(57)【要約】【課題】排気ガスで冷却水温度を適正温度に加温可能にしつつ、排気ガスの熱エネルギーの利用効率を高めることができるエンジン駆動式ヒートポンプ装置を提供する。【解決手段】排気ガス熱交換器３０Ｂで冷却水と熱交換された後の排気ガスの熱を回収し、回収した熱を圧縮機１５の吸込側の冷媒に伝える排気ガス熱回収機構３００を備える。この排気ガス熱回収機構３００は、排気ガス熱交換器３０Ｂの排出側の排気管２４２に設けられる熱回収部３１０と、圧縮機１５の吸込側の冷媒管２０１に設けられる熱拡散部３２０と、熱回収部３２０の熱を熱拡散部３２０に伝える複数のヒートパイプ３３０とで構成される。【選択図】図１
2010121894.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体内に、冷媒回路に設けられる圧縮機と、この圧縮機を駆動するエンジンと、このエンジンに冷却水を流す冷却水回路と、エンジンの排気ガスと冷却水とを熱交換させる排気ガス熱交換器とを備えたエンジン駆動式ヒートポンプ装置において、
前記排気ガス熱交換器で冷却水と熱交換された後の排気ガスの熱を回収し、回収した熱を前記圧縮機の吸込側の冷媒に伝える排気ガス熱回収機構を備えたことを特徴とするエンジン駆動式ヒートポンプ装置。
【請求項２】
前記排気ガス熱回収機構は、前記排気ガス熱交換器の排出側の排気管に設けられる熱回収部と、前記圧縮機の吸込側の冷媒管に設けられる熱拡散部と、一端が前記熱回収部に接続され、他端が前記熱拡散部に接続されたヒートパイプとを備えることを特徴とする請求項１に記載のエンジン駆動式ヒートポンプ装置。
【請求項３】
前記熱回収部は、前記排気管を構成する前後一対の排気管が前後に間隔を空けて接続される筒状熱回収体に構成され、前記前後一対の排気管の間に露出する前記筒状熱交換体の外周部分に前記ヒートパイプが接続されることを特徴とする請求項２に記載のエンジン駆動式ヒートポンプ装置。
【請求項４】
前記熱拡散部は、前記圧縮機の吸込側の冷媒管の外周に巻かれる巻回部材であり、この巻回部材は、前記冷媒管の軸方向に延在し、この軸方向に間隔を空けて前記複数のヒートパイプを保持することを特徴とする請求項３に記載のエンジン駆動式ヒートポンプ装置。
【請求項５】
前記筐体内で、前記排気ガス熱交換器の排出側の排気管と、前記圧縮機の吸込側の冷媒管とを近接させ、この近接させた部分に、前記排気管と前記冷媒管とが各々接続されて前記排気ガス熱回収機構として機能するプレート式熱交換器を設けたことを特徴とする請求項１に記載のエンジン駆動式ヒートポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン駆動式ヒートポンプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジン駆動式ヒートポンプ装置には、天然ガス等を燃料とする水冷式のガスエンジン（以下、単にエンジンと言う）により圧縮機を駆動して冷房運転や暖房運転等の空調運転を行うガスヒートポンプ式空気調和装置が知られている。
この種のガスヒートポンプ式空気調和機には、エンジンの排気ガスと冷却水とを熱交換させる排気ガス熱交換器を備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００８−１０１８００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、従来の構成は、排気ガス熱交換器から排出された排気ガスをそのまま外部に排出しており、この排気ガスの熱エネルギーは利用していなかった。
また、エンジンのヘッドカバー内やブローバイホース等に存在するオイルミストを含むブローバイガスが冷えてオイルスラッジ（マヨネーズスラッジとも称する）が発生する事態を防止するには、冷却水温度を比較的高温（例えば、７０℃程度）に保つ必要があった。したがって、排気ガス熱交換器から排出された排気ガス温度の最低温度も高い温度（例えば、７０℃前後）であり、多くの熱エネルギーを捨てていた。
【０００４】
そこで、本発明は、排気ガスで冷却水温度を適正温度に加温可能にしつつ、排気ガスの熱エネルギーの利用効率を高めることができるエンジン駆動式ヒートポンプ装置を提供することを目的とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した課題を解決するため、本発明は、筐体内に、冷媒回路に設けられる圧縮機と、この圧縮機を駆動するエンジンと、このエンジンに冷却水を流す冷却水回路と、エンジンの排気ガスと冷却水とを熱交換させる排気ガス熱交換器とを備えたエンジン駆動式ヒートポンプ装置において、前記排気ガス熱交換器で冷却水と熱交換された後の排気ガスの熱を回収し、回収した熱を前記圧縮機の吸込側の冷媒に伝える排気ガス熱回収機構を備えたことを特徴とする。この発明によれば、排気ガス熱回収機構が、排気ガス熱交換器で冷却水と熱交換された後の排気ガスの熱を回収するので、排気ガスで冷却水温度を適正温度に加温可能にしつつ、排気ガスの熱エネルギーの利用効率を高めることができる。
