(57)【要約】【課題】連続的にＥＧＲを導入しつつ、吸水部材の再生も行うことが可能な水分吸着装置を提供する。【解決手段】再循環流路１４，１６を流れる排ガスが第１水分吸着部２８１に流れ、パージ流路１５を流れる排ガスが第２水分吸着部２８２に流れる状態と、再循環流路１４，１６を流れる排ガスが第２水分吸着部２８２に流れ、パージ流路１５を流れる排ガスが第１水分吸着部２８１に流れる状態と、を切り替える。【選択図】図１
2018025109.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＥＧＲシステムに用いられる水分吸着装置（２８，２８Ａ，２８Ｂ）であって、
水分吸着剤を含む第１水分吸着部（２８１，２８１Ａ）と、
水分吸着剤を含み前記第１水分吸着部とは区切られてなる第２水分吸着部（２８２，２８２Ａ）と、
エンジン（１０）から排出される排ガスの少なくとも一部を前記エンジンへの吸気流路（１１）に還流させる再循環流路（１４，１６）に繋がる再循環側接続流路（２８３，２８４）と、
排ガスの一部を前記第１水分吸着部及び前記第２水分吸着部に導き、吸着した水分を放出させるパージ流路（１５，１５Ａ）に繋がるパージ側接続流路（２８５，２８６）と、
前記再循環側接続流路と前記第１水分吸着部とが接続され、前記パージ側接続流路と前記第２水分吸着部とが接続される状態と、前記再循環側接続流路と前記第２水分吸着部とが接続され、前記パージ側接続流路と前記第１水分吸着部とが接続される状態と、を切り替える切替部（２８７，２８７Ａ，２８７Ｂ，２８８，２８８Ｂ）と、を備える水分吸着装置。
【請求項２】
前記パージ側接続流路を流れる排ガスは、前記再循環側接続流路を流れる排ガスよりも、温度が高く相対湿度が低い、請求項１記載の水分吸着装置。
【請求項３】
前記再循環側接続流路には、前記エンジンから排出される排ガスを冷却して前記吸気流路に還流させる冷却装置（２７）を通った排ガスが流入する、請求項２記載の水分吸着装置。
【請求項４】
前記第１水分吸着部及び前記第２水分吸着部は、前記冷却装置よりも下流側に設けられている、請求項３記載の水分吸着装置。
【請求項５】
ＥＧＲシステムであって、
水分吸着剤を含む第１水分吸着部（２８１，２８１Ａ）と、
水分吸着剤を含み前記第１水分吸着部とは区切られてなる第２水分吸着部（２８２，２８２Ａ）と、
エンジン（１０）から排出される排ガスの少なくとも一部を前記エンジンへの吸気流路（１１）に還流させる再循環流路（１４，１６）に繋がる再循環側接続流路（２８３，２８４）と、
排ガスの一部を前記第１水分吸着部及び前記第２水分吸着部に導き、吸着した水分を放出させるパージ流路（１５，１５Ａ）に繋がるパージ側接続流路（２８５，２８６）と、
前記再循環側接続流路と前記第１水分吸着部とが接続され、前記パージ側接続流路と前記第２水分吸着部とが接続される状態と、前記再循環側接続流路と前記第２水分吸着部とが接続され、前記パージ側接続流路と前記第１水分吸着部とが接続される状態と、を切り替える切替部（２８７，２８７Ａ，２８７Ｂ，２８８，２８８Ｂ）と、を備え、
前記再循環流路及び前記パージ流路は、前記エンジンから排ガスを外部に放出するための主排気流路（１２）から分岐して設けられており、
前記主排気流路の前記再循環流路及び前記パージ流路が分岐するところよりも下流側に、前記主排気流路に流れる排ガスの流量と前記再循環流路及び前記パージ流路に流れる排ガスの流量とを調整する分岐量調整部（２６，３０，３１）が設けられている、ＥＧＲシステム。
【請求項６】
前記パージ流路（１５）は、前記主排気流路から分岐したところよりも下流側において前記主排気流路に再接続されている、請求項５記載のＥＧＲシステム。
【請求項７】
前記パージ流路（１５Ａ）は、前記吸気流路に再接続されている、請求項５記載のＥＧＲシステム。
【請求項８】
前記パージ流路に、前記吸気流路からのリークが発生しないようにパージ弁（３２）が設けられている、請求項７記載のＥＧＲシステム。
【請求項９】
前記再循環流路には、前記再循環流路を流れる排ガスの流量を調整するＥＧＲ調整弁（２９）が設けられている、請求項５から７のいずれか１項記載のＥＧＲシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水分吸着装置及びその水分吸着装置を適用したＥＧＲシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジン排ガスの浄化、燃費向上といった効果を発揮するため、エンジンにＥＧＲシステムが適用されている。ＥＧＲとは、Ｅｘｈａｕｓｔ  Ｇａｓ  Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎの略であり、ＮＯｘ（窒素酸化物）低減やノッキング抑制のために、エンジンから排出される排ガスの一部をエンジンの吸気流路に還流させる再循環流路を設けた排気再循環のことである。ＥＧＲシステムでは、例えば、空気の充填効率の確保や部品耐熱保護、より多くのＥＧＲガスを吸気に還流させるために、何らかの冷却手段で排ガスの温度を下げてエンジンの吸気側に供給することが求められる。
【０００３】
