(57)【要約】【課題】液化天然ガスを燃料とするＥＧＲシステムを備える内燃機関において、熱電交換素子との熱交換を効果的に行い、燃料の温度及びＥＧＲシステムにより還流される排気ガスの温度の調整を行うことを可能にするＥＧＲ冷却装置を提供することを課題とする。【解決手段】ＥＧＲ冷却装置１０１は、液化天然ガスを燃料とし燃料気化器１７を備えるエンジン１のＥＧＲシステム１１１に設けられる。さらに、ＥＧＲクーラ８と、ＥＧＲ冷却水供給通路１１と、ＥＧＲ冷却水排出通路１２と、冷却水供給通路１３と、燃料気化器用水供給通路１５と、冷却水供給通路１３及びＥＧＲ冷却水供給通路１１の第一連通部１１ａを、ＥＧＲ冷却水排出通路１２及び燃料気化器用水供給通路１５の第二連通部１２ａに連通する水連通通路１４と、第一連通部１１ａに設けられる通路の切替弁１９と、ＥＧＲクーラ８を冷却すると共に燃料気化器１７を加熱するペルチェ素子部１０とを備える。【選択図】図１
2010121470.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液化天然ガスを燃料とし、前記液化天然ガス燃料を気化する燃料気化器を備える内燃機関において、前記内燃機関から排出される排気ガスを前記内燃機関の吸気系統に還流させるＥＧＲシステムに設けられ、還流される前記排気ガスを冷却するＥＧＲ冷却装置であって、
前記排気ガスを前記内燃機関の前記吸気系統に還流するＥＧＲ通路に設けられ、前記ＥＧＲ通路の内部を流通する前記排気ガスを冷却するＥＧＲクーラと、
前記ＥＧＲクーラを冷却する水を前記ＥＧＲクーラに供給するためのＥＧＲ冷却水供給通路と、
前記ＥＧＲクーラを流通した前記水を排出するためのＥＧＲ冷却水排出通路と、
前記ＥＧＲ冷却水供給通路に連通し、前記ＥＧＲクーラを冷却する前記水を前記ＥＧＲ冷却水供給通路に供給するための冷却水供給通路と、
前記ＥＧＲ冷却水排出通路に連通し、前記ＥＧＲ冷却水排出通路から排出される前記水を、前記燃料気化器に供給するための燃料気化器用水供給通路と、
前記冷却水供給通路が前記ＥＧＲ冷却水供給通路に連通する連通部である第一連通部を、前記ＥＧＲ冷却水排出通路が前記燃料気化器用水供給通路に連通する連通部である第二連通部に連通する水連通通路と、
前記第一連通部に設けられ、前記冷却水供給通路から供給される前記水を前記ＥＧＲ冷却水供給通路及び前記水連通通路のいずれかに切り替えて流通させる切替弁と、
通電されることにより、前記ＥＧＲ冷却水を冷却すると共に、前記燃料気化器用水を加熱する熱電変換素子と
を備えるＥＧＲ冷却装置。
【請求項２】
前記熱電変換素子は、
前記冷却水供給通路及び前記燃料気化器用水供給通路の間に設けられ、通電されると、前記冷却水供給通路に対して吸熱して前記冷却水供給通路の内部の前記水を冷却し、前記燃料気化器用水供給通路に対して放熱して前記燃料気化器用水供給通路の内部の前記水を加熱する
請求項１に記載のＥＧＲ冷却装置。
【請求項３】
前記熱電変換素子はペルチェ素子である請求項１または２に記載のＥＧＲ冷却装置。
【請求項４】
前記ＥＧＲ冷却水排出通路に逆止弁を有し、
前記逆止弁は、前記ＥＧＲクーラから前記第二連通部に向かう前記水の流れを許容し、前記第二連通部から前記ＥＧＲクーラに向かう前記水の流れを阻止する
請求項１〜３のいずれか一項に記載のＥＧＲ冷却装置。
【請求項５】
液化天然ガスを燃料とし、前記液化天然ガス燃料を気化する燃料気化器を備える内燃機関に設けられ、前記内燃機関から排出される排気ガスを前記内燃機関の吸気系統に還流させるＥＧＲシステムであって、内部を流通する水を利用して還流される前記排気ガスを冷却するＥＧＲクーラを有するＥＧＲシステムにおいて、
前記還流される排気ガスを冷却するＥＧＲ冷却方法であって、
前記内燃機関の冷間時であり、且つ、前記ＥＧＲシステムを介して前記排気ガスを還流させる場合、
前記ＥＧＲクーラを冷却する前記水を前記ＥＧＲクーラに供給し、
前記ＥＧＲクーラから排出される前記水を前記燃料気化器に供給し、
熱変換素子を通電するステップを行い、
前記ステップにより、前記熱電変換素子が、前記ＥＧＲクーラを冷却すると共に、前記燃料気化器を加熱するＥＧＲ冷却方法。
【請求項６】
前記熱電変換素子は、通電されると、
前記ＥＧＲクーラに供給される前記水に対して吸熱して前記ＥＧＲクーラに供給される前記水を冷却すると共に、
前記ＥＧＲクーラから排出される前記水に対して放熱して前記ＥＧＲクーラから排出される前記水を加熱する
請求項５に記載のＥＧＲ冷却方法。
【請求項７】
請求項５または６に記載のＥＧＲ冷却方法であって、
前記内燃機関の暖機後であり、且つ、前記ＥＧＲシステムを介して前記排気ガスを還流させる場合、
前記ＥＧＲクーラを冷却する前記水を前記ＥＧＲクーラに供給し、
前記ＥＧＲクーラから排出される前記水を前記燃料気化器に供給し、
前記熱変換素子を通電しないステップ
をさらに行うＥＧＲ冷却方法。
【請求項８】
請求項７に記載のＥＧＲ冷却方法であって、
前記内燃機関の暖機後であり、且つ、前記ＥＧＲシステムを介して前記排気ガスを還流させない場合、
前記ＥＧＲクーラを冷却する前記水が前記水連通通路を通るように前記切替弁を切り替えることにより、前記水を前記ＥＧＲクーラに対してバイパスさせて、前記燃料気化器に供給し、
前記熱変換素子を通電しないステップ
をさらに行うＥＧＲ冷却方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、液化天然ガスを燃料とする内燃機関における排気ガス再循環（ＥＧＲ）システムの冷却装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１に記載されるエンジンでは、排気ガスの一部をエンジンの吸気系統に還流させ、吸入空気に混入させることによって、エンジンにおける燃焼温度を下げ、窒素酸化物の発生を抑制するＥＧＲシステムが使用されている。そして、このＥＧＲシステムには、還流される排気ガス（ＥＧＲガス）を冷却し、エンジンにおける燃焼温度を下げるために、エンジンへ還流される排気ガスの通路にＥＧＲクーラが設けられている。