【０００６】
上記構成において、前記排気ガス熱回収機構は、前記排気ガス熱交換器の排出側の排気管に設けられる熱回収部と、前記圧縮機の吸込側の冷媒管に設けられる熱拡散部と、一端が前記熱回収部に接続され、他端が前記熱拡散部に接続されたヒートパイプとを備えるようにしてもよい。この構成によれば、ヒートパイプを屈曲させて、この排気ガス熱回収機構を制約されたスペース内へ配置することができる。
また、上記構成において、前記熱回収部は、前記排気管を構成する前後一対の排気管が前後に間隔を空けて接続される筒状熱回収体に構成され、前記前後一対の排気管の間に露出する前記筒状熱交換体の外周部分に前記ヒートパイプが接続されるようにしてもよい。この構成によれば、ヒートパイプを配置するために排気管側に加工する必要がない。
【０００７】
また、上記構成において、前記熱拡散部は、前記圧縮機の吸込側の冷媒管の外周に巻かれる巻回部材であり、この巻回部材は、前記冷媒管の軸方向に延在し、この軸方向に間隔を空けて前記複数のヒートパイプを保持するようにしてもよい。この構成によれば、冷媒管を通る冷媒を妨げることなく、熱拡散部を配置できる。また、各ヒートパイプからの熱を熱拡散部全体に効率よく伝えることができる。
また、上記構成において、前記筐体内で、前記排気ガス熱交換器の排出側の排気管と、前記圧縮機の吸込側の冷媒管とを近接させ、この近接させた部分に、前記排気管と前記冷媒管とが各々接続されて前記排気ガス熱回収機構として機能するプレート式熱交換器を設けるようにしてもよい。この構成によれば、排気ガスで冷却水温度を適正温度に加温可能にしつつ、排気ガスの熱エネルギーの利用効率を高めることができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、排気ガス熱交換器で冷却水と熱交換された後の排気ガスの熱を回収し、回収した熱を圧縮機の吸込側の冷媒に伝える排気ガス熱回収機構を備えたので、排気ガスで冷却水温度を適正温度に加温可能にしつつ、排気ガスの熱エネルギーの利用効率を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳述する。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明のエンジン駆動式ヒートポンプ装置の第１実施形態に係るガスヒートポンプ（ＧＨＰ）式空気調和装置１０の回路構成を示す図である。ここで、ＧＨＰとは、ガスエンジンによって圧縮機を駆動するヒートポンプ装置をいう。
この空気調和装置１０は、室外機１１及び複数台（例えば５台）の室内機１２Ａ〜１２Ｅを有し、室外機１１の室外冷媒配管１３と室内機１２Ａ〜１２Ｅの各室内冷媒配管１４Ａ〜１４Ｅとが連結される。
【００１０】
室外機１１は室外に設置され、室外冷媒配管１３には圧縮機１５が順次配設されるとともに、この圧縮機１５の吸込側にアキュムレータ１６が、吐出側にオイルセパレータ１７を介して四方弁１８がそれぞれ配設され、この四方弁１８側に室外熱交換器１９、室外膨張弁２０、ドライコア２１が順次配設される。室外熱交換器１９には、この室外熱交換器１９へ向かって送風する室外ファン２２が隣接して配置されている。また、圧縮機１５は、Ｖベルト３０Ａを介してガスエンジン（エンジン）３０に連結され、このガスエンジン３０により駆動される。
なお、図１では、冷凍サイクルを行う冷媒回路を符号１を付して示し、ガスエンジン３０の冷却を行う冷却水回路を符号４３を付して示している。
【００１１】
冷媒高圧側（圧縮機１５の吐出側）と冷媒低圧側（図示の例ではアキュムレータ１６の手前）との間には、バイパス管２３およびバイパス弁２４が接続されている。また、室外冷媒配管１３には、閉鎖弁２５Ａ、２５Ｂが設けられている。さらに、室外冷媒配管１３を流れる液冷媒をアキュムレータ１６の手前に適宜供給するためのリキッド管２６が設けられ、このリキッド管２６にリキッド弁２６Ａが設けられている。これに加え、室外冷媒配管１３には、圧力スイッチＳ１、高圧側の圧力センサＳ２、及び低圧側の圧力センサＳ３が設けられている。
【００１２】
一方、室内機１２Ａ〜１２Ｅはそれぞれ室内に設置され、それぞれ、室内冷媒配管１４Ａ〜１４Ｅに室内熱交換器２７Ａ〜２７Ｅが配設されるとともに、室内冷媒配管１４Ａ〜１４Ｅのそれぞれにおいて室内熱交換器２７Ａ〜２７Ｅの近傍に室内膨張弁２８Ａ〜２８Ｅが配設されて構成される。室内熱交換器２７Ａ〜２７Ｅには、これらの室内熱交換器２７Ａ〜２７Ｅへ送風する室内ファン２９Ａ〜２９Ｅが隣接して配置されている。
【００１３】
