废气净化装置制造方法及图纸

本发明专利技术的废气净化装置，具有：具有利用废气的热量进行热电转换的热电转换元件的发电装置，设置在该发电装置内或发电装置的排气下游一侧的排气净化催化剂，和可以将从废气向热电转换元件的热传递状态改变为高传热状态和低传热状态的可变传热装置。可变传热装置，当排气净化催化剂的温度高于规定温度时，使从废气向热电转换元件的热传递状态为高传热状态。通过这样，可以不延长排气净化催化剂达到催化剂活化温度的时间，并且高效地回收废气中含有的热能，转换为电能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种具有将排气的热能转换为电能的发电装置和净化废气的催化剂的废气净化装置。由于在从汽车发动机排出的废气等中含有热能，所以如果将废气就这样排掉会造成能源的浪费。因此，产生了将废气中含有的热能转换为电能，以备蓄电池充电之用的发电装置。作为这种发电装置，有在如日本国特开2000-35824号公报所公开的装置。在该发电装置中，具有设在排气管上的热电转换元件和作为将来自排气管的热量传递给热电转换元件的热连接装置的双金属。并且，当发热部件(排气管)的温度低于热电转换元件的耐热温度时，双金属不变形，发热部件(排气管)的热量被传递给热电转换元件。相反，当发热部件(排气管)的温度高于热电转换元件的耐热温度时，双金属变形，发热部件和热电转换装置的机械接触断开而不再进行热传导。在近年的汽车中，为了除去废气中的氧化炭等，在排气管上设有排气净化催化剂。这样的催化剂，当温度在催化剂活化温度以上时，才发挥净化废气的作用。设想在汽车的排气管上安装如上所述的发电装置，并在其下游一侧设有催化剂的废气净化装置。但是，在这样设有发电装置和催化剂的废气净化装置中，在汽车起动时等催化剂没有达到催化剂活化温度时，也可以通过发电装置进行发电。存在如果废气中含有的热量被用于发电，那么催化剂达到催化剂活化温度的时间将延迟，发挥净化作用的时间也延迟的问题。
技术实现思路
本专利技术之目的在于，提供一种不延迟催化剂达到催化剂活化温度的时间，并且高效地将废气中含有的热能转换为电能的废气净化装置。本专利技术的废气净化装置，具有发电装置，该发电装置具有利用由发动机排出的废气中的热量通过热电转换进行发电的热电转换元件。在发电装置内部或下游一侧设有催化剂。本专利技术的废气净化装置，具有可将从废气向热电转换元件的热传递状态改变为高传热状态和低传热状态的可变传热装置。可变传热装置，当催化剂的温度高于根据催化剂的活化温度设定的温度时，使从废气向热电转换元件的热传递变得更为显著。本专利技术涉及的废气净化装置，设有可改变向发电转换元件的传热状态的可变传热装置，当温度高于规定温度(催化剂活化温度或基于催化剂活化温度设定的温度)时，使传热状态变为高传热状态。因此，可以通过减少向发电转换元件传递的热量直到催化剂被活化为止，以使催化剂迅速达到催化剂活化温度。之后，催化剂被活化后，通过提高对发电转换元件的传热状态，可以高效地回收废气中的热能，转换成电能。可变传热装置，具有回收废气中的热量的热回收部和冷却液通路，热回收部和冷却液通路，被分别设置在热电转换元件的两侧。此外，热电转换元件，可以相对热回收部移动，并能够当冷却水被导入冷却液通路时接触热回收部，当冷却液未被导入冷却液通路时与热回收部分离。在发电装置中，当冷却液被导入冷却液通路时，通过热电转换元件进行热电转换。因此，可以通过在冷却液被导入冷却液通路时变成高传热状态，而使进行热量回收时变成高传热状态。此外，可变传热装置，具有回收废气中的热量的热回收部，在热回收部上设有载热体收容部。并且能够当载热体被收容于载热体收容部时传热状态变为高传热状态，当载热体未被收容于载热体收容部时变为低传热状态。这样，通过在载热体收容部中收容载热体，或者从载热体收容部中除去载热体，可以容易地改变高传热状态和低传热状态。另外，可变传热装置，具有回收废气中的热量的热回收部。热回收部，被设置在废气流过的排气流路周围。热电转换元件，被以与热回收部接触的状态设置在热回收部的外周。通过拉动热电转换元件使热电转换装置以热电转换元件的一端部为支点旋转，而使热电转换装置和排气流路分离，在热电转换元件与热回收部相接触时，为高传热状态，在热电转换元件与热回收部分离时，为低传热状态。