JPH1155973A - 触媒コンバータ一体型排熱発電装置 - Google Patents
触媒コンバータ一体型排熱発電装置Info
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Abstract
排熱発電装置において、その発電効率を向上させるとと
もに、触媒コンバータの破損を防止し、その耐久性を向
上させることにある。 【解決手段】 燃焼機関の排気系に備えられるととも
に、触媒を担持するハニカム担体を有する触媒コンバー
タの外周面に排気中の熱エネルギを電気エネルギに変換
する熱電変換モジュールを一体的に装着した、触媒コン
バータ一体型排熱発電装置において、前記ハニカム担体
は、排気流下方向において一定の間隙を介して設けられ
た複数個のハニカム担体からなる。
Description
される排気の熱エネルギを回収して電気エネルギに変換
するための排熱発電装置に関する。
場等では、エンジン、炉等から排出する排気の排熱から
熱エネルギを回収して電気エネルギに変換するために、
例えば、特開昭61−254082号公報、特開昭63
−262075号公報、特開平7−307493号公報
に開示される排熱発電装置が利用されている。
目的から触媒コンバータが広く用いられているが、この
触媒コンバータは、排気を浄化する際に発熱反応を生ず
ることから熱エネルギを回収するための機器としては最
適である。実開平7−3156号公報には、自動車にお
いて前記排熱発電装置を触媒コンバータに組み込んだ技
術が開示されている。
いる。この排熱発電装置50は、自動車エンジン排気系
に装着された触媒51と、この外壁に密着して環状に形
成された熱電変換モジュール52と、この熱電変換モジ
ュール52の外周に密着して設けられた冷却室53とか
ら成っている。前記触媒51は、排気を浄化するもの
で、図18に示すように金属薄板からなる波板54と平
板55とを巻回して形成したハニカム担体56を備え、
このハニカム担体56に担持された主にPt等の貴金属
触媒により、排気中の炭化水素、一酸化炭素及び有機化
合物などの有害物質を酸化して排気を浄化している。そ
して、この浄化作用は反応熱を発生するので、この触媒
51は、流入した排気温度よりも高温になる。
に、セラミックスを型を用いて押し出して成型した矩形
状の一定のセルが集合したハニカム担体57を用いるこ
ともある。熱電変換モジュール52は、熱エネルギを電
気エネルギに変換するもので、一端面を高温にするとと
もに対向する他端面を低温にして両端面間に温度差を生
じせしむると起電力が発生する熱電変換素子57と、発
生した電気を取り出す電極等からなる。
2を冷却するための室であり、ラジエータで冷却された
エンジン冷却水が循環している。従って、自動車におい
ては、触媒51に熱電変換モジュール52を組み込むと
ともに冷却室53を設けてこの種排熱発電装置50を構
成することは、熱電変換効率を高めることができるので
好ましい。
開平7−3156号公報に記載された排熱発電装置50
においては、以下の欠点を有する。前記ハニカム担体5
6を構成する個々のセルがそれぞれ独立しているので、
入口部で一つのセルに流入した排気は、出口部で流出す
るまでそのセル内のみを流下するだけである。
体56の外周部は、外側から積極的に冷却されることか
ら、中心部に比べて低温になり、この現象は下流に行く
に従い著しくなる。このため熱電変換効率が低下する。
また、外周部の熱は利用されるが、中心部の熱はほとん
ど利用されないで排出されてしまうので、排熱を有効に
回収できない。
部との温度差が大きくなり、ハニカム担体56に内部応
力が生じ、金属製ハニカム担体では熱変形を生じ、ひい
ては耐久性が低下する。セラミックス製ハニカム担体で
は、セラミックスは熱膨張率が小さいとともに機械強度
が低いことから、内部応力に耐え切れずに破壊する虞が
ある。
ず、触媒コンバータを装着した燃焼機関であって触媒コ
ンバータに排熱発電装置を組み込んだ全ての触媒コンバ
ータ一体型排熱発電装置においては、共通の課題であ
る。本発明は、このような課題を解決するためになされ
