CN110005550B - 排气再循环冷却器 - Google Patents

排气再循环冷却器 Download PDF

Info

Publication number
CN110005550B
CN110005550B CN201811477809.8A CN201811477809A CN110005550B CN 110005550 B CN110005550 B CN 110005550B CN 201811477809 A CN201811477809 A CN 201811477809A CN 110005550 B CN110005550 B CN 110005550B
Authority
CN
China
Prior art keywords
working gas
gas
heat
heating element
passage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201811477809.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110005550A (zh
Inventor
品川知广
发田崇
山口刚生
大桥良央
吉永泰三
三好悠司
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Publication of CN110005550A publication Critical patent/CN110005550A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110005550B publication Critical patent/CN110005550B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/35—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with means for cleaning or treating the recirculated gases, e.g. catalysts, condensate traps, particle filters or heaters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/22—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
    • F02M26/23—Layout, e.g. schematics
    • F02M26/25—Layout, e.g. schematics with coolers having bypasses
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/22—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
    • F02M26/23—Layout, e.g. schematics
    • F02M26/28—Layout, e.g. schematics with liquid-cooled heat exchangers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/22—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
    • F02M26/29—Constructional details of the coolers, e.g. pipes, plates, ribs, insulation or materials
    • F02M26/30—Connections of coolers to other devices, e.g. to valves, heaters, compressors or filters; Coolers characterised by their location on the engine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/22—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
    • F02M26/29—Constructional details of the coolers, e.g. pipes, plates, ribs, insulation or materials
    • F02M26/32—Liquid-cooled heat exchangers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/22—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
    • F02M26/33—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage controlling the temperature of the recirculated gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/37—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with temporary storage of recirculated exhaust gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • F28D20/003—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using thermochemical reactions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D21/0001—Recuperative heat exchangers
    • F28D21/0003—Recuperative heat exchangers the heat being recuperated from exhaust gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F27/00—Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M2026/001—Arrangements; Control features; Details
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/04—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
    • F02M26/05—High pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust system upstream of the turbine and reintroduced into the intake system downstream of the compressor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/11—Manufacture or assembly of EGR systems; Materials or coatings specially adapted for EGR systems
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/14—Thermal energy storage

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)

Abstract

本发明提供排气再循环冷却器(EGR冷却器)，其包括：气体路径，构成为使EGR气体流通；制冷剂路径，构成为使得在气体路径中流通的EGR气体与制冷剂之间进行热交换；发热体收纳部，将通过吸附预定的工作气体而发热的发热体收纳于EGR冷却器的内部，构成为使得发热体的至少一部分与气体路径的壁面抵接；工作气体罐，贮存工作气体；及气体移动装置，构成为使得贮存于工作气体罐内的工作气体从工作气体罐向发热体收纳部移动。

