特開 2024-113726 燃料分離装置

(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】P2024113726

(43)【公開日】2024-08-23

(54)【発明の名称】燃料分離装置

(51)【国際特許分類】

   F01M 11/03 20060101AFI20240816BHJP

   F02M 25/08 20060101ALI20240816BHJP

   F01N 3/24 20060101ALI20240816BHJP

【ＦＩ】

F01M11/03 L

F01M11/03 Z

F02M25/08 L

F02M25/08 Z

F01N3/24 L

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023018857

(22)【出願日】2023-02-10

(71)【出願人】

【識別番号】000005348

【氏名又は名称】株式会社ＳＵＢＡＲＵ

(74)【代理人】

【識別番号】100122770

【弁理士】

【氏名又は名称】上田 和弘

(72)【発明者】

【氏名】平野 順

(72)【発明者】

【氏名】中路 貴之

(72)【発明者】

【氏名】腰山 祐一

(72)【発明者】

【氏名】冨塚 帆稀

(72)【発明者】

【氏名】新関 旬

【テーマコード（参考）】

3G015

3G091

3G144

【Ｆターム（参考）】

3G015BB12

3G015EA06

3G091CA07

3G091HB08

3G144DA03

3G144GA15

3G144GA23

(57)【要約】

【課題】エンジンオイルより揮発性の高い燃料を用いるエンジンにおいて、エンジンオイルに混ざった燃料をエンジンオイルから分離し、エンジンオイルの潤滑性能の低下を抑制する。
【解決手段】燃料分離装置８０は、排気浄化触媒２０とエンジンオイルとの間で熱交換を行う熱交換器８４と、一端がエンジン運転時の油面高さよりも低い位置でオイルパン１０１と接続され、他端が熱交換器８４と接続される第１配管８１と、一端がエンジン停止時の油面高さよりも低くかつエンジン運転時の油面高さよりも高い位置でオイルパン１０１と接続され、他端が熱交換器８４と接続される第２配管８２とを備える。第１配管８１の他端は第２配管８２の他端の高さより低い位置で熱交換器８４に接続され、第１配管８１の一端は、他端の高さより低い位置でオイルパン１０１に接続され、第２配管８２の一端は、他端の高さと同じか又はより高い位置でオイルパン１０１に接続される。
【選択図】 図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンジンオイルより揮発性の高い燃料を用いるエンジンにおいて、エンジンオイルに混ざった燃料をエンジンオイルから分離する燃料分離装置であって、
前記エンジンの排気管に設けられ、排気浄化触媒とエンジンオイルとの間で熱交換を行う熱交換器と、
一端が前記エンジンのオイルパンと接続され、他端が前記熱交換器と接続されて、前記オイルパンと前記熱交換器とを連通し、当該一端が、前記オイルパンのエンジン停止時の油面高さよりも低く、かつ、エンジン運転時の油面高さよりも低い位置で、前記オイルパンに接続されている第１配管と、
一端が前記オイルパンと接続され、他端が前記熱交換器と接続されて、前記オイルパンと前記熱交換器とを連通し、当該一端が、前記オイルパンのエンジン停止時の油面高さよりも低く、かつ、エンジン運転時の油面高さよりも高い位置で、前記オイルパンに接続されている第２配管と、
を備え、
前記第１配管の他端は、前記第２配管の他端の高さより低い位置で前記熱交換器に接続されており、
前記第１配管の一端は、前記第１配管の他端の高さより低い位置で前記オイルパンに接続されており、
前記第２配管の一端は、前記第２配管の他端の高さと同じか又はより高い位置で前記オイルパンに接続されている
ことを特徴とする燃料分離装置。

【請求項2】

前記熱交換器は前記排気浄化触媒の下側に配設されており、
前記熱交換器の最下部は、前記オイルパンのエンジン運転時の油面高さと同じか又はそれよりも高く、かつ、エンジン停止時の油面高さよりも低く、
前記熱交換器の最上部は、前記オイルパンのエンジン運転時の油面高さよりも高く、かつ、エンジン停止時の油面高さと同じか又はそれよりも低く、
前記熱交換器の熱交換部は、前記オイルパンのエンジン運転時の油面高さよりも高く、かつ、エンジン停止時の油面高さと同じか又はそれよりも低いことを特徴とする請求項１に記載の燃料分離装置。

【請求項3】

前記熱交換器と、蒸発燃料を吸着可能なキャニスタとを連通し、前記熱交換器で蒸発した燃料を前記キャニスタに導く第３配管をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の燃料分離装置。

【請求項4】

前記熱交換器は、前記排気浄化触媒の外周を覆う排気浄化触媒保持マット、及び、該排気浄化触媒保持マットの外周を覆う排気管を介して、前記排気浄化触媒とエンジンオイルとの間で熱交換可能に構成されており、
前記熱交換器の熱交換部の温度が所定温度となるように前記排気浄化触媒保持マットの厚みが設定されることを特徴とする請求項３に記載の燃料分離装置。

【請求項5】

前記熱交換器は、
前記第１配管の他端が接続される第１室と、
前記第２配管の他端が接続され、前記第１室よりも上方に配設される第２室と、
前記第１室と前記第２室とを連通する連通部と、を有し、
前記第１室の外周に冷却フィンが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の燃料分離装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エンジンオイルに混ざった燃料をエンジンオイルから分離する燃料分離装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、ガソリンの代替燃料としてアルコール燃料（アルコール又はアルコールが添加されたガソリン等）を用いるアルコールエンジンが実用化されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平７－２７００４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

このようなエンジンにおいて、例えば、燃料がシリンダの内周面に付着し、その燃料がピストンリングの隙間等からクランクケース（オイルパン）に入り、エンジンオイルと混ざることがある。そして、燃料がエンジンオイルに混ざると、エンジンオイルの粘度が低下して潤滑性能の低下を招くという問題が生じる。特に燃料がアルコール燃料の場合、燃料が多いこともあり混入量が多くなり影響が大きい。

【0005】

本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、エンジンオイルより揮発性の高い燃料を用いるエンジンにおいて、エンジンオイルに混ざった燃料をエンジンオイルから分離し、エンジンオイルの潤滑性能の低下を抑制することが可能な燃料分離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】

【0006】

本発明に係る燃料分離装置は、エンジンオイルより揮発性の高い燃料を用いるエンジンにおいて、エンジンオイルに混ざった燃料をエンジンオイルから分離する燃料分離装置であって、エンジンの排気管に設けられ、排気浄化触媒とエンジンオイルとの間で熱交換を行う熱交換器と、一端がエンジンのオイルパンと接続され、他端が熱交換器と接続されて、オイルパンと熱交換器とを連通し、当該一端が、オイルパンのエンジン停止時の油面高さよりも低く、かつ、エンジン運転時の油面高さよりも低い位置で、オイルパンに接続されている第１配管と、一端がオイルパンと接続され、他端が熱交換器と接続されて、オイルパンと熱交換器とを連通し、当該一端が、オイルパンのエンジン停止時の油面高さよりも低く、かつ、エンジン運転時の油面高さよりも高い位置で、オイルパンに接続されている第２配管とを備え、第１配管の他端は、第２配管の他端の高さより低い位置で熱交換器に接続されており、第１配管の一端は、第１配管の他端の高さより低い位置でオイルパンに接続されており、第２配管の一端は、第２配管の他端の高さと同じか又はより高い位置でオイルパンに接続されていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、エンジンオイルより揮発性の高い燃料を用いるエンジンにおいて、エンジンオイルに混ざった燃料をエンジンオイルから分離し、エンジンオイルの潤滑性能の低下を抑制することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】第１実施形態に係る燃料分離装置が適用されたアルコールエンジンの構成を示す図である。

【図2】第１実施形態に係る燃料分離装置の構成（エンジン停止時の状態）を示す図である。

【図3】第１実施形態に係る燃料分離装置の構成（エンジン運転時の状態）を示す図である。

【図4】第２実施形態に係る燃料分離装置の構成を示す図である。

【図5】第３実施形態に係る燃料分離装置の構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、特に区別する必要がある場合を除いて、図中、同一又は相当部分には同一符号を用いることとする。また、各図において、同一要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。なお、本実施形態では、燃料としてアルコール燃料を用いるアルコールエンジンを例にして説明する。

【0010】

（第１実施形態）
まず、図１～図３を併せて用いて、第１実施形態に係る燃料分離装置８０の構成について説明する。図１は、燃料分離装置８０が適用されたアルコールエンジン（以下、単に「エンジン」ということもある）１０の構成を示す図である。図２は、燃料分離装置８０の構成（エンジン停止時の状態）を示す図である。図３は、燃料分離装置８０の構成（エンジン運転時の状態）を示す図である。

【0011】

エンジン１０は、アルコール燃料（アルコール（メタノールやエタノール等）又はアルコールが添加されたガソリン等）を燃料として用いるアルコールエンジンである。エンジン１０は、どのような型式のものでもよいが、例えば水平対向型の４気筒エンジンである。また、エンジン１０は、シリンダ内（筒内）にアルコール燃料（以下、単に「燃料」ということもある）を直接噴射する筒内噴射式のエンジンである。

