JP6185349B2 - 過給式内燃機関のインテークガス冷却装置 - Google Patents

Description

本発明は、過給式内燃機関のインテークガス冷却装置に関し、とくにインテークガス冷却装置の凝縮水排出構造に関する。

特許文献１は、従来の過給式内燃機関のインテークガス冷却装置として、インタークーラタンク内にインテークガスに生じた凝縮水の溜まり部を設定し、そこに一時的に凝縮水を溜める構造を開示している。また、凝縮水の溜まり部の下端に設定したドレンを開示している。
特許文献２は、インタークーラタンク内の凝縮水、オイルを内燃機関に吸い出す手段として、インテークマニホルド負圧を利用したバキューム配管を開示している。

特開２０１２−１１７４５５号公報 特開２０１２−１０２６６７号公報

しかし、従来の過給式内燃機関のインテークガス冷却装置にはつぎの課題がある。

溜まり部をインテークガス流れから別室として設定していないため、溜まり部に溜まっ
た凝縮水がインタークーラ内を流れるインテークガスの流速により一気に大量に持ち去られてしまい、内燃機関の作動不調（作動不良）を起こすおそれがある。とくに冷間時走行中にインタークーラのコア部に生じた氷結が内燃機関停止時に溶けてインタークーラ内に溜まり、エンジ始動時にインテークガスの流れによって持ち去られて内燃機関に吸入され、液圧縮、ラフアイドル、異音発生等の内燃機関の作動不調を起こすおそれがある。
また、ドレンの場合、定期的にメンテナンス作業が必要となる。
また、バキューム配管での吸出しは、小排気量の車両では低回転域で負圧が足りず、吸出しができない場合がある。また、インタークーラタンクからインテークマニホールドまでのバキューム配管が必要になる。

本発明の目的は、インタークーラにおける凝縮水が一気に大量に内燃機関に吸入されることが抑制または防止される過給式内燃機関のインテークガス冷却装置を提供することにある。

上記目的を達成する本発明の過給式内燃機関のインテークガス冷却装置は、つぎの第１−第３の構成をとることができる。第１−第３の構成は、後述する本発明の第１−第４実施例の何れにも適用できる。
第１実施例はつぎの第４の構成をとることができ、第２実施例はつぎの第５の構成をとることができ、第３実施例はつぎの第６の構成をとることができ、第４実施例はつぎの第７の構成をとることができる。

本発明の第１の構成では、過給式内燃機関のインテークガス冷却装置はインテークガス通路にインタークーラを備える。インタークーラは低温側タンクを有している。低温側タンクにはアウトレットパイプが接続している。
低温側タンクの下部には、凝縮水を一時的に溜めるリザーバが設けられている。
該リザーバの底部からアウトレットパイプ内に開口する位置まで延びる水吸い出しパイプが設けられている。
水吸い出しパイプは、その一部または全部がホースであってもよい。

上記第１の構成において、低温側タンクは、中仕切り板によって、インテークガスが流れる上室とリザーバを構成する下室とに上下に区画されており、中仕切り板にはアウトレットパイプを含め中仕切り板の最下部に中仕切り板上の凝縮水をリザーバに落とす水落とし開口が設けられている。

上記第１の構成において、中仕切り板はインテークガス流れ方向に上流側部と下流側部を有しており、中仕切り板は上流側部から下流側部に向かって下降する形状に形成されている。
中仕切り板の下流側部に水落とし開口が設けられている。
中仕切り板の上流側部は上流側部の下面側にリザーバに溜まった凝縮水が水落とし開口を閉塞した状態で凍結した時に体積膨張分を吸収するための空間部を形成している。

本発明の第２の構成では、上記第１の構成において、中仕切り板の上面にはバッフルプレートが設けられている。
バッフルプレートは、中仕切り板上に凝縮水が溢れた時に凝縮水の低温側タンクからアウトレットパイプへの流れを遮るように配置されている。
上室にはバッフルプレートの上方にアウトレットパイプの横断面積以上の横断面積が確保されている。

本発明の第３の構成では、上記第２の構成において、バッフルプレートが複数設けられ
ており、各バッフルプレートには中仕切り板上の水が通過可能な開口が設けられている。すべてのバッフルプレートの開口が同一直線上に位置することがないように、少なくとも１つのバッフルプレートの開口は、上記同一直線上からずれている。

本発明の第４の構成では、上記第１−第３の構成において、水吸い出しパイプはリザーバ内から中仕切り板を貫通して上室に延び上室で折れ曲がって上室内からアウトレットパイプ内に突き出しアウトレットパイプ内に開口している。

本発明の第５の構成では、上記第１−第３の構成において、水吸い出しパイプはいったん低温側タンク外に出てリザーバ内とアウトレットパイプ内とを連結している。

本発明の第６の構成では、上記第１−第５の構成において、アウトレットパイプに、インテークガス流れ方向に横断面積が徐々に縮小された横断面積縮小部、横断面積が最も縮小された喉部、インテークガス流れ方向に横断面積が徐々に拡大された横断面積拡大部が、インテークガス流れ方向に順に設けられており、水吸い出しパイプのアウトレットパイプ内への開口端が喉部に位置している。

