DE102005013330B4 - Wärmerückgewinnungssystem - Google Patents

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Abstract

Wärmerückgewinnungssystem mit:
einem Abgasrohr (2), in dem aus einem Verbrennungsmotor (1) ausgestoßenes Abgas strömt;
einem Katalysator (4), der das Abgas reinigt;
einem am Abgasrohr (2) angebrachten Wärmerückgewinnungsabschnitt (3); und
einem thermoelektrischen Wandler (16), der im Wege einer thermoelektrischen Umwandlung Strom erzeugt; dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin Folgendes aufweist:
ein Wärmerohr (50), das den Wärmerückgewinnungsabschnitt (3) mit dem thermoelektrischen Wandler (16) verbindet und sich durch den Katalysator (4) erstreckt, und das im Wärmerückgewinnungsabschnitt (3) zurückgewonnene Wärme zum Katalysator (4) und den thermoelektrischen Wandler (16) transportiert, wobei die Betriebsstarttemperatur des Wärmerohrs (50) gleich der oder niedriger als die Aktivierungstemperatur des Katalysators (4) festgelegt ist und die im Wärmerückgewinnungsabschnitt (3) zurückgewonnene Wärme über das Wärmerohr (50) zum Katalysator (4) und anschließend zum thermoelektrischen Wandler (16) transportiert wird.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft ein in einem Kraftfahrzeug, z. B. Hybridfahrzeug, zum Einsatz kommendes Wärmerückgewinnungssystem, das im Abgas enthaltene Wärmeenergie zurückgewinnt und in elektrische Energie umwandelt.
  • 2. Stand der Technik
  • Das aus einem Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs ausgestoßene Abgas und dergleichen enthält Wärmeenergie. Wird das Abgas einfach ausgestoßen, geht die Energie dementsprechend verloren. Daher wurden Technologien entwickelt, die sich eines Wärmerückgewinnungssystems bedienen, um im Abgas enthaltene Wärmeenergie zurückzugewinnen und mit Hilfe eines thermoelektrischen Wandlers in elektrische Energie umzuwandeln. Die umgewandelte elektrische Energie kann anschließend beispielsweise zum Laden einer Batterie genutzt werden.
  • Ein Beispiel für ein derartiges Wärmerückgewinnungssystem ist in der JP 2003-65045 A offenbart. In dem Wärmerückgewinnungssystem ist ein Wärmerohr mit einer Komponente eines Abgassystems eines Verbrennungsmotors und ein Thermoelement (thermoelektrischer Wandler) mit dem Wärmerohr verbunden. In dem Abgassystem des Verbrennungsmotors ist des Weiteren ein Katalysator zur Abgasreinigung vorgesehen. Da die im Abgassystem vorhandene Wärme über das Wärmerohr zum Thermoelement übertragen wird, wird der Wirkungsgrad der elektrischen Stromerzeugung des Thermoelements und der Wir kungsgrad der Rückgewinnung von Verbrennungsmotorabgaswärme verbessert.
  • Der im Abgassystem des Verbrennungsmotors vorgesehene Katalysator erlangt seine spezifische Reinigungsleistung erst dann, wenn die Temperatur des Katalysators die Aktivierungstemperatur erreicht, bei der der Katalysator aktiviert wird. Wenn der Katalysator kalt ist, beispielsweise beim Starten des Verbrennungsmotors, lässt sich die Reinigungsleistung des Katalysators dementsprechend nur dadurch frühzeitig erhalten, dass der Katalysators frühzeitig vollständig aufgeheizt wird.
  • In dem in der JP 2003-65045 A offenbarten Wärmerückgewinnungssystem ist die Wärmemenge, die in dem zum Katalysator transportierten Abgas enthalten ist, jedoch verringert, da die im Abgas enthaltene Wärme über das Wärmerohr auf den thermoelektrischen Wandler übertragen wird. Daher kann es lange dauern, bis der Katalysator vollständig aufgeheizt ist.
  • Die DE 24 41 049 A1 betrifft eine Anlage zur Abgasentgiftung von Brennkraftmaschinen mit einem Katalysator im Abgassystem. Der Katalysator ist über ein Wärmeübertragungssystem mit einem Wärmespeicher verbunden. Ein Wärmerohr führt vom Abgasrohr am Auspuff der Brennkraftmaschine zum Katalysator. Weiterhin ist der Auspuff der Brennkraftmaschine über ein Wärmerohr mit dem Wärmespeicher verbunden, um die Abgase bei Vollast zu kühlen und dabei den Wärmespeicher aufzuladen.
  • Um das vorstehend im Hinblick auf die JP 2003-65045 A beschriebene Problem zu lösen, könnte beispielsweise eine EIN/AUS-Steuerung des Thermoelements dergestalt durchgeführt werden, dass das Thermoelement während einer Aufheizung des Katalysators ausgeschaltet wird. Um eine derartige EIN/AUS-Steuerung des Thermoelement durchführen zu können, muss jedoch eine Steuervorrichtung, eine Ein-/Ausschalteinrichtung, ein Temperatursensor zum Erfassen der Temperatur des Katalysators und dergleichen vorgesehen werden. Dadurch kompliziert sich aber die Konfiguration des Wärmerückgewinnungssystems und erhöht sich dessen Baugröße.
  • KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein einfacher konfiguriertes Wärmerückgewinnungssystem zu schaffen, mit der sich ohne Verwendung einer komplizierten Vor richtung der Stromerzeugungswirkungsgrad eines thermoelektrischen Wandlers erhöhen und die Aufheizung des Katalysators frühzeitig beenden lässt.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Wärmerückgewinnungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1, 3, 4 oder 5 gelöst.
  • Das Wärmerückgewinnungssystem nach dem Anspruch 1 weist auf: ein Abgasrohr, in dem aus einem Verbrennungsmotor ausgestoßenes Abgas strömt; einen Katalysator, der das Abgas reinigt; einen am Abgasrohr angebrachten Wärmerückgewinnungsabschnitt, der im Abgas enthaltene Wärme zurückgewinnt; einen thermoelektrischen Wandler, der im Wege einer thermoelektrischen Umwandlung Strom erzeugt; und ein Wärmerohr, das den Wärmerückgewinnungsabschnitt mit dem thermoelektrischen Wandler verbindet und die im Wärmerückgewinnungsabschnitt zurückgewonnene Wärme zum thermoelektrischen Wandler transportiert. In dem Wärmerückgewinnungssystem ist die Betriebsstarttemperatur des Wärmerohrs höher festgelegt als die Aktivierungstemperatur des Katalysators.
  • Mit der vorstehend dargestellten Konfiguration lässt sich der Stromerzeugungswirkungsgrad des thermoelektrischen Wandlers verbessern, da die im Wärmerückgewinnungsabschnitt aus dem Abgas zurückgewonnene Wärme über das Wärmerohr zum thermoelektrischen Wandler transportiert wird. Da die Betriebsstarttemperatur der Wärmerohre höher festgelegt ist als die Aktivierungstemperatur des Katalysators, wird des Weiteren die im Abgas enthaltene Wärme zum Katalysator transportiert, wenn die Abgastemperatur gleich der oder niedriger als die Aktivierungstemperatur des Katalysators ist. Dementsprechend lässt sich der Katalysator frühzeitig vollständig aufheizen. Des Weiteren ist es nicht erforderlichen, eine Steuervorrichtung, eine Ein-/Ausschalteinrichtung oder einen Temperatursensor zum Erfassen der Temperatur des Katalysators vorzusehen. Dement sprechend lässt sich die Konfiguration des Wärmerückgewinnungssystems vereinfachen.
  • In diesem Fall kann das Wärmerückgewinnungssystem des Weiteren ein zweites Wärmerohr aufweisen, das den Wärmerückgewinnungsabschnitt mit dem Katalysator verbindet und die im Wärmerückgewinnungsabschnitt zurückgewonnene Wärme zum Katalysator transportiert, und die Betriebsstarttemperatur des zweiten Wärmerohrs gleich der oder niedriger als die Aktivierungstemperatur des Katalysators festgelegt sein.
  • Da die im Abgas enthaltene Wärme zum Katalysator transportiert werden kann, wenn die Abgastemperatur gleich der oder niedriger ist als die Aktivierungstemperatur des Katalysators, lässt sich mit der vorstehend dargestellten Konfiguration das Aufheizen des Katalysators frühzeitig beenden.
  • Das Wärmerückgewinnungssystem nach dem Anspruch 3 weist auf: einen thermoelektrischen Wandler, der im Wege einer thermoelektrischen Umwandlung Strom erzeugt; einen Katalysator, der das aus einem Verbrennungsmotor ausgestoßene Abgas reinigt; und ein Wärmerohr, das den Katalysator mit dem thermoelektrischen Wandler verbindet und im Katalysator zurückgewonnene Wärme zum thermoelektrischen Wandler transportiert. In dem Wärmerückgewinnungssystem ist die Betriebsstarttemperatur des Wärmerohrs im Wesentlichen gleich der Aktivierungstemperatur des Katalysators festgelegt.
  • Mit der vorstehend dargestellten Konfiguration wird die im Abgas enthaltene Wärme solange zum Katalysator transportiert, bis die Temperatur des Katalysators die Aktivierungstemperatur erreicht. Sobald die Temperatur des Katalysators die Aktivierungstemperatur erreicht hat, wird die im Abgas enthaltene Wärme über das Wärmerohr zum thermoelektrischen Wandler transportiert. Dementsprechend wird die im Abgas enthaltene Wärme solange zum Katalysator transportiert, bis der Katalysator vollständig aufgeheizt ist. Nach der Beendigung des Aufheizens des Katalysators kann überschüssige Wärme über das Wärmerohr zum thermoelektrischen Wandler transportiert werden. Mit einer derart einfachen Konfiguration lässt sich das Aufheizen des Katalysators frühzeitig beenden und der Stromerzeugungswirkungsgrad des thermoelektrischen Wandlers verbessern.
  • Das Wärmerückgewinnungssystem nach dem Anspruch 4 weist auf: ein Abgasrohr, in dem aus einem Verbrennungsmotor ausgestoßenes Abgas strömt; einen Katalysator, der das Abgas reinigt; einen am Abgasrohr angebrachten Wärmerückgewinnungsabschnitt, der im Abgas enthaltene Wärme zurückgewinnt; einen thermoelektrischen Wandler, der im Wege einer thermoelektrischen Umwandlung Strom erzeugt; und ein Wärmerohr, das den Wärmerückgewinnungsabschnitt mit dem Katalysator verbindet und im Wärmerückgewinnungsabschnitt zurückgewonnene Wärme zum Katalysator transportiert. In dem Wärmerückgewinnungssystem ist die Betriebsstarttemperatur des Wärmerohrs gleich der oder niedriger als die Aktivierungstemperatur des Katalysators festgelegt.
  • Mit der vorstehend dargestellten Konfiguration wird, wenn die Abgastemperatur gleich der oder niedriger ist als die Aktivierungstemperatur des Katalysators, die im Wärmerückgewinnungsabschnitt zurückgewonnene Wärme über das Wärmerohr zum Katalysator transportiert. Mit einer derart einfachen Konfiguration lässt sich das Aufheizen des Katalysators frühzeitig beenden und der Stromerzeugungswirkungsgrad des thermoelektrischen Wandlers verbessern. Wenn die Abgastemperatur höher ist als die Aktivierungstemperatur des Katalysators, kann des Weiteren die im Katalysator zurückgewonnene Wärme über das Wärmerohr zum Wärmerückgewinnungsabschnitt transportiert werden. Dementsprechend kann eine Beschädigung des Katalysators infolge einer hohen Temperatur verhindert werden.
  • Das Wärmerückgewinnungssystem nach dem Anspruch 5 weist auf: ein Abgasrohr, in dem aus einem Verbrennungsmotor ausgestoßenes Abgas strömt; einen Katalysator, der das Abgas reinigt; einen am Abgasrohr angebrachten Wärmerückgewinnungsabschnitt; einen thermoelektrischen Wandler, der im Wege einer thermoelektrischen Umwandlung Strom erzeugt; und ein Wärmerohr, das den Wärmerückgewinnungsabschnitt mit dem thermoelektrischen Wandler verbindet und sich durch den Katalysator erstreckt und im Wärmerückgewinnungsabschnitt zurückgewonnene Wärme zum Katalysator und thermoelektrischen Wandler transportiert. In dem Wärmerückgewinnungssystem ist die Betriebsstarttemperatur des Wärmerohrs gleich der oder niedriger als die Aktivierungstemperatur des Katalysators festgelegt. Die im Wärmerückgewinnungsabschnitt zurückgewonnene Wärme wird über das Wärmerohr zum Katalysator und anschließend zum thermoelektrischen Wandler transportiert.
  • Mit dieser Konfiguration kann selbst in dem Fall, in dem die Abgastemperatur gleich der oder niedriger ist als die Aktivierungstemperatur des Katalysators, die im Abgas enthaltene Wärme über das Wärmerohr zum Katalysator transportiert werden. Daher kann das Aufheizen des Katalysators frühzeitig beendet werden. Des Weiteren kann die im Abgas enthaltene Wärme zum thermoelektrischen Wandler transportiert werden. Daher kann in der Vorrichtung, die eine einfache Konfiguration aufweist, das Aufheizen des Katalysators frühzeiig beendet und der Stromerzeugungswirkungsgrad des thermoelektrischen Wandlers verbessert werden, ohne dass eine Steuervorrichtung oder dergleichen erforderlich wäre.
  • In den vorstehend dargestellten Wärmerückgewinnungssystemen kann in der Vorrichtung, die eine einfache Konfiguration aufweist, der Stromerzeugungswirkungsgrad des thermoelektrischen Wandlers verbessert und das Aufheizen des Ka talysators frühzeitig beendet werden, ohne dass eine komplizierte Vorrichtung erforderlich wäre.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die vorstehend dargestellten und andere Ausführungsformen, Gegenstände, Merkmale sowie die technische und gewerbliche Bedeutsamkeit dieser Erfindung werden aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen verständlicher, in denen:
  • 1 eine schematische Darstellung einer Konfiguration eines Wärmerückgewinnungssystems einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist;
  • 2 eine Schnittdarstellung entlang der Linie A-A in 1 ist;
  • 3 eine Schnittdarstellung eines Stromerzeugungsabschnitt ist;
  • 4 eine schematische Darstellung einer Konfiguration eines Wärmerückgewinnungssystems einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist;
  • 5 eine Schnittdarstellung entlang der Linie B-B in 4 ist;
  • 6 eine schematische Darstellung einer Konfiguration eines Wärmerückgewinnungssystems einer dritten Ausführungsform der Erfindung ist;
  • 7 eine Schnittdarstellung entlang der Linie C-C in 6 ist;
  • 8A eine schematische Darstellung ist, die den Wärmetransport im Wärmerückgewinnungssystem während der Aufheizung des Katalysators veranschaulicht;
  • 8B eine schematische Darstellung ist, die den Wärmetransprot im Wärmerückgewinnungssystem nach Beendigung des Aufheizens des Katalysators veranschaulicht;
  • 9 eine schematische Darstellung einer Konfiguration eines Wärmerückgewinnungssystems einer vierten Ausführungsform der Erfindung ist; und
  • 10A und 10B schematische Darstellungen sind, die eine Konfiguration eines Wärmerückgewinnungssystems einer fünften Ausführungsform der Erfindung zeigen.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand beispielhafter Ausführungsformen ausführlich dargestellt.
  • Die beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert, in denen dieselben Elemente mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet sind. Zunächst wird eine erste Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
  • 1 ist eine schematische Ansicht, die eine Konfiguration eines Wärmerückgewinnungssystems M1 einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt. 2 ist eine Schnittdarstellung entlang der Linie A-A in 1. 3 ist eine Schnittdarstellung eines Stromerzeugungsabschnitts.
  • Wie in 1 gezeigt ist, umfasst das Wärmerückgewinnungssystem M1 der ersten Ausführungsform einen Verbrennungsmotor 1, der als eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrenung ausgeführt ist und als eine Wärmequelle dient, und ein mit einem (nicht gezeigten) Schalldämpfer verbundenes Abgasrohr 2 auf. Im Abgasrohr 2 strömt aus dem Verbrennungsmotor 1 ausgestoßenes Abgas. Im Abgasrohr 2 sind ein Wärmerückgewinnungsabschnitt 3 und ein Katalysator 4 vorgesehen. Der Wärmerückgewinnungsabschnitt 3 und der Katalysator 4 sind in dieser Reihenfolge in Abgaströmungsrichtung von stromaufwärts nach stromabwärts vorgesehen. Ein Wärmerohr 5 ist an dem einen Endabschnitt mit dem Wärmerückgewinnungsabschnitt 3 und an dem anderen Endabschnitt mit dem Stromerzeugungsabschnitt 6 verbunden.
