JP5626017B2 - 凝縮水排出装置 - Google Patents

Description

本発明は、燃焼室に導かれる気体中に含まれる水分が凝縮した凝縮水を排出する装置に関する。

従来、自動車では、燃焼室から排出される排気の一部を吸気通路に戻す排気還流装置がある。吸気通路に戻された排気は、新気と混合され、再び燃焼室に導かれる。

一方、吸気通路中には、燃焼室に導かれる空気の量を多くするために、空気を冷却する冷却部としてのインタークーラが設けられている。空気は、インタークーラを通過することによって冷却されて、体積が小さくなる。この結果、より多くの空気が燃焼室に導かれるようになる。

燃焼室から排出される排気中には、水蒸気が含まれている。このため、排気還流装置によって吸気通路に戻された排気がインタークーラを通過することによって冷却されると、排気中の水蒸気が凝縮されて凝縮水となる。このため、インタークーラの底部に弁を設けて、凝縮水を外部に排出する構造が提案されている。

（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００９−１０８７６１号公報

しかしながら、特許文献１の構造では、インタークーラ内に凝縮水がたまる。インタークーラ内に凝縮水がたまると、インタークーラ内で凝縮水が蒸発する。凝縮水中には、排気に含まれる硫黄成分が含まれているので、蒸発することによって凝縮水は強度の酸性となる。このため、インタークーラは、腐食することを防止するためにニッケル系のコーティングを施すなど耐食性を高める処理が必要になり、コストが高くなる傾向にある。

また、インタークーラ内に凝縮水がたまり続けると、自動車の走行にともなってたまった凝縮水がゆれるので、音が顕著に発生し易くなる。

また、凝縮水がインタークーラの下流に流入する場合もある。この場合、吸気通路においてインタークーラの下流が腐食することを防止するために耐食性を高める処理が必要になるので、コストが高くなる傾向にある。また、凝縮水が排出されると、車体のさびの原因となる
本発明は、冷却部内に凝縮水がたまり続けることを防止できるとともに車体にさびが発生することを抑制できる、凝縮水排出装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明の凝縮水排出装置は、燃焼室に連通する吸気通路と、前記燃焼室に連通する排気通路と、前記吸気通路に設けられて前記燃焼室に導かれる気体が流動するとともに、前記気体を冷却する冷却部と、前記燃焼室から排出される排気を前記吸気通路において前記冷却部の上流に導く排気還流装置とを備えるエンジンに設けられる。前記凝縮水排出装置は、前記排気通路からの排熱を受熱する受熱部を備えたタンクと、前記冷却部で凝縮した凝縮水を前記タンクに導く導入手段と、前記受熱部により前記タンク内で発生した水蒸気を前記タンク外へ導く排出手段と、前記冷却部内の流路内の圧力を検出する吸気通路圧力検出手段と、前記タンク内の圧力を検出するタンク内圧検出手段と、前記排気通路内において前記排出手段が連通する部位の圧力を検出する排気通路圧力検出手段と、を具備し、前記導入手段は、冷却部内圧力＞タンク内圧力＞排気通路圧力と判定すると、前記凝縮水を前記タンクに導入する。
請求項２に記載の発明の凝縮水排出装置では、請求項１に記載の凝縮水排出装置において、前記冷却部より下流の前記吸気通路に設けられたスロットルバルブを具備し、前記導入手段は、冷却部内圧力＞タンク内圧力＞排気通路圧力となるように前記スロットルバルブの開度を調整する。

請求項３に記載の発明の凝縮水排出装置では、請求項１又は２の記載において、前記受熱部は、前記排気通路に対面する前記タンクの壁面の一部を構成する。

請求項４に記載の発明の凝縮水排出装置では、請求項１または２の記載において、前記タンクは、前記排気通路に対して車体上方に離間しており、かつ、車体上下方向に貫通する通路を備える。

請求項５に記載の発明の凝縮水排出装置では、請求項１〜３のいずれか１項の記載において、前記タンクは、前記排気通路に接触する。

請求項６に記載の発明の凝縮水排出装置では、請求項１、２、３、５のうちのいずれか１項の記載において、前記タンクの一部は、前記排気通路の内部に突出する。

請求項７に記載の発明の凝縮水排出装置では、請求項６の記載において、前記タンクにおいて前記排気通路の内部に突出する部分は、前記排気通路の外側に向かって凹む凹部を備える。

請求項８に記載の発明の凝縮水排出装置では、請求項７の記載において、前記排気通路は、前記排気を前記凹部に導くガイド部を備える。

請求項９に記載の発明の凝縮水排出装置は、請求項１〜８のうちいずれか１項の記載において、前記タンクと前記排気通路とを覆うカバー部材を備える。

請求項１０に記載の発明の凝縮水排出装置では、請求項１〜９のうちのいずれか１項の記載において、前記排気通路は、排気マニホールドである。

本発明によれば、冷却部内に凝縮水がたまり続けることを防止できるとともに車体にさびが発生することを抑制できる。

本発明の第１の実施形態に係る凝縮水排出装置を備える自動車を示す概略図。 図１に示された排気マニホールドの近傍を一部切り欠いて示す断面図。 図２中に示されるＦ３―Ｆ３線に沿って示す、排気マニホールドの近傍の断面図。 図１に示されたタンク装置の内部を示す斜視図。 本発明の第２の実施形態に係る凝縮水排出装置のタンク装置の近傍を示す断面図。 図５に示されるＦ６−Ｆ６線に沿って示す、タンク装置の近傍を示す断面図。 図５に示されたタンク装置の内部を示す斜視図。 本発明の第３の実施形態に係る凝縮水排出装置のタンク装置の近傍を示す断面図。 図８に示されるＦ９−Ｆ９線に沿って示す、タンク装置の近傍を示す断面図。 本発明の第４の実施形態に係る凝縮水排出装置のタンク装置の近傍を示す断面図。 図１０に示されるＦ１１−Ｆ１１線に沿って示す、タンク装置の近傍を示す断面図。 図１０に示されるタンクを示す斜視図。 本発明の第５の実施形態に係る凝縮水排出装置のタンク装置の近傍を示す断面図。 図１３に示されるＦ１４−Ｆ１４線に沿って示す、タンク装置の近傍を示す断面図。 本発明の第６の実施形態に係る凝縮水排出装置を備える自動車を示す概略図。 本発明の第７の実施形態に係る凝縮水排出装置を備える自動車を示す概略図。 本発明の第８の実施形態に係る凝縮水排出装置が備える流動抑制筒と、気液分離板とを示す斜視図。

本発明の第１の実施形態に係る凝縮水排出装置を、図１〜４を用いて説明する。図１は、本実施形態の凝縮水排出装置１００を備える自動車１を示す概略図である。図１中、凝縮水排出装置１００は、概略的に示されている。

図１に示すように、自動車１は、エンジン１０と、一対の前輪２と、一対の後輪３と、アクセルペダル４と、アクセルセンサ５と、メインＥＣＵ６とを備えている。凝縮水排出装置１００は、エンジン１０の一部である。自動車１は、後述されるエンジン１０が備える機関部分２０が発生する駆動力を前輪２に伝達する伝達機構を備えている。自動車１は、機関部分２０が発生する駆動力によって走行可能となる。

アクセルペダル４は、運転者が車を走行する際に踏み込むペダルである。アクセルセンサ５は、アクセルペダル４の踏み込み量を検出する。アクセルセンサ５は、メインＥＣＵ６に連結されている。アクセルセンサ５は、検出結果をメインＥＣＵ６に送信する。メインＥＣＵ６は、自動車１の様々な制御を行う。メインＥＣＵ６は、アクセルセンサ５の検出結果に基づいて、後述されるエンジンＥＣＵ６０に出力の要求を送信する。