【0012】

エンジン１０では、エアクリーナ１６から吸入された空気が、吸気管１５に設けられた電子制御式スロットルバルブ（以下、単に「スロットルバルブ」ともいう）１３により絞られ、インテークマニホールド１１を通り、エンジン１０に形成された各気筒に吸入される。ここで、エアクリーナ１６から吸入された空気の量は、エアクリーナ１６とスロットルバルブ１３との間に配置されたエアフローメータ１４により検出される。また、インテークマニホールド１１を構成するコレクター部（サージタンク）の内部には、インテークマニホールド１１内の圧力（吸気マニホールド圧力）を検出するバキュームセンサ３０が配設されている。さらに、スロットルバルブ１３には、該スロットルバルブ１３の開度を検出するスロットル開度センサ３１が配設されている。

【0013】

シリンダヘッドには、気筒毎に吸気ポート２２と排気ポート２３とが形成されている（図１では片バンクのみ示した）。各吸気ポート２２、排気ポート２３それぞれには、該吸気ポート２２、排気ポート２３を開閉する吸気バルブ２４、排気バルブ２５が設けられている。吸気バルブ２４を駆動する吸気カム軸と吸気カムプーリとの間には、吸気カムプーリと吸気カム軸とを相対回動してクランク軸１０ａに対する吸気カム軸の回転位相（変位角）を連続的に変更して、吸気バルブ２４のバルブタイミング（開閉タイミング）を進遅角する可変バルブタイミング機構２６が配設されている。この可変バルブタイミング機構２６により吸気バルブ２４の開閉タイミングがエンジン運転状態に応じて可変設定される。

【0014】

同様に、排気カム軸と排気カムプーリとの間には、排気カムプーリと排気カム軸とを相対回動してクランク軸１０ａに対する排気カム軸の回転位相（変位角）を連続的に変更して、排気バルブ２５のバルブタイミング（開閉タイミング）を進遅角する可変バルブタイミング機構２７が配設されている。この可変バルブタイミング機構２７により排気バルブ２５の開閉タイミングがエンジン運転状態に応じて可変設定される。

【0015】

エンジン１０の各気筒には、シリンダ内に燃料を噴射するインジェクタ１２が取り付けられている。インジェクタ１２は、高圧燃料ポンプ（図示省略）により加圧された燃料を各気筒の燃焼室内へ直接噴射する。

【0016】

また、各気筒のシリンダヘッドには、混合気に点火する点火プラグ１７、及び該点火プラグ１７に高電圧を印加するイグナイタ内蔵型コイル２１が取り付けられている。エンジン１０の各気筒では、吸入された空気とインジェクタ１２によって噴射された燃料との混合気が点火プラグ１７により点火されて燃焼する。燃焼後の排気ガスは排気管１８を通して排出される。

【0017】

排気管１８の集合部の下流かつ排気浄化触媒２０の上流には、空燃比センサ１９が取り付けられている。空燃比センサ１９としては、排気ガス中の酸素濃度、未燃ガス濃度に応じた信号（すなわち混合気の空燃比に応じた信号）を出力でき、空燃比をリニアに検出することができるリニア空燃比センサ（ＬＡＦセンサ）が用いられる。

【0018】

ＬＡＦセンサ１９の下流には排気浄化触媒２０が配設されている。排気浄化触媒２０は三元触媒であり、排気ガス中の炭化水素（ＨＣ）及び一酸化炭素（ＣＯ）の酸化と、窒素酸化物（ＮＯｘ）の還元を同時に行い、排気ガス中の有害ガス成分を無害な二酸化炭素（ＣＯ_２）、水蒸気（Ｈ_２Ｏ）及び窒素（Ｎ_２）に清浄化するものである。排気浄化触媒２０の下流側には、排気音を低減する消音器（マフラ）４３が取り付けられている。

【0019】

また、燃料タンク（図示省略）には、キャニスタ７０が接続されている。キャニスタ７０は、内部に活性炭等の吸着剤を有しており、燃料タンク内の蒸発燃料を一時的に吸着する。よって、燃料タンクの上部空間に溜まる燃料蒸発ガス（エバポ）は、キャニスタ７０に導かれ、キャニスタ７０内の活性炭等の吸着剤により一時的に吸着される。

【0020】

キャニスタ７０には外気を導入するための大気ポート７１が設けられている。また、キャニスタ７０の上層の空間部は、インテークマニホールド１１に、パージ通路７２を通して連通されている。このパージ通路７２には、ＥＣＵ５０によって開度が調節される可変流量電磁弁（以下「パージソレノイドバルブ」ともいう）７３が介装されている。

