CN110892224B - 热回收装置及热回收系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供有效利用排热的能力优异的简单的热回收装置。一种热回收装置,其具备:一个或多个热电转换模块,该一个或多个热电转换模块对置配置于具有第一流体的流路的柱状蜂窝结构体的一个以上的平面状的外周侧面上;筒状部件,该筒状部件以包含该一个或多个热电转换模块的方式将该蜂窝结构体的外周侧面环绕被覆;以及壳体,该壳体将该筒状部件环绕被覆,此处,该壳体具有温度比第一流体的温度低的第二流体的流入口及流出口,在该壳体的内侧面与该筒状部件的外侧面之间按环绕该筒状部件的方式形成有第二流体的流路。
Description
技术领域
本发明涉及热回收装置及热回收系统。本发明特别涉及设置于内燃机或燃烧装置的排气路的热回收装置及热回收系统。
背景技术
近年来,要求改善汽车的燃油经济性。特别是,为了防止发动机起动时等发动机冷却时的燃油经济性恶化,期待将冷却水、发动机油、ATF(自动变速箱油:Automatictransmission fluid)等尽早加热而降低摩擦(Friction)损失的系统。另外,期待为了使排气净化用催化剂尽早活化而对催化剂进行加热的系统。
作为上述系统,例如有热交换器。热交换器是:包括通过使第一流体在内部流通且使第二流体在外部流通而进行热交换的零件(热交换零件)的装置。上述热交换器中,通过在高温的流体(例如、排气)与低温的流体(例如、冷却水)之间进行热交换,能够有效利用热。
例如,专利文献1中公开一种热交换部件,其在汽车领域从排气中回收排热,以提高汽车的燃油经济性为目的。专利文献1中记载有一种热交换器,其具备第一流体流通部和第二流体流通部,该第一流体流通部是由具有多个隔室的蜂窝结构体形成的,该多个隔室由陶瓷的隔壁隔开,沿着轴向从一个端面贯通至另一个端面,供作为第一流体的加热体流通,该第二流体流通部由内部包含蜂窝结构体的壳体形成,在壳体形成有第二流体的入口及出口,通过第二流体在蜂窝结构体的外周面上流通而从第一流体中接收热。
另外,还已知如下技术,即,将汽车的排气中包含的热能转换为电能并回收,有效用作向电池充电或驱动电气元件的电力,由此,改善燃油经济性。
例如,专利文献2中记载有一种排热回收装置,其具备通过热电转换进行发电的热电转换元件,对气体的热进行回收,其中,热电转换利用了从热源释放出的气体中的热。该排热回收装置具有:供从热源释放出的气体流通且形成截面为周状的气体流路的流体管,并设置有:将热电转换元件固定于流体管的固定部件、以及在流体管的方向上按压热电转换元件的按压部件,按压部件构成为:随着流通于气体流路的气体的温度升高,将热电转换元件按压于流体管的按压力降低。另外,非专利文献1中也记载有同种的排热回收装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2011/071161号
专利文献2:日本特开2005-210782号公报
非专利文献
非专利文献1:K.M.SAQR,M.K.MANSOUR and M.N.MUSA,“THERMAL DESIGN OFAUTOMOBILE EXHAUST BASED THERMOELECTRIC GENERATORS:OBJECTIVES ANDCHALLENGES”,International Journal of Automotive Technology,Vol.9,No.2,pp.155-160(2008)
发明内容
对于专利文献1中记载的热交换器,由于仅具有热交换功能,所以,从有效利用排热的观点考虑,尚有改善的余地。另外,对于专利文献2及非专利文献1,虽然记载了利用热电转换元件而将来自汽车排气的排热转化为电能的排热回收装置,但是,在各热电转换元件分别设置有冷却水的流路等结构复杂,导致制造成本上升。
另外,专利文献2中记载如下内容,即,排热回收装置构成为:在排气温度过高的情况下,将热电转换元件按压于流体管的按压力降低,以便防止热电转换元件受损,但是,在利用热膨胀的按压力下无法期待面压有较大的变化,对于会获得何种程度的防止损伤效果存在疑问。另外,专利文献2中还记载如下内容,即,从压缩机向膨胀收缩部件导入空气,控制按压部件对热电转换元件的按压力,但是,装置结构复杂,生产成本及运转成本也有所升高。
本发明是鉴于上述情况而完成的,其课题之一在于,提供一种有效利用排热的能力优异的简单的热回收装置。
为了解决上述课题,本发明的发明人发明了以下的热回收装置及热回收系统。
本发明的一个方案是一种热回收装置,其中,具备:
柱状蜂窝结构体,该柱状蜂窝结构体具有:外周侧壁,该外周侧壁具有一个以上的平面状的外周侧面、以及多个隔壁,该多个隔壁配设于外周侧壁的内侧,且区划形成多个隔室,该多个隔室从第一底面贯通至第二底面而形成第一流体的流路;
一个或多个热电转换模块,该一个或多个热电转换模块对置配置于该一个以上的平面状的外周侧面上;
筒状部件,该筒状部件以包含该一个或多个热电转换模块的方式将该蜂窝结构体的外周侧面环绕被覆;以及
壳体,该壳体将该筒状部件环绕被覆,
该多个隔壁是以陶瓷为主成分而构成的,
该壳体具有温度比第一流体的温度低的第二流体的流入口及流出口,在该壳体的内侧面与该筒状部件的外侧面之间按环绕该筒状部件的方式形成有第二流体的流路。
本发明所涉及的热回收装置的一个实施方式中,具备:配置于所述一个或多个热电转换模块与所述筒状部件之间的传热部件。
本发明所涉及的热回收装置的另一个实施方式中,所述筒状部件的内周侧面嵌合固定于所述传热部件的外周侧面。
本发明所涉及的热回收装置的再一个实施方式中,所述传热部件的外周侧面整体形成圆筒面。
本发明所涉及的热回收装置的再一个实施方式中,在所述一个或多个热电转换模块与所述传热部件之间夹有用于降低两者间的接触热阻的物质。
本发明所涉及的热回收装置的再一个实施方式中,在所述一个或多个热电转换模块与所述外周侧壁的外周侧面之间夹有用于降低两者间的接触热阻的物质。
本发明所涉及的热回收装置的再一个实施方式中,所述蜂窝结构体具有从第一底面的中央部贯通至第二底面的中央部而形成第一流体的流路的中空部,在该中空部的外周侧具有所述多个隔室。