たものであり、その目的は、燃焼機関に装着された触媒
コンバータ一体型排熱発電装置において、その発電効率
を向上させるとともに、触媒コンバータの破損を防止
し、その耐久性を向上させることにある。
バータ一体型排熱発電装置は、燃焼機関の排気系に備え
られるとともに、触媒を担持するハニカム担体を有する
触媒コンバータの外周面に排気中の熱エネルギを電気エ
ネルギに変換する熱電変換モジュールを一体的に装着し
た、触媒コンバータ一体型排熱発電装置において、前記
ハニカム担体は、排気流下方向において一定の間隙を介
して設けられた複数個のハニカム担体からなることを特
徴とする。
発電装置は、燃焼機関の排気系に備えられるとともに、
触媒を担持するハニカム担体を有する触媒コンバータの
外周面に排気中の熱エネルギを電気エネルギに変換する
熱電変換モジュールを一体的に装着した、触媒コンバー
タ一体型排熱発電装置において、前記ハニカム担体は、
ハニカムを構成するセル密度が中心部で密であるととも
に外周部で疎である異形ハニカム担体からなることを特
徴とする。
発電装置は、燃焼機関の排気系に備えられるとともに、
触媒を担持するハニカム担体を有する触媒コンバ−タの
外周面に排気中の熱エネルギを電気エネルギに変換する
熱電変換モジュールを一体的に装着した、触媒コンバー
タ一体型排熱発電装置において、前記ハニカム担体は、
ハニカムを構成するセルの壁面にセル間相互を導通する
開口が設けられている開口ハニカム担体からなることを
特徴とする。
発電装置は、請求項3記載の触媒コンバータ一体型排熱
発電装置において、前記開口が、貫通孔からなることを
特徴とする。請求項5記載の触媒コンバータ一体型排熱
発電装置は、請求項1ないし請求項4のいずれか1項記
載の触媒コンバータ一体型排熱発電装置において、前記
ハニカム担体は、金属薄板で構成されてなることを特徴
とする。
発電装置は、請求項1ないし請求項4のいずれか1項記
載の触媒コンバータ一体型排熱発電装置において、前記
ハニカム担体は、そのハニカムを構成するセルが、一定
の波形に形成した金属薄板からなる波板と、略平滑な金
属薄板からなる平板とを交互に組み合わせて構成されて
なることを特徴とする。
発電装置は、燃焼機関の排気系に備えられるとともに、
触媒を担持するハニカム担体を有する触媒コンバータの
外周面に、排気中の熱エネルギを電気エネルギに変換す
る熱電変換モジュールを一体的に装着した、触媒コンバ
ータ一体型排熱発電装置において、前記ハニカム担体
は、そのハニカムを構成するセルが、山部と谷部とをそ
の全面に形成している一枚の帯状金属薄板を、巻回ない
しは所望の長さで折り畳んで積層し、あるいは、所望の
長さで切断して重畳することにより積層して形成されて
なるとともに、このハニカム担体の径方向においては、
このハニカム担体を構成する帯状金属薄板の長尺方向
に、この長尺方向にわずかな幅で残した平坦部を中心と
したその両側に山部と谷部とが交互に形成され、この山
部−平坦部−谷部−平坦部からなる1単位が周期的に繰
り返されか、あるいは、この平坦部を中心としたその両
側に山部ないし谷部のいずれかが非規則的に形成され、
この平坦部を中心としたその両側に山部ないし谷部のい
ずれかを備えた非規則的な山部、平坦部、谷部、平坦部
の連なりが繰り返されて形成される一方、このハニカム
担体の軸方向においては、このハニカム担体を構成する
帯状金属薄板の短尺方向に、前記平坦部が全長に亙って
形成されるとともに、この平坦部を除いた山部および谷
部において所望間隔で形成された切込部で、山部の後方
には谷部、谷部の後方には山部が形成されるように、こ
の帯状金属薄板を切り起こして山部と谷部とが交互に連
続的に形成されていることにより、該ハニカム担体は構
成されてなることを特徴とする。
体型排熱発電装置では、上流側の触媒コンバータに流入
した排気は、前記間隙で混合されて温度、排気成分とも
均一になった後、再び下流側の触媒コンバータに流入す
るので、触媒コンバータの外周側の温度は可及的に高温
に保たれ、その発電効率を向上させるとともに、触媒コ
ンバータの破損を防止し、その耐久性を向上させる。
