(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。【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の分離を促進させる促進手段を設ける。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、前記機械室のエンジンの排気ガスは排気マフラーから前記熱交換室に位置する排気管を経て前記筐体外部へ排気させるエンジン排気処理装置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の分離を促進させる促進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２】
前記熱交換室に位置する排気管の一部を膨出させてこの膨出部を前記促進手段としたことを特徴とする請求項１記載の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１記載のエンジン駆動式ヒートポンプ装置。
【請求項４】
前記排気管先端には排気トップを設け、この排気トップには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】
前記熱交換室に位置する排気管の内部にバッフル板を設け前記促進手段としたことを特徴とする請求項１記載のエンジン駆動式ヒートポンプ装置。
【請求項６】
前記熱交換室に位置する排気管の一部を膨出させてこの膨出部の内部にバッフル板を設け前記促進手段としたことを特徴とする請求項２および請求項５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温の外気のため、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、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、前記機械室のエンジンの排気ガスは排気マフラーから前記熱交換室に位置する排気管を経て前記筐体外部へ排気させるエンジン排気処理装置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の分離を促進させる促進手段を設け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、前記熱交換室に位置する排気管の一部を膨出させてこの膨出部を前記促進手段とし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、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、前記排気管先端には排気トップを設け、この排気トップには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、前記熱交換室に位置する排気管の内部にバッフル板を設け前記促進手段としたことを特徴とする。
【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、前記熱交換室に位置する排気管の一部を膨出させてこの膨出部の内部にバッフル板を設け前記促進手段としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１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の分離を促進させて、オイルミストや凝縮水を効率よく回収することで、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、凝縮水は中和してから外部に排出すると共に、排気トップからのオイルミストや凝縮水の流出を低減できる。
【００１２】
請求項２記載の発明によれば、膨出部に排気ガスが流れ込むと流速が低減され、排気ガスに含まれているオイルミストや水蒸気の分離を促進させることができる。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
請求項５記載の発明によれば、前記バッフル板が排気管内を流れる排気ガスの抵抗となり、排気ガスに含まれているオイルミストや水蒸気の分離を促進させることができる。
【００１６】
請求項６記載の発明によれば、膨出部に排気ガスが流れ込むと流速が低減され、さらにバッフル板が膨出部内を流れる排気ガスの抵抗となり、排気ガスに含まれているオイルミストや水蒸気の分離を促進させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳述する。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
図４は、本発明に係る排気処理装置１０１の詳細な図である。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
本発明のオイルミストや水蒸気の分離を促進させる促進手段（後述する）によって分離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。
【００３７】
図５は、本発明の実施形態に係る図４の排気管１１２の内部構造を示す透視図である。
【００３８】
排気管１１２には、その一部が膨出した膨出部７００が設けられており、この膨出部７００を促進手段とした。この膨出部７００は、具体的には長円柱形状であって、その右側の上下には入口側、出口側排気管１１２ａ、１１２ｂが接続されており、その両排気管間にはバッフル板７０１が水平に設けられている。従って、実線矢印で示すように、入口側排気ホース１１２ａからこの膨出部７００内に流れ込んだ排気ガスはバッフル板７０１に当たって排気ガスの流速は低減され、バッフル板７０１の左側空間７０２から上方に流れ、出口側排気管１１２ｂに導かれる。これによって、排気ガスに含まれているオイルミストや水蒸気は排気ガスと共に出口側排気管１１２ｂに運ばれにくくなり、膨出部７００内でのオイルミストや水蒸気の分離が促進される。また、膨張部７００を設けることで、排気ガスが排気管１１２の内壁に触れる面積が大きくなり、高温の排気ガスの熱エネルギーを効率的に排気管１１２外部に放熱させる効果もある。これによって、オイルミストや水蒸気の凝縮が促進される。
【００３９】
図６は、排気管１１２の他の実施形態を示したものである。
【００４０】
ここでは排気管１１２の内部にバッフル板７１０を設けて前記促進手段とした。このバッフル板７１０が抵抗となり、排気ガスはバッフル板７１０に衝突して実線矢印のように蛇行しながら排気管１１２内を流れる。これによって、排気ガスに含まれるオイルミストや水蒸気はバッフル板７１０に付着し、排気ガスからの分離が促進される。
【００４１】
また、図７のように膨出部７００と複数のバッフル板７１０を組み合わせて促進手段としてもよい。尚、これらバッフル板７１０の開放先端には下向きの折り曲げ片７１１が設けられており、実線矢印で示すように、オイルミストや水蒸気が上方へ流れる際に、これらが折り曲げ片７１１に当たることにより、上方へ導かれにくくなる。
【００４２】
図８は、図４で示した排気マフラ２４の実施形態を示したものである。この例では、排気マフラ２４の内部はバッフル板２４ｃにより上下に区画されており、上側室２４ｅに出口管２４ｂが、下側室２４ｆに入口管２４ａが、それぞれ接続されている。また、このバッフル板２４ｃには排気ガスが通過できるような通過孔２４ｇをもつパイプ２４ｈを設けて、更にこのバッフル板２４ｃの下方にはいわゆる「ＳＵＳのたわし形状」の網部材（促進手段）２４ｄが設けられている。
【００４３】
従って、実線矢印で示すように、排気ガスが入口管２４ａを介して下側室２４ｆに流入すると、バッフル板２４ｃに衝突する。この時、密度が高く重いオイルミストや水蒸気はバッフル板２４ｃに付着して排気ガスから分離され、排気ガスは反射して、網部材２４ｄとパイプ２４ｈを通過して上側室２４ｅに導かれる。その際、排気ガスは網部材２４ｄと通過孔２４ｇを通過することで、排気ガスに含まれるオイルミストや水蒸気の分離がさらに促進される。そのため、それらが除去された排気ガスが上側室２４ｅに導かれるので、排気ガスからのオイルミストや水蒸気の分離が促進される。
【００４４】
図９、図１０は、排気トップ２５の断面図ならびに斜視図である。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
以上に説明したように、本発明の実施形態によれば、排気管１１２内を流れる排気ガスに含まれるオイルミストや水蒸気の分離を促進させる促進手段を設けた。これにより、前記オイルミストや水蒸気を分離して回収することで、凝縮水は中和してから外部に排出することができる。
【００４８】
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の分離を促進させる促進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。
【００４９】
また、他の実施形態として、本発明における促進手段は排気管１１２に設けられる膨張部７００、バッフル板７１０、排気マフラー２４に設けられる網部材２４ｄを組み合わせたり、それぞれを複数設けてもよい。
【００５０】
また、他の実施形態として、本発明における促進手段は排気管１１２表面にフィン状のものを設けてもよい。これにより、排気管１１２内を流れる排気ガスの放熱効果をあげ、オイルミストや水蒸気の凝縮を促進させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【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】図４に示した排気管の詳細構成を示す透視図である。
【図６】図５に示した促進部の他の第１実施形態である。
【図７】図５に示した促進部の他の第２実施形態である。
【図８】図４に示した排気マフラーの詳細構成を示す透視図である。
【図９】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１０】同排気トップの斜視図である。
【符号の説明】
【００５２】
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
６００…排気トップカバー
７００…膨出部
７１０…バッフル板
８００…仕切板
８１０…通過孔
８３０…入口側
８４０…出口側
【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】
2011047344.tif 000010
【図９】
2011047344.tif 000011
【図１０】
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