JP6314400B2 - 凝縮水分離装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジン（内燃機関）の吸気または排気（吸排気）が冷却されることで生成された凝縮水を吸気または排気から分離する装置に関するものである。

エンジンの出力を向上させる装置の一つとして、インタークーラが実用化されている。このインタークーラは、過給された吸気と外気との間の熱交換により、吸気を冷却する。吸気が冷却されると、燃焼室内の体積効率が向上し、エンジン出力が向上する。
また、排気中における窒素酸化物（以下、「ＮＯｘ」という）の生成量を低減させる技術の一つとして、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）システムが実用化されている。このＥＧＲシステムでは、ＥＧＲクーラで冷却された排気が、吸気系に還流して新気（吸気）とともに再び燃焼室に流入する。このため、燃料の燃焼温度或いは燃焼室内の酸素濃度が低下し、ＮＯｘの生成量が減少する。

インタークーラやＥＧＲクーラといった冷却装置によって吸気または排気が冷却されると、その温度や圧力に応じて、吸気または排気に含有されている水蒸気が凝縮して水（以下、「凝縮水」という）が生成される。このような凝縮水を吸気または排気から凝縮水を分離すべく、例えば特許文献１に示される装置が提案されている。かかる装置では、凝縮水を貯留する凝縮水槽がＥＧＲクーラの下流側に設けられている。凝縮水槽には、還流する排気（ＥＧＲガス）が下向きに流入する流入口と上向きに流出する流出口とが設けられ、また、これらの流入口と流出口との間にフィルタが設けられている。このフィルタは、排気を通過させることで凝縮水を捕集する。かかる装置によれば、フィルタを排気が通過する際に凝縮水が捕集され、凝縮水槽内に凝縮水が貯留される。このようにして、ＥＧＲガスから凝縮水が分離される。

特開２０１３−１１２２７号公報

しかしながら、特許文献１に示されるような装置では、凝縮水槽に流入する排気の向きが下向きであるため、貯留された凝縮水の水面に排気が衝突し、凝縮水の霧化或いは気化が促進され、凝縮水がフィルタを通過（スリップ）してしまうおそれがある。同様に、インタークーラの下流側に設けられた凝縮水槽において、流入する吸気が貯留された凝縮水に衝突すれば、凝縮水が下流側に流出してしまうおそれがある。そして、燃焼室に凝縮水が流入し、例えばエンジンの低温燃焼時やアイドリング時であれば燃焼が不安定になるおそれがあり、また、エンジンの高負荷運転時であれば要求トルクを出力することができないおそれがある。このように、吸気または排気から凝縮水が分離されないと不具合を招いてしまうおそれがある。

本発明の目的の一つは、上記のような課題に鑑み創案されたもので、吸気または排気から凝縮水を確実に分離することができるようにした、凝縮水分離装置を提供することである。
なお、この目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本発明の他の目的として位置づけることができる。

（１）上記の目的を達成するために、本発明の凝縮水分離装置は、エンジンの吸気または排気を冷却する冷却装置の下流側に設けられ、前記吸気または前記排気から凝縮水を分離する凝縮水分離装置であって、前記吸気または前記排気から分離した前記凝縮水を貯留する凝縮水貯留部と、上流端部が前記冷却装置に接続され、下流端部が前記凝縮水貯留部に連通されて、前記吸気または前記排気が流通する通路を形成する上流側パイプと、上流端部が前記凝縮水貯留部内に突出し、前記上流側パイプよりも下流側に設けられて前記吸気または前記排気が流通する通路を形成する下流側パイプと、を備え、前記凝縮水貯留部が、内壁面に前記上流側パイプの前記下流端部から流出する前記吸気または前記排気が衝突する衝突面を有し、前記下流側パイプの前記上流端部が、前記凝縮水貯留部の前記内壁面から離隔して前記凝縮水貯留部の内部に配置されるとともに、前記上流側パイプの前記下流端部が、前記凝縮水貯留部の前記衝突面から離隔して前記凝縮水貯留部の内部に配置され、前記上流側パイプ及び前記下流側パイプが、前記上流側パイプの前記下流端部が延びる方向に直交する方向から視て重なり合う位置に配置されることを特徴としている。
すなわち、前記下流側パイプの前記上流端部は、前記凝縮水貯留部の前記衝突面から突き出して設けられている。

（２）前記上流側パイプの前記下流端部は、前記内壁面から前記衝突面に向けて前記凝縮水貯留部の内部に突き出した状態で、前記衝突面に対向するように配置されているとともに、前記上流側パイプの前記下流端部が、前記下流側パイプの前記上流端部よりも前記衝突面側に設けられることが好ましい。例えば、前記上流側パイプの前記下流端部が延びる方向に直交する方向から視て、前記上流側パイプと前記下流側パイプとが上下方向に重なるように設けられることが好ましい。言い換えれば、側面視で、前記上流側パイプと前記下流側パイプとが上下方向に並んで設けられる（並設される）ことが好ましい。

（３）前記下流側パイプの前記上流端部が、前記上流側パイプの前記下流端部よりも上
方に設けられることが好ましい。すなわち、前記上流側パイプの前記下流端部は、前記下
流側パイプの前記上流端部よりも下方に設けられていることが好ましい。
（４）前記凝縮水貯留部内において前記上流側パイプの前記下流端部と前記下流側パイ
プの前記上流端部との間に設けられ、前記吸気または前記排気が流通することで前記凝縮
水を捕集する気液分離部を備えることが好ましい。

（５）前記衝突面が、前記上流側パイプの前記下流端部における前記吸気または前記排気の流出方向に対して直交する方向に沿って設けられることが好ましい。
（６）前記衝突面が、鉛直方向に沿って設けられることが好ましい。
（７）前記衝突面には、前記上流側パイプの軸心方向からみて前記上流側パイプの内径よりも外側に位置して前記凝縮水を案内するガイド部が設けられ、前記ガイド部は、前記衝突面に設けられた溝状のものであることが好ましい。
前記ガイド部としては、前記衝突面が連続的に凹設された溝状のものや前記衝突面に対して連続的に立設された壁状のものを採用することができる。

（８）前記衝突面が、前記凝縮水の跳ねかえりを軽減するように形成されることが好ましい。
（９）前記衝突面が、平滑面よりも粗い面に形成されることが好ましい。
（１０）前記衝突面が、不織布で形成されることが好ましい。
（１１）前記下流側パイプが、前記凝縮水貯留部において前記衝突面を除く前記内壁面の何れかを貫通して設けられることが好ましい。
（１２）上面視で前記上流側パイプの軸心方向と前記下流側パイプの軸心方向とが交差するように設けられることが好ましい。

（１３）前記下流側パイプが、前記凝縮水貯留部において前記上流側パイプが接続される前記内壁面を貫通して形成されることが好ましい。例えば、前記下流側パイプは、前記凝縮水貯留部において前記衝突面に対向する前記内壁面を貫通して設けられていることが好ましい。
（１４）前記凝縮水貯留部の外側には、伝熱面積を拡げる冷却フィンが設けられることが好ましい。
（１５）前記凝縮水貯留部には、前記凝縮水の流動を抑制する流動抑制部材が設けられることが好ましい。
（１６）前記流動抑制部材が、前記上流側パイプの前記下流端部よりも下方に設けられたバッフルプレートであることが好ましい。

（１７）さらに。前記バッフルプレートが、前記衝突面から突設され、前記衝突面から離隔するにつれて下方に位置するように傾斜して設けられることが好ましい。
（１８）さらにまた、前記バッフルプレートが、車両が通常走行中に取り得る姿勢に対応する上限の角度よりも大きく傾斜する角度で設けられることが好ましい。
（１９）前記流動抑制部材が、前記凝縮水貯留部に貯留された前記凝縮水の水面の上下動を抑制するパンチングプレートであることが好ましい。

本発明の凝縮水分離装置によれば、凝縮水貯留部が、その内壁面に上流側パイプの下流端部から流出する吸気または排気の衝突する衝突面を有するため、凝縮水が混入した吸気または排気を衝突面に衝突させることができる。この衝突では、凝縮水が衝突面に付着して重力により流下する。すなわち、凝縮水は衝突面をつたって凝縮水貯留部に貯留される。一方、凝縮水が分離された吸気または排気は、下流側パイプを通ってエンジンに供給される。
下流側パイプの上流端部は、凝縮水貯留部内に突出するとともに衝突面から離隔して設けられているため、衝突した凝縮水が衝突面をつたって下流側パイプに流入するのを抑制することができる。また、凝縮水が跳ねかえったり飛び散ったりしたとしても、凝縮水の下流側パイプへの流入を抑制することができる。
これらより、吸気または排気から凝縮水を確実に分離することができる。

