(57)【要約】電力と熱出力を発生させる原動機を含むハウジング（１）を備える壁掛形家庭用熱併給利用装置。ハウジングの各側に設けられた少なくとも１つのブラケット（２）によってハウジングが壁（Ｗ）に取り付けられる。各ブラケットは、垂直方向に延びる本体を備え、Ｌ字型断面を有する。Ｌ字型断面の各端には拡張部（２２、２３）が設けられている。第一の拡張部（２３）によって、本体とハウジングとの間に空間が設けられ、第二の拡張部（２２）によって、本体と壁との間に空間が設けられる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力と熱出力を発生させる原動機と、前記原動機を含むハウジングと、前記ハウジングを壁に取り付けるために前記ハウジングの各側に設けられる少なくとも１つのブラケットとを備える壁掛形家庭用の熱併給利用装置において、
各ブラケットが垂直方向に延びる本体を備えるとともにＬ字型断面を有し、Ｌ字型断面の各先端部が拡張部を有し、第一の拡張部によって本体とハウジングとの間に空間が設けられ、第二の拡張部によって本体と壁との間に空間が設けられる、装置。
【請求項２】
複数のブラケットが前記ハウジングの各側に設けられる請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記原動機がリニアフリーピストンスターリングエンジンである請求項１又は２記載の装置。
【請求項４】
吸収材が前記スターリングエンジンから懸架される請求項３記載の装置。
【請求項５】
前記ハウジングに、少なくとも１つの柔軟な流体用の入口／出口接続部が設けられる請求項１〜４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
前記柔軟な接続部は、入口／出口パイプがそこを介して延びる前記ハウジング内の大型開口部、並びに前記ホールと前記パイプとの間の柔軟なシールとによって提供される請求項５記載の装置。
【請求項７】
前記入口／出口に水圧脈動を吸収する柔軟なパイプ部が設けられている請求項５又は６記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、壁掛形の家庭用熱併給(domestic combined heat and power: DCHP)利用装置に関する。本発明は、リニアフリーピストンスターリングエンジンを有する熱併給利用装置の取付けを改善する必要性から生まれた。ただし、本発明は、原動機が望ましくない振動を発生させるいずれの壁掛形熱併給利用装置にも適用可能である。
【背景技術】
【０００２】
リニアフリーピストンスターリングエンジンは、全般的に一定の周波数で作動し、主に単一方向、すなわちエンジンの往復運動方向に振動する傾向がある。かかる振動は、エンジンから吸収材をスプリングで懸架することによって大幅に解消することができる（本願出願人の先願である英国特許出願第０２０３０１６．１号に開示のとおり）。
【０００３】
さらに、エンジンを複数の低剛性スプリングで懸架することによって、エンジン取付け台への振動の伝動を減少させることができる（本願出願人の先願である英国特許出願第０２０３０１６．１号を参照のこと）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
スターリングエンジンは、燃焼ガスがハウジング内や家庭用に漏れないようにするため、振動するスターリングエンジンと外付け燃焼室との間にシールを施す必要がある。かかるシールは、振動構成要素と静止構成要素との間の境界に相当する。シールは、エンジンの往復方向において柔軟であるよう設計することができる。しかしながら、シールは、水平面において比較的柔軟性に欠ける。したがって、エンジンと吸収材の水平面における振動は、装置ケーシングから分離されない。結果として、振動は壁に伝わり、壁が振動して、壁とその他の構造において共振が発生する。これらの共振は、我々が今日まで試験してきた試作ユニットにおける許容できない振動上の問題の主な原因である。
【０００５】