Description

排气再循环冷却器
技术领域
本发明涉及在内燃机的排气再循环气体与制冷剂之间进行热交换的排气再循环冷却器。
背景技术
近年来，在用于使从内燃机排出的排气的一部分向进气***再循环的EGR(Exhaust Gas Recirculation：排气再循环)装置中，已知有将用于在EGR气体与制冷剂之间进行热交换的EGR冷却器配置于EGR通路的途中的EGR装置。在具备EGR冷却器的EGR装置中，若在如内燃机刚冷起动之后这样的、EGR冷却器内的气氛温度低时EGR气体向该EGR冷却器流入，则在EGR冷却器内的通路壁面与EGR气体接触时EGR气体中的水分有可能冷凝而产生冷凝水。在这样生成的冷凝水中包含硫酸(H2SO4)、硫酸酐(SO3)或硝酸(NHO3)等酸性物质，因此有可能诱发使EGR气体路径的部件发生腐蚀等不良情况。对于这样的问题，可考虑在比EGR冷却器靠上游的EGR通路配置蓄热材料、利用蓄积于该蓄热材料的热来将向EGR冷却器流入的EGR气体加热的方法(例如，参照日本特开2006-125215)。
发明内容
此外，根据上述的日本特开2006-125215所记载的方法，蓄积于蓄热材料的热会经由EGR气体而向EGR冷却器传递。因而，从蓄热材料传递到EGR气体的热的一部分有可能不向EGR冷却器传递而被EGR气体带走，或者在向EGR冷却器传递前从EGR气体散发。也就是说，从蓄热材料向EGR冷却器传递出的热中的会向EGR冷却器传递的热的比例容易变小。由此，可能会难以高效地加热EGR冷却器。另外，在由蓄热材料加热后的EGR气体在EGR冷却器内刚开始流通之后，由于EGR冷却器内的通路壁面冰冷，所以有可能无法完全抑制该通路壁面与EGR气体接触时的冷凝水的产生。对此，可考虑如上述的日本特开2011-052919所记载那样在EGR冷却器内设置蓄热材料的方法。在此所说的蓄热材料是在EGR冷却器内的温度比该蓄热材料的温度高时吸收EGR冷却器内的热、而在EGR冷却器内的温度比该蓄热材料的温度低时将蓄积于该蓄热材料的热散发的材料。然而，根据上述的日本特开2011-052919所记载的方法，在内燃机的运转停止中EGR冷却器内的温度变得比蓄热材料的温度低时，蓄积于蓄热材料的热会自动地散发。因而，在需要加热EGR冷却器时，可能会难以有效地加热该EGR冷却器。
本发明鉴于如上所述的各种实际情况而完成，其目的在于提供一种能够高效地且有效地加热EGR冷却器的技术。
本发明提供一种将通过吸附预定的工作气体而发热的发热体配置成能够与EGR冷却器内的气体路径的壁面进行热交换并且具备用于对该发热体供给工作气体的机构的EGR冷却器。
本发明的一个方案的排气再循环冷却器配置于将内燃机的排气通路与进气通路连接的EGR通路的途中，构成为使得在该排气再循环通路中流通的气体即排气再循环气体与制冷剂之间进行热交换。该排气再循环冷却器具备：气体路径，是形成于该排气再循环冷却器的内部的通路，构成为使排气再循环气体流通；制冷剂路径，是使所述制冷剂在所述排气再循环冷却器的内部流通的通路，构成为使得在所述气体路径中流通的EGR气体与所述制冷剂之间进行热交换；发热体收纳部，是将通过吸附预定的工作气体而发热的发热体收纳于所述排气再循环冷却器的内部的空间，构成为使得所述发热体的至少一部分与所述气体路径的壁面抵接；工作气体罐，贮存所述工作气体；及气体移动装置，构成为使得贮存于所述工作气体罐内的所述工作气体从所述工作气体罐向所述发热体收纳部移动。
在如上述这样构成的EGR冷却器中，当贮存于工作气体罐的工作气体通过气体移动装置而从工作气体罐向发热体收纳部移动时，该工作气体被吸附于发热体收纳部的发热体。当工作气体被吸附于发热体时，该发热体会发热。通过发热体吸附工作气体而产生的热从发热体向气体路径的壁面直接传递。因而，由发热体产生的热中的向气体路径的壁面传递的热的比例容易变多。其结果是，能够高效地加热EGR冷却器中的气体路径的壁面。另外，根据如上述这样构成的EGR冷却器，在需要加热EGR冷却器中的气体路径的壁面时，也能够利用气体移动装置使工作气体从工作气体罐向发热体收纳部移动。由此，也能够有效地加热EGR冷却器中的气体路径的壁面。
在此，本发明的发热体可以是通过伴随于工作气体被物理性地吸附于该发热体时的工作气体的相变(从气相向液相的相变)的潜热而发热的发热体，或者也可以是通过在工作气体被化学性地吸附于该发热体时产生的反应热而发热的发热体。
在上述方案中，可以是：当发热体升温为预定的解吸温度以上时，吸附于该发热体的工作气体发生解吸。气体移动装置可以构成为：在贮存于工作气体罐的工作气体中的预定量以上的工作气体从工作气体罐向发热体收纳部移动了之后，当发热体处于升温为解吸温度以上的状态时，使得从发热体解吸后的工作气体从发热体收纳部向工作气体罐移动。
在此所说的“预定量”无需是贮存于工作气体罐的工作气体的全量(全部量)，例如只要是能够使EGR冷却器中的气体路径的壁面温度上升至能够抑制冷凝水的产生的温度的量即可。
根据如上述这样构成的EGR冷却器，在如内燃机刚冷起动之后这样的、气体路径的壁面温度和/或发热体的温度低时，通过使贮存于工作气体罐的工作气体从工作气体罐向发热体收纳部移动，能够高效地加热气体路径的壁面。之后，当EGR气体在EGR冷却器的气体路径中流通时，EGR气体会与气体路径的壁面接触，但由于气体路径的壁面通过发热体产生的热而已被加热，所以能够抑制冷凝水的产生。并且，当通过内燃机继续运转而EGR气体的温度一定程度地升高时，该EGR气体的热会经由气体路径的壁面而向发热体传递，因此发热体的温度进一步上升。并且，当发热体的温度上升至所述解吸温度以上时，吸附于该发热体的工作气体从该发热体解吸。在此，若从发热体解吸后的工作气体留在发热体收纳部，则在之后的内燃机的运转停止中等发热体的温度下降为小于所述解吸温度时，工作气体会被再吸附于发热体，该发热体会不必要地发热。相对于此，若在使贮存于工作气体罐的工作气体从该工作气体罐向发热体收纳部移动之后，当发热体处于升温为所述解吸温度以上的状态时，利用气体移动装置使从发热体解吸后的工作气体从发热体收纳部向工作气体罐移动，则能够抑制发热体的不必要的发热。而且，在发热体处于升温为所述解吸温度以上的状态时，若通过使从发热体解吸后的工作气体从发热体收纳部向工作气体罐移动而将该工作气体向工作气体罐回收，则在内燃机的下次的运转时等需要加热气体路径的壁面时，通过使回收到工作气体罐的工作气体从工作气体罐向发热体收纳部再次移动，能够使预定量以上的工作气体吸附于发热体，从而能够高效地且有效地加热气体路径的壁面。
在上述方案中，工作气体罐可以配置于排气再循环冷却器的外部。气体移动装置可以具备：连通路，将发热体收纳部与工作气体罐连接；切换阀，设置于该连通路的途中，对该连通路的导通和切断进行切换；及控制部，控制该切换阀。控制部可以在工作气体罐内的压力比发热体收纳部内的压力高时通过以使连通路导通的方式控制切换阀来使贮存于工作气体罐内的工作气体从该工作气体罐向发热体收纳部移动。
在上述方案中，可以在发热体收纳部、连通路及工作气体罐中仅填充有能够收纳于工作气体罐的量的工作气体。
例如，在该EGR冷却器的制造过程中，在已将包括发热体收纳部、连通路及工作气体罐的工作气体路径内抽真空的状态下，使切换阀闭阀后向工作气体罐填充工作气体即可。
在此，在如内燃机刚冷起动之后这样的、EGR冷却器中的气体路径的壁面温度是有可能产生冷凝水的温度时，可设想EGR冷却器中的发热体收纳部内的温度与工作气体罐内的温度大致等同。在这样的情况下，若在工作气体罐中贮存有工作气体的状态下连通路被切换阀切断，则工作气体罐内的压力成为接近工作气体的饱和蒸气压的状态，另一方面，发热体收纳部内的压力成为接近真空的状态。其结果是，工作气体罐内的压力比EGR冷却器中的发热体收纳部内的压力高。在这样的、工作气体罐内的压力比发热体收纳部内的压力高时，若控制部以使连通路导通的方式控制切换阀，则贮存于工作气体罐的工作气体必然会从该工作气体罐向发热体收纳部移动。
在上述方案中，在为了使得贮存于工作气体罐内的工作气体从该工作气体罐向发热体收纳部移动而以使连通路导通的方式控制切换阀之后，控制部可以以使连通路继续导通至发热体的温度上升至所述解吸温度之后的预定的定时为止的方式控制切换阀，从而使从发热体解吸的工作气体从发热体收纳部向工作气体罐移动。
在如上述那样使贮存于工作气体罐内的工作气体从该工作气体罐向发热体收纳部移动之后，若通过内燃机继续运转且EGR气体在EGR冷却器内的气体路径中流通而EGR冷却器内的温度(发热体收纳部内的温度)不断上升，则发热体会上升为所述解吸温度以上。由此，吸附于该发热体的工作气体会从该发热体解吸。并且，通过发热体收纳部内的工作气体的量变得比工作气体罐内的工作气体的量多，发热体收纳部内的压力会变得比工作气体罐内的压力高。由此，若利用切换阀使连通路继续导通至使贮存于工作气体罐内的工作气体从该工作气体罐向发热体收纳部移动之后的所述预定的定时为止，则从发热体解吸后的工作气体必然会从发热体收纳部向工作气体罐移动。并且，若在所述预定的定时下连通路由切换阀切断，则也能够将从发热体收纳部移动到工作气体罐的工作气体贮存于工作气体罐。此外，在此所说的“预定的定时”是推定为吸附于发热体的工作气体从该发热体的解吸完成且从该发热体解吸后的工作气体从发热体收纳部向工作气体罐的移动完成的定时。此时的“吸附于发热体的工作气体从该发热体的解吸完成”不限于吸附于发热体的工作气体的全量从该发热体解吸的方式，只要吸附于发热体的工作气体中的所述预定量以上的工作气体从该发热体解吸就足够了。同样，“从发热体解吸后的工作气体从发热体收纳部向工作气体罐的移动完成”不限于从发热体解吸后的工作气体的全量从发热体收纳部向工作气体罐移动的方式，只要从发热体解吸后的工作气体中的上述的预定量以上的工作气体从发热体收纳部向工作气体罐移动就足够了。总之，只要“在内燃机下次刚冷起动之后等连通路由切换阀从切断状态切换为导通状态时发热体能够吸附预定量以上的工作气体”的程度的量的工作气体从发热体解吸并回到工作气体罐即可。
在上述方案中，连通路可以与发热体收纳部以下述方式连接：使得在工作气体向发热体收纳部内流入时，工作气体沿着与排气再循环气体的流动方向交叉的方向流入，且工作气体朝向发热体收纳部中的发热体的多个部位流入。
为了有效地进行EGR冷却器对EGR气体的冷却，需要使EGR气体的流动方向和与该EGR气体的流动方向正交的方向中的EGR气体的流动方向上的EGR冷却器的长度相对较长。伴随于此，发热体的长度也是在EGR气体的流动方向上比在与该EGR气体的流动方向正交的方向上长。在此，工作气体的流通方向上的发热体的长度越长，则工作气体越难以遍布发热体的整体。尤其是，在如上述那样利用工作气体罐内的压力与发热体收纳部内的压力的差压来进行工作气体的移动的结构中，若工作气体的流通方向上的发热体的长度变长，则工作气体难以遍布发热体的整体。相对于此，若连通路与发热体收纳部连接成使得工作气体沿着与EGR气体的流动方向交叉的方向而向发热体收纳部流入、且工作气体朝向发热体的多个部位而向发热体收纳部流入，则在工作气体向发热体收纳部流入之后，该工作气体容易遍布发热体的整体。其结果是，能够使收纳于发热体收纳部的发热体的大致整体发热。
在上述方案中，控制部可以在内燃机起动时的该内燃机的温度低于预定的阈值的情况下，以使连通路导通的方式控制切换阀，从而使贮存于所述工作气体罐内的所述工作气体从该工作气体罐向所述发热体收纳部移动。