室外機１１は、空気調和装置１０全体を制御する制御装置（不図示）を備えており、この制御装置が四方弁１８を切り換えることにより、冷房運転又は暖房運転が行われる。つまり、四方弁１８が冷房側に切り換えられたときには、冷媒が実線矢印の如く流れ、室外熱交換器１９が凝縮器に、室内熱交換器２７Ａ〜２７Ｅが蒸発器として機能して冷房運転状態となり、各室内熱交換器２７Ａ〜２７Ｅが室内を冷房する。また、四方弁１８が暖房側に切り換えられたときには、冷媒が破線矢印の−如く流れ、室内熱交換器２７Ａ〜２７Ｅが凝縮器に、室外熱交換器１９が蒸発器として機能して暖房運転状態となり、各室内熱交換器２７Ａ〜２７Ｅが室内を暖房する。
また、冷房運転時には、室内膨張弁２８Ａ〜２８Ｅのそれぞれの弁開度が空調負荷に応じて制御される。暖房運転時には、室外膨張弁２０及び室内膨張弁２８Ａ〜２８Ｅのそれぞれの弁開度が空調負荷に応じて制御される。
【００１４】
一方、圧縮機１５を駆動するガスエンジン３０の燃焼室には、エンジン燃料供給装置３１から燃料と空気との混合気が供給される。このエンジン燃料供給装置３１は、燃料供給配管３２に、燃料遮断弁３３、ゼロガバナ３４、燃料調整弁３５及びステッピングモータ３６が順次配設され、この燃料供給配管３２のステッピングモータ３６側端部がガスエンジン３０の上記燃焼室に接続されて構成される。
燃料遮断弁３３は、閉鎖型の燃料遮断弁機構を構成し、燃料遮断弁３３が全閉または全開し、燃料ガスの漏れのない遮断と連通とを択一に実施する。
ゼロガバナ３４は、燃料供給配管３２内における当該ゼロガバナ３４の前後の一次側燃料ガス圧力（一次圧ａ）と二次側燃料ガス圧力（二次圧ｂ）とのうち、一次圧ａの変動によっても二次圧ｂを一定の所定圧に調整して、ガスエンジン３０の運転を安定化させる。
【００１５】
燃料調整弁３５は、ステッピングモータ３６の上流側から空気が導入されることで生成される混合気の空燃比を最適に調整するものである。このステッピングモータ３６の上流側に空気を吸入する空気供給配管３７が接続される。この空気供給配管３７の吸込口にはエアフィルタ３８が配設されている。
また、ステッピングモータ３６は、ガスエンジン３０の燃焼室へ供給される混合気の供給量を調整して、ガスエンジン３０の回転数を制御する。
ガスエンジン３０には、エンジンオイル供給装置３９が接続されている。このエンジンオイル供給装置３９は、オイル供給配管４０に、オイルレベルスイッチ４１Ａを内蔵したサブオイルパン４１及びオイル供給ポンプ４２が配設されたものであり、ガスエンジン３０へエンジンオイルを適宜供給する。
【００１６】
また、ガスエンジン３０は、冷却水回路４３を循環するエンジン冷却水により冷却される。この冷却水回路４３は、ラジエータ４９とガスエンジン３０との間に冷却水を循環させる第１冷却水経路４３Ａと、この第１冷却水経路４３Ａに設けられたワックス三方弁４５で分岐し、ラジエータ４９を経由せずに冷却水をガスエンジン３０に戻す経路、つまり、冷却水をガスエンジン３０に循環させる第２冷却水経路４３Ｂと、第１冷却水経路４３Ａに設けられた冷却水三方弁４７で分岐し、プレート式熱交換器４８とガスエンジン３０との間に冷却水を循環させる第３冷却水経路（排熱回収用冷却水経路）４３Ｃとを備えている。
また、冷却水回路４３には、リザーブタンク５０が配設されており、リザーブタンク５０は、冷却水回路４３内の冷却水が水漏れ等で減少すると、冷却水配管の内圧が冷却水を重力により自動的に補充するように調整されている。
【００１７】
ワックス三方弁４５は、ガスエンジン３０を速やかに暖機させるためのものである。このワックス三方弁４５の入口４５Ａには、冷却水配管を介してガスエンジン３０の冷却水出口が接続され、ワックス三方弁４５の一方の出口４５Ｂには、循環ポンプ４６とガスエンジン３０に付設の排気ガス熱交換器３０Ｂとが順次接続されている。循環ポンプ４６は、稼働時にエンジン冷却水を吐出してエンジン冷却水を冷却水回路４３内に循環させる。
【００１８】
排気ガス熱交換器３０Ｂは、ガスエンジン３０の排気側に付設され、排気ガスとエンジン冷却水とを熱交換する排気ガス・冷却水熱交換器として機能する。この排気ガス熱交換器３０Ｂによってエンジン冷却水が排気ガスで加温することにより、ガスエンジン３０の暖気時間を短縮化でき、エンジン３０の熱回収効率を向上することができる。
つまり、エンジン冷却水は、循環ポンプ４６の吐出側から約４０℃でガスエンジン３０の排気ガス熱交換器３０Ｂへ流入し、ガスエンジン３０の排熱（排気ガスの熱）を回収した後にガスエンジン３０内を流れてこのガスエンジン３０を冷却し、約８０℃に加熱される。ガスエンジン３０からワックス三方弁４５に流入したエンジン冷却水は、始動直後の低温（例えば７０℃以下）のときには低温側出口４５Ｂから循環ポンプ４６に戻されてガスエンジン３０を速やかに暖機し、高温（例えば７０℃以上）のときには高温側出口４３Ｃから冷却水三方弁４７へ流れる。
