特表 2023-519743 吸熱エンジンの排出ガス浄化用システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-05-12

(54)【発明の名称】吸熱エンジンの排出ガス浄化用システム

(51)【国際特許分類】

   F01N 13/00 20100101AFI20230502BHJP

   B01D 53/92 20060101ALI20230502BHJP

   C02F 1/42 20230101ALI20230502BHJP

   C02F 1/28 20230101ALI20230502BHJP

   F01N 5/02 20060101ALI20230502BHJP

   F01N 5/00 20060101ALI20230502BHJP

【ＦＩ】

F01N13/00 B

B01D53/92 240

B01D53/92 242

B01D53/92 331

C02F1/42 E ZAB

C02F1/28 D

F01N5/02 B

F01N5/00 Z

F01N5/02 K

F01N5/02 G

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022559813

(86)(22)【出願日】2021-03-31

(85)【翻訳文提出日】2022-11-22

(86)【国際出願番号】 IB2021052681

(87)【国際公開番号】W WO2021198943

(87)【国際公開日】2021-10-07

(31)【優先権主張番号】102020000006682

(32)【優先日】2020-03-31

(33)【優先権主張国・地域又は機関】IT

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】522384307

【氏名又は名称】ラピス ソチエタ レスポンサビリタ リミタータ

【氏名又は名称原語表記】ＲＨＡＰＩＳ Ｓ．Ｒ．Ｌ．

(74)【代理人】

【識別番号】100198317

【弁理士】

【氏名又は名称】横堀 芳徳

(74)【代理人】

【識別番号】100083389

【弁理士】

【氏名又は名称】竹ノ内 勝

(72)【発明者】

【氏名】ジュリオ ロッシ

【テーマコード（参考）】

3G004

4D002

4D025

4D624

【Ｆターム（参考）】

3G004AA01

3G004DA14

3G004DA23

4D002AA08

4D002AA09

4D002AC10

4D002BA02

4D002BA13

4D002BA14

4D002CA01

4D002DA35

4D002EA02

4D002HA01

4D025AA09

4D025AB16

4D025BA08

4D025DA02

4D624AA04

4D624AB00

4D624AB14

4D624BA02

4D624BA17

4D624DB19

(57)【要約】

【課題】使用上のリスクが少ない吸熱エンジンの排出ガス浄化用システムを提供する。
【解決手段】
吸熱エンジン（１００）により生成するガス（Ｓ）を排出する少なくとも１本のダクト（２）と、
ダクト（２）を通過する排出ガス（Ｓ）を冷却する手段（３）であって、排出ガス（Ｓ）に含まれる水蒸気の少なくとも一部を凝縮して水（ＡＣ）にする手段（３）と、
排出ダクト（２）に沿った冷却手段（３）により凝縮された凝縮水（ＡＣ）を、排出ガス（Ｓ）から分離し、二次ダクト（１０）に沿って迂回させる手段（４）を含む、吸熱エンジンの排出ガスの浄化用システム（１）であって、
さらに、二次ダクト（１０）に沿って分離手段（４）の下流に配置され、凝縮され分離された水（ＡＣ）を濾過する濾過手段（５）を備えている、吸熱エンジンの排出ガスの浄化用システム（１）。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

吸熱エンジン（１００）により生成するガス（Ｓ）を排出する少なくとも１本のダクト（２）と、
前記ダクト（２）を通過する前記排出ガス（Ｓ）を冷却する手段（３）であって、前記排出ダクト（２）の少なくとも一領域（２１）において、前記排出ガス（Ｓ）に含まれる水蒸気の少なくとも一部を凝縮して水（ＡＣ）にする手段（３）と、
前記排出ダクト（２）に沿った前記冷却手段（３）により凝縮された凝縮水（ＡＣ）を、前記排出ガス（Ｓ）から分離し、二次ダクト（１０）に沿って迂回させる手段（４）を含む、吸熱エンジンの排出ガスの浄化用システム（１）であって、
さらに、前記二次ダクト（１０）に沿って前記分離手段（４）の下流に配置され、前記凝縮され分離された水（ＡＣ）を濾過する濾過手段（５）を備えていることを特徴とする吸熱エンジンの排出ガスの浄化用システム（１）。

【請求項2】

請求項１に記載のシステム（１）において、前記濾過手段（５）を経た浄水（ＡＤ）を前記排出ダクト（２）に注入する手段であって、前記排出ダクト（２）の少なくとも一領域（２１）の上流において、前記浄水を注入する手段（３０）を含むことを特徴とするシステム。

【請求項3】

請求項１又は２に記載のシステムにおいて、前記冷却手段（３）は、内部を冷媒流体が循環する閉回路（４０）であって、前記排出ダクトの前記一領域（２１）に配置されて、前記排出ダクト（２）を熱交換する少なくとも１つの第１の熱交換部（４１）を有する閉回路（４０）を備えていることを特徴とするシステム。