在此所说的“预定的阈值”是若内燃机的温度低于该阈值则推定为气体路径的壁面温度是有可能产生冷凝水的温度且发热体的温度低于所述解吸温度的、内燃机的温度。此外，在如内燃机刚冷起动之后这样的、气体路径的壁面温度处于有可能产生冷凝水的温度区域时(即，在内燃机起动时的该内燃机的温度低于所述阈值时)，如前所述，可设想EGR冷却器及工作气体罐的温度低下至与外气温度大致相等，因此，若在这样的状态下在工作气体罐中贮存有工作气体且连通路由切换阀切断，则可设想工作气体罐内的压力比EGR冷却器中的发热体收纳部内的压力高。由此，在内燃机起动时的该内燃机的温度低于所述阈值时，若以使连通路导通的方式控制切换阀，则贮存于工作气体罐内的工作气体必然会从该工作气体罐向发热体收纳部移动。由此，能够高效地且有效地加热EGR冷却器中的气体路径的壁面，因此能够更可靠地抑制冷凝水的产生。
在上述方案中，排气再循环冷却器可以还具备在预定的排气再循环气体流通条件成立时使排气再循环气体流通于气体路径的流通控制部。上述的预定的排气再循环气体流通条件可以包括如下条件：从在内燃机起动时的该内燃机的温度低于所述阈值的情况下以使连通路导通的方式控制切换阀起，经过了预定的升温时间以上。
在此所说的“预定的升温时间”是从通过以使连通路导通的方式控制切换阀而使工作气体开始从工作气体罐向发热体收纳部移动起、到气体路径的壁面温度上升为不会产生冷凝水的温度为止所需的时间。根据这样的结构，在气体路径的壁面温度是有可能产生冷凝水的温度时，能够抑制EGR气体在气体路径中流通，因此能够更可靠地抑制冷凝水的产生。
在上述方案中，发热体收纳部的至少一部分可以与制冷剂路径相邻地配置。
根据这样的结构，在内燃机的运转中，即使伴随于向EGR冷却器流入的EGR气体的温度变得比较高而导致从EGR气体经由气体路径的壁面向发热体传递的热变得比较多，发热体的热也会被在制冷剂路径中流通的制冷剂夺走，因此能够抑制发热体的过热。
在上述方案中，工作气体可以是具有小于或等于水或氨的分子直径的气体。发热体可以由具备多个细孔的多孔质的材料形成，所述细孔具有比工作气体的分子直径大的细孔直径。
以上是基于本申请的发明人的如下见解：通过使用这样的工作气体及发热体，能够更可靠地进行发热体对工作气体的吸附，并且发热体会有效地发热。
根据本发明，能够高效地且有效地加热EGR冷却器。
附图说明
本发明的典型实施例的特征、优点及技术上和工业上的意义将会在下面参照附图来描述，在这些附图中，同样/相似的标号表示同样/相似的要素，其中：
图1是示出应用本发明的内燃机的概略结构的图。
图2是示出实施例1中的EGR冷却器的结构的图。
图3是按照时间序列示出内燃机冷起动了时的切换阀的状态、工作气体罐内的水(水蒸气)量、工作气体罐内的压力及发热体收纳部内的压力、发热体的温度、气体路径的壁面温度、允许标志的状态及EGR阀的状态的时间图。
图4是示出EGR冷却器处于冷状态时的工作气体的举动的图。
图5是示出EGR冷却器处于温状态时的工作气体的举动的图。
图6是示出在工作气体罐内贮存有工作气体的状态的图。
图7是示出在将切换阀从闭阀状态向开阀状态切换时由ECU执行的处理例程的流程图。
图8是示出在将切换阀从开阀状态向闭阀状态切换时由ECU执行的处理例程的流程图。
图9是示出实施例2中的发热体收纳部与连通路的连接方式的图。
图10是示出实施例3中的EGR冷却器主体的内部结构的图。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的具体的实施方式进行说明。只要没有特别的记载，则本实施方式所记载的构成部件的尺寸、材质、形状、相对配置等就并非旨在将发明的技术范围限定于此。
<实施例1>
首先，基于图1至图8对本发明的第1实施例进行说明。图1是示出应用本发明的内燃机的概略结构的图。图1所示的内燃机1是以汽油为燃料的火花点火式的内燃机或以轻油为燃料的压缩着火式的内燃机。对该内燃机1连接有进气通路2和排气通路3。进气通路2是用于将从大气中取入的新气(空气)向内燃机1的未图示的汽缸内引导的通路。排气通路3是用于使在内燃机1的汽缸内燃烧后的气体经由未图示的排气净化催化剂等而流通的通路。
另外，在内燃机1一并设置有EGR装置4。EGR装置4具备：EGR通路40，是从排气通路3的途中分支并向进气通路2的途中汇合的通路，且是用于将在排气通路3中流动的排气的一部分作为EGR气体而向进气通路2引导的通路；及EGR阀41，是设置于EGR通路40的途中的用于变更该EGR通路40的通路截面积的阀装置。此外，在内燃机1具备未图示的排气涡轮增压机(涡轮增压器)的结构中，EGR通路40可以构成为将EGR气体从比涡轮机靠上游的排气通路3向比压缩机靠下游的进气通路2引导，或者也可以构成为将EGR气体从比涡轮机靠下游的排气通路3向比压缩机靠上游的进气通路2引导。
在上述的EGR装置4中，当EGR阀41开阀时，在排气通路3中流动的排气的一部分(EGR气体)经由EGR通路40而被向进气通路2引导。引导到进气通路2的EGR气体与在该进气通路2中流动的新气一起被向内燃机1的汽缸内吸入而用于燃烧。此时，混合气的燃烧温度会由于EGR气体中包含的非活性气体成分的作用等而下降，因此能够将NOX的产生量抑制得少。
此外，由于EGR气体是在内燃机1的汽缸内燃烧后的气体的一部分，所以该EGR气体的温度比新气的温度高。因而，当EGR气体混入新气时，新气的温度上升从而该新气的体积膨胀。其结果是，向内燃机1的汽缸内填充的新气的质量变少，因此有可能招致填充效率的下降。于是，在本实施例中的EGR装置4一并设置有用于冷却EGR气体的EGR冷却器400。
(EGR冷却器的结构)
在此，基于图2对本实施例中的EGR冷却器400的结构进行说明。EGR冷却器400具备在上述的EGR通路40的途中配置的EGR冷却器主体401。在EGR冷却器主体401的内部分别形成有多个气体路径405、制冷剂路径406及发热体收纳部407。气体路径405是与EGR通路40连通的路径，且是用于使EGR气体流通的路径。制冷剂路径406是使与在气体路径405中流通的EGR气体进行热交换的制冷剂流通的路径。此外，在图2所示的例子中，作为在制冷剂路径406中流通的制冷剂，使用冷却剂，但也可以是冷却剂以外的液体或气体。发热体收纳部407是用于收纳后述的发热体的空间。在此，发热体收纳部407隔着用于划定气体路径405的间隔壁而与该气体路径405相邻，另一方面，也隔着划定制冷剂路径406的间隔壁而与该制冷剂路径406相邻。此时，假设收纳于发热体收纳部407的发热体以与气体路径405和发热体收纳部407之间的间隔壁(即，划定气体路径405的间隔壁)接触并且也与制冷剂路径406和发热体收纳部407之间的间隔壁(即，划定制冷剂路径406的间隔壁)接触的方式配置。此外，收纳于发热体收纳部407的发热体只要与划定气体路径405的间隔壁和划定制冷剂路径406的间隔壁中的至少划定气体路径405的间隔壁接触即可。另外，气体路径405与制冷剂路径406也隔着划定这些路径的间隔壁而相互相邻，在气体路径405中流通的EGR气体与在制冷剂路径406中流通的冷却剂之间直接进行热交换。而且，在EGR冷却器主体401设置有用于使冷却剂向所述制冷剂路径406流入的流入口408和用于使通过所述制冷剂路径406后的冷却剂流出的流出口409。此外，在图2中虽然未图示，但从所述流出口409流出后的冷却剂在由散热器等热交换器冷却之后向所述流入口408再次流入。
在如上述这样构成的EGR冷却器400中，当EGR气体从EGR通路40向EGR冷却器主体401的气体路径405流入后，通过该EGR气体与在制冷剂路径406中流通的冷却剂之间进行热交换而使该EGR气体的温度下降。若这样使EGR气体的温度下降，则该EGR气体导入到进气通路2时的新气的温度上升变小，因此能够抑制上述的填充效率的下降。
在如内燃机1刚冷起动之后这样的、EGR冷却器主体401处于冷状态时，划定气体路径405的壁面(以下，有时也简记为“气体路径405的壁面”)的温度有可能成为露点以下。在此所说的“露点”是EGR气体中包含的水分开始凝聚的温度，以下称作“EGR气体的露点”。若在气体路径405的壁面的温度为EGR气体的露点以下时EGR气体向EGR冷却器主体401的气体路径405流入，则在该EGR气体与气体路径405的壁面接触时EGR气体中包含的水分有可能冷凝而产生冷凝水。这样产生的冷凝水包含硫酸(H2SO4)、硫酸酐(SO3)或硝酸(NHO3)等酸性物质，因此可能会招致配置于EGR气体路径的部件(例如，EGR冷却器主体401、中冷器等进气***部件等)的腐蚀等。由此，希望尽可能地抑制EGR冷却器主体401内的冷凝水的产生。
对于如上所述的要求，可考虑如下方法：设置用于将向EGR冷却器主体流入之前的阶段的EGR气体加热的热源，在EGR冷却器主体的冷态时利用所述热源将EGR气体加热，由此将EGR冷却器主体间接地加热。然而，从热源传递到EGR气体的热的一部分有可能不向EGR冷却器主体传递而被EGR气体带走、和/或在向EGR冷却器主体流入之前从EGR气体散发。因而，从热源向EGR气体传递的热中的从EGR气体向EGR冷却器主体传递的热的比例容易变小，有可能难以高效地加热EGR冷却器主体。另外，根据该方法，也有可能在到气体路径的壁面温度超过EGR气体的露点为止的期间产生冷凝水。作为另一方法，也可考虑如下方法：通过将蓄热材料内置于EGR冷却器主体，从而将EGR冷却器主体的温态时的EGR气体的热蓄积于该蓄热材料。然而，蓄积于蓄热材料的热在内燃机的运转停止中EGR冷却器主体的温度变得比该蓄热材料的温度低时，会从蓄热材料自动地散发。因而，在需要加热EGR冷却器主体时(例如，在EGR冷却器主体内有可能产生冷凝水时)从蓄热材料散发的热变少，其结果是，可能会难以有效地加热EGR冷却器主体。
于是，在本实施例的EGR冷却器400中，作为收纳于所述发热体收纳部407的发热体，使用在吸附了预定的工作气体时会发热的物质，并且将用于贮存所述工作气体的工作气体罐402配置于所述EGR冷却器主体401的外部，而且，设置用于使贮存于所述工作气体罐402的工作气体从该工作气体罐402向所述发热体收纳部407移动的气体移动装置。
在此，作为在吸附了工作气体时会发热的发热体，可以使用能够通过使工作气体从气相向液相进行相变而物理性地吸附该工作气体的物质。作为满足这样的条件的物质，例如可以使用多孔质的有机金属结构体(MOF：Metal Organic Framework)、沸石等。另外，作为使用MOF或沸石作为发热体的情况下的工作气体，例如可以使用使水、氨、醇(例如，甲醇、乙醇等)、二氧化碳或三氧化硫等物质气化后的气体。若通过这些组合中的任一组合决定了发热体和工作气体，则在工作气体被吸附于发热体时，能够利用伴随于该工作气体的相变而产生的潜热使发热体发热。
此外，作为在吸附了工作气体时会发热的发热体，也可以使用能够通过与工作气体发生化学反应而化学性地吸附该工作气体的物质。作为满足这样的条件的物质，可以使用卤化物(例如，SrCl2、CaCl2、MgCl2、MgBr2、MgF2等)、硫酸盐(例如，MgSO4等)、氧化物(例如，MgO、CaO等)、金属(例如，Pd等形成储氢合金、氧化物的金属等)。并且，在使用卤化物、硫酸盐或氧化物作为发热体的情况下，使用与上述的使用MOF、沸石作为发热体的情况同样的工作气体即可。另外，在使用金属作为发热体的情况下，使用氧、氢等作为工作气体即可。若通过这些组合中的任一组合决定了发热体和工作气体，则在工作气体被吸附于发热体时，能够利用伴随于工作气体与发热体的化学反应而产生的反应热使发热体发热。
另外，本实施例的气体移动装置具备使配置于EGR冷却器主体401的外部的工作气体罐402与EGR冷却器主体401内的发热体收纳部407连通的连通路403、设置于连通路403的途中的切换阀404及ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)5。切换阀404是用于对连通路403的导通与切断进行切换的阀装置。ECU5是对切换阀404进行电控制的装置，关于该ECU5的具体结构将在后文叙述。在此，在本实施例的EGR冷却器400的制造过程中，在使所述工作气体罐402贮存工作气体时，在将发热体收纳部407的内部、连通路403的内部及工作气体罐402的内部抽真空后的状态下，使切换阀404闭阀(使连通路403切断)之后，向所述工作气体罐402内封入工作气体。
