JP2009092005A - 内燃機関のインタークーラ洗浄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インタークーラ内部にて生じる酸性水への対策を改善した内燃機関のインタークーラ洗浄装置を提供する。
【解決手段】排気通路５から取り出された排気の一部をＥＧＲガスとして過給機６よりも上流にて吸気通路４に導くＥＧＲ通路８と、吸気通路４における過給機６よりも下流に設けられ、過給機６により圧縮された吸気を冷却するインタークーラ１１とを備えた内燃機関１に適用されるインタークーラ洗浄装置１２において、インタークーラ１１で生成される酸性水を中和する中和手段１３と、中和手段１３により中和された中和水をインタークーラ１１に流入する気流に混入させる中和水供給部１４とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、排気通路から取り出された排気の一部をＥＧＲガスとして過給機よりも上流にて吸気通路に導くＥＧＲ通路を備えた内燃機関に適用されるインタークーラ洗浄装置に関する。

過給機よりも上流にて吸気通路にＥＧＲガスを導く内燃機関では、大量のＥＧＲガスを含んだ吸気が過給機で圧縮されてインタークーラで冷却されると強度の酸性水が発生して、インタークーラを腐食させるおそれがある。酸性水の発生を抑える対策として、排気通路の環元機能を有する触媒よりも下流と吸気通路の過給機よりも上流とを結ぶＥＧＲ通路中に排気通路の触媒よりも上流を流れる排気を直接流入させるバイパス通路を接続し、そのバイパス通路を流れる排気の流量を調整してＥＧＲガスのｐＨを変化させることにより酸性水の発生を抑える装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。発生した酸性水の処理対策として、インタークーラよりも下流にて吸気通路に設けた凹曲部と排気通路との間にＥＧＲ通路を接続し、凹曲部を介してそのＥＧＲ通路に流入する酸性水をＥＧＲガスの熱で蒸発させる装置（例えば特許文献２参照）、あるいは、インタークーラ下部と排気通路とを結んだ排出通路にインタークーラ内圧を作用させてインタークーラ下部に溜まった酸性水を排気通路に排出する装置も提案されている（例えば特許文献３参照）。その他に、本発明に関連する先行技術文献として特許文献４が存在する。

特開平７−３２４６５３号公報 特開平８−１７７６４６号公報 特開２００２−３０３１４６号公報 特開２００３−２４７４６０号公報

しかしながら、インタークーラ内部にて酸性水が発生した場合、従来の装置のように単に酸性水を蒸発させ、あるいは排出するだけでは対策が十分ではないおそれがある。

そこで、本発明は、インタークーラ内にて生じる酸性水への対策を改善した内燃機関のインタークーラ洗浄装置を提供することを目的とする。

本発明は、排気通路から取り出された排気の一部をＥＧＲガスとして過給機よりも上流にて吸気通路に導くＥＧＲ通路と、前記吸気通路における前記過給機よりも下流に設けられ、前記過給機により圧縮された吸気を冷却するインタークーラとを備えた内燃機関に適用されるインタークーラ洗浄装置において、前記インタークーラで生成される凝縮水を中和する中和手段と、前記中和手段により中和された中和水を前記インタークーラに流入する気流に混入させる中和水供給手段とを備えたことにより上述した課題を解決する（請求項１）。

本発明のインタークーラ洗浄装置によれば、インタークーラ内にて生じる酸性水を中和手段により中和した上で、インタークーラに流入する気流に混入させているので、インタークーラ内部に酸性水が残っていたとしても中和水にてこれを洗い流すことができる。よって、インタークーラ内に生じる酸性水への対策を改善することができる。

本発明の一形態において、前記中和水供給手段は、前記気流が高温の時に前記中和水を前記気流に混入させ、前記気流が低温の時に前記中和水を前記気流に混入させなくてもよい（請求項２）。この形態によれば、気流が高温時に中和水をその気流に混入させているので、インタークーラ内に生じる中和水量を増大させることができる。

上記の形態において、前記中和水供給手段は、前記過給機が作動した場合に前記中和水を前記気流に混入させることにより、前記気流の高温時における前記中和水の前記気流への混入を実現してもよいし（請求項３）、前記ＥＧＲ通路には当該ＥＧＲ通路を開閉するＥＧＲ弁が設けられており、前記中和水供給手段は、前記ＥＧＲ弁が開放した場合に前記中和水を前記気流に混入させることにより、前記気流の高温時における前記中和水の前記気流への混入を実現してもよい（請求項４）。これら形態によれば、前者では気流が過給機にて圧縮されること、後者では気流にＥＧＲガスが含まれることにより気流の温度が上昇されるので、気流の高温時における中和水の気流への混入を実現することができる。

過給機の作動時に中和水を気流に混入させる場合において、前記中和水供給手段には、前記インタークーラ内の気流の圧力と外気圧との差圧により駆動するポンプが設けられており、前記ポンプは、前記過給機が作動した場合に前記中和水を前記気流に送り出すように設定されてもよい（請求項５）。この形態によれば、過給機によって気流が過給されると、ポンプにて中和水が送り出されるので、過給機の作動時における中和水の気流への混入を自動的に実現することができる。

