DE102015205197A1 - Klemmthermoelektrisches Generatorsystem eines Verbrennungsmotors - Google Patents

Klemmthermoelektrisches Generatorsystem eines Verbrennungsmotors Download PDF

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Abstract

Es wird ein thermoelektrisches Generatorsystem eines Verbrennungsmotors bereitgestellt, das eine isolierende Wärmeschutzabdeckung enthält, die in einem Verbrennungsmotor installiert ist. Außerdem ist eine Einheit an einem oberen Ende der Wärmeschutzabdeckung zur gleichmäßigen Verteilung der Wärmeenergie angeordnet, um die an einem oberen Ende eines Abgaskrümmers des Verbrennungsmotors angebrachte Wärmeschutzabdeckung zum Schutz der Verdrahtung gegen die Abwärme zu verwenden. Demzufolge wird die vom Abgaskrümmer abgegebene Wärmeenergie absorbiert, um elektrische Energie mittels der vom Abgaskrümmer abgegebenen Abwärme zu erzeugen, ohne sich auf den Katalysator auszuwirken, um die Kraftstoffeffizienz des Verbrennungsmotors mit innerer Verbrennung zu verbessern. Ferner wird Wärme durch Leitung bei einer bestimmten Temperatur oder darüber und Wärme durch Strahlung und Konvektion bei einer Temperatur unter der bestimmten Temperatur übertragen, um die Effizienz zu erhöhen.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft ein thermoelektrisches Generatorsystem eines Verbrennungsmotors und insbesondere ein thermoelektrisches Generatorsystem eines Verbrennungsmotors, das die Kraftstoffeffizienz eines Motors mit innerer Verbrennung durch die Erzeugung elektrischer Energie aus der vom Verbrennungsmotor erzeugten heißen Abwärme verbessert.
  • HINTERGRUND
  • Die thermoelektrische Generatortechnologie für ein Fahrzeug ist allgemein eine Technologie zur Verbesserung der Kraftstoffeffizienz durch die Erzeugung elektrischer Energie mittels eines thermoelektrischen Elements, das in Hochtemperatur-Wärmequellenteilen eines Fahrzeugs wie einer Auspuffanlage und einem Verbrennungsmotorteil zusammen mit einem Kühlsystem installiert ist, um Elektronen auf Basis des Temperaturgradienten zu bewegen. Das vorhandene thermoelektrische Generatorsystem für ein Fahrzeug führt die thermoelektrische Erzeugung aus, indem ein thermoelektrisches Generatormodul in ein Auspuffrohr installiert wird.
  • In der Zwischenzeit ist eine Technologie entwickelt worden, bei der das thermoelektrische Generatormodul in einem kreisrunden Rohr des Auspuffrohrs so installiert wird, dass das thermoelektrische Generatormodul das Auspuffrohr umgibt. Wenn jedoch das thermoelektrische Generatormodul im vorhandenen kreisrunden Rohr so installiert wird, dass das thermoelektrische Generatormodul das Auspuffrohr umgibt, ist die Nutzung der vom Verbrennungsmotorteil erzeugten heißesten Abwärme eingeschränkt, und das ebene thermoelektrische Generatormodul lässt sich nicht leicht in das gekrümmte kreisrunde Rohr einbauen. Wenn außerdem ein Temperaturbereich des Auspuffrohrs definiert ist, können nur solche thermoelektrischen Generatormodule, die dem Temperaturbereich entsprechen, verwendet werden, und deshalb ist eine Leistungsverbesserung nur eingeschränkt möglich.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Die vorliegende Offenbarung stellt ein thermoelektrisches Generatorsystem eines Verbrennungsmotors bereit, das die Kraftstoffeffizienz eines Verbrennungsmotors mit innerer Verbrennung verbessert, indem es elektrische Energie aus der heißen Abwärme erzeugt, die vom Verbrennungsmotor erzeugt wird.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung kann ein thermoelektrisches Generatorsystem eines Verbrennungsmotors enthalten: eine in einem Verbrennungsmotor eingebaute isolierende Wärmeschutzabdeckung; und eine Einheit, die an einem oberen Ende der Wärmeschutzabdeckung angebracht ist, um die Wärmeenergie gleichmäßig zu verteilen.
