JP5829908B2 - In-vehicle power generation system - Google Patents

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Description

本発明は、車載発電システム、詳しくは、自動車などの車両に搭載される車載発電システムに関する。   The present invention relates to an on-vehicle power generation system, and more particularly to an on-vehicle power generation system mounted on a vehicle such as an automobile.

従来、自動車エンジンなどの内燃機関や、ボイラー、空調設備などの熱交換器、発電機、モータなどの電動機関、照明などの発光装置などの各種エネルギー利用装置では、例えば、排熱、光などとして、多くの熱エネルギーが放出および損失されている。   Conventionally, in internal combustion engines such as automobile engines, heat exchangers such as boilers and air conditioning equipment, electric engines such as generators and motors, and various energy utilization devices such as light emitting devices such as lighting, for example, as exhaust heat, light, etc. A lot of thermal energy is released and lost.

近年、省エネルギー化の観点から、放出される熱エネルギーを回収し、エネルギー源として再利用することが要求されており、このような方法として、焦電素子を用いた熱電変換発電が、知られている。   In recent years, from the viewpoint of energy saving, it is required to recover the released thermal energy and reuse it as an energy source. As such a method, thermoelectric conversion power generation using a pyroelectric element is known. Yes.

具体的には、例えば、複数の焦電素子のそれぞれの温度を上昇させる加熱源と、それら焦電素子のそれぞれの温度を低下させる冷却源と、加熱源および冷却源、および／または、焦電素子を移動させる移動手段とを備える発電装置を用い、加熱源および冷却源により焦電素子の温度を周期的に上昇および下降させることによって、焦電素子から直流電力または交流電力を取り出す方法が、提案されている（例えば、特許文献１参照。）。   Specifically, for example, a heating source that increases the temperature of each of the plurality of pyroelectric elements, a cooling source that decreases the temperature of each of the pyroelectric elements, a heating source and a cooling source, and / or a pyroelectric element A method of taking out DC power or AC power from a pyroelectric element by periodically raising and lowering the temperature of the pyroelectric element by a heating source and a cooling source using a power generation device including a moving unit that moves the element, It has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

特開平１１−３３２２６６号公報JP-A-11-332266

一方、このような発電方法としては、発電装置を自動車などの車両に搭載し、例えば、多サイクル方式の内燃機関から排気ガスが排出される排気管内に焦電素子を配置するとともに、その内燃機関を加熱源および冷却源として用いることなどを検討することもできる。   On the other hand, as such a power generation method, a power generation device is mounted on a vehicle such as an automobile, for example, a pyroelectric element is disposed in an exhaust pipe from which exhaust gas is discharged from a multi-cycle internal combustion engine, and the internal combustion engine It can also be considered to use as a heating source and a cooling source.

このような場合には、内燃機関において燃料が燃焼されることにより生じる排気ガスが、周期的に焦電素子に供給され、焦電素子が加熱される一方、排気ガスの供給が周期的に停止され、焦電素子が冷却されることにより、発電されるとともに、その電力が導線などを介して取り出される。   In such a case, exhaust gas generated by the combustion of fuel in the internal combustion engine is periodically supplied to the pyroelectric element, and the pyroelectric element is heated, while the supply of exhaust gas is periodically stopped. Then, the pyroelectric element is cooled to generate electric power, and the electric power is taken out through a conductor or the like.

そして、このような発電システムでは、作業性よく、排気管内に素子を配置することが要求され、また、より効率的に、焦電素子の加熱および冷却をコントロールすることが要求される。さらには、このような発電システムでは、電力を取り出すための導線などを保護することも要求される。   In such a power generation system, it is required to arrange the element in the exhaust pipe with good workability, and to control heating and cooling of the pyroelectric element more efficiently. Furthermore, in such a power generation system, it is also required to protect a lead wire for taking out electric power.

本発明の目的は、容易に素子を配置でき、効率的に素子の加熱および冷却をコントロールできるとともに、電力を取り出すデバイスを保護することができる車載発電システムを提供することにある。   An object of the present invention is to provide an in-vehicle power generation system capable of easily arranging elements, efficiently controlling heating and cooling of the elements, and protecting a device from which power is extracted.

上記目的を達成するため、本発明の車載発電システムは、エンジンと、前記エンジンから排気ガスを排出させるための排気管と、前記排気管内に配置され、排気ガスの排気に伴って温度が経時的に上下され、電気分極する第１デバイスと、前記第１デバイスから電力を取り出すための第２デバイスとを備え、前記第１デバイスが配置される部分の前記排気管が、前記排気管の長手方向途中において分割可能とされており、前記排気管の分割部分において、断熱材が、前記第２デバイスを被覆するように介在されていることを特徴としている。   In order to achieve the above object, an in-vehicle power generation system according to the present invention includes an engine, an exhaust pipe for exhausting exhaust gas from the engine, and an exhaust pipe disposed in the exhaust pipe. And a second device for taking out electric power from the first device, wherein the exhaust pipe of the portion where the first device is disposed is arranged in a longitudinal direction of the exhaust pipe. It is possible to divide in the middle, and in the divided part of the exhaust pipe, a heat insulating material is interposed so as to cover the second device.

このような車載発電システムでは、第１デバイスが配置される部分の排気管が、排気管の長手方向途中において分割可能とされているので、その部分を排気管から分割することによって、第１デバイスを排気管内に容易に配置することができる。   In such an in-vehicle power generation system, the exhaust pipe of the portion where the first device is arranged can be divided in the middle of the exhaust pipe in the longitudinal direction. Therefore, by dividing the portion from the exhaust pipe, the first device Can be easily arranged in the exhaust pipe.

また、このような車載発電システムでは、第１デバイスが配置される部分の排気管が分割されるとともに、その排気管の分割部分に断熱材が介在されるため、排気管が分割可能とされる場合にも、排気管が外部に対して熱的に遮断される。そのため、このような車載発電システムによれば、効率的に第１デバイスの加熱および冷却をコントロールすることができる。   Further, in such an in-vehicle power generation system, the exhaust pipe in the portion where the first device is arranged is divided, and since the heat insulating material is interposed in the divided portion of the exhaust pipe, the exhaust pipe can be divided. Even in this case, the exhaust pipe is thermally blocked from the outside. Therefore, according to such an in-vehicle power generation system, it is possible to efficiently control heating and cooling of the first device.

さらに、このような車載発電システムでは、排気管の分割部分において、断熱材が、第２デバイスを被覆するように介在されるため、第２デバイスを断熱材によって保護することができ、第２デバイスの損傷を抑制することができる。   Furthermore, in such an in-vehicle power generation system, since the heat insulating material is interposed so as to cover the second device in the divided portion of the exhaust pipe, the second device can be protected by the heat insulating material, and the second device Damage can be suppressed.

また、本発明の車載発電システムは、さらに、前記第１デバイスが配置される部分の前記排気管を冷却するための排気管冷却手段を備えることが好適である。   The on-vehicle power generation system of the present invention preferably further includes an exhaust pipe cooling means for cooling the exhaust pipe at a portion where the first device is disposed.

このような車載発電システムでは、排気ガスの排気に伴って、第１デバイスの温度が経時的に上下され、高温状態と低温状態とが周期的に繰り返されるとともに、排気管冷却手段によって排気管が冷却される。そのため、排気管の内部温度、とりわけ、排気ガスの供給が停止されたときの排気管の内部温度を、低下させることができ、第１デバイスの低温状態における温度を、より一層低下させることができる。   In such an in-vehicle power generation system, as the exhaust gas is exhausted, the temperature of the first device rises and falls over time, the high temperature state and the low temperature state are periodically repeated, and the exhaust pipe is cooled by the exhaust pipe cooling means. To be cooled. Therefore, the internal temperature of the exhaust pipe, in particular, the internal temperature of the exhaust pipe when the supply of exhaust gas is stopped can be reduced, and the temperature in the low temperature state of the first device can be further reduced. .

そのため、このような車載発電システムによれば、第１デバイスに排気ガスが供給されたときの高温状態における温度と、排気ガスの供給が停止されたときの低温状態における温度との温度差を、より大きくすることができ、その結果、発電効率の向上を図ることができる。   Therefore, according to such an in-vehicle power generation system, the temperature difference between the temperature in the high temperature state when the exhaust gas is supplied to the first device and the temperature in the low temperature state when the supply of the exhaust gas is stopped, As a result, the power generation efficiency can be improved.

本発明の車載発電システムによれば、排気管を分割することによって、第１デバイスを排気管内に容易に配置することができる。   According to the in-vehicle power generation system of the present invention, the first device can be easily arranged in the exhaust pipe by dividing the exhaust pipe.

また、本発明の車載発電システムによれば、排気管の分割部分において、断熱材が介在されるため、効率的に第１デバイスの加熱および冷却をコントロールすることができ、さらには、断熱材によって、第２デバイスの損傷を抑制することができる。   Further, according to the in-vehicle power generation system of the present invention, since the heat insulating material is interposed in the divided portion of the exhaust pipe, the heating and cooling of the first device can be efficiently controlled. The damage of the second device can be suppressed.

本発明の車載発電システムの一実施形態（第１実施形態）の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of one embodiment (first embodiment) of an in-vehicle power generation system of the present invention. 図１に記載される車載発電システムにおける第１デバイスが配置される部分の要部拡大図である。It is a principal part enlarged view of the part by which the 1st device is arrange | positioned in the vehicle-mounted electric power generation system described in FIG. 本発明の車載発電システムの他の実施形態（第２実施形態）の概略構成図である。It is a schematic block diagram of other embodiment (2nd Embodiment) of the vehicle-mounted electric power generation system of this invention. 本発明の車載発電システムの他の実施形態（第３実施形態）の概略構成図である。It is a schematic block diagram of other embodiment (3rd Embodiment) of the vehicle-mounted electric power generation system of this invention. 本発明の車載発電システムの他の実施形態（第４実施形態）の要部拡大図である。It is a principal part enlarged view of other embodiment (4th Embodiment) of the vehicle-mounted electric power generation system of this invention. 本発明の車載発電システムの他の実施形態（第５実施形態）の要部拡大図である。It is a principal part enlarged view of other embodiment (5th Embodiment) of the vehicle-mounted electric power generation system of this invention.