前記中和水供給手段には、前記気流に混入させる前記中和水量を調整する調整弁と、前記調整弁の開度を制御する調整弁制御手段とが設けられており、前記調整弁制御手段は、前記気流が高温時に前記調整弁を開放してもよいし（請求項６）、前記中和水供給手段には、前記中和水を吸い込んで前記気流に送り出すポンプと、前記ポンプの駆動を制御するポンプ制御手段とが設けられており、前記ポンプ制御手段は、前記気流が高温時に前記ポンプを駆動させてもよい（請求項７）。これら形態によれば、調整弁又はポンプを利用することにより、過給機の駆動時又はＥＧＲ弁の開放時における中和水の気流への混入を比較的容易に実現することができる。

本発明の一形態において、前記中和水供給手段は、前記気流が高温である区間にて前記中和水を前記気流に混入させてもよい（請求項８）。この形態によれば、インタークーラ内に生じる中和水量を増大させることができる。上記の形態において、前記区間は、前記吸気通路における前記過給機と前記インタークーラとの間であってもよいし（請求項９）、前記区間は、前記ＥＧＲ通路であってもよい（請求項１０）。

本発明の一形態において、前記中和水供給手段には、前記中和水を吸い込んで送り出すポンプと、前記中和水を前記気流に混入させる混合部と、前記ポンプにて送り出された前記中和水を前記混合部に導く供給管とが設けられており、前記混合部は、前記供給管から導かれた前記中和水の表面積が大きくなるように形成されてもよい（請求項１１）。この形態によれば、中和水がポンプにて供給管を介して混合部に導かれると、混合部にて中和水の表面積が拡大され、この中和水が気流から熱を受けて蒸発し気流と混ざり合うので、中和水の気流への混入を促進することができる。

混合部としては種々の形態を採用してよい。例えば、前記混合部は、前記中和水を含浸可能な多孔部材を備えており、前記多孔部材は、前記吸気通路における前記インタークーラよりも上流の内周面に設定されており、前記供給管の径端部は、前記多孔部材に接続してもよい（請求項１２）。この形態によれば、供給管から導かれた中和水が多孔部材に達すると、その中和水が多孔部材全体に浸透するので、中和水の表面積が多孔部材にて拡大される。そして、多孔部材内に含浸された中和水は、吸気通路の吸気から熱を受けて蒸発し吸気と混ざり合うので中和水の吸気への混入を促進することができる。また、前記ＥＧＲ通路には当該ＥＧＲ通路を開閉するＥＧＲ弁が設けられており、前記混合部は、前記中和水を含浸可能な多孔部材を備えており、前記多孔部材は、前記ＥＧＲ通路における前記ＥＧＲ弁よりも下流側の内周面に設定されており、前記供給管の径端部は、前記多孔部材に接続してもよい（請求項１３）。この形態によれば、多孔部材内に含浸された中和水は、ＥＧＲ通路のＥＧＲガスから熱を受けて蒸発しＥＧＲガスと混ざり合うので、中和水の気流への混入を促進することができる。

前記混合部は、複数のセルを有したセル構造部材を備えており、前記セル構造部材は、前記インタークーラよりも上流にて前記吸気通路の内部に設定されており、前記供給管は、前記中和水を前記セル構造部材の内部に塗布させるように設定されてもよい（請求項１４）。この形態によれば、供給管から導かれる中和水をセル構造部材の内部に塗布させるので、中和水の表面積がセル構造部材の内部で拡大される。そして、セル構造部材の内部の中和水がセル構造部材内を通る吸気から熱を受けて蒸発し吸気と混ざり合うので、中和水の気流への混入を促進することができる。

上記の形態において、前記供給管は、前記セル構造部材よりも上流にて前記吸気通路内の複数の位置に前記中和水を導くように設定されてもよい（請求項１５）。この形態によれば、供給管にて吸気通路内の複数の位置に導かれた中和水は、拡散しながら吸気通路の下流に流されるので、セル構造部材の内部に均一に中和水を塗布することができる。

また、前記供給管は、前記吸気通路における前記セル構造部材よりも上流にて前記中和水を導くように設定されており、前記吸気通路の上流に臨む前記セル構造部材の前端面は、前記吸気通路の軸線方向に傾斜して形成されてもよい（請求項１６）。この形態によれば、セル構造部材の前端面の面積が拡大されるので、供給管から導かれた中和水をセル構造部材の内部に確実に塗布することができる。

本発明の一形態において、前記内燃機関には、前記混合部に導かれた前記中和水に熱を加える加熱手段が設けられてもよい（請求項１７）。この形態によれば、加熱手段にて混合部内の中和水が加熱されると、加熱された中和水が蒸発し気流と混ざり合うので、中和水の気流への混入をさらに促進することができる。上記の形態において、前記加熱手段には、当該加熱手段の動作を制御する加熱制御手段が設けられており、前記加熱制御手段は、前記インタークーラ内の中和水量が所定値以下の場合に、前記加熱手段の動作を停止させてもよい（請求項１８）。この形態によれば、中和水が所定値よりも少ない場合に加熱手段の作動を停止させるので、加熱手段の不要な仕事を抑制することができる。

本発明の一形態において、前記中和手段には、前記中和手段にて生じる中和生成物を凝集させる凝集手段が設けられてもよい（請求項１９）。この形態によれば、中和生成物を集積手段にて集積させるので、中和手段よりも下流にて中和生成物が析出することを抑制することができる。これにより、中和生成物に起因する異物詰まり等の機能障害を排除することができる。