  • Die Einheit kann insbesondere enthalten: einen Wärmeverteiler, der an einem unteren Abschnitt angeordnet sein kann und einen Heißteil-Wärmeverteiler und einen Kaltteil-Wärmeverteiler enthält; ein thermoelektrisches Generatormodul, das an einem oberen Abschnitt des Wärmeverteilers angeordnet ist, um die thermoelektrische Erzeugung auszuführen; und einen Kühlmantel, der an einem oberen Abschnitt des thermoelektrischen Generatormoduls zur Kühlung angeordnet ist.
  • Die Wärmeschutzabdeckung kann eine Graphitfolie auf einer ebenen Aluminiumfläche zur Wärmeleitung und Absorption der Strahlungswärme enthalten. Die Einheit kann durch aufeinanderfolgendes Stapeln des Heißteil-Wärmeverteilers, der Graphitfolie, des thermoelektrischen Generatormoduls, der Graphitfolie, des Kaltteil-Wärmeverteilers und des Kühlmantels konfiguriert sein. Im Kühlmantel kann ein U-förmiges Wasserkühlrohr eingesetzt sein.
  • Ferner kann die Wärmeschutzabdeckung in einem Abgaskrümmer des Verbrennungsmotors eingebaut sein, und das obere Ende der Wärmeschutzabdeckung kann so konfiguriert sein, dass es Wärmeenergie durch Konvektion/Strahlung oder Leitung auf Basis einer Temperatur wandelt, und sie kann die Einheit zum Übertragen der Wärmeenergie durch Leitung bei einer spezifischen Temperatur oder darüber und zum Übertragen der Wärmeenergie durch Strahlung oder Konvektion bei einer Temperatur, die unter der spezifischen Temperatur liegt, enthalten. Die Wärmeschutzabdeckung kann eine Umgehungsvorrichtung enthalten, die zum Betreiben eines Generatorsystems mittels der von der Wärmeschutzabdeckung während des erstmaligen Startens abgestrahlten Wärmeenergie konfiguriert ist, um elektrische Energie zu erzeugen und die thermoelektrische Leistung durch Leitung zu verbessern.
  • Die Umgehungsvorrichtung kann enthalten: eine hochwärmeleitfähige Säule mit einer internen Struktur aus einem Wärmerohr, die beweglich ist; einen Kühlwassermantel über der Säule; und einen Behälter, der zum senkrechten Bewegen der Säule mittels Hochdruckdampf konfiguriert ist. Der Behälter kann enthalten: eine erste Kammer, in der Kondenswasser aufgenommen ist; und eine zweite Kammer, die mit der ersten Kammer in Verbindung steht, wobei die Säule darin eingesetzt ist. Beim Einheitsmodul kann das thermoelektrische Generatormodul zwischen dem Heißteil-Wärmeverteiler und dem Kaltteil-Wärmeverteiler eingesetzt sein, die mit der Säule in Kontakt stehen, und die Graphitfolie kann an jeder Berührungsfläche angebracht sein, um den Widerstand beim Wärmeübergang an der Berührungsfläche zu minimieren.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die obigen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung erschließen sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung in Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen.