【請求項4】

請求項３に記載のシステムにおいて、前記冷却手段（３）は、前記閉回路（４０）に沿って、圧縮機（４２）およびガス膨張バルブ（４３）を備えており、前記圧縮機は、前記少なくとも１つの第１の熱交換部（４１）の下流に配置されており、前記膨張バルブは、前記少なくとも１つの第１の熱交換部（４１）の上流に配置されていることを特徴とするシステム。

【請求項5】

請求項１～４のいずれかに記載のシステムにおいて、前記分離手段（４）は、少なくとも１つの遠心分離機（５０）を備えており、好ましくは円錐型の、より好ましくは二段式の遠心分離機を備えていることを特徴とするシステム。

【請求項6】

請求項１～５のいずれかに記載のシステムにおいて、前記凝縮され分離された水（ＡＣ）を回収する一つまたは複数の回収タンク（６０）であって、前記分離手段（４）と、前記凝縮され分離された水の濾過手段（５）との間に、前記二次ダクト（１０）に沿って、前記分離手段（４）の下流に機能的に配置された回収タンク（６０）を備えていることを特徴とするシステム。

【請求項7】

請求項１～６のいずれかに記載のシステムにおいて、前記凝縮され分離された水を濾過する前記濾過手段（５）は、少なくとも１枚の活性炭フィルター，及び／又はカチオン樹脂を含む少なくとも１枚のフィルター，及び／又は少なくとも１枚の凝集フィルターを有していることを特徴とするシステム。

【請求項8】

請求項１～７のいずれかに記載のシステムにおいて、前記注入手段（３０）は、直接的又は間接的に前記濾過手段（５）を前記排出ダクト（２）に接続する少なくとも１つの接続管（３１）と、前記排出ダクト（２）の前記一領域（２１）の上流に配置された少なくとも１つの注入器（３３）と、前記浄水（ＡＤ）を前記少なくとも１つの注入器（３３）に供給する少なくとも１つのポンプ（３２）とを備えていることを特徴とするシステム。

【請求項9】

請求項１～８のいずれかに記載のシステムにおいて、前記注入手段を用いて前記濾過手段から前記浄水（ＡＤ）を回収する少なくとも１つの回収タンク（１５）が、前記注入手段（３０）と前記濾過手段（５）の間に機能的に配置されることを特徴とするシステム。

【請求項10】

請求項１～９のいずれかに記載のシステムにおいて、前記分離手段（４）は、前記排出ダクト（２）の端部（２ａ）に沿って、少なくとも前記凝縮水（ＡＣ）の無い部分に前記排出ガス（Ｓ）を導くように適合されており、前記分離手段（４）はまた、前記分離手段（４）の下流において、前記排出ダクトの端部（２ａ）に沿って配置される、少なくとも１枚の含浸活性炭フィルター、及び／又は少なくとも１枚のHEPAタイプのアブソリュートフィルターを含む濾過装置（８０）を備えていることを特徴とするシステム。

【請求項11】

請求項１～１０のいずれかに記載のシステムにおいて、前記冷却手段（３）は、前記閉回路（４０）の少なくとも１つの第２の熱交換部（８６）に沿って配置される凝縮器（８５）をさらに備えており、前記凝縮器（８６）は、液浸型ラジエーターコアを有し、第１の冷媒液を有する気密容器（１２０）を通過していることを特徴とするシステム。

【請求項12】

請求項１１に記載のシステムにおいて、前記第１の冷媒液は、水とグリコールの混合物を含むことを特徴とするシステム。

【請求項13】

吸熱エンジン（１００）と，前記吸熱エンジン（１００）から出る前記排出ガスを浄化するための請求項１～１２のいずれかに記載のシステム（１）と，前記吸熱エンジンを冷却する冷却システム（１０１）とを含む輸送車両（２００）であって、前記冷却システム（１０１）は、閉回路（Ｃ）と，第２の冷媒液を循環させる前記閉回路（Ｃ）に沿って配置されるポンプ（１０２）と、前記気密容器（１２０）内に配置される液浸型ラジエーターコア（１０３）とを含むことを特徴とする輸送車両（２００）。

【請求項14】

請求項１３に記載の車両において、前記冷媒流体および前記第２の冷媒液を冷却する熱交換システムを備えており，前記熱交換システムは、内部を前記第１の冷媒液が循環する閉回路（３００）と，前記第１の冷媒液を循環させる循環ポンプ（３０１）と，前記第１の冷媒液および前記気密容器（１２０）用の冷却装置（３０２）と，前記排出ガスおよび前記冷却手段の前記第１の熱交換部（４１）のための熱交換部（３０３）とを備えていることを特徴とする車両。

【請求項15】

請求項１４に記載の車両において、前記冷却装置（３０２）は、少なくとも１つのペルチェセルを備えていることを特徴とする車両。

【請求項16】

請求項１３～１５のいずれかに記載の車両において、乗員室内に空調装置を有し、前記浄化用システム（１）の前記冷却手段（３）は、前記空調装置に機能的に接続されていることを特徴とする車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、吸熱エンジンの排出ガス浄化用システムに関する。特に、浄化用システムは、液状およびガス状の燃料又は可燃物を動力源とする吸熱エンジン、すなわち、過給式又は大気圧式のオットーサイクルエンジンおよびディーゼルサイクルエンジンであって、２ストローク式又は４ストローク式で、キャブレター式あるいは直接噴射式又は間接噴射式のエンジンに対して、自動車分野で使用される。

【背景技術】

【0002】

公知技術によれば、使用されている吸熱エンジンの排出ガス浄化用システムは、エンジン自体で生成された排出ガスを効果的に浄化することはできず、そのため健康に対して非常に有害なガス状および固体状の物質を空気中に放出している。最も有名な浄化用システムは、ＤＰＦとＦＡＰの頭字語で知られている。

【0003】

排気系に挿入され、触媒又は触媒コンバータと一体化しているディーゼル微粒子フィルター（ＦＡＰ又はＤＰＦ型）は、多孔質炭化珪素をベースとするモノリス担体からなる。これにより、排出される粒子状物質の粒子のサイズを、小さなサイズ（＜２０ｎｍ）の粒子も考慮に入れて、１０００分の１未満に減少させることができる。

【0004】

ディーゼル微粒子フィルターは、排出ガスがその多孔質の壁を通過する間に、表面に粒子状物質が捕捉される一連の流路からなり、実質的に機械的フィルターとみなされる。

【0005】

よって、ディーゼル微粒子フィルターは、粉体が実際に「捕捉される」、実質的な「メカニカルトラップ」である。この理由により、「捕捉」流路は粒子状物質で塞がれるので、これらのディーゼル微粒子フィルターは定期的な掃除が必要である。この掃除は、再生と呼ばれる。再生は、フィルター内部の粒子状物質の燃焼プロセスを引き起こす火炎伝播プロセス、すなわち、粒子状物質を焼却し、そのサイズを減少させるプロセスである。典型的には、このようなプロセスは、８００から１０００ｋｍごと、都市部では３００ｋｍ未満の間隔でも発生する。実質的に二つのタイプの微粒子フィルターシステムＦＡＰ又はＤＰＦが、技術者により使用される。これら二つのタイプのフィルターシステムは、構造および作動に関して異なっている。主な相違点は、本質的に異なる再生方法にある。

【0006】

ＦＡＰ（Ｆｉｌｔｒｅｓ ａ Ｐａｒｔｉｃｕｌｅｓ）と呼ばれる微粒子フィルターシステムは、再生される酸化セリウム及び／又は酸化鉄をベースとする種々の添加物を用いるタイプのフィルターに属する。ＤＰＦ（Ｄｉｅｓｅｌ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｆｉｌｔｅｒ）と呼ばれる微粒子フィルターシステムは、添加物を用いない。しかし、両タイプとも、再生プロセス中に、すなわち、フィルター中に存在する粒子状物質の燃焼中に、特に後燃焼装置中で、排出ガスが５５０℃以上の温度に到達することができる。

【0007】

これらのような公知のフィルターシステムは、ガス自体を効果的に浄化することはできず、そのため健康に対して非常に有害なガス状および固体状の物質を空気中に放出し、さらには、燃焼プロセス後に、さらに小さいサイズを有する粒子状物質のナノ粒子を生成し、その結果、さらに小さくなったそのような粒子が、呼吸器の肺胞に容易に到達し、したがって、それらを吸い込む各人の血液および他のすべての内臓器官に到達してしまう。これに加えて、粒子状物質の引火点を下げる傾向のあるセリア（酸化セリウム）や、ディーゼルエンジンおよびオットーサイクルエンジンの排出ガスに含まれる汚染物質の問題を解決するために、ＮＯｘを抑制するための最新の触媒で使用される尿素（炭酸ジアミド）など、限定されない例として挙げる他の気体汚染物質と混合されるため、非常に毒性の高い水蒸気（特に酸性雨の原因である）が大気中に放出される。

【0008】

さらに、排出ガスの後燃焼機能を活性化することにより、汚染防止装置（ＦＡＰ及び／又はＤＰＦ）は、燃焼室の操作温度、すなわち、後燃焼装置（ＦＡＰ／ＤＰＦ）において５５０℃以上に達する排出ガスおよび排出ライン全体の動作温度を顕著に上昇させ、場合によっては装置および機械全体に引火を引き起こし、いずれにせよ装置が設置されているシステムおよび機械に引火する潜在的なリスクを生じさせるという事実を加えなければならない。

【0009】

これらのような公知のシステムは、粒子状粉体を不可視化して吸入し易くし、大気中の化学物質を使用して気化させ、エンジン、排出ラインおよび周辺環境の動作温度を増幅させるという欠点がある。

【0010】

公知技術等の他の排出ガス浄化用システムが知られている。例えば、特許文献１（国際公開第２０１９／１９６９６９号，出願人：ローベルク・ヴェルナー）は、燃料および空気の燃焼からエネルギーを取り出す内燃機関エンジン用の触媒コンバータについて記載しており、発生した燃焼ガスは、それに沿って高温耐性を有する拡散膜が固定された触媒コンバータを通る通過経路に導かれ、触媒コンバータは、その各々の内部圧について低圧に保持されたガス回収装置に隣接しており、燃焼ガスから回収し集めた各ガスは、エンジン（Ｍ）の燃焼室に戻されて、エンジンの操作温度を低下させ、さらなるＮＯｘの生成を低下させる。渦流室が、通過経路中に挿入されており、拡散膜に隣接している。触媒コンバータの内部圧は、燃焼ガス用の障害物のために渦流室の内部圧より高い。燃焼した燃料に応じた割合で、水が、渦流室の上流において、通過経路中の燃焼ガスに添加される。水は、エンジンの排気ラインに沿って、排出ガスを冷却することにより回収される。

【0011】

特許文献２（独国特許発明第３００２８７１号明細書，出願人：ブルン・ゲーエムベーハー）は、排出ガスをそれらの露点より低い温度まで冷却し、排出ガスに含まれる生成液状物と固体粒子を分離することにより、ディーゼルエンジン等の内燃機関エンジンからの排出ガスを浄化する方法を記載している。この方法を実行する装置は、例えば冷却装置の冷却回路に接続された冷却面を有する排出ダクト、および固体粒子をさらに分離するために使用される吸収剤を含む液状セパレータを備えている。

【0012】

特許文献３（国際公開第２０２０／０４９１８４号，出願人：インストラクション・ゲーエムベーハー）は、吸熱エンジンの排気ガスではなく、代わりに、モジュールに浄化技術を組み合わせることによって、より多くのステップで、飲料水を浄化する装置に関するものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0013】

【特許文献1】国際公開第２０１９／１９６９６９号

【特許文献2】独国特許発明第３００２８７１号明細書

【特許文献3】国際公開第２０２０／０４９１８４号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0014】

従って、本発明の目的は、使用上のリスクが少ない吸熱エンジンの排出ガス浄化用システム、特にそれを搭載している自動車の火災リスクを伴わない吸熱エンジンの排出ガス浄化用システムを実現することにある。

【0015】

本発明のもう一つの目的は、公知のものより効率的で、かつ吸熱エンジンから排出される汚染物質の減少を導き、人々の健康に大きな利益をもたらす浄化用システムを実現することにある。

【0016】

本発明のさらにもう一つの目的は、現在流通している自動車にも容易に適用でき、したがって、自動車の生産工程中に設置する必要がない浄化システムを実現することである。

【課題を解決するための手段】

【0017】

上記目的は、
吸熱エンジンにより生成するガスを排出する少なくとも１本のダクトと、
前記ダクトを通過する前記排出ガスを冷却する手段であって、前記排出ダクトの少なくとも一領域において、前記排出ガスに含まれる水蒸気の少なくとも一部を凝縮して水にする手段と、
前記排出ダクトに沿った前記冷却手段により凝縮された凝縮水を、前記排出ガスから分離し、二次ダクトに沿って迂回させる手段を含む、吸熱エンジンの排出ガスの浄化用システムであって、
さらに、前記二次ダクトに沿って前記分離手段の下流に配置され、前記凝縮され分離された水を濾過する濾過手段を備えていることを特徴とする吸熱エンジンの排出ガスの浄化用システム
により達成することができる。

【0018】

このような解決策により、排出ガス中に存在する汚染された粉体と、水に溶解して、上記分離手段による分離後も水自体中に残留するＣＯ及び／又はＣＯ_２の大量の回収を可能にする。上記濾過手段は、上記分離の後、凝縮水に残留している汚染された粉体と、水に溶解した汚染されたガスの両方を取り除くことにより、凝縮され分離された水を十分に浄化することができる。

【0019】

本発明による浄化用システムはさらに、前記冷却手段の上流において、前記注入手段から得られた浄水を前記排出ダクトに注入する手段であって、前記排出ダクトの少なくとも一領域の入口部において、前記浄水を注入する手段を含む。

【0020】

このような解決策により、冷却手段が作動する排出ダクトの領域の上流において、上記浄水の少なくとも一部を利用して、排出ダクト中への上記浄水の注入およびその結果としての噴霧化を可能にする。上記浄水の噴霧化により、完全に浄化した水の注入は、排出ガスの冷却に有利に働くのみならず、排出ガス中、並びにＣＯ及びＣＯ_２等の水自体に可溶なガス中に存在する不活性粒子（又は汚染された粉体）の「捕捉」の促進を可能にする。

【0021】

さらに、前記冷却手段は、好ましくはＲ１２３４ＹＦ混合物に限定されない冷媒流体が内部を循環する閉回路であって、前記領域に配置されて、前記排出ダクトを熱交換する少なくとも１つの第１の熱交換部を有し、前記排出ガスに含まれる水蒸気の凝縮を、少なくとも部分的に、直接的又は間接的にもたらす閉回路を備えている。

【0022】

さらに、前記冷却手段は、前記閉回路に沿って、圧縮機およびガス膨張バルブを備えており、前記圧縮機は、前記第１の熱交換部の下流に配置されており、前記膨張バルブは、前記少なくとも１つの第１の熱交換部の上流に配置されている。

