JP2020051302A - Exhaust gas warming device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、水和反応で発熱する蓄熱材を用いてエンジン始動時の排気ガスの凝縮水の生成を抑制することができる排気ガス暖機装置に関する。 The present invention relates to an exhaust gas warming device capable of suppressing generation of condensed water of exhaust gas at the time of starting an engine using a heat storage material that generates heat by a hydration reaction.
従来、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関は、内燃機関から排出された排気ガスの一部を、内燃機関の吸気通路側に再循環させるＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ：排気再循環）システムが搭載され、排気ガス中のＮＯｘ、ＣＯ２または微粒子（ＰＭ）などの有害物質を抑制するとともに、燃費の向上を図っている。 2. Description of the Related Art Conventionally, an internal combustion engine such as a gasoline engine or a diesel engine is equipped with an EGR (Exhaust Gas Recirculation) system for recirculating a part of exhaust gas discharged from the internal combustion engine to an intake passage side of the internal combustion engine. , NOx in the exhaust gas, suppresses the harmful substances such as CO 2 or particulate (PM), thereby improving the fuel economy.
なお、特許文献１には、蓄熱材の化学反応を利用した化学蓄熱装置を用いて、暖房始動時の即効暖房を行う車両用空調装置が記載されている。 Patent Literature 1 discloses a vehicle air conditioner that performs immediate heating at the time of starting heating by using a chemical heat storage device that uses a chemical reaction of a heat storage material.
ところで、内燃機関をコールドスタート（冷間始動）した場合、排気ガスの温度が低いので、排気マニホールド部で膨張し、凝縮水が発生する。ＥＧＲシステムは、この凝縮水と排気ガスとが混合してエンジン吸気部に戻ることになる。凝縮水は、窒素酸化物、硫黄酸化物、炭化水素および酸化炭素などの成分からなっており、再燃焼を繰り返すことにより、硫酸、硝酸および有機酸などの酸の濃度が高まった状態になる。このような凝縮水が排気ガスと混合されてエンジン吸気部に戻ると、燃焼効率が悪く、燃費の低下を招いてしまう。また、排気ガス中にＮＯｘ、ＣＯ２および微粒子（ＰＭ）などの有害物質が多く排出されてしまい、さらに、酸の濃度が高いため、金属腐食も招くことになる。したがって、コールドスタート時の凝縮水の発生を抑制することが要望されている。 By the way, when the internal combustion engine is cold-started (cold-started), since the temperature of the exhaust gas is low, the exhaust gas expands in the exhaust manifold, and condensed water is generated. In the EGR system, the condensed water and the exhaust gas are mixed and return to the engine intake section. The condensed water is composed of components such as nitrogen oxides, sulfur oxides, hydrocarbons and carbon oxides. By repeating reburning, the concentration of acids such as sulfuric acid, nitric acid and organic acids is increased. When such condensed water is mixed with the exhaust gas and returns to the engine intake portion, the combustion efficiency is poor and the fuel efficiency is reduced. Further, a large amount of harmful substances such as NOx, CO 2 and fine particles (PM) are emitted into the exhaust gas. Further, since the concentration of the acid is high, metal corrosion is caused. Therefore, it is desired to suppress the generation of condensed water at the time of a cold start.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、コールドスタート時の凝縮水の発生を抑制することができる排気ガス暖機装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide an exhaust gas warming device capable of suppressing generation of condensed water during a cold start.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる排気ガス暖機装置は、内燃機関から排出された排気ガスの一部を、前記内燃機関の吸気通路側に再循環させる排気再循環路に設けられ、前記排気再循環路を循環する排気ガスを水和反応で発熱する蓄熱材を用いて加熱する排気ガス暖機装置であって、前記排気再循環路の一部を形成する暖機管路の周囲を囲むように配置される蓄熱容器と、各分割蓄熱領域に水を供給する水供給部と、各分割蓄熱領域で発生した水蒸気を排出する蒸気排出部と、を備え、前記蓄熱容器は、前記蓄熱材が収容される蓄熱領域が仕切板によって複数の分割蓄熱領域に分割されていることを特徴とする。 In order to solve the above-described problem and achieve the object, an exhaust gas warming device according to the present invention is an exhaust gas warming device that recirculates a part of exhaust gas discharged from an internal combustion engine to an intake passage side of the internal combustion engine. An exhaust gas warming device that is provided in a recirculation path and heats an exhaust gas circulating in the exhaust recirculation path using a heat storage material that generates heat by a hydration reaction, and forms a part of the exhaust recirculation path. A heat storage container arranged to surround the periphery of the warm-up pipe to be provided, a water supply unit that supplies water to each of the divided heat storage regions, and a steam discharge unit that discharges steam generated in each of the divided heat storage regions. The heat storage container is characterized in that a heat storage area in which the heat storage material is stored is divided into a plurality of divided heat storage areas by a partition plate.
また、本発明にかかる排気ガス暖機装置は、上記の発明において、前記仕切板は、前記暖機管路の長手方向に対して直交配置され、前記分割蓄熱領域は、前記仕切板によって前記蓄熱領域を前記暖機管路の長手方向に分割されることを特徴とする。 Further, in the exhaust gas warming device according to the present invention, in the above invention, the partition plate is disposed orthogonal to a longitudinal direction of the warm-up pipe, and the divided heat storage region is configured to store the heat by the partition plate. An area is divided in a longitudinal direction of the warm-up pipe.
また、本発明にかかる排気ガス暖機装置は、上記の発明において、前記暖機管路内に、両端が前記暖機管路の内壁面に接合した伝熱部材を備えたことを特徴とする。 The exhaust gas warming device according to the present invention is characterized in that, in the above invention, a heat transfer member having both ends joined to an inner wall surface of the warming pipeline is provided in the warming pipeline. .
また、本発明にかかる排気ガス暖機装置は、上記の発明において、前記伝熱部材は、前記暖機管路の中心軸を通ることを特徴とする。 Further, in the exhaust gas warming device according to the present invention, in the above invention, the heat transfer member passes through a central axis of the warming pipe.
また、本発明にかかる排気ガス暖機装置は、上記の発明において、前記伝熱部材は、前記暖機管路の中心軸方向に沿って間欠的に複数配置されることを特徴とする。 Further, in the exhaust gas warming device according to the present invention, in the above invention, a plurality of the heat transfer members are intermittently arranged along a central axis direction of the warming pipeline.
また、本発明にかかる排気ガス暖機装置は、上記の発明において、前記伝熱部材は、前記暖機管路の中心軸を中心に回転配置されることを特徴とする。 Further, the exhaust gas warming device according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the heat transfer member is rotatably arranged around a central axis of the warm-up pipe.