１．第１実施形態
図１は、本発明の車載発電システムの一実施形態（第１実施形態）の概略構成図であり、図２は、図１に記載される車載発電システムにおける第１デバイスが配置される部分の要部拡大図である。 1. First Embodiment FIG. 1 is a schematic configuration diagram of one embodiment (first embodiment) of an in-vehicle power generation system according to the present invention, and FIG. 2 is a layout of a first device in the in-vehicle power generation system shown in FIG. It is a principal part enlarged view of the part made.

図１において、自動車１１は、車載発電システム１を備えている。   In FIG. 1, an automobile 11 includes an in-vehicle power generation system 1.

車載発電システム１は、エンジン２と、エンジン２から排気ガスを排出させるための排気管５と、排気管５内に配置される第１デバイス３と、第１デバイス３から電力を取り出すための第２デバイス４とを備えている。   The in-vehicle power generation system 1 includes an engine 2, an exhaust pipe 5 for exhausting exhaust gas from the engine 2, a first device 3 disposed in the exhaust pipe 5, and a first device for taking out electric power from the first device 3. 2 devices 4.

エンジン２は、自動車１１の動力を出力する装置であって、例えば、単気筒型または多気筒型（例えば、２気筒型、３気筒型、４気筒型、６気筒型）が採用されるとともに、その各気筒において、多サイクル方式（例えば、２サイクル方式、４サイクル方式、６サイクル方式など）が採用される。   The engine 2 is a device that outputs the power of the automobile 11, and for example, a single cylinder type or a multi-cylinder type (for example, a 2-cylinder type, a 3-cylinder type, a 4-cylinder type, or a 6-cylinder type) is employed. In each cylinder, a multi-cycle method (for example, a 2-cycle method, a 4-cycle method, a 6-cycle method, etc.) is employed.

以下において、４気筒型、４サイクル方式が採用されるエンジンを用いて、説明する。   Hereinafter, description will be made using an engine employing a four-cylinder type and a four-cycle method.

このエンジン２は、図示しない複数（４つ）の気筒を備えており、詳しくは後述するように、各気筒において、ピストンの昇降運動が繰り返され、吸気工程、圧縮工程、爆発工程、排気工程が順次実施されることにより、燃料が燃焼され、動力が出力されている。   The engine 2 includes a plurality of (not shown) cylinders (not shown), and as will be described in detail later, in each cylinder, pistons are repeatedly moved up and down to perform an intake process, a compression process, an explosion process, and an exhaust process. By being carried out sequentially, fuel is burned and power is output.

また、エンジン２の各気筒の前側（車両前後方向における前側。以下同様。）には、排気管５（詳しくは、分岐管１８（後述））の上流側端部が接続されている。すなわち、エンジン２として、排気ガスをエンジン２の前方から排気管５に排出可能とする前方排気型のエンジンが、採用されている。   Further, an upstream end of an exhaust pipe 5 (specifically, a branch pipe 18 (described later)) is connected to the front side of each cylinder of the engine 2 (the front side in the vehicle front-rear direction; the same applies hereinafter). That is, a front exhaust type engine that allows exhaust gas to be discharged from the front of the engine 2 to the exhaust pipe 5 is employed as the engine 2.

また、エンジン２には、図２に示されるように、各気筒と分岐管１８との接続部分において、エンジン側フランジ２５が形成されている。   Further, as shown in FIG. 2, an engine-side flange 25 is formed in the engine 2 at a connection portion between each cylinder and the branch pipe 18.

エンジン側フランジ２５は、分岐管１８が延びる方向と交差する方向、好ましくは、直交する方向（分岐管１８の径方向）に沿って延びる円環状の平板部材であり、複数（４つ）の気筒のそれぞれに対応するように、複数（４つ）設けられている。   The engine-side flange 25 is an annular flat plate member extending in a direction intersecting with the direction in which the branch pipe 18 extends, preferably in a direction perpendicular to the direction (the radial direction of the branch pipe 18), and a plurality of (four) cylinders. A plurality (four) are provided so as to correspond to each of the above.

また、各エンジン側フランジ２５には、厚み方向を貫通する貫通穴３０が、分岐管１８の周方向に沿って間隔を隔てて複数形成されている。これにより、貫通穴３０にボルトなどの固定部材が挿通可能とされ、固定部材によってエンジン側フランジ２５と収容部フランジ２６（後述）とが締結可能とされ、分岐管１８とエンジン２とが連結可能とされている。   Each engine-side flange 25 is formed with a plurality of through holes 30 penetrating in the thickness direction at intervals along the circumferential direction of the branch pipe 18. As a result, a fixing member such as a bolt can be inserted into the through hole 30, and the engine side flange 25 and the accommodating portion flange 26 (described later) can be fastened by the fixing member, and the branch pipe 18 and the engine 2 can be connected. It is said that.

排気管５は、エンジン２の各気筒から排出される排気ガスを収束するために設けられる排気多岐管（エキゾーストマニホールド）であって、図１に示されるように、エンジン２の各気筒に接続される複数（４つ）の分岐管１８と、それら分岐管１８の下流側において、各分岐管１８を１つに統合する集気管１９とを備えている。   The exhaust pipe 5 is an exhaust manifold (exhaust manifold) provided for converging the exhaust gas discharged from each cylinder of the engine 2, and is connected to each cylinder of the engine 2 as shown in FIG. A plurality of (four) branch pipes 18 and an air collection pipe 19 that integrates the branch pipes 18 into one downstream of the branch pipes 18.

複数（４つ）の分岐管１８は、自動車１１の車幅方向に沿って、互いに間隔を隔てて並列配置されている。なお、図１（ａ）では、車両上下方向における上面視概略図を取り出して示している。以下において、複数（４つ）の分岐管１８を区別する必要がある場合には、上面視概略図における上側から順に、分岐管１８ａ、分岐管１８ｂ、分岐管１８ｃおよび分岐管１８ｄと称する。   The plurality (four) of branch pipes 18 are arranged in parallel along the vehicle width direction of the automobile 11 with a space therebetween. In FIG. 1A, a schematic top view in the vertical direction of the vehicle is taken out and shown. Hereinafter, when it is necessary to distinguish a plurality of (four) branch pipes 18, they are referred to as a branch pipe 18 a, a branch pipe 18 b, a branch pipe 18 c and a branch pipe 18 d in order from the upper side in the schematic top view.

このような排気管５では、分岐管１８の上流側端部が、それぞれ、エンジン２の各気筒に接続されるとともに、分岐管１８の下流側端部と集気管１９の上流側端部とが接続されている。また、集気管１９の下流側端部は、後述する触媒搭載部１２の上流側端部に接続されている。   In such an exhaust pipe 5, the upstream end of the branch pipe 18 is connected to each cylinder of the engine 2, and the downstream end of the branch pipe 18 and the upstream end of the air collecting pipe 19 are connected to each other. It is connected. Further, the downstream end of the air collecting pipe 19 is connected to the upstream end of the catalyst mounting portion 12 described later.

そして、このような分岐管１８（排気管５）の上流側端部には、後述する第１デバイス３が配置されており、図２に示されるように、その第１デバイス３（後述）が配置される部分の分岐管１８（排気管５）が、分岐管１８（排気管５）の長手方向途中において、分割可能とされている。   And the 1st device 3 mentioned later is arrange | positioned in the upstream edge part of such a branch pipe 18 (exhaust pipe 5), As FIG. 2 shows, the 1st device 3 (after-mentioned) is shown. The branch pipe 18 (exhaust pipe 5) of the portion to be arranged can be divided in the middle of the branch pipe 18 (exhaust pipe 5) in the longitudinal direction.

より具体的には、分岐管１８は、分岐管１８の周方向にわたって区画される円環状（断面視Ｏ字状）の境界Ｓ１において、その上流側部分に区画され、第１デバイス３を収容可能とする収容部１６と、その下流側部分に区画され、第１デバイス３を収容しない非収容部１７とに分割可能とされている。   More specifically, the branch pipe 18 is partitioned at an upstream portion thereof in the annular (O-shaped cross-sectional view) boundary S <b> 1 defined along the circumferential direction of the branch pipe 18, and can accommodate the first device 3. And a non-accommodating portion 17 that is partitioned into a downstream portion thereof and that does not accommodate the first device 3.

収容部１６は、複数（４つ）の分岐管１８のそれぞれにおいて、第１デバイス３が配置される部分に対応するように、複数（４つ）形成されている。   A plurality (four) of the accommodating portions 16 are formed in each of the plurality (four) of branch pipes 18 so as to correspond to the portion where the first device 3 is disposed.

また、この収容部１６は、その上流側端部および下流側端部の両端部において、収容部フランジ２６を備えている。   The accommodating portion 16 includes accommodating portion flanges 26 at both ends of the upstream end portion and the downstream end portion.

収容部フランジ２６は、分岐管１８が延びる方向と交差する方向、好ましくは、直交する方向（分岐管１８の径方向）に沿って延びる円環状の平板部材であり、収容部１６の上流側端部および下流側端部における外周表面から、分岐管１８の径方向に沿って突出するように、設けられている。   The accommodating portion flange 26 is an annular flat plate member extending in a direction intersecting with the direction in which the branch pipe 18 extends, preferably in a direction perpendicular to the direction (the radial direction of the branch pipe 18). It is provided so that it may protrude along the radial direction of the branch pipe 18 from the outer peripheral surface in a part and a downstream edge part.

また、収容部フランジ２６には、厚み方向を貫通する貫通穴３０が、分岐管１８の周方向に沿って間隔を隔てて複数形成されている。   In addition, a plurality of through holes 30 penetrating in the thickness direction are formed in the accommodating portion flange 26 along the circumferential direction of the branch pipe 18 at intervals.

