JP2000352313A - 自動車用排熱発電装置 - Google Patents
自動車用排熱発電装置Info
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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Abstract
(57)【要約】
【課題】排熱発電装置において、発電モジュールの下流
側における温度を積極的に高め、発電効率を向上させ
る。 【解決手段】排気管２の外表面に発電モジュール１１を
取り付け、該発電モジュール１１の他端面に冷却ジャケ
ット１２を取りつける。そして、発電モジュール１１の
排気管２と接触する高温端と、冷却ジャケット１２と接
触する低温端との間で温度差を生じさせることで発電を
行わせる。また、前記排気管２の下流端にペレット触媒
１５を充填し、該ペレット触媒１５の反応熱によって排
気温度を高め、以って、発電モジュールの下流側におけ
る高温端の温度を高める。
側における温度を積極的に高め、発電効率を向上させ
る。 【解決手段】排気管２の外表面に発電モジュール１１を
取り付け、該発電モジュール１１の他端面に冷却ジャケ
ット１２を取りつける。そして、発電モジュール１１の
排気管２と接触する高温端と、冷却ジャケット１２と接
触する低温端との間で温度差を生じさせることで発電を
行わせる。また、前記排気管２の下流端にペレット触媒
１５を充填し、該ペレット触媒１５の反応熱によって排
気温度を高め、以って、発電モジュールの下流側におけ
る高温端の温度を高める。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は自動車用排熱発電装
置に関し、詳しくは、エンジンの排温エネルギーを電気
エネルギーとして回収する装置に関する。
置に関し、詳しくは、エンジンの排温エネルギーを電気
エネルギーとして回収する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、自動車用排熱発電装置としては、
特開平６−０８１６３９号公報，特開平８−２６１０６
４号公報，特開平１０−２３４１９４号公報に開示され
るようなものがあった。
特開平６−０８１６３９号公報，特開平８−２６１０６
４号公報，特開平１０−２３４１９４号公報に開示され
るようなものがあった。
【０００３】このものは、エンジンからの排気を導出す
る排気管の外表面に、発電モジュールの一側面を接触さ
せて取り付けると共に、該発電モジュールの他側面を水
冷式や空冷式の冷却部に接触させる。
る排気管の外表面に、発電モジュールの一側面を接触さ
せて取り付けると共に、該発電モジュールの他側面を水
冷式や空冷式の冷却部に接触させる。
【０００４】前記発電モジュールは、半導体などの熱電
素子材料で構成され、そのゼーベック効果を利用して発
電を行うものであり、温度の高い排気管と温度の低い冷
却部により発電モジュールの高温端と低温端との間に温
度差を生じさせて発電を行う。
素子材料で構成され、そのゼーベック効果を利用して発
電を行うものであり、温度の高い排気管と温度の低い冷
却部により発電モジュールの高温端と低温端との間に温
度差を生じさせて発電を行う。
【０００５】前記発電モジュールの効率は、一般的に、
高温端の温度が高くなるほど、また、高温端と低温端と
の間の温度差が大きくなるほど大きくなるが、現在一般
的に知られている発電モジュールのうち最も効率が良い
とされる例えばＢi−Ｔe系の熱電材料を使用した発電モ
ジュールは、耐熱温度が３００℃程度であり、かかる耐
熱温度を超えると発電モジュールの損傷のため、逆に効
率は低下してしまう。従って、発電モジュールを用いる
場合、高温端の温度を耐熱温度以下のなるべく高い温度
にすることで、最も良い効率が得られることになる。
高温端の温度が高くなるほど、また、高温端と低温端と
の間の温度差が大きくなるほど大きくなるが、現在一般
的に知られている発電モジュールのうち最も効率が良い
とされる例えばＢi−Ｔe系の熱電材料を使用した発電モ
ジュールは、耐熱温度が３００℃程度であり、かかる耐
熱温度を超えると発電モジュールの損傷のため、逆に効
率は低下してしまう。従って、発電モジュールを用いる
場合、高温端の温度を耐熱温度以下のなるべく高い温度
にすることで、最も良い効率が得られることになる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、発電モジュ
ールが排気熱を回収することで、図１３に示すように、
上流から下流に向けて排気温度が急激に低下することに
なるため、従来から、集熱フィンの面積を下流側ほど大
きくするなどして熱抵抗を調整することで、上流側で高
温端の温度が耐熱温度を超えることを回避しつつ、下流
側で高温端の温度をなるべく高くし、発電モジュールの
高温端の温度が全域で３００℃に近い温度になるように
工夫していた。
ールが排気熱を回収することで、図１３に示すように、
上流から下流に向けて排気温度が急激に低下することに
なるため、従来から、集熱フィンの面積を下流側ほど大
きくするなどして熱抵抗を調整することで、上流側で高
温端の温度が耐熱温度を超えることを回避しつつ、下流
側で高温端の温度をなるべく高くし、発電モジュールの
高温端の温度が全域で３００℃に近い温度になるように
工夫していた。
【０００７】しかし、排気管の下流側で熱抵抗を極力小
さくするように構成しても、上流側で高い効率で排気熱
の回収が行われると、下流側で排気温度が３００℃を大
きく下回って下流側での効率が低下することになり、ま
た、仮に下流側で排気温度が３００℃程度であったとし
ても、熱抵抗を小さくするには限界があるため、効率低
下が避けられず、上下流の全域で高い効率で発電させる
ことが困難であるという問題があった（図１３参照）。
さくするように構成しても、上流側で高い効率で排気熱
の回収が行われると、下流側で排気温度が３００℃を大
きく下回って下流側での効率が低下することになり、ま
た、仮に下流側で排気温度が３００℃程度であったとし
ても、熱抵抗を小さくするには限界があるため、効率低
下が避けられず、上下流の全域で高い効率で発電させる
ことが困難であるという問題があった（図１３参照）。
【０００８】尚、排熱発電装置全体の効率は、排気熱量
のうち、どれだけ電力に変換することができたかを表す
ものであり、以下、本願では総合効率と称するものとす
る。ここで、排気熱量のうち発電モジュールに供給でき
る熱量の割合をスタック効率と称し、発電モジュールに
供給した熱量に対する発電電力の割合をモジュール効率
と称するとすれば、前記総合効率は、スタック効率とモ
ジュール効率との積で表すことができる。
のうち、どれだけ電力に変換することができたかを表す
ものであり、以下、本願では総合効率と称するものとす