【0023】

さらに、前記分離手段は、少なくとも１つの遠心分離機を備えており、好ましくは円錐型の、より好ましくは二段式の遠心分離機を備えている。

【0024】

本発明の好ましい態様によれば、前記システムは、前記凝縮され分離された水を回収する一つまたは複数の回収タンクであって、前記分離手段と、前記凝縮され分離された水の濾過手段との間に、前記二次ダクトに沿って、前記分離手段の下流に機能的に配置された回収タンクを備えている。

【0025】

さらに、前記凝縮され分離された水を濾過する前記濾過手段は、少なくとも１枚の活性炭フィルター，及び／又はカチオン樹脂を含む少なくとも１枚のフィルター，及び／又は少なくとも１枚の凝集フィルターを有している。

【0026】

上記活性炭フィルター，及び／又はカチオン樹脂を含むフィルター，及び／又は凝集フィルターは、浄化用システムが搭載される自動車の、予め定めた走行キロメーター数を超過した時点で、交換すればよい。実際、上記活性炭フィルター，及び／又はカチオン樹脂を含むフィルター，及び／又は凝集フィルターを単に交換するだけで、浄化装置の定期的なメンテナンスに供することが可能である。

【0027】

さらに、本発明の好ましい態様によれば、前記注入手段は、直接的又は間接的に前記濾過手段を前記排出ダクトに接続する少なくとも１つの接続管と、前記排出ダクトの前記一領域の上流に配置された少なくとも１つの注入器と、前記浄水を前記少なくとも１つの注入器に供給する少なくとも１つのポンプとを備えている。

【0028】

さらに、前記注入手段を用いて前記濾過手段から前記浄水を回収する少なくとも１つの回収タンクが、前記注入手段と前記濾過手段の間に機能的に配置される。

【0029】

引き続き、本発明によれば、前記分離手段は、前記排出ダクトの端部に沿って、少なくとも前記凝縮水の無い部分に前記排出ガスを導くように適合されている。有利には、前記システムは、前記分離手段の下流において、前記排出ダクトの端部に沿って配置される、少なくとも１枚の含浸活性炭フィルター、及び／又は少なくとも１枚のHEPAタイプのアブソリュートフィルター，好ましくはＨ１４型またはより高い精度のアブソリュートフィルターを含む、濾過装置を備えている。

【0030】

さらに、前記冷却手段は、前記閉回路の少なくとも１つの第２の熱交換部に沿って配置される凝縮器をさらに備えており、前記凝縮器は、液浸型ラジエーターコアを有し、前記第２の熱交換部は、第１の冷媒液を有する気密容器を通過している。有利には、上記第１の冷媒液は、水とグリコールの混合物を含む。

【0031】

本発明はまた、吸熱エンジンと，前記吸熱エンジンから出る前記排出ガスを浄化するための請求項１～１２のいずれかに記載のシステムと，前記吸熱エンジンを冷却する冷却システムとを含む輸送車両であって、有利には、前記冷却システムは、閉回路と，第２の冷媒液を循環させる前記閉回路に沿って配置されるポンプと、前記気密容器内に配置される液浸型ラジエーターコアとを含むことを特徴とする輸送車両を提供する。

【0032】

有利には、上記第２の冷媒液は、水とグリコールの混合物を含む。

【0033】

さらに、上記輸送車両は、前記冷媒流体および前記第２の冷媒液を冷却する熱交換システムを備えており、前記熱交換システムは、内部を前記第１の冷媒液が循環する閉回路と，前記第１の冷媒液を循環させるポンプと，前記第１の冷媒液および前記気密容器用の冷却装置を備えている。有利には、前記熱交換システムは、前記排出ガスおよび前記冷却手段の前記第１の熱交換部のための熱交換部とを備えている。

【0034】

好ましくは、前記冷却装置は、少なくとも１つのペルチェセルを備えている。

【0035】

最後に、前記車両は、乗員室内に空調装置を有し、前記浄化用システムの前記冷却手段は、前記空調装置に機能的に接続されている。

【図面の簡単な説明】

【0036】

添付の図面を参照して、以下、非限定的な実施例により提供される好ましい態様について、詳細な説明を読むことにより、本発明の特徴が明らかになると思う。

【0037】

【図1】図１は、輸送車両の吸熱エンジンと組合せられて作動する、本発明による排出ガス浄化用システムを示す概略図である。

【図2】図２は、排出ガスの冷却手段の冷媒流体と、吸熱エンジンの冷却手段の冷媒液とを冷却する気密容器を示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0038】

添付図面を参照して以下詳細に説明する。符号１は、本発明による排出ガス浄化用システムを示す。

【0039】

本特許出願で提案する解決策の理解のために、図１は、一般的な輸送車両２００内にある、いくつかの重要な要素を、極めて簡略化した形で示す。輸送車両２００は、道路型または特殊型のいずれでもよく、既に登録されたもの、および／または流通しているものでよく、任意のサイズおよびタイプのものであってよい。制限されない例として、車両２００は、鉄道輸送に用いられるもの、および／または吸熱エンジンが使用される任意の車両として用いられるものでよい。