さらに、ＥＧＲクーラには、熱電変換素子であるペルチェ素子が設けられている。ペルチェ素子は、直流電流が流されると、一方の面で吸熱を起こし、他方の面で放熱を起こす。さらに、ペルチェ素子は、流される直流電流の方向により、吸熱及び発熱を起こす面が逆になる。このため、ペルチェ素子は、流される直流電流の方向により、冷却水を温めたり冷却することができ、この特質を利用して、ＥＧＲクーラを加熱・冷却してＥＧＲガスの温度を所望の温度に調整している。
【０００３】
また、特許文献２には、天然ガス等を燃料とし、複数気筒を有する予混合圧縮自着火機関において、その各気筒に連通する吸気分岐管にペルチェ・クーラを設けた構成が記載されている。ペルチェ・クーラは、ペルチェ素子を利用したクーラ装置であり、流される電流の方向により、吸気分岐管に対して冷却又は加熱作用を起こす。そして、このペルチェ・クーラにより各気筒における燃料及び吸入空気からなる混合ガスの温度を最適に制御し、各気筒における負荷変動や燃焼の不一致の低減を図っている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−６８６０８号公報
【特許文献２】特開２００２−２２１０６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された発明では、ペルチェ素子は、ＥＧＲクーラとの接触面に対して、流される電流の方向に応じて発生する冷却或いは加熱作用の一方を利用するために、用いられているに過ぎない。
また、特許文献２に記載された発明でも、ペルチェ素子の有する冷却或いは加熱作用の一方を利用しているに過ぎない。
そこで、ペルチェ素子は、電流を流されると、２箇所において吸熱及び放熱が同時に起こるものであるため、吸熱側である低温部及び放熱側である高温部において、互いに熱交換を行うようにすることが、ペルチェ素子に付与される電気エネルギーを効率的に利用する上で望ましい。しかしながら、特許文献１及び２に記載された発明は、ペルチェ素子の発生する一方のエネルギーしか利用しておらず、ペルチェ素子の発生するエネルギー、すなわち、このエネルギーを発生させるためのペルチェ素子に付与される電気エネルギーを有効に利用できていないという問題がある。
このため、特許文献１及び２において、ペルチェ素子等の熱電交換素子を用いるメリットは少ないと考えられる。
【０００６】
この発明は、これらのような問題点を解決するためになされたもので、天然ガスを燃料とするＥＧＲシステムを備える内燃機関において、熱電交換素子との熱交換を効果的に行い、燃料の温度及びＥＧＲシステムにより還流される排気ガスの温度の調整を行うことのできるＥＧＲ冷却装置及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係るＥＧＲ冷却装置は、液化天然ガスを燃料とし、液化天然ガス燃料を気化する燃料気化器を備える内燃機関において、内燃機関から排出される排気ガスを内燃機関の吸気系統に還流させるＥＧＲシステムに設けられ、還流される排気ガスを冷却するＥＧＲ冷却装置であって、排気ガスを内燃機関の吸気系統に還流するＥＧＲ通路に設けられ、ＥＧＲ通路の内部を流通する排気ガスを冷却するＥＧＲクーラと、ＥＧＲクーラを冷却する水をＥＧＲクーラに供給するためのＥＧＲ冷却水供給通路と、ＥＧＲクーラを流通した水を排出するためのＥＧＲ冷却水排出通路と、ＥＧＲ冷却水供給通路に連通し、ＥＧＲクーラを冷却する水をＥＧＲ冷却水供給通路に供給するための冷却水供給通路と、ＥＧＲ冷却水排出通路に連通し、ＥＧＲ冷却水排出通路から排出される水を、燃料気化器に供給するための燃料気化器用水供給通路と、冷却水供給通路がＥＧＲ冷却水供給通路に連通する連通部である第一連通部を、ＥＧＲ冷却水排出通路が燃料気化器用水供給通路に連通する連通部である第二連通部に連通する水連通通路と、第一連通部に設けられ、冷却水供給通路から供給される水をＥＧＲ冷却水供給通路及び水連通通路のいずれかに切り替えて流通させる切替弁と、通電されることにより、ＥＧＲ冷却水を冷却すると共に、燃料気化器用水を加熱する熱電変換素子とを備えることを特徴とするものである。
【０００８】
これによって、熱電変換素子は、ＥＧＲクーラ及び燃料気化器の間で熱交換を有効に行い、ＥＧＲクーラを冷却することにより還流される排気ガスの温度を下降させてＥＧＲシステムの効率を向上させると共に、燃料気化器を加熱することにより燃料気化器に流入する冷却水の温度を上昇させて燃料の気化効率を向上させる。また、ＥＧＲクーラを流通した後の温度の上昇した水を燃料気化器に供給する構成を有することにより、排気ガスがＥＧＲクーラを流通するＥＧＲシステムの稼働時において、燃料気化器の気化効率が向上する。さらに、内燃機関の状態に基づき熱電変換素子の通電のＯＮ／ＯＦＦを制御することにより、内燃機関の状態に合わせてＥＧＲクーラ及び燃料気化器の温度が効果的に制御される。そして、これにより、熱電変換素子による消費電力が低減される。また、切替弁を切り替えることにより、ＥＧＲシステムの稼働時にはＥＧＲクーラに水を流通させ、ＥＧＲシステムの非稼働時にはＥＧＲクーラをバイパスさせて水を燃料気化器に供給するようにすることができる。よって、ＥＧＲシステムの非稼働時において、ＥＧＲクーラによる水の冷却損失が低減される。
【０００９】
熱電変換素子は、冷却水供給通路及び燃料気化器用水供給通路の間に設けられ、通電されると、冷却水供給通路に対して吸熱して冷却水供給通路の内部の水を冷却し、燃料気化器用水供給通路に対して放熱して燃料気化器用水供給通路の内部の水を加熱してもよい。これによって、熱電変換素子は、水が流通する通路との間で熱交換するようにして設けられるため、熱的な耐熱性が要求されない。よって、熱電変換素子のコストを低減することができる。
熱電変換素子としては、構造が簡素なペルチェ素子が好適である。
なお、熱電変換素子は、ＥＧＲクーラ及び燃料気化器のそれぞれに隣接して設けられ、通電されると、ＥＧＲクーラに対して吸熱してＥＧＲクーラを冷却し、燃料気化器に対して放熱して燃料気化器を加熱してもよい。
【００１０】
ＥＧＲ冷却水排出通路に逆止弁を有し、逆止弁は、ＥＧＲクーラから第二連通部に向かう水の流れを許容し、第二連通部からＥＧＲクーラに向かう水の流れを阻止してもよい。これによって、逆止弁により、ＥＧＲクーラへの水の逆流が防止され、さらには、ＥＧＲ冷却装置を流通する水の逆流が防止され、ＥＧＲ冷却装置における水の流通が確保される。