る。ここで、排気熱量のうち発電モジュールに供給でき
る熱量の割合をスタック効率と称し、発電モジュールに
供給した熱量に対する発電電力の割合をモジュール効率
と称するとすれば、前記総合効率は、スタック効率とモ
ジュール効率との積で表すことができる。
【０００９】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、発電モジュールの下流側での温度を積極的に高め
ることができるようにして、自動車用排熱発電装置の総
合効率を向上させることを目的とする。
あり、発電モジュールの下流側での温度を積極的に高め
ることができるようにして、自動車用排熱発電装置の総
合効率を向上させることを目的とする。
【００１０】また、排気熱を効率良く発電モジュールに
供給でき、かつ、熱抵抗の調整が容易な伝熱構造を提供
し、以って、自動車用排熱発電装置の総合効率を向上さ
せることを目的とする。
供給でき、かつ、熱抵抗の調整が容易な伝熱構造を提供
し、以って、自動車用排熱発電装置の総合効率を向上さ
せることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】そのため請求項１記載の
発明に係る自動車用排熱発電装置は、エンジンからの排
気を導出する排気管に発電モジュールを有してなり、該
発電モジュールにより排温エネルギーを電気エネルギー
として回収する自動車用排熱発電装置において、前記発
電モジュールを有する排気管の下流側に触媒を介装する
構成とした。
発明に係る自動車用排熱発電装置は、エンジンからの排
気を導出する排気管に発電モジュールを有してなり、該
発電モジュールにより排温エネルギーを電気エネルギー
として回収する自動車用排熱発電装置において、前記発
電モジュールを有する排気管の下流側に触媒を介装する
構成とした。
【００１２】かかる構成によると、発電モジュールを有
する排気管の下流側に介装される触媒が、排気中成分
（例えばＣＯ，ＨＣ）の酸化反応を促進させることによ
り反応熱を発生させ、該反応熱により触媒を備えない場
合に対して下流側での排気温度が高められることにな
る。
する排気管の下流側に介装される触媒が、排気中成分
（例えばＣＯ，ＨＣ）の酸化反応を促進させることによ
り反応熱を発生させ、該反応熱により触媒を備えない場
合に対して下流側での排気温度が高められることにな
る。
【００１３】請求項２記載の発明では、前記触媒を球状
の担体に担持されるペレット触媒とする構成とした。か
かる構成によると、発電モジュールを有する排気管の下
流側に、触媒を担持する球状担体が複数充填され、該ペ
レット触媒での反応熱が発電モジュールに伝達される。
の担体に担持されるペレット触媒とする構成とした。か
かる構成によると、発電モジュールを有する排気管の下
流側に、触媒を担持する球状担体が複数充填され、該ペ
レット触媒での反応熱が発電モジュールに伝達される。
【００１４】請求項３記載の発明では、前記球状担体の
径，前記球状担体同士の固着数，前記球状担体の前記排
気管に対する固着数のうちの少なくとも１つを、上下流
位置で変化させる構成とした。
径，前記球状担体同士の固着数，前記球状担体の前記排
気管に対する固着数のうちの少なくとも１つを、上下流
位置で変化させる構成とした。
【００１５】かかる構成によると、球状担体の径，球状
担体同士の固着数，球状担体の排気管に対する固着数を
変化させることで、ペレット触媒における反応熱が発電
モジュールに伝達される経路の熱抵抗が調整されること
になり、該熱抵抗の調整によって発電モジュール下流側
の高温端温度の均一化が図られる。
担体同士の固着数，球状担体の排気管に対する固着数を
変化させることで、ペレット触媒における反応熱が発電
モジュールに伝達される経路の熱抵抗が調整されること
になり、該熱抵抗の調整によって発電モジュール下流側
の高温端温度の均一化が図られる。
【００１６】請求項４記載の発明では、前記発電モジュ
ールを有する排気管の前記触媒上流側に複数の球状熱伝
導部材を充填させると共、前記球状熱伝導部材の径，前
記球状熱伝導部材同士の固着数，前記球状熱伝導部材の
前記排気管に対する固着数のうちの少なくとも１つを、
上下流位置で変化させる構成とした。
ールを有する排気管の前記触媒上流側に複数の球状熱伝
導部材を充填させると共、前記球状熱伝導部材の径，前
記球状熱伝導部材同士の固着数，前記球状熱伝導部材の
前記排気管に対する固着数のうちの少なくとも１つを、
上下流位置で変化させる構成とした。
【００１７】かかる構成によると、球状熱伝導部材の
径，球状熱伝導部材同士の固着数，球状熱伝導部材の排
気管に対する固着数を変化させることで、触媒上流側で
排気熱が発電モジュールに伝達される経路の熱抵抗が調
整されることになり、該熱抵抗の調整によって触媒上流
側での高温端温度の均一化が図られる。
径，球状熱伝導部材同士の固着数，球状熱伝導部材の排
気管に対する固着数を変化させることで、触媒上流側で
排気熱が発電モジュールに伝達される経路の熱抵抗が調
整されることになり、該熱抵抗の調整によって触媒上流
側での高温端温度の均一化が図られる。
【００１８】請求項５記載の発明では、前記発電モジュ
ールを有する排気管の前記ペレット触媒よりも上流側に
集熱フィンを立設させると共に、該集熱フィンの面積を
上下流位置で変化させる構成とした。
ールを有する排気管の前記ペレット触媒よりも上流側に
集熱フィンを立設させると共に、該集熱フィンの面積を
上下流位置で変化させる構成とした。
【００１９】かかる構成によると、集熱フィンの面積を
変化させることで、触媒上流側で排気熱が発電モジュー
ルに伝達される経路の熱抵抗が調整されることになり、
該熱抵抗の調整によって触媒上流側での高温端温度の均
一化が図られる。
変化させることで、触媒上流側で排気熱が発電モジュー
ルに伝達される経路の熱抵抗が調整されることになり、
該熱抵抗の調整によって触媒上流側での高温端温度の均
一化が図られる。
【００２０】請求項６記載の発明では、前記発電モジュ
ールを有する排気管の外周面と前記発電モジュールとの
接触面積を、上下流位置で変化させる構成とした。かか
る構成によると、排気管の外周面と発電モジュールとの
接触面積を変化させることで、排気管の外周面と発電モ
ジュールとの間の熱抵抗が調整されることになり、該熱
抵抗の調整によって発電モジュールの高温端温度の均一
化が図られる。
ールを有する排気管の外周面と前記発電モジュールとの
接触面積を、上下流位置で変化させる構成とした。かか
る構成によると、排気管の外周面と発電モジュールとの
接触面積を変化させることで、排気管の外周面と発電モ
ジュールとの間の熱抵抗が調整されることになり、該熱
抵抗の調整によって発電モジュールの高温端温度の均一
化が図られる。
【００２１】請求項７記載の発明では、前記発電モジュ
ールを有する排気管の少なくとも上流側において、使用