本発明の一実施形態に係る凝縮水分離装置とこれが適用されるエンジンの吸排気系の構成とを模式的に示す全体図である。なお、白抜きの矢印で吸気の流通方向を示し、黒塗りの矢印で排気の流通方向を示し、斜線を付した矢印で吸気系に還流する排気（ＥＧＲガス）の流通方向を示す。 本発明の一実施形態に係る凝縮水分離装置の要部断面を拡大して示す模式図である。 図２の矢視Ａ−Ａ断面図である。 本発明の一実施形態に係る凝縮水分離装置の第一変形例を示す模式図である。図４（ａ）は、図２に対応する箇所を示し、図４（ｂ）は図４（ａ）の矢視Ｂ−Ｂ断面図である。なお、図４（ｂ）では、凝縮水の移動方向を破線の矢印で示す。 本発明の一実施形態に係る凝縮水分離装置の第二変形例を示す模式図である。この図５は、図２に対応する箇所を示している。 本発明の一実施形態に係る凝縮水分離装置の第三変形例を示す模式図である。図６（ａ）は、図２に対応する箇所を示し、図６（ｂ）は図６（ａ）の矢視Ｃ−Ｃ断面図である。 本発明の一実施形態に係る凝縮水分離装置の第四変形例を示す模式図である。この図７は、図２に対応する箇所を示している。 本発明の一実施形態に係る凝縮水分離装置の第五変形例を示す模式図である。この図８は、図２に対応する箇所を示している。 本発明の一実施形態に係る凝縮水分離装置の第六変形例を示す模式図である。この図９は、図２に対応する箇所を示している。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。本発明の凝縮水分離装置は、エンジンの吸気または排気が冷却されることで生成された凝縮水を吸気または排気から分離する装置である。すなわち、凝縮水分離装置はエンジンの吸排気系に適用される。なお、本発明の凝縮水分離装置が適用されるエンジンは、自動車や鉄道車両といった多種多様な車両に搭載されうる。
本実施形態では、吸気または排気の流通方向を基準に上流および下流を定める。また、重力の作用方向を下方とし、その逆方向を上方とする。

〔一実施形態〕
［１．構成］
［１−１．エンジンおよびその吸排気系］
はじめに、図１を参照して、エンジン１の吸気系および排気系の各構成を説明する。以下、エンジン１，吸気系および排気系に跨って設けられるターボチャージャ（過給機）３０およびＥＧＲシステム４０，吸気系ならびに排気系の順に各構成を説明する。

エンジン１は、車両を走行駆動させる内燃機関である。ここでは、エンジン１が、軽油を燃料とするディーゼルエンジンとして構成されている。なお、図示省略するが、エンジン１は複数の気筒を有する多気筒エンジンである。
エンジン１には、吸気ポート１ａおよび排気ポート１ｂが燃焼室１ｃに連通して設けられている。吸気ポート１ａには燃焼室１ｃに流入する吸気が流通し、排気ポート１ｂには燃焼室１ｃから流出した排気が流通する。

また、エンジン１には、各気筒に対応して燃料を噴射するインジェクタ１ｄ（図１では一つのみ示す）が設けられている。詳細は図示しないが、各気筒のインジェクタ１ｄは一本のコモンレールに接続されている。サプライポンプ（高圧ポンプ）から供給された高圧燃料は、コモンレール内に貯留され、コモンレールから各インジェクタ１ｄへと圧送される。各インジェクタ１ｄに対応する気筒内に噴射された燃料は、吸気と混合されて気筒内で燃焼する。

エンジン１には、その吸気ポート１ａよりも上流側に吸気系の各構成が設けられ、その排気ポート１ｂよりも下流側に排気系の各構成が設けられている。すなわち、吸気ポート１ａよりも上流側にはエンジン１に流入する吸気が流通する通路（以下、「吸気通路」という）１０が形成され、排気ポート１ｂよりも下流側にはエンジン１から流出した排気が流通する通路（以下、「排気通路」という）２０が形成されている。

ターボチャージャ３０は、吸気を圧縮するものである。このターボチャージャ３０は、同軸に設けられたタービン３１およびコンプレッサ３２を有する。これらのタービン３１とコンプレッサ３２とは一体に回転するように接続されている。タービン３１は排気通路２０に介装され、コンプレッサ３２は吸気通路１０に介装されている。ターボチャージャ３０では、排気によってタービン３１が回転されてコンプレッサ３２が回転し、吸気が圧縮される。このようにして、吸気が過給される。

なお、排気通路２０においてタービン３１の上流側と下流側とを連通するバイパス路を設けて、排気の一部がタービン３１を迂回するような排気構造を設けてもよい。同様に、吸気通路１０においてコンプレッサ３２の上流側と下流側とを連通するバイパス路を設けて、コンプレッサ３２の回転速度を制御するような吸気構造を設けてもよい。

ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）システム４０は、排気を吸気通路１０に還流させることで窒素酸化物（以下、「ＮＯｘ」という）の生成量を低減させるためのものである。具体的には、タービン３１よりも下流側の排気通路２０を流通する排気をコンプレッサ３２よりも上流側の吸気通路１０に還流させる。

このＥＧＲシステム４０は、排気側の端部（上流端部）である一端部４０ａと吸気側の端部（下流端部）である他端部４０ｂとを接続するＥＧＲ管４１と、このＥＧＲ管４１に介装されたＥＧＲクーラ（冷却装置）４２およびＥＧＲ弁４３とを備えている。なお、ＥＧＲクーラ４２は、ＥＧＲ弁４３よりも一端部４０ａ側に設けられている。

ＥＧＲ管４１の内部には、還流する排気（ＥＧＲガス）が流通する通路が形成されている。
ＥＧＲクーラ４２は、還流する排気を冷却するものである。このＥＧＲクーラ４２では、還流する排気と外気との熱交換により、還流する排気が冷却される。
ＥＧＲ弁４３は、排気の還流量を調整するものである。ここでは、ＥＧＲ弁４３が開度調整可能な弁として構成されている。

吸気系には、新気の吸気が流通する順に、エアクリーナ１１，スロットル弁１２，上述したコンプレッサ３２，インタークーラ（冷却装置）１３，凝縮水分離装置５０，インテークマニホールド（以下、「インマニ」と略称する）１４が設けられている。
エアクリーナ１１は、吸入される新気中の異物を取り除く濾過装置である。

スロットル弁１２は、そのスロットル開度によって、新気の吸入量を調整するものである。なお、スロットル弁１２よりも下流側であってコンプレッサ３２よりも上流側にはＥＧＲシステム４０の他端部４０ｂが接続されており、スロットル弁１２は、ＥＧＲシステム４０により還流される排気量も間接的に調整する。
インタークーラ１３は、吸気を冷却するものである。このインタークーラ１３では、吸気と外気との間の熱交換により、ターボチャージャ３０で過給されて上昇した吸気温度が低下され、吸気の空気密度の低下が回復する。

インタークーラ１３よりも下流側であってインマニ１４よりも上流側の吸気通路１０には、吸気通路１０のなかで鉛直高さが最も低い部分（以下、「最低部」という）１０ａが形成されている。この最低部１０ａには、詳細を後述する凝縮水分離装置５０が設けられている。
インマニ１４は、エンジン１の各気筒に向かって分岐するように形成された多岐管である。なお、詳細は図示省略するが、インマニ１４の直上流には、各気筒で発生しうる吸気脈動や吸気干渉を緩和するサージタンクが設けられている。

排気系には、排気が流通する順に、エキゾーストマニホールド（以下、「エキマニ」と略称する）２１，上述したタービン３１，一次排気処理装置２２および二次排気処理装置２３が設けられている。
エキマニ２１は、エンジン１の各気筒から合流するように形成された多岐管である。
一次排気処理装置２２は、排気中の粒子状物質（Particulate Matter，以下、「ＰＭ」と略称する）を処理するためのものである。この一次排気処理装置２２は、上流側のＤＯＣ（Diesel Oxidation Catalyst）２２ａと、下流側のＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）２２ｂとを有する。

ＤＯＣ２２ａは、排気中の成分に対する酸化能をもった触媒である。具体的なＤＯＣ２２ａの構造としては、例えば、ケーシングの内部にコーディエライト，セラミックスなどのハニカム状の担体を固定し、担体上にアルミナ粉末を塗布（コーティング）するとともにプラチナ，ロジウム，パラジウムなどの触媒貴金属の微粒子を担持させたものが挙げられる。
このＤＯＣ２２ａによって酸化される排気中の成分としては、一酸化窒素（ＮＯ），二酸化窒素（ＮＯ₂），未燃燃料中の炭化水素（ＨＣ）や一酸化炭素（ＣＯ）などが挙げられる。

ＤＰＦ２２ｂは、排気中に含まれるＰＭを捕集する多孔質フィルタである。このＤＰＦ２２ｂでは、上流側と下流側とを連通する通路が壁体を介して多数並設されているとともに、通路の上流側開口と下流側開口とが交互に閉鎖（封止）されている。これらの壁体には、ＰＭの大きさに見合った大きさの多数の細孔が形成されている。このため、ＰＭを含んだ排気がＤＰＦ２２ｂを流通すると、壁体内や壁体表面にＰＭが捕集される。