以上説明したように、本発明のインタークーラ洗浄装置によれば、インタークーラ内にて生じる酸性水を中和手段により中和した上で、インタークーラに流入する気流に混入させているので、インタークーラ内部に酸性水が残っていたとしても中和水にてこれを洗い流すことができる。よって、インタークーラ内に生じる酸性水への対策を改善することができる。

（第１の形態）
図１は、本発明に係るインタークーラ洗浄装置を内燃機関（以下、エンジンと呼ぶ。）に適用した一形態を示している。エンジン１は、車両の走行用駆動源として搭載されるものであって、ディーゼルエンジンとして構成されている。エンジン１には、複数（図では４つ）のシリンダ３が設けられたエンジン本体２と、各シリンダ３に吸気を導く吸気通路４と、各シリンダ３からの排気が導かれる排気通路５と、吸気を過給するための過給機６とを備えている。過給機６は、一例として排気通路５のタービン６ａにて排気エネルギを回収し、そのエネルギで吸気通路４のコンプレッサ６ｂを駆動するターボチャージャである。排気通路５のタービン６ａよりも下流側には排気浄化装置７が設けられている。排気浄化装置７の下流にはＥＧＲ通路８の一端部が接続され、そのＥＧＲ通路８の他端部はコンプレッサ６ｂよりも上流側にて吸気通路４に接続されている。ＥＧＲ通路８には、ＥＧＲクーラ９及びＥＧＲ弁１０が設けられている。さらに、吸気通路４において、コンプレッサ６ｂの下流側には、コンプレッサ６ｂにて圧縮された吸気を冷却するインタークーラ１１が設けられている。そのインタークーラ１１に対してインタークーラ洗浄装置１２が組み合わされている。

インタークーラ洗浄装置１２は、インタークーラ１１内で発生した凝縮水を集積して中和する集積部１３と、その集積部１３にて生成された中和水をインタークーラ１１に流入する気流に混入させる中和水供給部１４とを備えている。

図２に示すように、集積部１３は、インタークーラ１１の下面から突き出すように形成された貯水槽１５を有している。その貯水槽１５の内部は、ケージ１６によって中央部１７と端部１８とに仕切られている。ケージ１６は、凝縮水および中和水を通過させる開口部１９を有している。各端部１８には、貯水槽１５内に集積した凝縮水を中和する中和剤２０が収容されている。中和剤２０としては、例えば、炭酸カルシウム又は炭酸カルシウムを主成分とした物質を利用することができる。以下では、中和された凝縮水を中和水と呼ぶことがある。

図１に戻って説明を続ける。中和水供給部１４は、集積部１３から中和水を吸い込んで送り出すポンプ２１と、ポンプ２１から吐出された中和水を吸気通路４に導く供給管２２と、供給管２２から導かれた中和水を吸気通路４の気流に混入させる混合部２３とを備えている。ポンプ２１は、集積部１３における中央部１７の底面に接続されている（図２参照）。

図３に示すように、混合部２３は、吸気通路４を形成する吸気管４ａ、４ｂの間に配置されることにより吸気通路４の一部としても機能する接合管２４を備えている。接合管２４の内周面には、その全面に亘って、多孔部材２５が設けられている。多孔部材２５は、中和水が含浸しつつ通過する多孔質材料にて形成されている。供給管２２の径端部は、接合管２４を貫いて多孔部材２５の外周に接している。

以上の構成のインタークーラ洗浄装置１２においては、インタークーラ１１内にて生じる凝縮水がインタークーラ内を流れ落ちて貯水槽１５に集められ、その凝縮水が中和剤２０と接触して中和水が生成される。生成された中和水をポンプ２１にて貯水槽１５から送り出すことにより、その中和水が供給管２２を介し多孔部材２５に導かれる。多孔部材２５の外周に達した中和水は多孔部材２５の径方向及び軸線方向に拡散しつつ多孔部材２５の内部に浸透して、多孔部材２５の内面に達する。そして、多孔部材２５の内面にて中和水が吸気通路４の吸気から熱を受けて蒸発し、吸気と混ざり合う。中和水が混ざった吸気がコンプレッサ６ｂにて圧縮された後、インタークーラ１１で冷却されて液化する。これにより、インタークーラ１１の内部が中和水にて洗浄される。

（第２の形態）
次に、図４及び図５を参照して本発明の第２の形態を説明する。図４は図１に対応し、図５は図３にそれぞれ対応している。なお、本形態において、上述した図１と共通する部分には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。図４に示すように、本形態では、供給管２２の径端部がＥＧＲ弁１０に接続されている。図５に示すように、ＥＧＲ弁１０は、ＥＧＲ通路８を開閉する弁体１０ａと、ＥＧＲ通路８の内周面の一部に形成され、弁体１０ａが着座することのできる弁座１０ｂとを備えている。ＥＧＲ通路８における弁座１０ｂよりも下流の内周面には、その全面に亘って、多孔部材２５が設けられている。