本发明所涉及的热回收装置的再一个实施方式中,具备支路,该支路将从所述蜂窝结构体通过的第一流体的路径分为从所述中空部通过的路径和从所述多个隔室通过的路径。
本发明所涉及的热回收装置的再一个实施方式中,具有:能够调整从所述中空部通过的第一流体与从所述多个隔室通过的第一流体之间的流量比的机构。
本发明所涉及的热回收装置的再一个实施方式中,具备:
引导管,该引导管从中空部入口的上游侧延伸至中空部出口附近;
挡板,该挡板设置于中空部出口附近;
第一导入口,该第一导入口设置于比挡板更靠上游侧的中空部出口附近,用于向引导管的外周侧引导第一流体;
折返流路,该折返流路形成在蜂窝结构体的内周壁与引导管的外侧面之间,并与第一导入口连通;以及
第二导入口,该第二导入口将折返流路与位于第一底面侧的多个隔室的入口连通。
本发明所涉及的热回收装置的再一个实施方式中,第一流体为来自内燃机或燃烧装置的排气。
本发明所涉及的热回收装置的再一个实施方式中,第一流体为来自汽车发动机的排气。
本发明所涉及的热回收装置的再一个实施方式中,第二流体为在所述发动机与所述热回收装置之间循环的冷却水。
本发明所涉及的热回收装置的再一个实施方式中,所述筒状部件通过从壳体的外周侧插入的一个或多个螺丝、或者、装配于所述壳体与所述筒状部件之间的一个或多个弹簧而被按压。
本发明所涉及的热回收装置的再一个实施方式中,所述筒状部件是利用带状部件以包含所述一个或多个热电转换模块的方式将所述蜂窝结构体的外周侧面卷绕而形成的。
本发明的另一方案是一种热回收系统,其中,具备:
第一流体的单向路径;
第二流体的循环路径,该第二流体的温度比第一流体的温度低;
本发明所涉及的热回收装置,该热回收装置配置于第一流体的所述路径及第二流体的所述路径的途中;以及
电池,该电池储存该热回收装置中生成的电。
本发明所涉及的热回收系统的一个实施方式中,还具备:配置于第二流体的所述路径的途中并从自所述热回收装置的第二流体的流出口流出的第二流体中接收热的装置。
本发明所涉及的热回收系统的另一个实施方式中,从第二流体中接收热的装置为散热器。
本发明所涉及的热回收系统的再一个实施方式中,第二流体为发动机的冷却水,从第二流体接收热的装置为发动机。
本发明所涉及的热回收系统的再一个实施方式中,第一流体的所述路径为自发动机开始的排气路径,在该排气路径的途中,且是在所述热回收装置的上游侧设置有采用了催化剂的排气净化装置。
发明效果
本发明所涉及的热回收装置除了具有热交换功能,还具有热电转换功能,且有效利用排热的能力优异。另外,本发明所涉及的热回收装置的结构简单,所以制造容易,能够有助于降低制造成本。由此,通过将例如本发明所涉及的热回收装置设置于汽车的排气路,可推进排热的有效利用,因此,能够提高汽车的环境性能。
附图说明
图1-1是用于说明本发明的第一实施方式所涉及的热回收装置的、与轴向(隔室延伸的方向)平行的截面上的结构的图。
图1-2是用于说明本发明的第一实施方式所涉及的热回收装置的、与轴向(隔室延伸的方向)正交的截面上的结构的图。
图2-1是用于说明本发明的第二实施方式所涉及的热回收装置的、与轴向(隔室延伸的方向)平行的截面上的结构的图。
图2-2是用于说明本发明的第二实施方式所涉及的热回收装置的、与轴向(隔室延伸的方向)正交的截面上的结构的图。
图3-1是用于说明本发明的第三实施方式所涉及的热回收装置的、从与轴向(隔室延伸的方向)正交的方向观察时的螺丝排列的图。
图3-2是用于说明本发明的第三实施方式所涉及的热回收装置的、从与轴向(隔室延伸的方向)平行的方向观察时的螺丝排列的图。
图3-3是在使用弹簧代替螺丝时、从与轴向(隔室延伸的方向)正交的方向观察本发明的第三实施方式所涉及的热回收装置时的示意图。
图3-4示意性地表示热电转换模块与按压点之间的关系。
图4-1是用于说明本发明的第四实施方式所涉及的热回收装置的、从与轴向(隔室延伸的方向)平行的方向观察时的结构的图。
图4-2是用于说明本发明的第四实施方式所涉及的热回收装置的、从与轴向(隔室延伸的方向)正交的方向观察时的结构的图。
图5-1是用于说明本发明的第五实施方式所涉及的热回收装置的、与轴向(隔室延伸的方向)平行的截面上的结构的图。
图5-2是用于说明本发明的第五实施方式所涉及的热回收装置的、与轴向(隔室延伸的方向)正交的截面上的结构的图。
图6-1是用于说明蜂窝结构体的、与轴向(隔室延伸的方向)正交的截面上的结构例的图。
图6-2是用于说明蜂窝结构体的、与轴向(隔室延伸的方向)正交的截面上的另一结构例的图。
图6-3是用于说明蜂窝结构体的、与轴向(隔室延伸的方向)正交的截面上的再一结构例的图。
图7表示本发明所涉及的热回收系统的构成例。
具体实施方式
以下,参照附图,对本发明的实施方式具体地进行说明。本发明并不限定于以下的实施方式,应当理解:在不脱离本发明的主旨的范围内基于本领域技术人员的通常知识而对以下的实施方式加以适当变更、改良等得到的实施方式均落在本发明的范围内。
<1热回收装置>
图1-1中示出了本发明的第一实施方式所涉及的热回收装置(100)的、与柱状蜂窝结构体的轴向(隔室延伸的方向)平行的截面上的结构。图1-2中示出了从与柱状蜂窝结构体的轴向(隔室延伸的方向)正交的方向观察本发明的第一实施方式所涉及的热回收装置(100)时的截面(A-A线截面)上的结构。
图2-1中示出了本发明的第二实施方式所涉及的热回收装置(200)的、与柱状蜂窝结构体的轴向(隔室延伸的方向)平行的截面上的结构。图2-2中示出了从与柱状蜂窝结构体的轴向(隔室延伸的方向)正交的方向观察本发明的第二实施方式所涉及的热回收装置(200)时的截面(A-A线截面)上的结构。
应予说明,图中的双点划线是第二流体的流出口(53)及出口导管(54)的假想线。
第一实施方式所涉及的热回收装置(100)及第二实施方式所涉及的热回收装置(200)具备柱状蜂窝结构体(10),该柱状蜂窝结构体(10)具有:外周侧壁(14),其具有一个以上的平面状的外周侧面;以及多个隔壁(132),它们以陶瓷为主成分,配设于外周侧壁(14)的内侧,且区划形成多个隔室(131),该多个隔室(131)从第一底面(11)贯通至第二底面(12)而形成第一流体的流路。