(EGR冷却器的动作)
在此，基于图3～图6对上述的EGR冷却器400的动作进行说明。此外，以下，假设使用MOF作为发热体，并且使用水(水蒸气)作为工作气体。在该情况下，假设MOF所具有的细孔的细孔直径形成为比水(水蒸气)的分子直径大。这是为了通过使水(水蒸气)容易向MOF的细孔内进入而使MOF对水(水蒸气)的吸附更可靠地进行。图3是按照时间序列示出内燃机1冷起动了时的切换阀404的状态、工作气体罐402内及发热体收纳部407内的压力、工作气体罐402内的工作气体量(水(水蒸气)的量)、发热体(MOF)的温度、气体路径405的壁面温度、允许标志的状态及EGR阀41的状态的时间图。此外，在图3中，假设在内燃机1冷起动的时间点(图3中的t0)下大部分(预定量以上)的水(水蒸气)以液相和/或气相的状态贮存于工作气体罐402内。另外，图3中的允许标志是在推定为可能会因EGR气体在EGR冷却器主体401的气体路径405中流通而产生冷凝水时被设为OFF、而在推定为不会因EGR气体在EGR冷却器主体401的气体路径405中流通而产生冷凝水时被设为ON的标志。更具体而言，允许标志在推定为气体路径405的壁面温度低于比EGR气体的露点Tdp高的预定的预热完成温度(即，对EGR气体的露点Tdp加上裕量而得到的温度)Twc时被设为OFF，而在推定为气体路径405的壁面温度为所述预热完成温度Twc以上时被设为ON。图4是示出EGR冷却器主体401处于冷状态时的工作气体的举动的图。图5是示出EGR冷却器主体401处于温状态时的工作气体的举动的图。图6是示出在工作气体罐402内贮存有工作气体的状态的图。
如图3所示，在内燃机1冷起动的时间点(图3中的t0)下，EGR冷却器主体401为冷状态(即，推定为气体路径405的壁面温度低于预热完成温度Twc的状态)。若在EGR冷却器主体401处于冷状态时EGR阀41开阀，则在EGR气体在EGR冷却器主体401的气体路径405中流通时，可能会因该EGR气体与气体路径405的壁面接触而产生冷凝水。因而，在本实施例中，在EGR冷却器主体401处于冷状态时，允许标志被设为OFF，并且进行EGR冷却器主体401的预热。在此所说的EGR冷却器主体401的预热利用在发热体收纳部407的发热体吸附水(水蒸气)时产生的热来进行。为了利用这样的方法实现EGR冷却器主体401的预热，需要使贮存于工作气体罐402内的水(水蒸气)从该工作气体罐402向发热体收纳部407移动。在此，在内燃机1冷起动了时(图3中的t0)，工作气体罐402内的温度与发热体收纳部407内的温度大致相等(例如为与外气温度相当的温度)。在这样的状况下，若大部分(预定量以上)的水(水蒸气)贮存于工作气体罐402，则工作气体罐402内的压力成为接近水(水蒸气)的饱和蒸气压的压力，而EGR冷却器主体401中的发热体收纳部407内的压力成为大致真空。因而，工作气体罐402内的压力比发热体收纳部407内的压力高。由此，在内燃机1刚冷起动后(图3中的t1)，若ECU5通过将切换阀404从闭阀状态向开阀状态切换而将连通路403从切断状态向导通状态切换，则如图4所示，贮存于工作气体罐402的水蒸气(图4中的Gw)必然会从工作气体罐402经由连通路403而向发热体收纳部407移动(参照图4中的中空箭头)。另外，当伴随于连通路403的导通而工作气体罐402内的压力变得比水的饱和蒸气压低时，在工作气体罐402内以液相的状态贮存的水(图4中的Wt)必然会向气相进行相变并从工作气体罐402向发热体收纳部407移动。这样，根据本实施例的气体移动装置，在使贮存于工作气体罐402内的水(水蒸气)从该工作气体罐402向发热体收纳部407移动的情况下，不依赖于泵等那样的用于强制性地使工作气体移动的机构，就能够实现工作气体从工作气体罐402向发热体收纳部407的移动。此外，如上所述的水(水蒸气)从工作气体罐402向发热体收纳部407的移动会持续至工作气体罐402内的压力与发热体收纳部407内的压力平衡为止。此时，假设在EGR冷却器400的制造过程中调整了向工作气体罐402内封入的水(水蒸气)量等，以使得贮存于工作气体罐402的水(水蒸气)中的预定量以上的水(水蒸气)从工作气体罐402向发热体收纳部407移动。在此所说的“预定量”是能够使EGR冷却器主体401中的气体路径405的壁面温度上升为上述的预热完成温度Twc以上的量，且是占了向包括发热体收纳部407、连通路403及工作气体罐402的工作气体路径填充的工作气体的大部分的量。
从工作气体罐402移动到发热体收纳部407的水(水蒸气)会被吸附于收纳于发热体收纳部407的发热体(图4中的Eh)。此时，如前所述，作为发热体的MOF的细孔直径形成为比水(水蒸气)的分子直径大，从而从工作气体罐402移动到发热体收纳部407的水(水蒸气)容易向发热体的细孔内进入，因此，能够更可靠地进行发热体对水(水蒸气)的吸附。并且，在发热体吸附水(水蒸气)时，会伴随于该水(水蒸气)从气相的水蒸气向液相的水进行相变而产生潜热，因此发热体会因该潜热而发热。在此，如在前述的图2的说明中所述那样，发热体以与划定气体路径405的间隔壁接触的方式配置。因而，由该发热体产生的热直接向气体路径405的壁面传递(参照图4中的黑箭头)。由此，由发热体产生的热中的向气体路径405的壁面传递的热的比例变大，因此能够高效地加热气体路径405的壁面。由此，能够使气体路径405的壁面温度迅速上升。
当推定为通过利用发热体产生的热加热气体路径405的壁面而使得该气体路径405的壁面温度上升为所述预热完成温度Twc以上时(图3中的t2)，允许标志从OFF向ON切换。此时，若内燃机1的运转状态处于EGR执行区域，则EGR阀41从闭阀状态向开阀状态切换。也就是说，若包括内燃机1的运转状态属于EGR执行区域及允许标志为ON等的预定的EGR气体流通条件成立，则EGR阀41从闭阀状态向开阀状态切换，EGR气体向EGR冷却器主体401内的气体路径405流通。在该情况下，由于气体路径405的壁面温度上升到了比EGR气体的露点Tdp高的预热完成温度Twc以上，所以即使EGR气体与气体路径405的壁面接触，也能够抑制EGR气体中包含的水分冷凝，从而能够抑制冷凝水的产生。此外，在图3所示的例子中，在推定为气体路径405的壁面温度上升为预热完成温度Twc以上的时间点，换言之，在允许标志从OFF向ON切换了的时间点(图3中的t2)，EGR阀41从闭阀状态向开阀状态切换，但将EGR阀41从闭阀状态向开阀状态切换的定时只要是推定为气体路径405的壁面温度上升为预热完成温度Twc以上的时间点(图3中的t2)以后的定时即可，能够根据内燃机1的运转状态而适当变更。
另外，若利用上述的方法进行EGR冷却器主体401的预热，则贮存于工作气体罐402的水(水蒸气)中的预定量以上的水(水蒸气)会成为吸附于发热体的状态。由此，为了在内燃机1的下次以后的运转时也利用上述的方法实现EGR冷却器主体401的高效且有效的预热，需要使吸附于发热体的水(水蒸气)从该发热体解吸，并且使从该发热体解吸后的水(水蒸气)从发热体收纳部407向工作气体罐402移动。
在此，为了使吸附于发热体的水(水蒸气)从该发热体解吸，需要使该发热体的温度上升为预定的解吸温度Tdes以上。在此所说的预定的解吸温度Tdes是吸附于作为发热体的MOF的水(水蒸气)会从该MOF解吸的最低的温度。此外，在通过推定为气体路径405的壁面温度上升为预热完成温度Twc以上而使得允许标志从OFF向ON切换之后(图3中的t2以后)，若通过EGR阀41从闭阀状态向开阀状态切换而使得EGR气体在EGR冷却器主体401的气体路径405中流通，则EGR气体的热会经由气体路径405的壁面而向发热体收纳部407的发热体传递。此时，EGR气体的温度与所述解吸温度Tdes相比足够高，所以发热体的温度会上升至所述解吸温度Tdes以上的温度(图3中的t3)。在此，若EGR气体的热如上述那样向发热体继续传递，则发热体可能会过热。然而，如在前述的图2的说明中所述那样，发热体收纳部407的发热体以与划定制冷剂路径406的间隔壁也接触的方式配置。因而，从EGR气体传递到发热体的热的一部分会经由划定制冷剂路径406的间隔壁而向在制冷剂路径406中流动的冷却剂散发。由此，即使EGR气体的热向发热体继续传递，也能够抑制发热体的过热。
另外，为了使从发热体解吸后的水(水蒸气)从发热体收纳部407向工作气体罐402移动，需要在使切换阀404开阀的状态下使发热体收纳部407内的压力比工作气体罐402内的压力高。在此，当通过成为发热体的温度上升为解吸温度Tdes以上的状态(即，EGR冷却器主体401成为温状态)而使得吸附于发热体的水(水蒸气)从该发热体解吸后，通过发热体收纳部407内的水(水蒸气)的量变得比工作气体罐402内的水(水蒸气)的量多，发热体收纳部407内的压力会变得比工作气体罐402内的压力高。由此，若使在EGR冷却器主体401的预热开始时(图3中的t1)从闭阀状态切换为开阀状态的切换阀404在发热体的温度达到解吸温度Tdes(图3中的t3)以后也继续开阀，则在发热体的温度上升为解吸温度Tdes以上时，如图5所示，吸附于发热体的水(水蒸气)会从液相的水向气相的水蒸气(图5中的Gw)进行相变并从发热体解吸，而且，从发热体解吸后的水(水蒸气)必然会从发热体收纳部407经由连通路403而向工作气体罐402移动(参照图5中的中空箭头)。此时，若工作气体罐402内的温度与发热体收纳部407内的温度相比足够低，则从发热体收纳部407移动到工作气体罐402的水蒸气会向液相的水(图5中的Wt)进行相变。这样，根据本发明的气体移动装置，在将吸附于发热体的水(水蒸气)向工作气体罐402回收的情况下，不依赖于加热器等强制性地将发热体加热的机构、泵等用于强制性地使工作气体移动的机构，就能够实现吸附于发热体的水(水蒸气)的解吸及从发热体解吸后的水(水蒸气)从发热体收纳部407向工作气体罐402的移动。
当吸附于发热体的水(水蒸气)通过上述的方法而回收到工作气体罐402后，需要将回收到工作气体罐402的水(水蒸气)贮存在该工作气体罐402内，直到需要进行EGR冷却器主体401的下次的预热为止(即，直到内燃机1下次刚冷起动之后为止)。于是，在本实施例中，在发热体的温度超过解吸温度Tdes之后的预定的定时(图3中的t4)，使得由ECU5将切换阀404从开阀状态向闭阀状态切换。在此所说的“预定的定时”是能够推定为吸附于发热体的水(水蒸气)从该发热体的解吸已完成并且从发热体解吸后的水(水蒸气)从发热体收纳部407向工作气体罐402的移动已完成的定时。此时的“吸附于发热体的水(水蒸气)从该发热体的解吸完成”不限于吸附于发热体的水(水蒸气)的全量从该发热体解吸的方式，只要吸附于发热体的水(水蒸气)中的预定量以上的水(水蒸气)从该发热体解吸就足够了。同样，“从发热体解吸后的水(水蒸气)从发热体收纳部407向工作气体罐402的移动完成”不限于从发热体解吸后的水(水蒸气)的全量从发热体收纳部407向工作气体罐402移动的方式，只要从发热体解吸后的水(水蒸气)中的预定量以上的水(水蒸气)从发热体收纳部407向工作气体罐402移动就足够了。总之，只要“在内燃机1下次刚冷起动之后连通路403由切换阀404从切断状态切换为导通状态时发热体能够吸附预定量以上的工作气体”的程度的量的工作气体从发热体解吸并返回工作气体罐402即可。由此，所述预定的定时也可以说成是：能够推定为工作气体罐402内的水(水蒸气)量恢复成了与紧接图3中的t1之前的水(水蒸气)量大致相同的量的定时、能够推定为发热体的水吸附量恢复成了与紧接图3中的t1之前的水吸附量大致相同的量的定时、或能够推定为工作气体罐402内的压力恢复成了与紧接图3中的t1之前的压力大致相等的定时。此外，上述的预定的定时也可以设定为内燃机1的运转停止的定时(即，未图示的点火开关从ON向OFF切换的定时)。这是因为：只要在发热体的温度超过解吸温度Tdes之后内燃机1继续运转，就可认为难以发生发热体收纳部407的温度低于工作气体罐402的温度的事态，伴随于此，也难以发生发热体收纳部407内的压力低于工作气体罐402内的压力的事态，因此可认为，在吸附于发热体的水(水蒸气)向工作气体罐402的回收完成以后，即使切换阀404继续开阀至内燃机1的运转停止的定时，回收到工作气体罐402的水(水蒸气)也难以从该工作气体罐402向发热体收纳部407移动。
