(57)【要約】【課題】凝縮水を外部に排出せずに処理することができる内燃機関の排気還流装置を提供する。【解決手段】内燃機関の排気還流装置は、ＥＧＲ通路１５を通じて、排気通路５から排気の一部を吸気通路４に還流する内燃機関の排気還流装置であって、ＥＧＲ通路１５に設けられ、ＥＧＲ通路１５の凝縮水を捕集する捕集部１９と、一端側２０ａが吸気通路４に開口し、他端側２０ｂがＥＧＲ通路１５の捕集部１９に開口する案内路２０と、案内路２０の一端側２０ａに設けられ、案内路２０の他端側２０ｂから一端側２０ａに向かって捕集部１９の凝縮水を吸引するベンチュリ管２１と、を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＥＧＲ通路を通じて、排気通路から排気の一部を吸気通路に還流する内燃機関の排気還流装置であって、
前記ＥＧＲ通路に設けられ、前記ＥＧＲ通路の凝縮水を捕集する捕集部と、一端側が前記吸気通路に開口し、他端側が前記ＥＧＲ通路の前記捕集部に開口する案内路と、前記案内路の一端側に設けられ、前記案内路の他端側から一端側に向かって前記捕集部の凝縮水を吸引する吸引手段と、を備えていることを特徴とする、内燃機関の排気還流装置。
【請求項２】
前記案内路は、流路面積が前記ＥＧＲ通路よりも小さい、請求項１に記載の内燃機関の排気還流装置。
【請求項３】
前記捕集部として、前記ＥＧＲ通路に凹部が形成されている、請求項１又は２に記載の内燃機関の排気還流装置。
【請求項４】
前記ＥＧＲ通路には、還流する排気を冷却するＥＧＲクーラが設けられ、前記捕集部は前記ＥＧＲ通路の前記ＥＧＲクーラよりも還流される排気の流れ方向の下流に配置されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関の排気還流装置。
【請求項５】
前記吸気通路には、コンプレッサが設けられ、前記案内路は、前記一端側が前記吸気通路の前記コンプレッサよりも上流に開口している、請求項１〜４のいずれか一項に記載の内燃機関の排気還流装置。
【請求項６】
前記吸引手段として、吸気の流れに沿って断面積の大きさが変化するように前記吸気通路内に配置されるベンチュリ管が利用され、前記案内路の一端側は、前記ベンチュリ管の断面積が絞られている絞り部に開口している、請求項１〜５のいずれか一項に記載の内燃機関の排気還流装置。
【請求項７】
前記案内路は、前記ＥＧＲ通路内に設けられている、請求項１〜６のいずれか一項に記載の内燃機関の排気還流装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＥＧＲ通路を通じて、排気通路から排気の一部を吸気通路に還流する内燃機関の排気還流装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＥＧＲ通路の凝縮水を外部に排出できる排気還流装置が存在する。このような装置であって、凝縮水を貯留するタンクの凝縮水が一定量に達した場合に、排水管により、外部に排出されるＥＧＲ用冷却装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献２〜４が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０７−２６９４１７号公報
【特許文献２】特開２００８−２８０９４５号公報
【特許文献３】特開２０１０−２８５８９７号公報
【特許文献４】特開２００１−１６５０００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のＥＧＲ用冷却装置では、凝縮水の量を検出する水位センサや排水管を開閉するドレンバブルといったデバイスが必要になる。このため、部品点数の増加を招き易い。また、外部への排水が発生してしまうので、これを別途処理しなければならない。
【０００５】
そこで、本発明は、凝縮水を外部に排出せずに処理することができる内燃機関の排気還流装置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】