另外,第一实施方式所涉及的热回收装置(100)及第二实施方式所涉及的热回收装置(200)具备:对置配置于该蜂窝结构体(10)的外周侧面上的一个或多个热电转换模块(21)。
另外,第一实施方式所涉及的热回收装置(100)及第二实施方式所涉及的热回收装置(200)具备:以包含该一个或多个热电转换模块(21)的方式将该蜂窝结构体(10)的外周侧面环绕被覆的筒状部件(32)。
另外,第一实施方式所涉及的热回收装置(100)及第二实施方式所涉及的热回收装置(200)具备:将该筒状部件(32)环绕被覆的壳体(41)。
(1-1蜂窝结构体)
蜂窝结构体(10)为柱状,具有:外周侧壁(14),其具有一个以上的平面状的外周侧面;以及多个隔壁(132),它们以陶瓷为主成分,配设于外周侧壁(14)的内侧,且区划形成多个隔室(131),该多个隔室(131)从第一底面(11)贯通至第二底面(12)而形成第一流体的流路。通过像这样构成,能够将流通于蜂窝结构体(10)的隔室(131)的第一流体的热效率良好地集中,并向外部传递。第一流体能够从第一底面(11)朝向第二底面(12)流动,即,在图1-1及图2-1中沿着箭头的方向(从纸面的左侧朝向右侧的方向)流动,在图1-2及图2-2中沿着从纸面的跟前侧朝向里侧的方向流动。第一流体没有特别限制,可以利用各种液体及气体,例如,在热回收装置设置于内燃机或燃烧装置的排气路的情况下,可以采用排气。特别是,在热回收装置设置于汽车的排气路的情况下,第一流体可以采用来自发动机的排气。
蜂窝结构体(10)的外周侧壁(14)具有一个以上的平面状的外周侧面。热电转换模块(21)多数情况下为平板状,此时,通过蜂窝结构体(10)具有平面状的外周侧面,能够将热电转换模块(21)容易地对置设置。通过对置设置,可期待传热效率的提高。从能够设置多个热电转换模块(21)的观点考虑,蜂窝结构体(10)的外周侧壁优选具有多个平面状的外周侧面,更优选具有三个以上的平面状的外周侧面。从制造性及热回收效率的观点考虑,蜂窝结构体(10)优选为棱柱状。在这种情况下,外周侧壁(14)具有的三个以上的外周侧面均为平面状。
为了提高来自蜂窝结构体(10)的热的利用效率,优选热电转换模块(21)的一个主表面(高温侧面)的整体与外周侧壁(14)的外周侧面直接或间接地接触。在热电转换模块(21)的一个主表面(高温侧面)的整体与外周侧壁(14)的外周侧面间接地接触的情况下,优选热电转换模块的一个主表面(高温侧面)隔着配置于外周侧壁的外周侧面的用于降低两者间的接触热阻的物质而接触。
作为棱柱,没有限定,可以举出:三棱柱、四棱柱、五棱柱、六棱柱、七棱柱、八棱柱或其他棱柱,为了使组装变得容易,优选对置的外周侧面彼此平行,更优选外周侧面的数量为偶数(四棱、六棱、八棱、…)。棱柱的典型方案为直棱柱。棱柱的轮廓优选为对称,更优选蜂窝结构体(10)的外形是两底面为正多边形的直棱柱,以便容易使热电转换模块的接触状态(按压压力等)相对于各外周侧面而言是均等的。第一实施方式及第二实施方式中,蜂窝结构体的外形为正八棱柱状。
外周侧壁(14)的外周侧面根据蜂窝结构体(10)的外形来确定。在蜂窝结构体(10)的外形为棱柱的情况下,从与隔室延伸的方向正交的方向进行截面观察时,外周侧壁(14)的外周侧面为多边形。另一方面,外周侧壁(14)的内周侧面的形状没有特别限制。一个实施方式中,从与隔室延伸的方向正交的方向进行截面观察时,外周侧壁(14)的内周侧面可以为与外周侧壁(14)的外周侧面相对应的多边形。图6-1中,从与隔室延伸的方向正交的方向观察蜂窝结构体(10)的截面时,外周侧壁(14)的外周侧面为正六边形,外周侧壁(14)的内周侧面也为正六边形。另一个实施方式中,还可以使外周侧壁(14)的内周侧面的形状不与外周侧壁的外周侧面相对应。图6-2及图6-3中,从与隔室延伸的方向正交的方向观察蜂窝结构体(10)的截面时,外周侧壁(14)的外周侧面为正八边形,但是,外周侧壁(14)的内周侧面为圆形。
对于蜂窝结构体(10),在一个实施方式中,可以构成为:从与隔室延伸的方向正交的方向进行截面观察时,位于比外周侧壁(14)的内周侧面更靠内侧位置的整个区域由多个隔室(131)构成(例:图6-1、图6-2)。根据该实施方式,传热用的隔壁的数量增多,能够提高来自第一流体的热的回收效率。
另外,对于蜂窝结构体(10),在另一个实施方式中,可以构成为:从与隔室延伸的方向正交的方向进行截面观察时,具有从第一底面(11)的中央部贯通至第二底面(12)的中央部而形成第一流体的流路的中空部(15),在该中空部(15)的外周侧配置有多个隔室(131)(例:图6-3)。考虑到来自从中空部(15)通过的第一流体的热的回收效率低于来自从多个隔室(131)通过的第一流体的热的回收效率,可以根据假设的第一流体的温度,来确定中空部(15)的大小(截面积)。
另外,可以按能够使从中空部通过的第一流体与从多个隔室通过的第一流体之间的流量比发生变化的方式来构成热回收装置。由此,例如在第一流体的温度过高、或者流量增加而导致压力损失增大的情况下,为了防止热电转换模块受损,可以使从中空部通过的第一流体的流量比升高,从而降低向热电转换模块传递的传热量。可以构成为:能够使其变为将从多个隔室通过的第一流体的流量设为0且第一流体仅从中空部通过这样的流量比。反之,在第一流体的流量较少且想要促进热回收时,也可以使从多个隔室通过的第一流体的流量比升高,从而增加向热电转换模块传递的传热量。可以构成为:能够使其变为将从中空部通过的第一流体的流量设为0且第一流体仅从多个隔室通过这样的流量比。
例如第二实施方式所涉及的热回收装置(200)具备支路(62),该支路(62)将向蜂窝结构体(10)流入的第一流体的路径(60)分为从中空部(15)通过的路径(64)和从多个隔室(131)通过的路径(63)。图2-1所示的第二实施方式所涉及的热回收装置(200)中,在构成第一流体的路径(60)的配管所设置的多个贯通孔形成支路(62)。并且,第二实施方式所涉及的热回收装置(200)具有:能够调整从中空部(15)通过的第一流体与从多个隔室(131)通过的第一流体之间的流量比的机构。