  • 1 ist ein beispielhaftes Diagramm eines thermoelektrischen Generatorsystems eines Verbrennungsmotors gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung;
  • 2 ist ein beispielhaftes Diagramm einer Wärmeschutzabdeckung des thermoelektrischen Generatorsystems eines Verbrennungsmotors gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung;
  • 3 ist ein beispielhaftes Diagramm einer Säule einer Umgehungsvorrichtung des thermoelektrischen Generatorsystems eines Verbrennungsmotors gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung;
  • 4 ist eine beispielhafte Vorderansicht der Umgehungsvorrichtung der Wärmeschutzabdeckung des thermoelektrischen Generatorsystems eines Verbrennungsmotors gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung;
  • 5 ist eine beispielhafte Seitenansicht der Umgehungsvorrichtung der Wärmeschutzabdeckung des thermoelektrischen Generatorsystems eines Verbrennungsmotors gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung; und
  • 6 und 7 sind beispielhafte Diagramme einer Einheit, die für die Wärmeschutzabdeckung des thermoelektrischen Generatorsystems eines Verbrennungsmotors gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung verwendet wird.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Es versteht sich, dass der Begriff ”Fahrzeug” oder ”fahrzeugtechnisch” oder andere ähnliche hierin verwendete Begriffe allgemein Kraftfahrzeuge betreffen, wie Personenkraftwagen, einschließlich Komfort-Geländewagen (sports utility vehicles; SUV), Busse, Lastkraftwagen, verschiedene Nutzfahrzeuge, Wassermotorfahrzeuge einschließlich verschiedene Boote und Schiffe, Luftfahrzeuge und dgl. und auch Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor, Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeuge (an der Steckdose aufladbar), Fahrzeuge mit Wasserstoffantrieb und andere Fahrzeuge für alternative Kraftstoffe (z. B. Kraftstoffe, die aus anderen Ressourcen als Erdöl gewonnen werden) umfasst.
  • Obwohl das Ausführungsbeispiel so beschrieben wird, dass eine Mehrzahl Einheiten den beispielhaften Prozess ausführt, versteht es sich, dass der beispielhafte Prozess auch von einem oder einer Mehrzahl Module ausgeführt werden kann.
  • Die hierin verwendete Terminologie hat den Zweck, nur bestimmte Ausführungsformen zu beschreiben und soll die Erfindung nicht einschränken. Wie hierin verwendet sollen die Singularformen ”einer, eine, eines” und ”der, die, das” auch die Pluralformen umfassen, sofern der Zusammenhang nicht eindeutig etwas anderes angibt. Außerdem versteht es sich, dass der Begriff ”aufweisen” und/oder ”aufweisend” bei Verwendung in dieser Beschreibung das Vorhandensein angegebener Merkmale, ganzzahliger Größen, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Bauteile angibt, aber nicht das Vorhandensein oder das Hinzufügen eines oder mehrerer anderer Merkmale, ganzzahliger Größen, Schritte, Operationen, Elemente, Bauteile und/oder Gruppen derselben ausschließt, sofern nicht ausdrücklich gegenteilig angegeben. Wie hierin verwendet umfasst die Formulierung ”und/oder” jede Kombination einer oder mehrerer der zusammengehörigen aufgeführten Positionen.
  • Sofern nicht ausdrücklich angegeben oder aus dem Zusammenhang offensichtlich, ist der Begriff ”etwa, ca.” wie hierin verwendet so zu verstehen, dass er sich auf Werte innerhalb des normalen Toleranzbereichs der Technik bezieht, z. B. auf zwei Standardabweichungen vom Mittelwert. ”Etwa” oder ”ca.” kann als innerhalb von 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0,5%, 0,1%, 0,05% oder 0,01% des angegebenen Wertes verstanden werden. Sofern aus dem Zusammenhang nicht anderweitig klar hervorgeht, sind alle hierin enthaltenen numerischen Werte durch den Begriff ”etwa, ca.” modifiziert.
  • Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung werden unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen ausführlich beschrieben. Wie in den 1 bis 7 dargestellt kann ein thermoelektrisches Generatorsystem eines Verbrennungsmotors gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung eine Wärmeschutzabdeckung 100 enthalten, die in einem Verbrennungsmotor 10 installiert ist, und eine Einheit 200, die an der Wärmeschutzabdeckung 100 angebracht ist.
  • Wie in den 1 und 2 dargestellt kann die Wärmeschutzabdeckung 100 ein Isolierelement sein, das zum Schutz der Verdrahtung gegen die sehr hohe Temperatur eines Abgaskrümmers zum Anbau eines thermoelektrischen Generatormoduls, das Abwärme vom Verbrennungsmotor 10 nutzt, in einem Verbrennungsmotorteil angebracht ist. Wie in 6 dargestellt kann die Einheit 200 an einem oberen Ende der Wärmeschutzabdeckung 100 angebracht sein, um die Wärmeenergie gleichmäßig zu verteilen.
  • Bei dieser Konfiguration kann die Einheit 200 einen Wärmeverteiler 210, ein thermoelektrisches Generatormodul 220 und einen Kühlmantel 230 enthalten und kann an der Wärmeschutzabdeckung 100 befestigt sein, um ein Generatorsystem zu betreiben. Der Wärmeverteiler 210 kann an einem unteren Abschnitt der Einheit 200 angebaut sein und kann einen Heißteil-Wärmeverteiler 211 und einen Kaltteil-Wärmeverteiler 212 enthalten. Außerdem kann das thermoelektrische Generatormodul 220 an einem oberen Abschnitt des Wärmeverteilers 210 angebaut sein, um die thermoelektrische Erzeugung auszuführen, und der Kühlmantel 230 kann zur Kühlung über dem thermoelektrischen Generatormodul 220 angeordnet sein.
  • In der verwandten Technik wird eine Abdeckung verwendet, die als zweilagige Aluminiumschicht konfiguriert ist, um Luft einzuschließen und die Wärmeisolierungsleistung zu verbessern, aber die Wärmeschutzabdeckung 100 gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung kann mit einer Graphitfolie auf einer ebenen Aluminiumfläche zur Wärmeleitung und zur Absorption von Strahlungswärme versehen sein. Insbesondere kann die Einheit 200 durch aufeinanderfolgendes Stapeln des Heißteil-Wärmeverteilers 211, der Graphitfolie, des thermoelektrischen Generatormoduls 220, der Graphitfolie, des Kaltteil-Wärmeverteilers 212 und des Kühlmantels 230 an einem oberen Abschnitt der Wärmeschutzabdeckung 100 konfiguriert sein. Insbesondere kann ein U-förmiges Wasserkühlrohr in den Kühlmantel 230 eingesetzt sein.
  • Ferner kann die Graphitfolie eingelegt werden, um den Widerstand beim Wärmeübergang an der Berührungsfläche zu minimieren und Vibrationen zu dämpfen, und der Wärmeverteiler 210 kann ein thermoelektrisches Element sein und eine Schicht kann eingelegt werden, um die Wärme gleichmäßig an das thermoelektrische Element zu übertragen. Insbesondere können der Wärmeverteiler 210 und das thermoelektrische Generatormodul 220 aneinander befestigt sein, indem sie mit mindestens 200 psi zusammengepresst werden, um den Wärmeübergang zu maximieren.
  • Ferner kann gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung ein unterer Heißteil-Wärmeverteiler 211 größer dimensioniert sein als der Kaltteil-Wärmeverteiler 212, um zu verhindern, dass die Temperaturverteilung aufgrund der Kühlung um den Rand des thermoelektrischen Generatormoduls 220 ungleichmäßig ist, und um einen Befestigungsteil mit der Wärmeschutzabdeckung 100 sicherzustellen. Die Oberflächentemperatur der Wärmeschutzabdeckung 100 kann aufgrund der Strahlungswärme vom Abgaskrümmer auf Basis der Betriebsbedingungen unterschiedlich sein, liegt aber im Allgemeinen im Bereich von ca. 150 bis 350°C in einem Abschnitt von ca. 1500 bis 4500 U/min.
  • Gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung kann die Wärmeschutzabdeckung 100 im Abgaskrümmer des Verbrennungsmotors 10 installiert sein, und das obere End der Wärmeschutzabdeckung 100 kann zum Wandeln der Wärmeenergie durch Konvektion/Strahlung oder Leitung auf Basis der Temperatur konfiguriert sein. Das obere Ende der Wärmeschutzabdeckung 100 an der Einheit 200 angebracht sein, um Wärmeenergie durch Leitung bei einer bestimmten Temperatur oder darüber und Wärmeenergie durch Strahlung oder Konvektion bei einer Temperatur unter der bestimmten Temperatur zu übertragen.
  • Gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung wie in 1 dargestellt können die Wärmeschutzabdeckung 100 und die Einheit 200 im Verbrennungsmotor 10 eingebaut sein, um die vom Abgaskrümmer abgestrahlte Wärmeenergie zu nutzen. Wie in den 2A bis C dargestellt ist, kann insbesondere die Wärmeschutzabdeckung 100, die zur Übertragung der Wärmeenergie durch Leitung zur Ausführung der thermoelektrischen Erzeugung konfiguriert sein kann, eine Klemmstruktur aufweisen, in der Befestigungsteile eines oberen Endes und eines unteren Endes voneinander getrennt sind.
  • Da außerdem das vom Verbrennungsmotor 10 erzeugte Abgas einen erheblichen Einfluss auf die Aktivierungstemperatur eines Katalysators hat, sollte etwa 1870 Sekunden lang verhindert werden, dass Wärme zum thermoelektrischen Generatorsystem gelangt (auf Basis des FTP-Modus, Phase I), die zum Erzeugen der Anfangs-Strahlung nach dem Starten des Verbrennungsmotors erforderlich ist, und die Abgastemperatur am Eintritt einer Katalystorstufe sollte auf ca. 450°C oder darüber gehalten werden, da der Katalysator zunächst aktiviert und oxidiert wird, um Wärme zu erzeugen. Ferner kann die Wärmeschutzabdeckung 100 gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung eine Umgehungsvorrichtung 110 enthalten, die zum Betreiben einer Generatorsystem mittels der von der Wärmeschutzabdeckung 100 abgestrahlten Wärmeenergie während des ersten Startens zum Erzeugen elektrischer Energie und zum Verbessern der thermoelektrischen Leistung durch Leitung genutzt wird.
  • Wie in den 3A–B bis 5 dargestellt ist, kann die Umgehungsvorrichtung 110 eine hochwärmeleitfähige Säule 111 mit einer internen Struktur enthalten, die aus einem Wärmerohr P, einem Kühlwassermantel 112 über der Säule 111 und einem Behälter 113 konfiguriert ist, der die Säule 111 mittels Hochdruckdampf senkrecht bewegt. Bei dieser Konfiguration kann der Behälter 113 eine erste Kammer 114 enthalten, in der Kondenswasser aufgenommen sein kann, und eine zweite Kammer 115, die mit der ersten Kammer 114 in Verbindung steht und in der die Säule 111 eingesetzt sein kann.
  • Ferner kann der Behälter 113 aus hochwärmeleitfähigen Metallen wie Aluminium und Kupfer bestehen und ein oberes Ende sowie ein unteres Ende desselben können im Wesentlichen quadratisch geformt sein, um eine Wärmekontaktfläche sicherzustellen. Insbesondere kann das obere Ende des Behälters 113 eine größere Fläche als die eines TE-Moduls haben, das während der Bewegung der Säule 111 zu kontaktieren ist, um Wärmeenergie gleichmäßig über den gesamten Bereich des Moduls zu liefern.
  • Bei der nochmaligen Betrachtung einer Reihenfolge der thermoelektrischen Erzeugung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung, kann die thermoelektrische Erzeugung stattfinden, indem die Wärmeenergie vom Abgaskrümmer des Verbrennungsmotors 10 zur Wärmeschutzabdeckung 100 durch Leitung transportiert wird und die Wärmeenergie von einem Abschnitt des oberen Endes des Wärmerohrs P bei niedriger Umgebungstemperatur (z. B. unter einer bestimmten Temperatur) abgestrahlt wird, und die thermoelektrische Erzeugung kann durch Bildung von Hochdruckdampf eines Fluids auf dem Siedepunkt (B. P.) oder darüber in einem unteren Behälter 113 bei hoher Umgebungsemperatur und durch Kontakt mit der heißen Seite des thermoelektrischen Generatormoduls 220 unter Druck stattfinden, während Wärmeenergie zur Säule 111 transportiert wird.
