JP6263928B2 - 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）を冷却す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、燃料の燃焼温度ある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、インタークーラの下流側に設けられた吸気連絡管とその下流側に水平に設けられた吸気マニホールドとが直交して接続されており、吸気マニホールドの底部であって吸気連絡管の下流端部の真下には開口部が設けられている。この開口部には、下方に水滴分離箱が取り付けられたスポンジが張設されている。かかる装置によれば、吸気連絡管から流出する吸気に含まれる凝縮水は、その慣性力で開口部に設けられたスポンジに当接し吸収され、水滴分離箱に滴下する。このようにして、吸気から凝縮水が分離される。

実公昭５４−１３４４６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、吸気連通管の下流端部から流出する吸気が拡散することで、吸気に含まれる凝縮水が吸気マニホールドの内壁面に付着してしまうおそれがある。また、スポンジが凝縮水を吸収しつづけると、スポンジの目が詰まってしまうおそれがある。或いは、多量の凝縮水が生成されたときに、スポンジで凝縮水を吸収しきれないおそれがある。かかる場合、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、前記吸気または前記排気が流通する通路を形成し、上流端部が前記冷却装置に接続される上流側パイプと、前記上流側パイプの下流端部と前記凝縮水貯留部との間を接続する接続パイプと、前記吸気または前記排気が流通する通路を形成し、上流端部が前記上流側パイプの前記下流端部の最下点よりも上方で接続された下流側パイプと、を備え、前記上流側パイプの前記下流端部において、前記上流側パイプの軸心と前記接続パイプの軸心との間の角度よりも前記上流側パイプの軸心と前記下流側パイプの軸心との間の角度の方が小さくなるように、前記下流側パイプが前記上流側パイプに接続され、前記接続パイプの外側には、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している。
例えば、前記上流側パイプの前記下流端部では、前記接続パイプと前記下流側パイプとに分岐している。前記上流側パイプおよび前記接続パイプを一つのパイプとして見れば、このパイプにおいては、前記凝縮水貯留部が接続された端部よりも前記冷却装置が接続される端部側に、前記下流側パイプが接続されている。
なお、前記上流側パイプの軸心と前記接続パイプの軸心との間の前記角度は、０度よりも大きく１８０度以下であることが好ましい。また、前記上流側パイプの軸心と前記下流側パイプの軸心との間の前記角度は、０度よりも大きく１８０度未満であることが好ましい。

（２）前記下流側パイプの前記上流端部には、上流側から下流側に向かうにつれて上方に位置する上昇部が設けられることが好ましい。すなわち、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に対して上向きに接続されることが好ましい。
（３）前記上流側パイプまたは前記接続パイプが、前記凝縮水貯留部へ向けて下方に傾斜して設けられることが好ましい。

（４）前記接続パイプの内側には、前記接続パイプの軸方向に沿って前記凝縮水を案内するガイド部が設けられることが好ましい。すなわち、前記ガイド部は、前記接続パイプにおいて一端部から他端部へ向かう方向に沿って設けられていることが好ましい。

（５）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上部に接続されることが好ましい。なお、前記上流側パイプの前記上部とは、前記上流側パイプの軸心よりも上方の部位のことをいう。
（６）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。

（７）前記流動抑制部材がバッフルプレートであることが好ましい。
（８）さらに、前記バッフルプレートが、前記凝縮水貯留部における立面部から前記凝縮水貯留部の内側に向けて突設され、前記立面部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。
（９）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。

（１０）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、上流側パイプの下流端部において、上流側パイプと接続パイプとの間の角度よりも上流側パイプと下流側パイプとの間の角度の方が小さくなるように、下流側パイプが上流側パイプに接続されているため、吸気または排気よりも質量の大きい凝縮水は、その慣性によって上流側パイプから接続パイプに流入し、接続パイプに接続された凝縮水貯留部に流入する。一方、凝縮水よりも質量が小さい吸気または排気は、吸気または排気が流通する通路を形成する下流側パイプを通ってエンジンに供給される。
また、下流側パイプの上流端部が、上流側パイプの下流端部における最下点よりも上方に接続されているため、上流側パイプにおいて流下した凝縮水が下流側パイプに流入すること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を拡大して示す模式図である。図２（ａ）は、凝縮水分離装置の要部断面を示し、図２（ｂ）は図２（ａ）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。この図３は、図２（ａ）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二変形例を示す模式図である。図４（ａ）は、図２（ａ）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もう一つの第二変形例を示す模式図である。図５（ａ）は、図２（ａ）に対応する箇所を示し、図５（ｂ）は図５（ａ）の矢視Ｃ−Ｃ断面図である。なお、図５（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三変形例を示す模式図である。この図６は、図２（ａ）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四変形例を示す模式図である。この図７は、図２（ａ）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その他の凝縮水分離装置を模式的に示す断面図である。この図８は、図２（ｂ）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その他のもう一つの凝縮水分離装置を模式的に示す断面図である。この図９は、図２（ａ）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，接続パイプ６５および下流側パイプ７０と、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。
以下、三つのパイプ６０，６５，７０を説明し、その次にタンク８０および凝縮水通路９０を説明する。

上流側パイプ６０およびこの下流側に設けられた下流側パイプ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。具体的には、上流側パイプ６０の上流端部６０ａがインタークーラ１３に接続され、下流側パイプ７０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。また、上流側パイプ６０の下流端部６０ｂと下流側パイプ７０の上流端部７０ａとが接続されている。
上流側パイプ６０が形成する吸気通路１０の流路断面積と下流側パイプ７０が形成する吸気通路１０の流路断面積とは同じ大きさであり、また、これらのパイプ６０，７０は同じ太さに形成されている。

これらのパイプ６０，７０の接続箇所、即ち、上流側パイプ６０の下流端部６０ｂには、接続パイプ６５が接続されている。この接続パイプ６５は、その一端部６５ａが上流側パイプ６０の下流端部６０ｂに接続され、その他端部６５ｂがタンク８０に接続されている。この他端部６５ｂが形成する開口が、接続パイプ６５の内部とタンク８０の内部とを連通している。

上流側パイプ６０が形成する吸気通路１０の流路断面積と接続パイプ６５が形成する吸気通路１０の流路断面積とは同じ大きさであり、これらのパイプ６０，６５は同じ太さに形成されている。すなわち、上流側パイプ６０の下流端部６０ｂでは、吸気通路１０が接続パイプ６５と下流側パイプ７０とに分岐している。

図２（ａ）に示すように、上流側パイプ６０は、その下流端部６０ｂおよびその周辺が直線状に形成されている。言い換えれば、上流側パイプ６０における下流端部６０ｂおよびその周辺の軸心Ｃ₁が直線状に延びている。ここでは、上流側パイプ６０の軸心Ｃ₁が水平方向に沿って延びている。同様に、接続パイプ６５は、その一端部６５ａから他端部６５ｂにわたって直線状に形成されている。言い換えれば、接続パイプ６５の軸心Ｃ₂が直線状に延びている。ここでは、接続パイプ６５の軸心Ｃ₂が水平方向に沿って延びている。

上流側パイプ６０および接続パイプ６５は、上流側パイプ６０の軸心Ｃ₁と接続パイプ６５の軸心Ｃ₂とが一致するように設けられている。つまり、上流側パイプ６０と接続パイプ６５とは同軸に設けられ、軸心Ｃ₁の延長線上に軸心Ｃ₂が位置している。このため、上流側パイプ６０の下流端部６０ｂおよびその周辺ならびに接続パイプ６５は、一直線状に形成されたものといえる。また、上流側パイプ６０の軸心Ｃ₁と接続パイプ６５の軸心Ｃ₂との間の角度（以下、「第一角度」という）θ₁が、１８０度をなすものともいえる。なお、第一角度θ₁は、０度よりも大きく１８０度以下の角度範囲で計測されるものとする。

言い換えれば、接続パイプ６５は、上流側パイプ６０の下流端部６０ｂが延在する方向（ここでは水平方向）に沿って設けられている。さらに、上流側パイプ６０および接続パイプ６５を一つのパイプ６０，６５として見れば、このパイプ６０，６５においては、タンク８０が接続された端部よりもインタークーラ１３が接続される端部側に、下流側パイプ７０が接続されたものともいえる。

一方、図２（ａ）および（ｂ）に示すように、下流側パイプ７０は、その上流端部７０ａおよびその周辺が直線状に形成されている。ここでは、下流側パイプ７０における上流端部７０ａおよびその周辺の軸心Ｃ₃が鉛直方向に沿って直線状に延びている。すなわち、下流側パイプ７０の上流端部７０ａには、上流側から下流側へ向かうにつれて上方に位置する上昇部７０ｃが設けられている。このため、上流側パイプ６０の軸心Ｃ₁と下流側パイプ７０の軸心Ｃ₃との間の角度（以下、「第二角度」という）θ₂が、９０度（直角）をなすものといえる。

