(57)【要約】【課題】装置下部に設置された中和器の容量増加を抑制しつつ、その整備回数を削減することができる排気ガス凝縮水の中和装置及びガスヒートポンプ式空気調和装置を提供する。【解決手段】エンジンの排気ガスが導入され、該排気ガスが通過する際に凝縮水を発生させて、残りの排気ガスを外部に排出するドレントラッパ６０と、ドレントラッパ６０に接続されて装置下部に設置され、ドレントラッパ６０から流入する凝縮水を内部の中和剤で中和して外部に排出するドレンフィルタと、ドレントラッパ６０に収容され該ドレントラッパ６０で発生する凝縮水を中和する中和剤からなる中和部材６１，６２とを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排気ガスが導入され、該排気ガスが通過する際に凝縮水を発生させて、残りの排気ガスを外部に排出するドレントラッパと、
前記ドレントラッパに接続されて装置下部に設置され、前記ドレントラッパから流入する凝縮水を内部の中和剤で中和して外部に排出する中和器と、
前記ドレントラッパに収容され、該ドレントラッパで発生する凝縮水を中和する中和剤からなる中和部材とを備えたことを特徴とする排気ガス凝縮水の中和装置。
【請求項２】
請求項１に記載の排気ガス凝縮水の中和装置において、
前記中和部材は、前記ドレントラッパの内壁面に設置されており、
前記ドレントラッパに導入される排気ガスに旋回流を発生させて、該旋回流の遠心力で凝縮水を前記中和部材に付着させる旋回手段を備えたことを特徴とする排気ガス凝縮水の中和装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の排気ガス凝縮水の中和装置と、
前記エンジンにより駆動されて冷媒を吸入するとともに該吸入した冷媒を圧縮して吐出するコンプレッサ及び冷房運転時は冷媒の凝縮器として機能し暖房運転時は冷媒の蒸発器として機能する室外機熱交換器を有する室外機と、
冷房運転時は冷媒の蒸発器として機能し暖房運転時は冷媒の凝縮器として機能する室内機熱交換器を有する室内機と、
前記コンプレッサから吐出された冷媒が該コンプレッサに吸入されるまでの流路を形成して、前記室外機熱交換器及び前記室内機熱交換器に冷媒を循環させる冷媒回路とを備えたことを特徴とするガスヒートポンプ式空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気ガスから発生する凝縮水を中和する排気ガス凝縮水の中和装置及びガスヒートポンプ式空気調和装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、排気ガス凝縮水の中和装置としては、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。この装置では、エンジンの排気ガスはマフラーを通過後、排気トップ（ドレントラッパ）から外部に排出される。その際、排気トップ等で排気ガスから凝縮水が発生するが、この凝縮水は、装置下部に設置された中和器に流入し、内部の中和剤で中和された後に外部に排出される。
【特許文献１】特開２００７−３２５１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、特許文献１では、中和器の寿命（例えば中和器内部の中和剤の交換時期）は、中和剤を収容する中和器の容量で決定されており、該容量が小さければその分、中和剤の交換等のための整備回数が増えてしまう。一方、整備回数を減らすために、中和器自体を大型化してその容量を増やすことも考えられるが、配置スペースの制約から自ずと限界がある。
【０００４】
本発明の目的は、装置下部に設置された中和器の容量増加を抑制しつつ、その整備回数を削減することができる排気ガス凝縮水の中和装置及びガスヒートポンプ式空気調和装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、エンジンの排気ガスが導入され、該排気ガスが通過する際に凝縮水を発生させて、残りの排気ガスを外部に排出するドレントラッパと、前記ドレントラッパに接続されて装置下部に設置され、前記ドレントラッパから流入する凝縮水を内部の中和剤で中和して外部に排出する中和器と、前記ドレントラッパに収容され、該ドレントラッパで発生する凝縮水を中和する中和剤からなる中和部材とを備えたことを要旨とする。
【０００６】
