(57)【要約】【課題】  エンジンの排気ガスに含まれるオイルミストや水蒸気を効率よく回収して、排気トップからのオイルミストや凝縮水の流出を低減させ、オイル吸着マット等によりオイルミストの凝縮分を捕集するとともに、中和器には凝縮水を導くようにした、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。【解決手段】  エンジン１から排気管１１２内に流れ込んだオイルミストや水蒸気を外部へ排出させるエンジン排気処理装置１０１において、排気管１１２にはこの排気管１１２内のオイルミストや水蒸気を冷却して凝縮させる冷却手段を設ける。【選択図】図５
2011047345.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排気ガスを排気マフラーから排気管を経て排気すると共に、このエンジンから前記排気管内に流れ込んだオイルミストや水蒸気を外部へ排出させるエンジン排気処理装置において、前記排気管にはこの排気管内の前記オイルミストや水蒸気を冷却して凝縮させる冷却手段を設け、ここで凝縮されたオイルミストや凝縮水は回収し、または外部へ排出させるようにしたことを特徴とするエンジン排気処理装置。
【請求項２】
筐体の内部が機械室と熱交換室とに仕切られ、前記機械室には圧縮機とこの圧縮機を駆動するエンジンが収納され、前記熱交換室には熱交換器と送風機とが収納され、前記機械室に収納されたエンジンの排気ガスは排気管にて前記熱交換室を介して前記筐体の外部に導かれるようにしたエンジン駆動式ヒートポンプ装置において、前記熱交換室に位置する排気管にはこの排気管内の排気ガスに含まれているオイルミストや水蒸気を冷却して凝縮させる冷却手段を設け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３】
前記機械室が下部に前記熱交換室が上部に位置し、前記排気管は前記熱交換室内を下方から上方に向かって伸びており、その先端は熱交換室の天井から上方に吐出していることを特徴とする請求項２記載のエンジン駆動式ヒートポンプ装置。
【請求項４】
前記排気管先端の排気トップから前記排気ガスに含まれているオイルミストや凝縮水の飛散を防止する排気トップカバーが設けられていることを特徴とする請求項３記載のエンジン駆動式ヒートポンプ装置。
【請求項５】
前記冷却手段は前記熱交換室内の空気であることを特徴とする請求項２記載のエンジン駆動式ヒートポンプ装置。
【請求項６】
前記熱交換室内の空気とは、暖房運転または冷房運転時に室外熱交換器を通過した空気であることを特徴とする請求項５記載のエンジン駆動式ヒートポンプ装置。
【請求項７】
前記排気管の表面に前記室外熱交換器の二次側の風を導く風向ガイドを設けてこの風向ガイドで排気管に導かれた空気を前記冷却手段としたことを特徴とする請求項３乃至４記載のエンジン駆動式ヒートポンプ装置
【請求項８】
前記室外熱交換器の二次側部分と前記排気管をつなぐダクトを設けて、このダクトに導かれた空気を前記冷却手段としたことを特徴とする請求項３乃至４記載のエンジン駆動式ヒートポンプ装置。
【請求項９】
前記冷却手段は前記排気管の周りに設けた放熱フィンあることを特徴とする請求項２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、エンジン排気処理装置およびこの装置を用いたエンジン駆動式ヒートポンプ装置のエンジンの排気ガスの処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、空気調和装置等に使用される圧縮機をエンジンにより駆動するエンジン駆動式ヒートポンプ装置が知られている。この種のものでは、エンジンの排気ガスを排気マフラーや排気管及び排気トップを経て排気すると共に、排気マフラーや排気管及び排気トップで凝縮した凝縮水は中和器を経て中和させて排出する排気ガス処理装置が付設されている（ 例えば、特許文献１ ） 。
【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】
エンジンの排気処理装置から流出される排気ガスの中には水分やわずかなオイルミストも含まれるが、特にこの装置が用いられたエンジン駆動式ヒートポンプ装置において、暖房時期になると低外気のため、水蒸気がこの装置の排気トップから出た瞬間に冷却され、水滴となって飛び散ることがある。また、同時に排気ガス中に含まれるわずかなオイルミストも凝縮するため、オイル交じりの水滴がエンジン駆動式ヒートポンプ装置の筐体やその周辺に飛び散ることがあり、外観的にも環境的にも改良が必要であった。