これにより、貫通穴３０にボルトなどの固定部材が挿通可能とされ、固定部材によってエンジン側フランジ２５と上流側の収容部フランジ２６とが締結可能とされ、分岐管１８とエンジン２とが連結可能とされるとともに、固定部材によって下流側の収容部フランジ２６と非収容部フランジ２７（後述）が締結可能とされ、収容部１６と非収容部１７とが連結可能とされている。   As a result, a fixing member such as a bolt can be inserted into the through hole 30, the engine side flange 25 and the upstream housing flange 26 can be fastened by the fixing member, and the branch pipe 18 and the engine 2 can be connected. In addition, the receiving portion flange 26 and the non-receiving portion flange 27 (described later) can be fastened by the fixing member, and the receiving portion 16 and the non-receiving portion 17 can be connected.

非収容部１７は、その上流側端部において、非収容部フランジ２７を備えている。   The non-accommodating portion 17 includes a non-accommodating portion flange 27 at its upstream end.

非収容部フランジ２７は、分岐管１８が延びる方向と交差する方向、好ましくは、直交する方向（分岐管１８の径方向）に沿って延びる円環状の平板部材であり、非収容部１７の上流側端部において、非収容部１７の外周表面から分岐管１８の径方向に沿って突出するように設けられている。   The non-accommodating portion flange 27 is an annular flat plate member extending in a direction intersecting with the direction in which the branch pipe 18 extends, and preferably in an orthogonal direction (the radial direction of the branch pipe 18). The side end portion is provided so as to protrude from the outer peripheral surface of the non-accommodating portion 17 along the radial direction of the branch pipe 18.

また、非収容部フランジ２７には、その厚み方向を貫通する貫通穴３０が、分岐管１８の周方向に沿って間隔を隔てて複数形成されている。これにより、貫通穴３０にボルトなどの固定部材が挿通可能とされ、固定部材によって下流側の収容部フランジ２６と非収容部フランジ２７（後述）が締結可能とされ、収容部１６と非収容部１７とが連結可能とされている。   The non-accommodating portion flange 27 is formed with a plurality of through holes 30 penetrating in the thickness direction at intervals along the circumferential direction of the branch pipe 18. As a result, a fixing member such as a bolt can be inserted into the through hole 30, and the downstream side accommodating portion flange 26 and the non-accommodating portion flange 27 (described later) can be fastened by the fixing member. 17 can be connected.

このような車載発電システム１によれば、詳しくは後述するが、第１デバイス３（後述）が配置される部分の分岐管１８（排気管５）が、分岐管１８（排気管５）の長手方向途中において分割可能とされているので、その部分を分岐管１８（排気管５）から分割することによって、第１デバイス３（後述）を分岐管１８（排気管５）内に容易に配置することができる。   According to such an in-vehicle power generation system 1, as will be described in detail later, the branch pipe 18 (exhaust pipe 5) of the portion where the first device 3 (described later) is arranged is the length of the branch pipe 18 (exhaust pipe 5). Since it can be divided in the middle of the direction, the first device 3 (described later) can be easily arranged in the branch pipe 18 (exhaust pipe 5) by dividing the portion from the branch pipe 18 (exhaust pipe 5). be able to.

また、このような車載発電システム１では、収容部１６と、非収容部１７またはエンジン２との接続部分などから、第２デバイス４を、容易に分岐管１８の外側に取り出すことができる。   Moreover, in such an in-vehicle power generation system 1, the second device 4 can be easily taken out of the branch pipe 18 from a connecting portion between the housing portion 16 and the non-housing portion 17 or the engine 2.

また、排気管５の分割部分（上記の境界Ｓ１）には、断熱材２８が、第２デバイス４の導線３１（後述）を被覆するように介在される。   In addition, a heat insulating material 28 is interposed in a divided portion (the boundary S <b> 1) of the exhaust pipe 5 so as to cover a conductive wire 31 (described later) of the second device 4.

断熱材２８としては、特に制限されないが、グラスウール、セラミックスなどが挙げられる。   Although it does not restrict | limit especially as the heat insulating material 28, Glass wool, ceramics, etc. are mentioned.

このような車載発電システム１では、第１デバイス３（後述）が配置される部分の排気管５が分割されるとともに、その排気管５の分割部分に断熱材２８が介在されるため、排気管５が分割可能とされる場合にも、排気管５が外部に対して熱的に遮断される。そのため、このような車載発電システム１によれば、効率的に第１デバイス３（後述）の加熱および冷却をコントロールすることができる。   In such an in-vehicle power generation system 1, the exhaust pipe 5 in the portion where the first device 3 (described later) is arranged is divided, and the heat insulating material 28 is interposed in the divided portion of the exhaust pipe 5. Even when 5 can be divided, the exhaust pipe 5 is thermally blocked from the outside. Therefore, according to such an in-vehicle power generation system 1, heating and cooling of the first device 3 (described later) can be controlled efficiently.

さらに、このような車載発電システム１では、排気管５の分割部分において、断熱材２８が、第２デバイス４の導線３１（後述）を被覆するように介在されるため、第２デバイス４の導線３１（後述）を断熱材２８によって保護することができ、第２デバイス４の導線３１（後述）の損傷を抑制することができる。   Further, in such an in-vehicle power generation system 1, the heat insulating material 28 is interposed so as to cover the conductor 31 (described later) of the second device 4 in the divided portion of the exhaust pipe 5. 31 (described later) can be protected by the heat insulating material 28, and damage to the conductive wire 31 (described later) of the second device 4 can be suppressed.

なお、このような断熱材２８は、シール部材としても兼用され、断熱材２８によって、収容部１６と非収容部１７との接合部がシールされる。   Such a heat insulating material 28 is also used as a sealing member, and the heat insulating material 28 seals the joint portion between the housing portion 16 and the non-housing portion 17.

第１デバイス３は、排気ガスの排気に伴って温度が経時的に上下され、電気分極するデバイスである。   The first device 3 is a device that undergoes electrical polarization as the temperature increases and decreases with time as the exhaust gas is exhausted.

ここでいう電気分極とは、結晶の歪みにともなう正負イオンの変位により誘電分極し電位差が生じる現象、例えばピエゾ効果、および／または、温度変化により誘電率が変化し電位差が生じる現象、例えば焦電効果などのように、材料に起電力が発生する現象と定義する。   The electric polarization referred to here is a phenomenon in which a potential difference occurs due to dielectric polarization due to displacement of positive and negative ions due to crystal distortion, such as a piezo effect and / or a phenomenon in which a dielectric constant changes due to a temperature change and a potential difference occurs, such as pyroelectricity. It is defined as a phenomenon in which an electromotive force is generated in a material, such as an effect.

このような第１デバイス３として、より具体的には、例えば、ピエゾ効果により電気分極するデバイス、焦電効果により電気分極するデバイスなどが挙げられる。   More specifically, examples of the first device 3 include a device that is electrically polarized by a piezo effect, a device that is electrically polarized by a pyroelectric effect, and the like.

ピエゾ効果は、応力または歪みが加えられたときに、その応力または歪みの大きさに応じて電気分極する効果（現象）である。   The piezo effect is an effect (phenomenon) in which when a stress or strain is applied, it is electrically polarized according to the magnitude of the stress or strain.

このようなピエゾ効果により電気分極する第１デバイス３としては、特に制限されず、公知のピエゾ素子（圧電素子）を用いることができる。   The first device 3 that is electrically polarized by the piezo effect is not particularly limited, and a known piezo element (piezoelectric element) can be used.

第１デバイス３としてピエゾ素子が用いられる場合には、ピエゾ素子は、例えば、その周囲が固定部材により固定され、体積膨張が抑制された状態において、排気ガスに接触（曝露）されるように、分岐管１８内に配置される。   When a piezo element is used as the first device 3, the piezo element is, for example, in contact with (exposed to) exhaust gas in a state where its periphery is fixed by a fixing member and volume expansion is suppressed. It is arranged in the branch pipe 18.

固定部材としては、特に制限されず、例えば、後述する第２デバイス４（例えば、電極など）を用いることもできる。   The fixing member is not particularly limited, and for example, a second device 4 (for example, an electrode) described later can be used.

そして、このような場合には、ピエゾ素子は、周期的に加熱または冷却されることによって、膨張または収縮する。   In such a case, the piezo element expands or contracts by being heated or cooled periodically.

このとき、ピエゾ素子は、固定部材により体積膨張が抑制されているため、ピエゾ素子は、固定部材に押圧され、ピエゾ効果（圧電効果）、または、キュリー点付近での相変態により、電気分極する。これにより、詳しくは後述するが、第２デバイス４を介して、ピエゾ素子から電力が取り出される。   At this time, since the volume expansion of the piezo element is suppressed by the fixing member, the piezo element is pressed by the fixing member and is electrically polarized by the piezo effect (piezoelectric effect) or phase transformation near the Curie point. . Thereby, as will be described in detail later, power is extracted from the piezo element via the second device 4.

また、このようなピエゾ素子は、通常、加熱状態または冷却状態が維持され、その温度が一定（すなわち、体積一定）になると、電気分極が中和され、その後、冷却または加熱されることにより、再度、電気分極する。   In addition, such a piezo element is normally maintained in a heated state or a cooled state, and when its temperature becomes constant (that is, a constant volume), the electric polarization is neutralized, and then cooled or heated, Again, it is electrically polarized.

そのため、ピエゾ素子が周期的に、繰り返し加熱および冷却されると、ピエゾ素子の電気分極およびその中和が、周期的に繰り返される。   Therefore, when the piezo element is periodically heated and cooled, the electric polarization of the piezo element and its neutralization are repeated periodically.

その結果、後述する第２デバイス４により、電力が、周期的に変動する波形（例えば、交流、脈流など）として取り出される。   As a result, electric power is extracted as a waveform (for example, alternating current, pulsating flow, etc.) that fluctuates periodically by the second device 4 described later.

焦電効果は、例えば、絶縁体（誘電体）などを加熱および冷却する時に、その温度変化に応じて絶縁体が電気分極する効果（現象）であって、第１効果および第２効果を含んでいる。   The pyroelectric effect is, for example, an effect (phenomenon) in which the insulator is electrically polarized in accordance with a change in temperature when the insulator (dielectric) is heated and cooled, and includes the first effect and the second effect. It is out.