本発明の第７の構成では、上記第１の構成において、インタークーラはインテークガスが下方向に流れるダウンフロータイプのコア、またはインテークガスが左右方向に流れるクロスフロータイプのコアを備えている。
アウトレットパイプが低温側タンクの上下方向中間部に設けられている。
低温側タンク内でアウトレットパイプより下方に位置する領域がリザーバを構成しており、水吸い出しパイプがリザーバの底部からアウトレットパイプ内に開口する位置まで延びている。

本発明の第１の構成によれば、凝縮水がインテークガスが流れる通路から一時的にリザーバに排出されることで、インタークーラにおける凝縮水が一気に大量に内燃機関に吸入されることが抑制または防止され、液圧縮やラフアイドル等の内燃機関の作動不調が抑制または防止される。また、リザーバの底部からアウトレットパイプ内に開口する位置まで延びる水吸い出しパイプが設けられているので、リザーバ内に一時的に溜められた凝縮水は、タンク部とアウトレットパイプ部との流速差、圧損等によって生じる、タンク部とアウトレットパイプ部との圧力差により、水吸い出しパイプを通してアウトレットパイプ内に吸い出される。水吸い出しパイプを通しての吸い出し量は水吸い出しパイプの両端の圧力差、高さ位置の差、パイプ径等から制限されるため、リザーバ内の凝縮水が一気に大量にアウトレットパイプ内に吸い出されることはなく、液圧縮やラフアイドル等の内燃機関の作動不調が抑制される。

また、本発明の第１の構成によれば、リザーバが中仕切り板によって上室から区画されているので、リザーバ内の水が上室を流れるインテークガスの流れによって一気に大量にアウトレットパイプ内に持ち去られることはない。
凝縮水がインテークガスが流れる上室から水落とし開口を通してリザーバに落とされるため、中仕切り板上に多量の凝縮水が溜まることが抑制され、中仕切り板上に多量の凝縮水が滞留し凝縮水が一気に大量に内燃機関に吸入されることが抑制される。

また、本発明の第１の構成によれば、中仕切り板は上流側部から下流側部に向かって下降する形状に形成されており、中仕切り板の下流側部に水落とし開口が設けられているため、中仕切り板上を流れる凝縮水を水落とし開口に導くことができ効果的に水落とし開口を通してリザーバに落下させることができる。
また、中仕切り板の上流側部はリザーバに溜まった凝縮水が前記水落とし開口を閉塞した
状態で凍結した時の体積膨張分を吸収するための空間部を形成しているので、低温側タンクが凝縮水の凍結の体積膨張によって破損することが抑制される。

本発明の第２の構成によれば、リザーバが満杯になって凝縮水が中仕切り板上に溢れた時などにおいて、バッフルプレートが凝縮水の低温側タンクからアウトレットパイプへの排出速度を遅くするので、内燃機関の作動不調を防止または抑制することができる。
また、上室にはバッフルプレートの上方にアウトレットパイプの横断面積以上の横断面積が確保されているので、上室を流れる時の、インテークガス流れの圧損の悪化が抑制される。

本発明の第３の構成によれば、すべてのバッフルプレートの開口が同一直線上に位置することがないように、少なくとも１つのバッフルプレートの開口は同一直線上からずれているので、中仕切り板上を流れる凝縮水のアウトレットパイプへの排出速度が効果的に遅くされ、内燃機関の作動不調が効果的に防止または抑制される。

本発明の第４の構成によれば、水吸い出しパイプが低温側タンクとアウトレットパイプ内に配置されているため、水吸い出しパイプを設けても低温側タンクとアウトレットパイプの外形が水吸い出しパイプによって大きくなることはない。その結果、インテークガス冷却装置は水吸い出しパイプを設けない場合と同程度にコンパクトであり、車両への搭載性に優れている。

本発明の第５の構成によれば、低温側タンクが深い、不規則形状等により水吸い出しパイプが低温側タンクの最下端に届かない場合であっても、低温側タンク外に取り回されたパイプ（パイプはホースである場合を含む）から水吸い出しパイプを構成することにより、容易にリザーバ内とアウトレットパイプ内とを連結することができる。

本発明の第６の構成によれば、水吸い出しパイプのアウトレットパイプ内への開口端が喉部に設けられているので、アウトレットパイプのベンチュリー効果が高められ、水吸い出しパイプによる凝縮水吸い出し効果が高められる。