  • Wie in 2 gezeigt ist, weist der Wärmerückgewinnungsabschnitt 3 ein Gehäuse 10 auf. Im zentralen Bereich des Gehäuses 10 ist eine Abgasleitung 11 ausgebildet. Die Abgasleitung 11 ist über Träger 12 in sechs Sektionen unterteilt. Im Gehäuse 10 sind Wärmerückgewinnungsrippen 13 dergestalt vorgesehen, dass sie sich in die Abgasleitung 11 hinein erstrecken. Die Wärmerückgewinnungsrippen 13 absorbieren Wärme, die in dem Abgas enthalten ist, das in der Abgasleitung 11 strömt.
  • Am Außenumfangsabschnitt des Gehäuses 10 sind des Weiteren eine Vielzahl von Wärmerohren 5 angebracht. Die Vielzahl von Wärmerohren 5 sind mittels angeschraubten Wärmerohrmontageteilen 14 am Gehäuse 10 angebracht. Die beiden dargestellten Wärmerohre 5 sind jeweils so vorgesehen, dass sie eine Hälfe des Außenumfangs der Abgasleitung 11 umgeben. Die Vielzahl von Wärmerohren 5 sind in Abgasströmungsrichtung beabstandet angeorndet.
  • Als Katalysator 4 findet ein so genannter Dreiwegekatalysator Verwendung. Der Katalysator 4 entfernt Substanzen, wie z. B. Stickoxide, Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoff. Der Katalysator 4 ist in einem (nicht gezeigten) Gehäuse aufgenommen. Das durch das Gehäuse strömende Abgas wird durch den Katalysator 4 gereinigt. Die Aktivierungstempera tur des Katalysators 4 ändert sich in Abhängigkeit vom Material des Katalysators 4 und dergleichen. Die Aktivierungstemperatur des Katalysators 4 liegt beispielsweise im Bereich von 300°C bis 400°C.
  • Die Wärmerohre 5 sind jeweils an dem einen Endabschnitt mit dem Wärmerückgewinnungsabschnitt 3 und an dem anderen Endabschnitt mit dem Stromerzeugungsabschnitt 6 verbunden. In den Wärmerohren 5 befindet sich jeweils ein Heizmedium oder Heizmittel. Die Arbeits- oder Betriebsstarttemperatur des Heizmittels, bei der das Heizmittels zu arbeiten beginnt, ist höher als die Aktivierungstemperatur des Katalysators 4. Da ein derartiges Heizmittel verwendet wird, wird Wärme vom Wärmerückgewinnungsabschnitt 3 erst bei einer Temperatur höher als die Aktivierungstemperatur des Katalysators 4 auf den Stromerzeugungsabschnitt 6 übertragen. Die Betriebsstarttemperatur der Wärmerohre 5 kann in Abhängigkeit vom Typ des Heizmittels, vom Innendruck und dergleichen festgelegt werden. Wird beispielsweise Cäsium als Heizmittel verwendet, so kann die Betriebsstarttemperatur der Wärmerohre 5 auf 450°C bis 900°C festgelegt werden. Wird Kalium als Heizmittel verwendet, so kann die Betriebsstarttemperatur der Wärmerohre 5 auf 500°C bis 1000°C festgelegt werden. Wird Natrium als Heizmittel verwendet wird, so kann die Betriebsstarttemperatur der Wärmerohre 5 auf 600°C bis 1200°C festgelegt werden.
  • Wie in 3 gezeigt ist, sind im Stromerzeugungsabschnitt 6 eine Vielzahl von thermoelektrischen Umwandlungsmodulen oder thermoelektrischen Wandlern 16 sowie den thermoelektrischen Wandlern 16 zugeordnete Modulkühlabschnitte oder Kühlabschnitte 17 vorgesehen. Die Vielzahl von thermoelektrischen Wandlern 16 sind in Längsrichtung der Wärmerohre 5 beabstandet vorgesehen und stehen in Kontakt mit dem anderen Endabschnitt der Wärmerohre 5. Die thermoelektrischen Wandler 16 wandeln über den so genannten Seebeck-Effekt Wärmeenergie in elektrische Energie um.
  • Die eine Oberflächenseite der thermoelektrischen Wandlers 16 steht jeweils in Kontakt mit dem Wärmerohr 5. Die andere Oberflächenseite der thermoelektrischen Wandler 16, d. h. die vom Wärmerohr 5 abgewendete Oberflächenseite, steht jeweils in Kontakt mit dem Kühlabschnitt 17. Im Kühlabschnitt 17 ist eine Kühlmedium- oder Kühlmittelleitung 17A ausgebildet. Die Kühlmittelleitung 17A ist mit einem (nicht gezeigten) Kühlmittelströmungsrohr verbunden. Infolge der Zirkulation und Zufuhr von Kühlmittel aus dem Kühlmittelströmungsrohr in die Kühlmittelleitung 17A wird die andere Oberflächenseite der thermoelektrischen Wandler 16 gekühlt.
  • Die eine Oberflächenseite der thermoelektrischen Wandler 16 wird über die vom Wärmerückgewinnungsabschnitt 3 über das Wärmerohr 5 übertragene wärme erwärmt. Die Temperatur der einen Oberflächenseite des thermoelektrischen Wandlers 16 und die Temperatur der anderen Oberflächenseite des thermoelektrischen Wandlers 16 unterscheiden sich daher. Durch die thermoelektrische Umwandlung in den thermoelektrischen Wandlern 16 wird dementsprechend Strom erzeugt.
  • An derjenigen Oberfläche der Kühlabschnitte 17, die der mit dem jeweiligen thermoelektrischen Wandler 16 in Kontakt stehenden Oberfläche gegenüberliegt, ist jeweils eine Tellerfeder 18 vorgesehen. Die Kühlabschnitte 17 werden unter der Wirkung der Druckkraft der jeweiligen Tellerfeder 18 jeweils gegen den entsprechenden thermoelektrischen Wandler 16 gepresst. Somit wird die andere Oberflächenseite der thermoelektrischen Wandler 16 jeweils durch den entsprechenden Kühlabschnitt 17 gekühlt.
  • Im Folgenden werden die Funktionsweise und Effekte des so konfigurierten Wärmerückgewinnungssystems der ersten Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
  • Im Wärmerückgewinnungssystem M1 dieser Ausführungsform wird, sobald der Verbrennungsmotor 1 gestartet wird, vom Verbrennungsmotor 1 Abgas in das Abgasrohr 2 ausgestoßen. Das vom Verbrennungsmotor 1 ausgestoßene Abgas strömt im Abgasrohr 2, strömt durch den Wärmerückgewinnungsabschnitt 3 und den Katalysator 4 und tritt über einen (nicht gezeigten) Schalldämpfer an die Außenumgebung eines Fahrzeugs aus.
  • Nach der Strömung des Abgases im Abgasrohr 2 und in den Wärmerückgewinnungsabschnitt 3 strömt das Abgas in die Abgasleitung 11 im Wärmerückgewinnungsabschnitt 3. Dabei wird, wenn die Wärmerohre 5 in Betrieb sind, aus dem in der Abgasleitung 11 strömenden Abgas über die Wärmerückgewinnungsrippen 13 wärme zurückgewonnen. Der Wärmerückgewinnungsabschnitt 3 ist in Abgaströmungsrichtung stromaufwärts des Katalysators 4 vorgesehen. Daher kann die im Abgas enthaltene Wärme, wenn die Wärmerohre 5 in Betrieb sind, zu den thermoelektrischen Wandlern 16 im Stromerzeugungsabschnitt 6 transportiert werden, ohne am Katalysator 4 entzogen zu werden. Dementsprechend kann die durch die thermoelektrischen Wandler 16 erzeugte Strommenge erhöht werden.
  • In dieser Ausführungsform liegt die Betriebsstarttemperatur der Wärmerohre 5 über der Aktivierungstemperatur des Katalysators 4. Der Katalysator 4 kann seine volle Reinigungsleistung erst dann zeigen, wenn die Temperatur des Katalysators 4 die Aktivierungstemperatur erreicht oder darüber hinaus geht. Wenn der Katalysator 4 noch nicht ausreichend aufgeheizt ist, beispielsweise beim Starten des Verbrennungsmotors 1, wird die im Abgas enthalte Wärme daher vorzugsweise zum Aufheizen des Katalysators 4 genutzt anstatt zur Stromerzeugung durch die thermoelektrischen Wandler 16.
