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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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1. Gebiet
der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus
Wärme eines
Abgases, welche thermische Energie eines Abgases in elektrische
Energie umwandelt.
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2. Stand der
Technik
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Es
ist eine Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus Wärme eines
Abgases entwickelt worden, um Energie aus einem von einem Motor
abgegebenen Abgas durch Umwandeln der thermischen Energie des Abgases
in elektrische Energie nutzbar zu machen. Bei der Vorrichtung zur
Erzeugung von Energie aus Wärme
eines Abgases ist ein thermoelektrisches Wandlermodul zwischen einem
Abgasrohr (Seite hoher Temperatur), durch welches das Abgas strömt, und
einer Kühleinheit
(Seite niedriger Temperatur) angeordnet. Jedes thermoelektrische Element
des thermoelektrischen Wandlermoduls arbeitet bei der Erzeugung
von Energie in Übereinstimmung
mit der Temperaturdifferenz zwischen der Seite hoher Temperatur
und der Seite niedriger Temperatur (Bezugsdokument: JP-A-11-36981; 3 bis 5). Ein
Wirkungsgrad der thermoelektrischen Umwandlung des thermoelektrischen
Wandlermoduls kann durch Anheben der Temperatur auf der Seite hoher Temperatur,
um die Temperaturdifferenz zwischen der Seite hoher Temperatur und
der Seite niedriger Temperatur zu vergrößern, verbessert werden. Dies kann
Verbesserungen in der Wärmeleitung
der jeweiligen Bauteile auf der Seite hoher Temperatur und der Seite
niedriger Temperatur wie auch Verbesserungen in der Wärmeleitung
zwischen dem thermoelektrische Wandlermodul und der Abgasrohr/Kühleinheit, die
sich unter geeigneten Oberflächendrücken jeweils
in Kontakt mit dem thermoelektrische Wandlermodul befinden, erfordern.
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Da
die Temperatur auf der Seite hoher Temperatur der Vorrichtung zur
Erzeugung von Energie aus Wärme
eines Abgases auf bis zu 800° erhöht werden
kann, werden jeweilige Wärmedehnungen der
Abmessung in Längen-,
Breiten- und Dickenrichtung hiervon in Übereinstimmung mit mit der
Temperaturerhöhung
groß.
Da die Temperatur auf der Seite niedriger Temperatur auf höchstens
100° erhöht werden
kann, wird dagegen die jeweilige Wärmedehnung der Abmessung in
den jeweiligen Richtungen klein. Demzufolge tritt eine Abmessungsdifferenz zwischen
der Seite hoher Temperatur und der Seite niedriger Temperatur des
thermoelektrischen Wandlermoduls auf, was zu einer Deformation führt. Dies kann
eine Lageverschiebung zwischen dem thermoelektrischen Wandlermodul
und dem Abgasrohr/Kühlabschnitt
oder eine Verformung in den thermoelektrischen Bauteilen bewirken.
Starke Verformung in den thermoelektrischen Bauteilen kann einen
Bruch in der Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus Wärme eines
Abgases bewirken. Wenn der Oberflächenkontakt zwischen dem thermoelektrischen
Wandlermodul und der Abgasrohr/Kühleinheit durch
die Wärmedehnung
gestört
ist, ist die Wärmeleitung
hierzwischen schlecht, was den Wirkungsgrad der thermoelektrischen
Umwandlung mindert. Insbesondere ist ein äußeres Rohr einer allgemein verwendeten
Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus Wärme eines Abgases, an welcher
das Abgasrohr und die Kühleinheiten
befestigt sind, aus einem einzigen Bauteil ausgebildet. Das vorstehend
ausgebildete äußere Rohr
hat kaum die Möglichkeit,
die vorstehend erwähnte
Deformation aufzunehmen. Demzufolge erstreckt sich die Deformation über die Vorrichtung.
Falls die Kühleinheit
aus einem Wasserkühlsystem
mit hoher Steifigkeit ausgebildet ist, kann es aufgrund der niedrigen
Federkonstante ferner schwierig sein, die Deformation zu absorbieren.
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Herkömmlicherweise
ist das äußere Rohr der
Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus Wärme eines Abgases, an welchem
das Abgasrohr und die Kühleinheit
befestigt sind, aus einem Material mit niedrigem Wäremausdehungsverhältnis bzw.
-koeffizienten wie etwa rostfreiem Stahl ausgebildet, um die thermische
Deformation zu veringern. Der rostfreie Stahl zeigt eine geringe
Wärmeleitfähigkeit
und daher einen hohen Wärmewiderstand.
Demzufolge geht die Wärmeenergie
während
Hindurchtretens durch die Bauelemente auf der Seite hoher Temperatur
und der Seite niedriger Temperatur verloren, bevor sie an das thermoelektrische
Wandlermodul übertragen
wird. Dies kann den Wirkungsgrad der thermoelektrischen Umwandlung
verschlechtern.
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JP-A-11-122960
offenbart eine Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus Wärme eines
Abgases, bei welcher Pufferelemente zwischen dem thermoelektrischen
Element und der Kühleinheit
angeordnet sind, um eine mechanische Schwingung der tragenden Bauteile
aufgrund von Temperaturänderungen
zu absorbieren. Durch Einfügen
zusätzliche Materials
zwischen dem thermoelektrischen Elemente und der Kühleinheit
wird jedoch die thermoelektrische Umwandlung verschlechtert.
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KURZFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Eine
Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zur Erzeugung
von Energie aus Wärme
eines Abgases mit ausgezeichnetem Wirkungsgrad der thermoelektrischen
Umwandlung zu schaffen.
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Eine
Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus Wärme eines Abgases weist eine
thermoelektrische Wandlereinheit, welche Wärmeenergie eines Abgases in
elektrische Energie umwandelt, eine Wärmetauschereinheit, welche
auf einer Oberfläche der
thermoelektrischen Wandlereinheit vorgesehen ist, um die Wärmeenergie
des Abgases, welches durch ein Abgasrohr strömt, zu leiten, und eine Kühleinheit,
die auf der anderen Oberfläche
der thermoelektrischen Wandlereinheit vorgesehen ist, um die thermoelektrische
Wandlereinheit zu kühlen,
auf. Die Kühleinheit
weist eine Steifigkeit auf, die unter denjenigen der thermoelektrischen
Wandlereinheit, der Wärmetauschereinheit
und der Kühleinheit
auf den höchsten
Wert festgelegt ist.
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Die
Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus Wärme eines Abgases weist ein
System auf, bei welchem die thermoelektrische Wandlereinheit zwischen
der Wärmetauschereinheit,
welche die Wärmeenergie
des durch das Abgasrohr strömenden
Abgases leitet, und der Kühleinheit
derart angeordnet ist, dass die Wärmeenergie übertragen wird. Bei dem vorstehend
erwähnten
System weist die Kühleinheit die
höchste
Steifigkeit auf. Dies schafft die Möglichkeit, es der Kühleinheit
zu ermöglichen,
einen geeigneten Oberflächendruck
auf die thermoelektrische Wandlereinheit in dem System, in welchem
die Wärmeenergie übertragen
wird, auszuüben.
D.h., der Oberflächenkontakt
zwischen der Kühleinheit
und der thermoelektrischen Wandlereinheit kann vereinheitlicht werden,
was zu einem verbesserten Oberflächenkontakt
führt.
Dies kann die Übertragung
der Wärmeenergie
an die thermoelektrische Wandlereinheit verbessern und ferner den
Wirkungsgrad der thermoelektrischen Umwandlung verbessern.
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Bei
der Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus Wärme eines Abgases weist die
Wärmetauschereinheit
eine Wärmetauscherrippe
oder -fläche zum
Leiten der Wärmeenergie
des Abgases und eine Basis bzw. Grundfläche, auf welcher die Wärmetauschereinheit
angeordnet ist, und eine andere Oberfläche, auf welcher die thermoelektrische
Wandlereinheit angeordnet ist, auf. Das Abgasrohr weist einen Hauptkörper, welcher
einen Rahmen einer Abgasleitung, an welcher die Basis befestigt
ist, und eine hierin vorgesehene Wärmetauscherrippe auf. Die Basis
weist eine Steifigkeit auf, die unter denjenigen der Abgasleitung
einschließlich
des Abgasrohres und der Wärmetauschereinheit
auf den höchsten Wert
festgelegt ist.
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Bei
der Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus Wärme eines Abgases weist die
Wärmetauschereinheit
die Wärmetauscherrippe
und die Basis, auf welcher die thermoelektrische Wandlereinheit
angeordnet ist, auf. Das Abgasrohr weist einen Hauptkörper auf,
welcher einen Rahmen des Abgasrohres bildet. Bei der Vorrichtung
zur Erzeugung von Energie aus Wärme
eines Abgases ist die Basis der Wärmetauschereinheit an dem Hauptkörper des
Abgasrohrs befestigt, um die Abgasleitung auszubilden. Die Basis
weist unter denjenigen der anderen Bauteile der Abgasleitung die
höchste
Steifigkeit auf. Dies kann der Wärmetauschereinheit
ermöglichen,
einen geeigneten Oberflächendruck
auf die thermoelektrische Wandlereinheit auszuüben. D.h., der Oberflächenkontakt
zwischen der Wärmetauschereinheit und
der thermoelektrischen Wandlereinheit kann vereinheitlicht werden,
was zu einem verbesserten Oberflächenkontakt
führt.