敷衍して言えば、上流側パイプ６０の下流端部６０ｂでは、上流側パイプ６０と接続パイプ６５との間の第一角度θ₁よりも上流側パイプ６０と下流側パイプ７０との間の第二角度θ₂の方が小さくなるように、下流側パイプ７０が上流側パイプ６０に接続されている。逆に言えば、上流側パイプ６０と下流側パイプ７０との間の第二角度θ₂よりも上流側パイプ６０と接続パイプ６５との間の第一角度θ₁の方が大きい。このため、第二角度θ₂は、０度よりも大きく１８０度未満の角度範囲となる。

図２（ａ）および（ｂ）に示すように、上流側パイプ６０の下流端部６０ｂでは、その最下点Ｐよりも上方に下流側パイプ７０の上流端部７０ａが接続されている。なお、最下点Ｐとは、上流側パイプ６０の下流端部６０ｂにおいて、その内壁面６０ｃの鉛直高さが最も低い箇所である。

ここでは、図２（ａ）に示すように、上流側パイプ６０と接続パイプ６５との接続箇所、即ち、上流側パイプ６０の下流端部６０ｂにおいて、上流側パイプ６０から接続パイプ６５へ向かう水平方向（軸心Ｃ₁，Ｃ₂の方向）のことを、接線方向Ｄ₁と呼ぶ。また、上流側パイプ６０から下流側パイプ７０へ向かう鉛直方向（軸心Ｃ₃の方向）のことを、接線方向Ｄ₂と呼ぶ。

上流側パイプ６０と下流側パイプ７０との接続箇所、即ち、上流側パイプ６０の下流端部６０ｂでは、上流側パイプ６０から下流側パイプ７０へ向かう接線方向Ｄ₂が鉛直上向きの方向に沿っている。すなわち、上流側パイプ６０と下流側パイプ７０とは直交している。言い換えれば、上流側パイプ６０の上部に下流側パイプ７０が上向きに接続されている。なお、上流側パイプ６０の上部とは、上流側パイプ６０の軸心Ｃ₁を含んでこれよりも上方に位置する部位のことをいう。

このように、上流側パイプ６０の下流端部６０ｂには、接続パイプ６５が水平方向に沿って接続されるとともに下流側パイプ７０が上向きに接続されているため、下流側パイプ７０は、接続パイプ６５よりも上方に設けられている。逆に言えば、下流側パイプ７０の下方には、接続パイプ６５が設けられている。
敷衍して言えば、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において上流側パイプ６０から接続パイプ６５へ向かう接線方向（ここでは水平方向）Ｄ₁を除く接線方向（ここでは鉛直上向きの方向）Ｄ₂に沿って接続されている。

タンク８０は、互いに向かい合うように立設された第一立面部８０ａおよび第二立面部８０ｂと、立面部８０ａ，８０ｂの上端を接続する上面部８０ｃと、立面部８０ａ，８０ｂの下端を接続する底面部８０ｄとを有する。このタンク８０は閉空間を形成しており、タンク８０内は凝縮水と停滞した吸気とで満たされている。このため、タンク８０に接続された接続パイプ６５は、タンク８０で行き止まりになる袋小路といえる。

第一立面部８０ａは、タンク８０において接続パイプ６５の他端部６５ｂが接続された立面部である。例えば、第一立面部８０ａには接続パイプ６５の他端部６５ｂが形成している開口に合わせた大きさの開口が形成され、両開口の位置が合わせられて接続パイプ６５の内部とタンク８０の内部とが連通するように、接続パイプ６５の他端部６５ｂが第一立面部８０ａに接続されている。

第二立面部８０ｂは、第一立面部８０ａに対して向かい合うように配置され、第一立面部８０ａに形成された開口から離隔した面部である。このため、第二立面部８０ｂは、タンク８０において第一立面部８０ａに形成された開口に対して奥側に設けられたものといえる。
上面部８０ｃは、タンク８０の天井部にあたるものである。図２（ａ）には、上面部８０ｃの形状として、水平面に沿った形状のものを例示するが、これに限らず、上に凸の湾曲形状のものや一方向に傾斜する形状のものなどの種々の形状のものを採用することができる。

底面部８０ｄには、排水口８１が設けられている。図２（ａ）には、水平面に沿って設けられた底面部８０ｄを例示するが、これに替えて、排水口８１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。

図１および図２（ａ）に示すように、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、接続パイプ６５における他端部６５ｂ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。

凝縮水通路９０は、タンク８０の底面部８０ｄに設けられた排水口８１に接続されている。この凝縮水通路９０は、凝縮水管９１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６０ｃ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。