本発明の第７の構成によれば、ダウンフロータイプまたはクロスフロータイプのインタークーラに対しても、一気で大量の吸い出しが抑制された凝縮水の吸い出しが可能である。

本発明の第１実施例に係る過給式内燃機関のインテークガス冷却装置（以下、単に「インテークガス冷却装置」とも云う）の全体の正面図である。 本発明の第１実施例に係るインテークガス冷却装置のうち低温側タンクとその近傍の正面視方向に沿って見た断面図である。 本発明の第１実施例に係るインテークガス冷却装置のうち低温側タンクとその近傍の平面図である。 本発明の第１実施例に係るインテークガス冷却装置のうち低温側タンクとその近傍の側面図である。 本発明の第１実施例に係るインテークガス冷却装置のとり得る構造のうち、低温側タンク側壁を中仕切り板で補強した場合の低温側タンクとその近傍の平面図である。 図５の低温側タンクとその近傍の正面視方向に沿って見た断面図である。 本発明の第１実施例に係るインテークガス冷却装置のとり得る構成のうち、低温側タンクと中仕切り板とバッフルプレートの、一部の断面図である。 本発明の第１実施例に係るインテークガス冷却装置のとり得る構成のうち、スリットからなる開口をもつ、１つのバッフルプレートの斜視図である。 本発明の第１実施例に係るインテークガス冷却装置のとり得る構成のうち、開口を１直線上からずらした複数のバッフルプレートを有する低温側タンクとその近傍の平面図である。 本発明の第１実施例に係るインテークガス冷却装置のとり得る構成のうち、インテークガス流れ方向下流側に向かって凹形状（上流側に向かって凸形状）をなすように配置されたバッフルプレートを有する低温側タンクとその近傍の平面図である。 本発明の第１実施例に係るインテークガス冷却装置のとり得る構成のうち、孔からなる開口をもつ、１つのバッフルプレートの斜視図である。 本発明の第２実施例に係るインテークガス冷却装置のうち低温側タンクとその近傍の正面視方向に沿って見た断面図である。 本発明の第３実施例に係るインテークガス冷却装置のとり得る構造のうち、アウトレットパイプとアウトレットパイプ内に突き出す水吸い出しパイプの正面視方向に沿って見た断面図である。 本発明の第３実施例に係るインテークガス冷却装置のとり得る構造のうち、アウトレットパイプとアウトレットパイプ壁面に開口する水吸い出しパイプの正面視方向に沿って見た断面図である。 本発明の第４実施例に係るインテークガス冷却装置の全体の正面図である。 本発明の第４実施例に係るインテークガス冷却装置のうち低温側タンクとその近傍の側面図である。

本発明の過給式内燃機関のインテークガス冷却装置１０を、図１−図１６を参照して説明する。ただし、内燃機関および過給機は図示を省略してある。図１−図１１は本発明の第１実施例と本発明の第１実施例がとり得る種々の構造を示す。本発明の第１実施例の構造の一部は、本発明の第２−第４の実施例、または本発明の第２、第３の実施例にも適用可能である。図１２は本発明の第２実施例を示し、図１３、図１４は本発明の第３実施例を示し、図１５、図１６は本発明の第４実施例を示す。本発明の全実施例にわたって互いに同じかまたは対応する構成部分には、本発明の全実施例にわたって同じ符号を付してある。

〔第１実施例〕
本発明の第１実施例を図１−図１１を参照して説明する。
まず、構成を説明する。
図１に示すように、本発明の過給式内燃機関のインテークガス冷却装置１０は、内燃機関のインテークガス通路にインタークーラ２０を備えている。インテークガスは過給気と云ってもよい。図１において、矢印Ｆはインテークガスの流れ方向を示す。過給機式内燃機関は火花点火式内燃機関であってもよいし、ディーゼル式内燃機関であってもよい。過給機はターボチャージャであってもよいし、ターボ以外の機械式過給機（機械式スーパーチャージャ）であってもよい。インタークーラ２０は、インテークガス通路に設置された熱交換機からなり、過給機で圧縮されて昇温したインテークガスを冷却し内燃機関の充填効率を高める。スロットル弁は、インタークーラ２０の下流側に、すなわちインタークーラ２０と内燃機関との間に設けられ、サージタンク、インテークマニホールドはスロットル弁と内燃機関との間に設けられる。

インタークーラ２０は、インテークガスが流入する高温側タンク２２、熱交換をするインタークーラコア（以下、単に「コア」という）２４、インテークガスが流出する低温側タンク２６を有している。高温側タンク２２、コア２４、低温側タンク２６は、インテークガス流れ方向に高温側タンク２２、コア２４、低温側タンク２６の順に設けられる。コア２４は、図１−図４に示すように、インテークガスが下方に流れるダウンフロータイプのコアであってもよいし、インテークガスが左右方向に流れるクロスフロータイプのコア
であってもよい。ダウンフロータイプのコアの場合、高温側タンク２２はコア２４の上方に設けられ、低温側タンク２６はコア２４の下方に設けられる。クロスフロータイプのコアの場合、高温側タンク２２、低温側タンク２６はコア２４の左右側方に設けられる。高温側タンク２２、コア２４の構造は、従来公知の構造が採用されており、公知のため詳細説明を省略する。

高温側タンク２２には、内燃機関の吸気通路の一部を構成しインテークガスの入口であるインレットパイプ１４が接続している。低温側タンク２６には、内燃機関の吸気通路の一部を構成しインテークガスの出口であるアウトレットパイプ２８が接続している。インレットパイプ１４、アウトレットパイプ２８は、インタークーラ２０とは別体に形成されてインタークーラ２０に接続されてもよいし、あるいはインタークーラ２０と一体に形成されてもよい。望ましくは、アウトレットパイプ２８は低温側タンク２６の側壁からスロットル弁に向かって斜め上方に傾斜して延びている。その場合は、低温側タンク２６内の凝縮水がアウトレットパイプ２８内に溢れ出ても、自重で低温側タンク２６に戻るようになっている。アウトレットパイプ２８には、内燃機関の吸気通路を構成するホース５２（図５−図７）またはパイプが嵌合しており、アウトレットパイプ２８はホース５２またはパイプに嵌入している。高温側タンク２２はブラケット１６を介して車両ボデーに支持され、低温側タンク２６はリブ１８を介して車両ボデーに支持されている。