一次排気処理装置２２では、ＤＯＣ２２ａによって排気中の還元成分を酸化（燃焼）させて酸化熱（燃焼熱）を発生させることで、ＤＯＣ２２ａの下流側に設けられたＤＰＦ２２ｂを昇温させ、ＤＰＦ２２ｂに捕集されたＰＭが焼却（ＤＰＦ再生）されるようになっている。
なお、一次排気処理装置２２よりも下流側であって二次排気処理装置２３よりも上流側には、上流側から順にＥＧＲシステム４０の一端部４０ａと後述する凝縮水分離装置５０とが接続されている。

二次排気処理装置２３は、排気中に含まれるＮＯｘを浄化するためのものである。具体的にいえば、二次排気処理装置２３は尿素添加型のＮＯｘ選択還元触媒である。二次排気処理装置２３に担持される触媒の具体例としては、バナジウム系酸化物触媒や遷移金属を含むゼオライト系触媒などが挙げられる。なお、図示省略するが、二次排気処理装置２３に対して上流側の排気通路２０内に尿素水を供給する尿素供給システムが設けられている。

二次排気処理装置２３の上流側に供給された尿素〔(ＮＨ₂)₂ＣＯ〕が加水分解されるとアンモニア（ＮＨ₃）となり、このアンモニアが二次排気処理装置２３において還元剤として排気中のＮＯｘに作用する。アンモニアは、排気温度が所定温度（例えば１８０〜２００℃）以上であるときに生成され、一酸化窒素や二酸化窒素などのＮＯｘを窒素（Ｎ₂）へと還元する。

［１−２．凝縮水分離装置］
次に、上述したエンジン１の吸排気系に適用される凝縮水分離装置５０の構成について説明する。
凝縮水分離装置５０は、吸気から凝縮水を分離するためのものである。ここでは、インタークーラ１３よりも下流側であってインマニ１４よりも上流側を流通する吸気から凝縮水を分離するものを説明する。なお、凝縮水分離装置５０は、上述したように、吸気通路１０のなかで鉛直高さが最も低い最低部１０ａに設けられている。

この凝縮水分離装置５０は、上流側パイプ６０と、これよりも下流側に設けられた下流側パイプ７０と、これらのパイプ６０および７０を連通させるとともに吸気から分離した凝縮水を貯留するタンク（凝縮水貯留部）８０と、タンク８０に貯留された凝縮水が流通する凝縮水通路９０とを備えている。
ここでは、タンク８０，上流側パイプ６０，下流側パイプ７０，凝縮水通路９０の順に各構成を詳細に説明する。

タンク８０は、凝縮水を貯留するとともに、上流側パイプ６０から下流側パイプ７０までの吸気通路１０を形成するものである。ここでは、タンク８０が直方体形状に形成されたタンク８０を例に挙げて説明する。
タンク８０は、立設された四つの壁部８１，８２，８３，８４（図３参照）と、壁部８１，８２，８３，８４の上部を接続する上面部８５（図２参照）と、壁部８１，８２，８３，８４の下部を接続する底面部８６（図２参照）とを備えている。

図３に示すように、四つの壁部８１，８２，８３，８４は、第一壁部８１，第二立面部８２，第三立面部８３および第四立面部８４から構成され、それぞれ鉛直方向に沿って設けられている。
図２および図３に示すように、第一壁部８１と第二壁部８２とは、互いに向かい合うように配置されている。第一壁部８１には、上流側パイプ６０を外嵌する円筒状の第一突出部８１１がタンク８０の外側に向かって設けられ、その内部に上流側パイプ６０が接続されている。同様に、第二壁部８２にも、下流側パイプ７０を外嵌する円筒状の第二突出部８１２がタンク８０の外側に向かって設けられ、その内部に下流側パイプ７０が接続されている。また、図３に示すように、第三壁部８３と第四立面部８４とは、互いに向かい合うように配置されている。第三壁部８３は、第一壁部８１および第二壁部８２の各一側を接続し、第四壁部８４は、第一壁部８１および第二壁部８２の各他側を接続している。以下、これらの壁部８１，８２，８３，８４の各内周面のことを、第一内壁面８１ａ，第二内壁面８２ａ，第三内壁面８３ａ，第四内壁面８４ａと呼ぶ。

図２に示すように、上面部８５は、タンク８０の天井部にあたるものである。また、底面部８６には、排水口８７が設けられている。なお、図２では、底面部８６が水平面に沿って設けられたものを例示するが、これに替えて、底面部８６が排水口８７の鉛直高さが最も低くなるように傾斜して設けられていてもよい。

タンク８０には、貯留された凝縮水の水位に応じてＯＮ/ＯＦＦ信号を出力するフロートスイッチ８９が設けられている。このフロートスイッチ８９は、凝縮水の水位が所定水位よりも高ければＯＮ信号を出力し、凝縮水の水位が所定水位以下であればＯＦＦ信号を出力する。なお、フロートスイッチ８９により検出されたＯＮ/ＯＦＦ信号の情報は、後述する制御装置１００（図１参照）に伝達される。
所定水位とは、凝縮水を排出すべき水位として、予め実験的または経験的に設定されたものである。この所定水位は、上流側パイプ６０における下流端部６０ｂの鉛直高さが最も低い箇所の高さよりも低く設定されることが好ましい。

図１に示すように、上流側パイプ６０は、その上流端部６０ａがインタークーラ１３に接続され、その下流端部６０ｂがタンク８０の内部に連通している。すなわち、上流側パイプ６０は、インタークーラ１３からタンク８０までの吸気通路１０を形成している。なお、上流側パイプ６０は、下流端部６０ｂおよびその近傍が直線状に形成されている。
上流側パイプ６０の下流端部６０ｂは開口を形成しており、この開口を通って吸気がタンク８０内に流入する。言い換えれば、上流側パイプ６０の下流端部６０ｂから流出する吸気はタンク８０内に流入する。

図１〜図３に示すように、上流側パイプ６０は、タンク８０の第一壁部８１に接続されている。具体的には、図２および図３に示すように、上流側パイプ６０の外径よりもやや大きい内径を有する開口が第一壁部８１の第一突出部８１１により形成され、この開口に上流側パイプ６０が挿入され固定されている。
上流側パイプ６０の下流端部６０ｂ（図３では破線で示す）は、タンク８０において第一壁部８１の第一内壁面８１ａから離隔して設けられるとともに第二壁部８２の第二内壁面８２ａから離隔して設けられる。すなわち、上流側パイプ６０の下流端部６０ｂは、第一内壁面８１ａから第二内壁面８２ａに向けてタンク８０の内部に突き出した状態（突出した状態）で、第二内壁面８２ａに対向するように配置されている。言い換えれば、上流側パイプ６０の下流端部６０ｂは、第一内壁面８１ａと第二内壁面８２ａとの間に配置されている。第一内壁面８１ａから下流端部６０ｂまでの突出長さはＬ_１である。

上流側パイプ６０の下流端部６０ｂが形成する開口からは吸気が流出するため、かかる吸気は第二内壁面８２ａに衝突する。したがって、以下の説明では、第二内壁面８２ａを衝突面８２ａと呼ぶ。
ここでは、上流側パイプ６０の下流端部６０ｂが形成する開口の延在平面と衝突面８２ａとが平行となるように配置されている。すなわち、衝突面８２ａは、上流側パイプ６０の下流端部６０ｂにおける吸気の流出方向に対して直交する方向に沿って設けられている。

図１に示すように、下流側パイプ７０は、その上流端部７０ａがタンク８０の内部に連通し、その下流端部７０ｂがインマニ１４を介してエンジン１に接続されている。すなわち、下流側パイプ７０は、タンク８０からインマニ１４を介してエンジン１までの吸気通路１０を形成している。つまり、上流側パイプ６０および下流側パイプ７０は、インタークーラ１３からエンジン１までの吸気通路１０を形成している。

下流側パイプ７０の上流端部７０ａは開口を形成しており、この開口に吸気がタンク８０内から流入する。言い換えれば、タンク８０内の吸気は、下流側パイプ７０の上流端部７０ａからエンジン１へ向けて流通する。
図１〜図３に示すように、下流側パイプ７０は、タンク８０の第二壁部８２に接続されている。具体的には、図２および図３に示すように、下流側パイプ７０の外径よりもやや大きい内径を有する開口が第二壁部８２の第二突出部８２１により形成され、この開口に下流側パイプ７０が挿入され固定されている。

下流側パイプ７０の上流端部７０ａは、タンク８０において第一壁部８１の第一内壁面８１ａから離隔して設けられるとともに第二壁部８２の衝突面８２ａから離隔して設けられる。すなわち、下流側パイプ７０の上流端部７０ａは、衝突面８２ａから第一内壁面８１ａに向けてタンク８０の内部に突き出した状態（突出した状態）で、第一内壁面８１ａに対向するように配置されている。言い換えれば、下流側パイプ７０の上流端部７０ａは、第一内壁面８１ａと衝突面８２ａとの間に配置されている。衝突面８２ａから上流端部７０ａまでの突出長さはＬ_２である。