  • Im Wärmerückgewinnungssystem M1 dieser Ausführungsform wird aufgrund der Tatsache, dass die thermoelektrischen Wandler 16 nicht unmittelbar am Abgasrohr 2 angebracht sind, über das Abgasrohr 2 keine Wärme auf die thermoelektrischen Wandler 16 übertragen. Weiter ist die Betriebsstarttemperatur der am Wärmerückgewinnungsabschnitt 3 angebrachten Wärmerohre 5 auf eine Temperatur eingestellt, die über der Katalysatoraktivierungstemperatur liegt. Solange der Katalysators 4 noch nicht vollständig aufgeheizt ist, ist auch der Verbrennungsmotor 1 noch nicht warmgelaufen mit der Folge, dass die Temperatur des vom Verbrennungsmotor 1 ausgestoßenen Abgases niedrig ist.
  • Wenn die Abgastemperatur niedrig und nicht höher ist als die Katalysatoraktivierungstemperatur, arbeiten die Wärmerohre 5 somit nicht, und es wird im Wärmerückgewinnungsabschnitt 3 keine Wärme zurückgewonnen. Da die Wärme, die in dem vom Verbrennungsmotor 1 ausgestoßenen Abgas enthalten ist, zum Katalysator 4 transportiert werden kann, kann das Aufheizen des Katalysators 4 dementsprechend frühzeitig beendet werden.
  • In dem Fall, in dem das Aufheizen des Katalysators 4 und der Warmlauf des Verbrennungsmotors 1 beendet sind, und die Abgastemperatur hoch und größer ist als die Katalysatoraktivierungstemperatur, beginnen die Wärmerohre 5 zu arbeiten. Dabei wird die über die Wärmerückgewinnungsrippen 13 im Wärmerückgewinnungsabschnitt 3 aus dem Abgas zurückgewonnene Wärme über die Wärmerohre 5 zu der einen Oberflächenseite der thermoelektrischen Wandler 16 transportiert.
  • Des Weiteren zirkuliert an der anderen Oberflächenseite der thermoelektrischen Wandler 16 das Kühlmittel im Kühlabschnitt 17. Die Temperatur an der einen Oberflächenseite der thermoelektrischen Wandler 16 und die Temperatur an der anderen Oberflächenseite der thermoelektrischen Wandler 16 weichen daher voneinander ab. Dementsprechend wird durch den thermoelektrischen Wandler 16 Strom erzeugt.
  • Wie vorstehend beschrieben ist im Wärmerückgewinnungssystem M1 dieser Ausführungsform der Erfindung der Wärmerückgewinnungsabschnitt 3 am Abgasrohr 2 angebracht. Die im Wärmerückgewinnungsabschnitt 3 zurückgewonnene Wärme wird über die Wärmerohre 5 zu den thermoelektrischen Wandlern 16 transportiert. Da der Wärmerückgewinnungsabschnitt 3 in Abgasströmungsrichtung stromaufwärts des Katalysators 4 angeordnet ist, kann die im Abgas enthaltene Wärme zu den thermoelektrischen Wandler 16 transportiert werden, ohne am Katalysator 4 entzogen zu werden, sobald der Katalysator 4 aufgeheizt ist. Dementsprechend kann die durch die thermoelektrischen Wandler 16 erzeugte Strommenge erhöht werden.
  • Weiter wechstelt im Wärmerückgewinnungssystem M1 dieser Ausführungsform der Erfindung der Abschnitt, zu dem die im Abgas enthaltene Wärme transportiert wird, zwischen dem Katalysator 4 und dem thermoelektrischen Wandler 16, indem die Betriebsstarttemperatur der Wärmerohre 5 geeignet festgelegt wird. Daher ist es nicht erforderlich, eine Steuervorrichtung, eine Ein-/Ausschalteinrichtung oder einen Temperatursensor zum Erfassen der Temperatur des Katalysators 4 vorzusehen. Dementsprechend lässt sich die Konfiguration des Wärmerückgewinnungssystems vereinfachen.
  • Im Folgenden wird eine zweite Ausführungsform der Erfindung beschrieben. 4 zeigt eine schematische Darstellung der Konfiguration eines Wärmerückgewinnungssystems M2 einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. 5 ist eine Schnittdarstellung entlang der Linie B-B in 4.
  • Wie in 4 gezeigt, umfasst das Wärmerückgewinnungssystem M2 dieser Ausführungsform den Verbrennungsmotor 1 und das Abgasrohr 2, das mit dem (nicht gezeigten) Schalldämpfer verbunden ist. Das aus dem Verbrennungsmotor 1 ausgestoßene Abgas strömt im Abgasrohr 2. Im Abgasrohr 2 ist ein Katalysator 20 vorgesehen. Die Wärmerohre 5 sind an dem einen Endabschnitt mit dem Katalysator 20 und an dem ande ren Endabschnitt mit dem Stromerzeugungsabschnitt 6 verbunden.
  • Wie in 5 gezeigt ist, weist der Katalysator 20 ein Gehäuse 21 auf. Im zentralen Bereich des Gehäuses 21 ist eine Abgasleitung 22 ausgebildet, die mit dem Abgasrohr 2 verbunden ist. In der Abgasleitung 22 ist ein am Gehäuse 21 angebrachter Katalysatorhauptkörper 23 vorgesehen. Als Katalysatorhauptkörper 23 findet wie in der vorstehend dargestellten ersten Ausführungsform ein so genannter Dreiwege-Katalysator Verwendung. Der Katalysatorhauptkörper 23 entfernt Substanzen, wie z. B. Stickoxide, Kohlenmonoxide und Kohlenwasserstoffe.
  • Weiter sind am Außenumfangsabschnitt des Gehäuses 21 Wärmerohre 5 angebracht. Die Wärmerohre 5 sind am Gehäuse 21 angebracht, indem Wärmerohrmontageteile 24 mittels Schrauben 25 befestigt werden. Jedes der beiden dargestellten Wärmerohre 5 ist so angeordnet, dass es eine Hälfte des Außenumfangs der Abgasesleitung 22 umgibt. Die Vielzahl von Wärmerohren 5 sind in Abgasströmungsrichtung beabstandet angeordnet. Die Wärme, die in dem Abgas enthalten ist, das in der Abgasleitung 22 strömt, wird über den Katalysatorhauptkörper 23 auf das Gehäuse 21 übertragen. Nach der Wärmeübertragung auf das Gehäuse 21 wird die Wärme über die Wärmerohre 5 zum Stromerzeugungsabschnitt 6 transportiert.
  • Die Betriebsstarttemperatur der Wärmerohrs 5 ist so festgelegt, dass sie im Wesentlichen gleich der Aktivierungstemperatur des Katalysatorhauptkörpers 23 ist. Der Stromerzeugungsabschnitt 6 ist in derselben Weise konfigurirert wie der in 3 gezeigte Stromerzeugungsabschnitt der ersten Ausführungsform. Im Stromerzeugungsabschnitt 6 sind somit die thermoelektrischen Wandler 16, die Kühlabschnitte 17 und dergleichen vorgesehen.
  • Im Folgenden werden die Funktionsweise und Effekte des so konfigurierten Wärmerückgewinnungssystems dieser Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
  • Im Wärmerückgewinnungssystem M2 dieser Ausführungsform wird, wenn der Betrieb des Verbrennungsmotors 1 gestartet wird, Abgas aus dem Verbrennungsmotor 1 in das Abgasrohr 2 ausgestoßen. Das aus dem Verbrennungsmotor 1 ausgestoßene Abgas strömt im Abgasrohr 2, strömt durch den Katalysator 20 und wird über den (nicht gezeigten) Schalldämpfer an die Außenumgebung des Fahrzeugs abgegeben.
  • Nach der Strömung des Abgases im Abgasrohr 2 und in den Katalysator 20 strömt das Abgas in der Abgasleitung 22 im Katalysator 20. Da der Katalysatorhauptkörper 23 in der Abgasleitung 22 vorgesehen ist, wird die wärme, die in dem Abgas enthalten ist, das in der Abgasleitung 22 strömt, auf den Katalysatorhauptkörper 23 übertragen.
  • Die Wärmerohre 5 sind mit dem Katalysator 20 verbunden. Wenn die Wärmerohre 5 arbeiten, wird die auf den Katalysatorhauptkörper 23 übertragene Wärme durch das Gehäuse 21 auf die Wärmerohre 5 übertragen. Des Weiteren wird diese Wärme über die Wärmerohre 5 zu der einen Oberflächenseite der thermoelektrischen Wandler 16 transportiert.