【００１１】
この発明に係るＥＧＲ冷却方法は、液化天然ガスを燃料とし、液化天然ガス燃料を気化する燃料気化器を備える内燃機関に設けられ、内燃機関から排出される排気ガスを内燃機関の吸気系統に還流させるＥＧＲシステムであって、内部を流通する水を利用して還流される排気ガスを冷却するＥＧＲクーラを有するＥＧＲシステムにおいて、還流される排気ガスを冷却するＥＧＲ冷却方法であって、内燃機関の冷間時であり、且つ、ＥＧＲシステムを介して排気ガスを還流させる場合、ＥＧＲクーラを冷却する水をＥＧＲクーラに供給し、ＥＧＲクーラから排出される水を燃料気化器に供給し、熱変換素子を通電するステップを行い、上記ステップにより、熱電変換素子が、ＥＧＲクーラを冷却すると共に、燃料気化器を加熱することを特徴とするものである。
【００１２】
これによって、熱電変換素子は、ＥＧＲクーラ及び燃料気化器の間で熱交換を有効に行い、ＥＧＲクーラ及び燃料気化器の温度を調整することにより、燃料及びＥＧＲシステムにより還流される排気ガスの温度を調整する。さらに、熱電変換素子は、ＥＧＲクーラの冷却によりＥＧＲシステムの効率の向上、及び、燃料気化器の加熱により燃料気化器における燃料の気化効率を向上させる。また、ＥＧＲクーラに供給され温度を上昇させて排出された水を燃料気化器に供給することにより、ＥＧＲシステムの稼働時において、燃料気化器の気化効率が向上する。
【００１３】
熱電変換素子は、通電されると、ＥＧＲクーラに供給される水に対して吸熱してＥＧＲクーラに供給される水を冷却すると共に、ＥＧＲクーラから排出される水に対して放熱してＥＧＲクーラから排出される水を加熱してもよい。これによって、熱電変換素子は、水との間で熱交換するため、耐熱性が要求されない。よって、熱電変換素子のコストを低減することができる。
【００１４】
ＥＧＲ冷却方法は、内燃機関の暖機後であり、且つ、ＥＧＲシステムを介して排気ガスを還流させる場合、ＥＧＲクーラを冷却する水をＥＧＲクーラに供給し、ＥＧＲクーラから排出される水を燃料気化器に供給し、熱変換素子を通電しないステップをさらに行ってもよい。これによって、内燃機関の運転状態に基づき熱電変換素子の通電をＯＦＦ制御することにより、内燃機関の運転状態に合わせてＥＧＲクーラ及び燃料気化器の温度が適切な温度に制御され、さらには、熱電変換素子による消費電力が低減される。
【００１５】
ＥＧＲ冷却方法は、内燃機関の暖機後であり、且つ、ＥＧＲシステムを介して排気ガスを還流させない場合、水連通通路を通るように切替弁を切り替えて、ＥＧＲクーラを冷却する水を、ＥＧＲクーラをバイパスさせて、燃料気化器に供給し、熱変換素子を通電しないステップをさらに行ってもよい。これによって、ＥＧＲシステムの非稼働時、ＥＧＲクーラをバイパスさせて水を燃料気化器に供給するようにすることにより、ＥＧＲクーラにおける水の冷却損失が低減される。
【発明の効果】
【００１６】
この発明によれば、ＥＧＲ冷却装置及び方法は、液化天然ガスを燃料とするＥＧＲシステムを備える内燃機関において、熱電交換素子との熱交換を効果的に行い、燃料の温度及びＥＧＲシステムにより還流される排気ガスの温度の調整を行うことを可能にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、この発明の実施の形態について、添付図に基づいて説明する。なお、以下の実施の形態は、液化天然ガス（ＬＰＧ）を燃料とする内燃機関を搭載する車両に用いられる形態を示すものである。
実施の形態１．
まず、図１及び２を使用して、この発明の実施の形態１に係るＥＧＲ冷却装置１０１及びＥＧＲ冷却装置１０１を備える内燃機関の構成を示す。
【００１８】
図１を参照すると、内燃機関であるディーゼルエンジン１の各シリンダ１ａは、燃料及び空気の混合ガスを各シリンダ１ａに配分するインテークマニホールド１ｂと、各シリンダ１ａから排出される排気ガスを集約するエキゾーストマニホールド１ｃとに連通する。インテークマニホールド１ｂには吸気通路２が接続されており、吸気通路２におけるインテークマニホールド１ｂと反対側となる端部はエアクリーナ３に接続されている。よって、外気である吸入空気は、エアクリーナ３及び吸気通路２を介して、エンジン１に導入されるようになっている。なお、エアクリーナ３は、外気に含まれるゴミ、埃及び異物等を捕捉し、これらがエンジン１に侵入することを防止するものである。
【００１９】
一方、エキゾーストマニホールド１ｃには、排気通路４が接続されており、排気通路４におけるエキゾーストマニホールド１ｃ反対側となる端部は、エンジン１の稼働時における排気音を低減するマフラ５に接続されている。さらに、排気通路４の途中には、排気ガス中の粒子状物質や窒素酸化物の含有量を低減する排気ガス処理装置６が設けられている。排気ガス処理装置６は、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕捉するフィルタであるＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）装置や、窒素酸化物の含有量を低減する触媒等によって構成されている。
【００２０】
また、排気通路４における排気ガス処理装置６及びマフラ５の間には、排気通路４を吸気通路２に連通するＥＧＲ通路７が設けられ、ＥＧＲ通路７は、排気通路４と第一接続部７ａで接続し、吸気通路２と第二接続部７ｂで接続している。なお、ＥＧＲ通路７は、エンジン１から排出される排気ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気通路２、すなわちエンジン１の吸気系統に還流するものである。さらに、ＥＧＲ通路７には、その内部を流通するＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ８が設けられている。また、ＥＧＲ通路７において、ＥＧＲクーラ８と、ＥＧＲ通路７及び吸気通路２における第二接続部７ｂとの間には、ＥＧＲ通路７を開閉するＥＧＲバルブ９が設けられている。なお、ＥＧＲバルブ９は、図示しない車両のＥＣＵに電気的に接続されており、このＥＣＵの制御によりＥＧＲ通路７の流路断面積を０〜１００％まで変更することができる。
