CN100354506C - 排气系统 - Google Patents

排气系统 Download PDF

Info

Publication number
CN100354506C
CN100354506C CNB2003801076065A CN200380107606A CN100354506C CN 100354506 C CN100354506 C CN 100354506C CN B2003801076065 A CNB2003801076065 A CN B2003801076065A CN 200380107606 A CN200380107606 A CN 200380107606A CN 100354506 C CN100354506 C CN 100354506C
Authority
CN
China
Prior art keywords
waste gas
catalyst
exhaust
temperature
vent systems
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CNB2003801076065A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1732334A (zh
Inventor
村田清仁
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2002377862A external-priority patent/JP2004208476A/ja
Priority claimed from JP2003002338A external-priority patent/JP2004211660A/ja
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Publication of CN1732334A publication Critical patent/CN1732334A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100354506C publication Critical patent/CN100354506C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N5/00—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy
    • F01N5/02—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy the devices using heat
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
    • H10N10/10—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects
    • H10N10/13—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects characterised by the heat-exchanging means at the junction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/009—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/011—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more purifying devices arranged in parallel
    • F01N13/017—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more purifying devices arranged in parallel the purifying devices are arranged in a single housing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2053—By-passing catalytic reactors, e.g. to prevent overheating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2882—Catalytic reactors combined or associated with other devices, e.g. exhaust silencers or other exhaust purification devices
    • F01N3/2889—Catalytic reactors combined or associated with other devices, e.g. exhaust silencers or other exhaust purification devices with heat exchangers in a single housing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N5/00—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy
    • F01N5/02—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy the devices using heat
    • F01N5/025—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy the devices using heat the device being thermoelectric generators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G5/00—Profiting from waste heat of combustion engines, not otherwise provided for
    • F02G5/02—Profiting from waste heat of exhaust gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2240/00—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
    • F01N2240/02—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being a heat exchanger
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2240/00—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
    • F01N2240/04—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being an electric, e.g. electrostatic, device other than a heater
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2410/00—By-passing, at least partially, exhaust from inlet to outlet of apparatus, to atmosphere or to other device
    • F01N2410/02—By-passing, at least partially, exhaust from inlet to outlet of apparatus, to atmosphere or to other device in case of high temperature, e.g. overheating of catalytic reactor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/02—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
    • F28F3/04—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element
    • F28F3/048—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element in the form of ribs integral with the element or local variations in thickness of the element, e.g. grooves, microchannels
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Exhaust Silencers (AREA)

Abstract

一种排气系统(1)设有允许从内燃机排出的废气流过其中的排气通道，包括净化废气的催化剂(2，3)如三元催化剂(27)的废气排放控制单元，和将废气的热能转换成电能的废热收集单元。排气通道(25)形成于设有废气排放控制单元的排气系统的中央，在排气通道(25)的两侧形成旁通通道(26)，废气在不通过废气排放控制单元的情况下流过旁通通道(26)。废热收集单元(29)设置在每个旁通通道(26)的外侧上。