第１効果は、絶縁体の加熱時および冷却時において、その温度変化により自発分極し、絶縁体の表面に、電荷を生じる効果とされている。   The first effect is an effect in which, when the insulator is heated and cooled, it spontaneously polarizes due to the temperature change and generates a charge on the surface of the insulator.

また、第２効果は、絶縁体の加熱時および冷却時において、その温度変化により結晶構造に圧力変形が生じ、結晶構造に加えられる応力または歪みにより、圧電分極を生じる効果（ピエゾ効果、圧電効果）とされている。   In addition, the second effect is an effect that pressure deformation occurs in the crystal structure due to temperature changes during heating and cooling of the insulator, and piezoelectric polarization occurs due to stress or strain applied to the crystal structure (piezo effect, piezoelectric effect). ).

このような焦電効果により電気分極するデバイスとしては、特に制限されず、公知の焦電素子を用いることができる。   The device that is electrically polarized by such a pyroelectric effect is not particularly limited, and a known pyroelectric element can be used.

第１デバイス３として焦電素子が用いられる場合には、焦電素子は、排気ガスに接触（曝露）されるように、分岐管１８内に配置される。   When a pyroelectric element is used as the first device 3, the pyroelectric element is disposed in the branch pipe 18 so as to be in contact (exposed) with the exhaust gas.

このような場合において、焦電素子は、周期的に加熱または冷却されることによって、その焦電効果（第１効果および第２効果を含む）により、電気分極する。これにより、詳しくは後述するが、第２デバイス４を介して、焦電素子から電力が取り出される。   In such a case, the pyroelectric element is electrically polarized by the pyroelectric effect (including the first effect and the second effect) by being heated or cooled periodically. Thereby, although mentioned later in detail, electric power is taken out from the pyroelectric element via the second device 4.

また、このような焦電素子は、通常、加熱状態または冷却状態が維持され、その温度が一定になると、電気分極が中和され、その後、冷却または加熱されることにより、再度、電気分極する。   Also, such pyroelectric elements are usually maintained in a heated state or a cooled state, and when the temperature becomes constant, the electric polarization is neutralized, and then cooled or heated again to be electrically polarized again. .

そのため、焦電素子が周期的に、繰り返し加熱および冷却されると、焦電素子の電気分極およびその中和が、周期的に繰り返される。   Therefore, when the pyroelectric element is periodically heated and cooled, the electric polarization of the pyroelectric element and its neutralization are repeated periodically.

その結果、後述する第２デバイス４により、電力が、周期的に変動する波形（例えば、交流、脈流など）として取り出される。   As a result, electric power is extracted as a waveform (for example, alternating current, pulsating flow, etc.) that fluctuates periodically by the second device 4 described later.

このような第１デバイス３として、具体的には、上記したように、公知の焦電素子（例えば、ＢａＴｉＯ３、ＣａＴｉＯ３、（ＣａＢｉ）ＴｉＯ３、ＢａＮｄ２Ｔｉ５Ｏ１４、ＢａＳｍ２Ｔｉ４Ｏ１２、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ：Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３）など）、公知のピエゾ素子（例えば、水晶（ＳｉＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、ロッシェル塩（酒石酸カリウム−ナトリウム）（ＫＮａＣ４Ｈ４Ｏ６）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ：Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）、リチウムテトラボレート（Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７）、ランガサイト（Ｌａ３Ｇａ５ＳｉＯ１４）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、電気石（トルマリン）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）など）などを用いることができる。 Specifically, as described above, the first device 3 is a known pyroelectric element (for example, BaTiO 3 , CaTiO 3 , (CaBi) TiO 3 , BaNd 2 Ti 5 O 14 , BaSm 2 Ti 4. O 12 , lead zirconate titanate (PZT: Pb (Zr, Ti) O 3 ), etc., known piezo elements (eg, quartz (SiO 2 ), zinc oxide (ZnO), Rochelle salt (potassium sodium tartrate) (KNaC 4 H 4 O 6) , lead zirconate titanate (PZT: Pb (Zr, Ti ) O 3), lithium niobate (LiNbO 3), lithium tantalate (LiTaO 3), lithium tetraborate (Li 2 B 4 O 7 ), Langasite (La 3 Ga 5 SiO 14 ), Aluminum Nitride (AlN), Tourmaline, Poly Vinylidene fluoride (PVDF) or the like can be used.

これら第１デバイス３は、単独使用または２種類以上併用することができる。   These first devices 3 can be used alone or in combination of two or more.

第１デバイス３のキュリー点は、例えば、−７７℃以上、好ましくは、−１０℃以上であり、例えば、１３００℃以下、好ましくは、９００℃以下である。   The Curie point of the first device 3 is, for example, −77 ° C. or higher, preferably −10 ° C. or higher, for example, 1300 ° C. or lower, preferably 900 ° C. or lower.

また、第１デバイス３（絶縁体（誘電体））の比誘電率は、例えば、１以上、好ましくは、１００以上、より好ましくは、２０００以上である。   The relative dielectric constant of the first device 3 (insulator (dielectric)) is, for example, 1 or more, preferably 100 or more, more preferably 2000 or more.

このような車載発電システム１では、第１デバイス３（絶縁体（誘電体））の比誘電率が高いほど、エネルギー変換効率が高く、高電圧で電力を取り出すことができるが、第１デバイス３の比誘電率が上記下限未満であれば、エネルギー変換効率が低く、得られる電力の電圧が低くなる場合がある。   In such an in-vehicle power generation system 1, the higher the relative permittivity of the first device 3 (insulator (dielectric material)), the higher the energy conversion efficiency and the higher voltage the electric power can be extracted. If the relative dielectric constant is less than the lower limit, the energy conversion efficiency may be low, and the voltage of the obtained power may be low.

なお、第１デバイス３（絶縁体（誘電体））は、排気ガスの温度変化によって電気分極するが、その電気分極は、電子分極、イオン分極および配向分極のいずれでもよい。   The first device 3 (insulator (dielectric)) is electrically polarized by the temperature change of the exhaust gas. The electrical polarization may be any of electronic polarization, ion polarization, and orientation polarization.

例えば、配向分極によって分極が発現する材料（例えば、液晶材料など）では、その分子構造を変化させることにより、発電効率の向上を図ることができるものと期待されている。   For example, it is expected that a material that exhibits polarization by orientation polarization (for example, a liquid crystal material) can improve power generation efficiency by changing its molecular structure.

このような第１デバイス３は、上記したように、分岐管１８（排気管５）内において、第２デバイス４（および必要により設けられる固定部材（図示せず））により固定されており、これにより、第１デバイス３は、分岐管１８内において、第２デバイス４を介して、排気ガスに接触（曝露）可能とされている。   As described above, the first device 3 is fixed in the branch pipe 18 (exhaust pipe 5) by the second device 4 (and a fixing member (not shown) provided if necessary). Thus, the first device 3 can be contacted (exposed) to the exhaust gas through the second device 4 in the branch pipe 18.

第２デバイス４は、第１デバイス３から電力を取り出すために設けられる。   The second device 4 is provided to extract power from the first device 3.

このような第２デバイス４は、例えば、上記の第１デバイス３を挟んで対向配置される２つの電極（例えば、銅電極、銀電極など）と、それら電極に接続される導線３１とを備えており、第１デバイス３に電気的に接続されている。   Such a second device 4 includes, for example, two electrodes (for example, a copper electrode, a silver electrode, and the like) disposed opposite to each other with the first device 3 interposed therebetween, and a conductive wire 31 connected to these electrodes. And is electrically connected to the first device 3.

また、このような第２デバイス４は、好ましくは、衝撃吸収材２９によって被覆されている。   Such a second device 4 is preferably covered with a shock absorbing material 29.

具体的には、図１（ｂ）および図２に示すように、この車載発電システム１では、上記した第１デバイス３が、分岐管１８（排気管５）の内周面から所定間隔を隔てて配置されており、第１デバイス３と分岐管１８（排気管５）の内周面との間には、衝撃吸収材２９が、第２デバイス４を被覆するように介在されている。なお、図１（ｂ）では、分岐管１８の径方向に沿う断面図を、拡大して示している。   Specifically, as shown in FIGS. 1B and 2, in the in-vehicle power generation system 1, the first device 3 described above is separated from the inner peripheral surface of the branch pipe 18 (exhaust pipe 5) by a predetermined interval. The shock absorber 29 is interposed between the first device 3 and the inner peripheral surface of the branch pipe 18 (exhaust pipe 5) so as to cover the second device 4. In addition, in FIG.1 (b), sectional drawing along the radial direction of the branch pipe 18 is expanded and shown.

衝撃吸収材２９は、衝撃吸収性を備える緩衝材であって、例えば、金属ウールなどの熱伝導性クッション材などが挙げられる。   The shock absorbing material 29 is a shock absorbing material having shock absorbing properties, and examples thereof include a heat conductive cushion material such as metal wool.

そして、第２デバイス４が、このような衝撃吸収材２９に挿通され、衝撃吸収材２９の中を通過するとともに、分岐管１８の外側に取り出し可能とされている。   The second device 4 is inserted into the shock absorbing material 29 and passes through the shock absorbing material 29 and can be taken out of the branch pipe 18.

このような車載発電システム１では、第１デバイス３と分岐管１８（排気管５）の内周面との間において、第２デバイス４が衝撃吸収材２９によって被覆されるため、第２デバイス４を衝撃吸収材２９によって保護することができ、第２デバイス４が排ガスに曝露されるなどによって損傷することを、抑制することができる。   In such an in-vehicle power generation system 1, the second device 4 is covered with the shock absorbing material 29 between the first device 3 and the inner peripheral surface of the branch pipe 18 (exhaust pipe 5). Can be protected by the shock absorbing material 29, and the second device 4 can be prevented from being damaged by being exposed to exhaust gas.

また、第２デバイス４は、図１に示すように、昇圧器８、交流／直流変換器（ＡＣ−ＤＣコンバーター）９およびバッテリー１０に、順次、電気的に接続されている。   Further, as shown in FIG. 1, the second device 4 is sequentially electrically connected to a booster 8, an AC / DC converter (AC-DC converter) 9, and a battery 10.