ここで、ＥＧＲ通路７、ＥＧＲクーラ８、及びＥＧＲバルブ９は、ＥＧＲシステム１１１を構成している。
【００２１】
また、吸気通路２には、ＥＧＲ通路７の第二接続部７ｂ及びインテークマニホールド１ｂの間において、エアクリーナ３を介して吸気通路２に吸入される吸入空気と燃料であるＬＰＧとを混合するミキサ１８が設けられている。さらに、ミキサ１８には、燃料をミキサ１８に供給するためのＬＰＧ導入通路１７ａが接続されている。ＬＰＧ導入通路１７ａは、ミキサ１８と反対側となる端部において、燃料気化器１７に接続されており、燃料気化器１７は、ＬＰＧ供給通路１７ｂにより図示しない燃料タンクに連通している。燃料気化器１７は、ベーパライザとも称され、図示しない燃料タンクからの高圧の液体燃料を減圧・気化ものであり、大気圧より多少高い一定圧力の高圧気化燃料に減圧調整するものである。さらに、燃料気化器１７の内部には、水が流通するようになっている。
よって、図示しない燃料タンクから供給される高圧の液体燃料は、燃料気化器１７において大気圧より多少高い一定圧力に減圧・気化されて、燃料ガスとしてミキサ１８に圧送される。さらに、圧送された燃料ガスは、ミキサ１８において吸入空気と混合され、混合ガスとして、吸気通路２を介してエンジン１のインテークマニホールド１ｂに供給される。
【００２２】
次に、ＥＧＲクーラ８は、内部を冷却水が流通する水冷式になっている。そして、ＥＧＲクーラ８には、ＥＧＲクーラ８の内部に冷却水を供給するためのＥＧＲ冷却水供給通路１１、及びＥＧＲクーラ８の内部を流通した冷却水を排出ためのＥＧＲ冷却水排出通路１２が接続されている。
また、ＥＧＲ冷却水排出通路１２の途中には、逆止弁１２ｂが設けられている。逆止弁１２ｂは、ＥＧＲクーラ８から延出するＥＧＲ冷却水排出通路１２の端部１２ａに向かう冷却水の流れを許容し、端部１２ａからＥＧＲクーラ８に向かう冷却水の流れを阻止する。そして、この逆止弁１２ｂは、ＥＧＲ冷却装置１０１を搭載する図示しない車両の振動や傾き等により、ＥＧＲ冷却水排出通路１２内の冷却水がＥＧＲクーラ８に逆流することを防止する。
【００２３】
さらに、ＥＧＲクーラ８から延出するＥＧＲ冷却水供給通路１１の端部１１ａには、エンジン１の内部をＥＧＲ冷却水供給通路１１に連通する冷却水供給通路１３が接続されている。冷却水供給通路１３は、エンジン１の内部を流通する冷却水をＥＧＲ冷却水供給通路１１に供給するものである。また、冷却水供給通路１３及びＥＧＲ冷却水供給通路１１の接続部である端部１１ａ、すなわち第一連通部１１ａには、水連通通路１４が接続されており、これら３つの通路は第一連通部１１ａにおいて互いに連通する。水連通通路１４は、第一連通部１１ａと反対側となる端部において、ＥＧＲ冷却水排出通路１２の端部１２ａと接続している。
また、第一連通部１１ａには、切替弁１９が設けられている。切替弁１９は、図示しないＥＣＵに電気的に接続されており、このＥＣＵの制御により、冷却水供給通路１３から供給される冷却水を、ＥＧＲ冷却水供給通路１１、或いは、水連通通路１４のいずれかに切り替えて流通させるものである。
【００２４】
また、ＥＧＲ冷却水排出通路１２及び水連通通路１４の接続部である端部１２ａ、すなわち第二連通部１２ａには、燃料気化器用水供給通路１５が接続されており、これら３つの通路は第二連通部１２ａにおいて互いに連通する。燃料気化器用水供給通路１５は、第二連通部１２ａと反対側となる端部において、燃料気化器１７に接続しており、燃料気化器１７の内部に連通して冷却水を燃料気化器１７に供給するものである。さらに、燃料気化器１７には、その内部を流通した冷却水を排出するための燃料気化器用水排出通路１６が接続されている。燃料気化器用水排出通路１６は、燃料気化器１７と反対側となる端部においてエンジン１の内部に連通し、燃料気化器１７の内部を流通した冷却水をエンジン１に戻すようになっている。
【００２５】
また、燃料気化器用水供給通路１５は、その途中の一部に二重管部１５ａを有して、冷却水供給通路１３と共に二重管構造を形成しており、二重管部１５ａは冷却水供給通路１３を外側から囲むような形状をしている。
さらに、燃料気化器用水供給通路１５の二重管部１５ａにおいて、冷却水供給通路１３の外側には、熱電交換素子であるペルチェ素子部１０が円筒状に巻き付けられている。ペルチェ素子部１０は、Ｐ型半導体とＮ型半導体とを金属片で接合したペルチェ素子を多数配置することによって構成されるものである。そして、ペルチェ素子は、直流電流を流されることにより、吸熱を起こす部位と放熱を起こす部位とを同時に発生するものである。
なお、熱電交換素子は、ペルチェ素子に限らず、吸熱と放熱とを同時に起こすものであればよい。
【００２６】
図２を参照すると、ペルチェ素子部１０には、一つの方向にのみ直流電流を流すようになっている直流電源３０が電気的に接続されている。直流電源３０により通電されると、ペルチェ素子部１０は、その外周面１０ａにおいて放熱を起こすと同時に、内周面１０ｂにおいて吸熱を起こすようになっている。すなわち、ペルチェ素子部１０は、外周面１０ａと内周面１０ｂとで熱交換を行うものである。よって、ペルチェ素子部１０は、燃料気化器用水供給通路１５及び冷却水供給通路１３の間に設けられ、通電されることにより、冷却水供給通路１３の内部の冷却水を冷却して、冷却により吸熱した熱量を内周面１０ｂから外周面１０ａに移動させ、燃料気化器用水供給通路１５の内部の冷却水を加熱する。
このようにして、ＥＧＲ冷却装置１０１は、ＥＧＲクーラ８、ＥＧＲ冷却水供給通路１１、ＥＧＲ冷却水排出通路１２、冷却水供給通路１３、水連通通路１４、燃料気化器用水供給通路１５、切替弁１９、及びペルチェ素子部１０によって、構成されている。
【００２７】
次に、図１〜３を使用して、この発明の実施の形態１に係るＥＧＲ冷却装置１０１及びＥＧＲ冷却装置１０１を備えるエンジン１の動作を示す。
そこで、まず、エンジン１の動作を説明する。