温度領域の異なる複数の発電モジュールを、前記排気管
の外周面に対して使用温度領域の高い発電モジュールか
ら順次積層させる構成とした。
ールを有する排気管の少なくとも上流側において、使用
温度領域の異なる複数の発電モジュールを、前記排気管
の外周面に対して使用温度領域の高い発電モジュールか
ら順次積層させる構成とした。
【００２２】かかる構成によると、比較的排気温度が高
い上流側において使用温度領域の異なる複数の発電モジ
ュールが積層され、排気管に接触する最下層の発電モジ
ュールの温度が最も高くなるので使用温度領域として高
いものを選択し、上層に行くに従って温度が低くなるの
で使用温度領域として低いものを選択することで、複数
の温度領域毎に、発電が行われるようにした。
い上流側において使用温度領域の異なる複数の発電モジ
ュールが積層され、排気管に接触する最下層の発電モジ
ュールの温度が最も高くなるので使用温度領域として高
いものを選択し、上層に行くに従って温度が低くなるの
で使用温度領域として低いものを選択することで、複数
の温度領域毎に、発電が行われるようにした。
【００２３】請求項８記載の発明では、前記発電モジュ
ールを有する排気管をバイパスするバイパス排気管を設
けると共に、前記バイパス排気管を流れる排気流量を調
整するバルブを設け、エンジンの運転条件に応じて前記
バルブを制御するよう構成した。
ールを有する排気管をバイパスするバイパス排気管を設
けると共に、前記バイパス排気管を流れる排気流量を調
整するバルブを設け、エンジンの運転条件に応じて前記
バルブを制御するよう構成した。
【００２４】かかる構成によると、発電モジュールを有
する排気管をバイパスするバイパス排気管が設けられ、
エンジンの運転条件に応じてバルブを制御することで、
前記バイパス排気管を流れる排気流量が制御され、運転
条件（エンジン負荷・排気温度条件等）によって発電モ
ジュールを有する排気管を流れる排気流量が調整され
る。
する排気管をバイパスするバイパス排気管が設けられ、
エンジンの運転条件に応じてバルブを制御することで、
前記バイパス排気管を流れる排気流量が制御され、運転
条件（エンジン負荷・排気温度条件等）によって発電モ
ジュールを有する排気管を流れる排気流量が調整され
る。
【００２５】請求項９記載の発明では、前記バイパス排
気管に高温用触媒を設ける構成とした。かかる構成によ
ると、発電モジュールを有する排気管をバイパスさせて
バイパス排気管に排気を流すときに、該バイパス排気管
に介装された高温用触媒で排気浄化が行われる。
気管に高温用触媒を設ける構成とした。かかる構成によ
ると、発電モジュールを有する排気管をバイパスさせて
バイパス排気管に排気を流すときに、該バイパス排気管
に介装された高温用触媒で排気浄化が行われる。
【００２６】また、請求項１０記載の発明に係る自動車
用排熱発電装置は、エンジンからの排気を導出する排気
管に発電モジュールを有してなり、該発電モジュールに
より排温エネルギーを電気エネルギーとして回収する自
動車用排熱発電装置において、前記発電モジュールを有
する排気管の内部に球状部材を複数充填すると共に、前
記球状部材の径，前記球状部材同士の固着数，前記球状
部材の前記排気管に対する固着数のうちの少なくとも１
つを、上下流位置で変化させる構成とした。
用排熱発電装置は、エンジンからの排気を導出する排気
管に発電モジュールを有してなり、該発電モジュールに
より排温エネルギーを電気エネルギーとして回収する自
動車用排熱発電装置において、前記発電モジュールを有
する排気管の内部に球状部材を複数充填すると共に、前
記球状部材の径，前記球状部材同士の固着数，前記球状
部材の前記排気管に対する固着数のうちの少なくとも１
つを、上下流位置で変化させる構成とした。
【００２７】かかる構成によると、発電モジュールを有
する排気管の内部に充填される球状部材の径，球状部材
同士の固着数，排気管に対する固着数を変化させること
で、排気熱が発電モジュールに伝達される経路の熱抵抗
が調整されることになり、該熱抵抗の調整によって発電
モジュールの高温端温度の均一化が図られる。
する排気管の内部に充填される球状部材の径，球状部材
同士の固着数，排気管に対する固着数を変化させること
で、排気熱が発電モジュールに伝達される経路の熱抵抗
が調整されることになり、該熱抵抗の調整によって発電
モジュールの高温端温度の均一化が図られる。
【００２８】請求項１１記載の発明では、前記排気管内
部の下流側に充填される球状部材を、触媒を担持する球
状の担体とする構成とした。かかる構成によると、発電
モジュールを有する排気管の下流側では、排気熱に触媒
の反応熱が加わって発電モジュールに伝達されることに
なる。
部の下流側に充填される球状部材を、触媒を担持する球
状の担体とする構成とした。かかる構成によると、発電
モジュールを有する排気管の下流側では、排気熱に触媒
の反応熱が加わって発電モジュールに伝達されることに
なる。
【００２９】
【発明の効果】請求項１記載の発明によると、発電モジ
ュールを有する排気管の下流側に介装される触媒の反応
熱によって、発電モジュール高温端の下流側における温
度を高めることができ、排熱発電装置の総合効率を向上
させることができるという効果がある。
ュールを有する排気管の下流側に介装される触媒の反応
熱によって、発電モジュール高温端の下流側における温
度を高めることができ、排熱発電装置の総合効率を向上
させることができるという効果がある。
【００３０】請求項２記載の発明によると、触媒をペレ
ット触媒とすることで、触媒における反応熱を効率良く
発電モジュールに伝達できるという効果がある。請求項
３記載の発明によると、触媒の球状担体を介して発電モ
ジュールに伝達される熱量を上下流で調整し、触媒周り
の発電モジュールの高温端温度を略一定にすることがで
きるという効果がある。
ット触媒とすることで、触媒における反応熱を効率良く
発電モジュールに伝達できるという効果がある。請求項
３記載の発明によると、触媒の球状担体を介して発電モ
ジュールに伝達される熱量を上下流で調整し、触媒周り
の発電モジュールの高温端温度を略一定にすることがで
きるという効果がある。
【００３１】請求項４記載の発明によると、触媒上流側
に充填させた球状熱伝導部材によって効率良く排気熱を
発電モジュールに伝達できると共に、触媒上流側の発電
モジュールに伝達される熱量を調整して、触媒上流側の
発電モジュールの高温端温度を略一定にすることができ
るという効果がある。
に充填させた球状熱伝導部材によって効率良く排気熱を
発電モジュールに伝達できると共に、触媒上流側の発電
モジュールに伝達される熱量を調整して、触媒上流側の
発電モジュールの高温端温度を略一定にすることができ
るという効果がある。
【００３２】請求項５記載の発明によると、触媒上流側