【００１９】
冷却水三方弁４７は、ワックス三方弁４５を介して流入した高温のエンジン冷却水をラジエータ４９とプレート式熱交換器４８とのいずれか一方、若しくは、分流比を変更して両方に導く流量調整式の三方弁である。この冷却水三方弁４７の入口４７Ａには、冷却水配管を介してワックス三方弁４５の他方の出口４５Ｃが接続され、冷却水三方弁４７の一方の出口４７Ｂには、冷却水配管を介してプレート式熱交換器４８が接続され、また、冷却水三方弁４７の他方の出口４７Ｃには、冷却水配管を介してラジエータ４９が接続される。なお、この冷却水三方弁４７は、モータ（不図示）により駆動され、このモータが制御装置（不図示）により制御される。
【００２０】
ラジエータ４９は、冷却水を冷却させるものであり、室外ファン２２の送風空気が供給されるように、この室外ファン２２に隣接して配置されている。このラジエータ４９にて冷却されたエンジン冷却水は、循環ポンプ４６の吸込側を経てガスエンジン３０の排気ガス熱交換器３０Ｂへ戻され、ガスエンジン３０を冷却する。
また、プレート式熱交換器４８は、冷媒配管の冷媒と冷却水配管内の冷却水との間で熱交換を行い、冷媒をガスエンジン３０の熱で加温されたエンジン冷却水で加温する冷却水・冷媒熱交換器である。このプレート式熱交換器４８は、冷媒回路１の四方弁１８と圧縮機１５との間に配置され、暖房運転時に蒸発器（すなわち室外熱交換器１９）で蒸発した冷媒にガスエンジン３０の排熱を回収させることにより、暖房能力の増強を図る排気ガス熱回収用の熱交換器である。特に、外気温度が低い（例えば０℃以下）の場合には、蒸発器にて外気と冷媒との熱交換が十分にできないこともあるため、プレート式熱交換器４８をサブエバポレータとして機能させることにより、暖房能力の維持及び増強が図られる。従って、このプレート式熱交換器４８は主として暖房運転時に利用される。
【００２１】
排気ガス熱交換器３０Ｂには、排気ガスを処理するための、マフラ５１、排気トップ５２、及び、中和装置６０が接続されている。これらマフラ５１、排気トップ５２、及び排気ガス熱交換器３０Ｂは、本発明における排気系を構成するものである。排気ガス熱交換器３０Ｂの排気側と、マフラ５１の吸気側とは、排気管５３（排気ホースを含む）を介して接続されており、排気ガス熱交換器３０Ｂから排出されたドレンを含む排気ガスとが排気管５３を通じてマフラ５１へ流入する。排気ガスは、マフラ５１内で消音板（不図示）に衝突して消音されると共に、排気ガス中の水分が消音板に衝突してドレン水となる。
マフラ５１を通過した排気ガスは、排気トップ５２に流入し、この排気ガスは、排気トップ５２内で冷却され、排気ガス中の水分が凝縮しドレンが発生して、最終的な排気ガスは排気トップ５２を介して外に排気される。排気トップ５２内部で発生したドレンは、不図示の戻しホースを介してマフラ５１に戻されて中和装置６０に導かれる。この中和装置６０は、ドレンに含まれる排気ガス中のＳＯｘやＮＯｘ等の有害物質を中和するものである。
【００２２】
上述のように、本実施形態の空気調和装置１０は、排気ガス熱交換器３０Ｂを備え、この排気ガス熱交換器３０Ｂにエンジン冷却水を供給することにより、排気ガスの熱エネルギーを回収して熱利用効率を上げている。
ところで、排気ガス熱交換器３０Ｂから排出された排気ガスが高温のまま外に排出されると、その熱エネルギーが無駄になってしまう。そこで、本実施形態の空気調和装置１０では、排気ガス熱交換器３０Ｂで冷却水と熱交換された後の排気ガスの熱を再回収する排気ガス熱回収機構３００を設けている。以下、説明の便宜上、室外機１１の内部構造を説明し、その後、排気ガス熱回収機構３００について説明する。
【００２３】
室外機１１の内部構造を説明する。図２は室外機１１の正面図である。なお、図２及び以降に示す各図において、符号Ｆは室外機１１の前方向（正面方向）を示し、符号Ｒは右方向を示し、符号Ｕは上方向を示している。
室外機１１は、略直方体形状に形成された筐体１００内に各部品を配設して構成され、筐体１００は、各辺に対応する部分を構成するフレーム１１０と、このフレーム１１０に固定される外装パネル１２０とを備えている。
フレーム１１０は、室外機１１の高さ方向におけるほぼ中央の位置に設けられた、水平方向に延びる横フレーム１１０Ａを備え、この横フレーム１１０Ａには、略水平に延びる不図示の仕切り板が固定され、この仕切り板によって筐体１００内が上下二段に仕切られる。
この筐体１００の上段部１００Ａは、室外熱交換器１９、室外ファン２２及びラジエータ４９が配置された熱交換室（以下、熱交換室１００Ａという）に形成されている。また、下段部１００Ｂは、ガスエンジン３０、圧縮機１５等が配置された機械室（以下、機械室１００Ｂという）に形成されている。また、図２中、符号１１０Ｂは、筐体１００の幅方向中央を縦に延びる縦フレームである。
【００２４】