下記特許文献１では、冷却手段として排ガスの再循環流路にＥＧＲクーラを設けている。また、ＥＧＲクーラを設けた場合に、再循環流路に流れる排ガスに凝縮水が発生することから、この凝縮水を除去するために水分吸着装置を設けた場合の工夫について開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−２１８９５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１では、ＥＧＲクーラの下流側に水分吸着装置を設けることで、ＥＧＲクーラによって排ガス中の水分が冷却されて発生する凝縮水を吸水除去している。水分除去装置は、温度により吸着可能な水分量である飽和吸着量が変化する。例えば１００℃ぐらいの低温の方が、例えば３００℃ぐらいの高温よりも飽和吸着量が多い。吸水部材は凝縮水を吸収することで吸水量が飽和し、吸水能力が低下することから、再循環流路に排ガスを還流させないＥＧＲカット運転時に、吸水部材に高温の排ガスを流して吸収した水分を放出させて再生している。
【０００６】
上記特許文献１に記載の水分吸着装置では、ＥＧＲカット運転時にのみ吸水部材の再生が可能となるため、再循環流路を通して再循環させる排ガスから凝縮水を除去し続けながら、ＥＧＲガスを連続的に導入するこができない。
【０００７】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ＥＧＲガスを導入しているときに、並行して水分吸着装置における吸水部材の再生を行うことが可能な水分吸着装置及びＥＧＲシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明に係る水分吸着装置は、ＥＧＲシステムに用いられる水分吸着装置（２８，２８Ａ，２８Ｂ）であって、水分吸着剤を含む第１水分吸着部（２８１，２８１Ａ）と、水分吸着剤を含み前記第１水分吸着部とは区切られてなる第２水分吸着部（２８２，２８２Ａ）と、エンジンから排出される排ガスの少なくとも一部を前記エンジンへの吸気流路に還流させる再循環流路に繋がる再循環側接続流路（２８３，２８４）と、排ガスの一部を前記水分吸着装置に導き、前記第１水分吸着剤及び前記第２水分吸着剤が吸着した水分を放出させるパージ流路に繋がるパージ側接続流路（２８５，２８６）と、前記再循環側接続流路と前記第１水分吸着部とが接続され、前記パージ側接続流路と前記第２水分吸着部とが接続される状態と、前記再循環側接続流路と前記第２水分吸着部とが接続され、前記パージ側接続流路と前記第１水分吸着部とが接続される状態と、を切り替える切替部（２８７，２８７Ａ，２８７Ｂ，２８８，２８８Ｂ）と、を備える。
【０００９】
再循環流路を流れる排ガスを第１水分吸着部に流すことで、排ガス中の水分を除去して吸気流路にＥＧＲガスとして排ガスを還流させることができる。この場合に、パージ流路を流れる排ガスは第２水分吸着部に流れるので、第２水分吸着部に水分が残っている場合にはその水分を除去するパージを実行することができる。この排ガスの流入状態から、第１水分吸着部に流入する排ガスと第２水分吸着部に流入する排ガスとを切り替えた流入状態とすることができる。具体的には、切替部が接続状態を切り替えることで、再循環流路を流れる排ガスを第２水分吸着部に流し、排ガス中の水分を除去して吸気流路にＥＧＲガスとして排ガスを還流させることができる。この場合に、パージ流路を流れる排ガスは第１水分吸着部に流れるので、第１水分吸着部に水分が残っている場合にはその水分を除去するパージを実行することができる。このように排ガスの水分吸着装置への流入状態を切り替えることができるので、ＥＧＲ運転を継続しながら第１水分吸着部及び第２水分吸着部を再生することができる。
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明に係るＥＧＲシステムは、水分吸着剤を含む第１水分吸着部（２８１，２８１Ａ）と、水分吸着剤を含み前記第１水分吸着部とは区切られてなる第２水分吸着部（２８２，２８２Ａ）と、エンジン（１０）から排出される排ガスの少なくとも一部を前記エンジンへの吸気流路（１１）に還流させる再循環流路（１４，１６）に繋がる再循環側接続流路（２８３，２８４）と、排ガスの一部を前記第１水分吸着部及び前記第２水分吸着部に導き、吸着した水分を放出させるパージ流路（１５，１５Ａ）に繋がるパージ側接続流路（２８５，２８６）と、前記再循環側接続流路と前記第１水分吸着部とが接続され、前記パージ側接続流路と前記第２水分吸着部とが接続される状態と、前記再循環側接続流路と前記第２水分吸着部とが接続され、前記パージ側接続流路と前記第１水分吸着部とが接続される状態と、を切り替える切替部（２８７，２８７Ａ，２８７Ｂ，２８８，２８８Ｂ）と、を備える。前記再循環流路及び前記パージ流路は、前記エンジンから排ガスを外部に放出するための主排気流路（１２）から分岐して設けられており、前記主排気流路の前記再循環流路及び前記パージ流路が分岐するところよりも下流側に、前記主排気流路に流れる排ガスの流量と前記再循環流路及び前記パージ流路に流れる排ガスの流量とを調整する分岐量調整部（２６，３０，３１）が設けられている。
【００１１】
尚、「課題を解決するための手段」及び「特許請求の範囲」に記載した括弧内の符号は、後述する「発明を実施するための形態」との対応関係を示すものであって、「課題を解決するための手段」及び「特許請求の範囲」に記載の発明が、後述する「発明を実施するための形態」に限定されることを示すものではない。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、連続的にＥＧＲガスを導入しつつ、吸水部材の再生も行うことが可能な水分吸着装置及びＥＧＲシステムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態に係るＥＧＲシステムの構成を示す図である。
【図２】図２は、図１に示される水分吸着装置の第１例を説明するための図である。
【図３】図３は、図１に示される水分吸着装置の第１例を説明するための図である。