図１を参照すると、エンジン１の稼働時、エアクリーナ３を介して、吸気通路２に外気が吸入される。さらに、吸入された外気、すなわち、吸入空気は、吸気通路２のミキサ１８に吸入される。吸入空気は、ミキサ１８おいて、図示しない燃料タンクから燃料気化器１７を介してミキサ１８に圧送される燃料ガスと混合された後、混合ガスとして、インテークマニホールド１ｂに供給される。インテークマニホールド１ｂに供給された混合ガスは、エンジン１のシリンダ１ａ内に吸入され、シリンダ１ａ内において燃焼された後、排気ガスとして排気通路４に排出される。排気通路４に排出された排気ガスは、排気ガス処理装置６において、粒子状物質及び窒素酸化物の含有量を低減された後、マフラ５を介して図示しない車両の外部に排出される。
【００２８】
また、排気通路４に排出されて排気ガス処理装置６を通過した排気ガスの一部は、ＥＧＲ通路７に流入する。流入した排気ガス、すなわち、ＥＧＲガスは、ＥＧＲクーラ８によって冷却された後、ＥＧＲバルブ９を経由して、吸気通路２に流入する。流入したＥＧＲガスは、エアクリーナ３を介して吸気通路２に吸入された吸入空気と混合されて、ミキサ１８に吸入され、上述と同様にして、ミキサ１８において燃料ガスと混合され、インテークマニホールド１ｂを介してエンジン１に供給される。
なお、ＥＧＲバルブ９は、電気的に接続された図示しないＥＣＵの制御により、ＥＧＲ通路７の流路面積を変更して、ＥＧＲ通路７を流通するＥＧＲガスの流量を調整する。例えば、エンジン１のアイドリング状態や高負荷の状態では、ＥＧＲバルブ９はＥＧＲ通路７を閉鎖し、吸気通路２へのＥＧＲガスの還流が行われない。すなわち、ＥＧＲシステム１１１が稼働されない。
【００２９】
次に、ＥＧＲ冷却装置１０１の動作を説明する。
図１を参照すると、エンジン１の内部を流通して、エンジン１を冷却する冷却水の一部が、冷却水供給通路１３を介してエンジン１の外部に流出する。流出した冷却水は、冷却水供給通路１３を流通し、切替弁１９の制御により、ＥＧＲ冷却水供給通路１１、或いは、水連通通路１４に流入する。
【００３０】
切替弁１９の制御により、冷却水がＥＧＲ冷却水供給通路１１に流入した場合、流入した冷却水は、ＥＧＲクーラ８の内部に流入し、ＥＧＲクーラ８内を流通した後、ＥＧＲ冷却水排出通路１２に排出される。排出された冷却水は、ＥＧＲ冷却水排出通路１２の逆止弁１２ｂを通過し、燃料気化器用水供給通路１５に流入する。さらに、燃料気化器用水供給通路１５に流入した冷却水は、燃料気化器用水供給通路１５の二重管部１５ａを通過して、燃料気化器１７に流入し、燃料気化器１７内を流通した後、燃料気化器用水排出通路１６に排出される。排出された冷却水は、燃料気化器用水排出通路１６を介して、エンジン１の内部に戻される。なお、この冷却水の流通経路は、図２における実線矢印によって示される。
また、ＥＧＲ冷却装置１０１を搭載する図示しない車両に振動や傾き等が発生した場合でも、逆止弁１２ｂによりＥＧＲ冷却水排出通路１２内の冷却水はＥＧＲクーラ８に逆流しないため、上述に示すＥＧＲ冷却装置１０１内の冷却水の流通が確保される。
【００３１】
一方、切替弁１９の制御により、冷却水が水連通通路１４に流入した場合、流入した冷却水は、燃料気化器用水供給通路１５に流入する。なお、ＥＧＲ冷却水排出通路１２には逆止弁１２ｂが設けられているため、水連通通路１４に流入した冷却水が、ＥＧＲ冷却水排出通路１２を介してＥＧＲクーラ８に逆流することはない。また、燃料気化器用水供給通路１５に流入した冷却水は、上述の切替弁１９の制御により冷却水がＥＧＲ冷却水供給通路１１に流入した場合と同様にして、燃料気化器１７及び燃料気化器用水排出通路１６を介して、エンジン１の内部に戻される。なお、この冷却水の流通経路は、図３における実線矢印によって示される。
【００３２】
ここで、切替弁１９の制御についてさらに詳細に説明する。
切替弁１９は、冷間時であるか暖機後であるかというようなエンジン１の状態、及び、ＥＧＲシステム１１１の稼働、すなわち、ＥＧＲガスのエンジン１への還流の有無に基づき、以下のように制御される。なお、エンジン１が冷間時であるかどうかといった判別は、エンジン１の内部を流通する冷却水の温度によって行われる。すなわち、冷却水の温度が所定の温度より低い場合、エンジン１は冷間時であるとされ、所定の温度以上の場合、エンジン１は冷間時でないとされる。なお、この冷間時を判別する冷却水の温度の閾値は、エンジン１の型式によって異なる。
【００３３】
まず、エンジン１の冷間時の場合（状態ａ１）、ＥＧＲバルブ９が開かれて、ＥＧＲシステム１１１が稼働され、ＥＧＲガスはＥＧＲ通路７を介して吸気通路２、すなわち、エンジン１に還流される。
この状態（ａ１）のとき、ＥＧＲクーラ８には、比較的低温の冷却水を流すことが必要であるため、切替弁１９は、冷却水供給通路１３を流通する冷却水をＥＧＲ冷却水供給通路１１に流入させるように、図示しないＥＣＵにより制御される。そして、冷却水は、図２の実線矢印に示される経路に沿って流通する。
さらに、図２を参照すると、直流電源３０によりペルチェ素子部１０は通電される。すなわち、ペルチェ素子部１０がＯＮ状態とされる。よって、ペルチェ素子部１０は、内周面１０ｂにおいて冷却水供給通路１３に対して吸熱すると共に、外周面１０ａにおいて燃料気化器用水供給通路１５の二重管部１５ａ内に対して放熱する。
【００３４】
これにより、冷却水供給通路１３を流通する冷却水は、二重管部１５ａのペルチェ素子部１０の吸熱によって冷却された後、切替弁１９及びＥＧＲ冷却水供給通路１１を介して、ＥＧＲクーラ８に供給される。ＥＧＲクーラ８に供給された冷却水は、ＥＧＲクーラ８を冷却し、温度を多少上昇させた状態でＥＧＲクーラ８より排出される。排出された冷却水は、ＥＧＲ冷却水排出通路１２を介して、燃料気化器用水供給通路１５の二重管部１５ａを流通し、燃料気化器１７に供給される。さらに、燃料気化器１７内を流通した冷却水は、燃料気化器用水排出通路１６を介して、エンジン１に戻される。
【００３５】
なお、二重管部１５ａを流通する冷却水は、ペルチェ素子部１０の放熱によって加熱されるため、さらに昇温されて高温な状態とされる。そこで、燃料気化器１７内を流通する高温の冷却水は、燃料気化器１７内を流通する図示しない燃料タンクから供給された液体燃料を昇温させるため、燃料の噴射不良を引き起こすような燃料気化器１７内における燃料の結露を防ぎ、燃料の気化効率を向上させる。さらに、エンジン１の冷間時において燃料気化器１７を加熱することにより、燃料気化器１７の凍結を防止する。