【0040】

車両２００は、ディーゼルサイクル型の吸熱エンジン１００と、吸熱エンジン１００から発生する排出ガス（または排気ガス）用の浄化用システム１を備えている。

【0041】

オットー型の吸熱エンジンも、本発明の保護範囲に入ることを述べるべきである。

【0042】

吸熱エンジン１００の排出ガスＳ用の浄化用システム１は、吸熱エンジン１００で生成するガスを排出するダクト２と、排出ダクト２の一領域２１において、排出ガスに含まれる水蒸気を凝縮して凝縮水ＡＣにするために、ダクト２を通過する排出ガスＳを冷却する手段３と、排出ダクト２に沿った冷却手段３により凝縮された凝縮水ＡＣを排出ガスＳから分離し、二次ダクト１０に沿って迂回させる手段４とを備えている。

【0043】

浄化用システム１は、さらに、凝縮され分離された水ＡＣを濾過するために、二次ダクト１０に沿って上記分離手段４の下流に配置される濾過手段５を備えている。

【0044】

このケースでは、分離手段４は、二段式の円錐型遠心分離機５０を備えている。図示しない別の実施態様では、このような分離手段４は、一段式の円錐型遠心分離機、または一段式の非円錐型遠心分離機を備えていてもよく、いずれも本発明の保護範囲に入るものである。

【0045】

このような解決策により、吸熱エンジン１００の排出ガスＳ中に存在する水を濾過して、不純物から分離することができる。より正確には、排出ガスＳ中に存在する水蒸気の再転換効果により再生された浄水ＡＤは、二段式の円錐型遠心分離機で遠心分離され、全ての汚染粒子は水自身と混合させられる。この混合は、全固体粒子の重量および体積並びにガス状粒子の溶解を増加させ、もってこれらが空気中に再導入される可能性を排除する。このような不活性粒子は、濾過手段５により捕捉され、完全に浄化された水ＡＤが生成される。

【0046】

さらに、浄化用システム１は、濾過手段５から浄水ＡＤを排出ダクト２に注入する手段３０を備えている。このような注入手段３は、排出ダクト２の上述の領域２１で、浄水ＡＤを注入するとともに噴霧することができる。

【0047】

このような解決により、吸熱エンジン１００の排出ガスＳ中に存在する水を濾過して不純物から分離し、一度浄化した水を用いて、汚染された排出ガスＳ中に存在する不純物をさらに捕捉するために使用することを可能にする。より正確には、水蒸気の転換効果により再生された浄水ＡＤは、排出ガスＳに混合され、二段式の円錐型遠心分離機で遠心分離され、全ての汚染粒子は水自身と混合させられる。さらに、水の注入により、排出ガスの冷却を促進することができ、浄水の噴霧により排出ガス中に存在するガス状の及び／又は不活性な粒子（または汚染された粉体）の「捕捉」が促進される。

【0048】

本実施態様によれば、上記冷却手段３は、内部をＲ１２３４ＹＦ混合物等の冷媒流体が循環する閉回路４０を備えている。さらなる実施態様によれば、冷媒流体は、本発明の保護範囲から逸脱しない限り、Ｒ１２３４ＹＦ混合物と異なるものでもよい。閉回路４０は、排出ダクト２の領域２１に配置され、排出ダクト２を熱交換する第１の熱交換部４１を備えており、これにより、排出ガスＳに含まれる水蒸気の少なくとも一部の凝縮が起こる。熱交換部は、直接的または間接的に排出ガスＳと接触することができる。実際、熱交換部４１は、内部を冷媒流体が流れる複数の管を有することができる。本実施態様では、それらの管は、排出ガスと直接接触していないが、さらなるキャリア液が第１の熱交換長４１に沿って冷却され、次いでそれが排気ダクト２の領域２１を通過する排気ガスの冷却を引き起こす。本発明のさらなる実施態様によれば、第１の熱交換部４１のそれらの管は、排出ガスＳと直接接触してもよい。

【0049】

さらに、冷却手段３は、閉回路４０に沿って、圧縮機４２およびガス膨張バルブ４３を備えており、圧縮機４２は熱交換部４１の下流にあり、膨張バルブ４３は熱交換部４１の上流にある。

【0050】

図１に示すように、浄化用システム１は、分離手段４と凝縮水の濾過手段５の間に、二次ダクト１０に沿って機能的に配置され、凝縮され分離された水ＡＣを回収する２つの回収タンク６０を備えている。

【0051】

凝縮され、遠心分離される水の回収タンク６０の数は、このケースでは、少なくとも一つの二段式の遠心分離機５０があることに依存し、さらなる実施態様によれば、凝縮水の回収タンク６０の数はまた、本発明の保護範囲から逸脱しない限り、１つのユニットによるものであってもよい。