作为流量比的调整机构,没有特别限制,可以举出如下方法,即,在蜂窝结构体(10)的第一底面(11)的上游侧或第二底面(12)的下游侧,且是在从中空部(15)通过的路径(64)及从多个隔室(131)通过的路径(63)中的一方或两方的途中设置流量控制阀(61)。流量控制阀(61)可以采用公知的任意结构,例如可以举出:闸阀、蝶阀、球阀等。流量控制阀(61)可以手动开闭,也可以通过气动致动器或电动致动器等进行自动开闭。另外,还可以采用利用了材料(蜡等)体积因温度而变化这一过程的致动器(热致动器、恒温器等)进行开闭。图2-1所示的第二实施方式所涉及的热回收装置(200)中,在第二底面(12)的下游侧、且是在从中空部(15)通过的路径(64)的途中设置有蝶阀(61)。
以免流通于中空部(15)的第一流体和流通于多个隔室(131)的第一流体相互往来,可以将两者间利用气密性的壁(66)隔开。由此,可以降低例如从流通于中空部(15)的第一流体经由多个隔室(131)而向热电转换模块(21)传递的热量。
从中空部(15)及多个隔室(131)流出的第一流体可以在蜂窝结构体(10)的第二底面(12)的下游汇合。汇合后的第一流体从同一排出口排出。
与蜂窝结构体的轴向(隔室延伸的方向)正交的截面上的隔室形状没有特别限制。从圆形、椭圆形、三角形、四边形、六边形、或其他多边形等中适当选择所期望的形状即可。图6-1及图6-2所示的实施方式中,隔室(131)的截面形状为四边形。图6-3所示的实施方式中,隔室(131)具有由内周侧的圆弧状隔壁、外周侧的圆弧状隔壁、以及在径向上延伸的二个隔壁包围而得到的形状。
蜂窝结构体的隔壁以陶瓷为主成分。“以陶瓷为主成分”是指:陶瓷在隔壁的总质量中所占据的质量比率为50质量%以上。
隔壁的气孔率优选为10%以下,更优选为5%以下,特别优选为3%以下。隔壁的气孔率还可以为0%。通过使隔壁的气孔率为10%以下,能够使热传导率得到提高。
隔壁优选为:包含热传导性高的SiC(碳化硅)作为主成分。“包含SiC(碳化硅)作为主成分”是指:SiC(碳化硅)在隔壁的总质量中所占据的质量比率为50质量%以上。
更具体而言,作为蜂窝结构体的材料,可以采用:Si含浸SiC、(Si+Al)含浸SiC、金属复合SiC、重结晶SiC、Si3N4、以及SiC等。
与蜂窝结构体的轴向(隔室延伸的方向)正交的截面上的隔室密度(即、每单位面积的隔室数量)没有特别限制。隔室密度适当设计即可,优选为4~320隔室/cm2的范围。通过使隔室密度为4隔室/cm2以上,能够使隔壁的强度、蜂窝结构体本身的强度以及有效GSA(几何学表面积)变得充分。另外,通过使隔室密度为320隔室/cm2以下,能够防止第一流体流动时的压力损失增大。
蜂窝结构体的等静压强度优选为1MPa以上,更优选为5MPa以上。如果蜂窝结构体的等静压强度为1MPa以上,则能够使蜂窝结构体的耐久性变得充分。应予说明,蜂窝结构体的等静压强度的上限值为100MPa左右。可以依据社团法人汽车技术会发行的汽车标准、即JASO标准M505-87中规定的等静压破坏强度的测定方法来测定蜂窝结构体的等静压强度。
与隔室延伸的方向正交的截面上的蜂窝结构体的直径优选为20~200mm,更优选为30~100mm。通过设为上述直径,能够使热回收效率得到提高。本说明书中,将从与隔室延伸的方向正交的截面观察时的与蜂窝结构体的外周侧面内切的最大内切圆的直径作为与隔室延伸的方向正交的截面上的蜂窝结构体的直径。
蜂窝结构体的隔室的隔壁厚度也是根据目的适当设计即可,没有特别限制。隔壁厚度优选为0.1~1mm,更优选为0.2~0.6mm。通过使隔壁厚度为0.1mm以上,能够使机械强度变得充分,防止其因冲击或热应力而破损。另外,通过使隔壁厚度为1mm以下,能够防止第一流体的压力损失增大、或者热介质透过的热回收效率降低这样的不良情况。
隔壁的密度优选为0.5~5g/cm3。通过使隔壁的密度为0.5g/cm3以上,能够使隔壁得到足够的强度,防止隔壁因第一流体从流路内(隔室内)通过时的阻力而破损。另外,通过使隔壁的密度为5g/cm3以下,能够使蜂窝结构体轻量化。通过设为上述范围的密度,能够使蜂窝结构体变得牢固,还可以获得提高热传导率的效果。应予说明,隔壁的密度是利用阿基米德法测定得到的值。
蜂窝结构体的热传导率在25℃下,优选为50W/(m·K)以上,更优选为100~300W/(m·K),特别优选为120~300W/(m·K)。通过使蜂窝结构体的热传导率在上述范围内,使得热传导性变得良好,能够效率良好地将蜂窝结构体内的热向热电转换模块传递。应予说明,热传导率的值是利用激光闪光法(JIS R1611-1997)测定得到的值。
在使来自发动机的排气作为第一流体流通于蜂窝结构体的隔室的情况下,优选使催化剂担载于蜂窝结构体的隔壁。如果使催化剂担载于隔壁,则能够通过催化反应而使排气中的CO、NOx及HC等变为无害的物质,此外,可以将催化反应时产生的反应热用于热交换。作为催化剂,优选含有选自由贵金属(铂、铑、钯、钌、铟、银、以及金)、铝、镍、锆、钛、铈、钴、锰、锌、铜、锡、铁、铌、镁、镧、钐、铋、以及钡构成的组中的至少一种元素。也可以以金属单质、金属氧化物、及除此以外的金属化合物的形式含有上述元素。
作为催化剂(催化剂金属+载体)的担载量,优选为10~400g/L。另外,如果是包含贵金属的催化剂,则担载量优选为0.1~5g/L。如果使催化剂(催化剂金属+载体)的担载量为10g/L以上,则容易表现出催化作用。另一方面,如果使催化剂的担载量为400g/L以下,则能够抑制压力损失,且抑制制造成本上升。载体是用于担载催化剂金属的载体。作为载体,优选含有选自由氧化铝、氧化铈、以及氧化锆构成的组中的至少一种。
(1-2热电转换模块)
在蜂窝结构体(10)的外周侧壁(14)的一个以上的平面状的外周侧面上对置配置有一个或多个热电转换模块(21)。为了提高热的利用效率,可以在外周侧壁(14)的所有外周侧面上对置配置一个或多个热电转换模块(21)。如果在热电转换模块(21)的两端存在温度差,则可以通过赛贝克效应而将热转化为电。本发明中,利用高温的第一流体与低温的第二流体之间的温度差,使热电转换模块(21)工作,从而将热能转化为电能。热电转换模块(21)中产生的电可以经由例如电线(22)而向各种电子设备供给,或者存储于电池。