に設けた集熱フィンによって触媒上流側の発電モジュー
ルに伝達される熱量を調整して、触媒上流側の発電モジ
ュールの高温端温度を略一定にすることができるという
効果がある。
に設けた集熱フィンによって触媒上流側の発電モジュー
ルに伝達される熱量を調整して、触媒上流側の発電モジ
ュールの高温端温度を略一定にすることができるという
効果がある。
【００３３】請求項６記載の発明によると、排気管から
発電モジュールに伝達される熱量を調整して、発電モジ
ュールの高温端温度を略一定にすることができるという
効果がある。
発電モジュールに伝達される熱量を調整して、発電モジ
ュールの高温端温度を略一定にすることができるという
効果がある。
【００３４】請求項７記載の発明によると、上流側の比
較的高い排気温度を有効利用して排気熱を効率良く電力
に変換できるという効果がある。請求項８記載の発明に
よると、高負荷運転時などの排気温度が高い時に、発電
モジュールが介装される排気管をバイパスさせて排気を
導出させることができるので、排気抵抗の増大によるエ
ンジン出力の低下を回避できるという効果がある。
較的高い排気温度を有効利用して排気熱を効率良く電力
に変換できるという効果がある。請求項８記載の発明に
よると、高負荷運転時などの排気温度が高い時に、発電
モジュールが介装される排気管をバイパスさせて排気を
導出させることができるので、排気抵抗の増大によるエ
ンジン出力の低下を回避できるという効果がある。
【００３５】請求項９記載の発明によると、高負荷時の
排気抵抗の増大を回避しつつ、排気の浄化を図れるとい
う効果がある。請求項１０記載の発明によると、効率良
く排気熱を発電モジュールに伝達できると共に、発電モ
ジュールに伝達される熱量を調整して、発電モジュール
の高温端温度を略一定にすることができるという効果が
ある。
排気抵抗の増大を回避しつつ、排気の浄化を図れるとい
う効果がある。請求項１０記載の発明によると、効率良
く排気熱を発電モジュールに伝達できると共に、発電モ
ジュールに伝達される熱量を調整して、発電モジュール
の高温端温度を略一定にすることができるという効果が
ある。
【００３６】請求項１１記載の発明によると、排気温度
が低くなる下流側において触媒の反応熱を発生させて、
下流側の発電モジュールの高温端温度を高めることがで
きるという効果がある。
が低くなる下流側において触媒の反応熱を発生させて、
下流側の発電モジュールの高温端温度を高めることがで
きるという効果がある。
【００３７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき詳細に説明する。図１は、実施の形態における
自動車用排熱発電装置の全体構成を示す概略図であり、
図示しない車両に搭載されるエンジン１からの排気を導
出する排気管２の途中に排熱発電装置３が介装され、該
排熱発電装置３の更に下流にはマフラー４が介装され
る。
に基づき詳細に説明する。図１は、実施の形態における
自動車用排熱発電装置の全体構成を示す概略図であり、
図示しない車両に搭載されるエンジン１からの排気を導
出する排気管２の途中に排熱発電装置３が介装され、該
排熱発電装置３の更に下流にはマフラー４が介装され
る。
【００３８】図２及び図３は、前記排熱発電装置３の第
１の実施形態を示すものである。前記図２及び図３に示
すように、前記排気管２の前記排熱発電装置３が介装さ
れる部分は、延設方向に対する左右方向に長い扁平な長
方形に形成される。そして、該排気管２の上面と下面と
にそれぞれ発電モジュール１１（熱電素子）が取り付け
られ、更に、上下の発電モジュール１１を挟み込むよう
にして上下一対の冷却ジャケット（冷却部）１２が取り
付けられる。
１の実施形態を示すものである。前記図２及び図３に示
すように、前記排気管２の前記排熱発電装置３が介装さ
れる部分は、延設方向に対する左右方向に長い扁平な長
方形に形成される。そして、該排気管２の上面と下面と
にそれぞれ発電モジュール１１（熱電素子）が取り付け
られ、更に、上下の発電モジュール１１を挟み込むよう
にして上下一対の冷却ジャケット（冷却部）１２が取り
付けられる。
【００３９】前記発電モジュール１１において、排気管
２の外表面と接触する高温端１１ａと、冷却ジャケット
１２と接触する低温端１１ｂとの間で温度差を生じさせ
ることで、発電モジュール１１に起電力を発生させ、排
温エネルギーを電気エネルギーとして回収する。
２の外表面と接触する高温端１１ａと、冷却ジャケット
１２と接触する低温端１１ｂとの間で温度差を生じさせ
ることで、発電モジュール１１に起電力を発生させ、排
温エネルギーを電気エネルギーとして回収する。
【００４０】前記冷却ジャケット１２は、冷却媒体とし
ての冷却水を図示しないラジエータとの間で循環させる
経路を構成し、冷却ジャケット１２を通過した冷却水を
ラジエータに送り返し、ラジエータで放熱した冷却水を
再度冷却ジャケット１２に送り込んで、発電モジュール
１１の低温端１１ｂを水冷式に冷却するようになってい
る。但し、冷却ジャケット１２を水冷式に限定するもの
ではなく、空冷式であっても良い。
ての冷却水を図示しないラジエータとの間で循環させる
経路を構成し、冷却ジャケット１２を通過した冷却水を
ラジエータに送り返し、ラジエータで放熱した冷却水を
再度冷却ジャケット１２に送り込んで、発電モジュール
１１の低温端１１ｂを水冷式に冷却するようになってい
る。但し、冷却ジャケット１２を水冷式に限定するもの
ではなく、空冷式であっても良い。
【００４１】また、上下一対の冷却ジャケット１２は、
相互につき合わせるようにして組み合わせることで排気
管２及び発電モジュール１１を内設する空間が形成され
るよう構成されており、前記つき合わせ部分に形成され
たボルト穴に挿通させたボルト１３にナット１４を締め
付けることで、上下一対の冷却ジャケット１２が一体的
に固定される。
相互につき合わせるようにして組み合わせることで排気
管２及び発電モジュール１１を内設する空間が形成され
るよう構成されており、前記つき合わせ部分に形成され
たボルト穴に挿通させたボルト１３にナット１４を締め
付けることで、上下一対の冷却ジャケット１２が一体的
に固定される。
【００４２】一方、発電モジュール１１が取り付けられ
る排気管２の下流側には、ペレット触媒１５を充填させ
てある。前記ペレット触媒１５は、一酸化炭素（ＣＯ）
及び炭化水素（ＨＣ）の酸化と、窒素酸化物の還元を行
う所謂三元触媒であり、活性アルミナ等からなる球状の
担体に、白金やロジウムなどの触媒金属を担持させたも
のである。
る排気管２の下流側には、ペレット触媒１５を充填させ
てある。前記ペレット触媒１５は、一酸化炭素（ＣＯ）
及び炭化水素（ＨＣ）の酸化と、窒素酸化物の還元を行
う所謂三元触媒であり、活性アルミナ等からなる球状の
担体に、白金やロジウムなどの触媒金属を担持させたも
のである。