図３乃至図５は、機械室１００Ｂの斜視図、正面図及び上面図をそれぞれ示している。
機械室１００Ｂの下面には、底板１３０が取り付けられ、この底板１３０には、機械室１００Ｂにおける幅方向略中央部分に、重量部品であるガスエンジン３０と圧縮機１５とが近接配置される。この場合、ガスエンジン３０は機械室左部１００Ｂ１に配置され、圧縮機１５は機械室右部１００Ｂ２に配置され、つまり、ガスエンジン３０及び圧縮機１５が機械室１００Ｂの左右に振り分け配置される。
ガスエンジン３０は、その出力軸を室外機１１右側に向けて配置されており、この出力軸下方に圧縮機１５が配置され、この出力軸と圧縮機１５との間にＶベルト３０Ａ（図４参照）を含む伝達機構が配設され、ガスエンジン３０により圧縮機１５が駆動される。
【００２５】
機械室左部１００Ｂ１には、図３及び図５に示すように、圧縮機１５につながる冷媒管を除く冷媒回路１の構成部品（例えば、アキュムレータ１６、オイルセパレータ１７）、及び、ガスエンジン３０の吸気系Ｘが、前後に振り分け配置される。なお、図中、符号１４０は、制御装置を構成する基板等の電子部品を収容する電装ケースである。
また、機械室右部１００Ｂ２には、圧縮機１５に加え、ガスエンジン３０の排気側に付設される排気ガス熱交換器３０Ｂ、マフラ５１等の排気系Ｘの構成部品（排気管を含む）と、冷却水回路４３の構成部品（循環ポンプ４６、各種弁体）とが配置される。
【００２６】
ここで、圧縮機１５につながる冷媒配管には、圧縮機１５の吸込側とアキュムレータ１６とをつなぐ吸込側冷媒管２００と、圧縮機１５の吐出側とオイルセパレータ１７とをつなぐ吐出側冷媒管２２０とがある。上述したように、圧縮機１５と、アキュムレータ１６及びオイルセパレータ１７とを離間配置したため（図３参照）、吸込側冷媒管２００と吐出側冷媒管２２０とを、大型部品であるガスエンジン３０を避けつつ機械室右部１００Ｂ２から機械室左部１００Ｂ１まで引き回す必要がある。
【００２７】
このため、吸込側冷媒管２００は、一端が圧縮機１５の吸込側に接続され、前方に向かって略水平に延びる第１吸込側冷媒管２０１（図３参照）と、この第１吸込側冷媒管２０１の前端側から屈曲して上方へ延びる第２吸込側冷媒管２０２（図３参照）と、この第２吸込側冷媒管２０２の上端から屈曲してガスエンジン３０前側略上方を左右へ延びてアキュムレータ１６につながる第３吸込側冷媒管２０３（図３参照）とによって構成されている。
また、吐出側冷媒管２２０は、一端が圧縮機１５の吐出側に接続されて上方へ延びる第１吐出側冷媒管２２１（図３参照）と、第１吐出側冷媒管２２１の上端から屈曲してガスエンジン３０前側略上方を左右へ延びてオイルセパレータ１７につながる第２吐出側冷媒管２２２（図３参照）とによって構成されている。
ここで、上記吸込側冷媒管２００と吐出側冷媒管２２０とは、図３及び図５に示すように、ガスエンジン３０と電装ケース１４０との間の上方空きスペースを通って略平行にレイアウトされる。
【００２８】
また、ガスエンジン３０から延びる排気管２４０は、ガスエンジン３０と排気ガス熱交換器３０Ｂとを接続する第１排気管２４１と、排気ガス熱交換器３０Ｂとマフラ５１とを接続する第２排気管２４２とで構成される。
排気ガス熱交換器３０Ｂは、図４に示すように、圧縮機１５の上方にて筐体１００等に支持され、機械室右部１００Ｂ２内で前後方向に延在する円筒形状に形成されている。そして、この排気ガス熱交換器３０Ｂの一端側（前側端部）に第１排気管２４１が接続され、他端側（後側端部）に第２排気管２４２が接続され、この第２排気管２４２が、マフラ５１に向かって機械室右部１００Ｂ２内を左右方向に延在してマフラ５１に接続される。
この場合、図４に示すように、第２排気管２４２が排気ガス熱交換器３０Ｂから下方に延びた後に屈曲してマフラ５１に向かって延びるので、この第２排気管２４２と、圧縮機１５の上方を前後方向に延在する第１吸込側冷媒管２０１とが近接し、かつ、互いに直交したレイアウトとなっている。
本構成では、この互いに近接した第２排気管２４２と第１吸込側冷媒管２０１との間に排気ガス熱回収機構３００を配設するようにしている。
【００２９】
図６は、排気ガス熱回収機構３００を周辺構成と共に示す図である。
この排気ガス熱回収機構３００は、排気ガス熱交換器３０Ｂの排出側の排気管（第２排気管２４２）に設けられる熱回収部３１０と、圧縮機１５の吸込側の冷媒管（第１吸込側冷媒管２０１）に設けられる熱拡散部３２０と、一端が熱回収部３１０に接続され、他端が熱拡散部３２０に接続された複数のヒートパイプ３３０とで構成される。なお、この図では、第２排気管２４２が下方に位置し、第１吸込側冷媒管２０１が上方にて互いに直交しているが、実際には、第２排気管２４２と第１吸込側冷媒管２０１との上下関係は逆である。
【００３０】