図１、図２に示すように、低温側タンク２６の下部には、凝縮水１２を一時的に溜めるリザーバ３０が設けられている。リザーバ３０の底部からアウトレットパイプ２８内に開口する位置まで延びる水吸い出しパイプ３２が設けられている。水吸い出しパイプ３２のアウトレットパイプ２８内への開口位置は、インテークガス流れ方向にスロットル弁より上流側に位置する。

アウトレットパイプ２８は低温側タンク２６よりもインテークガス流れ方向下流側に位置する。アウトレットパイプ２８内のインテークガスの通路断面積は、低温側タンク２６内におけるインテークガスの通路断面積より小さく、アウトレットパイプ２８内のインテークガスの流速は低温側タンク２６内のインテークガスの流速より大きい。低温側タンク２６内のインテークガスがアウトレットパイプ２８内で流速を増すため、低温側タンク２６内の静圧の一部がアウトレットパイプ２８内で動圧に変わって、アウトレットパイプ２８内の静圧は低温側タンク２６内の静圧よりも低下する。この流速差に伴う静圧低下によるベンチュリー効果と、インテークガスの圧損とにより、アウトレットパイプ２８内のインテークガスの静圧は低温側タンク２６内のインテークガスの静圧より小さい。この圧力差により、リザーバ３０内に溜まった凝縮水１２（図２）は水吸い出しパイプ３２を通してリザーバ３０の底部からアウトレットパイプ２８内に吸い出される。水吸い出しパイプ３２のアウトレットパイプ２８内への開口位置は、インテークガス流れ方向にスロットル弁より上流側に位置するため、水吸い出しパイプ３２による凝縮水１２の吸い出しは、スロットル下流のインテーク負圧を利用した吸い出しではない。

図１−図４に示すように、水吸い出しパイプ３２のアウトレットパイプ２８側への開口は、アウトレットパイプ２８の内部に位置していてもよいし、後述する図１４に示すように、アウトレットパイプ２８の内壁面に位置していてもよい。水吸い出しパイプ３２は、インテークガス流れの動圧を受けないように、インテークガス流れ方向に直交する方向よりインテークガス流れ方向下流側に向かって開口しているか、またはインテークガス流れ方向に直交する方向に開口している。水吸い出しパイプ３２は低温側タンク２６内からアウトレットパイプ２８内に突き出しているか、アウトレットパイプ２８の内壁面で終わっている（図１４）。図２に示すように、リザーバ３０の底壁３４は水吸い出しパイプ３２のリザーバ３０側端部に向かって下降しており、リザーバ３０の底壁３４のうち水吸い出しパイプ３２のリザーバ３０側端部の近傍部は、リザーバ３０の底壁３４の最下部３４ａ
を形成している。これによって、リザーバ３０内の凝縮水１２は水吸い出しパイプ３２の下端に向かって集まる。水吸い出しパイプ３２のリザーバ３０側端部は、リザーバ３０の底壁３４に密着することによって閉塞されることがないように、リザーバ３０の底壁３４に対して斜めにカットされていることが望ましい。

リザーバ３０内に一時的に溜まった凝縮水１２が水吸い出しパイプ３２の両端部の圧力差によってアウトレットパイプ２８内に吸い出されるように、水吸い出しパイプ３２の両端部での水頭差、したがってリザーバ３０の高さが決められている。また、リザーバ３０内に一時的に溜まった凝縮水１２が一気に大量にアウトレットパイプ２８内に吸い出されて内燃機関の作動不調を生じることがないように、水吸い出しパイプ３２の径が一定値（たとえば、３ｍｍ、望ましくは２ｍｍ）以下に設定されている。低温側タンク２６、水吸い出しパイプ３２は、軽量性、成形性から、たとえば、アルミ合金製またはプラスチック製であることが望ましい。
以上の構成は、本発明の第２−第４実施例にも適用できる。

図１、図２に示すように、低温側タンク２６は、中仕切り板３６によって、インテークガスが流れる上室３８とリザーバ３０を構成する下室（リザーバ３０と同じのため下室の符号も３０とする）とに上下に区画されている。中仕切り板３６には、アウトレットパイプ２８と中仕切り板３６の最下部となる部位に、中仕切り板３６上の凝縮水１２をリザーバ３０に落とす水落とし開口４０が設けられている。開口４０は中仕切り板３６に設けられた孔であってもよいし、あるいは中仕切り板３６に設けられた切欠きであってもよい。中仕切り板３６の開口近傍部は開口４０に向かって斜め下方に傾斜していてもよい。水吸い出しパイプ３２が低温側タンク２６内に配置されている場合には、水吸い出しパイプ３２はリザーバ３０から上室３８に中仕切り板３６を貫通して延びている。水吸い出しパイプ３２の中仕切り板３６貫通部位は、水落とし開口４０部位であってもよいし、または水落とし開口４０以外の部位であってもよい。