  • Die Betriebsstarttemperatur der Wärmerohre 5 ist im Wesentlichen gleich der Aktivierungstemperatur des Katalysatorhauptkörpers 23 eingestellt. Daher arbeiten die Wärmerohre 5 solange nicht und wird die im Abgas enthaltene Wärme solange auf den Katalysatorhauptkörper 23 übertragen, bis die Temperatur des Katalysatorhauptkörpers 23 die Aktivierungstemperatur erreicht. Da der Katalysatorhauptkörper 23 seine spezifische Reinigungsleistung erst dann zeigen kann, wenn die Temperatur des Katalysatorhauptkörpers 23 die Aktivierungstemperatur erreicht hat, wird die im Abgas enthaltene Wärme solange zum Katalysatorhauptkörper 23 transportiert, bis die Temperatur des Katalysatorhauptkörpers 23 die Aktivierungstemperatur erreicht hat. Auf diese Weise kann das Aufheizen des Katalysatorhauptkörpers 23 frühzeitig beendet werden.
  • Nachdem die Temperatur des Katalysatorhauptkörpers 23 die Aktivierungstemperatur erreicht hat, beginnen die Wärmerohre 5 zu arbeiten. Wenn die Wärmerohre 5 in Betrieb sind, wird die auf den Katalysatorhauptkörper 23 übertragene Wärme über das Gehäuse 21 und die Wärmerohre 5 zu den thermoelektrischen Wandlern 16 im Stromerzeugungsabschnitt 6 transportiert. Dementsprechend kann, nachdem das Aufheizen des Katalysatorhauptkörpers 23 beendet ist, eine große Wärmemenge auf die thermoelektrischen Wandler 16 übertragen werden. Daher kann die durch die thermoelektrischen Wandler 16 erzeugte Strommenge erhöht werden.
  • Weiter wechselt im Wärmerückgewinnungssystem M2 dieser Ausführungsform der Erfindung der Abschnitt, zu dem die im Abgas enthaltene Wärme transportiert wird, zwischen dem Katalysatorhauptkörper 23 und den thermoelektrischen Wandlern 16, indem die Betriebsstarttemperatur der Wärmerohre 5 geeignet festgelegt wird. Daher ist es nicht erforderlich, eine Steuervorrichtung, eine Ein-/Ausschalteinrichtung oder einen Temperatursensor zum Erfassen der Temperatur des Katalysators 4 vorzusehen. Dementsprechend lässt sich die Konfiguration des Wärmerückgewinnungssystems vereinfachen.
  • Im Folgenden wird eine dritte Ausführungsform der Erfindung dargestellt. 6 ist eine schematische Darstellung, die eine Konfiguration eines Wärmerückgewinnungssystems M3 einer dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt. 7 ist eine Schnittdarstellung entlang der Linie C-C in 6.
  • Wie in 6 gezeigt ist, umfasst das Wärmerückgewinnungssystem M3 dieser Ausführungsform den Verbrennungsmotor 1 und das mit dem (nicht gezeigten) Schalldämpfer verbundene Abgasrohr 2 auf. Das aus dem Verbrennungsmotor 1 ausgestoßene Abgas strömt im Abgasrohr 2. Im Abgasrohr 2 sind der Wärmerückgewinnungsabschnitt 3 und der Katalysator 4 vorgesehen. Der Wärmerückgewinnungsabschnitt 3 und der Katalysator 4 sind in dieser Reihenfolge in Abgasströmungsrichtung von stromaufwärt nach stromabwärts vorgesehen.
  • Ein erstes Wärmerohr 5 ist an dem einen Endabschnitt mit dem Wärmerückgewinnungsabschnitt 3 und an dem anderen Endabschnitt mit dem Stromerzeugungsabschnitt 6 verbunden. Des Weiteren ist ein zweites Wärmerohr 30 an dem einen Endabschnitt mit dem Wärmerückgewinnungsabschnitt 3 und an dem anderen Endabschnitt mit einem Außenoberflächenabschnitt des Katalysators 4 verbunden. Die Betriebsstarttemperatur des ersten Wärmerohrs 5 ist ebenso wie in der vorstehnd dargestellten ersten Ausführungsform höher festgelegt als die Aktivierungstemperatur des Katalysators 4. Die Betriebsstarttemperatur des zweiten Wärmerohrs 30 ist dagegen niedriger festgelegt als die Aktivierungstemperatur des Katalysators 4. Des Weiteren ist die Betriebstemperatur des zweiten Wärmerohrs 30, bei der das zweite Wärmerohr 30 arbeitet, im Wesentlichen gleich der Betriebsstarttemperatur des ersten Wärmerohrs 5 festgelegt. Wenn die Abgastemperatur die Betriebstemperatur des ersten Wärmerohrs 5 erreicht hat, ist das Heizmittel im zweiten Wärmerohr 30 daher ausgetrocknet („dried out"), so dass keine Wärme mehr transportiert werden kann.
  • Wie in 7 gezeigt, sind die Vielzahl von ersten Wärmerohren 5 und die Vielzahl von zweiten Wärmerohren 30 über die Wärmerohrmontageteile 14 am Gehäuse 10 angebracht. Die ersten Wärmerohre 5 und die zweiten Wärmerohre 30 sind in Abgasströmungsrichtung abwechselnd in Abständen vorgesehen.
  • In dem so konfigurierten Wärmerückgewinnungssystem M3 dieser Ausführungsform wird, wenn der Betrieb des Verbrennungsmotors 1 gestartet wird, Abgas aus dem Verbrennungsmotor 1 in das Abgasrohr 2 ausgestoßen. Das aus dem Verbrennungsmotor 1 ausgestoßene Abgas strömt im Abgasrohr 2, strömt durch den Wärmerückgewinnungsabschnitt 3 und den Katalysator 4 und wird anschließend über den (nicht gezeigten) Schalldämpfer an die Außenumgebung des Fahrzeugs abgegeben.
  • Nach der Strömung des Abgases im Abgasrohr 2 und in den Wärmerückgewinnungsabschnitt 3 strömt das Abgas in der Abgasleitung 11 in den Wärmerückgewinnungsabschnitt 3. Dabei variieren die Betriebszustände der ersten Wärmerohre 5 und der zweiten Wärmerohre 30 in Abhängigkeit von der Abgastemperatur. Wenn der Warmlauf des Verbrennungsmotors 1 noch nicht beendet ist, ist die Temperatur des im Abgasrohr 2 strömenden Abgases niedrig. Wenn der Warmlauf des Verbrennungsmotors 1 noch nicht beendet ist, ist gewöhnlich auch das Aufheizen des Katalysators 4 noch nicht beendet. Wenn die Temperatur des im Abgasrohr 2 strömenden Abgases niedrig und gleich der oder kleiner ist als die Aktivierungstemperatur des Katalysators 4, sind die zweiten Wärmerohre 30 in Betrieb jedoch nicht die ersten Wärmerohre 5.
  • Im Betrieb der zweiten Wärmerohre 30 wird die über die Wärmerückgewinnungsrippen 13 im Wärmerückgewinnungsabschnitt 3 aus dem Abgas zurückgewonnene Wärme zur Außenoberfläche des Katalysators 4 transportiert, jedoch nicht zum Stromerzeugungsabschnitt 6, wie es in 8A veranschaulicht ist. Da die durch den Wärmerückgewinnungsabschnitt 3 zurückgewonnene Wärme zum Katalysator 4 transportiert wird, wird der Katalysator 4 von außen aufgeheizt. Obwohl im Wärmerückgewinnungsabschnitt 3 eine gewisse Wärmemenge zurückgewonnen wird, strömt das Abgas, das noch Restwärme enthält, zum Katalysator 4. Der Katalysator 4 wird daher auch von innen aufgeheizt. Da Katalysator 4 so wohl von außen als auch von innen aufgeheizt wird, kann das Aufheizen des Katalysators 4 frühzeitig beendet werden.
  • Nach der Beendigung des Aufheizens des Verbrennungsmotors 1 strömt Hochtemperaturabgas im Abgasrohr 2. Nach Beendigung des Warmlaufs des Verbrennungsmotors 1 ist gewöhnlich auch das Aufheizen des Katalysators 4 beendet. Wenn die Temperatur des im Abgasrohr 2 strömenden Abgases hoch und größer ist als die Aktivierungstemperatur des Katalysators 4, sind die ersten Wärmerohre 5 in Betrieb. Da das Heizmittel in den zweiten Wärmerohren 30 ausgetrocknet ist, wird durch die zweiten Wärmerohre 30 keine Wärme mehr transportiert. Die zweiten Wärmerohre 30 arbeiten daher nicht mehr.