熱回収部３１０は、第２排気管２４２を構成する前後一対の排気管２４２Ａ、２４２Ｂが前後に間隔を空けて接続される筒状熱回収体３１１を備え、内部を通過する排気ガスの熱を回収する排気ガス熱回収熱交換器として機能する。
この筒状熱回収体３１１は、排気ガスの腐食性に十分な耐腐食性を有し、かつ、伝熱性を有する金属材等の剛性材料で形成され、内部を格子状に仕切る複数のフィン３１３を有している。複数のフィン３１３は、筒状熱回収体３１１の長手方向に延在する複数の板状部材を縦横に間隔を空けて組み合わせることによって長手方向に連通する複数の排気通路を確保しつつ排気ガスとの接触面積を増やし、排気ガスの熱回収効率を向上させる部材である。
また、筒状熱回収体３１１は、図６に示すように、第２排気管２４２の管径（端部を除く部分の管径）よりも大径に形成されており、これによって、排気ガス通過時の排気抵抗を低くしている。つまり、複数の排気通路による開口面積全体を第２排気管２４２の開口面積と同一又は開口面積以上にすることによって、熱回収部３１０の排気抵抗を第２排気管２４２と同程度、或いは、低減して排気ガスの流れを良好に維持することができる。
【００３１】
この筒状熱回収体３１１の排気管２４２Ａ、２４２Ｂの間に露出する外周部分には、複数のヒートパイプ３３０の一端が周方向に間隔を空けて連結される。この場合、各ヒートパイプ３３０の一端は、フィン３１３近傍に各々接続されて各フィン３１３の熱が効率よく各ヒートパイプ３３０に伝わり、また、ヒートパイプ３３０を配置するために排気管２４２Ａ、２４２Ｂ側に加工する必要がなく、筒状熱回収体３１１及びヒートパイプ３３０の配置が容易である。
ヒートパイプ３３０は、毛細管構造を有するヒートパイプ、例えば、銅パイプの内側に毛細管現象を誘発する網状のウィック部を設け、熱輸送媒体となる作動流体を封入して構成される。
熱拡散部３２０は、第１吸込側冷媒管２０１の外周に巻かれることにより第１吸込側冷媒管２０１に圧接される巻回部材であり、伝熱性を有する金属材等の剛性板材料で形成されている。この熱拡散部３２０を構成する板部材は、第１吸込側冷媒管２０１の軸方向に延在し、かつ、第１吸込側冷媒管２０１の外周長より長く形成されている。そして、第１吸込側冷媒管２０１の外周に巻かれた際の残余部分（ヒートパイプ支持部）３２０Ａで、熱回収部３１０に一端が連結された複数のヒートパイプ３３０の他端を挟んで保持する。この場合、複数のヒートパイプ３３０は、第１吸込側冷媒管２０１の軸方向に間隔を空けて保持され、各ヒートパイプ３３０からの熱が熱拡散部３２０全体に効率よく伝わるように構成される。
【００３２】
すなわち、第２排気管２４２に排出された排気ガスは、熱回収部３１０を通過し、ここで熱回収部３１０の複数のフィン３１３に接触するので、該フィン３１３により排気ガスの熱が高効率で熱回収部３１０に回収され、ヒートパイプ３３０の一端に熱が伝わる。ヒートパイプ３３０では、内部に封入された液体状の作動流体が熱回収部３１０側で熱を吸収して気化し、気化が進んで圧力が上昇するに伴ってヒートパイプ３３０の他端側（低温側）、つまり、熱拡散部３２０側へと移動する。
熱拡散部３２０側へ移動した作動流体は、熱拡散部３２０で熱を放出して液化し、ヒートパイプ３３０の内側に配置されたウィック部の毛細管現象によりウィック部を伝わって高温側、つまり、熱回収部３１０側へ移動する。この現象を繰り返すことにより、高温側（熱回収部３１０側）から低温側（熱拡散部３２０側）への熱輸送が実現される。このようにして、ヒートパイプ３３０が輸送した熱が熱拡散部３２０に伝わり、熱拡散部３２０に表面接触した第１吸込側冷媒管２０１を介して冷媒を加温する。これにより、圧縮機１５の吸込冷媒を排気ガスの熱エネルギーで加温して確実に蒸発させることができ、暖房時には全体のエネルギー消費効率（ＣＯＰ）の向上が期待できる。
【００３３】
以上説明したように、本実施形態では、排気ガス熱交換器３０Ｂで冷却水と熱交換された後の排気ガスの熱を回収し、回収した熱を圧縮機１５の吸込側の冷媒に伝える排気ガス熱回収機構３００を備えるので、排気ガス熱交換器３０Ｂで一部の熱エネルギーが回収された排気ガスの残りの熱エネルギーを再回収でき、排気ガスの熱利用効率を向上することができる。
ここで、排気ガス熱交換器３０Ｂだけでできる限り多くの熱エネルギーを回収したとすると、排気ガス熱交換器３０Ｂで加温される冷却水の温度が高くなりすぎ、ガスエンジン３０の冷却が困難な温度となってしまうおそれがあるため、排気ガス熱交換器３０Ｂだけでは排気ガスの熱エネルギーの回収に限界がある。また、ガスエンジン３０のヘッドカバー内やブローバイホース等に存在するオイルミストを含むブローバイガスが冷えてオイルスラッジ（マヨネーズスラッジとも称する）が発生しないようにするには、排気ガス熱交換器３０Ｂで加温される冷却水の温度を、オイルスラッジの発生を回避する最低温度以上（例えば、７０℃程度以上）にする必要が生じる。すなわち、冷却水温度の温度範囲は、適切範囲、つまり、上記最低温度以上、かつ、ガスエンジン３０の冷却が可能な上限温度以下（具体的には７０℃〜１００℃程度の範囲）にする必要が生じ、これによって、排気ガスの熱エネルギーの利用効率が制約されてしまう。