下流側パイプ７０の上流端部７０ａは、上流側パイプ６０の下流端部６０ｂよりも衝突面８２ａから離隔して設けられている。逆に言えば、上流側パイプ６０の下流端部６０ｂは、下流側パイプ７０の上流端部７０ａよりも衝突面８２ａに近接して設けられている。ここで、第一内壁面８１ａと衝突面８２ａとの間の内法寸法をＬ_０とおく。上流側パイプ６０および下流側パイプ７０の突出長さＬ_１，Ｌ_２は、不等式「Ｌ_１＋Ｌ_２＞Ｌ_０」を満たすようにそれぞれの値が設定される。
言い換えれば、上流側パイプ６０の下流端部６０ｂは、下流側パイプ７０の上流端部７０ａよりも衝突面８２ａ側に設けられている。

また、下流側パイプ７０の上流端部７０ａは、上流側パイプ６０の下流端部６０ｂよりも上方に設けられている。逆に言えば、上流側パイプ６０の下流端部６０ｂは、下流側パイプ７０の上流端部７０ａよりも下方に設けられている。具体的には、図３に示すように、上流側パイプ６０および下流側パイプ７０が上面視において重なり合う位置に配置される。
ここでは、上流側パイプ６０の下流端部６０ｂが延びる方向に直交する方向から視て、上流側パイプ６０の下流端部６０ｂ及びその上流側の部分と下流側パイプ７０の上流端部７０ａ及びその下流側の部分とが上下方向に重なるように設けられている。言い換えれば、図２に示すように、側面視で上流側パイプ６０と下流側パイプ７０とが上下方向に並んで設けられ（並設され）ている。

図１および図２に示すように、凝縮水通路９０は、タンク８０の底面部８６に設けられた排水口８７に接続されている。この凝縮水通路９０は、凝縮水管９１（図１参照）の内部に形成されている。
図１に示すように、凝縮水管９１には開閉弁９２が介装されている。この開閉弁９２は、凝縮水の排気系への排出とその停止とを切り替えるものである。開閉弁９２は、開状態にされれば凝縮水が排気系に排出され、閉状態にされれば凝縮水がタンク８０に貯留される。この凝縮水通路９０は、ＥＧＲシステム４０の一端部４０ａと二次排気処理装置２３との間に接続されている。

［１−３．制御装置］
次に、凝縮水分離装置５０を制御する制御装置１００の構成を説明する。
制御装置１００は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）に代表されるマイクロプロセッサ（MPU，Micro Processing Unit），ＲＯＭ（Read Only Memory），ＲＡＭ（Random Access Memory），不揮発メモリなどを集積した電子デバイスである。マイクロプロセッサは、制御ユニット（制御回路）や演算ユニット（演算回路），キャッシュメモリ（レジスタ群）等を内蔵する処理装置（プロセッサ）である。また、ＲＯＭ，ＲＡＭおよび不揮発メモリは、プログラムや作業中のデータが格納されるメモリ装置である。不揮発メモリの具体例としては、フラッシュメモリ，相変化メモリ（Phase Change Memory），抵抗変化メモリ（Resistive RAM），強誘電体メモリ（Ferroelectric RAM），磁気抵抗メモリ（Magneto-resistive RAM）などが挙げられる。制御装置１００での制御内容は、例えばアプリケーションプログラムとしてＲＯＭや不揮発メモリ内に記録される。また、プログラムの実行時には、プログラムの内容がＲＡＭや不揮発メモリ内のメモリ空間内に展開され、マイクロプロセッサによって実行される。

この制御装置１００は、エンジン１の吸排気系に係る広汎なシステムを制御する。かかる制御を実施するために、制御装置１００には、その入力側にフロートスイッチ８９をはじめとした各種センサ（図示略）が接続され、その出力側に制御対象となる弁１２，４３，９３をはじめとした各種装置（図示略）が接続されている。
本実施形態では、制御装置１００が実施する制御のうち、ＥＧＲシステム４０および凝縮水分離装置５０の制御に着目して説明する。

ＥＧＲシステム４０は、主にＥＧＲ弁４３の開度が調整されることで制御され、副次的にスロットル弁１２の開度が調整されることで制御される。これらの弁１２，４３の開度が調整されることで排気の還流量が制御される。制御装置１００は、図示省略する各種センサから伝達されるエンジン１の運転状態や排気の状態を示す検出情報に基づいて、弁１２，４３の開度を制御し、排気の還流量を制御する。
凝縮水分離装置５０は、開閉弁９２が開状態または閉状態に切り替えられることで制御される。

制御装置１００は、フロートスイッチ８９からＯＮ信号が入力されると、開閉弁９２を開状態に切り替える排水制御を実施する。排水制御が実施されて開閉弁９２が開状態にされると、タンク８０に貯留された凝縮水が凝縮水通路９０を通って排気通路２０に排出される。

また、制御装置１００は、排水制御を開始してから所定時間が経過すると、開閉弁９２を閉状態に切り替える貯留制御を実施する。貯留制御が実施されて開閉弁９２が閉状態にされると、タンク８０に凝縮水が貯留される。ここでいう所定時間とは、タンク８０内の凝縮水を排出するために予め実験的または経験的に設定された時間である。
なお、貯留制御が実施されているときには排出制御は実施されず、逆に、排出制御が実施されているときには貯留制御は実施されない。

［２．作用および効果］
本実施形態の凝縮水分離装置５０は、上述のように構成されるため、以下に示す作用および効果を得ることができる。
エンジン１の運転中には、新気として吸入された吸気がターボチャージャ３０で過給され、この吸気がインタークーラ１３で冷却される。このため、吸気の圧力や温度に応じて、吸気に含まれた水蒸気が凝縮して凝縮水が生成される。

また、排気は、燃焼で生成された水蒸気を含むので、新気よりも多量の水蒸気が含まれる。このため、ＥＧＲシステム４０のＥＧＲ弁４３が開弁されていれば、即ち、排気が吸気通路１０に還流されていれば、排気が還流されていないときよりも多量の凝縮水が生成される。
よって、インタークーラ１３およびこの下流側を流通する吸気には、凝縮水が混入した状態となる。例えば、凝縮水の微粒子が吸気中に霧状に浮遊した状態となる。また、インタークーラ１３の下流側に接続された上流側パイプ６０の内壁面には、インタークーラ１３から流下した凝縮水が付着し、或いは吸気中の水蒸気が結露して凝縮水が付着する。かかる凝縮水は、上流側パイプ６０の内部を流通する吸気の流れによって、上流側パイプ６０を上流端部６０ａ側から下流端部６０ｂ側へ向かって流通する。

吸気は、上流側パイプ６０の下流端部６０ｂからタンク８０内に流入すると、流路断面積が急激に拡がるため、減速して、衝突面８２ａに衝突する。
一方、吸気に混入した凝縮水や上流側パイプ６０の内壁面をつたう凝縮水は、吸気よりも質量が大きいため、その慣性力で上流側パイプ６０の下流端部６０ｂから衝突面８２ａへ向けて飛び出す。そして、衝突面８２ａに衝突する、或いは、上流側パイプ６０の下流端部６０ｂからタンク８０内に滴下する。衝突した凝縮水は、衝突面８２ａに付着して重力により流下する。すなわち、凝縮水は衝突面８２ａをつたう。このとき、開閉弁９２が閉状態にされていれば、凝縮水はタンク８０に貯留される。
このようにして凝縮水が分離された吸気は、下流側パイプ７０の上流端部７０ａに流入し、エンジン１に供給される。

凝縮水分離装置５０では、下流側パイプ７０の上流端部７０ａがタンク８０内に突出するとともに衝突面８２ａから離隔して設けられているため、衝突した凝縮水が衝突面８２ａをつたって下流側パイプ７０に流入するのを抑制することができる。また、凝縮水が衝突面８２ａへの衝突などで跳ねかえったり飛び散ったりしたとしても、凝縮水の下流側パイプ７０への流入を抑制することができる。

例えば、吸気がタンクに貯留された凝縮水の水面に衝突する構造では、貯留された凝縮水の霧化或いは気化が促進されて、貯留されていた凝縮水或いはその水蒸気が再び吸気に混入してしまうおそれがある。これにより、凝縮水が下流側パイプを通ってエンジンの燃焼室に流入してしまうおそれがある。これに対して、本実施形態の凝縮水分離装置５０では、タンク８０が、上流側パイプ６０の下流端部６０ｂから流出する吸気の衝突する衝突面８２ａを有するため、貯留された凝縮水の霧化或いは気化を抑制し、下流側パイプ７０およびこの下流側にあるエンジン１の燃焼室１ｃへの凝縮水の流入を抑制することができる。
これらより、吸気から凝縮水を確実に分離することができる。よって、凝縮水のエンジン１への流入を抑制することができる。延いては、エンジン１の耐久性や出力の向上に寄与する。