  • Ferner kann die Säule 111 mit dem Wärmerohr P eingesetzt werden, um eine hohe Leitfähigkeit (ca. 5000 W/mK) zu erreichen, die Wärmeenergie kann mit hoher Reaktionsgeschwindigkeit bei sehr hoher Temperatur transportiert werden und Dampf mit beträchtlich hoher Temperatur und hohem Druck kann auf eine vorgegebene Höhe wie in 5 dargestellt ansteigen und dann in die erste Kammer 114 mit einer Wandfläche aus wärmeisolierendem Material durch einen Kanal in der Wandfläche am unteren Ende der Säule 111 strömen und dann kondensieren, und das kondensierte Fluid kann dann wieder durch einen Kanal unter der ersten Kammer 114 in den unteren Behälter 113 fließen. Insbesondere erfordert der Durchfluss des Fluids einen Wasserpegel, bei dem ein hoher Druck selbst bei einer sehr niedrigen Temperatur aufrechterhalten werden kann, und eine zusätzliche Klemmvorrichtung kann zur Erhöhung der Oberflächenhaftung zwischen der Säule 111 und dem Modul (oder dem Heißteil-Wärmeverteiler) vorgesehen sein.
  • Ferner kann beim Einheitsmodul das thermoelektrische Generatormodul 220 zwischen dem Heißteil-Wärmeverteiler 211 und dem Kaltteil-Wärmeverteiler 212 angeordnet sein, die mit der Säule 111 in Kontakt stehen, und die Graphitfolie kann an jeder Berührungsfläche angebracht sein, um dadurch den Widerstand beim Wärmeübergang zu minimieren. Wie in den 6 und 7 dargestellt kann die Einheit 200, bei der der Kühlmantel 230 am Kaltteil-Wärmeverteiler 212 angebracht ist, so konfiguriert sein, dass ein bestimmter Abstand zur Umgehungsvorrichtung 110 eingehalten wird, und dann an der Wärmeschutzabdeckung 100 angebracht werden. Insbesondere kann als Fluid im Behälter 113 Wasser verwendet werden, aber andere Fluide können unter Berücksichtigung des Wärmeleitwerts und der Lebensdauer des Moduls ebenfalls verwendet werden.
  • Gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung kann also das thermoelektrische Generatorsystem die im Verbrennungsmotor 10 installierte isolierende Wärmeschutzabdeckung 100 und die am oberen Ende der Wärmeschutzabdeckung 100 angeordnete Einheit 200 zur gleichmäßigen Verteilung der Wärmeenergie enthalten, wobei die Wärmeschutzabdeckung 100 am oberen Ende des Abgaskrümmers des Verbrennungsmotors 10 zum Schutz der Verdrahtung gegen die Abwärme angebracht ist, und dadurch vom Abgaskrümmer abgegebene Wärmeenergie absorbiert, um elektrische Energie aus der vom Abgaskrümmer abgegebenen Abwärme zu erzeugen, ohne sich auf den Katalysator auszuwirken, und so die Kraftstoffeffizienz des Verbrennungsmotors mit innerer Verbrennung zu verbessern und Wärme durch Leitung bei einer bestimmten Temperatur oder darüber und um Wärme durch Strahlung und Konvektion bei einer Temperatur unter der bestimmten Temperatur zur Erhöhung der Effizienz zu übertragen.
  • Obwohl die vorliegende Offenbarung vorstehend anhand von Ausführungsbeispielen und den beiliegenden Zeichnungen beschrieben worden ist, versteht es sich für den Fachmann, dass die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt ist, sondern dass verschiedene Modifikationen und Änderungen möglich sind, ohne von dem in den folgenden Ansprüchen definierten Gültigkeitsbereich abzuweichen.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Verbrennungsmotor
    100
    Wärmeschutzabdeckung
    200
    Einheit
    210
    Wärmeverteiler
    220
    thermoelektrisches Generatormodul
    230
    Kühlmantel

Claims (10)

  1. Thermoelektrisches Generatorsystem eines Verbrennungsmotors, aufweisend: eine isolierende Wärmeschutzabdeckung, die in einem Verbrennungsmotor installiert ist; und eine Einheit, die an einem oberen Ende der Wärmeschutzabdeckung angeordnet ist, um die Wärmeenergie gleichmäßig zu verteilen.