【０００６】
本発明の内燃機関の排気還流装置は、ＥＧＲ通路を通じて、排気通路から排気の一部を吸気通路に還流する内燃機関の排気還流装置であって、前記ＥＧＲ通路に設けられ、前記ＥＧＲ通路の凝縮水を捕集する捕集部と、一端側が前記吸気通路に開口し、他端側が前記ＥＧＲ通路の前記捕集部に開口する案内路と、前記案内路の一端側に設けられ、前記案内路の他端側から一端側に向かって前記捕集部の凝縮水を吸引する吸引手段と、を備えている（請求項１）。
【０００７】
本発明の内燃機関の排気還流装置によれば、ＥＧＲ通路の凝縮水は捕集部に捕集され、捕集された凝縮水は案内路を通じて吸気通路側に吸引される。このため、案内路を通じて、捕集部の凝縮水を吸気通路に排出し、吸気と混ぜることができる。これにより、捕集部に捕集されたＥＧＲ通路の凝縮水を外部に排出せずに処理することができる。
【０００８】
本発明の内燃機関の排気還流装置の一態様において、前記案内路は、流路面積が前記ＥＧＲ通路よりも小さくてもよい（請求項２）。この場合、案内路を通じて、捕集部の凝縮水を比較的少量ずつ吸気通路に排出することができる。これにより、凝縮水が吸気通路に戻されることにより生じる弊害を抑制することができる。
【０００９】
ＥＧＲ通路には、どのような捕集部が設けられていてもよい。例えば、本発明の内燃機関の排気還流装置の一態様において、前記捕集部として、前記ＥＧＲ通路に凹部が形成されていてもよい（請求項３）。
【００１０】
本発明の内燃機関の排気還流装置の一態様において、前記ＥＧＲ通路には、還流する排気を冷却するＥＧＲクーラが設けられ、前記捕集部は前記ＥＧＲ通路の前記ＥＧＲクーラよりも還流される排気の流れ方向の下流に配置されていてもよい（請求項４）。この場合、ＥＧＲクーラの冷却により生じる凝縮水を効果的に捕集することができる。
【００１１】
案内路の一端側は、吸気通路のどの位置に接続されていてもよい。例えば、本発明の内燃機関の排気還流装置の一態様において、前記吸気通路には、コンプレッサが設けられ、前記案内路は、前記一端側が前記吸気通路の前記コンプレッサよりも上流に開口していてもよい（請求項５）。コンプレッサの上流は流速が増加する。このため、吸気通路の流速の早い部分に凝縮水を排出することができる。
【００１２】
本発明の内燃機関の排気還流装置の一態様において、前記吸引手段として、吸気の流れに沿って断面積の大きさが変化するように前記吸気通路内に配置されるベンチュリ管が利用され、前記案内路の一端側は、前記ベンチュリ管の断面積が絞られている絞り部に開口していてもよい（請求項６）。ベンチュリ管の絞り部には、負圧が生じ得る。従って、この場合、ベンチュリ管を利用して、凝縮水を吸引することができる。特に、ベンチュリ管が流速の早いコンプレッサの上流に設けられている場合には、より吸引効果を高めることができる。また、ベンチュリ管の吸引は、吸気の流れにより生じるので、内燃機関の運転中はほぼ常時凝縮水の吸引が行われる。このため、凝縮水の捕集部への滞留を抑制することができる。これにより、凝縮水がＥＧＲガスにさらされる時間を短くすることができるので、強酸性化を抑制することができる。従って、吸気系部品の腐食等、凝縮水が吸気通路に排出される場合の弊害を抑制することができる。
【００１３】
本発明の内燃機関の排気還流装置の一態様において、前記案内路は、前記ＥＧＲ通路内に設けられていてもよい（請求項７）。この場合、案内路がＥＧＲ通路内に設けられているので、案内路へ導かれる凝縮水の温度を外気よりも高温に保つことができる。これにより、凝縮水の気化を更に促進することができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上、説明したように、本発明によれば、ＥＧＲ通路の凝縮水は捕集部に捕集され、捕集された凝縮水は案内路を通じて吸気通路側に吸引される。このため、案内路を通じて、捕集部の凝縮水を吸気通路に排出し、吸気と混ぜることができる。これにより、捕集部に捕集されたＥＧＲ通路の凝縮水を外部に排出せずに処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一形態に係る排気還流装置が適用された内燃機関を示す図。