中仕切り板３６は、上室３８におけるインテークガス流れ方向に上流側部３６ａと下流側部３６ｂを有している。中仕切り板３６は上流側部３６ａから下流側部３６ｂに向かって下降する形状に形成されており、インテークガス流れＦをアウトレットパイプ２８に案内している。中仕切り板３６の下流側部３６ｂに水落とし開口４０が設けられている。中仕切り板３６のうち水落とし開口４０近傍部は、水落とし開口４０に向かって下降するように傾斜されることが望ましい。

図２に示すように、中仕切り板３６の上流側部３６ａは、上流側部３６ａの下面側にリザーバ３０に溜まった凝縮水１２が水落とし開口４０を閉塞した状態で凍結した時に凝縮水１２の凍結時の体積膨張分を吸収するための空間部４２を形成している。空間部４２は中仕切り板３６の上流側部３６ａの下面と凝縮水１２が水落とし開口４０を閉塞した状態での凝縮水１２上面との間の空間である。

図１−図３に示すように、中仕切り板３６の上面にはバッフルプレート４４が設けられている。バッフルプレート４４は、リザーバ３０から中仕切り板３６上に凝縮水１２が溢れた時に凝縮水１２の低温側タンク２６からアウトレットパイプ２８への流れを遮るように配置されている。しかし、凝縮水１２の低温側タンク２６からアウトレットパイプ２８への流れが完全にはせき止められないように、各バッフルプレート４４には、中仕切り板３６上の水が通過可能な開口４６（図３、図８−図１１）が１つ以上設けられている。開口４６は、バッフルプレート４４の全高にわたって開口したスリット（図８−図１０）であってもよいし、あるいはバッフルプレート４４の高さ方向の一部にわたって開口した孔（図１１）であってもよい。各バッフルプレート４４は、開口４６部位を除いて、低温側タンク２６の対向側面間にわたって延びている。また、図７に示すように中仕切り板３６
上に凝縮水が溢れバッフルプレート４４上端位置まで液溜まりが生じた時に、バッフルプレート４４間の液溜まり量、最下流のバッフルプレート４４より下流の液溜まり量、最上流のバッフルプレート４４より上流の液溜まり量の何れもが、インテークガス流れにより仮に内燃機関に一気に持ち去られても内燃機関の不調を起こす量以下となるように、それぞれのバッフルプレート４４の数、間隔、高さ（中仕切り板３６からバッフルプレート４４上端までの高さ）、配置が設定されている。

図１、図２に示すように、上室３８には、バッフルプレート４４の上方でかつコア２４の下方に、アウトレットパイプ２８の横断面積以上の横断面積Ｓが確保されている。図示例では、複数のバッフルプレート４４の各バッフルプレート４４の上端はほぼ同じ高さ位置にあり、複数のバッフルプレート４４の各バッフルプレート４４の上方に、アウトレットパイプ２８の横断面積以上の横断面積Ｓが確保されている。これによって、インテークガスが上室３８内を流れる時の圧損がアウトレットパイプ２８内を流れる時の圧損以下に低減されている。

図９に示すように、すべてのバッフルプレート４４に設けられた開口４６が同一直線（たとえば、何れか１つのバッフルプレート４４に設けられた開口４６を通り、低温側タンク２６のインテークガス流れ方向に沿う方向に延びる対向側面に平行な直線）上に位置することがないように、少なくとも１つのバッフルプレート４４に設けられた開口４６は、同一直線上からずれている。

バッフルプレート４４は、図９に示すように、開口４６部位から斜め上流側に傾けて設けられてもよいし、図１０に示すように、開口４６部位から斜め下流側に傾けて設けられてもよい。

低温側タンク２６は上方が開口した容器からなり、底壁と側壁を有する。図５、図６に示すように、インテークガス流れ方向に延びインテークガス流れ方向と直交する方向に対向する対向側壁には、インテークガス流れ方向中央部に中仕切り板３６側に突出するプレート４８が取付けられており、プレート４８は中仕切り板３６にボルト、ナット５０により連結されていてもよい。この構造によって、中仕切り板３６は、過給圧がかかって低温側タンク２６の側壁が膨れるのを防止する。
中仕切り板３６およびバッフルプレート４４は、軽量性、成形性から、たとえば、アルミ合金製またはプラスチック製であることが望ましい。
以上の中仕切り板３６およびバッフルプレート４４の構成は、本発明の第２、第３実施例にも適用できる。

本発明の第１実施例は、さらにつぎの構成を有する。
水吸い出しパイプ３２は、低温側タンク２６内およびアウトレットパイプ２８内に位置する。水吸い出しパイプ３２は、リザーバ３０内から中仕切り板３６を貫通して上室３８内に延び、上室３８内で折れ曲がって上室３８内からアウトレットパイプ２８内に突き出し、アウトレットパイプ２８内に開口している。水吸い出しパイプ３２は、中仕切り板３６によって支持されていてもよい。水吸い出しパイプ３２は、アウトレットパイプ２８内でインテークガス流れ方向下流側に向かって開口している。

つぎに、作用、効果を説明する。
従来においては、冷寒時走行中にインタークーラ２０に氷結が生じ内燃機関停止時に溶けて低温側タンク２６に溜まった凝縮水が、内燃機関始動時に吸気の流れで一気に大量に内燃機関に吸入され液圧縮やラフアイドル等の内燃機関の作動不調が生じるおそれがあった。この凝縮水には、インタークーラ２０に生じた氷結が内燃機関運転中に溶けて低温側タンク２６に溜まり内燃機関に一気に大量に吸入される凝縮水を含んでもよい。

これに対し、本発明では、凝縮水１２がインテークガスが流れる上室３８内空間から一時的にリザーバ３０に排出されることで、凝縮水１２が一気に大量に内燃機関に吸入されることが抑制または防止される。その結果、液圧縮やラフアイドル等の内燃機関の作動不調が抑制または防止される。

また、リザーバ３０の底部からアウトレットパイプ２８内に開口する位置まで延びる水吸い出しパイプ３２が設けられているので、リザーバ３０内に一時的に溜められた凝縮水１２は、低温側タンク２６部位とアウトレットパイプ２８部位との流速差、圧損等によって生じる、低温側タンク２６部位とアウトレットパイプ２８部位との圧力差により、水吸い出しパイプ３２を通してアウトレットパイプ２８内に吸い出される。アイドル回転中においても、リザーバ３０に溜まった凝縮水をアウトレットパイプ２８内に吸い出すことができる。水吸い出しパイプ３２を通しての吸い出し量は、水吸い出しパイプ３２の両端での圧力差、高さ位置の差、パイプ径等から制限されるため、リザーバ３０内の凝縮水が一気に大量にアウトレットパイプ２８内に吸い出されることはなく、液圧縮やラフアイドル等の内燃機関の作動不調が抑制される。

また、凝縮水をインテーク通路外に排出するのにドレンを設定していないので、定期的なメンテナンス作業は不要である。また、水吸い出しパイプ３２がスロットル弁より上流に位置し、凝縮水の吸い出しにインテークマニホルド負圧が利用されていないので、小排気量の車両でも、低回転域で負圧が足りず凝縮水の吸い出しができないという場合は生じない。また、インテークマニホルド負圧が利用されていないので、インタークーラ２０からインテークマニホルドまでのバキューム配管も必要でなく、バキューム配管とりまわしの作業とスペースが必要でない。
以上の作用、効果は、本発明の第２−第４実施例にも適用できる。

中仕切り板３６によってリザーバ３０が上室３８から隔てられているので、リザーバ３０内の凝縮水が上室３８を流れるインテークガスの流れによって一気に大量にアウトレットパイプ２８内に持ち去られることはない。

また、凝縮水１２がインテークガスが流れる上室３８から水落とし開口４０を通してリザーバ３０に落とされるため、中仕切り板３６上に多量の凝縮水１２が溜まることが抑制される。その結果、中仕切り板３６上の凝縮水１２が一気に大量に内燃機関に吸入されることが抑制される。

中仕切り板３６は、中仕切り板３６の上流側部３６ａから下流側部３６ｂに向けて下降する形状に形成されており、中仕切り板３６の下流側部３６ｂに水落とし開口４０が設けられているため、中仕切り板３６上を流れる凝縮水１２を水落とし開口４０に導くことができ、効果的に水落とし開口４０を通してリザーバ３０に落下させることができる。

中仕切り板３６の上流側部３６ａは、リザーバ３０に溜まった凝縮水１２が水位上昇し水落とし開口４０を閉塞した状態で凍結した時に体積膨張分を吸収するための空間部を形成しているので、低温側タンク２６が凝縮水１２の凍結の体積膨張によって破損することが抑制される。

中仕切り板３６は低温側タンク２６の対向側面間にわたって延び、低温側タンク２６の対向側面に連結されているので、低温側タンク２６の対向側面に大気圧以上の過給圧がかかった時に低温側タンク２６の対向側面が外側に膨れるように変形することを防止できる。これによって、低温側タンク２６の対向側面の耐圧補強構造を簡素化できる。

バッフルプレート４４は、中仕切り板３６上に凝縮水１２が溢れた時に凝縮水１２の低温側タンク２６からアウトレットパイプ２８への流れを遮るように配置されているので、バッフルプレート４４が凝縮水１２の低温側タンク２６からアウトレットパイプ２８への排出速度を遅くし、内燃機関の作動不調を防止または抑制することができる。

上室３８にはバッフルプレート４４の上方にアウトレットパイプ２８の横断面積以上の横断面積Ｓが確保されているので、インテークガスが上室３８を流れる時の、インテークガスの圧損の悪化が抑制される。

図３、図９、図１０に示すように、すべてのバッフルプレート４４の開口４６が同一直線上に位置することがないように設けられている場合は、中仕切り板３６上の凝縮水１２の流れＷは、ジグザグ状になる。その結果、中仕切り板３６上を流れる凝縮水１２のアウトレットパイプ２８への排出速度が効果的に遅くされ、内燃機関の作動不調が効果的に防止または抑制される。

図１０に示すように、バッフルプレート４が開口４６部位から斜め下流側に傾けて設けられた場合には、図９の場合に比べて、最下流のバッフルプレート４４より下流側の領域の面積を低減することができる。最下流のバッフルプレート４４より下流側の領域にある中仕切り板３６上の凝縮水は、開口４６を同一直線上からずらすことにより持ち去り量を低減することができないが、図１０の構造とすることにより、持ち去り量の低減不能の領域の面積を、図９の場合に比べて低減することができる。