【０００４】
そこで、本発明においては、エンジンの排気ガスに含まれるオイルミストや水蒸気を効率よく回収して、排気トップからのオイルミストや凝縮水の流出を低減させると共に、オイル吸着マット等によりオイルミストの凝縮分を捕集し、中和器には凝縮水を導くようにした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。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明は、エンジンの排気ガスを排気マフラー、排気管から排気トップを経て排気すると共に、このエンジンから前記排気管内に流れ込んだオイルミストや水蒸気を外部へ排出させるエンジン排気処理装置において、前記排気管にはこの排気管内の前記オイルミストや水蒸気を冷却して凝縮させる冷却手段を設け、ここで凝縮されたオイルミストや凝縮水は回収し、または外部へ排出させるようにしたことを特徴とする。
【０００６】
請求項２の発明のエンジン駆動式ヒートポンプ装置は、筐体の内部が機械室と熱交換室とに仕切られ、前記機械室には圧縮機とこの圧縮機を駆動するエンジンが収納され、前記熱交換室には熱交換器と送風機とが収納され、前記機械室に収納されたエンジンの排気ガスは排気管にて前記熱交換室を介して前記筐体の外部に導かれるようにしたエンジン駆動式ヒートポンプ装置において、前記熱交換室に位置する排気管にはこの排気管内の排気ガスに含まれているオイルミストや水蒸気を冷却して凝縮させる冷却手段を設けたことを特徴とする。
【０００７】
請求項３の発明のエンジン駆動式ヒートポンプ装置は、請求項２記載のエンジン駆動式ヒートポンプ装置において、前記機械室が下部に前記熱交換室が上部に位置し、前記排気管は前記熱交換室内を下方から上方に向かって伸びており、その先端は熱交換室の天井から上方に吐出していることを特徴とする。
【０００８】
請求項４の発明のエンジン駆動式ヒートポンプ装置は、前記排気管の先端の排気トップから前記排気ガスに含まれているオイルミストや凝縮水の飛散を防止するカバーが設けられていることを特徴とする。
【０００９】
請求項５の発明のエンジン駆動式ヒートポンプ装置は、前記冷却手段は前記熱交換室内の空気であることを特徴とする。
【００１０】
請求項６の発明のエンジン駆動式ヒートポンプ装置は、前記熱交換室内の空気とは、暖房運転または冷房運転時に室外熱交換器を通過した二次側の空気であることを特徴とする。
【００１１】
請求項７の発明のエンジン駆動式ヒートポンプ装置は、前記排気管の表面に前記室外熱交換器の二次側の空気を導く風向ガイドを設けてこの風向ガイドで排気管に導かれた空気を前記冷却手段としたことを特徴とする。
【００１２】
請求項８の発明のエンジン駆動式ヒートポンプ装置は、前記室外熱交換器の二次側部分と前記排気管をつなぐダクトを設けて、このダクトに導かれた空気を前記冷却手段としたことを特徴とする。
【００１３】
請求項９の発明のエンジン駆動式ヒートポンプ装置は、前記冷却手段は前記排気管の周りに設けた放熱フィンあることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１または２記載の発明によれば、エンジンの排気ガスに含まれるオイルミストや水蒸気を冷却して凝縮させて、オイルミストや凝縮水を回収することで、オイルミストの機外への放出を防ぎ、オイル飛散による環境破壊を低減するとともに、凝縮水は中和してから外部に排出することができる。
【００１５】
請求項３記載の発明によれば、前記排気ガスに含まれているオイルミストや凝縮水の排気トップからの飛散を低減することができる。
【００１６】
請求項４記載の発明によれば、エンジン駆動式ヒートポンプ装置を構成する筐体において、この天井から吐出する排気トップの周りには、オイルミストや凝縮水が飛び散りにくくなり、筐体やその周辺の汚れが低減され、外観的にも環境的にも良好となる。
【００１７】
請求項５または請求項６記載の発明によれば、前記熱交換室の空気とは熱交換器二次側の空気を指し、冷房運転時と暖房運転時のどちらの場合も、前記熱交換室の空気は排気管内の排気ガスより低温となっているため、冷却に用いることができる。
【００１８】
請求項７記載の発明によれば、前記風向ガイドによって前記排気管にはスムーズに空気が導かれ、排気管内の排気ガスを冷却することができる。
【００１９】
請求項８記載の発明によれば、前記ダクトによって前記排気管にはスムーズに空気が導かれ、排気管内の排気ガスを冷却することができる。
【００２０】
