JPH064317U - エンジン排熱回収装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エンジンの排ガスにより一側が加熱される熱
発電ユニットの他側を、エンジン冷却液により効果的に
冷却して、熱発電ユニットによりエンジンの排熱を電力
として回収すると共に、冷却液によるエンジンの冷却を
良好ならしめる。 【構成】 熱発電ユニット１４の下面に接合された加熱
器１３にエンジン１０の排ガスを導いて熱発電ユニット
１４を加熱し、熱発電ユニット１４の上面に接合された
吸熱器１８にエンジン１０から流出したエンジン冷却水
を送給して熱発電ユニット１４を冷却することにより、
熱発電ユニット１４に発電を行わせ、吸熱器１８からラ
ジエータ１５に冷却水を循環させる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、熱発電素子を用いた、とくに自動車におけるエンジン排熱回収装置 に関する。

【０００２】

【従来の技術】

多数配列された熱発電素子を金属板で挟み、両金属板間に温度差を保持するこ とにより発電する熱発電ユニットをそなえた自動車の排熱回収装置が既に提案さ れているが、この場合には、図２に概略が示されているように、熱発電ユニット １の上下に吸熱器２及び加熱器３が接合され、加熱器３にはエンジン４の高温排 ガスが導かれて、熱発電ユニット１を下面から加熱する一方、エンジン４の冷却 水用ラジエータ５に対してエンジン４及び吸熱器２が並列に配置され、ラジエー タ５により冷却された冷却水はポンプ６によってエンジン４と吸熱器２とに分け て送給され、吸熱器２に送給された冷却水が熱発電ユニット１の上面を冷却する ように構成されることにより、エンジン４の高温排ガスを利用して熱発電ユニッ ト１に発電させている。 なお、吸熱器２への冷却水通路にサーモスタットバルブ７が設置されていて、 エンジン４における冷却水が一定温度以下では全開し、上記冷却水が一定温度を 越えれば、吸熱器２へ送給される冷却水量を絞るように構成されている。

【０００３】 しかしながら、上記装置においては、ラジエータ５により冷却された冷却水が エンジン４と吸熱器２とに分流しているため、エンジン４及び吸熱器２のそれぞ れにおける冷却水の流速が低下して、それらの熱伝導性能が低下する不具合があ り、また、ポンプ６がエンジン４の本体に組み込まれて一体となっている通常の 場合には、ポンプ６から吸熱器２へ冷却水通路を分岐させることは事実上困難で あった。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】 本考案は、エンジンの排ガスにより一側が加熱される熱発電ユニットの他側を 、エンジン冷却液により効果的に冷却して、エンジンの排熱を電気エネルギとし て回収すると共に、冷却液によるエンジンの冷却を良好ならしめることを目的と している。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

このため、本考案にかかるエンジン排熱回収装置は、熱発電素子を挟む温度差 により発電する熱発電ユニット、同熱発電ユニットの一側に接合されてエンジン の高温排ガスが熱源として導かれる加熱器、上記熱発電ユニットの他側に接合さ れた吸熱器及びラジエータから順次エンジンと上記吸熱器を通り上記ラジエータ へエンジン冷却液が循環する流路をそなえている。

【０００６】

【作用】

従って、加熱器に導かれたエンジンの高温排ガスと吸熱器に送給されたエンジ ン冷却液との間の大きな温度差により、熱発電ユニットが定常的に効率よく発電 して、エンジン排ガス中の熱を電気エネルギとして回収することができると共に 、冷却液が循環するエンジンと吸熱器とが直列に配置されているため、エンジン 及び吸熱器に流れる冷却液量が多く、その流速が比較的大きくなるので、エンジ ン及び吸熱器における冷却液の冷却性能が容易に向上する。

【０００７】

【実施例】

以下、本考案の実施例について具体的に説明する。 図１において、自動車に搭載されたエンジン１０の高温排ガスは排気管１１中 に配設された浄化触媒１２を通って偏平な加熱器１３に導かれ、さらに図示しな いマフラを経て大気に放出されるが、多数配列された熱発電素子を金属板で挟ん で構成された熱発電ユニット１４の下面に加熱器１３が接合されていて、加熱器 １３内の高温排ガスにより熱発電ユニット１４の下面が強く加熱されている。

【０００８】 一方、ラジエータ１５により冷却されたエンジン冷却水はポンプ１６によりエ ンジン１０に供給されてエンジン１０を冷却した後、管路１７によってエンジン １０と直列に配置された偏平な吸熱器１８に送給され、吸熱器１８が熱発電ユニ ット１４の上面に接合されているため、吸熱器１８内の冷却水は熱発電ユニット １４を通して上記高温排ガスの熱を吸収し、さらに管路１７に設置された放熱フ ィン１９によって適宜空冷されてから、電磁バルブ２０を経てラジエータ１５に 循環する。 なお、吸熱器１８の出口側には冷却水温度センサ２１が設置されていて、エン ジン１０の暖機運転時のように冷却水が低温、例えば８２°Ｃ以下のときには電 磁バルブ２０を作動させて、冷却水が側路２２によりラジエータ１５をバイパス して、ポンプ１６の吸い込み側に送給されるようになっている。

