JP6241265B2 - 内燃機関の排水装置 - Google Patents

Description

本発明は車両の内燃機関に関し、詳しくは吸排気中から水分を排水する排水装置に関する。

ディーゼルエンジンの排気ガス浄化方法として、ＮＯｘトラップ触媒を用いたものが知られている。ＮＯｘトラップ触媒は、排気中のＮＯｘを酸化雰囲気中で捕捉し、捕捉したＮＯｘを還元雰囲気中で放出してＮ_２等に還元することでＮＯｘの排出濃度を低減している。また、ディーゼルエンジン搭載車には、排気中の粒子状物質（ＰＭ）を除去するフィルタ装置が設けられており、ＮＯｘトラップ触媒はその耐熱性や配置スペースの観点から、一般的にフィルタ装置の下流側に配置されている。

さらに、排気の一部を吸気側に戻すことで燃焼室の燃焼温度を下げ、排気中のＮＯｘを低減させる排気再循環（ＥＧＲ）方式が知られている。ＥＧＲ方式には、過給機のタービン上流側排気通路からコンプレッサ下流側吸気通路に排気を戻す高圧ＥＧＲ方式と、タービン下流側で酸化触媒及びフィルタ装置下流側の排気通路からコンプレッサ上流側吸気通路に排気を戻す低圧ＥＧＲ方式とがある。ここで、低圧ＥＧＲ装置及びインタークーラ等の冷却手段を備えた内燃機関では、排気を含む吸気が冷却手段を通過して冷却される際に結露して凝縮水が発生する。この凝縮水が吸気と共に吸気通路から燃焼室に送られると、ウオーターハンマを引き起こしてしまう虞がある。

上述の問題を解決する内燃機関の排気浄化装置の一例が「特許文献１」に開示されている。この排気浄化装置では、インタークーラで発生した凝縮水を貯留する貯留タンクと、凝縮水を加熱して水蒸気とする加熱装置と、貯留タンクと触媒上流側の排気通路とに接続された水蒸気供給路とを有し、凝縮水を水蒸気に変えて触媒の上流側排気通路に供給している。

特開２０１３−１８０７５７号公報

上述の技術では、凝縮水が燃焼室に送られてウオーターハンマを引き起こすことが防止されているが、凝縮水を加熱して水蒸気とする加熱装置が必要となり、同装置の装着によりコスト増、スペース確保等の問題が生じ易い。そこで、インタークーラで発生した凝縮水をＮＯｘトラップ触媒のような排気後処理手段の上流側排気管へ排出するために凝縮水排出通路を設置するという構成を採ることが考えられる。
この場合、凝縮水排出通路の出口より排出された凝縮水がその下流に配備のＮＯｘトラップ触媒のような排気後処理手段に流動して、その凝縮水により触媒が急冷されると、熱応力により担体割れが生じ易くなり、排ガスが悪化するという問題がある。

更に、エンジンの運転域が低負荷域にあって排気ガス温度が低下した状態が続くような場合、凝縮水排出通路の出口より排出された凝縮水の加熱や気化が十分進まない。このような状態が継続すると、凝縮水が液体のままＮＯｘトラップ触媒のような排気後処理手段の担体内部の気流通路に侵入し、目詰まりの領域が増加してしまうという問題が生じ易い。そこで、凝縮水の加熱や気化を促進するために、通常は外気に放出されている排気管の外壁からの熱や排気ガスの熱を加熱源として有効利用できるような構成を採ることが望まれている。

本発明は上述の問題を解決するもので目的とするのは、排気管の外壁からの熱を利用して凝縮水排出通路より排出された凝縮水の加熱や気化を促進して、排気後処理手段の目詰まりあるいは触媒の担体割れのリスクを低減できる内燃機関の排水装置を提供することにある。