同構成によれば、装置全体としての凝縮水の中和能力は、前記中和器内部の中和剤の量に、前記ドレントラッパに収容された前記中和部材の中和剤の量が加わる分だけ向上する。従って、前記中和器の容量増加を抑制しつつ、その整備回数を削減することができる。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の排気ガス凝縮水の中和装置において、前記中和部材は、前記ドレントラッパの内壁面に設置されており、前記ドレントラッパに導入される排気ガスに旋回流を発生させて、該旋回流の遠心力で凝縮水を前記中和部材に付着させる旋回手段を備えたことを要旨とする。
【０００８】
同構成によれば、排気ガスの旋回流の遠心力で凝縮水が前記中和部材に付着させられるため、凝縮水が外部に飛散することをより確実に抑制することができる。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の排気ガス凝縮水の中和装置と、前記エンジンにより駆動されて冷媒を吸入するとともに該吸入した冷媒を圧縮して吐出するコンプレッサ及び冷房運転時は冷媒の凝縮器として機能し暖房運転時は冷媒の蒸発器として機能する室外機熱交換器を有する室外機と、冷房運転時は冷媒の蒸発器として機能し暖房運転時は冷媒の凝縮器として機能する室内機熱交換器を有する室内機と、前記コンプレッサから吐出された冷媒が該コンプレッサに吸入されるまでの流路を形成して、前記室外機熱交換器及び前記室内機熱交換器に冷媒を循環させる冷媒回路とを備えたことを特徴とすることを要旨とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明では、装置下部に設置された中和器の容量増加を抑制しつつ、その整備回数を削減することができる排気ガス凝縮水の中和装置及びガスヒートポンプ式空気調和装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
【００１２】
図１は、本実施形態に係るガスヒートポンプ式空気調和装置を示す回路図である。同図に示されるように、このガスヒートポンプ式空気調和装置は、室外機１０と、室内機３０とを備えて構成されている。
【００１３】
室外機１０に設置され、ガスエンジン１１（図２参照）により駆動されるコンプレッサ１２は、冷媒を吸入するとともに該吸入した冷媒を圧縮して、冷媒配管１３ａを介して接続された四方弁１４に冷媒を送り出す。なお、冷媒配管１３ａには、オイルセパレータ２６が設けられている。
【００１４】
四方弁１４は、冷媒配管１３ｂを介して室外機熱交換器１５に接続されるとともに、冷媒配管１３ｃを介してサブ熱交換器１６に接続され、更に冷媒配管１３ｄを介して開閉弁１７に接続されている。また、四方弁１４は、冷媒配管１３ｅを介してアキュームレータ１８に接続されるとともに、該アキュームレータ１８は、冷媒配管１３ｆを介して前記コンプレッサ１２に接続されている。
【００１５】
なお、前記室外機熱交換器１５は、冷房運転時は冷媒の凝縮器として機能し暖房運転時は冷媒の蒸発器として機能するもので、冷媒配管１３ｇを介して過冷却熱交換器１９に接続されている。また、冷媒配管１３ｇには、過冷却熱交換器１９側への冷媒の流れを許容する逆止弁２１が配置されるとともに、該逆止弁２１と並列で流量調整弁２２ａが配置されている。さらに、前記サブ熱交換器１６は、暖房運転時は冷媒の蒸発器として機能するもので、冷媒配管１３ｈを介して過冷却熱交換器１９に接続されている。そして、冷媒配管１３ｈには、流量調整弁２２ｂが配置されている。また、過冷却熱交換器１９は、冷媒配管１３ｉを介して開閉弁２０に接続されている。
【００１６】
室内機３０に設置された室内機熱交換器３１は、冷媒配管３２ａを介して前記開閉弁１７に接続されるとともに、冷媒配管３２ｂを介して前記開閉弁２０に接続されている。そして、冷媒配管３２ｂには、電子膨張弁３３が配置されている。なお、前記室内機熱交換器３１は、冷房運転時は冷媒の蒸発器として機能し暖房運転時は冷媒の凝縮器として機能する。
【００１７】
冷媒配管１３ａ〜１３ｉ，３２ａ，３２ｂは、コンプレッサ１２から吐出された冷媒が該コンプレッサ１２に吸入されるまでの流路を形成して、室外機熱交換器１５及び室内機熱交換器３１に冷媒を循環させる冷媒回路Ｌを構成する。
【００１８】
ここで、冷媒の流れについて説明する。なお、図１では、冷房運転時及び暖房運転時の冷媒の流れを実線矢印及び破線矢印で表している。
【００１９】
冷房運転時、コンプレッサ１２を出た冷媒は、オイルセパレータ２６及び四方弁１４を通過した後、室外機熱交換器１５に導かれる。ここで、冷媒は、外気により熱を奪われて凝縮・液化し、更に過冷却熱交換器１９により過冷却状態となる。その後、冷媒配管３２ｂを通り室内機３０の電子膨張弁３３で減圧された冷媒は、室内機熱交換器３１で室内の熱を奪い気化する。その後、冷媒は、冷媒配管３２ａを通り四方弁１４及びアキュームレータ１８を経てコンプレッサ１２に戻る。