本発明は、この問題を解決することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、壁掛形家庭用熱併給利用装置は、電力と熱出力を発生させる原動機と、原動機を含むハウジングと、ハウジングを壁に取り付けるためにハウジングの各側に設けられる少なくとも１つのブラケットとを備える。各ブラケットは垂直方向に延びる本体を備えるとともにＬ字型断面を有し、Ｌ字型断面の各先端部は拡張部を有し、第一の拡張部によって本体とハウジングとの間に空間が設けられ、第二の拡張部によって本体と壁との間に空間が設けられる。
【０００７】
このブラケットの配置は、原動機（及びそれに係る吸収材）の重量を支持するために必要な垂直方向剛性を有する。ただし同時にブラケットは、壁に対して近づいたり離れたりする方向（以下インアウト方向と称す）と、壁に平行な方向（以下左右方向と称す）とのいずれにおいても水平面において必要な柔軟性を提供する。２つの拡張部の存在によって、水平面内でこの振動を可能とする十分な空間が提供される。ブラケットは、壁に対する水平方向の振動の伝動を大幅に減少させる又は解消する。
【０００８】
単一のブラケットをハウジングの各側に設けてもよい。ただし、２つのかかるブラケットを垂直方向に間隔を介してハウジングの各側に設けることが好ましい。３つ以上のブラケットを設けることもできる。
【０００９】
上記のとおり、本発明は特にリニアフリーピストンスターリングエンジンに適用可能であり、特に垂直方向における振動を減少させるために吸収材を懸架したリニアフリーピストンスターリングエンジンに適用可能である。
【００１０】
この種の壁掛形家庭用熱併給利用装置においては、外部との複数の他の接続部が必要である。例えば、燃焼室への可燃性ガスの供給や空気の供給、並びに燃焼室からの排ガスの出口が必要とされ得る。さらに、冷却のために、ユニットは冷水用入口や加熱水用出口を必要とし得る。
【００１１】
したがって、ハウジングには柔軟な入口／出口流体接続部が設けられている。
【００１２】
かかる接続部は例えば、ハウジング内の大型ホールから延びる入口／出口パイプであって、ホールとパイプとの間に柔軟なシールが施される形態をとる。好ましくは、２つのかかる柔軟なシールがハウジング内部に、１つのかかる柔軟なシールがハウジング外部にそれぞれ設けられる。少なくとも１つの柔軟なシールの存在は、パイプがホール中心に位置決めされることを確実にし、パイプがハウジングと直接接続することを防止し、空隙からノイズが伝わることを防ぎ、ケーシングの熱膨張を可能にする。
【００１３】
特に液体用パイプは、水圧脈動を伝えるよう働き得る。この働きを減少させるため、各パイプには、水圧脈動を吸収する柔軟な部分が設けられることが好ましい。かかる柔軟な部分は、ベロー部であることが好ましい。
【００１４】
以下、本発明による装置の例を添付の図面を参照して説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
ＤＣＨＰユニットは、リニアフリーピストンスターリングエンジンを備える。直線運動方向における振動を吸収するために、かかるエンジンから吸収材が懸架されている。かかるユニットについては、本願出願人の先願である英国特許出願第０２０３０１６．１号において詳細に記載されている。エンジンの詳細な構成は、本発明の主題ではない。
【００１６】
エンジンは、ハウジング１内において、複数の低剛性スプリング（図示せず）でフレーム（図示せず）に取り付けられている。これは英国特許出願第０２０３０１６．１号に開示されている。これによって、垂直振動の程度が制御可能な程度にまで減少される。しかしながら、燃焼室とエンジンヘッドとの間にあるシールは比較的剛性が高く、エンジンヘッドから燃焼室アッセンブリに、ひいてはユニットのハウジングに、水平面において振動を伝動する傾向にある。
【００１７】
図１に示したとおり、エンジンは、外部との間に複数の接続部を有する必要がある。壁取付け具２は、エンジンを取り付けるために設けられており、これについては、図２、３を参照してより詳細に後述する。スターリングエンジンの燃焼室は、可燃燃料入口３と空気取入れ口４とを必要とする。燃焼室から排ガスを出すために、排ガス出口５も必要である。実際には、空気取入れ口４と排ガス出口５が集まって引込み空気が予熱される。
【００１８】
家庭用の温水器又はセントラルヒーティングに対して往来する水を循環させるための入口６と出口７とが必要である。
