JPS6187961A - 内燃機関 - Google Patents
内燃機関Info
- Publication number
- JPS6187961A JPS6187961A JP59210808A JP21080884A JPS6187961A JP S6187961 A JPS6187961 A JP S6187961A JP 59210808 A JP59210808 A JP 59210808A JP 21080884 A JP21080884 A JP 21080884A JP S6187961 A JPS6187961 A JP S6187961A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- exhaust gas
- thermoelectric element
- element module
- heat
- passage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/32—Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from a charging set comprising a non-electric prime mover rotating at constant speed
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M31/00—Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture
- F02M31/02—Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for heating
- F02M31/04—Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for heating combustion-air or fuel-air mixture
- F02M31/06—Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for heating combustion-air or fuel-air mixture by hot gases, e.g. by mixing cold and hot air
- F02M31/08—Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for heating combustion-air or fuel-air mixture by hot gases, e.g. by mixing cold and hot air the gases being exhaust gases
- F02M31/083—Temperature-responsive control of the amount of exhaust gas or combustion air directed to the heat exchange surface
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は内燃機関、特に火花点火エンジンに関するもの
でるる。
でるる。
従来例の構成とその問題点
第１図に火花点火ガソリンエンジンの従来例を示す・こ
こで吸入空気はピストン１の下降によってエアクリーナ
ー２を介してキャプレＮター３内に吸入てれる。さらに
ベンテニリ一部４で生じる負圧によりノズル６からガソ
リンが噴出し空気と混合した後、混合気通路６と排気ガ
ス通路７の結合部に設けられた金属薄板の燃料加熱部８
でガソリンが気化し、均一な混合気となり、燃焼ｖ９′
へ入る・なお、吸入混合気量は吸気ダンノ；−９の開閉
によって調整される。次に燃焼室σ内の混合気はピスト
ン１により圧縮された後、点火プラグ１０によって点火
され、爆発燃焼しピストン１を押し下げる。そしてその
排気ガスは排気パルプ１１から排気ガス通路１２を経て
排気てれる。この時、排気ガス通路１２内において高温
の排気ガスは金属薄板で作られた燃料加熱部８を加熱し
、混合気通路θ内の混合気を加熱する。さらに排気ガス
通路７内のダン、ニー１２により燃料加熱部８を加熱す
る高温排気ガス量を調節し、混合気通路６が低温の時は
それを増加でせ（図の実線位置）高温の時Ｆ′ｉ減少さ
せる（図の銀線位置）ように、バイメタル（図示せず）
によって制御している。
こで吸入空気はピストン１の下降によってエアクリーナ
ー２を介してキャプレＮター３内に吸入てれる。さらに
ベンテニリ一部４で生じる負圧によりノズル６からガソ
リンが噴出し空気と混合した後、混合気通路６と排気ガ
ス通路７の結合部に設けられた金属薄板の燃料加熱部８
でガソリンが気化し、均一な混合気となり、燃焼ｖ９′
へ入る・なお、吸入混合気量は吸気ダンノ；−９の開閉
によって調整される。次に燃焼室σ内の混合気はピスト
ン１により圧縮された後、点火プラグ１０によって点火
され、爆発燃焼しピストン１を押し下げる。そしてその
排気ガスは排気パルプ１１から排気ガス通路１２を経て
排気てれる。この時、排気ガス通路１２内において高温
の排気ガスは金属薄板で作られた燃料加熱部８を加熱し
、混合気通路θ内の混合気を加熱する。さらに排気ガス
通路７内のダン、ニー１２により燃料加熱部８を加熱す
る高温排気ガス量を調節し、混合気通路６が低温の時は
それを増加でせ（図の実線位置）高温の時Ｆ′ｉ減少さ
せる（図の銀線位置）ように、バイメタル（図示せず）
によって制御している。
甘だ、この高温の排気ガスの熱利用のため、排気ガス通
路７の外壁Ｃて熱電素子モジュール１３の一方の熱伝導
面を密着でせ、他方から大気中Ｖこ放熱を行ない、そこ
で発生する電気を蓄電池に蓄電するものであった。
路７の外壁Ｃて熱電素子モジュール１３の一方の熱伝導
面を密着でせ、他方から大気中Ｖこ放熱を行ない、そこ
で発生する電気を蓄電池に蓄電するものであった。
以上の従来例において、高温排気ガスの熱はまず混合気
中のガソリンの気化潜熱に利用されているが、その７８
量は排気ガスの持ち去る熱量中のごく僅かであり、有効
に利用されているとは言い難い。また、排気ガスは熱電
素子モジュール１３の１’ＪＯ熱にも用いられており、
ここで電気出力を得ることが出来るが、概存の熱電素子
モジュールの変換効率が数％程度であり、また、内部の
熱伝導率が決して低いものではないことを考えると、こ
の凱電素子モジュールの一方の熱伝導面から入った熱量
のほとんどが、他方の熱伝う面から大気中に放熱されて
しまい、結果的にはこの熱を素子モジュールの大気中へ
の放熱をファンなどを用いて強制的に行なわない限り、
画然伝４面間の温度差を十分に保ち、その性能を発揮さ
せることは困難であった。
中のガソリンの気化潜熱に利用されているが、その７８
量は排気ガスの持ち去る熱量中のごく僅かであり、有効
に利用されているとは言い難い。また、排気ガスは熱電
素子モジュール１３の１’ＪＯ熱にも用いられており、
ここで電気出力を得ることが出来るが、概存の熱電素子
モジュールの変換効率が数％程度であり、また、内部の
熱伝導率が決して低いものではないことを考えると、こ
の凱電素子モジュールの一方の熱伝導面から入った熱量
のほとんどが、他方の熱伝う面から大気中に放熱されて
しまい、結果的にはこの熱を素子モジュールの大気中へ
の放熱をファンなどを用いて強制的に行なわない限り、
画然伝４面間の温度差を十分に保ち、その性能を発揮さ
せることは困難であった。
発明の目的
本発明は、熱電素子モジュールを用いた内燃機関、特に
火花点火エンジンの排熱利用発電に関するものであり、
上記熱電素子モジュールの放熱を吸入混合気の予熱又は
混合気中の液体燃料の気化に利用し、その発電出力及び
効率を上昇させることを目的とするものである。
火花点火エンジンの排熱利用発電に関するものであり、
上記熱電素子モジュールの放熱を吸入混合気の予熱又は
混合気中の液体燃料の気化に利用し、その発電出力及び
効率を上昇させることを目的とするものである。
実施例の説明
第２図は火花点火エンジンにおける本発明の一実施例を
示す８なお図中の記号は第１図と同様とする。ここで熱
電素子モジュール１３は混合気通路６と排気ガス通路７
との結合部において、一方の熱伝導面１４を混合気通路
６内に、他方の熱伝導面１５を排気ガス通路Ｔ内に露出
させている。
示す８なお図中の記号は第１図と同様とする。ここで熱
電素子モジュール１３は混合気通路６と排気ガス通路７
との結合部において、一方の熱伝導面１４を混合気通路
６内に、他方の熱伝導面１５を排気ガス通路Ｔ内に露出
させている。
そして、熱電素子モジュール１３は排気ガス通路７内の
高温排気ガスによって一方の熱伝導面１６が加熱され、
かつ他方の熱伝導面１４が混合気及び混合気中のガソリ
ンの蒸発潜熱によって冷却されることによυ発電を行な
う。ゆえに、熱伝導面１４は混合気の予熱及びガソリン
気化の為の加熱面となって均一濃度の混合気を生成する
と共に、ｒＡ電素子モジュール１３から見ると、そこで
の混合気流連層びガソリンの蒸発潜熱による強制冷却が
、熱電素子モジュール１３の放熱効果を向上させ、その
出力を向上させる結果となる。加えて、この熱電素子モ
ジュール１３の発電出力が常に最高出力となる面熱伝導
面１４．１６の温度条件を維持する為にその両端の温度
を熱電対１６１／ｌ：よって検卸し、その出力から排気
ガス通路７内のダンパー１２を制釘器１７により開閉し
て熱伝導面１５を加熱する高温排′気ガス流量を制御す
る（第３図参胛）。この制砥機ｔ１゛４により、エンジ
ンでの燃焼量変化（ておいて吸入混合気売文（ｒｉその
流速が変化し、熱伝導面１４の放熱量が変化した場合で
も、常に熱電素子モジュール１３はその最高出力となる
事が出来る。また、この熱電素子モジュール１３の出力
は、その両端に接続したリード線１８によって蓄電池１
９に接続され、蓄電する。
高温排気ガスによって一方の熱伝導面１６が加熱され、
かつ他方の熱伝導面１４が混合気及び混合気中のガソリ
ンの蒸発潜熱によって冷却されることによυ発電を行な
う。ゆえに、熱伝導面１４は混合気の予熱及びガソリン
気化の為の加熱面となって均一濃度の混合気を生成する
と共に、ｒＡ電素子モジュール１３から見ると、そこで
の混合気流連層びガソリンの蒸発潜熱による強制冷却が
、熱電素子モジュール１３の放熱効果を向上させ、その
出力を向上させる結果となる。加えて、この熱電素子モ
ジュール１３の発電出力が常に最高出力となる面熱伝導
面１４．１６の温度条件を維持する為にその両端の温度
を熱電対１６１／ｌ：よって検卸し、その出力から排気
ガス通路７内のダンパー１２を制釘器１７により開閉し
て熱伝導面１５を加熱する高温排′気ガス流量を制御す
る（第３図参胛）。この制砥機ｔ１゛４により、エンジ
ンでの燃焼量変化（ておいて吸入混合気売文（ｒｉその
流速が変化し、熱伝導面１４の放熱量が変化した場合で
も、常に熱電素子モジュール１３はその最高出力となる
事が出来る。また、この熱電素子モジュール１３の出力
は、その両端に接続したリード線１８によって蓄電池１
９に接続され、蓄電する。
一般にガソリン１に７当たりの低発熱量が１００００Ｋ
ｃ２Ｌ１ 程度、その気化熱はＩ Ｋ５＋当り８０ Ｋ
Ｏ＆１程度であり、Ｐｂ −Ｔｅ系熱電素子の発電効率
が高温４００℃、低温１５０’Ｃ程度で約５％であるこ
とから、ガソリン１０にりを毎時間ニンジンで燃焼させ
た場合、その気化消熱としては８００ Ｋｃ＆ｌ ／ｈ
必要であり、それｆ：補う為゛の熱電素子モジュールへ
の排気ガスからの入力はｓ ａ ２ Ｋｃａｌ ／ｈで
良く、エンジンから排気ガスが持ち去る熱量を入熱の３
０％としても不足する事はない。そして、この時の熱電
素子モジュールの出力は約５０Ｗとなる。
ｃ２Ｌ１ 程度、その気化熱はＩ Ｋ５＋当り８０ Ｋ
Ｏ＆１程度であり、Ｐｂ −Ｔｅ系熱電素子の発電効率
が高温４００℃、低温１５０’Ｃ程度で約５％であるこ
とから、ガソリン１０にりを毎時間ニンジンで燃焼させ
た場合、その気化消熱としては８００ Ｋｃ＆ｌ ／ｈ
必要であり、それｆ：補う為゛の熱電素子モジュールへ
の排気ガスからの入力はｓ ａ ２ Ｋｃａｌ ／ｈで
良く、エンジンから排気ガスが持ち去る熱量を入熱の３
０％としても不足する事はない。そして、この時の熱電
素子モジュールの出力は約５０Ｗとなる。
また、よシ多くの排気熱を上記モジュールに入力して、
混合気の予熱もその気化と合わせて行なえば、これ以上
の出力も容易に得られる。なお、熱電素子としてはＰｂ
−Ｔｅ 、 Ｂ１−Ｔｅ 、 ５ｉ−Ｃｒｅ系以外のア
モルファス材料をも含むｎｍ及びｐ型半導体の適用も可
能である。
混合気の予熱もその気化と合わせて行なえば、これ以上
の出力も容易に得られる。なお、熱電素子としてはＰｂ
−Ｔｅ 、 Ｂ１−Ｔｅ 、 ５ｉ−Ｃｒｅ系以外のア
モルファス材料をも含むｎｍ及びｐ型半導体の適用も可
能である。
発明の効果
以上の説明から明らかなように、本発明の内燃機関は排
熱回収発電を小型でしかも容易に行なえると共に、熱電
素子モジュールの放熱を良くしてその出力及び効率を高
めることができる。
熱回収発電を小型でしかも容易に行なえると共に、熱電
素子モジュールの放熱を良くしてその出力及び効率を高
めることができる。
また、熱電素子モジュールの温度条件を制御して最適状
態とすることにより、常にその性能を最大限Ｖこ発揮さ
せる事が出来る。
態とすることにより、常にその性能を最大限Ｖこ発揮さ
せる事が出来る。
さらに、内燃機関における′ｒＩＬ！、発電機などの補
助電源の必要性がなく、熱電素子モジュールの出力を蓄