Dies kann die Übertragung der
Wärmeenergie
an die thermoelektrische Wandlereinheit verbessern und ferner den
Wirkungsgrad der thermoelektrischen Umwandlung verbessern.
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Bei
der Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus Wärme eines Abgases ist der Hauptkörper des
Abgasrohres aus einem Material ausgebildet, welches ein niedrigeres
Wäremausdehungsverhältnis aufweist
als die Wärmetauschereinheit.
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Bei
der Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus Wärme eines Abgases ist der Hauptkörper des
Abgasrohres, der von dem System, in welchem die Wärmeenergie übertragen
wird, ausgeschlossen ist, aus einem Material ausgebildet, welches
ein niedrigeres Wäremausdehungsverhältnis als
dasjenige der Wärmetauschereinheit
aufweist, wie z.B. rostfreiem Stahl und dergleichen. Demgemäß ist es
unwahrscheinlich, dass sich der Hauptkörper des Abgasrohres unter
der Wärme
des Abgases ausdehnt. Demzufolge kann die Deformation in der Vorrichtung
zur Erzeugung von Energie aus Wärme
eines Abgases insgesamt eingedämmt
werden. Das System, in welchem die Wärmeenergie übertragen wird, wie etwa die
Wärmetauschereinheit
und die Kühleinheit,
kann aus dem Material ausgebildet sein, das ein höheres Wäre mausdehungsverhältnis zeigt,
wie etwa Aluminium, das auch eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist. Dies kann
den thermischen Widerstand in dem System verringern, was den Wirkungsgrad
der thermoelektrischen Umwandlung verbessert.
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Bei
der Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus Wärme eines Abgases ist der Hauptkörper des
Abgasrohres in einer Mitte der Vorrichtung zur Erzeugung von Energie
aus Wärme
eines Abgases vorgesehen. Die thermoelektrische Wandlereinheit ist
an einem äußeren Rand
der an dem Hauptkörper des
Abgasrohres befestigten Wärmetauschereinheit vorgesehen.
Die Kühleinheit
ist an einem äußeren Rand
der thermoelektrischen Wandlereinheit vorgesehen. Die Vorrichtung
zur Erzeugung von Energie aus Wärme
eines Abgases weist ferner ein elastisches Bauteil auf, das an einer
Außenseite
der Kühleinheit
vorgesehen ist, und es ist ein elastisches System zur Befestigung
der thermoelektrische Wandlereinheit ausgebildet, bei welchem durch
das elastische Bauteil ein Druck von außen auf die Kühleinheit
ausgeübt
wird.
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Bei
der Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus Wärme eines Abgases ist der Hauptkörper des
Abgasrohres in der Mitte der Vorrichtung angeordnet und ist die
thermoelektrische Wandlereinheit zwischen der Wärmetauschereinheit, an welcher
der Hauptkörper
des Abgasrohres befestigt ist, und der Kühleinheit angeordnet. Diese
Vorrichtung weist das elastische System auf, bei welchem das elastische Bauteil
dazu dient, die Kühleinheit
von außen
zusammenzudrücken,
um die thermoelektrische Wandlereinheit zwischen der Wärmetauschereinheit
und der Kühleinheit
zu fixieren. Das elastische System dient dazu, die thermoelektrische
Wandlereinheit zwischen der Wärmetauschereinheit
und der Kühleinheit
mit niedrigerer Federkonstante zusammenzudrücken und ferner die thermoelektrische
Wandlereinheit zusammenzudrücken,
indem es der Wärmetauschereinheit
und der Kühleinheit
ermöglicht,
geeignete Oberflächendrücke auf
die thermoelektrische Wandlereinheit auszuüben. Dies ermöglicht es,
die Deformation zwischen der Seite hoher Temperatur (Wärmetauschereinheit)
und der Seite niedriger Tempera tur (Kühleinheit) des thermoelektrischen
Wandlermoduls mit geringerer Federkonstante aufzunehmen.
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Bei
der Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus Wärme eines Abgases weist die
thermoelektrische Wandlereinheit ein aus einer Mehrzahl von thermoelektrischen
Elementen ausgebildeten Modul auf. Eine Einheit des elastischen
Systems ist auf der Grundlage des Moduls aufgebaut.
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Bei
der Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus Wärme eines Abgases ist die thermoelektrische
Wandlereinheit hauptsächlich
aus einem Modul mit einer Mehrzahl von thermoelektrischen Elementen
ausgebildet. Die einzelne Einheit des elastischen Systems ist daher
auf der Grundlage des Moduls der thermoelektrischen Wandlereinheit
ausgebildet. Daher weist die Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus
Wärme eines
Abgases das elastische System auf, das aus einer Mehrzahl von Einheiten
der entlang der Längs-
und Umfangsrichtung des Hauptkörpers
des Abgasrohres angeordneten elastischen Systeme ausgebildet ist.
Auch wenn die Deformation in dem bestimmten elastischen System auftritt,
kann verhindert werden, dass sich eine solche Deformation über die
andere Einheit des elastischen Systems ausdehnt, da jedes der elastischen
Systeme unabhängig
vorgesehen ist. Die in der Einheit des elastischen Systems auftretende
Deformation wird daher nicht kumuliert.
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Bei
der Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus Wärme eines Abgases weist das
elastische Bauteil eine Feder und ein Kompressionsbauteil auf, die
sich entweder in einem Punktkontakt oder in einem Linienkontakt
miteinander befinden.
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Bei
der Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus Wärme eines Abgases kann auch
dann, wenn der Punkt, bei welchem das elastische Bauteil die Kühleinheit
zusammendrückt,
aufgrund der Deformation unter der Wärme verschoben ist, der von dem
elastischen Bauteil auf das Kühlelement
(von der Kühleinheit
auf die thermoelektrische Wandlereinheit) ausgeübte Oberflächendruck, vereinheitlicht werden.
Dies liegt daran, dass die Feder und das Kompressionsbauteil sich
in Punktkontakt oder Linienkontakt befinden. Dies ermöglicht es,
den Oberflächenkontakt
zwischen der Kühleinheit
und der thermoelektrische Wandlereinheit zu verbessern.
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Bei
der Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus Wärme eines Abgases weist sowohl
die Wärmetauschereinheit
als auch der Hauptkörper
des Abgasrohres eine veränderliche
Konfiguration derart auf, dass eine Richtung, in welcher sich die
Wärmetauschereinheit
verformt, einer Richtung, in welcher sich der Hauptkörper des
Abgasrohres verformt, entgegengesetzt ist.
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Bei
der Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus Wärme eines Abgases ist die Richtung
der Deformation in der Wärmetauschereinheit
der Richtung der Deformation in dem Hauptkörper des Abgasrohres entgegengesetzt.
Zwei entgegengesetzte Deformationskräfte können sich ausgleichen, sodass die
Deformation in der Abgasleitung gehemmt wird. Auch wenn die Wärmetauscherrippe
unter dem Einfluss der Wärme
deformiert wird, kann die Deformation des elastischen Systems oder
der Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus Wärme eines Abgases gehemmt werden.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine perspektivische Darstellung einer Vorrichtung zur Erzeugung
von Energie aus Wärme
eines Abgases gemäß einer
Ausführungsform der
Erfindung;
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2 ist
eine Vorderansicht der in 1 gezeigten
Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus Wärme eines Abgases;
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3 ist
eine Seitenansicht der in 1 gezeigten
Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus Wärme eines Abgases auf einer
stromaufwärtigen Seite;
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4 ist
eine entlang einer Linie IV-IV der in 3 gezeigten
Seitenansicht genommene Querschnittsansicht;
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5 ist
eine entlang einer Linie V-V der in 2 gezeigten
Seitenansicht genommene Querschnittsansicht;
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6 ist
eine entlang einer Linie VI-VI der in 2 gezeigten
Seitenansicht genommene Querschnittsansicht;
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7A ist
eine Seitenansicht eines Hauptkörpers
eines geteilten Abgasrohres gemäß der Darstellung
in 5;
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7B ist
eine Draufsicht, die einen Teil des geteilten Abgasrohres in der
Längsrichtung
zeigt;
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8A ist
eine Draufsicht einer Abdeckung der in 5 gezeigten
Kühleinheit;
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8B ist
eine entlang einer Linie VIIIB-VIIIB der in 8A gezeigten
Draufsicht genommene Querschnittsansicht;
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9A ist
eine Draufsicht eines Hauptkörpers
der in 5 gezeigten Kühleinheit;
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9B ist
eine entlang einer Linie IXB-IXB der in 9A gezeigten
Draufsicht genommene Querschnittsansicht;
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9C ist
eine entlang einer Linie IXC-IXC der in 9A gezeigten
Draufsicht genommene Querschnittsansicht;
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10A ist eine Vorderansicht eines in 5 gezeigten
Wärmetauscherbauteils;
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10B ist eine Seitenansicht des in 5 gezeigten
Wärmetauscherbauteils;
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10C ist eine Untersicht des in 5 gezeigten
Wärmetauscherbauteils;
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11A ist eine Draufsicht einer in 5 gezeigten
Klammer;
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11B ist eine Vorderansicht der in 5 gezeigten
Klammer;
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12 is
eine Draufsicht einer in 5 gezeigten Blattfeder;
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13A ist eine Draufsicht eines Hauptkörpers der
in 5 gezeigten Kühleinheit;
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13B ist eine entlang einer Linie XIIIB-XIIIB der
in 13A gezeigten Draufsicht genommene Querschnittsansicht;
und
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14 ist
eine perspektivische Ansicht, welche die in der Nähe eines
Abgaskrümmers
angeordnete Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus Wärme eines
Abgases darstellt.