また、本発明にかかる排気ガス暖機装置は、上記の発明において、前記伝熱部材は、前記暖機管路の中心軸を横切るようにジグザグに配置されることを特徴とする。 Further, in the exhaust gas warming device according to the present invention, in the above invention, the heat transfer member is arranged in a zigzag manner so as to cross a central axis of the warming pipeline.
また、本発明にかかる排気ガス暖機装置は、上記の発明において、前記伝熱部材は、柱状の伝熱バーであることを特徴とする。 Further, in the exhaust gas warming device according to the present invention, in the above invention, the heat transfer member is a columnar heat transfer bar.
また、本発明にかかる排気ガス暖機装置は、上記の発明において、前記伝熱部材は、両端が前記分割蓄熱領域に通じる内部管路を有した筒状部材であり、該内部管路に前記蓄熱材が収容されることを特徴とする。 Further, in the exhaust gas warming device according to the present invention, in the above invention, the heat transfer member is a tubular member having an internal conduit whose both ends communicate with the divided heat storage region. A heat storage material is housed therein.
また、本発明にかかる排気ガス暖機装置は、上記の発明において、前記伝熱部材は、水平配置される場合、柱状の伝熱バーであり、水平配置されない場合、両端が前記分割蓄熱領域に通じる内部管路を有した筒状部材であり、該内部管路に前記蓄熱材が収容されることを特徴とする。 Further, in the exhaust gas warming device according to the present invention, in the above invention, when the heat transfer member is horizontally arranged, the heat transfer member is a columnar heat transfer bar. It is a cylindrical member having an internal conduit communicating therewith, and the heat storage material is housed in the internal conduit.
また、本発明にかかる排気ガス暖機装置は、上記の発明において、前記伝熱部材は、前記暖機管路の中心軸を通り、該中心軸に対して垂直に配置されることを特徴とする。 Further, in the exhaust gas warming device according to the present invention, in the above invention, the heat transfer member passes through a central axis of the warm-up pipe and is arranged perpendicular to the central axis. I do.
また、本発明にかかる排気ガス暖機装置は、上記の発明において、前記伝熱部材は、前記暖機管路の中心軸を通り、該中心軸に対して斜めに配置されることを特徴とする。 Further, the exhaust gas warming device according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the heat transfer member passes through a central axis of the warming-up pipe and is arranged obliquely with respect to the central axis. I do.
また、本発明にかかる排気ガス暖機装置は、上記の発明において、前記蓄熱材は、粒状のゼオライトであることを特徴とする。 Further, in the exhaust gas warming device according to the present invention, in the above invention, the heat storage material is a granular zeolite.
また、本発明にかかる排気ガス暖機装置は、水を貯留する水タンクと、前記水タンクの水を前記蓄熱容器に供給する給水ポンプと、エンジンまたは冷却水の温度を検出する温度センサと、外部から前記内燃機関の始動指示があった場合、前記給水ポンプを起動して前記蓄熱容器に水を供給し、前記蓄熱材の発熱によって前記排気ガスの温度を上昇させ、前記温度センサの検出結果から前記エンジンまたは前記冷却水の温度が所定値以上となった場合、前記給水ポンプを停止して前記蓄熱材の発熱を停止させる制御を行う制御部と、を備えることを特徴とする。 Further, the exhaust gas warming device according to the present invention, a water tank for storing water, a water supply pump for supplying water from the water tank to the heat storage container, a temperature sensor for detecting the temperature of the engine or cooling water, When the internal combustion engine is instructed to start from outside, the water supply pump is started to supply water to the heat storage container, and the temperature of the exhaust gas is increased by heat generation of the heat storage material, and the detection result of the temperature sensor is used. And a control unit that performs control to stop the water supply pump and stop heat generation of the heat storage material when the temperature of the engine or the cooling water becomes equal to or higher than a predetermined value.
また、本発明にかかる排気ガス暖機装置は、上記の発明において、前記排気ガス暖機装置から排出された水蒸気を凝縮する凝縮器を備え、前記凝縮器から導出される水を前記水タンクに戻し、水を循環利用することを特徴とする。 Further, the exhaust gas warming device according to the present invention, in the above invention, further includes a condenser for condensing steam discharged from the exhaust gas warming device, and supplies water derived from the condenser to the water tank. It is characterized by returning and recycling water.
本発明によれば、コールドスタート時の凝縮水の発生を抑制することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, generation | occurrence | production of the condensed water at the time of a cold start can be suppressed.
以下、添付図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
＜内燃機関の概要＞
図１は、本発明の実施の形態である排気ガス暖機装置２１が搭載される内燃機関の概要構成を示す模式図である。図１に示すように、内燃機関１は、内部に複数の燃焼室が形成されたエンジン本体２と、エンジン本体２内部の各燃焼室に吸気を供給する吸気管路３と、エンジン本体２内部の各燃焼室から排出された排気ガスを排出する排気管路４と、冷却機構５と、排気タービン過給機６と、排気ガス後処理装置７と、排気再循環システム８とを備える。
<Overview of internal combustion engine>
FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine equipped with an exhaust gas warming device 21 according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, an internal combustion engine 1 has an engine body 2 having a plurality of combustion chambers formed therein, an intake pipe 3 for supplying intake air to each combustion chamber inside the engine body 2, An exhaust pipe 4 for discharging exhaust gas discharged from each combustion chamber, a cooling mechanism 5, an exhaust turbine supercharger 6, an exhaust gas aftertreatment device 7, and an exhaust gas recirculation system 8.
エンジン本体２と吸気管路３との間には、吸気管路３からの吸気がエンジン本体２内部の各燃焼室に分配されるように、吸気マニホールド３Ａが取り付けられている。エンジン本体２と排気管路４との間には、エンジン本体２内部の各燃焼室から排出された排気ガスがまとめて排気管路４に流入するように、排気マニホールド４Ａが取り付けられている。 An intake manifold 3A is mounted between the engine body 2 and the intake pipe 3 so that intake air from the intake pipe 3 is distributed to each combustion chamber inside the engine body 2. An exhaust manifold 4 </ b> A is mounted between the engine body 2 and the exhaust pipe 4 so that exhaust gas discharged from each combustion chamber inside the engine body 2 flows into the exhaust pipe 4 at a time.