【図４】図４は、図１に示される水分吸着装置の第２例を説明するための図である。
【図５】図５は、図１に示される水分吸着装置の第３例を説明するための図である。
【図６】図６は、図１に示される水分吸着装置の第３例を説明するための図である。
【図７】図７は、本発明の第２実施形態に係るＥＧＲシステムの構成を示す図である。
【図８】図８は、本発明の第３実施形態に係るＥＧＲシステムの構成を示す図である。
【図９】図９は、図８に示されるＥＧＲシステムの変形例を示す図である。
【図１０】図１０は、図８に示されるＥＧＲシステムの変形例を示す図である。
【図１１】図１１は、本発明の第４実施形態に係るＥＧＲシステムの構成を示す図である。
【図１２】図１２は、図１１に示されるＥＧＲシステムの変形例を示す図である。
【図１３】図１３は、本発明の第５実施形態に係るＥＧＲシステムの構成を示す図である。
【図１４】図１４は、図１３に示されるＥＧＲシステムの変形例を示す図である。
【図１５】図１５は、本発明の第６実施形態に係るＥＧＲシステムの構成を示す図である。
【図１６】図１６は、図１５に示されるＥＧＲシステムの変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【００１５】
本発明の第１実施形態であるＥＧＲシステム２について、図１を参照しながら説明する。ＥＧＲシステム２は、エンジン１０と、吸気流路１１と、主排気流路１２と、分岐排気流路１３と、再循環流路１４，１６と、パージ流路１５と、を備えている。
【００１６】
エンジン１０は、タービン２５及びコンプレッサ２２からなる過給器が設けられた過給器付きエンジンとして構成されている。エンジン１０としては、ディーゼルエンジンであっても、ガソリンエンジンであっても構わず、その気筒数も特に限定されるものではない。
【００１７】
エンジン１０には、吸気流路１１を通して空気が供給される。吸気流路１１には、吸気口からエンジン１０に向けて順に、エアクリーナ２０と、エアフロメータ２１と、コンプレッサ２２と、スロットル２３と、インタークーラ２４と、が設けられている。
【００１８】
エアクリーナ２０は、エンジン１０に供給する空気に異物が入り込まないようにするためのフィルタである。エアフロメータ２１は、エンジン１０への吸入空気量を測定するためのセンサである。コンプレッサ２２は、タービン２５と共に過給器を構成している。コンプレッサ２２は、タービン２５の回転に応じて回転し、吸気流路１１からエンジン１０に流れ込む空気の密度を高める。
【００１９】
スロットル２３は、吸気流路１１の流路断面積を変化させて、エンジン１０に流れ込む空気の流量を調整する装置である。インタークーラ２４は、コンプレッサ２２による圧縮によって温度が上がった空気を冷却してエンジン１０に供給するための装置である。
【００２０】
エンジン１０から排出される排ガスは、主排気流路１２を通して排出される。主排気流路１２には、エンジン１０から排気口に向けて順に、タービン２５と、触媒装置２６と、が設けられている。
【００２１】
タービン２５は、主排気流路１２を流れる排ガスによって回転する。上記したように、タービン２５が回転するとコンプレッサ２２が回転するように構成されている。触媒装置２６は、一例としては三元触媒であって、排ガス中に含まれる有害成分を酸化還元することで同時に浄化する装置である。尚、エンジン１０がディーゼルエンジンの場合には、触媒装置２６として酸化触媒やＮＯｘ吸蔵還元触媒等が用いられる。
【００２２】
分岐排気流路１３は、タービン２５及び触媒装置２６よりも排気口に近い下流側において主排気流路１２と繋がれている。分岐排気流路１３は、再循環流路１４及びパージ流路１５に繋がれている。
【００２３】
再循環流路１４は、冷却装置２７に繋がれている。冷却装置２７は、主排気流路１２及び分岐排気流路１３を通って流れてくる排ガスを冷却するものである。冷却装置２７の形式は特に限定されるものではなく、排ガスを冷却することができればよい。
【００２４】
冷却装置２７には、再循環流路１６が繋がれている。再循環流路１６は、一端側が冷却装置２７に繋がれており、他端側が吸気流路１１に繋がれている。再循環流路１６は、コンプレッサ２２よりも吸気口側である上流側において、吸気流路１１に繋がれている。従って、本実施形態は、ＬＰＬ（Ｌｏｗ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｌｏｏｐ）方式のＥＧＲシステムとなる。
【００２５】
再循環流路１６及びパージ流路１５には、水分吸着装置２８が設けられている。より具体的には、再循環流路１６を構成する上流側配管１６１と下流側配管１６２との間に水分吸着装置２８が設けられているとともに、パージ流路１５を構成する上流側配管１５１と下流側配管１５２との間に水分吸着装置２８が設けられている。
【００２６】
水分吸着装置２８は、第１水分吸着部２８１と、第２水分吸着部２８２と、を有している。第１水分吸着部２８１及び第２水分吸着部２８２は、その内部にゼオライトが配置されている。上流側配管１６１からは、冷却装置２７によって冷却された排ガスが流入する。流入した排ガスが含む水分は、水蒸気の状態であっても水滴の状態であっても、ゼオライトによって吸着される。水分を吸着したゼオライトはやがて飽和するので、上流側配管１５１から流れ込む排ガスによって吸着した水分を除去する。尚、内部に配置される吸着剤としては、ゼオライトに限られるものではない。アルカリ金属を含む含水アルミノ珪酸塩である天然ゼオライトだけではなく、類似物質を含む合成ゼオライトも好適に用いられる。低温高湿で水分を吸着し、高温低湿で水分を放出することができれば、他の物質、例えばシリカゲルや多孔性金属錯体を用いることができる。