【0052】

本実施態様によれば、凝縮され分離された水を濾過する濾過手段５は、活性炭フィルター，カチオン樹脂を含むフィルター，及び／又は凝集フィルターを有する。これらのフィルターは、それぞれ予め定めた、自動車の走行キロメーター数、または浄化用システム１が搭載される機械の操作時間を超過した時点で、交換すればよい。

【0053】

この濾過手段５は、少なくとも１枚の活性炭フィルター，カチオン樹脂を含む少なくとも１枚のフィルター，および少なくとも１枚の凝集フィルターを有するが、他の実施態様によれば、濾過手段５は、本発明の保護範囲から逸脱しない限り、１枚のみの活性炭フィルター、または１枚のみのカチオン樹脂フィルター、または１枚のみの凝集フィルター，またはこれらのフィルターのうち２枚のみの組合せを備えることができることに留意すべきである。

【0054】

図１に示す実施態様によれば、注入手段３０は、濾過手段５を排出ダクト２に直接的又は間接的に接続する接続管３１，排出ダクト２の領域２１の上流、すなわち、冷却手段３の第１の熱交換部４１の上流に配置される注入器３３，および浄水ＡＤを注入器３３に供給するポンプ３２を備えている。

【0055】

本実施態様によれば、注入手段３０で使用される浄水ＡＤを濾過手段５から回収する回収タンク１５が、注入手段３０と濾過手段５の間に設けられている。

【0056】

浄水ＡＤの注入およびその結果として生じる噴霧化により、排出ガス４１の冷却を促進し、同時に、少なくとも初期において、排出ガスＳに含まれる微細な不活性粉体および汚染された粉体の一部と、ＣＯ_２およびＣＯ等の水に可溶なガスの一部とを一緒に捕捉することを可能にする。

【0057】

空調システムでの凝縮水に対して行われるように、回収容器１５中に存在する過剰な浄水ＡＤは、容器１５に到達した浄水ＡＤが所定のレベルを超過すると開けることができる取り出し口（図示せず）を通して除去することができる。

【0058】

引き続き図１に示すように、分離手段４は、排出ダクト２の端部２ａに沿って、凝縮水ＡＣの少なくとも一部が無くなった排出ガスＳを導くために適合されている。さらに、システム１は、含浸活性炭フィルターおよびＨＥＰＡ Ｈ１４型またはより高い精度のアブソリュートフィルターを順に備えている濾過装置８０を有しており、これらのフィルターは、分離手段４の下流に、排出ダクト２の端部２ａに沿って直列に配置される。さらなる実施態様によれば、本発明の保護範囲から逸脱しない限り、濾過装置８０は、含浸活性炭フィルターのみ、またはＨＥＰＡ Ｈ１４型またはより高い精度のアブソリュートフィルターのみを備えていてもよい。

【0059】

排出ガスＳは、６０℃未満の温度、すなわち、フィルターが耐えられる温度以下の温度で端部２ａに到達するので、ＨＥＰＡフィルターおよび活性炭フィルターは、排出ダクト２の端部２ａに沿って配置することができることを述べるべきである。

【0060】

引き続き本実施態様によれば、冷却手段３は、閉回路４０の少なくとも１つの第２の熱交換部８６に沿って配置される凝縮器８５を、さらに備えている。第２の部分８６は、第１の冷媒液を含む気密容器１２０を通過するが、この凝縮器８５は、先に液浸型ラジエーターコアを有する。よって、凝縮器８５は、容器１２０内に浸漬されている。第１の冷媒液は、水とグリコールを含む。

【0061】

図２に示すように、冷却手段３の第２の熱交換部８６および凝縮器８５は、両方とも気密容器１２０中で浸漬されている。容器１２０中での第２の熱交換部８６の通過の仕方、および第２の熱交換部８６が入口部８６ａおよび出口部８６ｂを有していることが、見て取れる。閉回路４０中を循環する冷媒流体は、圧縮機４２で加圧され、一度凝縮されて入口部８６ａに入り、出口部８６ｂから出て、膨張バルブ４３に到達し、次いでエバポレーター４１、すなわち、第１の熱交換部に到達する。

【0062】

本発明はまた、吸熱エンジン１００、および吸熱エンジン１００から出る排出ガス１を浄化する、上述のようなシステム１に加えて、請求項１～１２のうちの一つまたは複数による、吸熱エンジン１００用の冷却システム１０１を備えた車両２００に関する。この冷却システム１０１は、閉回路Ｃと，例えば水とグリコール又はさらなる実施態様による他の冷媒液等の第２の冷媒液を循環させる閉回路Ｃに沿って配置されるポンプ１０２と、気密容器１２０内に配置される液浸型のラジエーターコア１０３とを備えている。

【0063】

図２に、気密容器１２０内に配置されたラジエーターコア１０３が示されている。ラジエーターコア１０３における冷媒流体の入口部１０３ａおよび出口部１０３ｂ（出口部１０３ｂは図１に示す）の形態を見て取ることができる。閉回路Ｃ中を循環する冷媒流体は、ポンプ１０２により加圧されて入口部１０３ａに入り、出口部１０３ｂから出て、吸熱エンジン１００に到達し、吸熱エンジン１００を冷却する。

