特開 2022-171002 給気デミスタ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022171002

(43)【公開日】2022-11-11

(54)【発明の名称】給気デミスタ

(51)【国際特許分類】

   F02M 35/10 20060101AFI20221104BHJP

   B01D 45/08 20060101ALI20221104BHJP

【ＦＩ】

F02M35/10 301W

B01D45/08 Z

F02M35/10 101E

F02M35/10 301T

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021077356

(22)【出願日】2021-04-30

(71)【出願人】

【識別番号】000006208

【氏名又は名称】三菱重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100162868

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 英輔

(74)【代理人】

【識別番号】100161702

【弁理士】

【氏名又は名称】橋本 宏之

(74)【代理人】

【識別番号】100189348

【弁理士】

【氏名又は名称】古都 智

(74)【代理人】

【識別番号】100196689

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 康一郎

(72)【発明者】

【氏名】荒川 宜彬

(72)【発明者】

【氏名】池田 孝

(72)【発明者】

【氏名】岩永 健一

(72)【発明者】

【氏名】戸松 豪

(72)【発明者】

【氏名】岩▲崎▼ 宏司

【テーマコード（参考）】

4D031

【Ｆターム（参考）】

4D031AB06

4D031AB28

4D031BA08

4D031EA01

(57)【要約】

【課題】さらに性能が向上した給気デミスタを提供する。
【解決手段】給気デミスタは、下方から上方に向かって給気が流通する流路を形成するダクトと、ダクトの上方に設けられたデミスタ本体と、を備え、デミスタ本体は、下方に凹むとともに傾斜して延びる受け面を有し、互いに間隔をあけて並設された複数の樋部と、樋部の上方に設けられ、上方に凹む返し面を有し、互いに間隔をあけて並設された複数の返し部と、を有し、返し部は、上下方向視で、返し面が当該返し面の延在方向にわたって隣り合う受け面に跨っている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

下方から上方に向かって給気が流通する流路を形成するダクトと、
前記ダクトの上方に設けられたデミスタ本体と、
を備え、
前記デミスタ本体は、
下方に凹むとともに傾斜して延びる受け面を有し、互いに間隔をあけて並設された複数の樋部と、
前記樋部の上方に設けられ、上方に凹む返し面を有し、互いに間隔をあけて並設された複数の返し部と、
を有し、
各前記返し部は、上下方向視で、前記返し面が該返し面の延在方向にわたって隣り合う前記受け面に跨っている給気デミスタ。

【請求項2】

前記返し面は、前記受け面と平行となるように傾斜している請求項１に記載の給気デミスタ。

【請求項3】

前記ダクトの上方に設けられ、外部に流体を導く排出口が形成されたヘッダをさらに備え、
前記複数の樋部の下方の端部は、前記排出口に接続されている請求項１又は２に記載の給気デミスタ。

【請求項4】

前記樋部の端縁から前記受け面側に向かって張り出す張り出し部をさらに有する請求項１から３のいずれか一項に記載の給気デミスタ。

【請求項5】

前記樋部のうち、少なくとも下方の端部を上方から覆うカバー部をさらに有する請求項１から４のいずれか一項に記載の給気デミスタ。

【請求項6】

上下方向に積層された複数の前記樋部、及び複数の前記返し部を備える請求項１から５のいずれか一項に記載の給気デミスタ。

【請求項7】

前記受け面、及び前記返し面に設けられた撥水性のコーティング層をさらに有する請求項１から６のいずれか一項に記載の給気デミスタ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、給気デミスタに関する。

【背景技術】

【0002】

高出力のエンジンシステムでは、給気圧を確保するためにターボチャージャーが用いられる。エンジン本体とターボチャージャーとの間には、給気を冷却するためのインタークーラーが設けられている。

【0003】

このインタークーラーでは、給気の冷却に伴って凝縮水が発生する。凝縮水がエンジン本体内に侵入すると、ヒートショックによるバルブの損傷を引き起こす虞がある。そこで、例えば下記特許文献１に記載された凝縮水分離装置（給気デミスタ）と呼ばれる装置が従来使用されている。この装置では、流路上にパンチングメタルを配置することで、凝縮水の分離を行う。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第６３１４４００号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記のようにパンチングメタルを用いた場合、分離された凝縮水が給気の流れに乗って飛散してしまう可能性がある。また、パンチングメタルが流路をふさぐため、給気に対する圧力損失の原因となることもある。その結果、給気デミスタの性能が低下してしまう。