Description

排气系统
技术领域
本发明涉及一种排气系统，其用催化剂净化废气并将废气的热能转换成电能。
背景技术
通常，排气系统包括废气排放催化剂如三元催化剂，以通过除去包含在废气中的有害物质如一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物等等来净化发动机排出的废气。当催化剂在其活性温度被激活时，催化剂能有效净化废气，其活性温度例如在350℃和800℃之间的范围中。
高温废气的相当高的热能部分用来增加废气排放催化剂的温度，直到它达到活性温度为止。然而，其余的废热能散失掉而没有收集起来。已经研制出了废热发电装置，通过将热能转换成电能来收集热能。
在某些类型的上述废热发电装置中，热电转换模块放在废气流过的排气管(高温侧)和冷却单元(低温侧)之间，热电转换模块的每个热电转换件都根据高温侧和低温侧之间的温差发电(相关技术1：JP-A-10-234194)。在升高高温侧的温度时必须增大温差以便改善热电转换效率。在另一种类型的废热发电装置中，在排气通道中提供的催化剂用来净化废气以及在反应热下增加废气温度(热电转换模块的高温侧的温度)。在高负荷工作下，能将来自发动机的废气流分离，其一部分通过旁路改变方向，旁路包含另一种催化剂(相关技术2：JP-A-2000-352313)。为了保护热电转换元件不会超过其耐热温度，例如在高负荷工作期间，也能通过旁路使废气流改变方向(相关技术3：JP-06-081639)。
通常，在排气系统中，当催化剂的温度低时，例如在发动机起动时，为了发动机的平稳工作必须迅速增加催化剂的温度。因而，在排气系统中高温废气(具有高热能)经过的位置提供废气排放催化剂，例如在排气歧管等等附近。然后，将废热发电装置设置在排气系统中的废气排放催化剂的下游，例如在辅助消声器附近的位置。然而，在废气催化剂下游位置处经过的废气的温度变低，这是因为它被用来增加催化剂的温度或它在流动时散失，导致热能的减少。结果，废热发电装置的热电转换效率降低，不能有效地收集热能。
在发动机的高负荷下(在高的发动机转速)，废气排放催化剂的温度变得相当高，因为它被排气歧管附近的高温废气加热。当催化剂的温度超过活性温度时，其净化效果变坏，这可能使得催化剂热劣化。按照惯例在排气系统中，当催化剂的温度超过活性温度时，使发动机工作在富油状态中以便降低催化剂温度。这可能增加供油量，导致燃料效率变坏。
发明内容
本发明的目标是提供一种排气系统，其防止催化剂的劣化，同时提高燃料效率。
根据本发明一个方面的排气系统包括用来净化废气的初级废气排放控制单元和用来通过将热能转换成电能来收集热能的第一废热收集单元。除了允许废气流过其中的第一通道之外，排气系统还包括第二通道，废气在不通过初级废气排放控制单元的情况下流过第二通道。排气系统包括第一通道内的初级废气排放控制单元以便净化流过其中的废气。排气系统包括用来在第一通道和第二通道之间改变气体流动的控制件。在催化剂的温度变高的情况下，控制废气流过排气系统中的第二通道，以便避免由于高温废气引起的催化剂温度的过度增加。这使得能防止催化剂中的热劣化。这还可以消除通过使发动机工作在富油状态降低废气温度来防止催化剂温度升高的需求。此外，能将废气的热能作为电能收集起来，导致燃料效率提高。
排气系统还可以包括次级废气排放控制单元，其设置在排气通道上的第一通道和第二通道结合处。
在允许次级废气排放控制单元净化排气系统中的废气的情况下，控制件用来控制废气向第二通道中的流动。如果能通过次级废气排放控制单元净化废气，第一废热收集单元就能从废气中收集热能，导致燃料效率提高。
在排气系统中，可以基于初级废气排放控制单元中的温度或次级废气排放控制单元中的温度来控制控制件的工作。控制件如此工作，即当初级废气排放控制单元或次级废气排放控制单元中的温度超过一个预定温度时，废气流过第二通道。预定温度基于初级废气排放控制单元或次级废气排放控制单元中的催化剂的活性温度来确定。
在排气系统中，基于初级废气排放控制单元或次级废气排放控制单元中的温度控制所述控制件的工作。例如，如果初级废气排放控制单元中的催化剂温度变得较低，则通过减少流过第二通道的废气的流量来增加流过第一通道的废气的流量，以便废气的热能用来增加初级废气排放控制单元中的催化剂温度。同时如果初级废气排放控制单元中的催化剂温度变得较高，则增加流过第二通道的废气的流量以减少流过第一通道的废气的流量，以便降低催化剂温度。废气的热能不用来增加催化剂温度但受到第一废热收集单元的控制，因而，可以避免由于高温废气引起的催化剂温度的升高，防止催化剂中的热劣化。此外，废气的热能可以有效地用作电能。根据次级废气排放控制单元中的催化剂温度来控制所述控制件的工作，当次级废气排放控制单元中的催化剂温度达到活性温度时，废气能在次级废气排放控制单元中进行净化。因而，流过第二通道的废气的流量增加以减小流过第一通道的废气的流量，以便能通过第一废热收集单元来收集废气的热能。
排气系统可以包括第二通道中的热交换件，用来将废气的热量传递到第一废热收集单元，并且热交换件具有用来净化废气的催化剂。
排气系统可以包括热交换件，其将废气的热能传递到第一废热收集单元的高温侧。热交换件具有用来净化流过第二通道的废气的催化剂。在排气系统中，废气在第二通道中被净化，并且热交换件用来吸收催化剂中的反应热以及废气的热能。第一废热收集单元收集的热能的总量增大。
在排气系统中，第一通道和第二通道可以结合成一个单一构件，第一通道形成在该构件的中央，第二通道形成在第一通道的外围上。
在排气系统中，第二通道形成在第一通道的外侧上，第一通道形成在构件的中央，第一废热收集单元设置在第二通道的外侧上。第一废热收集单元构造成将流过第二通道的废气的热能转换成电能。在排气系统中，流过形成于构件中央的第一通道的高温废气(表现出更高的热能)使得能迅速增加催化剂的温度。
在排气系统中，上述构件可以位于内燃机中的排气歧管附近。
从排气系统中的排气歧管排出的废气的热能不太可能在排气歧管附近(高温废气通过其排出的排气歧管的下游)减小，因而，优选地，尽可能近地在排气歧管附近提供该构件。另外，也可以将该构件设置在排气歧管内，如果这种布置是可用的。
在排气系统中，控制件可以用来改变从内燃机流到第一通道和第二通道中的每个废气流量。在上述系统中，能调节流过第二通道的废气的流量。
排气系统设有第二废热收集单元，其包括在次级废气排放控制单元下游的热电元件(热电转换件)。
在排气系统中，第二废热收集单元用来提高将废气的热能作为电能收集的效率。这使得能将没有在第一废热收集单元中收集到的废热能作为电能来收集，导致燃料效率提高。这也可以允许进一步降低废气温度，增加发动机输出。
在排气系统中，可以在热交换件上携带催化剂。
上述排气系统设有热交换件的热交换片，在热交换片上携带催化剂用来净化流过第二通道的废气。排气系统净化第二通道中的废气，并且除了废气的热能之外，还允许热交换片吸收催化剂中的反应热，以便增加第一废热收集单元收集的热能的数量。
在排气系统中，控制件可以形成一个阀，操作该阀以预定程度关闭和打开第一通道和/或第二通道。
在上述排气系统中，能用以预定程度打开/关闭的所述阀精细地调节流过第一通道和第二通道的每个废气流量。
附图说明
图1是根据本发明第一实施例的排气系统的示意性全图；
图2是图1中所示的上游催化剂的一部分的分解透视图；
图3是图1中所示的上游催化剂的侧视图；
图4是沿图3中所示侧视图的IV-IV获得的剖视图；
图5是图4中所示旁通通道的排出口周围的部分的放大视图；
图6是沿图3中所示侧视图的VI-VI获得的剖视图；
图7是根据本发明第二实施例的排气系统的示意性全图；
图8是图7中所示废热发电装置的透视图；
图9是废热发电装置的前视图；
图10是沿图9中所示前视图的X-X获得的剖视图；
图11是沿图9中所示前视图的XI-XI获得的剖视图。
具体实施方式
将参考附图描述根据本发明的排气系统的实施例。
在本实施例中，排气系统安装在车辆上用来净化来自发动机的废气，同时将废气的热能转换成电能。根据实施例的排气系统设有两个废气排放催化剂，一个位于排气歧管附近(在下文中称为上游催化剂)，另一个位于其下游(在下文中称为下游催化剂)。在排气歧管附近的上游催化剂具有废热发电单元。在本实施例中，除了上述废热发电单元之外，没有提供另外的废热发电装置。在后面描述的另一个实施例中，提供了另外的废热发电装置。
将参考作为排气系统的示意性全图的图1描述本实施例的排气系统的结构。
排气系统1安装在车辆M上，组成四缸发动机(未示出)的排气歧管EM下游的排气系统。排气系统1主要包括上游催化剂2、下游侧的下游催化剂3、辅助消声器4和主消声器5，上游催化剂2具有废气排放净化功能如初级废气排放控制单元，和具有热电转换功能如第一废热收集单元，下游催化剂3具有废气排放净化功能如次级废气排放控制单元。从发动机的每个气缸排出的废气在排气歧管EM处结合，设置在排气歧管EM附近的上游催化剂2通过球形接头机构(未示出)与排气管6a相连，下游催化剂3设置在排气管6a的下游端部，排气管6a与下游催化剂3相连。辅助消声器4设置在排气管6b的下游端，排气管6c与辅助消声器4相连，主消声器5通过球形接头机构(未示出)设置在排气管6c的下游端，尾管(未示出)设置在主消声器5的下游。
上游催化剂2具有穿过其中央的作为第一通道的排气通道和在排气通道两侧的作为第二通道的旁通通道。上游催化剂2的排气通道具有三元催化剂用来除去一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物。上游催化剂2让来自排气歧管EM的高温(高热能)废气流进入。在发动机起动时的冷状态中，上游催化剂2用来净化废气，直到下游催化剂3的三元催化剂的温度达到活性温度开始净化废气为止。上游催化剂2在排气通道的两侧设有废热发电单元，它们每个都将通过旁通通道的废气的热能转换成电能，以便通过DC/DC变换器(未示出)等等将电能充入电池(未示出)中。当不再需要上游催化剂2用排气通道中的三元催化剂净化废气时，也就是说在下游催化剂3中提供的三元催化剂被加热达到活性温度从而净化废气时，上游催化剂2开始进行废热发电。稍后将详细描述上游催化剂2的构造。
