JP7087874B2 - 凝縮水排出機構及び凝縮水排出機構のガスケット - Google Patents
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Description
本開示は、凝縮水排出機構及び凝縮水排出機構のガスケットに関する。
従来、エンジンの排気通路の排気の一部をエンジンの吸気通路に還流する排気再循環通路と、この排気再循環通路に配置された排気再循環クーラとを備える排気再循環システムが知られている(例えば特許文献1参照)。
上記のような排気再循環システムにおいて、排気再循環クーラに凝縮水が発生することがある。そこで、この排気再循環クーラに発生した凝縮水を、例えばエンジンの運転停止後において、凝縮水排出通路を介して排気再循環通路における排気再循環クーラよりも上流側の箇所又は排気通路の所定箇所のいずれか一方の箇所である「排出箇所」に排出することが考えられる。しかしながら、この場合、例えばエンジンの運転中において、排出箇所の圧力が凝縮水排出通路の圧力よりも高くなった場合に、この排出箇所の排気が凝縮水排出通路に逆流するおそれがある。
本開示は、上記のことを鑑みてなされたものであり、その目的は、排気の凝縮水排出通路への逆流を抑制しつつ、排気再循環クーラに発生した凝縮水を排出箇所へ排出させることである。
上記目的を達成するため、本開示に係る凝縮水排出機構は、エンジンの排気通路の排気の一部を前記エンジンの吸気通路に還流する排気再循環通路に配置された排気再循環クーラに発生した凝縮水を、前記排気再循環通路における前記排気再循環クーラよりも上流側の箇所、又は、前記排気通路の所定箇所のいずれか一方の箇所である排出箇所に排出する凝縮水排出通路と、前記凝縮水排出通路の下流側端部と前記排出箇所との間の部分に配置されたガスケットと、を備え、前記ガスケットは、孔部を有する本体部と、前記本体部に連結されるとともに前記孔部に配置された弁体部と、を備え、前記弁体部は、前記排出箇所の圧力が前記凝縮水排出通路の圧力よりも高い場合に、前記凝縮水排出通路の前記下流側端部に開口した通路開口部を閉塞状態にし、前記排出箇所の圧力が前記凝縮水排出通路の圧力以下になった場合に、前記閉塞状態を解除する。
また、上記目的を達成するため、本開示に係る凝縮水排出機構のガスケットは、エンジンの排気通路の排気の一部を前記エンジンの吸気通路に還流する排気再循環通路に配置された排気再循環クーラに発生した凝縮水を、前記排気再循環通路における前記排気再循環クーラよりも上流側の箇所、又は、前記排気通路の所定箇所のいずれか一方の箇所である排出箇所に排出する凝縮水排出通路を備える、凝縮水排出機構に適用されたガスケットであって、前記ガスケットは、前記凝縮水排出通路の下流側端部と前記排出箇所との間の部分に配置され、前記ガスケットは、孔部を有する本体部と、前記本体部に連結されるとともに前記孔部に配置された弁体部と、を備え、前記弁体部は、前記排出箇所の圧力が前記凝縮水排出通路の圧力よりも高い場合に、前記凝縮水排出通路の前記下流側端部に開口し
た通路開口部を閉塞状態にし、前記排出箇所の圧力が前記凝縮水排出通路の圧力以下になった場合に、前記閉塞状態を解除する。
た通路開口部を閉塞状態にし、前記排出箇所の圧力が前記凝縮水排出通路の圧力以下になった場合に、前記閉塞状態を解除する。
本開示に係る凝縮水排出機構及び凝縮水排出機構のガスケットによれば、排気の凝縮水排出通路への逆流を抑制しつつ、排気再循環クーラに発生した凝縮水を排出箇所へ排出させることができる。
以下、図面を参照しつつ、実施形態に係る凝縮水排出機構20、及び、凝縮水排出機構20のガスケット40について説明する。図1は、本実施形態に係る凝縮水排出機構20が適用されたエンジンシステム1の概略構成を示す模式的構成図である。なお、図1には、参考用として、X-Y-Zの直交座標が図示されている。この座標のZ方向は上方(重力が作用する方向とは逆方向)であり、-Z方向は下方(重力が作用する方向)である。
エンジンシステム1は、エンジン2と、エンジン2に吸入される吸気が通過する吸気通路3と、エンジン2から排出された排気が通過する排気通路4とを備えている。エンジン2の種類は特に限定されるものではなく、ディーゼルエンジンやガソリンエンジン等を用いることができる。本実施形態では、エンジン2の一例として、ディーゼルエンジンを用いている。
また、エンジンシステム1は、排気再循環システム10を備えている。この排気再循環システム10は、排気再循環通路11と、排気再循環バルブ12と、排気再循環クーラ13とを備えている。排気再循環通路11は、排気通路4の排気の一部を吸気通路3に還流させるための通路であり、具体的には、排気通路4の通路途中から分岐して吸気通路3の通路途中に合流している。排気再循環バルブ12は、排気再循環通路11に配置されており、排気再循環通路11を通過する排気の流量を制御するバルブである。排気再循環クーラ13は、排気再循環通路11に配置されており、排気再循環通路11を通過する排気を冷却する装置である。具体的には、排気再循環クーラ13には冷媒が供給されており、排気再循環クーラ13は冷媒と排気再循環クーラ13の内部に流入した排気との間で熱交換をさせることで、排気を冷却している。
凝縮水排出機構20は、凝縮水排出通路30と、ガスケット40(図1において図示は省略されており、後述する図2、図3に図示されている)とを備えている。
凝縮水排出通路30は、排気再循環クーラ13に発生した凝縮水を、「排気再循環通路11における排気再循環クーラ13よりも上流側の箇所」、又は、「排気通路4の所定箇所」のいずれか一方の箇所である「排出箇所50」に排出するための通路である。本実施形態においては、排出箇所50の一例として、排気再循環通路11における排気再循環クーラ13よりも上流側の箇所を用いている。凝縮水排出通路30は、排気再循環クーラ13のハウジングの底部と、この排出箇所50とを連通している。
なお、凝縮水排出通路30の上流側端部31の接続箇所は、排気再循環クーラ13に発
生した凝縮水を凝縮水排出通路30に導入できる箇所であればよく、図1に例示する箇所に限定されるものではない。
生した凝縮水を凝縮水排出通路30に導入できる箇所であればよく、図1に例示する箇所に限定されるものではない。
また、本実施形態に係る凝縮水排出通路30は、凝縮水排出通路30の下流側に向かうほど下方側に位置するように傾斜している。これにより、凝縮水は、重力を利用して、凝縮水排出通路30を容易に通過することができる。但し、凝縮水排出通路30の構成は、凝縮水が凝縮水排出通路30を排出箇所50に向かって流動できる構成であればよく、上記のように傾斜した構成に限定されるものではない。他の一例を挙げると、凝縮水排出通路30は、上流側から下流側にかけて水平に延在する構成とすることもできる。
図2(a)及び図2(b)は、凝縮水排出機構20のガスケット40の構成を説明するための模式図である。具体的には、図2(a)はガスケット40の模式的正面図であり、図2(b)は、図2(a)のガスケット40のA-A線断面を模式的に示す断面図である。ガスケット40は、凝縮水排出通路30の下流側端部32と排出箇所50との間の部分に配置されている。このガスケット40の配置態様の詳細については、後述する(図3を用いて説明する)。
ガスケット40は、本体部41と、弁体部43と、本体部41及び弁体部43を連結する連結部44とを有している。本体部41は、孔部42a及び孔部42bを有している。孔部42aの形成箇所は特に限定されるものではないが、本実施形態に係る孔部42aは、一例として、本体部41の中央部に形成されている。また、孔部42aの形状も特に限定されるものではないが、本実施形態に係る孔部42aは、一例として円形状である。