請求項１記載の発明は、内燃機関の排気通路を成す排気管と、前記排気通路上に配置される排気後処理手段と、前記排気管の前記排気後処理手段の上流側の外周壁を含み、前記排気管の外側に一体的に形成された部屋と、前記内燃機関の吸気通路に一端が、前記部屋に他端がそれぞれ接続されて前記吸気通路内の凝縮水を前記部屋に排出する排水路と、を備え、前記部屋を形成する前記排気管の壁面に、前記部屋と前記排気通路とを連通する通気口を設ける、ことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の内燃機関の排水装置において、前記部屋は前記排気管の外側で排気通路の最下部に対向して配設される、ことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の内燃機関の排水装置において、排気の流れ方向において前記部屋の上流側及び下流側にそれぞれ設けられる、ことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１つに記載の内燃機関の排水装置において、前記通気口には、前記排気管内に向かい突出するガイドが設けられることを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項２〜４のいずれか１つに記載の内燃機関の排水装置において、前記排気通路を成す排気管と接続し該排気管より前記排気後処理手段に向けて管径が徐々に増加する傾斜拡径部を備え、前記部屋は前記排気管と前記傾斜拡径部または前記排気後処理手段を覆う容器本体の各外側に連続して一体的に形成される、ことを特徴とする。

請求項１の発明は、凝縮水を部屋に滞留することで加熱、蒸発を図った上で、その水を連通箇所より排気通路に流出させるので、排水路から排出される凝縮水の量が急激に増減しても、凝縮水が一気に排気通路に流入することを防ぎつつ、確実に凝縮水を車外に排出できる。また、吸気管内で生じた凝縮水がエンジンの燃焼室を通過することなく排気と混ざり合って排気通路へ排出できるので、エンジンが凝縮水によるウオーターハンマで損傷することを防ぐことが出来る。さらに、部屋に滞留する凝縮水を排気ガスで加熱されている排気管の外壁で確実に加熱できる。

請求項２の発明は、排気管の外側最下部に対向して凝縮水を滞留させる部屋を設けるので、排水路から部屋内に排出された凝縮水を、確実に部屋内に導入し加熱、蒸発を図った上で排気通路に流出させることができる。また、排水路から排出される凝縮水の量が急激に増減しても、確実に部屋内に滞留させてから排気通路に流出させることが出来るため、排気後処理手段の目詰まりあるいは触媒の担体割れのリスクをさらに低減できる。
請求項３の発明は、前記通気口が排気の流れ方向において前記部屋の上流側及び下流側にそれぞれ設けられるので、排気を部屋に侵入させるとともに、部屋の蒸気や排気ガスを部屋から排気管に排出させる。

請求項４の発明は、前記通気口に前記排気管内に向かい突出するガイドが設けられるので、排気をより部屋に侵入させやすくなるとともに、部屋の蒸気や排気ガスを部屋から排気管に排出させる。

請求項５の発明は、排気管と傾斜拡径部及び排気後処理手段を覆う容器本体の各外側に連続して一体的に形成された部屋に吸気通路の水を流入し滞留させることで、従来の排気通路の配置を大幅に変更することなく部屋を設けることが出来る。また、排気通路および拡径部の熱で凝縮水の加熱、蒸発を確実に促進させることができ、その凝縮水を連通箇所より排気通路の下流側の排気後処理手段に流出させるので、排気後処理手段の担体の割れのリスクを低減でき、エンジンがウオーターハンマを引き起こすことを防止できる。

本発明の一実施形態の内燃機関の排水装置を搭載する車載用ディーゼルエンジンの吸排気系の全体構成図である。 図１の内燃機関の排水装置で用いる触媒コンバーターの前部の拡大部分切欠断面図である。 図１の内燃機関の排水装置で用いる部屋の拡大部分切欠部の断面図である。 図１の内燃機関の排水装置の変形例で用いる部屋の拡大部分切欠部の断面図である。 本発明の他の実施形態の内燃機関の排水装置で用いる部屋を外壁に付設する排気管の概略部分切欠断面図である。 図５に示す他の実施形態で用いる部屋を外壁に付設する排気管を示し、（ａ）は図５のＢ−Ｂ線断面図、（ｂ）は図５のＣ−Ｃ線断面図である。 本発明の他の実施形態の内燃機関の排水装置で用いる触媒コンバーターを示し、（ａ）は前部の拡大部分切欠断面図、（ｂ）は（ａ）中のＤ−Ｄ線断面図である。

本発明を適用した内燃機関の排水装置徴について、以下の図面を用いて解説する。
本発明は、要するに、吸気通路に生じた凝縮水を排気通路の排気後処理手段の上流側に排水させる際に、予め凝縮水の加熱や気化を促進して排気後処理手段が破損することを防止することを特徴とする。
ここでは、本発明の内燃機関の排水装置を車載用ディーゼルエンジンの給排気系に適用した場合を実施形態１として説明する。