【００２７】
水分吸着装置２８は、上流側流路交換部２８７と、下流側流路交換部２８８と、を有している。上流側流路交換部２８７及び下流側流路交換部２８８は、切替部に相当する。上流側流路交換部２８７には、再循環側接続流路２８３及びパージ側接続流路２８５が繋がれている。下流側流路交換部２８８には、再循環側接続流路２８４及びパージ側接続流路２８６が繋がれている。再循環側接続流路２８３は、上流側配管１６１に繋がっている。再循環側接続流路２８４は、下流側配管１６２に繋がっている。パージ側接続流路２８５は、上流側配管１５１に繋がっている。パージ側接続流路２８６は、下流側配管１５２に繋がっている。
【００２８】
上流側流路交換部２８７は、上流側配管１６１から再循環側接続流路２８３を流れる排ガスが第１水分吸着部２８１に流れ、上流側配管１５１からパージ側接続流路２８５を流れる排ガスが第２水分吸着部２８２に流れる状態と、上流側配管１６１から再循環側接続流路２８３を流れる排ガスが第２水分吸着部２８２に流れ、上流側配管１５１からパージ側接続流路２８５を流れる排ガスが第１水分吸着部２８１に流れる状態と、を切り替えるように構成されている。
【００２９】
下流側流路交換部２８８は、第１水分吸着部２８１に流れこんだ排ガスが再循環側接続流路２８４から下流側配管１６２に流れ、第２水分吸着部２８２に流れ込んだ排ガスがパージ側接続流路２８６から下流側配管１５２に流れる状態と、第１水分吸着部２８１に流れ込んだ排ガスがパージ側接続流路２８６から下流側配管１５２に流れ、第２水分吸着部２８２に流れ込んだ排ガスが再循環側接続流路２８４から下流側配管１６２に流れる状態と、を切り替えるように構成されている。
【００３０】
上流側流路交換部２８７及び下流側流路交換部２８８は、この切り替え機能を果たすことができれば、様々な態様を取りうるものである。図２，３，４，５，６を参照しながら、上流側流路交換部２８７及び下流側流路交換部２８８の具体例について説明する。
【００３１】
図２に示されるように、上流側流路交換部２８７は、分岐配管２８７ａ，２８７ｂ，２８７ｄ，２８７ｅと、合流配管２８７ｇ，２８７ｈと、切替フラップ２８７ｃ，２８７ｆと、を有している。
【００３２】
分岐配管２８７ａ及び分岐配管２８７ｂは、再循環側接続流路２８３に繋がっている。分岐配管２８７ａと分岐配管２８７ｂと再循環側接続流路２８３とが繋がっている部分には、切替フラップ２８７ｃが設けられている。切替フラップ２８７ｃを駆動することで、再循環側接続流路２８３から流入する排ガスを、分岐配管２８７ａと分岐配管２８７ｂとに選択的に流すことができる。
【００３３】
分岐配管２８７ａは、合流配管２８７ｇに繋がっている。合流配管２８７ｇは、一端側が分岐配管２８７ａに繋がっており、他端側が第１水分吸着部２８１に繋がっている。分岐配管２８７ｂは、合流配管２８７ｈに繋がっている。合流配管２８７ｈは、一端側が分岐配管２８７ｂに繋がっており、他端側が第２水分吸着部２８２に繋がっている。
【００３４】
分岐配管２８７ｄ及び分岐配管２８７ｅは、パージ側接続流路２８５に繋がっている。分岐配管２８７ｄと分岐配管２８７ｅとパージ側接続流路２８５とが繋がっている部分には、切替フラップ２８７ｆが設けられている。切替フラップ２８７ｆを駆動することで、パージ側接続流路２８５から流入する排ガスを、分岐配管２８７ｄと分岐配管２８７ｅとに選択的に流すことができる。
【００３５】
分岐配管２８７ｄは、合流配管２８７ｈに繋がっている。合流配管２８７ｈは、一端側が分岐配管２８７ｄに繋がっており、上記したように他端側が第２水分吸着部２８２に繋がっている。従って、合流配管２８７ｈには、分岐配管２８７ｂ及び分岐配管２８７ｄが繋がっている。分岐配管２８７ｅは、合流配管２８７ｇに繋がっている。合流配管２８７ｇは、一端側が分岐配管２８７ｅに繋がっており、上記したように他端側が第１水分吸着部２８１に繋がっている。従って、合流配管２８７ｇには、分岐配管２８７ａ及び分岐配管２８７ｅが繋がっている。
【００３６】
下流側流路交換部２８８は、分岐配管２８８ａ，２８８ｂ，２８８ｄ，２８８ｅと、合流配管２８８ｇ，２８８ｈと、切替フラップ２８８ｃ，２８８ｆと、を有している。
【００３７】
分岐配管２８８ａ及び分岐配管２８８ｂは、合流配管２８８ｇに繋がっている。分岐配管２８８ａと分岐配管２８８ｂと合流配管２８８ｇとが繋がっている部分には、切替フラップ２８８ｃが設けられている。切替フラップ２８８ｃを駆動することで、合流配管２８８ｇから流入する排ガスを、分岐配管２８８ａと分岐配管２８８ｂとに選択的に流すことができる。
【００３８】
合流配管２８８ｇは、一端側が第１水分吸着部２８１に繋がっており、他端側が分岐配管２８８ａ，２８８ｂに繋がっている。分岐配管２８８ａは、一端側が合流配管２８８ｇに繋がっており、他端側が再循環側接続流路２８４に繋がっている。分岐配管２８８ｂは、一端側が合流配管２８８ｇに繋がっており、他端側がパージ側接続流路２８６に繋がっている。
【００３９】
分岐配管２８８ｄ及び分岐配管２８８ｅは、合流配管２８８ｈに繋がっている。分岐配管２８８ｄと分岐配管２８８ｅと合流配管２８８ｈとが繋がっている部分には、切替フラップ２８８ｆが設けられている。切替フラップ２８８ｆを駆動することで、合流配管２８８ｈから流入する排ガスを、分岐配管２８８ｄと分岐配管２８８ｅとに選択的に流すことができる。
【００４０】
合流配管２８８ｈは、一端側が第２水分吸着部２８２に繋がっており、他端側が分岐配管２８８ｅ，２８８ｄに繋がっている。分岐配管２８８ｄは、一端側が合流配管２８８ｈに繋がっており、他端側がパージ側接続流路２８６に繋がっている。分岐配管２８８ｅは、一端側が合流配管２８８ｈに繋がっており、他端側が再循環側接続流路２８４に繋がっている。