図５、図６に示すように、低温側タンク２６の対向側壁に取り付けられたプレート４８がバッフルプレート４４にボルト、ナット５０により連結されている場合には、低温側タンク２６の対向側壁の壁剛性が上がり、過給圧がかかった時に低温側タンク２６の側壁が膨れるのが防止される。
以上の中仕切り板３６およびバッフルプレート４４の作用、効果は、本発明の第２、第３実施例にも適用できる。

本発明の第１実施例は、さらにつぎの作用、効果を有する。
水吸い出しパイプ３２が低温側タンク２６とアウトレットパイプ２８内に配置されているため、水吸い出しパイプ３２を設けても低温側タンク２６とアウトレットパイプ２８の外形が水吸い出しパイプ３２を設けなかった従来に比べて大きくなることはない。その結果、インテークガス冷却装置１０はコンパクトであり、車両への搭載性に優れている。

〔第２実施例〕
本発明の第２実施例は、本発明の第１実施例に係る構成、作用、効果のうち、本発明の第２実施例にも適用できるとした構成、作用、効果に加えて、図１２に示す、以下の構成、作用、効果を有する。

まず、構成を説明する。水吸い出しパイプ３２は低温側タンク２６内からいったん低温側タンク２６外に出てリザーバ３０内とアウトレットパイプ２８内とを連結している。たとえば、水吸い出しパイプ３２は、リザーバ３０の壁を貫通する連結パイプ３２ａと、アウトレットパイプ２８の壁を貫通する連結パイプ３２ｂと、リザーバ３０の外部で両連結パイプ３２ａ、３２ｂを接続するホース３２ｃとから構成されていてもよい。

つぎに、作用、効果を説明する。低温側タンク２６が深い、または複雑な形状等により水吸い出しパイプ３２が低温側タンク２６の最下端に届かない場合であっても、低温側タンク２６外に取り回されたパイプ（ホース３２ｃである場合を含む）から水吸い出しパイプ３２を構成することにより、容易にリザーバ３０内とアウトレットパイプ２８内とを連
結することができる。外形は大きくなるが、取り回しの自由度が上がる。

〔第３実施例〕
本発明の第３実施例は、本発明の第１実施例に係る構成、作用、効果のうち、本発明の第３実施例にも適用できるとした構成、作用、効果に加えて、図１３、図１４に示す、以下の構成、作用、効果を有する。

まず、構成を説明する。アウトレットパイプ２８に、インテークガス流れ方向に横断面積が徐々に縮小された横断面積縮小部２８ａ、横断面積が最も縮小された喉部２８ｂ、インテークガス流れ方向に横断面積が徐々に拡大された横断面積拡大部２８ｃが、インテークガス流れ方向に順に、設けられている。したがって、第３実施例では、アウトレットパイプ２８はベンチュリー管となっている。水吸い出しパイプ３２のアウトレットパイプ２８内への開口端は、喉部２８ｂの中心部か、または外周部に位置している。

図１３の例では、水吸い出しパイプ３２は低温側タンク２６内からアウトレットパイプ２８内へ突き出しており、水吸い出しパイプ３２のアウトレットパイプ２８内への開口端は、喉部２８ｂにおけるアウトレットパイプ２８の横断面の中心部にある。
図１４の例では、水吸い出しパイプ３２はアウトレットパイプ２８の壁に設けた孔３２ｄに接続している。水吸い出しパイプ３２のアウトレットパイプ２８内への開口端は、喉部２８ｂにおけるアウトレットパイプ２８の内周面にある。

つぎに、作用、効果を説明する。アウトレットパイプ２８がベンチュリー管からなるので、圧力損失を小さくして水吸い出しパイプ３２のアウトレットパイプ２８内への開口端での低圧を得ることができる。また、水吸い出しパイプ３２のアウトレットパイプ２８内への開口端が喉部２８ｂに設けられているので、アウトレットパイプ２８のベンチュリー効果が高められ、水吸い出しパイプ３２による凝縮水吸い出し効果が高められる。

〔第４実施例〕
本発明の第４実施例は、本発明の第１実施例に係る構成、作用、効果のうち、本発明の第４実施例にも適用できるとした構成、作用、効果に加えて、図１５、図１６に示す、以下の構成、作用、効果を有する。

まず、構成を説明する。コア２４は、インテークガスが図１５の左右方向に流れるクロスフロータイプのコアからなる。その場合、低温側タンク２６の上下方向に延びており、アウトレットパイプ２８は、低温側タンク２６の下端部以外の部位に、したがって、低温側タンク２６の上下方向中間部または上端部に設けられる。アウトレットパイプ２８は、図１５の紙面と直交する方向に奥側に向かって延び、図１５の左右方向と直交する方向に延びる。

低温側タンク２６の内部でアウトレットパイプ２８より下方に位置する領域がリザーバ３０を構成している。水吸い出しパイプ３２がリザーバ３０の底部からアウトレットパイプ２８内に開口する位置まで延びている。水吸い出しパイプ３２は、低温側タンク２６とアウトレットパイプ２８内にあってもよいし、低温側タンク２６の壁からいったん低温側タンク２６外に出てアウトレットパイプ２８の壁を貫通してアウトレットパイプ２８内に開口してもよい。