また、同時に、ペルチェ素子部１０の吸熱によって冷却された冷却水は、ＥＧＲクーラ８を効果的に冷却することによって、ＥＧＲガスを冷却し、ＥＧＲガスの還流効率を向上させる。
従って、状態（ａ１）の場合、ペルチェ素子部１０は、通電されることによって、ＥＧＲクーラ８へ供給される冷却水の冷却、及び、燃料気化器１７へ供給される冷却水の加熱を同時に行い、ＥＧＲクーラ８及び燃料気化器１７に供給する冷却水の温度を適切に制御して、ＥＧＲガスの還流効率及び燃料の気化効率を向上させる。
【００３６】
次に、図１に戻り、エンジン１の冷間時でない暖機後の場合において、エンジン１の運転状態により、ＥＧＲシステム１１１が稼働される場合と稼働されない場合がある。例えば、エンジン１のアイドリング状態や高負荷状態では、ＥＧＲシステム１１１は稼働されず、ＥＧＲバルブ９が閉じられてＥＧＲガスは吸気通路２に還流されない。一方、上述の状態と異なるエンジン１の通常の運転状態では、ＥＧＲシステム１１１は稼働され、ＥＧＲバルブ９が開かれてＥＧＲガスが吸気通路２に還流される。
そこで、ＥＧＲバルブ９が開かれて、ＥＧＲシステム１１１が稼働される場合（状態ｂ１）、ＥＧＲ通路７を介して還流されるＥＧＲガスを冷却するために、ＥＧＲクーラ８には冷却水を流す必要がある。このため、切替弁１９は、冷却水供給通路１３を流通する冷却水をＥＧＲ冷却水供給通路１１に流入させるように、図示しないＥＣＵにより制御される。このとき、冷却水は、図２の実線矢印に示される経路に沿って流通する。
【００３７】
また、図２を参照すると、エンジン１の暖機後では、エンジン１を流通する冷却水の温度も上昇しており、また、ＥＧＲクーラ８を冷却した後の冷却水は、その温度がさらに上昇している。このため、ＥＧＲクーラ８を冷却した後の冷却水を、燃料気化器用水供給通路１５を介して、そのまま燃料気化器１７に供給させても、燃料気化器１７に供給された液体燃料は、この冷却水により十分に昇温され、燃料気化器１７において効果的に気化される。よって、ＥＧＲクーラ８を冷却した後の冷却水は、燃料気化器用水供給通路１５の二重管部１５ａのペルチェ素子部１０によって加熱される必要がない。
【００３８】
また、エンジン１が通常の運転状態では、ＥＧＲクーラ８は、エンジン１から冷却水供給通路１３を介して供給される冷却水により、ＥＧＲ通路７を流通するＥＧＲガスを十分に冷却することができる。よって、ＥＧＲクーラ８に供給される冷却水は、燃料気化器用水供給通路１５の二重管部１５ａのペルチェ素子部１０によって冷却される必要がない。
このため、ペルチェ素子部１０は直流電源３０により通電されない。すなわち、ペルチェ素子部１０がＯＦＦ状態とされる。
【００３９】
なお、エンジン１が高回転連続運転のような燃料を大量に使用する場合、ペルチェ素子部１０がＯＮ状態とされて、供給される冷却水を昇温して燃料気化器１７において燃料の気化効率の向上が図られる。また、図示しない車両の渋滞時等、エンジン１からＥＧＲクーラ８に供給される冷却水の温度が高温となる場合、ペルチェ素子部１０がＯＮ状態とされて、ＥＧＲクーラ８に供給される冷却水の冷却が図られる。
従って、状態（ｂ１）の場合、ペルチェ素子部１０は、ＯＮ又はＯＦＦの状態に制御されることによって、エンジン１の状態に合わせて、ＥＧＲクーラ８へ供給される冷却水の温度、及び、燃料気化器１７へ供給される冷却水の温度を適切に制御し、ＥＧＲガスの還流効率及び燃料の気化効率が適切に制御される。また、ペルチェ素子部１０が必要に応じてＯＦＦ状態とされることにより、使用電力が低減される。
【００４０】
次に、図１に戻り、エンジン１が暖機後であり、且つ、ＥＧＲバルブ９が閉じられて、ＥＧＲシステム１１１が稼働されない場合（状態ｃ１）、ＥＧＲガスはＥＧＲ通路７を介して吸気通路２に還流されないため、ＥＧＲクーラ８には冷却水を流す必要がない。このとき、切替弁１９は、冷却水供給通路１３を流通する冷却水を水連通通路１４に流入させるように、図示しないＥＣＵにより制御される。水連通通路１４に流入した冷却水は、ＥＧＲ冷却水排出通路１２の逆止弁１２ｂによりＥＧＲクーラ８に向かって流通することを阻止されるため、燃料気化器用水供給通路１５に流入し、さらに、燃料気化器１７に供給される。よって、冷却水は、図３の実線矢印に示される経路に沿って流通する。
【００４１】
また、図３を参照すると、エンジン１の暖機後では、エンジン１から供給された冷却水は、その温度が上昇している。このため、この冷却水が、燃料気化器用水供給通路１５を介して、そのまま燃料気化器１７に供給されても、燃料気化器１７に供給された液体燃料は、この冷却水により十分に昇温され、燃料気化器１７において十分に気化される。よって、燃料気化器１７に供給される冷却水は、燃料気化器用水供給通路１５の二重管部１５ａのペルチェ素子部１０によって加熱される必要がない。
よって、ペルチェ素子部１０はＯＦＦ状態とされる。
なお、エンジン１が高負荷連続運転のような燃料を大量に使用する場合、ペルチェ素子部１０がＯＮ状態とされて、燃料気化器１７において燃料の気化効率の向上が図られる。
【００４２】
従って、状態（ｃ１）の場合、ペルチェ素子部１０は、ＯＦＦ状態とされることにより、使用電力を低減する。また、ＥＧＲクーラ８の冷却が必要ないことから、冷却水の経路を状態（ａ１）及び（ｂ１）に対して変更し、冷却水がＥＧＲクーラ８をバイパスするようにしたため、ＥＧＲクーラ８の冷却といった不要な冷却による冷却水の冷却損失が低減される。
上述のように、エンジン１の状態、及び、ＥＧＲシステム１１１の稼働、すなわち、ＥＧＲガスのエンジン１への還流の有無に基づき、切替弁１９及びペルチェ素子部１０が、状態（ａ１）〜（ｃ１）に示されるように、制御される。
【００４３】