【００４１】
図２に示されるように、切替フラップ２８７ｃは分岐配管２８７ｂを塞ぐように位置させ、切替フラップ２８７ｆは分岐配管２８７ｅを塞ぐように位置させる。このように切替フラップ２８７ｃ，２８７ｆを位置させると、再循環側接続流路２８３を通った排ガスは第１水分吸着部２８１に流れ、パージ側接続流路２８５を通った排ガスは第２水分吸着部２８２に流れる。
【００４２】
第１水分吸着部２８１を流れた排ガスを再循環側接続流路２８４に流すため、切替フラップ２８８ｃは分岐配管２８８ｂを塞ぐように位置させる。一方、第２水分吸着部２８２を流れた排ガスをパージ側接続流路２８６に流すため、切替フラップ２８８ｆは分岐配管２８８ｅを塞ぐように位置させる。
【００４３】
再循環側接続流路２８３を流れる排ガスは、冷却装置２７を通過しているので、低温且つ相対湿度が高い状態である。従って、第１水分吸着部２８１を通すことで、水分が吸着され相対湿度が下がった状態で再循環側接続流路２８４に供給することができる。
【００４４】
一方、パージ側接続流路２８５を流れる排ガスは、冷却装置２７を通過していないので、高温且つ相対湿度が低い状態である。従って、第２水分吸着部２８２を通すことで、第２水分吸着部２８２に残存する水分を除去することができる。図２に示される状態が続くと、第１水分吸着部２８１が飽和した状態に近づくので、図３に示されるように、切替フラップ２８７ｃ，２８７ｆ，２８８ｃ，２８８ｆを切り替える。
【００４５】
具体的には、切替フラップ２８７ｃは分岐配管２８７ａを塞ぐように位置させ、切替フラップ２８７ｆは分岐配管２８７ｄを塞ぐように位置させる。このように切替フラップ２８７ｃ，２８７ｆを位置させると、再循環側接続流路２８３を通った排ガスは第２水分吸着部２８２に流れ、パージ側接続流路２８５を通った排ガスは第１水分吸着部２８１に流れる。
【００４６】
第１水分吸着部２８１を流れた排ガスをパージ側接続流路２８６に流すため、切替フラップ２８８ｃは分岐配管２８８ａを塞ぐように位置させる。一方、第２水分吸着部２８２を流れた排ガスを再循環側接続流路２８４に流すため、切替フラップ２８８ｆは分岐配管２８８ｄを塞ぐように位置させる。
【００４７】
再循環側接続流路２８３を流れる排ガスは、冷却装置２７を通過しているので、低温且つ相対湿度が高い状態である。従って、第２水分吸着部２８２を通すことで、水分が吸着され相対湿度が下がった状態で再循環側接続流路２８４に供給することができる。
【００４８】
一方、パージ側接続流路２８５を流れる排ガスは、冷却装置２７を通過していないので、高温且つ相対湿度が低い状態である。従って、第１水分吸着部２８１を通すことで、第１水分吸着部２８１に残存する水分を除去することができる。
【００４９】
図２及び図３を参照しながら説明したように、第１水分吸着部２８１と第２水分吸着部２８２とにおいて交互に水分吸着をさせ、交互に水分除去のパージを行うことで、ＥＧＲ運転を中断させずに連続的に排ガスの水分除去を行うことができる。
【００５０】
図４は、水分吸着装置の他の例を示したものである。図４に示される水分吸着装置２８Ａは、第１水分吸着部２８１Ａと、第２水分吸着部２８２Ａと、仕切部２８８Ａと、回転駆動部２８７Ａと、再循環側接続流路２８３，２８４と、パージ側接続流路２８５，２８６を有している。一対の水分吸着部である第１水分吸着部２８１Ａ及び第２水分吸着部２８２Ａと、一対の仕切部２８８Ａ，２８８Ａとは、円板を４つに分割した状態に配置されている。第１水分吸着部２８１Ａと第２水分吸着部２８２Ａとは、円板の中心を挟んで反対側に位置するように設けられている。仕切部２８８Ａ，２８８Ａは、第１水分吸着部２８１Ａと第２水分吸着部２８２Ａとの間に設けられている。
【００５１】
第１水分吸着部２８１Ａに再循環側接続流路２８３から排ガスが流れ込むと、その流れこんだ排ガスが再循環側接続流路２８４に流れ出るように構成されている。この場合、再循環側接続流路２８３から流れ込む第１水分吸着部２８１Ａと対向する第２水分吸着部２８２Ａには、パージ側接続流路２８５から排ガスが流れ込み、その流れこんだ排ガスがパージ側接続流路２８６に流れ出る。回転駆動部２８７Ａによって第１水分吸着部２８１Ａ及び第２水分吸着部２８２Ａが回転するので、排ガスが通る場所を変化させることができ、水分の吸着と吸着した水分の除去とを連続的に行うことができる。水分吸着装置２８Ａは、第１水分吸着部２８１Ａ及び第２水分吸着部２８２Ａと回転駆動部２８７Ａとによって、第１水分吸着部２８１、第２水分吸着部２８２、上流側流路交換部２８７、及び下流側流路交換部２８８の機能を果たしている。回転駆動部２８７Ａは、切替部に相当する。
【００５２】
図５、図６は、水分吸着装置の他の例を示したものである。図５に示される水分吸着装置２８Ｂは、上流側流路交換部２８７Ｂと、下流側流路交換部２８８Ｂと、を有している。上流側流路交換部２８７Ｂ及び下流側流路交換部２８８Ｂは、切替部に相当する。上流側流路交換部２８７Ｂは、分配部２８７Ｂａと、流路切替部２８７Ｂｂと、接続配管２８７Ｂｃと、接続配管２８７Ｂｄと、を有している。
【００５３】
分配部２８７Ｂａには、パージ側接続流路２８５と再循環側接続流路２８３とが繋がれている。分配部２８７Ｂａには更に、接続配管２８７Ｂｃと、接続配管２８７Ｂｄとが繋がれている。
【００５４】
接続配管２８７Ｂｃは、一端側が分配部２８７Ｂａに繋がれており、他端側が第１水分吸着部２８１に繋がれている。接続配管２８７Ｂｄは、一端側が分配部２８７Ｂａに繋がれており、他端側が第２水分吸着部２８２に繋がれている。