【図２】ベンチュリ管の拡大模式図。
【図３】捕集部の拡大模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、本発明の一形態に係る排気還流装置が適用された内燃機関を示す図である。内燃機関１は、車両に走行用動力源として搭載されるものである。図１に示すように、内燃機関１は、複数の気筒（不図示）を有する機関本体２と、各気筒に接続される吸気通路４及び排気通路５と、排気の一部をＥＧＲガスとして吸気通路４に還流する排気還流装置７と、を備えている。
【００１７】
吸気通路４と排気通路５との間にはターボチャージャ８が設けられている。ターボチャージャ８は、吸気通路４に設けられるコンプレッサ８ａ及び排気通路５に設けられるタービン８ｂを有している。コンプレッサ８ａとタービン８ｂとは、タービン軸８ｃを介して一体回転可能に連結されている。
【００１８】
また、吸気通路４には、コンプレッサ８ａよりも下流に、コンプレッサ８ａにて圧縮された吸気を冷却するためのインタークーラ１０が設けられている。一方、排気通路５には、タービン８ｂよりも下流に排気浄化装置１１と、排気浄化装置１１よりも更に下流に排気の流量を調整する排気調整弁１２とが設けられている。排気浄化装置１１は、酸化触媒１１ａと、ＤＰＦ１１ｂと、を有している。
【００１９】
排気還流装置７は、排気通路５と吸気通路４とを接続するＥＧＲ通路１５と、ＥＧＲ通路１５内の凝縮水を吸気通路４に排出するための凝縮水排出装置１６と、を備えている。ＥＧＲ通路１５は、排気通路５の排気浄化装置１１よりも下流であって排気調整弁１２よりも上流の位置と吸気通路４のコンプレッサ８ａよりも上流の位置とを接続している。また、ＥＧＲ通路１５には、ＥＧＲガスの流量を調整するためのＥＧＲ弁１７と、ＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラ１８と、凝縮水を捕集するための捕集部１９とが設けられている。ＥＧＲクーラ１８は、ＥＧＲ通路１５のＥＧＲ弁１７よりも下流、つまりＥＧＲ弁１７よりも吸気通路４側に配置されている。また、捕集部１９は、ＥＧＲ通路１５のＥＧＲクーラ１８よりも下流に配置されている。
【００２０】
一方、凝縮水排出装置１６は、ＥＧＲ通路１５内の凝縮水を吸気通路４に案内するための案内路２０と、案内路２０を通じて凝縮水を吸引する吸引手段としてのベンチュリ管２１と、を備えている。案内路２０は、ＥＧＲ通路１５内に設けられており、流路面積がＥＧＲ通路１５よりも小さい。また、案内路２０は、一端側２０ａがベンチュリ管２１に、他端側２０ｂが捕集部１９に、それぞれ開口している。
【００２１】
ベンチュリ管２１は、吸気通路４内に配置されている。図２は、ベンチュリ管２１の拡大模式図である。図２に示すように、ベンチュリ管２１は、吸気通路４の吸気の流れ方向に沿って断面積が変化するように配置されている。具体的には、ベンチュリ管２１は、断面積が中央付近の絞り部２１ａまでは徐々に縮小し、絞り部２１ａからは徐々に拡大するように形成されている。そして、ベンチュリ管２１は、吸気の流れに沿って、吸気の流路を絞り部２１ａまで徐々に縮小し、絞り部２１ａからは徐々に拡大するように配置されている。また、ベンチュリ管２１の断面積が絞られている絞り部２１ａには、案内路２０の一端が接続されている。つまり、案内路２０の一端側２０ａは、ベンチュリ管２１の絞り部２１ａに開口している。なお、ベンチュリ管２１は、吸気通路４内で一定の状態が保たれるように支持部材２２により支持されている。
【００２２】
また、図３は、捕集部１９の拡大模式図である。図３に示すように、捕集部１９は、ＥＧＲ通路１５のＥＧＲクーラ１８よりも下流に配置され、ＥＧＲクーラ１８の冷却により生じる凝縮水を捕集し易いように、ＥＧＲ通路１５の下方に凹部として形成されている。また、案内路２０の他端側２０ｂの開口は、捕集部１９の凹部に入り込むように位置している。