【０００９】 上記装置においては、エンジン１０の排ガスが浄化触媒１２直後の加熱器１３ に導かれ、加熱器１３を介して熱発電ユニット１４の下面を強く加熱することが できると共に、吸熱器１８に送給された冷却水により吸熱器１８を介して熱発電 ユニット１４の上面が比較的低温に保たれて、熱発電ユニット１４の下方から上 方へ伝熱される結果、熱発電ユニット１４が発電して、自動車の図示しないラン プ類や電動ファン等へ電力が供給され、あるいは、図示しない搭載バッテリを充 電することによって、エンジン排ガスの熱を電気エネルギとして回収することが できる。

【００１０】 このとき、エンジン１０から流出した冷却水が吸熱器１８に送給されて、吸熱 器１８内を比較的高速で流れるため、吸熱器１８による冷却水の冷却性能が良好 に保たれて、熱発電ユニット１４によるエンジン１０の排熱回収も効率良く行わ れ、また、ラジエータ１５により冷却された冷却水の全量がポンプ１６によりエ ンジン１０に送給されて、エンジン１０内を冷却水が高速で流れるため、冷却水 によるエンジン１０の冷却性能も向上して、エンジン１０の出力を容易に増大さ せることができる。

【００１１】 しかも、加熱器１３内には高温排ガスが車両の後方に向かって流れ、吸熱器１ ８内には冷却水が車両の前方に向かって流れていて、熱発電ユニット１４を挟ん で高低温の流体が互いに逆向きに流れているため、熱発電ユニット１４における 上下温度差を均一化して、熱発電ユニット１４における起電力の増大と熱発電ユ ニット１４の寿命延長を図ることができる。

【００１２】 また、熱発電ユニット１４を通して加熱され、吸熱器１８から流出した冷却水 は放熱フィン１９によって空冷されるが、この冷却水がラジエータ１５に循環し てきたとき、冷却水がエンジンから直接ラジエータへ循環する従来の装置に比較 して冷却水温度がなお高ければ、ラジエータ１５における冷却水の冷却性能を一 層向上させることができる。

【００１３】 さらに、エンジン１０の始動時のように冷却水が低温のときには、吸熱器１８ の出口側に設置された冷却水温度センサ２１により電磁バルブ２０が作動させら れ、冷却水が側路２２によりラジエータ１５をバイパスしてポンプ１６の吸い込 み側に送給されると同時に、加熱器１３内を流れるエンジン１０の排ガスにより 、熱発電ユニット１４を通して吸熱器１８内の冷却水が積極的に加熱されるため 、エンジン１０へ供給される冷却水の温度上昇が従来よりも早められるので、エ ンジン１０の排ガス浄化機能を容易に高めることができる。

【００１４】 また、ラジエータ１５から流出してポンプ１６により圧送される冷却水は順次 エンジン１０及び吸熱器１８に供給されて、従来のようにエンジンと吸熱器とに 冷却水の流れを分岐させる必要がないため、全体の構造が簡単となって各部の配 置も容易となる利点がある。 なお、前記実施例においては、冷却水管路の吸熱器下流側に放熱フィンを設置 しているが、冷却風の案内が容易ならば、吸熱器の外面、あるいは冷却水管路の 吸熱器上流側等に適宜放熱フィンを設置して、冷却水の冷却機能を高めることも できるものである。

【００１５】

【考案の効果】 本考案にかかるエンジン排熱回収装置においては、加熱器に導かれたエンジン の高温排ガスと吸熱器に送給されたエンジン冷却液との間の大きな温度差により 、熱発電ユニットが定常的に効率よく発電して、エンジン排ガス中の熱を電気エ ネルギとして回収することができると共に、冷却液が循環するエンジンと吸熱器 とが直列に配置されているため、エンジン及び吸熱器に流れる冷却液量が多く、 その流速が比較的大きくなるので、エンジン及び吸熱器における冷却液の冷却性 能が容易に向上し、エンジンの性能と熱発電ユニットによる排熱回収特性とを同 時に改善させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例における概略配置図。

【図２】従来装置における概略配置図。

【符号の説明】

１０ エンジン １３ 加熱器 １４ 熱発電ユニット １５ ラジエータ １６ ポンプ １７ 管路 １８ 吸熱器 ２０ 電磁バルブ ２１ 冷却水温度センサ ２２ 側路

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱発電素子を挟む温度差により発電する
   熱発電ユニット、同熱発電ユニットの一側に接合されて
   エンジンの高温排ガスが熱源として導かれる加熱器、上
   記熱発電ユニットの他側に接合された吸熱器及びラジエ
   ータから順次エンジンと上記吸熱器を通り上記ラジエー
   タへエンジン冷却液が循環する流路をそなえたエンジン
   排熱回収装置。