図１に示すように、エンジン１０は、機関部分２０と、吸気系３０と、排気系４０と、ターボチャージャ５０と、エンジンＥＣＵ６０とを備えている。

機関部分２０は、エンジン１０において燃焼室が設けられる部分である。本実施形態では、機関部分２０は、レシプロ式のディーゼル機関であり、シリンダブロック５００とシリンダヘッド５０１とから構成されている。機関部分２０は、４気筒を備えている。なお、図１中では、１つの燃焼室２１を示している。燃焼室２１には、燃料を噴射するインジェクタ２３とグロープラグ２４とが設けられている。

ターボチャージャ５０は、後述される吸気通路３１中に設けられるコンプレッサホイールと、後述される排気通路４１中に設けられるタービンホイール５５とを備えている。

吸気系３０は、機関部分２０の燃焼室２１に、空気Ａ、または、空気Ａと排気Ｈとの混合気Ｍとを導く。吸気系３０は、吸気通路３１と、エアクリーナ３２と、エアフローセンサ３３と、低圧排気還流装置用スロットルバルブ装置３４と、ターボチャージャ５０のコンプレッサホイールと、インタークーラ３５と、高圧排気還流装置用スロットルバルブ装置３６と、凝縮水排出装置１００とを備えている。

吸気通路３１は、空気Ａ、または、空気Ａと排気Ｈとの混合気Ｍとが流動する。吸気通路３１は、吸気通路本体３１ａと、吸気マニホールド３１ｂとを備える。吸気マニホールド３１ｂは、機関部分２０の各燃焼室２１に連通している。吸気通路本体３１ａは、吸気マニホールド３１ｂに連結されている。吸気通路本体３１ａは、吸気マニホールド３１ｂに連通している。なお、ここで言う吸気通路本体３１ａとは、吸気通路３１において吸気マニホールド３１ｂ以外の部分を示す。

エアクリーナ３２は、吸気通路３１中に設けられている。エアクリーナ３２は、外部から導かれる空気Ａを濾過する。エアフローセンサ３３は、吸気通路３１においてエアクリーナ３２の下流に設けられている。エアフローセンサ３３は、吸気通路３１を流れる吸入空気量を検出する。

低圧排気還流装置用スロットルバルブ装置３４は、吸気通路３１においてエアフローセンサ３３の下流に設けられている。低圧排気還流装置用スロットルバルブ装置３４は、吸気通路３１中においてエアフローセンサ３３の下流に配置されるスロットルバルブ３４ａと、スロットルバルブ３４ａを回転することによって吸気通路３１内でのスロットルバルブ３４ａの姿勢を変化するバルブ駆動部３４ｂとを備えている。スロットルバルブ３４ａは、一例として、バタフライバルブである。吸気通路３１内でスロットルバルブ３４ａの姿勢が変化することによって、低圧排気還流装置用スロットルバルブ装置３４を通過する空気Ａの量が調節される。言い換えると、スロットルバルブ３４ａの開度が調節される。

図中、ターボチャージャ５０のコンプレッサホイールは、後述されるタービンホイール５５の奥に配置されており、それゆえ、図中には示されていない。コンプレッサホイールは、吸気通路３１においてスロットルバルブ３４ａの下流に設けられている。インタークーラ３５は、吸気通路３１においてコンプレッサホイールの下流に設けられている。インタークーラ３５内を空気Ａ、または、空気Ａと排気Ｈとの混合気Ｍが流れる。インタークーラ３５は、外部の空気との間で熱交換をすることによって、インタークーラ３５内を流れる気体を冷却する。インタークーラ３５は、本発明で言う冷却部の一例である。

高圧排気還流装置用スロットルバルブ装置３６は、吸気通路３１においてインタークーラ３５の下流であって吸気マニホールド３１ｂよりも上流に設けられている。高圧排気還流装置用スロットルバルブ装置３６は、吸気通路３１においてインタークーラ３５の下流に配置されるスロットルバルブ３６ａと、吸気通路３１内でのスロットルバルブ３６ａの姿勢を調節するバルブ駆動部３６ｂとを備える。

バルブ駆動部３６ｂがスロットルバルブ３６ａを回転することによってスロットルバルブ３６ａの姿勢を調節すると、スロットルバルブ３６ａの開度が調節されて、スロットルバルブ３６ａを通過する空気Ａまたは混合気Ｍの量が調節される。

また、スロットルバルブ３６ａの開度が調節されることによって、吸気通路３１においてスロットルバルブ３６ａの上流と下流とで圧力差を作ることができる。スロットルバルブ３６ａの開度を小さくすると、言い換えるとスロットルバルブ３６ａを絞ってスロットルバルブ３６ａを通過する気体の流量を小さくすると、スロットルバルブ３６ａの下流に対して上流の圧力を高くすることができる。

凝縮水排出装置１００については、後で詳細に説明する。

排気系４０は、各燃焼室２１から排出される排気Ｈを外部へ導く。排気系４０は、排気通路４１と、ターボチャージャ５０のタービンホイール５５と、触媒装置４２と、低圧排気還流装置７０と、高圧排気還流装置８０と、酸素濃度検出センサ９０とを備えている。

排気通路４１は、機関部分２０の各燃焼室２１から排出される排気Ｈが流動する。排気通路４１は、排気通路本体４１ａと、排気マニホールド４１ｂとを備えている。排気マニホールド４１ｂは、各燃焼室２１に連通している。排気通路本体４１ａは、排気マニホールド４１ｂに連通している。排気通路本体４１ａは、排気通路４１において排気マニホールド４１ｂ以外の部分を示す。

タービンホイール５５は、排気通路本体４１ａに設けられている。触媒装置４２は、排気通路４１においてタービンホイール５５の下流に設けられている。触媒装置４２は、酸化触媒４２ａと、ＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）４２ｂとを備えている。酸化触媒４２ａは、ＤＰＦ４２ｂよりも上流に位置している。

低圧排気還流装置７０は、本発明で言う排気還流装置７０の一例である。低圧排気還流装置７０は、低圧排気還流装置用通路７１と、低圧排気還流装置用クーラ７２と、低圧排気還流装置用バルブ装置７３とを備えている。低圧排気還流装置用通路７１の一端７４は、排気通路４１において触媒装置４２の下流であってかつ酸素濃度検出センサ９０の上流の位置に連通している。低圧排気還流装置用通路７１の他端７５は、吸気通路３１においてコンプレッサホイールとスロットルバルブ３４ａとの間に連通している。低圧排気還流装置用通路７１は、排気通路４１と吸気通路３１を連通している。低圧排気還流装置用クーラ７２は、低圧排気還流装置用通路７１中に設けられている。

低圧排気還流装置用バルブ装置７３は、低圧排気還流装置用通路７１の他端７５に設けられている。低圧排気還流装置用バルブ装置７３は、バルブ７３ａと、バルブ７３ａを駆動するバルブ駆動部７３ｂとを備えている。バルブ７３ａは、他端７５を開閉する。

バルブ駆動部７３ｂによってバルブ７３ａが移動されて、バルブ７３ａが他端７５を開く状態であると、言い換えると、バルブ７３ａが開くと、低圧排気還流装置用通路７１を通って排気Ｈが吸気通路３１に流入する。バルブ７３ａが他端７５を閉塞する状態であると、言い換えると、バルブ７３ａが閉じると、排気Ｈは、吸気通路３１に流入しない。

高圧排気還流装置８０は、高圧排気還流装置用通路８１と、高圧排気還流装置用クーラ８２と、高圧排気還流装置用バルブ装置８３とを備えている。高圧排気還流装置用通路８１の一端８４は、排気マニホールド４１ｂに連通している。高圧排気還流装置用通路８１の他端８５は、吸気通路３１において、スロットルバルブ３６ａの下流に連通している。高圧排気還流装置用通路８１は、排気通路４１と吸気通路３１とを連通している。高圧排気還流装置用クーラ８２は、高圧排気還流装置用通路８１に設けられている。

高圧排気還流装置用バルブ装置８３は、高圧排気還流装置用通路８１の他端８５に設けられている。高圧排気還流装置用バルブ装置８３は、バルブ８３ａと、バルブ８３ａを駆動するバルブ駆動部８３ｂとを備えている。バルブ８３ａは、他端８５を開閉する。

バルブ駆動部８３ｂによってバルブ８３ａが移動されて、バルブ８３ａが他端８５を開く状態であると、言い換えると、バルブ８３ａが開くと、高圧排気還流装置用通路８１を通って排気Ｈが吸気通路３１に流入する。バルブ８３ａが他端８５を閉塞する状態であると、言い換えると、バルブ８３ａが閉じると、排気Ｈは、吸気通路３１に流入しない。

酸素濃度検出センサ９０は、排気通路４１において触媒装置４２の下流に連結されている。

エンジンＥＣＵ６０は、エアフローセンサ３３と、酸素濃度検出センサ９０とに接続されている。エアフローセンサ３３と酸素濃度検出センサ９０とは、検出結果をエンジンＥＣＵ６０に送信する。エンジンＥＣＵ６０は、メインＥＣＵ６に接続されており、メインＥＣＵ６から指示を受ける。エンジンＥＣＵ６０は、低圧排気還流装置用スロットルバルブ装置３４のバルブ駆動部３４ｂと、高圧排気還流装置用スロットルバルブ装置３６のバルブ駆動部３６ｂと、低圧排気還流装置用バルブ装置７３のバルブ駆動部７３ｂと、高圧排気還流装置用バルブ装置８３のバルブ駆動部８３ｂとに接続されており、これらバルブの開閉を制御する。また、エンジンＥＣＵ６０は、インジェクタ２３の動作を制御する。

具体的に説明すると、メインＥＣＵ６は、アクセルセンサ５の検出結果に基づいて、エンジンＥＣＵ６０に出力の要請を出す。エンジンＥＣＵ６０は、メインＥＣＵ６からの指示に基づいて、または、機関部分２０の運転状態に応じて、バルブ駆動部３４ｂ，３６ｂ，７３ｂ，８３ｂと、各インジェクタ２３と、各点火プラグ２４との動作を制御する。

つぎに、凝縮水排出装置１００について説明する。凝縮水排出装置１００は、タンク装置１０１と、導入通路１０２と、排出通路１０３と、カバー部材１０４と、吸気通路用圧力センサ１０５と、排気通路用圧力センサ１０６とを備えている。図２は、排気マニホールド４１ｂの近傍を示すとともに、排気マニホールド４１ｂが一部切断された状態を示している。

図２に示される、排気マニホールド４１ｂと、機関部分２０との配置関係を説明する。図２において、機関部分２０は、排気マニホールド４１ｂの奥に配置されている。また、図２中、各燃焼室２１が並ぶ方向Ｃを矢印で示す。

車体上下方向Ｂについて説明する。図２中、車体上下方向Ｂは、前輪２と後輪３などの車輪が取り付けられた自動車１が平面上に置かれたときに、この平面に垂直な方向に平行である。そして、上記垂直な方向のうち平面において自動車１が置かれた側から平面に向かう方向を下方向とし、反対方向を上方向とする。なお、自動車１が平面上におかれた状態とは、車輪がこの平面に接触しており、自動車１が走行可能な姿勢でおかれた状態である。重力が作用する方向に垂直な平面上に自動車１が置かれた場合、重力の作用する方向が下方向となる。

図３は、図２中に示されるＦ３―Ｆ３線に沿って示す断面図である。図２，３に示すように、タンク装置１０１は、排気マニホールド４１ｂに対して車体上下方向Ｂに沿って上方に位置している。タンク装置１０１は、排気マニホールド４１ｂに対して離間している。また、タンク装置１０１の全体は、車体上下方向Ｂに沿って見たときに排気マニホールド４１ｂに重なっている。言い換えると、タンク装置１０１の全体は、車体上下方向Ｂに沿って見たときに、排気マニホールド４１ｂの外観を形成する縁の内側に位置している。タンク装置１０１は、ブラケット１０７によって機関部分２０に固定されている。

図４は、タンク装置１０１の内部を示している。図４に示すように、タンク装置１０１は、タンク１１０と、流動抑制筒１１１と、気液分離板１１２と、タンク用圧力センサ１１３とを備えている。タンク用圧力センサ１１３は、図１にのみ示されている。タンク１１０は、両端が閉塞するとともに液密に密閉される筒状である。タンク１００の外観を形成する壁部２０１の底壁部２０２は、排気マニホールド４１ｂに対面している。

流動抑制筒１１１は、複数の貫通孔が形成される多孔板が筒状に形成されることによって構成されている。流動抑制筒１１１の両端は、開口している。本実施形態では、大きさの違う２つの流動抑制筒１１１が設けられている。小さい方の流動抑制筒１１１は、大きい方の流動抑制筒１１１の内側に収容されている。各流動抑制筒１１１の車体上下方向Ｂに下端の全域は、タンク１１０の底面２００に接触した状態で、この底面２００に固定されている。

車体上下方向Ｂに垂直な方向に沿ってタンク１１０の内面１１４と外側の流動抑制筒１１１との間には、隙間が形成されている。車体上下方向Ｂに垂直な方向に沿って一方の流動抑制板１１１と他方の流動抑制板１１１との間にも隙間が形成されている。なお、流動抑制筒１１１の数は、２つに限定されるものではない。１つでもよい。好ましくは、複数であるとよい。複数である場合は、図４に示すように、大きい流動抑制筒１１１内に小さい流動抑制筒１１１が収容される。

気液分離板１１２は、複数の貫通孔が形成される多孔板であり、一例として平板である。本実施形態では、一例として、気液分離板１１２は、３つ設けられている。各気液分離板１１２は、タンク１１０内において車体上下方向Ｂに沿って流動抑制筒１１１の上方に配置されている。気液分離板１１２の各々は、互いに離間しており、周縁の全域がタンク１１０の内面１１４に接触した状態で、内面１１４に固定されている。

図１に示すように、タンク用圧力センサ１１３は、タンク１１０内に設けられており、タンク１１０内の圧力を検出する。タンク用圧力センサ１１３は、エンジンＥＣＵ６０に接続されている。タンク用圧力センサ１１３は、検出結果をエンジンＥＣＵ６０に送信する。

タンク１１０において車体上下方向Ｂにそって上壁部１１５には、入口用貫通孔１１６と、出口用貫通孔１１７とが形成されている。

図１に示すように、導入通路１０２は、例えば管部材で形成されており、インタークーラ３５とタンク１１０とに連通している。導入通路１０２の一端は、インタークーラ３５内の空気Ａまたは空気Ａと排気Ｈとの混合気Ｍが流動する流路において、凝縮された凝縮水がたまりやすい部位に連通している。凝縮された凝縮水がたまりやすい部位は、本実施形態では、インタークーラ３５内の空気Ａまたは空気Ａと排気Ｈとの混合気Ｍが流動する流路において車体上下方向Ｂに最も下端の位置に連通している。

なお、インタークーラ３５内において空気Ａまたは空気Ａと排気Ｈとの混合気Ｍが流動する流路において凝縮水がたまりやすい部位は、インタークーラの構造によって異なる。インタークーラ内において空気Ａまたは空気Ａと排気Ｈとの混合気Ｍが流動する流路において凝縮水がたまりやすい部位は、実験などによって求めることができる。

ここで、インタークーラ３５とタンク装置１０１との位置関係を説明する。本実施形態では、タンク装置１０１は、インタークーラ３５に対して車体上下方向Ｂに下側に配置されている。なお、タンク装置１０１とインタークーラ３５とは、車体上下方向Ｂに見たときに重なっていなくてもよい。