【００４３】前記ペレット触媒１５が設けられる部分よ
りも上流側の排気管２の内壁には、排気流れ方向に沿っ
て複数の集熱フィン１６が立設されており、前記ペレッ
ト触媒１５と前記集熱フィン１６の下流端との間に金網
１７を挟み込み、前記ペレット触媒１５の上流側への流
出を前記金網１７で防止するようになっている。また、
発電モジュール１１が取り付けられる排気管２の下流端
には、溶接等によってスリーブ１８が固定され、該スリ
ーブ１８と前記ペレット触媒１５との間に金網１９を挟
み込み、前記ペレット触媒１５の下流側への流出を前記
金網１９で防止するようになっている。
りも上流側の排気管２の内壁には、排気流れ方向に沿っ
て複数の集熱フィン１６が立設されており、前記ペレッ
ト触媒１５と前記集熱フィン１６の下流端との間に金網
１７を挟み込み、前記ペレット触媒１５の上流側への流
出を前記金網１７で防止するようになっている。また、
発電モジュール１１が取り付けられる排気管２の下流端
には、溶接等によってスリーブ１８が固定され、該スリ
ーブ１８と前記ペレット触媒１５との間に金網１９を挟
み込み、前記ペレット触媒１５の下流側への流出を前記
金網１９で防止するようになっている。
【００４４】また、前記集熱フィン１６は、下流側ほど
排気管２内壁からの高さを増して、集熱面積が徐々に大
きくなるように形成される。上記構成の排熱発電装置３
によると、ペレット触媒１５よりも上流側では、集熱フ
ィン１６の面積が下流側ほど大きく形成され、熱抵抗を
下流側ほど小さくするので、上流側ほど高い排気温度に
対して発電モジュール１１の高温端の温度を耐熱温度付
近の一定温度に保つことができ、効率良く発電を行わせ
ることができる（図４参照）。
排気管２内壁からの高さを増して、集熱面積が徐々に大
きくなるように形成される。上記構成の排熱発電装置３
によると、ペレット触媒１５よりも上流側では、集熱フ
ィン１６の面積が下流側ほど大きく形成され、熱抵抗を
下流側ほど小さくするので、上流側ほど高い排気温度に
対して発電モジュール１１の高温端の温度を耐熱温度付
近の一定温度に保つことができ、効率良く発電を行わせ
ることができる（図４参照）。
【００４５】一方、ペレット触媒１５が設けられる下流
側部分では、ペレット触媒１５がない場合、上流側での
排気熱の回収により排気温度が耐熱温度を大きく下回る
ことになるが、ペレット触媒１５を設けたことにより触
媒反応熱で排気温が高められ、かつ、触媒１５が球状担
体を用いるペレット触媒であることから、温度境界層の
薄膜効果により熱抵抗が小さく、触媒反応熱で高められ
た排気熱を効率良く発電モジュール１１に伝達できる。
これにより、ペレット触媒１５が設けられる下流側部分
においても、発電モジュール１１の高温端の温度を耐熱
温度付近の温度に保つことができ、以って、下流側にお
いても高い効率で発電を行わせることができ（図４参
照）、排熱発電装置３の総合効率が向上する。
側部分では、ペレット触媒１５がない場合、上流側での
排気熱の回収により排気温度が耐熱温度を大きく下回る
ことになるが、ペレット触媒１５を設けたことにより触
媒反応熱で排気温が高められ、かつ、触媒１５が球状担
体を用いるペレット触媒であることから、温度境界層の
薄膜効果により熱抵抗が小さく、触媒反応熱で高められ
た排気熱を効率良く発電モジュール１１に伝達できる。
これにより、ペレット触媒１５が設けられる下流側部分
においても、発電モジュール１１の高温端の温度を耐熱
温度付近の温度に保つことができ、以って、下流側にお
いても高い効率で発電を行わせることができ（図４参
照）、排熱発電装置３の総合効率が向上する。
【００４６】図５は、排熱発電装置３の第２の実施形態
を示すものである。尚、前記図２及び図３に示した第１
実施形態と同一要素には同一符号を付して説明を省略す
る。
を示すものである。尚、前記図２及び図３に示した第１
実施形態と同一要素には同一符号を付して説明を省略す
る。
【００４７】図５に示す排熱発電装置３においては、ペ
レット触媒１５の上流側に集熱フィンを設ける代わり
に、鋼やセラミック等からなる球状の熱伝導部材２０を
複数充填してある。また、前記熱伝導部材２０の径が異
なる３種類を用い、上流側ほど径の大きい熱伝導部材２
０を充填させ、下流に向けて段階的に熱伝導部材２０の
径が小さくなるようにしてある。
レット触媒１５の上流側に集熱フィンを設ける代わり
に、鋼やセラミック等からなる球状の熱伝導部材２０を
複数充填してある。また、前記熱伝導部材２０の径が異
なる３種類を用い、上流側ほど径の大きい熱伝導部材２
０を充填させ、下流に向けて段階的に熱伝導部材２０の
径が小さくなるようにしてある。
【００４８】また、ペレット触媒１５の球状担体の径
も、上流側と下流側とで２段階に変化し、上流側の担体
の径に対して下流側の担体の径がより小さくなるように
してある。
も、上流側と下流側とで２段階に変化し、上流側の担体
の径に対して下流側の担体の径がより小さくなるように
してある。
【００４９】前記熱伝導部材２０が充填される部分の上
流端に、スリーブ２１を溶接等によって固定し、このス
リーブ２１と前記熱伝導部材２０との間に金網２２を挟
み込み、前記熱伝導部材２０の上流側への流出を前記金
網２２で防止するようになっている。また、発電モジュ
ール１１が取り付けられる排気管２の下流端には、前記
図２に示した第１実施形態と同様に、溶接等によってス
リーブ１８が固定され、該スリーブ１８と前記ペレット
触媒１５との間に金網１９を挟み込み、前記ペレット触
媒１５の下流側への流出を前記金網１９で防止するよう
になっている。従って、第２実施形態では、金網２２と
金網１９との間に球状の熱伝導部材２０及び球状担体に
触媒を担持させたペレット触媒１５が配設され、かつ、
球状の熱伝導部材２０及びペレット触媒１５の球状担体
は、それぞれに上流側に対して下流側の径が段階的に小
さくなるように構成される。
流端に、スリーブ２１を溶接等によって固定し、このス
リーブ２１と前記熱伝導部材２０との間に金網２２を挟
み込み、前記熱伝導部材２０の上流側への流出を前記金
網２２で防止するようになっている。また、発電モジュ
ール１１が取り付けられる排気管２の下流端には、前記
図２に示した第１実施形態と同様に、溶接等によってス
リーブ１８が固定され、該スリーブ１８と前記ペレット
触媒１５との間に金網１９を挟み込み、前記ペレット触
媒１５の下流側への流出を前記金網１９で防止するよう
になっている。従って、第２実施形態では、金網２２と
金網１９との間に球状の熱伝導部材２０及び球状担体に
触媒を担持させたペレット触媒１５が配設され、かつ、
球状の熱伝導部材２０及びペレット触媒１５の球状担体
は、それぞれに上流側に対して下流側の径が段階的に小
さくなるように構成される。
【００５０】上記構成の排熱発電装置３によると、ペレ
ット触媒１５が充填される部分においても、発電モジュ