【0064】

引き続き図１および２に示すように、車両２００はさらに、冷媒流体および第２の冷媒液を冷却する熱交換システムを備えている。この熱交換システムは、内部を第１の冷媒液が循環する閉回路３００と，第１の冷媒液用の循環ポンプ３０１と，第１の冷媒液用の冷却装置３０２と，内部に、第１および第２のラジエーターコア８６，１０３の両方が設けられた上述の気密容器１２０とを備えている。この気密容器１２０は、閉回路３００を検査および塞ぐための蓋１２０ｃとともに、第１の冷媒液の入口部１２０ａおよび出口部１２０ｂを有している。この循環は閉回路３００中で連続的に行われ、冷媒液の冷却は冷却手段３により確実に行われ、周囲の温度が過剰に高い場合、冷媒液の冷却は、システムの冷却能力を大幅に増加させる冷却装置３０２によっても確実に行われる。熱交換システムはさらに、排出ガスＳおよび冷却手段３の第１の熱交換部４１のための熱交換部３０３を備えている。特に、上述のように、好ましくは円筒型で、かつ第１の冷媒液で満たされている熱交換部３０３の内部に、第１の熱交換部４１の複数の管は収容されている。排出ダクト２の領域２１に実質的に相当する寸法を有するこの円筒部内には、内部を排出ガスＳが流れる複数の管が通過している。実際、内部を排出ガスＳが流れるこのような管は、第１の冷媒液に浸漬されており、冷却手段３の第１の熱交換部４１により順次冷却される。

【0065】

ここまでは第１及び第２の冷媒液は両方とも水とグリコールの混合物を含むが、本発明の保護範囲から逸脱しない限り、他の実施態様によれば、一方または他方の冷媒液の両方について異なるものとすることができる。

【0066】

本発明の一態様によれば、第１の冷媒液および冷媒流体を冷却する熱交換システムの冷却装置３０２は、複数のペルチェセルを備えている。

【0067】

複数のペルチェセルは、排出ダクト２の領域２１の冷却を促進する必要がある、温かい季節に主に操作される。実際、冷媒流体が閉回路４０の第１の熱交換部４１を通過するとき、排出ダクト２の領域２１の冷却は、一般的に、冷却手段３の圧縮機４２により得られる。

【0068】

本実施態様では、冷却装置３０２は、排出ガスＳおよび冷却手段３の第１の熱交換部４１のための熱交換部３０３に、気密容器１２０を接続する閉回路３００の二つの接続管のうちの一つにあり、さらなる態様によれば、本発明の保護範囲から逸脱しない限り、冷却装置、すなわち、一つまたは複数のペルチェセルは、閉回路３００の両方の接続管又は一方の接続管に配置することができることを述べるべきである。

【0069】

車両２００はさらに、車両自体の乗員室中に存在する空調装置を備えている。浄化用システム１の冷却手段３は、空調装置に機能的に接続されていると有利である。車はさらに、浄化用システム１および車両２００の両方の完全な操作を確実に行うために適した一連の温度センサ１４０およびレベルセンサ１４１を備えている。

【0070】

車両２００は、上述の両センサ１４０，１４１からの信号に応じて、圧縮機４２及び／又は両ポンプ１０２，３０１の速度の変更、それによって冷媒流体並びに第１および第２の冷媒液の流速の変更を許可する制御装置（図示せず）を備えており、もって、排出ダクト２の領域４１の出口における排出ガスの温度が一定に、又は所定の温度範囲で変動するように保持され、これにより、同時に、吸熱エンジン１００の適度な冷却が確実にされることを述べるべきである。

【符号の説明】

【0071】

１・・・排出ガス浄化用システム
２・・・排出ダクト
２ａ・・・端部
２１・・・一領域
３・・・冷却手段
３０・・・注入手段
３１・・・接続管
３２・・・ポンプ
３３・・・注入器
４・・・分離手段
５・・・濾過手段
１０・・・二次ダクト
１５・・・回収タンク
４０・・・閉回路
４１・・・第１の熱交換部
４２・・・圧縮機
４３・・・ガス膨張バルブ
５０・・・遠心分離機
６０・・・回収タンク
８０・・・濾過装置
８５・・・凝縮器
８６・・・第２の熱交換部
８６ａ・・・入口部
８６ｂ・・・出口部
１００・・・吸熱エンジン
１０１・・・冷却システム
Ｃ・・・閉回路
１０２・・・ポンプ
１０３・・・液浸型ラジエーターコア
１０３ａ・・・入口部
１０３ｂ・・・出口部
１２０・・・気密容器
１２０ａ・・・入口部
１２０ｂ・・・出口部
１２０ｃ・・・蓋
１４０・・・温度センサ
１４１・・・レベルセンサ
２００・・・輸送車両
３００・・・閉回路
３０１・・・循環ポンプ
３０２・・・冷却装置
３０３・・・熱交換部
Ｓ・・・排出ガス
ＡＣ・・・凝縮水
ＡＤ・・・浄水

【図1】

【図2】

【国際調査報告】