此外，在为了进行EGR冷却器主体401的预热而使切换阀404开阀之后，无需使切换阀404连续地持续开阀至上述的预定的定时，也可以在推定为气体路径405的壁面温度上升为预热完成温度Twc以上的时间点(图3中的t2)使切换阀404暂时闭阀，之后，在推定为发热体的温度上升至解吸温度Tdes的时间点(图3中的t3)使切换阀404再次开阀，由此进行吸附于发热体的水(水蒸气)向工作气体罐402的回收。
当在上述的预定的定时将切换阀404从开阀状态向闭阀状态切换后，如图6所示，从发热体收纳部407回收到工作气体罐402的水(水蒸气)成为贮存于该工作气体罐402内的状态。其结果是，在需要进行EGR冷却器主体401的下次的预热时，通过将切换阀404从闭阀状态向开阀状态切换，能够再现前述的图4～图5的动作。
在如上述这样构成的EGR冷却器400一并设置有上述的ECU5。此外，本实施例中的ECU5也兼作为用于控制内燃机1的运转状态等的ECU，但也可以与用于控制内燃机1的运转状态等的ECU分别设置。ECU5由CPU、ROM、RAM、备用RAM等构成。并且，该ECU5除了温度传感器6之外，也被输入未图示的空气流量计、空燃比传感器等各种传感器的检测信号。在此所说的温度传感器6是检测在内燃机1中循环的冷却剂的温度的传感器。另外，ECU5除了前述的EGR阀41、切换阀404之外，也与未图示的燃料喷射阀等各种设备电连接，能够控制这些各种设备。例如，ECU5除了燃料喷射控制等已知的控制之外，还进行EGR冷却器主体401的预热控制。
(EGR冷却器主体的预热控制流程)
在此，按照图7及图8对由ECU5执行的EGR冷却器主体401的预热控制进行说明。图7是示出在将切换阀404从闭阀状态向开阀状态切换时由ECU5执行的处理例程的流程图。图7所示的处理例程以内燃机1的起动为触发来执行。另一方面，图8是示出在将切换阀404从开阀状态向闭阀状态切换时由ECU5执行的处理例程的流程图。图8所示的处理例程在内燃机1的运转中以预定的周期反复执行。
首先，在图7的处理例程中，ECU5在S101的处理中读入由温度传感器6检测的冷却剂温度Thw1。接着，在S102的处理中，ECU5判别在S101的处理中读入的冷却剂温度Thw1是否比预定的阈值Thwthre低。在此所说的“预定的阈值Thwthre”是如下温度：若冷却剂温度Thw1低于该阈值Thwthre，则推定为气体路径405的壁面温度低于预热完成温度Twc且发热体的温度低于解吸温度Tdes。这样的阈值Thwthre预先基于实验、模拟的结果来求出。在此，冷却剂温度Thw1相当于本发明中的“内燃机起动时的该内燃机的温度”的一例。
此外，在内燃机1刚冷起动之后，可设想气体路径405的壁面温度与发热体的温度大致相等(例如，与外气温度相等)，因此也可以将用于计测气体路径405的壁面温度或发热体的温度的温度传感器安装于EGR冷却器主体401，或者将计测外气温的温度传感器一并设置于EGR冷却器400，若该温度传感器的计测温度低于预热完成温度Twc(<Tdes)，则推定为气体路径405的壁面温度低于预热完成温度Twc，且发热体的温度低于解吸温度Tdes。
在所述S102的处理中作出了肯定判定的情况下(Thw1<Thwthre)，如前所述，推定为气体路径405的壁面温度低于预热完成温度Twc，因此，若在这样的状况下使得EGR气体在EGR冷却器主体401的气体路径405中流通，则可能会因EGR气体与气体路径405的壁面接触而产生冷凝水。于是，在所述S102的处理中作出了肯定判定的情况下，ECU5进入S103的处理，将允许标志设为OFF。在该情况下，上述的EGR气体流通条件不成立，因此EGR阀41不开阀。在推定为气体路径405的壁面温度低于预热完成温度Twc的状态下，若EGR阀41不开阀，则EGR气体从排气通路3经由EGR通路40而朝向进气通路2的流动被切断，因此EGR气体不会在EGR冷却器主体401的气体路径405中流通。其结果是，能够抑制EGR冷却器主体401中的冷凝水的产生。
ECU5当执行完了S103的处理后，进入S104的处理，开始EGR冷却器主体401的预热。具体而言，ECU5通过将切换阀404从闭阀状态向开阀状态切换来将连通路403从切断状态向导通状态切换(相当于前述的图3中的t1下的处理)。在此，在如内燃机1刚冷起动之后这样的、EGR冷却器主体401处于冷状态时(即，推定为气体路径的壁面温度低于预热完成温度Twc时)，如在前述的图3的说明中所述那样，可设想工作气体罐402内的温度与发热体收纳部407内的温度大致相等。若在这样的状态下预定量以上的水(水蒸气)贮存于工作气体罐402，则工作气体罐402内的压力成为接近于水(水蒸气)的饱和蒸气压的状态，而发热体收纳部407内的压力成为接近于真空的状态。其结果是，工作气体罐402内的压力比发热体收纳部407内的压力高。由此，当在该S104的处理中将切换阀404从闭阀状态向开阀状态切换后，如在前述的图4的说明中所述那样，贮存于工作气体罐402内的水(水蒸气)必然会从该工作气体罐402向EGR冷却器主体401的发热体收纳部407移动。并且，从工作气体罐402移动到发热体收纳部407的水(水蒸气)会因吸附于发热体收纳部407的发热体而从气相向液相进行相变。由此，发热体会因伴随于水(水蒸气)的相变的潜热而发热。若发热体如上述这样发热，则该热会从该发热体向气体路径405的壁面传递。此时，由于发热体收纳部407中的发热体以与划定气体路径405的间隔壁接触的方式配置，所以由发热体产生了的热会从该发热体向气体路径405的壁面直接传递。其结果是，由发热体产生了的热中的向气体路径的壁面传递的热的比例变多。由此，能够高效地加热气体路径405的壁面。
ECU5当执行完了所述S104的处理后，进入S105的处理，判定气体路径405的壁面温度是否上升至预热完成温度Twc以上。此时，ECU5例如可以计测从在所述S104的处理中使切换阀404开阀的时间点起的经过时间，若该经过时间为预定的升温时间以上，则判定为气体路径405的壁面温度上升至预热完成温度Twc以上，另一方面，若该经过时间小于预定的升温时间，则判定为气体路径405的壁面温度低于预热完成温度Twc。在此所说的“预定的升温时间”是从为了开始EGR冷却器主体401的预热而使切换阀404开阀起、到气体路径405的壁面温度上升至预热完成温度Twc以上为止所需的时间。从为了开始EGR冷却器主体401的预热而使切换阀404开阀起、到气体路径405的壁面温度上升至预热完成温度Twc以上为止所需的时间，与EGR冷却器主体401的预热开始时的气体路径405的壁面温度及每单位时间的发热体的发热量具有相关性。在此，可设想EGR冷却器主体401的预热开始时的气体路径405的壁面温度与外气温度大致相等。另外，可设想内燃机1冷起动时的冷却剂温度也与外气温度大致相等。由此，能够推定为EGR冷却器主体401的预热开始时的气体路径405的壁面温度与内燃机1冷起动时的冷却剂温度Thw1大致相等。另一方面，每单位时间的发热体的发热量可视为大致一定。若基于这些相关性及倾向，则上述的升温时间将在所述S101的处理中读入的冷却剂温度Thw1作为参数来决定即可。例如，上述的升温时间以在冷却剂温度Thw1低的情况下比在冷却剂温度Thw1高的情况下长的方式决定即可。在此，上述的升温时间与冷却剂温度Thw1的相关性可以以将冷却剂温度Thw1作为自变量的映射或函数式的方式预先存储于ECU5的ROM等。此外，作为用于判定气体路径405的壁面温度是否上升到了预热完成温度Twc以上的另一方法，也可以将用于计测气体路径405的壁面温度的温度传感器安装于EGR冷却器主体401来判别该温度传感器的计测值是否为预热完成温度Twc以上。
在此，在气体路径405的壁面温度低于预热完成温度Twc的情况下，若EGR气体在气体路径405中流通，则可能会因EGR气体与气体路径405的壁面接触而产生冷凝水。因而，在所述S105的处理中作出了否定判定的情况下(壁面温度<Twc)，ECU5将允许标志维持为OFF，并再次执行该S105的处理。另一方面，在气体路径405的壁面温度为预热完成温度Twc以上的情况下，推定为：当EGR气体在EGR冷却器主体401的气体路径405中流通时，即使EGR气体与气体路径405的壁面接触也不会产生冷凝水。因而，在所述S105的处理中作出了肯定判定的情况下(壁面温度≥Twc)，ECU5进入S106的处理，将允许标志设为ON。并且，ECU5当执行完了该S106的处理后，结束本处理例程的执行。
另外，在上述的S102的处理中作出了否定判定的情况下(Thw1≥Thwthre)，能够推定为气体路径405的壁面温度为预热完成温度Twc以上，因此跳过S103～S105的处理而进入S106的处理，将允许标志设为ON。
这样，若按照图7的处理例程来控制EGR冷却器400的切换阀404，则在EGR冷却器主体401处于冷状态时，能够高效地且有效地加热气体路径405的壁面。并且，若能够高效地且有效地加热气体路径405的壁面，则既能够将收纳于发热体收纳部407的发热体的量、贮存于工作气体罐402内的水(水蒸气)的量抑制为比较少的量，又能够使气体路径405的壁面温度上升至不会产生冷凝水的温度(即，预热完成温度Twc以上的温度)。其结果是，能抑制EGR冷却器主体401的大型化、工作气体罐402的大型化，因此也能抑制包括EGR冷却器400的EGR装置4的车载性的下降。
接着，在图8的处理例程中，ECU5首先在S201的处理中判别切换阀404是否处于开阀状态。在该S201的处理中作出了否定判定的情况下，能够判定为：在内燃机1起动后未进行EGR冷却器主体401的预热(即，由于在内燃机1起动的时间点，气体路径405的壁面温度为预热完成温度Twc以上，所以无需进行EGR冷却器主体401的预热)，或者在内燃机1起动后虽然进行了EGR冷却器主体401的预热但切换阀404已经闭阀(即，在EGR冷却器主体401的预热后水(水蒸气)向工作气体罐402的回收已经完成)。在该情况下，无需进行使切换阀404闭阀的处理，因此ECU5结束本处理例程的执行。另一方面，在该S201的处理中作出了肯定判定的情况下，能够判定为：在内燃机1起动后为了预热EGR冷却器主体401而使切换阀404开阀之后，该切换阀404的开阀状态正在持续。也就是说，执行该S201的处理的定时是前述的图3中的t1以后且t4之前的定时。在该情况下，需要进行使切换阀404闭阀的处理，因此ECU5进入S202以后的处理。