上流側パイプ６０の下流端部６０ｂでは、上流側パイプ６０と吸気通路１０を形成する下流側パイプ７０との間の第二角度θ₂よりも上流側パイプ６０とタンク８０に接続された接続パイプ６５との間の第一角度θ₁の方が大きくなるように、下流側パイプ７０は上流側パイプ６０に接続されている。これにより、上流側パイプ６０の内部を流通する吸気の慣性作用方向は、下流側パイプ７０の接線方向Ｄ₂よりも接続パイプ６５の接線方向Ｄ₁に近い方向となる。したがって、吸気は、その多くが下流側パイプ７０の上流端部７０ａからエンジン１へ向けて流入し、その一部が慣性で接続パイプ６５に流入する。

すなわち、接続パイプ６５に流入した吸気は、行き止まりのタンク８０よりも下流側へ流通することができない。このため、図２（ａ）において破線の白抜き矢印で示すように、接続パイプ６５に流入した吸気は流れを緩め、その流通方向を反転して下流側パイプ７０に流入する。
一方、上流側パイプ６０の下流端部６０ｂおよびその周辺ならびに接続パイプ６５が一直線状に形成され、即ち、上流側パイプ６０とタンク８０に接続された接続パイプ６５との間の第一角度θ₁が１８０度であるため、吸気よりも質量の大きい凝縮水は、その慣性と一部の吸気流とによって接続パイプ６５に流入し、行き止まりのタンク８０内へと流入する。

ここで、従来の装置と本実施形態の凝縮水分離装置５０とを比較する。例えば、特許文献１に記載されたように、下流側パイプにおいて上流側パイプの下流端部に対向する開口にスポンジを張設し、このスポンジの下部に凝縮水を貯留するタンクを設けた既存の装置では、上流側パイプの下流端部から流出した吸気が拡散することで、吸気に含まれた凝縮水が下流側パイプに流入してしまうおそれがある。また、スポンジの目詰まりが発生したときやスポンジが凝縮水を吸収しきれないときなどには、凝縮水が下流側パイプの下流側へ流通してしまう。これに対し、本実施形態の凝縮水分離装置５０によれば、一部の吸気が流入する接続パイプ６５が設けられているため、吸気流が凝縮水を接続パイプ６５に流入させるように流通して、接続パイプ６５およびタンク８０に凝縮水を確実に流入させることができる。

上流側パイプ６０の下流端部６０ｂには、下流側パイプ７０の上流端部７０ａが、上流側パイプ６０から接続パイプ６５へ向かう接線方向Ｄ₁を除く接線方向Ｄ₂に沿って接続されているため、上流側パイプ６０の下流端部６０ｂから流出する凝縮水が下流側パイプ７０に流入することを確実に抑制することができる。

接続パイプ６５が上流側パイプ６０の下流端部６０ｂが延在する方向に沿って設けられおり、ここでは、上流側パイプ６０の下流端部６０ｂおよびその周辺ならびに接続パイプ６５が一直線状に形成されているため、上流側パイプ６０の下流端部６０ｂから流出する凝縮水を円滑に接続パイプ６５に流入させることができる。詳細に言えば、吸気よりも質量が大きく、吸気よりも大きな慣性が作用する凝縮水は、上流側パイプ６０の下流端部６０ｂから流出すると、その慣性で下流端部６０が延在する方向に沿って流通（移動）するため、接続パイプ６５に凝縮水を円滑に流入させることができる。つまり、凝縮水に作用する慣性と吸気に作用するそれの大きさの違いを利用して、吸気から凝縮水を確実に分離することができる。

つまり、上流側パイプ６０と接続パイプ６５との間の第一角度θ₁よりも上流側パイプ６０と下流側パイプ７０との間の第二角度θ₂の方が小さくなるように、下流側パイプ７０が上流側パイプ６０に接続されているため、吸気よりも質量の大きい凝縮水を、その慣性によって上流側パイプ６０から接続パイプ６５に流入させ、接続パイプ６５に接続された凝縮水貯留部８０に流入させることができる。一方、凝縮水よりも質量が小さい吸気を、吸気通路１０を形成する下流側パイプ７０を流通させてエンジン１に供給することができる。

また、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における最下点Ｐよりも上方に接続されているため、上流側パイプ６０において流下した凝縮水が下流側パイプ７０に流入することを抑制することができる。

