熱電轉(zhuǎn)換器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于產(chǎn)生電能的能量轉(zhuǎn)換器。本發(fā)明還涉及這種轉(zhuǎn)換器在飛行器中的使用。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代飛行器裝載有大量的電氣裝置。這些裝置用于領(lǐng)航并用于飛行器的儀表和/或還用于對(duì)機(jī)組人員或乘客的多種其它用途。
[0003]被裝載的裝置可以是性質(zhì)非常不同的裝置。這些裝置例如是傳感器。
[0004]傳感器被用于對(duì)相當(dāng)大量的參數(shù)(溫度、壓力、機(jī)械應(yīng)力或其它參數(shù))進(jìn)行機(jī)上監(jiān)控。無(wú)論是測(cè)試用飛機(jī)還是商用飛機(jī)，這些參數(shù)的數(shù)量可以達(dá)到數(shù)千項(xiàng)。此外，這些傳感器被布置在飛行器的多個(gè)區(qū)域(發(fā)動(dòng)機(jī)區(qū)域、天線塔、貨艙、機(jī)艙、駕駛艙、起落架艙、機(jī)翼、活動(dòng)表面、尾椎、或其它區(qū)域)中。
[0005]這些區(qū)域可能是難以接近的，可能在安裝傳感器方面存在問(wèn)題。
[0006]特別地，傳感器應(yīng)被供電。典型地，傳感器由專用電纜布線供電或由安裝在傳感器附近的基于干電池或蓄電池的獨(dú)立電源供電。
[0007]這兩種供電方式對(duì)飛行器的設(shè)計(jì)、特別是就制造、安裝和維護(hù)而言的設(shè)計(jì)產(chǎn)生限制。
[0008]例如，由專用電纜布線對(duì)傳感器供電尤其對(duì)以下方面產(chǎn)生影響:
[0009]一飛行器的重量:電纜布線的重量、電纜束支撐件的重量、局部結(jié)構(gòu)加強(qiáng)件的重量、或其它重量都增加了飛行器的重量，這因而增加了飛行器的燃料消耗。
[0010]一傳感器的安裝:就設(shè)計(jì)、制造、維護(hù)而言，傳感器的安裝可以證明是非常復(fù)雜的(存在電纜布線可達(dá)性的問(wèn)題，耐熱性、抗振性的問(wèn)題，或其它問(wèn)題)。
[0011]又例如，由局部地安裝的電能儲(chǔ)能源(干電池、蓄電池或其它儲(chǔ)能源)對(duì)傳感器供電尤其對(duì)以下方面產(chǎn)生影響:
[0012]一這些儲(chǔ)能源的設(shè)計(jì):這些儲(chǔ)能電源應(yīng)在飛行器的嚴(yán)苛的環(huán)境條件(高溫/低溫?zé)嵫h(huán)、振動(dòng)、或其它環(huán)境條件)下保持其儲(chǔ)能能力；
[0013]一維護(hù)操作:由于這些儲(chǔ)能源的壽命在時(shí)間上是有限的，應(yīng)考慮接近這些儲(chǔ)能源的可達(dá)性，而為了測(cè)量的需要，有時(shí)相關(guān)傳感器被安裝在很難接近的區(qū)域中。
[0014]對(duì)于專用于商用航線的飛行器和專用于飛行測(cè)試的飛行器，均存在上文提及的限制。
[0015]對(duì)于專用于飛行測(cè)試的這類(lèi)飛行器，還另外存在根據(jù)待實(shí)施的測(cè)試在不同位置快速并簡(jiǎn)單地安裝傳感器-電纜布線組件的目的。
[0016]參照傳感器，已經(jīng)對(duì)電氣裝置的安裝及對(duì)電氣裝置的供電問(wèn)題進(jìn)行了說(shuō)明。然而，對(duì)于其它類(lèi)型的電氣裝置也可能存在這些問(wèn)題。此外，還可能在除飛行器環(huán)境外的其它環(huán)境中遇到這些問(wèn)題。