  • Wenn die ersten Wärmerohre 5 arbeiten, wird die über die Wärmerückgewinnungsrippen 13 im Wärmerückgewinnungsabschnitt 3 aus dem Abgas zurückgewonnene Wärme zu der einen Oberflächenseite der thermoelektrischen Wandler 16 im Stromerzeugungsabschnitt 6 transportiert, jedoch nicht mehr zum Katalysator 4, wie es in 8B veranschaulicht ist.
  • Da zwei Typen von Wärmerohren 5 und 30 mit verschiedenen Betriebsstarttemperaturen verwendet werden, kann der Abschnitt, zu dem die im Wärmerückgewinnungsabschnitt 3 zurückgewonnene Wärme transportiert wird, in Abhängigkeit von der Abgastemperatur, d. h. in Abhängigkeit vom Warmlaufzustand des Verbrennungsmotors 1 und dem Aufheizzustand des Katalysators 4, gewechselt werden. Wenn die Abgastemperatur gleich der oder kleiner als die Aktivierungstemperatur des Katalysators 4 ist, wird die durch den Wärmerückgewinnungsabschnitt 3 zurückgewonnene Wärme im Besonderen zum Katalysator 4 transportiert. Wenn die Abgastemperatur größer ist als die Aktivierungstemperatur des Katalysators 4, wird die im Wärmerückgewinnungsabschnitt 3 zurückgewonnene Wärme dagegen zu der einen Oberflächenseite der thermoelektrischen Wandler 16 transportiert.
  • Solange das Aufheizen des Katalysators 4 nicht beendet ist, kann dementsprechend eine große Wärmemenge zum Katalysator 4 transportiert werden. Daher kann das Aufheizen des Katalysators 4 frühzeitig beendet werden. Nachdem das Aufheizen des Katalysators 4 beendet ist, kann des Weiteren eine große Wärmemenge zu den thermoelektrischen Wandlern 16 transportiert werden. Dementsprechend lässt sich die erzeugte Strommenge erhöhen.
  • Des Weiteren wechselt in dem Wärmerückgewinnungssystem M3 dieser Ausführungsform der Erfindung durch die Verwendung zweier Wärmerohrtypen, deren Betriebsstarttemperatur verschieden sind, der Abschnitt, zu dem die im Abgas enthaltene Wärme transportiert wird, zwischen dem Katalysator 4 und den thermoelektrischen Wandlern 16. Daher ist es nicht notwending, eine Steuervorrichtung, eine Ein-/Ausschalteinrichtung oder einen Temperatursensor zum Erfassen der Temperatur des Katalysators 4 vorzusehen. Dementsprechend lässt sich die Konfiguration des Wärmerückgewinnungssystems vereinfachen.
  • Anschließend wird eine vierte Ausführungsform der Erfindung beschrieben. 9 ist eine schematische Darstellung, die eine Konfiguration eines Wärmerückgewinnungssystems M4 der vierten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
  • Wie in Fig. gezeigt 9 ist, umfasst das Wärmerückgewinnungssystem M4 dieser Ausführungsform den Verbrennungsmotor 1 und das mit dem (nicht gezeigten) Schalldämpfer verbundene Abgasrohr 2. Das aus dem Verbrennungsmotor 1 ausgestoßene Abgas strömt im Abgasrohr 2. Das Wärmerückgewinnungsabschnitt 3 und der Katalysator 4 sind im Abgasrohr 2 vorgesehen. Der Katalysator 4 und der Wärmerückgewinnungsabschnitt 3 sind in dieser Reihenfolge in Abgasströmungsrichtung von stromaufwärts nach stromabwärts vorgesehen.
  • Ein Wärmerohr 40 ist an dem einen Endabschnitt mit dem Wärmerückgewinnungsabschnitt 3 und an dem anderen Endabschnitt mit dem Katalysator 4 verbunden. Die Betriebsstarttemperatur des Wärmerohrs 40 ist so festgelegt, dass sie in einem breiten Bereich liegt, in dessen Mitte die Aktivierungstemperatur des Katalysators 4 liegt.
  • In dem so konfigurierten Wärmerückgewinnungssystem M4 dieser Ausführungsform wird, wenn der Betrieb des Verbrennungsmotors 1 gestartet wird, Abgas aus dem Verbrennungsmotor 1 in das Abgasrohr 2 ausgestoßen. Das aus dem Verbrennungsmotor 1 ausgestoßene Abgas strömt im Abgasrohr 2, strömt durch den Katalysator 4 und durch den Wärmerückgewinnungsabschnitt 3, und wird über den (nicht gezeigten) Schalldämpfer an die Außenumgebung des Fahrzeugs abgegeben.
  • Wenn der Warmlauf des Verbrennungsmotors 1 und das Aufheizen des Katalysators 4 noch nicht beendet sind, wird das Abgas nach der Strömung im Abgasrohr 2 und in den Katalysator 4 zum Aufheizen des Katalysators 4 verwendet und anschließend nach stromabwärts abgegeben. Obwohl im Katalysator 4 im Abgas enthaltene Wärme zurückgewonnen wird, kann die im Abgas enthaltene Wärme im Katalysator 4 nicht vollständig zurückgewonnen werden. Im Wärmerückgewinnungssystem M4 dieser Ausführungsform ist der Wärmerückgewinnungsabschnitt 3 stromabwärts des Katalysators 4 vorgesehen.
  • Das aus dem Katalysator 4 austretende Abgas enthält noch Wärme. Die Restwärme im Abgas wird in dem stromabwärts des Katalysators 4 vorgesehenen Wärmerückgewinnungsabschnitt 3 zurückgewonnen. Das Wärmerohr 40 ist zwischen dem Wärmerückgewinnungsabschnitt 3 und dem Katalysator 4 angeorndet und verbindet den Wärmerückgewinnungsabschnitt 3 mit dem Katalysator 4. Die im Wärmerückgewinnungsabschnitt 3 zurückgewonnene Wärme kann daher zum Katalysator 4 transportiert werden. Auf diese Weise wird die Wärme, die im Katalysator 4 aus dem Abgas nicht zurückgewonnen werden konn te, d. h. die Restwärme, die in dem aus dem Katalysator 4 austretenden Abgas enthalten ist, im Wärmerückgewinnungsabschnitt 3 zurückgewonnen und anschließend über das Wärmerohr 40 zum Katalysator 4 transportiert, wodurch das Aufheizen des Katalysators 4 frühzeitig beendet werden kann.
  • Nach der Beendigung des Warmlaufs des Verbrennungsmotors 1 und des Aufheizens des Katalysators 4 strömt in das Abgasrohr 2 Abgas, das eine große Wärmemenge enthält. Da das Aufheizen des Katalysators 4 zu diesem Zeitpunkt beendet ist, haben sich die Temperatur an der Außenseite des Katalysators 4 und die Temperatur an der Innenseite des Katalysators 4 einander im Wesentlichen angeglichen. Das Abgas, das eine große Wärmemenge enthält, strömt aus dem Abgasrohr 2 in den Katalysator 4. Da das Aufheizen des Katalysators 4 zu diesem Zeitpunkt beendet ist, könnte der Katalysator infolge der hohen Temperatur beschädigt werden für den Fall, dass eine große Wärmemenge zum Katalysator 4 transportiert wird.
  • Im Wärmerückgewinnungssystem M4 dieser Ausführungsform ist das Wärmerohr 40 zwischen dem Katalysator 4 und dem Wärmerückgewinnungsabschnitt 3 vorgesehen, um den Katalysator 4 mit dem Wärmerückgewinnungsabschnitt 3 zu verbinden. Da die Temperatur im Katalysator 4 im Wesentlichen der Temperatur außerhalb des Katalysators 4 entspricht, ist die Temperatur des Katalysators 4 höher als die Temperatur des Wärmerückgewinnungsabschnitts 3. Daher kann über das Wärmerohr 40 überschüssige Wärme, die zum Katalysator 4 transportiert wurde, zum Wärmerückgewinnungsabschnitt 3 transportiert werden. Da die überschüssige Wärme zum Wärmerückgewinnungsabschnitt 3 transportiert werden kann, lässt sich somit verhindern, dass der Katalysator 4 infolge einer hohen Temperatur beschädigt wird.
  • In der vierten Ausführungsform der Erfindung ist kein thermoelektrischer Wandler vorgesehen. Jedoch kann ein thermoelektrischer Wandler in Abgasströmungsrichtung beispielsweise stromabwärts des Wärmerückgewinnungsabschnitts 3 im Abgasrohr 2 vorgesehen werden.
