(cè)超過所述散熱器管伸出。這能夠使所述底板僅僅與所述熱源管相接觸。所述底板比如通過焊縫或者材料的連接固定地與所述殼體50相連接。但是，所述熱源管20的端面可以相對于所述底板尤其相對于所述殼體50執(zhí)行相對運(yùn)動。此外，在所述底板上能夠可選地安置比如構(gòu)造為在所述熱源管的兩個相互朝向的側(cè)面之間延伸的半圓形式的或者拋物曲面形式的弧形的元件42。所述弧形元件42可以焊接在所述底板上或者可以與所述底板一體地并且連續(xù)地實(shí)施，其中所述底板在所述弧形元件的位置上并不沿著一個平面延伸。但是，在所述熱源管20的端面與所述底板之間的接觸位置上，所述底板在其總形狀方面實(shí)施為平坦的結(jié)構(gòu)(但是設(shè)有作為宏觀結(jié)構(gòu)的波形)。所述弧形元件以其橫向延伸部遮蓋在相鄰的熱源管20之間產(chǎn)生的間距并且進(jìn)而在投影中沿所述發(fā)電機(jī)的縱向方向?qū)⑺錾崞鞴?0和發(fā)電機(jī)元件10遮蓋。用實(shí)線示出的箭頭代表著廢氣的流動，所述廢氣在所述熱電發(fā)電機(jī)的一側(cè)上進(jìn)入到相應(yīng)的法蘭中，通過所述熱源管20得到導(dǎo)引并且在相反的一側(cè)上流出來。在箭頭80上能夠看出，用虛線示出的可選的弧形元件42將氣流基本上無渦流地分配到相鄰的熱源管20上。所述散熱器管30的流動方向通過所述接頭32、34的分配來限定并且可以平行或者反平行于通過所述熱源管20流動的介質(zhì)的流動方向。在圖I所示的實(shí)施方式中，所述預(yù)張緊支承裝置通過波形的底板40并且通過所述熱源管20的端面來構(gòu)成，其中通過所述底板一方面所述熱源管受到鐓粗的力，并且所述波形必要時與由熱引起的長度變化一起受到垂直于所述發(fā)電機(jī)的縱軸線的徑向力。圖2示出了本發(fā)明的第二種實(shí)施方式，該第二種實(shí)施方式能夠與借助于圖I示出的實(shí)施方式相組合。在圖2中示出的發(fā)電機(jī)包括構(gòu)造在熱源管120與散熱器管130之間的發(fā)電機(jī)元件110。圖2是正視圖，也就是圖I的縱向示意圖的橫截面。首先可以看出，所述熱源管和散熱器管具有平坦的正方形的橫截面，從而由此形成的通道相對于其橫截面面積具有較大的周長。由此產(chǎn)生了高的比容積。所述散熱器管130通過柔性的連接管路或者說、其區(qū)段136彼此相連接。所述連接管路將所述散熱器管也就是冷卻通道的在圖I中示出的接頭32或者說34連接起來。所述連接管路用作用于冷卻液的總管或者說總管路，并且具有穿過所述殼體150的接頭138，該接頭借助于密封件138’相對于所述殼體得到密封。在圖2中示出的實(shí)施方式規(guī)定，所述總管路或者說所述總管136是柔性的進(jìn)而基本上沒有將力施加到所述散熱器管130上。按照一種未示出的實(shí)施方式，所述總管136由有彈性的材料構(gòu)成，以便就這樣設(shè)置用于所述散熱器管130的側(cè)面的預(yù)應(yīng)力。通過所述預(yù)應(yīng)力將相鄰的散熱器管130拉向彼此，從而通過所述總管136產(chǎn)生預(yù)張緊支承裝置。除了施加預(yù)應(yīng)力之外，有彈性的總管也與設(shè)置在所述散熱器管130之間的元件(也就是熱源管120和發(fā)電機(jī)元件110) —起用于進(jìn)行支承。所述總管136 (或者是彈性的或者是柔性的)沿著通過熱源管和散熱器管并且通過發(fā)電機(jī)元件構(gòu)成的管束的棱邊延伸。