JP2545281Y2 - 自動車のエンジン排熱回収装置 - Google Patents
自動車のエンジン排熱回収装置Info
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- JP2545281Y2 JP2545281Y2 JP1991039458U JP3945891U JP2545281Y2 JP 2545281 Y2 JP2545281 Y2 JP 2545281Y2 JP 1991039458 U JP1991039458 U JP 1991039458U JP 3945891 U JP3945891 U JP 3945891U JP 2545281 Y2 JP2545281 Y2 JP 2545281Y2
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- Japan
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- engine
- catalyst
- metal plate
- thermoelectric
- heat recovery
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本考案は、自動車のエンジン排熱
回収装置に関するものである。
回収装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】今日は、エネルギーの有効利用が重要視
され、エンジンの排気熱を電気エネルギーとして回収す
る装置も提案されている。この中の一つには熱電気発電
を行わせて発電電圧を各種電気機器に供給するようにし
たものもある。ここでの熱電気発電は、これ自体は従来
より知られたもので、２種類の半導体（熱発電素子）と
金属板をそれぞれハンダ付して、一方の金属板を加熱し
他方を冷却すると一方の金属板側から他方の金属板側に
半導体内を横切って熱が伝達され、このとき一方の半導
体はプラスに、他方はマイナスに帯電するところから、
金属板間に電流が流れるもので、この半導体を複数並列
に配置してユニット化（以下「熱発電ユニット」と言
う）することによって負荷に合わせた大きな発電量を得
ている。したがって、この熱発電ユニットでは、一般に
熱発電素子を挟んで対抗する金属板間に大きな温度差が
常に得られる程、大きな発電量が得られるもので、特に
冷却する側における金属板の冷却を効率良く行わせて高
温側より低温側へ熱を良く流すことが、その発電量を大
きく左右することになる。
され、エンジンの排気熱を電気エネルギーとして回収す
る装置も提案されている。この中の一つには熱電気発電
を行わせて発電電圧を各種電気機器に供給するようにし
たものもある。ここでの熱電気発電は、これ自体は従来
より知られたもので、２種類の半導体（熱発電素子）と
金属板をそれぞれハンダ付して、一方の金属板を加熱し
他方を冷却すると一方の金属板側から他方の金属板側に
半導体内を横切って熱が伝達され、このとき一方の半導
体はプラスに、他方はマイナスに帯電するところから、
金属板間に電流が流れるもので、この半導体を複数並列
に配置してユニット化（以下「熱発電ユニット」と言
う）することによって負荷に合わせた大きな発電量を得
ている。したがって、この熱発電ユニットでは、一般に
熱発電素子を挟んで対抗する金属板間に大きな温度差が
常に得られる程、大きな発電量が得られるもので、特に
冷却する側における金属板の冷却を効率良く行わせて高
温側より低温側へ熱を良く流すことが、その発電量を大
きく左右することになる。
【０００３】
【考案が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
回収装置では、熱発電ユニットにおける金属板間の温度
差が十分に、また安定して得られず、熱の流れが良くな
いので、発電稼動効率が悪く、排気熱を用いて電気エネ
ルギーを十分に回収できないと言う問題点があった。
回収装置では、熱発電ユニットにおける金属板間の温度
差が十分に、また安定して得られず、熱の流れが良くな
いので、発電稼動効率が悪く、排気熱を用いて電気エネ
ルギーを十分に回収できないと言う問題点があった。
【０００４】本考案は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであり、その目的はエンジンの排気熱を電気エネルギ
ーとして有効に回収し、これを利用することのできる構
造にした自動車のエンジン排熱回収装置を提供すること
にある。
のであり、その目的はエンジンの排気熱を電気エネルギ