【００５５】
流路切替部２８７Ｂｂは、分配部２８７Ｂａ内で摺動するように構成されている。図５に示されるように、流路切替部２８７Ｂｂが接続配管２８７Ｂｄ側に摺動すると、再循環側接続流路２８３から流れ込む排ガスは接続配管２８７Ｂｄ側に流れ、パージ側接続流路２８５から流れ込む排ガスは接続配管２８７Ｂｃ側に流れる。
【００５６】
一方、図６に示されるように、流路切替部２８７Ｂｂが接続配管２８７Ｂｃ側に摺動すると、再循環側接続流路２８３から流れ込む排ガスは接続配管２８７Ｂｃ側に流れ、パージ側接続流路２８５から流れ込む排ガスは接続配管２８７Ｂｄ側に流れる。
【００５７】
下流側流路交換部２８８Ｂは、分配部２８８Ｂａと、流路切替部２８８Ｂｂと、接続配管２８８Ｂｃと、接続配管２８８Ｂｄと、を有している。
【００５８】
分配部２８８Ｂａには、パージ側接続流路２８６と再循環側接続流路２８４とが繋がれている。分配部２８８Ｂａには更に、接続配管２８８Ｂｃと、接続配管２８８Ｂｄとが繋がれている。
【００５９】
接続配管２８８Ｂｃは、一端側が分配部２８８Ｂａに繋がれており、他端側が第１水分吸着部２８１に繋がれている。接続配管２８８Ｂｄは、一端側が分配部２８８Ｂａに繋がれており、他端側が第２水分吸着部２８２に繋がれている。
【００６０】
流路切替部２８８Ｂｂは、分配部２８８Ｂａ内で摺動するように構成されている。図５に示されるように、流路切替部２８８Ｂｂが接続配管２８８Ｂｄ側に摺動すると、接続配管２８８Ｂｄから流れ込む排ガスは再循環側接続流路２８４側に流れ、接続配管２８８Ｂｃから流れ込む排ガスはパージ側接続流路２８６側に流れる。
【００６１】
一方、図６に示されるように、流路切替部２８８Ｂｂが接続配管２８８Ｂｃ側に摺動すると、接続配管２８８Ｂｄから流れ込む排ガスはパージ側接続流路２８６側に流れ、接続配管２８８Ｂｃから流れ込む排ガスは再循環側接続流路２８４側に流れる。
【００６２】
図２から図６を参照しながら説明した水分吸着装置２８，２８Ａ，２８Ｂの構成例は、引き続いて説明する以下のＥＧＲシステム全てに適用可能である。
【００６３】
ＥＧＲシステム２において凝縮水が発生する可能性があるのは、吸気流路１１及び再循環流路１６である。再循環流路１６においては、冷却装置２７よりも下流側において排ガスの温度が低下するので、凝縮水が発生する可能性があり、吸気流路１１近傍ではその可能性が高まる。吸気流路１１においては、再循環流路１６の接続部分からエンジン１０にかけて凝縮水発生の可能性があり、特にインタークーラ２４における冷却で凝縮水発生のおそれが高まる。
【００６４】
ＥＧＲシステム２では、水分吸着装置２８によって排ガスの水分を吸着することで、上記した凝縮水の発生を抑制している。これにより、例えば吸気流路１１と再循環流路１６の合流部分のように、吸気流路１１から流れ込む新気と再循環流路１６から流れ込むＥＧＲガスとしての排ガスとの合流点において凝縮水の発生を抑制することができ、コンプレッサ２２のブレードに水滴が激突することによるブレードの破損を抑制することができる。更に、再循環流路１６や吸気流路１１において凝縮水発生に起因する、部材の腐食やデポジットの堆積も抑制することができる。
【００６５】
また、インタークーラ２４に供給される新気とＥＧＲガスとの混合気が冷却されると更に凝縮水発生の可能性が高まり、凝縮水を含む空気がエンジン１０に供給され、燃焼の不安定化や失火、最悪の場合にはウォータハンマーによるエンジン破損のおそれもある。このおそれに対して、ＥＧＲシステム２の構成を採用することで、インタークーラ２４における新気とＥＧＲガスとの混合気の冷却によっても凝縮水が発生することを抑制することができる。
【００６６】
ところで、吸気流路１１や再循環流路１６における凝縮水の発生は、過給器システムを設けていなくても懸念されるところである。そこで、図７に示されるように、ＥＧＲシステム２から過給器システムであるコンプレッサ２２、インタークーラ２４、タービン２５を取り除いたＥＧＲシステム２Ａを第２実施形態とすることができる。
【００６７】
ＥＧＲシステム２Ａのように、自然吸気のエンジンシステムに適用した場合にも、凝縮水の発生による燃焼の不安定化や失火、ウォータハンマーによるエンジンの破損を抑制できる。更に、再循環流路１６や吸気流路１１において凝縮水発生に起因する、部材の腐食やデポジットの堆積も抑制することができる。
【００６８】
続いて、図８を参照しながら、第３実施形態に係るＥＧＲシステム２Ｂについて説明する。ＥＧＲシステム２Ｂは、ＥＧＲシステム２に対して、絞り弁３０、触媒装置３１、ＥＧＲ調整弁２９を追加したものである。
【００６９】
絞り弁３０は、主排気流路１２において、触媒装置２６よりも排気口に近い下流側に設けられている。触媒装置３１は、主排気流路１２において、絞り弁３０よりも排気口に近い下流側に設けられている。分岐排気流路１３は、主排気流路１２において、触媒装置２６と絞り弁３０との間に繋がれている。パージ流路１５は、一端側が分岐排気流路１３に繋がる一方で、他端側が主排気流路１２の絞り弁３０と触媒装置３１との間に繋がれている。
【００７０】
触媒装置２６は、単独で設けられている場合は、それのみで排ガスの浄化が完了するように構成される。触媒装置３１が併設される場合、触媒装置２６は、触媒量が低減される一方で、排ガスの浄化に素早く反応できるように構成される。触媒装置３１は、排ガスの浄化に素早く反応することはできないけれども、多くの排ガスが送り込まれても浄化ができるように構成される。従って、触媒装置２６と触媒装置３１との併設によって、浄化スピードの確保と浄化量の確保とを両立することができる。
