JP5737151B2 - 熱電発電装置 - Google Patents
熱電発電装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5737151B2 JP5737151B2 JP2011252857A JP2011252857A JP5737151B2 JP 5737151 B2 JP5737151 B2 JP 5737151B2 JP 2011252857 A JP2011252857 A JP 2011252857A JP 2011252857 A JP2011252857 A JP 2011252857A JP 5737151 B2 JP5737151 B2 JP 5737151B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thermoelectric conversion
- exhaust
- conversion module
- thermoelectric
- heat
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 197
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 claims description 63
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 62
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims description 44
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 30
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 22
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 22
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 11
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 claims description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 52
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 16
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 12
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 7
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 7
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 3
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005679 Peltier effect Effects 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 230000005678 Seebeck effect Effects 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
Description
この熱電発電装置は、排気管内を流れる排気ガス方向に一定の隙間を介して配列された複数の熱電変換モジュールを備えており、上流側に配置された熱電変換モジュールと、下流側に配置された熱電変換モジュールとの間には、窪みが形成された連結部が設けられている。
したがって、上流側の熱電変換モジュールと下流側の熱電変換モジュールとの温度差が大きいと、上流側の熱電変換モジュールから下流側の熱電変換モジュールへの逆電圧が大きくなり、上流側の熱電変換モジュールの発電量が低下してしまう現象が発生する。
(第1の実施の形態)
図1〜図6は、本発明に係る熱電発電装置の第1の実施の形態を示す図である。
まず、構成を説明する。
図1に示すように、自動車等の車両に搭載される内燃機関としてのエンジン1は、吸気系から供給される空気と燃料供給系から供給される燃料とを適宜の空燃比で混合して成る混合気を燃焼室に供給して燃焼させた後、この燃焼に伴って発生する排気ガスを排気系から大気に放出するようになっている。
例えば、エンジン1の暖機運転時においてはバイパス管12側の冷却水量が増加されて暖機が促進されるようになっている。
また、熱電発電装置17は、熱電変換モジュール27と、外管23と同軸上に設けられた筒状の冷却水管28とを備えている。
この冷却水管28は、冷却水導入部28aから冷却水管28に導入された冷却水が排気ガスGの排気方向と同方向に流れるように、冷却水導入部28aに対して冷却水排出部28bが排気方向下流側に設けられている。このため、冷却水は、受熱通路22に流れる排気ガスGの流れと同方向に流れる。
エンジン1の冷間始動時には、触媒5、6、エンジン1の冷却水の全てが低温(外気温程度)になっている。
また、膨張黒鉛は、層方向は、層方向と垂直な方向に対して1桁高い熱伝導率を有するため、層方向と垂直な方向の温度が均一になろうと層方向と垂直な方向に熱が移動する。
図7〜図13は、本発明に係る熱電発電装置の第2の実施の形態を示す図であり、第1の実施の形態と同一の構成には同一番号を付して説明を省略する。
図6〜図9において、熱電変換モジュール27と外管23の外周部23aとの間には熱伝導手段を構成する高温側熱伝導シートとしての熱伝導シート51が介装されており、熱伝導シート51は、膨張黒鉛から構成されている。この熱伝導シート51は、複数の熱電変換モジュール27と外管23との間に連続して介装された単体の熱伝導シートである。
17 熱電発電装置
23 外管(排気管)
23a 外周部
27 熱電変換モジュール
28 冷却水管
28c 内周部
29 受熱基板(一側面)
29a 排気方向上流端
29b 排気方向下流端
30 放熱基板(他側面)
31 N型熱電変換素子
32 P型熱電変換素子
35 配線
41 隙間
42 熱伝導プレート(受熱部、熱伝導手段)