ーとして有効に回収し、これを利用することのできる構
造にした自動車のエンジン排熱回収装置を提供すること
にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本考案に係る自動車のエンジン排熱回収装置は、排
気ガスを触媒を通して大気中に排出するエンジンを備え
たものであって、熱発電素子を挟んで配設された２つの
金属板間の温度差で発電を行う熱発電ユニットと、前記
触媒を通った排気ガスが通るトンネル状に前記触媒と一
体的に前記触媒の直後に形成され、前記熱発電ユニット
が高温側の前記金属板を対向させて配置される吸熱器
と、前記吸熱器上の前記熱発電ユニットの低温側の前記
金属板に当接されて配置されるとともに周面に複数の放
熱用フィンが設けられた冷却器とを備えたものである。
め、本考案に係る自動車のエンジン排熱回収装置は、排
気ガスを触媒を通して大気中に排出するエンジンを備え
たものであって、熱発電素子を挟んで配設された２つの
金属板間の温度差で発電を行う熱発電ユニットと、前記
触媒を通った排気ガスが通るトンネル状に前記触媒と一
体的に前記触媒の直後に形成され、前記熱発電ユニット
が高温側の前記金属板を対向させて配置される吸熱器
と、前記吸熱器上の前記熱発電ユニットの低温側の前記
金属板に当接されて配置されるとともに周面に複数の放
熱用フィンが設けられた冷却器とを備えたものである。
【０００６】
【作用】この構成によれば、熱発電ユニットの高温側の
金属板は吸熱部に対向配置されて温められ、低温側の金
属板は冷却部に対向配置されて冷やされることになる。
しかも、一般に触媒内を通った直後の排気ガスは触媒内
での化学変化によって温度が高められる。したがって、
触媒の直後に吸熱部を設けているので、この吸熱器は触
媒を通った直後の排気ガスで高温に加熱され、この熱が
熱発電ユニットの高温側の金属板に伝えられて温度がよ
り高められる。これに対して、冷却器には周囲に複数の
放熱フィンを設けているので、大気等と接触して放熱さ
れる表面積をより大きく得ることができることになり、
熱発電ユニットの低温側に置ける金属板の放熱が良く行
われる。
金属板は吸熱部に対向配置されて温められ、低温側の金
属板は冷却部に対向配置されて冷やされることになる。
しかも、一般に触媒内を通った直後の排気ガスは触媒内
での化学変化によって温度が高められる。したがって、
触媒の直後に吸熱部を設けているので、この吸熱器は触
媒を通った直後の排気ガスで高温に加熱され、この熱が
熱発電ユニットの高温側の金属板に伝えられて温度がよ
り高められる。これに対して、冷却器には周囲に複数の
放熱フィンを設けているので、大気等と接触して放熱さ
れる表面積をより大きく得ることができることになり、
熱発電ユニットの低温側に置ける金属板の放熱が良く行
われる。
【０００７】
【実施例】以下、本考案の実施例について図面を用いて
詳細に説明する。図３は、本考案に係る自動車のエンジ
ン排熱回収装置の一実施例を示す概略全体構成配置図
で、図４は図３に示すエンジン排熱回収装置における熱
交換回路図である。
詳細に説明する。図３は、本考案に係る自動車のエンジ
ン排熱回収装置の一実施例を示す概略全体構成配置図
で、図４は図３に示すエンジン排熱回収装置における熱
交換回路図である。
【０００８】図３および図４において、自動車１に搭載
されたエンジン２の排気ガスは、排気管３を介して大気
中に排出される。この排気管３の途中には、エンジン２
側より順次、触媒４，吸熱器５，マフラ６等が配設され
ている。このうち、吸熱器５は、触媒４の直後に、この
触媒４と一体的に薄箱形をしたトンネル状に形成されて
設けられており、触媒４内を通って化学反応を起こして
高温化された排気ガスが通ることによって、この排気ガ
スで高温（約摂氏２００度程度）に加熱される。そし
て、この吸熱器５上には、熱発電ユニット７および冷却
器８が積み重ねられた状態で順次配設されている。な
お、図１は、吸熱器５上に熱発電ユニット７および冷却
器８が配設された状態を示しており、図２は図１のＡ−
Ａ線拡大概略断面を示している。上記熱発電ユニット７
は、吸熱器５上に図示せぬ高温側の金属板を当接させて
配置され、半導体（熱発電素子）を挟んで上側に位置す
る図示せぬ低温側の金属板上に、この低温側の金属板に
当接させた状態で冷却器８が配置されている。冷却器８
は、熱発電ユニット７の低温側の金属板と当接する面８
ａと反対側の面に、複数（本実施例では６つ）の放熱用
フィン１０が各々上方に向かって突出した状態で前後方
向に渡って設けられている。また、各放熱用フィン１０
