JPH0712009A - 車両用熱発電器 - Google Patents
車両用熱発電器Info
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- JPH0712009A JPH0712009A JP5154745A JP15474593A JPH0712009A JP H0712009 A JPH0712009 A JP H0712009A JP 5154745 A JP5154745 A JP 5154745A JP 15474593 A JP15474593 A JP 15474593A JP H0712009 A JPH0712009 A JP H0712009A
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
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-
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-
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)
- Exhaust Silencers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 自動車の排気系に設置され、排気ガスの熱エ
ネルギーを用いて発電をする車両用熱発電器を提供す
る。 【構成】 内燃機関の燃焼ガス１２の排気通路１３をそ
の長手方向に複数分岐してなると共に、これら分岐され
た各排気通路１３Ａ〜１３Ｃに各々熱電変換素子１５を
複数巻装してなる。
ネルギーを用いて発電をする車両用熱発電器を提供す
る。 【構成】 内燃機関の燃焼ガス１２の排気通路１３をそ
の長手方向に複数分岐してなると共に、これら分岐され
た各排気通路１３Ａ〜１３Ｃに各々熱電変換素子１５を
複数巻装してなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車の排気系に設置
され、排気ガスの熱エネルギーを用いて発電をする車両
用熱発電器に関する。
され、排気ガスの熱エネルギーを用いて発電をする車両
用熱発電器に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、自動車の排熱を利用して、これを
電気に変換して利用することによりエネルギーの有効利
用を図ることが知られており、例えば自動車の排気マフ
ラの外周、エンジンのシリンダ周り、またはディスクブ
レーキキャリパのシリンダなどの適所に熱エネルギーを
電気エネルギーに変換する金属間化合物半導体からなる
ｐ・ｎ型の熱電変換素子を組み合せて構成されてからな
る熱発電ユニットを設置し、変換された電気をリード線
を介して蓄電池に充電するようにしたものが提案されて
いる（特開昭５８−３５２２２号公報参照）。
電気に変換して利用することによりエネルギーの有効利
用を図ることが知られており、例えば自動車の排気マフ
ラの外周、エンジンのシリンダ周り、またはディスクブ
レーキキャリパのシリンダなどの適所に熱エネルギーを
電気エネルギーに変換する金属間化合物半導体からなる
ｐ・ｎ型の熱電変換素子を組み合せて構成されてからな
る熱発電ユニットを設置し、変換された電気をリード線
を介して蓄電池に充電するようにしたものが提案されて
いる（特開昭５８−３５２２２号公報参照）。
【０００３】また、熱電変換素子としては種々のものが
あるが、例えば鉄シリサイド（ＦｅＳｉ2 ）を用いた場
合、５８Ｗ程度の出力を得られることが提案されている
（ポルシェ社技術資料「CONVERSION OF WASTE EXAUST H
EAT IN AUTOMOBILES USING FeSi2-THERMOELEMENTS 」１
９８８年 第７回 熱電国際会議 前刷集参照）。
あるが、例えば鉄シリサイド（ＦｅＳｉ2 ）を用いた場
合、５８Ｗ程度の出力を得られることが提案されている
（ポルシェ社技術資料「CONVERSION OF WASTE EXAUST H
EAT IN AUTOMOBILES USING FeSi2-THERMOELEMENTS 」１
９８８年 第７回 熱電国際会議 前刷集参照）。
【０００４】従来の車両用熱発電器の一例を図６，７に
示す。
示す。
【０００５】これらの図面に示すように、エンジン０１
からの排気ガス０２を外部へ排出する排気管０３の外周
面に熱電変換素子０４が巻装されている。
からの排気ガス０２を外部へ排出する排気管０３の外周
面に熱電変換素子０４が巻装されている。
【０００６】この熱電変換素子０４により発電された電
力の一部は整流器０５を介してバッテリ０６に充電され
ると共に、各種車両用電装機器０７を作動させる回路に
通電されている。
力の一部は整流器０５を介してバッテリ０６に充電され
ると共に、各種車両用電装機器０７を作動させる回路に
通電されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の車両
用熱発電器は排気管０３の外周面に熱電変換素子０４を
単に巻装しているだけであるため、出力を向上させるた
めには、熱電素子を性能の高いものとしたり、熱電素子
を多量に設ける必要があるが、新規素子の改良の困難性
及び省スペース化を図るという点から問題がある。
用熱発電器は排気管０３の外周面に熱電変換素子０４を
単に巻装しているだけであるため、出力を向上させるた
めには、熱電素子を性能の高いものとしたり、熱電素子
を多量に設ける必要があるが、新規素子の改良の困難性
及び省スペース化を図るという点から問題がある。
【０００８】本発明は、上記問題に鑑み、省スペース化