[0017]因此，存在改進(jìn)對(duì)電氣裝置、尤其是裝載在飛行器中的裝置的供電的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018]本發(fā)明屬于該范圍。
[0019]本發(fā)明的第一方面涉及一種能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，所述能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)包括:
[0020]一轉(zhuǎn)換單元，所述轉(zhuǎn)換單元用于將熱能轉(zhuǎn)換成電能，所述單元包括用于與至少一外部熱源進(jìn)行熱能交換的至少一熱交換表面，以及
[0021]一熱慣性單元，所述熱慣性單元被構(gòu)造用于與轉(zhuǎn)換單元配合，以在進(jìn)行熱能交換時(shí)使轉(zhuǎn)換單元恢復(fù)到熱平衡的進(jìn)程減慢。
[0022]根據(jù)第一方面的系統(tǒng)允許實(shí)現(xiàn)獨(dú)立的電源，并允許代替需要供電電纜布線和/或供電電池的現(xiàn)有解決方案。
[0023]根據(jù)第一方面的系統(tǒng)可以允許對(duì)例如在飛行器中的傳感器供電。
[0024]因此，借助因取消電纜布線和/或電池所帶來(lái)的重量的減輕，飛行器的性能可以得到改進(jìn)。
[0025]此外，根據(jù)第一方面的系統(tǒng)易于安裝，這是因?yàn)椴恍枰O(shè)計(jì)電纜布線的安裝和其在結(jié)構(gòu)、設(shè)備或其它上的固定。
[0026]根據(jù)第一方面的系統(tǒng)利用在飛行器內(nèi)就存在的熱能源。
[0027]轉(zhuǎn)換單元允許產(chǎn)生電能，而熱慣性單元允許更長(zhǎng)時(shí)間地保持溫度梯度以更為持久地產(chǎn)生這種電能。
[0028]因此，根據(jù)第一方面的系統(tǒng)進(jìn)行最優(yōu)的能量轉(zhuǎn)換。
[0029]根據(jù)第一方面的系統(tǒng)的維護(hù)更為簡(jiǎn)單，這是因?yàn)橄到y(tǒng)不需要復(fù)雜的供電電纜布線。
[0030]根據(jù)第一方面的系統(tǒng)利用通常不被使用的熱源以產(chǎn)生對(duì)電氣裝置供電的電能。
[0031]可以通過(guò)直接熱接觸或間接熱接觸進(jìn)行轉(zhuǎn)換單元和外部熱源之間的熱交換。在間接熱接觸的情況下，可以在轉(zhuǎn)換單元的熱交換表面和外部熱源的熱交換表面之間插置一元件。例如，所插置的元件包括熱慣性單元。在直接熱接觸的情況下，轉(zhuǎn)換單元的熱交換表面和外部熱源的熱交換表面直接熱接觸(然而，可以使用熱膏體以促進(jìn)這種熱接觸)。
[0032]根據(jù)實(shí)施方式，熱慣性單元包括相變材料。
[0033]這些相變材料提供良好的熱慣性，并且允許保持溫差以通過(guò)轉(zhuǎn)換單元產(chǎn)生能量。
[0034]例如，轉(zhuǎn)換單元包括基于半導(dǎo)體的電路。
[0035]因此，該轉(zhuǎn)換單元可以具有較小的尺寸。
[0036]該轉(zhuǎn)換單元可以例如根據(jù)賽貝克效應(yīng)運(yùn)行。
[0037]根據(jù)實(shí)施方式，系統(tǒng)被保護(hù)外殼隔離，所述至少一熱交換表面保持自由以進(jìn)行熱交換。
[0038]因此，可以保護(hù)熱慣性單元免受撞擊，該類(lèi)撞擊例如可能導(dǎo)致相變材料脫落。相變材料因而被封納于其中。
[0039]例如，系統(tǒng)另外包括儲(chǔ)能單元，用于至少部分地儲(chǔ)存所轉(zhuǎn)換的電能。
[0040]因此，即使當(dāng)轉(zhuǎn)換單元內(nèi)的溫差在轉(zhuǎn)換單元恢復(fù)到熱平衡后消失時(shí)，也可以使用所產(chǎn)生的電能。