热电转换模块(21)中,例如绝缘陶瓷制的受热基板及绝缘陶瓷制的放热基板设置于两端,在两者间配置有借助电极而交替地串联连接的N型热电转换元件及P型热电转换元件。相邻的热电转换模块可以借助配线而电连接。典型方案是:在热电转换模块(21)的靠近第一流体的端部配置有受热基板,在热电转换模块(21)的靠近第二流体的端部配置有放热基板。
热电转换模块(21)的形状没有特别限制,平板状的热电转换模块在市场上容易获得,且能够使热回收装置变得紧凑,就这一点而言较为理想。平板状的热电转换模块(21)能够容易地对置配置于蜂窝结构体(10)的外周侧壁(14)的一个以上的平面状的外周侧面上。
(1-3筒状部件)
筒状部件(32)以包含一个或多个热电转换模块(21)的方式将该蜂窝结构体(10)的外周侧面环绕被覆。筒状部件(32)能够发挥出如下效果,即,保持形状以使得在外周侧壁(14)的外周侧面对置配置有一个或多个热电转换模块(21)的结构不会坍塌的效果、以及防止第一流体和第二流体混合的效果。为了提高保形效果,优选筒状部件(32)的内周侧面直接或间接地嵌合固定于热电转换模块(21)的外周部分。本说明书中,“嵌合固定”是指:以相互嵌合的状态进行固定。因此,除了包括利用间隙嵌合、过盈嵌合、收缩嵌合等嵌合的固定方法以外,还包括利用钎焊、焊接、扩散接合等进行固定的情形等。
从提高热回收效率的观点考虑,由筒状部件(32)环绕被覆的外周侧壁(14)的外周侧面的部分的面积相对于外周侧壁(14)的外周侧面的全部面积的比例越高越理想。具体而言,该面积比例优选为80%以上,更优选为90%以上,进一步优选为100%(即、外周侧壁(14)的外周侧面全部通过筒状部件(32)而环绕被覆。)。应予说明,此处所称的“外周侧面”是指:与蜂窝结构体的轴向(隔室延伸的方向)平行的面,不包括与蜂窝结构体的轴向(隔室延伸的方向)正交的面在内。
作为筒状部件(32)的材质,能够发挥出上述效果即可,没有特别限制,优选为热传导性优异的材质,例如可以举出金属、陶瓷等,根据制造性(组装容易度)的理由,优选为金属。作为金属,例如可以使用不锈钢、钛合金、铜合金、铝合金、黄铜等,根据耐久可靠性高的理由,优选为不锈钢。
从耐久可靠性的观点考虑,筒状部件(32)的厚度优选为0.1mm以上,更优选为0.3mm以上,进一步优选为0.5mm以上。从降低热阻的观点考虑,筒状部件(32)的厚度优选为10mm以下,更优选为5mm以下,进一步优选为3mm以下。
(1-4壳体)
壳体(41)配置成:将筒状部件(32)环绕被覆。壳体(41)具有:温度比第一流体的温度低的第二流体的流入口(51)及流出口(53),在壳体(41)的内侧面与筒状部件(32)的外侧面之间,以环绕筒状部件(32)的方式形成有第二流体的流路(42)。壳体(41)优选具有将筒状部件(32)整体环绕被覆的外侧筒状部件(43)。第二流体的流路(42)并不是分别设置于各热电转换模块,而是仅设置成环绕筒状部件(32)。因此,能够容易地构建第二流体的流路(42)。
壳体(41)可以具有:第二流体的流入口(51)、将流入口(51)和外侧筒状部件(43)连结的入口导管(52)、第二流体的流出口(53)、以及将流出口(53)和外侧筒状部件(43)连结的出口导管(54)。第二流体从流入口(51)向壳体(41)内流入。接下来,第二流体在从流路(42)通过期间与第一流体进行热交换后,从流出口(53)流出。根据该构成,除了利用热电转换模块从第一流体中进行热回收以外,还能够利用热交换从第一流体中进行热回收。优选为:第二流体的流入口(51)设置于靠近第二底面(12)一侧,第二流体的流出口(53)设置于靠近第一底面(11)一侧。由此,第二流体相对于第一流体而言反向流动(逆流),因此,容易稳定地发挥出热回收性能。
优选具有筒状部件(32)的轴向(隔室延伸的方向)上的两端部处的外周侧面呈环绕状与壳体(41)的内侧面密接的结构,以使得第二流体不会漏出到外部。使筒状部件(32)的外周侧面和壳体(41)的内侧面密接的方法没有特别限制,可以举出焊接、扩散接合、钎焊等。其中,根据耐久可靠性高的理由,优选为焊接。
作为壳体(41)的材质,没有特别限制,优选为热传导性优异的材质,例如可以举出金属、陶瓷等,根据制造性(组装容易度)的理由,优选为金属。作为金属,例如可以使用不锈钢、钛合金、铜合金、铝合金、黄铜等,根据耐久可靠性高的理由,优选为不锈钢。
根据耐久可靠性的理由,壳体(41)的厚度优选为0.1mm以上,更优选为0.5mm以上,进一步优选为1mm以上。从成本、体积、重量等观点考虑,壳体(41)的厚度优选为10mm以下,更优选为5mm以下,进一步优选为3mm以下。
在将热回收装置用于从发动机的排气中回收排热的用途等情况下,壳体可以构成为:与蜂窝结构体的轴向(隔室延伸的方向)平行的方向上的两端部分能够与供发动机的排气通过的配管连接。在供排气通过的配管的内径和壳体的两端部分的内径不同的情况下,可以在配管与壳体之间具有配管的内径渐增或渐减的气体导入管,配管和壳体也可以直接连接。
第二流体没有特别限制,在热回收装置发挥出搭载于汽车的热交换器的作用的情况下,第二流体优选为水或防冻液(JIS K2234:2006中规定的LLC)。作为第二流体,还可以使用发动机油、ATF、或制冷剂氟利昂。
(1-5传热部件)
可以在一个或多个热电转换模块(21)与筒状部件(32)之间配置传热部件(31)。通过配置传热部件(31),获得提高热回收效率的效果、以及提高由筒状部件(32)带来的保形效果的效果。传热部件(31)优选构成为:尽量将一个或多个热电转换模块(21)与筒状部件(32)之间的间隙填埋。另外,从提高热回收效率且提高保形效果的观点考虑,优选筒状部件(32)的内周侧面嵌合固定于传热部件(31)的外周侧面。
例如,传热部件(31)可以具有与一个或多个热电转换模块(21)的外周侧形状一致的内周形状,另外,可以具有与筒状部件(32)的内周侧形状一致的外周形状。图1-2及图2-2所示的实施方式中,传热部件(31)的外周侧面整体形成圆筒面,并嵌合固定于呈圆筒状的筒状部件(32)的内周侧面。
作为传热部件(31)的材质,没有特别限制,优选为热传导性优异的材质,例如可以举出金属、陶瓷等,根据制造性(组装容易度)的理由,优选为金属。作为金属,例如可以使用不锈钢、钛合金、铜合金、铝合金、黄铜等,根据加工性及传热性优异的理由,优选为铝合金。