下游催化剂3充满三元催化剂以除去一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物。当下游催化剂3让温度低于通过上游催化剂2的废气的温度(较低的热能)的废气进入时，下游催化剂3在发动机高负荷下高温时开始净化废气，更具体地说，在三元催化剂的温度达到活性温度时开始净化废气。
在上游催化剂2中提供的三元催化剂等同于在下游催化剂3中提供的三元催化剂。上游催化剂2中的三元催化剂很可能在废气的高热量下热劣化。结果，与在下游催化剂3中提供的相比，在上游催化剂2中提供更多的三元催化剂。三元催化剂形成为各种金属或金属氧化物的小球，并且在例如350℃到800℃之间的活性温度范围被激活，三元催化剂在上述活性温度范围中表现出催化剂的作用。在上游催化剂2和下游催化剂3的每一个中的三元催化剂的温度都通过热电偶检测，温度信号US、DS被传递到发动机ECU(电控单元)7，温度信号US、DS分别代表上游催化剂2和下游催化剂3中的三元催化剂的检测温度。
小型的辅助消声器4是一个噪声消除器，其辅助主消声器5的噪声消除作用。辅助消声器4设置在主消声器5的上游，用来减小废气的声能。不是必须提供辅助消声器4，因为与通常采用的排气系统相比，排气系统中的排气噪声分别由于上游和下游催化剂2和3的作用而变得相对较小。
主消声器5是主要的噪声消除器，其比辅助消声器4大，并具有比辅助消声器4更大的噪声消除作用。主消声器5设置在辅助消声器4的下游，用来进一步减小已经被辅助消声器4减小到一定程度的声能。
发动机ECU7包括CPU(中央处理单元)、ROM(只读存储器)、RAM(随机存取存贮器)等等。发动机ECU7基于从各个传感器发送的检测值设定各个控制值，以控制发动机和与其相关的元件。发动机ECU7还控制流过排气系统1的上游催化剂2中的排气通道和旁通通道的废气的流量。
将参考图2到6描述上游催化剂2的构造。图2是上游催化剂的一部分的分解透视图，图3是图1中所示的上游催化剂的侧视图，图4是沿图3中所示侧视图的线IV-IV获得的剖视图，图5是图4中所示旁通通道的排出口周围的部分的放大视图，图6是沿图3中所示侧视图的线VI-VI获得的剖视图。
用螺栓(未示出)将上游催化剂2在其上游端的入口20与排气歧管EM下游端处的排出口EMa固定在一起。入口20具有与排出口EMa相同的直径，且其下游端与锥形管21相连。锥形管21的直径越往下游越小，并且锥形管21的下游端与上游催化剂2的主体22相连。上游催化剂2的主体22在其下游端与锥形管23相连，锥形管23的直径越往下游越小，锥形管23在其下游端处通过螺栓(未示出)与球形接头机构固定在一起。
主体22具有从上游延伸到下游的管形形状，其包括一个在其中央的排气通道25和在排气通道25两侧的两个旁通通道26(看图4和6)。主体22的外围分别具有四个壁，即两个侧壁22a和两个外壁22b(看图6)，与外壁22b平行的内壁22c以一个预定间隔设置在主体22内(看图6)。排气通道25由侧壁22a和内壁22c确定，排气通道25具有大致矩形形状的横截面且在锥形管21和23之间延伸。每个旁通通道26都包括侧壁22a、外壁22b、内壁22c和两个热交换件29，旁通通道26具有大致矩形形状的横截面且位于排气通道25的外侧。
外壁22b沿着其纵向方向设有两个热交换件29。在设有热交换件29的位置分别形成两个开口22d(看图2)，开口22d具有大致矩形的形状，热交换件29的热交换片29b插入其中(图2和6)。外壁22b在每个开口22d的两个外侧具有凸缘22e(看图2和6)。外壁22b具有多个螺栓孔22f，以便用螺栓35将开口22d的外围与热交换件29和冷却单元31固定在一起(看图2)，每个螺栓孔22f都具有阴螺纹。
内壁22c在其最上游侧具有开口22g，在其最下游侧具有排出口22i，以便排气通道25与旁通通道26连通(看图4)。旁通通道26让来自排气通道25的最上游部分的废气进入，并将废气排出到排气通道25的最下游部分中。内壁22c的内侧具有门部22j，用来打开/关闭排出口22i，如图4和5中所示。当门部22j关闭时，其尺寸足以完全覆盖排出口22i，并且门部22j关于轴22k可旋转地固定在其上游侧的端部。门部22j在流过旁通通道26的废气的压力下打开，在流过排气通道25的废气的压力下关闭。这样，分别依据旁通通道26和排气通道25中的气压(气体流速)来确定门部22j的开度。
小球形的三元催化剂填充在开口22g和排出口22i之间的部分中，开口22g和排出口22i都形成于排气通道25中，排气通道25作为初级废气排放控制单元组成用来净化废气的三元催化剂27。排气通道25包括三元催化剂27和排气孔22i之间的阀22m，如图4中所示。阀22m的尺寸(与排气通道25的横截面积对应)足以完全覆盖排气通道25。然后，阀22m的中央关于轴22n可旋转地固定，通过一个致动器(未示出)使轴22n转动。根据来自图1中所示的发动机ECU7的旋转驱动信号RS来驱动致动器，以便使轴22n(或阀22m)转动。阀22m的开度受发动机ECU7的控制，当操作阀22m使其与内壁22c成直角时，排气通道25完全关闭，当操作阀22m使其与内壁22c平行时(与排气通道25完全连通)，排气通道25完全打开。阀22m、轴22n、致动器和门部22j以及轴22k组成一个包括通道打开/关闭结构的控制件。
发动机ECU7从上游催化剂2接收温度信号US和从下游催化剂3接收温度信号DS，并将驱动信号RS发送到致动器以使阀22m转动(看图1)。当上游催化剂2的催化剂温度低于上游侧的下限时(三元催化剂的活性温度的下限：例如350℃)，和当上游催化剂2的催化剂温度等于或高于上游侧的下限而下游催化剂3的催化剂温度低于下游侧的下限时(三元催化剂的活性温度的下限：例如350℃)，发动机ECU发送驱动信号RS，以便完全打开阀22m。在这种情况下，打开阀22m以打开排气通道25让废气进入。废气的压力用来完全关闭门部22j，以便关闭旁通通道26。阻塞废气向旁通通道26中的流动。当下游催化剂3的催化剂温度等于或高于下游侧的下限或更高时，发动机ECU7发送驱动信号RS。在这种情况下，阀22m完全关闭以关闭排气通道25，因而，废气不会流到排气通道25中。门部22j在流过旁通通道26的废气的压力下完全打开，以便打开旁通通道26，这样，允许废气流过旁通通道26。当上游催化剂2的催化剂温度变得高于上游侧的上限时(三元催化剂的活性温度的上限：例如800℃)，可以从发动机ECU7发送驱动信号RS以完全关闭阀22m。
四个废热发电单元28分别安装在形成于上游催化剂2的主体22中的开口22d中，基于热电转换模块30构造废热发电单元28，基于热电转换模块30的尺寸构造组成单元28的每个元件。废热发电单元28从低温侧和高温侧将合适的压力(17kg/cm2)施加到热电发电单元28，从而提高热电转换效率。废热发电单元28设有热交换件29、作为热电转换元件的热电转换模块30和冷却单元31。
热交换件29主要由基部29a和热交换片29b形成，如图6中所示。基部29a具有厚板形形状，且具有一个与热电转换模块30的高温端面紧密接触的平坦表面。基部29a的外围具有螺栓孔29c，每个螺栓35都通过螺栓孔29c来安装以将热交换件29与主体22固定在一起，使其与外壁22b(凸缘部22e)接合，如图2中所示。基部29a的另一个表面具有附接于其上的热交换片29b。热交换片29b的每个翼片的高度都如此设定，即它不与主体22的内壁22c接触，热交换件29附接到主体22上，如图4中所示。热交换件29的热交换片29b的表面积被扩大以增加与废气接触的部分的面积，以便吸收更多的废热能。每个热交换件29都配备有形成于主体22中的相应的开口22d，以便用各自的螺栓35与每个冷却单元31固定在一起(看图2)。这使得能形成每个旁通通道26(看图4)。
可以将与三元催化剂27相同的小球形三元催化剂烧进热交换片29b的每个翼片的表面中，以便在热交换件29上携带三元催化剂。上述结构使得能净化流过旁通通道26的废气，同时将热能转换成电能。在这种情况下，热交换片29b能吸收由三元催化剂引起的反应热产生的热能以及废气的热能。这使得能提高废热发电单元28的热电转换效率。
热电转换模块30包括多个热电元件(未示出)，例如由Bi2Te3形成的p型和n型半导体，它们电气上串联布置且关于热力上并联布置。热电转换模块30具有大致正方形的形状，其面积小，具有彼此平行地水平布置的高温端面和低温端面。利用基于塞贝克效应的两个端面之间的温差，热电转换模块30用来将热能转换成电能，以便从两个电极(未示出)输出电能。
冷却单元31用来将合适的压力施加到热电转换模块30的低温端面，以便固定热电转换模块30并用水冷却热电转换模块30。冷却单元31具有盖子32、主体33和冷却水管34。
主体33的盖子32具有厚板部32a，其尺寸与主体33的尺寸相同(看图2和3)。厚板部32a在两侧具有安装部32b，冷却水管34附接到安装部32b上(看图2和3)。每个安装部32b都具有安装孔32c和冷却水孔32d，冷却水管34通过安装孔32c安装，冷却水孔32d连接到安装孔32c的下侧(看图4)。每个冷却水孔32d都贯穿到盖子32的底面以便与冷却部33a相连。螺栓孔(未示出)形成于厚板部32a的每个角中，通过这些螺栓孔，主体33和热交换件29用各自的螺栓35附接到主体22(看图2)。
主体33形成用盖子32关闭的厚盒状形状，其尺寸稍长于热电转换模块30的尺寸。主体33的凹入部组成冷却部33a，冷却水流入冷却部33a中(看图6)，冷却部33a具有用来冷却冷却水的散热片33b，散热片33b的每个翼片都具有相同的高度以便在设置到主体33上时与盖子32的底部接触，主体33的底面是平坦的以便与热电转换模块30的低温端面紧密接触。螺栓孔(未示出)形成于主体33的每个角中，通过这些螺栓孔，盖子32和热交换件29附接到主体22上，然后用螺栓35将它们固定在一起(看图2)。