【００２０】
一方、暖房運転時、コンプレッサ１２を出た冷媒は、オイルセパレータ２６及び四方弁１４を通過した後、室内機熱交換器３１（室内機３０）に導かれる。ここで、冷媒は、室内へ熱を放出し、凝縮・液化する。その後、室内機３０の電子膨張弁３３で減圧された冷媒は、冷媒配管３２ｂを通り、室外機１０の流量調整弁２２ａ，２２ｂでそれぞれ減圧され、該流量調整弁２２ａを通過した冷媒は室外機熱交換器１５に、流量調整弁２２ｂを通過した冷媒はサブ熱交換器１６にそれぞれ導かれる。冷媒は、室外機熱交換器１５では外気から熱を吸収、気化し、サブ熱交換器１６ではエンジン排熱から熱を吸収、気化する。その後、室外機熱交換器１５を通過し四方弁１４を経た冷媒と、サブ熱交換器１６を通過した冷媒とが合流し、アキュームレータ１８を経てコンプレッサ１２に戻る。
【００２１】
次に、前記室外機１０のガスエンジン１１並びにその燃料ガス、吸排気及び冷却液の各系統について図２に基づき概略的に説明する。同図に示されるように、燃料ガスは、ガス電磁弁４１を経て、ガスレギュレータ４２で大気圧まで減圧されて、ガスミキサ４３に供給される。一方、吸入空気は、エアクリーナ４４を経て、前記ガスミキサ４３に導入され、燃料と混合されて、ガスエンジン１１のシリンダ（燃焼室）に導入される。ガスエンジン１１は、シリンダに導入された燃料を燃焼することで、前記コンプレッサ１２等の駆動力を発生する。
【００２２】
燃焼に伴い排出される排気ガスは、排気熱交換器４５で放熱し、排気パイプ４６及びドレントラッパ６０を経て大気中に排出される。また、ドレントラッパ６０における排気ガスの放熱作用で発生する凝縮水は、該ドレントラッパ６０に水配管６３を介して接続された中和器としてのドレンフィルタ４７に導入される。ドレンフィルタ４７は、室外機１０下部に設置されており、例えば石灰石などの中和剤が充填されている。凝縮水は、ドレンフィルタ４７内の中和剤で中和された後、排水ドレンホース４８から機外（外部）に排出される。
【００２３】
冷却液は、室外機１０に設置されたウォータポンプ５１によってその流れが作られており、液配管５２ａを介して接続された前記排気熱交換器４５に送り出される。なお、排気熱交換器４５は、前記ガスエンジン１１の排熱（排気ガス）との間で熱交換することで冷却液を加熱する。この排気熱交換器４５は、ガスエンジン１１内部の流路（図示略）及び液配管５２ｂを介してサーモスタット弁５３に接続されている。
【００２４】
サーモスタット弁５３は、バイパス液配管５２ｃを介してウォータポンプ５１に接続されるとともに、液配管５２ｄを介して前記サブ熱交換器１６に接続され、更に液配管５２ｅを介してラジエータ５４に接続されている。このラジエータ５４は、前記ガスエンジン１１により加熱された冷却液を、室外の空気との間の熱交換により放熱する。なお、前記サブ熱交換器１６は、液配管５２ｆを介して前記ウォータポンプ５１に接続されるとともに、前記ラジエータ５４は、液配管５２ｇを介して該ウォータポンプ５１に接続されている。そして、前記サーモスタット弁５３は、冷却液の温度に応じてバイパス液配管５２ｃ、サブ熱交換器１６及びラジエータ５４をそれぞれ流れる冷却液の流量を調節する。
【００２５】
具体的には、ガスエンジン１１で加熱された冷却液は、運転開始時等で温度が低いときは、サーモスタット弁５３を介してウォータポンプ５１に戻り、再びガスエンジン１１の排熱で加熱される。また、ガスエンジン１１で加熱された冷却液は、温度が上昇してくると、サーモスタット弁５３を介してサブ熱交換器１６に流れる。さらに、ガスエンジン１１で加熱された冷却液は、温度が更に上昇してくると、サーモスタット弁５３を介してラジエータ５４に流れる。
【００２６】
なお、サーモスタット弁５３によりバイパス液配管５２ｃに導かれた冷却液は、排気熱交換器４５においてガスエンジン１１の排熱との間で熱交換を繰り返すことで円滑に加熱される。また、サーモスタット弁５３によりサブ熱交換器１６に導かれた冷却液は、該サブ熱交換器１６を流れる冷媒との熱交換に供せられて該冷媒を加熱する。これにより、低温冷房時は蒸発能力を向上させ、暖房時は冷媒を温めて暖房能力を向上させる。さらに、サーモスタット弁５３によりラジエータ５４に導かれた冷却液は、室外の空気との間で熱交換することで放熱される。液配管５２ａ〜５２ｇは、ウォータポンプ５１により送り出された冷却液が該ウォータポンプ５１に戻るまでの流路を形成して、排気熱交換器４５及びガスエンジン１１等に冷却液を循環させる冷却液回路Ｌ１を構成する。