  • In diesem Fall würde der thermoelektrische Wandler solange keinen Strom erzeugen, bis das Aufheizen des Katalysators 4 beendet ist. Daher wird eine frühzeitige Beendigung des Aufheizens des Katalysators 4 nicht durch eine Stromerzeugung durch den thermoelektrischen Wandler verhindert. Des Weiteren kann nach der Beendigung des Aufheizens des Katalysators 4 die aus dem Katalysator 4 über das Wärmerohr 40 zum Wärmerückgewinnungsabschnitt 3 transportierte Wärme zur Stromerzeugung durch den thermoelektrischen Wandler genutzt werden. Weiter kann durch eine Verbindung des thermoelektrischen Wandlers mit dem Wärmerückgewinnungsabschnitt 3 über ein Wärmerohr, dessen Betriebsstarttemperatur größer ist als die Aktivierungstemperatur des Katalysators 4, derselbe Effekt erzielt werden.
  • Im Folgenden wird eine fünfte Ausführungsform der Erfindung beschrieben. 10A und 10B sind schematische Darstellungen, die jeweils ein Wärmerückgewinnungssystem der fünften Ausführungsform der Erfindung zeigen.
  • Wie in 10A gezeigt ist, umfasst das Wärmerückgewinnungssystem M5 dieser Ausführungsform den Verbrennungsmotor 1 und das mit dem (nicht gezeigten) Schalldämpfer verbundene Abgasrohr 2 auf. Das aus dem Verbrennungsmotor 1 ausgestoßene Abgas strömt im Abgasrohr 2. Der Wärmerückgewinnungsabschnitt 3 und der Katalysator 4 sind im Abgasrohr 2 vorgesehen. Der Wärmerückgewinnungsabschnitt 3 und der Katalysator 4 sind im Abgasrohr 2 in dieser Reihenfolge in Abgasströmungsrichtung von stromaufwärts nach stromabwärts vorgesehen.
  • Ein Wärmerohr 50 ist an dem einen Endabschnitt mit dem Wärmerückgewinnungsabschnitt 3 und an dem anderen Endab schnitt mit dem Stromerzeugungsabschnitt 6 verbunden. Des Weiteren ist das Wärmerohr 50 so vorgesehen, dass es sich durch den Katalysator 4 erstreckt. Die Betriebsstarttemperatur des Wärmerohrs 50 ist gleich der oder kleiner als die Aktivierungstemperatur des Katalysators 4 festgelegt. Wenn die Temperatur des Wärmerohrs 50 über die Aktivierungstemperatur des Katalysators 4 hinaus geht, kann das Heizmittel am Katalysator 4 nicht verflüssigt und keine Wärme zum Katalysator 4 transportiert werden.
  • In dem so konfigurierten Wärmerückgewinnungssystem M5 dieser Ausführungsform wird, wenn der Betrieb des Verbrennungsmotors 1 gestartet wird, das Abgas aus dem Verbrennungsmotor 1 in das Abgasrohr 2 ausgestoßen. Das aus dem Verbrennungsmotor 1 ausgestoßene Abgas strömt im Abgasrohr 2, strömt durch den Wärmerückgewinnungsabschnitt 3 und den Katalysator 4 und wird aus dem (nicht gezeigten) Schalldämpfer abgegeben.
  • Nach der Strömung des Abgases im Abgasrohr 2 und in den Wärmerückgewinnungsabschnitt 3 wird die im Abgas enthaltene Wärme im Wärmerückgewinnungsabschnitt 3 zurückgewonnen. Die im Wärmerückgewinnungsabschnitt 3 zurückgewonnene Wärme wird über das Wärmerohr 50 zum Katalysator 4 transportiert und zum Stromerzeugungsabschnitt 6. Die über das Wärmerohr 50 zum Katalysator 4 transportierte Wärme wird zum Katalysator 4 transportiert, bevor die Temperatur des Katalysators 4 die Aktivierungstemperatur erreicht hat. Das Aufheizen des Katalysators 4 wird durch die aus dem Wärmerückgewinnungsabschnitt 3 über das Wärmerohr 50 zugeführte Wärme gefördert. Auf diese Weise kann das Aufheizen des Katalysators 4 frühzeitig beendet werden.
  • Nach der Beendigung des Warmlaufs des Verbrennungsmotors 1 und des Aufheizens des Katalysators 4, kann, wenn die Abgastemperatur hoch wird, das Heizmittel im Wärmerohr 50 am Katalysator 4 nicht verflüssigt werden. Dementspre chend wird die im Wärmerückgewinnungsabschnitt 3 zurückgewonnene Wärme durch den Katalysator 4 hindurch und zum Stromerzeugungsabschnitt 6 transportiert. Das Heizmittel wird am Stromerzeugungsabschnitt 6 verflüssigt. Auf diese Weise wird die Wärme zum Stromerzeugungsabschnitt 6 transportiert, und zwar zu der einen Oberflächenseite der thermoelektrischen Wandler 16 im Stromerzeugungsabschnitt 6, wodurch der Stromerzeugungswirkungsgrad der thermoelektrischen Wandler 16 verbessert wird.
  • Im Wärmerückgewinnungssystem M5 dieser Ausführungsform wird die im Wärmerückgewinnungsabschnitt 3 zurückgewonnene Wärme solange zum Katalysator 4 transportiert, bis das Aufheizen des Katalysators 4 beendet ist. Nach der Beendigung des Aufheizens des Katalysators 4 wird die Wärme zu den thermoelektrischen Wandlern 16 transportiert. Dementsprechend kann das Aufheizen des Katalysators 4 frühzeitig beendet und der Stromerzeugungswirkungsgrad des thermoelektrischen Wandlers 16 verbessert werden.
  • In dieser Ausführungsform ist der Wärmerückgewinnungsabschnitt 3 in Abgasströmungsrichtung stromaufwärts des Katalysators 4 angeordnet. Wie in Fig. gezeigt 10B ist, kann der Wärmerückgewinnungsabschnitt 3 aber auch stromabwärts des Katalysators 4 in Abgasströmungsrichtung angeordnet sein. In diesem Fall können der Wärmerückgewinnungsabschnitt für den Stromerzeugungsabschnitt 6 und der Wärmerückgewinnungsabschnitt für das Aufheizen des Katalysators 4 in einer Einheit vorgesehen sein, anstatt dass der Wärmerückgewinnungsabschnitt für den Stromerzeugungsabschnitt 6 und der Wärmerückgewinnungsabschnitt für das Aufheizen des Katalysators 4 separat vorgesehen sind.
  • Obwohl die Erfindung anhand beispielhafter Ausführungsformen beschrieben wurde, sei darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf die beispielhaften Ausführungsformen oder Konstruktionen beschränkt ist. Die Erfindung soll vielmehr auch verschiedene Abwandlungen und äquivalente Anordung innerhalb des Schutzbereichs der Ansprüche erfassen. Wenngleich die verschiedene Elemente der beispielhaften Ausführungsformen in verschiedenen beispielhaften Kombinationen und Konfigurationen gezeigt sind, sind andere Kombinationen und Konfigurationen mit mehreren oder wenigeren Elementen ebenfalls vom Grundgedanken der Erfindung erfasst.

Claims (1)

  1. Wärmerückgewinnungssystem mit: einem Abgasrohr (2), in dem aus einem Verbrennungsmotor (1) ausgestoßenes Abgas strömt; einem Katalysator (4), der das Abgas reinigt; einem am Abgasrohr (2) angebrachten Wärmerückgewinnungsabschnitt (3); und einem thermoelektrischen Wandler (16), der im Wege einer thermoelektrischen Umwandlung Strom erzeugt; dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin Folgendes aufweist: ein Wärmerohr (50), das den Wärmerückgewinnungsabschnitt (3) mit dem thermoelektrischen Wandler (16) verbindet und sich durch den Katalysator (4) erstreckt, und das im Wärmerückgewinnungsabschnitt (3) zurückgewonnene Wärme zum Katalysator (4) und den thermoelektrischen Wandler (16) transportiert, wobei die Betriebsstarttemperatur des Wärmerohrs (50) gleich der oder niedriger als die Aktivierungstemperatur des Katalysators (4) festgelegt ist und die im Wärmerückgewinnungsabschnitt (3) zurückgewonnene Wärme über das Wärmerohr (50) zum Katalysator (4) und anschließend zum thermoelektrischen Wandler (16) transportiert wird.