  2. Thermoelektrisches Generatorsystem eines Verbrennungsmotors nach Anspruch 1, wobei die Einheit enthält: einen Wärmeverteiler, der an einem unteren Abschnitt angeordnet ist und einen Heißteil-Wärmeverteiler und einen Kaltteil-Wärmeverteiler hat; ein thermoelektrisches Generatormodul, das an einem oberen Abschnitt des Wärmeverteilers angeordnet ist, um die thermoelektrische Erzeugung auszuführen; und einen Kühlmantel, der an einem oberen Abschnitt des thermoelektrischen Generatormoduls zur Kühlung angeordnet ist.
  3. Thermoelektrisches Generatorsystem eines Verbrennungsmotors nach Anspruch 2, wobei die Wärmeschutzabdeckung eine Graphitfolie enthält, die auf einer ebenen Aluminiumfläche zur Wärmeleitung und Absorption der Strahlungswärme angeordnet ist.
  4. Thermoelektrisches Generatorsystem eines Verbrennungsmotors nach Anspruch 3, wobei die Einheit zum aufeinanderfolgenden Stapeln des Heißteil-Wärmeverteilers, der Graphitfolie, des thermoelektrischen Generatormoduls, der Graphitfolie, des Kaltteil-Wärmeverteilers und des Kühlmantels konfiguriert ist.
  5. Thermoelektrisches Generatorsystem eines Verbrennungsmotors nach Anspruch 4, wobei im Kühlmantel ein U-förmiges Wasserkühlrohr eingesetzt ist.
  6. Thermoelektrisches Generatorsystem eines Verbrennungsmotors nach Anspruch 2, wobei die Wärmeschutzabdeckung in einem Abgaskrümmer des Verbrennungsmotors installiert ist und das obere Ende der Wärmeschutzabdeckung zum Wandeln der Wärmeenergie durch Konvektion/Strahlung oder Leitung auf Basis der Temperatur konfiguriert ist und die Einheit enthält, um Wärmeenergie durch Leitung bei einer bestimmten Temperatur oder darüber und Wärmeenergie durch Strahlung oder Konvektion bei einer Temperatur unter der bestimmten Temperatur zu übertragen.
  7. Thermoelektrisches Generatorsystem eines Verbrennungsmotors nach Anspruch 6, wobei die Wärmeschutzabdeckung eine Umgehungsvorrichtung enthält, die zum Betreiben eines Generatorsystems mittels Wärmeenergie konfiguriert ist, die von der Wärmeschutzabdeckung während des erstmaligen Starten abgestrahlt wird, um elektrische Energie zu erzeugen und die thermoelektrische Leistung durch Leitung zu verbessern.
  8. Thermoelektrisches Generatorsystem eines Verbrennungsmotors nach Anspruch 7, wobei die Umgehungsvorrichtung enthält: eine hochwärmeleitfähige Säule, die mit einer internen Struktur mit einem Wärmerohr konfiguriert ist; einen Kühlwassermantel, der über der hochwärmeleitfähigen Säule angeordnet ist; und einen Behälter, der zur senkrechten Bewegung der hochwärmeleitfähigen Säule mittels Hochdruckdampf konfiguriert ist.
  9. Thermoelektrisches Generatorsystem eines Verbrennungsmotors nach Anspruch 8, wobei der Behälter enthält: eine erste Kammer, in Kondenswasser aufgenommen ist; und eine zweite Kammer, die mit der ersten Kammer in Verbindung steht und in der die hochwärmeleitfähige Säule eingesetzt ist.
  10. Thermoelektrisches Generatorsystem eines Verbrennungsmotors nach Anspruch 8, wobei das thermoelektrische Generatormodul in einem Einheitsmodul zwischen dem Heißteil-Wärmeverteiler und dem Kaltteil-Wärmeverteiler eingesetzt ist, die mit der hochwärmeleitfähigen Säule in Kontakt stehen, und wobei eine Graphitfolie an jeder Berührungsfläche angebracht ist, um den Widerstand beim Wärmeübergang zu minimieren.
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