42A、51a レール溝(逃げ部)
51 熱伝導シート(高温側熱伝導シート、熱伝導手段)
51A 凸部(熱伝導部)
52 熱伝導シート(低温側熱伝導シート、熱伝導手段)
Claims (5)
- 内燃機関から排出された排気ガスが導入される排気管と、前記排気管と同軸上に設けられ、冷却水が流通する冷却水管と、一側面が前記排気管に対向するとともに他側面が前記冷却水管に対向し、前記一側面と前記他側面との温度差に応じて熱電発電を行う複数の熱電変換モジュールとを備え、前記熱電変換モジュールが前記排気管内を流れる排気ガスの排気方向に沿って隙間を介して配列された熱電発電装置であって、
前記熱電変換モジュールの排気方向上流端および排気方向下流端に接触するように、前記熱電変換モジュールの間に熱伝導部が介装された熱伝導手段を備え、
前記熱伝導部は、排気方向に沿って延在する逃げ部を有し、前記逃げ部に排気方向に隣接する前記熱電変換モジュール同士を接続する配線が設けられることを特徴とする熱電発電装置。 - 前記熱伝導手段は、前記複数の熱電変換モジュールと前記排気管との間に連続して介装された高温側熱伝導シートを備え、前記熱伝導部が、排気方向に隣接する前記熱電変換モジュールの排気方向上流端および排気方向下流端に接触するように前記高温側熱伝導シートから前記冷却水管に向かって突出して設けられることを特徴とする請求項1に記載の熱電発電装置。
- 前記熱電変換モジュールが、複数のN型熱電変換素子およびP型熱電変換素子と、前記N型熱電変換素子およびP型熱電変換素子の一側面に設けられ、前記排気管に対向する受熱基板と、前記N型熱電変換素子およびP型熱電変換素子の他側面に設けられ、前記冷却水管に対向する放熱基板とから構成され、前記熱伝導部が、隣接する熱電変換モジュールの前記受熱基板の排気方向上流端および排気方向下流端に接触することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の熱電発電装置。
- 前記熱伝導手段は、前記複数の熱電変換モジュールと前記冷却水管との間に連続して介装された低温側熱伝導シートを備えたことを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1の請求項に記載の熱電発電装置。
- 前記熱伝導手段が膨張黒鉛から構成されることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1の請求項に記載の熱電発電装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011252857A JP5737151B2 (ja) | 2011-11-18 | 2011-11-18 | 熱電発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011252857A JP5737151B2 (ja) | 2011-11-18 | 2011-11-18 | 熱電発電装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013110825A JP2013110825A (ja) | 2013-06-06 |
JP5737151B2 true JP5737151B2 (ja) | 2015-06-17 |
Family
ID=48707084
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011252857A Expired - Fee Related JP5737151B2 (ja) | 2011-11-18 | 2011-11-18 | 熱電発電装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5737151B2 (ja) |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101428615B1 (ko) * | 2013-09-16 | 2014-08-08 | 현대자동차주식회사 | 차량의 배기열 활용 시스템 작동구조 |
JP6173932B2 (ja) * | 2014-01-23 | 2017-08-02 | フタバ産業株式会社 | 熱電発電装置 |
JP2017069372A (ja) * | 2015-09-30 | 2017-04-06 | 積水化学工業株式会社 | 熱電変換システム |
WO2017126263A1 (ja) * | 2016-01-21 | 2017-07-27 | 株式会社デンソー | 熱電発電装置 |
JP6424883B2 (ja) * | 2016-01-21 | 2018-11-21 | 株式会社デンソー | 熱電発電装置 |
JP6428749B2 (ja) * | 2016-01-21 | 2018-11-28 | 株式会社デンソー | 熱電発電装置 |
WO2017126264A1 (ja) * | 2016-01-21 | 2017-07-27 | 株式会社デンソー | 熱電発電装置 |
EP3468030A4 (en) * | 2016-05-25 | 2020-01-29 | Yanmar Co., Ltd. | THERMOELECTRIC ENERGY GENERATION DEVICE AND SYSTEM |
DE102016110625A1 (de) * | 2016-06-09 | 2017-12-14 | Eberspächer Exhaust Technology GmbH & Co. KG | Thermoelektrischer Generator für Abgasanlagen und Kontaktelement für einen thermoelektrischen Generator |
DE102016223696A1 (de) * | 2016-11-29 | 2018-05-30 | Mahle International Gmbh | Wärmetauscher, insbesondere Abgaswärmetauscher, für ein Kraftfahrzeug |
DE112018003950T5 (de) * | 2017-08-02 | 2020-05-07 | Ngk Insulators, Ltd., | Wärmerückgewinnungsvorrichtung und wärmerückgewinnungssystem |
