JP2011127606A - 熱電発電装置を備えた排気システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、燃焼機関2、より好ましくは路上走行車の燃焼機関2用の排気システム1であって、周方向9に環状の閉鎖した内壁4を有し、該内壁4の内側12が排ガスに晒される少なくとも1つの排ガス導出部材3を備えた排気システム1に関する。熱を電気エネルギーに変換すると共に、内壁4の外側13に配置される、少なくとも1つの熱電発電装置8により、燃焼機関2のエネルギー効率を改善することができる。
【選択図】図2
Description
2 燃焼機関
3 排気導出部材
4 内壁
5 管
6 排ガス処理装置
7 マニホルド
8 熱電発電装置
9 周方向
10 長手方向中心軸
11 矢印
12 内側
13 外側
14 外壁
15 冷却ジャケット
16 外壁
17 内壁
18 冷媒通路
19 内側接触層
20 ばね構造体
21、22 内側
23 矢印
24、25 弾性を有する領域
26 貫通孔
27 熱電素子
28 マトリックス基板
29 接点
30 外側接触層
31 接点
32 発電機モジュール
33 熱交換器構造体
34 ばね弾性構造
35、36 冷却回路
37 冷媒ポンプ
38 熱交換器
Claims (15)
- 燃焼機関(2)、より好ましくは路上走行車又は別の移動式若しくは定置式の装置の燃焼機関(2)用の排気システムであって、
周方向(9)に環状の閉鎖した内壁(4)を有し、該内壁(4)の内側(12)が排ガスに晒される、少なくとも1つの排ガス導出部材(3)と、
熱を電気エネルギーに変換すると共に、前記内壁(4)の外側(13)に配置される、少なくとも1つの熱電発電装置(8)と、
を備える、排気システム。 - 前記熱電発電装置(8)は前記環状の内壁を閉鎖するように周方向(9)を囲むこと、
を特徴とする、請求項1に記載の排気システム。 - 前記部材(3)の外壁(14)が前記環状の内壁(4)を閉鎖するように周方向(9)を囲み、前記熱電発電装置(8)は前記内壁(4)及び前記外壁(14)間に配置されること、
を特徴とする、請求項1又は2に記載の排気システム。 - 冷却ジャケット(15)が前記環状の内壁(4)を閉鎖するように周方向(9)を囲み、前記熱電発電装置(8)は前記内壁(4)及び前記冷却ジャケット(15)間に配置されること、
を特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の排気システム。 - 前記部材(3)の前記外壁(14)は前記冷却ジャケット(15)の内壁(17)中に形成されること、又は
前記部材(3)の前記外壁(14)は前記冷却ジャケット(15)の内壁(17)と接触すること、
を特徴とする、請求項3及び4に記載の排気システム。 - 前記熱電発電装置(8)は前記内壁(4)の前記外側(13)と接触すること、
を特徴とする、請求項1〜5のいずれか一項に記載の排気システム。 - 前記熱電発電装置(8)は、ばね構造体(20)を介して、前記部材(3)の前記外壁(14)の内側(21)又は前記冷却ジャケット(15)の前記内壁(17)の内側(22)に、予圧下で支持されることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか一項に記載の排気システム。
- 前記ばね構造体(20)の周方向(9)は、ばね弾性的に曲がるように構成されること、及び/又は
前記ばね構造体(20)は、周方向(9)に種々の弾性を有する領域(24、25)を含み、弾性のより高い領域(24)及び弾性のより低い領域(25)が周方向(9)に交互になっていること、
を特徴とする、請求項7に記載の排気システム。 - 前記熱電発電装置(8)は、熱を電気エネルギーに変換すると共に、電気的に相互接続されて互いから周方向(9)に離間している、複数の個々の熱電素子(27)を含むこと、
を特徴とする、請求項1〜8のいずれか一項に記載の排気システム。 - 前記熱電素子(27)は、前記ばね構造体(20)の前記弾性のより低い領域(25)に配置されること、
を特徴とする請求項8及び9に記載の排気システム。 - 前記熱電発電装置(8)は少なくとも1つのマトリックス基板(28)を含み、該マトリックス基板(28)上に、相対的な所定の位置関係で固定された複数の熱電素子(27)が配置されること、
を特徴とし、
より好ましくは、前記熱電素子(27)を、前記マトリックス基板(28)内に延びる電気接点(29)により電気的に相互接続し得る、請求項9又は10に記載の排気システム。 - 前記熱電発電装置(8)は外側接触層(30)を含み、該外側接触層(30)により前記熱電発電装置(8)が前記ばね構造体(20)に支持されること、及び/又は
前記熱電発電装置(8)は内側接触層(19)を有し、該内側接触層(19)により前記熱電発電装置(8)が前記内壁(4)の前記外側(13)と接触すること、
を特徴とし、
より好ましくは、前記熱電素子(27)を、前記外側接触層(30)内を延びる電気接点(31)により電気的に相互接続し得る、請求項1〜11のいずれか一項に記載の排気システム。 - 前記熱電発電装置(8)はモジュール構成を有し、複数の発電機モジュール(32)が、周方向(9)及び/又は前記部材(3)における前記排ガスの主要な流れ方向(11)に隣接して配置されること、
を特徴とし、
より好ましくは、前記発電機モジュール(32)のそれぞれが、複数の熱電素子(27)を含み得り、
より好ましくは、前記発電機モジュール(32)のそれぞれが、マトリックス基板(28)及び/又は外側接触層(30)及び/又は内側接触層(19)を含み得る、請求項1〜12のいずれか一項に記載の排気システム。 - 請求項1〜13のいずれか一項に記載の排気システム(1)内に設置する熱電発電装置。
- 少なくとも請求項1〜3に記載の排気システム(1)を製造する方法であって、前記内壁(4)及び前記外壁(14)間に配置される前記熱電発電装置(8)は、前記外壁(14)がその断面の縮小のために塑性再成形されることで径方向に予圧されるものである。
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