用于将热量转换成电能的发电装置的制造方法

用于将热量转换成电能的发电装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明的内容是一种根据权利要求1的前序部分的用于将热量转换成电能的发电
目.Ο
【背景技术】
[0002]在一些技术应用中存在将热量转换成电能的需求，例如用于利用内燃机、铸造设备或者乳机的过程余热。这可以通过热电发电装置(TEG)实现，所述热电发电装置包含热电转换器。
[0003]所述热电发电装置例如布置在通道的内部，通过所述通道输送热的化学品或热辐射的产品、例如炽热的钢筒、钢钉或者由铸造过程或其他热方法制造或加工的其他产品。
[0004]这具有下列缺点。其中:
[0005]-有限的效率
[0006]-由于与热源的不同间距在热电发电装置上产生不同的局部温度分布
[0007]-在热量交换表面上的污染和腐蚀
[0008]-在较长的运行中由于增加的污染导致降低的效率
[0009]-可能的局部热过载
[0010]-对在高温热源附近的水接口和电接口的密封
[0011]-由于在产生余热的装置持续运行期间难以触及热电发电装置而导致费事的维护。
[0012]因此，存在以改善的方式利用余热的需求。

【发明内容】

[0013]在所述背景下，提出一个具有权利要求1所述特征的技术方案。其他有利的构型能够从其他权利要求和下述的说明得出。
【附图说明】
[0014]在下述的说明和权利要求中说明本发明的细节。所述实施方案应该用于解释本发明。然而所述实施方案仅仅具有示例性的特征。当然，在通过独立权利要求限定的本发明范围内，也可以取消、变换或者补充一个或多个所述的特征。当然，也可以将不同实施方式的特征相互组合。
[0015]关键的是，基本上实现本发明的方案。当至少部分地实现一个特征时，这包括也完全地或基本上完全地实现所述特征。在此，“基本上”特别是指，能够以可明显的程度实现达到期望的用途。这可以特别是是指，实现相应的特征的至少50%，90%，95%或99%。如果给定最小量，则当然也可以高于所述最小量地使用。如果将构件的数量设定为至少一个时，则这也特别是包含具有两个、三个或任何其他数量的构件的实施方式。也同样普遍适用的是使用不定冠词“一个”。在需要时，“一个唯一的”明确地指定为自身这种情况。
[0016]对于一个对象所说明的情况也可以大部分或全部适用于所有其他同类型的对象。只要不给出另外的说明，间隔包括其边界点。
[0017]下面参考附图:
[0018]图1A示出剖割具有发电装置100和100’的两个实施方式的乳钢机的示意性的纵截面图；
[0019]图1B示出图1A的细部a)的放大视图；
[0020]图1C示出发电装置100”的另外的实施方式。
【具体实施方式】
[0021]图1A和1C示出余热产生装置200。在此，所述余热产生装置可以例如是发动机或者例如在此是用于制造或加工金属锭的乳机。
[0022]余热产生装置200具有热源3或者持续产生所述热源。热源3优选地是气态的、液态的和/或固态的质量的质量流、在此是炽热的固体金属的质量流。所述质量流通常是其中具有过程余热的质量流，所述过程余热会转换成电能。在此，所述质量流可以是流体流、例如加热的水或内燃机的热废气或者在此例如是固体燃料的质量流。在所述实施例中，热源3是乳机之中或之后的炽热的乳制钢。
[0023]优选地，设置一个输送装置5，以便输送至少一个载热的质量流。在此，所述输送装置是乳机的乳辊，所述乳辊将钢锭输送通过乳机或者从所述乳机中输送出来。然而在流体载热的质量流的情况下，也可以设栗、叶轮或其他流体机械作为输送装置。
[0024]根据本发明，优选地设置至少一个发电装置，以将热源3的热量转换成电能。在此，所述发电装置优选地是热电发电装置或者具有至少一个热电转换器1的装置。