孔部42bは、ガスケット40を凝縮水排出通路30の下流側端部32と排出箇所50との間の部分に固定するための締結部材(例えばボルト等;図示せず)が挿通される孔である。すなわち、孔部42bは、締結部材の挿通用の孔である。ガスケット40がこのような孔部42bを備えていることによって、ガスケット40をボルト等の締結部材によって固定することが容易にでき、この結果、ガスケット40の位置ずれ等を容易に防止することができる。なお、この孔部42bは、本実施形態において必須の構成というわけではない。仮に、ガスケット40がボルト等の締結部材によって固定されない場合には、ガスケット40は孔部42bを備えていない構成とすることもできる。
弁体部43は、本体部41に連結部44を介して連結されるとともに、孔部42aに配置されている。また、本実施形態において、孔部42aに配置された状態の弁体部43の外周縁と孔部42aの内周縁との間には、隙間45が設けられている。
弁体部43が連結部44を介して本体部41に連結されていることによって、弁体部43は、排出箇所50の圧力と凝縮水排出通路30の圧力との圧力差を利用して、排出箇所50の側(-X方向側)又は凝縮水排出通路30の側(X方向側)に変位することができる。
この弁体部43は、後述する凝縮水排出通路30の下流側端部32の通路開口部33(後述する図3に図示されている)を閉塞状態にしたり、この閉塞状態を解除したりするための部位である。このような機能を有するものであれば、弁体部43の具体的な形状は特に限定されるものではないが、本実施形態に係る弁体部43は、一例として、凝縮水排出通路30の通路開口部33よりも大きな面積を有する円形状を呈している。
図3(a)及び図3(b)は、凝縮水排出通路30の下流側端部32と排出箇所50との接続部分の模式的拡大断面図である。具体的には、図3(a)は、エンジン2の運転中における上記接続部分の断面を模式的に拡大図示し、図3(b)は、エンジン2の運転停
止後における上記接続部分の断面を模式的に拡大図示している。
止後における上記接続部分の断面を模式的に拡大図示している。
本実施形態に係る凝縮水排出通路30の下流側端部32は、一例として、フランジ状に拡径している。そして、この下流側端部32の中央部に、通路開口部33が開口している。なお、この通路開口部33は、凝縮水排出通路30の上流側端部31から下流側端部32にかけて貫通するように形成された貫通孔(これが凝縮水が通過する部分である)の下流側端部32側の開口部である。
また、排気再循環通路11の壁部11aには、壁部開口部11bが設けられている。この壁部開口部11bは、凝縮水排出通路30と排気再循環通路11とを連通するための開口部である。換言すると、この壁部開口部11bは、凝縮水排出通路30を通過した凝縮水が排気再循環通路11の内部に流入するための開口部である。
前述したように、ガスケット40は、凝縮水排出通路30の下流側端部32と排出箇所50との間の部分に配置されている。具体的には、本実施形態に係るガスケット40は、その本体部41が下流側端部32と排気再循環通路11の壁部11aとによって挟持されている。より具体的には、ガスケット40は、弁体部43の両面のうち第1の側の面(凝縮水排出通路30の側を向いた面)が凝縮水排出通路30の通路開口部33を覆い、第2の側の面(排出箇所50の側を向いた面)が排気再循環通路11の壁部開口部11bに露出するような態様で、下流側端部32と排気再循環通路11とによって挟持されている。
エンジン2の運転中においては、通常、排出箇所50の圧力は凝縮水排出通路30の圧力よりも高くなっている。このように、エンジン2の運転中において排出箇所50の圧力が凝縮水排出通路30の圧力よりも高い場合、図3(a)に示すように、ガスケット40の弁体部43は、排出箇所50の圧力と凝縮水排出通路30の圧力との圧力差を利用して、凝縮水排出通路30の下流側端部32の通路開口部33を閉塞状態にする。
具体的には、弁体部43は、排出箇所50の圧力と凝縮水排出通路30の圧力との圧力差を受けて、凝縮水排出通路30の下流側端部32(具体的には、下流側端部32の排出箇所50の側を向いた端面)に密着することで、凝縮水排出通路30の下流側端部32の通路開口部33を閉塞状態にする。この場合、排出箇所50の排気が凝縮水排出通路30の下流側端部32の通路開口部33に流入すること(すなわち逆流すること)が抑制される。なお、この場合、排気再循環クーラ13に発生した凝縮水が凝縮水排出通路30の下流側端部32を通過して排出箇所50に流入することも抑制されている。