【0021】

パージソレノイドバルブ７３が開弁されてインテークマニホールド１１における負圧がキャニスタ７０のパージ通路７２に作用すると、キャニスタ７０内に大気ポート７１から空気が導入され、キャニスタ７０内の活性炭等に吸着されている燃料蒸発ガスが脱離される。脱離された燃料蒸発ガスは、大気ポート７１から導入された空気と共にパージ通路７２を通じてエンジン１０のインテークマニホールド１１に吸入される。そして、インテークマニホールド１１に吸入された蒸発燃料は、エンジン１０のシリンダ内で燃焼されて処理される。なお、後述する燃料分離装置８０の第３配管８３もキャニスタ７０に接続されている（詳細は後述する）。

【0022】

上述したエアフローメータ１４、ＬＡＦセンサ１９、バキュームセンサ３０、スロットル開度センサ３１に加え、エンジン１０のカムシャフト近傍には、エンジン１０の気筒判別を行うためのカム角センサ３２が取り付けられている。また、エンジン１０のクランクシャフト１０ａ近傍には、クランクシャフト１０ａの回転位置を検出するクランク角センサ３３が取り付けられている。ここで、クランクシャフト１０ａの端部には、例えば、２歯欠歯した３４歯の突起が１０°間隔で形成されたタイミングロータ３３ａが取り付けられており、クランク角センサ３３は、タイミングロータ３３ａの突起の有無を検出することにより、クランクシャフト１０ａの回転位置を検出する。カム角センサ３２及びクランク角センサ３３としては、例えば電磁ピックアップ式のものなどが用いられる。

【0023】

これらのセンサは、電子制御装置（以下「ＥＣＵ」という）５０に接続されている。さらに、ＥＣＵ５０には、エンジン１０の冷却水の温度を検出する水温センサ３４、潤滑油の温度を検出する油温センサ３５、アクセルペダルの踏み込み量すなわちアクセルペダルの操作量を検出するアクセルペダルセンサ３６、及び、車両の速度を検出する車速センサ３７等の各種センサも接続されている。

【0024】

ＥＣＵ５０は、演算を行うマイクロプロセッサ、該マイクロプロセッサに各処理を実行させるためのプログラム等を記憶するＥＥＰＲＯＭ、演算結果などの各種データを記憶するＲＡＭ、バッテリ等によってその記憶内容が保持されるバックアップＲＡＭ、及び、入出力Ｉ／Ｆ等を有して構成されている。また、ＥＣＵ５０は、インジェクタ１２を駆動するインジェクタドライバ、点火信号を出力する出力回路、及び、電子制御式スロットルバルブ１３を開閉する電動モータ１３ａを駆動するモータドライバ等を備えている。

【0025】

ＥＣＵ５０では、カム角センサ３２の出力から気筒が判別され、クランク角センサ３３の出力から回転角速度およびエンジン回転数が求められる。また、ＥＣＵ５０では、上述した各種センサから入力される検出信号に基づいて、吸入空気量、吸気管負圧、アクセルペダル操作量、混合気の空燃比、及び、エンジン１０の水温や油温等の各種情報が取得される。そして、ＥＣＵ５０は、取得したこれらの各種情報に基づいて、燃料噴射量や点火時期、及び、スロットルバルブ１３やパージソレノイドバルブ７３等の各種デバイスを制御することによりエンジン１０を総合的に制御する。

【0026】

ところで、エンジン本体の下部にはオイルパン１０１が取付けられており、オイルパン１０１の内部にエンジンオイルが貯留されている。エンジン１０が運転（稼働）されると、オイルポンプにより、オイルパン１０１内のエンジンオイルがオイルストレーナ１０２を通して吸い上げられ、エンジン１０の各部（エンジン１０の動弁機構やクランクシャフト等の潤滑部）に送られる。その後、エンジン１０の各部（潤滑部）に送られたエンジンオイルは、油滴となったり、エンジン１０の内壁等を伝わり再びオイルパン１０１内に戻る（循環される）。

【0027】

また、エンジン１０が停止されると、エンジン１０の各部に送られていたエンジンオイルは、オイルパン１０１に戻る。よって、エンジン停止時のオイルパン１０１の油面高さは、エンジン運転時（稼働時）の油面高さよりも高くなる。