【００３４】
これに対し、本実施形態では、排気ガス熱回収機構３００が、排気ガス熱交換器３０Ｂで冷却水と熱交換された後の排気ガスの熱を回収するので、冷却水を上記適正温度範囲に保持しつつ、排気ガスの熱エネルギーの利用効率を高めることが可能である。また、排気ガス熱回収機構３００が、一般に高温となる排気ガスと低温の吸込冷媒との間で熱交換させるので、温度差が大きい分、ヒートパイプ３３０を効率よく作動させることができ、仮にヒートパイプ３３０が長い場合でもヒートパイプ３３０による熱搬送を効率よく行うことができる。
【００３５】
さらに、排気ガス熱回収機構３００が、排気ガス熱交換器３０Ｂの排出側の排気管（第２排気管２４２）に設けられる熱回収部３１０と、圧縮機１５の吸込側の冷媒管（第１吸込側冷媒管２０１）に設けられる熱拡散部３２０と、熱回収部３２０の熱を熱拡散部３２０に伝える複数のヒートパイプ３３０とで構成されるので、熱回収部３１０と熱拡散部３２０とのレイアウトが制約されない。つまり、熱回収部３１０と熱拡散部３２０とが各々配置される第２排気管２４２と第１吸込側冷媒管２０１とが互いに直交するレイアウトの場合でも、熱回収部３１０と熱拡散部３２０との個々の取り付けがし易く、かつ、熱回収部３１０と熱拡散部３２０とを接続するヒートパイプ３３０を屈曲させることで、制約されたスペースへの配置が可能である。また、本実施形態では、第２排気管２４２と第１吸込側冷媒管２０１とが互いに直交するものの、これらを近接させて該近接する場所に排気ガス熱回収機構３００の各部をレイアウトしたので、ヒートパイプ３３０を短縮化でき、熱搬送効率を向上できるとともに着脱作業も容易である。
【００３６】
また、熱回収部３１０には、排気管内を通る全ての排気ガスが通過するので、排気ガスの熱回収効率が高い。また、熱拡散部３２０は、第１吸込側冷媒管２０１の外周に巻かれて圧接されるので、第１吸込側冷媒管２０１と確実に接触させて接触面積を広く確保でき、しかも、第１吸込側冷媒管２０１を通る冷媒の流れを妨げない。また、毛細管構造を有するヒートパイプ３３０を用いるので、熱回収部３１０と熱拡散部３２０とに高低差を付けなくてもヒートパイプ３３０による熱搬送が可能であり、これによっても排気ガス熱回収機構３００のレイアウト自由度が向上する。
さらに、排気ガス熱回収機構３００が動力零のヒートパイプ式なので、動力が不要かつ循環する冷媒と切り離すことができる、故障した場合に冷媒回路等に不具合を与える確率を減らすことができる、冷媒回路の圧力損失がない、取り付け交換が容易、ヒートパイプに銅パイプを用いることで手作業で容易に形状変更できる、といったメリットもある。
【００３７】
＜第２実施形態＞
図７及び図８（Ａ）（Ｂ）は、第２実施形態に係る排気ガス熱回収機構３００を示している。
この排気ガス熱回収機構３００では、プレート式熱交換器３５０が用いられる。このプレート式熱交換器３５０は、横置きタイプのものであり、横長形状の熱交換容器３５１と、熱交換容器３５１に設けられた２つの入口３６０Ａ、３６０Ｂと２つの出口３６１Ａ、３６１Ｂとを有している。
この熱交換容器３５１には、熱交換容器３５１の上記出入口３６０Ａ〜３６１Ｂと同じ位置に開口を有する複数の伝熱板（不図示）が収容されており、熱交換容器３５１の一方の入口３６０Ａから流入した流体と他方の入口３６０Ｂから流入した流体を伝熱板の異なる面の側に案内し、熱交換容器３５１の対応する出口３６１Ａ、３６１Ｂから流出するまでの間に熱交換する。
また、このプレート式熱交換器３５０は、対角線上にある入口３６０Ａと出口３６１Ａ、及び、入口３６０Ｂと出口３６１Ｂとが各々連通し、各入口３６０Ａ、３６０Ｂから流入した流体が逆方向に流れる対向流となる対向流タイプに形成されている。また、本実施形態では、このプレート式熱交換器３５０に排気ガスを流すため、排気ガスの腐食性に十分な耐腐食性を有するコーティング処理等の内部処理が施されている。
【００３８】
図９及び図１０は、プレート式熱交換器３５０の配置位置を示す図である。なお、図９及び図１０では、プレート式熱交換器３５０の外形状を想像線（二点鎖線）で示している。
本実施形態に係る室外機１１でも、第１実施形態の場合と同様に、排気ガス熱交換器３０Ｂの排出側の排気管である第２排気管２４２と、圧縮機１５の吸込側の冷媒管である第１吸込側冷媒管２０１とを近接させたレイアウトにしている。
このレイアウトの下、プレート式熱交換器３５０は、該排気管２４２や冷媒管２０１が配置される機械室右部１００Ｂ２内であって、第２排気管２４２と第１吸込側冷媒管２０１との間に相当する位置に、前後方向に延びるように横置き配置される。この場合、プレート式熱交換器３５０は、図示しない支持部材を介して筐体１００に支持される。