JP2022106591A (ja) * | 2021-01-07 | 2022-07-20 | 日本碍子株式会社 | 熱回収装置及び熱回収システム |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10234194A (ja) * | 1997-02-20 | 1998-09-02 | Calsonic Corp | 排熱発電装置 |
JP2000165077A (ja) * | 1998-11-24 | 2000-06-16 | Matsushita Refrig Co Ltd | 電子機器用放熱装置 |
JP2000232244A (ja) * | 1999-02-09 | 2000-08-22 | Nissan Motor Co Ltd | 熱電発電装置 |
JP2001012240A (ja) * | 1999-06-23 | 2001-01-16 | Nissan Motor Co Ltd | 自動車用排熱発電装置 |
JP2004350479A (ja) * | 2003-05-26 | 2004-12-09 | Hitachi Powdered Metals Co Ltd | 熱電変換発電ユニットおよびこの熱電変換発電ユニットを備えるトンネル型炉 |
JP2006266211A (ja) * | 2005-03-25 | 2006-10-05 | Mazda Motor Corp | 内燃機関の排熱発電装置 |
JP2009278830A (ja) * | 2008-05-16 | 2009-11-26 | Toyota Motor Corp | 熱電発電装置 |
US20100024437A1 (en) * | 2008-07-29 | 2010-02-04 | Norbert Elsner | High temperature compact thermoelectric module with gapless eggcrate |
DE102009003144A1 (de) * | 2009-05-15 | 2010-11-18 | Robert Bosch Gmbh | Wärmeübertrager und Verfahren zur Umwandlung von thermischer Energie eines Fluids in elektrische Energie |
JP5696504B2 (ja) * | 2010-01-30 | 2015-04-08 | Jfeスチール株式会社 | 熱電発電装置 |
-
2011
- 2011-11-18 JP JP2011252857A patent/JP5737151B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2013110825A (ja) | 2013-06-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5737151B2 (ja) | 熱電発電装置 | |
WO2013114428A1 (ja) | 熱電発電装置 | |
JP6064591B2 (ja) | 熱電発電装置 | |
JP5708606B2 (ja) | 熱電発電装置 | |
US7687704B2 (en) | Thermoelectric generator for internal combustion engine | |
JP5737139B2 (ja) | 熱電発電装置 | |
US20110197941A1 (en) | Energy conversion devices and methods | |
JP6034147B2 (ja) | 排熱回収装置 | |
JP5939138B2 (ja) | 熱電発電装置 | |
JP5939143B2 (ja) | 熱電発電装置 | |
KR20130066061A (ko) | 차량용 열전 발전기 | |
JP2013110218A (ja) | 熱電発電装置 | |
JP2008035595A (ja) | 熱発電装置及びその製造方法 | |
JP2016023625A (ja) | 熱電発電装置 | |
JP5954103B2 (ja) | 熱電発電装置 | |
JP2013093466A (ja) | 熱電発電装置 | |
KR101401065B1 (ko) | 차량용 열전 발전기 | |
JP2015102041A (ja) | 熱電発電装置 | |
JP2014225509A (ja) | 排熱発電装置 | |
JP2013150420A (ja) | 熱電発電装置 | |
JP2013150419A (ja) | 熱電発電装置 | |
RU2537097C2 (ru) | Устройство для генерирования электрической энергии из теплопроводного материала | |
US20160351777A1 (en) | Thermoelectric generation device for vehicle | |
WO2017162196A1 (zh) | 热电转换模块、新型内燃机、新型电机及发电方法 | |
JP5691999B2 (ja) | 熱電発電装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140117 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140806 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140819 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20141001 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150324 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150406 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5737151 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |