2023-117320 内燃機関の燃料改質装置

(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】P2023117320

(43)【公開日】2023-08-23

(54)【発明の名称】内燃機関の燃料改質装置

(51)【国際特許分類】

   F02M 26/50 20160101AFI20230816BHJP

   F02M 26/27 20160101ALI20230816BHJP

   F02M 26/36 20160101ALI20230816BHJP

   F02M 27/02 20060101ALI20230816BHJP

   F02D 19/08 20060101ALI20230816BHJP

【ＦＩ】

F02M26/50 311

F02M26/27

F02M26/50 321

F02M26/36

F02M27/02 J

F02D19/08 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022019959

(22)【出願日】2022-02-10

(71)【出願人】

【識別番号】000004695

【氏名又は名称】株式会社ＳＯＫＥＮ

(71)【出願人】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】110003214

【氏名又は名称】弁理士法人服部国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】渡辺 裕樹

(72)【発明者】

【氏名】宮崎 真輔

(72)【発明者】

【氏名】齊藤 徹

(72)【発明者】

【氏名】菅原 岳大

【テーマコード（参考）】

3G062

3G092

【Ｆターム（参考）】

3G062AA05

3G062ED08

3G062ED09

3G062ED10

3G062GA20

3G092AA01

3G092AA17

3G092AA18

3G092AB02

3G092AB15

3G092DB03

3G092DC01

3G092DE17S

3G092FA36

3G092HD07Z

(57)【要約】

【課題】 内燃機関で発生する凝縮水による改質触媒の破損を効果的に抑制する内燃機関の燃料改質装置を提供する。
【解決手段】 内燃機関の燃料改質装置は、燃焼室１１から排出された排気に改質用燃料を添加する燃料添加装置３１と、改質用燃料を添加した炭化水素系燃料を、水素と一酸化炭素を含む改質ガスに分解する触媒を有する燃料改質器３５とを備える。燃料改質器３５から排出した排気を吸気に戻す排気還流通路２３には冷却装置４５を備える。排気還流通路２３で発生した凝縮水を触媒に接触しないように、燃料改質器３５の触媒の触媒下面水準１００よりも重力下方向の低位置に凝縮水保持手段に相当する排気還流通路２３１、２３２、２３３が配設される。これにより、凝縮水が吸気通路のコンプレッサの羽根を破損したりするのを防止し、凝縮水の改質触媒との接触を回避して触媒の破損を防止することができる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃焼室において外気から吸入した空気と燃料との混合気を燃焼させることにより外部仕事を取り出す内燃機関にあって、
燃焼室（１１）から排出された排気に改質用燃料を添加する燃料添加装置（３１）と、
改質用燃料を添加した炭化水素系燃料を、水素と一酸化炭素を含む改質ガスに分解する触媒を有する燃料改質器（３５）と、
前記燃料改質器から排出した排気を吸気に戻す排気還流通路（２３）と、
前記排気還流通路の配管に設置された冷却装置（４５）と、
前記排気還流通路で発生した凝縮水を前記触媒に接触しないように保持する凝縮水保持手段（３３、２３１、２３２、２３３、２３４、２３４１、２３５、２３６、４３、３９）とを備える内燃機関の燃料改質装置。

【請求項2】

前記凝縮水保持手段は、前記燃料改質器と前記冷却装置の間の配管（２３、２３１、２３２、２３３）であって、前記燃料改質器の触媒下面水準（１００）より重力下方向に位置する請求項１記載の内燃機関の燃料改質装置。

【請求項3】

前記凝縮水保持手段は、前記配管（２３、２３１、２３２、２３３）の配管内空間の容積Ｖが前記冷却装置で発生する凝縮水容積Ｗより大きい請求項２記載の内燃機関の燃料改質装置。

【請求項4】

前記凝縮水容積Ｗは、前記冷却装置内の最大温度Ｔを用いて飽和蒸気圧ｅｗ、飽和蒸気量Ｄ、及び積算凝縮水量Ｍを用いて算出される請求項３記載の内燃機関の燃料改質装置。

【請求項5】

前記冷却装置は、前記燃料改質器の前記触媒下面水準より重力下方向に位置する請求項１記載の内燃機関の燃料改質装置。

【請求項6】

内燃機関の停止を検知する手段（５０）と、前記凝縮水保持手段の凝縮水を排気管（２２）に排出する凝縮水排出配管（３８）と、排出された凝縮水を保持する構造（３９）をもつ前記排気管と、前記凝縮水排出配管の管内通路を開閉する制御弁（４０）と、前記凝縮水保持手段の水の有無を検知する水センサ（４２）と、前記構造の排気の出口側に設けられる排気浄化触媒（３７）と、前記排気浄化触媒の温度を検知する触媒温度検知手段（３６）と、前記水センサの検知信号及び前記排気浄化触媒の触媒温度信号に基づいて前記制御弁の開閉を制御する制御手段（５０）とを備える請求項１から５のいずれか一項記載の内燃機関の燃料改質装置。

【請求項7】

前記凝縮水保持手段に溜める凝縮水を霧化する霧化手段（４７）を設ける請求項１から５のいずれか一項記載の内燃機関の燃料改質装置。

【請求項8】

前記凝縮水保持手段（２３４１）の水の有無を検知する水センサ（５１）と、前記水センサの検知信号に基づいて水を判別する判別手段（５０）と、判別手段の結果水の有りを判別したとき前記霧化手段を運転する制御手段（５０）とを備える請求項７記載の内燃機関の燃料改質装置。

【請求項9】

前記凝縮水保持手段の凝縮水及び前記排気環流通路内の凝縮水と接触する配管内壁は、耐腐食手段（５３）が施されている請求項１記載の内燃機関の燃料改質装置。

【請求項10】

前記耐腐食手段は、遷移金属のクロム、ニッケル、銅、亜鉛、銀、プラチナ、金、ロジウムから選ばれる一種以上を、金属表面に付着させる手段である請求項９記載の内燃機関の燃料改質装置。

【請求項11】

前記燃料改質器は、燃料を分解する改質触媒と、前記改質触媒を担持する基材とを備え、前記基材にＳｉ系セラミックが用いられる請求項１記載の内燃機関の燃料改質装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、内燃機関の燃料改質装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、吸気通路から供給される空気と燃料との混合気を燃焼室で燃焼することにより内燃機関を駆動するもので、燃焼室から排出される排気中に燃料を添加し、排気と燃料の混合気を改質触媒で改質した改質ガスを吸気通路に供給する技術が知られている。

【0003】

この特許文献１の内燃機関では、改質触媒により排気と燃料との混合気を改質して、水素を含む改質ガスを生成する改質手段と、吸気通路に設けられるとともに、内燃機関に供給する空気を加圧する過給手段と、吸気通路に設けられるとともに、過給手段から吐出される空気を冷却する吸気冷却手段と、吸気通路であって、過給手段と吸気冷却手段との間に改質ガスを還流させるガス還流通路とを備え、排気と燃料との混合気を改質して得られた改質ガスを、過給手段と吸気冷却手段との間の吸気通路に還流する。

【0004】

また、特許文献２のものでは、内燃機関の吸気を過給する過給機よりも下流側の吸気通路のインタークーラによって生成された凝縮水を含む空気を吸気通路に排出する凝縮水除去通路を備えた水抜き装置を開示している。この凝縮水除去通路は、吸気通路の吸気方向と直交する吸気通路断面積に対して凝縮水を含む空気の排出方向と直交する排出通路断面積を狭くするとともに、通路終端部に排出通路断面積よりもさらに狭いオリフィスを設けている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００６－３７７４５号公報

【特許文献2】特開２０１９－３５３３３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１に示す燃料改質システムでは、冷却装置で発生する凝縮水が改質触媒に接触すると、熱衝撃等により触媒が破損する怖れがあるが、しかし、触媒の破損を防止する構成は開示されていない。

【0007】

特許文献２の内燃機関では、排気に燃料を添加する燃料改質器を備えたものの開示はなく、過給機の下流側の吸気を冷却するインタークーラで発生する凝縮水を吸気通路に排出する水抜き装置であって、燃料改質器の触媒の破損を防止する構成についての開示はない。

【0008】

本発明は、内燃機関で発生する凝縮水による改質触媒の破損を効果的に抑制する内燃機関の燃料改質装置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】

【0009】

本発明の内燃機関の燃料改質装置は、燃焼室において外気から吸入した空気と燃料との混合気を燃焼させることにより外部仕事を取り出す内燃機関にあって、燃焼室（１１）から排出された排気に改質用燃料を添加する燃料添加装置（３１）と、改質用燃料を添加した炭化水素系燃料を、水素と一酸化炭素を含む改質ガスに分解する触媒を有する燃料改質器（３５）と、前記燃料改質器から排出した排気を吸気に戻す排気還流通路（２３）と、前記排気還流通路の配管に設置された冷却装置（４５）と、前記排気還流通路で発生した凝縮水を前記触媒に接触しないように保持する凝縮水保持手段（３３、２３１、２３２、２３３、２３４、２３４１、２３５、２３６、４３、３９）とを備える構成を採用する。

【0010】

本発明の内燃機関の燃料改質装置によると、凝縮水保持手段に溜められる凝縮水は、触媒出口に接続する排気還流通路の部分で触媒と接触し難い。したがって、触媒の破損を効果的に抑制することができる。

【0011】

この凝縮水保持手段を備えれば、燃料改質器の触媒形状に依らず、例えば排気と排気還流装置を流れるガスが熱交換をするような改質触媒（セラミック材料製）においても、触媒の破損を効果的に抑制することができる。
また、排気管の形状が要件を満たしていれば、燃料改質器の触媒下面水準より重力下方向に冷却装置を位置することも可能である。

【0012】

本発明は、内燃機関の排気還流通路に炭化水素系燃料を改質する触媒を有する内燃機関用燃料改質システムにおいて、触媒の信頼性を向上させることができる。
本発明の内燃機関の燃料改質装置によると、内燃機関の排気を還流する装置を備えた燃料改質システムにおいて、触媒と凝縮水の接触を抑制する構成を有するため、触媒の破損を抑制することができる。

【0013】

燃料改質器の改質触媒の触媒下面水準よりも重力上方向にＥＧＲクーラ等の冷却装置が設置される場合、冷却装置で発生する凝縮水は、凝縮水保持手段に溜められるから、凝縮水による触媒の破損を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】第１実施形態による燃料改質システムの構成を示す概略構成図である。

【図2】第２実施形態による燃料改質システムの部分構成を示す概略構成図である。

【図3】ＥＧＲクーラに発生する凝縮水を説明する説明図である。

【図4】第３実施形態による燃料改質システムの部分構成を示す概略構成図である。

【図5】第４実施形態による燃料改質システムの部分構成を示す概略構成図である。

【図6】第５実施形態による燃料改質システムの部分構成を示す概略構成図である。

【図7】第６実施形態による燃料改質システムの部分構成を示す概略構成図である。

【図8】第７実施形態による燃料改質システムの構成を示す概略構成図である。

【図9】第７実施形態による凝縮水排出処理を説明するフローチャートである。

【図10】第８実施形態による燃料改質システムの構成を示す概略構成図である。

【図11】第９実施形態による燃料改質システムの構成を示す概略構成図である。

【図12】第１０実施形態による燃料改質システムの構成を示す概略構成図である。

【図13】第１１実施形態による燃料改質システムの部分構成を示す概略構成図である。

【図14】第１１実施形態による凝縮水排出処理を説明するフローチャートである。

【図15】第１２実施形態による燃料改質システムの部分構成を示す概略構成図である。

【図16】図１５のＸＶＩ部分の構成を示す概略断面図。

【図17】触媒前と触媒後のＮＯｘとＳＯｘの含有量を示すグラフ。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の実施形態による内燃機関の燃料改質装置を図面に基づいて説明する。なお、複数の実施形態において実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。

【0016】

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について図１に基づいて説明する。
第１実施形態を図１に示す。図１に示すように、燃料改質システム１は、図示しない車両の内燃機関（以下、「エンジン」という）１０から排出される排気に燃料を添加し、改質触媒により改質した改質燃料をエンジン１０に供給する。

【0017】

車両は、エンジン１０、吸気通路２１、排気通路２２、排気還流通路２３、過給器２５、インタークーラ２８、燃料改質器３５、ＥＧＲバルブ４１、冷却装置に相当するＥＧＲクーラ４５等を備える。

【0018】

エンジン１０は、例えば４気筒の多気筒エンジンである。図１では、１気筒の断面を模式的に示している。インジェクタ１２は、燃料としてのガソリンをエンジン１０の燃焼室１１に噴射供給する。すなわち本実施形態のエンジン１０は、ガソリンエンジンである。エンジン１０は、吸気通路２１から供給される吸気とインジェクタ１２から噴射される燃料との混合気を燃焼室１１内で燃焼させ、燃焼時のエネルギによりピストン１３を往復運動させる。ピストン１３の往復運動は、図示しないクランクシャフトの回転運動に変換される。本実施形態のエンジン１０は、火花点火式であって、点火プラグ１５の電極間に放電を発生させることで、混合気に点火される。

【0019】

燃焼室１１と吸気通路２１との接続部には吸気弁１７が設けられ、燃焼室１１と排気通路２２との接続部には排気弁１８が設けられる。吸気弁１７および排気弁１８は、図示しないバルブ駆動機構により開閉駆動される。

【0020】

吸気通路２１は、一端が大気に開放され、他端がエンジン１０に接続するように設けられている。吸気通路２１は、エアクリーナ１９を経由して流入した吸気を、エンジン１０に導く。排気通路２２は、一端がエンジン１０に接続し、他端が大気に開放されている。排気通路２２は、エンジン１０の燃焼室で燃料が燃焼することで生じた排気を、エンジン１０から大気側へ導く。排気還流通路２３は、一端が排気通路２２に接続し、他端が吸気通路２１に接続するように設けられている。排気還流通路２３は、排気通路２２に流れる排気を吸気通路２１に還流させる。

【0021】

以下、吸気通路２１において、大気に開放されている側を上流側、エンジン１０側を下流側とする。排気通路２２において、エンジン１０側を上流側、大気に開放されている側を下流側とする。排気還流通路２３において、排気通路２２側を上流側、吸気通路２１側を下流側とする。

【0022】

過給器２５は、コンプレッサ２５１およびタービン２５２を有し、シャフト２５３で接続され一体に回転する。コンプレッサ２５１は吸気通路２１に設けられ、タービン２５２は排気通路２２に設けられる。タービン２５２が排気通路２２を流れる排気の運動エネルギにより回転することで、コンプレッサ２５１が回転し、吸気通路２１の吸気を圧縮してエンジン１０に供給する。これにより、過給可能である。

【0023】

インタークーラ２８は、吸気通路２１において、コンプレッサ２５１の下流側に設けられ、コンプレッサ２５１により圧縮されることで温度が上昇した吸気を冷却する。これにより、エンジン１０の燃費効率および出力が向上する。吸気通路２１のインタークーラ２８の下流側には、スロットルバルブ２９が設けられる。スロットルバルブ２９の開度を調整することで、吸気通路２１を流れる吸気の量である吸気量を制御可能である。

【0024】

排気通路２２には、タービン２５２の上流側と下流側とを連通するバイパス通路２７１が設けられる。バイパス通路２７１には、ウェイストゲートバルブ２７２が設けられている。ウェイストゲートバルブ２７２の開度を調整することで、タービン２５２側へ流入する排気の量を調整可能である。

【0025】

排気通路２２において、タービン２５２の下流側には、燃料改質器３５が設けられる。また、燃料改質器３５の入口側には、排気通路２２から分岐する燃料添加通路２２５が接続し、出口側には、排気還流通路２３の上流側の一端が接続される。燃料添加通路２２５には、燃料添加装置３１が設けられる。燃料添加装置３１は、改質用の燃料を燃料添加通路２２５に添加する。改質用の燃料は、エンジン１０に供給されるものと同じであってもよいし、異なっていてもよい。

【0026】

燃料改質器３５は、改質触媒を有しており、流入した燃料を改質し、水素および一酸化炭素を主成分とする改質ガスを生成する。改質ガスを含む還流ガスは、排気還流通路２３を経由し、エンジン１０に供給される。

【0027】

ＥＧＲバルブ４１は、排気還流通路２３に設けられる。ＥＧＲバルブ４１の開度を調整することで、排気還流通路２３を流れる還流ガスの流量を調整可能である。ＥＧＲバルブ４１の下流側には、還流ガスの流量を検出する流量センサ７８が設けられる。ＥＧＲクーラ４５は、排気還流通路２３において、ＥＧＲバルブ４１の上流側に設けられ、還流ガスを冷却する。図中適宜、還流ガスを「ＥＧＲ」と記載する。

【0028】

第１実施形態では、エンジンの燃料改質システム１に凝縮水除去装置が設けられている。排気還流通路２３については、燃料改質器３５の触媒の位置する触媒下面水準１００よりも重力下方向に排気還流通路２３１が延び、排気還流通路２３１の延長上で触媒下面水準１００よりも重力下方向の位置に冷却装置に相当するＥＧＲクーラ４５の入口４５１、出口４５２が設けられている。ＥＧＲクーラ４５の入口４５１に繋がる排気還流通路２３２、出口４５２に繋がる排気還流通路２３３が触媒下面水準１００より重力下方向の低位置に位置する。これにより、燃料改質器３５の触媒の触媒下面水準１００よりも重力下方向の低位置に凝縮水保持手段に相当する排気還流通路２３１、２３２、２３３が配設される。

【0029】

したがって、エンジン始動時に発生する凝縮水が燃料改質器３５の触媒に接触しないように凝縮水を排気還流通路２３１、２３２、２３３に保持するから、凝縮水が吸気通路のコンプレッサの羽根を破損したりするのを防止し、凝縮水の改質触媒との接触を回避して触媒の破損を防止し、毒性ガス、可燃性ガスを排気中や大気中への放出を抑制することができる。
（第２実施形態）

【0030】

第２実施形態では、図２に示すように、凝縮水除去装置は、凝縮水が燃料改質器３５の触媒に接触しないように、冷却装置に相当するＥＧＲクーラ４５と熱交換器付き燃料改質器３５との間の排気還流通路について、燃料改質器３５の触媒の触媒下面水準１００より重力下方向の破線９０で囲む凝縮水保持手段に相当する排気還流通路２３４の容積Ｖは、燃料改質器３５の触媒最下面から重力下方向の排気還流通路の配管容積であり、ＥＧＲクーラ４５で発生する凝縮水の容積Ｗよりも大きな容積をもつ配管構造になっている。
第２実施形態の他の構成については、図１に示す構成と同様である。

【0031】

図３は、ＥＧＲクーラで毎秒発生する凝縮水量とＥＧＲクーラの最も温度が高い箇所の温度Ｔとについての時間的推移を示している。ＥＧＲクーラで毎秒発生する凝縮水ｄｍ／ｄｃは、ＥＧＲ中の水蒸気量Ｓ（ｇ／ｓｅｃ）から飽和蒸気量Ｄ（ｇ／ｓｅｃ）を差し引いた値で表される。図３に示すグラフによると、エンジン始動後に運転を継続すると、エンジン始動後にＥＧＲクーラの温度Ｔは次第に上昇する。ある時間経過した時点において、凝縮水の溜り量の増加は停止することが判る。

【0032】

本実施形態によると、排気還流通路２３４の容積Ｖは、ＥＧＲクーラ４５で発生する凝縮水の容積Ｗよりも大きな容積Ｖをもつ。図３は一例を示し、Ｖ＞Ｍ（＝積算凝縮水量Ｍ）となっている。
燃料改質器３５の触媒の最下面から重力下方向に位置する排気還流通路内の配管容積Ｖは、ＥＧＲクーラで発生する凝縮水容積Ｗよりも大きい容積の配管構造になっている。
（第３実施形態）

【0033】

第３実施形態では、図４に示すように、熱交換器無しの燃料改質器３６が横置きになっている。ＥＧＲクーラ４５と熱交換器無しの燃料改質器３６との間の排気還流通路２３４について、燃料改質器３６の触媒下面水準１００より重力上方向にＥＧＲクーラ４５と横置きの燃料改質器３６とが位置している。触媒下面水準１００より重力下方向の破線９０で囲む凝縮水保持手段に相当する排気還流通路２３４の容積Ｖは、触媒最下面から重力下方向の排気還流通路２３４の配管容積であり、ＥＧＲクーラ４５で発生する凝縮水の容積Ｗよりも大きな容積をもつ。
第３実施形態の他の構成については、図１に示す構成と同様である。
（第４実施形態）

【0034】

第４実施形態では、図５に示すように、ＥＧＲクーラ４５と熱交換器付きの燃料改質器３５とを接続する排気還流通路２３４について、燃料改質器３５の触媒下面水準１００より重力上方向にＥＧＲクーラ４５と燃料改質器３５とが位置している。
ＥＧＲクーラ４５と熱交換器付きの燃料改質器３５とを接続する排気還流通路２３４について、触媒下面水準１００より重力下方向の排気還流通路２３４に凝縮水４を保持する拡大容積部２３４１を形成している。触媒下面水準１００より重力下方向の破線９０で囲む排気還流通路２３４の容積Ｖは、触媒最下面から重力下方向の排気還流通路の配管容積であり、ＥＧＲクーラ４５で発生する凝縮水の容積Ｗよりも大きな容積をもつ。
（第５実施形態）

【0035】

第５実施形態では、図６に示すように、ＥＧＲクーラ４５と熱交換器付きの燃料改質器３５とを排気還流通路２３５が接続する。ＥＧＲクーラ４５と凝縮水保持手段に相当する排気還流通路２３５は、燃料改質器３６の触媒下面水準１００よりも重力下方向に位置している。燃料改質器３５の触媒下面水準１００よりも重力下方向の破線９０で囲む排気還流通路２３５の配管容積Ｖは、ＥＧＲクーラ４５で発生する凝縮水の容積Ｗよりも大きな容積をもつ。
（第６実施形態）

【0036】

第６実施形態では、図７に示すように、ＥＧＲクーラ４５と熱交換器無しの燃料改質器３６とを凝縮水保持手段に相当する排気還流通路２３５が接続する。横置きになっている熱交換器無しの燃料改質器３６の触媒下面水準１００よりも重力下方向にＥＧＲクーラ４５と排気還流通路２３５とが位置している。燃料改質器３６の触媒下面水準１００よりも重力下方向の破線９０で囲む排気還流通路２３５の配管容積Ｖは、ＥＧＲクーラ４５で発生する凝縮水の容積Ｗよりも大きな容積をもつ。
（第７実施形態）

【0037】

第７実施形態では、図８に示すように、排気通路２２に排気温度センサ４６が設けられ、排気温度センサ４６の排気排出側に排気浄化触媒３７が設けられる。
排気のＥＧＲクーラ４５と熱交換器付きの燃料改質器３５とを凝縮水保持手段に相当する排気還流通路２３６が接続する。排気還流通路２３６は、燃料改質器３５の触媒下面水準１００よりも重力下方向に位置している。

【0038】

排気還流通路２３６の途中でＥＧＲクーラ４５の重力下方向に形成される凝縮水保持手段に相当する凝縮水溜室３３が形成される。
排気還流通路２３６の触媒下面水準１００よりも重力下方向の配管容積Ｖは、ＥＧＲクーラ４５で発生する凝縮水の容積Ｗよりも大きな容積をもつ。

【0039】

排気通路２２の排気温度センサ４６と排気浄化触媒３７との間には、一端３８１が凝縮水溜室３３と接続される凝縮水排出配管３８の他端３８２が接続している。凝縮水排出配管３８の他端３８２の排気排出側の排気管２２の内部に凝縮水を保持する凝縮水保持手段に相当する凝縮水保持堰３９が形成されている。凝縮水保持堰３９は、排出された凝縮水が排気浄化触媒３７内に入り込むことを防ぐ遮断構造体になっている。これにより排気浄化触媒の破損を防止する。

【0040】

凝縮水排出配管３８には、凝縮水を排出する凝縮水排出バルブ４０が設けられている。
ＥＣＵ５０には、排気温度センサ４６が検出する排気温度信号に相当する触媒温度信号及び凝縮水溜室３３の凝縮水の有無を検知する水検知センサ４２の信号を入力する。ＥＣＵ５０は、排気温度信号（触媒温度信号）及び水検知信号の有無を判別し、判別信号に応じて凝縮水排出バルブ４０の開閉を制御する。

【0041】

図９に凝縮水排出バルブ４０の制御例を示す。
エンジンの停止状態にあるか否かを判別し（ステップＳ１０１）、エンジン停止状態を検出したとき排気温度センサ４６の検出信号から燃料改質器３５の触媒温度を算出する（ステップＳ１０２）。触媒温度が触媒活性温度よりも高いと判別したとき（ステップＳ１０３）、凝縮水排出バルブ４０を開弁し（ステップＳ１０４）、凝縮水の有無を検知し（ステップＳ１０５）、凝縮水が存在すると判別したとき（ステップＳ１０６）、触媒温度が触媒活性温度よりも高いのであれば凝縮水排出バルブ４０を開弁する（ステップＳ１０４）。
凝縮水が存在しなければ凝縮水排出バルブ４０を閉弁する（ステップＳ１０７）。

【0042】

エンジン停止後に排気還流装置内で発生した凝縮水を排気浄化触媒３７前の排気管２２に排出する。
排気浄化触媒３７の前に排出することにより、凝縮水（燃料、酸性物質含む）の蒸気および同時に排出されるＥＧＲガス（Ｈ２、ＣＯ）は停止後の活性した状態の排気浄化触媒３７により無害化されて大気へ放出される。
（第８実施形態）

【0043】

第８実施形態では、図１０に示すように、排気通路２２に排気温度センサ４６が設けられ、排気温度センサ４６の排気排出側に排気浄化触媒３７が設けられる。
排気のＥＧＲクーラ４５と熱交換器付きの燃料改質器３５とを凝縮水保持手段に相当する排気還流通路２３６が接続する。排気還流通路２３６は、燃料改質器３５の触媒下面水準１００よりも重力下方向に位置している。

【0044】

排気還流通路２３６の途中でＥＧＲクーラ４５の重力下方向には、凝縮水保持手段に相当する凝縮水溜室３３が形成される。
排気還流通路２３６の触媒下面水準１００よりも重力下方向の配管容積Ｖは、ＥＧＲクーラ４５で発生する凝縮水の容積Ｗよりも大きな容積をもつ。
排気通路２２の排気温度センサ４６と排気浄化触媒３７との間には、一端３８１が凝縮水溜室３３と接続される凝縮水排出配管３８の他端３８２が接続している。

【0045】

凝縮水排出配管３８の他端３８２の排気排出側の排気管２２の内部に凝縮水を保持する凝縮水保持手段に相当する凝縮水保持窪み４３が形成されている。凝縮水排出配管３８には、凝縮水を排出する凝縮水排出バルブ４０が設けられている。
（第９実施形態）

【0046】

第９実施形態では、図１１に示すように、基本形態は、図８に示す第７実施形態と同様である。
凝縮水排出配管３８の他端３８３は、排気通路２２に合流し、合流部は凝縮水排出配管３８を流れるガスは凝縮水保持手段に相当する凝縮水保持堰３９の反対方向に向けて排気通路２２に開口している。
（第１０実施形態）

【0047】

第１０実施形態では、図１２に示すように、排気還流通路２３については、燃料改質器３５の触媒よりも重力下方向に排気還流通路２３１が延び、排気還流通路２３１の延長上で触媒下面水準１００よりも重力下方向の位置に凝縮水を霧化する霧化手段に相当する超音波振動子４７が設けられている。
超音波振動子４７の稼働時、凝縮水に振動を付与し、排気還流通路に溜まる凝縮水４を霧化する。

【0048】

これにより、凝縮水を保持する配管部に相当する排気還流通路２３から凝縮水４を霧化することで、ＥＧＲクーラ４５で再凝縮すること無く、かつ、過給機等の吸気部品にストレスをかけること無く排気と共に吸気ポートに凝縮水を排出することが可能となる。
その他の構成については、図１及び図２に示す第１実施形態及び第２実施形態に相当する構成と同様である。
（第１１実施形態）

【0049】

第１１実施形態では、図１３に示すように、ＥＧＲクーラ４５と熱交換器付きの燃料改質器３５とを接続する排気還流通路２３４について、触媒下面水準１００より重力下方向の排気還流通路２３４に凝縮水を保持する拡大容積部２３４１を形成している。

【0050】

拡大容積部２３４１には、凝縮水の有無を検知する水センサ５１が設けられている。水センサ５１の信号をＥＣＵ５０に取り込み、水を検知したときＥＣＵ５０の指令により超音波振動子４７を稼働し、拡大容積部２３４１に振動を与え、凝縮水を霧化することで、ＥＧＲクーラ４５で再凝縮すること無く、かつ、過給機等の吸気部品にストレスをかけること無く排気と共に吸気ポートに凝縮水を排出することが可能となる。
第１１実施形態のその他の構成は、図５に示す第４実施形態と同様である。

【0051】

図１４に霧化手段に相当する超音波振動子の制御例を示す。
エンジンの停止状態にあるか否かを判別し（ステップＳ２０１）、エンジン停止状態を検出したとき排気温度センサ４６の検出信号から燃料改質器３５の触媒温度を算出し（ステップＳ２０２）、触媒温度が触媒活性温度よりも高いと判別したとき（ステップＳ２０３）、凝縮水の有無を判別する（ステップＳ２０４）。水センサ５１の信号を受けたＥＣＵ５０が凝縮水があると判別したとき（ステップＳ２０５）、霧化手段に相当する超音波振動子４７を作動する（ステップＳ２０６）。凝縮水がないと判別されたときを超音波振動子４７の作動を停止する（ステップＳ２０７）。
（第１２実施形態）

【0052】

第１２実施形態では、図１５及び図１６に示すように、凝縮水の接触箇所に耐食手段を施した実施形態例である。
図１６は、排気還流通路２３４の配管２４の部分の模式図を示す。図１７は、燃料改質器３５の触媒を通過する前後の排気ガス中に含まれるＮＯｘとＳＯｘの含有量をグラフ化した一例を示している。

【0053】

凝縮水を溜める排気還流通路２３４を構成する配管２４の基材内壁に耐食手段に相当する表面処理層５３を形成している。
表面処理層５３は、燃料改質を想定した場合にＮＯｘ及びカルボン酸が触媒により分解される可能性が高いため、触媒にて浄化されない硫酸分（ＳＯｘ）及び塩酸への耐食性が強いクロム又はニッケルによるめっき層が好適である。
本実施形態の他の構成は、図２に示す第２実施形態の構成と同様である。さらにその他の実施形態の他の基本的構成は、第１実施形態と同様である。

【0054】

本発明では、エンジンの始動時等に冷却装置等で発生する凝縮水が燃料改質器の触媒に接触しないよう、また排気浄化触媒の触媒に接触しないよう、凝縮水を保持する配管構造を備える。エンジンの停止後に、排気還流装置内において発生する凝縮水を、排気管への通路を通し排気浄化触媒前の排気管に排出することができる。触媒前に排出することにより、燃料または酸性物質を含む凝縮水の蒸気および同時に発生されるＨ２、ＣＯ２のＥＧＲガスは、停止後の活性状態の排気浄化触媒により無害化され大気へ放出される。
また、排出される凝縮水が排気浄化触媒内に入ることを抑制する遮蔽構造を設けることにより、排気浄化触媒の破損をも抑制することができる。

【0055】

本発明に係るエンジンの燃料改質装置では、課題を解決する手段に記載の前記凝縮水保持手段は、燃料改質器と冷却装置の間の配管（２３、２３１、２３２、２３３）であって、燃料改質器の触媒下面水準（１００）より重力下方向に位置することができる。
触媒下面水準１００よりも重力方向下側に凝縮水が溜められるから、燃料改質器の触媒への凝縮水の接触を抑制することができる。触媒出口に接続する排気還流通路の部分が燃料改質器の触媒下面より低い位置に設置され、凝縮水が触媒と接触し難い。

【0056】

本発明に係るエンジンの燃料改質装置では、凝縮水保持手段は、前記配管（２３、２３１、２３２、２３３）の配管内空間の容積Ｖが前記冷却装置で発生する凝縮水容積Ｗより大きく設定することができる。例えば配管内空間を形成する配管の形状をこの設定になるように製作する。これにより、冷却装置で発生する凝縮水容積Ｗが最大となっても凝縮水を保持し、触媒への接触を回避または抑制することができる。

【0057】

本発明に係るエンジンの燃料改質装置では、記冷却装置で発生する凝縮水容積Ｗの算出については、前記冷却装置内の最大温度Ｔｍａｘを用いて飽和蒸気圧ｅｗ、飽和蒸気量Ｄ、及び積算凝縮水量Ｍを用いて算出することができる。
本発明に係るエンジンの燃料改質装置では、前記冷却装置は、前記燃料改質器の前記触媒下面水準より重力方向の下側に位置する構成にしてもよい。

【0058】

本発明に係るエンジンの燃料改質装置では、エンジンの停止を検知する手段（５０）と、前記凝縮水保持手段の凝縮水を排気管（２２）に排出する凝縮水排出配管（３８）と、排出された凝縮水を保持する構造（３９）をもつ前記排気管と、前記凝縮水排出配管の管内通路を開閉する制御弁（４０）と、前記凝縮水保持手段の水の有無を検知する水センサ（４２）と、前記構造の排気の出口側に設けられる排気浄化触媒（３７）と、前記排気浄化触媒の温度を検知する触媒温度検知手段（３６）と、前記水センサの検知信号及び前記排気浄化触媒の触媒温度信号に基づいて前記制御弁の開閉を制御する制御手段（５０）とを備えるようにしてもよい。

【0059】

本発明に係るエンジンの燃料改質装置では、凝縮水保持手段に溜める凝縮水を霧化する霧化手段（４７）を設ける構成にしてもよい。この場合、凝縮水を溜める箇所を備え、その箇所に霧化する装置が設置され、凝縮水を効率的に排出することができる。
この場合、凝縮水を保持する配管等に相当する凝縮水保持手段から凝縮水を霧化することにより、ＥＧＲクーラなどの排気の冷却装置において、再凝縮することなく、過給機等の吸気部品にストレスをかけることなく排気とともに吸気ポートに凝縮水を排出することができる。

【0060】

本発明に係るエンジンの燃料改質装置では、凝縮水保持手段（２３４１）の水の有無を検知する水センサ（５１）と、前記水センサの検知信号に基づいて水の有無を判別する判別手段（５０）と、判別手段の結果水の有りを判別したとき前記霧化手段を運転する制御手段（５０）とを備える構成にしてもよい。

【0061】

本発明に係るエンジンの燃料改質装置では、凝縮水保持手段の凝縮水及び排気還流通路内の凝縮水と接触する配管内壁は、耐腐食手段（５３）を施してもよい。

【0062】

本発明に係るエンジンの燃料改質装置では、耐腐食手段は、遷移金属のクロム、ニッケル、銅、亜鉛、銀、プラチナ、金、ロジウムから選ばれる一種以上を、金属表面に付着させる手段を採用してもよい。
燃料改質器の場合、ＮＯｘおよびカルボン酸が触媒により分解される可能性が高いから、耐食性手段として、触媒に浄化されないＳＯｘおよび塩酸に耐食性が強いクロム、ニッケル等の表面処理加工が好適である。

【0063】

本発明に係るエンジンの燃料改質装置では、燃料改質器は、燃料を分解する改質触媒と、触媒を担持する基材とを備え、前記基材にＳｉ系セラミックが用いてもよい。

【0064】

以上、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。

【符号の説明】

【0065】

１ 燃料改質システム、
１０ エンジン、
２１ 吸気通路、
２２ 排気通路（排気管）、
２３、２３１、２３２、２３３、２３４、２３５、２３６ 排気還流通路（凝縮水保持手段）、
２４ 配管、
２５ 過給器、
２８ インタークーラ、
３１ 燃料添加装置、
３３ 凝縮水溜室（凝縮水保持手段）、
３５ 燃料改質器、
３６ 燃料改質器、
３７ 排気浄化触媒、
３８ 凝縮水排出配管、
３９ 凝縮水保持堰（構造、凝縮水保持手段）、
４０ 凝縮水排出バルブ（制御弁）、
４１ ＥＧＲバルブ、
４２、５１ 水センサ（凝縮水の有無を検知する手段）、
４３ 凝縮水保持窪み、
４５ ＥＧＲクーラ（冷却装置）、
４６ 排気温度センサ（触媒温度検知手段）、
４７ 超音波振動子（霧化手段）、
５０ ＥＣＵ（制御手段）、
５３ 表面処理層（耐腐食手段）、
１００ 触媒下面水準、
２３４１ 容積拡大部（凝縮水保持手段）。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】