【0028】

ところで、アルコールエンジン１０において、例えば、アルコール燃料がシリンダの内周面に付着し、そのアルコール燃料がピストンリングの隙間等からクランクケース（オイルパン１０１）に入り、エンジンオイルと混ざることがある。そして、アルコール燃料（アルコール）がエンジンオイルに混ざると、エンジンオイルの粘度が低下して潤滑性能の低下を招く。

【0029】

そのため、アルコールエンジン１０は、エンジンオイルに混ざったアルコールをエンジンオイルから分離し、エンジンオイルの潤滑性能の低下を抑制する機能を有する燃料分離装置８０を備えている。

【0030】

燃料分離装置８０は、主として、第１配管８１と、第２配管８２と、第３配管８３と、熱交換器８４とを備えて構成されている。

【0031】

熱交換器８４は、アルコールエンジン１０の排気管１８に設けられ、排気浄化触媒２０とエンジンオイルとの間で熱交換を行う。熱交換器８４は、例えば、排気浄化触媒２０の下側（下面）に配設（配置）される。そして、熱交換器８４は、天面（熱交換部）が排気管１８及び排気浄化触媒保持マット２０１を介して排気浄化触媒２０と接するように配設される。そのため、熱交換器８４は、排気管１８及び排気浄化触媒保持マット２０１を介して排気浄化触媒２０と熱伝達可能とされている。すなわち、熱交換器８４は、エンジンオイルが流入した場合に（エンジン停止時に）、排気浄化触媒２０とエンジンオイルとの間で熱交換可能に構成されている。

【0032】

上述したように、熱交換器８４は、排気浄化触媒２０の外周を覆う排気浄化触媒保持マット（触媒担体保持マット）２０１、及び、該排気浄化触媒保持マット２０１の外周を覆う排気管１８を介して、排気浄化触媒２０とエンジンオイルとの間で熱交換可能に構成されている。ここで、排気浄化触媒２０の温度は５００℃～７００℃に達するため、熱交換器８４の熱交換部（エンジンオイルの受熱部）の温度（特にエンジン１０が停止されたとき（直後）の温度）が、所定温度、すなわち、エンジンオイルの劣化を防止しつつアルコール（例えば、沸点７８℃のエタノールや沸点６５℃のメタノール等）の分離に適した温度（例えば２００℃程度）となるように排気浄化触媒保持マット２０１の厚みが設定（調節）される。なお、排気浄化触媒保持マット（触媒担体保持マット）２０１は、排気浄化触媒（触媒コンバータ）２０の触媒担体に巻かれて該触媒担体をケーシング（排気管１８）に保持するマットである。

【0033】

熱交換器８４の最下部（下端面）は、オイルパン１０１のエンジン運転時（稼働時）の油面高さと同じか又はそれよりも高く、かつ、エンジン停止時の油面高さよりも低いことが好ましい。一方、熱交換器８４の最上部（上端面）は、オイルパン１０１のエンジン運転時の油面高さよりも高く、かつ、エンジン停止時の油面高さと同じか又はそれよりも低いことが好ましい。また、熱交換器８４の熱交換部（エンジンオイルが排気管１８と接触する箇所）は、オイルパン１０１のエンジン運転時の油面高さよりも高く、かつ、エンジン停止時の油面高さと同じか又はそれよりも低いことが好ましい。このようにすれば、エンジン運転時に、エンジンオイルが熱交換器８４内に残ることなくオイルパン１０１に戻される。また、エンジン停止時に、効率よく熱交換が行われる。

【0034】

また、熱交換器８４は、その内部に、水平方向又は略水平方向に伸びるバッフルプレート（仕切り板）８５が設けられている。すなわち、熱交換器８４は、その内部が、バッフルプレート８５によって上下に分けられた迷路構造とされている。そのため、エンジン停止時に、対流により、エンジンオイルが、熱交換器８４の下部（第１配管８１の他端）から流入し、バッフルプレート８５に沿って流れた後、バッフルプレート８５が切れた箇所から上部側に上がり、そこで熱交換が行われて昇温され、その後、第２配管８２の他端からオイルパン１０１側へ流出する。

【0035】

第１配管８１は、一端（一方の端部）がアルコールエンジン１０のオイルパン１０１と接続され、他端（他方の端部）が熱交換器８４と接続されて、オイルパン１０１と熱交換器８４とを連通する。

【0036】

第１配管８１は、一端（一方の端部）が、オイルパン１０１のエンジン停止時の油面高さよりも低く、かつ、エンジン運転時（稼働時）の油面高さよりも低い位置で、オイルパン１０１に接続されている。また、第１配管８１の一端（一方の端部）は、第１配管８１の他端（他方の端部）の高さ（位置）より低い位置でオイルパン１０１に接続されている。このように、第１配管８１のオイルパン１０１側が低くされているため、エンジン運転時に、エンジンオイルが熱交換器８４内に残ることなくオイルパン１０１に戻される。

【0037】

第１配管８１の他端（他方の端部）は、第２配管８２の他端（他方の端部）の高さ（位置）より低い位置で熱交換器８４に接続されている。

【0038】

第２配管８２は、一端（一方の端部）がオイルパン１０１と接続され、他端（他方の端部）が熱交換器８４と接続されて、オイルパン１０１と熱交換器８４とを連通する。

【0039】

第２配管８２は、一端（一方の端部）が、オイルパン１０１のエンジン停止時の油面高さよりも低く、かつ、エンジン運転時（稼働時）の油面高さよりも高い位置で、オイルパン１０１に接続されている。また、第２配管８２の一端（一方の端部）は、第２配管８２の他端（他方の端部）の高さ（位置）と同じ（水平）か又はより高い位置でオイルパン１０１に接続されている。このように、第２配管８２は、水平又はオイルパン１０１側が高くされているため、エンジン停止時に、熱交換により昇温されたエンジンオイルがスムーズにオイルパン１０１側に流れ出す。そして、エンジンオイルが熱交換器８４とオイルパン１０１との間でスムーズに対流する。

【0040】

第３配管８３は、熱交換器８４の上部と、蒸発燃料を吸着可能なキャニスタ７０とを連通し、熱交換器８４で蒸発したアルコールをキャニスタ７０に導く。そのため、熱交換器８４で蒸発したアルコールは、キャニスタ７０に導かれ、吸着される。そして、次のエンジン運転時に、パージされて、エンジン１０で燃焼される。よって、熱交換器８４で蒸発した（分離された）アルコールが環境（大気）に放出されることが防止される。

【0041】

上述したように構成されることにより、エンジン１０が停止されると、エンジンオイルがオイルパン１０１に戻り、オイルパン１０１の油面が上昇してエンジンオイルが熱交換器８４に流入する（図２参照）。そして、熱交換器８４において排気浄化触媒２０の熱でエンジンオイルが加熱（昇温）されることにより、アルコールが蒸発してエンジンオイルから分離される。なお、分離されたアルコールは第３配管８３を通してキャニスタ７０に送られる。

【0042】

また、熱交換器８４上部（熱交換部付近）のエンジンオイルが、熱交換器８４下部のエンジンオイルよりも温度が高くなることにより、第１配管８１及び第２配管８２を通して、オイルパン１０１と熱交換器８４との間でエンジンオイルの対流が生じる。すなわち、熱交換器８４→第２配管８２→オイルパン１０１→第１配管８１→熱交換器８４の経路でエンジンオイルの対流が生じる。そのため、エンジンオイルが対流しつつ、エンジンオイル全体からアルコールが分離（除去）される。なお、エンジン１０を停止すると排気浄化触媒２０の温度が徐々に下がるため、エンジン停止後３０分程度経過すると対流が収まり出し、その後、対流が停止する。また、アルコールの蒸発（分離）も停止する。

【0043】

一方、エンジン運転時（稼働時）には、オイルパン１０１からエンジンオイルが吸い上げられてエンジン各部（潤滑部）に供給されることにより、オイルパン１０１の油面高さが低下して、エンジンオイルが熱交換器８４からオイルパン１０１に流出する（図３参照）。そのため、エンジンオイルの温度上昇による劣化が防止される。また、エンジンオイルがエンジン各部の潤滑等に有効利用される。

【0044】

以上、詳細に説明したように、本実施形態によれば、エンジン１０が停止されると、エンジンオイルがオイルパン１０１に戻り、オイルパン１０１の油面が上昇してエンジンオイルが熱交換器８４に流入する。そして、熱交換器８４において排気浄化触媒２０の熱でエンジンオイルが加熱（昇温）されることにより、アルコールが蒸発してエンジンオイルから分離される。また、熱交換器８４上部（熱交換部付近）のエンジンオイルが、熱交換器８４下部のエンジンオイルよりも温度が高くなることにより、第１配管８１及び第２配管８２を通して、オイルパン１０１と熱交換器８４との間でエンジンオイルの対流が起こる。そのため、エンジンオイルを対流させつつ、エンジンオイル全体からアルコールを分離（除去）することができる。その結果、エンジンオイルに混ざったアルコールをエンジンオイルから分離し、エンジンオイルの潤滑性能の低下を抑制することが可能となる。