[0025]优选地，余热产生装置200、热源3和/或发电装置100配备有至少一个热量提取空间23，或者在其中至少部分地布置至少一个热量提取空间。热量提取空间理解为一个下述的空间区域，所述空间区域由热源3加热，并且在所述空间区域中，发电装置100直接地或者间接地提取由其所需的热源3的热能。在此，热量提取空间31也可以包括多个在结构上彼此隔开的空间区域。
[0026]优选地，至少一个热量提取空间23至少部分地由罩13包围。所述罩13可以例如至少部分地由发动机的排气管或者在此例如由乳机的壳体或者所述乳机的组成部分构成。所述罩13特别是用于使热源3相对于其周围环境隔离。一方面，这保护周围环境免受过量的热作用。另一方面，所述罩避免了热能损失。所述罩13可以构造为用于载热质量流的引导装置、例如加载有热废水的管道。然而在此例如在所述实施例中，所述罩也可以布置为与热源3的载热质量流间隔开。这尤其在具有高温的热源3的情况下是符合目的要求的，以便保护所述罩13免受过大的热负负。在一些情况下符合目的要求的是，所述罩13被严密地密封，这例如在这里的情况下不是强制必需的。
[0027]热量提取空间23或者其罩13可以是发电装置100的组成部分。热量提取空间23也可以是发电装置100和余热产生装置200之间的单个结构单元。在此，热量提取空间23构造为余热产生装置200的组成部分。
[0028]发电装置100具有至少一个热电转换器1，以将热量直接转换成电力。所述热电转换器理解为一个下述的结构单元，所述结构单元能够将热量直接转换成电压。优选地，所述热电转换器在此是多个塞贝克元件，所述塞贝克元件串联地电连接。
[0029]优选地，至少一个热电转换器1具有一个或多个热电元件21。所述热电元件特别是理解为帕尔帖元件和塞贝克元件。优选地，一个或多个所述的热电元件21构造为平面的环形盘。优选地，所述热电元件相互堆叠，以便由此使可分接的电压倍增。优选地，由此使得热电转换器1形成为管状的结构，所述管状的结构在外径上具有圆柱形的外侧并且在内径上具有圆柱形的内侧。
[0030]优选地，至少一个热电元件21具有热侧15。在环形盘的情况下，所述热侧相应于在热电元件21的外直径上的外侧。在此，在热源3与热电转换器1或者一个或多个热电元件21之间进行热交换。
[0031]优选地，至少一个热电元件21具有至少一个冷侧17。在环形盘的情况下，冷侧17相应于在热电元件21的内直径上的内侧。
[0032]冷侧17优选地通过冷却流体19冷却，所述冷却流体流过热电元件21、S卩环形盘的空心内径。优选地，由此使冷侧17上的温度保持恒定。冷却流体19优选地在冷却流体回路中循环或者通过连续输送的冷却流体流产生。然而在此出于简明的目的未详细地示出。
[0033]发电装置100、余热产生装置200和/或热量提取空间23具有至少一个热量提取通道11。所述热量提取通道在至少一个通孔上至少部分地伸入热量提取空间23中。优选地，所述热量提取通道至少区段地直线地延伸。优选地，所述区段与所述罩13间隔开和/或倾斜于所述罩取向。
[0034]优选地，热量提取通道11至少区段地具有管状的结构。所述管可以具有圆形的、椭圆形的或者也是矩形的横截面。优选地，热量提取通道11这样伸入到热量提取空间23中，以使得在共同的边界区域中不会有流体或热的质量从热量提取空间23中逸出。这可以例如通过如下方式来确保，使热量提取通道11与热量提取空间23沿着其共同边界线焊接。
[0035]热量提取通道11优选地具有壁51。所述壁优选地由耐热的材料制成。在此，所述壁可以例如是由不锈钢或钛构成的管。优选地，所述材料具有良好的导热性。然而在高温应用中，低的导热性也可以是优选的。所述壁51设置用于避免热量提取空间中的热的材料与位于热量提取通道11中的热量提取流体50和/或热电转换器1之