一方、図3(b)に示すように、エンジン2の運転停止後においては、排出箇所50の排気が無くなる結果、排出箇所50の圧力は凝縮水排出通路30の圧力以下になる。この場合、ガスケット40の弁体部43は、凝縮水排出通路30の下流側端部32に密着しなくなる。すなわち、弁体部43による通路開口部33の閉塞状態が解除される。これにより、排気再循環クーラ13に発生した凝縮水は、凝縮水排出通路30の下流側端部32の通路開口部33を通過した後に、ガスケット40の孔部42a(特に隙間45の箇所)を通過してから、排出箇所50に排出される。
続いて、本実施形態の作用効果を説明する。本実施形態によれば、図3で説明したように、エンジン2の運転中においては、ガスケット40の弁体部43によって凝縮水排出通路30の下流側端部32の通路開口部33を閉塞状態にすることで、排出箇所50の排気が凝縮水排出通路30に逆流することを抑制することができる。一方、エンジン2の運転停止後においては、弁体部43による通路開口部33の閉塞状態が解除されることで、凝縮水排出通路30を通過した凝縮水を排出箇所50に排出させることができる。
このように、本実施形態によれば、排気の凝縮水排出通路30への逆流を抑制しつつ、排気再循環クーラ13に発生した凝縮水を排出箇所50に排出させることができる。
また、本実施形態によれば、ガスケット40の本体部41が凝縮水排出通路30の下流側端部32と排出箇所50との間の部分に配置されているので、この本体部41によって、エンジン2の運転中において排気再循環通路11の排気が凝縮水排出通路30の下流側端部32と排出箇所50との接続部分から外部へ(大気中へ)漏出することを効果的に抑制することができる。
また、仮に、既存のエンジンシステムにおいて、凝縮水排出通路30の下流側端部32が排出箇所50に接続されており、さらに、凝縮水排出通路30の下流側端部32と排出箇所50との接続箇所にガスケット(これは排気の外部への漏出を抑制するためのガスケットである)が既に配置されている場合には、この既存のガスケットに代えて、本実施形態に係るガスケット40を適用することで、本実施形態に係る凝縮水排出機構20を実現することができる。この場合、凝縮水排出機構20を実現することに伴う部品点数の増大を抑制することができるので、低コストで、凝縮水排出機構20を実現することができる。
また、ガスケット40は、例えば、チェックボール等からなる弁体とこの弁体を付勢する付勢部材(スプリング等)とを有する逆止弁(例えばボールチェックバルブ等)に比較して、耐熱性が良好であり、且つ、排気中の煤が付着し難いという利点を有している。したがって、本実施形態によれば、ガスケット40に代えて上記のような逆止弁を用いる場合に比較して、排気の熱による劣化を抑制することができるとともに、排気中の煤の付着による作動不良の発生も抑制することができる。
なお、図2で説明したように、本実施形態において、孔部42aに配置された状態の弁体部43の外周縁と孔部42aの内周縁との間には隙間45が設けられているが、ガスケット40の構成はこれに限定されるものではない。ガスケット40は、この隙間45が設けられていない構成とすることもできる。この場合においても、エンジン2の運転停止後において、弁体部43が凝縮水からの圧力を受けて排出箇所50の側に変位することによって、凝縮水を孔部42aを通過させて排出箇所50に排出することは可能である。
但し、本実施形態のように、ガスケット40に隙間45が設けられている場合の方が、これが設けられていない場合に比較して、弁体部43が変位する際に、弁体部43の外周縁が孔部42aの内周縁に接触しないで済むため(つまり、弁体部43の外周縁と孔部42aの内周縁とが擦れ合うことが抑制されるため)、弁体部43が容易に変位できるようになる。これにより、弁体部43が、凝縮水排出通路30を閉塞状態にしたり、この閉塞状態を解除したりすることを容易に行えるようになる。
