(57)【要約】      （修正有）【課題】ＥＧＲシステムで使用される排気ガスの蒸気含有量を調節し、凝縮物、蒸気、ガス、灰および微粒子を除去するように構成された排気ガス再循環システムを提供する。【解決手段】排気ガスを再循環させるシステム９は、排気ガスを冷却するように構成された冷却サブシステムと、凝縮物除去サブシステムと、温度調整サブシステムとを含んでいる。冷却サブシステムは、排気ガスを第１の中間温度まで冷却するように構成された第１の冷却構成要素と、排気ガスを飽和温度を下回る温度まで冷却するように構成された第２の冷却構成要素とを含む。凝縮物除去サブシステムは、排気ガスから凝縮物および微粒子物質を除去するように構成されたミスト除去装置３９と、排気ガスが飽和温度を上回るように再加熱される再加熱器４１とを含むことができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ガスを冷却するように構成された冷却サブシステムと、
凝縮物除去サブシステムと、
温度調整サブシステムとを備える、排気ガスを再循環させるシステム。
【請求項２】
前記冷却サブシステムが、前記排気ガスを飽和温度を下回るように冷却するように構成される、請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記温度調整サブシステムが、前記排気ガスの前記温度を前記飽和温度を上回るように上昇させるように構成される、請求項１記載のシステム。
【請求項４】
前記冷却サブシステムが、前記排気ガスを第１の中間温度まで冷却するように構成された第１の冷却構成要素と、前記排気ガスを飽和温度を下回る温度まで冷却するように構成された第２の冷却構成要素とを備える、請求項１記載のシステム。
【請求項５】
前記冷却サブシステムが熱交換器である、請求項１記載のシステム。
【請求項６】
前記熱交換器が、シェルアンドチューブ形熱交換器、平板熱交換器、平板および管形熱交換器、プレートフィン熱交換器から成る群から選択された熱交換器である、請求項５記載のシステム。
【請求項７】
前記凝縮物除去サブシステムが、前記排気ガスから凝縮物を除去するように構成されたミスト除去装置を備える、請求項１記載のシステム。
【請求項８】
前記凝縮物除去サブシステムが、吸収装置として機能するように構成されたミスト除去装置を備える、請求項１記載のシステム。
【請求項９】
前記凝縮物除去サブシステムが、浄化装置として機能するように構成されたミスト除去装置を備える、請求項１記載のシステム。
【請求項１０】
前記凝縮物除去サブシステムが、前記ミスト除去装置から凝縮物を除去する導管をさらに備える、請求項７記載のシステム。
【請求項１１】
前記凝縮物が、水、溶解した有機化合物および固体粒子の混合物である、請求項１０記載のシステム。
【請求項１２】
前記ミスト除去装置が、網式、静翼式、遠心力式、音響式、電磁式、バッフル式および静電力式から成る群から選択されるミスト除去装置である、請求項７記載のシステム。
【請求項１３】
前記導管上に配置された弁をさらに備える、請求項１２記載のシステム。
【請求項１４】
前記弁を調節するための制御サブシステムをさらに備える、請求項１３記載のシステム。
【請求項１５】
燃料が燃焼され、第１の温度で排気ガスを生成する燃焼室と、
前記燃焼室と結合され前記排気ガスを収集する排気システムと、
排気ガスの温度を飽和温度を下回るように低下させるように構成された排気ガス冷却システムと、
前記排気ガス冷却システムと結合され、前記排気ガスから凝縮物を凝結させるように構成された凝縮物除去システムと、
前記凝集物除去システムおよび前記燃焼室に結合された吸気システムとを備えるエンジン。
【請求項１６】
前記排気ガス冷却システムが、
前記排気ガスを第１の温度まで冷却するように構成された第１の冷却器と、
前記排気ガスを前記飽和温度を下回るように冷却するように構成された第２の冷却器とを備える、請求項１５記載のエンジン。
【請求項１７】
前記凝縮物除去システムがミスト除去装置を備える、請求項１５記載のエンジン。
【請求項１８】
水および微粒子物質を除去するように構成されたミスト除去装置に結合された導管をさらに備える、請求項１７記載のエンジン。
【請求項１９】
前記排気ガスを前記飽和温度を上回る温度まで再加熱するように構成された排気ガス再加熱システムをさらに備える、請求項１５記載のエンジン。
【請求項２０】
排気ガスを飽和温度を下回る温度まで冷却するステップと、
前記排気ガスから凝縮物を除去するステップと、
前記排気ガスを前記飽和温度を上回る温度まで加熱するステップとを含む、排気ガスを再循環させる方法。
【請求項２１】
前記排気ガスを飽和温度を下回る温度まで冷却するステップが、
前記排気ガスを第１の中間温度まで冷却するステップと、
前記排気ガスを蒸気の飽和温度を下回る温度まで冷却するステップとを含む、請求項２０記載の方法。
【請求項２２】
前記排気ガスから凝縮物を除去するステップが、前記排気ガスがミスト除去装置を通過することで凝縮物および微粒子を除去するステップを含む、請求項２０記載の方法。
【請求項２３】
前記排気ガスを前記飽和温度を上回る温度まで加熱するステップが、前記排気ガスを前記蒸気の飽和温度を上回るまで再加熱するように構成された熱交換器を通過させるステップを含む、請求項２０記載の方法。
【請求項２４】
前記排気ガスの質量流量を調節するステップをさらに含む、請求項２０記載の方法。
【請求項２５】
前記排気から凝縮物を除去するステップが、前記凝縮液滴に付着した凝縮液滴および固体を除去するステップを含む、請求項２０記載の方法。
【請求項２６】
前記排気から凝縮物を除去するステップが、前記凝縮液滴に付着した凝縮液滴および液体を除去するステップを含む、請求項２０記載の方法。
【請求項２７】
前記排気から凝縮物を除去するステップが、前記凝縮液滴中に溶解した凝縮液滴および液体を除去するステップを含む、請求項２０記載の方法。
【請求項２８】
前記排気から凝縮物を除去するステップが、前記液滴に吸収された凝縮液滴および気体成分を除去するステップを含む、請求項２０記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示される主題は一般に、排気ガス再循環システムに関し、より具体的にはＥＧＲシステムで使用される排気ガスの蒸気含有量を調節し、凝縮物、蒸気、ガス、灰および微粒子を除去するように構成された排気ガス再循環システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関は、酸化剤によって燃焼室で燃料を燃焼させる。燃焼によって生成された膨張ガスは、ピストン、タービンブレードまたはノズルに直接的な力を加え、化学エネルギーを有用な機械エネルギーに変換する。内燃機関は多くの場合、排出に関する厳しい標準規格を満たす必要があり、これには酸化窒素（ＮＯｘ）、炭化水素（ＨＣ）、ホルムアルデヒド（ＨＣＨＯ）、一酸化炭素（ＣＯ）、アンモニア（ＮＨ３）、微粒子およびその他の排出物が含まれる。
【０００３】
排気ガス再循環（「ＥＧＲ」）を利用してＮＯｘ排出物が再利用されることで、給気を希釈し、燃焼中に達する最大温度を下げることができる。典型的には排気が冷却されることで、エンジンの作動に悪影響を与える可能性のある吸気温度の上昇を回避する。一部のケースでは、エンジン冷却剤が低温流体として使用されて、ＥＧＲシステムにおける排気ガスの温度を冷却する。
【０００４】
ＥＧＲシステムで使用される排気ガスの冷却作業と共に生じる問題は、冷却中のＥＧＲ排気ガスからの水滴の凝結である。この水滴は、エンジンシリンダ穴からの油の穴洗浄作用の一因となり、これにより潤滑を低下させる可能性がある。水滴はまた、ターボチャージャ圧縮機ブレードに悪影響を与える恐れもある。水滴はまた、ＥＧＲシステムおよびエンジン吸気システムにおける腐食を促進させる可能性もある。別の問題は、排気ガス中の水蒸気の割合に対する調節が欠如していることであり、これは、不着火とノックの間の燃焼ウィンドウにおいて安定して作動するのに必要な希釈剤の量を調節するのを難しくする可能性がある。さらに別の問題は、ＥＧＲ排気ガス中に存在する灰と微粒子がエンジン内の摩耗の一因となり得ることである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第８１０４４５６号明細書
【発明の概要】
【０００６】
一例の非制限的な実施形態によると、本発明は、排気ガスを再循環させるためのシステムに関し、これは、排気ガスを冷却するように構成された冷却サブシステムと、凝縮物除去サブシステムと、温度調整サブシステムとを含んでいる。いくつかの実施形態では、冷却サブシステムは、排気ガスを飽和温度を下回るように冷却するように構成されている。いくつかの実施形態では、凝縮物除去サブシステムは、排気から凝縮した水滴を除去し、他の排気成分を吸収および浄化するように構成されている。
【０００７】
別の実施形態において、エンジンは、燃料が燃焼され第１の温度で排気ガスを生成する燃焼室と、燃焼室と結合され排気ガスを収集する排気システムとを含む。排気ガス冷却システムは、排気ガスの温度を飽和温度を下回るように低下させるように構成されてよい。凝縮物除去システムは、排気ガス冷却システムと結合され、排気ガスから凝縮物を凝結させるように構成されてよい。吸気システムが、凝集物除去システムおよび燃焼室に結合されてよい。
【０００８】
別の実施形態において、排気ガスを再循環させる方法は、排気ガスを飽和温度を下回る温度まで冷却するステップと、排気ガスから凝縮物を除去するステップと、排気ガスを飽和温度を上回る温度まで加熱するステップとを含むことができる。
【０００９】
本発明の他の特徴および利点は、好ましい実施形態の以下のより詳細な記載を添付の図面を併せることにより明白になり、これらの図面は、一例として本発明の特定の態様の原理を例示している。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】ＥＧＲシステムの一実施形態による構成の概略図である。
【図２】ＥＧＲシステムの低圧実施形態の概略図である。
【図３】ＥＧＲシステムの高圧実施形態の概略図である。
【図４】ＥＧＲシステムの代替の高圧実施形態の概略図である。
【図５】ＥＧＲシステムの代替の高圧実施形態の概略図である。
【図６】ＥＧＲシステムの代替の高圧実施形態の概略図である。
【図７】ＥＧＲシステムで利用され得る冷却器の一実施形態の概略図である。
【図８】ＥＧＲシステムで利用され得るミスト除去装置の一実施形態の概略図である。
【図９】ＥＧＲシステムの一実施形態によって実装され得る方法を示すハイレベルのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１に示されているのは、エンジン１１を含むＥＧＲシステム９の一実施形態である。エンジン１１は、内燃機関であり、１つまたは複数のシリンダ１３と、吸気マニフォルド１５と、排気マニフォルド１７とを有することができる。排気導管１９が、排気マニフォルドに結合され、排気ガスを抜き取ることができる。排気ガスは、可変の排気ガス調節弁２３を介してＥＧＲ導管２１へと迂回させることができる。いくつかの実施形態において、オリフィスで可変の排気ガス調節弁２３を代用する場合もある。いくつかの実施形態において、図５または図６に示されるように、可変静翼を備えた、あるいはそれ無しの出力タービン８２が可変の排気ガス調節弁２３を代用する場合もある。排気ガスはその後、第１段の冷却器２７と、第２段の冷却器２９とを有する冷却器組立体２５を通過することができる。第１段の冷却器２７および第２段の冷却器２９は、熱交換器（一方の媒体から別の媒体に熱を伝える装置）であってよい。冷却器として使用することができるいくつかの熱交換器の設計が存在しており、例えばとりわけシェルアンドチューブ形熱交換器、平板熱交換器ならびに平板および管形熱交換器などである。熱交換器の冷却媒体は、空気などの気体、または水、エンジン冷却剤または冷凍剤などの液体を含むことができる。いくつかの実施形態において、単一の冷却器または複数の冷却器が使用される場合があり、各々の冷却器が、単一または複数の熱交換器を含む場合、あるいは単一の熱交換器が、複数の冷却器部分を含む場合がある。
【００１２】
第１段の冷却器２７に、第１の冷却剤の流入ポート３１と、第１の冷却剤の流出ポート３３が対応付けられる。一実施形態において、第１の冷却剤流入ポート３１に流れ込む冷却剤は、エンジン１１からのジャケット冷却剤であってよい。第２段の冷却器２９には、第２の冷却剤の流入ポート３５と、第２の冷却剤の流出ポート３７が対応付けられる。一実施形態において、第２の冷却剤の流入ポート３５に流れ込む冷却剤は、補助冷却剤タンク（図示せず）からの冷却剤であってよく、このタンクは、４０℃から７０℃の範囲の特定の温度または他の適切な温度に維持されてよい。第２段の冷却器２９が、排気ガスの温度を低下させることにより、排気ガス温度の少なくとも一部が、飽和温度または露点を下回る温度まで低下し、これにより排気中の水の少なくとも一部を液体に凝結させる。第２段の冷却器２９における排気ガスの温度を利用して、蒸気として残る水と比較して凝縮する水を割合を変えることができる。さらに１つまたは複数の熱交換器内の弁が、熱交換器に流れ込む冷却空気の量または液体の流量を変えることで、排気ガスの温度を調整することができる。凝縮液滴は、凝結し、排気ガス中に封じ込めることができる。冷却媒体の流量、冷却媒体の温度および熱交換器の設計は、排気ガスから好ましい水の凝縮効率を実現するように選択されてよい。
【００１３】
第２段の冷却器２９の中を流れる排気ガスはその後、ミスト除去装置３９内を通過することができ、ここで排気ガス中に封じ込められた凝縮液滴が凝結され、凝縮物排出ポート４０を介して除去することができる。ミスト除去装置３９は、排気ガスの流れをほぼ妨げることなく液体を収集するために大きな表面積と小さな体積を有する装置である。あるいは遠心力を利用したミスト除去装置が使用される場合もある。ミスト除去装置３９は、微細な液滴を収集し、収集した液体が凝縮物排出ポート４０を通って排水されるのを可能にする。ミスト除去装置は、複数の段を有する場合もある。
【００１４】
ミスト除去装置の表面に一時的に付着して残った凝縮液滴は、ミスト除去装置３９の効率を改善させる場合があり、ミスト除去装置３９に機能性を加えることができる。一時的に付着した液滴によって、ミスト除去装置３９は、さもなければミスト除去装置３９から滑り落ちるであろう排気ガスからの微細な凝縮した液滴を捕らえることが可能になる。また一次的に付着した液滴によって、ミスト除去装置３９が洗浄器または吸収器として作用する場合もある。排気ガス中に通常存在する固体および液体、例えば灰、リン、硫黄、カルシウム、微粒子、炭素、およびエンジンの摩耗に起因した排気中にあり得るエンジン内に存在する金属の他にこのような成分を含む化合物が、一次的に付着した液滴によって排気ガスから捕捉されるまたは浄化される場合もある。微粒子は典型的には、燃焼工程から生じる炭素質固体であり、これらはそれ自体が、例えば油または揮発性の有機化合物などの溶解した液体を含む場合がある。これに加えて、凝縮されていない水蒸気が、一次的に付着した液滴中に凝縮または吸収される場合もある。排気ガス中に存在する可溶性または非可能性液体もまた、排気ガスから吸収または浄化される場合があり、これらにはアンモニア、ホルムアルデヒド、ベンジン、エンジンオイルおよびその他が含まれる。排気の一部の気体化合物もまた、一次的に付着した液滴中に吸収される場合があり、特に酸化窒素、酸化硫黄、炭化水素ガスなどである。ミスト除去装置３９は、ミスト除去装置３９上に故意に一次的に付着した液滴を維持することで、浄化または吸収を最適化するようにサイズが決められ、そのように構成されてよい。詳細には、ミスト除去装置３９は、灰および微粒子化合物の除去を最適化するように構成されることで、このような化合物がシリンダ１３に進入しこれを損傷するのを防ぐことができる。種々のミスト除去装置が、例えば高度の表面積の網、互い違いの静翼、起伏のあるプレート、遠心力、音響エネルギー、電磁エネルギーまたは静電力を利用する様々な技術を利用して作動する。排気ガスから凝縮物を除去するいずれの装置または工程も使用されてよい。
【００１５】
ミスト除去装置３９を通って流れる排気ガスはその後、再加熱器４１を通過することができ、ここで飽和温度を超えるように再加熱される。再加熱器４１は、再加熱器流体流入ポート４３と、再加熱器流体流出ポート４５とを含む熱交換器であってよい。再加熱器は代替として、排気ガスの温度を上げるのに十分なエネルギーを排気ガスに与えるいずれの装置または工程でもよく、これにはエンジン排気からその加熱エネルギーを受け取る熱交換器、電気加熱要素または電磁波生成器が含まれる。再加熱器を通過する排気ガスはその後、再循環されてエンジン１１の吸気マニフォルド１５へと戻る。
【００１６】
ＥＧＲ流れ調節弁４７が、ＥＧＲ導管２１上の再加熱器４１の後に配置されることで、排気ガスの流量を調節することができる。ＥＧＲ流量の調節を利用して、ＥＧＲの温度または熱エネルギーを調節する、あるいはＥＧＲが取り込み給気に導入された後の結合した外気と燃料とＥＧＲ取り込み給気の温度を調節する、あるいはＥＧＲが導入され給気が燃焼された後の排気ガスの温度を調節する、あるいは取り込み給気中の外気と燃料に対してエンジンに再循環されるＥＧＲの一部を調節する、あるいは燃焼工程に対する不活性ガスとしてのＥＧＲの効果を調節することができる。
【００１７】
ＥＧＲシステム９は、１つまたは複数のＥＧＲバイパス計測装置４９、ステージ１の計測装置５１、ステージ２の計測装置５３、ミスト除去装置計測装置５５および再加熱器計測装置５７（まとめて「計測装置」とする）を備えることができる。計測装置は、温度センサ、流量センサおよび圧力センサを含むことができる。
【００１８】
ＥＧＲシステム９は、計測装置の入力６１を受け取り、排気ガス弁調節出力６３およびＥＧＲ流れ調節出力６５を提供する制御システム５９を備えることができる。追加の計測装置の入力６２が、吸気マニフォルド１６または空気取り入れ口７０から排気ガス弁出力６３またはＥＧＲ流れ調節出力６５に提供される場合もある。制御システム５９は、少なくとも１つのプロセッサを含むことができる。制御システム５９は、自動でまたは継続的にＥＧＲシステム９の作動を監視するように構成されてよい。制御システム５９は、スタンドアローンシステムとして機能する場合、あるいは内燃機関制御またはプラント制御システムなどより大型のシステムの構成要素として組み込まれる場合もある。
【００１９】
ＥＧＲシステム９は、空気取り入れポート６９を有し、空気取り入れポート６９からの空気を排気ガスと結合させるＥＧＲ混合機６７を含むことができる。排気ガスと空気の混合気は、ターボチャージャ７１に搬送することができ、このターボチャージャは、排気ガス投入ポート７５から供給される排気によって駆動されるタービン７３を有する。ターボチャージャ７１は任意選択であり、システムは、ターボチャージャ７１なしで、可変の排気ガス調節弁２３およびＥＧＲ流れ調節弁４７を利用して作動する場合もある。タービンは、排気ガスと空気の混合気を圧縮する圧縮機７７を駆動する。凝縮物排出ポート８１を有する二次的なミスト除去装置７９が、任意選択で高圧ＥＧＲ用途において設けられる場合もある。
【００２０】
作動中、ＥＧＲシステム９は、エンジン１１の吸気マニフォルド１５に供給される水蒸気の割合を調節することができ、不着火とノックの間のより安定した燃焼ウィンドウを維持する。再循環された排気ガスから水滴を除去することにより、圧縮機または循環冷却器の下流に形成される液体の水滴による穴からの油の「穴洗浄作用」を緩和させたり、なくすようにする。再循環した排気ガスから水滴を除去することにより、液滴が圧縮機の中へと進むのを回避することで、水滴が高速圧縮機ブレードに衝突することに起因する圧縮機ブレードの損傷を回避する。ミスト除去装置３９を通過した後、この排気ガスを再加熱することにより、ターボチャージャ圧縮機ブレードが液体の水滴の衝突によって損傷しないことが保証される。ＥＧＲシステム９は、低圧ＥＧＲを使用する際の圧縮機の耐久性を改善し、ＥＧＲエンジンの信頼できる作動を可能にする。ＥＧＲから水滴を除去することにより、吸気システムの腐食を最小限にする、あるいはなくすようにする。
【００２１】
ＥＧＲシステム９は、図２に示される低圧ＥＧＲシステム、図３に示される高圧ＥＧＲシステムまたはいずれかの組み合わせに実装され得ることで、ＥＧＲガスは、より高い圧力からそれより低い圧力へと流れ、そのような例は図４、図５および図６に示されている。図５および図６では、出力タービン８２は、可変の排気ガス調節弁２３を代用される場合もある。低圧ＥＧＲシステムでは、ＥＧＲの通路は、タービン７３の下流から圧縮機７７の上流側に設けられる。高圧ＥＧＲシステムでは、ＥＧＲは、タービン７３の上流から圧縮機７７の下流へと進む。
【００２２】
代替のＥＧＲシステムでは、ＥＧＲの通路は、ＥＧＲをより高い排気圧力の場所からこれより低い入り口圧力の場所へと流すように通されている。
【００２３】
図７に示されるのは、第１段冷却器２７および第２段冷却器２９などのシェルチューブ形熱交換器９１の形態の冷却器の一実施形態である。シェルアンドチューブ形熱交換器９１は筐体９３を含んでおり、筐体９３の対向する端部上に内向きに配置された一組のチューブシート９５を備える。チューブシート９５は、チューブブロック９７を支えている。筐体９３は、排気ガス投入ポート９９と、排気ガス排出ポート１０１と、冷却剤投入ポート１０３と、冷却剤排出ポート１０５とを備えている。平行な流れの冷却剤の流れ構成が使用される場合もあり、この場合冷却剤は、冷却剤投入ポート１０５に進入し、排出ポート１０５において外に出て行く。排気ガスは、排気ガス投入ポート９９に進入し、チューブブロック９７の中を通過する。冷却剤（または再加熱器の場合、加熱流体）は、冷却剤投入ポート１０３に進入し、チューブブロック９７の周りを流れ、チューブブロック９７の中を通過する排気ガスから熱を除去する（または再加熱器の場合、熱を加える）。
【００２４】
図８に示されるのは、図１に示されるＥＧＲシステム９でミスト除去装置３９として使用され得る網状のミスト除去装置１０７の一実施形態である。ミスト除去装置１０７は、排気ガス投入ポート１１１と、排気ガス排出ポート１１３とを有するミスト除去装置筐体１０９を含む。ミスト除去装置筐体１０９はまた、凝縮物排出ポート１１５を備える場合もある。ミスト除去装置筐体１０９は、円筒形の中核１１７を支持し、その上に金網１１９が配置される。飽和したガスが、排気ガス投入ポート１１に進入し、凝縮物が金網１１９によって凝結され、凝縮物排出ポート１１５から除去される。他のタイプのミスト除去装置３９が使用される場合もあり、例えば静翼式、遠心力式、音響式、電磁式、バッフル式および静電力式などである。
【００２５】
図９は、本発明の一実施形態によるＥＧＲガスの取り扱い方法１２５を示す工程図である。ステップ１２７において、方法は、第１段の冷却器２７を使用してＥＧＲガスを第１の温度まで冷却することができる。一実施形態において、排気ガスは、エンジンジャケットの冷却剤の温度まで冷却される場合もある。ステップ１２９において、ＥＧＲガスの取り扱い方法１２５は、例えば第２段の冷却器２９を使用して排気ガスを飽和温度を下回るように冷却することができる。ＥＧＲを飽和温度を下回る目的温度まで冷却することによって、排気ガス中の水蒸気の割合を調節することができる。これは第２段冷却器２９を、例えばこれより低い温度に維持された水源などの補助冷却剤供給源（図示せず）と組み合わせて使用して達成することができる。一実施形態において、補助水源の温度は、およそ５５℃であってよい。ステップ１３１において、ＥＧＲガスの取り扱い方法１２５は、水滴などの凝縮物を排気ガスから除去することができる。一実施形態において、これはミスト除去装置３９によって達成することができる。凝縮物の除去はまた、ＥＧＲシステム９の構成要素を損傷させる恐れのある他の微粒子汚染物質を除去する働きもする。凝縮物を除去した後、飽和した排気ガスの混合気が残される。ステップ１３３において、ＥＧＲガスの取り扱い方法１２５は、排気ガスを飽和温度を上回る温度まで再加熱することができる。一実施形態において、これは再加熱器４によって達成することができ、この場合加熱流体はジャケット冷却流体である。飽和した排気ガスを再加熱することによって、液滴が圧縮機ブレード内に進むことがないことが保証される。ステップ１３５において、ＥＧＲガスの取り扱い方法１２５は、排気ガスを空気と混合することで、空気と排気ガスの混合気をエンジン１１に提供することができる。
【００２６】
開示される発明は、種々のタイプの往復機関で使用することができ、例えばこれにはディーゼル燃料、天然ガス燃料、ガソリンなどの炭化水素を燃焼させる圧縮点火およびスパーク点火エンジンなどがある。これに加えて、ＥＧＲシステムは、タービンまたはＥＧＲシステムから利益を得ることができる他のタイプの燃焼機関で使用される場合もある。
【００２７】
図面中のフローチャートおよびステップ図は、本発明の種々の実施形態によるシステムの可能な実装形態の機構、機能性および動作ならびに方法を例示している。いくつかの代替の実装形態では、ステップ中で指摘される機能は、図面に指摘される順番以外で起る場合もあることに留意されたい。例えば連続して示される２つのステップは、実際には、ほぼ同時に実行される場合もあり、あるいはステップは、関連する機能によって時には逆の順番で実行される場合もある。ステップ図および／またはフローチャート図の各々のステップ、ならびにステップ図および／またはフローチャート図におけるステップの組み合わせは、特殊な機能または作用を果たす専用のハードウェアベースシステム、あるいは専用のハードウェアとコンピュータ指示の組み合わせによって実装することができる。
【００２８】
本明細書で使用される技術用語は、特定の実施形態を記載することのみを目的としており、本発明を制限することは意図されていない。用語の定義が一般に使用されるその用語の意味から外れた場合、出願人は、特に指示されていなければ以下に提示する定義を利用することを意図している。本明細書で使用されるように、単数形態「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」は、その文脈がそうでないことを明白に指摘していなければ複数形態も同様に含めることが意図されている。用語「備える」および／または「備えている」は、本明細書で使用される際、指定される特徴、整数、ステップ、動作、要素および／または構成要素の存在を特定するが、但し１つまたは複数の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成要素および／またはその集合体の存在または追加を除外しないことがさらに理解されるであろう。第１の、第２のなどの用語は、種々の要素を記述するために本明細書で使用され得るが、このような要素は、これらの用語によって制限されるべきではないことが理解されるであろう。これらの用語は単に１つの要素を別の要素から区別するのに使用されている。例えば、一例の実施形態の範囲から逸脱することなく、第１の要素が第２の要素と呼ばれる場合もあり、同様に第２の要素が、第１の要素と呼ばれる場合もある。本明細書で使用されるように、用語「および／または」は、関連して列記された１つまたは複数のアイテムのいずれかおよび全ての組み合わせを含む。本明細書で使用されるように、明細書および特許請求の範囲において使用されるフレーズ「結合された」および「〜と結合された」は、直接的または間接的な結合を企図している。
【００２９】
この書面による記載は、本発明を開示することを目的とした最適な態様を含む例を利用しており、また任意の装置またはシステムを作製し利用すること、ならびに任意の採用された方法を実行することを含め、当業者が本発明を実施することができるようにするものである。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定義されており、当業者が思い付く他の例を含むことができる。このような他の例は、それらが特許請求の範囲の文字通りの言い回しと相違ない構造上の要素を含む場合、あるいはそれらが特許請求の範囲の文字通りの言い回しとわずかな相違点を有する等価な構造上の要素を含む場合、特許請求の範囲の範囲内にあることが意図されている。
【符号の説明】
【００３０】
９  ＥＧＲシステム
１１  エンジン
１３  シリンダ
１５  吸気マニフォルド
１７  排気マニフォルド
１９  排気導管
２１  ＥＧＲ導管
２３  排気ガス調節弁
２５  冷却器組立体
２７  第１段の冷却器
２９  第２段の冷却器
３１  第１の冷却剤流入ポート
３３  第１の冷却剤流出ポート
３５  第２の冷却剤流入ポート
３７  第２の冷却剤流出ポート
３９  ミスト除去装置
４０  凝縮物排出ポート
４１  再加熱器
４３  再加熱器流体流入ポート
４５  再加熱器流体流出ポート
４７  ＥＧＲ流れ調節弁
４９  ＥＧＲバイパス計測装置
５１  ステージ１の計測装置
５３  ステージ２の計測装置
５５  ミスト除去装置計測装置
５７  再加熱器計測装置
５９  制御システム
６１  計測装置の入力
６２  計測装置の入力
６３  排気ガス弁調節出力
６５  ＥＧＲ流れ調節出力
６７  ＥＧＲ混合機
６９  空気取り入れポート
７１  ターボチャージャ
７３  タービン
７５  排気ガス投入
７７  圧縮機
７９  二次的なミスト除去装置
８１  凝縮物排出
９１  シェルアンドチューブ形熱交換器
９３  筐体
９５  チューブシート
９７  チューブブロック
９９  排気ガス投入
１０１  排気ガス排出
１０３  冷却剤投入
１０５  冷却剤排出
１０７  網状のミスト除去装置
１０９  ミスト除去装置筐体
１１１  排気ガス投入ポート
１１３  排気ガス排出ポート
１１５  凝縮物排出ポート
１１７  シリンダの中核
１１９  金網
１２５  ＥＧＲの取り扱い方法
１２７  ＥＧＲを第１の温度まで冷却する
１２９  ＥＧＲを飽和温度を下回るように冷却する
１３１  凝縮物を除去する
１３３  ＥＧＲを飽和温度を超えるように再加熱する
１３５  排気ガスを空気と混合する
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【外国語明細書】
2014129812000001.pdf