通过这样的机械结构，也可以容易地改变高传热状态和低传热状态。此外，可变传热装置，具有回收废气中的热量的热回收部，热回收部的热电转换元件和接触面可以产生变形，也可以使热回收部处于高热时与低热时相比，与接触面的热电转换元件的接触面积变大而构成的状态。这样，也可以利用接触面的变形，容易地改变高传热状态和低传热状态。这时，接触面可以在与热回收部的热电转换元件的接触面积大时为平面，接触面积小时为曲面而构成。通过这样形成接触面的形状，可以容易地改变高传热状态和低传热状态。另外，可变传热装置，具有回收废气中的热量的热回收部，在热回收部和热电转换元件之间设有软硬转变部件，还能够当软硬转变部件在软状态时，使热回收部和热电转换元件之间为高传热状态，当软硬转变部件在硬状态时，使热回收部和热电转换元件之间为低传热状态。通过采用这样的软硬转变部件，可以容易地改变高传热状态和低传热状态。这时，软硬转变部件可以将固液转变装置收容于柔性盒中而形成。通过在柔性盒中采用固液转变装置可以容易地形成软硬转变部件。附图说明图1是本专利技术的实施方式涉及的废气净化装置的方框结构图。图2是发电装置的平面剖面图。图3是表示热电转换组件和传热部的状态的平面剖面图。图4是第二实施方式涉及的废气净化装置中的发电装置的平面剖面图。图5是表示油液被收容于发电装置中的油收容部或油贮存部的状态的方框图。图6是第三实施方式涉及的废气净化装置中的发电装置的平面剖面图。图7是导向部件的扩大平面图。图8是沿图7的A-A线的剖面图。图9是表示热电转换组件和传热部的状态的平面图。图10是第四实施方式涉及的废气净化装置中的发电装置的平面剖面图。图11是表示发电装置中的散热片部件的变形的形态的图。图12是说明发电装置中的散热片部件变形的原理的图。图13是第五实施方式涉及的废气净化装置中的发电装置的要部平面剖面图。图14是表示发电装置中的缓冲垫变形状态的剖面图。图15是第六实施方式涉及的废气净化装置中的发电装置的主要部分平面剖面图。具体实施例方式下面，参照附图，对本专利技术的优选实施方式进行说明。另外，在各实施方式中，对具有相同功能的部分标注相同标号，并省略重复说明。图1是本专利技术的实施方式涉及的废气净化装置的方框结构图，图2是发电装置的平面剖面图(由与废气流成直角的平面剖开的剖面)。如图1所示，本实施方式涉及的废气净化装置1具有排气管2。排气管2被连接在发动机3上，从发动机3排出的废气在排气管2内流动，并从未图示的消声器向外排出。在排气管2的中间位置，设有发电装置4。发电装置4，将废气含有的热能转换为电能。在该发电装置4上连接有通过冷却液管5使冷却液循环的泵6，控制装置7被电连接在泵6上。控制装置7，一边根据废气温度等判断是否驱动泵6，一边控制泵6。此外，在冷却液管5上设有热交换器8。热交换器8通过热交换来冷却温度升高的冷却水。另外，在排气管2上的发电装置4的下游，设有排气净化催化剂9。催化剂9是三元催化剂，净化废气中含有的氮氧化物、一氧化碳以及烃等物质。此外，在排气管2上设有温度传感器10。温度传感器10检测出排气管2内流通的废气的温度，并将检测出的温度输出给控制装置7。发电装置4，如图2所示，具有筐体11，在筐体11上形成4条排气流路12。图1所示的从发动机3排出的废气，在4条排气流路12中流通，向催化剂9的方向排出。在各排气流路12上，分别设置有用于回收废气中含有的热能的散热片部件13。散热片部件13，成为热回收部。散热片部件13，具有传热部13A和散热片主体13B，从传热本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种废气净化装置，具有：具有利用废气中的热量进行热电转换的热电转换元件的发电装置和设置在所述发电装置内或所述发电装置排气下游的排气净化催化剂；其特征在于，还具有可以将从废气向所述热电转换元件的热传递状态改变为高传热状态和低传热状态的 可变传热装置，所述可变传热装置，当所述排气净化催化剂的温度高于规定温度时，使从废气向所述热电转换元件的热传递状态为高传热状态。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：佐佐木俊武，村田清仁，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]