この形態によれば、弁体１０ａが不図示のアクチュエータにより弁座１０ｂから図５における下方向に押し上げられると、ＥＧＲガスが弁体１０ａと弁座１０ｂとの間の隙間２６を介してＥＧＲ通路８の下流に流れ、多孔部材２５の内面に吹き付けられる。そして、多孔部材２５の内面にて中和水がＥＧＲ通路８のＥＧＲガスから熱を受けて蒸発し、ＥＧＲガスと混ざり合う。これにより、中和水のＥＧＲガスへの混入を促進させることができる。さらに、中和水を第１の形態と比べて温度の高いＥＧＲガスに混入させているので、インタークーラ１１内で生じる中和水量を増大させることができる。また、ＥＧＲ弁１０が開放した時のみ中和水をＥＧＲガスに混入させることができる。

本形態においては、供給管２２の径端部がＥＧＲ弁１０に接続されている例に限らず、例えば、第１の形態の混合部２３をＥＧＲ通路８におけるＥＧＲクーラ９よりも下流側に設けることにより、中和水のＥＧＲガスへの混入を実現させてもよい。

（第３の形態）
次に、図６〜図９を参照して本発明の第３の形態を説明する。図６は図１に対応し、図７〜図９は図２に対応している。なお、本形態において、上述した他の形態と共通する部分には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。本形態においては、図６に示すように、混合部２３が吸気通路４におけるコンプレッサ６ｂとインタークーラ１１との間の区間に設けられている。

図７〜図９を参照して本形態のポンプ２１について説明する。これら図においては、矢印Ａの指す方向をインタークーラ１１の方向、矢印Ｂの指す方向をインタークーラ１１の方向とは反対の方向として、矢印Ａ、Ｂが適宜示されている。

図７に示すように、ポンプ２１は、貯水槽１５の中央部１７の底面から突き出るように形成された圧力シリンダ２７と、その圧力シリンダ２７にＡ及びＢ方向に摺動可能な状態で挿入され、Ａ方向にバネ２８により付勢されたピストン２９と、ピストン２９にＡ方向の外気を導く外気管３０と、圧力シリンダ２７の下部とピストン２９の下端面２９ａとにより区画される圧力室３１と、中和水を貯水槽１５から圧力室３１に導く吸入通路３２と、圧力シリンダ２７の底部と供給管２２とを結ぶ排出通路３３とを備えている。貯水槽１５に臨むピストン２９の上面２９ｂは貯水槽１５の底面の一部としても機能する。ピストン２９と圧力シリンダ２７とが摺動する面の隙間は、中和水が入り込まない程度に設定されている。吸入通路３２における一端部は、貯水槽１５の中央部１７の底面に接続されている。吸入通路３２には、中和水が無い場合に吸入通路３２を閉鎖する浮動弁３４と、中和水が圧力室３１から貯水槽１５に向かう方向の流れを阻止する排出逆止弁３５とが設けられている。浮動弁３４は、吸入通路３２の径よりも大きい径を有する略円筒状の浮動弁室３６を備えている。浮動弁室３６の内部は、吸入通路３２の径よりも大きい径を有する球体状の浮動体３７と、浮動体３７の貯水槽１５への侵入を阻止するネット３８とを備えている。浮動体３７は、中和水よりも比重の小さな物質が用いられる。ネット３８は、中和水を通過させる開口部３９を有している。排出通路３３には、供給管２２から圧力室３１に向かう方向の流れを阻止する吸入逆止弁４０が設けられている。

次に、図７及び図８を参照してポンプ２１の動作について説明する。ピストン２９には、外気管３０から導かれた外気の圧力及びバネ２８の弾性力がピストン２９をＡ方向に押し上げるように作用し、貯水槽１５内の吸気の圧力がピストン２９の上面２９ｂに対してピストン２９をＢ方向に押し下げるように作用する。以下、ピストン２９の上面２９ｂに作用する吸気の圧力をインタークーラ内圧と呼ぶことがある。図７に示すように、ピストン２９に作用する外気圧がインタークーラ内圧よりも大きくなると、その外気圧にてピストン２９がＡ方向に押し上げられ、圧力室３１内の容積が拡大する。圧力室３１内の容積が拡大すると、その拡大した容積を埋めようとするため吸入通路３２及び排出通路３３に対して圧力室３１に向かう方向の吸引力が生じる。そして、その吸引力にて中和水が貯水槽１５から吸入通路３２を介して圧力室３１に吸入されるとともに、吸入逆止弁４０が排出通路３３を閉鎖する。一方、図８に示すように、ピストン２９に作用する外気圧がインタークーラ内圧よりも小さくなると、インタークーラ内圧にてピストン２９がＢ方向に押し下げられる。ピストン２９がＢ方向に押し下げられると、圧力室３１から中和水が押し出されることにより、中和水が圧力室３１から排出通路３３を介して供給管２２に吐出されるとともに、排出逆止弁３５が吸入通路３２を閉鎖する。なお、圧力室３１から吐出される中和水量は、ピストン２９のストロークにより決められる。

次に、図９を参照して貯水槽１５に中和水が無い場合のポンプ２１の動作について説明する。図９に示すように、ピストン２９にて中和水の吐出が繰り返されると、貯水槽１５内部の中和水が次第に無くなり、次いで浮動弁室３６内の中和水も減り始める。浮動弁室３６内の中和水が減ると、その水位に従って浮動体３７がＢ方向に低下する。そして、浮動弁室３６内の中和水が無くなると、吸入通路３２の下流に通じる浮動弁室３６の出口部３６ａにて浮動体３７が嵌り込むため、吸入通路３２が塞がれる。