また、本実施形態によれば、図1で説明したように、凝縮水排出通路30が、凝縮水排出通路30の下流側に向かうほど下方側に位置するように傾斜しているので、凝縮水が重力を利用して凝縮水排出通路30を容易に通過することができる。これにより、凝縮水の排出箇所50への排出を容易に行うことができる。
なお、前述したように、「排出箇所50」として、「排気通路4の所定箇所」を用いることもできる。この排気通路4の所定箇所の具体例は、特に限定されるものではなく、排気通路4における排気再循環通路11が排気通路4に接続している箇所(排気再循環通路接続箇所と称する)よりも上流側の箇所であってもよく、排気通路4における排気再循環通路接続箇所よりも下流側の箇所であってもよい。
以上、本開示に係る実施形態について説明したが、本開示はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
1 エンジンシステム
2 エンジン
3 吸気通路
4 排気通路
10 排気再循環システム
11 排気再循環通路
12 排気再循環バルブ
13 排気再循環クーラ
20 凝縮水排出機構
30 凝縮水排出通路
31 上流側端部
32 下流側端部
33 通路開口部
40 ガスケット
41 本体部
42a 孔部
43 弁体部
44 連結部
45 隙間
50 排出箇所
2 エンジン
3 吸気通路
4 排気通路
10 排気再循環システム
11 排気再循環通路
12 排気再循環バルブ
13 排気再循環クーラ
20 凝縮水排出機構
30 凝縮水排出通路
31 上流側端部
32 下流側端部
33 通路開口部
40 ガスケット
41 本体部
42a 孔部
43 弁体部
44 連結部
45 隙間
50 排出箇所
Claims (4)
- エンジンの排気通路の排気の一部を前記エンジンの吸気通路に還流する排気再循環通路に配置された排気再循環クーラに発生した凝縮水を、前記排気再循環通路における前記排気再循環クーラよりも上流側の箇所、又は、前記排気通路の所定箇所のいずれか一方の箇所である排出箇所に排出する凝縮水排出通路と、
前記凝縮水排出通路の下流側端部と前記排出箇所との間の部分に配置されたガスケットと、を備え、
前記ガスケットは、孔部を有する本体部と、前記本体部に連結されるとともに前記孔部に配置された弁体部と、を備え、
前記弁体部は、前記排出箇所の圧力が前記凝縮水排出通路の圧力よりも高い場合に、前記凝縮水排出通路の前記下流側端部に開口した通路開口部を閉塞状態にし、前記排出箇所の圧力が前記凝縮水排出通路の圧力以下になった場合に、前記閉塞状態を解除する、凝縮水排出機構。 - 前記ガスケットは、前記孔部に配置された状態の前記弁体部の外周縁と前記孔部の内周縁との間に、隙間を有している請求項1記載の凝縮水排出機構。
- 前記凝縮水排出通路は、前記凝縮水排出通路の下流側に向かうほど下方側に位置するように傾斜している請求項1又は2に記載の凝縮水排出機構。
- エンジンの排気通路の排気の一部を前記エンジンの吸気通路に還流する排気再循環通路に配置された排気再循環クーラに発生した凝縮水を、前記排気再循環通路における前記排気再循環クーラよりも上流側の箇所、又は、前記排気通路の所定箇所のいずれか一方の箇所である排出箇所に排出する凝縮水排出通路を備える、凝縮水排出機構に適用されたガスケットであって、
前記ガスケットは、前記凝縮水排出通路の下流側端部と前記排出箇所との間の部分に配置され、
前記ガスケットは、孔部を有する本体部と、前記本体部に連結されるとともに前記孔部に配置された弁体部と、を備え、
前記弁体部は、前記排出箇所の圧力が前記凝縮水排出通路の圧力よりも高い場合に、前記凝縮水排出通路の前記下流側端部に開口した通路開口部を閉塞状態にし、前記排出箇所の圧力が前記凝縮水排出通路の圧力以下になった場合に、前記閉塞状態を解除する、凝縮水排出機構のガスケット。
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