吸気管路３には、排気タービン過給機６によって圧縮された空気を冷却するためのインタークーラ１１が設けられている。冷却機構５は、エンジン本体２内に収められた図示しないクランクシャフト等により駆動されるポンプ１２を備える。ポンプ１２によって圧送された冷却水は、エンジン本体２，排気タービン過給機６，図示しないオイルクーラ等の冷却が必要な部位を冷却した後、冷却機構５に設けられたラジエータ１３によって空冷されるようになっている。インタークーラ１１とラジエータ１３とは、エンジン本体２に設けられ、且つ、図示しないクランクシャフト等によって回転駆動されるファン１４によって、その冷却作用が促進されるようになっている。なお、吸気管路３には、吸気スロットル弁１７が設けられている。吸気スロットル弁１７は、吸気量を調整することができる。 The intake pipe 3 is provided with an intercooler 11 for cooling the air compressed by the exhaust turbine supercharger 6. The cooling mechanism 5 includes a pump 12 driven by a crankshaft (not shown) housed in the engine body 2. The cooling water pumped by the pump 12 cools a portion of the engine body 2, the exhaust turbine supercharger 6, and an oil cooler (not shown) that needs cooling, and is cooled by a radiator 13 provided in the cooling mechanism 5. It has become. The cooling operation of the intercooler 11 and the radiator 13 is promoted by a fan 14 provided on the engine body 2 and driven by a crankshaft (not shown) or the like. The intake pipe 3 is provided with an intake throttle valve 17. The intake throttle valve 17 can adjust the intake amount.
排気タービン過給機６は、排気管路４の途中に設けられたタービン１５と、吸気管路３の途中に設けられ、タービン１５に連結されて駆動されるコンプレッサ１６とを有する。排気タービン過給機６は、図示しない可変ターボノズルなどの開度を制御することにより、タービン１５の回転数を制御する。このタービン１５の回転によってコンプレッサ１６が駆動し、エンジン本体２への吸気過給が行われる。 The exhaust turbine supercharger 6 includes a turbine 15 provided in the middle of the exhaust pipe 4 and a compressor 16 provided in the middle of the intake pipe 3 and connected to and driven by the turbine 15. The exhaust turbine supercharger 6 controls the rotation speed of the turbine 15 by controlling the opening of a variable turbo nozzle (not shown) or the like. The compressor 16 is driven by the rotation of the turbine 15, and intake supercharging of the engine body 2 is performed.
排気ガス後処理装置７は、タービン１５を介して排出された排気ガス内のＰＭ（微粒子）およびＮＯｘなどを触媒や燃焼などによって低減する。 The exhaust gas post-processing device 7 reduces PM (particulates), NOx, and the like in the exhaust gas discharged via the turbine 15 by a catalyst, combustion, or the like.
排気再循環システム８は、排気マニホールド４Ａと吸気管路３とを連通する排気再循環路３１を備える。排気再循環路３１は、排気マニホールド４Ａから排気ガスの一部を取り込んで吸気管路３に再循環させる。排気再循環路３１には、エンジン始動時における暖機運転を行う排気ガス暖機装置２１と、排気再循環路３１を開閉する開閉弁としてのＥＧＲバルブ３２と、排気マニホールド４Ａからの排気ガスを冷却するＥＧＲクーラ３３とが設けられている。 The exhaust gas recirculation system 8 includes an exhaust gas recirculation passage 31 that connects the exhaust manifold 4 </ b> A and the intake pipe 3. The exhaust gas recirculation path 31 takes in a part of the exhaust gas from the exhaust manifold 4 </ b> A and recirculates the exhaust gas to the intake pipe 3. The exhaust gas recirculation path 31 is provided with an exhaust gas warming device 21 for performing a warm-up operation at the time of engine start, an EGR valve 32 as an opening / closing valve for opening and closing the exhaust recirculation path 31, and an exhaust gas from the exhaust manifold 4A. An EGR cooler 33 for cooling is provided.
排気再循環システム８は、排気再循環路３１を介して排気ガスの一部を吸気マニホールド３Ａに還流させることによって、吸気中の酸素濃度を低下させ、エンジン本体２の燃焼温度を下げる。これにより、排気ガス中に含まれる窒素酸化物の量を低減させることができる。 The exhaust gas recirculation system 8 lowers the oxygen concentration in the intake air and lowers the combustion temperature of the engine body 2 by recirculating a part of the exhaust gas to the intake manifold 3A via the exhaust gas recirculation passage 31. Thus, the amount of nitrogen oxides contained in the exhaust gas can be reduced.
排気ガス暖機装置２１は、エンジン始動の暖機運転時に、水和反応で発熱する蓄熱材を用いて排気再循環路３１を循環する排気ガスを加熱する。排気ガス暖機装置２１の詳細については後述する。 The exhaust gas warming device 21 heats the exhaust gas circulating in the exhaust gas recirculation path 31 using a heat storage material that generates heat by a hydration reaction during a warm-up operation for starting the engine. Details of the exhaust gas warming device 21 will be described later.
＜排気ガス暖機装置の構成＞
図２は、排気ガス暖機装置２１の構成を示す模式図である。図２に示すように、排気ガス暖機装置２１は、水タンク２４と、給水ポンプ２２と、排気ガス暖機装置２１と、凝縮器２３と、温度センサ２５と、制御部Ｃとを有する。
<Configuration of exhaust gas warming device>
FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of the exhaust gas warming device 21. As shown in FIG. 2, the exhaust gas warming device 21 includes a water tank 24, a water supply pump 22, an exhaust gas warming device 21, a condenser 23, a temperature sensor 25, and a control unit C.
水タンク２４は、排気ガス暖機装置２１に供給する水を貯留する。給水ポンプ２２は、配管Ｌ１を介して水タンク２４内の水を、配管Ｌ２を介して排気ガス暖機装置２１に送出する。 The water tank 24 stores water to be supplied to the exhaust gas warming device 21. The water supply pump 22 sends out the water in the water tank 24 via the pipe L1 to the exhaust gas warming device 21 via the pipe L2.
凝縮器２３は、ラジエータ１３から供給される冷却水の冷気により排気ガス暖機装置２１から配管Ｌ６を介して送られた水蒸気を凝縮して水にし、この水を、配管Ｌ７を介して水タンク２４に戻す。 The condenser 23 condenses water vapor sent from the exhaust gas warming device 21 via the pipe L6 with the cool air of the cooling water supplied from the radiator 13 to water, and converts the water into a water tank via the pipe L7. Return to 24.
排気ガス暖機装置２１は、排気再循環路３１の一部を形成する暖機管路Ｌの周囲を囲むように蓄熱材を収容する蓄熱容器４１と、蓋４２とを有する。蓄熱材は、例えば、粒状のゼオライトである。なお、蓄熱材は、ゼオライトに限らず、水和反応で発熱すればよく、例えば、粒状の酸化カルシウムであってもよい。 The exhaust gas warming device 21 has a heat storage container 41 that stores a heat storage material so as to surround a warming pipe L that forms a part of the exhaust gas recirculation path 31, and a lid 42. The heat storage material is, for example, granular zeolite. The heat storage material is not limited to zeolite, but may be any material that generates heat by a hydration reaction, and may be, for example, granular calcium oxide.