この形態によれば、コンプレッサ６ｂが作動すると、そのコンプレッサ６ｂにて過給された吸気がインタークーラ１１内部を介して貯水槽１５に流入し、インタークーラ内圧としてピストン２９の上面２９ｂに作用する。この場合、インタークーラ内圧がピストン２９に作用する外気圧よりも大きくなるため、上述したように圧力室３１内の中和水が排出通路３３に吐出される。吐出された中和水は供給管２２を介して多孔部材２５の外面に送られ、多孔部材２５の内面に達する。多孔部材２５の内面に達した中和水は、コンプレッサ６ｂにより昇温された吸気から熱を受けて蒸発し、吸気と混ざり合う。これにより、中和水の吸気への混入を促進することができる。また、コンプレッサ６ｂが作動した時のみ、自動的に中和水を気流に混入させることができる。

また、浮動弁室３６内の中和水が無くなると、上述したように浮動体３７が吸入通路３２を塞ぐため、ポンプ２１の駆動を自動的に停止させることができる。これにより、ポンプ２１が不要な仕事をすることを抑制することができる。

（第４の形態）
次に、図１０及び図１１を参照して本発明の第４の形態を説明する。なお、この形態において、エンジン１については図１、図４、又は図６が参照され、図１０は図３と対応している。また、図１０において図３と共通する部分には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。図１０に示すように、本形態の混合部２３においては、多孔部材２５が省略されており、接合管２４の内部に円筒状のセル構造部材４１が設けられており、供給管２２の径端部が吸気通路４におけるセル構造部材４１よりも上流にて接合管２４を貫いて吸気通路４の内部にまで延びている。供給管２２の径端部は塞がれている。供給管２２における吸気通路４の内部に延びた区間の側面には、セル構造部材４１に臨むように複数の噴出孔４２が形成されている。セル構造部材４１の外面は、その全面に亘って、接合管２４の内面と隙間無く接している。図１１に示すように、セル構造部材４１の内部は、吸気の流れ方向から見て、仕切板４１ａにて格子状に仕切られることにより複数のセル４１ｂが形成されている。これらセル４１ｂは、接合管２４の軸線に対して平行にセル構造部材４１を貫通するように伸びている。

この形態によれば、中和水を貯水槽１５からポンプ２１にて送り出すことにより、その中和水が供給管２２を介してその径端部に達する。そして、供給管２２内に満たされた中和水がポンプ２１の吐出力に押されて、それぞれの噴出孔４２からセル構造部材４１の方向に向けて吸気通路４内に中和水が噴出される。噴出された中和水は接合管２２の軸線方向及びその径方向に拡散しながら吸気により吸気通路４の下流側に流され、セル構造部材４１の前端面４１ｃの全面に達する。前端面４１ｃに達した中和水はセル構造部材４１のそれぞれのセル４１ｂに分離しながら流入する。各セル４１ｂに流入した中和水はその表面に付着する。そして、各セル４１ｂ内の表面に付着した中和水がこれらセル４１ｂ内を通過する吸気の熱を受けて蒸発し、吸気と混ざり合う。これにより、第１の形態の混合部２３と略同等の効果を得ることができる。

本形態において、セル構造部材４１の形状は必ずしも円筒状である例に限らず、例えば半円筒状又は角柱状等適宜に変更してよい。セル構造部材４１は固定治具にて吸気通路４内に固定してもよい。

（第５の形態）
次に、図１２及び図１３を参照して本発明の第５の形態を説明する。なお、この形態において、エンジン１については図１が参照され、図１２は図１０と対応し、図１３は図１１と対応している。また、図１２及び図１３において上述した第４の形態と共通する部分には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。図１２及び図１３に示すように、本形態の混合部２３においては、噴出孔４２が省略されており、供給管２２の径端部が接合管２４の内面と位置を合わせて設定されている。供給管２２内の通路は、その径端部にて吸気通路４に向かうに従い徐々に狭くなるように形成されている。図１３に示すようにセル構造部材４１の前端面４１ｂがその径端部から離れるに従い吸気通路４の下流側に直線状に傾斜する傾斜面４１ｄとして形成されている。

この形態によれば、中和水を貯水槽１５からポンプ２１にて送り出すことにより、その中和水が供給管２２を介してその径端部に達する。径端部に達した中和水は、その流量が絞られながら吸気通路４内に吐出される。吐出された中和水は、吐出方向及びその径方向に拡散しながら吸気により吸気通路４の下流側に流され、セル構造部材４１の傾斜面４１ｃを駆け下りながら各セルに流入する。これにより、第４の形態の混合部２３と略同等の効果を得ることができる。

本形態において、傾斜面４１ｃは、供給管２２の径端部から離れるに従い吸気通路４の下流側に直線状に傾斜する例に限らず、例えば供給管２２の径端部から離れるに従い吸気通路４の上流側に直線状に傾斜してもよい。

（第６の形態）
次に、図１４を参照して本発明の第６の形態を説明する。なお、この形態において、図１４は第３の形態に対応している。また、図１４において上述した第３の形態と共通する部分には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。本形態の混合部２３には、多孔部材２５の内部の中和水を加熱するための加熱手段としての加熱回路４３が設けられており、ポンプ２１には、ポンプ２１が駆動しているか否かの信号を出力する動作確認センサ４４が設けられている。加熱回路４３には、導線４５と、導線に電流を供給する加熱用電源４６と、通電により発熱する発熱体４７とが設けられている。加熱用電源４６は直流電源であって、例えばバッテリによって形成される。発熱体４７は、多孔部材２５の内部に設けられており、例えば鉄系合金からなる抵抗加熱体にて形成されている。