また、このような車載発電システム１は、さらに、第１デバイス３が配置される排気管５を冷却するための排気管冷却手段としての冷却フィン６および前面開口部７（走行風導入手段）とを備えている。   Further, such an in-vehicle power generation system 1 further includes cooling fins 6 and front opening portions 7 (running wind introduction means) as exhaust pipe cooling means for cooling the exhaust pipe 5 in which the first device 3 is disposed. It has.

冷却フィン６は、分岐管１８における収容部１６（排気管５）を冷却するための放熱部材であって、収容部１６の外周表面から径方向に沿って放射状に突出するように複数（８つ）設けられている。   The cooling fins 6 are heat radiating members for cooling the accommodating portion 16 (exhaust pipe 5) in the branch pipe 18, and a plurality of (eight) fins are projected radially from the outer peripheral surface of the accommodating portion 16 along the radial direction. ) Is provided.

複数の冷却フィン６は、収容部１６の軸線方向において、第１デバイス３が配置される部分にわたって延びるように設けられており、収容部１６の周方向に沿って互いに間隔を隔てるように、互いに等間隔に配置されている。   The plurality of cooling fins 6 are provided so as to extend over a portion where the first device 3 is disposed in the axial direction of the housing portion 16, and are spaced apart from each other along the circumferential direction of the housing portion 16. It is arranged at equal intervals.

なお、各冷却フィン６が延びる方向は、走行風（後述）が流れる方向にも沿っている。   The direction in which each cooling fin 6 extends is also along the direction in which traveling wind (described later) flows.

前面開口部７は、自動車１１の走行時に生じる走行風（自動車１１の進行方向と対向する方向に向かって生じる空気流。図１矢印参照。）を、排気管５に導入するために、自動車１１の前面パネルを貫通するように設けられている。   The front opening 7 is used to introduce a traveling wind (air flow generated in a direction opposite to the traveling direction of the automobile 11, see arrows in FIG. 1) into the exhaust pipe 5. It is provided so as to penetrate the front panel.

具体的には、前面開口部７は、分岐管１８と前後方向に対向する自動車１１の前面パネルにおいて、開口されることにより形成されており、走行風を収容部１６に向かって案内するための複数の風向板２４が、その開口内において、上下方向に間隔を隔てて設けられている。   Specifically, the front opening 7 is formed by being opened in the front panel of the automobile 11 that faces the branch pipe 18 in the front-rear direction, and guides the traveling wind toward the housing 16. A plurality of wind direction plates 24 are provided in the opening at intervals in the vertical direction.

そして、この自動車１１は、上記した車載発電システム１のほか、触媒搭載部１２、エキゾーストパイプ１３、マフラー１４および排出パイプ１５を備えている。   In addition to the on-vehicle power generation system 1, the automobile 11 includes a catalyst mounting portion 12, an exhaust pipe 13, a muffler 14, and a discharge pipe 15.

触媒搭載部１２は、例えば、触媒担体およびその担体上にコーティングされる触媒を備えており、エンジン２から排出される排気ガスに含まれる炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）、一酸化炭素（ＣＯ）などの有害成分を浄化するために、エンジン２の下流側端部に接続されている。具体的には、第１デバイス３の下流側近傍の集気管１９の下流側端部に接続されている。 The catalyst mounting unit 12 includes, for example, a catalyst carrier and a catalyst coated on the carrier, and includes hydrocarbons (HC), nitrogen oxides (NO x ), one contained in exhaust gas discharged from the engine 2, and the like. In order to purify harmful components such as carbon oxide (CO), the downstream end of the engine 2 is connected. Specifically, the first device 3 is connected to the downstream end of the air collecting tube 19 in the vicinity of the downstream side.

エキゾーストパイプ１３は、触媒搭載部１２において浄化された排気ガスをマフラー１４に案内するために設けられており、上流側端部が触媒搭載部１２に接続されるとともに、下流側端部がマフラー１４に接続されている。   The exhaust pipe 13 is provided to guide the exhaust gas purified in the catalyst mounting portion 12 to the muffler 14. The upstream end is connected to the catalyst mounting portion 12 and the downstream end is the muffler 14. It is connected to the.

マフラー１４は、エンジン２（とりわけ、後述する爆発工程）において生じる騒音を、静音化すために設けられており、その上流側端部がエキゾーストパイプ１３の下流側端部に接続されている。また、マフラー１４の下流側端部は、排出パイプ１５の上流側端部に接続されている。   The muffler 14 is provided to silence noise generated in the engine 2 (especially, an explosion process described later), and its upstream end is connected to the downstream end of the exhaust pipe 13. The downstream end of the muffler 14 is connected to the upstream end of the discharge pipe 15.

排出パイプ１５は、エンジン２から排出され、排気管５、触媒搭載部１２、エキゾーストパイプ１３およびマフラー１４を順次通過し、浄化および静音化された排気ガスを、外気に放出するために設けられており、その上流側端部がマフラー１４の下流側端部に接続されるとともに、その下流側端部が、外気に開放されている。
２．発電方法
以下において、上記した車載発電システム１を用いた発電方法について、詳述する。 The exhaust pipe 15 is provided to discharge exhaust gas that has been exhausted from the engine 2, sequentially passes through the exhaust pipe 5, the catalyst mounting portion 12, the exhaust pipe 13, and the muffler 14, and is purified and silenced. The upstream end is connected to the downstream end of the muffler 14, and the downstream end is open to the outside air.
2. Power Generation Method Hereinafter, a power generation method using the above-described on-vehicle power generation system 1 will be described in detail.

このような車載発電システム１では、自動車１１の製造時などにおいて、図２に示すように、まず、第１デバイス３、第２デバイス４および衝撃吸収材２９を、予め、収容部１６に収容する。このとき、第２デバイス４は、衝撃吸収材２９内を通過し、衝撃吸収材２９によって被覆されるように、配置される。   In such an in-vehicle power generation system 1, as shown in FIG. 2, first, the first device 3, the second device 4, and the shock absorbing material 29 are first accommodated in the accommodating portion 16 when the automobile 11 is manufactured. . At this time, the second device 4 is disposed so as to pass through the shock absorber 29 and be covered with the shock absorber 29.

次いで、下流側の収容部フランジ２６と非収容部フランジ２７とを、ボルトなどの固定部材により締結することによって、収容部１６と非収容部１７とを連結する。これにより、分岐管１８を形成するとともに、その分岐管１８内に、第１デバイス３を配置する。   Subsequently, the accommodating part 16 and the non-accommodating part 17 are connected by fastening the accommodating part flange 26 and the non-accommodating part flange 27 of a downstream side with fixing members, such as a volt | bolt. Thus, the branch pipe 18 is formed, and the first device 3 is disposed in the branch pipe 18.

その後、上流側の収容部フランジ２６とエンジン側フランジ２５とを、ボルトなどの固定部材により締結し、その接続部分から、第２デバイス４の導線３１を断熱材２８により被覆するとともに取り出し、エンジン２と分岐管１８とを接続する。なお、これとともに、分岐管１８の下流側端部を、集気管１９に接続する。   Thereafter, the upstream side housing flange 26 and the engine side flange 25 are fastened by a fixing member such as a bolt, and the conductor 31 of the second device 4 is covered with the heat insulating material 28 and taken out from the connecting portion. And the branch pipe 18 are connected. At the same time, the downstream end of the branch pipe 18 is connected to the air collection pipe 19.

そして、このような車載発電システム１では、自動車１１の走行時にエンジン２が駆動され、各気筒において、ピストンの昇降運動が繰り返され、吸気工程、圧縮工程、爆発工程および排気工程が順次実施されるとともに、排気工程において、高温の排気ガスが、第１デバイス３に供給される。   In such an in-vehicle power generation system 1, the engine 2 is driven when the automobile 11 is traveling, and the pistons are repeatedly moved up and down in each cylinder, and the intake process, the compression process, the explosion process, and the exhaust process are sequentially performed. At the same time, high-temperature exhaust gas is supplied to the first device 3 in the exhaust process.

より具体的には、例えば、分岐管１８ａに接続される気筒、および、分岐管１８ｃに接続される気筒の２つの気筒において、ピストンが連動し、吸気工程、圧縮工程、爆発工程および排気工程が、同位相で実施される。これにより、燃料が燃焼され、動力が出力されるとともに、排気工程において、高温の排気ガスが、分岐管１８ａおよび分岐管１８ｃに供給され、その内部を通過する。一方、排気工程以外の工程（吸気工程、圧縮工程、爆発工程）では、排気ガスの供給が停止される。   More specifically, for example, in two cylinders, that is, a cylinder connected to the branch pipe 18a and a cylinder connected to the branch pipe 18c, the pistons are interlocked to perform the intake process, the compression process, the explosion process, and the exhaust process. , Implemented in phase. As a result, the fuel is burned and power is output, and in the exhaust process, high-temperature exhaust gas is supplied to the branch pipe 18a and the branch pipe 18c and passes through the inside thereof. On the other hand, in processes other than the exhaust process (intake process, compression process, explosion process), the supply of exhaust gas is stopped.

このとき、エンジン２の熱が、排気ガス（熱媒体）を介して伝達され、分岐管１８ａおよび分岐管１８ｃの内部温度は、排気工程において上昇し、その他の工程（吸気工程、圧縮工程、爆発工程）において下降する。そのため、分岐管１８ａおよび分岐管１８ｃの内部温度、および、分岐管１８内の第１デバイス３の温度は、ピストンサイクルに応じて経時的に上下し、高温状態と低温状態とが、周期的に繰り返される。   At this time, the heat of the engine 2 is transmitted through the exhaust gas (heat medium), the internal temperatures of the branch pipe 18a and the branch pipe 18c rise in the exhaust process, and other processes (intake process, compression process, explosion) In step). Therefore, the internal temperature of the branch pipe 18a and the branch pipe 18c and the temperature of the first device 3 in the branch pipe 18 rise and fall over time according to the piston cycle, and the high temperature state and the low temperature state are periodically changed. Repeated.

また、それら２つの気筒とはタイミングを異にして、分岐管１８ｂに接続される気筒、および、分岐管１８ｄに接続される気筒の２つの気筒において、ピストンが連動し、吸気工程、圧縮工程、爆発工程および排気工程が、同位相で実施される。これにより、燃料が燃焼され、動力が出力されるとともに、分岐管１８ａおよび分岐管１８ｃとは異なるタイミングで実施される排気工程において、高温の排気ガスが、分岐管１８ｂおよび分岐管１８ｄに供給され、その内部を通過する。一方、排気工程以外の工程（吸気工程、圧縮工程、爆発工程）では、排気ガスの供給が停止される。   In addition, the timing of the two cylinders is different from each other, and in two cylinders, that is, a cylinder connected to the branch pipe 18b and a cylinder connected to the branch pipe 18d, the pistons are interlocked to each other, so that The explosion process and the exhaust process are performed in the same phase. As a result, the fuel is burned, power is output, and high-temperature exhaust gas is supplied to the branch pipe 18b and the branch pipe 18d in an exhaust process performed at a timing different from that of the branch pipe 18a and the branch pipe 18c. Pass through its interior. On the other hand, in processes other than the exhaust process (intake process, compression process, explosion process), the supply of exhaust gas is stopped.

このとき、エンジン２の熱が、排気ガス（熱媒体）を介して伝達され、分岐管１８ｂおよび分岐管１８ｄの内部温度は、排気工程において上昇し、その他の工程（吸気工程、圧縮工程、爆発工程）において下降する。そのため、分岐管１８ｂおよび分岐管１８ｄの内部温度、および、分岐管１８内の第１デバイス３の温度は、ピストンサイクルに応じて経時的に上下し、高温状態と低温状態とが、周期的に繰り返される。なお、この周期的な排気ガスの供給および停止は、分岐管１８ａおよび分岐管１８ｃの周期的な排気ガスの供給および停止とは、周期が同じである一方、位相が異なる。   At this time, the heat of the engine 2 is transmitted through the exhaust gas (heat medium), the internal temperatures of the branch pipe 18b and the branch pipe 18d rise in the exhaust process, and other processes (intake process, compression process, explosion) In step). Therefore, the internal temperature of the branch pipe 18b and the branch pipe 18d and the temperature of the first device 3 in the branch pipe 18 rise and fall over time according to the piston cycle, and the high temperature state and the low temperature state are periodically changed. Repeated. The periodic supply and stop of the exhaust gas has the same period but a different phase from the periodic supply and stop of the exhaust gas of the branch pipe 18a and the branch pipe 18c.

すなわち、この車載発電システム１では、上記したように、各分岐管１８の内部に、第１デバイス３が配置されているため、排気ガスが、排気工程においてエンジン２から周期的に排出され、分岐管１８内において第１デバイス３に周期的に供給されることにより、第１デバイス３が周期的に加熱され、高温状態とされる。また、排気工程以外の工程（吸気工程、圧縮工程、爆発工程）において、その排気ガスの供給が、周期的に停止されることにより、第１デバイス３が周期的に冷却され、低温状態とされる。   That is, in the in-vehicle power generation system 1, as described above, since the first device 3 is arranged inside each branch pipe 18, the exhaust gas is periodically discharged from the engine 2 in the exhaust process and branched. By being periodically supplied to the first device 3 in the pipe 18, the first device 3 is periodically heated to be in a high temperature state. Further, in processes other than the exhaust process (intake process, compression process, explosion process), the supply of exhaust gas is periodically stopped, so that the first device 3 is periodically cooled to a low temperature state. The

このように、第１デバイス３を周期的に高温状態または低温状態にすることによって、第１デバイス３を、その素子（例えば、ピエゾ素子、焦電素子など）に応じた効果（例えば、ピエゾ効果、焦電効果など）により、周期的に電気分極させることができる。   In this manner, by periodically setting the first device 3 to a high temperature state or a low temperature state, the first device 3 is made to have an effect (for example, a piezo effect) according to its element (for example, a piezo element, a pyroelectric element, etc.) , The pyroelectric effect, etc.) can be periodically electrically polarized.

そして、この車載発電システム１では、自動車１１の走行時には、走行風が前面開口部７によって自動車１１内に導入され、風向板２４によって案内されて、排気管５、詳しくは、分岐管１８における収容部１６の冷却フィン６が設けられる部分に導入される。   In the in-vehicle power generation system 1, when the vehicle 11 is traveling, the traveling wind is introduced into the vehicle 11 through the front opening 7, guided by the wind direction plate 24, and stored in the exhaust pipe 5, specifically, the branch pipe 18. It is introduced into the portion of the portion 16 where the cooling fins 6 are provided.

これにより、冷却フィン６が走行風に曝され、冷却フィン６によって分岐管１８における収容部１６が冷却される。その結果、収容部１６の内部温度が低下され、第１デバイス３の温度が低下される。   Thereby, the cooling fin 6 is exposed to traveling wind, and the accommodating part 16 in the branch pipe 18 is cooled by the cooling fin 6. As a result, the internal temperature of the accommodating part 16 is lowered, and the temperature of the first device 3 is lowered.

なお、このとき、収容部１６の内部温度および第１デバイス３の温度は、高温状態における温度と、低温状態における温度との両方が低下されるが、排気ガスが導入され、加熱されるとき（すなわち、高温状態）に比べ、排気ガスの導入が停止され、冷却されるとき（すなわち、低温状態）の方が、収容部１６の内部温度および第１デバイス３の温度は、より効率的に低下される。   At this time, the internal temperature of the accommodating portion 16 and the temperature of the first device 3 are both reduced in the temperature in the high temperature state and the temperature in the low temperature state, but when the exhaust gas is introduced and heated ( That is, when the introduction of the exhaust gas is stopped and cooled (that is, in the low temperature state), the internal temperature of the accommodating portion 16 and the temperature of the first device 3 are more efficiently lowered than in the high temperature state). Is done.

そのため、このような車載発電システム１では、第１デバイス３の高温状態における温度と、低温状態における温度との温度差を、大きくすることができる。   Therefore, in such an in-vehicle power generation system 1, the temperature difference between the temperature in the high temperature state of the first device 3 and the temperature in the low temperature state can be increased.

具体的には、このような車載発電システム１において、第１デバイス３の温度は、高温状態における温度が、例えば、２００〜１２００℃、好ましくは、７００〜９００℃であり、低温状態における温度が、上記の高温状態における温度未満、より具体的には、例えば、１００〜８００℃、好ましくは、２００〜４００℃であり、高温状態と低温状態との温度差が、例えば、１０〜６００℃、好ましくは、５０〜５００℃である。   Specifically, in such an in-vehicle power generation system 1, the temperature of the first device 3 is, for example, 200 to 1200 ° C., preferably 700 to 900 ° C. in the high temperature state, and the temperature in the low temperature state. The temperature is lower than the temperature in the high temperature state, more specifically, for example, 100 to 800 ° C., preferably 200 to 400 ° C., and the temperature difference between the high temperature state and the low temperature state is, for example, 10 to 600 ° C. Preferably, it is 50-500 degreeC.

また、それら高温状態と低温状態との繰り返し周期は、例えば、１０〜４００サイクル／秒、好ましくは、３０〜１００サイクル／秒である。   Moreover, the repetition period of these high temperature states and low temperature states is, for example, 10 to 400 cycles / second, preferably 30 to 100 cycles / second.

このように、第１デバイス３の温度を周期的に上下させることにより、第１デバイス３を周期的に電気分極させることができ、第２デバイス４を介して、電力を周期的に変動する波形（例えば、交流、脈流など）として、取り出すことができる。   In this way, by periodically raising and lowering the temperature of the first device 3, the first device 3 can be periodically electrically polarized, and the waveform in which the power periodically fluctuates via the second device 4. (For example, alternating current, pulsating flow, etc.) can be taken out.

そして、このような車載発電システム１によれば、上記したように、収容部１６の内部温度、とりわけ、排気ガスの供給が停止されたときの収容部１６の内部温度を低下させることができ、その結果、第１デバイス３の低温状態における温度を、より一層低下させることができる。   And according to such an in-vehicle power generation system 1, as described above, the internal temperature of the accommodating portion 16, particularly the internal temperature of the accommodating portion 16 when the supply of exhaust gas is stopped can be reduced. As a result, the temperature of the first device 3 in the low temperature state can be further reduced.

そのため、この車載発電システム１によれば、第１デバイス３に排気ガスが供給されたときの高温状態における温度と、排気ガスの供給が停止されたときの低温状態における温度との温度差を、より大きくすることができ、その結果、発電効率の向上を図ることができる。   Therefore, according to this in-vehicle power generation system 1, the temperature difference between the temperature in the high temperature state when the exhaust gas is supplied to the first device 3 and the temperature in the low temperature state when the supply of the exhaust gas is stopped, As a result, the power generation efficiency can be improved.

なお、上記により得られた電力は、必要により、第２デバイス４に接続される昇圧器８において、周期的に変動する波形（例えば、交流、脈流など）の状態で昇圧され、次いで、昇圧された電力は、交流／直流変換器９において直流電圧に変換された後、バッテリー１０に蓄電される。バッテリー１０に蓄電された電力は、自動車１１や、自動車１１に搭載される各種電気部品の動力などとして、適宜、用いることができる。   Note that the electric power obtained as described above is boosted in a state of a waveform (for example, alternating current, pulsating current) that fluctuates periodically in a booster 8 connected to the second device 4 if necessary, and then boosted. The generated power is converted into a DC voltage by the AC / DC converter 9 and then stored in the battery 10. The electric power stored in the battery 10 can be appropriately used as the power of the automobile 11 and various electric components mounted on the automobile 11.

また、この車載発電システム１で排出される排気ガスは、各分岐管１８を通過した後、集気管１９に供給され、集気された後、触媒搭載部１２に供給され、その触媒搭載部１２に備えられる触媒により浄化される。その後、排気ガスは、エキゾーストパイプ１３に供給され、マフラー１４において静音化された後、排出パイプ１５を介して、外気に排出される。   Further, the exhaust gas discharged from the in-vehicle power generation system 1 passes through each branch pipe 18 and is then supplied to the air collecting pipe 19. After being collected, the exhaust gas is supplied to the catalyst mounting section 12, and the catalyst mounting section 12. The catalyst is purified by the catalyst. Thereafter, the exhaust gas is supplied to the exhaust pipe 13, silenced in the muffler 14, and then discharged to the outside air through the discharge pipe 15.

そして、このような車載発電システム１では、上記したように、第１デバイス３が配置される部分の分岐管１８（排気管５）が、分岐管１８（排気管５）の長手方向途中において分割可能とされているので、その部分を分岐管１８（排気管５）から分割することによって、第１デバイス３を分岐管１８（排気管５）内に容易に配置することができる。   In such an in-vehicle power generation system 1, as described above, the branch pipe 18 (exhaust pipe 5) where the first device 3 is arranged is divided in the middle of the branch pipe 18 (exhaust pipe 5) in the longitudinal direction. Since it is possible, the 1st device 3 can be easily arrange | positioned in the branch pipe 18 (exhaust pipe 5) by dividing | segmenting the part from the branch pipe 18 (exhaust pipe 5).

すなわち、このような車載発電システム１では、分岐管１８を、収容部１６と非収容部１７とに分割できるので、予め、収容部１６に第１デバイス３を収容しておくことができ、その結果、収容部１６と非収容部１７とを連結させることにより、第１デバイス３を容易に分岐管１８内に配置することができる。   That is, in such an in-vehicle power generation system 1, the branch pipe 18 can be divided into the accommodating portion 16 and the non-accommodating portion 17, so that the first device 3 can be accommodated in the accommodating portion 16 in advance. As a result, the first device 3 can be easily arranged in the branch pipe 18 by connecting the accommodating portion 16 and the non-accommodating portion 17.

具体的には、このような車載発電システム１によれば、その製造における第１デバイス３の組み付け時、および、その後の第１デバイス３のメンテナンス時における作業性を向上させることができる。   Specifically, according to such an in-vehicle power generation system 1, it is possible to improve workability at the time of assembly of the first device 3 in the manufacture and subsequent maintenance of the first device 3.

また、このような車載発電システム１によれば、排気管５の分割部分において、断熱材２８が介在されるため、効率的に第１デバイス３の加熱および冷却をコントロールすることができ、さらには、断熱材２８によって、第２デバイス４の導線３１の損傷を抑制することができる。
３．第２実施形態
図３は、本発明の車載発電システムの他の実施形態（第２実施形態）の概略構成図である。なお、以降の各図面において、上記した各部に対応する部材については、同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。 Moreover, according to such an in-vehicle power generation system 1, since the heat insulating material 28 is interposed in the divided portion of the exhaust pipe 5, the heating and cooling of the first device 3 can be efficiently controlled, The heat insulating material 28 can suppress damage to the conductive wire 31 of the second device 4.
3. 2nd Embodiment FIG. 3: is a schematic block diagram of other embodiment (2nd Embodiment) of the vehicle-mounted power generation system of this invention. In addition, in each subsequent drawing, about the member corresponding to each above-mentioned part, the same referential mark is attached | subjected and the detailed description is abbreviate | omitted.

上記した説明では、エンジン２として、前方排気型のエンジンを用いたが、エンジン２としては、これに限定されず、例えば、後方排気型のエンジンを用いることもできる。   In the above description, a front exhaust type engine is used as the engine 2, but the engine 2 is not limited to this, and for example, a rear exhaust type engine can be used.

以下において、エンジン２として後方排気型のエンジンが用いられる実施形態（第２実施形態）について、図３を参照して説明する。   Hereinafter, an embodiment (second embodiment) in which a rear exhaust type engine is used as the engine 2 will be described with reference to FIG. 3.

図３において、エンジン２の各気筒の後側（車両前後方向における後側。以下同様。）には、排気管５（詳しくは、分岐管１８における収容部１６）の上流側端部が接続されている。すなわち、エンジン２として、排気ガスをエンジン２の後方から排気管５に排出可能とする後方排気型のエンジンが、採用されている。   In FIG. 3, the upstream end of the exhaust pipe 5 (specifically, the accommodating portion 16 in the branch pipe 18) is connected to the rear side of each cylinder of the engine 2 (the rear side in the vehicle longitudinal direction, the same applies hereinafter). ing. That is, a rear exhaust type engine that allows exhaust gas to be discharged from the rear of the engine 2 to the exhaust pipe 5 is employed as the engine 2.

また、この車載発電システム１は、走行風導入手段として、上記した前面開口部７と、走行風導入管２０とを備えている。   The in-vehicle power generation system 1 includes the above-described front opening 7 and the traveling wind introduction pipe 20 as traveling wind introduction means.

走行風導入管２０は、前面開口部７により自動車１１内に導入された走行風を、排気管５、詳しくは、分岐管１８の冷却フィン６が設けられる部分に導入するために設けられている。具体的には、走行風導入管２０は、その上流側端部が、前面開口部７と前後方向に対向配置され、前面開口部７に向かうように開口されるとともに、エンジン２を迂回してその後側に引き回されている。また、走行風導入管２０の下流側端部は、排気管５、詳しくは、分岐管１８における収容部１６の冷却フィン６と上下方向に対向配置され、収容部１６の冷却フィン６が設けられる部分に向かうように、開口されている。   The traveling wind introduction pipe 20 is provided to introduce the traveling wind introduced into the automobile 11 through the front opening 7 into the exhaust pipe 5, specifically, the portion of the branch pipe 18 where the cooling fins 6 are provided. . Specifically, the upstream end of the traveling wind introduction pipe 20 is disposed to face the front opening 7 in the front-rear direction, opens toward the front opening 7, and bypasses the engine 2. It is drawn to the back side. Further, the downstream end portion of the traveling wind introduction pipe 20 is arranged to face the exhaust pipe 5, specifically, the cooling fins 6 of the accommodating portion 16 in the branch pipe 18 in the vertical direction, and the cooling fins 6 of the accommodating portion 16 are provided. An opening is made so as to face the part.

この車載発電システム１では、自動車１１の走行時には、走行風が前面開口部７によって自動車１１内に導入された後、走行風導入管２０によって案内され、排気管５、詳しくは、分岐管１８における収容部１６の冷却フィン６が設けられる部分に導入される。   In this in-vehicle power generation system 1, when the automobile 11 is traveling, the traveling wind is introduced into the automobile 11 through the front opening 7, and then guided by the traveling wind introduction pipe 20, and more specifically in the exhaust pipe 5. It is introduced into the portion of the accommodating portion 16 where the cooling fins 6 are provided.

これにより、冷却フィン６が走行風に曝され、冷却フィン６によって収容部１６が冷却される。その結果、収容部１６の内部温度が低下され、第１デバイス３の温度が低下される。   As a result, the cooling fin 6 is exposed to the traveling wind, and the accommodating portion 16 is cooled by the cooling fin 6. As a result, the internal temperature of the accommodating part 16 is lowered, and the temperature of the first device 3 is lowered.

このような車載発電システム１によっても、上記と同様、収容部１６の内部温度、とりわけ、排気ガスの供給が停止されたときの収容部１６の内部温度を低下させることができ、その結果、第１デバイス３の低温状態における温度を、より一層低下させることができる。   Even with such an in-vehicle power generation system 1, as described above, the internal temperature of the accommodating portion 16, particularly the internal temperature of the accommodating portion 16 when the supply of exhaust gas is stopped, can be reduced. The temperature in the low temperature state of one device 3 can be further reduced.

そのため、この車載発電システム１によれば、第１デバイス３に排気ガスが供給されたときの高温状態における温度と、排気ガスの供給が停止されたときの低温状態における温度との温度差を、より大きくすることができ、その結果、発電効率の向上を図ることができる。
４．第３実施形態
図４は、本発明の車載発電システムの他の実施形態（第３実施形態）の概略構成図である。 Therefore, according to this in-vehicle power generation system 1, the temperature difference between the temperature in the high temperature state when the exhaust gas is supplied to the first device 3 and the temperature in the low temperature state when the supply of the exhaust gas is stopped, As a result, the power generation efficiency can be improved.
4). 3rd Embodiment FIG. 4: is a schematic block diagram of other embodiment (3rd Embodiment) of the vehicle-mounted power generation system of this invention.

上記した説明では、排気管冷却手段として、冷却フィン６を用い、走行風を導入することにより、排気管５を冷却したが、排気管冷却手段としては、これに限定されず、例えば、冷却水導入管２３を用いることもできる。   In the above description, the cooling fin 6 is used as the exhaust pipe cooling means, and the exhaust pipe 5 is cooled by introducing the traveling wind. However, the exhaust pipe cooling means is not limited to this, for example, cooling water An introduction tube 23 can also be used.

以下において、排気管冷却手段として冷却水導入管２３が用いられる実施形態（第３実施形態）について、図４を参照して説明する。   In the following, an embodiment (third embodiment) in which the cooling water introduction pipe 23 is used as the exhaust pipe cooling means will be described with reference to FIG.

図４において、自動車１１は、ラジエータ２１を備えている。   In FIG. 4, the automobile 11 includes a radiator 21.

ラジエータ２１は、エンジン２を冷却するために設けられる装置であって、冷却水貯留槽２２と、複数（２つ）のラジエータホース（図示せず）とを備えている。   The radiator 21 is a device provided for cooling the engine 2 and includes a cooling water storage tank 22 and a plurality (two) of radiator hoses (not shown).

冷却水貯留槽２２は、冷却水を貯留するタンクであって、自動車１１の前方において、前面開口部７の後側に対向配置されている。これにより、冷却水貯留槽２２は、前面開口部７から導入される走行風に曝露可能とされており、水を冷却可能としている。   The cooling water storage tank 22 is a tank for storing cooling water, and is disposed opposite to the rear side of the front opening 7 in front of the automobile 11. Thereby, the cooling water storage tank 22 can be exposed to the traveling wind introduced from the front opening 7 and can cool the water.

複数（２つ）のラジエータホース（図示せず）は、一方側端部が冷却水貯留槽２２に接続されるとともに、他方側端部がエンジン２（詳しくは、図示しないウォータージャケット）に接続されている。これらラジエータホース（図示せず）は、一方の管（以下、往路管）によって、冷却水を冷却水貯留槽２２からエンジン２に供給可能とし、エンジン２を冷却可能としており、また、他方の管（以下、復路管）によって、エンジン２で加熱された冷却水を、冷却水貯留槽２２に還流可能としている。   A plurality (two) of radiator hoses (not shown) have one end connected to the cooling water storage tank 22 and the other end connected to the engine 2 (specifically, a water jacket (not shown)). ing. These radiator hoses (not shown) enable cooling water to be supplied to the engine 2 from the cooling water storage tank 22 by one pipe (hereinafter referred to as an outward pipe), and can cool the engine 2. The cooling water heated by the engine 2 can be returned to the cooling water storage tank 22 (hereinafter referred to as a return pipe).

そして、図４において、車載発電システム１は、排気管冷却手段として、冷却水導入管２３を備えている。   In FIG. 4, the in-vehicle power generation system 1 includes a cooling water introduction pipe 23 as an exhaust pipe cooling means.

冷却水導入管２３は、一方側端部が、ラジエータホースの往路管（図示せず）の流れ方向途中に接続されるとともに、他方側端部が、ラジエータホースの復路管（図示せず）の流れ方向途中に接続されている。これにより、冷却水貯留槽２２から往路管（図示せず）に供給される冷却水の一部が、往路管（図示せず）から分岐して冷却水導入管２３に導入可能とされ、冷却水導入管２３を通過した後、復路管（図示せず）に還流可能とされている。   One end of the cooling water introduction pipe 23 is connected in the middle of the flow direction of the forward pipe (not shown) of the radiator hose, and the other end of the return pipe (not shown) of the radiator hose. Connected in the middle of the flow direction. Thereby, a part of the cooling water supplied from the cooling water storage tank 22 to the outward pipe (not shown) can be branched from the outgoing pipe (not shown) and introduced into the cooling water introduction pipe 23. After passing through the water introduction pipe 23, it can be returned to a return pipe (not shown).

また、冷却水導入管２３は、排気管５、詳しくは、分岐管１８の第１デバイス３が配置される部分（収容部１６）に巻きつけられるように設けられている。これにより、冷却水は、収容部１６の外周面を通過可能とされている。   Further, the cooling water introduction pipe 23 is provided so as to be wound around the exhaust pipe 5, specifically, a portion (the accommodating portion 16) of the branch pipe 18 where the first device 3 is arranged. Thereby, the cooling water can pass through the outer peripheral surface of the accommodating portion 16.

このような車載発電システム１では、自動車１１の走行時にエンジン２が駆動されるとともに、ラジエータ２１によって冷却水がラジエータホースの往路管（図示せず）に供給される。   In such an in-vehicle power generation system 1, the engine 2 is driven while the automobile 11 is traveling, and the coolant is supplied to the forward pipe (not shown) of the radiator hose by the radiator 21.

往路管（図示せず）に供給された冷却水は、冷却水導入管２３に供給され、収容部１６の外周面において、冷却水導入管２３内を通過する。これにより、冷却水は、収容部１６を冷却させる。その後、冷却水は、ラジエータホースの復路管（図示せず）に還流され、冷却水貯留槽２２に輸送される。   The cooling water supplied to the outward pipe (not shown) is supplied to the cooling water introduction pipe 23 and passes through the cooling water introduction pipe 23 on the outer peripheral surface of the housing portion 16. Thereby, the cooling water cools the accommodating part 16. Thereafter, the cooling water is returned to the return pipe (not shown) of the radiator hose and transported to the cooling water storage tank 22.

このような車載発電システム１によっても、上記と同様、収容部１６の内部温度、とりわけ、排気ガスの供給が停止されたときの収容部１６の内部温度を低下させることができ、その結果、第１デバイス３の低温状態における温度を、より一層低下させることができる。   Even with such an in-vehicle power generation system 1, as described above, the internal temperature of the accommodating portion 16, particularly the internal temperature of the accommodating portion 16 when the supply of exhaust gas is stopped, can be reduced. The temperature in the low temperature state of one device 3 can be further reduced.

そのため、この車載発電システム１によれば、第１デバイス３に排気ガスが供給されたときの高温状態における温度と、排気ガスの供給が停止されたときの低温状態における温度との温度差を、より大きくすることができ、その結果、発電効率の向上を図ることができる。
５．第４実施形態および第５実施形態
図５は、本発明の車載発電システムの他の実施形態（第４実施形態）の要部拡大図であり、図６は、本発明の車載発電システムの他の実施形態（第５実施形態）の要部拡大図である。 Therefore, according to this in-vehicle power generation system 1, the temperature difference between the temperature in the high temperature state when the exhaust gas is supplied to the first device 3 and the temperature in the low temperature state when the supply of the exhaust gas is stopped, As a result, the power generation efficiency can be improved.
5. 4th Embodiment and 5th Embodiment FIG. 5: is a principal part enlarged view of other embodiment (4th Embodiment) of the vehicle-mounted power generation system of this invention, FIG. 6 is the other vehicle-mounted power generation system of this invention. It is a principal part enlarged view of this embodiment (5th Embodiment).

上記した説明では、分岐管１８の上流側端部を収容部１６とし、収容部１６より下流側を非収容部１７として、それらを分割および連結可能としたが、収容部１６の位置は上記に限定されず、例えば、図５に示すように、分岐管１８の中流部分（途中部分）を収容部１６とするとともに、その他の部分（上流側端部および下流側端部）を非収容部１７とすることもでき（第４実施形態）、さらには、図６に示すように、分岐管１８の下流側端部を収容部１６とするとともに、その他の部分（収容部１６より上流側）を非収容部１７とすることもできる（第５実施形態）。   In the above description, the upstream end portion of the branch pipe 18 is the accommodating portion 16 and the downstream side from the accommodating portion 16 is the non-accommodating portion 17 so that they can be divided and connected, but the position of the accommodating portion 16 is as described above. For example, as shown in FIG. 5, the middle portion (halfway portion) of the branch pipe 18 is used as the accommodating portion 16, and the other portions (upstream end portion and downstream end portion) are not accommodated as shown in FIG. (Fourth embodiment), and further, as shown in FIG. 6, the downstream end of the branch pipe 18 is used as the storage portion 16, and the other portion (upstream from the storage portion 16) is used. It can also be set as the non-accommodating part 17 (5th Embodiment).

なお、このような場合には、収容部１６と非収容部１７とが分割および連結可能とされるように、分岐管１８の適宜の箇所に、収容部フランジ２６および非収容部フランジ２７が設けられる。   In such a case, the accommodating portion flange 26 and the non-accommodating portion flange 27 are provided at appropriate locations of the branch pipe 18 so that the accommodating portion 16 and the non-accommodating portion 17 can be divided and connected. It is done.

また、上記した説明では、エンジン側フランジ２５、収容部フランジ２６および非収容部フランジ２７を、分岐管１８が延びる方向と直交する方向（分岐管１８の径方向）に沿って延びるように形成したが、これらは、分岐管１８が延びる方向と交差する方向に沿って延びるように形成されていれば、特に制限されず、その交差角度は、目的および用途に応じて、適宜設定することができる。   In the above description, the engine-side flange 25, the accommodating portion flange 26, and the non-accommodating portion flange 27 are formed so as to extend along a direction orthogonal to the direction in which the branch pipe 18 extends (the radial direction of the branch pipe 18). However, these are not particularly limited as long as they are formed so as to extend along the direction intersecting with the direction in which the branch pipe 18 extends, and the intersection angle can be appropriately set according to the purpose and application. .

さらに、上記した説明では、複数（４つ）の分岐管１８をそれぞれ別体として形成したが、分岐管１８の形態はこれに限定されず、詳しくは図示しないが、例えば、単数（１つ）の管の内部に内壁を設け、その内部を複数（４つ）に分岐させることにより、複数（４つ）の分岐管１８をまとめて形成することもできる。このような場合には、収容部１６も、内部が複数（４つ）に分岐された単数（１つ）の管として形成される。   Further, in the above description, a plurality (four) of the branch pipes 18 are formed as separate bodies, but the form of the branch pipe 18 is not limited to this, and although not shown in detail, for example, a single (one) A plurality of (four) branch pipes 18 can be formed together by providing an inner wall inside the pipe and branching the inside into a plurality (four). In such a case, the accommodating portion 16 is also formed as a single (one) tube whose inside is branched into a plurality (four).

１ 車載発電システム
２ エンジン
３ 第１デバイス
４ 第２デバイス
５ 排気管
２８ 断熱材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 In-vehicle power generation system 2 Engine 3 1st device 4 2nd device 5 Exhaust pipe 28 Heat insulating material

Claims (2)

エンジンと、
前記エンジンから排気ガスを排出させるための排気管と、
前記排気管内に配置され、排気ガスの排気に伴って温度が経時的に上下され、電気分極する第１デバイスと、
前記第１デバイスから電力を取り出すための第２デバイスとを備え、
前記第１デバイスが配置される部分の前記排気管が、前記排気管の長手方向途中において分割可能とされており、
前記排気管の分割部分において、断熱材が、前記第２デバイスを被覆するように介在されていることを特徴とする、車載発電システム。 Engine,
An exhaust pipe for exhausting exhaust gas from the engine;
A first device disposed in the exhaust pipe, the temperature of which rises and falls over time as the exhaust gas is exhausted, and is electrically polarized;
A second device for extracting power from the first device;
The exhaust pipe of the portion where the first device is arranged is separable in the longitudinal direction of the exhaust pipe,
An in-vehicle power generation system, wherein a heat insulating material is interposed so as to cover the second device in a divided portion of the exhaust pipe. さらに、前記第１デバイスが配置される部分の前記排気管を冷却するための排気管冷却手段を備えることを特徴とする、請求項１に記載の車載発電システム。   The in-vehicle power generation system according to claim 1, further comprising exhaust pipe cooling means for cooling the exhaust pipe in a portion where the first device is disposed.
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