在S202的处理中，ECU5判别EGR阀41是否处于开阀状态。在该S202的处理中作出了否定判定的情况下，由于EGR冷却器主体401的预热还未结束(即，允许标志为OFF)所以EGR阀41处于闭阀，或者，虽然EGR冷却器主体401的预热已完成(即，允许标志为ON)但由于内燃机1的运转状态不处于EGR执行区域所以EGR阀41处于闭阀。在该情况下，ECU5暂且结束本处理例程的执行。另一方面，在该S202的处理中作出了肯定判定的情况下，由于EGR冷却器主体401的预热已经完成(即，允许标志为ON)且内燃机1的运转状态处于EGR执行区域(即，上述的预定的EGR气体流通条件成立)，所以EGR阀41处于开阀。也就是说，执行该S202的处理的定时是前述的图3中的t2以后且t4之前的定时。在该情况下，ECU5进入S203的处理。
在S203的处理中，ECU5更新累计计数值Cint。在此所说的累计计数值Cint是对EGR冷却器主体401的预热完成后(前述的图3中的t2以后)的EGR阀41的开阀时间的累计值(以下，称作“累计开阀时间”)进行计数的值。ECU5当执行完了该S203的处理后，进入S204的处理。
在S204的处理中，ECU5判别在所述S203的处理中更新后的累计开阀时间Cint是否为预定的回收时间Crt以上。在此所说的“预定的回收时间Crt”是在EGR冷却器主体401的预热时吸附于发热体的水(水蒸气)向工作气体罐402回收所需的时间。在此，如在前述的图3的说明中所述那样，为了将在EGR冷却器主体401的预热时吸附于发热体的水(水蒸气)向工作气体罐402回收，需要通过将发热体的温度提高为解吸温度Tdes以上来使水(水蒸气)从该发热体解吸、并且使发热体收纳部407内的压力比工作气体罐402内的压力高。并且，为了满足这样的条件，需要通过使EGR阀41开阀来使高温的EGR气体向EGR冷却器主体401的气体路径405流通，利用该EGR气体的热使发热体升温。由此，在EGR冷却器主体401的预热时吸附于发热体的水(水蒸气)向工作气体罐402回收所需的时间，可以说依存于EGR冷却器主体401的预热完成后的EGR阀41的累计开阀时间Cint。于是，在本实施例中，预先基于实验、模拟的结果来求出在EGR冷却器主体401的预热时吸附于发热体的水(水蒸气)的大致全量在EGR冷却器主体401的预热完成后的EGR阀41开阀了的状态下向工作气体罐402回收所需的时间，将由此求出的时间设定为上述的回收时间Crt。并且，若上述的累计开阀时间Cint为该回收时间Crt以上，则判定为在EGR冷却器主体401的预热时吸附于发热体的水(水蒸气)向工作气体罐402的回收已完成，另一方面，若上述的累计开阀时间Cint小于该回收时间Crt，则判定为在EGR冷却器主体401的预热时吸附于发热体的水(水蒸气)向工作气体罐402的回收未完成。
在所述S204的处理中作出了否定判定的情况下，ECU5暂且结束本处理例程的执行。在该情况下，切换阀404维持为开阀状态，因此在EGR冷却器主体401的预热时吸附于发热体的水(水蒸气)向工作气体罐402的回收继续。另一方面，在所述S204的处理中作出了肯定判定的情况下，如前所述，推定为在EGR冷却器主体401的预热时吸附于发热体的水(水蒸气)向工作气体罐402的回收已完成，因此ECU5进入S205的处理，将切换阀404从开阀状态切换为闭阀状态(该定时相当于前述的图3中的预定的定时t4)。由此，如在前述的图6的说明中所述那样，回收到工作气体罐402内的水(水蒸气)会贮存于该工作气体罐402内。并且，ECU5在执行S205的处理之后进入S206的处理，将上述的累计开阀时间Cint的计数值重置成初始值(即，零)。
这样，若按照图8的处理例程来控制EGR冷却器400的切换阀404，则能够将在EGR冷却器主体401的预热时吸附于发热体的水(水蒸气)回收到工作气体罐402，并且能够将回收到工作气体罐402的水(水蒸气)贮存于该工作气体罐402内。由此，在需要进行EGR冷却器主体401的下次的预热时，能够高效地且有效地加热EGR冷却器主体401中的气体路径405的壁面。
此外，在图8的处理例程中，以累计开阀时间Cint为参数来决定切换阀404的闭阀定时(即，前述的图3中的预定的定时t4)，但也可以将对贮存于工作气体罐402内的水(水蒸气)量进行计测的传感器安装于该工作气体罐402，在该传感器的计测值恢复为工作气体量(例如，在EGR冷却器主体401的预热即将开始之前贮存于工作气体罐402内的水(水蒸气)量)的定时使切换阀404闭阀。作为另一方法，也可以将计测工作气体罐402内的压力的传感器安装于该工作气体罐402，在该传感器的计测值恢复为预定的压力(例如，EGR冷却器主体401的预热即将开始之前的工作气体罐402内的压力)的定时使切换阀404闭阀。
在此，通过ECU5执行图7的处理例程的S101～S102的处理、S104～S105的处理及图8的处理例程来实现本发明的“控制部”的一例。另外，通过ECU5执行图7的处理例程的S103、S106的处理来实现本发明的“流通控制部”的一例。
此外，在本实施例中，收纳于发热体收纳部407的发热体以使得该发热体与将发热体收纳部407与气体路径405隔开的间隔壁接触并且使得该发热体也与将发热体收纳部407与制冷剂路径406隔开的间隔壁接触的方式配置。然而，在使用耐热温度高的物质作为收纳于发热体收纳部407的发热体的情况下，也可以以使得该发热体与将发热体收纳部407与气体路径405隔开的间隔壁接触但该发热体不与将发热体收纳部407与制冷剂路径406隔开的间隔壁接触的方式配置发热体。根据这样的结构，在进行EGR冷却器主体401的预热时，能够进一步增大由发热体产生的热中的向气体路径405的壁面传递的热的比例，因此能够更高效地进行EGR冷却器主体401的预热。
<实施例2>
接着，基于图9对本发明的第2实施例进行说明。在此，对与前述的第1实施例不同的结构进行说明，关于同样的结构省略说明。图9是示出本实施例中的发热体收纳部与连通路的连接方式的图。此外，在图9中，发热体收纳部以俯视图示出。另外，图9中的中空箭头表示EGR冷却器主体401内的EGR气体的流动方向。
如图9所示，收纳于发热体收纳部407的发热体(Eh)形成为：使得在EGR气体的流动方向上的长度L1比在与EGR气体的流动方向正交的方向上的长度L2长。这是因为：为了有效地利用EGR冷却器主体401进行EGR气体的冷却，使EGR气体的流动方向上的EGR冷却器主体401的长度(气体路径405的长度)比与EGR气体的流动方向正交的方向上的EGR冷却器主体401的长度长是有效的，伴随于此，EGR气体的流动方向上的发热体(Eh)的长度L1也比与EGR气体的流动方向正交的方向上的发热体(Eh)的长度L2长。相对于这样形成的发热体(Eh)，连通路403以使得水(水蒸气)沿着与EGR气体的流动方向正交的方向向发热体收纳部407流入的方式与发热体收纳部407连接。也就是说，连通路403与发热体收纳部407的连接部分处的连通路403的开口端指向与EGR气体的流动方向正交的方向。而且，图9所示的连通路403在与发热体收纳部407的连接部分的跟前处分支为多个支路，这多个支路连接于发热体收纳部407。并且，各支路与发热体收纳部407的连接部分处的各支路的开口端指向与EGR气体的流动方向正交的方向。
当连通路403以上述的方式连接于发热体收纳部407时，在EGR冷却器主体401的预热时从工作气体罐402经由连通路403而向发热体收纳部407流入的水(水蒸气)如图9中的黑色箭头所示，沿着与EGR气体的流动方向正交的方向而向发热体收纳部407内流入，且水(水蒸气)朝向发热体(Eh)的多个部位而向发热体收纳部407内流入。此时，如前所述，由于与EGR气体的流动方向正交的方向上的发热体(Eh)的长度L2比EGR气体的流动方向上的发热体(Eh)的长度L1短，所以从连通路403流入到发热体收纳部407的水(水蒸气)容易遍布发热体(Eh)的整体。其结果是，收纳于发热体收纳部407的发热体的大致整体发热。由此，在利用发热体产生的热来加热气体路径405的壁面时，气体路径405的壁面温度难以产生偏差，所以能够在EGR冷却器主体401内的更大范围内抑制冷凝水的产生。
此外，在发热体形成为使得与EGR气体的流动方向正交的方向上的长度比EGR气体的流动方向上的长度长的情况下，连通路以使得水(水蒸气)沿着EGR气体的流动方向而向发热体收纳部流入且水(水蒸气)朝向发热体的多个部位而向发热体收纳部流入的方式与发热体收纳部连接即可。
另外，连通路与发热体收纳部的连接方法不限于水(水蒸气)向发热体收纳部的流入方向与EGR气体的流动方向和正交于该EGR气体的流动方向的方向中的发热体的长度相对较短的方向平行的方法。总之，只要以使得水(水蒸气)沿着与EGR气体的流动方向和正交于该EGR气体的流动方向的方向中的发热体的长度相对较长的方向交叉的方向而向发热体收纳部流入的方式将连通路与发热体收纳部连接即可。
另外，作为使水(水蒸气)朝向发热体的多个部位而向发热体收纳部流入的方法，不限于使连通路分支为多个支路的方法，例如也可以使用下述方法：使连通路的通路截面积在与发热体收纳部407连接的连接部分的跟前处扩大并使扩大部分的连通路与发热体收纳部连接。
<实施例3>
接着，基于图10对本发明的第3实施例进行说明。在此，对与前述的第1及第2实施例不同的结构进行说明，关于同样的结构省略说明。图10是示出本实施例中的EGR冷却器主体的内部构造的图。
如图10所示，在本实施例的EGR冷却器主体401中，发热体收纳部407具备配置于EGR冷却器主体401的入口部分的集合部407a和从该集合部407a分支的多个分支部407b。集合部407a以使得流入到EGR冷却器主体401的EGR气体在向多个气体路径405分散之前与该集合部407a接触的方式配置。而且，该集合部407a以从划定气体路径405的间隔壁及划定制冷剂路径406的间隔壁离开的方式配置。另一方面，各分支部407b与前述的第1实施方式同样，以与划定气体路径405的间隔壁接触并且也与划定制冷剂路径406的间隔壁接触的方式配置。相对于这样构成的发热体收纳部407，连通路403连接于该发热体收纳部407的集合部407a。其他结构与前述的第1实施例是同样的。
当如上述的图10所示这样构成EGR冷却器主体401时，在EGR冷却器主体401的预热时，通过收纳于分支部407b的发热体产生的热，与前述的第1实施例同样，气体路径405的壁面被高效地加热。另一方面，在EGR冷却器主体401的温态时EGR阀41开阀的状态下，通过向气体路径405流入之前(即，在气体路径405中与制冷剂路径406的冷却剂进行热交换之前)的高温的EGR气体与集合部407a接触，该集合部407a被急速地加热，接着该集合部407a的热向分支部407b传播，从而收纳于分支部407b的发热体也快速地升温。其结果是，能够更快速地进行在EGR冷却器主体401的预热时吸附于发热体的工作气体从发热体的解吸及向工作气体罐402的回收。
<其他实施例>
前述的第1～第3实施例中的EGR冷却器构成为：利用EGR冷却器主体的发热体收纳部与工作气体罐的压力差来使工作气体必然移动，但也可以将EGR冷却器构成为：使得在发热体收纳部与工作气体罐之间强制性地使工作气体往来。例如，也可以在EGR冷却器设置下述机构：在使贮存于工作气体罐的工作气体从该工作气体罐向发热体收纳部移动时使工作气体罐的容积缩小，而在使从发热体解吸后的工作气体从发热体收纳部向工作气体罐移动时使工作气体罐的容积扩展。另外，还可以在EGR冷却器设置下述泵机构：在使贮存于工作气体罐的工作气体从该工作气体罐向发热体收纳部移动时一边吸入工作气体罐内的工作气体一边将其朝向发热体收纳部排出，而在使从发热体解吸后的工作气体从发热体收纳部向工作气体罐移动时一边吸入发热体收纳部内的工作气体一边将其朝向工作气体罐排出。根据这些结构，既能够将发热体收纳部、工作气体罐的温度环境等的影响抑制得小，又能够使工作气体的移动更可靠地进行。