発電装置では、触媒コンバータの外周側セルにより多く
の排気が流入し、外周側セルで活発に浄化反応を呈して
発熱するので、触媒コンバータの外周側の温度は可及的
に高温に保たれ、その発電効率を向上させるとともに、
触媒コンバータの破損を防止し、その耐久性を向上させ
る。
ータ一体型排熱発電装置では、触媒コンバータに流入し
た排気は、ハニカム担体のセル間を自由に拡散するの
で、触媒コンバータの外周側の温度は可及的に高温に保
たれ、その発電効率を向上させるとともに、触媒コンバ
ータの破損を防止し、その耐久性を向上させる。
発電装置では、触媒コンバータの熱伝導性が良好であ
る。請求項6記載の触媒コンバータ一体型排熱発電装置
では、触媒コンバータとして構造及び耐久性において安
定したものを作成することができる。請求項7記載の触
媒コンバータ一体型排熱発電装置では、触媒コンバータ
に流入した排気は、ハニカム担体のセル間を自由に拡散
するので、触媒コンバータの外周側の温度は可及的に高
温に保たれ、その発電効率を向上させるとともに、触媒
コンバータの破損を防止し、その耐久性を向上させる。
さらに、触媒コンバータを、耐久性において安定したも
のを安価に作成することができる。
は、いずれも本発明を乗用車に適用したものである。 (実施の形態1)図1および図2は、本発明の触媒コン
バータ一体型排熱発電装置の実施の形態1を示してお
り、図1は、全体斜視図であり、図2は、図1のI−I
線に沿う断面図である。
コンバータ一体型排熱発電装置1は、触媒コンバータ2
と、触媒コンバータ2のコンバータシェル21に密着し
て環状に形成された熱電変換モジュール4(図2)と、
この熱電変換モジュール4の外周に密着して設けられた
冷却外筒10とからなっている。前記触媒コンバータ2
は、排気を浄化するもので、平行する直線部とこれに連
なって対向する半円部からなるレーシングトラック形状
をなす。そして、図18に示す従来技術と同様に一定の
波形に形成した金属薄板からなる波板54と、平滑な金
属薄板からなる平板55とを巻回して形成したハニカム
担体56を備え、このハニカム担体56はコンバータシ
ェル21に内蔵されている。
ではなく図3に示すごとく、上流側担体56aと下流側
担体56bとの2つの同一のハニカム担体からなり、こ
れらが一定の間隙を置いて装着されている。さらに、前
記コンバータシェル21の両端には、取付フランジ2
3、24が溶接されており、これら取付フランジ23、
24を介して図示しない同様な取付フランジを有する楕
円錐状のディフューザとフランジ接合され、そしてこれ
らディフューザは排気管に接続される。
ル4は、熱電変換素子41と、図示しない電極と、これ
らを絶縁するとともに断熱する絶縁断熱材とからなる。
この熱電変換素子41は、p型・n型の一対の半導体か
らなり熱エネルギを電気エネルギに変換する素子で、対
向する二つの面が高温物に当接する高温面42と低温物
に当接する低温面43とからなっており、高温面42と
低温面43との両端面間に温度差を生じせしむると起電
力が発生する。
温面42をコンバータシェル21の外周面に緩衝材44
を介して密着させ、その低温面43を冷却外筒10の内
周面に直接密着させて複数個装着されている。これら各
々の熱電変換素子41は、電極を介して直列に接続さ
れ、発生した起電力を外部に取り出すようになってい
る。前記冷却外筒10は、熱電変換モジュール4を冷却
するためのもので、コンバータシェル21の外周を一定
間隔隔てて覆う筒体であり、コンバータシェル21と略
相似状のレーシングトラック形状をなしている。さらに
この冷却外筒10は、その中心部で軸方向に2分割され
てアッパーシェル10aとロアシェル10bとから構成
され、そのそれぞれの内周には熱電変換モジュール4を
収容する収容凹溝11が形成されている。また、それぞ
れの外周には軸方向に延伸する複数の放熱フィン12が
形成されている。これらアッパーシェル10aとロアシ
ェル10bとは、熱伝導性が優れたAl材が用いられ押
し出し成型により一体成型されている。そして前記熱電
変換モジュール4は、この収容凹溝11に収容されて、