下流側パイプ７０の上流端部７０ａが上流側パイプ６０の下流端部６０ｂよりも衝突面８２ａから離隔して設けられているため、上流側パイプ６０の下流端部６０ｂから下流側パイプ７０の上流端部７０ａに向かう吸気を蛇行させることができ、凝縮水を更に確実に吸気から分離することができる。例えば、上流側パイプ６０の下流端部６０ｂから流出した吸気は、衝突面８２ａに衝突して流通方向が反転して、更に下流側パイプ７０の上流端部７０ａに流入する方向に反転するため、吸気からこれよりも質量の大きい凝縮水をより確実に分離することができる。したがって、凝縮水の下流側パイプ７０への流入を更に抑制することができる。
翻って、上流側パイプ６０の下流端部６０ｂが下流側パイプ７０の上流端部７０ａよりも衝突面８２ａに近接して設けられているため、凝縮水が混入している吸気を衝突面８２ａに効率よく（強く）衝突させることができる。したがって、吸気から効率よく凝縮水を分離することができる。

また、上流側パイプ６０の下流端部６０ｂが、下流側パイプ７０の上流端部７０ａよりも衝突面８２ａ側に設けられているため、衝突面８２ａに衝突した凝縮水が跳ねかえったり飛び散ったりしたとしても、凝縮水の下流側パイプ７０への流入を更に抑制することができる。
具体的には、上流側パイプ６０の下流端部６０ｂが延びる方向に直交する方向から視て、上流側パイプ６０と下流側パイプ７０とが上下方向に重なるように設けられているため、下流側パイプ７０の上流端部７０ａを、衝突面８２ａと凝縮水が流出する上流側パイプ６０の下流端部６０ｂとから離隔させることができ、凝縮水の下流側パイプ７０への流入を更に確実に抑制することができる。

上流側パイプ６０の下流端部６０ｂから流出した凝縮水には、重力が作用することで、衝突面８２ａに衝突して流下する、或いは、上流側パイプ６０の下流端部６０ｂから滴下する。この上流側パイプ６０の下流端部６０ｂよりも下流側パイプ７０の上流端部７０ａが上方に設けられているため、凝縮水の下流パイプ７０への流入を更に抑制することができる。よって、吸気から凝縮水を更に確実に分離することができる。

衝突面８２ａが上流側パイプ６０の下流端部６０ｂにおける吸気の流出方向に対して直交する方向に沿って設けられているため、凝縮水が混入した吸気を衝突面８２ａに効率よく（強く）衝突させることができる。よって、吸気から凝縮水を更に確実に分離することができる。

衝突面８２ａをはじめとしたタンク８０の内壁面８１ａ，８３ａ，８４ａが鉛直方向に沿って設けられているため、これらの面８１ａ，８２ａ，８３ａ，８４ａをつたう凝縮水を速やかに流下させることができる。よって、確実な凝縮水の捕集に寄与する。
また、凝縮水分離装置５０は、吸気通路１０のなかで鉛直高さが最も低い最低部１０ａに設けられているため、凝縮水を効率よく捕集することができる。

〔変形例〕
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の凝縮水分離装置は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
以下の説明では、凝縮水分離装置について六つの変形例を例示して説明する。なお、ここでいう異なる点を除いては上述の一実施形態にかかる構成と同様の構成になっており、同様の構成については、同様の符号を付す。

［第一変形例］
図４（ａ）に示すように、第一変形例の凝縮水分離装置５０Ａは、上述した一実施形態の凝縮水分離装置５０における第二壁部８２の衝突面８２ａに、凝縮水を下方に向かって案内するガイド部８２ｂを設けたものである。

図４（ｂ）に示すように、ガイド部８２ｂは、上流側パイプ６０（破線で示す）の軸心方向からみて上流側パイプ６０の内径よりも外側に位置に設けられている。言い換えれば、ガイド部８２ｂは、衝突面８２ａに投影した上流側パイプ６０の下流端部６０ｂ（破線で示す）が形成する開口に対応する箇所よりも外側に設けられている。このガイド部８２ｂは、衝突面８２ａに連続的に設けられている。具体的には、上流側パイプ６０の軸心方向からみてその内径の上方および側方を覆うように連続的に設けられている。ここでは、ガイド部８２ｂが逆Ｕ字状に形成されている。
図４（ａ）および（ｂ）に示すように、ガイド部８２ｂの断面形状は、第二壁部８２がタンク８０の内側から外側へ向けて凹設されたものである。つまり、ガイド部８２ｂは、衝突面８２ａに設けられた溝状のものである。

第一変形例に係る凝縮水分離装置５０Ａは上述したように構成されるため、一実施形態の作用および効果に加えて、以下に示す作用および効果を得ることができる。
衝突面８２ａに衝突した凝縮水は、図４（ｂ）に破線の矢印で示すように、衝突面８２ａをつたって四方八方に拡散する。上方や側方などに拡散した凝縮水は、溝状のガイド部８２ｂに入り込む。入り込んだ凝縮水は、ガイド部８２ｂに案内されて溝の内部を流下する。このため、衝突面８２ａに衝突する凝縮水の拡散範囲を抑え、凝縮水を円滑に下方へと流下させることができる。つまり、タンク８０に凝縮水を速やかに貯留することができる。

凝縮水を円滑に流下させることができるため、衝突面８２ａに付着した凝縮水の巻き上げを抑制することができる。よって、凝縮水の下流側パイプ７０への流入の抑制に寄与する。
なお、ここでは、ガイド部８２ｂが逆Ｕ字状に形成されたものを説明したが、ガイド部８２ｂは、上流側パイプ６０の軸心方向からみてその内径の上方を覆うように連続的に設けられていれば、種々の形状に形成することができる。例えば、ガイド部８２ｂは、コの字の開放側を下方に向けた形状であってもよいし、上に凸の半円形状であってもよい。

なおまた、ガイド部８２ｂは、溝状のものに限らず、衝突面８２ａからタンク８０の外側から内側へ向けて凸設された壁状のものでもよい。例えば、ガイド部８２ｂは、衝突面８２ａにタンク８０の内側へ向かう壁状の部材を追加してもよいし、第二壁部８２をタンク８０の外側から内側へ向けて凸設してもよい。この場合、衝突面８２ａをつたって四方八方に拡散した凝縮水は、ガイド部８２ｂで拡散が制限され、ガイド部８２ｂに案内されて流下する。したがって、衝突面８２ａに衝突する凝縮水の拡散範囲を抑え、凝縮水を円滑に流下させることができ、タンク８０に凝縮水を速やかに貯留することができる。

［第二変形例］
図５に示すように、第二変形例の凝縮水分離装置５０Ｂは、上述した一実施形態の凝縮水分離装置５０に対して、第二壁部８２の衝突面８２ａが凝縮水の跳ねかえりを軽減するように形成される点と、下流側パイプ７１の配設箇所とが異なる。
衝突面８２ａは、摩擦係数が平滑面のそれよりも高くなるように形成されている。すなわち、衝突面８２ａは、平滑面よりも粗い面に形成されている。

例えば、平滑面は、凝縮水が付着したときに接触角が９０度以上になる面である。一方、粗い面は、凝縮水が付着したときに接触角が９０度未満となる面である。つまり、粗い面は、平滑面よりも凝縮水の濡れ性が高い。このため、粗い面は、平滑面よりも凝縮水にかかる親水性を有するものといえる。
かかる衝突面８２ａは、ブラスト加工やエンボス加工といった種々の公知手法によって形成することができる。

また、下流側パイプ７１は、タンク８０の第一壁部８１に接続されている。第一壁部８１には、上流側パイプ６０を外嵌する円筒状の第一突出部８１１に加えて、下流側パイプ７０を外嵌する円筒状の第三突出部８１３が設けられている。この第三突出部８１３は、下流側パイプ７１の外径よりもやや大きい内径を有する開口を形成しており、この開口に下流側パイプ７１が挿入され固定されている。なお、第二壁部８２には、上流側パイプ６０および下流側パイプ７１の何れも接続されていない。

下流側パイプ７１の上流端部７１ａは、タンク８０において第一壁部８１の第一内壁面８１ａから離隔して設けられるとともに第二壁部８２の衝突面８２ａから離隔して設けられる。すなわち、下流側パイプ７１の上流端部７１ａは、第一内壁面８１ａから衝突面８２ａへ向けて突き出した状態で、衝突面８２ａに対向するように配置されている。言い換えれば、下流側パイプ７１の上流端部７１ａは、第一内壁面８１ａと衝突面８２ａとの間に配置されている。

ここでは、下流側パイプ７１の上流端部７１ａは、上流側パイプ６０の下流端部６０ｂよりも衝突面８２ａから離隔して設けられ、上流側パイプ６０の下流端部６０ｂは、下流側パイプ７０の上流端部７０ａよりも衝突面８２ａ側に設けられている。また、下流側パイプ７１の上流端部７１ａは、上流側パイプ６０の下流端部６０ｂよりも上方に設けられている。なお、図５に示すように、側面視で上流側パイプ６０と下流側パイプ７１とは、上下方向に並んで設けられ（並設され）ている。
このように、下流側パイプ７１は、タンク８０において上流側パイプ６０が接続される第一壁部８１の第一内壁面８１ａを貫通して形成されている。言い換えれば、下流側パイプ７１は、タンク８０において衝突面８２ａに対向する第一内壁面８１ａを貫通して設けられている。