【００７１】
絞り弁３０は、パージ流路１５において水分吸着装置２８に溜まった水分をパージするために必要な差圧を発生するための弁である。絞り弁３０を絞ることで、分岐排気流路１３に必要量の排ガスを供給することができる。
【００７２】
ＥＧＲ調整弁２９は、再循環流路１６の下流側配管１６２に設けられている。ＥＧＲ調整弁２９は、絞り弁３０と協調動作することで、分岐排気流路１３に流入した排ガスを、再循環流路１４，１６側とパージ流路１５側に適正配分することができる。特に、パージ流路１５に排ガスを通して水分吸着装置２８に滞留した水分をパージする際に、成り行きの流量ではなくパージに必要十分な流量を確保することができる。
【００７３】
ＥＧＲ調整弁２９は、吸気流路１１に極力近接して設けることがより好ましい。ＥＧＲ調整弁２９を閉じると、再循環流路１６から吸気流路１１に流れ込むＥＧＲガスとしての排ガスを停止することができるので、吸気流路１１に発生する負圧による意図しない排ガスの吸い込みを抑制することができる。このようにすることで、意図しない再循環流路１６内の残留排ガスの吸い込みによる減速失火を抑制することができる。ＥＧＲ調整弁２９は、冷却装置２７よりも下流側に設けられているので、高温の排ガス流入を抑制することができ、高耐熱性が不要となる。
【００７４】
図９に示される変形例としてのＥＧＲシステム２Ｃでは、ＥＧＲ調整弁２９を、再循環流路１６の上流側配管１６１に設けている。ＥＧＲ調整弁２９をこの位置に設けることで、上記した排ガスの適正配分効果に加えて、閉弁することで排ガスの水分吸着装置２８への流入抑制効果も発揮することができる。ＥＧＲ調整弁２９を閉じることで、排気脈動による排ガスの往復通過を抑制できるので、水分吸着装置２８において不要な水分を吸着することを抑制できる。
【００７５】
図１０に示される変形例としてのＥＧＲシステム２Ｄでは、ＥＧＲ調整弁２９を、冷却装置２７よりも上流側の再循環流路１４に設けている。ＥＧＲ調整弁２９をこの位置に設けることで、上記した排ガスの適正配分効果に加えて、閉弁することで排ガスの冷却装置２７への流入抑制効果も発揮することができる。ＥＧＲ調整弁２９を閉じることで、排気脈動による排ガスの往復通過を抑制できるので、暖気中の凝縮水発生を抑制することができる。
【００７６】
図１１に示される第４実施形態としてのＥＧＲシステム２Ｅは、タンデム型若しくは単独の触媒装置２６Ｅのみを絞り弁３０の上流側に配置している。この場合、パージ流路１５の主排気流路１２への再接続箇所は排気口に至るまでのどこでもよく、テールパイプに接続することもできる。
【００７７】
図１２に示される変形例としてのＥＧＲシステム２Ｆは、タンデム型若しくは単独の触媒装置３１Ｆのみを絞り弁３０の下流側に配置している。分岐排気流路１３は絞り弁３０よりも上流側において主排気流路１２に繋がれているので、絞り弁３０よりも下流側に配置されている触媒装置３１Ｆよりも上流側からＥＧＲガスとしての排ガスを取り出している。触媒装置よりも下流側から取り出す場合に比較して、差圧を十分に確保することができ、分岐排気流路１３側に多くの排ガスを引き出すことができる。従って、再循環流路１６における排ガスの流量を十分に確保することができる。
【００７８】
図１３に示される第５実施形態としてのＥＧＲシステム２Ｇは、ＥＧＲガスとして排ガスを取り出すための差圧発生を、絞り弁によらずに実現するものである。主排気流路１２には、上流側から順に、触媒装置２６と触媒装置３１とが設けられている。分岐排気流路１３は、触媒装置２６と触媒装置３１との間に繋がれており、パージ流路１５は、触媒装置３１よりも下流側に繋がれている。触媒装置３１の抵抗によって差圧が発生し、分岐排気流路１３に排ガスを流入させることができる。
【００７９】
図１４に示される変形例としてのＥＧＲシステム２Ｈは、ＥＧＲシステム２Ｇと同様に、ＥＧＲガスとして排ガスを取り出すための差圧発生を、絞り弁によらずに実現するものである。分岐排気流路１３は、触媒装置２６よりも上流側に繋がれており、パージ流路１５は、触媒装置２６と触媒装置３１との間に繋がれている。触媒装置２６の抵抗によって差圧が発生し、分岐排気流路１３に排ガスを流入させることができる。
【００８０】
図１５に示される第６実施形態としてのＥＧＲシステム２Ｊは、パージ流路１５Ａが、吸気流路１１のインタークーラ２４とエンジン１０の間、すなわちインテークマニホールドに繋がれている。吸気流路１１には負圧が発生するので、主排気流路１２に絞り弁を設けずにパージを実行することができる。主排気流路１２に絞り弁を設けなくてもよくなるので、主排気流路１２における排気圧損を低減することができる。
【００８１】
パージ流路１５Ａには、パージ弁３２が設けられている。パージ弁３２は、下流側配管１５２に設けられている。タービン２５及びコンプレッサ２２が駆動して過給域に入った場合、吸気流路１１の圧力が上昇するので、吸気から排気側へのリークが発生しないようにパージ弁３２を絞る若しくは閉じることで対応することができる。尚、パージ弁３２は、逆止弁として構成してもよい。パージ弁３２は、給気流路１１からのリークが発生しないように設けられている。
【００８２】
図１６に示される変形例としてのＥＧＲシステム２Ｋは、パージ弁３２を、上流側配管１５１に設けている。パージ弁３２はこのように、パージ流路１５Ａ内のどこにでも設けることができる。尚、分岐排気流路１３の主排気流路１２への接続位置は、図１５，１６に示される位置に限られるものではなく、主排気流路１２の所望の位置において接続することができる。
【００８３】