盖子32设定成通过用四个螺栓35上紧而固定在主体33上(看图2)，并通过焊接将两个冷却水管34附接到盖子32上以形成冷却单元31。还通过四个螺栓35经由热电转换件29将冷却单元31固定到主体22上。这些螺栓35的使用使得能在合适的表面压力下将热电转换模块30放入冷却单元31和热交换件29之间。
上游催化剂2具有两个布置在纵向方向上的冷却单元31，上游侧的冷却单元31上游的冷却水管34和下游侧的冷却单元31下游的冷却水管34通过散热器软管(未示出)连接到散热器(未示出)，其它的冷却水管34彼此相连(看图2)。在冷却单元31中，用散热器冷却的冷却水通过冷却水管34和冷却水孔32d进入到冷却部33a中，然后，冷却水流过散热片33b的翼片以便冷却热电转换模块30，保持低温(看图4)。
将参考图1到6描述排气系统1的工作。将在下面的情况下描述排气系统1的每个工作：
(1)上游催化剂2中的催化剂温度低于上游侧的下限；
(2)上游催化剂2中的催化剂温度等于或高于上游侧的下限，并且下游催化剂3中的催化剂温度低于下游侧的下限；和
(3)下游催化剂3中的催化剂温度等于或高于下游侧的下限。
(1)将在上游催化剂2中的催化剂温度低于上游侧的下限的情况下对排气系统1的工作进行描述。在发动机起动时，从发动机的每个气缸中排出废气，废气经由排气歧管EM进入上游催化剂2。在上游催化剂2中，废气流入排气通道25中，经过三元催化剂27。
由于在发动机起动时排气系统的温度总体上较低，所以三元催化剂27的催化剂温度低于上游侧的下限，也就是说催化剂温度还没有达到活性温度。基于来自上游催化剂2的温度信号US，发动机ECU7将完全打开阀22m的驱动信号RS发送到致动器，然后，致动器使轴22n转动以完全打开阀22m。当阀22m完全打开时，排气通道25打开以允许废气从其中流过。废气的总压力使得门部22j进入完全关闭状态，关闭旁通通道26，中断废气向其中的流动。因而，每个废热发电单元28都没有利用废热量发电，这时，冷却水没有在废热发电单元28的冷却单元31中循环。
在通过上游催化剂2后，废气进入下游催化剂3。当废气进入下游催化剂3，穿过三元催化剂时，催化剂温度低于下游侧的下限，也就是说，催化剂温度还没有达到活性温度。
在通过下游催化剂3后，废气流过辅助消声器4和主消声器5，由废气流动引起的噪声在辅助消声器4和主消声器5被消除，然后，噪声被消除的废气排入到大气中。
在这种情况下，由于旁通通道26关闭，废气的热能仅仅能用来增加三元催化剂的温度，而没有被废热发电单元28消耗，结果，由于废气温度的升高，三元催化剂27的催化剂温度可以迅速增加。
(2)将在上游催化剂2中的催化剂温度等于或高于上游侧的下限、并且下游催化剂3中的催化剂温度低于下游侧的下限的情况下对排气系统1的工作进行描述。在发动机起动后，排气系统的温度总体上逐渐增加。废气经由排气歧管EM进入上游催化剂2。然后，废气流入上游催化剂2的排气通道25中，经过三元催化剂27。由于上游催化剂2位于排气歧管EM附近，所以废气可以在保持于高温的同时流入排气通道25中。因而，三元催化剂27的催化剂温度急剧增加，在相当短的时间内达到活性温度。在催化剂温度达到活性温度的瞬间之后，三元催化剂27开始净化废气，这时，三元催化剂27的催化剂温度变得等于或高于上游侧的下限。
在通过上游催化剂2后，废气消耗其热能加热三元催化剂27。温度降低的废气进入下游催化剂3，废气被允许进入以通过下游催化剂3中的三元催化剂，下游催化剂3的催化剂温度逐渐增加，但低于下游侧的下限，也就是说，催化剂温度没有达到活性温度。基于来自上游催化剂2的温度信号US和来自下游催化剂3的温度信号DR，发动机ECU7将完全打开阀22m的驱动信号RS发送到致动器。当阀22m处于完全打开状态时，排气通道25打开。由于门部22j处于完全关闭状态，所以旁通通道26关闭。在上述情况下，发动机ECU7可以构造成将驱动信号RS发送到致动器，以便根据上游催化剂2或下游催化剂3的催化剂温度逐渐减小阀22m的开度。这可以允许废气逐渐增大流入旁通通道26中的废气的流量。结果，废热发电单元28发电，可以防止上游催化剂2的催化剂温度的过度升高。
在通过下游催化剂3后，废气流入辅助消声器4和主消声器5中，由废气流动引起的噪声在辅助消声器4和主消声器5被消除。已经被净化和消除噪声的废气排入到大气中。
在上述情况下，虽然下游催化剂3中的催化剂温度没有达到活性温度，但上游催化剂2在一定程度上净化了废气。由于旁通通道26关闭，废气的热能仅仅可以用来加热上游催化剂2和下游催化剂3中的三元催化剂，而没有被废热发电单元28消耗。由于废气温度的升高，这使得能迅速增加下游催化剂3中的催化剂温度。如果下游催化剂3部分地表现出净化能力，它就能净化已经通过处于部分打开状态中的旁通通道26的废气。
(3)将在下游催化剂3中的催化剂温度等于或高于下游侧的下限的情况下对排气系统1的工作进行描述。在发动机的高负荷(在高发动机转速)中，高温废气进入上游催化剂2和下游催化剂3，上游催化剂2和下游催化剂3的催化剂温度都达到活性温度。
下游催化剂3的催化剂温度变得等于或高于下游侧的下限，也就是说，催化剂温度达到了活性温度。基于来自下游催化剂3的温度信号DS，发动机ECU7将驱动信号RS发送到致动器以完全关闭阀22m。响应接收到的驱动信号RS，致动器使轴22n转动以便完全关闭阀22m。当阀22m完全关闭时，排气通道25关闭，这时，由于废气向排气通道25中的流动中断了，所以三元催化剂27不净化废气。
当废气流入旁通通道26中时，门部22j在废气的压力下被带入完全关闭状态以打开旁通通道26，以便允许废气的流动。在每个废热发电单元28中，流过旁通通道的废气的热能被吸收到热交换件29的热交换片29b的翼片中。然后，将高温传递到热电转换模块30的高温端面。在每个废热发电单元28中，冷却水在冷却单元31中循环以便将低温传递到热电转换模块30的低温端面。最后，废热发电单元28用来根据热电转换模块30中的高温和低温的差别进行发电，然后将发出的电充入电池中。
在热交换片29b上携带三元催化剂的情况下，通过三元催化剂来净化流过旁通通道26的废气，三元催化剂引起的反应热由热交换片29b吸收。
在通过上游催化剂2后，废气进入下游催化剂3。由于下游催化剂3中的催化剂温度已经达到活性温度，所以废气能被其净化。通过了下游催化剂3的废气进入辅助消声器4和主消声器5中，废气的噪声在辅助消声器4和主消声器5被消除，已经被净化和消除噪声的废气排入到大气中。
由于下游催化剂3中的催化剂温度已经达到活性温度，所以废气能被净化。旁通通道26打开以便通过由废热发电单元28进行的发电来收集废热能。而不会为了增加上游催化剂2中的三元催化剂27的催化剂温度而消耗废热能，结果，三元催化剂27的催化剂温度没有增加，防止了催化剂温度超过活性温度的上限。
在排气系统1中，上游催化剂2位于排气歧管EM附近，在其中央具有充满三元催化剂的排气通道25。在组成排气系统1的元件中呈现最高热能的废气进入三元催化剂27，这使得即使催化剂温度低于活性温度，也能将催化剂温度迅速升高到活性温度。排气系统1包括旁通通道26，旁通通道26设置在排气通道25的两侧。上述旁通通道26提供贮热和隔热作用，这样进一步提高了三元催化剂27的温度升高效果。
排气系统1具有废热发电单元28，用来收集流过上游催化剂2中除了排气通道25之外的旁通通道26的废气的热能。在不需要废气加热三元催化剂27的情况下，允许废气进入旁通通道26以便用来收集废气的热能。在排气系统1中，由于上游催化剂2位于排气歧管EM附近，所以能从具有最高热能的废气中有效地收集电能。由于排气系统1具有下游催化剂3，所以当下游催化剂3的催化剂温度达到活性温度时，能中断废气向上游催化剂2的排气通道25中的流动，这使得能防止上游催化剂2中的催化剂温度增加得超过活性温度，避免三元催化剂的劣化。不需要为了降低上游催化剂2中的催化剂温度而使发动机工作在富油状态中。这可以防止燃料的过度消耗，又可以收集大量热能作为电能，导致燃料效率提高。由于三元催化剂不太可能劣化，所以能减少三元催化剂的数量，这样使得上游和下游催化剂2、3中的每一个都很紧凑。
允许排气系统1根据上游和下游催化剂2、3中各自的催化剂温度分别控制通过排气通道25和旁通通道26的废气的流量，这使得能允许三元催化剂27和废热发电单元28都在排气歧管EM附近工作，导致能有效地利用废气的热能。
在热交换片29b上携带三元催化剂的排气系统1中，催化剂的效果可以得到增强，并且可以提高吸收由三元催化剂的反应热产生的热能的效果。在这种情况下，能可靠地净化逸入旁通通道26的废气。因而，即使没有提供下游催化剂3，排气系统1也能充分地执行其作用。
在排气系统1中，能减小由废气流动引起的噪声，从而减小辅助消声器4和主消声器5的尺寸。排气系统1在没有辅助消声器4的情况下也能充分地执行其作用。排气系统1表现出收集废热能的极好效率，这可以减小废热量的温度和体积。气体流量总的降低可以允许抵抗废气压力的阻力减小，从而增大发动机输出。
将参考图7描述根据另一个实施例的排气系统41的结构。图7是根据该实施例的排气系统的示意图。与排气系统1中相同的组成排气系统41的元件用与前述实施例中相同的附图标记表示，因而省略对其每一个的说明。
除了提供一个作为第二废热收集单元的废热发电装置42代替辅助消声器4(看图1)之外，排气系统41的结构与排气系统1的结构相同。如在前述实施例中已经描述的，根据本实施例的排气系统产生的噪声小于通常采用的排气系统产生的噪声。在本实施例中，排气系统41具有起辅助消声器作用的废热发电装置42，以便提高收集废热能作为电能的效率。排气系统41主要由上游催化剂2、下游催化剂3、废热发电装置42和主消声器5形成。废热发电装置42位于设置排气系统1的辅助消声器4的位置。排气管6b和6c分别连接到废热发电装置42的上游端和下游端。
废热发电装置42将没有被上游催化剂2收集的废气的热能转换成电能，所得到的电能通过DC/DC变换器充入电池中。