【００２７】
次に、前記ドレントラッパ６０を通じて外部に排出される排気ガスの処理に係る構造を説明する。図３（ａ）に示すように、室外機１０内に設置される前記ドレントラッパ６０は、上方に開口する有底円筒状を呈している。このドレントラッパ６０の開口端部６０ａは、段差６０ｂを介して縮開されており、室外機１０の筐体をなす天板を貫通して機外に露出している。そして、ドレントラッパ６０の下部には、例えば石灰石などの中和剤が充填されてなる中和部材６１が収容されている。また、ドレントラッパ６０の上部には、例えば石灰石などの中和剤を円筒状に成形してなる中和部材６２が収容されている。この中和部材６２は、段差６０ｂの外径及び内径と同等の外径及び内径をそれぞれ有しており、該段差６０ｂの直下でドレントラッパ６０の内周面（内壁面）に密着する態様で固定されている。これら中和部材６１，６２は、ドレンフィルタ４７とともに中和装置Ｎ（図２参照）を構成する。そして、ドレントラッパ６０は、その底壁を貫通する前記水配管６３を介して前記ドレンフィルタ４７に接続・連通されている。
【００２８】
一方、前記排気パイプ４６の上端部は、前記ドレントラッパ６０の底壁を貫通してその内部に引き込まれるとともに、前記中和部材６１を高さ方向に貫通している。そして、排気パイプ４６の開口部４６ａは、高さ方向において両中和部材６１，６２の中間部に開口している。
【００２９】
図３（ｂ）に概略的な平面視を示すように、排気パイプ４６は、ドレントラッパ６０の内周面寄りに配置されており、開口部４６ａの開口方向（即ち排気ガスの流れ方向）はドレントラッパ６０の中心方向（直径方向）からずれた方向に指向している。従って、排気パイプ４６の開口部４６ａからドレントラッパ６０に導入された排気ガスは、該ドレントラッパ６０の内周面に斜めに吹き付けられることで、該内周面に案内されて旋回流Ｆとなる（旋回手段）。
【００３０】
ここで、開口部４６ａからドレントラッパ６０に導入された排気ガスは、冷却に伴い含有する水蒸気を液化させ凝縮水を発生することで、ドレントラッパ６０からは残りの排気ガスが大気中（外部）へと排出される。この凝縮水は、中和部材６１の中和剤で中和され、あるいは水配管６３を通って前記ドレンフィルタ４７に導入され内部の中和剤で中和される。また、凝縮水の一部は、旋回流Ｆの遠心力で飛ばされて上側の中和部材６２に付着し、その中和剤でも中和される。つまり、装置全体としての凝縮水の中和能力は、前記ドレンフィルタ４７内部の中和剤の量に、前記中和部材６１，６２の中和剤の量が加わる分だけ向上している。そして、中和後の凝縮水は、排水ドレンホース４８から機外（外部）に排出される。
【００３１】
以上詳述したように、本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
【００３２】
（１）本実施形態では、装置全体としての凝縮水の中和能力は、前記ドレンフィルタ４７内部の中和剤の量に、前記中和部材６１，６２の中和剤の量が加わる分だけ向上する。従って、ドレンフィルタ４７の容量増加を抑制しつつ、その整備回数及び中和剤の補充量を削減することができ、ひいてはコストを削減することができる。
【００３３】
（２）本実施形態では、排気ガスの旋回流Ｆの遠心力で凝縮水が中和部材６２に付着させられるため、凝縮水が外部に飛散することをより確実に抑制することができる。
【００３４】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
【００３５】
・前記実施形態において、排気パイプ４６の開口部４６ａは、排気ガスの上方への流れを促進するべく、その開口方向を斜め上方に指向させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施形態の冷媒系統を示す回路図。
【図２】同実施形態の燃料ガス、吸排気及び冷却液の各系統を示す回路図。
【図３】（ａ）（ｂ）は、同実施形態のドレントラッパを概略的に示す断面図及び平面図。
【符号の説明】
【００３７】
Ｆ…旋回流、Ｌ…冷媒回路、Ｎ…中和装置、１０…室外機、１１…ガスエンジン（エンジン）、１２…コンプレッサ、１５…室外機熱交換器、３０…室内機、３１…室内機熱交換器、４７…ドレンフィルタ（中和器）、６０…ドレントラッパ、６１，６２…中和部材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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