内にはパイプ１１が配設されており、このパイプ１１が
エンジン２の冷却用パイプ１２と接続されている。
されたエンジン２の排気ガスは、排気管３を介して大気
中に排出される。この排気管３の途中には、エンジン２
側より順次、触媒４，吸熱器５，マフラ６等が配設され
ている。このうち、吸熱器５は、触媒４の直後に、この
触媒４と一体的に薄箱形をしたトンネル状に形成されて
設けられており、触媒４内を通って化学反応を起こして
高温化された排気ガスが通ることによって、この排気ガ
スで高温（約摂氏２００度程度）に加熱される。そし
て、この吸熱器５上には、熱発電ユニット７および冷却
器８が積み重ねられた状態で順次配設されている。な
お、図１は、吸熱器５上に熱発電ユニット７および冷却
器８が配設された状態を示しており、図２は図１のＡ−
Ａ線拡大概略断面を示している。上記熱発電ユニット７
は、吸熱器５上に図示せぬ高温側の金属板を当接させて
配置され、半導体（熱発電素子）を挟んで上側に位置す
る図示せぬ低温側の金属板上に、この低温側の金属板に
当接させた状態で冷却器８が配置されている。冷却器８
は、熱発電ユニット７の低温側の金属板と当接する面８
ａと反対側の面に、複数（本実施例では６つ）の放熱用
フィン１０が各々上方に向かって突出した状態で前後方
向に渡って設けられている。また、各放熱用フィン１０
内にはパイプ１１が配設されており、このパイプ１１が
エンジン２の冷却用パイプ１２と接続されている。
【０００９】さらに詳述すると、冷却器８は、ラジエー
タ１３に対してエンジン２と並列に接続されている。加
えて、ラジエータ１３と冷却器８との間にはサーモスタ
ット１４が配設されているとともに、エンジン２および
冷却器８とラジエータ１３との間にはウォータポンプ１
５が配設されている。そして、この冷却系では、エンジ
ン２における図示せぬシリンダーの外側周囲に設けられ
ているウォータジャケット内の水温が特定温度Ｔ以下の
場合には、サーモスタット１４が開いていて、ラジエー
タ１３内で冷却された水をウォータポンプ１５でエンジ
ン２のウォータジャケット内と、冷却器８側へそれぞれ
循環させる。これによって冷却器８は、ラジエータでの
冷却と放熱用フィン１０による放熱とによって冷やさ
れ、このとき同時に熱発電ユニット７の低温側の金属板
を冷却させる。これに対してウォータジャケット内の水
温が特定温度Ｔ以上になると、サーモスタット１４が閉
操作されて冷却器８側へ流れる冷却水を絞り、エンジン
２のウォータジャケット内へ流れる冷却水の量を増加さ
せて、エンジン２を保護するように設定されており、こ
のときにおける熱発電ユニット７の放熱は放熱用フィン
１０が大気中に触れていることによってなされる。
タ１３に対してエンジン２と並列に接続されている。加
えて、ラジエータ１３と冷却器８との間にはサーモスタ
ット１４が配設されているとともに、エンジン２および
冷却器８とラジエータ１３との間にはウォータポンプ１
５が配設されている。そして、この冷却系では、エンジ
ン２における図示せぬシリンダーの外側周囲に設けられ
ているウォータジャケット内の水温が特定温度Ｔ以下の
場合には、サーモスタット１４が開いていて、ラジエー
タ１３内で冷却された水をウォータポンプ１５でエンジ
ン２のウォータジャケット内と、冷却器８側へそれぞれ
循環させる。これによって冷却器８は、ラジエータでの
冷却と放熱用フィン１０による放熱とによって冷やさ
れ、このとき同時に熱発電ユニット７の低温側の金属板
を冷却させる。これに対してウォータジャケット内の水
温が特定温度Ｔ以上になると、サーモスタット１４が閉
操作されて冷却器８側へ流れる冷却水を絞り、エンジン
２のウォータジャケット内へ流れる冷却水の量を増加さ
せて、エンジン２を保護するように設定されており、こ
のときにおける熱発電ユニット７の放熱は放熱用フィン
１０が大気中に触れていることによってなされる。
【００１０】次に、図５は、自動車のエンジン配熱回収
装置の充電系統回路図を示すものである。図５におい
て、この回路では、点灯系の電気機器をはじめとして、
ランプ類，オーディオ類，エアコン装置等の、多くの電
気機器（実車負荷）３０の電力供給源としてのバッテリ
１６に、オルタネータ１７および熱発電ユニット７が並
列に接続されている。また、オルタネータ１７側には電
圧レギュレータ１８とダイオード１９が接続され、熱発
電ユニット７側には、スイッチング用トランジスタ２０
が接続されている。なお、このスイッチング用トランジ
スタ２０のコレクタには熱発電ユニット７が、エミッタ
にはダイオード２２を介してバッテリ１６のプラス
（＋）端子が、ベースには電圧レギュレータ２１が、そ