ール１１の高温端に対する伝熱(熱抵抗)を、球状担体の
径によって調整することができ、以って、高温端の温度
を上下流で一定に保持できる（図６参照）。また、ペレ
ット触媒１５の上流側においては、球状の熱伝導部材２
０を充填することでより効率良く排気熱を発電モジュー
ル１１の高温端に伝えることができ、また、球状の熱伝
導部材２０の径による熱抵抗の調整によって高温端の温
度を上下流で一定に保持でき、更に、集熱フィンを立設
させる場合に比して排気管２の構成を簡略化できる（図
６参照）。
ット触媒１５が充填される部分においても、発電モジュ
ール１１の高温端に対する伝熱(熱抵抗)を、球状担体の
径によって調整することができ、以って、高温端の温度
を上下流で一定に保持できる（図６参照）。また、ペレ
ット触媒１５の上流側においては、球状の熱伝導部材２
０を充填することでより効率良く排気熱を発電モジュー
ル１１の高温端に伝えることができ、また、球状の熱伝
導部材２０の径による熱抵抗の調整によって高温端の温
度を上下流で一定に保持でき、更に、集熱フィンを立設
させる場合に比して排気管２の構成を簡略化できる（図
６参照）。
【００５１】図７は、排熱発電装置３の第３の実施形態
を示すものである。尚、前記図５に示した第２実施形態
と同一要素には同一符号を付して説明を省略する。
を示すものである。尚、前記図５に示した第２実施形態
と同一要素には同一符号を付して説明を省略する。
【００５２】図７に示す排熱発電装置３においては、前
記第２実施形態に対して発電モジュール１１の高温端温
度をより一定にするために、球状の熱伝導部材２０及び
ペレット触媒１５の球状担体の径を、それぞれに上流側
から下流側に向けて連続的に減少変化させることで、熱
抵抗をより細かく調整できるようにしてある。
記第２実施形態に対して発電モジュール１１の高温端温
度をより一定にするために、球状の熱伝導部材２０及び
ペレット触媒１５の球状担体の径を、それぞれに上流側
から下流側に向けて連続的に減少変化させることで、熱
抵抗をより細かく調整できるようにしてある。
【００５３】また、球状の熱伝導部材２０及びペレット
触媒１５の球状担体が排気管２の内壁と接触する部分
を、排気温度が低い下流側ではロー付け等の方法で固着
し、排気温度が高くなる上流側ほど前記固着数を減らす
ようにそれぞれ構成し、該固着数の変化によっても熱抵
抗が調整され、発電モジュール１１の高温端温度の均一
化が図られるようにしてある。
触媒１５の球状担体が排気管２の内壁と接触する部分
を、排気温度が低い下流側ではロー付け等の方法で固着
し、排気温度が高くなる上流側ほど前記固着数を減らす
ようにそれぞれ構成し、該固着数の変化によっても熱抵
抗が調整され、発電モジュール１１の高温端温度の均一
化が図られるようにしてある。
【００５４】また、球状の熱伝導部材２０同士、及び、
ペレット触媒１５の球状担体同士の固着数が、上流側ほ
ど少なく、下流側ほど多くなるようにして、該固着数の
変化によっても熱抵抗が調整され、発電モジュール１１
の高温端温度の均一化が図られるようにしてある。
ペレット触媒１５の球状担体同士の固着数が、上流側ほ
ど少なく、下流側ほど多くなるようにして、該固着数の
変化によっても熱抵抗が調整され、発電モジュール１１
の高温端温度の均一化が図られるようにしてある。
【００５５】更に、図８に示すように、排気管２の外表
面と発電モジュール１１の高温端との接触面積を、排気
管２の外表面に凹陥形成した熱抵抗溝２３の幅(及び／
又はピッチ)を上下流で変化させて熱抵抗を調整し、発
電モジュール１１の高温端温度の均一化が図られるよう
にしてある。
面と発電モジュール１１の高温端との接触面積を、排気
管２の外表面に凹陥形成した熱抵抗溝２３の幅(及び／
又はピッチ)を上下流で変化させて熱抵抗を調整し、発
電モジュール１１の高温端温度の均一化が図られるよう
にしてある。
【００５６】即ち、第３の実施形態では、球状の熱伝導
部材２０及びペレット触媒１５の球状担体の径、排気管
２に対する固着数、同じ球状部材同士の固着数、排気管
２の外表面と発電モジュール１１の高温端との接触面積
を、それぞれに調整することで、発電モジュール１１の
高温端温度の均一化が図られる熱抵抗に調整できるよう
にしてあり、これにより、第２の実施形態に比べて発電
モジュール１１の高温端温度をより均一に制御でき、高
温端温度を耐熱温度以下に抑制しつつ、発電モジュール
の効率を最大限に利用することができる（図９参照）。
部材２０及びペレット触媒１５の球状担体の径、排気管
２に対する固着数、同じ球状部材同士の固着数、排気管
２の外表面と発電モジュール１１の高温端との接触面積
を、それぞれに調整することで、発電モジュール１１の
高温端温度の均一化が図られる熱抵抗に調整できるよう
にしてあり、これにより、第２の実施形態に比べて発電
モジュール１１の高温端温度をより均一に制御でき、高
温端温度を耐熱温度以下に抑制しつつ、発電モジュール
の効率を最大限に利用することができる（図９参照）。
【００５７】図１０は、排熱発電装置３の第４の実施形
態を示すものである。尚、前記図５に示した第２実施形
態と同一要素には同一符号を付して説明を省略する。
態を示すものである。尚、前記図５に示した第２実施形
態と同一要素には同一符号を付して説明を省略する。
【００５８】図１０に示す第４の実施形態においては、
発電モジュール１１及び冷却ジャケット１２を、上下流
方向に３分割構成とし、上流端部分（１１ａ，１２
ａ）、中間部分（１１ｂ，１２ｂ）及びペレット触媒１
５周りに相当する下流端部分（１１ｃ，１２ｃ）からな
る構成とした。
発電モジュール１１及び冷却ジャケット１２を、上下流
方向に３分割構成とし、上流端部分（１１ａ，１２
ａ）、中間部分（１１ｂ，１２ｂ）及びペレット触媒１
５周りに相当する下流端部分（１１ｃ，１２ｃ）からな
る構成とした。
【００５９】そして、上流端部分の発電モジュール１１
ａは、使用温度領域の異なる３種類Ａ，Ｂ，Ｃの発電モ
ジュール１１ａ―Ａ，１１ａ―Ｂ，１１ａ―Ｃを積層し
て構成され、中間部分の発電モジュール１１ｂは、使用
温度領域の異なる２種類Ａ，Ｂの発電モジュール１１ｂ
―Ａ，１１ｂ―Ｂを積層して構成され、下流端部分の発
電モジュール１１ｃは、１種類Ａの発電モジュール１１
ｃ―Ａのみから構成される。
ａは、使用温度領域の異なる３種類Ａ，Ｂ，Ｃの発電モ
ジュール１１ａ―Ａ，１１ａ―Ｂ，１１ａ―Ｃを積層し
て構成され、中間部分の発電モジュール１１ｂは、使用
温度領域の異なる２種類Ａ，Ｂの発電モジュール１１ｂ
―Ａ，１１ｂ―Ｂを積層して構成され、下流端部分の発
電モジュール１１ｃは、１種類Ａの発電モジュール１１
ｃ―Ａのみから構成される。
【００６０】前記発電モジュール１１の３種類Ａ，Ｂ，
Ｃは、ＡがＢｉ―Ｔｅ系のモジュール、ＢがＣｏ−Ｓｂ