第二変形例に係る凝縮水分離装置５０Ｂは上述したように構成されるため、一実施形態の作用および効果に加えて、以下に示す作用および効果を得ることができる。
衝突面８２ａが凝縮水の跳ねかえりを軽減するように形成されているため、上流側パイプ６０から流入する吸気に混入した凝縮水の衝突面８２ａへの付着性を向上させ、凝縮水の下流側パイプ７０への流入を更に抑制することができる。

具体的には、衝突面８２ａが粗い面に形成されているため、衝突面８２ａに付着した凝縮水の接触角が平滑面に付着した凝縮水のそれよりも小さくなる。つまり、凝縮水は衝突面８２ａをよく濡らすように広がりながら下方へと流れ落ちる。したがって、凝縮水が衝突面８２ａから巻き上げられることを抑制することができる。よって、凝縮水の下流側パイプ７０への流入の抑制に寄与する。

下流側パイプ７１は、タンク８０において衝突面８２ａではなく第一内壁面８１ａを貫通して設けられているため、衝突面８２ａの大きさを確保することができる。
下流側パイプ７１は、タンク８０において上流側パイプ６０が接続される第一壁部８１の第一内壁面８１ａを貫通して形成されているため、上流側パイプ６０からタンク８０に吸気が流入する方向と、タンク８０から下流側パイプ７１に吸気が流出する方向とを逆向きにすることができる。つまり、吸気をタンク８０でＵターンさせることができる。例えば、上面視においてタンク８０の周囲に余裕のないレイアウトに対応することができる。

なお、衝突面８２ａが粗い面に形成されるのに替えて、衝突面８２ａに不織布やスポンジを貼付して、衝突面８２ａが凝縮水の跳ねかえりを軽減するように形成されていてもよい。この場合、一実施形態のタンク８０を加工することなく、タンク８０に不織布やスポンジを貼付するだけで、衝突面が粗い面に形成されるのと同様の効果を得ることができる。

［第三変形例］
図６（ａ）および（ｂ）に示すように、第三変形例の凝縮水分離装置５０Ｃは、上述した一実施形態の凝縮水分離装置５０に対して下流側パイプ７２の配設箇所が異なる。
凝縮水分離装置５０Ｂの下流側パイプ７２は、タンク８０の第三壁部８３に接続されている。図６（ｂ）に示すように、第三壁部８３には、下流側パイプ７２を外嵌する円筒状の第四突出部８３１が設けられている。この第四突出部８３１は、下流側パイプ７２の外径よりもやや大きい内径を有する開口を形成しており、この開口に下流側パイプ７２が挿入され固定されている。言い換えれば、下流側パイプ７２は、タンク８０において衝突面８２ａではなく第三内壁面８３ａを貫通して設けられている。なお、第二壁部８２には、上流側パイプ６０および下流側パイプ７２の何れも接続されていない。

本変形例の凝縮水分離装置５０Ｃでは、上面視で上流側パイプ６０の軸心Ｃ₁の方向と下流側パイプ７２の軸心Ｃ₂の方向とが交差するように設けられている。このため、パイプ６０，７２は、タンク８０で屈曲したものといえる。なお、図６（ｂ）には、軸心Ｃ₁の方向と軸心Ｃ₂の方向とが直交したものを例示している。
下流側パイプ７２の上流端部７２ａは、タンク８０において第三壁部８３の第三内壁面８３ａから離隔して設けられるとともに第四壁部８４の第四内壁面８４ａから離隔して設けられる。さらに、第二壁部８２の衝突面８２ａからも離隔して設けられている。すなわち、下流側パイプ７２の上流端部７２ａは、第三内壁面８３ａから第四内壁面８４ａへ向けて突き出した状態（突出した状態）で、第四内壁面８４ａに対向するように配置されている。言い換えれば、下流側パイプ７２の上流端部７２ａは、第三内壁面８３ａと第四内壁面８４ａとの間に配置されている。

ここでは、下流側パイプ７２の上流端部７２ａは、上流側パイプ６０の下流端部６０ｂよりも衝突面８２ａから離隔して設けられている。すなわち、上流側パイプ６０の下流端部６０ｂは、下流側パイプ７２の上流端部７２ａよりも衝突面８２ａ側に設けられている。また、図６（ａ）に示すように、下流側パイプ７２の上流端部７２ａは、上流側パイプ６０の下流端部６０ｂよりも上方に設けられている。なお、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、側面視で上流側パイプ６０の下流端部６０ｂ及びその上流側の部分と下流側パイプ７２の上流端部７２ａ及びその下流側の部分とが上下方向に重なるように設けられている。

第三変形例に係る凝縮水分離装置５０Ｃは上述したように構成されるため、一実施形態の作用および効果に加えて、以下に示す作用および効果を得ることができる。
下流側パイプ７２が、タンク８０において衝突面８２ａではなく第三内壁面８３ａを貫通して設けられているため、衝突面８２ａの大きさを確保することができる。

さらに、上面視で上流側パイプ６０の軸心Ｃ₁の方向と下流側パイプ７２の軸心Ｃ₂の方向とが交差するように設けられているため、上流側パイプ６０と下流側パイプ７２との接続箇所を屈曲させることができる。言い換えれば、吸気系における種々のレイアウトに対応することができる。
なお、下流側パイプ７２は、タンク８０において衝突面８２ａではなく第四内壁面８４ａを貫通して設けられていてもよい。この場合も、本変形例の凝縮水分離装置５０Ｂにかかる効果と同様の効果を得ることができる。

［第四変形例］
図７に示すように、第四変形例の凝縮水分離装置５０Ｄは、上述した一実施形態の凝縮水分離装置５０に対して、上流側パイプ６０の下流端部６０ｂよりも上方であって下流側パイプ７０の上流端部７０ａの下方にパンチングプレート（気液分離部）９５を追加したものである。なお、図７では、三枚のパンチングプレート９５（一枚にのみ符号を付す）を用いたものを例示する。
パンチングプレート９５は、吸気が流通することで吸気に混入した凝縮水を捕集するフィルタとして機能する。

各パンチングプレート９５は、板材に多数の孔９５ａ（一箇所のみに符号を付す）が穿設されたものである。すなわち、パンチングプレート９５は、孔９５ａとこれを形成する板部９５ｂとを有する。かかるパンチングプレートとしては、パンチングメタルを用いることができる。
これらのパンチングプレート９５は、第一壁部８１の第一内壁面８１ａから第二壁部８２の衝突面８２ａへ向けて下方傾斜するように設けられている。さらに、パンチングプレート９５は、孔９５ａを穿設した際に形成されたバリ（「かえり」とも称される）が下方に位置するように配置される。すなわち、パンチングプレート９５の下面における孔９５ａの周囲では、バリが下方に向けて突出している。

なお、パンチングプレート９５に形成された孔９５ａと他のパンチングプレート９５に形成された孔９５ａとが上面視で異なる箇所に配置されるように、各パンチングプレート９５が配置されるのが好ましい。言い換えれば、孔９５ａの上方には他のパンチングプレート９５の板部９５ｂが位置するように設けられるのが好ましい。

第四変形例に係る凝縮水分離装置５０Ｄは上述したように構成されるため、一実施形態の作用および効果に加えて、以下に示す作用および効果を得ることができる。
貯留された凝縮水や衝突面８２ａをつたう凝縮水が巻き上げられ、或いは、衝突面８２ａから凝縮水が跳ねかえって、吸気に凝縮水が混入した状態で下流側パイプ７０の上流端部７０ａへ向けて流通すると、かかる吸気がパンチングプレート９５の孔９５ａを流通する。このとき、吸気がパンチングプレート９５の板部９５ｂに衝突することで、凝縮水が板部９５ｂに付着する。パンチングプレート９５は衝突面８２ａへ向けて下方傾斜しているため、かかる凝縮水は、板部９５ｂをつたって衝突面８２ａを流下する。または、孔９５ａの周囲に形成されたバリから滴下する。このように、吸気がパンチングプレート９５を流通することで凝縮水が分離される。したがって、吸気から凝縮水を更に確実に分離することができる。

なお、気液分離部９５として用いるパンチングプレートの枚数は、三枚に限らず、一枚もしくは二枚または四枚以上であってもよい。ただし、パンチングプレートの枚数が少ないほど、吸気抵抗の上昇を抑制することができるものの、凝縮水の捕集効率が低下する。このため、パンチングプレートの枚数は、吸気抵抗の上昇と凝縮水の捕集効率との双方を考慮して設定することが好ましい。

［第五変形例］
図８に示すように、第五変形例の凝縮水分離装置５０Ｅは、上述した一実施形態の凝縮水分離装置５０にパンチングプレート（流動抑制部材）９６と冷却フィン９７とを追加したものである。
パンチングプレート９６は、タンク８０に貯留された凝縮水の流動を抑制する部材である。具体的には、タンク８０に貯留された凝縮水の水面の上下動を抑制する板材である。このパンチングプレート９６には、多数の孔９６ａ（一箇所にのみ符号を付す）が穿設されている。例えば、パンチングプレートとしてパンチングメタルを用いることができる。