れぞれ接続されている。加えて、電圧レギュレータ１８
側の設定電圧は１４．７Ｖに設定されているとともに、
電圧レギュレータ２１側の設定電圧は電圧レギュレータ
１８側の設定電圧１４．７Ｖよりも高い１４．８Ｖに設
定されており、これによってオルタネータ１７の稼働率
を低減させ、このオルタネータ１７の負担を少なくして
いる。
装置の充電系統回路図を示すものである。図５におい
て、この回路では、点灯系の電気機器をはじめとして、
ランプ類，オーディオ類，エアコン装置等の、多くの電
気機器（実車負荷）３０の電力供給源としてのバッテリ
１６に、オルタネータ１７および熱発電ユニット７が並
列に接続されている。また、オルタネータ１７側には電
圧レギュレータ１８とダイオード１９が接続され、熱発
電ユニット７側には、スイッチング用トランジスタ２０
が接続されている。なお、このスイッチング用トランジ
スタ２０のコレクタには熱発電ユニット７が、エミッタ
にはダイオード２２を介してバッテリ１６のプラス
（＋）端子が、ベースには電圧レギュレータ２１が、そ
れぞれ接続されている。加えて、電圧レギュレータ１８
側の設定電圧は１４．７Ｖに設定されているとともに、
電圧レギュレータ２１側の設定電圧は電圧レギュレータ
１８側の設定電圧１４．７Ｖよりも高い１４．８Ｖに設
定されており、これによってオルタネータ１７の稼働率
を低減させ、このオルタネータ１７の負担を少なくして
いる。
【００１１】したがって、この実施例による自動車のエ
ンジン排熱回収装置では、触媒４内の化学変化によって
温度が上昇された排気ガスが出てくる部分となる触媒４
の直後に、この触媒４と一体的に設けられている吸熱器
５上に、熱発電ユニット７を高温側の金属板を対向させ
て配置するとともに、その熱発電ユニット７の低温側の
金属板上に放熱用フィン１０を有した冷却器８を配設
し、吸熱器５で加熱された高温側の金属板の熱を熱発電
素子内を通して低温側の金属板側へ導き、この低温側の
金属板の熱を冷却器８を通して放出させるので、熱発電
ユニット７の高温側の金属板と低温側の金属板との温度
差が常に大きく、かつ安定して得られる。これによっ
て、エンジンの排熱より大きな発電量を効率良く回収で
き、実用性の向上が図れる。また、熱発電ユニット７用
の電圧レギュレータ１８における設定電圧をオルタネー
タ１７用の電圧レギュレータ２１における設定電圧より
も大きく設定しているので、オルタネータ１７の稼働率
を低減させ、このオルタネータ１７の負担を少なくする
ことができる。
ンジン排熱回収装置では、触媒４内の化学変化によって
温度が上昇された排気ガスが出てくる部分となる触媒４
の直後に、この触媒４と一体的に設けられている吸熱器
５上に、熱発電ユニット７を高温側の金属板を対向させ
て配置するとともに、その熱発電ユニット７の低温側の
金属板上に放熱用フィン１０を有した冷却器８を配設
し、吸熱器５で加熱された高温側の金属板の熱を熱発電
素子内を通して低温側の金属板側へ導き、この低温側の
金属板の熱を冷却器８を通して放出させるので、熱発電
ユニット７の高温側の金属板と低温側の金属板との温度
差が常に大きく、かつ安定して得られる。これによっ
て、エンジンの排熱より大きな発電量を効率良く回収で
き、実用性の向上が図れる。また、熱発電ユニット７用
の電圧レギュレータ１８における設定電圧をオルタネー
タ１７用の電圧レギュレータ２１における設定電圧より
も大きく設定しているので、オルタネータ１７の稼働率
を低減させ、このオルタネータ１７の負担を少なくする
ことができる。
【００１２】なお、上記実施例では、冷却器８内にエン
ジン２を冷却するためのラジエータ１３内を通った冷却
水を循環させる構造を開示したが、エンジン２を冷却す
るためのラジエータ１３とは別のラジエータを設けた構
造にしても良いものである。また、冷却器８の放熱用フ
ィン１０による放熱でも十分に放熱できる場合には、冷
却器８内に冷却水を流すためのパイプ１１を設けなくて
も良いものである。
ジン２を冷却するためのラジエータ１３内を通った冷却
水を循環させる構造を開示したが、エンジン２を冷却す
るためのラジエータ１３とは別のラジエータを設けた構
造にしても良いものである。また、冷却器８の放熱用フ
ィン１０による放熱でも十分に放熱できる場合には、冷
却器８内に冷却水を流すためのパイプ１１を設けなくて
も良いものである。
【００１３】
【考案の効果】以上説明したとおり、本考案に係る自動
車の排熱回収装置によれば、熱発電ユニットの高温側の
金属板と低温側の金属板との温度差が常に大きく、かつ
安定して得られるので、エンジン側の排熱から大きな発
