JPH062539A - 排気ガス発電装置 - Google Patents
排気ガス発電装置Info
- Publication number
- JPH062539A JPH062539A JP4159089A JP15908992A JPH062539A JP H062539 A JPH062539 A JP H062539A JP 4159089 A JP4159089 A JP 4159089A JP 15908992 A JP15908992 A JP 15908992A JP H062539 A JPH062539 A JP H062539A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- exhaust gas
- heat
- exhaust
- gas flow
- electric generating
- 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.)
- Pending
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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
Landscapes
- Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)
- Exhaust Silencers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、熱発電素子に効率よく排気ガスの
高温度を作用させることを目的とする。 【構成】 曲管部を有する排気管において、曲管部の排
気ガス衝突面に熱発電素子を配設した。
高温度を作用させることを目的とする。 【構成】 曲管部を有する排気管において、曲管部の排
気ガス衝突面に熱発電素子を配設した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、排気ガス発電装置に関
するものである。
するものである。
【０００２】
【従来の技術】本発明に係わる従来技術として、例えば
特開昭６０−５９９８２号公報に開示された「自動車用
熱電変換装置」がある。この従来技術を図５に基づいて
説明すると、自動車エンジン７１の円筒状排気管７２の
周囲を覆うように熱発電素子７３を配設している。ここ
で、排気管７２を流れる高温排気ガスと大気との温度差
が熱発電素子の集熱面と放熱面との間に作用することで
熱発電素子７３が発電し、その電位差を用いて例えばバ
ッテリ等を充電する。
特開昭６０−５９９８２号公報に開示された「自動車用
熱電変換装置」がある。この従来技術を図５に基づいて
説明すると、自動車エンジン７１の円筒状排気管７２の
周囲を覆うように熱発電素子７３を配設している。ここ
で、排気管７２を流れる高温排気ガスと大気との温度差
が熱発電素子の集熱面と放熱面との間に作用することで
熱発電素子７３が発電し、その電位差を用いて例えばバ
ッテリ等を充電する。
【０００３】ところが、熱発電素子７３の取り付け面が
排気ガスの流れ（即ち、排気管７２）と平行になってい
るため、熱発電素子７３の集熱面上に温度境界層が発生
し、排気ガスの高温度が熱発電素子７３の集熱面に効率
よく作用せず、熱発電素子の発電効率が低下するといっ
た不具合を有している。
排気ガスの流れ（即ち、排気管７２）と平行になってい
るため、熱発電素子７３の集熱面上に温度境界層が発生
し、排気ガスの高温度が熱発電素子７３の集熱面に効率
よく作用せず、熱発電素子の発電効率が低下するといっ
た不具合を有している。
【０００４】尚、その他の従来技術として、実開昭６３
−１５００１６号公報や特開昭６３−２６２０７５号公
報に開示されたものなどがあるが、前述した従来技術と
同様の構成をもち、同様の不具合を有している。
−１５００１６号公報や特開昭６３−２６２０７５号公
報に開示されたものなどがあるが、前述した従来技術と
同様の構成をもち、同様の不具合を有している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明では、
熱発電素子に効率よく排気ガスの高温度を作用させるこ
とを、その技術的課題とする。
熱発電素子に効率よく排気ガスの高温度を作用させるこ
とを、その技術的課題とする。
【０００６】
【０００７】
【課題を解決するための手段】前述した本発明の技術的
課題を解決するために講じた本発明の技術的手段は、排
気ガスが流れ曲管部を有する排気管と、曲管部の排気ガ
ス衝突面に配設される熱発電素子とから排気ガス発電装
置を構成したことである。
課題を解決するために講じた本発明の技術的手段は、排
気ガスが流れ曲管部を有する排気管と、曲管部の排気ガ
ス衝突面に配設される熱発電素子とから排気ガス発電装
置を構成したことである。
【０００８】
【作用】上述した本発明の技術的手段によれば、排気管
の曲管部において衝突する排気ガスが熱発電素子に作用
する。
の曲管部において衝突する排気ガスが熱発電素子に作用
する。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の技術的手段を具体化した実施
例について添付図面に基づいて説明する。
例について添付図面に基づいて説明する。
【００１０】図１において、熱発電素子１１は、Ｐ型半
導体１２とＮ型半導体１３を２枚の基板１４上に形成さ
れた電極１５を用いて直列に接続（一般に複数組）して
構成されている。ここで、図示上側の基板１４が放熱面
１６として、図示下側の基板１４が集熱面１７として作
用する。そして、放熱面１６と集熱面１７との間に任意
の温度差を与えることで電極１５の両端に接続された出
力端１８，１９間に電位差が発生する。また、Ｐ型半導
体１２およびＮ型半導体１３は適宜材質の半導体で形成
され、基板１４は例えばアルミナ等を混ぜたセラミック
スによって形成され、電極１５は例えば銅等の熱伝導
性，電気伝導性に優れた材料から形成される。但し、Ｐ
型半導体１２およびＮ型半導体１３の材質は、用いられ
る温度領域に応じて適宜使い分けられる。
導体１２とＮ型半導体１３を２枚の基板１４上に形成さ
れた電極１５を用いて直列に接続（一般に複数組）して
構成されている。ここで、図示上側の基板１４が放熱面
１６として、図示下側の基板１４が集熱面１７として作
用する。そして、放熱面１６と集熱面１７との間に任意
の温度差を与えることで電極１５の両端に接続された出
力端１８，１９間に電位差が発生する。また、Ｐ型半導
体１２およびＮ型半導体１３は適宜材質の半導体で形成
され、基板１４は例えばアルミナ等を混ぜたセラミック
スによって形成され、電極１５は例えば銅等の熱伝導
性，電気伝導性に優れた材料から形成される。但し、Ｐ
型半導体１２およびＮ型半導体１３の材質は、用いられ
る温度領域に応じて適宜使い分けられる。
【００１１】図２に示す排気ガス発電装置２０におい
て、エンジン２１の排気管２２はいくつかの曲管部２３
をもっている。例えば、図中Ａ部で示すエキゾーストマ
ニホールド２４と触媒２５との間の曲管部２３や、図中
Ｂ部で示す車軸２６との干渉を避けるための曲管部２３
など（これらの曲管部２３は一般的なものであり、例え
ば１９８９年９月６日発行のトヨタコロナＥＸｉＶ新型
車解説書参照）がある。
て、エンジン２１の排気管２２はいくつかの曲管部２３
をもっている。例えば、図中Ａ部で示すエキゾーストマ
ニホールド２４と触媒２５との間の曲管部２３や、図中
Ｂ部で示す車軸２６との干渉を避けるための曲管部２３
など（これらの曲管部２３は一般的なものであり、例え
ば１９８９年９月６日発行のトヨタコロナＥＸｉＶ新型
車解説書参照）がある。
【００１２】また、２７はメインマフラを示す。
【００１３】図３に示すように、曲管部２３の排気ガス
衝突面３０には熱発電素子１１の集熱面１７が直接露呈
している。但し、集熱面１７を排気ガス衝突面３０に直
接露呈させず、排気管２２の排気ガス衝突面３０の外周
上に熱的に結合してもよい。
衝突面３０には熱発電素子１１の集熱面１７が直接露呈
している。但し、集熱面１７を排気ガス衝突面３０に直
接露呈させず、排気管２２の排気ガス衝突面３０の外周
上に熱的に結合してもよい。
【００１４】一方、熱発電素子１１の放熱面１６は冷却
水（エンジン２１の冷却水を併用しても専用の冷却水を
用意してもよい）管３１内に直接露呈している。但し、
放熱面１６を冷却水管３１内に直接露呈させず、冷却水
管３１の外周上に熱的に結合してもよい。
水（エンジン２１の冷却水を併用しても専用の冷却水を
用意してもよい）管３１内に直接露呈している。但し、
放熱面１６を冷却水管３１内に直接露呈させず、冷却水
管３１の外周上に熱的に結合してもよい。
【００１５】以上の構成を有する排気ガス発電装置２０
の作動について説明する。エンジン２１が運転されるこ
とで排気管２２内を高温の排気ガスが流れる。そして、
曲管部２３を流れる際に排気ガス流には遠心力が作用
し、曲管部２３の内周側２３ａでは排気ガス流の剥離が
生じ、外周側２３ｂでは排気ガス流が加速される。従っ
て、加速された排気ガス流は熱発電素子１１の集熱面１
７に強く衝突し、集熱面１７と排気ガス流との間に温度
境界層が発生しにくくなる。この結果、排気ガスの高温
度が集熱面１７に効率よく作用し、放熱面１６に作用す
る冷却水の低温度との間の温度差によって、熱発電素子
１１の出力端１８，１９間に電位差が発生する。
の作動について説明する。エンジン２１が運転されるこ
とで排気管２２内を高温の排気ガスが流れる。そして、
曲管部２３を流れる際に排気ガス流には遠心力が作用
し、曲管部２３の内周側２３ａでは排気ガス流の剥離が
生じ、外周側２３ｂでは排気ガス流が加速される。従っ
て、加速された排気ガス流は熱発電素子１１の集熱面１
７に強く衝突し、集熱面１７と排気ガス流との間に温度
境界層が発生しにくくなる。この結果、排気ガスの高温
度が集熱面１７に効率よく作用し、放熱面１６に作用す
る冷却水の低温度との間の温度差によって、熱発電素子
１１の出力端１８，１９間に電位差が発生する。
【００１６】尚、曲管部２３は図３に示すように必ずし
も直角に曲がっている必要はなく、曲管部２３に排気ガ
スの衝突面３０が存在する程度に曲がっていればよい。
また、図４に示す変形実施例のように排気管２２の一部
に絞り部３２を形成することでも、排気ガス流に加速流
が生じて熱発電素子１１の集熱面１７との間に温度境界
層が発生しにくくなり、集熱面１７に排気ガスの高温度
が効率よく作用して熱発電素子１１の発電効率が向上す
る。
も直角に曲がっている必要はなく、曲管部２３に排気ガ
スの衝突面３０が存在する程度に曲がっていればよい。
また、図４に示す変形実施例のように排気管２２の一部
に絞り部３２を形成することでも、排気ガス流に加速流
が生じて熱発電素子１１の集熱面１７との間に温度境界
層が発生しにくくなり、集熱面１７に排気ガスの高温度
が効率よく作用して熱発電素子１１の発電効率が向上す
る。
【００１７】また、排気ガスは触媒２５を流れる際に触
媒２５に放熱してその温度が下がるため、触媒２５下流
部の温度領域は触媒２５上流部の温度領域よりも低くな
る。
媒２５に放熱してその温度が下がるため、触媒２５下流
部の温度領域は触媒２５上流部の温度領域よりも低くな
る。
【００１８】従って、図２に示すＡ部とＢ部には異なる
作動温度領域をもつ熱発電素子を配置することで、高温
排気ガスの排熱を効率よく発電に使用することができ
る。
作動温度領域をもつ熱発電素子を配置することで、高温
排気ガスの排熱を効率よく発電に使用することができ
る。
【００１９】
【発明の効果】上述したように本発明の排気ガス発電装
置では、排気管曲管部の排気ガス衝突面に熱発電素子を
配設したことで、曲管部の外周側で加速された排気ガス
流が熱発電素子に強く衝突し、排気ガスの高温度が熱発
電素子に効率よく作用する。また、曲管部は一般的な排
気管には必ず存在するものであり、新たに曲管部を形成
することがなく、排気管の圧力損失を増大させることが
ない。
置では、排気管曲管部の排気ガス衝突面に熱発電素子を
配設したことで、曲管部の外周側で加速された排気ガス
流が熱発電素子に強く衝突し、排気ガスの高温度が熱発
電素子に効率よく作用する。また、曲管部は一般的な排
気管には必ず存在するものであり、新たに曲管部を形成
することがなく、排気管の圧力損失を増大させることが
ない。
【図１】本発明実施例の熱発電素子の構成図を示す。
【図２】本発明実施例の排気ガス発電装置の構成図を示
す。
す。
【図３】図２における要部拡大断面図を示す。
【図４】図２における変形実施例の要部拡大断面図を示
す。
す。
【図５】従来技術の自動車用熱電変換装置の断面図を示
す。
す。
１１ 熱発電素子、 ２０ 排気ガス発電装置、 ２２ 排気管、 ２３ 曲管部、 ３０ 排気ガス衝突面、
Claims (1)
- 【請求項１】 排気ガスが流れ曲管部を有する排気管
と、 前記曲管部の排気ガス衝突面に配設される熱発電素子と
からなる排気ガス発電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4159089A JPH062539A (ja) | 1992-06-18 | 1992-06-18 | 排気ガス発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4159089A JPH062539A (ja) | 1992-06-18 | 1992-06-18 | 排気ガス発電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH062539A true JPH062539A (ja) | 1994-01-11 |
Family
ID=15686000
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4159089A Pending JPH062539A (ja) | 1992-06-18 | 1992-06-18 | 排気ガス発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH062539A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7150147B2 (en) | 2002-12-26 | 2006-12-19 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust system |
| WO2010112958A1 (en) * | 2009-03-30 | 2010-10-07 | Renault Trucks | Internal combustion engine arrangement comprising a particulate filter and a thermoelectric device |
| DE102009020424A1 (de) * | 2009-05-08 | 2010-11-11 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Abgasführungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einem thermoelektrischen Generator |
| CN102207045A (zh) * | 2010-03-29 | 2011-10-05 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 废气再循环系统中的热电能转换方法 |
-
1992
- 1992-06-18 JP JP4159089A patent/JPH062539A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7150147B2 (en) | 2002-12-26 | 2006-12-19 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust system |
| WO2010112958A1 (en) * | 2009-03-30 | 2010-10-07 | Renault Trucks | Internal combustion engine arrangement comprising a particulate filter and a thermoelectric device |
| DE102009020424A1 (de) * | 2009-05-08 | 2010-11-11 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Abgasführungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einem thermoelektrischen Generator |
| US20120079820A1 (en) * | 2009-05-08 | 2012-04-05 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Exhaust Gas Routing Device for an Internal Combustion Engine Having a Thermoelectrical Generator |
| US8650865B2 (en) * | 2009-05-08 | 2014-02-18 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Exhaust gas routing device for an internal combustion engine having a thermoelectrical generator |
| CN102207045A (zh) * | 2010-03-29 | 2011-10-05 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 废气再循环系统中的热电能转换方法 |
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