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GENAUE BESCHREIBUNG
DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nachstehend
wird eine Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus Wärme eines
Abgases anhand der Zeichnungen beschrieben.
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Bei
dieser Ausführungsform
ist eine Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus Wärme eines Abgases
gemäß der Erfindung
an einem Fahrzeug derart montiert, dass die Wärmeenergie des von dem Benzinmotor
abgegebenen Abgases in elektrische Energie umgewandelt wird. Die
Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus Wärme eines Abgases weist ein
Abgasrohr des tetrametrischen Typs auf (entlang dem Rand in vier
Teile geteilt). Es sind vier Abgaswärmeenergieerzeugungseinheiten
entlang dem Umfang angeordnet und vier Abgaswärmeenergieerzeugungseinheiten
in der Längsrichtung
angeordnet vorhanden. Demgemäß weist
die Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus Wärme eines Abgases insgesamt
sechzehn Abgaswärmeenergieerzeugungseinheiten
auf.
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Anhand
der Darstellung in 1 bis 6 wird der
Aufbau einer Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus Wärme eines
Abgases 1 beschrieben werden. 1 ist eine
perspektivische Ansicht der Vorrichtung zur Erzeugung von Energie
aus Wärme eines
Abgases. 2 ist eine Vorderansicht der
Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus Wärme eines Abgases von 1. 3 ist
eine Seitenansicht der Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus
Wärme eines
Abgases auf einer stromaufwärtigen
Seite. 4 ist eine entlang einer Linie IV-IV der in 3 gezeigten
Seitenansicht genommene Querschnittsansicht. 5 ist eine
entlang einer Linie V-V der in 2 gezeigten
Vorderansicht genommene Querschnittsansicht. 6 ist eine
entlang einer Linie VI-VI der in 2 gezeigten
Vorderansicht genommene Querschnittsansicht.
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Die
Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus Wärme eines Abgases 1 ist
an einer beliebigen Stelle eines mit einem Abgaskrümmer eines
Benzinmotors (nicht näher
dargestellt) verbundenen Abgassystems vorgesehen. Die Vorrichtung
zur Erzeugung von Energie aus Wärme
eines Abgases kann z.B. in der Nähe
des Abgaskrümmers,
auf einer stromaufwärtigen
Seite eines Abgasreinigungskatalysators, auf einer stromaufwärtigen Seite
eines Schall dämfers
und dergleichen vorgesehen sein. Die Vorrichtung zur Erzeugung von
Energie aus Wärme
eines Abgases 1 ist vom tetrametrischen Typ entlang dem Umfang
des Abgasrohres und weist sechzehn Abgaswärmeenergieerzeugungseinheiten 2 auf.
Die Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus Wärme eines Abgases 1 weist
vier Abgaswärmeenergieerzeugungseinheiten 2 entlang
der Umfangsrichtung (vgl. 3) und vier
Abgaswärmeenergieerzeugungseinheiten 2A bis 2D entlang
der Längsrichtung (vgl. 2)
auf. Bei der Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus Wärme eines
Abgases 1 dient jede der Abgaswärmeenergieerzeugungseinheiten 2 der Umwandlung
der Wärmeenergie
des Abgases in elektrische Energie, die über einen Gleichstromwandler
(nicht näher
dargestellt) in eine Batterie (nicht näher dargestellt) geladen wird.
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Bei
der Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus Wärme eines Abgases 1 ist
an einem Ende der stromaufwärtigen
Seite ein mit einem Abgasrohr (nicht näher dargestellt) auf der stromaufwärtigen Seite
verbundenes Abgaseinleitungsrohr 3 und ist an einem Ende
der stromabwärtigen
Seite ein mit einem Abgasrohr (nicht näher dargestellt) auf der stromabwärtigen Seite
verbundenes Abgasabgaberohr 4 vorgesehen. Es sind vier
geteilte Abgasrohre 5 vorhanden, die durch Schweißen zwischen
dem Abgaseinleitungsrohr 3 und dem Abgasabgaberohr 4 miteinander
verbunden sind. Diese geteilten Abgasrohre 5 sind jeweils
alle 90° in
der Mitte der Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus Wärme eines
Abgases 1 (vgl. 5) angeordnet, wodurch jeweils
ein Rahmen von vier geteilten Abgasleitungen CW ausgebildet wird.
Bei dieser Ausführungsform
entspricht jedes der gefüllten
Abgasrohre 5 dem Hauptkörper
des Abgasrohres.
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Das
geteilte Abgasrohr 5 wird anhand der 7A und 7B beschrieben
werden. 7A ist eine Seitenansicht des
geteilten Abgasrohres 5, und 7B ist
eine Draufsicht, die einen Abschnitt des geteilten Abgasrohres 5 in
der Längsrichtung
darstellt.
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Das
geteilte Abgasrohr 5 ist aus einem rostfreien Stahl mit
einem Hauptabschnitt einer dünnen plattenartigen
Form ausgebildet. Gemäß der Darstellung
in 7A weist das geteilte Abgasrohr 5 von
der Seite gesehen eine Form eines gleichschenkligen Dreiecks auf.
Jeder durch die lange Seite 5a und zwei Seiten 5c,
welche jeweils die jeweiligen Enden der langen Seite 5a und
der kurzen Seite 5b verbinden, definierte Winkel beträgt 45°. Eine äußere Platte 5d,
die der langen Seite 5a des geteilten Abgasrohres 5 entspricht,
ist mit vier Öffnungen 5e versehen, die
in der Längsrichtung
angeordnet sind. In 7A sind nur zwei Öffnungen 5e gezeigt.
Die Öffnung 5e weist
eine im Wesentlichen quadratische Form auf, in welche gemäß der Darstellung
in 10 eine Wärmetauscherrippe 12b eines
Wärmetauscherbauteils 12 eingesetzt
ist. Die äußere Platte 5d weist
hierin ausgebildete Bolzenlöcher 5f auf,
durch welche das Wärmetauscherbauteil 12 mit
einer Schraube entlang dem äußeren Rand
der Öffnung 5e festgezogen wird.
Die Dicke der äußeren Platte 5d ist
größer als diejenige
der anderen Teile des geteilten Abgasrohres 5. Das Bolzenloch 5f ist
mit einem Muttergewinde versehen.
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Seitliche
Platten 5g jedes der geteilten Abgasrohre 5 sind
an die jeweiligen seitlichen Platten 5g benachbarter geteilter
Abgasrohre 5, die jeweils alle 90° angeordnet sind, geschweißt. Dann
sind vier geteilte Abgasrohre 5 entlang dem Rand verbunden und
von der Seite gesehen in eine im Wesentlichen quadratische Form
gebracht (vgl. 5). Jedes der geteilten Abgasrohre 5 ist
mit vier Wärmetauscherbauteilen 12 versehen.
Eine geteilte Abgasleitung CW ist durch Schließen von vier Öffnungen 5e ausgebildet.
Beide Enden von jeder von inneren Platten 5i von vier geteilten
Abgasrohren 5 sind auf einer stromaufweitigen Seite durch
Schweißen
mit einem Teilungsbauteil 6 und auf einer stromabwärtigen Seite
durch Schweißen
mit einem Zusammenführungsbauteil 7 verbunden
(vgl. 4). Das Teilungsbauteil 6 ist wie eine
quadratische Pyramidenform ausgebildet, deren Breite sich in stromaufwärtiger Richtung verringert,
sodass die Strömung
des Abgases aus dem Abgaseinleitungsrohr 3 in vier geteilte
Abgasleitungen CW geteilt wird. Das Zusammenführungsbauteil 7 ist
wie ein quadratische Pyramidenform ausgebil det, deren Breite sich
in stromabwärtiger
Richtung verringert, sodass das jeweils durch die vier geteilten Abgasleitungen
CW strömende
Abgas miteinander vereinigt wird.
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Jedes
der geteilten Abgasrohre 5 ist aus dem rostfreien Stahl
ausgebildet, der ein niedrigeres Wäremausdehungsverhältnis als
dasjenige von Aluminium zeigt, und weist einen im Vergleich mit
den anderen die Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus Wärme eines
Abgases 1 bildenden Bauteilen vergleichsweise niedrigen
Wäremausdehungsgrad
auf. Da das geteilte Abgasrohr 5 in dünner plattenartiger Form eines
gleichschenkligen Dreiecks ausgebildet ist, weist es im Vergleich
mit den anderen Bauteilen für
die Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus Wärme eines Abgases 1 (insbesondere
dem Wärmetauscherbauteil 12)
eine geringere Steifigkeit auf. Daher wird das geteilte Abgasrohr 5 in
der Richtung verformt, in welcher sich die seitlichen Platten 5g in Richtung
der kurzen Wände 5i verformen,
wie in 7A durch einen Pfeil gezeigt.