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* 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
JP4055728B2 (ja) * 2004-03-19 2008-03-05 トヨタ自動車株式会社 排熱回収装置
US7253353B2 (en) * 2004-06-30 2007-08-07 General Motors Corporation Thermoelectric augmented hybrid electric propulsion system
JP4479488B2 (ja) * 2004-12-01 2010-06-09 株式会社デンソー 排気発電装置
US7610993B2 (en) * 2005-08-26 2009-11-03 John Timothy Sullivan Flow-through mufflers with optional thermo-electric, sound cancellation, and tuning capabilities
US7600375B2 (en) * 2006-02-14 2009-10-13 Ford Global Technologies, Llc Catalytic device with fuel cell portion and catalytic conversion portion
US7915516B2 (en) * 2006-05-10 2011-03-29 The Boeing Company Thermoelectric power generator with built-in temperature adjustment
GB0618867D0 (en) * 2006-09-25 2006-11-01 Univ Sussex The Vehicle power supply system
US8100216B2 (en) * 2006-12-19 2012-01-24 Bradley Wayne Bartilson Hybrid drivetrain with waste heat energy conversion into electricity
US7808214B2 (en) 2006-12-19 2010-10-05 Bradley Wayne Bartilson Short-cycling serial hybrid drivetrain with high power density storage
US8556009B2 (en) * 2006-12-19 2013-10-15 Bradley Wayne Bartilson Safe, super-efficient, four-wheeled vehicle employing large diameter wheels with continuous-radius tires, with leaning option
JP5128866B2 (ja) * 2007-07-10 2013-01-23 株式会社アツミテック 車両の推進装置
US7797938B2 (en) * 2007-07-31 2010-09-21 Caterpillar Inc Energy recovery system
JP2009051386A (ja) * 2007-08-28 2009-03-12 Fujikura Ltd 自動車の余熱利用発電装置及び余熱利用発電方法
DE102008005334A1 (de) * 2008-01-21 2009-07-30 Christian Vitek Thermoelektrischer Generator
JP5289819B2 (ja) * 2008-05-14 2013-09-11 トヨタ自動車株式会社 熱交換器、及び、熱電発電装置
JP4656193B2 (ja) * 2008-06-17 2011-03-23 株式会社デンソー 触媒の暖機制御装置
US8341950B2 (en) * 2008-07-18 2013-01-01 Ford Global Technologies, Llc Engine exhaust system having a thermoelectric conversion device and a heat pipe
US8793992B2 (en) * 2008-07-28 2014-08-05 Spansion Llc Thermoelectric device for use with Stirling engine
JP2010059960A (ja) * 2008-08-08 2010-03-18 Toyota Motor Corp 排気熱回収装置
JPWO2010026662A1 (ja) * 2008-09-08 2012-01-26 トヨタ自動車株式会社 車両の制御装置
JP5195381B2 (ja) * 2008-12-11 2013-05-08 株式会社デンソー 排気熱回収装置
DE102008063487A1 (de) * 2008-12-17 2010-06-24 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Vorrichtung zur Erzeugung elektrischer Energie aus einem Abgas
US20100154394A1 (en) * 2008-12-22 2010-06-24 Exxonmobil Research And Engineering Company Exhaust heat recovery system
WO2010112958A1 (en) * 2009-03-30 2010-10-07 Renault Trucks Internal combustion engine arrangement comprising a particulate filter and a thermoelectric device
US8552283B2 (en) * 2010-01-11 2013-10-08 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Thermoelectric application for waste heat recovery from semiconductor devices in power electronics systems
DE102010001417A1 (de) * 2010-02-01 2011-08-04 Robert Bosch GmbH, 70469 Wärmetauscher für thermoelektrische Generatoren
DE102010042271A1 (de) * 2010-10-11 2012-04-12 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung für ein Temperaturmanagement einer Abgasreinigungsanlage
SE535355C2 (sv) * 2010-11-08 2012-07-03 Scania Cv Ab Avgasefterbehandlingsanordning och förfarande för efterbehandling av avgaser
FR2968714B1 (fr) * 2010-12-08 2015-04-10 IFP Energies Nouvelles Procede et dispositif de controle de la temperature des gaz d'echappement d'un moteur a combustion interne traversant un moyen de traitement des polluants contenus dans ces gaz
DE102010054640A1 (de) * 2010-12-15 2012-06-21 Benteler Automobiltechnik Gmbh Wärmetauscher
US9540982B2 (en) * 2011-03-18 2017-01-10 Basf Se Exhaust train having an integrated thermoelectric generator
CN103256581A (zh) * 2013-05-03 2013-08-21 福建工程学院 一种机动车led前大灯散热系统
TWI527959B (zh) * 2014-08-20 2016-04-01 財團法人工業技術研究院 廢熱交換結構
KR20160063000A (ko) * 2014-11-26 2016-06-03 현대자동차주식회사 열전 발전장치
US10018079B2 (en) * 2015-01-23 2018-07-10 Ford Global Technologies, Llc Thermodynamic system in a vehicle
EP3165735B1 (de) * 2015-11-06 2018-05-23 C.R.F. Società Consortile per Azioni Einheit zur umwandlung von thermischer energie
CN105383321A (zh) * 2015-12-10 2016-03-09 上海电机学院 车辆夜行安全警示系统
WO2017163256A1 (en) * 2016-03-21 2017-09-28 Abhishek Singh Automotive temperature and pollutant regulating module
US10174659B2 (en) 2016-07-08 2019-01-08 Toyota Manufacturing Engineering & Manufacturing North America, Inc. Switchable radiative energy harvesting systems
JP6354811B2 (ja) * 2016-09-01 2018-07-11 マツダ株式会社 エンジンの排熱回収装置
CN109083722A (zh) * 2017-06-14 2018-12-25 天纳克（苏州）排放系统有限公司 发动机排气后处理混合装置及其后处理装置与应用
GB2564431B (en) * 2017-07-10 2019-07-17 Ford Global Tech Llc A system and method for heating a vehicle catalytic converter
GB2564520B (en) * 2017-07-10 2019-07-17 Ford Global Tech Llc A system and method for heating a vehicle catalytic converter
CN107612425A (zh) * 2017-10-13 2018-01-19 大连海事大学 多级式热管强化换热的船舶废气余热温差发电装置及发电方法
KR102406140B1 (ko) * 2017-10-30 2022-06-07 현대자동차 주식회사 배기열 회수장치
CN108930580B (zh) * 2018-07-24 2019-09-17 湖州新兴汽车部件有限公司 一种具有热回收功能的排气歧管
KR102598538B1 (ko) * 2018-10-22 2023-11-03 현대자동차주식회사 차량용 배기 테일 트림
DE102019120283B4 (de) * 2019-07-26 2024-05-02 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Motorsystem und Verfahren zum Betreiben eines Motorsystems
CN111337535A (zh) * 2020-04-02 2020-06-26 南京航空航天大学 一种热管传热性能测试装置及其测试方法
CN111842064A (zh) * 2020-07-08 2020-10-30 东莞市创明电池技术有限公司 一种锂电池化成分容产热回收利用系统

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2441049A1 (de) * 1974-08-27 1976-03-18 Bosch Gmbh Robert Anlage zur abgasentgiftung von brennkraftmaschinen
JP2003065045A (ja) * 2001-08-24 2003-03-05 Toyota Motor Corp 排気熱回収装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT1182849B (it) * 1985-09-03 1987-10-05 Ital Idee Srl Apparecchiatura ad effetto termoelettrico per la generazione di corrente in veicoli a motore endotermico e simili, con recupero del calore dissipato all'esterno
JPH0712005A (ja) * 1993-06-23 1995-01-17 Nippondenso Co Ltd 車両用の電子制御装置
JPH10227238A (ja) * 1997-02-13 1998-08-25 Nissan Motor Co Ltd 車両の電気エネルギ供給装置
US5968456A (en) * 1997-05-09 1999-10-19 Parise; Ronald J. Thermoelectric catalytic power generator with preheat
US7150147B2 (en) 2002-12-26 2006-12-19 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust system
JP2005223132A (ja) * 2004-02-05 2005-08-18 Toyota Motor Corp 内燃機関の熱電発電装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2441049A1 (de) * 1974-08-27 1976-03-18 Bosch Gmbh Robert Anlage zur abgasentgiftung von brennkraftmaschinen
JP2003065045A (ja) * 2001-08-24 2003-03-05 Toyota Motor Corp 排気熱回収装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP 2003065045 A (Patent Abstracts of Japan)
Patent Abstracts of Japan & JP 2003065045 A *

Also Published As

Publication number Publication date
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