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。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には、上流側から下流側へ向かうにつれて上方に位置する上昇部７０ｃが設けられているため、仮に、下流側パイプ７０に凝縮水が流入したとしても、重力の作用で凝縮水を流下させ、エンジン１への凝縮水の流入を確実に抑制することができる。ここでは、上昇部７０ｃが鉛直方向に沿って設けられているため、凝縮水を効率よく流下させることができ、エンジン１への凝縮水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の内壁面６０ｃをつたう凝縮水は、重力の作用で内壁面の下部に移動する。このため、上流側パイプ６０の内壁面６０ｃでは、その上部に付着した凝縮水よりも下部のそれの方が多量といえる。これに対し、本実施形態の凝縮水分離装置５０では、上流側パイプ６０の上部に下流側パイプ７０が接続されているため、上流側パイプ６０の内壁面６０ｃをつたう凝縮水が下流側パイプ７０に流入する凝縮水を抑制することができる。
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四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３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に対して上流側パイプ６１および接続パイプ６６の配向と、これらのパイプ６１，６６に対する下流側パイプ７１の接続角度とが異なる。

上流側パイプ６１は、上流側から下流側へ向けて下方に傾斜して設けられている。このため、上流側パイプ６１の軸心Ｃ₁₁も上流側から下流側へ向けて下方に傾斜している。図３では、上流側パイプ６１の下流端部６１ｂおよびその周辺が下方傾斜したものを示す。
同様に、接続パイプ６６は、一端部６６ａから他端部６６ｂへ向けて下方に傾斜して設けられている。このため、接続パイプ６６の軸心Ｃ₂₁も一端部６６ａから他端部６６ｂへ向けて下方に傾斜している。

すなわち、これらのパイプ６１，６６は、タンク８０へ向けて下方に傾斜して設けられている。図３では、上流側パイプ６１の下流端部６１ｂおよびその周辺ならびに接続パイプ６６が一直線状に形成されて下方傾斜するものを示す。

上流側パイプ６１および接続パイプ６６は、上流側パイプ６１の軸心Ｃ₁₁と接続パイプ６６の軸心Ｃ₂₁とが一致するように設けられ、同軸に設けられている。このため、上流側パイプ６１の軸心Ｃ₁₁と接続パイプ６６の軸心Ｃ₂₁との間の第一角度θ_1aは、１８０度をなすものといえる。なお、第一角度θ_1aは、０度よりも大きく１８０度以下の角度範囲で計測されるものとする。
ここでは、上流側パイプ６１と接続パイプ６６との接続箇所、即ち、上流側パイプ６１の下流端部６１ｂにおいて、上流側パイプ６１から接続パイプ６６へ向かう接線方向Ｄ₁₁は、タンク８０に向けて下方傾斜する方向（軸心Ｃ₁₁，Ｃ₂₁の方向）となっている。

下流側パイプ７１は、一実施形態の下流側パイプ７０と同様に、その上流端部７１ａおよびその周辺が鉛直方向に沿って直線状に形成されている。すなわち、下流側パイプ７１の上流端部７１ａの軸心Ｃ₃₁が鉛直方向に沿って直線状に延びている。
この下流側パイプ７１の上流側パイプ６１への接続箇所、即ち、上流側パイプ６１の下流端部６１ｂでは、上流側パイプ６１から下流側パイプ７１へ向かう接線方向Ｄ₂₁が鉛直上向きの方向に沿っている。言い換えれば、下流側パイプ７１が上流側パイプ６１に対して上向きに接続されている。

これらより、上流側パイプ６１の下流端部６１ｂでは、上流側パイプ６１から接続パイプ６６へ向かう接線方向Ｄ₁₁のベクトルと上流側パイプ６１から下流側パイプ７１へ向く接線方向Ｄ₂₁のベクトルとの内積が負となるように、上流側パイプ６１と下流側パイプ７１とが接続されている。すなわち、上流側パイプ６１から下流側パイプ７１に流入する吸気が上流側パイプ６１の下流端部６１ｂにおいて９０度以上の流通方向を変化させるように、下流側パイプ７１が上流側パイプ６１に対して接続されている。このため、下流側パイプ７１は、上流側パイプ６１に対して鋭角に接続されたものといえる。

言い換えれば、上流側パイプ６１の下流端部６１ｂおよびその周辺が下方傾斜して設けられているため、上流側パイプ６１の軸心Ｃ₁₁と下流側パイプ７１の軸心Ｃ₃₁との間の第二角度θ_2aが、９０度よりも小さい鋭角をなすものといえる。
敷衍して言えば、上流側パイプ６１の下流端部６１ｂでは、上流側パイプ６１と接続パイプ６６との間の第一角度θ_1aよりも上流側パイプ６１と下流側パイプ７１との間の第二角度θ_2aの方が小さくなるように、下流側パイプ７１が上流側パイプ６１に接続されている。

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。
上流側パイプ６１および接続パイプ６６がタンク８０へ向けて下方に傾斜して設けられているため、これらのパイプ６１，６６内部において、重力の作用で凝縮水をタンク８０へ向けて流下或いは滴下させることができる。したがって、凝縮水の捕集効率を向上させることができる。