将参考图8到11描述废热发电装置42的结构。图8是废热发电装置的透视图，图9是图7中所示的废热发电装置的前视图，图10是沿图9中所示前视图的线X-X获得的剖视图，图11是沿图9中所示前视图的线XI-XI获得的剖视图。
废热发电装置42具有四部分类型(沿着外周分成4个部分)的排气管，沿着外周布置有四个废热发电单元43(看图10)，废热发电装置42中的每个废热发电单元43都用来将废气的热能转换成电能。
在废热发电装置42中，连接到上游侧的排气管6b的废气引入管44设置在上游侧的末端，连接到下游侧的排气管的废气排出管45设置在下游侧的末端。有四个分开的排气管46，它们通过焊接在废气引入管44和废气排出管45之间彼此相连。那些分开的排气管46中的每一个都每隔90°地布置在废热发电装置42的中央，分别形成四个分开的排气通道47各自的框架(看图10)。
分开的排气管46具有薄板状形状的主要部分，当从侧视图看时，其分开的排气管46具有等腰梯形的形状(看图10)，每个由长侧边和两个侧边确定的角都是45°，每个侧边都连接在长侧边和短侧边的各个端部之间。与分开的排气管46的长侧边对应的外板设有若干开口。每个开口都具有大致正方形的形状，热交换件48的热交换片48b插入到其上。外板具有形成于其中的螺栓孔，通过螺栓孔，沿着开口的外周用螺栓将热交换件48上紧。
每个分开的排气管46的侧板都被焊接到相邻的分开的排气管的相应侧板上，分开的排气管每个都间隔90°布置。然后，四个分开的排气管46沿着外围连接起来且形成大致正方形的形状，如侧视图所示(看图10)。每个分开的排气管46都具有热交换件48。通过闭合所述开口形成分开的排气道47。四个分开的排气管46的每个内板的两端都通过焊接连接到上游侧的分离件46a，并通过焊接连接到下游侧的接合件46b(看图11)。分离件46a形成得象四角棱锥的形状，其宽度越往上游越小，以便来自废气引入管6b的废气的流动被分离到四个分开的排气通道47中。接合件46b形成得象四角棱锥的形状，其宽度越往下游越小，以便每个流过四个分开的排气通道47的废气结合起来。
废热发电单元43主要由热电转换模块49形成，基于热电转换模块49的尺寸形成组成单元43的各种元件。在废热发电单元43中，合适的压力(例如，17kg/cm2)从低温侧和高温侧施加到热电转换模块49上。废热发电单元43由弹性系统柔性地压挤，以便提高热电转换模块49的热电转换效率。然后，将每个废热发电单元43分别安装在分开的排气管46的开口中。废热发电单元43设有热交换件48、热电转换模块49、冷却单元50和弹簧夹54。
热交换件48主要由基部48a和热交换片48b形成。基部48a的尺寸在宽度和纵向方向上大于热电转换模块49的尺寸，基部48a的上表面具有一个平坦表面，以使得其与热电转换模块49的高温端面紧密接触。基部48a的外周部具有多个形成于其中的孔，通过这些孔，用螺栓固定和上紧分开的排气管46。附接到基部48a的热交换片48b具有合适高度以便当将热交换件48附接到分开的排气管46时，热交换片48b的每个翼片都靠近分开的排气管46的侧板和内板但不与它们接触。因而，热交换片48b的全部翼片基本上形成等腰梯形形状，如图10中所示。热交换件48安装到分开的排气管46的开口中并被用螺栓58紧固，以便形成分开的排气通道47(看图10，11)。热交换片48b的每个翼片的高度都可以如此设定，即它与分开的排气管46的侧板和内板接触。然而，在这种情况下，每个翼片或分开的排气管46都必须形成得能被充分变形，并具有废气吸收作用。
热电转换模块49与前述实施例中所述的热电转换模块30相同。
冷却单元50用来将合适的压力施加到热电转换模块49的低温端面，以便固定热电转换模块49并用水冷却热电转换模块49，冷却单元50具有盖子51、主体52和冷却水管53。
主体52的盖子51具有一个板部，圆形底孔形成于该板部的中央，以便接收将安装在其中的压挤件57。支承部9设置在该孔的两侧，每个支承部9都用来从两侧支承板簧56和放置冷却水管53。安装孔形成于各个支承部的外侧中，以便将各个冷却水管53安装在其中。还在支承部中形成冷却水孔，每个冷却水孔都分别与安装孔的下侧部连通。冷却水孔穿过盖子51的底部，以便与主体52的冷却部52连通(看图11)。在所述板部的每个角处形成有孔，通过这些孔，用螺栓将主体52紧固。
主体52具有盒状的形状，其厚度很大。主体52的凹入部组成冷却部52a，冷却水流到冷却部52a中(看图11)。冷却部52a设有用来使冷却水冷却的散热片52b。散热片52b的每个翼片都具有同样的高度，以便在被设置到主体52上时与盖子51的底部接触。主体52的底面是平的，以便与热电转换模块49的低温端面紧密接触。在主体52的每个角中形成有螺栓孔，通过这些螺栓孔，用螺栓将盖子51紧固。
盖子51设定成通过收紧四个螺栓(未示出)而固定到主体52上，并通过焊接将两个冷却水管53附接到盖子51上以形成冷却单元50。废热发电装置42具有四个布置在周向方向上的冷却单元50(看图10)。两个分别附接到相邻的冷却单元50上的冷却水管53通过散热器软管(未示出)连接到散热器(未示出)。其它的冷却水管53通过连接管53在相邻的冷却单元50之间相连(看图8)。在每个冷却单元50中，允许已经被散热器冷却的冷却水通过冷却水管53和冷却水孔进入冷却部52a中，并进一步允许其通过散热片52b的翼片。热电转换模块49被冷却，从而能保持低温。
弹簧夹54用来将预定压力从冷却单元50的外部施加到热电转换模块49，以便将其固定到冷却单元50和热交换件48之间。这时，弹簧夹54用来自多个板簧的弹力作为一个整体柔性地压挤废热发电单元43。四个弹簧夹54沿着废热发电装置42的外周固定到废热发电装置42以便将其紧固，因而，弹簧夹54包括夹子55、多个板簧56和压挤件57。
夹子55包括存储部55a、连接部55b、固定部55c(看图8)。存储部55a、连接部55b和固定部55c全部由单个板形成。当在前方观察时，存储部55a具有凹入部。与板簧56具有相同形状但尺寸稍小的开口55d形成于存储部55a的中央(图8)。开口55d的外周用来压挤板簧56。连接部55b用来将存储部55a连接到两端处的固定部55c，通过相对于连接部55b以直角弯曲组成夹子55的板的两端来形成固定部55c，以便固定部55c与相邻的夹子55的底面接触。在每个固定部55c中都形成三个螺栓孔，螺栓穿过这些螺栓孔。当连接和固定4个夹子55时，它们形成大致圆形的形状，如剖视图所示，覆盖废热发电装置42的最外部(看图10)。
板簧56具有大致椭圆形的形状，如平面图所示。由于板簧56具有小的弹簧常数，所以弹簧夹54通过堆叠多个板簧56来产生弹力。
压挤件57具有半球形形状，以便与板簧56进行点接触。压挤件57的圆形底面的尺寸足以与在盖子51中形成的孔配合。
在弹簧夹54中，压挤件57与冷却单元50的盖子51的孔配合。多个板簧56堆积在压挤件57上，夹子55位于板簧56上以便用存储部55a覆盖板簧56。板簧56在两侧由盖子51的支承部支承，堆积的板簧56的顶面高于支承部。夹子55的固定部55c相对于两侧处的夹子55的固定部55c对齐，以便用螺栓59和螺母60固定相邻的夹子55的固定部55c，如图10中所示。用四个弹簧夹54固定废热发电装置42，四个弹簧夹54被沿着外周固定且象带子一样地起作用。
将参考图7到11描述排气系统41的工作。除了排气系统41在不由辅助消声器4消除噪声的情况下发电之外，本实施例的排气系统41与前述实施例中的排气系统1相同。在下文中将描述排气系统41与排气系统1不同的工作。
在废热发电装置42中，废气从废气引入管44流出，冷却水从连接到散热器的冷却水管53流出。引入的废气被分离件46a分别分流到四个分开的排气通道47中。引入的废气部分地用来加热上游催化剂2中的三元催化剂或被消耗以转换成电能。因而，引入的废气的热能低于引入到上游催化剂2中的废气的热能。
在每个分开的排气通道47中，废气通过热交换件48的热交换片48b的翼片，然后流向下游。当废气从其中经过时，热交换片48b吸收废气的热能，热交换件48将吸收的能量传递到热电转换模块49的高温端面。
冷却水通过冷却单元50的每个冷却部52a中的散热片52b的翼片，并流向下游。冷却单元50将低温冷却水传递到热电转换模块49的低温端面。
每个热电转换模块49都根据传递到高温端面的高温和传递到低温端面的低温之间的温差发电，发出的电能充入电池中。由于能充分地保持高温和低温，温差变得很大，所以所发的电变得相当高。
在废热发电装置42中将废气的热能作为电能收集之后，废气被引入到主消声器5中。由于已经收集了废气的热能，因而其温度降低。
除了通过前述实施例获得的效果之外，排气系统41还能将废气的热能作为电能收集起来，导致燃料效率提高。由于进一步降低了废气温度，所以能提高发动机输出。
如关于实施例描述的，应该懂得，本发明能以各种形式实施，而不局限于此。
在该实施例中，提供了两个催化剂系统。然而，本发明可以构造成包括设有废热发电单元的一个催化剂系统。在上述情况下，在热交换片上携带三元催化剂以便净化通过旁通通道的废气。在上述两个催化剂系统的每一个中，使用相同的三元催化剂来净化废气。然而，考虑到发动机的特性，可以在各个催化剂系统中使用不同的催化剂来净化废气，例如，催化剂中的一种可以使用氧化催化剂，另一种可以使用还原催化剂。
在该实施例中，具有废热发电单元的催化剂系统位于排气歧管附近。然而，催化剂系统可以位于排气系统中的任意位置上。另外，催化剂系统也可以位于最下游部分的排气歧管内。
在根据该实施例的排气系统中，两个催化剂系统分别设置在上游和下游侧。然后基于各个催化剂系统中的催化剂温度来控制阀的打开。然而，可以仅仅提供一个具有废热发电单元的催化剂系统来控制阀的打开，以便催化剂温度处于活性温度范围内。
在该实施例中，控制所述设置在排气通道中的阀完全关闭/打开。然而，可以根据催化剂温度逐步控制阀的打开。由致动器驱动的阀可以设置在旁通通道中，以便可以根据催化剂温度控制阀的打开。
在该实施例中，不仅可以采用水冷型的冷却单元，而且可以采用气冷型的冷却单元。
本发明的排气系统可以防止催化剂的劣化，并从废气中有效地收集热能，导致燃料效率提高。