コンバータシェル21と冷却外筒10との間に密着状態
で装着されている。
1に示すように、コンバータシェル21と冷却外筒10
との間の開口を閉塞する一対のブラケット13、13が
設けられており、これらブラケット13、13を一対の
シェル固定板14、14で冷却外筒10に螺子結合する
ことにより、この開口を閉塞している。なお、前記ハニ
カム担体56の平板55は、完全な平板ではなく、波板
54に比べて波高さがかなり低い微小波板でも良い。
流側担体56aと下流側担体56bとの2つのハニカム
担体は、全く同一である必要はなく、状況に応じて種々
の寸法割合とすることができる。さらにまた、前記ハニ
カム担体56は、2つのハニカム担体に限らず、必要に
応じて3つ以上とすることもできる。
型排熱発電装置は以下のように作用する。エンジンを始
動して自動車を走行すると、エンジンから排出された排
気Gは、排気管を介して触媒コンバータ2に流入する。
この排気Gは、触媒コンバータ2において浄化された
後、下流側排気管に流下する。この際、排気Gは、触媒
の存在下で酸化反応を受けて浄化されるとともに発熱を
生ずる。
排気Gは、まず上流側担体56aで浄化作用を受けて発
熱する。この熱は排気熱とともに金属製のセル壁を介し
てコンバータシェル21に伝導してコンバータシェル2
1を加熱する。このコンバータシェル21を加熱した熱
は、緩衝材44を介して熱電変換素子41に伝導し、そ
の高温面42を加熱する。このように、浄化作用に伴っ
て発生した熱と排気熱とは、ともに熱伝導性が良好な金
属製のハニカム担体を介して熱電変換素子41に移動さ
れる。ここで、前述のように波板と平板とを巻回して形
成されているハニカム担体では、そのセルは独立してい
るので、入口で流入した排気は出口から流出するまでひ
とつのセル内を流下する。
の長尺のハニカム担体を用いた場合は、入口で流入した
排気は、盛んに浄化作用を受けて浄化されるとともに発
熱するが、下流に向かうにしたがって、既に浄化が完了
した排気が流下するので、もはや浄化反応は生ぜず、発
熱も生じない。そして、この現象は全てのセルで生ず
る。この結果、ハニカム担体の下流側は触媒効率が低
い。また、ハニカム担体の外周側は、前記現象に加え、
排気熱とともに発生した熱がコンバータシェル21介し
て絶え間なく熱電変換素子41に移動されるので、下流
側は熱電変換効率が低くなる。
にハニカム担体56は、図3に示すごとく、上流側担体
56aと下流側担体56bとの2つからなり、これらが
一定の間隙を置いて装着されている。このため、入口で
流入した排気は、ある程度浄化された後前記間隙に流入
し、この間隙部分で十分に混合され、排気成分及び排気
温度が均一化される。そして、新たに均一化された排気
が下流側担体56bに流入し、浄化作用を受ける。
担体を用いた場合に比べて、ハニカム担体の触媒効率が
下流側において低くなるという問題は可及的に解消され
ている。すなわち、コンバータシェル21は可及的均一
にかつ効率よく加熱されることになり、この結果、熱が
均一に効率よく熱電変換素子41の高温面42に移動さ
れることになる。
に伴う走行風により絶えず冷却されている。その結果、
この冷却外筒10の内周に密着して設けられている熱電
変換素子41の低温面43からは効率よく絶えず熱が奪
われ、低温面43は常に低温状態になっている。
ータ一体型排熱発電装置では、熱電変換素子41の高温
面42は均一に効率よく加熱されるとともに、同低温面
43は効率よく絶えず低温状態に維持される。このた
め、熱電変換素子41の高温面42と同低温面43との
温度差は大きくなり、効率よく発電されることになる。 (実施の形態2)図4および図5は、本発明の触媒コン
バータ一体型排熱発電装置の実施の形態2の要部を示す
図であり、実施の形態1と相違する点のみを示してい
る。
媒コンバータ2の構造が一部相違するのみである。従っ
て、その相違点をのみを説明し、その他の説明は省略す
る。図4は、触媒コンバータ2の一部軸方向断面図であ
り、図5は、図1のI−I線に沿う断面の触媒コンバー
タ2のみを取り出した断面図である。