電池に蓄えることにより、非燃焼時においても電気出力
を利用出来る。
助電源の必要性がなく、熱電素子モジュールの出力を蓄
電池に蓄えることにより、非燃焼時においても電気出力
を利用出来る。
第１図は従来の火花点火エンジンの要部断面図、第２図
は本発明の一実施例を示す火花点火エンジンの要部断面
図、第３図はその制御回路を示す回路図である。 １・・・・・・ピストン、６・・−・・・混合気通路、
７・・・・・・排気ガス通路、９・・・・・・燃焼室、
１２・・・・・・ダンパー１．１３・・・・・・熱電素
子モジュール、１４．１５・・甲・熱伝導面、１６・・
・・・・熱電対、１γ・・・・・・ダンパー開閉制御器
、１８・・・・・・リード線、１９西・°蓄電池＠代理
人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 はが１名第１図 第３図
は本発明の一実施例を示す火花点火エンジンの要部断面
図、第３図はその制御回路を示す回路図である。 １・・・・・・ピストン、６・・−・・・混合気通路、
７・・・・・・排気ガス通路、９・・・・・・燃焼室、
１２・・・・・・ダンパー１．１３・・・・・・熱電素
子モジュール、１４．１５・・甲・熱伝導面、１６・・
・・・・熱電対、１γ・・・・・・ダンパー開閉制御器
、１８・・・・・・リード線、１９西・°蓄電池＠代理
人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 はが１名第１図 第３図
Claims (2)
- （１）空気・燃料混合器、燃料気化器、混合気通路、燃
焼室及び排気ガス通路を備え、熱電素子モジュールの一
方の熱伝導面を前記排気ガス通路の外壁又は内壁に密着
、あるいは通路内に露出させ、かつ他方の熱伝導面を前
記燃料気化器の燃料加熱部とするか、混合器通路内に露
出する構成とし、前記熱電素子モジュール両端に接続し
たリード線を蓄電池と接続した内燃機関。 - （２）排気ガス通路内の熱電素子モジュール設置部上流
の排気ガス流れ方向を変えるダンパーを排気ガス通路内
に設け、かつ、前記熱電素子モジュールの両熱伝導面の
温度に応じて前記ダンパーの角度を制御する構成とした
特許請求の範囲第１項記載の内燃機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59210808A JPS6187961A (ja) | 1984-10-08 | 1984-10-08 | 内燃機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59210808A JPS6187961A (ja) | 1984-10-08 | 1984-10-08 | 内燃機関 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6187961A true JPS6187961A (ja) | 1986-05-06 |
Family
ID=16595473
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59210808A Pending JPS6187961A (ja) | 1984-10-08 | 1984-10-08 | 内燃機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6187961A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020085515A (ko) * | 2001-05-09 | 2002-11-16 | 현대자동차주식회사 | 열전소자를 이용한 흡기 냉각장치 |
| KR100869322B1 (ko) | 2007-10-01 | 2008-11-18 | 임석연 | 배기열을 이용한 열전발전시스템 |
-
1984
- 1984-10-08 JP JP59210808A patent/JPS6187961A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020085515A (ko) * | 2001-05-09 | 2002-11-16 | 현대자동차주식회사 | 열전소자를 이용한 흡기 냉각장치 |
| KR100869322B1 (ko) | 2007-10-01 | 2008-11-18 | 임석연 | 배기열을 이용한 열전발전시스템 |
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