このように、実施の形態１に係るＥＧＲ冷却装置１０１は、液化天然ガスを燃料とし、液化天然ガス燃料を気化する燃料気化器１７を備えるエンジン１において、エンジン１から排出される排気ガスをエンジン１の吸気系統に還流させるＥＧＲシステム１１１に設けられ、還流される排気ガスを冷却する。さらに、ＥＧＲ冷却装置１０１は、排気ガスをエンジン１の吸気系統に還流するＥＧＲ通路７に設けられ、ＥＧＲ通路７の内部を流通する排気ガスを冷却するＥＧＲクーラ８と、ＥＧＲクーラ８を冷却する水をＥＧＲクーラ８に供給するためのＥＧＲ冷却水供給通路１１と、ＥＧＲクーラ８を流通した水を排出するためのＥＧＲ冷却水排出通路１２と、ＥＧＲ冷却水供給通路１１に連通し、ＥＧＲクーラ８を冷却する水をＥＧＲ冷却水供給通路１１に供給するための冷却水供給通路１３と、ＥＧＲ冷却水排出通路１２に連通し、ＥＧＲ冷却水排出通路１２から排出される水を、燃料気化器１７に供給するための燃料気化器用水供給通路１５と、冷却水供給通路１３がＥＧＲ冷却水供給通路１１に連通する連通部である第一連通部１１ａを、ＥＧＲ冷却水排出通路１２が燃料気化器用水供給通路１５に連通する連通部である第二連通部１２ａに連通する水連通通路１４と、第一連通部１１ａに設けられ、冷却水供給通路１３から供給される水をＥＧＲ冷却水供給通路１１及び水連通通路１４のいずれかに切り替えて流通させる切替弁１９と、通電されることにより、ＥＧＲクーラ８を冷却すると共に、燃料気化器１７を加熱するペルチェ素子部１０とを備える。
【００４４】
これによって、ペルチェ素子部１０は、ＥＧＲクーラ８及び燃料気化器１７の間で熱交換を有効に行い、ＥＧＲクーラ８の冷却によりＥＧＲガスの温度を下降させてＥＧＲシステム１１１の効率を向上させると共に、燃料気化器１７の加熱により燃料気化器１７における燃料の温度を上昇させて燃料の気化効率を向上させることができる。また、ＥＧＲクーラ８を流通した後の温度の上昇した冷却水を燃料気化器１７に供給する構成を有することにより、ＥＧＲシステム１１１の稼働時において、燃料気化器１７の気化効率が向上する。さらに、エンジン１の状態に基づきペルチェ素子部１０の通電のＯＮ／ＯＦＦを制御することにより、エンジン１の状態に合わせてＥＧＲクーラ８及び燃料気化器１７の温度の効果的な制御が可能になる。そして、これにより、ペルチェ素子部１０による消費電力の低減も可能になる。また、切替弁１９の切り替えにより、ＥＧＲシステム１１１の稼働時にはＥＧＲクーラ８に冷却水を流通させ、ＥＧＲシステム１１１の非稼働時にはＥＧＲクーラ８をバイパスさせて冷却水を燃料気化器１７に供給するようにする。これにより、ＥＧＲシステム１１１の非稼働時において、ＥＧＲクーラ８による冷却水の冷却損失の低減が可能になる。
【００４５】
また、ペルチェ素子部１０は、冷却水供給通路１３及び燃料気化器用水供給通路１５の二重管部１５ａの間に設けられており、通電されると、冷却水供給通路１３の内部の冷却水に対して吸熱して冷却する共に、燃料気化器用水供給通路１５の内部の冷却水に対して放熱して加熱する。よって、ペルチェ素子部１０は冷却水が流通する通路との間で熱交換するため熱的な耐熱性が要求されず、コストを低減することができる。
また、エンジン１の冷間時において、ペルチェ素子部１０が冷却水に対して放熱し、燃料気化器１７を加熱する構成とすることにより、燃料気化器１７の凍結を防止することができる。
また、ＥＧＲ冷却水排出通路１２に逆止弁１２ｂを設けることにより、ＥＧＲクーラ８への冷却水の逆流が防止され、さらには、ＥＧＲ冷却装置１０１を流通する冷却水の逆流を防止し、ＥＧＲ冷却装置１０１における冷却水の流通を確保することができる。
【００４６】
また、ペルチェ素子部１０を構成するペルチェ素子は素子自体の面積が小さいものであるため、ペルチェ素子部１０は設置場所の形状を問わない。さらに、ペルチェ素子は、吸熱及び放熱による熱の移動を効率的に行うことができるものである。よって、ペルチェ素子部１０は、設置のためのスペースが小さくてよく、設置のためのレイアウトにも自由度を有する。このため、熱電交換素子としてペルチェ素子部１０を使用することにより、車両におけるスペースを有効に使用することができる。
また、実施の形態１において、冷却水供給通路１３及び燃料気化器用水供給通路１５は、二重管構造を有し、ペルチェ素子部１０を介して隣接していたが、これに限られるものではない。冷却水供給通路１３及び燃料気化器用水供給通路１５は、並列に配置され、ペルチェ素子部１０を介して隣接してもよい。
【００４７】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２に係るＥＧＲ冷却装置１０２の構成は、実施の形態１のＥＧＲ冷却装置１０１において、ペルチェ素子部１０がＥＧＲクーラ８に供給される冷却水を冷却すると共に、燃料気化器１７に供給される冷却水を加熱していたものを、ペルチェ素子部がＥＧＲクーラを直接冷却すると共に燃料気化器を直接加熱するようにしたものである。
なお、以下の実施の形態において、前出した図における参照符号と同一の符号は、同一または同様な構成要素であるので、その詳細な説明は省略する。
【００４８】
まず、図１及び４を使用して、この発明の実施の形態２に係るＥＧＲ冷却装置１０２の構成を示す。
図４を参照すると、ＥＧＲクーラ８及び燃料気化器２７は、ペルチェ素子部２０を介して、隣接して配置されている。そして、ペルチェ素子部２０には、直流電源３０が電気的に接続されている。
また、実施の形態１のＥＧＲ冷却装置１０１と同様にして、ＥＧＲクーラ８には、ＥＧＲ冷却水供給通路１１及びＥＧＲ冷却水排出通路１２が接続されており、燃料気化器２７には、燃料気化器用水供給通路２５及び燃料気化器用水排出通路２６が接続されている。
【００４９】
さらに、ＥＧＲ冷却水供給通路１１は、第一連通部１１ａにおいて、冷却水供給通路１３及び水連通通路１４に連通する。そして、ＥＧＲ冷却水排出通路１２は、第二連通部１２ａにおいて、水連通通路１４及び燃料気化器用水供給通路２５に連通する。そして、第一連通部１１ａには、切替弁１９が設けられている。
また、燃料気化器２７は、ＬＰＧ導入通路２７ａによりミキサ１８（図１参照）に連通しており、ＬＰＧ供給通路２７ｂにより図示しない燃料タンクに連通している。
また、この発明の実施の形態２に係るＥＧＲ冷却装置１０２のその他の構成は、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。
【００５０】
次に、図１及び４を使用して、この発明の実施の形態２に係るＥＧＲ冷却装置１０２の動作を示す。
図４を参照すると、ＥＧＲ冷却装置１０２は、実施の形態１のＥＧＲ冷却装置１０１と同様にして、エンジン１の状態、及び、ＥＧＲシステム１１１（図１参照）の稼働、すなわち、ＥＧＲガスのエンジン１への還流の有無に基づき、切替弁１９及びペルチェ素子部２０が制御される。
【００５１】
状態（ａ２）であるエンジン１の冷間時の場合、実施の形態１のＥＧＲ冷却装置１０１における状態（ａ１）と同様にして、ＥＧＲバルブ９（図１参照）は開かれ、切替弁１９は、冷却水供給通路１３を流通する冷却水をＥＧＲ冷却水供給通路１１に流入させるように制御される。すなわち、冷却水は、図４の実線矢印に示される経路に沿って流通する。そして、ペルチェ素子部２０は、直流電源３０により通電されてＯＮ状態とされる。
このとき、ペルチェ素子部２０は、内周面２０ｂにおいてＥＧＲクーラ８に対して吸熱し、外周面２０ａにおいて燃料気化器２７に対して放熱する。
従って、ペルチェ素子部２０がＯＮ状態とされ、ＥＧＲクーラ８がペルチェ素子部２０の吸熱によって冷却されることによって、ＥＧＲガスは効果的に冷却され、ＥＧＲガスの還流効率が向上する。また同時に、燃料気化器２７がペルチェ素子部２０の放熱によって加熱されることによって、燃料気化器２７に供給される液体燃料は加熱される。これにより、燃料気化器２７内において燃料の結露の発生が防止され、燃料の気化効率が向上する。
【００５２】
次に、状態（ｂ２）であるエンジン１の暖機後であり、且つ、ＥＧＲバルブ９（図１参照）が開かれる場合、実施の形態１のＥＧＲ冷却装置１０１における状態（ｂ１）と同様にして、切替弁１９は、冷却水供給通路１３を流通する冷却水をＥＧＲ冷却水供給通路１１に流入させるように制御される。すなわち、冷却水は、図４の実線矢印に示される経路に沿って流通する。
エンジン１が通常の運転状態では、ＥＧＲクーラ８の冷却及び燃料気化器２７の加熱が必要ないため、ペルチェ素子部２０は、直流電源３０により通電されず、ＯＦＦ状態とされる。
【００５３】
一方、エンジン１が高回転連続運転のような燃料を大量に使用する場合や、エンジン１からＥＧＲクーラ８に供給される冷却水の温度が高温となる場合、燃料気化器２７における燃料の気化効率の向上や、ＥＧＲクーラ８の冷却のために、ペルチェ素子部２０がＯＮ状態とされる。
従って、ペルチェ素子部２０がＯＮ又はＯＦＦの状態に制御されることによって、エンジン１の状態に合わせて、ＥＧＲクーラ８の温度及び燃料気化器２７の温度が適切に制御され、ＥＧＲガスの還流効率及び燃料の気化効率が適切に制御される。また、必要に応じてペルチェ素子部２０のＯＦＦ状態とすることにより、使用電力が低減される。
【００５４】
さらに、状態（ｃ２）であるエンジン１の暖機後であり、且つ、ＥＧＲバルブ９（図１参照）が閉じられる場合、実施の形態１のＥＧＲ冷却装置１０１における状態（ｃ１）と同様にして、切替弁１９は、冷却水供給通路１３を流通する冷却水を水連通通路１４に流入させるように制御される。水連通通路１４に流入した冷却水は、燃料気化器用水供給通路１５を介して、燃料気化器２７に供給される。すなわち、冷却水は、図４の破線矢印に示される経路に沿って流通する。このとき、ＥＧＲクーラ８の冷却及び燃料気化器２７の加熱が必要ないため、ペルチェ素子部２０は、直流電源３０により通電されず、ＯＦＦ状態とされる。なお、エンジン１が高負荷連続運転のような燃料を大量に使用する場合、燃料気化器２７における燃料の気化効率の向上のために、ペルチェ素子部２０がＯＮ状態とされる。
【００５５】
従って、ペルチェ素子部２０がＯＦＦ状態とされることにより、使用電力が低減される。また、冷却水の経路を、冷却水がＥＧＲクーラ８をバイパスするようにしたため、不要な冷却による冷却水の冷却損失が低減される。
また、この発明の実施の形態２に係るＥＧＲ冷却装置１０２のその他の動作は、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。
【００５６】
このように、実施の形態２に係るＥＧＲ冷却装置１０２において、上記実施の形態１のＥＧＲ冷却装置１０１におけるペルチェ素子部１０のコストの低減効果を除き、ＥＧＲ冷却装置１０１と同様な効果が得られる。
また、実施の形態２において、ＥＧＲクーラ８及び燃料気化器２７は、ペルチェ素子部２０を介して並列に隣接して配置されていたが、これに限られるものではない。燃料気化器２７の周りを囲むようにＥＧＲクーラ８を設け、ペルチェ素子部２０を介して互いに隣接するように配置してもよい。
また、実施の形態１及び２において、冷却水供給通路１３及び燃料気化器用水排出通路１６，２６は、いずれもエンジン１に直接接続されていたが、これに限られるものではない。これらの一方或いは双方ともラジエターに接続されていてもよい。
また、実施の形態１及び２に係るＥＧＲ冷却装置１０１及び１０２は、車両に搭載されていたが、これに限られるものではなく、定置式の発電機等に搭載されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】この発明の実施の形態１に係るＥＧＲ冷却装置を備える内燃機関の概略構成を示す全体系統図である。
【図２】図１のＥＧＲ冷却装置の動作を示す図であって、状態（ａ１）及び（ｂ１）を示す図である。
【図３】図１のＥＧＲ冷却装置の動作を示す図であって、状態（ｃ１）を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態２に係るＥＧＲ冷却装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００５８】
１  エンジン、２  吸気通路（吸気系統）、７  ＥＧＲ通路、８  ＥＧＲクーラ、１０，２０  ペルチェ素子部（熱電交換素子）、１１  冷却水供給通路、１１ａ  第一連通部，端部、１２  冷却水排出通路、１２ｂ  逆止弁、１２ａ  第二連通部，端部、１３  冷却水供給通路、１４  水連通通路、１５，２５  燃料気化器用水供給通路、１６，２６  燃料気化器用水排出通路、１７，２７  燃料気化器、１９  切替弁、１０１，１０２  ＥＧＲ冷却装置、１１１  ＥＧＲシステム。
【図１】
2010121470.tif 000003
【図２】
2010121470.tif 000004
【図３】
2010121470.tif 000005
【図４】
2010121470.tif 000006