【００１９】
燃焼室の空気取入れ口４と排ガス出口５はいずれも、スターリングエンジン上方に位置する復熱装置に接続されているので、振動しない。したがって、この集中配置においては、各ハウジングをシーリングするゴム製コンサーティナシールのみを必要とする。これにより集中送管とハウジングとの間には空間が設けられ、集中送管は通常ハウジングにおけるホール内中心に確実に位置決めされるので、ハウジング自体から振動を受けない。
【００２０】
燃料入口３は、燃焼室のハウジングに接続しているので、燃焼室のハウジングと共に振動する。このため、図４に示したような配置が提供される。この配置において、燃料入口３は、短いチューブ８によって形成されるハウジングの形態をとる大型ホール内に延びる。チューブ８の上端と下端は、ゴム製カバー９でシーリングされている。このゴム製カバー９は、燃料入口３をチューブ８から離れた位置に保持して、入口パイプの振動がハウジングに伝わらないことを確実にしている。パイプ３とチューブ８との間の空間は、適切な騒音吸収材で充填してもよい。
【００２１】
水入口／出口６、７も、エンジン振動部と接続しており、燃料入口３を参照して上述したように、パイプ６、７をハウジング１から隔離するため同様の配置が使用される。ガス入口を挙げて説明した特徴に加えて、水入口・出口には、２つのベロー部１０が設けられている。このベロー部は、液体内における水圧脈動を減少させることによって下流への伝動を最小化させるよう設計されている。
【００２２】
矢印１１で示したように、メンテナンスのためには、ハウジング１へのアクセスが必要である。かかるアクセスは、ゴム製エッジシール付き交換式パネルによって実施される。この方法においては、パネルを簡単且つ安全に交換することができると同時に、取外しの度に漏れを発生させるリスクが最小化される。
【００２３】
壁ブラケット２は、図２、３により詳しく示されている。図２に示したとおり、ハウジング１は、４つのブラケット２によって支持されている。ハウジング１の各側に２つのブラケットが位置決めされ、垂直方向に互いにずらして配置されている。
【００２４】
ブラケットは通常、図３により詳しく示したようにＬ字型の断面を有する。Ｌ字型の断面は、壁Ｗに平行な第一の側面２０と、第一の側面２０から延び且つ壁Ｗに直交する第二の側面２１とを備えている。第一の側面２０は、第一の側面２０から壁Ｗに向かって延びる拡張部２２によって壁Ｗから間隔を介している。同様に、第二の側面２１も、第二の側面２１からハウジング１に向かって延びる拡張部２３によってハウジング１から間隔を介している。
【００２５】
壁ブラケットは、固有周波数２０Ｈｚを示すよう設計されている。これを確実にするため、側方剛度は１２，０００Ｎ／ｍ（＋／−１０００Ｎ／ｍ）である。アルミニウムブラケットを使用するが、これは４つのブラケットを組み込む配置においては、それぞれ長さ２２５ｍｍ、縁部１００ｍｍの寸法を有する。材料の厚さは１．５ｍｍである。ブラケットの数が異なるこの他の配置の場合には、寸法は要求される剛性を反映する。
【００２６】
図２、３から分かるように、ブラケット２は垂直方向において適切な剛性を示すので、スターリングエンジンと吸収材の垂直方向負荷が十分支持される。一方、図３から明らかなように、水平面方向における振動は、ブラケット２の柔軟性、ならびにブラケットの側面２０、２１とハウジング１、壁２との間に拡張部２２、２３によってそれぞれ設けられる空間によって調整される。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】装置と外壁との間の接続部の概略図を示している。
【図２】ブラケットによる壁への取付けの概要を示す概略斜視図である。
【図３】図２に示した装置のより詳細な図である。
【図４】装置に対する流体の接続部の断面図である。
【図１】
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【図４】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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