次に、本形態の加熱用電源４６の動作を説明する。加熱用電源４６の動作は、エンジンコントロールユニット４８（ＥＣＵ）により制御される。ＥＣＵ４８はマイクロプロセッサ及びその動作に必要なＲＯＭ、ＲＡＭ等の周辺装置を備えたコンピュータとして構成されている。ＥＣＵ４８は、動作確認センサ４４の出力信号を参照してポンプ２１が駆動しているか否かを取得する。ポンプ２１が駆動していると判断した場合、ＥＣＵ４８は加熱用電源４６を投入する。一方、ポンプ２１が停止していると判断した場合、ＥＣＵ４８は加熱用電源４６を切断する。

この形態によれば、ポンプ２１が駆動すると、中和水が貯水槽１５から供給管２２を介して多孔部材２５に導かれると共に、ＥＣＵ４８にて加熱用電源４６が投入される。加熱用電源４６が投入されると、加熱用電源から導線４５を介して発熱体４７に電流が供給され、その電流が発熱体４７の内部を通る際に抵抗熱を生じる。その抵抗熱が発熱体４７の内部から外面に伝達し、さらに発熱体４７の周囲の多孔部材２５に伝わり、多孔部材２５の内部の中和水に熱を与えながら多孔部材２５の全体に拡充する。そして、抵抗熱により多孔部材２５の内面の中和水が蒸発し吸気通路４の吸気に混ざり合う。これにより、中和水の蒸発をさらに促進させることができる。また、ポンプ２１が停止すると、中和水の吐出が停止すると共に、ＥＣＵ４８にて加熱用電源４６も停止される。なお、図９で示したように、中和水が浮動弁室内３６よりも少なくなると浮動体３７によりポンプ２１の駆動が停止されるため、ＥＣＵ４８にて加熱用電源４６も停止される。これにより、加熱回路４３の不要な仕事を抑制することができる。

本形態においては、動作確認センサ４４とＥＣＵ４８とが加熱制御手段に相当する。発熱体４７は多孔部材２５の内部に設けられている例に限らない。多孔部材２５に伝熱可能な範囲に設ける限り適宜に変更可能である。また、多孔部材２５を電気抵抗の高い物質で形成し、多孔部材２５自体を発熱体４７として利用してもよい。加熱手段としては、バーナー等を用いてもよい。本発明においては、セル構造部材４４に対しても適用することができる。

（第７の形態）
次に、図１５を参照して本発明の第７の形態を説明する。なお、この形態において、エンジン１については図６が参照される。また、上述した図６と重複する説明は省略する。本形態は、図６と比較して、吸気通路４における接合管２４内を流れる吸気の温度に対応した信号を出力する吸気温センサと、貯水槽１５に集積した中和水量に対応した信号を出力する水位センサとが追加されている。本形態のポンプ２１としては電磁ポンプが用いられ、その駆動はＥＣＵ４８により制御される。

図１５は、ＥＣＵ４８が実行するポンプ制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンはエンジン１の運転中に所定の周期で繰り返し実行される。ポンプ制御ルーチンにおいて、ＥＣＵ４８は、まずステップＳ１で吸気温センサの出力信号を参照して吸気温度を取得し、取得した吸気温度が設定温度Ｔよりも高いか否かを判断する。基準温度Ｔは、内燃機関の通常運転時に得られる吸気の温度に設定される。ステップＳ１において、吸気温度が設定温度Ｔ以下であると判断した場合、ＥＣＵ４８はステップＳ４に進み、ポンプ２１を停止し今回のルーチンを終了する。一方、吸気温度が設定温度Ｔよりも高いと判断した場合、ＥＣＵ４８はステップＳ２に進み、水位センサの出力信号を参照して中和水量を取得し、取得した中和水量が中和水量判定値Ｃを超えているか否かを判断する。中和水量判定値Ｃは、貯水槽１５内に中和水が無くなる程度の中和水量に設定されている。ステップＳ２において、中和水量が中和水量判定値Ｃ以下であると判断した場合、ＥＣＵ４８はステップＳ４に進み、ポンプ２１を停止し今回のルーチンを終了する。一方、中和水量が中和水量判定値Ｃよりも大きいと判断した場合、ステップＳ３に進み、ＥＣＵ４８はポンプ２１を駆動する。ステップＳ３の処理後、ＥＣＵ４８は今回のルーチンを終了する。

この形態によれば、吸気通路４における接合管２４内を流れる吸気の温度が設定温度Ｔよりも高い場合にのみポンプ２１が駆動され、中和水を吸気に混入させることができる。また、貯水槽１５内に中和水が無い場合にポンプ２１の駆動が停止されるため、ポンプが不要な仕事をすることを抑制することができる。

本形態においては、ポンプ２１を省略し、供給管２２内を開閉する調整弁（不図示）を設けてもよい。その場合、調整弁の開閉動作を図１５のフローチャートに従ってＥＣＵ４８にて制御ルーチンを実行することで実現してもよい。