上記した第１，２，３，４，５，６実施形態それぞれの作用効果について説明する。第１〜第６実施形態では、再循環流路１４，１６を流れる排ガスが第１水分吸着部２８１に流れ、パージ流路１５，１５Ａを流れる排ガスが第２水分吸着部２８２に流れる状態と、再循環流路１４，１６を流れる排ガスが第２水分吸着部２８２に流れ、パージ流路１５，１５Ａを流れる排ガスが第１水分吸着部２８１に流れる状態と、を切り替えることができる。
【００８４】
再循環流路１４，１６を流れる排ガスを第１水分吸着部２８１に流すことで、排ガス中の水分を除去して吸気流路１１にＥＧＲガスとして排ガスを還流させることができる。この場合に、パージ流路１５，１５Ａを流れる排ガスは第２水分吸着部２８２に流れるので、第２水分吸着部２８２に水分が残っている場合にはその水分を除去するパージを実行することができる。この排ガスの流入状態から、第１水分吸着部２８１に流入する排ガスと第２水分吸着部２８２に流入する排ガスとを切り替えた流入状態とすることができる。具体的には、再循環流路１４，１６を流れる排ガスを第２水分吸着部２８２に流すことで、排ガス中の水分を除去して吸気流路１１にＥＧＲガスとして排ガスを還流させることができる。この場合に、パージ流路１５，１５Ａを流れる排ガスは第１水分吸着部２８１に流れるので、第１水分吸着部２８１に水分が残っている場合にはその水分を除去するパージを実行することができる。このように排ガスの水分吸着装置２８への流入状態を切り替えることができるので、ＥＧＲ運転を継続しながら第１水分吸着部２８１及び第２水分吸着部２８２を再生することができる。
【００８５】
第１〜第６実施形態では、パージ流路１５，１５Ａを流れる排ガスは、再循環流路１４，１６を流れる排ガスよりも、温度が高く相対湿度が低い。パージ流路１５，１５Ａを流れる排ガスは高温低湿なので、第１水分吸着部２８１及び第２水分吸着部２８２に残留する水分を確実にパージすることができる。
【００８６】
第１〜第６実施形態では、再循環流路１４，１６には、エンジン１０から排出される排ガスを冷却して吸気流路１１に還流させる冷却装置２７が設けられている。冷却装置２７を設けることで、排ガスを狙いの温度まで冷却したＥＧＲガスとして吸気流路１１に還流させることができる。
【００８７】
第１〜第６実施形態では、水分吸着装置２８は、冷却装置２７よりも下流側に設けられている。冷却装置２７を通過して冷却された排ガスを水分吸着装置２８に通すことで、吸気流路１１に還流させるＥＧＲガスから水分を減らすことができる。
【００８８】
第１〜第６実施形態では、再循環流路１４，１６及びパージ流路１５，１５Ａは、エンジン１０から排ガスを外部に放出するための主排気流路１２から分岐して設けられている。主排気流路１２の再循環流路１４，１６及びパージ流路１５，１５Ａが分岐排気流路１３を介して分岐するところよりも下流側に、主排気流路１２に流れる排ガスの流量と再循環流路１４，１６及びパージ流路１５，１５Ａに流れる排ガスの流量とを調整する分岐量調整部を設けている。分岐量調整部としては、絞り弁３０を単独で設けることで構成してもよく、触媒装置２６，３１の組み合わせとして構成してもよい。主排気流路１２に流れる排ガスの流量と再循環流路１４，１６及びパージ流路１５，１５Ａに流れる排ガスの流量とを調整することで、再循環流路１４，１６及びパージ流路１５，１５Ａに流れる排ガスが成り行きではなく必要流量を確保することができる。
【００８９】
第１〜第６実施形態では、再循環流路１４，１６には、再循環流路１４，１６を流れる排ガスの流量を調整するＥＧＲ調整弁２９が設けられている。ＥＧＲ調整弁２９を設けることで、再循環流路１４，１６を流れる排ガスの流量を調整することができる。
【００９０】
第５実施形態では、パージ流路１５は、主排気流路１２から分岐したところよりも下流側において主排気流路１２に再接続されている。パージ流路１５の下流側を主排気流路１２に繋ぐことで、パージ流路１５を流れる排ガスを、パージ終了後に他の排ガスと同様に排出することができる。
【００９１】
第６実施形態では、パージ流路１５Ａは、吸気流路１１に再接続されている。このように構成することで、排気圧損を増大させることなく水分のパージを実行することができる。第６実施形態では、パージに必要な差圧は、インテークマニホールドで発生する負圧を利用している。
【００９２】
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。
【符号の説明】
【００９３】
１０：エンジン
１１：吸気流路
１２：主排気流路
１４，１６：再循環流路
１５，１５Ａ：パージ流路
２７：冷却装置
２８，２８Ａ，２８Ｂ：水分吸着装置
３２：パージ弁
【図１】
2018025109.tif 000003
【図２】
2018025109.tif 000004
【図３】
2018025109.tif 000005
【図４】
2018025109.tif 000006
【図５】
2018025109.tif 000007
【図６】
2018025109.tif 000008
【図７】
2018025109.tif 000009
【図８】
2018025109.tif 000010
【図９】
2018025109.tif 000011
【図１０】
2018025109.tif 000012
【図１１】
2018025109.tif 000013
【図１２】
2018025109.tif 000014
【図１３】
2018025109.tif 000015
【図１４】
2018025109.tif 000016
【図１５】
2018025109.tif 000017
【図１６】
2018025109.tif 000018