Claims (9)

1.一种排气再循环冷却器，配置于将内燃机的排气通路与进气通路连接的排气再循环通路的途中，构成为使得在该排气再循环通路中流通的气体即排气再循环气体与制冷剂之间进行热交换，其特征在于，具备：
气体路径，是形成于所述排气再循环冷却器的内部的通路，构成为使排气再循环气体流通；
制冷剂路径，是使所述制冷剂在所述排气再循环冷却器的内部流通的通路，构成为使得在所述气体路径中流通的排气再循环气体与所述制冷剂之间进行热交换；
发热体收纳部，是将通过吸附预定的工作气体而发热的发热体收纳于所述排气再循环冷却器的内部的空间，构成为使得所述发热体收纳部的至少一部分隔着用于划定所述气体路径的间隔壁而与所述气体路径相邻、并使得所述发热体收纳部的至少一部分与所述制冷剂路径相邻地配置；
工作气体罐，贮存所述工作气体；及
气体移动装置，构成为使得贮存于所述工作气体罐内的所述工作气体从所述工作气体罐向所述发热体收纳部移动。
2.根据权利要求1所述的排气再循环冷却器，其特征在于，
当所述发热体升温为预定的解吸温度以上时，吸附于该发热体的所述工作气体发生解吸，并且，
所述气体移动装置构成为，在贮存于所述工作气体罐的所述工作气体中的预定量以上的所述工作气体从所述工作气体罐向所述发热体收纳部移动了之后，当所述发热体处于升温到了所述解吸温度以上的状态时，使得从所述发热体解吸后的所述工作气体从所述发热体收纳部向所述工作气体罐移动。
3.根据权利要求2所述的排气再循环冷却器，其特征在于，
所述工作气体罐配置于所述排气再循环冷却器的外部，并且，
所述气体移动装置包括：
连通路，将所述发热体收纳部与所述工作气体罐连接；
切换阀，设置于所述连通路的途中，对该连通路的导通和切断进行切换；及
控制部，控制所述切换阀，
在所述工作气体罐的压力比所述发热体收纳部的压力高时，所述控制部以使所述连通路导通的方式控制所述切换阀，从而使贮存于所述工作气体罐内的所述工作气体从该工作气体罐向所述发热体收纳部移动。
4.根据权利要求3所述的排气再循环冷却器，其特征在于，
在包括所述发热体收纳部、所述工作气体罐及所述连通路的所述工作气体的路径中仅填充有能够收纳于所述工作气体罐的量的工作气体。
5.根据权利要求3所述的排气再循环冷却器，其特征在于，
在为了使得贮存于所述工作气体罐内的所述工作气体从该工作气体罐向所述发热体收纳部移动而以使所述连通路导通的方式控制所述切换阀之后，所述控制部以使所述连通路继续导通至预定的定时为止的方式控制所述切换阀从而使从所述发热体解吸的所述工作气体从所述发热体收纳部向所述工作气体罐移动，并且，
所述预定的定时是所述发热体的温度上升至所述解吸温度之后的定时。
6.根据权利要求3～5中任一项所述的排气再循环冷却器，其特征在于，
所述连通路与所述发热体收纳部以下述方式连接，该方式为：使得在所述工作气体向所述发热体收纳部内流入时，所述工作气体沿着与排气再循环气体的流动方向交叉的方向流入，且所述工作气体朝向所述发热体收纳部中的所述发热体的多个部位流入。
7.根据权利要求3～5中任一项所述的排气再循环冷却器，其特征在于，
在内燃机起动时的该内燃机的温度低于预定的阈值的情况下，所述控制部以使所述连通路导通的方式控制所述切换阀，从而使贮存于所述工作气体罐内的所述工作气体从该工作气体罐向所述发热体收纳部移动。
8.根据权利要求7所述的排气再循环冷却器，其特征在于，
还具备在预定的流通条件成立时使排气再循环气体流通于所述气体路径的流通控制部，
所述流通条件包括如下条件：从在内燃机起动时的该内燃机的温度低于所述阈值的情况下以使所述连通路导通的方式控制所述切换阀起，经过了预定的升温时间以上。
9.根据权利要求1～5中任一项所述的排气再循环冷却器，其特征在于，
所述工作气体是具有小于或等于水或氨的分子直径的气体，并且，
所述发热体由具备多个细孔的多孔质的材料形成，所述细孔具有比所述工作气体的分子直径大的细孔直径。
CN201811477809.8A 2017-12-14 2018-12-05 排气再循环冷却器 Expired - Fee Related CN110005550B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017-239667 2017-12-14
JP2017239667A JP6834929B2 (ja) 2017-12-14 2017-12-14 Ｅｇｒクーラ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110005550A CN110005550A (zh) 2019-07-12
CN110005550B true CN110005550B (zh) 2021-04-20