所述總管136垂直于所述管束的縱平面并且在所述管束的高度棱邊(H5henkante)上延伸。但是所述總管136也可以在所述管束的側(cè)面延伸，也就是說垂直于所述管束的延伸面并且在所述管束的沿著管子的延伸方向延伸的側(cè)面上延伸。借助于圖I和2可以看出，所述散熱器管30、130沿縱向方向相對于熱源管20、120縮 短，但是沿相對于此的橫向方向則超過所述熱源管20、120延伸出去，以便能夠布置所述總管路136。圖3示出了本發(fā)明的一種作為替代方案的實(shí)施方式的象征性示意圖。在圖3中示出的發(fā)電機(jī)包括布置在熱源管220與散熱器管230之間的發(fā)電機(jī)兀件210。殼體壁250在這里示范性地支撐著一個散熱器管230，而另一個對置的散熱器管230被緊隨其后的發(fā)電機(jī)元件(以及其它熱源管)支撐在區(qū)段A中。隨著所述支撐部，產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力，所述預(yù)應(yīng)力將所述兩個散熱器管230和這些中間線條組件210、220壓緊。在所述散熱器管230中設(shè)置了金屬泡沫242，該金屬泡沫朝相應(yīng)的管子230的內(nèi)壁擠壓。所述管子230為薄壁結(jié)構(gòu)或者說有彈性或者塑性，從而可以以變形的形式將壓力向外傳遞。由此所述散熱器管230的管壁傳遞著由所述金屬泡沫242所施加的彈力。同時所述金屬泡沫242是多孔的或者說其擁有讓流體流通過的結(jié)構(gòu)，從而可以穿過所述冷卻通道230輸送冷卻劑。由于所述金屬泡沫的多孔性產(chǎn)生明顯得到改進(jìn)的傳熱效果，因?yàn)樗鼋饘倥菽谋缺砻婷黠@高于管子的內(nèi)表面。此外，通過所述金屬泡沫產(chǎn)生管子內(nèi)壁的均勻的力施加。由于彈性和其它機(jī)械特性，所述金屬泡沫尤其通過以下方式起到減振的作用，即在所述金屬泡沫的內(nèi)部設(shè)置了液體并且因此通過(更小的)潤流或者通過排氣管(Abgasrohrsuptom)的外部振動引起的振動進(jìn)行減振。此外，沒有設(shè)置用于對管子230進(jìn)行加固的筋條，從而可以制造具有矩形的橫截面的管子，所述矩形的橫截面具有較高的長寬比、也就是具有是厚度的許多倍的寬度。此夕卜，剛度相對于具有加強(qiáng)筋的通道沿所述通道的縱向方向以及沿橫向方向是均勻的。所述金屬泡沫的減振的性能直接造成系統(tǒng)的使用壽命的提高并且防止了振動引起熱膨脹間隙的產(chǎn)生。在圖3中示出的實(shí)施方式尤其適合于緩慢流動的冷卻流體，其中流動的微小的速度通過所述金屬泡沫的實(shí)質(zhì)上經(jīng)過提高的比表面更多地得到補(bǔ)償。除此以外，可以通過所述通道或者說管子的微小的壁厚來節(jié)省材料，由此附加地減小重量。由于預(yù)應(yīng)力通過金屬泡沫而均勻地分配，所以不必使用分配力的元件。原則上可以將金屬泡沫裝在熱源管中或者裝在散熱器管中。但是優(yōu)選所述金屬泡沫布置在所述散熱器管中，因?yàn)檩^低的溫度能夠?qū)崿F(xiàn)使用由不同的材料制成的泡沫。除了金屬泡沫之外，比如也可以使用塑料泡沫或者其它的材料，只要其具有能夠?qū)崿F(xiàn)沿縱向方向的流動的結(jié)構(gòu)。此外，原則上也可以代替金屬泡沫而將處于徑向應(yīng)力之下的內(nèi)管裝入到所述散熱器管中，所述散熱器管產(chǎn)生向外作用的徑向力。此外，這樣的徑向力原則上也可以通過壓差來產(chǎn)生，所述壓差存在于所述散熱器管的內(nèi)部與所述散熱器管的周圍之間。只要所述散熱器管或者熱源管是柔性的或者有彈性的，那就可以通過過壓來實(shí)現(xiàn)所期望的預(yù)應(yīng)力，大體上所述管子從外面通過殼體內(nèi)壁受到反作用力。圖4示出了所述按本發(fā)明的熱電發(fā)電機(jī)的第四種實(shí)施方式的橫截面，該熱電發(fā)電機(jī)包括殼體350，在該殼體中設(shè)置了熱電的元件310、熱源管320以及散熱器管330。所述發(fā)電機(jī)元件310包括成對地布置的半導(dǎo)體支腿，所述半導(dǎo)體支腿交替地不同地?fù)诫s(p摻雜或者說n摻雜)。此外，所述發(fā)電機(jī)元件310包括處于其端面上的印制導(dǎo)線(未示出)。所述發(fā)電機(jī)元件通過具有比如由陶瓷構(gòu)成的電氣的絕緣層314的導(dǎo)熱膏層312在一側(cè)與所述熱源管320的外面的管壁相連接并且在另一側(cè)與散熱器管330的相連接。因此對于所述發(fā)電機(jī)元件來說產(chǎn)生溫差，從所述溫差中產(chǎn)生這種電功率。 在所述熱源管320和散熱器管330的內(nèi)部設(shè)置了彈簧元件322或者說332，所述彈簧元件直接將壓力施加到相應(yīng)的管子的內(nèi)壁上。下面的熱源管320由一個管壁并且對置地通過殼體350的內(nèi)表面構(gòu)成。所述下面的熱源管320以及環(huán)繞的殼體350因此由將熱源介質(zhì)與發(fā)電機(jī)元件隔離開來的內(nèi)殼層構(gòu)成。由此可以節(jié)省材料和位置空間；通過所述熱源介質(zhì)或者說散熱器介質(zhì)之間的殼層的雙重使用，至少可以為外面的管子320(或者也為管子330)節(jié)省一個管壁。在這種情況下，與上面的熱源管320相反，所述殼體350的內(nèi)壁通過如下方式具有雙重功能，即一方面所述殼體作為用于彈力的支座(Gegenlager)設(shè)置了穩(wěn)定的邊框并且另一方面規(guī)定了熱源管或者說散熱器管的引導(dǎo)流體的性能。所述彈簧元件322碰到所述管子的內(nèi)側(cè)面(或者說在使用下面的熱源管的情況下碰到所述殼體內(nèi)側(cè)面)并且因此施加朝相鄰的發(fā)電機(jī)元件并且朝其它的管子指向的壓力。為了能夠?qū)崿F(xiàn)這一點(diǎn)，所使用的管子320、330的壁體是彈性的或者說是柔性的，以便能夠就這樣通過所述彈簧元件332將變形傳遞到處于外面的組件上。所述彈簧元件332在圖4中僅僅象征性地示出；尤其可以使用優(yōu)選沿著整根管子延伸的板簧、螺旋彈簧或者鋼絲彈簧。此外，必要時可以設(shè)置彈簧元件，所述彈簧元件僅僅布置在所述管子的縱向區(qū)段中或者說作用于所述管子的縱向區(qū)段，其中在這種情況下設(shè)置了力分配元件，以便將彈力基本上均勻地分配到所述管子320、330的管壁內(nèi)側(cè)上。這樣的彈力傳遞元件或者說用于對力施加進(jìn)行均勻化處理的元件可以由一個缸套(Zylindermantel)的兩個半部構(gòu)成,在所述兩個半部之間布置有所述彈簧元件。但是根據(jù)管壁的設(shè)計(jì)方案，所述半部承擔(dān)了力施加的均勻化處理的任務(wù)。圖4的示圖以及圖I至3的示圖僅僅是象征性的示圖并且不按比例示出，當(dāng)所述管壁實(shí)施為柔性的或者有彈性的結(jié)構(gòu)時，所述示圖尤其關(guān)于管壁的厚度是象征性的示圖并且不按比例示出。通常所述熱源管和散熱器管形成具有矩形的橫截面、尤其具有擁有較高的長寬比的橫截面的通道。通過較高的長寬比(相當(dāng)于寬度比高度)能夠?qū)崿F(xiàn)這一點(diǎn)，即所述管子與較小的體積相比設(shè)置了較高的外表面或者說內(nèi)表面。所述管子優(yōu)選彼此平行地延伸并且可以在其高度并且在其寬度方面并排地排成行。所述發(fā)電機(jī)元件尤其沿垂直于發(fā)電機(jī)的延伸方向的方向堆在管子之間。但是，所述發(fā)電機(jī)元件也可以沿發(fā)電機(jī)的橫向延伸設(shè)置在所述管子之間。優(yōu)選所述發(fā)電機(jī)元件通過傳熱的元件、比如借助于具有良好導(dǎo)熱性能的層耦合到所述熱源管或者散熱器管的外表面上。優(yōu)選該層構(gòu)造為電氣絕緣的結(jié)構(gòu)，從而提供比如像陶瓷、A1203、A1N、滑石(Steatit)、鎂橄欖石(Fosterit)、搪瓷(Emaille)或者類似的材料。如果所述具有良好導(dǎo)熱性能的層沒有完全電氣絕緣，那就使用另一個電氣絕緣的、優(yōu)選具有微小的厚度的元件，以便附加地設(shè)置電氣絕緣。如在圖4中所示的，各個發(fā)電機(jī)元件或者說其在熱電方面活性的本體通過接觸層(比如印制導(dǎo)線)僅僅通過熱連接的元件、比如電氣絕緣的并且導(dǎo)熱的層熱連接到所述管子的外壁上。在圖4中示出了，所有管子、也就是說所有熱源管及散熱器管本身承載有彈簧元件322、332。但是這可以僅僅涉及到所述管子中的幾個，比如僅僅涉及散熱器管或者僅僅涉及熱源管，但是其中不必所有同類管子都承載有彈簧元件。所述彈簧元件尤其不僅僅設(shè)置 在直接與所述殼體鄰接的管子中，而是也設(shè)置在處于所述發(fā)電機(jī)的內(nèi)部并且不直接與所述殼體鄰接的散熱器管或者熱源管中。由此產(chǎn)生夾緊作用，該夾緊作用的原因不僅作用在所述發(fā)電機(jī)的外邊緣中、尤其作用在直接與所述殼體鄰接的邊緣中，而且這種夾緊作用也從所述堆的內(nèi)部起作用。由此產(chǎn)生所述管子與發(fā)電機(jī)元件之間的更堅(jiān)固的、耐振的并且更均勻的擠壓作用。
權(quán)利要求
1.具有殼體(50)的熱電發(fā)電機(jī),在所述殼體中布置有至少一個熱源管(20)、至少一個散熱器管(30)和至少一個設(shè)置在所述熱源管與所述散熱器管之間的發(fā)電機(jī)元件(10)，其特征在于，在所述殼體中設(shè)置有預(yù)張緊支承裝置(40 ；136 ；242 ;322、332)，所述預(yù)張緊支承裝置設(shè)置了彈力，在此直接向所述管子(20、30)中的至少一部分施加所述彈力并且利用所述彈力將所述管子相互預(yù)張緊，并且所述彈力將所述管子(20、30)以及位于所述管子之間的發(fā)電機(jī)元件(10)壓緊，其中所述殼體(50)的內(nèi)側(cè)面設(shè)置了用于所述預(yù)張緊支承裝置的支架，向所述支架施加所述預(yù)張緊支承裝置的彈力的反作用力。
2.按權(quán)利要求I所述的熱電發(fā)電機(jī)，其中所述預(yù)張緊支承裝置包括兩塊底板(40)，所述底板與所述殼體固定地連接，其中所述管子(20、30)根據(jù)長度夾緊在所述底板的朝向管 子并且具有微觀結(jié)構(gòu)或者宏觀結(jié)構(gòu)的表面之間，所述微觀結(jié)構(gòu)或者宏觀結(jié)構(gòu)與所述管子的端面形成具有所限定的最大附著力的傳力配合連接，或者通過所限定的最大徑向力形成能夠脫開的形狀配合連接，并且其中所述預(yù)張緊支承裝置通過所述底板、所述底板的表面以及所述管子(20、30)的端面來形成。