ここでは、格子状に配置された複数枚のパンチングプレート９６（一箇所にのみ符号を付す）が、タンク８０に貯留された凝縮水に浸漬されるように設けられている。具体的にいえば、各パンチングプレート９６は、その高さ方向の長さが一実施形態で上述した所定水位に対応する長さよりも長く設定され、また、タンク８０の底面部８６に対して立設されている。すなわち、パンチングプレート９６は、その上部９６ｂが凝縮水の水面よりも上方に位置するように配設されている。これらのパンチングプレート９６は、正方格子状，三角格子状，六角格子状などの任意の格子状に配置されている。

冷却フィン９７は、熱交換効率を向上させるために、伝熱面積を拡げる突起状の構造である。この冷却フィン９７は、タンク８０の外側に設けられている。すなわち、冷却フィン９７は、タンク８０において外側の伝熱面積（表面積）を拡げ、タンク８０に貯留された凝縮水と外気との熱交換効率を向上させている。このため、冷却フィン９７は、タンク８０およびその内部の冷却を促進するものといえる。

図８では、タンク８０において第一壁部８１および第二壁部８２ならびに上面部８５に冷却フィン９７が設けられたものを例示する。ただし、冷却フィン９７は、タンク８０の第三壁部８３および第四壁部８４（何れも図３参照）ならびに底面部８６に設けられてもよい。

第五変形例に係る凝縮水分離装置５０Ｅは上述したように構成されるため、一実施形態の作用および効果に加えて、以下に示す作用および効果を得ることができる。
タンク８０には貯留された凝縮水の水面の上下動を抑制するパンチングプレート９６が設けられているため、凝縮水の水面の上下動に起因する凝縮水のはね上がりを抑制することができる。これにより、凝縮水の下流側パイプ７０への流入の抑制に寄与する。また、凝縮水の流動音を小さくすることもできる。さらに、フロートスイッチ８９（図１および図２参照）の検出精度を向上させることもできる。

パンチングプレート９６は、その上部９６ｂが凝縮水の水面よりも上方に位置するように配設されているため、タンク８０に貯留された凝縮水の水面近傍を吸気が流れたとしても、この吸気の流れが抑制される。このため、凝縮水の巻き上げを抑制することができる。
タンク８０の外側に冷却フィン９７が設けられているため、タンク８０に貯留された凝縮水と外気との熱交換効率が向上し、凝縮水の再気化（再蒸発）を抑制することができる。このため、下流側パイプ７０への凝縮水に流入を抑制することができる。また、タンク８０内の吸気が冷却されることで、凝縮水の捕集効率を向上させることができる。このようにして、吸気から凝縮水を更に確実に分離することができる。

［第六変形例］
図９に示すように、第六変形例の凝縮水分離装置５０Ｆは、上述した一実施形態の凝縮水分離装置５０に対して、上流側パイプ６０の下流端部６０ｂの形状とバッフルプレート（流動抑制部材）９８を追加した点とが異なる。
凝縮水分離装置５０Ｆにおける上流側パイプ６０は、その下流端部６０ｂが形成する開口６００が下方に傾斜して設けられている。言い換えれば、下流端部６０ｂの上部６０１よりも下部６０２の方がインタークーラ１３（図１参照）側に設けられている。すなわち、開口６００における吸気は、一実施形態の凝縮水分離装置５０において上流側パイプ６０の下流端部６０ｂが形成する開口から流出する吸気よりも、下流側パイプ７０の上流端部７０ａから遠ざかるように流出する。

バッフルプレート９８は、邪魔板やそらせ板などとも称され、タンク８０に貯留された凝縮水の流動を抑制する部材である。このバッフルプレート９８は、上流側パイプ６０の下流端部６０ｂよりも下方であって第二壁部８２の衝突面８２ａからタンク８０の内側に向けて突設されている。さらに、バッフルプレート９８は、衝突面８２ａから離隔するにつれて下方に位置するように傾斜して設けられている。言い換えれば、バッフルプレート９８は、第一壁部８１の第一内壁面８１ａに接近するにつれて下方に位置するように傾斜している。

バッフルプレート９８の先端９８ａは、一実施形態で上述した所定水位よりも上方に位置するように配設されている。すなわち、バッフルプレート９８は、タンク８０に貯留された凝縮水の水面よりも上方に設けられている。また、バッフルプレート９８の先端９８ａは、第一内壁面８１ａから離隔して設けられている。
バッフルプレート９８は、車両が停車した状態における水平面に対して傾斜角度θを有するように設けられている。傾斜角度θとは、車両が通常走行中に取り得る姿勢に対応する上限の角度よりも大きい角度（大きく傾斜する角度）として予め実験的または経験的に設定された角度である。言い換えれば、傾斜角度θは、車両がどのような姿勢であっても、バッフルプレート８２が水平にならない角度に設定されている。例えば、バッフルプレート８２が車両の前側から後側へ向かう方向に沿って下方傾斜するように設けられる場合には、車両が通常走行中に前傾斜（ダイブ）するときに取り得る姿勢に対応する角度（ダイブ角）よりも大きな傾斜角度θが設定され、また、バッフルプレート８２が車幅方向に沿って下方傾斜するように場合には、車両が通常走行中に横傾斜（ロール）するときに取り得る姿勢に対応する角度（ロール角）よりも大きな傾斜角度θが設定される。つまり、バッフルプレート９８は、通常走行中に車両が取り得る姿勢であれば、衝突面８２ａから離隔するにつれて下方に位置するように傾斜して設けられる。

第六変形例に係る凝縮水分離装置５０Ｆは上述したように構成されるため、一実施形態の作用および効果に加えて、以下に示す作用および効果を得ることができる。
上流側パイプ６０の下流端部６０ｂに形成される開口６００が下方に傾斜して設けられているため、吸気も下方へ向けて流出する。上流側パイプ６０の下流端部６０ｂよりも下方であって貯留された凝縮水の上方には、衝突面８２ａからバッフルプレート９８が設けられているため、吸気は、衝突面８２ａとバッフルプレート９８とに衝突し、これらの衝突面８２ａおよびバッフルプレート９８に凝縮水が付着する。つまり、バッフルプレート９８における上面の一部は、上流側パイプ６０の下流端部６０ｂから流出する吸気が衝突する衝突面として機能する。かかる凝縮水は、衝突面８２ａおよびバッフルプレート９８を流下して、タンク８０に貯留される。このようにして、吸気から凝縮水を確実に分離することができる。

例えば、バッフルプレート９８の上面に衝突する吸気が第二壁部８２の衝突面８２ａに向かう方向の成分を有していれば、かかる吸気によってバッフルプレート９８の上面に付着した凝縮水が押し流されて、衝突面８２ａを流下した凝縮水と接触する。つまり、衝突面８２ａとバッフルプレート９８との接続箇所において、凝縮水は、その水滴が大きくなって重量を増やす。一方、バッフルプレート９８が第二壁部８２から離隔するにつれて下方に位置するように傾斜して設けられているため、水滴が大きくなり重量が増加した凝縮水は、重力の作用でバッフルプレート９８をつたって流下する。そして、タンク８０に貯留される。このようにして、吸気から凝縮水を確実に分離することができる。

具体的には、バッフルプレート９８は、車両が通常走行中に取り得る姿勢に対応する上限の角度よりも大きく傾斜する傾斜角度θで設けられているため、通常走行中に車両が取り得る姿勢であれば、凝縮水を重力の作用で常に案内することができる。したがって、車両の走行状態によらず、バッフルプレート９８上の凝縮水を流下させることができ、凝縮水の下流側パイプ７０への流入を更に抑制することができる。

また、バッフルプレート９８は、タンク８０に貯留された凝縮水の水面よりも上方に設けられているため、気化した凝縮水を再び凝縮（結露）させて滴下させることができる。また、タンク８０に貯留された凝縮水がはね上がったとしても、そのはね上がりを抑制することができる。

〔その他〕
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。また、上述した一実施形態およびその変形例の各構成は、必要に応じて取捨選択することができ、適宜組み合わせてもよい。
上述の一実施形態では、タンク８０は、直方体形状に限らず、他の多角柱形状や円筒形状といった種々の形状のものを採用することができる。

また、下流側パイプ７０の上流端部７０ａは、上流側パイプ６０の下流端部６０ｂよりも衝突面８２ａから離隔して設けられるものに限らず、衝突面８２ａから離隔して設けられていればよい。例えば、上流側パイプ６０の下流端部６０ｂよりも衝突面８２ａに近接して設けられていてもよい。
また、下流側パイプ７０の上流端部７０ａは、上流側パイプ６０の下流端部６０ｂよりも上方に設けられるものに限らず、上流側パイプ６０の下流端部６０ｂと同じ高さやそれよりも下方に設けられていてもよい。この場合、タンク８０への下流側パイプ７０の接続可能な箇所がひろがり、種々のレイアウトに対応しうる。