Claims (12)

1.一种排气系统(1；41)包括：
允许从内燃机排出的废气流过其中的排气通道(6)；
包括净化所述废气的催化剂(27)的初级废气排放控制单元(2)；
第一废热收集单元(28)，其包括将所述废气的热能转换成电能的热电元件(30)；其特征在于：
所述排气通道分成设有所述初级废气排放控制单元(2)的第一通道(25)和设有所述第一废热收集单元(28)的第二通道(26)，所述第一废热收集单元包括所述热电元件(30)；
所述排气系统还包括控制件(22j，22k，22m，22n)，其工作以改变所述废气在所述第一通道(25)和第二通道(26)之间的流动；
基于所述初级废气排放控制单元(2)中的温度来控制所述控制件(22j，22k，22m，22n)的工作；
所述控制件(22j，22k，22m，22n)如此工作，即当所述初级废气排放控制单元(2)中的温度超过第一预定温度时，所述废气流过第二通道(26)；
所述第一预定温度基于所述初级废气排放控制单元(2)中的催化剂(27)的活化温度范围来确定。
2.如权利要求1所述的排气系统，还包括次级废气排放控制单元(3)，其设置在所述排气通道(6)上的第一通道和第二通道结合处。
3.如权利要求2所述的排气系统，其中进一步基于所述次级废气排放控制单元(3)中的温度来控制所述控制件(22j，22k，22m，22n)的工作。
4.如权利要求3所述的排气系统，其中所述控制件(22j，22k，22m，22n)如此工作，即当所述次级废气排放控制单元(3)中的温度超过第二预定温度时，所述废气流过第二通道(26)。
5.如权利要求4所述的排气系统，其中所述第二预定温度基于所述次级废气排放控制单元的催化剂的活化温度范围来确定。
6.如权利要求2所述的排气系统，还包括第二废热收集单元(42)，其包括在所述次级废气排放控制单元(3)下游的热电元件。
7.如权利要求1或2所述的排气系统，其中：
所述第一通道(25)和第二通道(26)结合成一个单一构件；
所述第一通道(25)设置在所述构件的中央；和
所述第二通道(26)设置在第一通道(25)的外围上。
8.如权利要求1或2所述的排气系统，其中：
所述第二通道(26)包括热交换件，该热交换件将废气的热量传递到所述第一废热收集单元；和
所述第一废热收集单元具有用来净化所述废气的催化剂。
9.如权利要求8所述的排气系统，其中在所述热交换件(29)上携带所述催化剂(27)。
10.如权利要求7所述的排气系统，其中所述第一通道(25)和第二通道(26)结合成的构件位于内燃机中的排气歧管(EM)附近。
11.如权利要求1到4中任一个所述的排气系统，其中所述控制件(22j，22k，22m，22n)用来改变流入第一通道(25)和第二通道(26)中的各废气流量。
12.如权利要求11所述的排气系统，其中所述控制件(22j，22k，22m，22n)包括一个阀(22m)，操作该阀以预定程度关闭和打开所述第一通道(25)和第二通道(26)中的一个。
CNB2003801076065A 2002-12-26 2003-12-23 排气系统 Expired - Fee Related CN100354506C (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP377862/2002 2002-12-26
JP2002377862A JP2004208476A (ja) 2002-12-26 2002-12-26 排熱発電装置
JP002338/2003 2003-01-08
JP2003002338A JP2004211660A (ja) 2003-01-08 2003-01-08 排気システム
PCT/IB2003/006162 WO2004059138A1 (en) 2002-12-26 2003-12-23 Exhaust heat power generation apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1732334A CN1732334A (zh) 2006-02-08
CN100354506C true CN100354506C (zh) 2007-12-12