【0045】

一方、エンジン運転時（稼働時）には、オイルパン１０１からエンジンオイルが吸い上げられてエンジン各部（潤滑部）に供給されることにより、オイルパン１０１の油面高さが低下して、エンジンオイルが熱交換器８４からオイルパン１０１に流出する。そのため、エンジンオイルの温度上昇による劣化を防止することができる。また、エンジンオイルをエンジン各部の潤滑等に有効利用することができる。

【0046】

本実施形態によれば、第１配管８１の一端が、エンジン運転時の油面高さよりも低い位置で、オイルパン１０１に接続されている。また、第１配管８１の一端が、第１配管８１の他端の高さより低い位置でオイルパン１０１に接続されている。このように、第１配管８１のオイルパン１０１側が低くされているため、エンジン運転時に、エンジンオイルを熱交換器８４内に残すことなくオイルパン１０１に戻すことができる。

【0047】

また、本実施形態によれば、第２配管８２の一端が、オイルパン１０１のエンジン停止時の油面高さよりも低く、かつ、エンジン運転時の油面高さよりも高い位置で、オイルパン１０１に接続されている。また、第２配管８２の一端は、第２配管８２の他端の高さと同じ（水平）か又はより高い位置でオイルパン１０１に接続されている。このように、第２配管８２は、水平又はオイルパン１０１側が高くされているため、エンジン停止時に、熱交換により昇温されたエンジンオイルをスムーズにオイルパン１０１側に流出させることができる。そして、エンジンオイルを熱交換器８４とオイルパン１０１との間でスムーズに対流させることができる。

【0048】

また、本実施形態によれば、熱交換器８４が排気浄化触媒２０の下側に配設され、熱交換器８４の最下部が、オイルパン１０１のエンジン運転時の油面高さと同じか又はそれよりも高く、かつ、エンジン停止時の油面高さよりも低くされる。一方、熱交換器８４の最上部が、オイルパン１０１のエンジン運転時の油面高さよりも高く、かつ、エンジン停止時の油面高さと同じか又はそれよりも低くされる。また、熱交換器８４の熱交換部が、オイルパン１０１のエンジン運転時の油面高さよりも高く、かつ、エンジン停止時の油面高さと同じか又はそれよりも低くされる。そのため、エンジン停止時に、熱交換器８４とオイルパン１０１との間でエンジンオイルを円滑に対流させつつ、エンジンオイルからアルコールを分離することができる。また、エンジン運転時に熱交換器８４内にエンジンオイルが残ることを防止できる（すなわち、エンジンオイルをオイルパン１０１に戻すことができる）。さらに、エンジン停止時に、効率よく熱交換を行うことができる。

【0049】

本実施形態によれば、熱交換器８４の上部と、キャニスタ７０とが連通され、熱交換器８４で蒸発したアルコールがキャニスタ７０に導かれる。そのため、熱交換器８４で蒸発したアルコールは、キャニスタ７０に導かれ、吸着される。そして、次のエンジン運転時に、パージされて、エンジン１０で燃焼される。よって、熱交換器８４で蒸発した（分離された）アルコールが環境（大気）に放出されることを防止できる。

【0050】

本実施形態によれば、熱交換器８４の内部に、水平方向又は略水平方向に伸びるバッフルプレート８５が設けられている。すなわち、熱交換器８４の内部が、バッフルプレート８５によって上下に分けられた迷路構造とされている。そのため、エンジン停止時に、対流により、エンジンオイルが、熱交換器８４の下部（第１配管８１の他端）から流入し、バッフルプレート８５に沿って流れた後、バッフルプレート８５が切れた箇所から上部側に上がり、そこで熱交換が行われて昇温され、その後、第２配管８２の他端からオイルパン１０１側へ流出する。よって、熱交換器８４の下部から上部へのオイルの流れ（対流）を円滑にすることができ、熱交換器上部（熱交換部）での熱交換を効率よく行うことができる。

【0051】

本実施形態によれば、排気浄化触媒２０の外周を覆う排気浄化触媒保持マット２０１、及び、該排気浄化触媒保持マット２０１の外周を覆う排気管１８を介して、排気浄化触媒２０とエンジンオイルとの間で熱交換可能に構成されており、熱交換器８４の熱交換部の温度が所定温度（例えば、２００℃程度）となるように排気浄化触媒保持マット２０１の厚みが設定（調節）される。そのため、熱交換器８４（熱交換部）の温度を、エンジンオイルの劣化を防止しつつアルコールの分離に適した温度（所定温度）に調節することができる。

【0052】

（第２実施形態）
次に、図４を用いて第２実施形態に係る燃料分離装置８０Ｂについて説明する。図４は、燃料分離装置８０Ｂの構成を示す図である。なお、図４において上記第１実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号が付されている。

【0053】

上述した第１実施形態では、排気浄化触媒２０の径方向に沿った断面が円形であったが、燃料分離装置８０Ｂでは、排気浄化触媒２０Ｂの径方向に沿った断面が楕円形に形成されている点で上述した第１実施形態と異なっている。なお、その他の構成は、上述した第１実施形態と同一または同様であるので、ここでは詳細な説明を省略する。

【0054】

本実施形態によれば、例えば、レイアウトの要請上、排気浄化触媒のサイズを小型化（すなわち、排気浄化触媒の断面積を小さく）しなければならない場合であっても、排気浄化触媒２０Ｂの断面を楕円形とすることにより、断面が円形の場合よりも、エンジンオイルとの接触面積（熱交換部の面積）を増やすことができる。すなわち、スペース効率を高めることができる。

【0055】

（第３実施形態）
次に、図５を用いて第３実施形態に係る燃料分離装置８０Ｃについて説明する。図５は、燃料分離装置８０Ｃの構成を示す図である。なお、図５において上記第１実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号が付されている。

【0056】

燃料分離装置８０Ｃは、熱交換器８４に代えて、熱交換器８４Ｃを備えている点で、上述した第１実施形態に係る燃料分離装置８０と異なっている。

【0057】

熱交換器８４Ｃは、第１配管８１の他端（他方の端部）が接続される第１室８４Ｃ１と、第２配管８２の他端（他方の端部）が接続され、第１室８４Ｃ１よりも上方（鉛直上方）に配設（配置）される第２室８４Ｃ２と、第１室８４Ｃ１と第２室と８４Ｃ２を連通する連通部８４Ｃ３とを有して構成されている。

【0058】

また、第１室８４Ｃ１の外周に冷却フィン８４Ｃ４が設けられている（形成されている）。なお、その他の構成は、上述した第１実施形態と同一または同様であるので、ここでは詳細な説明を省略する。

【0059】

本実施形態によれば、熱交換器８４Ｃが、上下方向（鉛直方向に）２室に分けられており、かつ、下側の第１室８４Ｃ１に冷却フィン８４Ｃ４が設けられている。すなわち、下側の第１室８４Ｃ１が別体とされ、冷却フィン８４Ｃ４が設定されている。そのため、エンジン運転時（車両走行時）に、走行風により冷却フィン８４Ｃ４が冷却されて第１室８４Ｃ１が冷却されるため、熱交換器８４Ｃ内（第１室８４Ｃ１内）にエンジンオイルが残ったとしても、そのエンジンオイルが熱により劣化することを抑制（防止）できる。なお、アルコールの分離はエンジン停止時（車両停止時）に行われるため、冷却フィン８４Ｃ４に走行風が当たることはなく、外気による積極的な冷却は行われない。よって、アルコールの蒸発（分離）は妨げられない。また、特に、本実施形態は、レイアウト上、高さ方向のスペースを確保しずらい場合に有効な構成となる。

【0060】

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、熱交換器８４を排気浄化触媒２０（排気管１８）の下側に配設（配置）したが、例えば、熱交換器８４を排気浄化触媒２０（排気管１８）の側面や上側に配設（配置）してもよい。

【0061】

また、上記実施形態では、本発明を、駆動力源としてアルコールエンジン１０を用いるエンジン車に適用した場合を例にして説明したが、本発明は、駆動力源としてガソリンエンジンを用いるエンジン車や、駆動力源としてアルコールエンジン１０やガソリンエンジンに加えて電動モータなどを用いるＨＥＶ（ハイブリッド車）や、ＰＨＥＶ（プラグイン・ハイブリッド車）などにも適用可能である。

【符号の説明】

【0062】

１０ アルコールエンジン
１０１ オイルパン
１０２ ストレーナ
１８、１８Ｂ 排気管
１９ 空燃比センサ
２０、２０Ｂ 排気浄化触媒
２０１、２０１Ｂ 排気浄化触媒保持マット
４３ 消音器（マフラ）
５０ ＥＣＵ
７０ キャニスタ
８０、８０Ｂ、８０Ｃ 燃料分離装置
８１ 第１配管
８２ 第２配管
８３ 第３配管
８４、８４Ｂ、８４Ｃ 熱交換器
８４Ｃ１ 第１室
８４Ｃ２ 第２室
８４Ｃ３ 連通部
８４Ｃ４ 冷却フィン
８５ バッフルプレート

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】