[0041]又例如，系統(tǒng)另外包括至少一個(gè)與轉(zhuǎn)換單元的第一熱交換表面熱接觸的第一熱連接元件，所述第一熱連接元件被構(gòu)造用于引導(dǎo)第一外部熱源與所述第一熱交換表面之間的熱傳遞。
[0042]因此，可以使用遠(yuǎn)離系統(tǒng)或難以接近的熱源。
[0043]例如，系統(tǒng)另外包括至少一個(gè)與轉(zhuǎn)換單元的第二熱交換表面熱接觸的第二熱連接元件，所述第二熱連接元件被構(gòu)造用于引導(dǎo)第二外部熱源與所述第二熱交換表面之間的熱傳遞。
[0044]因此，可以使轉(zhuǎn)換單元與兩個(gè)彼此遠(yuǎn)離且溫度明顯不同的熱源熱接觸。這允許使溫差最大化，從而使所產(chǎn)生的電能最大化。
[0045]根據(jù)實(shí)施方式，所述至少一熱交換表面至少部分地被與所述至少一熱源進(jìn)行熱傳導(dǎo)的界面層覆蓋。
[0046]因此，熱接觸被優(yōu)化。
[0047]例如，所述界面層包括雙面膠帶子層。
[0048]因此，固定也被優(yōu)化。
[0049]例如，所述雙面膠帶圍繞導(dǎo)熱材料子層布置。
[0050]所述導(dǎo)熱材料子層可以包括GAP PAD 3000S。
[0051]所述雙面膠帶子層和所述導(dǎo)熱材料子層例如具有相同的厚度。
[0052]例如，所述雙面膠帶子層和所述導(dǎo)熱材料子層集成在同一獨(dú)立界面元件中。該元件例如是補(bǔ)片或是從卷狀物上切下的細(xì)帶。
[0053]本發(fā)明的第二方面涉及一種包括根據(jù)第一方面的系統(tǒng)的飛行器。
[0054]例如，在飛行器的結(jié)構(gòu)元件當(dāng)中選擇出所述至少一熱源。
[0055]又例如，系統(tǒng)對(duì)至少一傳感器供電。
[0056]本發(fā)明的第三方面涉及一種對(duì)飛行器中的電氣裝置供電的供電方法，所述供電方法包括以下步驟:
[0057]一在飛行器中選擇至少一熱源，
[0058]一使根據(jù)第一方面的系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換單元的至少一交換表面與所選擇的所述至少一熱源熱接觸，以及
[0059]一將所述系統(tǒng)連接到所述電氣裝置。
[0060]例如，在飛行器的結(jié)構(gòu)元件當(dāng)中選擇出所述至少一熱源。
[0061]又例如，選擇所述至少一熱源以優(yōu)化系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換單元內(nèi)的溫差。
[0062]根據(jù)本發(fā)明的第二和第三方面的對(duì)象至少提供與根據(jù)第一方面的系統(tǒng)所提供的優(yōu)點(diǎn)相同的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0063]通過(guò)閱讀下文作為非限定實(shí)例進(jìn)行的詳細(xì)說(shuō)明并參照附圖，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將得到體現(xiàn)，附圖中:
[0064]—圖1不意性地不出了根據(jù)實(shí)施方式的系統(tǒng)；
[0065]一圖2示出了根據(jù)實(shí)施方式的系統(tǒng)的安裝實(shí)例；
[0066]一圖3示出了根據(jù)實(shí)施方式的系統(tǒng)在飛行器中的安裝區(qū)域；
[0067]—圖4、圖5a和圖5b示出了能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的實(shí)施方式；
[0068]一圖6示意性