(1-6用于降低接触热阻的物质)
可以在一个或多个热电转换模块(21)与传热部件(31)之间夹有用于降低两者间的接触热阻的物质。同样地,可以在一个或多个热电转换模块(21)与外周侧壁(14)的外周侧面之间夹有用于降低两者间的接触热阻的物质。通过夹有用于降低接触热阻的物质,能够提高热回收效率。作为用于降低接触热阻的物质,可以举出:金属板、碳(石墨)片、导热片以及导热油脂。作为金属的具体例,可以举出:铝、铜、铅等软金属、焊料等合金。
<2热回收装置的制造方法>
接下来,对本发明所涉及的热回收装置的制造方法例示地进行说明。
(2-1蜂窝结构体的制作)
首先,将包含陶瓷粉末的坯土挤出为所期望的形状,制作蜂窝成型体。作为蜂窝成型体的材料,可以使用前述的陶瓷。例如,在制造以Si含浸SiC复合材料为主成分的蜂窝成型体的情况下,可以在规定量的SiC粉末中加入粘合剂和水或有机溶剂,得到混合物,对得到的混合物进行混炼,制成坯土,进行成型,得到所期望形状的蜂窝成型体。然后,将得到的蜂窝成型体干燥,在减压的惰性气体或真空下,在蜂窝成型体中含浸金属Si并烧成,由此,能够得到具有由隔壁区划形成的多个隔室的蜂窝结构体。
(2-2热电转换模块的配置)
接下来,在蜂窝结构体的各外周侧面配置所期望的数量的热电转换模块。根据需要将传热部件配置于热电转换模块的外周侧,然后,将得到的组装品插入于筒状部件。在该状态下,进行收缩嵌合,由此,筒状部件的内周侧面嵌合固定于组装品的外周侧面(例:传热部件的外周侧面)。
如上所述,制成具备蜂窝结构体、热电转换模块以及筒状部件、优选还具备传热部件的核心零件。核心零件构成为只要不从外部施加力就不会分解,由此,热回收装置的处理变得容易。
(2-3壳体的安装)
利用模具成型、弯曲加工、切削加工等方法,将具有上述构成要素的壳体成型,以将核心零件的筒状部件环绕被覆的方式将壳体与核心零件接合。典型方案是:可以将核心零件插入于壳体的外侧筒状部件,并利用焊接、钎焊等方法将两者接合。
按照上述顺序,能够制造将核心零件和壳体组合得到的热回收装置。不过,本发明的制造热回收装置的方法并不限定于之前说明的制造方法。
(2-4第三实施方式)
为了使一个或多个热电转换模块(21)的输出提高,优选一个或多个热电转换模块(21)与蜂窝结构体(10)的外周侧壁(14)密接。图3-1及图3-2示出了对于实现该目的而言有效的本发明的第三实施方式所涉及的热回收装置(300)的构成。图3-1及图3-2中,用与图1-1、图1-2、图2-1以及图2-2相同的符号表示的构成要素表示与这些附图相同的构成要素,所以省略说明。
对于第三实施方式所涉及的热回收装置(300),如图3-1所示,从壳体(41)的外周侧朝向内部的筒状部件(32)而插入螺丝(44),以螺丝(44)的前端按压筒状部件(32)。通过对筒状部件(32)进行按压,使得位于比筒状部件(32)更靠内周侧的一个或多个热电转换模块(21)也被按压,因此,热电转换模块(21)容易与蜂窝结构体(10)密接。
图3-4中示意性地示出了热电转换模块(21)与按压点之间的关系。如图3-4的(a)所示,螺丝(44)优选插入于能够对各热电转换模块(21)的重心进行按压的位置。另外,如图3-4的(b)及(c)所示,各热电转换模块(21)更优选被多个螺丝按压,进一步优选多个螺丝配置成线对称或点对称。对各热电转换模块(21)进行按压的螺丝的数量优选为5以上,更优选为9以上。
可以利用装配于壳体(41)与筒状部件(32)之间的一个或多个弹簧(45)来代替螺丝(44)对筒状部件(32)进行按压。这种情况下,优选的弹簧配置与螺丝同样。图3-3中示出了:使用弹簧代替螺丝时、从与轴向(隔室延伸的方向)正交的方向观察本发明的第三实施方式所涉及的热回收装置时的示意图。
(2-5第四实施方式)
图4-1及图4-2中示出了:对于使一个或多个热电转换模块(21)与蜂窝结构体(10)的外周侧壁(14)密接而言有效的本发明的第四实施方式所涉及的热回收装置(400)的构成。图4-1及图4-2中,用与图1-1、图1-2、图2-1以及图2-2相同的符号表示的构成要素表示与这些附图相同的构成要素,所以省略说明。
第四实施方式所涉及的热回收装置(400)中具有:利用带状部件以包含一个或多个热电转换模块(21)、优选还包含传热部件(31)的方式将该蜂窝结构体(10)的外周侧面卷绕而形成的筒状部件(32)。对于筒状部件(32)的对置的一对端缘(32a、32b),使用一个或多个紧固件(46)在两者的距离靠近的方向上施加拉伸力而进行紧固。位于比筒状部件(32)更靠内侧位置的一个或多个热电转换模块(21)通过来自筒状部件(32)的压力而朝向内侧收紧,因此,一个或多个热电转换模块(21)容易与蜂窝结构体(10)的外周侧壁(14)密接。
筒状部件(32)的对置的一对端缘(32a、32b)可以沿着蜂窝结构体(10)的轴向形成。作为紧固件(46),具有发挥出上述功能的结构即可,没有特别限制,例如可以由螺栓及螺母构成。
第四实施方式所涉及的热回收装置(400)中,壳体(41)的外侧筒状部件(43)具有:沿着筒状部件(32)的一个端缘(32a)而与筒状部件(32)的外表面接合的一个端缘(43a)、以及沿着筒状部件的另一个端缘(32b)而与筒状部件(32)的外表面接合的另一个端缘(43b)。外侧筒状部件(43)的两个端缘(43a、43b)可以沿着蜂窝结构体(10)的轴向形成。外侧筒状部件(43)的端缘(43a、43b)与筒状部件(32)接合的接合方法没有特别限制,从防止在壳体(41)内流动的第二流体泄漏的观点考虑,优选为焊接。
第四实施方式所涉及的热回收装置(400)中,外侧筒状部件(43)的两个端缘(43a、43b)彼此未接合。因此,从与轴向(隔室延伸的方向)正交的方向观察第四实施方式所涉及的热回收装置(100)时,外侧筒状部件(43)呈C字状。
(2-6第五实施方式)
图5-1及图5-2中示出了本发明的第五实施方式所涉及的热回收装置(500)的构成。图5-1及图5-2中,用与图1-1、图1-2、图2-1以及图2-2相同的符号表示的构成要素表示与这些附图相同的构成要素,所以省略说明。