（第８の形態）
次に、図１６を参照して本発明の第８の形態を説明する。なお、この形態において、エンジン１については図１が参照され、図１６は図２に対応している。また、図１６において図２と共通する部分には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。本形態においては、貯水槽１５の中央部１７にケージ１６にて中和剤室４９が仕切られており、端部１８に収容されていた中和剤２０が中和剤室４９に収容されている。中和剤室４９の下部と貯水槽１５の底面との間には隙間が形成されている。貯水槽１５の各端部１８には、貯水槽１５の底面を貫通するように棒状の電極５０が設けられている。電極５０と貯水槽１５の底面との境目には、電極５０を固定するための固定部材５１が設けられている。これら電極５０における貯水槽１５の外側に突き出た部位には互いの電極５０が繋がるように凝集用導線５２が接続されている。凝集用導線５２には、電極５０間に電圧を生じさせる凝集用電源５３と、凝集用導線５２を開閉制御するスイッチ５４とが設けられている。電凝集用電源５３は、直流電源であって、例えばバッテリによって形成される。

スイッチ５４の開閉動作は、ＥＣＵ４８により制御されている。ＥＣＵ４８が参照するセンサとしては上述した水位センサ５５が設けられている。ＥＣＵ４８は、水位センサ５５にて取得された中和水量が中和水量判定値Ｄよりも大きいか否かを判断する。凝縮水量判定値Ｄは、貯水槽１５内に集積した中和水の水位が電極５０に達する程度に設定される。中和水量が中和水量判定値Ｄよりも大きいと判断した場合、ＥＣＵ４８はスイッチ５４を閉鎖する。一方、中和水量が中和水量判定値Ｄ以下であると判断した場合、ＥＣＵ４８はスイッチ５４を開放する。

この形態によれば、凝縮水が中和剤２０と接触して中和水が生成される際に中和生成物イオンが発生し、その中和生成物イオンが中和水に混入する。ＥＣＵ４８によりスイッチ５４が閉鎖されると電極５０間に弱電圧が印加され、一方の電極５０が陽極５０ａとなり、他方の電極５０が陰極５０ｂとなる。そして、各電極５０と中和生成物イオンとの間に働くクーロン力によって、負の電気を帯びた中和生成物イオンが陽極５０ａに、正の電気を帯びた中和生成物イオンが陰極５０ｂにそれぞれ引き寄せられる。それぞれの電極５０に引き寄せられる中和生成物イオンはケージ１６の開口部１９を通過し各電極５０表面に達する。各電極５０表面に達した中和生成物イオンは電子の授受により電極５０の周囲に中和生成物として析出する。これにより、中和水に混入される中和生成物イオンが減少するので、中和手段よりも下流にて中和生成物が析出することを抑制することができる。これにより、中和生成物に起因する異物詰まり等の機能障害を排除することができる。

本形態においては、ＥＣＵ４８、電極５０、固定部材５１、凝集用導線５２、凝集用電源５３、及びスイッチ５４、水位センサ５５が凝集手段に相当する。

本発明は上述した形態に限定されることなく、種々の形態にて実施してよい。中和水供給部１４は混合部２３を備えた構成に限らず、例えば供給管２２から直接的に中和水を気流に混入させてもよい。この場合、気流に混入させる中和水量は、その中和水によりエンジン本体２の燃焼室（不図示）の熱容量が上昇して燃焼温度が低下しない程度に調整される。

本発明の第１の形態に係るインタークーラ洗浄装置が適用された内燃機関を示す図。 図１の集積部の詳細図。 図１の混合部の詳細図。 本発明の第２の形態に係るインタークーラ洗浄装置が適用された内燃機関を示す図。 図４のＥＧＲ弁の詳細図。 本発明の第３の形態に係るインタークーラ洗浄装置が適用された内燃機関を示す図。 図６のポンプの詳細図。 図６のポンプの動作を示す図。 貯水槽に中和水が無い状態の図６のポンプを示す図。 本発明の第４の形態に係る混合部の詳細図。 図１０のセル構造部材の外観図。 本発明の第５の形態に係る混合部の詳細図。 図１２のセル構造部材の外観図。 本発明の第６の形態に係るインタークーラ洗浄装置が適用された内燃機関を示す図。 本発明の第７の形態に係るポンプの制御ルーチンを示すフローチャート。 本発明の第８の形態に係る集積部の詳細図。

符号の説明

１ 内燃機関
２ エンジン本体
４ 吸気通路
５ 排気通路
６ 過給機
６ｂ コンプレッサ
８ ＥＧＲ通路
１０ ＥＧＲ弁
１１ インタークーラ
１２ インタークーラ洗浄装置
１３ 集積部（中和手段）
１４ 中和水供給部（中和水供給手段）
２１ ポンプ
２２ 供給管
２３ 混合部
２５ 多孔部材
４１ セル構造部材
４３ 加熱回路（加熱手段）
４８ エンジンコントロールユニット（加熱制御手段、集積手段）
５０ 電極（凝集手段）

Claims (19)