また、衝突面８２ａが鉛直方向に沿って設けられるとともに吸気の流出方向に対して直交する方向に沿って設けられているものを示したが、衝突面８２ａは、少なくとも吸気が衝突するように設けられていればよい。例えば、衝突面８２ａは、鉛直面に対して傾斜して設けられていてもよい。この場合、多様なタンク８０の形状を採用することができる。また、タンク８０に対して種々の方向に沿って上流側パイプ６０を配向することができる。延いては、種々のレイアウトに対応することができる。

また、吸気系にターボチャージャ３０が設けられたものを示したが、ターボチャージャ３０に替えてまたは加えて、エンジン１の出力回転で過給するスーパーチャージャ（過給機）を用いてもよい。
また、凝縮水分離装置５０は、最低部１０ａに設けられるものに限らず、インタークーラ１３よりも下流側であってインマニ１４よりも上流側の任意の箇所（部分）に設けられていてもよい。

さらに言えば、凝縮水分離装置５０は、ＥＧＲクーラ４２の下流側に設けられてもよい。例えば、ＥＧＲクーラ４２とＥＧＲ弁４３との間やＥＧＲ弁４３とＥＧＲシステムの下流端部４０ｂとの間に設けられてもよい。かかる場合、還流する排気から凝縮水を確実に分離することができる。

上述の一実施形態にかかる変形例では、タンク８０に貯留された凝縮水の流動を抑制する流動抑制部材として、パンチングプレート９６やバッフルプレート９８を例示したが、これらに替えてまたは加えて、多孔質部材を用いてもよい。多孔質部材としては、スポンジや活性炭などが挙げられる。すなわち、スポンジや活性炭をタンク８０内に設けてもよい。かかる場合、タンク８０内に流入した凝縮水は、多孔質部材に吸収される。このため、凝縮水の流動が抑制され、凝縮水のはね上がりを抑制することができる。よって、吸気から凝縮水を更に確実に分離することができる。さらに、多孔質部材に活性炭を用いれば、凝縮水を浄化することもできる。

１ エンジン（内燃機関）
１０ 吸気通路
１０ａ 最低部
２０ 排気通路
３０ ターボチャージャ（過給機）
４０ ＥＧＲシステム
４２ ＥＧＲクーラ（冷却装置）
５０，５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄ，５０Ｅ，５０Ｆ 凝縮水分離装置
６０ 上流側パイプ
６０ａ 上流端部
６０ｂ 下流端部
６００ 開口
６０１ 上部
６０２ 下部
７０，７１，７２ 下流側パイプ
７０ａ，７１ａ，７２ａ 上流端部
７０ｂ 下流端部
８０ タンク（凝縮水貯留部）
８１ 第一壁部
８１ａ 第一内壁面
８２ 第二壁部
８２ａ 衝突面（第二内壁面）
８２ｂ ガイド部
８３ 第三壁部
８３ａ 第三内壁面
８４ 第四壁部
８４ａ 第四内壁面
８７ 排水口
８９ フロートスイッチ
９０ 凝縮水通路
９１ 凝縮水管
９２ 開閉弁
９５ パンチングプレート（気液分離部）
９６ パンチングプレート（流動抑制部材）
９７ 冷却フィン
９８ バッフルプレート（流動抑制部材）
１００ 制御装置
θ バッフルプレート９８の傾斜角度
Ｃ₁ 上流側パイプ６０の軸心
Ｃ₂ 下流側パイプ７２の軸心
Ｌ_０ 第一内壁面８１ａと衝突面８２ａとの間の内法寸法
Ｌ_１ 上流側パイプ６０の突出長さ
Ｌ_２ 下流側パイプ７０の突出長さ

Claims (19)

1. エンジンの吸気または排気を冷却する冷却装置の下流側に設けられ、前記吸気または前記排気から凝縮水を分離する凝縮水分離装置であって、
   前記吸気または前記排気から分離した前記凝縮水を貯留する凝縮水貯留部と、
   上流端部が前記冷却装置に接続され、下流端部が前記凝縮水貯留部に連通されて、前記吸気または前記排気が流通する通路を形成する上流側パイプと、
   上流端部が前記凝縮水貯留部内に突出し、前記上流側パイプよりも下流側に設けられて前記吸気または前記排気が流通する通路を形成する下流側パイプと、を備え、
   前記凝縮水貯留部が、内壁面に前記上流側パイプの前記下流端部から流出する前記吸気または前記排気が衝突する衝突面を有し、
   前記下流側パイプの前記上流端部が、前記凝縮水貯留部の前記内壁面から離隔して前記凝縮水貯留部の内部に配置されるとともに、
   前記上流側パイプの前記下流端部が、前記凝縮水貯留部の前記衝突面から離隔して前記凝縮水貯留部の内部に配置され、
   前記上流側パイプ及び前記下流側パイプが、前記上流側パイプの前記下流端部が延びる方向に直交する方向から視て重なり合う位置に配置される
   ことを特徴とする、凝縮水分離装置。
2. 前記上流側パイプの前記下流端部は、前記内壁面から前記衝突面に向けて前記凝縮水貯留部の内部に突き出した状態で、前記衝突面に対向するように配置されているとともに、前記上流側パイプの前記下流端部が、前記下流側パイプの前記上流端部よりも前記衝突面側に設けられた
   ことを特徴とする請求項１記載の凝縮水分離装置。
3. 前記下流側パイプの前記上流端部が、前記上流側パイプの前記下流端部よりも上方に設けられた
   ことを特徴とする、請求項１または２記載の凝縮水分離装置。
4. 前記凝縮水貯留部内において前記上流側パイプの前記下流端部と前記下流側パイプの前記上流端部との間に設けられ、前記吸気または前記排気が流通することで前記凝縮水を捕集する気液分離部を備えた
   ことを特徴とする、請求項３記載の凝縮液分離装置。
5. 前記衝突面が、前記上流側パイプの前記下流端部における前記吸気または前記排気の流出方向に対して直交する方向に沿って設けられた
   ことを特徴とする、請求項１〜４の何れか１項に記載の凝縮水分離装置。
6. 前記衝突面が、鉛直方向に沿って設けられた
   ことを特徴とする、請求項１〜５の何れか１項に記載の凝縮水分離装置。
7. 前記衝突面には、前記上流側パイプの軸心方向からみて前記上流側パイプの内径よりも外側に位置して前記凝縮水を案内するガイド部が設けられ、前記ガイド部は、前記衝突面に設けられた溝状のものである
   ことを特徴とする、請求項１〜６の何れか１項に記載の凝縮水分離装置。
8. 前記衝突面が、前記凝縮水の跳ねかえりを軽減するように形成された
   ことを特徴とする、請求項１〜７の何れか１項に記載の凝縮水分離装置。
9. 前記衝突面が、平滑面よりも粗い面に形成された
   ことを特徴とする、請求項１〜８の何れか１項に記載の凝縮水分離装置。
10. 前記衝突面が、不織布で形成された
    ことを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載の凝縮水分離装置。
11. 前記下流側パイプが、前記凝縮水貯留部において前記衝突面を除く前記内壁面の何れかを貫通して設けられた
    ことを特徴とする、請求項１〜１０の何れか１項に記載の凝縮水分離装置。
12. 上面視で前記上流側パイプの軸心方向と前記下流側パイプの軸心方向とが交差するように設けられた
    ことを特徴とする、請求項１〜１１の何れか１項に記載の凝縮水分離装置。
13. 前記下流側パイプが、前記凝縮水貯留部において前記上流側パイプが接続される前記内壁面を貫通して形成された
    ことを特徴とする、請求項１〜１２の何れか１項に記載の凝縮水分離装置。
14. 前記凝縮水貯留部の外側には、伝熱面積を拡げる冷却フィンが設けられた
    ことを特徴とする、請求項１〜１３の何れか１項に記載の凝縮水分離装置。
15. 前記凝縮水貯留部には、前記凝縮水の流動を抑制する流動抑制部材が設けられた
    ことを特徴とする、請求項１〜１４の何れか１項に記載の凝縮水分離装置。
16. 前記流動抑制部材が、前記上流側パイプの前記下流端部よりも下方に設けられたバッフルプレートである
    ことを特徴とする、請求項１５記載の凝縮水分離装置。
17. 前記バッフルプレートが、前記衝突面から突設され、前記衝突面から離隔するにつれて下方に位置するように傾斜して設けられた
    ことを特徴とする、請求項１６記載の凝縮水分離装置。
18. 前記バッフルプレートが、車両が通常走行中に取り得る姿勢に対応する上限の角度よりも大きく傾斜する角度で設けられた
    ことを特徴とする、請求項１７記載の凝縮水分離装置。
19. 前記流動抑制部材が、前記凝縮水貯留部に貯留された前記凝縮水の水面の上下動を抑制するパンチングプレートである
    ことを特徴とする、請求項１５〜１８の何れか１項に記載の凝縮水分離装置。

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