つぎに、作用、効果を説明する。水吸い出しパイプ３２がリザーバ３０の底部からアウトレットパイプ２８内に開口する位置まで延びているので、クロスフロータイプのインタークーラ２０に対しても、一気の吸い出しが抑制された凝縮水１２の吸い出しが可能である。

なお、図１５、図１６に示すように、リザーバ３０の下端がコア２４の下端と同じ高さ位置にある場合は、中仕切り板３６およびバッフルプレート４４は設けられない。
リザーバ３０の下端部がコア２４の下端より下方に延びている場合（図示せず）は、中仕切り板３６およびバッフルプレート４４は設けられてもよい。その場合は、中仕切り板３６およびバッフルプレート４４の構成、作用、効果は、第１実施例において第２、第３の実施例にも適用できるとした中仕切り板３６およびバッフルプレート４４の構成、作用、効果を準用できる。

１０ 過給式内燃機関のインテークガス冷却装置
１２ 凝縮水
１４ インレットパイプ
１６ ブラケット
１８ リブ
２０ インタークーラ
２２ 高温側タンク
２４ インタークーラコア（コア）
２６ 低温側タンク
２８ アウトレットパイプ
２８ａ 横断面積縮小部
２８ｂ 喉部
２８ｃ 横断面積拡大部
３０ リザーバ（下室）
３２ 水吸い出しパイプ
３２ａ、３２ｂ 連結パイプ
３２ｃ ホース
３２ｄ 孔
３４ リザーバの底壁
３４ａ リザーバの底壁の最下部
３６ 中仕切り板
３６ａ 上流側部
３６ｂ 下流側部
３８ 上室
４０ 水落とし開口
４２ 体積膨張分を吸収するための空間部
４４ バッフルプレート
４６ 開口
４８ プレート
５０ ボルト、ナット
５２ ホース

Claims (7)

1. インテークガス通路にインタークーラを備え、インタークーラが低温側タンクを有しており、低温側タンクにはアウトレットパイプが接続している過給式内燃機関のインテークガス冷却装置において、
   低温側タンクの下部に凝縮水を一時的に溜めるリザーバが設けられており、
   該リザーバの底部からアウトレットパイプ内に開口する位置まで延びる水吸い出しパイプが設けられており、
   低温側タンクは、中仕切り板によって、インテークガスが流れる上室と前記リザーバを構成する下室とに上下に区画されており、中仕切り板には中仕切り板の最下部に中仕切り板上の凝縮水をリザーバに落とす水落とし開口が設けられており、
   中仕切り板はインテークガス流れ方向に上流側部と下流側部を有しており、中仕切り板は上流側部から下流側部に向かって下降する形状に形成されており、
   中仕切り板の下流側部に前記水落とし開口が設けられており、
   中仕切り板の上流側部は該上流側部の下面側にリザーバに溜まった凝縮水が前記水落とし開口を閉塞した状態で凍結した時に体積膨張分を吸収するための空間部を形成している、過給式内燃機関のインテークガス冷却装置。
2. 中仕切り板の上面にはバッフルプレートが設けられており、
   バッフルプレートは、中仕切り板上に凝縮水が溢れた時に凝縮水の低温側タンクからアウトレットパイプへの流れを遮るように配置されており、
   上室にはバッフルプレートの上方にアウトレットパイプの横断面積以上の横断面積が確保されてい請求項１記載の過給式内燃機関のインテークガス冷却装置。
3. バッフルプレートが複数設けられており、
   各バッフルプレートには中仕切り板上の水が通過可能な開口が設けられており、
   すべてのバッフルプレートの開口が同一直線上に位置することがないように、少なくとも１つのバッフルプレートの開口は、前記同一直線上からずれている請求項２記載の過給式内燃機関のインテークガス冷却装置。
4. 水吸い出しパイプはリザーバ内から中仕切り板を貫通して上室に延び上室で折れ曲がって上室内からアウトレットパイプ内に突き出しアウトレットパイプ内に開口している請求項２−請求項３の何れか１項に記載の過給式内燃機関のインテークガス冷却装置。
5. 水吸い出しパイプはいったん低温側タンク外に出てリザーバ内とアウトレットパイプ内とを連結している請求項１−請求項３の何れか１項に記載の過給式内燃機関のインテークガス冷却装置。
6. アウトレットパイプに、インテークガス流れ方向に横断面積が徐々に縮小された横断面積縮小部、横断面積が最も縮小された喉部、インテークガス流れ方向に横断面積が徐々に拡大された横断面積拡大部が、インテークガス流れ方向に順に設けられており、水吸い出しパイプのアウトレットパイプ内への開口端が前記喉部に位置している請求項１−請求項５の何れか１項に記載の過給式内燃機関のインテークガス冷却装置。
7. インタークーラはインテークガスが下方向に流れるダウンフロータイプのコア、またはインテークガスが左右方向に流れるクロスフロータイプのコアを備え、
   アウトレットパイプが低温側タンクの上下方向中間部または上端部に設けられ、
   低温側タンク内でアウトレットパイプより下方に位置する領域がリザーバを構成しており、水吸い出しパイプがリザーバの底部からアウトレットパイプ内に開口する位置まで延びている請求項１に記載の過給式内燃機関のインテークガス冷却装置。

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