制御部Ｃは、キーオンなどにより車両制御コントローラ（ＥＣＵ）などの外部から内燃機関１の始動指示Ｓ１があった場合、給水ポンプ２２を起動して排気ガス暖機装置２１に水を供給し、蓄熱材の発熱によって暖機管路Ｌを通る排気ガスの温度を上昇させて暖機運転を行う。なお、制御部Ｃは、暖機運転中は、ＥＧＲバルブ３２で暖機排気ガスの流量を調整し、外気と混合して効率のよい燃焼を行うように制御する。また、暖機排気ガスの冷却を回避するために、暖機排気ガスが、ＥＧＲクーラをバイパスする流路を設ける構成でもよい。 When there is a start instruction S1 for the internal combustion engine 1 from outside such as a vehicle control controller (ECU) due to key-on or the like, the control unit C starts the water supply pump 22 to supply water to the exhaust gas warming device 21 and store heat. The warm-up operation is performed by increasing the temperature of the exhaust gas passing through the warm-up pipe L by the heat generated by the material. During the warm-up operation, the control unit C controls the flow rate of the warm-up exhaust gas by the EGR valve 32 and controls the mixture with the outside air to perform efficient combustion. Further, in order to avoid cooling of the warm-up exhaust gas, a configuration may be adopted in which a flow path for the warm-up exhaust gas to bypass the EGR cooler is provided.
＜排気ガス暖機装置の詳細構成＞
図３は、蓄熱容器４１の詳細構成を示す斜視図である。また、図４は、図３に示した蓄熱容器４１のＡ−Ａ線断面図である。さらに、図５は、図３に示した蓄熱容器４１のＢ−Ｂ線断面図である。
<Detailed configuration of exhaust gas warming device>
FIG. 3 is a perspective view illustrating a detailed configuration of the heat storage container 41. FIG. 4 is a cross-sectional view of the heat storage container 41 shown in FIG. FIG. 5 is a sectional view taken along line BB of the heat storage container 41 shown in FIG.
図３〜図５に示すように、蓄熱容器４１は、粒状の蓄熱材５１が収容される蓄熱領域を有する。蓄熱領域は、１以上の仕切板５０で複数の分割蓄熱領域Ｅに分割される。仕切板５０は、暖機管路Ｌの長手方向に対して直交配置される。分割蓄熱領域Ｅは、仕切板５０によって蓄熱領域を暖機管路Ｌの長手方向に分割する。図３〜図５では、等分割された６つの分割蓄熱領域Ｅが形成されている例を示すが、分割数は６つに限らない。分割蓄熱領域Ｅには、粒状の蓄熱材５１がＺ方向に向かって収容されている。 As shown in FIGS. 3 to 5, the heat storage container 41 has a heat storage area in which the granular heat storage material 51 is stored. The heat storage area is divided into a plurality of divided heat storage areas E by one or more partition plates 50. The partition plate 50 is disposed orthogonal to the longitudinal direction of the warm-up pipe L. In the divided heat storage region E, the heat storage region is divided by the partition plate 50 in the longitudinal direction of the warm-up pipe L. 3 to 5 show an example in which six equally divided heat storage areas E are formed, but the number of divisions is not limited to six. In the divided heat storage region E, a granular heat storage material 51 is accommodated in the Z direction.
図２に示すように、配管Ｌ２を介して供給される水は、流量調整弁４３及び配管Ｌ３を介して給水マニホールド４４に供給される。給水マニホールド４４は、６つの各分割蓄熱領域Ｅに対応して配置された６つの配管Ｌ４を介して水を各分割蓄熱領域Ｅに供給する。流量調整弁４３、配管Ｌ３、給水マニホールド４４及び配管Ｌ４は、水供給部を構成する。 As shown in FIG. 2, the water supplied via the pipe L2 is supplied to the water supply manifold 44 via the flow control valve 43 and the pipe L3. The water supply manifold 44 supplies water to each of the divided heat storage areas E via six pipes L4 arranged corresponding to the six divided heat storage areas E. The flow control valve 43, the pipe L3, the water supply manifold 44, and the pipe L4 constitute a water supply unit.
また、蓄熱容器４１で生成された蒸気は、３つの配管Ｌ５を介して排蒸気マニホールド４５に送られる。排蒸気マニホールド４５は、各配管Ｌ５から送られた水蒸気を１つの配管Ｌ６に接続して凝縮器２３に送出する。配管Ｌ５は、蓄熱容器４１側の端部において、隣接する２つの分割蓄熱領域Ｅに開口し、隣接する２つの分割蓄熱領域Ｅ内の水蒸気をまとめて排出している。これにより少ない配管構成となる。なお、配管Ｌ５及び排蒸気マニホールド４５は、蒸気排出部を構成する。 The steam generated in the heat storage container 41 is sent to the exhaust steam manifold 45 via three pipes L5. The exhaust steam manifold 45 connects the steam sent from each pipe L5 to one pipe L6 and sends it to the condenser 23. The pipe L5 is opened at two adjacent divided heat storage regions E at an end on the side of the heat storage container 41, and collectively discharges steam in the two adjacent divided heat storage regions E. This results in a reduced piping configuration. The pipe L5 and the exhaust steam manifold 45 constitute a steam exhaust section.
この仕切板５０によって複数の分割蓄熱領域Ｅを形成することにより、蓄熱容器４１がＸ軸回りに回転し、暖機管路Ｌの長手方向（Ｙ方向）が傾いた場合であっても、各分割蓄熱領域Ｅに収容された蓄熱材及び供給される水が傾いた方向へ移動することを抑えることができる。蓄熱材及び供給される水が傾いた方向へ移動すると、蓄熱材の発熱効率が低下するとともに、排気ガスへの熱交換率も低下する。したがって、仕切板５０の配置によって、蓄熱材の発熱効率の低下及び排気ガスへの熱交換率の低下を抑止することができる。 By forming the plurality of divided heat storage regions E by the partition plate 50, even when the heat storage container 41 rotates around the X axis and the longitudinal direction (Y direction) of the warm-up pipe L is inclined, It is possible to suppress the heat storage material stored in the divided heat storage area E and the supplied water from moving in the inclined direction. When the heat storage material and the supplied water move in the inclined direction, the heat generation efficiency of the heat storage material decreases, and the heat exchange rate with the exhaust gas also decreases. Therefore, by the arrangement of the partition plate 50, a decrease in the heat generation efficiency of the heat storage material and a decrease in the heat exchange rate to the exhaust gas can be suppressed.