上流側パイプ６１の下流端部６１ｂでは、上流側パイプ６１と接続パイプ６６との間の第一角度θ_1aよりも上流側パイプ６１と下流側パイプ７１との間の第二角度θ_2aが９０度よりも小さい鋭角となるように設けられているため、上述した一実施形態の凝縮水処理装置５０のように上流側パイプ６０と下流側パイプ７０との間の第二角度θ₂が９０度のものと比較して、下流側パイプ７１への凝縮水の流入を更に確実に抑制することができ、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、ここでは、上流側パイプ６１および接続パイプ６６の両パイプがタンク８０へ向けて下方に傾斜して設けられたものを示したが、上流側パイプ６１および接続パイプ６６の少なくとも一方がタンク８０へ向けて下方に傾斜して設けられていてもよい。この場合、上流側パイプ６１および接続パイプ６６の少なくとも一方の内部において、重力の作用で凝縮水をタンク８０へ向けて流下或いは滴下させることができ、凝縮水の捕集効率の向上に寄与する。

［第二変形例］
第二変形例の凝縮水分離装置５０Ｂは、図４および図５に示すように、上述した一実施形態の凝縮水分離装置５０にガイド部９５Ａ，９５Ｂを設けたものである。各ガイド部９５Ａ，９５Ｂは、凝縮水を案内するものである。ガイド部９５Ａ，９５Ｂは、接続パイプ６５の軸方向に沿って設けられている。

はじめに、図４を参照して、ガイド部９５Ａについて説明する。
ガイド部９５Ａは、軸方向に沿って連続的に形成された溝状のものである。図４（ａ）では、軸方向が水平方向のものを例示している。ここでは、ガイド部９５Ａがタンク８０の上面部８０ｃの一部にも設けられている。また、ガイド部９５Ａは、接続パイプ６５の一端部６５ａと他端部６５ｂとの間にわたって設けられている。

図４（ｂ）に示すように、ガイド部９５Ａは、接続パイプ６５の周方向において所定の間隔をおいて複数設けられている。例えば、ガイド部９５Ａは、接続パイプ６５の内周面を研削加工して形成することができ、また、内周面に凹部および凸部を有する軸方向断面形状のものを押出し加工することで形成することができる。

次に、図５を参照して、他の形態のガイド部９５Ｂについて説明する。
ガイド部９５Ｂは、軸方向（ここでは水平方向）に沿って連続的に形成された壁状のものである。図５（ａ）では、ガイド部９５Ｂがタンク８０の上面部８０ｃの一部にも設けられている。また、ガイド部９５Ｂは、接続パイプ６５の一端部６５ａと他端部６５ｂとの間にわたって設けられている。
図５（ｂ）に示すように、ガイド部９５Ｂは、接続パイプ６５の周方向において所定の間隔をおいて複数設けられている。例えば、ガイド部９５Ｂは、帯板状の部材を接続パイプ６５の内壁面に固定することで形成することができる。

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。
接続パイプ６５の内側には、接続パイプ６５の軸方向に沿って凝縮水を案内するガイド部９５Ａ，９５Ｂが設けられているため、上流側パイプ６０から接続パイプ６５に流入した凝縮水を軸方向（ここでは水平方向）に沿って案内することで、タンク８０に凝縮水を円滑に流入させることができる。

ガイド部９５Ａが溝状のものであれば、接続パイプ６５の内側における表面積が増加する。このため、冷却効率が向上し、凝縮水の捕集効率を向上させることができる。同様に、ガイド部９５Ｂが壁状のものであれば、接続パイプ６５の内側における表面積が増加することにより、凝縮水の捕集効率を向上させることができる。
また、ガイド部９５Ａ，９５Ｂと接続パイプ６５に流入した吸気（破線の白抜き矢印で示す）との接触面積が増加することで、吸気流を緩めることに寄与する。このため、接続パイプ６５における凝縮水の巻き上げを確実に抑制し、凝縮水の下流側パイプ７０への流入を確実に抑制することができる。

［第三変形例］
図６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にバッフルプレート（流動抑制部材）８２を追加したものである。
バッフルプレート８２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８２は、タンク８０において第二立面部８０ｂから内側に向けて突設されている。さらに、バッフルプレート８２は、第二立面部８０ｂから離隔するに連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８２は、第一立面部８０ａ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８２の先端８２ａ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８２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８２の先端８２ａは、第一立面部８０ａから離隔して設けられている。

バッフルプレート８２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８２は、通常走行中に車両が取り得る姿勢であれば、第二立面部８０ｂ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。
バッフルプレート８２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。