電量を効率良く回収でき、実用性の向上が期待できる。
車の排熱回収装置によれば、熱発電ユニットの高温側の
金属板と低温側の金属板との温度差が常に大きく、かつ
安定して得られるので、エンジン側の排熱から大きな発
電量を効率良く回収でき、実用性の向上が期待できる。
【図１】本考案に係る自動車のエンジン排熱回収装置の
要部構成斜視図である。
要部構成斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う拡大概略断面図である。
【図３】本考案に係る自動車のエンジン排熱回収装置の
一実施例を示す概略全体構成配置図である。
一実施例を示す概略全体構成配置図である。
【図４】図３に示すエンジン排熱回収装置における熱交
換回路図である。
換回路図である。
【図５】自動車のエンジン排熱回収装置の充電系統回路
図である。
図である。
１ 自動車 ２ エンジン ３ 排気管 ４ 触媒 ５ 吸熱器 ７ 熱発電ユニット ８ 冷却器 １０ 放熱用フィン １６ バッテリ １７ オルタネータ １８ 電圧レギュレータ ２１ 電圧レギュレータ ３０ 実車負荷
Claims (2)
- 【請求項１】排気ガスを触媒を通して大気中に排出する
エンジンを備えた自動車のエンジン排熱回収装置におい
て、熱発電素子を挟んで配設された２つの金属板間の温
度差で発電を行う熱発電ユニットと、前記触媒を通った
排気ガスが通るトンネル状に前記触媒と一体的に前記触
媒の直後に形成され、前記熱発電ユニットが高温側の前
記金属板を対向させて配置される吸熱器と、前記吸熱器
上の前記熱発電ユニットの低温側の前記金属板に当接さ
れて配置されるとともに、周面に複数の放熱用フィンが
設けられた冷却器とを備えてなることを特徴とする自動
車のエンジン排熱回収装置。 - 【請求項２】請求項１の前記熱発電ユニットを、負荷に
対して、前記エンジンの駆動で回転されて発電を行うオ
ルタネータと並列に接続して設けるとともに、前記負荷
に供給する前記オルタネータと前記発電ユニットの発電
電圧を制御する電圧レギュレータを備え、かつ前記電圧
レギュレータで制御される前記熱発電側のレギュレータ
電圧を前記オルタネータ側のレギュレータ電圧よりも高
く設定したことを特徴とする請求項１の自動車のエンジ
ン排熱回収装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1991039458U JP2545281Y2 (ja) | 1991-05-29 | 1991-05-29 | 自動車のエンジン排熱回収装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1991039458U JP2545281Y2 (ja) | 1991-05-29 | 1991-05-29 | 自動車のエンジン排熱回収装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04131528U JPH04131528U (ja) | 1992-12-03 |
| JP2545281Y2 true JP2545281Y2 (ja) | 1997-08-25 |
Family
ID=31920734
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1991039458U Expired - Lifetime JP2545281Y2 (ja) | 1991-05-29 | 1991-05-29 | 自動車のエンジン排熱回収装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2545281Y2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7100369B2 (en) | 2003-05-06 | 2006-09-05 | Denso Corporation | Thermoelectric generating device |
| JP2021093474A (ja) * | 2019-12-12 | 2021-06-17 | いすゞ自動車株式会社 | 発電装置 |
-
1991
- 1991-05-29 JP JP1991039458U patent/JP2545281Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04131528U (ja) | 1992-12-03 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19970401 |