一方、暖機管路Ｌ内には、両端が暖機管路Ｌの内壁面に接合した伝熱部材５２が配置される。図４及び図５に示した伝熱部材５２は、円柱状の複数の伝熱バーである。各伝熱部材５２は、暖機管路Ｌの中心軸ＣＴを通り、Ｙ方向に向かって等間隔の位置Ｐ１〜Ｐ９で、かつ、図６に示すように、中心軸ＣＴを中心に回転するように配置される。図５及び図６では、各伝熱部材５２がＹ方向に向かって４５度ずつ左回転している。 On the other hand, a heat transfer member 52 having both ends joined to the inner wall surface of the warm-up pipe L is disposed in the warm-up pipe L. The heat transfer member 52 shown in FIGS. 4 and 5 is a plurality of cylindrical heat transfer bars. Each heat transfer member 52 passes through the central axis CT of the warm-up pipe L, and rotates at positions P1 to P9 at equal intervals in the Y direction, as shown in FIG. 6, about the central axis CT. Are arranged as follows. 5 and 6, each heat transfer member 52 is rotated counterclockwise by 45 degrees in the Y direction.
この伝熱部材５２を暖機管路Ｌ内に配置することによって、排気ガスへの接触面積が大きくなり、排気ガスへの伝熱効率を高めることができる。しかも、各伝熱部材５２は、Ｙ方向に向かって４５度ずつ左回転しているので、暖機管路Ｌを流れる排気ガスに乱流が生じ、排気ガスが暖機管路Ｌの半径方向に流動するため、暖機管路Ｌ内空間への伝熱分布が均一化され、排気ガス全体への熱伝達を良好に行うことができる。 By arranging the heat transfer member 52 in the warm-up pipe L, the contact area with the exhaust gas increases, and the efficiency of heat transfer to the exhaust gas can be increased. In addition, since each heat transfer member 52 is rotated counterclockwise by 45 degrees in the Y direction, turbulence occurs in the exhaust gas flowing through the warm-up pipe L, and the exhaust gas flows in the radial direction of the warm-up pipe L. Therefore, the distribution of heat transfer to the space inside the warm-up pipe L is made uniform, and heat transfer to the entire exhaust gas can be favorably performed.
＜暖機運転制御処理＞
次に、図７に示したフローチャートを参照して、制御部Ｃによる暖機運転制御処理手順について説明する。図７に示すように、まず制御部Ｃは、内燃機関１であるエンジンの始動指示があったか否かを判定する（ステップＳ１０１）。エンジンの始動指示がない場合（ステップＳ１０１，Ｎｏ）、制御部Ｃは、ステップＳ１０１の判定処理を繰り返す。一方、エンジンの始動指示があった場合（ステップＳ１０１，Ｙｅｓ）、制御部Ｃは、エンジン温度センサＴＡが検出したエンジン温度または冷却水温度センサＴＢが検出した冷却水温度をもとに排気ガス暖機装置２１による暖機運転が必要か否かを判定する（ステップＳ１０２）。すなわち、エンジン温度がエンジン低温閾値以下、または冷却水が冷却水低温閾値以下である場合、コールドスタートであると判定し、排気ガス暖機装置２１による暖機運転が必要であると判定する。
<Warm-up operation control process>
Next, a procedure of a warm-up operation control process by the control unit C will be described with reference to the flowchart shown in FIG. As shown in FIG. 7, first, the control unit C determines whether or not an instruction to start the engine, which is the internal combustion engine 1, has been issued (step S101). If there is no instruction to start the engine (No at Step S101), the control unit C repeats the determination processing at Step S101. On the other hand, when there is an instruction to start the engine (step S101, Yes), the control unit C makes the exhaust gas warm based on the engine temperature detected by the engine temperature sensor TA or the coolant temperature detected by the coolant temperature sensor TB. It is determined whether the warming-up operation by the mechanical device 21 is necessary (step S102). That is, when the engine temperature is equal to or lower than the engine low temperature threshold value or when the cooling water is equal to or lower than the cooling water low temperature threshold value, it is determined that the engine is a cold start, and it is determined that the warm-up operation by the exhaust gas warm-up device 21 is necessary.
排気ガス暖機装置２１による暖機運転が必要でない場合（ステップＳ１０２，Ｎｏ）には、本処理を終了する。一方、排気ガス暖機装置２１による暖機運転が必要である場合（ステップＳ１０２，Ｙｅｓ）、制御部Ｃは、給水ポンプ２２をオンにするとともに、流量調整弁４３を調整して、水タンク２４に貯留された水を蓄熱容器４１の各分割蓄熱領域Ｅに供給するとともに、ＥＧＲバルブ３２を全開にする（ステップＳ１０３）。これにより、分割蓄熱領域Ｅ内の蓄熱材５１が水和反応により発熱するとともに、この発熱により加熱された排気ガスの循環量を大きくする。 If the warm-up operation by the exhaust gas warm-up device 21 is not necessary (Step S102, No), the process is terminated. On the other hand, when the warm-up operation by the exhaust gas warm-up device 21 is necessary (Step S102, Yes), the control unit C turns on the water supply pump 22 and adjusts the flow control valve 43 to adjust the water tank 24. Is supplied to each divided heat storage region E of the heat storage container 41, and the EGR valve 32 is fully opened (step S103). Thus, the heat storage material 51 in the divided heat storage region E generates heat due to the hydration reaction, and increases the circulation amount of the exhaust gas heated by the heat generation.
その後、制御部Ｃは、エンジン温度または冷却水温度が定常状態の温度になったか否かを判定する（ステップＳ１０４）。すなわち、制御部Ｃは、エンジン温度がエンジン所定値以上、または冷却水温度が冷却水温度所定値以上になったか否かを判定する。エンジン温度または冷却水温度が定常状態の温度になっていない場合（ステップＳ１０４，Ｎｏ）、制御部Ｃは、ステップＳ１０３に移行して暖機運転を続行する。一方、エンジン温度または冷却水温度が定常状態の温度になった場合（ステップＳ１０４，Ｙｅｓ）、制御部Ｃは、排気ガス暖機装置２１による暖機運転を終了する（ステップＳ１０５）。その後、制御部Ｃは、排気ガスによる蓄熱材５１の脱水作用による蓄熱材５１の再生状態を監視し（ステップＳ１０６）、蓄熱材５１の脱水が完了したか否かを判定する（ステップＳ１０７）。この判定は、温度センサ２５が検出する蓄熱容器４１の温度の時間データをもとに行う。蓄熱材５１の脱水が完了しない場合（ステップＳ１０７，Ｎｏ）、制御部Ｃは、ステップＳ１０６による蓄熱材５１の再生状態の監視を続行する。また、制御部Ｃは、蓄熱材５１の脱水が完了した場合（ステップＳ１０７，Ｙｅｓ）、本処理を終了する。なお、蓄熱材５１の再生状態を監視するのは、次の暖機運転の要求があった場合、暖機運転が可能か否かの状態を提供するためである。 Thereafter, the control unit C determines whether the engine temperature or the cooling water temperature has reached a steady state temperature (step S104). That is, the control unit C determines whether the engine temperature is equal to or higher than the engine predetermined value or the cooling water temperature is equal to or higher than the cooling water temperature predetermined value. If the engine temperature or the cooling water temperature has not reached the steady state temperature (No at Step S104), the control unit C proceeds to Step S103 and continues the warm-up operation. On the other hand, when the engine temperature or the cooling water temperature has reached the steady state temperature (step S104, Yes), the control unit C ends the warm-up operation by the exhaust gas warm-up device 21 (step S105). Thereafter, the control unit C monitors the regeneration state of the heat storage material 51 due to the dehydration action of the heat storage material 51 by the exhaust gas (step S106), and determines whether the dehydration of the heat storage material 51 is completed (step S107). This determination is made based on time data of the temperature of the heat storage container 41 detected by the temperature sensor 25. When the dehydration of the heat storage material 51 is not completed (No at Step S107), the control unit C continues to monitor the regeneration state of the heat storage material 51 at Step S106. When the dehydration of the heat storage material 51 is completed (Step S107, Yes), the control unit C ends this processing. The reason why the regeneration state of the heat storage material 51 is monitored is to provide a state as to whether or not the warm-up operation is possible when the next warm-up operation is requested.
図８は、伝熱部材５２を設けた場合と設けない場合とにおける暖機管路Ｌ内の排気ガスの管内温度分布を比較した図である。図８（ａ）は、伝熱部材５２を設けない場合の暖機管路Ｌの出口部ＬＢの排気ガス温度分布を示し、図８（ｂ）は、伝熱部材５２を設けた場合の暖機管路Ｌの出口部ＬＢの排気ガス温度分布を示している。図８（ａ）に示すように、伝熱部材５２を設けない場合、暖機管路Ｌの内周面近くのみの排ガス温度が高くなり、中心軸側の排気ガス温度が低いことが分かる。これに対して、図８（ｂ）に示すように、伝熱部材５２を設けると、伝熱部材が暖機管路Ｌ内にも延び、しかも、排気ガスの乱流が生じるため、暖機管路Ｌの内周面近くのみでなく、中心軸側の排気ガス温度も高くなっており、排気ガス全体の温度を万遍なく高くすることができる。 FIG. 8 is a diagram comparing the pipe temperature distribution of the exhaust gas in the warm-up pipe L when the heat transfer member 52 is provided and when it is not provided. FIG. 8A shows the exhaust gas temperature distribution at the outlet LB of the warm-up pipe L when the heat transfer member 52 is not provided, and FIG. 8B shows the warm-up when the heat transfer member 52 is provided. 4 shows an exhaust gas temperature distribution at an outlet LB of the machine pipeline L. As shown in FIG. 8A, when the heat transfer member 52 is not provided, it can be seen that the exhaust gas temperature only near the inner peripheral surface of the warm-up pipe L increases, and the exhaust gas temperature on the central axis side decreases. On the other hand, as shown in FIG. 8B, when the heat transfer member 52 is provided, the heat transfer member extends into the warm-up pipe L, and furthermore, turbulence of the exhaust gas occurs, so that the warm-up is performed. The temperature of the exhaust gas not only near the inner peripheral surface of the pipe L but also on the central axis side is increased, and the temperature of the entire exhaust gas can be increased uniformly.
図９は、排気ガス暖機装置２１を搭載した車両におけるエンジン始動開始からの排気ガス温度の時間変化を示す図である。なお、曲線（図９中の点線で示す曲線）は、市街地走行での排気ガス温度の時間変化の一例を示している。排気ガス暖機装置２１を搭載すると、コールドスタート時の凝縮水が発生する低温排気ガス１００℃以下の温度プロファイルＰＦ（図９中の実線で示す曲線）において、排気ガスを約１０℃以上温度上昇することができ（図９中のＸで囲んだ部分）、凝縮水を約５０％抑制することができる。この結果、燃費の低下、及び、排気ガス中のＮＯｘ、ＣＯ２または微粒子（ＰＭ）などの有害物質の排出を大幅に低減することができる。 FIG. 9 is a diagram showing a time change of the exhaust gas temperature from the start of the engine in the vehicle equipped with the exhaust gas warming device 21. Note that a curve (a curve shown by a dotted line in FIG. 9) shows an example of a change over time of the exhaust gas temperature when traveling in an urban area. When the exhaust gas warming device 21 is installed, the temperature of the exhaust gas rises by about 10 ° C. or more in the temperature profile PF (solid curve in FIG. 9) of the low temperature exhaust gas 100 ° C. or less where condensed water is generated at the time of cold start. (The part surrounded by X in FIG. 9), and condensed water can be suppressed by about 50%. As a result, reduction in fuel consumption, and, NOx in the exhaust gas, harmful emissions, such as CO 2 or particulate (PM) can be significantly reduced.
＜変形例＞
図１０は、伝熱部材５２の変形例である伝熱部材５３の構成を示す図である。図１０に示すように、伝熱部材５３は、伝熱部材５２と同様に、各伝熱部材５３は、暖機管路Ｌの中心軸ＣＴを通り、Ｙ方向に向かって等間隔の位置Ｐ１〜Ｐ９で、かつ、中心軸ＣＴを中心に回転するように配置される。そして、各伝熱部材５３がＹ方向に向かって４５度ずつ左回転している。
<Modification>
FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a heat transfer member 53 which is a modification of the heat transfer member 52. As shown in FIG. 10, similarly to the heat transfer member 52, the heat transfer members 53 pass through the central axis CT of the warm-up pipe L and are positioned at equal intervals P1 in the Y direction. ＰP9 and is arranged to rotate about the central axis CT. Then, each heat transfer member 53 is rotated counterclockwise by 45 degrees in the Y direction.
伝熱部材５３は、水平方向（ＸＹ平面）に配置された伝熱部材５３以外は、伝熱バーではなく、両端が分割蓄熱領域Ｅに通じる内部管路を有した筒状部材であり、該内部管路に蓄熱材が収容される。したがって、内部管路には、水も浸透するため、内部管路において直接発熱する。この結果、さらに排気ガスへの伝熱効率が高まるとともに、暖機管路Ｌ全体の排気ガスを万遍なく加熱でき、排気ガスへの伝熱効率を一層高めることができる。なお、水平方向（ＸＹ平面）に配置された伝熱部材５３に内部管路を形成しなかったのは、水平である場合、蓄熱材への水の浸透が十分でない場合が発生するからである。 Except for the heat transfer member 53 arranged in the horizontal direction (XY plane), the heat transfer member 53 is not a heat transfer bar, but is a tubular member having an internal pipe at both ends communicating with the divided heat storage region E. The heat storage material is accommodated in the internal conduit. Therefore, water also penetrates into the internal conduit, and directly generates heat in the internal conduit. As a result, the heat transfer efficiency to the exhaust gas is further increased, and the exhaust gas in the entire warm-up pipe L can be uniformly heated, so that the heat transfer efficiency to the exhaust gas can be further increased. In addition, the reason why the internal conduit was not formed in the heat transfer member 53 arranged in the horizontal direction (XY plane) is that, when the heat transfer member 53 is horizontal, there is a case where the permeation of water into the heat storage material is not sufficient. .
＜その他の変形例＞
図１１に示すように、伝熱バーである伝熱部材５２は、中心軸ＣＴに対して傾けて配置してもよい。これにより、排気ガスに対する圧力損失を抑えることができる。なお、伝熱部材５２は、図６に示すように、複数配置してもよいし、中心軸ＣＴに対して回転させるようにしてもよい。また、伝熱部材５２に替えて伝熱部材５３としてもよい。
<Other modifications>
As shown in FIG. 11, the heat transfer member 52, which is a heat transfer bar, may be arranged to be inclined with respect to the central axis CT. Thereby, the pressure loss to the exhaust gas can be suppressed. Note that a plurality of heat transfer members 52 may be arranged as shown in FIG. 6, or may be rotated with respect to the central axis CT. Further, a heat transfer member 53 may be used instead of the heat transfer member 52.
また、図１２に示すように、伝熱部材５２を中心軸ＣＴに対して回転させず、全ての伝熱部材を同一方向、例えばＺ方向に向けて配置してもよい。この場合、図１２に示すように、水平面（ＸＹ平面）に対して垂直で水平面上で中心軸ＣＴを横断するように、ジグザグに配置してもよい。伝熱部材５３も同様にジグザグ配置してもよい。また、伝熱部材５２，５３は、中心軸ＣＴを通らなくてもよい。 Further, as shown in FIG. 12, all the heat transfer members may be arranged in the same direction, for example, the Z direction without rotating the heat transfer member 52 with respect to the central axis CT. In this case, as shown in FIG. 12, they may be arranged in a zigzag manner so as to be perpendicular to the horizontal plane (XY plane) and cross the center axis CT on the horizontal plane. The heat transfer members 53 may be similarly arranged in a zigzag pattern. Further, heat transfer members 52 and 53 need not pass through central axis CT.
さらに、図１３（ａ）に示すように、伝熱部材５２の断面形状を円でなく、楕円形状としてもよい。この場合、楕円の長辺は、中心軸ＣＴ方向に向くことが好ましい。あるいは、楕円の長辺は、中心軸ＣＴ方向に傾けることが好ましい。図１３（ｂ）に示すように、伝熱部材５３も、断面形状を楕円形状としてもよい。なお、断面形状は楕円形状ではなく、他の任意形状であってもよい。 Further, as shown in FIG. 13A, the cross-sectional shape of the heat transfer member 52 may be an elliptical shape instead of a circle. In this case, it is preferable that the long side of the ellipse is oriented in the direction of the central axis CT. Alternatively, the long side of the ellipse is preferably inclined in the direction of the central axis CT. As shown in FIG. 13B, the heat transfer member 53 may have an elliptical cross section. The cross-sectional shape is not an elliptical shape, but may be any other shape.
また、図１４（ａ）に示すように、伝熱部材５２の太さを一様とせず、中心軸ＣＴに向けて細くした伝熱部材５２ａとしてもよいし、図１４（ｂ）に示すように、中心軸ＣＴに向けて太くした伝熱部材５２ｂとしてもよい。なお、伝熱部材５３も同様に軸方向に変化させてもよい。 Further, as shown in FIG. 14A, the thickness of the heat transfer member 52 may not be uniform, but may be a heat transfer member 52a that becomes thinner toward the central axis CT, or as shown in FIG. 14B. Alternatively, the heat transfer member 52b may be widened toward the central axis CT. Note that the heat transfer member 53 may be similarly changed in the axial direction.
さらに、伝熱部材５２，５３の太さは、暖機管路Ｌの中心軸ＣＴ方向で変化させるようにしてもよい。 Further, the thickness of the heat transfer members 52 and 53 may be changed in the direction of the central axis CT of the warm-up pipe L.
また、分割蓄熱領域Ｅの大きさも、暖機管路Ｌの中心軸方向で変化させるようにしてもよい。 Further, the size of the divided heat storage region E may be changed in the central axis direction of the warm-up pipe L.
なお、伝熱部材５２，５３の中心軸ＣＴ方向の配置間隔は、等間隔でも、任意の間隔で間欠的に配置されてもよい。また、伝熱部材５２，５３は、中心軸ＣＴを通らなくてもよいし、一部の伝熱部材５２，５３が中心軸ＣＴを通るようにしてもよい。 The heat transfer members 52 and 53 may be arranged at equal intervals or intermittently at arbitrary intervals in the direction of the central axis CT. Further, the heat transfer members 52 and 53 need not pass through the central axis CT, or some of the heat transfer members 52 and 53 may pass through the central axis CT.
また、仕切板５０は板状であることを前提として説明したが、これに限らず、メッシュ状であってもよい。この場合、メッシュの穴径は、蓄熱材５１よりも小さく、かつ、水の流動抵抗が大きくなる大きさであることが好ましい。 Further, the description has been made on the assumption that the partition plate 50 has a plate shape. However, the present invention is not limited to this, and the partition plate 50 may have a mesh shape. In this case, it is preferable that the mesh has a hole diameter smaller than that of the heat storage material 51 and that the flow resistance of water increases.