第五实施方式所涉及的热回收装置(500)中,蜂窝结构体(10)具有:从与隔室延伸的方向正交的方向进行截面观察时、从第一底面(11)的中央部贯通至第二底面(12)的中央部而形成第一流体的流路的中空部(15),在该中空部(15)的外周侧配置有多个隔室(131)(图5-2)。
并且,第五实施方式所涉及的热回收装置(500)具备:
引导管(72),其从中空部(15)入口的上游侧延伸至中空部(15)出口附近;
挡板(71),其设置于中空部(15)出口附近;
第一导入口(73),其设置于比挡板(71)更靠上游侧的中空部(15)出口附近,用于向引导管(72)的外周侧引导第一流体;
折返流路(75),其形成在蜂窝结构体(10)的内周壁(76)与引导管(72)的外侧面之间,并与第一导入口(73)连通;以及
第二导入口(77),其将折返流路(75)与位于第一底面(11)侧的多个隔室(131)的入口连通。
中空部(15)出口附近是指:比蜂窝结构体(10)的轴向中央更靠下游侧的位置。引导管(72)的最下游端相对于蜂窝结构体(10)的轴向上的全长而言,自第二底面(12)起算,优选存在于0~40%的区域,更优选存在于0~20%的区域的范围。挡板(71)设置于比引导管(72)的最下游端更靠下游侧的位置,其相对于蜂窝结构体(10)的轴向上的全长而言,自第二底面(12)起算,优选设置于0~40%的区域,更优选设置于0~20%的区域。
对第五实施方式所涉及的热回收装置(500)中的第一流体的流动进行说明。第一流体被引导管(72)引导而流入中空部(15)内。第一流体因设置于中空部(15)出口附近的挡板(71)而改变流动方向,向第一导入口(73)流入。然后,第一流体在折返流路(75)内从蜂窝结构体(10)的第二底面(12)侧朝向第一底面(11)侧流动。流通于折返流路(75)的第一流体与蜂窝结构体(10)的内周壁(76)相邻,因此,发生从第一流体朝向蜂窝结构体(10)的传热。
前述的第一实施方式及第二实施方式所涉及的热回收装置(100、200)中,流通于蜂窝结构体(10)的第一流体的温度容易从第一底面(11)趋向第二底面(12)而降低。因此,存在如下趋势,即,随着靠近第二底面(12),发电量降低。然而,第五实施方式所涉及的热回收装置(500)中,第一流体在折返流路(75)中从第二底面(12)侧朝向第一底面(11)侧流动的过程中发生朝向蜂窝结构体(10)的传热,因此,蜂窝结构体(10)的第二底面(12)侧容易被加热。由此,蜂窝结构体(10)的温度在轴向上均匀化,能够整体地提高蜂窝结构体(10)的热交换效率。
第一流体从折返流路(75)流过后,通过第二导入口(77)而向位于蜂窝结构体(10)的第一底面(11)侧的多个隔室(131)的入口流入。然后,从多个隔室(131)的第二底面(12)侧的出口流出的第一流体能够经由流出口(78)而向设置于挡板(71)的下游侧且与中空部(15)隔离开的出口空间(16)排出。
<3热回收系统>
图7中示出了本发明所涉及的热回收系统的构成例。
本实施方式所涉及的热回收系统(301)具备:
第一流体的单向路径(340);
第二流体的循环路径(360),其中,第二流体的温度低于第一流体的温度;
本发明所涉及的热回收装置(330),其配置于第一流体的所述路径(340)及第二流体的所述路径(360)的途中;以及
电池(320),其存储该热回收装置(330)中生成的电。
第一流体(例如、汽车的排气)从第一流体的产生源(例如、发动机)通过单向路径(例如排气路)(340)而向热回收装置(330)的第一流体的入口流入。在第一流体的单向路径(340)为自发动机开始的排气路径的情况下,优选在排气路径的途中且是在热回收装置(330)的上游侧设置使用了催化剂的排气净化装置(350)。可以将使用了催化剂的排气净化装置(350)设置于热回收装置(330)的下游侧,不过,由于温度降低后的排气向排气净化装置(350)流入,所以有可能无法充分发挥出催化性能,因此,不理想。
另外,温度比第一流体的温度低的第二流体(例如、冷却水)通过循环路径(360)而向热回收装置(330)的第二流体的流入口流入。第二流体可以通过设置在循环路径(360)内的泵(370)而在循环路径(360)中循环。在本发明所涉及的热回收装置设置于汽车的情况下,作为泵(370),可以利用设置于发动机的冷却水泵。
在热回收装置(330)内,热电转换模块利用第一流体与第二流体之间的温度差而进行发电。生成的电经由电线(380)而存储于电池(320)。另外,在热回收装置(330)内,通过热交换而从第一流体中接收到热的第二流体从热回收装置(330)的第二流体的出口流出,从而在循环路径(360)中流动。并且,从提高热回收率的观点考虑,更优选该接收到热的第二流体被接收热的装置(310a、310b)进行热回收。在具备接收热的装置(310a、310b)的情况下,第二流体被从第二流体中接收热的装置(310a、310b)冷却后,通过循环路径(360)而再次返回热回收装置(330)。从热回收装置(330)的第一流体的出口流出的第一流体通过单向路径,向后续工序输送。例如,在第一流体为来自汽车的排气的情况下,利用消声器降低排气声后向大气中释放。
作为从第二流体中接收热的装置,没有特别限制,可以举出散热器及发动机等。特别是,以下,参照图7,对第二流体为发动机的冷却水、且从第二流体接收热的装置为发动机及散热器的情形进行说明。通常,以冷却水在发动机(310b)与散热器(310a)之间循环的方式形成有循环路径。在循环路径内设置有恒温器(390)。起动时等发动机(310b)冷却且冷却水温度较低的情况下,恒温器关闭,为了预热而使冷却水在发动机(310b)(准确地说是设置于发动机的水套)内循环。当冷却水的温度达到高温且至规定的开阀温度时,恒温器(390)打开,冷却水开始在发动机(310b)与散热器(310a)之间进行循环。
在发动机起动时的恒温器关闭时,处于发动机冷却的状态,要求进行预热。根据图7所示的实施方式,第二流体的循环路径包括:将在发动机(310b)内循环的第二流体(冷却水)中的一部分分出、使其通过热回收装置(330)后、再次返回发动机(310b)的路径。由此,能够将热回收装置(330)中回收的热用于发动机预热。即,在这种情况下,发动机(310b)为从第二流体中接收热的装置。由此,根据本实施方式所涉及的热回收系统,在发动机起动时,除了可以利用热电转换进行发电,还可以将第二流体回收到的热用于发动机(310b)的预热,此外,能够有助于改善燃油经济性。