請求項９記載の発明によれば、前記熱交換室の空気で排気管そのものが冷却され、これにより、常に排気管内の排気ガスも冷却される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳述する。
【００２２】
図１は、本発明の実施形態に係るガスヒートポンプ（ＧＨＰ）型の空気調和装置に使用される室外ユニット１００内の冷媒回路の概要図である。なお、この回路図において、冷媒回路を実線で示し、冷却水回路を実線の太線で示し、また、排気ガス回路を一点鎖線で示している。
【００２３】
ここで、ＧＨＰとは、ガスエンジンによって圧縮機を駆動するものをいう。
【００２４】
図１に示す室外ユニット１００内の冷媒回路１１０は、ガスエンジン１、このガスエンジン１とＶベルト２で連結された圧縮機３、この圧縮機３から冷媒配管を介して左回りに順に接続されるオイルセパレータ４、四方弁５、送風機１７，送風機１７による吸込空気によって冷却される室外熱交換器６、並設された電動弁７、プレート熱交換部２８、および、アキュームレータ１１を備え、このアキュームレータ１１が圧縮機３に接続されて冷媒が循環するようになっている。また、室内ユニット１４０，１５０を備えており、この室内ユニット１４０，１５０に開閉弁９，１０を介して冷媒配管が接続されている。
【００２５】
また、図１において実線で示す矢印は、冷房サイクルの場合の冷媒の流れを示し、点線で示す矢印は、暖房サイクルの場合の冷媒の流れを示し、四方弁５を切り換えることで、これらの運転のサイクルを切り換えることができるようになっている。
【００２６】
なお、この冷媒回路１１０には、図１に示すように、電動弁であるバイパス弁１２、電動弁であるリキッド弁１３、圧力スイッチ１４、高圧側の圧力センサ１５、低圧側の圧力センサ１６、逆止弁１８、および、サブクーラー１９が設けられている。
【００２７】
一方、室外ユニット１００内の冷却水回路１２０は、ガスエンジン１から冷却水配管を介して順に接続される温水三方弁２７（電動クーラー三方弁ともいう）、冷却水三方弁２０、ラジエータ２９、電動弁２２、および、冷却水ポンプ２１を備え、この冷却水ポンプ２１がガスエンジン１の排気ガス熱交換器２３に接続されて冷却水が循環するようになっている。また、排気ガス熱交換器２３には、排気マフラー２４が接続されており、この排気マフラー２４には、排気トップ２５およびドレンフィルター２６が接続されている。
【００２８】
図２は、室外ユニット１００の背面図である。この図２では、室外ユニット１００の筐体の外側を覆うパネルの記載を一部省略している。
室外ユニット１００は、図２に示すように、略直方体形状に形成された筐体５２を備え、この筐体５２の内部は、略水平に延びる仕切り板５３によって上下二段に画成されている。この上段部には、室外熱交換器６（図１参照）及び送風機１７が設けられる熱交換室５４が構成され、下段部には、ガスエンジン１及び圧縮機３等が配置される機械室５５が構成されている。
【００２９】
仕切り板５３は、送風機１７や室外熱交換器６のフィンの隙間から熱交換室５４内に入り込む雨水等が機械室５５に入り込まないように、両室を隙間無く仕切っている。仕切り板５３には、熱交換室５４と機械室５５とを繋ぐ２つの通気口５６が室外ユニット１００の幅方向に間隔をあけて設けられている。各通気口５６は、室外ユニット１００内部の空気が両室を自由に移動できるように、両室に連通している。また、各通気口５６には、熱交換室５４側から機械室５５に雨水等が入り込まないように、屋根部５６ａが設けられており、機械室５５側の空気は、図２に示す矢印Ｘの経路を通って熱交換室５４へ移動する。
【００３０】
室外ユニット１００の筐体５２の天面５２ａには、２つの送風機１７が幅方向に並べて配設されている。送風機５１は、熱交換室５４の正面側及び背面側にそれぞれ配置される室外熱交換器のフィンの隙間を通じて、熱交換室５４内に外気を取り込むことにより、この取り込んだ外気と室外熱交換器６（図１参照）を流れる冷媒とを熱交換させる。そして、熱交換された空気は、送風機５１によって室外ユニット１００の上方に向けて排出される。また、筐体５２の天面５２ａには、ガスエンジン１での排ガスを室外ユニット１００の機外に排出するための排気トップ２５が設けられている。
【００３１】
機械室５５の正面、背面及び側面には、図示は省略したが、それぞれ前面パネル、背面パネル及び側面パネルが配設される。本構成では、前面パネル及び背面パネルは、それぞれ、左右一対の２枚のパネルで構成されており、これら２枚のパネルの間には、当該パネルを支持する縦フレーム５７が設けられている。前面パネル、背面パネル及び側面パネルは、筐体５２の各フレームにねじ等で着脱自在（開閉自在）に取り付けられている。これら各パネルが取り付けられた状態では、室外ユニット１００は機械室５５内に雨水等が入り込まない水密な構造となっている。