さらに、バッフルプレート８２が第二立面部８０ｂ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、バッフルプレート８２に付着した凝縮水を、重力の作用で流下させ滴下させることができる。よって、タンク８０に凝縮水を確実に貯留することができる。
なお、この凝縮水分離装置５０Ｃでは、図６に示すように、バッフルプレート８２が第二立面部８０ｂから内側に向けて突設され、第一立面部８０ａから離隔して設けられている。これにより、バッフルプレート８２の表面に付着した凝縮水を確実にタンク８０へと滴下させることができ、接続パイプ６５側への流出を防止することができる。

バッフルプレート８２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、タンク８０に凝縮水を確実に貯留することができる。
なお、バッフルプレート８２は、第二立面部８０ｂから突設されるものに限らず、第一立面部８０ａなどの他の立面部から突設されていてもよい。この場合も、第三変形例に係る凝縮水分離装置５０Ｃ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、パンチングプレート（流動抑制部材）８３と冷却フィン８４とを追加したものである。
パンチングプレート８３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８３には、多数の孔８３ａ（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８３（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８３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８０ｄに対して立設されている。すなわち、パンチングプレート８３は、その上部８３ｂ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８３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８４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８４は、接続パイプ６５およびタンク８０のそれぞれの外側に設けられている。すなわち、冷却フィン８４は、接続パイプ６５およびタンク８０において外側の伝熱面積（表面積）を拡げ、接続パイプ６５内部の凝縮水やタンク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８４は、接続パイプ６５およびタンク８０の各内部において冷却を促進するものといえる。
図７では、タンク８０において立面部８０ａ，８０ｂおよび上面部８０ｃに冷却フィン８４が設けられたものを例示する。ただし、冷却フィン８４は、タンク８０の底面部８０ｄに設けられてもよい。

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。
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８３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８３は、その上部８３ｂ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、仮にタンク８０内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。
接続パイプ６５およびタンク８０のそれぞれの外側には冷却フィン８４が設けられているため、接続パイプ６５およびタンク８０の各内部における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、接続パイプ６５およびタンク８０のそれぞれの内部で吸気が冷却されることにより、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。

なお、冷却フィン８４は、接続パイプ６５の外側にのみ設けられてもよい。この場合、タンク８０内部の冷却効率が向上されないものの、冷却フィン８４の設置領域が小さくなることで、材料コストの上昇や重量の増加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、上流側パイプ６０と下流側パイプ７０とが同じ太さに形成されたものを説明したが、これらの太さは異なっていてもよい。例えば、図８に示すように、上流側パイプ６０よりも細い下流側パイプ７２を用いる場合、上流側パイプ６０の下流端部６０ｂでは、上流側パイプ６０の軸心Ｃ₁よりも下流側パイプ７２の軸心Ｃ₃₂の方が上方に設けられる。さらに言えば、図８に二点鎖線で示すように、下流側パイプ７３（二点鎖線で一部を示す）が上流側から下流側へ向けて上方に位置するように傾斜していてもよい。この場合、上流側パイプ６０の下流端部６０ｂでは、上流側パイプ６０の軸心Ｃ₁よりも下流側パイプ７３の軸心Ｃ₃₃の方が上方に設けられる。このように、下流側パイプ７２，７３が上流側パイプ６０の上部に接続されていれば、上流側パイプ６０の内壁面６０ｃをつたう凝縮水が下流側パイプ７０に流入することを抑制することができる。

また、上流側パイプ６０および接続パイプ６５が一直線状に形成されたものを示したが、上流側パイプと接続パイプとの接続箇所が湾曲していてもよい。以下、かかる構成の例を、図９を参照して説明する。この例では、上流側パイプ６２，接続パイプ６５および下流側パイプ７４が、それぞれ異なる方向に沿って延在している。

上流側パイプ６２および下流側パイプ７４は、下に凸の円弧状の吸気通路１０を形成している。すなわち、上流側パイプ６２の軸心Ｃ₁₂および下流側パイプ７４の軸心Ｃ₃₂は、下に凸の円弧状となっている。翻って言えば、上流側パイプ６２の軸心Ｃ₁₂と下流側パイプ７４の軸心Ｃ₃₂とが滑らかに連続している。ここでは、上流側パイプ６２の下流端部６２ｂと下流側パイプ７４の上流端部７４ａとの接続箇所が、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。この接続箇所には、接続パイプ６５の一端部６５ａが接続されている。