【0006】

本開示は上記課題を解決するためになされたものであって、さらに性能が向上した給気デミスタを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、本開示に係る給気デミスタは、下方から上方に向かって給気が流通する流路を形成するダクトと、前記ダクト内に設けられたデミスタ本体と、を備え、前記デミスタ本体は、下方に凹むとともに傾斜して延びる受け面を有し、互いに間隔をあけて並設された複数の樋部と、前記樋部の上方に設けられ、上方に凹む返し面を有し、互いに間隔をあけて並設された複数の返し部と、を有し、各前記返し部は、上下方向視で、前記返し面が該返し面の延在方向にわたって隣り合う前記受け面に跨っている。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、さらに性能が向上した給気デミスタを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本開示の実施形態に係る給気デミスタの断面図である。

【図2】本開示の実施形態に係るデミスタ本体の断面図である。

【図3】本開示の実施形態に係るデミスタ本体の変形例を示す図である。

【図4】本開示の実施形態に係るデミスタ本体のさらなる変形例を示す図である。

【図5】本開示の実施形態に係るデミスタ本体の他の変形例を示す図である。

【図6】本開示の実施形態に係るデミスタ本体の他の変形例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

（給気デミスタの構成）
以下、本開示の実施形態に係る給気デミスタ１００について、図１と図２を参照して説明する。この給気デミスタ１００は、エンジンからの排気をターボチャージャーに供給するに当たり、一定の温度まで冷却するインタークーラーの下流側に設けられる装置である。具体的には図１に示すように、給気デミスタ１００は、ダクト１と、ヘッダ３と、デミスタ本体４と、を備えている。

【0011】

ダクト１は筒状をなし、下方から上方に向かって給気Ｇが流通している。ダクト１の内部には、インタークーラー２が設けられている。インタークーラー２は例えばフィンアンドチューブ方式の熱交換器であり、内部を流通する冷媒と給気Ｇとの間で熱交換を行う。これにより、給気Ｇの温度が低下する。

【0012】

ヘッダ３は、ダクト１の上方に一体に設けられている。ヘッダ３の内部にはデミスタ本体４が収容されている。ダクト１から流れてきた水分を含む給気Ｇは、デミスタ本体４で気液分離される。このうち、水分が除去された給気Ｇは、ヘッダ３の上部に設けられた排気口３２から外部に排出される。

【0013】

（デミスタ本体の構成）
次に、図１と図２を参照してデミスタ本体４の構成について説明する。デミスタ本体４は、樋部４１と、返し部４２と、を有している。

【0014】

図１に示すように、樋部４１、及び返し部４２はともに水平方向に対して傾斜している。なお、この例とは異なり、樋部４１のみを傾斜させる構成を採ることも可能である。

【0015】

さらに、図２に示すように、樋部４１、及び返し部４２は、Ｌ型の断面形状を有している。樋部４１は、下方に向かって凹んでいる。樋部４１の上方を向く面は受け面４１ａとされている。この受け面４１ａには、撥水性のコーティング層Ｃが設けられている。このような樋部４１が、水平方向に間隔をあけて複数配列されている。

【0016】

樋部４１の上方には、複数の返し部４２が設けられている。それぞれの返し部４２は上方に向かって凹んでいる。返し部４２の下方を向く面は返し面４２ａとされている。この返し面４２ａには、受け面４１ａと同様に、撥水性のコーティング層Ｃが設けられている。これら返し部４２は、樋部４１と同様に、水平方向に間隔をあけて配列されている。各返し部４２は、上下方向視で、返し面４２ａが当該返し面４２ａの延在方向の全域にわたって、上下方向に隣り合う下方の樋部４１の受け面４１ａに跨っている。つまり、上下方向から見て、返し面４２ａと受け面４１ａは互いにその少なくとも一部が重なっている。さらに言い換えれば、樋部４１と返し部４２とは、水平方向における位置が互いにずれている。

【0017】

（作用効果）
続いて、上記の給気デミスタ１００の動作について説明する。まず給気Ｇがダクト１内に導かれる。すると、インタークーラー２によって給気Ｇが冷却される。冷却された状態の給気Ｇは、ヘッダ３内でデミスタ本体４に接触する。このとき、図２に示すように、給気Ｇのうち、気相成分Ｇ１は上述の樋部４１、及び返し部４２の間の間隙を通じて下方から上方に向かって流通する。