3.按權(quán)利要求2所述的熱電發(fā)電機(jī)，其中所述底板(40)、管子(20、30)或者這二者由至少具有微小彈性的材料構(gòu)成，其中最大附著力和最大徑向力通過所述彈性的材料的彈性并且通過所述微觀結(jié)構(gòu)或者宏觀結(jié)構(gòu)的高度來限定；所述預(yù)張緊支承裝置利用兩個自由度沿著相應(yīng)地沿著所述表面延伸的方向來支承所述管子，并且所述預(yù)張緊支承裝置也沿著所述方向產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力，在此向所述管子施加所述預(yù)應(yīng)力并且所述預(yù)應(yīng)力由所述底板或者說管子的彈性來產(chǎn)生。
4.按權(quán)利要求2或3所述的熱電發(fā)電機(jī)，其中所述表面或者所述底板(40)本身作為宏觀結(jié)構(gòu)具有波紋輪廓或者柵格(Rasterung)，所述波紋輪廓或者柵格沿著至少兩個沿著所述表面的方向具有重復(fù)的凸起或者凹部。
5.按權(quán)利要求I所述的熱電發(fā)電機(jī)，其中所述預(yù)張緊支承裝置包括彈簧元件(242；322、332)，所述彈簧元件在所述散熱器管內(nèi)部或者在所述熱源管內(nèi)部在預(yù)應(yīng)力下布置在所述管子中，其中所述彈簧元件(242 ;322、332)的預(yù)應(yīng)力在徑向上向內(nèi)側(cè)面外作用到所述管子(220、230 ;320、330)的內(nèi)側(cè)面的對置的區(qū)段上，并且在其中設(shè)置有所述彈簧元件的管子構(gòu)造為彈性的，以便將所述預(yù)應(yīng)力傳遞到相鄰的管子上，或者其中所述彈簧元件(136)布置在多個散熱器管或者熱源管的端部區(qū)段之間，所述端部區(qū)段沿所述管子的縱向延長部或者橫向延長部超過所述熱源管或者說散熱器管伸出，其中所述彈簧元件的預(yù)應(yīng)力朝對置的端部區(qū)段擠壓。
6.按權(quán)利要求5所述的熱電發(fā)電機(jī)，其中所述彈簧元件(242;322、332)布置在所述散熱器管或者熱源管的內(nèi)部，并且所述彈簧元件布置在所述管子中，所述管子的彈性的設(shè)計(jì)方案通過所述管子的壁厚或者材料的設(shè)計(jì)方案來設(shè)置，所述管子的壁厚及材料的設(shè)計(jì)方案能夠使所述管子在其橫截面中通過所述彈簧元件發(fā)生改變，其中所述彈簧元件具有一種讓流體通過的結(jié)構(gòu)，所述彈簧元件通過在所述管子中預(yù)張緊的板簧或者鋼絲彈簧(322、332)來設(shè)置或者所述彈簧元件通過在所述管子中預(yù)張緊的金屬泡沫(242 )來設(shè)置。
7.按權(quán)利要求5所述的熱電發(fā)電機(jī)，其中所述彈簧元件(136)設(shè)置在所述管子的端部區(qū)段之間，并且所述彈簧元件通過沿其縱向方向有彈性的總管的區(qū)段來設(shè)置，所述總管使多個形成端部區(qū)段的管子(130)彼此以流體連通的形式連接，其中所述彈性的總管在所述端部區(qū)段之間設(shè)置了預(yù)應(yīng)力。
8.按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的熱電發(fā)電機(jī)，其中所述散熱器管或者熱源管在其端部區(qū)段上彼此通過柔性的總管(136)以流體連通的形式相連接，所述柔性的總管基本上沒有將力施加到所述管子上，并且所述預(yù)張緊支承裝置的彈力基本上將全部預(yù)應(yīng)力設(shè)置在所述管子之間。
