[发明专利]具有热电发生器的排气装置

说明书

本发明涉及一种排气装置(20)，特别是用于内燃机(22)的排气装置，其带有排气管(21)，该排气管(21)包括至少一个废气涡轮增压器(23)以及一个沿着废气的流动方向(S)继后设置的、具有热电换能级(25)的热电换能器配置组件(24)，其中，排气管(21)配置有至少一个旁通管(27)，所述旁通管在废气涡轮增压器(23)之前在上游导引废气地从排气管(2)中分岔出来，以便将废气的至少一部分(B)排入所述至少一个旁通管(27)中，其中，所述至少一个旁通管(27)在热电换能级(25)之后在下游导引废气地通入所述排气管(21)中。

技术领域

本发明涉及一种排气装置。

背景技术

例如机动车的内燃机的废气通常具有很高的热能。为了利用此热能和避免将其未加利用地排放到环境中，已知这样的排气装置，其包括一个用于废气能量回收的热电换能配置组件。这种排气装置通过部分的能量回收而能够明显提高内燃机的能量总效率。

在这种情况下使用热电发生器，已知它们可以整合在废气催化器中并且包括热电换能元件，这些换能元件基于众所周知的“塞贝克效应”将热能转换为电能。简而言之，为此利用了在换能元件的两个端部之间的温差，该温差在机动车的情况中通常存在于废气与冷却剂之间，这两种物质彼此隔离地流过热电发生器。由于热电发生器为众所周知的，故可以省略对该物理过程的详细说明。

在已知的配置组件中，在内燃机的一定运转范围内(特别是在高负载级时)会出现三种彼此独立的“过载情况”。在废气质量流量过高的情况下产生第一过载情况。这种过载情况导致排气背压上升并且导致内燃机的换气功明显上升，其中后者对满负荷油耗或者说满负荷功率具有负面影响。另一种过载情况可能通过如下情况而出现，即，将热量增强地引入被导引流过热电发生器的冷却剂中并且其不能通过与此作用联接的车辆冷却循环回路足够程度地排出。第三过载情况在超过热电发生器的热电材料的允许最高温度的情况下产生，由此该材料可能受损。为了避免这些过载情况，已知设置这样一种热电发生器，该热电发生器包括自己的旁通，该旁通例如整合在热电发生器中。这种已知配置组件附加地需要独自控制通过该旁通的流量的控制系统。

发明内容

因此本发明的目的是，提供一种排气装置，该排气装置至少部分地消除所述及的缺点并且特别是通过尽可能简单而有效的方式尽可能地避免上述三种过载情况。

此目的借助具有以下特征的排气装置得以实现，即：排气装置带有排气管，该排气管包括至少一个废气涡轮增压器以及一个沿废气的流动方向继后设置的、具有热电换能级的热电换能器配置组件，其中，所述排气管配置有至少一个旁通管，所述旁通管在废气涡轮增压器之前在上游导引废气地从所述排气管中分岔出来，以便将废气的至少一部分排入所述至少一个旁通管中，所述至少一个旁通管在所述热电换能级之后在下游导引废气地通入所述排气管中，其特征在于：所述热电换能级包括热电发生器、至少一个热交换器和一个与该热交换器联接的冷却循环回路，其中，所述至少一个热交换器与所述排气管作用联接，以便在所述排气管和与所述热交换器联接的冷却循环回路之间实现热交换，此外，所述热电换能级的热电发生器与所述冷却循环回路作用联接，使得所述热电发生器设置在冷却循环回路内部并由此在排气管外部，其中，经由与排气管作用联接的热交换器往冷却循环回路的冷却介质上实施热交换并将冷却介质加热，经加热的冷却介质接着又对热电发生器加载，其中，所述至少一个旁通管包括用于选择性地和至少部分地关闭和/或打开该旁通管的调节元件，该调节元件构造成废气涡轮增压器的废气门翻盖。

据此提供一种排气装置，特别是用于内燃机的排气装置，其带有排气管，该排气管包括至少一个废气涡轮增压器以及一个沿着废气的流动方向继后设置的、具有热电换能级的热电换能器配置组件，其中，所述排气管配置有至少一个旁通管，所述旁通管在废气涡轮增压器之前在上游导引废气地从排气管中分岔出来，以便将废气的至少一部分排入所述至少一个旁通管中。此外，所述至少一个旁通管在热电换能级之后在下游导引废气地通入所述排气管中。