なお、排気ガス暖機装置２１は、排気ガス暖機装置２１から排出された水蒸気を凝縮器２３に送り、凝縮器２３から導出される水を水タンク２４に戻し、水を循環利用するようにしていたが、水の閉じた循環回路を形成せず、水蒸気をそのまま外気に排出してもよいし、凝縮器２３からの水を水タンク２４に戻さず、そのまま排出するようにしてもよい。 The exhaust gas warming device 21 sends the water vapor discharged from the exhaust gas warming device 21 to the condenser 23, returns the water derived from the condenser 23 to the water tank 24, and circulates and uses the water. However, the water vapor may be directly discharged to the outside air without forming a closed circulation circuit of water, or the water from the condenser 23 may be directly discharged without returning to the water tank 24.
また、上記の内燃機関１は、排気タービン過給機６を設けた構成としているが、設けなくてもよい。 Further, the internal combustion engine 1 has the configuration in which the exhaust turbine supercharger 6 is provided, but need not be provided.
以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施の形態及び変形例について説明したが、本実施の形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、本実施の形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例、及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。 As described above, the embodiments and the modified examples to which the invention made by the present inventors is applied have been described. However, the present invention is not limited by the description and the drawings that form part of the disclosure of the present invention according to the present embodiment. Absent. That is, other embodiments, examples, operation techniques, and the like performed by those skilled in the art based on this embodiment are all included in the scope of the present invention.
１ 内燃機関
２ エンジン本体
３ 吸気管路
３Ａ 吸気マニホールド
４ 排気管路
４Ａ 排気マニホールド
５ 冷却機構
６ 排気タービン過給機
７ 排気ガス後処理装置
８ 排気再循環システム
１１ インタークーラ
１２ ポンプ
１３ ラジエータ
１４ ファン
１５ タービン
１６ コンプレッサ
１７ 吸気スロットル弁
２１ 排気ガス暖機装置
２２ 給水ポンプ
２３ 凝縮器
２４ 水タンク
２５ 温度センサ
３１ 排気再循環路
３２ ＥＧＲバルブ
３３ ＥＧＲクーラ
４１ 蓄熱容器
４２ 蓋
４３ 流量調整弁
４４ 給水マニホールド
４５ 排蒸気マニホールド
５０ 仕切板
５１ 蓄熱材
５２，５２ａ，５２ｂ，５３ 伝熱部材
Ｃ 制御部
ＣＴ 中心軸
Ｅ 分割蓄熱領域
Ｌ 暖機管路
Ｌ１〜Ｌ７ 配管
Ｐ１〜Ｐ９ 位置
ＰＦ 温度プロファイル
Ｓ１ 始動指示
ＴＡ エンジン温度センサ
ＴＢ 冷却水温度センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Internal combustion engine 2 Engine main body 3 Intake line 3A Intake manifold 4 Exhaust line 4A Exhaust manifold 5 Cooling mechanism 6 Exhaust turbine supercharger 7 Exhaust gas aftertreatment device 8 Exhaust gas recirculation system 11 Intercooler 12 Pump 13 Radiator 14 Fan 15 Turbine 16 Compressor 17 Intake throttle valve 21 Exhaust gas warm-up device 22 Water feed pump 23 Condenser 24 Water tank 25 Temperature sensor 31 Exhaust recirculation path 32 EGR valve 33 EGR cooler 41 Heat storage container 42 Cover 43 Flow control valve 44 Water supply manifold 45 Discharge Steam manifold 50 Partition plate 51 Heat storage material 52, 52a, 52b, 53 Heat transfer member C Control unit CT Central axis E Divided heat storage area L Warm-up pipe L1 to L7 Pipe P1 to P9 Position PF Temperature profile S1 Start instruction TA En Down temperature sensor TB cooling water temperature sensor
Claims (15)
前記排気再循環路の一部を形成する暖機管路の周囲を囲むように配置される蓄熱容器と、
各分割蓄熱領域に水を供給する水供給部と、
各分割蓄熱領域で発生した水蒸気を排出する蒸気排出部と、
を備え、
前記蓄熱容器は、前記蓄熱材が収容される蓄熱領域が仕切板によって複数の分割蓄熱領域に分割されていることを特徴とする排気ガス暖機装置。 Heat storage that is provided in an exhaust gas recirculation path that recirculates a part of the exhaust gas discharged from the internal combustion engine to the intake passage side of the internal combustion engine, and generates heat by hydration reaction of the exhaust gas circulating in the exhaust gas recirculation path. An exhaust gas warming device for heating using a material,
A heat storage vessel arranged to surround a warm-up pipe that forms part of the exhaust gas recirculation path;
A water supply unit that supplies water to each divided heat storage area,
A steam discharge section for discharging steam generated in each of the divided heat storage areas,
With
The exhaust gas warming-up device according to claim 1, wherein the heat storage container has a heat storage area in which the heat storage material is stored, divided into a plurality of divided heat storage areas by a partition plate.
前記分割蓄熱領域は、前記仕切板によって前記蓄熱領域を前記暖機管路の長手方向に分割されることを特徴とする請求項１に記載の排気ガス暖機装置。 The partition plate is arranged orthogonal to the longitudinal direction of the warm-up pipe,
2. The exhaust gas warming device according to claim 1, wherein the divided heat storage region divides the heat storage region in a longitudinal direction of the warm-up pipe by the partition plate. 3.
前記水タンクの水を前記蓄熱容器に供給する給水ポンプと、
エンジンまたは冷却水の温度を検出する温度センサと、
外部から前記内燃機関の始動指示があった場合、前記給水ポンプを起動して前記蓄熱容器に水を供給し、前記蓄熱材の発熱によって前記排気ガスの温度を上昇させ、前記温度センサの検出結果から前記エンジンまたは前記冷却水の温度が所定値以上となった場合、前記給水ポンプを停止して前記蓄熱材の発熱を停止させる制御を行う制御部と、
を備えることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一つに記載の排気ガス暖機装置。 A water tank for storing water,
A water supply pump that supplies the water in the water tank to the heat storage container,
A temperature sensor for detecting the temperature of the engine or cooling water,
When the internal combustion engine is instructed to start from outside, the water supply pump is started to supply water to the heat storage container, and the temperature of the exhaust gas is increased by heat generation of the heat storage material, and the detection result of the temperature sensor is used. When the temperature of the engine or the cooling water is equal to or more than a predetermined value, a control unit that performs control to stop the water supply pump and stop heat generation of the heat storage material,
The exhaust gas warming-up device according to any one of claims 1 to 13, further comprising:
前記凝縮器から導出される水を前記水タンクに戻し、水を循環利用することを特徴とする請求項１４に記載の排気ガス暖機装置。 A condenser for condensing water vapor discharged from the exhaust gas warming device,
The exhaust gas warming-up device according to claim 14, wherein water derived from the condenser is returned to the water tank, and the water is circulated.
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