Family

ID=63914840

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811477809.8A Expired - Fee Related CN110005550B (zh) 2017-12-14 2018-12-05 排气再循环冷却器

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10563623B2 (zh)
EP (1) EP3499014A1 (zh)
JP (1) JP6834929B2 (zh)
KR (1) KR102053606B1 (zh)
CN (1) CN110005550B (zh)
BR (1) BR102018071830A2 (zh)
RU (1) RU2696717C1 (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6775451B2 (ja) * 2017-03-21 2020-10-28 三菱重工エンジン＆ターボチャージャ株式会社 ディーゼルエンジン
KR20200070816A (ko) * 2018-12-10 2020-06-18 현대자동차주식회사 응축수 발생을 방지하는 흡배기 시스템 및 그 작동 방법
KR20200071930A (ko) * 2018-12-11 2020-06-22 현대자동차주식회사 응축수 방지를 위한 습도 센서가 적용된 eGR 제어 방법
CN111740056B (zh) * 2020-06-28 2021-10-26 上海交通大学 一种基于金属有机骨架材料的吸附式电池热管理***

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103673675A (zh) * 2012-09-14 2014-03-26 埃贝斯佩歇废气技术合资公司 传热单元
CN103850827A (zh) * 2012-12-04 2014-06-11 通用电气公司 带有冷凝物去除的排气再循环***
JP2017120075A (ja) * 2015-12-24 2017-07-06 株式会社豊田自動織機 化学蓄熱装置
JP2017129080A (ja) * 2016-01-21 2017-07-27 株式会社豊田中央研究所 排ガス循環システム
DE102017111122A1 (de) * 2016-05-23 2017-11-23 Ford Global Technologies, Llc Verfahren und Systeme zum Steuern von Luftflusswegen in einer Maschine

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005047840A1 (de) * 2004-10-07 2006-06-29 Behr Gmbh & Co. Kg Luftgekühlter Abgaswärmeübertrager, insbesondere Abgaskühler für Kraftfahrzeuge
JP2006125215A (ja) * 2004-10-26 2006-05-18 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気循環装置
DE102005014385A1 (de) * 2005-03-24 2006-09-28 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Abgaswärmeübertrager, insbesondere Abgaskühler für Abgasrückführung in Kraftfahrzeugen
EP1929231B1 (de) * 2005-09-16 2018-08-01 MAHLE Behr GmbH & Co. KG Wärmeübertrager, insbesondere abgaswärmeübertrager für kraftfahrzeuge
US7971577B2 (en) * 2008-09-05 2011-07-05 Ford Global Technologies, Llc EGR cooler defouling
JP5003639B2 (ja) * 2008-09-08 2012-08-15 株式会社デンソー 車両用冷却システム
JP2011052919A (ja) 2009-09-03 2011-03-17 Ngk Insulators Ltd 蓄熱体
JP6109473B2 (ja) * 2011-11-30 2017-04-05 東京ラヂエーター製造株式会社 Ｅｇｒクーラ
FR2986608B1 (fr) * 2012-02-03 2018-09-07 Valeo Systemes De Controle Moteur Echangeur thermique, notamment pour vehicule comprenant un moteur thermique
JP5949318B2 (ja) 2012-08-21 2016-07-06 株式会社豊田中央研究所 触媒反応装置及び車両
US20140096685A1 (en) * 2012-10-10 2014-04-10 Monika Backhaus-Ricoult Exhaust gas treatment system including a thermoelectric generator
KR101836573B1 (ko) * 2015-10-15 2018-04-19 현대자동차주식회사 차량용 엔진의 냉각장치 및 그 냉각방법
US10794336B2 (en) * 2016-04-14 2020-10-06 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for an exhaust gas recirculation cooler
DE102016218990A1 (de) * 2016-09-30 2018-04-05 Ford Global Technologies, Llc Aufgeladene Brennkraftmaschine mit gekühlter Abgasrückführung

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103673675A (zh) * 2012-09-14 2014-03-26 埃贝斯佩歇废气技术合资公司 传热单元
CN103850827A (zh) * 2012-12-04 2014-06-11 通用电气公司 带有冷凝物去除的排气再循环***
JP2017120075A (ja) * 2015-12-24 2017-07-06 株式会社豊田自動織機 化学蓄熱装置
JP2017129080A (ja) * 2016-01-21 2017-07-27 株式会社豊田中央研究所 排ガス循環システム
DE102017111122A1 (de) * 2016-05-23 2017-11-23 Ford Global Technologies, Llc Verfahren und Systeme zum Steuern von Luftflusswegen in einer Maschine

Also Published As

Publication number Publication date
US10563623B2 (en) 2020-02-18
KR102053606B1 (ko) 2019-12-09
JP6834929B2 (ja) 2021-02-24
RU2696717C1 (ru) 2019-08-05
KR20190071574A (ko) 2019-06-24
BR102018071830A2 (pt) 2019-07-09
JP2019105257A (ja) 2019-06-27
US20190186430A1 (en) 2019-06-20
EP3499014A1 (en) 2019-06-19
CN110005550A (zh) 2019-07-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110005550B (zh) 排气再循环冷却器
EP2472077B1 (en) Vehicle system to separate and store carbon dioxide from engine exhaust
US10494985B2 (en) Engine warm-up apparatus for vehicle
JP4242897B2 (ja) 蒸気圧縮システムの冷媒用二酸化炭素の抽出方法
US8696804B2 (en) Carbon dioxide absorbent fluid for a carbon dioxide sequestering system on a vehicle
US20110131962A1 (en) Exhaust heat recovery system
US20070137851A1 (en) Waste heat collecting apparatus
JP2007333293A (ja) ループ式ヒートパイプ
JP2014001734A (ja) ランキンサイクル閉ループとエンジン吸気装置への水注入周回路とが組み合わされた内燃機関
JP5511494B2 (ja) 車両用化学蓄熱システム
JP2020056351A (ja) Ｅｇｒクーラ
EP2789377A2 (en) Carbon dioxide absorbent fluid for a carbon dioxide sequestering system on a vehicle.
US9528489B2 (en) Device for heating a heat engine of a vehicle
JP2010133363A (ja) 蒸発燃料処理系のリーク判定装置
JP4045901B2 (ja) 暖機装置
JP4962397B2 (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JP4682932B2 (ja) ループ式ヒートパイプ
CN111075538A (zh) 一种用于从内燃机的废气中获取水的***
JP5789972B2 (ja) エンジンの暖機装置
JP6275717B2 (ja) 少なくとも１つの構成要素、とくに車両の内部燃焼エンジン、を加熱するための装置
JP2022153037A (ja) 内燃機関のｃｏ２分離装置
JP5381337B2 (ja) 排熱回収装置
KR101162877B1 (ko) 퍼지탱크 냉각장치를 구비한 흡수식 냉온수기
JP2010059954A (ja) 排気熱回収装置
JP2018084400A (ja) 化学蓄熱装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20210420

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee