(57)【要約】【課題】エンジンオイルの温度上昇を抑えて接続ホースの寿命を延ばし、オイル漏れの防止を図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】冷媒を通す冷媒配管に接続された室内熱交換器１５、室外熱交換器１６と、冷媒を圧縮するコンプレッサ１２とを備え、コンプレッサ１２をエンジン１０により駆動するエンジン駆動式ヒートポンプ装置である。冷媒配管の低温低圧側に、冷媒とエンジン１０のエンジンオイルとの熱交換を行なう冷媒オイル熱交換器１１が接続される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を通す冷媒配管に接続された熱交換器と、該冷媒を圧縮するコンプレッサとを備え、該コンプレッサ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において、
該冷媒配管の低温低圧側に、該冷媒と該エンジンのエンジンオイルとの熱交換を行なう冷媒オイル熱交換器が接続され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】
前記エンジンのエンジンオイルパンに対してサブオイルパンが接続ホースを介して接続されると共に、該サブオイルパンと該エンジンとの間に循環ホースが接続され、該循環ホースに前記冷媒オイル熱交換器が接続され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】
前記冷媒配管には冷房と暖房を切り替える四方弁が接続され、該四方弁の出口ポートと前記コンプレッサの入口ポート間の冷媒配管に前記冷媒オイル熱交換器が接続され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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジン駆動のエンジン駆動式ヒートポンプ装置に関し、特に、エンジンオイルの温度を下げてエンジンオイル用ホースの寿命を延ばすことができるエンジン駆動式ヒートポンプ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
業務用冷凍機などに使用されるヒートポンプ装置として、従来、ガス、灯油などを燃料としたエンジン（内燃機関）を駆動源とするエンジン駆動式ヒートポンプ装置が、知られている（例えば下記特許文献１などを参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−３３６４１１公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この種のヒートポンプ装置は、エンジンオイルの寿命を延ばして、エンジンオイルの交換サイクルを長くするために、図２に示すように、エンジンオイルパン３１にサブオイルパン３２を接続ホース３４を介して接続し、サブオイルパン３２の上方にオイル管３７を介してサブオイルタンク３３を設置している。そして、エンジン３０の運転によりエンジンオイルの量が減少すると、サブオイルパン３２内のフロートスイッチ３９が作動してオイル管３７のバルブ３８を開き、サブオイルタンク３３からオイルをサブオイルパン３２に補給するようにしている。
【０００５】
また、エンジン３０とサブオイルパン３２との間にはさらに循環ホース３５が接続され、オイルポンプ３６によりくみ上げたオイルパン３１のオイルを、循環ホース３５を通してサブオイルタンク３２に戻すことにより、使用オイルと新品オイルを良好に混合させ、オイルの寿命を延ばすようにしている。
【０００６】
ところで、エンジン３０の振動を吸収するために、通常、接続ホース３４としてゴムホースが、エンジンオイルパン３１とサブオイルパン３２間に接続されている。このため、耐熱性の低いゴムホースを使用した場合、エンジンオイルの温度が上昇すると、接続ホース３４の劣化が顕著となり、接続ホースの劣化によってその接続部が硬化して亀裂が発生しやすくなり、オイル漏れを生じさせる虞があった。
【０００７】
本発明は、上述の課題を解決するものであり、エンジンオイルの温度上昇を抑えて接続ホースの寿命を延ばし、オイル漏れの防止を図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。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のエンジン駆動式ヒートポンプ装置は、冷媒を通す冷媒配管に接続された熱交換器と、該冷媒を圧縮するコンプレッサとを備え、該コンプレッサ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において、該冷媒配管の低温低圧側に、該冷媒と該エンジンのエンジンオイルとの熱交換を行なう冷媒オイル熱交換器が接続されたことを特徴とする。
【０００９】
ここで、上記ヒートポンプ装置においては、請求項２のように、上記エンジンのエンジンオイルパンに対してサブオイルパンが接続ホースを介して接続されると共に、該サブオイルパンと該エンジンとの間に循環ホースが接続され、該循環ホースに上記冷媒オイル熱交換器を接続することができる。
【００１０】
また、請求項３のように、上記冷媒配管には、冷房と暖房を切り替える四方弁が接続され、該四方弁の出口ポートと前記コンプレッサの入口ポート間の冷媒配管に、上記冷媒オイル熱交換器を接続することができる。
を特徴とする。
【００１１】
【作用】
上記構成のエンジン駆動式ヒートポンプ装置では、エンジンによりコンプレッサが駆動され、コンプレッサで圧縮された冷媒は冷媒配管を通り、コンデンサ、エバポレータとなる熱交換器に循環供給され、冷凍サイクルが実施されて、冷房、暖房などのための熱交換が行なわれる。エンジンが長時間駆動されると、そのエンジン内のエンジンオイルの温度が上昇するが、そのエンジンオイルは冷媒オイル熱交換器に送られ、低温冷媒が冷媒オイル熱交換器を通過するため、エンジンオイルはその冷媒オイル熱交換器により効果的に温度上昇が抑えられる。
【００１２】
例えば、エンジンのエンジンオイルパンに対してサブオイルパンが接続ホースを介して接続されると共に、サブオイルパンとエンジンとの間に循環ホースが接続されたエンジンの場合、その循環ホースに冷媒オイル熱交換器が接続されるが、エンジンの駆動中に循環ホースを通過してエンジンからサブオイルパンに戻るエンジンオイルが良好に冷却され、エンジンオイルの温度上昇が抑えられる。このため、接続ホースにゴムホースを使用した場合でも、ホースの寿命を効果的に延ばすことができ、接続ホースの熱による劣化を防ぎ、接続ホースの硬化による亀裂の発生を防止して、オイル漏れを防ぐことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１はエンジン駆動式ヒートポンプ装置の構成図を示している。このヒートポンプ装置は例えば建築物の空調装置に使用されるもので、エンジン１０により冷凍サイクルの冷媒配管に接続されたコンプレッサ１２を駆動し、四方弁１４を切り替えて建物内の冷房または暖房を行なうものである。
【００１４】
エンジン１０は、その底部にエンジンオイルパン１を有し、エンジンオイルパン１には別に配設されたサブオイルパン２が接続ホース４を介して接続され、サブオイルパン２の上方にオイル管７を介してサブオイルタンク３が設置される。さらに、サブオイルパン２内にはフロートスイッチ９が設けられ、オイル管７にはバルブ８が設けられる。エンジン１０の運転によりオイルパン１内のオイルが減少して、サブオイルパン２からオイルが供給されそのオイルが減少した場合、サブオイルパン２のオイルレベルの低下がフロートスイッチ９によって検出され、このとき、バルブ８が開きオイル管７を通してサブオイルタンク３からサブオイルパン２にオイルが補給される。
【００１５】
一方、エンジン１０とサブオイルパン２との間に、オイルの循環ホース５が接続され、オイルポンプ６によりくみ上げたエンジンオイルパン１のオイルを、循環ホース３５を通してサブオイルタンク２に戻すように構成される。これにより、エンジン１０内の一部のオイルが循環ホース５を通してサブオイルタンク２に戻され、使用オイルとサブオイルタンク２からの新品オイルを混合してエンジンオイルパン１に送る。
【００１６】
このようなエンジン１０内のオイルをサブオイルパン２に戻して循環させるための循環ホース５に、オイルを冷却するための冷媒オイル熱交換器１１が接続される。この冷媒オイル熱交換器１１は、エンジン１０で使用され温度上昇したオイルと低温低圧側の冷媒配管１７ｅを流れる低温冷媒との間で熱交換を行なって、オイルの温度を下げるもので、二重管式熱交換器として構成され、例えばオイルが通過する管体内にコイル状の冷媒配管が収容される構造である。この場合、管体が循環ホース５に直列に接続され、その内部のコイル状冷媒配管が四方弁１４とコンプレッサ１２の間に接続された冷媒配管１７ｅに直列に接続される。
【００１７】
一方、この冷媒オイル熱交換器１１に冷媒を供給する冷凍サイクルは、図１に示すように、エンジン１０によって駆動されるコンプレッサ１２、冷媒配管の接続を暖房と冷房とにより切り替える四方弁１４、冷媒配管を介して接続された室内熱交換器１５、及び室外熱交換器１６を備えて構成される。室内熱交換器１５にはファン２５が配設され、室外熱交換器１６にはファン２６が配設され、冷房時には室内の冷房を、暖房時には室内の暖房を行なう。