【００２３】
以上に説明したように、この形態によれば、ＥＧＲ通路１５内のＥＧＲクーラ１８よりも下流に捕集部１９が設けられている。また、捕集部１９は、ＥＧＲ通路１５の下方に凹部として形成されている。これにより、ＥＧＲクーラ１８の冷却により生じる凝縮水を効果的に捕集することができる。また、ＥＧＲクーラ１８の熱交換部位に滞留する凝縮水の量を減少させることもできる。
【００２４】
また、捕集部１９には、凝縮水排出装置１６の案内路２０の一端側２０ａが開口している。一方、案内路２０の他端側２０ｂは、ベンチュリ管２１の絞り部２１ａに開口している。ベンチュリ管２１は、吸気通路４の吸気の流れに沿って断面積が変化するように配置されているので、吸気の流れを利用して絞り部２１ａに負圧を生じさせることができる。これにより、案内路２０を通じて、捕集部１９に捕集された一端側２０ａの凝縮水を他端側２０ｂの吸気通路４に向かって吸引することができる。また、案内路２０の流路面積はＥＧＲ通路１５よりも小さい。このため、案内路２０を通じて、捕集部１９の凝縮水を比較的少量ずつ気化して吸気通路４に排出し、吸気と混ぜることができる。これにより、捕集部１９に捕集されたＥＧＲ通路１５の凝縮水を外部に排出せずに処理することができる。
【００２５】
更に、ベンチュリ管２１による吸引は内燃機関１の運転中はほぼ常時生じるので、凝縮水は捕集部１９に到達すると、すぐに案内路２０に吸引され、吸気通路４に噴出される。つまり、凝縮水は、捕集部１９に大量に滞留する間もなく、凝縮水排出装置１６を通じて、吸気通路４に排出される。また、案内路２０は、ＥＧＲ通路１５とは別にＥＧＲ通路１５内に設けられているので、凝縮水は外気よりも高温に保もたれ、気化し易い。これらにより、凝縮水を気化して吸気に混ぜる効果をより向上させることができる。更に、凝縮水は捕集部１９に滞留する間もなく案内路２０を通じて吸気通路４に排出されるので、凝縮水がＥＧＲガスにさらされる時間を短縮することができる。これにより、凝縮水の強酸性化を抑制することができるので、吸気系部品の腐食等、凝縮水が吸気通路に排出される場合の弊害を抑制することができる。
【００２６】
本発明は、上述の形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の形態にて実施できる。上述の形態では、吸引手段として、ベンチュリ管２１が利用されているが、吸引手段は、このような形態に限定されない。吸引手段として、例えば、機械的に駆動されるポンプが利用されてもよい。また、案内路の一端側は、吸引手段により捕集部の凝縮水を吸引可能な限り、吸気通路のどの位置に接続されていてもよい。また、案内路は、ＥＧＲ通路と別に設けられていればよく、ＥＧＲ通路内に設けられる形態に限定されない。
【００２７】
また、捕集部１９は、上述の形態に限定されない。例えば、捕集部は、底面が傾斜するように形成されていてもよく、また、底面を有しないように傾斜面のみから構成されていてもよい。また、捕集部が配置される位置は、ＥＧＲ通路内の凝縮水が捕集可能な限り、ＥＧＲクーラよりも下流の位置に限定されない。また、吸引手段と捕集部との間の上下方向等の位置関係は、吸引手段が捕集部の凝縮水を吸引可能な限り、どのような位置関係でもよい。例えば、吸引手段が捕集部よりも低い位置に配置されていてもよいし、吸引手段が吸引可能な範囲であれば吸引手段の方が捕集部よりも高い位置に配置されていてもよい。
【符号の説明】
【００２８】
１  内燃機関
７  排気還流装置
４  吸気通路
５  排気通路
８  ターボチャージャ
８ａ  コンプレッサ
１５  ＥＧＲ通路
１８  ＥＧＲクーラ
１９  捕集部
２０  案内路
２０ａ  一端側
２０ｂ  他端側
２１  ベンチュリ管（吸引手段）
２１ａ  絞り部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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