【００３９】
このようにしてプレート式熱交換器３５０を支持した状態で、プレート式熱交換器３５０の一方の入口３６０Ａに第２排気管２４２を上流側と下流側に分割した際の上流側の排気管２４２Ａを接続し、一方の出口３６１Ａに下流側の排気管２４２Ｂを接続する。また、プレート式熱交換器３５０の他方の入口３６０Ｂには、第１吸込側冷媒管２０１を上流側と下流側に分割した際の上流側の冷媒管２０１Ａを接続し、他方の出口３６１Ｂには、下流側の冷媒管２０１Ｂを接続する。これによって、プレート式熱交換器３５０が、排気ガス熱交換器３０Ｂで冷却水と熱交換された後の排気ガスの熱を回収し、回収した熱を圧縮機１５の吸込側の冷媒に伝える排気ガス熱回収機構３００として機能する。
【００４０】
本構成では、このプレート式熱交換器３５０を前後方向に延びるように横置き配置したので、筐体１００の奥行き寸法を利用して横長のプレート式熱交換器３５０を筐体１００内に収容させることができ、また、機械室１００Ｂの外装パネル１２０を外して正面側或いは裏面側からメンテナンスを行う場合に、プレート式熱交換器３５０が邪魔にならず、周囲の部品に対する各種メンテナンス作業が可能である。
【００４１】
なお、上記実施の形態は本発明の一態様であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更が可能である。例えば、上述の各実施形態では、排気ガス熱回収機構３００が、排気ガスから回収した熱を、圧縮機１５近傍で略水平に延びる第１吸込側冷媒管２０１内の冷媒に伝える構成を説明したが、これに限らず、要は、圧縮機１５の吸込側の冷媒に伝えれば良い。例えば、排気ガス熱回収機構３００の熱拡散部３２０を、圧縮機１５の吸込側とアキュムレータ１６とをつなぐ吸込側冷媒管２００のいずれに設けても良いし、また、アキュムレータ１６の上流側に設けてもよい。
但し、熱拡散部３２０は、プレート式熱交換器（冷却水・冷媒熱交換器）４８よりも下流側（圧縮機１５側）に設けることが望ましい。その理由は、プレート式熱交換器４８を流れる冷却水の温度よりも、排気ガス熱回収機構３００が熱回収する排気ガスの温度の方が高いため、逆に配置すると、プレート式熱交換器４８の熱交換効率が下がってしまうからである。
【００４２】
また、上記実施形態において、排気ガスを排気ガス熱回収機構３００に通さずにマフラ５１に選択的に排出可能にするバイパス機構（バイパス管、このバイパス管に設けられる開閉弁等）を設けても良い。この場合、冷房時等の圧縮機１５の吸込冷媒の加温が必要ない状態のときに排気ガス熱回収機構３００をバイパスさせる制御を行うことができる。
また、上述の各実施形態では、ガスヒートポンプ（ＧＨＰ）式空気調和装置１０に本発明を適用する場合を説明したが、これに限らず、圧縮機がディーゼルエンジン等の内燃機関によって駆動される空気調和装置等のエンジン駆動式ヒートポンプ装置に広く適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】第１実施形態に係るガスヒートポンプ式空気調和装置の回路構成を示す図である。
【図２】室外機の正面図である。
【図３】室外機に設けられる機械室の斜視図である。
【図４】機械室の正面図である。
【図５】機械室の上面図である。
【図６】排気ガス熱回収機構を周辺構成と共に示す図である。
【図７】第２実施形態に係る排気ガス熱回収機構を周辺構成と共に示す図である。
【図８】（Ａ）は、排気ガス熱回収機構（プレート式熱交換器）の上面図であり、（Ｂ）は平面図である。
【図９】排気ガス熱回収機構（プレート式熱交換器）の配置位置の説明に供する機械室の正面図である。
【図１０】排気ガス熱回収機構（プレート式熱交換器）の配置位置の説明に供する機械室の上面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１  冷媒回路
１０  ガスヒートポンプ式空気調和装置（エンジン駆動式ヒートポンプ装置）
１１  室内機
１２Ａ〜１２Ｅ  室内機
１５  圧縮機
１６  アキュムレータ
３０  ガスエンジン
３０Ｂ  排気ガス熱交換器
４３  冷却水回路
４８  プレート式熱交換器（冷却水・冷媒熱交換器）
１００  筐体
２０１  第１吸込側冷媒管
２４２  第２排気管
２４２Ａ、２４２Ｂ  排気管
３００  排気ガス熱回収機構
３１０  熱回収部
３１１  筒状熱回収体
３１３  フィン
３２０  熱拡散部
３３０  ヒートパイプ
３５０  プレート式熱交換器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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