触媒コンバータ2とは異なり、本実施の形態2の触媒コ
ンバータ2は、一つの異形ハニカム担体26を備えてい
る。この異形ハニカム担体26は、中心部数層が小波板
27と平板28とから密なセルが構成された小波ハニカ
ム部29となっており、その外周部数層が大波板30と
平板28とから疎なセルが構成された大波ハニカム部3
1となっている。
6が、このように構成されているので、排気Gの流量
は、外周部で大、中心部で小となっており、大量の排気
Gが外周部で浄化作用を受けることになるので、軸方向
全長に亙って浄化作用が活発に行われる結果、軸方向全
長に亙って発熱作用が生ずる。これにより、従来に増し
てコンバータシェル21は可及的均一に加熱されること
になり、この結果、熱が均一に効率よく熱電変換素子4
1の高温面42に移動されることになる。
の形態1と同様に熱電変換素子41の温度差は大きくな
り、効率よく発電されることになる。 (実施の形態3および4)図6および図7は、本発明の
触媒コンバータ一体型排熱発電装置の実施の形態3およ
び4の要部をそれぞれ示す図であり、実施の形態1と相
違する点のみを示している。
媒コンバータ2の構造が一部相違するのみである。従っ
て、その相違点をのみを説明し、その他の説明は省略す
る。図6は、実施の形態3の一部破断拡大斜視図であ
る。図6に示すように、本実施の形態3の触媒コンバー
タ2(図2)は、図14に示す従来技術と同様に金属薄
板からなる波板54と平板55とを巻回して形成される
とともに、この波板54と平板55の全体に均一に貫通
孔33が開口する開口ハニカム担体32を有する。この
開口ハニカム担体32は、実施の形態2と同様コンバー
タシェル21内に一つ備えられている。
2では、この開口ハニカム担体32に流入した排気が自
由に拡散するようになっている。これにより、開口ハニ
カム担体32全体は、可及的に排気成分及び排気温度が
均一化され、コンバータシェル21は従来に増して可及
的均一に加熱されることになり、この結果、熱が均一に
効率よく熱電変換素子41の高温面42に移動されるこ
とになる。
の形態1と同様に熱電変換素子41の温度差は大きくな
り、効率よく発電されることになる。前記開口ハニカム
担体32は、金属製であるが、この実施の形態3あって
は、金属に限らずセラミックス製にも適用することがで
きる。また、この開口ハニカム担体32は、前記巻回の
みならず、所望の長さで折り畳んで積層し、あるいは、
所望の長さで切断して重畳することにより積層して形成
することもできる。
ルーバに変更した実施の形態4を示し、平板55に開口
したルーバ35の一部拡大図である。この実施の形態4
は、開口ハニカム担体32が、金属製である場合のみ有
効であり、図示のように、平板55に複数のルーバ35
が形成されている。また、図示はしないが波板54にも
同様に、複数のルーバ35が形成されている。
3同様である。 (実施の形態5)図8および図9は、本発明の触媒コン
バータ一体型排熱発電装置の実施の形態5の要部を示す
図であり、実施の形態1と相違する点のみを示してい
る。本実施の形態5は、前記実施の形態1と触媒コンバ
ータ2の構造が一部相違するのみである。
他の説明は省略する。図8は、触媒コンバータ2のハニ
カム担体を構成する帯状金属薄板の基本形状を表した図
であり、図9(a)は、図8のI−I線に沿う断面の拡
大図であり、図9(b)は、その変形例である。図10
は、本実施の形態5の拡散ハニカム担体37の排気の流
れを示す模式図であり、図11は、この拡散ハニカム担
体37を、コンバータシェル21への挿入状態を示す制
作過程図である。図12は、この拡散ハニカム担体37
の斜視図である。
コンバータ2(図2)とは異なり、本実施の形態5の触
媒コンバータ2は、拡散ハニカム担体37を有する。こ
の拡散ハニカム担体37は、そのハニカムを構成するセ
ルが、図8に示すように、一枚の帯状金属薄板に、平坦
部38を中心としたその両側に山部39と谷部40とを
切り起こした基本形状の金属薄板を積層してなってい
る。
おいて左右方向)に、わずかな幅で残した平坦部38を