導入通路１０２は、入口用貫通孔１１６に連結されている。入口用貫通孔１１６の縁は、導入通路１０２が連結されることによって液密にシールされる。または、液密にシールするために、シール部材が用いられてもよい。

導入通路１０２は、タンク１１０内に連通している。導入通路１０２によって、インタークーラ３５とタンク１１０とが連通する。インタークーラ３５内で凝集した凝縮水Ｗは、導入通路１０２を通ってタンク１１０内に導かれる。入口用貫通孔１１６には、車体上下方向Ｂに沿って気液分離板１１２よりも下方に凝縮水Ｗを導く管部材１１８が取り付けられている。

本実施形態では、導入通路１０２は、インタークーラ３５に連通する一端から入口用貫通孔１１６に連通する他端まで、車体上下方向Ｂに徐々に下側に傾斜するように構成されている。言い換えると、導入通路１０２は、インタークーラ３５に連通する一端からタンク１１０に連通する他端まで、全ての範囲で下側に傾斜している。

タンク１１０内には、耐食性を高める処理が施されている。本実施形態では、タンク１１０の内面１１４と、管部材１１８と、後述される管部材１１９と、流動抑制筒１１１と、気液分離板１１２とには、耐食性を向上するために、ニッケル系の金属がコーティングされている。

排出通路１０３は、例えば管部材で形成されている。排出通路１０３の一端は、出口用貫通孔１１７に連結されている。出口用貫通孔１１７の縁は、排出通路１０３が連結されることによって気密にシールされる。または、気密にシールするために、シール部材が用いられてもよい。出口用貫通孔１１７には、タンク１１０内に向かって延びる管部材１１９が連結されている。管部材１１９は、気液分離板１１２と接触しない位置まで、車体上下方向Ｂに沿って延びている。

図１に示すように、排出通路１０３の他端は、排気通路４１において低圧排気還流装置用通路７１が連結される部位の上流であってかつ触媒装置４２の上流の位置に連結されている。排出通路１０３を介して、タンク１１０内と排気通路４１とは連通している。排出通路１０３内には、蒸気調節バルブ装置１２０が設けられている。

蒸気調節バルブ装置１２０は、排出通路１０３内に設けられるバルブ本体１２１と、排出通路１０３内でのバルブ本体１２１の位置を調節するバルブ駆動部１２２とを備えている。バルブ本体１２１は、排出通路１０３を塞ぐ位置と、排出通路１０３を開く位置との２つの位置を変位可能である。バルブ駆動部１２２は、エンジンＥＣＵ６０に接続されている。バルブ駆動部１２２は、エンジンＥＣＵ６０によって制御されて、バルブ本体１２１を塞ぐ位置または開く位置に位置決めする。

図２，３に示すように、カバー部材１０４は、タンク装置１０１の全体と、排気マニホールド４１ｂの全体とを覆っている。カバー部材１０４は、一例として、ブラケット４００を介して排気マニホールド４１ｂに固定されている。図３にブラケット４００の一部を図示している。なお、カバー部材１０４の固定構造は、上記以外の構造であってもよい。カバー部材１０４を固定するための固定具としては、ブラケット４００以外のものが用いられてもよい。

カバー部材１０４は、車体上下方向Ｂに沿って上方に位置する上壁部１０４ａと、機関部分２０とタンク装置１０１との間に配置される側壁部１０４ｂと、タンク装置１０１を挟んで側壁部１０４ｂの反対側に配置される側壁部１０４ｃと、側壁部１０４ｂ，１０４ｃを連結する側壁部１０４ｄ，１０４ｅとを備えている。

図２に示すように、上壁部１０４ａは、排気マニホールド４１ｂとタンク装置１０１とに沿って形成されている。この点について具体的に説明すると、排気マニホールド４１ｂが延びる方向である方向Ｂは、本実施形態では、一例として車体上下方向Ｂに垂直な方向である。

そして、タンク装置１０１は、車体上下方向Ｂに見たときに、排気マニホールド４１ｂの中央に重なる。排気マニホールド４１ｂとタンク装置１０１とは、Ｔ字を逆さまにした形状を構成する。上壁部１０４ａは、Ｔ字を逆さまにした形状である。このため、上壁部１０４ａと排気マニホールド４１ｂとの間の隙間、上壁部１０４ａとタンク装置１０１との隙間とは、小さく形成されている。

側壁部１０４ｂ〜１０４ｅは、タンク装置１０１の周方向に連結されている。側壁部１０４ｂは、車体上下方向Ｂに沿ってブラケット１０７まで延びている。側壁部１０４ｃ〜１０４ｅは、車体上下方向Ｂに沿って排気マニホールド４１ｂの下端よりも下方に延びている。

図１に示すように、吸気通路用圧力センサ１０５は、インタークーラ３５内の流路内の圧力を検出する。本実施形態では、インタークーラ３５内の圧力は、吸気通路３１においてインタークーラ３５の上流の位置の圧力と同じである。このため、本実施形態では、吸気通路用圧力センサ１０５は、一例として、吸気通路３１においてインタークーラ３５の上流に設けられている。吸気通路用圧力センサ１０５は、エンジンＥＣＵ６０に接続されている。吸気通路用圧力センサ１０５は、検出結果をエンジンＥＣＵ６０に送信する。

排気通路用圧力センサ１０６は、排気通路４１において排出通路１０３が連結される部位に作用する圧力を検出する。本実施形態では、排気通路用圧力センサ１０６は、一例として、排気通路４１において、触媒装置４２の以下流であってかつ、低圧排気還流装置用通路７１の一端７４が連結される箇所よりも上流の位置に設けられている。排気通路用圧力センサ１０６は、排気通路４１内の圧力を検出する。排気通路用圧力センサ１０６は、エンジンＥＣＵ６０に接続されている。排気通路用圧力センサ１０６は、検出結果をエンジンＥＣＵ６０に送信する。

つぎに、凝縮水排出装置１００の動作を説明する。エンジンＥＣＵ６０は、メインＥＣＵ６からの指示によって排気Ｈを吸気通路３１に導く場合、低圧排気還流装置用バルブ装置７３を開く。このことによって、排気Ｈの一部は、低圧排気還流装置用通路７１を通って吸気通路３１に導かれる。

吸気通路３１に排気Ｈが導かれることによって、空気Ａと排気Ｈとの混合気Ｍが形成される。排気Ｈは、水蒸気を含んでいる。ここで言う水蒸気は、水が蒸発して気体となったものであり、凝結して水の細かい粒となったものなどの液体は含まない。このため、混合気Ｍも水蒸気を含む。混合気Ｍは、コンプレッサホイールを通過した後、インタークーラ３５に流入する。混合気Ｍは、インタークーラ３５を通過することによって冷却される。混合気Ｍが冷却されることによって、混合気Ｍ中の水蒸気が凝縮されて凝縮水Ｗができる。

エンジンＥＣＵ６０は、排気Ｈが吸気通路３１に戻される際には、蒸気調節バルブ装置１２０を開く。そして、高圧排気還流装置用スロットルバルブ装置３６のスロットルバルブ３６ａの開度を調整する。具体的には、インタークーラ３５内の圧力をＰ１とし、タンク１１０内の圧力をＰ２とし、排気通路４１内において排出通路１０３が連通する部位の圧力をＰ３とすると、Ｐ１＞Ｐ２＞Ｐ３となるように、スロットルバルブ３６ａの開度を調整する。

エンジンＥＣＵ６０は、吸気通路用圧力センサ１０５と、排気通路用圧力センサ１０６と、タンク用圧力センサ１１３との検出結果から、圧力Ｐ１，Ｐ２、Ｐ３を得ることができる。Ｐ１＞Ｐ２＞Ｐ３となることによって、インタークーラ３５内で凝縮された凝縮水Ｗは、導入通路１０２を通ってタンク１１０内に導かれる。タンク１１０内に導かれた凝縮水Ｗは、タンク１１０内にたまる。導入通路１０２と高圧排気還流装置用スロットルバルブ装置３６とは、本発明で言う導入手段の一例を構成する。排出通路１０３と、蒸気調節バルブ装置１２０とは、本発明で言う排出手段の一例を構成する。

タンク１１０は、自動車１の走行に起因する振動によって揺れる。このとき、凝縮水Ｗは、流動抑制筒１１１に形成される複数の孔を通ることによって、タンク１１０内で大きく揺れることが抑制されるので、当該揺れに起因して音が発生することが抑制される。

図２，３に示すように、タンク１１０は、車体上下方向Ｂに沿って排気マニホールド４１ｂの上方に位置している。カバー部材１０４内の空気は、排気マニホールド４１ｂによって暖められると、車体上下方向Ｂに沿って上方に移動する。暖められた空気は、タンク１１０にぶつかる。タンク１１０は、排気マニホールド４１ｂによって暖められた空気がぶつかることによって昇温される。タンク１１０の外観を形成する壁部２０１において、排気マニホールド４１ｂに対面する底壁部２０２と底壁部２０２の近傍の部分は、昇温された空気が当ることによって熱を受ける。底壁部２０２は、本発明で言う受熱部の一例である。

タンク１１０内にためられた凝縮水Ｗは、上記のように昇温されたタンク１１０を介して昇温される。この結果、凝縮水Ｗは、タンク１１０内で蒸発する。蒸発して気体となった水蒸気Ｖは、タンク１１０内で上方に移動する。タンク１１０内で上方に移動した水蒸気Ｖは、気液分離板１１２にぶつかる。ここで言う水蒸気Ｖは、水が蒸発して気体となったものであり、凝結して水の細かい粒となったものなどの液体は含まない。

水蒸気Ｖが気液分離板１１２にぶつかることによって、水蒸気Ｖとともに上昇した水滴、または、水蒸気Ｖの一部が凝結して水の細かい粒となったものが、水蒸気Ｖから分離される。液体が分離された水蒸気Ｖは、排出通路１０３を通って排気通路４１に導かれる。

このように構成される凝縮水排出装置１００では、インタークーラ３５で凝縮された凝縮水Ｗは、タンク１１０に導かれるので、インタークーラ３５内にたまるとともに蒸発することが抑制される。言い換えると、凝縮水Ｗがインタークーラ３５内にたまり続けることが抑制される。

このことによって、インタークーラ３５が腐食することを抑制することができる。また、インタークーラ３５の耐食性を向上する処理が不要またはその処理の程度を小さくすることができるので、コストの高騰を抑えることができる。さらに、凝縮水Ｗは、水蒸気Ｖとなってタンク１１０外へ排出されるので、他の部位のさびの原因とならない。

また、吸気通路３１においてインタークーラ３５の下流に、凝縮水Ｗが流入することがないので、吸気通路３１においてインタークーラ３５の下流が腐食することを抑制することができる。特に、吸気通路３１中に酸素濃度検出センサなどのセンサが設けられる場合、これらセンサは、水分の付着が故障の原因となる場合がある。本実施形態のように、インタークーラ３５の下流に凝縮水Ｗが流入することが抑制されることによって、吸気通路３１においてインタークーラ３５の下流にセンサなどの水分が故障の原因となる部品が設けられても、これら部品が故障することを抑制することができる。

さらに、吸気通路３１においてインタークーラ３５の下流の耐食性を向上する処理が不要またはその処理の程度を小さくすることができるので、コストの高騰を抑えることができる。

また、凝縮されて生成した凝縮水Ｗが水蒸気として継続的にタンク１１０の外部に排出されるため、インタークーラ３５の下流、引いてはタンク１１０の内部に凝縮水Ｗがたまり続けることがないので、運転者が定期的に凝縮水を排出してタンク１１０を整備する必要をなくすことができる。

また、タンク１１０が排気マニホールド４１ｂに対して車体上下方向Ｂに沿って上方に位置することによって、排気マニホールド４１ｂの熱を利用してタンク１１０の凝縮水Ｗを効率よく蒸発させることができる。

また、排気通路４１の一部として排気通路４１のうち温度が高い排気マニホールド４１ｂに対して車体上下方向Ｂに沿って上方にタンク１１０を配置することによって、排気マニホールド４１ｂが有する熱を有効に利用することができる。

また、タンク１１０の全体が排気マニホールド４１ｂに車体上下方向Ｂに重なることによって、排気マニホールド４１ｂの熱が効率よくタンク１１０に伝わるようになる。

また、カバー部材１０４を備えることによって、排気マニホールド４１ｂの熱がタンク１１０に効率よく伝わるようになる。

また、流動抑制筒１１１と、気液分離板１１２とは、タンク１１０に接続されているので、タンク１１０の外から伝わる熱が流動抑制筒１１１と気液分離板１１２とを介して凝縮水Ｗに効率よく伝達されるので、凝縮水Ｗの蒸発を促進することができる。

つぎに、本発明の第２の実施形態に係る凝縮水排出装置を、図５〜７を用いて説明する。本実施形態において第１の実施形態と同様の機能を有する構成は、第１の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態では、タンク装置１０１に代えて、タンク装置１０１ａを備える。凝縮水排出装置においてタンク装置以外の構造と、凝縮水排出装置が設けられるエンジン装置と、自動車など、タンク装置以外の構造については、第１の実施形態と同じである。本実施形態の凝縮水排出装置は、符号１００ａを付す。

図５は、本実施形態のタンク装置１０１ａの近傍を示す。図５は、タンク装置１０１ａを、図２と同様に示している。図６は、図５中に示されるＦ６−Ｆ６線に沿って示す断面図である。なお、図５，６中にでは、タンク装置１０１ａは切断されていない。タンク装置１０１ａは、第１の実施形態で説明されたタンク装置１０１に対して、タンクの構造と、気液分離板の構造のみが異なる。他の構造は、第１の実施形態のタンク装置１０１と同じである。本実施形態のタンクに、符号１１０ａを付す。本実施形態の気液分離板に符号１１２ａを付す。上記異なる点について説明する。

図７は、タンク１１０ａを一部きり欠いた状態を示す斜視図である。図５〜７に示すように、タンク１１０ａは、車体上下方向Ｂに貫通する通路１３０が形成されている。通路１３０は、タンク１１０ａ内とは連通していない。通路１３０は、タンク１１０ａの中央に配置されている。タンク１１０ａと排気マニホールド４１ｂとの位置関係は、第１の実施形態のタンク１１０と排気マニホールド４１ｂとの位置関係と同じである。具体的には、タンク１１０ａの全体は、車体上下方向Ｂに沿って見たときに排気マニホールド４１ｂに重なっている。言い換えると、タンク１１０ａの全体は、車体上下方向Ｂに沿って見たときに、排気マニホールド４１ｂの外観を形成する縁の内側に位置している。

本実施形態では、気液分離板１１２ａは、気液分離板１１２と同様に多孔板で形成されており、平板である。気液分離板１１２ａは、通路１３０が通る貫通孔１３１が形成されている。貫通孔１３１の縁の全域は、通路１３０を形成する壁部に、接触した状態で固定されている。通路１３０は、流動抑制筒１１１の内側を通っている。なお、本実施形態では、通路１３０が流動抑制筒１１１の内側を通るために、流動抑制筒１１１は、１つのみ用いられている。なお、第１の実施形態のように、複数の流動抑制筒１１１が用いられてもよい。

また、タンク１１０ａには、入口用貫通孔１１６ａと、出口用貫通孔１１７ａとが形成されている。入口用貫通孔１１６ａには、導入通路１０２と管部材１１８とが連結される。入口用貫通孔１１６ａの縁は、例えばシール部材を用いるなどして、液密にシールされている。出口用貫通孔１１７ａには、排出通路１０３と管部材１１９とが連結される。出口用貫通孔１１７ａの縁は、例えばシール部材を用いるなどして、気密にシールされている。

流動抑制筒１１１の下端の全域は、タンク１１０ａの底面２００に接触した状態で固定されている。気液分離板１１２ａの周縁の全域は、タンク１１０ａの内面１１４ａに接触した状態で固定されている。

本実施形態では、図５，６に示すように、排気マニホールド４１ｂによって暖められカバー部材１０４内の空気は、通路１３０内を通る。本実施形態では、第１の実施形態に効果に加えて、暖められた空気が通路１３０内を流動することによって、タンク１１０に熱がより一層効率よく伝わるようになるので、タンク１１０内の凝縮水Ｗの蒸発を促進できる。この結果、タンク１１０ａ内にたまる凝縮水Ｗの量を少なくすることができるので、タンク１１０内で凝縮水Ｗがゆれることに起因する音の発生を、より一層小さくすることができる。なお、本実施形態であっても、タンク１１０ａ内は、第１の実施形態と同様に、耐食性を向上する処理が施されている。

つぎに、本発明の第３の実施形態に係る凝縮水排出装置を、図８，９を用いて説明する。本実施形態において第１の実施形態と同様の機能を有する構成は、第１の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態では、排気マニホールド４１ｂに代えて、排気マニホールド４１ｃが用いられる。また、タンク装置１０１と排気マニホールド４１ｃとの位置関係が第１の実施形態と異なる。

凝縮水排出装置１００の構造と、エンジン装置において排気マニホールド４１ｃ以外の構造と、自動車の構造については、第１の実施形態と同じである。このため、本実施形態の凝縮水排出装置は、第１の実施形態と同じ符号１００を付す。上記異なる点について説明する。

図８は、本実施形態のタンク装置１０１の近傍を示している。図８は、タンク装置１０１の近傍を、図２と同様に示している。図９は、図８中に示されるＦ９−Ｆ９線に沿って示す断面図である。なお、図８，９中では、タンク１１０は切断されていない。

図８，９に示すように、本実施形態では、排気マニホールド４１ｃにおいて車体上下方向Ｂに沿って上方に位置する上壁部１４０には、タンク１１０が嵌る貫通孔１４１が形成されている。排気マニホールド４１ｃは、貫通孔１４１が形成される点以外は、排気マニホールド４１ｂと同じである。

タンク１１０の下端部は、貫通孔１４１を通って排気マニホールド４１ｃ内に収容されており、それゆえ、タンク１１０は、貫通孔１４１に嵌合している。言い換えると、タンク１１０の一部が排気マニホールド４１ｃの内部に突出している。貫通孔１４１は、タンク１１０の形状に合わせて形成されている。貫通孔１４１の縁の全域は、タンク１１０の外面に接触している。また、タンク１１０において排気マニホールド４１ｃの外側に出る部分は、第１の実施形態と同様に、車体上下方向Ｂに沿って見たときに、排気マニホールド４１ｃの外観を形成する縁の内側に位置している。

タンク１１０において排気マニホールド４１ｃ内に収容される部分は、排気マニホールド４１ｃの内面には接触していない。このため、タンク１１０において排気マニホールド４１ｃ内に収容される部分は、全て排気Ｈにさらされる。底壁部２０２は、排気マニホールド４１ｃの内面に対面している。

タンク１１０が上記のように排気マニホールド４１ｃに収容される構造であっても、タンク１１０は、排気マニホールド４１ｃに対して車体上下方向Ｂに沿って上方に位置しており、かつ、タンク１１０の全域は、車体上下方向Ｂに見たときに排気マニホールド４１ｃに重なっている。

タンク１１０の周壁には、外側に延びるタンク側フランジ１４２が形成されている。排気マニホールド４１ｃにおいてタンク側フランジ１４２に車体上下方向Ｂに沿って対向する部位には、排気マニホールド側フランジ１４３が形成されている。排気マニホールド側フランジ１４３には、車体上下方向Ｂに沿って延びるウェルドボルト１４４が形成されている。タンク側フランジ１４２には、ウェルドボルト１４４が通る貫通孔１４５が形成されている。

タンク１１０は、タンク側フランジ１４２が排気マニホールド側フランジ１４３に支持されることによって、図８に示す位置で保持される。タンク側フランジ１４２と排気マニホールド側フランジ１４３との間にガスケット１４６が挟持された状態で、ウェルドボルト１４４とナット１４７とが互いに螺合することによって、タンク１１０は、排気マニホールド４１ｃに固定される。貫通孔１４５は、ガスケット１４６によって気密にシールされる。

本実施形態では、第１の実施形態の効果に加えて、タンク１１０の一部が排気マニホールド４１ｃ内に収容されることによって、排気Ｈの熱が効率よくタンク１１０に伝わるようになる。この結果、タンク１１０内の凝縮水Ｗの蒸発を促進することができる。

また、本実施形態では、排気マニホールド４１ｃの貫通孔１４５の縁の全域がタンク１１０の外面に接触している。この接触によって、排気マニホールド４１ｃの熱がタンク１１０に伝わるようになるので、排気マニホールド４１ｃの熱が効率よくタンク１１０に伝わるようになる。この結果、タンク１１０内の凝縮水Ｗの蒸発が促進される。

つぎに、本発明の第４の実施形態に係る凝縮水排出装置を、図１０〜１２を用いて説明する。本実施形態において第３の実施形態と同様の機能を有する構成は、第３の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態では、タンクの構造が第３の実施形態と異なる。

凝縮水排出装置１００においてタンク以外の構造と、エンジン装置の構造と、自動車１の構造は、第３の実施形態と同じである。本実施形態は、タンクには、第３の実施形態と同じ符号１１０を付す。上記異なる点について具体的に説明する。

図１０は、本実施形態のタンク装置１０１の近傍を示す。図１０は、タンク装置１０１を、図２と同様に示している。図１１は、図１０中に示されるＦ１１−Ｆ１１線に沿って示す断面図である。

図１０，１１に示すように、本実施形態では、タンク１１０に下端部には、車体上下方向Ｂに沿って上方に向かって凹む凹部１５０が形成されている。流動抑制筒１１１の下端部は、凹部１５０の形状に合わせて、凹んでいる。なお、流動抑制筒１１１の下端の全域は、第３の実施形態と同様に、タンク１１０の底面２００に接触して固定されている。図１２は、タンク１１０を示す斜視図である。凹部１５０は、タンク１１０を、車体上下方向Ｂに垂直な方向に貫通している。タンク１１０において排気マニホールド４１ｃから出る部分は、第３の実施形態と同様に、車体上下方向Ｂに沿って見たときに、排気マニホールド４１ｃの外観を形成する縁の内側に位置している。また、貫通孔１４１の周縁の全域は、第３の実施形態と同様に、タンク１１０の周面に接触している。

本実施形態では、凹部１５０が形成されることによって、タンク１１０において排気Ｈと接触する面積が増加する。このため、第３の実施形態の効果に加えて、タンク１１０に与えられる熱量が増加するので、タンク１１０内の凝縮水Ｗの蒸発をより一層促進することができる。

つぎに、本発明の第５の実施形態に係る凝縮水排出装置を、図１３，１４を用いて説明する。本実施形態において第３の実施形態と同様の機能を有する構成は、第３の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態では、タンクの構造と、排気マニホールの構造とが第３の実施形態と異なる。凝縮水排出装置１００においてタンク以外の構造と、エンジン装置において排気マニホールド以外の構造と、自動車１の構造は、第３の実施形態と同じである。上記異なる点について説明する。なお、本実施形態のタンクと、排気マニホールドとは、第３の実施形態と同じ符号を付す。