Da die Steifigkeit des geteilten Abgasrohres 5 geringer
als diejenige der Kühleinheit 8 ist,
kann es, von der Form der Wärmetauscheroberfläche der
Kühleinheit 8 gefolgt,
verformt werden.
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Die
Abgaswärmeenergieerzeugungseinheit 2 ist
hauptsächlich
aus einem thermoelektrischen Wandlermodul 13 ausgebildet.
Verschiedene Bauelemente, welche die Einheit 2 bilden,
sind auf der Grundlage der Größe des thermoelektrischen
Wandlermoduls 13 ausgebildet. Bei der Abgaswärmeenergieerzeugungseinheit 2 wird
von der Seite niedriger Temperatur und der Seite hoher Temperatur
aus ein geeigneter Druck (z.B. 14 kg/cm2)
auf das thermoelektrische Wandlermodul 13 ausgeübt. Die
Abgaswärmeenergieerzeugungseinheit 2 wird
durch das Federsystem flexibel zusammengedrückt, um den Wirkungsgrad der
thermoelektrischen Umwandlung des thermoelektrischen Wandlermoduls 13 zu
verbessern. Dann wird jede der Abgaswärmeenergieerzeugungseinheiten 2 jeweils
in die Öffnung 5e des geteilten
Abgasrohrs 5 eingesetzt. Bei der Vorrichtung zur Erzeugung
von Energie aus Wärme
eines Abgases 1 sind vier Abgaswärmeenergieerzeugungseinheiten 2A, 2B, 2C, 2D zwischen
der stromaufwärtigen
Seite und der stromaufwärtigen
Seite derart angeordnet, dass der Wirkungsgrad der thermoelektrischen
Umwandlung auf entweder der stromaufwärtigen oder der stromabwärtigen Seite gleichmäßig erhalten
werden kann. Die Abgaswärmeenergieerzeugungseinheit 2 ist
mit einer Kühleinheit 8,
dem Wärmetauscherbauteil 12 (12A, 12B, 12C, 12D),
dem thermoelektrischen Wandlermodul 13 und einer Federklemme 14 versehen,
die das System, durch welches die Wärmeenergie übertragen wird, und das Federklemmensystem
ausbilden. Bei dieser Ausführungsform
kann die Abgaswärmeenergieerzeugungseinheit 2 dem
elastischen System entsprechen und kann das Wärmetauscherbauteil 12 der
Wärmetauschereinheit
entsprechen. Das thermoelektrische Wandlermodul 13 kann
der thermoelektrischen Wandlereinheit entsprechen, und die Federklemme 14 kann
dem elastischen Bauteil entsprechen. Die geteilten Abgasrohre 5 und
die Wärmetauscherbauteile 12 können das
Abgasleitungssystem bilden.
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Die
Kühleinheit 8 wird
nachstehend anhand der 8A bis 9C beschrieben
werden. 8A ist eine Draufsicht, welche
eine Abdeckung bzw. einen Deckel der Kühleinheit 8 zeigt,
und 8B ist eine entlang einer Linie VIIIB-VIIIB der
in 8A gezeigten Draufsicht genommene Querschnittsansicht. 9A ist
eine Draufsicht eines Hauptkörpers
der Kühleinheit 8, 9B ist
eine entlang einer Linie IXB-IXB der in 9A gezeigten
Draufsicht genommene Querschnittsansicht, und 9C ist
eine entlang einer Linie IXC-IXC der in 9A gezeigten Draufsicht
genommene Querschnittsansicht.
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Die
Kühleinheit 8 dient
dazu, einen geeigneten Druck auf eine Endoberfläche einer niedrigen Temperatur
des thermoelektrischen Wandlermoduls 13 auszuüben, sodass
es fixiert und mit Wasser gekühlt
wird. Die Kühleinheit 8 weist
unter den Elementen der Abgaswärmeenergieerzeugungseinheit 2 (insbesondere
in dem System, in welchem die Wärmeenergie übertragen
wird) die größte Steifigkeit
auf. Die Kühleinheit 8 dient
als eine Referenz, auf deren Grundlage das thermoelektrische Wandlermodul 13 durch
die Abgaswärmeenergieerzeugungseinheit 2 (insbesondere
das Federklemmensystem) fixiert wird. Die Kühleinheit 8 ist mit
einer Kühlabdeckung 9, einem
Hauptkörper 10 und
Kühlwasserrohren 11 versehen.
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Die
Abdeckung 9 für
den Hauptkörper 10 der Kühleinheit 8 ist
aus Aluminium hergestellt. Die Abmessung der Abdeckung 9 in
der Breitenrichtung ist die gleiche wie diejenige des Hauptkörpers 10.
Die Abdeckung 9 weist einen dicken Plattenabschnitt 9a auf,
dessen Abmessung in der Längsrichtung
geringfügig
größer als
diejenige des Hauptkörpers 10 ist. Ein
kreisförmiges,
einen Boden aufweisendes Loch 9b ist in der Mitte des Plattenabschnitts 9a ausgebildet,
um ein hierein einzusetzendes Kompressionsbauteil 17 aufzunehmen.
Zwei Stützabschnitte 9c sind
um das Loch 9b herum vorgesehen, von denen jeder dazu dient,
Blattfedern 16 von beiden Seiten zu stützen und Kühlwasserrohre 11 zu
platzieren. Die Stützabschnitte 9c sind
an den Stellen derart angeordnet, dass der Abstand hierzwischen
geringfügig länger wird
als die Abmessung der Blattfeder in der Längsrichtung. Die Stützabschnitte 9c sind
ferner so angeordnet, dass ihre oberen Oberflächen geringfügig niedriger
werden als jede obere Oberfläche
der Blattfedern 16. Die Konfiguration des Stützabschnitts 9c näher an dem
Loch 9d ist entlang der Endform der Blattfeder 16 ausgebildet.
Einbaulöcher 9d sind
in der äußeren Endseite
der jeweiligen Stützabschnitte 9c derart
ausgebildet, dass die jeweiligen Kühlwasserrohre 11 dort
eingesetzt sind. Des Weiteren sind Kühlwasserlöcher 9e in den Stützabschnitten 9c ausgebildet,
die jeweils mit einem unteren seitlichen Abschnitt der Einbaulöcher 9d in
Verbindung stehen. die Kühlwasserlöcher 9e durchdringen
den Boden der Abdeckung 9, um mit einem Kühlabschnitt 10a des Hauptkörpers 10 in
Verbindung zu stehen. An jeder Ecke des Plattenabschnitts 9a sind
vier Löcher 9f ausgebildet,
durch welche der Hauptkörper 10 mit Schrauben
festgezogen wird.
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Wie
in 9A bis 9C gezeigt,
ist der Hauptkörper 10 als
ein Kasten ausgebildet, der durch die aus Auminium hergestellte
Abdeckung 9 zu schließen
ist. Der Hauptkörper 10 weist
eine kastenartige Form auf, deren Dicke groß und deren Abmessung sowohl
in Breiten- als auch in Längsrichtung
geringfügig
länger
als diejenige des thermoelektrischen Wandlermoduls 13 ist.
Ein vertiefter Abschnitt des Hauptkörpers 10 bildet einen
Kühlabschnitt 10a,
in welchen das Kühlwasser
strömt.
Der Kühlabschnitt 10a ist
mit einer Kühlrippe 10b zum
Kühlen
des Kühlwassers
versehen. Jede Rippe der Kühlrippe 10b weist
die gleiche Höhe
auf, um in Kontakt mit dem Boden der Abdeckung 9 zu stehen,
wenn sie auf den Hauptkörper 10 gebracht
wird. Die Bodenoberfläche des
Hauptkörpers 10 ist
flach, um in engem Kontakt mit der Niedertemperatur-Endoberfläche des
thermoelektrischen Wandlermoduls 13 zu stehen. In jeder Ecke
des Hauptkörpers 10 sind
vier blinde Bolzenlöcher
bzw. Gewindegrundlöcher 10c ausgebildet, durch
welche die Abdeckung 9 mit Schrauben festgezogen ist. Jedes
der Grundlöcher 10c ist
mit einem Muttergewinde versehen.
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Die
Abdeckung 9 ist so eingerichtet, dass sie durch Anziehen
von vier Schrauben (nicht näher
dargestellt) befestigt ist, und zwei Kühlwasserrohre 11 sind
durch Schweißen
an der Abdeckung 9 angebracht, um die Kühleinheit 8 auszubilden.
Da die Kühleinheit 8 auf
der Grundlage der Größe des thermoelektrischen
Wandlermoduls 13 aufgebaut ist, kann die Fläche der
Kühleinheit 8 verringert
gehalten werden. Da die Kühleinheit 8 eine
kastenartige Form mit großer
Dicke aufweist, ist ihre Steifigkeit unter denjenigen der Elemente
der Abgaswärmeenergieerzeugungseinheit 2 am
größten. Das
thermoelektrische Wandlermodul 13 kann auf der Grundlage
der Steifigkeit der Kühleinheit 8 festgelegt
sein. Demzufolge ist der Kontakt zwischen der Kühleinheit 8 und der
Niedertemperatur-Endoberfläche
des thermoelektrischen Wandlermoduls 13 vereinheitlicht,
was den thermischen Kontakt hierzwischen verbessert. Daher kann
der Wäremaustausch
zwischen der Kühleinheit 8 und
dem thermoelektrischen Wandlermodul 13 weiter verbessert
sein.
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Die
Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus Wärme eines Abgases 1 weist
vier Kühleinheiten 8 auf,
die gemäß der Darstellung
in 4 in der Längsrichtung
angeordnet sind. Das Kühlwasserrohr 11 stromaufwärts der Kühleinheit 8 auf
der stromaufwärtigsten
Seite und das Kühlwasserrohr 11 stromabwärts der
Kühleinheit 8 auf
der stromabwärtigsten Seite
sind über
einen Kühlerschlauch
(nicht näher dargestellt)
mit einem Kühler
(nicht näher
dargestellt) verbunden. Die anderen Kühlwasserrohre 11 sind zwischen
benachbarten Kühleinheiten 8 miteinander verbunden.
In jeder der Kühleinheiten 8 wird
Kühlwasser,
das mit dem Kühler
gekühlt
worden ist, durch das Kühlwasserrohr 11 und
das Kühlwasserloch 9e in den
Kühlabschnitt 10a eingeleitet.
Das Kühlwasser strömt dann
durch Rippen der Kühlrippe 10b,
um gekühlt
zu werden. Dies kann das Kühlwasser
auf niedrigerer Temperatur halten. Da die Kühleinheit 8 aus Aluminium,
der eine im Wesentlichen geringere Wärmeleitfähigkeit als diejenige des rostfreien
Stahls zeigt, ausgebildet ist, kann der resultierende thermische
Widerstand verringert werden. Demgemäß ist die Kühleinheit 8 in der
Lage, Wärme
an das thermoelektrische Wandlermodul 13 zu übertragen,
während
die niedrigere Temperatur aufrechterhalten wird.
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Nun
wird das Wärmetauscherbauteil 12 anhand
der 10A bis 10C beschrieben
werden. 10A, 10B und 10C sind eine Vorderansicht, eine Seitenansicht
bzw. eine Untersicht des Wärmetauscherbauteils 12.
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Das
aus Aluminium hergestellte Wärmetauscherbauteil 12 ist
im Wesentlichen aus einer Basis 12a und einer Wärmetauscherrippe 12b ausgebildet. Die
Basis 12a weist eine dicke, plattenartige Form und einen
Tischabschnitt 12c mit einer in der Mitte hiervon geringfügig größeren Dicke
als derjenigen des äußeren Randabschnitts
auf, auf welchem das thermoelektrische Wandlermodul 13 vorgesehen
ist. Der Tischabschnitt 12c weist sowohl in der Breiten- als
auch in der Längsrichtung
eine geringfügig
längere
Abmessung als diejenige des thermoelektrischen Wandlermoduls 13 auf.
Die obere Oberfläche
des Tischabschnitts 12c weist eine ebene Seite auf, um
in engen Kontakt mit der Oberfläche
eines Endes hoher Temperatur des thermoelektrischen Wandlermoduls 13 gebracht
zu sein. Der äußere Randabschnitt
der Basis 12a bildet einen Flanschabschnitt 12d aus,
der sich mit einer äußeren Platte 5d des
geteilten Abgasrohres 5, an welchem das Wärmetauscherbauteil 12 angebracht
ist, im Eingriff befindet. In dem Flanschabschnitt 12d ist
eine Mehrzahl von Löchern 12e ausgebildet,
durch welche das geteilte Abgasrohr 5 mit Schrauben befestigt
und festgezogen ist. Die Oberfläche
der Basis 12a, die der Wärmetauscherrippe 12b gegenüberliegt,
weist eine hieran angebrachte Rippenbasis 12f auf. Die
Rippenbasis 12f weist eine Größe derart auf, dass sie mit
der Öffnung 5e des
geteilten Abgasrohres 5 zusammenpasst bzw. zusammengebaut
ist. Die Wärmetauscherrippe 12b,
die an der Rippenbasis 12f angebracht ist, weist eine Höhe derart
auf, dass jede Rippe der Wärmetauscherrippe 12b nahe
nahe an die seitlichen Platten 5g und die innere Platte 5i,
aber nicht in Kontakt hiermit kommt, wenn das Wärmetauscherbauteil 12 an dem
geteilten Abgasrohr 5 angebracht ist. Daher bilden alle
Rippen der Wärmetauscherrippe 12b im
Wesentlichen eine Form eines gleichschenkligen Dreiecks aus, wie
es in 10A gezeigt ist. Die Vorrichtung
zur Erzeugung von Energie aus Wärme
eines Abgases 1 weist vier Wärmetauscherbauteile 12A bis 12D auf,
die in der Längsrichtung
angeordnet sind (vgl. 4). Der Abstand zwischen Rippen
der Wärmetauscherrippe 12b des
Wärmetauscherbauteils 12 ist
so festgelegt, dass er in stromabwärtiger Richtung kleiner wird
(vgl. 5 und 6). Je weiter stromaufwärts das
Wärmetauscherbauteil 12 kommt,
desto größer wird
die Anzahl der Rippen der Wärmetauscherrippe 12b.
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Jedes
der Wärmetauscherbauteile 12A bis 12D ist
in die in dem geteilten Abgasrohr 5 ausgebildeten Öffnung 5e eingebaut,
um mit der Schraube 20 festgezogen zu sein. Demzufolge
sind geteilte Abgasleitungen CW ausgebildet, wie es in 4 bis 6 gezeigt
ist. Da die Basis 12a des Wärnetauscherbauteils 12 auf
der Grundlage der Größe des thermoelektrischen
Wandlermoduls 12 aufgebaut ist, kann seine Fläche verringert
gehalten werden. Die Basis 12a weist des Weiteren eine
Form in der Art einer dicken Platte auf, was zu der größten Steifigkeit unter
denjenigen des geteilten Abgasrohres 5 und des Wärmetauscherbauteils 12,
die die geteilte Abgasleitung CW bilden, führt. Demgemäß ist der Kontakt zwischen
der Basis 12a und der Oberfläche des Endes hoher Temperatur
des thermoelektrischen Wandlermoduls 13 vereinheitlicht,
was den thermischen Kontakt hierzwischen verbessert. Dies ermöglicht es,
den Wärmetransport
zwischen dem Wärmetauscherbauteil 12 und
dem thermoelektrischen Wandlermodul 13 zu verbessern.
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Der
Oberflächenbereich
bzw. die Fläche
der Oberfläche
der Wärmetauscherrippe 12b wird
durch Ändern
des Abstands zwischen Rippen der Wärmetauscherrippe 12b in Übereinstimmung
mit der Lage in der Längsrichtung
der Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus Wärme eines Abgases 1 so
geändert,
dass sie die Abnahme in der Abgastemperatur (verringerte Wärmeenergie)
mit Strömung
in Richtung der stromabwärtigen
Seite bewältigt.
Die Fläche der
Oberfläche
der Wärmetauscherrippe 12b wird durch
Verringern des Abstands zwischen Rippen verkleinert, je weiter sie
stromabwärts
kommt. Dies kann es ermöglichen,
dass die Fläche
im Kontakt mit dem Abgas erhöht
wird, was die Menge der Wärmeenergie
des Abgases erhöht.
Der vorstehend erwähnte Aufbau
ermöglicht
es, die absorbierte Wärmeenergie,
die in den jeweiligen, in der Längsrichtung
der Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus Wärme eines Abgases 1 angeordneten
Wärmetauscherbauteile 12A bis 12D erhalten
wird, auszugleichen und die Temperatur an der Kontaktoberfläche zwischen jedem
der Wärmetauscherbauteile 12A bis 12D und den
entsprechenden thermoelektrischen Wandlermodulen 13 auf
beispielsweise 400°C
zu vereinheitlichen.
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Die
Basis 12a des Wärmetauscherbauteils 12 weist
eine große
Dicke und eine hohe Steifigkeit auf. Die Höhe jeder Rippe der Wärmetauscherrippe 12b ist
so festgelegt, dass die Wärmetauscherrippe 12b in
einer im Wesentlichen gleichschenkligen Trapezform ausgebildet ist.
Demzufolge verformt sich das Wärmetauscherbauteil 12 in
der Richtung derart, dass jede Rippe der Wärmetauscherrippe 12b sich
in Richtung der Basis 12a ausdehnt, wie es in 10A gezeigt ist.
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Das
thermoelektrische Wandlermodul 13 weist eine Mehrzahl von
thermoelektrischen Elementen (nicht näher dargestellt), z.B. Halbleiter
des p-Typs und des
n-Typs, die aus Bi2Te3 ausgebildet sind
und die elektrisch in Reihe und thermisch parallel angeordnet sind,
auf. Das thermoelektrische Wandlermodul 13 weist eine im
Wesentlichen quadratische Form mit kleiner Fläche auf und weist eine Oberfläche des
Endes hoher Temperatur und eine Oberfläche des Endes niedriger Temperatur
auf, die parallel zueinander angeordnet sind. Das thermoelektrische
Wandlermodul 13 dient der Umwandlung der Wärmeenergie
in die elektrische Energie unter Verwendung der Temperaturdifferenz
zwischen beiden Endoberflächen
auf der Grundlage des Seebeck-Effekts derart, dass Energie von zwei
Elektroden (nicht näher
dargestellt) aus ausgegeben wird.
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Unter
Bezugnahme auf 11A bis 13B wird
nun die Federklemme 14 beschrieben werden. 11A und 11B zeigen
eine Draufsicht und eine Vorderansicht eines Klammer- bzw. Klemmenabschnitts. 12 ist
eine Draufsicht der Blattfeder. 13A ist
eine Draufsicht eines Kompressionsbauteil, und 13B ist eine entlang einer Linie XIIIB-XIIIB der
in 13A gezeigten Draufsicht genommene Querschnittsansicht.
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Die
Federklemme 14 dient dazu, von außerhalb der Kühleinheit 8 aus
einen vorbestimmten Druck auf das thermoelektrische Wandlermodul 13 auszuüben, damit
es zwischen der Kühleinheit 8 und dem
Wärmetauscherbauteil 12 fixiert
wird. Indessen drückt
die Federklemme 14 mit der von einer Mehrzahl von Blattfedern
abgeleiteten Federkraft die Abgaswärmeenergieerzeugungseinheit 2 insgesamt zusammen.
Vier Federklemmen 14 sind an der Vorrichtung zur Erzeugung
von Energie aus Wärme
eines Abgases 1 entlang ihrem Rand so befestigt, dass sie
festgezogen sind. Die Federklemme 14 weist daher eine Klammer 15,
eine Mehrzahl von Blattfedern 16 und das Kompressionsbauteil 17 auf.
Der vorbestimmte, auf das thermoelektrische Wandlermodul 13 ausgeübte Druck
ist so festgelegt, dass jeder Oberflächendruck, der zwischen dem
thermoelektrischen Wandlermodul 13 und der Kühleinheit 8 und
zwischen dem thermoelektrischen Wandlermodul 13 und dem
Wärmetauscherbauteil 12 ausgeübt wird, einen
geeigneten Wert annimmt.
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Gemäß der Darstellung
in 11A und 11B weist
die aus Eisen hergestellte Klammer 15 einen Speicherabschnitt 15a,
Verbindungsabschnitte 15b, Befestigungsabschnitte 15c und
Seitenplattenabschnitte 15d auf. Der Speicherabschnitt 15a,
die Verbindungsabschnitte 15b und die Befestigungsabschnitte 15c sind
alle aus einer einzigen Platte ausgebildet, deren beide Enden mit
Seitenplatten 15d hierauf versehen sind. Der Speicherabschnitt 15a weist
einen aufgenommenen Abschnitt auf, wenn er von vorn gesehen wird,
und eine im Wesentlichen ellipsoide Form, wenn er in Draufsicht
gesehen wird. Eine Öffnung 15e,
welche die gleiche Form aufweist, aber geringfügig kleiner ist als die Blattfedern 16,
ist auf dem Speicherabschnitt 15a ausgebildet. Der äußere Rand
der Öffnung 15e dient
dazu, die Blattfeder 16 zusammendrücken. An gegenüberliegenden
Enden des Speicherabschnitts 15a sind Löcher 15f ausgebildet,
mit welchen die Kühlwasserrohre 11 der
Kühleinheit 8 zusammenpassen
bzw. zusammengebaut sind. Die Verbindungsabschnitte 15b dienen
dazu, den Speicherabschnitt 15a an beiden Enden mit den
Befestigungsabschnitten 15c zu verbinden. Der Befestigungsabschnitt 15c ist
durch Biegen beider Enden der die Klammer 15 bildenden Platte
in rechten Winkeln bezüglich
des Verbindungsabschnitts 15b ausgebildet, um einen Kontakt
mit der benachbarten Bodenoberfläche
der Klammer 15 aufzuweisen. In jedem der Befestigungsabschnitte 15c sind
drei Bolzenlöcher 15g ausgebildet,
durch welche Schrauben hindurchtreten. Wenn vier Klammern 15 verbunden
und festgezogen sind, bilden sie in der Querschnittsansicht eine
im Wesentlichen kreisförmige
Form aus, welche den äußersten
Abschnitt der Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus Wärme eines
Abgases 1 abdeckt (vgl. 5 und 6).
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Gemäß der Darstellung
in 12 weist die aus Eisen hergestellte Blattfeder 16 in
der Draufsicht eine im Wesentlichen ellipsoide Form auf. Da die Blattfeder 16 eine
niedrige Federkonstante aufweist, erzeugt die Federklemme 14 die
Federkraft durch Stapeln einer Mehrzahl der Blattfedern 16.
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Das
Kompressionsbauteil 17 ist aus Eisen hergestellt und weist
die Form einer Halbkugel auf, sodass sie sich in punktförmigem Kontakt
mit der Blattfeder 16 befindet. Die runde Bodenfläche des Kompressionsbauteils 17 weist
eine Größe auf,
die ausreicht, um in das in der Kühleinheit 8 ausgebildete Loch 9b zu
passen, wie es in 8A und 8B gezeigt
ist. In der Mitte der Bodenfläche
des Kompressionsbauteils 17 ist ein einen Boden aufweisendes Loch 17a ausgebildet.
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Bei
der Federklemme 14 ist das Kompressionsbauteil 17 in
das Loch 9b der Abdeckung 9 der Kühleinheit 8 eingesetzt.
Eine Mehrzahl von Blattfedern 16 ist auf dem Kompressionsbauteil 17 gestapelt.
Die Klammer 15 ist so auf den Blattfedern 16 angeordnet,
dass sie einen Teil der Blattfedern 16 und der Kühleinheit 8 mit
dem Speicherabschnitt 15a abdeckt. Die Blattfedern 16 werden
durch die Stützabschnitte 9c der
Abdeckung 9 auf beiden Seiten gehalten. Die obere Oberfläche der
gestapelten Blattfedern 16 ist höher als die Stützabschnitte 9c.
Die Befestigungsabschnitte 15c der Klammer 15 sind
bezüglich
der Befestigungsabschnitte 15c der Klammern 15 auf
beiden Seiten so ausgerichtet, dass Befestigungsabschnitte 15c der
benachbarten Klammern 15 mit Schrauben 21 und
Muttern 22 festgzogen sind, wie es in 5 und 6 gezeigt
ist. Die Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus Wärme eines
Abgases 1 ist mit vier Federklemmen 14 festgezogen,
die entlang dem Umfang befestigt sind und wie ein Gürtel wirken.
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Bei
der Federklemme 14 wird unter dem durch die Klammer 15 über die
Blattfedern 16 und das Kompressionsbauteil 17 ausgeübten Druck
ein vorbestimmter Druck von dem Kompressionsbauteil 17 aus
auf die Kühleinheit 8 (auf
das thermoelektrische Wandlermodul 13 und das Wärmetauscherbauteil 12)
ausgeübt.
Der vorbestimmte Druck ist durch Ändern der Anzugskraft der Schrauben 21 und
der Muttern 22 einstellbar. Auch wenn aufgrund einer Lageverschiebung
der Blattfedern 16 oder der Klammer 15 eine Abweichung
in der Kompression auftritt, wird der einheitliche Druck von dem
Kompressionsbauteil 17 aus, das sich in punktförmigem Kontakt
mit den Blattfedern 16 befindet, auf die Kühleinheit 8 ausgeübt. Demzufolge
wird auf der Kühleinheit 8 ein
gleichmäßiger Druck
erzeugt. Da die Federkraft durch Stapeln einer Mehrzahl der Blattfedern 16,
die jeweils eine geringe Federkonstante aufweisen, erzeugt wird,
kann das thermoelektrische Wandlermodul 13 flexibel zusammengedrückt werden.
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Bei
der Abgaswärmeenergieerzeugungseinheit 2 sind
das Wärmetauscherbauteil 12,
das thermoelektrische Wandlermodul 13, die Kühleinheit 8 und
die Federklemme 14 in der Breitenrichtung von der Mitte
der Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus Wärme eines Abgases 1 aus
angeordnet. Das thermoelektrische Wandlermodul 13 ist unter
dem geeigneten Oberflächendruck
durch die Federklemme 14 auf der Grundlage der Kühleinheit 8 flexibel
fixiert. Bei der Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus Wärme eines
Abgases 1 sind vier geteilte Abgasrohre 5 in der
Umfangsrichtung angeordnet und sind vier Abgaswärmeenergieerzeugungseinheiten 2 in der
Längsrichtung
angeordnet. Jede der Abgaswärmeenergieerzeugungseinheiten 2 ist
unabhängig
in der Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus Wärme eines
Abgases vorgesehen.
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Nachstehend
wird anhand der 1 bis 6 eine Betriebsweise
der Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus Wärme eines Abgases 1 beschrieben
werden.
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Die
Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus Wärme eines Abgases 1 empfängt von
dem Abgasrohr 3 aus den Strom des Abgases und ermöglicht dem
durch das am meisten stromaufwärts
gelegene Kühlwasserrohr 11 zugeführte Kühlwasser, hierhindurch
zu strömen.
Die Strömung
des eingeleiteten Abgases wird durch das Teilungsbauteil in vier geteilt,
sodass es in die jeweiligen geteilten Abgasleitungen CW geleitet
wird.
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Das
Abgas in jeder der jeweiligen geteilten Abgasleitungen CW strömt durch
Rippen der jeweiligen Wärmetauscherrippen 12b der
vier Wärmetauscherbauteile 12A bis 12D (vgl. 10) stromabwärts. Die Wärmeenergie aus dem Abgas wird
durch die Wärmetauscherrippen 12b absorbiert
bzw. aufgenommen. Je weiter das Abgas stromabwärts strömt, desto mehr Wärmeenergie
verliert das Abgas, was die Abgastemperatur erniedrigt. So wird
der Abstand zwischen diesen Rippen der Wärmetauscherrippe 12 verringert,
um den Wirkungsgrad zur Aufnahme der Wärmeenergie des Abgases zu verbessern.
Das Wärmetauscherbauteil 12 überträgt die aufgenommene
Wärmeenergie
an den Tischabschnitt 12c (vgl. 10).
Da das Wärmetauscherbauteil 12 aus
Aluminium mit niedrigem Wärmewiderstand
hergestellt ist, kann die Temperatur hoch gehalten werden, bis die
Wärmeenergie
an den Tischabschnitt 12c übertragen ist. Das Wärmetauscherbauteil 12 überträgt die Wärmeenergie
zu der Oberfläche
des Endes hoher Temperatur des thermoelektrischen Wandlermoduls 13.
Indessen wird von der Oberfläche
des Endes hoher Temperatur des thermoelektrischen Wandlermoduls 13 aus
ein geeigneter Oberflächendruck
auf die obere Oberfläche
des Tischabschnitts 12c ausgeübt. Die obere Oberfläche des
Tischabschnitts 12c wird eben und gleichmäßig im Kontakt
mit der Oberfläche
des Endes hoher Temperatur des thermoelektrischen Wandlermoduls 13 gehalten.
Jedes der Wärmetauscherbauteile 12A bis 12D überträgt im Wesentlichen
die gleiche Menge an Wärmeenergie
ungeachtet ihrer Positionen, die sich entweder stromaufwärts oder
stromabwärts
befinden. Daher kann die Oberfläche
des Endes hoher Temperatur des thermoelektrischen Wandlermoduls 13 auf
im Wesentlichen konstanter Temperatur gehalten werden. Die jeweiligen
Abgasströme
durch die vier geteilten Abgasleitungen CW vereinigen sich an dem
Zusammenführungsbauteil 7,
um in das Abgasrohr stromabwärts
der Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus Wärme eines Abgases 1 abgegeben
zu werden. Zu diesem Zeitpunkt ist die thermische Wärme aus
dem Abgas herausgezogen, was zu der Temperaturabnahme führt.
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Das
Kühlwasser
strömt
jeweils stromabwärts durch
Rippen jeder Kühlrippe 10b innerhalb
des Kühlabschnitts 10a von
vier Kühleinheiten 8,
wie es in 9 gezeigt ist. Das Kühlwasser
wird des Weiteren in der Kühlrippe 10b gekühlt. Die
Kühleinheit 8 dient
der Überführung des
Kühlwassers
zum Boden des Hauptkörpers 10,
während
das Kühlwasser
bei niedriger Temperatur gehalten wird. Die Kühleinheit 8, die aus
Aluminium mit niedrigem Wärmewiderstand
hergestellt ist, weist eine Funktion auf, die niedrige Temperatur
des Kühlwassers
zu halten, bis es die Bodenoberfläche erreicht. Die Kühleinheit 8 dient dazu,
die niedrige Temperatur des Kühlwassers
zu der Oberfläche
des Endes niedriger Temperatur des thermoelektrischen Wandlermoduls 13 zu übertragen.
Indessen wird von der Bodenoberfläche des Hauptkörpers 10 aus
ein geeigneter Oberflächendruck
auf die Oberfläche
des Endes niedriger Temperatur des thermoelektrischen Wandlermoduls 13 ausgeübt. Die
Bodenoberfläche
des Hauptkörpers 10 behält seine
Ebenheit, um einen gleichmäßigen Kontakt
mit der Oberfläche
des Endes niedriger Temperatur des thermoelektrischen Wandlermoduls 13 aufzuweisen.
Das aus der Kühleinheit 8 auf
der Seite ganz stromabwärts
strömende
Kühlwasser
wird dann aus der Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus Wärme eines
Abgases 1 abgegeben.
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Jedes
der thermoelektrischen Wandlermodule 13 erzeugt elektrische
Energie unter Verwendung der Temperaturdifferenz zwischen der hohen Temperatur
des an die Oberfläche
des Endes hoher Temperatur überführten Kühlwassers
und der niedrigen Temperatur des an die Oberfläche des Endes niedriger Temperatur überführten Kühlwassers.
Die resultierende elektrische Energie wird in der Batterie geladen
bzw. gespeichert. Da sowohl die hohe als auch die niedrige Temperatur
des Kühlwasser
hinreichend gehalten werden können,
ist die resultierende Temperaturdifferenz hierzwischen beträchtlich
hoch. Daher wird aufgrund des hohen Wirkungsgrads der thermoelektrischen
Umwandlung eine große
Menge elektrischer Energie erzeugt. Da die Temperatur auf der Seite
hoher Temperatur ungeachtet der Lage entweder auf der stromaufwärtigen Seite
oder der stromabwärtigen
Seite auf dem konstanten Wert gehalten wird, fällt der Wirkungsgrad der thermoelektrischen Umwandlung
auch auf der stomabwärtigen
Seite nicht ab.
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Auch
wenn unter dem Einfluss der Wärme
in irgend einer der Abgaswärmeenergieerzeugungseinheiten 2 eine
Deformation auftritt, wird die Vorrichtung zur Erzeugung von Energie
aus Wärme
eines Abgases 1 durch die Deformation nicht beeinflusst, da
jede der Abgaswärmeenergieerzeugungseinheiten 2 unabhängig angeordnet
ist. D.h., die Deformation, die in jeder der Abgaswärmeenergieerzeugungseinheiten 2 auftritt,
wird nicht kumuliert. Da vier den Rahmen der Vorrichtung zur Erzeugung
von Energie aus Wärme
eines Abgases 1 bildenden Abgasrohre 5 aus rostfreiem
Stahl hergestellt sind, der ein niedriges Wäremausdehungsverhältnis zeigt,
ist der Grad einer Ausdehnung der Vorrichtung durch sie selbst unter
dem Einfluss der Wärme
gering. Die sich ergebende Verformung kann daher reduziert werden. Die
Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus Wärme eines Abgases 1 ist
so aufgebaut, dass die Richtung, in welcher sich das geteilte Abgasrohr 5 verformt,
eine Richtung annimmt, die derjenigen, in welcher sich die jeweiligen
Wärmetauscherbauteile 12 verformen,
entgegengesetzt ist. Auch wenn sowohl das geteilte Abgasrohr 5 als
auch das Wärmetauscherbauteil 12 sich
unter der Wärme
des Abgass bei hoher Temperatur verformen, können sich die hierin jeweils
auftretenen Verformungen daher gegenseitig ausgleichen, was die
Verformung in der Abgaswärmeenergieerzeugungseinheit 2 eindämmt.
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Jede
der Abgaswärmeenergieerzeugungseinheiten 2 wird
durch die Federkraft einer Mehrzahl der Blattfedern 16 flexibel
zusammengedrückt.
Der vorstehend erwähnte
Aufbau ermöglicht
es, die in der Abgaswärmeenergieerzeugungseinheit 2 unter
der Wärme
aufgetretene Deformation aufzunehmen. Da das Kompressionsbauteil 17 einen
punktförmigen Kontakt
mit der Blattfeder 16 aufweist, kann der Oberflächendruck
ungeachtet der Lageverschiebung unter den die Abgaswärmeenergieerzeugungseinheit 2 bildenden
Bauteilen gleichmäßig auf
die Kühleinheit 8,
das thermoelektrische Wandlermodul 13 und das Wärmetauscherbauteil 12 ausgeübt werden.
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Bei
der Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus Wärme eines Abgases 1 ist
die Steifigkeit der Kühleinheit 8 auf
den höchsten
Wert festgelegt, auf der Grundlage dessen die Abgaswärmeenergieerzeugungseinheit 2 ausgebildet
wird. Die kann es ermöglichen,
einen geeigneten Oberflächendruck
auf das thermoelektrische Wandlermodul 13 auszüben, wodurch
der Oberflächenkontakt
zwischen der Kühleinheit 8 und
der Oberfläche
des Endes niedriger Temperatur des thermoelektrischen Wandlermoduls 13 verbessert
wird und die Temperatur der Oberfläche des Endes niedriger Temperatur
hiervon weiter verringert wird. Die Steifigkeit der Basis 12a des
Wärmetauscherbauteils 12 ist
auf den höchsten
Wert auf der Seite hoher Temperatur festgelegt. Dies kann es ermöglichen,
einen geeigneten Oberflächendruck
auf das thermoelektrische Wandlermodul 13 auszuüben, wodurch
der Oberflächenkontakt
zwischen der Basis 12a und der Oberfläche des Endes hoher Temperatur des
thermoelektrischen Wandlermoduls 13 verbessert wird und
die Temperatur der Oberfläche
des Endes hoher Temperatur hiervon weiter erhöht wird. Bei der Vorrichtung
zur Erzeugung von Energie aus Wärme
eines Abgases 1 ist das System, durch welches die Wärmeenergie
der Abgaswärmeenergieerzeugungseinheit 2 übertragen
wird, aus Aluminium hergestellt, welches die hohe Wärmeleitfähigkeit
aufweist. Demgemäß ist der
Wärmeleitungswiderstand jedes
der Bauteile reduziert, was die Temperatur auf der Seite hoher Temperatur
erhöht
und die Temperatur auf der Seite niedriger Temperatur des thermoelektrischen
Wandlermoduls 13 erniedrigt. Der Wirkungsgrad der thermoelektrischen
Umwandlung jeder der Abgaswärmeenergieerzeugungseinheiten 2 der
Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus Wärme eines Abgases 1 weist
einen beträchtlich
hohen Wirkungsgrad der thermoelektrischen Umwandlung auf.
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Bei
der Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus Wärme eines Abgases 1 ist
das thermoelektrische Wandlermodul 13 mit dem durch eine
Mehrzahl der Blattfedern 16 ausgeübten Außendruck flexibel fixiert.
Auch wenn die Deformation in den die Vorrichtung 1 bildenden
Bauteile unter der Wärme auftritt,
kann die Verformung (Beschädigung
an den thermoelektrischen Bauteilen) aufgrund einer solchen Deformation
gehemmt werden, womit ein geeigneter Oberflächendruck erzeugt wird. Vier
Federklemmen 14 sind in der Umfangsrichtung angeordnet,
um die Vorrichtung 1 wie ein Gürtel festzuziehen. Die Vorrichtung 1 kann
daher hinreichend und flexibel fixiert werden. Das Kompressionsbauteil 17,
das einen punktförmigen
Kontakt mit jeder der Federklemmen 14 aufweist, kann konstant
einen einheitlichen Oberflächendruck
auf die Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus Wärme eines
Abgases ausüben.
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Jedes
der geteilten Abgasrohre 3, die den Rahmen der Vorrichtung
zur Erzeugung von Energie aus Wärme
eines Abgases 1 bilden, ist aus einem rostfreiem Stahl
hergestellt, der ein niedriges Wäremausdehungsverhältnis zeigt.
Dies kann die thermische Verformung der Vorrichtung zur Erzeugung
von Energie aus Wärme
eines Abgases 1 eindämmen. Die
Abgaswärmeenergieerzeugungseinheit 2,
die eine kleine Fläche
aufweist, ist auf der Grundlage der Größe des thermoelektrischen Wandlermoduls 13 ausgebildet,
um mit dem geteilten Abgasrohr 5 kombiniert zu werden.
Die Deformation der Abgaswärmeenergieerzeugungseinheit 2 unter
der Wärme
kann eingedämmt
werden. Der Einfluss einer solchen Deformation erstreckt sich kaum über die
andere Abgaswärmeenergieerzeugungseinheit 2.
Bei der Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus Wärme eines
Abgases 1 ist die Richtung, in welcher sich das geteilte
Abgasrohr 5 verformt, der Richtung, in welcher sich das
Wärmetauscherbauteil 12 verformt, entgegengesetzt.
Auch wenn sowohl das geteilte Abgasrohr 5 als auch das
Wärmetauscherbauteil 12 unter
der Wärme
verformt werden, kann sich jede Verformung mit jeweils einer anderen
ausgleichen, was die Verformung in der Abgaswärmeenergieerzeugungseinheit 2 eindämmt.
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Ein
Beispiel der Erfindung, bei welchem eine Vorrichtung zur Erzeugung
von Energie aus Wärme eines
Abgases 21 in dem Abgassystem vorgesehen ist, wird anhand 14 beschrieben
werden. 14 ist eine perspekti vische
Ansicht, welche die Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus Wärme eines Abgases
darstellt, die in der Nähe
eines Abgaskrümmers
angeordnet ist.
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Die
Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus Wärme eines Abgases 21 ist
in der Nähe
des Abgaskrümmers
EM angeordnet, von welchem ein Auslasskanal direkt mit der Vorrichtung
zur Erzeugung von Energie aus Wärme
eines Abgases 21 verbunden ist.
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Bei
der Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus Wärme eines Abgases 21 ist
das Abgasrohr in sechs Abschnitte geteilt. Die Vorrichtung zur Erzeugung
von Energie aus Wärme
eines Abgases 21 weist zwölf Abgaswärmeenergieerzeugungseinheiten 22 auf.
Es sind sechs in der Umfangsrichtung angeordnete Abgaswärmeenergieerzeugungseinheiten 22 und
zwei in der Längsrichtung
angeordnete Abgaswärmeenergieerzeugungseinheiten 22 vorhanden.
Da die Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus Wärme eines
Abgases 21 in der Nähe
des Abgaskrümmers
angeordnet ist, empfängt
sie den Strom des Abgases mit der höchsten Temperatur in dem Abgassystem.
Das thermoelektrische Wandlermodul (nicht näher dargestellt) auf der Seite
hoher Temperatur der jeweiligen Abgaswärmeenergieerzeugungseinheiten 22 wird
erwärmt,
um eine hohe Temperatur zu erreichen, was den Wirkungsgrad der thermoelektrischen
Umwandlung verbessert.
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Falls
die allgemein verwendete Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus
Wärme eines
Abgases in der Nähe
des Abgaskrümmers
angeordnet ist, kann die Deformation aufgrund der hohen Temperatur
des Abgases schwerwiegender werden, was zu einer Verformung oder
einem Bruch der thermoelektrischen Bauteile und dergleichen führt. Die
Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus Wärme eines Abgases 21 dieses
Beispiels ist jedoch so aufgebaut, dass sie die Deformation unter
der Wärme
so weit wie möglich
eindämmt,
was in der Nähe
des Abgaskrümmers
EM vorgesehen sein kann.
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Dies
ermöglicht
es, die Wärmeenergie
aus dem Abgas mit der höchsten
Temperatur mit höherem
Wirkungsgrad aufzunehmen.
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Wie
unter Bezugnahme auf die Ausführungsform
der Erfindung beschrieben worden ist, ist es zu verstehen, dass
die Erfindung auf vielfältige
Weise ausgeführt
werden kann, ohne hierauf beschränkt
zu sein.
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Bei
der vorstehend erwähnten
Ausführungsform
ist die Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus Wärme eines
Abgases an einem Kraftfahrzeug eingesetzt worden. Sie kann jedoch
auf jede andere Struktur angewendet werden, die einen Verbrennungsmotor
enthält,
der das Abgas abgibt.
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Bei
dieser Ausführungsform
sind sechzehn oder zwölf
Abgaswärmeenergieerzeugungseinheiten vorgesehen,
um die Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus Wärme eines
Abgases auszubilden. Die Anzahl der Abgaswärmeenergieerzeugungseinheiten
kann jedoch beliebig festgelegt werden, wenn nur diese Einheiten
in geeigneter Weise in der Umfangs- und Längsrichtung unter Berücksichtigung
von Raum und Konfiguration für
eine solche Anordnung angeordnet sind.
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Bei
der vorstehend erwähnten
Ausführungsform
wird die Temperatur der Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus
Wärme eines
Abgases ungeachtet der Lage entweder stromaufwärts oder stromabwärts einheitlich
gehalten. Dies kann durch Anordnen des Wärmetauscherbauteils so, dass
ein jeweiliger Abstand unter Rippen der Wärmetauscherrippe reduziert
wird, je weiter stromabwärts
sie sich befindet, verwirklicht werden. Dies kann auch durch Ausbilden
des Wärmetauscherbauteils
mit dem Material verwirklicht werden, das die Wärmeleitfähigkeit zeigt, die sich in
stromabwärtiger
Richtung immer weiter erhöht.
Ersatzweise kann dies verwirklicht werden, indem das Wärmetauscherbauteil
vorgesehen wird, welches Rippen mit unterschiedlichen Abständen aufweist
und aus Material mit unterschiedlicher Wärmeleitfähigkeit hergestellt ist.
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Bei
der vorstehend erwähnten
Ausführungsform
sind die jeweiligen Bauteile, welche das System bilden, durch welches
die Wärmeenergie übertragen wird,
aus Aluminium hergestellt, und jedes der geteilten Abgasrohre ist
aus rostfreiem Stahl hergestellt. Die Bauteile für ein solches System können aus
dem anderen Material hergestellt sein, welches eine höhere Wärmeleitfähigkeit
zeigt. Jedes der geteilten Abgasrohre kann aus dem anderen Material
hergestellt sein, welches ein geringeres Wäremausdehungsverhältnis zeigt.
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Bei
der vorstehend erwähnten
Ausführungsform
sind die Wärmetauscherbauteile
auf der Oberfläche
des Endes hoher Temperatur der thermoelektrischen Wandlermodule
vorgesehen und ist die Kühleinheit
auf der Oberfläche
des Endes niedriger Temperatur hiervon vorgesehen. Zwischen dem
Wärmetauscherbauteil
und der Kühleinheit
kann ein Bauteil wie etwa eine Isolierplatte angeordnet sein.
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Bei
dieser Ausführungsform
kann die Kühleinheit
nicht nur vom Wasserkühlungstyp,
sondern auch vom Luftkühlungstyp
verwendet werden.
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Die
Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus Wärme eines Abgases der Erfindung
ermöglicht es,
den Einfluss der unter der Wärme
hervorgerufenen Deformation zu reduzieren, wobei der Wirkungsgrad
der thermoelektrischen Umwandlung verbessert wird.