を図ると共に有効に熱エネルギーを回収できる車両用熱
発電器を提供することを目的とする。
を図ると共に有効に熱エネルギーを回収できる車両用熱
発電器を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明に係る車両用熱発電器の構成は、内燃機関の燃焼ガス
の排気通路をその長手方向に複数分岐してなると共に、
これら分岐された各排気通路に各々熱電変換素子を巻装
してなることを特徴とする。
明に係る車両用熱発電器の構成は、内燃機関の燃焼ガス
の排気通路をその長手方向に複数分岐してなると共に、
これら分岐された各排気通路に各々熱電変換素子を巻装
してなることを特徴とする。
【００１０】熱電変換素子がけい化物熱電素子であるこ
とを特徴とする。
とを特徴とする。
【００１１】
【作用】分岐した排気管の各々に熱電変換素子を巻装し
てなるので、省スペース化を図って排ガスの熱エネルギ
ーを電気エネルギーに変換できる。また、排気管の下流
側に向って漸次・その径を細くしたり、素子の突き出し
量を大とすることにより、熱電素子が熱交換する表面積
が広がり、排気ガスの熱エネルギーを有効に回収でき
る。
てなるので、省スペース化を図って排ガスの熱エネルギ
ーを電気エネルギーに変換できる。また、排気管の下流
側に向って漸次・その径を細くしたり、素子の突き出し
量を大とすることにより、熱電素子が熱交換する表面積
が広がり、排気ガスの熱エネルギーを有効に回収でき
る。
【００１２】
【実施例】以下、本発明に係る車両用熱発電器の好適な
実施例を図面を参照して説明する。
実施例を図面を参照して説明する。
【００１３】図１は本実施例に係る車両用熱発電器の概
略図であり、図２はその要部拡大図である。これらの図
面に示すように、本実施例に係る車両用熱発電器１０は
エンジン１１から排出される排気ガス１２を外部へ排出
する排気管１３であってその長手方向に亙って複数に分
岐した各排気管（本実施例では３本に分岐した）１３Ａ
〜１３Ｃに設けた凹部１４内に熱電変換素子１５を各々
巻装してなるものである。
略図であり、図２はその要部拡大図である。これらの図
面に示すように、本実施例に係る車両用熱発電器１０は
エンジン１１から排出される排気ガス１２を外部へ排出
する排気管１３であってその長手方向に亙って複数に分
岐した各排気管（本実施例では３本に分岐した）１３Ａ
〜１３Ｃに設けた凹部１４内に熱電変換素子１５を各々
巻装してなるものである。
【００１４】このように、排気管１３を複数に分岐し、
各々分岐された各排気管１３Ａ〜１３Ｃ毎に熱電変換素
子１５を多数設けることで、排気ガス１２の熱エネルギ
ーを当該素子１５に有効に伝えることができ、またシス
テムのコンパクト化を図ることができる。よって、コン
パクト化されても大出力の電気エネルギーを得ることが
可能となり、オルタネータを省略し、走行中のオルタネ
ータ分の馬力損失を防止することができる。
各々分岐された各排気管１３Ａ〜１３Ｃ毎に熱電変換素
子１５を多数設けることで、排気ガス１２の熱エネルギ
ーを当該素子１５に有効に伝えることができ、またシス
テムのコンパクト化を図ることができる。よって、コン
パクト化されても大出力の電気エネルギーを得ることが
可能となり、オルタネータを省略し、走行中のオルタネ
ータ分の馬力損失を防止することができる。
【００１５】上記熱電変換素子１５はＣｏ−ドープ（ｎ
型）及びＡｌ−ドープ（ｐ型）のｐ・ｎ半導体素子から
なる鉄シリサイド（ＦｅＳｉ2 ）系、あるいはＳｉ−Ｓ
ｉＣ系等のけい化物熱電素子より構成されており、図３
に示すように、排気管１３側の高温部と、熱電変換素子
１５の外周面に配した冷却管１６側の低温部との両者の
温度差により発電を行うようにしている。尚、熱発変換
素子１５は、排気管１３に絶縁材１７及びガスケット１
８を介して配設されている。
型）及びＡｌ−ドープ（ｐ型）のｐ・ｎ半導体素子から
なる鉄シリサイド（ＦｅＳｉ2 ）系、あるいはＳｉ−Ｓ
ｉＣ系等のけい化物熱電素子より構成されており、図３
に示すように、排気管１３側の高温部と、熱電変換素子
１５の外周面に配した冷却管１６側の低温部との両者の
温度差により発電を行うようにしている。尚、熱発変換
素子１５は、排気管１３に絶縁材１７及びガスケット１
８を介して配設されている。
【００１６】また、図３中において絶縁材１７とガスケ
ット１８とを別体としているが、絶縁材１７としてイン
ターラム、発泡プラスチックを用いることで一体化し、
ガスケット１８を省略することができる。
ット１８とを別体としているが、絶縁材１７としてイン
ターラム、発泡プラスチックを用いることで一体化し、
ガスケット１８を省略することができる。
【００１７】上述した実施例においては排気管を複数に
分岐し、各々素子を配することで排ガスの熱エネルギー
を有効に利用しているが、さらにこの熱エネルギーを効
率よく取り出すように図るため、図４に示すように熱発
電交換素子の突き出し量を排気ガス１２の流れの後流側
へ行くほど漸次大きくするようにしている。
分岐し、各々素子を配することで排ガスの熱エネルギー
を有効に利用しているが、さらにこの熱エネルギーを効
率よく取り出すように図るため、図４に示すように熱発
電交換素子の突き出し量を排気ガス１２の流れの後流側
へ行くほど漸次大きくするようにしている。
【００１８】すなわち、図２，３に示す実施例では、排
気管１３を直管としているため、素子１５の突き出し量
が一定となっている。このため排気ガス１２の流れが乱
れる場合が生じ、その結果、排気抵抗が増大したり、排
気ガスの後流側に配され素子が加熱されにくいというこ
とがある。
気管１３を直管としているため、素子１５の突き出し量