系のモジュール、ＣがＳｉ−Ｇｅ系のモジュールであっ
て、各モジュールの使用温度領域（耐熱温度）は、Ａ＜
Ｂ＜Ｃの順で大きく、複数のモジュールを積層する上流
端部分及び中間部分では、使用温度領域（耐熱温度）が
高いモジュールを排気管２の外表面に接触させて取り付
け、その上層に対してより使用温度領域(耐熱温度)の低
いモジュールを積層させてある。即ち、上流端部分で
は、排気管２に近い方から１１ａ―Ｃ，１１ａ―Ｂ，１
１ａ―Ａの順で積層させ、中間部分では、排気管２に近
い方から１１ｂ―Ｂ，１１ｂ―Ａの順で積層させる。
Ｃは、ＡがＢｉ―Ｔｅ系のモジュール、ＢがＣｏ−Ｓｂ
系のモジュール、ＣがＳｉ−Ｇｅ系のモジュールであっ
て、各モジュールの使用温度領域（耐熱温度）は、Ａ＜
Ｂ＜Ｃの順で大きく、複数のモジュールを積層する上流
端部分及び中間部分では、使用温度領域（耐熱温度）が
高いモジュールを排気管２の外表面に接触させて取り付
け、その上層に対してより使用温度領域(耐熱温度)の低
いモジュールを積層させてある。即ち、上流端部分で
は、排気管２に近い方から１１ａ―Ｃ，１１ａ―Ｂ，１
１ａ―Ａの順で積層させ、中間部分では、排気管２に近
い方から１１ｂ―Ｂ，１１ｂ―Ａの順で積層させる。
【００６１】一方、排気管２の内部には、前記第３の実
施形態と同様に、球状の熱伝導部材２０及びペレット触
媒１５を充填させてあり、球状の熱伝導部材２０及びペ
レット触媒１５の球状担体の径、排気管２に対する固着
数、同じ球状部材同士の固着数、排気管２の外表面と発
電モジュール１１の高温端との接触面積のうちの少なく
とも１つを調整することで、前記上流端部分、中間部分
及び下流端部それぞれの適正熱抵抗が得られるようにし
てある。
施形態と同様に、球状の熱伝導部材２０及びペレット触
媒１５を充填させてあり、球状の熱伝導部材２０及びペ
レット触媒１５の球状担体の径、排気管２に対する固着
数、同じ球状部材同士の固着数、排気管２の外表面と発
電モジュール１１の高温端との接触面積のうちの少なく
とも１つを調整することで、前記上流端部分、中間部分
及び下流端部それぞれの適正熱抵抗が得られるようにし
てある。
【００６２】具体的には、図１１に示すように、前記上
流端部分では、最も使用温度領域（耐熱温度）が高いモ
ジュールＣが排気管２の外表面に接触して取り付けられ
るので、モジュールＣの高温端温度が耐温度付近になる
ように、球状の熱伝導部材２０により熱抵抗を設定す
る。
流端部分では、最も使用温度領域（耐熱温度）が高いモ
ジュールＣが排気管２の外表面に接触して取り付けられ
るので、モジュールＣの高温端温度が耐温度付近になる
ように、球状の熱伝導部材２０により熱抵抗を設定す
る。
【００６３】そして、モジュールＣにおける熱回収によ
って、該モジュールＣの上層に積層されるモジュールＢ
の高温端温度が、モジュールＣの高温端温度よりも低い
耐熱温度以下に調整され、更に、モジュールＢにおける
熱回収によってモジュールＡの高温端温度がより低い耐
熱温度以下に調整される。
って、該モジュールＣの上層に積層されるモジュールＢ
の高温端温度が、モジュールＣの高温端温度よりも低い
耐熱温度以下に調整され、更に、モジュールＢにおける
熱回収によってモジュールＡの高温端温度がより低い耐
熱温度以下に調整される。
【００６４】また、前記中間部分では、使用温度領域
（耐熱温度）が中間的な特性を示すモジュールＢが排気
管２の外表面に接触して取り付けられるので、モジュー
ルＢの高温端温度が耐熱温度付近になるように、球状の
熱伝導部材２０により熱抵抗を設定する。
（耐熱温度）が中間的な特性を示すモジュールＢが排気
管２の外表面に接触して取り付けられるので、モジュー
ルＢの高温端温度が耐熱温度付近になるように、球状の
熱伝導部材２０により熱抵抗を設定する。
【００６５】そして、モジュールＢにおける熱回収によ
って、該モジュールＢの上層に積層されるモジュールＡ
の高温端温度が、モジュールＢの高温端温度よりも低い
耐熱温度以下に調整される。
って、該モジュールＢの上層に積層されるモジュールＡ
の高温端温度が、モジュールＢの高温端温度よりも低い
耐熱温度以下に調整される。
【００６６】前記発電モジュール１１として上下流の全
域に渡ってモジュールＡのみを用いる構成とした場合、
排気温度が高い上流側では、モジュールＡの高温端温度
を耐熱温度以下に抑制すべく、大きな熱抵抗を設定して
モジュールに伝わる熱を減少させる必要が生じるが、上
記のようにしてモジュールＡよりも使用温度領域の高い
モジュールＢ，Ｃを排気管２とモジュールＡとの間に介
装させれば、熱抵抗として損失させていた熱量を回収し
つつ、モジュールＡの高温端温度を耐熱温度以下に抑制
することができる。
域に渡ってモジュールＡのみを用いる構成とした場合、
排気温度が高い上流側では、モジュールＡの高温端温度
を耐熱温度以下に抑制すべく、大きな熱抵抗を設定して
モジュールに伝わる熱を減少させる必要が生じるが、上
記のようにしてモジュールＡよりも使用温度領域の高い
モジュールＢ，Ｃを排気管２とモジュールＡとの間に介
装させれば、熱抵抗として損失させていた熱量を回収し
つつ、モジュールＡの高温端温度を耐熱温度以下に抑制
することができる。
【００６７】また、上記構成によれば、利用できる排気
温度が高いから、大きな熱抵抗を設定することなく排熱
発電装置をエンジンに近い位置に配置して排熱を回収さ
せることができ、排熱発電装置をエンジンに近い位置に
配置することで、ペレット触媒１５における反応熱によ
る効果と相俟って下流側における温度をモジュールＡの
耐熱温度付近に保持することが容易となる。
温度が高いから、大きな熱抵抗を設定することなく排熱
発電装置をエンジンに近い位置に配置して排熱を回収さ
せることができ、排熱発電装置をエンジンに近い位置に
配置することで、ペレット触媒１５における反応熱によ
る効果と相俟って下流側における温度をモジュールＡの
耐熱温度付近に保持することが容易となる。
【００６８】図１２は、排熱発電装置３の第５の実施形
態を示すものである。第５の実施形態は、前述した第１
〜第４の実施形態に示した排熱発電装置３を備える排気
系の構成を特徴とするものである。
態を示すものである。第５の実施形態は、前述した第１
〜第４の実施形態に示した排熱発電装置３を備える排気
系の構成を特徴とするものである。
【００６９】図１２に示すように、排熱発電装置３を有
する排気管２をバイパスするバイパス排気管２５が設け
られると共に、該バイパス排気管２５の途中に高温用触
媒２６を介装させてある。
する排気管２をバイパスするバイパス排気管２５が設け
られると共に、該バイパス排気管２５の途中に高温用触
媒２６を介装させてある。
【００７０】更に、バイパス排気管２５よりも上流側の
バイパス排気管２５に、バイパス排気管２５を流れる排
気流量を調整するためのバルブ２７が介装されている。