ガスエンジン１は、出力軸となる駆動軸を有し、この駆動軸はガスエンジン１の両端から略水平に突出している。駆動軸の軸端部には、巻掛け伝動用の駆動プーリー５８が取り付けられている。また、圧縮機３の従動軸にも駆動プーリー５９が取り付けられており、これらの駆動プーリー５８、５９に伝達ベルト２が巻き掛けられている。これにより、ガスエンジン１の回転動力は伝達ベルト２を介して圧縮機３へと伝達され、圧縮機３が駆動されるようになる。
【００３２】
なお、符号６２はオイルセパレータ、６３はエアクリーナ、２４は排気マフラーである。
排気マフラー２４は、図３に示すように機械室５５に設置され、その上方に接続される排気トップ２５は熱交換室５４内を下方から上方に向かって伸びる排気管１１２を経て、熱交換室５４の天井から上方に吐出している。  図３は、排気トップ２５における一実施の形態が適用されたガスヒートポンプ式空気調和装置の室外ユニット１００を、一部を破断して示す斜視図である。
【００３３】
ガスヒートポンプ式空気調和装置における室外ユニット１００、図示しない圧縮機やガスエンジン等を内蔵した機械室５５が下方に、室外熱交換器６及び送風機１７等を内蔵した熱交換室５４が上方にそれぞれ配置され、機械室５５と熱交換室５４とが仕切板５３により仕切られて構成される。また、機械室５５の下端部にベース部材１２６が設置されて、このベース部材１２６により機械室５５が支持される。
【００３４】
上記熱交換室５４においては、室外熱交換器６が対向する側面に配置される。室外ユニット１００で熱交換を行う際の空気の流れは矢印で示しており、室外熱交換器６を通過前の矢印Ａの空気を一次側、室外熱交換器６を通過した矢印Ｂの空気を二次側の空気と呼ぶ。
【００３５】
また、機械室５５を構成する外装パネル１２８及び１２９は、外装パネル１２８が室外熱交換器６の下方に、外装パネル１２９が外装パネル１２７の下方にそれぞれ位置付けられて設けられる。
【００３６】
機械室５５内の圧縮機は、ガスエンジン１により駆動される。このガスエンジンからの排気マフラー２４、排気管１１２を経て、排気トップ２５に導かれ、この排気トップ２５から室外機１００の外方へ排出される。この排気トップ２５は、室外ユニット１００における室外熱交換器室６の天面１２５に設置される。
【００３７】
図４は、本発明に係る排気処理装置１０１の詳細な図である。
【００３８】
ガスエンジン１には、排ガス熱交換器２３が付設され、この排ガス熱交換器２３には、排気ホース１１１が接続され、この排気ホース１１１は、排気マフラー２４に接続されている。この排気マフラー２４には、排気管１１２が接続され、この排気管１１２には、排気トップ２５が接続されている。この排気トップ２５の先端には排気トップ２５から排気ガスに含まれているオイルミストや凝縮水の飛散を防止するカバーが設けられているが詳細は後述する。
【００３９】
また、排気マフラー２４には、排気マフラー戻しホース１１３が接続され、この排気マフラー戻しホース１１３は、中和器１０３に接続され、この中和器１０３には、ドレン排水ホース１１６が接続されている。
【００４０】
本発明の冷却手段（後述する）によって凝縮されたオイルミストや凝縮水は、排気管１１２を伝って排気マフラー２４に流れ落ちる。この時、オイルミストは排気マフラー下部に配置されたオイル吸着マットによって回収され、凝縮水は排気マフラー戻しホース１１３を介して中和器１０３に導かれ、中和してからドレン排水ホースを介して機外へ排出される。
図５は、本発明における冷却手段の実施形態を示す図である。
室外ユニット１００を上側から見た断面図で、室外機１００内の室外熱交換器６、排気管１１２、送風機１７の位置関係を示している。
図５（ａ）は、排気管１１２には、室外熱交換器６の方向を向いた風向ガイド５０１が設けられている。この風向ガイド５０１はその排気管１１２の長さ方向に沿って、図４に示すように形成されている。従来のように風向ガイドがない場合は、室外熱交換器６周辺の空気は、室外熱交換器６を通過した後、矢印ＣおよびＤのように送風機１７に吸い込まれるようにして流れる。そのため、排気管１１２に向かう空気の流れはなく、室外熱交換器６の二次側空気による排気管１１２の冷却効果はほとんど期待できないと考えられる。