1. 排気通路から取り出された排気の一部をＥＧＲガスとして過給機よりも上流にて吸気通路に導くＥＧＲ通路と、前記吸気通路における前記過給機よりも下流に設けられ、前記過給機により圧縮された吸気を冷却するインタークーラとを備えた内燃機関に適用されるインタークーラ洗浄装置において、
   前記インタークーラで生成される凝縮水を中和する中和手段と、前記中和手段により中和された中和水を前記インタークーラに流入する気流に混入させる中和水供給手段とを備えたことを特徴とする内燃機関のインタークーラ洗浄装置。
2. 前記中和水供給手段は、前記気流が高温の時に前記中和水を前記気流に混入させ、前記気流が低温の時に前記中和水を前記気流に混入させないことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のインタークーラ洗浄装置。
3. 前記中和水供給手段は、前記過給機が作動した場合に前記中和水を前記気流に混入させることにより、前記気流の高温時における前記中和水の前記気流への混入を実現することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関のインタークーラ洗浄装置。
4. 前記ＥＧＲ通路には当該ＥＧＲ通路を開閉するＥＧＲ弁が設けられており、
   前記中和水供給手段は、前記ＥＧＲ弁が開放した場合に前記中和水を前記気流に混入させることにより、前記気流の高温時における前記中和水の前記気流への混入を実現することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関のインタークーラ洗浄装置。
5. 前記中和水供給手段には、前記インタークーラ内の気流の圧力と外気圧との差圧により駆動するポンプが設けられており、
   前記ポンプは、前記過給機が作動した場合に前記中和水を前記気流に送り出すように設定されていることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関のインタークーラ洗浄装置。
6. 前記中和水供給手段には、前記気流に混入させる前記中和水量を調整する調整弁と、前記調整弁の開度を制御する調整弁制御手段とが設けられており、
   前記調整弁制御手段は、前記気流が高温時に前記調整弁を開放することを特徴とする請求項３又は４に記載の内燃機関のインタークーラ洗浄装置。
7. 前記中和水供給手段には、前記中和水を吸い込んで前記気流に送り出すポンプと、前記ポンプの駆動を制御するポンプ制御手段とが設けられており、
   前記ポンプ制御手段は、前記気流が高温時に前記ポンプを駆動させることを特徴とする請求項３又は４に記載の内燃機関のインタークーラ洗浄装置。
8. 前記中和水供給手段は、前記気流が高温である区間にて前記中和水を前記気流に混入させることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のインタークーラ洗浄装置。
9. 前記区間は、前記吸気通路における前記過給機と前記インタークーラとの間であることを特徴とする請求項８に記載の内燃機関のインタークーラ洗浄装置。
10. 前記区間は、前記ＥＧＲ通路であることを特徴とする請求項８に記載の内燃機関のインタークーラ洗浄装置。
11. 前記中和水供給手段には、前記中和水を吸い込んで送り出すポンプと、前記中和水を前記気流に混入させる混合部と、前記ポンプにて送り出された前記中和水を前記混合部に導く供給管とが設けられており、
    前記混合部は、前記供給管から導かれた前記中和水の表面積が大きくなるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のインタークーラ洗浄装置。
12. 前記混合部は、前記中和水を含浸可能な多孔部材を備えており、
    前記多孔部材は、前記吸気通路における前記インタークーラよりも上流の内周面に設定されており、
    前記供給管の径端部は、前記多孔部材に接続していることを特徴とする請求項１１に記載の内燃機関のインタークーラ洗浄装置。
13. 前記ＥＧＲ通路には当該ＥＧＲ通路を開閉するＥＧＲ弁が設けられており、
    前記混合部は、前記中和水を含浸可能な多孔部材を備えており、
    前記多孔部材は、前記ＥＧＲ通路における前記ＥＧＲ弁よりも下流側の内周面に設定されており、
    前記供給管の径端部は、前記多孔部材に接続していることを特徴とする請求項１１に記載の内燃機関のインタークーラ洗浄装置。
14. 前記混合部は、複数のセルを有したセル構造部材を備えており、
    前記セル構造部材は、前記インタークーラよりも上流にて前記吸気通路の内部に設定されており、
    前記供給管は、前記中和水を前記セル構造部材の内部に塗布させるように設定されていることを特徴とする請求項１１に記載の内燃機関のインタークーラ洗浄装置。
15. 前記供給管は、前記セル構造部材よりも上流にて前記吸気通路内の複数の位置に前記中和水を導くように設定されていることを特徴とする請求項１４に記載の内燃機関のインタークーラ洗浄装置。
16. 前記供給管は、前記吸気通路における前記セル構造部材よりも上流にて前記中和水を導くように設定されており、
    前記吸気通路の上流に臨む前記セル構造部材の前端面は、前記吸気通路の軸線方向に傾斜して形成されていることを特徴とする請求項１４に記載の内燃機関のインタークーラ洗浄装置。
17. 前記内燃機関には、前記混合部に導かれた前記中和水に熱を加える加熱手段が設けられていることを特徴とする請求項１１〜１６のいずれか一項に記載の内燃機関のインタークーラ洗浄装置。
18. 前記内燃機関には、当該加熱手段の動作を制御する加熱制御手段が設けられており、
    前記加熱制御手段は、前記インタークーラ内の中和水量が所定値以下の場合に、前記加熱手段の動作を停止させることを特徴とする請求項１７に記載の内燃機関のインタークーラ洗浄装置。
19. 前記中和手段には、前記中和手段にて生じる中和生成物を凝集させる凝集手段が設けられていることを特徴とする請求項１〜１８のいずれか一項に記載の内燃機関のインタークーラ洗浄装置。

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