中心としたその両側に山部39と谷部40とを交互に形
成している。一方、その帯状の短尺方向(図8において
前後方向)に、前記平坦部38を除いた前記金属薄板の
前端部の山部39および谷部40の列において、所望間
隔で図8における左右方向に平坦部38と平坦部38間
を横断する切込を形成し、山部39の後方には谷部4
0、谷部40の後方には山部39が形成されるように、
この帯状金属薄板を切り起こして山部39と谷部40と
を交互に連続的に形成している。
の前記長尺方向には山部39−平坦部38−谷部40−
平坦部38からなる1単位が周期的に繰り返される。ま
た、前記短尺方向には、図8に示すように、前記平坦部
38が全長に亙って延伸するとともに、この平坦部38
の両側に所望間隔で山部39と谷部40とが交互に連続
的に形成されるようになっている。
と谷部40とを、平坦部38を中心としたその両側に非
規則的に形成することもできる。図9(b)では、図上
左から、山部39−平坦部38−谷部40−平坦部38
−谷部40−平坦部38−山部39−平坦部38−谷部
40−平坦部38−谷部40−山部39−平坦部38−
山部39……となっているが、この組み合わせはまった
くランダムでよい。この場合は、前記金属薄板を積層な
いしは重畳した際に、山部部39ないし谷部40が相互
に入り込んで完全に密着してしまうということを、確実
に防止することができる。
を、図11および図12に示すように、巻回、あるい
は、所望の長さで重畳ないしは折り畳んで積層するとと
もに外筒に挿入することにより拡散ハニカム担体37が
形成される。本実施の形態5は、このように構成されて
いるので、図10に示すように、この拡散ハニカム担体
37に流入した排気Gは、拡散ハニカム担体37中を自
由に拡散する。これにより、この拡散ハニカム担体37
全体は、可及的に排気成分及び排気温度が均一化され、
コンバータシェル21は従来に増して可及的均一に加熱
されることになり、この結果、熱が均一に効率よく熱電
変換素子41の高温面42に移動されることになる。
の形態1と同様に熱電変換素子41の温度差は大きくな
り、効率よく発電されることになる。以上本発明を実施
の形態1〜5により詳述したが、前記ハニカム担体は、
上述した巻回ないしは所望の長さで折り畳んで積層し、
あるいは、所望の長さで切断して重畳することにより積
層する構造に限らず、所望の性能を満たすセル構造であ
れば、その構造は限定されない。
担体は、単一のハニカム担体と例にとって説明したが、
実施の形態1と同様に2以上に分割されたハニカム担体
であってもよい。 (実験例)以下に本発明の一実施例と従来例との性能比
較を行った実験例を説明する。
フであり、図14は本実験に用いた触媒コンバータのコ
ンバータシェル21の開口寸法を示す図である。図15
は、本発明の一実施例のハニカム担体56が収納された
前記触媒コンバータを示す図であり、図16は、従来の
ハニカム担体60が収納された同様な図である。
媒コンバータにおけるコンバータシェル21の外周面へ
の熱伝導性を比較したもので、触媒コンバータ一体型排
熱発電装置その物で行ったものではない。本実験は、以
下の条件で実施されたものである。
を装着。 ・供試体(b):従来のハニカム担体60を装着。 ・供試体(c):ハニカム担体未装着のコンバータシェ
ルのみ。 前記本発明の一実施例のハニカム担体56は、板厚50
μmの20Cr−5Alのステンレス合金製金属薄板か
らなる波板と平板とを巻回してハニカム状に形成したセ
ル密度400セル/in2 の担体であり、図15に示す
ように排気流下方向において、75mmの間隙を介して
軸方向長さ50mmの3個の分割ハニカム担体56a,
56b,56cから構成されている。
示すように前記一実施例のハニカム担体56と分割体で
はない点を除いては全く同一構造を成す軸方向長さ30
0mmの単一直状体である。 (コンバータシェル構造)図14、図15に示すよう
に、開口形状がレーシングトラック形状を成し、この開
口寸法が長径100mm、短径30mmで、軸方向長さ
が400mmの長円筒状で、板厚1.5mmの鋼材から
なる筒体である。