【0018】

一方で、給気Ｇに含まれる水分Ｗは、返し部４２の返し面４２ａ上で凝縮する。この水分Ｗは、図２中の矢印で示すように、重力の作用によって返し面４２ａを流下した後、下方の樋部４１に流れ落ちる。樋部４１は上述のように水平方向に対して傾斜していることから、当該傾斜に沿って水分Ｗが下方に流れる。その後、樋部４１に接続されたヘッダ３に排出口３１（図１参照）を通じて、水分Ｗが外部に排出される。つまり、複数の樋部４１の下方の端部は、排出口３１に接続されている。

【0019】

上記構成によれば、ダクト１を流通してきた給気Ｇに含まれる水分Ｗが、返し部４２の返し面４２ａ上で凝縮して捕捉される。捕捉された水分は重力によって下方の樋部４１に流れ落ちる。さらに、水分Ｗは、重力によって樋部４１の傾斜に沿って下方に流れ、外部に取り出される。これにより、水分Ｗがデミスタ本体４から飛散して給気Ｇ中に戻されてしまう可能性を低減することができる。また、樋部４１、及び返し部４２はそれぞれ互いに間隔をあけて配列されていることから、給気Ｇの流れを妨げることがない。このため、給気デミスタ１００における圧力損失の発生も抑制することができる。

【0020】

さらに、上記構成によれば、返し面４２ａが傾斜していることから、凝縮した水分Ｗを傾斜方向に下方に流しつつ、受け面４１ａに向かって滴下させることができる。これにより、さらに迅速に水分を流路上から退避させることができる。

【0021】

また、上記構成によれば、ヘッダ３に形成された排出口３１を通じて、樋部４１に貯まった水分Ｗが外部に排出される。ヘッダ内圧と大気圧の差圧によって水分を排出できることから、ポンプ等の他の機器が不要となり、装置の製造コストやメンテナンスコストを削減することができる。

【0022】

加えて、上記構成によれば、コーティング層Ｃによって、受け面４１ａ、及び返し面４２ａにおける水分Ｗの滞留を回避し、速やかに流下させることができる。これにより、デミスタ本体４から水分Ｗが飛散してしまう可能性をさらに低減することができる。

【0023】

以上、本開示の実施形態について説明した。なお、本開示の要旨を逸脱しない限りにおいて、上記の構成に種々の変更や改修を施すことが可能である。例えば、変形例として図３に示すように、樋部４１のうち、少なくとも下方の端部を上方から覆うカバー部５をさらに有する構成を採ることも可能である。この構成によれば、カバー部５が設けられていることから、一度樋部４１に滴下した水分が再び上方に飛散する可能性を低減することができる。

【0024】

さらに、図４に示すように、樋部４１の端縁から受け面４１ａ側に向かって張り出す一対の張り出し部６をさらに有する構成を採ることも可能である。この構成によれば、樋部４１に張り出し部６が設けられていることから、一度樋部４１に滴下した水分が再び上方に飛散する可能性をさらに低減することができる。

【0025】

加えて、樋部４１を、図５及び図６に示すような形状とすることも可能である。図５の例では、樋部４１は、底面４１ｂと、この底面４１ｂの端縁から斜めに延びる受け面４１ａと、を有している。図６の例では、樋部４１は半円筒状をなしている。その内周面は受け面４１ａ´とされている。これらの構成によれば、上記実施形態で説明したＬ型の断面形状を有する構成に比べて、樋部４１の容積を大きくすることができる。これにより、さらに多くの量の水分を捕捉・排出することが可能となる。

【0026】

また、詳しくは図示しないが、樋部４１、及び返し部４２を上下方向にそれぞれ複数ずつ積層することも可能である。また、樋部４１を一層のみ設け、上方に２層以上の返し部４２を設けることも可能である。いずれの構成であっても、返し部４２同士は上下方向から見てその少なくとも一部が重複していることが望ましい。このような構成によれば、デミスタ本体４の処理性能（水分の捕捉量）をさらに拡大することが可能となる。

【0027】

＜付記＞
各実施形態に記載の給気デミスタ１００は、例えば以下のように把握される。

【0028】

（１）第１の態様に係る給気デミスタ１００は、下方から上方に向かって給気Ｇが流通する流路を形成するダクト１と、前記ダクト１の上方に設けられたデミスタ本体４と、を備え、前記デミスタ本体４は、下方に凹むとともに傾斜して延びる受け面４１ａを有し、互いに間隔をあけて並設された複数の樋部４１と、前記樋部４１の上方に設けられ、上方に凹む返し面４２ａを有し、互いに間隔をあけて並設された複数の返し部４２と、を有し、各前記返し部４２は、上下方向視で、前記返し面４２ａが該返し面４２ａの延在方向にわたって隣り合う前記受け面４１ａに跨っている。

【0029】

上記構成によれば、ダクト１を流通してきた給気Ｇに含まれる水分Ｗが、返し部４２の返し面４２ａ上で凝縮して捕捉される。捕捉された水分Ｗは重力によって下方の樋部４１に流れ落ちる。さらに、水分Ｗは、重力によって樋部４１の傾斜に沿って下方に流れ、外部に取り出される。これにより、水分Ｗがデミスタ本体４から飛散する可能性を低減することができる。また、樋部４１、及び返し部４２はそれぞれ互いに間隔をあけて配列されていることから、給気Ｇの流れを妨げることがない。このため、給気デミスタ１００における圧力損失の発生も抑制することができる。

【0030】

（２）第２の態様に係る給気デミスタ１００では、前記返し面４２ａは、前記受け面４１ａと平行となるように傾斜している。

【0031】

上記構成によれば、返し面４２ａが傾斜していることから、凝縮した水分を傾斜方向に下方に流しつつ、受け面４１ａに向かって滴下させることができる。これにより、さらに迅速に水分を流路上から退避させることができる。

【0032】

（３）第３の態様に係る給気デミスタ１００は、前記ダクト１の上方に設けられ、外部に流体を導く排出口３１が形成されたヘッダ３をさらに備え、前記複数の樋部４１の下方の端部は、前記排出口３１に接続されている。

【0033】

上記構成によれば、ヘッダ３に形成された排出口３１を通じて、樋部４１に貯まった水分Ｗが外部に排出される。ヘッダ内圧と大気圧の差圧によって水分を排出できることから、ポンプ等の他の機器が不要となり、装置の製造コストやメンテナンスコストを削減することができる。

【0034】

（４）第４の態様に係る給気デミスタ１００は、前記樋部４１の端縁から前記受け面４１ａ側に向かって張り出す張り出し部６をさらに有する。

【0035】

上記構成によれば、樋部４１に張り出し部６が設けられていることから、一度樋部４１に滴下した水分が再び上方に飛散する可能性を低減することができる。

【0036】

（５）第５の態様に係る給気デミスタ１００は、前記樋部４１のうち、少なくとも下方の端部を上方から覆うカバー部５をさらに有する。

【0037】

上記構成によれば、カバー部５が設けられていることから、一度樋部４１に滴下した水分が再び上方に飛散する可能性を低減することができる。

【0038】

（６）第６の態様に係る給気デミスタ１００は、上下方向に積層された複数の前記樋部４１、及び複数の前記返し部４２を備える。

【0039】

上記構成によれば、上下方向に複数の樋部４１、及び複数の返し部４２が積層されていることから、より多くの水分を凝縮させて捕捉することができる。これにより、給気デミスタ１００の処理性能を向上させることができる。

【0040】

（７）第７の態様に係る給気デミスタ１００は、前記受け面４１ａ、及び前記返し面４２ａに設けられた撥水性のコーティング層Ｃをさらに有する。

【0041】

上記構成によれば、コーティング層Ｃによって、受け面４１ａ、及び返し面４２ａにおける水分の滞留を回避し、速やかに流下させることができる。これにより、デミスタ本体４から水分が飛散してしまう可能性をさらに低減することができる。

【符号の説明】

【0042】

１００ 給気デミスタ
１ ダクト
２ インタークーラー
３ ヘッダ
４ デミスタ本体
５ カバー部
６ 張り出し部
３１ 排出口
３２ 排気口
４１ 樋部
４１ａ，４１ａ´ 受け面
４１ｂ 底面
４２ 返し部
４２ａ 返し面
Ｇ 給気
Ｗ 水分

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】