実施形態１の内燃機関の排水装置が搭載された車載用ディーゼルエンジン（以下エンジンという）１は、本体中央部を成すシリンダブロック２を備え、その上部にシリンダヘッド３を設ける。シリンダヘッド３の吸気側には吸気通路ＩＲを構成する吸気管４が、排気側には排気通路ＥＲを構成する排気管５がそれぞれ接続されている。シリンダヘッド３には、コモンレール１３を介して燃料噴射ポンプ１４が接続されている。更に、シリンダヘッド３には、一端をエアフィルタ６よりも下流側の吸気管４に接続されたブローバイガスを排出するブローバイガス通路２１の他端が接続されている。

吸気管４には、吸気通路ＩＲの上流側からエアフィルタ６、低圧スロットル弁７、低圧ＥＧＲバルブ８、過給機であるターボチャージャ９の図示しないコンプレッサ、インタークーラ１０、高圧スロットル弁１１、高圧ＥＧＲバルブ１２等が設けられている。
排気管５には、シリンダブロック２側である排気通路ＥＲの上流側からターボチャージャ９の図示しないタービン、酸化触媒１５及びフィルタ装置１６が設けられている。

酸化触媒１５は、例えば白金のような貴金属触媒を担持しており、排気中のＮＯをＮＯ_２に転換する作用と、排気中のＨＣやＣＯ等の有害成分を酸化させる作用とを有している。ＮＯ_２はＮＯよりも酸化作用が強く、ＮＯ_２によってフィルタ装置１６に捕獲された粒子状物質（ディーゼル・パティキュレート）の酸化反応が促進される。また、このＮＯ_２は後述するＮＯｘトラップ触媒１８で還元除去される。フィルタ装置１６は排気中の粒子状物質を捕獲するフィルタ装置（ディーゼル・パティキュレート・フィルタ）であり、捕獲された粒子状物質はＮＯ_２の強力な酸化作用で燃焼除去される。

フィルタ装置１６の下流側には、排気中の酸素濃度量を検知する酸素濃度センサ（ＬＡＦＳ）１７が設けられており、その下流側に触媒であるＮＯｘトラップ触媒１８を容器本体に内蔵した触媒コンバーター１９が、さらにその下流側に酸素濃度センサ２０が設けられている。排気通路上に配置される排気後処理手段であるＮＯｘトラップ触媒１８は、酸化雰囲気においてＮＯｘを捕捉し、捕捉したＮＯｘを例えばＨＣやＣＯ等を含む還元雰囲気中で放出して窒素（Ｎ_２）に還元する機能を有する浄化装置である。つまり、酸化触媒１５で生成されたＮＯ_２及び酸化触媒１５で酸化されずに排気ガス中に残存するＮＯを捕捉し、窒素（Ｎ_２）に還元して放出する。

高圧ＥＧＲバルブ１２の下方には、高圧ＥＧＲ管２３と高圧ＥＧＲクーラ２４とを有する高圧ＥＧＲ装置２２が配設されている。高圧ＥＧＲ管２３は、その一端を高圧スロットル弁１１とシリンダヘッド３との間の吸気管４に、その他端をシリンダヘッド３とターボチャージャ９のタービンとの間の排気管５にそれぞれ接続しており、その途中には高圧ＥＧＲクーラ２４が設けられている。高圧ＥＧＲ管２３の一端は、高圧ＥＧＲバルブ１２によって開閉される。

低圧ＥＧＲバルブ８の下方には、低圧ＥＧＲ管２６と低圧ＥＧＲクーラ２７とを有する排気再循環装置としての低圧ＥＧＲ装置２５が配設されている。低圧ＥＧＲ管２６は、その一端を低圧スロットル弁７とターボチャージャ９のコンプレッサとの間の吸気管４に、その他端をフィルタ装置１６とＮＯｘトラップ触媒１８との間の排気管５にそれぞれ接続しており、その途中に低圧ＥＧＲクーラ２７が設けられている。低圧ＥＧＲ管２６の一端は、低圧ＥＧＲバルブ８によって開閉される。

次に、吸気通路ＩＲ内に生じた凝縮水を排水路ｗｒを成す排水管２８を通して排気通路ＥＲ内に流出させる本発明の実施形態１に係る内燃機関の排水装置Ｍ１を説明する。
ここでの排水路ｗｒはその一端の流入口２８１がインタークーラ下流側であってインタークーラ１０と高圧スロットル弁１１との間の吸気管４に接続され、排気後処理手段であるＮＯｘトラップ触媒１８の排気路方向Ｘで上流側の上流側排気管５０１に加熱容器４０を介して他端の排水口２８２が接続される。
排水管２８の途中には開閉弁２９が配設され、開閉弁２９にはこの開閉弁の開閉制御を行なう制御手段３０が接続される。

制御手段３０は、上述したように、排水管２８内に貯留された凝縮水の量が一定量に達したり、エンジン１の運転時間や走行距離が一定値に達した場合に開閉弁２９を開弁し、排水管２８内の凝縮水を排気後処理手段である触媒コンバーター１９を通過させた上で車外に排出する機能を備える。更に、制御手段３０は排水管２８から凝縮水が抜けて酸素濃度センサ２０が排水管２８を通じて漏出する吸気ガス内の酸素濃度を検出して、これがリーン側の所定値に達すると、排水管２８から凝縮水が完全に抜けたと判断し、開閉弁２９を閉弁させる機能を備える。この制御手段３０の制御により排水管２８からの凝縮水排出が完了後に吸気ガスが該排水管から排出され、エンジン１のトルク低下や出力低下を引き起こしてしまうことを防止している。

次に、図２、図３に示すように、排気通路ＥＲを成す上流側排気管５０１は触媒コンバーター１９の拡径前部１９２との接合位置より排気路方向Ｘで上流側に所定量離れた位置に加熱容器４０を一定的に接合している。
この加熱容器４０は上流側排気管５０１の外壁側の最下部及び側部を内壁の一部として形成された部屋Ｄ１を覆うように形成される。加熱容器４０は、図３に示すように、矩形の容器であり、側壁４０１の一部にボス４０２を介して排水管２８の排水側が接続されている。ボス４０２の貫通孔の内端側は側壁４０１を貫通して部屋Ｄ１の内部に向けて排水口２８２を形成している。加熱容器４０の部屋Ｄ１は、図３に示すように、上流側排気管５０１の最下部及び側部を上方壁としており、その上流側排気管５０１の最下部には部屋Ｄ１と排気路ＥＲを連通する下通気口ｇｒ１が形成される。更に、上流側排気管５０１の側部には部屋Ｄ１と排気路ＥＲを連通する横通気口ｇｒ２が形成される。
ここで、横通気口ｇｒ２は部屋Ｄ１に接続された排水管２８の排水路他端である排水口２８２より重力方向上側に段差ｈ１を保って形成される。
これにより、横通気口ｇｒ２（通気口）が部屋Ｄ１内と排気通路ＥＲを連通するので、排ガスの流動を促進でき、部屋内の水の加熱蒸発を促進できる。

このような内燃機関の排水装置Ｍ１の作動を説明する。
エンジン１の運転中、特に低圧ＥＧＲ装置２５の使用時にはインタークーラ１０の出口部に多量の凝縮水が発生する。発生した凝縮水は、排水路ｗｒを通ってＮＯｘトラップ触媒１８の上流側排気管５０１に送られ、下流の触媒コンバーター１９を介して車外に排出される。この場合、排水路ｗｒを成す排水管２８の途中に設けられた開閉弁２９が閉じられているときには排水管２８内に貯留される。開閉弁２９は排水管２８内に設けられた図示しない水位センサによって貯留された凝縮水の量が一定量に達したとき、あるいはエンジン１の運転時間や走行距離が一定値に達したときに制御手段３０に開弁駆動される。

エンジン１の運転中に排気通路ＥＲを流動してきた排気は排気管５を通過し、容器本体（シエル）１９０内に流入して、そこで、ＮＯｘトラップ触媒１８を保持する担持体前面ｆ１に拡散して流入している。その際、上流側排気管５０１には排水口２８２が開口し、部屋Ｄ１内に凝縮水が流入する。

この際、部屋Ｄ１が排気ガスに加熱された上流側排気管５０１の部屋対向壁に加熱される。更に、重力方向上側に排気通路と連通する下通気口ｇｒ１と横通気口ｇｒ２とを有し、これらを通して流動する排気ガスによっても部屋Ｄ１内の凝縮水が加熱され、蒸発し、下通気口ｇｒ１と横通気口ｇｒ２とを通して排気通路ＥＲに流動する。
この後、気化した凝縮水は排気ガスと合流して、触媒コンバーター１９（排気後処理手段）に導入されるので、該触媒コンバーター１９の目詰まりあるいは触媒の担体割れのリスクを低減できる。

このように、実施形態１の内燃機関の排水装置Ｍ１では、排水口２８２から流出した凝縮水が部屋Ｄ１に滞留することで加熱、蒸発を図れ、その水を連通箇所である下通気口ｇｒ１と横通気口ｇｒ２より排気通路ＥＲに流出する。
ここで、排気管の外側最下部（図２，３参照）に対向して凝縮水を滞留させる部屋Ｄ１を設けるので、排水路ｗｒから部屋Ｄ１内に排出された凝縮水を、確実に部屋内に導入し加熱、蒸発を図った上で排気通路に流出させることができる。また、排水路ｗｒから排出される凝縮水の量が急激に増減しても、確実に部屋内に滞留させてから排気通路ＥＲに流出させることが出来るため、触媒コンバーター１９（排気後処理手段）の目詰まりあるいは触媒の担体割れのリスクをさらに低減できる。
更に、重力方向上側に排気通路と連通する下通気口ｇｒ１と横通気口ｇｒ２を有するので、これら通気口が部屋Ｄ１内と排気通路ＥＲを連通するので部屋内の圧力が高まり、排水路に凝縮水が逆流すること，または，滞留した凝縮水を排出通路へ勢いよく排出することを防ぐことが出来る。さらに、下通気口ｇｒ１と横通気口ｇｒ２を通して排気ガスの流動を促進でき、部屋内の凝縮水を高温の排気ガスによって加熱蒸発できる。
さらに、排水路ｗｒの排水口２８２から排出される凝縮水の量が急激に増減しても、凝縮水が一気に排気通路ＥＲに流入することを防ぎつつ、確実に凝縮水を車外に排出できる。また、吸気通路ＩＲ内で生じた凝縮水がエンジン１の燃焼室を通過することなく排気通路ＥＲへ排出できるので、エンジン１が凝縮水によるウオーターハンマで損傷することを防ぐことが出来る。特に、部屋Ｄ１に滞留する間、凝縮水は継続して上流側排気管５０１の部屋対向壁となる外壁で確実に加熱され、しかも排気ガスで直接加熱され、蒸発して排気通路ＥＲ下流の排気後処理手段に導入されるので、触媒の担体割れのリスクを低減できる。

上述の実施形態１の内燃機関の排水装置Ｍ１では凝縮水が部屋Ｄ１に滞留する間に上流側排気管５０１の対向外壁により加熱されていたが、図４に示すように、その加熱効率を高めるフィン４１を利用した実施形態１の変形例を内燃機関の排水装置Ｍ１’として、次に説明する。
内燃機関の排水装置Ｍ１’では加熱容器４０の部屋Ｄ１に対向する上流側排気管５０１の最下部及び側部より下向きのフィン４１を複数、所定間隔を保って下方に延出形成する。更に、加熱容器４０の低壁４０３より上向きのフィン４２を複数、所定間隔を保って上方に延出形成する。なお、下向きのフィン４１、上向きのフィン４２にはそれぞれ貫通孔４０４が形成され、通気性を確保している。

上述の実施形態１の内燃機関の排水装置Ｍ１では、排水口２８２から流出した凝縮水が部屋Ｄ１に滞留する間に上流側排気管５０１の対向外壁により加熱され、排気ガスによっても加熱され蒸発を促進され、下通気口ｇｒ１と横通気口ｇｒ２より排気通路ＥＲに流出するが、これに代えて、図５に示すような実施形態２に係る内燃機関の排水装置Ｍ２を次に説明する。なお、実施形態２に係る内燃機関の排水装置Ｍ２は実施形態１の構成と対比し、部屋Ｄ２の構成が相違するのみであり、その他の重複説明を略す。
実施形態２に係る内燃機関の排水装置Ｍ２では、図５に示すように、部屋Ｄ２と対向する上流側排気管５０１の対向壁の内、排気路方向Ｘで上流側と下流側に分散して横通気口ｇｒ３、ｇｒ４が形成される。各横通気口ｇｒ３、ｇｒ４にはそれぞれ排気ガスを流入させるガイド板４５と、蒸気を排出させるガイド板４６とが対向配備される。