另一方面,在发动机(310b)的温度上升且冷却水(第二流体)在散热器(310a)与发动机(310b)之间进行循环的情况下,无法将第二流体回收到的热用于发动机(310b)的预热。然而,根据图7所示的实施方式,第二流体的循环路径包括:从热回收装置(330)流出的第二流体通过散热器(310a)后、再次返回热回收装置(330)的路径。由此,热回收装置(330)中第二流体回收到的热被散热器(310a)夺去,第二流体被冷却后,可以再次在热回收装置(330)中用于热电转换。即,在这种情况下,散热器(310a)为从第二流体中接收热的装置。
符号说明
10 蜂窝结构体
11 第一底面
12 第二底面
14 外周侧壁
15 中空部
16 出口空间
21 热电转换模块
22 电线
31 传热部件
32 筒状部件
32a 筒状部件的一个端缘
32b 筒状部件的另一个端缘
38 电线
41 壳体
42 第二流体的流路
43 外侧筒状部件
43a 外侧筒状部件的一个端缘
43b 外侧筒状部件的另一个端缘
44 螺丝
45 弹簧
46 紧固件
51 第二流体的流入口
52 第二流体的入口导管
53 第二流体的流出口
54 第二流体的出口导管
60 第一流体的路径
61 流量控制阀(蝶阀)
62 支路
63 从多个隔室通过的路径
64 从中空部通过的路径
66 壁
71 挡板
72 引导管
73 第一导入口
75 折返流路
76 内周壁
77 第二导入口
78 流出口
100 热回收装置
131 隔室
132 隔壁
200 热回收装置
300 热回收装置
301 热回收系统
310a 从第二流体中接收热的装置(散热器)
310b 从第二流体中接收热的装置(发动机)
320 电池
330 热回收装置
340 第一流体的单向路径
360 第二流体的循环路径
370 泵
380 电线
390 恒温器
400 热回收装置
500 热回收装置
Claims (16)
1.一种热回收装置,其中,具备:
柱状蜂窝结构体,该柱状蜂窝结构体具有:外周侧壁,该外周侧壁具有一个以上的平面状的外周侧面、以及多个隔壁,该多个隔壁配设于外周侧壁的内侧,且区划形成多个隔室,该多个隔室从第一底面贯通至第二底面而形成第一流体的流路;
一个或多个热电转换模块,该一个或多个热电转换模块对置配置于该一个以上的平面状的外周侧面上;
筒状部件,该筒状部件以包含该一个或多个热电转换模块的方式将该蜂窝结构体的外周侧面环绕被覆;以及
壳体,该壳体将该筒状部件环绕被覆,
该多个隔壁是以陶瓷为主成分而构成的,
该壳体具有温度比第一流体的温度低的第二流体的流入口及流出口,在该壳体的内侧面与该筒状部件的外侧面之间按环绕该筒状部件的方式形成有第二流体的流路,
所述热回收装置具备:配置于所述一个或多个热电转换模块与所述筒状部件之间的传热部件,
所述热电转换模块为平板状,
所述蜂窝结构体具有从第一底面的中央部贯通至第二底面的中央部而形成第一流体的流路的中空部,在该中空部的外周侧具有所述多个隔室,
所述热回收装置还具备:
引导管,该引导管从中空部入口的上游侧延伸至中空部出口附近;
挡板,该挡板设置于中空部出口附近;
第一导入口,该第一导入口设置于比挡板更靠上游侧的中空部出口附近,用于向引导管的外周侧引导第一流体;
折返流路,该折返流路形成在蜂窝结构体的内周壁与引导管的外侧面之间,并与第一导入口连通;以及
第二导入口,该第二导入口将折返流路与位于第一底面侧的多个隔室的入口连通,
所述中空部出口附近是指:比所述蜂窝结构体的轴向中央靠下游侧且是比所述蜂窝结构体的所述第二底面靠上游侧的位置。
2.根据权利要求1所述的热回收装置,其中,
所述筒状部件的内周侧面嵌合固定于所述传热部件的外周侧面。
3.根据权利要求2所述的热回收装置,其中,
所述传热部件的外周侧面整体形成圆筒面。
4.根据权利要求1~3中的任一项所述的热回收装置,其中,
在所述一个或多个热电转换模块与所述传热部件之间夹有用于降低两者间的接触热阻的物质。
5.根据权利要求1~3中的任一项所述的热回收装置,其中,
在所述一个或多个热电转换模块与所述外周侧壁的外周侧面之间夹有用于降低两者间的接触热阻的物质。
6.根据权利要求1~3中的任一项所述的热回收装置,其中,
第一流体为来自内燃机的排气。
7.根据权利要求1~3中的任一项所述的热回收装置,其中,
第一流体为来自燃烧装置的排气。
8.根据权利要求6所述的热回收装置,其中,
第一流体为来自汽车发动机的排气。
9.根据权利要求8所述的热回收装置,其中,
第二流体为在所述发动机与所述热回收装置之间循环的冷却水。
10.根据权利要求1~3中的任一项所述的热回收装置,其中,
所述筒状部件通过从壳体的外周侧插入的一个或多个螺丝、或者、装配于所述壳体与所述筒状部件之间的一个或多个弹簧而被按压。
11.根据权利要求1~3中的任一项所述的热回收装置,其中,
所述筒状部件是利用带状部件以包含所述一个或多个热电转换模块的方式将所述蜂窝结构体的外周侧面卷绕而形成的。
12.一种热回收系统,其中,具备:
第一流体的单向路径;
第二流体的循环路径,该第二流体的温度比第一流体的温度低;
权利要求1~11中的任一项所述的热回收装置,该热回收装置配置于第一流体的所述路径及第二流体的所述路径的途中;以及
电池,该电池储存该热回收装置中生成的电。
13.根据权利要求12所述的热回收系统,其中,
所述热回收系统还具备:配置于第二流体的所述路径的途中并从自所述热回收装置的第二流体的流出口流出的第二流体中接收热的装置。
14.根据权利要求13所述的热回收系统,其中,
从第二流体中接收热的装置为散热器和/或发动机。
15.根据权利要求13或14所述的热回收系统,其中,
第二流体为发动机的冷却水。
16.根据权利要求12~14中的任一项所述的热回收系统,其中,
第一流体的所述路径为自发动机开始的排气路径,在该排气路径的途中,且是在所述热回收装置的上游侧设置有采用了催化剂的排气净化装置。
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