ンを駆動し、635℃に調温した加熱排気をコンバータ
シェルに導入する。 エンジン駆動条件:回転数3000rpm、トルク12
Kg・m時 (実験方法)前記条件で加熱排気を供試体(a)、
(b)、(c)に導入し、図15に示す入口部、中央
部、出口部におけるコンバータシェルの外周表面での温
度をそれぞれの供試体毎に測定した(図15における〇
印部)。
(a)(本発明の一実施例のハニカム担体56)が一番
熱伝導効率に優れることが分かる。
コンバータ一体型排熱発電装置では、排気は、前記間隙
で混合されて温度成分とも均一になるので、触媒コンバ
ータの外周側の温度は可及的に高温に保たれ、その発電
効率を向上させるとともに、触媒コンバータの破損を防
止し、その耐久性を向上させる。
発電装置では、外周側セルで活発に浄化反応を呈して発
熱するので、触媒コンバータの外周側の温度は可及的に
高温に保たれ、その発電効率を向上させるとともに、触
媒コンバータの破損を防止し、その耐久性を向上させ
る。請求項3および請求項4記載の触媒コンバータ一体
型排熱発電装置では、触媒コンバータに流入した排気
は、ハニカム担体のセル間を自由に拡散するので、触媒
コンバータの外周側の温度は可及的に高温に保たれ、そ
の発電効率を向上させるとともに、触媒コンバータの破
損を防止し、その耐久性を向上させる。
発電装置では、触媒コンバータの熱伝導性が良好であ
る。請求項6記載の触媒コンバータ一体型排熱発電装置
では、触媒コンバータを構造及び耐久性において安定し
たものを作成することができる。請求項7記載の触媒コ
ンバータ一体型排熱発電装置では、触媒コンバータに流
入した排気は、ハニカム担体のセル間を自由に拡散する
ので、触媒コンバータの外周側の温度は可及的に高温に
保たれ、その発電効率を向上させるとともに、触媒コン
バータの破損を防止し、その耐久性を向上させる。さら
に、触媒コンバータを、耐久性において安定したものを
安価に作成することができる。
実施の形態1を示す全体斜視図である。
図である。
図である。
る。
図である。
図である。
状金属薄板の基本形状図である。
は(a)の変形例を示す図である。
模式図である。
図である。
る。
た実験例の結果を示すグラフである。
を示す図である。
担体が収納された触媒コンバータを示す図である。
れた図15と同様な図である。
全体斜視図である。
る。
Claims (7)
- 【請求項1】 燃焼機関の排気系に備えられるととも
に、触媒を担持するハニカム担体(56)を有する触媒
コンバータ(2)の外周面に排気中の熱エネルギを電気
エネルギに変換する熱電変換モジュール(4)を一体的
に装着した、触媒コンバータ一体型排熱発電装置におい
て、 前記ハニカム担体(56)は、排気流下方向において一
定の間隙を介して設けられた複数個のハニカム担体(5
6a,56b)からなることを特徴とする触媒コンバー
タ一体型排熱発電装置。 - 【請求項2】 燃焼機関の排気系に備えられるととも
に、触媒を担持するハニカム担体(26)を有する触媒
コンバータ(2)の外周面に排気中の熱エネルギを電気
エネルギに変換する熱電変換モジュール(4)を一体的
に装着した、触媒コンバータ一体型排熱発電装置におい
て、 前記ハニカム担体(26)は、ハニカムを構成するセル
密度が中心部で密であるとともに外周部で疎である異形
ハニカム担体(26)からなることを特徴とする触媒コ
ンバータ一体型排熱発電装置。 - 【請求項3】 燃焼機関の排気系に備えられるととも
に、触媒を担持するハニカム担体(32)を有する触媒
コンバータ(2)の外周面に排気中の熱エネルギを電気
エネルギに変換する熱電変換モジュール(4)を一体的
に装着した、触媒コンバータ一体型排熱発電装置におい
て、 前記ハニカム担体(32)は、ハニカムを構成するセル
の壁面にセル間相互を導通する開口(33、35)が設
けられている開口ハニカム担体(32)からなることを
特徴とする触媒コンバータ一体型排熱発電装置。 - 【請求項4】 請求項3記載の触媒コンバータ一体型排
熱発電装置において、 前記開口が、貫通孔(33)からなることを特徴とする