更に、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、加熱容器４０ａの部屋Ｄ２の側壁４０１には複数の互いに所定量離れて配備される縦向きのフィン４３が突設されている。各縦向きのフィン４３は先端が上流側排気管５０１の側壁面より所定量離れて配備される。

このような実施形態２に係る内燃機関の排水装置Ｍ２では、排気路方向Ｘで上流側の上流側ガイド板４５と横通気口ｇｒ３が協働して排気ガスを部屋Ｄ２に侵入させる。部屋Ｄ２の内部では各縦向きのフィン４３の先端と上流側排気管５０１の側壁面との隙間を通って排気ガスが流動し、その間、凝縮水がフィン４３の加熱促進作用を設けて蒸発を促進される。更に、下流側のガイド板４６と横通気口ｇｒ４が部屋Ｄ２の蒸気や排気ガスを部屋Ｄ２の外部である排気通路ＥＸに排出させ、排気路方向Ｘに排出する。
この後、凝縮水の蒸気と排気ガスとが合流して、触媒コンバーター１９（排気後処理手段）に導入されるので、該触媒コンバーター１９内の触媒の担体割れのリスクを低減できる。
このように、実施形態２の内燃機関の排水装置Ｍ２では、特に、図５、図６に示すように、加熱容器４０ａ内に加熱効率を高める縦向きのフィン４３に加え、上流側ガイド板４５及び横通気口ｇｒ３と下流側のガイド板４６及び横通気口ｇｒ４を備える。これらが協働し、部屋Ｄ２を通過する排気ガスの量を増大化でき、十分に凝縮水の加熱、蒸発を図れる。

上述の実施形態１の内燃機関の排水装置Ｍ１では、上流側排気管５０１の対向外壁に部屋Ｄ１を設けたが、これに代えて、図７（ａ）、（ｂ）に示すような、実施形態３に係る内燃機関の排水装置Ｍ３を次に説明する。なお、実施形態３に係る内燃機関の排水装置Ｍ３は実施形態１の構成と対比し、加熱容器４０ｂの構成が相違するのみであり、その他の重複説明を略す。
ここで、内燃機関の排水装置Ｍ３では、図７（ａ）に示すように、上流側排気管５０１とそれに続く触媒コンバーター１９の拡径前部１９１にわたりそれらの外壁を覆うように加熱容器４０ｂを一体的に取り付け、二重管の構造を成している。

図７（ａ）、（ｂ）に示すように、加熱容器４０ｂはその部屋Ｄ３が上流側排気管５０１の下壁部と対向する半月型断面部ａ１とそれに続く傾斜付環状部ａ２とを有する。
部屋Ｄ３の前側の半月型断面部ａ１は上流側排気管５０１の下壁部を上壁として成り、この下壁部からの熱を受けて部屋Ｄ３の凝縮水を加熱する。なお、半月型断面部ａ１と対向する上流側排気管５０１の下壁部には上向き通気口ｇｒ５が形成される。
なお、半月型断面部ａ１の上部であり上流側排気管５０１の上部となる領域ｅ１は上向き通気口ｇｒ５の位置に近くにあり、同位置の上側に凝縮水が貯蔵されないこととなるため、二重管不要域となっている。
部屋Ｄ３の後側の傾斜付環状部ａ２は拡径前部１９２と筒状の主部１９１とそれに続く主部１９１の前部全周を覆うよう形成され、拡径前部１９２の要部や主部１９１の前部全周からの熱を受けて部屋Ｄ３の凝縮水を加熱する。

なお、傾斜付環状部ａ２の上端位置には排水管２８の下流端が接続される。
このような実施形態３に係る内燃機関の排水装置Ｍ３では、排水管２８の下流端からの凝縮水が排水口２８２から部屋Ｄ３内に導入された上で主部１９１の上壁に当たり、拡散して下方に流動し、その間に主部１９１の外壁面により加熱される。
更に、図７（ｂ）に２点鎖線で示すように、凝縮水は拡径前部１９２や上流側排気管５０１の外壁により加熱され、気化し、上流側排気管５０１の下壁部の上向き通気口ｇｒ５より排気通路ＥＲに流動し、排気路方向Ｘに排出される。

この際、上流側排気管５０１内は通過する排気ガスの流速が早く、低圧化しており、一方、拡径前部１９２後方内の排気ガスの流速が遅く、高圧化している。このように、上流側排気管５０１内は比較的圧力が小さいため、蒸発した凝縮水が上向き通気口ｇｒ５より排気通路ＥＲに排出されやすい。
この後、凝縮水の蒸気と排気ガスとが合流して、触媒コンバーター１９（排気後処理手段）に導入されるので、該触媒コンバーター１９内の触媒の担体割れのリスクを低減できる。

このように、実施形態３の内燃機関の排水装置Ｍ３では排気管５０１と拡径前部１９２及び容器本体の各外側に連続して一体的に形成された部屋Ｄ３に吸気通路ＩＲの水を流入し滞留することで加熱、蒸発を確実に促進させることができる。更に、凝縮水を上向き通気口ｇｒ５より排気通路ＥＲの下流側のＮＯｘトラップ触媒１８に流出させるので、ＮＯｘトラップ触媒１８の担体の割れのリスクを低減でき、エンジンがウオーターハンマを引き起こすことを防止できる。しかも、ここでは従来の排気通路の配置を大幅に変更することなく部屋Ｄ３を設けることが出来る。
上述のところにおいて、内燃機関の排水装置は車載用ディーゼルエンジンに搭載されるとしたが、場合により定置式ディーゼルエンジンに搭載されてもよく、更に、ガソリンエンジンに搭載されてもよく、これらの場合もほぼ同様の効果が得られる。

１ 内燃機関（エンジン）
４ 吸気通路（吸気管）
５ 排気通路（排気管）
５０１ 上流側排気管
１０ インタークーラ
１８ ＮＯｘトラップ触媒（排気後処理手段）
１９ 触媒コンバーター
１９１ 主部（拡径部）
１９２ 拡径前部（拡径部）
２５ 排気再循環装置（低圧ＥＧＲ装置）
２８ 排水路（排水管）
３０ 制御手段
４１ 下向きのフィン
４２ 上向きのフィン
４３ 縦向きのフィン
４５、４６ ガイド板
ｇｒ１ 下通気口（通気口）
ｇｒ２〜ｇｒ４ 横通気口（通気口）
ｇｒ５ 上向き通気口（通気口）
４０、４０ａ、４０ｂ 加熱容器
Ｄ１〜Ｄ３ 部屋
ＥＲ 排気通路
ＩＲ 吸気通路
Ｍ１〜Ｍ３ 内燃機関の排水装置
Ｘ 排気路方向

Claims (5)

1. 内燃機関の排気通路を成す排気管と、
   前記排気通路上に配置される排気後処理手段と、
   前記排気管の前記排気後処理手段の上流側の外周壁を含み、前記排気管の外側に一体的に形成された部屋と、
   前記内燃機関の吸気通路に一端が、前記部屋に他端がそれぞれ接続されて前記吸気通路内の凝縮水を前記部屋に排出する排水路と、を備え、
   前記部屋を形成する前記排気管の壁面に、前記部屋と前記排気通路とを連通する通気口を設ける、
   ことを特徴とする内燃機関の排水装置。
2. 前記部屋は前記排気管の外側で排気通路の最下部に対向して配設される、
   ことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の排水装置。
3. 前記通気口は、排気の流れ方向において前記部屋の上流側及び下流側にそれぞれ設けられることを特徴とする請求項１又は２記載の内燃機関の排水装置。
4. 前記通気口には、前記排気管内に向かい突出するガイドが設けられる
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の内燃機関の排水装置。
5. 前記排気通路を成す排気管と接続し該排気管より前記排気後処理手段に向けて管径が徐々に増加する傾斜拡径部を備え、
   前記部屋は前記排気管と前記傾斜拡径部または前記排気後処理手段を覆う容器本体の各外側に連続して一体的に形成される、
   ことを特徴とする請求項２〜４のいずれか１つに記載の内燃機関の排水装置。

Images