図１３は、本実施形態のタンク装置１０１の近傍を示す。図１３は、タンク装置１０１の近傍を、図２と同様に示している。図１４は、図１３中に示されるＦ１４−Ｆ１４線に沿って示す断面図である。なお、図１３，１４中にでは、タンク１１０は切断されていない。タンク１１０において排気マニホールド４１ｃから出る部分は、第３の実施形態と同様に、車体上下方向Ｂに沿って見たときに、排気マニホールド４１ｃの外観を形成する縁の内側に位置している。また、貫通孔１４１の周縁の全域は、第３の実施形態と同様に、タンク１１０の周面に接触している。

図１３，１４に示すように、タンク１１０において車体上下方向Ｂに沿って下端に位置する下壁部１６０には、車体上下方向Ｂに沿って上方向かって凹む凹部１６１が形成されている。凹部１６１は、下壁部１６０の中央に配置されている。

排気マニホールド４１ｃにおいて車体上下方向Ｂに沿って下方に位置する下壁部１６２には、突部１６３が形成されている。突部１６３は、本発明で言うガイド部の一例である。突部１６３は、下壁部１６０において凹部１６１と車体上下方向Ｂに沿って対向する位置に配置されており、凹部１６１に向かって突出している。

図１４に示すように、突部１６３は、排気Ｈを凹部１６１内に導くガイド面１６４を有している。ガイド面１６４は、一例として、排気Ｈを凹部１６１内に導くために、下壁部１６０から凹部１６１の内側に向かって緩やかに立ち上がっている。なお、ガイド面１６４は、緩やかに立ち上がる形状以外の形状であってもよい。要するに、排気Ｈを凹部１６１内に導く機能を有していればよい。

本実施形態では、凹部１６１が形成されることによって、タンク１１０において排気Ｈと接触する面積が増加する。このため、第３の実施形態の効果に加えて、タンク１１０に与えられる熱量が増加するので、タンク１１０内の凝縮水Ｗの蒸発をより一層促進することができる。

さらに、突部１６３によって凹部１６１内に排気Ｈが効率よく導かれるので、排気Ｈの熱を効率よくタンク１１０に伝えることができる。

つぎに、本発明の第６の実施形態に係る凝縮水排出装置を、図１５を用いて説明する。なお、第１の実施形態と同様の機能を有する構成は、第１の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態では、凝縮水排出装置は、さらに、蒸気タービン１７０と、発電機１７１とを備える。また、排気通路４１において排出通路１０３が連結される位置が第１の実施形態と異なる。他の構造は、第１の実施形態と同じである。このため、本実施形態では、凝縮水排出装置に符号１００ａを付す。

図１５は、本実施形態の凝縮水排出装置１００ａを備える自動車１を示す概略図である図１５に示すように、本実施形態の凝縮水排出装置１００ａは、第１の実施形態の構造に加えて、さらに、蒸気タービン１７０と、発電機１７１とを備えている。そして、排気通路４１において排出通路１０３の連結位置が第１の実施形態と異なる。他の構造は、第１の実施形態と同じである。

本実施形態では、排出通路１０３は、排気通路４１において酸素濃度検出センサ９０の下流に連結されている。蒸気タービン１７０は、排出通路１０３において蒸気調節バルブ装置１２０のバルブ本体１２１の下流に設けられている。水蒸気Ｖは、蒸気タービン１７０を通過する際に蒸気タービン１７０を回転する。蒸気タービン１７０は、発電機１７１の回転軸１７２に連結されている。発電機１７１の回転軸１７２は、蒸気タービン１７０と一体に回転する。

蒸気タービン１７０が回転することによって、発電機１７１の回転軸１７２が回転する。発電機１７１は、回転軸１７２が回転することによって発電する。発電機１７１が発電した電力は、バッテリ３００に充電される。本実施形態では、排出通路１０３と蒸気調節バルブ装置１２０と蒸気タービン１７０とは、本発明で言う排出手段の一例を構成している。

本実施形態では、第１の実施形態の効果に加えて、水蒸気Ｖを利用して発電することができる。さらに、排出通路１０３が排気通路４１において酸素濃度検出センサ９０の下流に連結されることによって、酸素濃度検出センサ９０が故障することを抑制できる。この点について、具体的に説明する。

蒸気タービン１７０を通過した水蒸気の一部は、再び凝縮される。このため、排気通路４１に戻される水蒸気Ｖ中に水滴が含まれるようになる。酸素濃度検出センサ９０は、水滴の付着が故障の原因となる。本実施形態のように、排出通路１０３が酸素濃度検出センサ９０の下流に連結されることによって、水蒸気Ｖ中に含まれる水滴が酸素濃度検出センサ９０に付着することがない。

なお、排気通路４１に、水滴の付着が原因として不具合が生じる部品が設けられる場合は、排出通路１０３は、当該部品よりも下流に設けられる。このことによって、水滴の付着に起因して不具合が生じることがなくなる。

なお、本実施形態で説明された、蒸気タービン１７０と、発電機１７１と、排出通路１０３とは、第２〜５の実施形態に用いられてもよい。この場合、各実施形態での効果に加えて、水蒸気Ｖを利用して発電することができる。さらに、排出通路１０３が排気通路４１において水滴の付着が故障の原因となる部品の下流に連結されることによって、この部品が故障することを抑制できる。

つぎに、本発明の第７の実施形態に係る凝縮水排出装置を、図１６を用いて説明する。なお、第１の実施形態と同様の機能を有する構成は、第１の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態では、凝縮水排出装置は、第１の実施形態に対して、蒸気調節バルブ装置１２０を備えないとともに、蒸気圧送ポンプ１８０と、蒸気噴射インジェクタ１８１とをさらに備える点が異なる。さらに、排出通路１０３が第１の実施形態と異なる。

凝縮水排出装置１００において、蒸気圧送ポンプ１８０と蒸気噴射インジェクタ１８１とをさらに備える点と、排出通路１０３の構造が異なる点以外は、第１の実施形態と同じである。エンジン１０において凝縮水排出装置以外の構造と、自動車１の構造とは、第１の実施形態と同じである。本実施形態では、凝縮水排出装置に、符号１００ｂを付す。

図１６は、本実施形態の凝縮水排出装置１００ｂを備える自動車１を示す概略図である。図１６に示すように、本実施形態では、排出通路１０３は、水蒸気Ｖを蒸気圧送ポンプ１８０に導く。蒸気圧送ポンプ１８０は、水蒸気を圧縮する。蒸気圧送ポンプ１８０は、エンジンＥＣＵ６０に接続されている。エンジンＥＣＵ６０は、蒸気圧送ポンプ１８０の動作を制御する。

蒸気噴射インジェクタ１８１は、排気通路４１においてターボチャージャ５０のタービンホイール５５の上流に設けられている。蒸気噴射インジェクタ１８１は、蒸気圧送ポンプ１８０に連結通路１８２を介して連結されている。蒸気圧送ポンプ１８０で圧縮された水蒸気は、蒸気噴射インジェクタ１８１に導かれる。蒸気噴射インジェクタ１８１は、圧縮された水蒸気をタービンホイール５５に向かって噴射する。

エンジンＥＣＵ６０は、メインＥＣＵ６からの指示により排気Ｈを低圧排気還流装置７０によって吸気通路３１に戻す際には、蒸気圧送ポンプ１８０を駆動する。蒸気圧送ポンプ１８０が駆動することによって、タンク１１０内の水蒸気が排出通路１０３を通して吸い出される。蒸気噴射インジェクタ１８１から噴射された水蒸気は、タービンホイール５５を回転させる。本実施形態では、排出通路１０３と、蒸気圧送ポンプ１８０と、蒸気噴射インジェクタ１８１とは、本発明で言う排出手段の一例を構成する。

本実施形態では、第１の実施形態の効果に加えて、水蒸気を利用してタービンホイール５５をさらに回転させることができる。この結果、排気Ｈの流れの少ない低速域であってもタービンホイール５５を回転することによって、過給することができる。このことによって、低速時のトルクを向上することができるので、機関部分２０を小型化することができる。

また、ターボチャージャ５０の性能が向上することによって、より多くの排気Ｈを燃焼室２１に導くことができるので、排気Ｈ中に含まれるＮＯｘの量を低減することができる。

なお、本実施形態で説明された蒸気圧送ポンプ１８０と蒸気噴射インジェクタ１８１と排出通路１０３とは、第２〜５の実施形態で説明された凝縮水排出装置１００に用いられてもよい。この場合、各実施形態の効果に加えて、本実施形態と同様に、機関部分２０を小型化し、排気Ｈ中のＮＯｘの量を低減することができる。

つぎに、本発明の第８の実施形態にかかる凝縮水排出装置を、図１７を用いて説明する。なお、本実施形態において第１の実施形態と同様の機能を有する構成は、第１の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態では、気液分離板１１２に代えて、気液分離板１１２ｃが用いられる。他の構造は、第１の実施形態と同じである。上記異なる点を説明する。

図１７は、本実施形態の流動抑制筒１１１と、気液分離板１１２ｃとを示す斜視図である。図１７に示すように、気液分離板１１２ｃは、本実施形態では、３つ設けられている。気液分離板１１２ｃは、内側に流動抑制筒１１１を通す貫通孔１９０が形成されている。外側に配置される流動抑制筒１１１は、気液分離板１１２ｃに固定されている。各気液分離板１１２ｃは、互いに離間している。気液分離板１１２ｃの周縁は、タンク１１０の内面１１４に接触した状態で固定されている。また、本実施形態であっても、第１の実施形態と同様に、タンク１１０内は、耐食性を向上する処理がほどこされており、気液分離板１１２ｃも耐食性を向上する処理が施されている。

本実施形態であっても、第１の実施形態と同じ効果が得られる。なお、第２〜６の実施形態の凝縮水排出装置１００においても、本実施形態の気液分離板１１２ｃが用いられてもよい。この場合、各実施形態と同じ効果が得られる。

なお、第１〜８の実施形態では、タンク１１０，１１０ａ内には、耐食性を向上するための処理として、ニッケル系の金属がコーティングされている。しかしながら、これに限定されない。たとえば、タンク１１０，１１０ａ内に、排気を浄化する触媒がコーティングされてもよい。触媒がコーティングされることによって、凝縮水Ｗとともにタンク１１０内に導かれる排気Ｈを浄化することができる。

または、第１〜８の実施形態のタンク１１０，１１０ａ内には、耐食性を向上する処理に加えて、上記された触媒のコーティングが施されてもよい。

また、第１〜８の実施形態では、本発明で言う排気通路の一部として、排気マニホールドが用いられた。しかしながら、例えば、排気通路において、排気マニホールド以外の部分が用いられてもよい。この場合、タンク装置が第１〜８の実施形態において、排気通路において排気マニホールド以外の部分が排気マニホールドに置き換えられる。排気通路において排気マニホールド以外の部位は、排気の熱によって高温になるので、第１〜８の実施形態と同様の効果が得られる。なお、好ましくは、第１〜８の実施形態のように、排気マニホールドが用いられるとよい。

なお、第３〜５の実施形態では、排気マニホールド４１ｃの貫通孔１４１の周縁がタンク１１０の壁部２０１の周面に接触している。このことは、本発明で言うタンクが排気通路に接触することの一例である。例えば、タンクが排気通路に接触することの他の例として、タンク１１０の一部が排気マニホールド４１ｂ内に入り込むことなく排気マニホールド４１ｂに接触してもよい。この構造の一例としては、タンク１１０が排気マニホールド４１ｂに対して車体上方に配置されて底壁部２０２が排気マニホールド４１ｂに接触する構造であってもよい。

また、第１〜８の実施形態では、タンク１１０,１００ａの壁部２０１が受熱部として機能している。受熱部として、例えば、タンク１１０，１１０ａにフィンなどの熱を受ける部分が設けられてもよい。

また、第１〜８の実施形態では、水蒸気Ｖは、排気通路４１に戻されたが、吸気通路３１にもどされてもよい。

この発明は、上述した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上述した実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、上述した実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良い。更に、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせても良い。

１０…エンジン、２１…燃焼室、３１…吸気通路、３５…インタークーラ（冷却部）、４１…排気通路、４１ｂ…排気マニホールド、４１ｃ…排気マニホールド、７０…低圧排気還流装置（排気還流装置）、８３…高圧排気還流装置用スロットルバルブ装置（導入手段）、１００…凝縮水排出装置、１００ａ…凝縮水排出装置、１００ｂ…凝縮水排出装置、１０２…導入通路（導入手段）、１０３…排出通路（排出手段）、１０４…カバー部材、１１０…タンク、１１０ａ…タンク、１２０…蒸気調節バルブ装置（排出手段）、１３０…通路、１５０…凹部、１６１…凹部、１６３…突部（ガイド部）、１７０…蒸気タービン（排出手段）、１８０…蒸気圧送ポンプ（排出手段）、１８１…蒸気噴射インジェクタ（排出手段）、２０２…受熱部。

Claims (10)

1. 燃焼室に連通する吸気通路と、
   前記燃焼室に連通する排気通路と、
   前記吸気通路に設けられて前記燃焼室に導かれる気体が流動するとともに、前記気体を冷却する冷却部と、
   前記燃焼室から排出される排気を前記吸気通路において前記冷却部の上流に導く排気還流装置と
   を備えるエンジンに設けられる凝縮水排出装置であって、
   前記排気通路からの排熱を受熱する受熱部を備えたタンクと、
   前記冷却部で凝縮した凝縮水を前記タンクに導く導入手段と、
   前記受熱部により前記タンク内で発生した水蒸気を前記タンク外へ導く排出手段と、
   前記冷却部内の流路内の圧力を検出する吸気通路圧力検出手段と、
   前記タンク内の圧力を検出するタンク内圧検出手段と、
   前記排気通路内において前記排出手段が連通する部位の圧力を検出する排気通路圧力検出手段と、
   を具備し、
   前記導入手段は、冷却部内圧力＞タンク内圧力＞排気通路圧力と判定すると、前記凝縮水を前記タンクに導入する
   ことを特徴とする凝縮水排出装置。
2. 前記冷却部より下流の前記吸気通路に設けられたスロットルバルブを具備し、
   前記導入手段は、冷却部内圧力＞タンク内圧力＞排気通路圧力となるように前記スロットルバルブの開度を調整する
   ことを特徴とする請求項１に記載の凝縮水排出装置。
3. 前記受熱部は、前記排気通路に対面する前記タンクの壁面の一部を構成する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の凝縮水排出装置。
4. 前記タンクは、前記排気通路に対して車体上方に離間しており、かつ、車体上下方向に貫通する通路を備える
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の凝縮水排出装置。
5. 前記タンクは、前記排気通路に接触する
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の凝縮水排出装置。
6. 前記タンクの一部は、前記排気通路の内部に突出する
   ことを特徴とする請求項１、２、３、５のうちのいずれか１項に記載の凝縮水排出装置。
7. 前記タンクにおいて前記排気通路の内部に突出する部分は、前記排気通路の外側に向かって凹む凹部を備える
   ことを特徴とする請求項６に記載の凝縮水排出装置。
8. 前記排気通路は、前記排気を前記凹部に導くガイド部を備える
   ことを特徴とする請求項７に記載の凝縮水排出装置。
9. 前記タンクと前記排気通路とを覆うカバー部材を備える
   ことを特徴とする請求項１〜８のうちのいずれか１項に記載の凝縮水排出装置。
10. 前記排気通路は、排気マニホールドである
    ことを特徴とする請求項１〜９のうちのいずれか１項に記載の凝縮水排出装置。

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