本発明では、排気管１１２に風向ガイド５０１が設けることで室外熱交換器６を通過した二次側空気を排気管１１２の表面へ導いて、排気管１１２を外部から冷却する。すなわち、室外熱交換器６前後の空気は矢印Ｅのように流れ、風向ガイド５０１によって排気管１１２の表面に導かれた冷機はこの排気管１１２の周りを回って、最終的には送風機１７から機外へと流出する。  室外熱交換器６の二次側空気は、冷房運転時に約５０℃、暖房運転時に約５℃となっており、どちらの場合も排気管１１２内の約１００℃の排気ガスより低温となっているため、排気ガスの冷却に用いることができる。
【００４１】
図６、図７は、排気トップ２５の断面図ならびに斜視図である。
【００４２】
排気トップ２５には、排気ガスに含まれているオイルミストや凝縮水の飛散を防止する排気トップカバー６００が設けられている。この排気トップカバー６００は内カバー６０１、外カバー６０４、トップカバー６０２から構成されており、排気トップ２５と内カバー６０１は保持部品６０６で、内カバー６０１とトップカバー６０２は保持部品６０５で保持されている。この排気トップカバー６００によって、排気管１１２の冷却によって回収しきれなかったオイルミストや凝縮水を回収する。
【００４３】
排気トップ２５から出た排気ガスは、内カバー６０１、外カバー６０４の底や内壁、トップカバー６０２に衝突しながら矢印のように流れる。衝突の際に比較的粒子の大きな凝縮水やオイルミストは排気ガスから分離されてカバー内に落とされる。分離された凝縮水やオイルミストは排気トップ２５を介して戻し穴６０３から排気管１１２内部に導かれ、オイル吸着マットや中和器１０３に回収される。
【００４４】
以上に説明したように、本発明の実施形態によれば、排気トップ２５内の排気ガスに含まれているオイルミストや水蒸気を冷却して凝縮させる冷却手段を設けることで、前記オイルミストや水蒸気を冷却して凝縮させて排気ガスに含まれるオイルミストや凝縮水を回収することで、オイルミストの機外への放出を防ぎ、凝縮水は中和してから外部に排出することができる。
【００４５】
また、以上の実施形態では、排気ガスに含まれているオイルミストや水蒸気を冷却して凝縮させる冷却手段を設けることや、オイルミストや凝縮水の飛散を防止する排気トップカバーを設けることで、排気トップ２５から排出されるオイルミストや凝縮水を低減させることができ、筐体や外壁の汚れも低減され、外観的にも環境的にも良好となる。
【００４６】
また、他の実施形態として、本発明における冷却手段は図５（ｂ）のように熱交換器６の二次側部分と排気管１１２をつなぐダクト５０２を設けて、このダクト５０２に導かれた空気を冷却手段としてもよい。この場合、ダクト５０２の入口部５０３を室外熱交換器６の二次側に対向させ、その出口部５０４は排気管１１２の表面と対向させている。従って、室外熱交換器６の入口部５０３付近の二次側空気は、このダクト５０２を介して確実に排気管１１２の表面に導かれるにで、図５（ａ）で示したような風向ガイド５０１よりも確実に冷却用の空気を得ることができる。
【００４７】
また、他の実施形態として、図８で示すように排気管１１２の周りに放熱フィン７０１を螺旋状に巻いて、この放熱フィン７０１を冷却手段とすることで、熱交換室内を流れる空気で排気管１１２そのものが冷却される。  これにより、常に排気管１１２内の排気ガスも冷却される。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施形態に係るガスエンジン駆動式ヒートポンプ装置の構成図である。
【図２】図１に示したガスエンジン駆動式ヒートポンプ装置の室外ユニットの背面図である。
【図３】同室外ユニットの斜視図である。
【図４】同室外ユニットに収納されている排気処理装置の詳細図である。
【図５】排気管に設けられた冷却手段の実施形態を示す図である。
【図６】同排気管の先端に設けられた排気トップの断面図である。
【図７】同排気トップの斜視図である。
【図８】同排気管に設けられた冷却手段の別の実施形態を示す図である。
【符号の説明】
【００４９】
１…エンジン
３…圧縮機
６…熱交換器
１７…送風機
２４…排気マフラー
２５…排気トップ
５２…筐体
５４…熱交換室
５５…機械室
１０１…排気処理装置
１１２…排気管
５０１…風向ガイド（冷却手段）
５０２…ダクト
６００…排気トップカバー
７０１…放熱フィン（冷却手段）
【図１】
2011047345.tif 000003
【図２】
2011047345.tif 000004
【図３】
2011047345.tif 000005
【図４】
2011047345.tif 000006
【図５】
2011047345.tif 000007
【図６】
2011047345.tif 000008
【図７】
2011047345.tif 000009
【図８】
2011047345.tif 000010