9.按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的熱電發(fā)電機(jī)，其此外包括導(dǎo)流機(jī)構(gòu)(42)，所述導(dǎo)流機(jī)構(gòu)布置在所述管子的端面上并且其內(nèi)側(cè)面朝向所述管子變細(xì)，其中在所述端面中的至少一個上在所述殼體的內(nèi)部設(shè)置集流室，所述集流室與所述發(fā)電機(jī)的所有熱源管或者與所述發(fā)電機(jī)的所有散熱器管處于流體接觸之中，其中在所述集流室(70)與所述管子的端面之間設(shè)置了所述導(dǎo)流機(jī)構(gòu)。
10.用于制造熱電發(fā)電機(jī)的方法，具有以下步驟將至少一個熱源管(20)、至少一個散熱器管(30)和至少一個發(fā)電機(jī)元件(10)裝入到殼體(50)中，其特征在于，此外在所述殼體中布置有預(yù)張緊支承裝置(40 ；136 ；242 ;322、332)，所述預(yù)張緊支承裝置產(chǎn)生用于施加預(yù)應(yīng)力的彈力，利用所述預(yù)應(yīng)力直接將所述管子(20、30)彼此預(yù)張緊并且所述管子將位于所述管子之間的發(fā)電機(jī)元件(10)壓緊，其中將所述管子夾緊到所述預(yù)張緊支承裝置(40)中或者將所述預(yù)張緊支承裝置夾緊到所述管子中，并且通過所述殼體(50)的內(nèi)側(cè)面來向所述管子施加力，所述預(yù)張緊支承裝置通過所述殼體得到支撐。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有殼體的熱電發(fā)電機(jī)，在所述殼體中布置有至少一個熱源管、至少一個散熱器管和至少一個設(shè)置在所述熱源管與所述散熱器管之間的發(fā)電機(jī)元件，其特征在于，在所述殼體中設(shè)置有預(yù)張緊支承裝置，所述預(yù)張緊支承裝置設(shè)置了彈力，在此直接向所述管子中的至少一部分施加所述彈力并且利用所述彈力將所述管子相互預(yù)張緊，并且所述彈力將所述管子以及位于所述管子之間的發(fā)電機(jī)元件壓緊，其中所述殼體的內(nèi)側(cè)面設(shè)置了用于所述預(yù)張緊支承裝置的支架，向所述支架施加所述預(yù)張緊支承裝置的彈力的反作用力。此外，本發(fā)明涉及一種用于制造熱電發(fā)電機(jī)的方法。將至少一個熱源管、至少一個散熱器管和至少一個發(fā)電機(jī)元件裝入到殼體中。此外在所述殼體中布置有預(yù)張緊支承裝置，所述預(yù)張緊支承裝置產(chǎn)生用于施加預(yù)應(yīng)力的彈力，利用所述預(yù)應(yīng)力直接將所述管子彼此預(yù)張緊并且所述管子將位于所述管子之間的發(fā)電機(jī)元件壓緊，其中將所述管子夾緊到所述預(yù)張緊支承裝置中或者將所述預(yù)張緊支承裝置夾緊到所述管子中，并且通過所述殼體的內(nèi)側(cè)面來向所述管子施加力，所述預(yù)張緊支承裝置通過所述殼體得到支撐。
文檔編號F01N5/02GK102725491SQ201080063033
公開日2012年10月10日 申請日期2010年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月3日
發(fā)明者F.費(fèi)爾滕, F.韋茨爾, I.克林, M.克內(nèi), M.布羅薩, M.施密特, P.格拉澤, W.齊格勒 申請人:羅伯特·博世有限公司