接続パイプ６５およびその軸心Ｃ₂₂は、上述の一実施形態と同様に、水平方向に沿って設けられている。また、接続パイプ６５の他端部６５ｂがタンク８０に接続されている。上流側パイプ６２の下流端部６２ｂが下に凸の円弧状の吸気通路１０のうち最も鉛直高さが低い最低部１０ａに設けられているため、この下流端部６２ｂにおける接線方向Ｄ₁₁は、水平方向に沿ったものとなる。このため、接続パイプ６５は、上流側パイプ６２の下流端部６２ｂにおける接線方向Ｄ₁₁に沿って設けられたものといえる。
このように構成された凝縮水分離装置によれば、上述した一実施形態の凝縮水分離装置５０による効果に加えて、上流側パイプ６２と下流側パイプ７４との接続箇所を屈曲させることができるため、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。

また、下流側パイプ７０の上流端部７０ａには、上流側から下流側へ向かうにつれて上方に位置する上昇部７０ｃが設けられたものを示したが、この上昇部７０ｃは、上流端部７０ａに限らず下流側パイプ７０の何れかに設けられていてもよい。この場合であっても、重力の作用で凝縮水を流下させ、エンジン１への凝縮水の流入を抑制することができる。さらに言えば、上昇部７０ｃが設けられていなくてもよい。このため、例えば水平方向に延びる下流側パイプ７０を用いてもよい。

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、バッフルプレート８２やパンチングプレート８３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
１３ インタークーラ（冷却装置）
１４ インテークマニホールド
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 凝縮水分離装置
６０，６１，６２ 上流側パイプ
６０ａ 上流端部
６０ｂ，６１ｂ，６２ｂ 下流端部
６５，６６，６７ 接続パイプ
６５ａ，６６ａ，６７ａ 一端部
６５ｂ，６６ｂ，６７ｂ 他端部
７０，７１，７２，７３，７４ 下流側パイプ
７０ａ，７１ａ，７２ａ，７４ａ 上流端部
７０ｂ 下流端部
７０ｃ 上昇部
８０ タンク（凝縮水貯留部）
８０ａ 第一立面部
８０ｂ 第二立面部
８１ 排水口
８２ バッフルプレート（流動抑制部材）
８３ パンチングプレート（流動抑制部材）
８４ 冷却フィン
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 ガイド部
１００ 制御装置
Ｃ₁，Ｃ₁₁，Ｃ₁₂ 上流側パイプの軸心
Ｃ₂，Ｃ₂₁，Ｃ₂₂ 接続パイプの軸心
Ｃ₃，Ｃ₃₁，Ｃ₃₂，Ｃ₃₃，Ｃ₃₄ 下流側パイプの軸心
Ｄ₁，Ｄ₁₁ 上流側パイプから接続パイプへ向かう接線方向
Ｄ₂ 上流側パイプから下流側パイプへ向かう接線方向
Ｐ 最下点
θ₁，θ_1a 第一角度
θ₂，θ_2a 第二角度
θ 傾斜角度

Claims (10)

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、
   前記吸気または前記排気が流通する通路を形成し、上流端部が前記冷却装置に接続される上流側パイプと、
   前記上流側パイプの下流端部と前記凝縮水貯留部との間を接続する接続パイプと、
   前記吸気または前記排気が流通する通路を形成し、上流端部が前記上流側パイプの前記下流端部の最下点よりも上方で接続された下流側パイプと、を備え、
   前記上流側パイプの前記下流端部において、前記上流側パイプの軸心と前記接続パイプの軸心との間の角度よりも前記上流側パイプの軸心と前記下流側パイプの軸心との間の角度の方が小さくなるように、前記下流側パイプが前記上流側パイプに接続され、
   前記接続パイプの外側には、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、凝縮水分離装置。
2. 前記下流側パイプの前記上流端部には、上流側から下流側に向かうにつれて上方に位置する上昇部が設けられた
   ことを特徴とする、請求項１記載の凝縮水分離装置。
3. 前記上流側パイプまたは前記接続パイプが、前記凝縮水貯留部へ向けて下方に傾斜して設けられた
   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. 前記接続パイプの内側には、前記接続パイプの軸方向に沿って前記凝縮水を案内するガイド部が設けられた
   ことを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載の凝縮水分離装置。
5. 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上部に接続された
   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構造。
6. 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１〜５の何れか１項に記載の凝縮水分離装置。
7. 前記流動抑制部材がバッフルプレートである
   ことを特徴とする、請求項６記載の凝縮水分離装置。
8. 前記バッフルプレートが、前記凝縮水貯留部における立面部から前記凝縮水貯留部の内側に向けて突設され、前記立面部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７記載の凝縮水分離装置。
9. 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８記載の凝縮水分離装置。
10. 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６〜９の何れか１項に記載の凝縮水分離装置。

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