が一定となっている。このため排気ガス１２の流れが乱
れる場合が生じ、その結果、排気抵抗が増大したり、排
気ガスの後流側に配され素子が加熱されにくいというこ
とがある。
【００１９】このため、素子１５の加工寸法を変化させ
て、後流側に行くにつれて排気管１３内への素子１５の
突き出し量を変化させたり（図４（Ａ）参照）、排気管
１３の後流側に行くにつれて漸次その径を減少させ、絞
り込むようにしたり（図４（Ｂ）参照）、または、素子
１５の突き出し側の形状を加工変形させて表面積を大と
したり（図４（Ｃ）参照）等、することにより、排気ガ
スからの熱エネルギーを効率よく取り込むように図って
いる。
て、後流側に行くにつれて排気管１３内への素子１５の
突き出し量を変化させたり（図４（Ａ）参照）、排気管
１３の後流側に行くにつれて漸次その径を減少させ、絞
り込むようにしたり（図４（Ｂ）参照）、または、素子
１５の突き出し側の形状を加工変形させて表面積を大と
したり（図４（Ｃ）参照）等、することにより、排気ガ
スからの熱エネルギーを効率よく取り込むように図って
いる。
【００２０】尚、素子の突き出し量は排気管の径及び排
気ガスの流速により異なるが、傾き（α）が0.５〜３°
位が好ましい。
気ガスの流速により異なるが、傾き（α）が0.５〜３°
位が好ましい。
【００２１】また、従来においては図５（Ａ）に示すよ
うに、低温部側となる冷却管１６は絶縁材２０を介して
設けており、熱電変換素子１５、１５同士を電極２１を
介して接続し、電力を取り出していたが、この電極２１
を用いて接続する代りに、アルミニウム又は銅等の冷却
管１６を用い、当該熱電変換素子１５を直接接合するこ
とにより、構造を簡略すると共に、断続による不具悪を
解消することができる。尚、同図中、符号２２は素子の
強度向上のために配設された絶縁材、及び２３は接合部
を図示する。
うに、低温部側となる冷却管１６は絶縁材２０を介して
設けており、熱電変換素子１５、１５同士を電極２１を
介して接続し、電力を取り出していたが、この電極２１
を用いて接続する代りに、アルミニウム又は銅等の冷却
管１６を用い、当該熱電変換素子１５を直接接合するこ
とにより、構造を簡略すると共に、断続による不具悪を
解消することができる。尚、同図中、符号２２は素子の
強度向上のために配設された絶縁材、及び２３は接合部
を図示する。
【００２２】
【発明の効果】以上、実施例と共に説明したように本発
明に係る車両用熱発電器は複数に分岐してなる排気管に
各々熱電変換素子を複数巻装してなるので省スペース化
を図ると共に有効に排気ガスの熱エネルギーを回収でき
る。
明に係る車両用熱発電器は複数に分岐してなる排気管に
各々熱電変換素子を複数巻装してなるので省スペース化
を図ると共に有効に排気ガスの熱エネルギーを回収でき
る。
【図１】本実施例に係る車両用熱発電器の概略図であ
る。
る。
【図２】その要部拡大図である。
【図３】同じくその要部拡大図である。
【図４】他の実施例に係る概略図である。
【図５】冷却管の取付け状態を示す概略図である。
【図６】従来技術に係る車両用熱発電器の概略図であ
る。
る。
【図７】その要部拡大図である。
１０ 車両用熱発電器 １１ エンジン １２ 排気ガス １３ 排気管 １５ 熱電変換素子 １６ 冷却管
Claims (2)
- 【請求項１】 内燃機関の燃焼ガスの排気通路をその長
手方向に複数分岐してなると共に、これら分岐された各
排気通路に各々熱電変換素子を複数巻装してなることを
特徴とする車両用熱発電器。 - 【請求項２】 熱電変換素子がけい化物熱電素子である
ことを特徴とする車両用熱発電器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5154745A JPH0712009A (ja) | 1993-06-25 | 1993-06-25 | 車両用熱発電器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5154745A JPH0712009A (ja) | 1993-06-25 | 1993-06-25 | 車両用熱発電器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0712009A true JPH0712009A (ja) | 1995-01-17 |
Family
ID=15590989
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5154745A Withdrawn JPH0712009A (ja) | 1993-06-25 | 1993-06-25 | 車両用熱発電器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0712009A (ja) |
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| WO2009138158A1 (de) * | 2008-05-15 | 2009-11-19 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Abgasanlage für eine brennkraftmaschine |
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-
1993
- 1993-06-25 JP JP5154745A patent/JPH0712009A/ja not_active Withdrawn
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