触媒コンバータ一体型排熱発電装置。 - 【請求項5】 請求項1ないし請求項4のいずれか1項
記載の触媒コンバータ一体型排熱発電装置において、 前記ハニカム担体(56)は、金属薄板(54、55)
で構成されてなることを特徴とする触媒コンバ−タ一体
型排熱発電装置。 - 【請求項6】 請求項1ないし請求項4のいずれか1項
記載の触媒コンバータ一体型排熱発電装置において、 前記ハニカム担体(56)は、そのハニカムを構成する
セルが、一定の波形に形成した金属薄板からなる波板
(54)と、略平滑な金属薄板からなる平板(55)と
を交互に組み合わせて構成されてなることを特徴とする
触媒コンバータ一体型排熱発電装置。 - 【請求項7】 燃焼機関の排気系に備えられるととも
に、触媒を担持するハニカム担体(37)を有する触媒
コンバータ(2)の外周面に排気中の熱エネルギを電気
エネルギに変換する熱電変換モジュール(4)を一体的
に装着した、触媒コンバータ一体型排熱発電装置におい
て、 前記ハニカム担体(37)は、そのハニカムを構成する
セルが、山部(39)と谷部(40)とをその全面に形
成している一枚の帯状金属薄板を、巻回ないしは所望の
長さで折り畳んで積層し、あるいは、所望の長さで切断
して重畳することにより積層して形成されてなるととも
に、 このハニカム担体(37)の径方向においては、 このハニカム担体を構成する帯状金属薄板の長尺方向
に、この長尺方向にわずかな幅で残した平坦部(38)
を中心としたその両側に山部(39)と谷部(40)と
が交互に形成され、この山部−平坦部−谷部−平坦部か
らなる1単位が周期的に繰り返されか、あるいは、この
平坦部を中心としたその両側に山部ないし谷部のいずれ
かが非規則的に形成され、この平坦部を中心としたその
両側に山部ないし谷部のいずれかを備えた非規則的な山
部、平坦部、谷部、平坦部の連なりが繰り返されて形成
される一方、 このハニカム担体(37)の軸方向においては、 このハニカム担体を構成する帯状金属薄板の短尺方向
に、前記平坦部(38)が全長に亙って形成されるとと
もに、この平坦部を除いた山部(39)および谷部(4
0)において所望間隔で形成された切込部(41)で、
山部の後方には谷部、谷部の後方には山部が形成される
ように、この帯状金属薄板を切り起こして山部と谷部と
が交互に連続的に形成されていることにより、 該ハニカム担体は構成されてなることを特徴とする触媒
コンバ−タ一体型排熱発電装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9210619A JPH1155973A (ja) | 1997-08-05 | 1997-08-05 | 触媒コンバータ一体型排熱発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9210619A JPH1155973A (ja) | 1997-08-05 | 1997-08-05 | 触媒コンバータ一体型排熱発電装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1155973A true JPH1155973A (ja) | 1999-02-26 |
Family
ID=16592334
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9210619A Pending JPH1155973A (ja) | 1997-08-05 | 1997-08-05 | 触媒コンバータ一体型排熱発電装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1155973A (ja) |
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-
1997
- 1997-08-05 JP JP9210619A patent/JPH1155973A/ja active Pending
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