前記バルブ２７は、エンジン１の高負荷運転時（高排気
温時）に開かれるようになっている。前記バルブ２７の
開閉機構としては、バルブ２７を開閉駆動するモータ等
のアクチュエータを備え、該アクチュエータをエンジン
負荷等の検出値に基づいて電子制御する構成の他、エン
ジンの吸気圧を利用してダイヤフラム等によってバルブ
２７を開閉する構成などであっても良い。
バイパス排気管２５に、バイパス排気管２５を流れる排
気流量を調整するためのバルブ２７が介装されている。
前記バルブ２７は、エンジン１の高負荷運転時（高排気
温時）に開かれるようになっている。前記バルブ２７の
開閉機構としては、バルブ２７を開閉駆動するモータ等
のアクチュエータを備え、該アクチュエータをエンジン
負荷等の検出値に基づいて電子制御する構成の他、エン
ジンの吸気圧を利用してダイヤフラム等によってバルブ
２７を開閉する構成などであっても良い。
【００７１】上記構成によると、エンジンの高負荷運転
時に、バイパス排気管２５に排気が流れるので、ペレッ
ト触媒１５を内蔵した排熱発電装置３に排気の全量を流
す場合に比べて排気抵抗が低減され、エンジン出力を確
保できる。また、バイパス排気管２５に設けられる高温
用触媒２６によって排気浄化性能も確保される。
時に、バイパス排気管２５に排気が流れるので、ペレッ
ト触媒１５を内蔵した排熱発電装置３に排気の全量を流
す場合に比べて排気抵抗が低減され、エンジン出力を確
保できる。また、バイパス排気管２５に設けられる高温
用触媒２６によって排気浄化性能も確保される。
【図１】排熱発電装置の全体構成を示す概略配置図。
【図２】排熱発電装置の第１の実施形態を示す断面図。
【図３】排熱発電装置の第１の実施形態を示す断面図。
【図４】第１の実施形態の効果を示す線図。
【図５】排熱発電装置の第２の実施形態を示す断面図。
【図６】第２の実施形態の効果を示す線図。
【図７】排熱発電装置の第３の実施形態を示す断面図。
【図８】第３の実施形態の部分拡大図。
【図９】第３の実施形態の効果を示す線図。
【図１０】排熱発電装置の第４の実施形態を示す断面
図。
図。
【図１１】第４の実施形態の効果を示す線図。
【図１２】第５の実施形態を示す全体構成図。
【図１３】従来の問題点を示す線図。
１…エンジン ２…排気管 ３…排熱発電装置 １１…発電モジュール １２…冷却ジャケット １５…ペレット触媒 １６…集熱フィン ２０…熱伝導部材
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Claims (11)
- 【請求項１】エンジンからの排気を導出する排気管に発
電モジュールを有してなり、該発電モジュールにより排
温エネルギーを電気エネルギーとして回収する自動車用
排熱発電装置において、 前記発電モジュールを有する排気管の下流側に触媒を介
装したことを特徴とする自動車用排熱発電装置。 - 【請求項２】前記触媒が球状の担体に担持されるペレッ
ト触媒であることを特徴とする請求項１記載の自動車用
排熱発電装置。 - 【請求項３】前記球状担体の径，前記球状担体同士の固
着数，前記球状担体の前記排気管に対する固着数のうち
の少なくとも１つを、上下流位置で変化させたことを特
徴とする請求項２記載の自動車用排熱発電装置。 - 【請求項４】前記発電モジュールを有する排気管の前記
触媒上流側に複数の球状熱伝導部材を充填させると共、
前記球状熱伝導部材の径，前記球状熱伝導部材同士の固
着数，前記球状熱伝導部材の前記排気管に対する固着数
のうちの少なくとも１つを、上下流位置で変化させたこ
とを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の自
動車用排熱発電装置。 - 【請求項５】前記発電モジュールを有する排気管の前記
ペレット触媒よりも上流側に集熱フィンを立設させると
共に、該集熱フィンの面積を上下流位置で変化させたこ
とを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の自
動車用排熱発電装置。 - 【請求項６】前記発電モジュールを有する排気管の外周
面と前記発電モジュールとの接触面積を、上下流位置で
変化させたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１
つに記載の自動車用排熱発電装置。 - 【請求項７】前記発電モジュールを有する排気管の少な
くとも上流側において、使用温度領域の異なる複数の発
電モジュールを、前記排気管の外周面に対して使用温度
領域の高い発電モジュールから順次積層したことを特長
とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の自動車用排
熱発電装置。 - 【請求項８】前記発電モジュールを有する排気管をバイ
パスするバイパス排気管を設けると共に、前記バイパス
排気管を流れる排気流量を調整するバルブを設け、エン
ジンの運転条件に応じて前記バルブを制御するよう構成
したことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記
載の自動車用排熱発電装置。 - 【請求項９】前記バイパス排気管に高温用触媒を設けた
ことを特徴とする請求項８記載の自動車用排熱発電装
置。 - 【請求項１０】エンジンからの排気を導出する排気管に
発電モジュールを有してなり、該発電モジュールにより
排温エネルギーを電気エネルギーとして回収する自動車
用排熱発電装置において、 前記発電モジュールを有する排気管の内部に球状部材を
複数充填すると共に、前記球状部材の径，前記球状部材
同士の固着数，前記球状部材の前記排気管に対する固着
数のうちの少なくとも１つを、上下流位置で変化させた
ことを特徴とする自動車用排熱発電装置。 - 【請求項１１】前記排気管内部の下流側に充填される球
状部材が、触媒を担持する球状の担体であることを特徴
とする請求項１０記載の自動車用排熱発電装置。
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|---|---|---|---|
| JP11162699A JP2000352313A (ja) | 1999-06-09 | 1999-06-09 | 自動車用排熱発電装置 |
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|---|---|---|---|
| JP11162699A JP2000352313A (ja) | 1999-06-09 | 1999-06-09 | 自動車用排熱発電装置 |
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|---|---|
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