Family

ID=32684263

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2003801073669A Expired - Fee Related CN100374693C (zh) 2002-12-26 2003-12-23 废热发电装置
CNB2003801076065A Expired - Fee Related CN100354506C (zh) 2002-12-26 2003-12-23 排气系统

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2003801073669A Expired - Fee Related CN100374693C (zh) 2002-12-26 2003-12-23 废热发电装置

Country Status (8)

Country Link
US (2) US20060101822A1 (zh)
EP (2) EP1576262B1 (zh)
JP (1) JP4075932B2 (zh)
KR (1) KR100649383B1 (zh)
CN (2) CN100374693C (zh)
AU (2) AU2003294156A1 (zh)
DE (2) DE60335035D1 (zh)
WO (2) WO2004059139A1 (zh)

Families Citing this family (99)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4165405B2 (ja) 2003-10-06 2008-10-15 トヨタ自動車株式会社 排気ガス浄化装置
JP2005223132A (ja) * 2004-02-05 2005-08-18 Toyota Motor Corp 内燃機関の熱電発電装置
JP4123163B2 (ja) 2004-02-17 2008-07-23 トヨタ自動車株式会社 発電装置
JP4055728B2 (ja) 2004-03-19 2008-03-05 トヨタ自動車株式会社 排熱回収装置
JP4085998B2 (ja) 2004-03-22 2008-05-14 トヨタ自動車株式会社 排熱回収装置
US20060157102A1 (en) * 2005-01-12 2006-07-20 Showa Denko K.K. Waste heat recovery system and thermoelectric conversion system
WO2006082049A1 (de) * 2005-02-03 2006-08-10 Behr Gmbh & Co. Kg Abgaswärmeübertrager, insbesondere für kraftfahrzeuge
US9184364B2 (en) 2005-03-02 2015-11-10 Rosemount Inc. Pipeline thermoelectric generator assembly
JP4715333B2 (ja) * 2005-06-23 2011-07-06 トヨタ自動車株式会社 熱電発電装置
FR2897100B1 (fr) * 2006-02-08 2008-04-18 Faurecia Sys Echappement Element d'echappement de ligne d'echappement des gaz
DE102006036463A1 (de) * 2006-08-04 2007-08-02 Mahesh Chandra Dwivedi Vorrichtung zur Sammlung, zum Speichern und zur Abgabe von Energie
US8188359B2 (en) * 2006-09-28 2012-05-29 Rosemount Inc. Thermoelectric generator assembly for field process devices
US7426910B2 (en) * 2006-10-30 2008-09-23 Ford Global Technologies, Llc Engine system having improved efficiency
DE102006057662A1 (de) * 2006-12-07 2008-06-12 Bayerische Motoren Werke Ag Fahrzeug mit einem thermoelektrischen Generator
DE102007005520A1 (de) 2007-02-03 2008-08-07 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Fahrzeug mit einem thermoelektrischen Generator
JP4240130B2 (ja) * 2007-03-29 2009-03-18 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両の触媒昇温装置
US8261531B2 (en) * 2007-11-12 2012-09-11 Ford Global Technologies, Llc Hydrocarbon retaining system for flex-fuel combustion engine
US8333063B2 (en) 2007-11-12 2012-12-18 Ford Global Technologies, Llc Hydrocarbon retaining system and method
US8448422B2 (en) 2007-11-12 2013-05-28 Ford Global Technologies, Llc Engine starting control for engine with hydrocarbon retaining system
US7913672B2 (en) * 2007-11-12 2011-03-29 Ford Global Technologies, Llc Hydrocarbon retaining and purging system
US8112985B2 (en) * 2007-11-12 2012-02-14 Ford Global Technologies, Llc Hydrocarbon retaining system configuration for combustion engine
JP4894738B2 (ja) * 2007-11-30 2012-03-14 ヤマハ株式会社 テールパイプ照明装置
DE102007063173A1 (de) * 2007-12-19 2009-06-25 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Thermoelektrischer Generator
DE102007063196A1 (de) * 2007-12-19 2009-07-02 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Thermoelektrischer Generator und Verfahren zur Herstellung eines thermoelektrischen Generators
US8250924B2 (en) 2008-04-22 2012-08-28 Rosemount Inc. Industrial process device utilizing piezoelectric transducer
DE102008023937A1 (de) * 2008-05-16 2009-11-19 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Vorrichtung zur Erzeugung elektrischer Energie aus Abgaswärme
JP4737230B2 (ja) * 2008-05-23 2011-07-27 トヨタ自動車株式会社 排熱回収システム
DE102008002096A1 (de) 2008-05-30 2009-12-03 Robert Bosch Gmbh Wärmeübertrager
US8929948B2 (en) 2008-06-17 2015-01-06 Rosemount Inc. Wireless communication adapter for field devices
US8413433B2 (en) * 2008-07-17 2013-04-09 Ford Global Technologies, Llc Hydrocarbon retaining and purging system
US20100024859A1 (en) * 2008-07-29 2010-02-04 Bsst, Llc. Thermoelectric power generator for variable thermal power source
EP2180534B1 (en) * 2008-10-27 2013-10-16 Corning Incorporated Energy conversion devices and methods
DE102008063861A1 (de) * 2008-12-19 2010-07-01 Emcon Technologies Germany (Augsburg) Gmbh Abgasbehandlungsvorrichtung
DE112010000933T5 (de) * 2009-02-26 2012-11-08 Faurecia Emissions Control Technologies, Usa Llc Temperatur- und Strömungssteuerung von Abgas für thermoelektrische Einheiten
DE102009012841A1 (de) * 2009-03-04 2010-09-16 Elringklinger Ag Strukturbauteil zur Wärmeabschirmung von Motoren oder Motorkomponenten, insbesondere Hitzeschild für Verbrennungskraftmaschinen
DE102009013535A1 (de) * 2009-03-19 2010-09-23 Behr Gmbh & Co. Kg Thermoelektrische Vorrichtung
US8453456B2 (en) * 2009-03-25 2013-06-04 United Technologies Corporation Fuel-cooled flexible heat exchanger with thermoelectric device compression
US8522560B2 (en) * 2009-03-25 2013-09-03 United Technologies Corporation Fuel-cooled heat exchanger with thermoelectric device compression
JP5893556B2 (ja) * 2009-07-24 2016-03-23 ジェンサーム インコーポレイテッドＧｅｎｔｈｅｒｍ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ 熱電型の発電装置、熱電型発電装置を製造する方法、および熱電型発電装置を用いて発電する方法
KR101125656B1 (ko) * 2009-09-10 2012-03-27 주식회사 아모그린텍 촉매연소식 탈취모듈을 이용한 음식물 처리장치와 그 처리방법
DE102009048192A1 (de) 2009-10-05 2011-04-21 Daimler Ag Vorrichtung zur Erzeugung elektrischer Energie aus Wärme
DE102009049621A1 (de) 2009-10-16 2011-04-21 Daimler Ag Vorrichtung zum Betrieb einer elektrischen Last in einem Fahrzeug und Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung einer Vorrichtung hierzu
DE102009058948A1 (de) * 2009-12-17 2011-06-22 J. Eberspächer GmbH & Co. KG, 73730 Abgasanlage mit thermoelektrischem Generator
CN102142798A (zh) * 2010-01-28 2011-08-03 陈翔 发动机排气管温差发电的方法
DE102010011472A1 (de) * 2010-03-15 2011-09-15 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Vorrichtung zur Abgaswärmenutzung
KR101260776B1 (ko) * 2010-04-15 2013-05-06 한라비스테온공조 주식회사 열전발전 열교환기
DE102011004243B4 (de) * 2011-02-16 2015-02-19 Eberspächer Exhaust Technology GmbH & Co. KG Abgaskrümmer
KR101270627B1 (ko) 2011-02-17 2013-06-03 한라비스테온공조 주식회사 차량의 배기가스를 이용한 열전 발전 및 배기열 회수 장치
WO2012127386A1 (en) * 2011-03-18 2012-09-27 Basf Se Exhaust train having an integrated thermoelectric generator
DE102011016808A1 (de) * 2011-04-13 2012-10-18 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Vorrichtung mit einem Wärmetauscher für einen thermoelektrischen Generator eines Kraftfahrzeugs
WO2012170443A2 (en) 2011-06-06 2012-12-13 Amerigon Incorporated Cartridge-based thermoelectric systems
US9006557B2 (en) 2011-06-06 2015-04-14 Gentherm Incorporated Systems and methods for reducing current and increasing voltage in thermoelectric systems
US20130000285A1 (en) * 2011-06-28 2013-01-03 GM Global Technology Operations LLC Internal combustion engine exhaust thermoelectric generator and methods of making and using the same
DE102011081565A1 (de) 2011-08-25 2013-02-28 Siemens Aktiengesellschaft Gasturbinenanordnung, Kraftwerk und Verfahren zu dessen Betrieb
WO2013031775A1 (ja) * 2011-08-31 2013-03-07 ダイハツ工業株式会社 発電システム
JP5691999B2 (ja) * 2011-10-26 2015-04-01 トヨタ自動車株式会社 熱電発電装置
KR101340846B1 (ko) 2011-12-12 2013-12-12 현대자동차주식회사 차량용 열전 발전기
KR101401065B1 (ko) * 2011-12-15 2014-05-30 현대자동차주식회사 차량용 열전 발전기
KR101340848B1 (ko) * 2011-12-15 2013-12-12 현대자동차주식회사 차량용 열전 발전기
US8661800B2 (en) 2012-04-09 2014-03-04 Ford Global Technologies, Llc Method of collection and reuse of exhaust heat in a diesel-powered vehicle
US9476340B2 (en) * 2012-04-16 2016-10-25 GM Global Technology Operations LLC Vehicle with stirling engine integrated into engine exhaust system
CN102664562A (zh) * 2012-04-18 2012-09-12 中国华能集团清洁能源技术研究院 柔性基座的温差发电装置
CN102820556B (zh) * 2012-05-30 2015-10-21 武汉理工大学 一种汽车尾气余热发电用热电转换模块连接装置
CN102710178B (zh) * 2012-06-29 2016-01-20 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 汽车尾气管温差发电装置
CN102720573B (zh) * 2012-06-29 2015-04-08 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 温差发电模组的保护外壳和汽车尾气管温差发电装置
WO2014022428A2 (en) * 2012-08-01 2014-02-06 Gentherm Incorporated High efficiency thermoelectric generation
DE102012214759B3 (de) * 2012-08-20 2014-02-06 Eberspächer Exhaust Technology GmbH & Co. KG Wärmeübertrager
DE102012216042A1 (de) * 2012-09-11 2014-03-13 Friedrich Boysen Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zur Wandlung von Wärmeenergie in elektrische Energie
JP5708606B2 (ja) * 2012-09-27 2015-04-30 トヨタ自動車株式会社 熱電発電装置
WO2014047671A1 (en) * 2012-09-28 2014-04-03 Empire Technology Development Llc Exhaust energy recovery for engines
CN102996212A (zh) * 2012-10-31 2013-03-27 苏州萃智新技术开发有限公司 一种摩托车排气管
JP6001423B2 (ja) * 2012-11-21 2016-10-05 トヨタ自動車株式会社 サーモアクチュエータ
KR101421956B1 (ko) * 2012-12-31 2014-07-22 현대자동차주식회사 자동차용 적층형 열전발전장치
CN103457519A (zh) * 2013-02-21 2013-12-18 上海海事大学 废热温差发电装置
CN103147879B (zh) * 2013-03-12 2015-07-22 武汉理工大学 一种汽车尾气温差发电热交换器
JP6078412B2 (ja) * 2013-04-17 2017-02-08 日立化成株式会社 熱電変換式発電装置
KR101421958B1 (ko) * 2013-08-06 2014-07-22 현대자동차주식회사 차량의 배기열 활용 구조
KR101428615B1 (ko) * 2013-09-16 2014-08-08 현대자동차주식회사 차량의 배기열 활용 시스템 작동구조
JP2015135059A (ja) * 2014-01-16 2015-07-27 トヨタ自動車株式会社 電気加熱式排ガス浄化システム
CN103899440B (zh) * 2014-03-11 2016-05-04 哈尔滨工程大学 一种船用双燃料发动机lng气化系统及其控制方法
AT515887A1 (de) 2014-05-20 2015-12-15 Ge Jenbacher Gmbh & Co Og Verfahren zum Anfahren eines Thermoreaktors
AT516110B1 (de) 2014-07-21 2016-08-15 Ge Jenbacher Gmbh & Co Og Abgasnachbehandlungseinrichtung
KR20160063000A (ko) * 2014-11-26 2016-06-03 현대자동차주식회사 열전 발전장치
KR101673703B1 (ko) * 2014-11-27 2016-11-07 현대자동차주식회사 엔진의 열전 발전 시스템
CN104929742A (zh) * 2015-06-23 2015-09-23 张伟飞 一种汽车尾气发电装置
AT517670B1 (de) 2015-09-04 2023-03-15 Innio Jenbacher Gmbh & Co Og Abgasnachbehandlungsvorrichtung
JP6253632B2 (ja) * 2015-12-24 2017-12-27 本田技研工業株式会社 排気装置
US10508574B2 (en) * 2016-01-22 2019-12-17 Futaba Industrial Co., Ltd. Integrated exhaust heat recovery device
CN105656354B (zh) * 2016-03-16 2017-11-03 湖北工业大学 一种圆筒式汽车尾气热电转换装置及安装方法
KR101806676B1 (ko) 2016-03-29 2017-12-07 현대자동차주식회사 열전발전시스템 및 이를 포함하는 차량용 배기매니폴드
DE102016209818A1 (de) 2016-06-03 2017-12-07 Ford Global Technologies, Llc Abgasnachbehandlungsanordnung, sowie Verfahren zur Abgasnachbehandlung
CN106314236B (zh) * 2016-09-08 2018-06-22 安徽工业大学 一种利用汽车尾气发电的车载制冷坐垫
CN106368774B (zh) * 2016-09-08 2019-03-22 安徽工业大学 一种翼板换热式汽车尾气发电装置
FR3056726A1 (fr) * 2016-09-28 2018-03-30 Valeo Systemes Thermiques Module tubulaire unitaire pour vehicule automobile a moteur thermique, et generateur thermoelectrique incorporant plusieurs de ces modules
RU188354U1 (ru) * 2018-11-30 2019-04-09 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Астраханский государственный технический университет", ФГБОУ ВО "АГТУ" Термоэлектрический генератор
DE102019000676B4 (de) * 2019-01-25 2021-09-09 Ansgar Wittkemper Wartungsfreie, batterielose elektrische Energieversorgung für Kleingeräte mit Verbrennungskraftmaschine
WO2021078376A1 (en) * 2019-10-23 2021-04-29 Xepto As Thermoelectric generator and its applications
CN110838685B (zh) * 2019-11-19 2021-09-21 华能国际电力股份有限公司上安电厂 一种高压电箱封闭状态下的高温余热利用装置
FR3107727B1 (fr) * 2020-02-28 2022-11-04 Faurecia Systemes Dechappement Ligne d’échappement

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0681639A (ja) * 1992-09-02 1994-03-22 Mitsubishi Motors Corp エンジンの排熱回収装置
FR2698909A1 (fr) * 1992-12-04 1994-06-10 Renault Dispositif d'échappement pour moteur à combustion interne.
JPH10234194A (ja) * 1997-02-20 1998-09-02 Calsonic Corp 排熱発電装置
JP2000018095A (ja) * 1998-06-30 2000-01-18 Nissan Motor Co Ltd 排熱発電装置
JP2000352313A (ja) * 1999-06-09 2000-12-19 Nissan Motor Co Ltd 自動車用排熱発電装置
CN1349041A (zh) * 2000-10-16 2002-05-15 本田技研工业株式会社 发动机的废气热能回收装置
US20020117773A1 (en) * 2001-02-26 2002-08-29 Keiichi Yamada Molding die, hollow ceramic monolithic support and method of manufacturing the same, and catalytic converter system

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2352965A1 (de) * 1973-10-23 1975-04-30 Bosch Gmbh Robert Anordnung zur abgasentgiftung von brennkraftmaschinen
FR2512499A1 (fr) * 1981-09-04 1983-03-11 Carabetian Charles Dispositif pour la transformation en electricite de la chaleur dissipee dans les gaz d'echappement d'un moteur a combustion interne
GB8516420D0 (en) * 1985-06-28 1985-07-31 Ontario Research Foundation Diesel particulate traps
US5250268A (en) * 1990-03-09 1993-10-05 Volkswagen Ag Catalytic cleaning arrangement for exhaust from an internal combustion engine
JPH062539A (ja) 1992-06-18 1994-01-11 Aisin Seiki Co Ltd 排気ガス発電装置
JPH09329058A (ja) * 1996-06-11 1997-12-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd 熱電発電器
JPH10178216A (ja) * 1996-12-18 1998-06-30 Seru Appl Kk 熱電素子及び熱電冷却装置
FR2764638B1 (fr) * 1997-06-16 1999-08-13 Inst Francais Du Petrole Procede et ensemble d'elimination des oxydes d'azote presents dans des gaz d'echappement, utilisant un echangeur thermique
JP3637365B2 (ja) * 1997-07-22 2005-04-13 日産自動車株式会社 排熱発電装置
JP3564274B2 (ja) 1997-10-13 2004-09-08 カルソニックカンセイ株式会社 排熱発電装置
GB2337710B (en) * 1998-05-15 2002-11-13 Arvin Ind Inc Exhaust system
US6347511B1 (en) * 1999-12-21 2002-02-19 Ford Global Technologies, Inc. Exhaust gas purification system for lean burn engine
US6568179B2 (en) * 2001-03-01 2003-05-27 Engelhard Corporation Apparatus and method for vehicle emissions control

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0681639A (ja) * 1992-09-02 1994-03-22 Mitsubishi Motors Corp エンジンの排熱回収装置
FR2698909A1 (fr) * 1992-12-04 1994-06-10 Renault Dispositif d'échappement pour moteur à combustion interne.
JPH10234194A (ja) * 1997-02-20 1998-09-02 Calsonic Corp 排熱発電装置
JP2000018095A (ja) * 1998-06-30 2000-01-18 Nissan Motor Co Ltd 排熱発電装置
JP2000352313A (ja) * 1999-06-09 2000-12-19 Nissan Motor Co Ltd 自動車用排熱発電装置
CN1349041A (zh) * 2000-10-16 2002-05-15 本田技研工业株式会社 发动机的废气热能回收装置
US20020117773A1 (en) * 2001-02-26 2002-08-29 Keiichi Yamada Molding die, hollow ceramic monolithic support and method of manufacturing the same, and catalytic converter system

Also Published As

Publication number Publication date
AU2003294155A1 (en) 2004-07-22
WO2004059138A1 (en) 2004-07-15
KR100649383B1 (ko) 2006-11-28
AU2003294156A1 (en) 2004-07-22
KR20050091750A (ko) 2005-09-15
EP1576262B1 (en) 2006-11-29
EP1611323B1 (en) 2010-11-17
WO2004059139A1 (en) 2004-07-15
DE60310131T2 (de) 2007-09-27
DE60310131D1 (de) 2007-01-11
CN100374693C (zh) 2008-03-12
US20060053771A1 (en) 2006-03-16
CN1732333A (zh) 2006-02-08
DE60310131T8 (de) 2008-02-21
EP1576262A1 (en) 2005-09-21
CN1732334A (zh) 2006-02-08
EP1611323A1 (en) 2006-01-04
JP4075932B2 (ja) 2008-04-16
US20060101822A1 (en) 2006-05-18
US7150147B2 (en) 2006-12-19
JP2006512535A (ja) 2006-04-13
DE60335035D1 (de) 2010-12-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100354506C (zh) 排气系统
JP4196737B2 (ja) 排気システム
JP2008274790A (ja) 排熱回収装置
US7178332B2 (en) Exhaust heat recovery system
US5184464A (en) Noise and emmission control apparatus
RU2519529C2 (ru) Устройство для выработки электрической энергии с использованием тепла отработавших газов
US6986247B1 (en) Thermoelectric catalytic power generator with preheat
RU2521533C2 (ru) Устройство для выработки электрической энергии с использованием тепла отработавших газов
US6347511B1 (en) Exhaust gas purification system for lean burn engine
EP2803843B1 (en) Unit for recovering thermal energy from exhaust gas of an internal combustion engine
CN110374730A (zh) 一种汽车尾气循环处理装置
CN103178753A (zh) 车辆的热电发电机
US7062908B2 (en) Construction for exhaust emission control
JP2009535554A (ja) 排気系のための逆流熱交換器
JP2007211748A (ja) 熱交換器及び熱発電装置
JP2008163773A (ja) 排気マニホルド、ｅｇｒ装置、および排気ガス利用装置
ES2365935T3 (es) Dispositivo y procedimiento de tratamiento térmico de una corriente de gas de escape.
US3809539A (en) Downflow catalytic converter for engine exhaust gases
JP4285144B2 (ja) 排熱エネルギ回収装置
JP2004211660A (ja) 排気システム
US7517501B2 (en) Exhaust system for internal combustion engines
JPH05179942A (ja) エンジンの排気装置
RU2323102C1 (ru) Устройство охлаждения силовой установки транспортного средства
RU60030U1 (ru) Устройство охлаждения силовой установки транспортного средства
JP2005226892A (ja) 熱発電装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20071212

Termination date: 20151223

EXPY Termination of patent right or utility model