【００１８】
コンプレッサ１２の吐出側は、オイルセパレータ２０と冷媒配管１７ｂを介して四方弁１４に接続される。さらに、四方弁１４の吐出ポートの一方が冷媒配管１７ａを介して室外熱交換器１６に接続され、室外熱交換器１６の他方のポートには冷媒配管を介して膨張弁２１が接続され、さらに、膨張弁２１にはレシーバタンク２２が接続される。レシーバタンク２２の他方のポートにはバルブ２４を設けた冷媒配管１７ｄが接続され、その冷媒配管１７ｄに膨張弁１８を介して室内熱交換器１５が接続される。
【００１９】
室内熱交換器１５の他方のポートはバルブ２３及び冷媒配管１７ｃを介して上記四方弁１４の暖房時の吐出ポート側に接続される。さらに、冷媒オイル熱交換器１１においては、その内部の冷媒コイルの一端が冷媒配管１７ｅを介して四方弁１４の一方の吐出側のポートに接続され、その冷媒コイルの他端は冷媒を蓄積するアキュムレータ１３を介してコンプレッサ１２の入口ポートに接続されている。
【００２０】
このように構成されたエンジン駆動式ヒートポンプ装置では、エンジン１０によりコンプレッサ１２を回転駆動し、四方弁１４の切り替えにより、室内熱交換器１５を冷房用または暖房用に切り替えて、ヒートポンプによる空調運転を行なう。
【００２１】
四方弁１４を冷房用に切り替えてエンジン１０によりコンプレッサ１２を駆動すると、コンプレッサ１２により圧縮され吐出された液冷媒は、オイルセパレータ２０を通り、冷媒配管１７ｂから四方弁１４を通り、室外熱交換器１６に入る。ここでは、室外熱交換器１６はコンデンサとして作用し、高温、高圧の液冷媒は熱を放出してレシーバタンク２２に入り冷媒配管１７ｄを通って膨張弁１８に達する。
【００２２】
膨張弁１８では液冷媒が小孔から噴射されることにより、急激に膨張し、低温、低圧の霧状の冷媒としてエバポレータとしての室内熱交換器１５に送られる。そして、室内熱交換器１５内では、霧状冷媒がさらに多量に気化して低温となり、室内の熱と熱交換が行なわれ、室内が冷房される。そして、低温、低圧の冷媒は、冷媒配管１７ｃから四方弁１４を通り、冷媒オイル熱交換器１１に送られる。
【００２３】
冷媒オイル熱交換器１１では、その内部の管体に循環ホース５を通してエンジンのエンジンオイルが流れており、このエンジンオイルと低温冷媒との間で熱交換を行なう。
【００２４】
一方、エンジン１０では、その運転によりエンジンオイルの量が減少すると、サブオイルパン２からエンジンオイルパン１にオイルが送られ、サブオイルパン２内のオイルが減少すると、サブオイルパン内のフロートスイッチ３９が作動してオイル管３７のバルブ３８を開き、サブオイルタンク３３からオイルがサブオイルパン３２に補給される。また、エンジン１０内では、オイルポンプ６によりくみ上げられたオイルパン１のオイルが循環ホース５を通してサブオイルタンク２に戻され、オイルは、サブオイルパン２とオイルパン１内を、接続ホース４と循環ホース５を通して循環する。
【００２５】
エンジンの運転が長時間になると、エンジンオイルの温度が上昇してくるが、上記のように、オイルは冷媒オイル熱交換器１１を通過する際、低温冷媒により冷却されてその温度上昇が抑えられる。このため、接続ホース４に耐熱性の低い安価なゴムホースが使用した場合でも、接続ホース４の寿命を効果的に延ばすことができ、接続ホース４の熱による劣化を防ぎ、ホースの硬化による亀裂の発生を防止して、オイル漏れを防ぐことができる。
【００２６】
なお、暖房時には、上記四方弁１４が暖房用に切り替えられ、コンプレッサ１２で圧縮された高温、高圧の液冷媒が冷媒配管１７ｃを通り、室内熱交換器１５に送られ、熱を放出して暖房を行う。そしてその後、液冷媒は、膨張弁２１とエバポレータとしての室外熱交換器１６を通過して低温、低圧の霧状冷媒となり、この霧状冷媒が、四方弁１４を通り、冷媒配管１７ｅを通って、冷媒オイル熱交換器１１に入るため、上記と同様に、暖房時においても、エンジンオイルと低温冷媒との間で熱交換が行なわれ、エンジンオイルの温度上昇が抑制される。また、このような暖房時には、冷媒オイル熱交換器１１において低温冷媒がオイルの排熱を吸収することになるから、低温冷媒の温度を上げてヒートポンプの暖房能力を向上させることができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のエンジン駆動式ヒートポンプ装置によれば、冷媒配管の低温低圧側に、冷媒とエンジンのエンジンオイルとの熱交換を行なう冷媒オイル熱交換器を接続したから、冷媒オイル熱交換器において、低温冷媒とエンジンオイル間の熱交換を行ない、エンジンオイルの温度上昇を効果的に抑制することができる。このため、エンジンのエンジンオイルパンに対してサブオイルパンを、接続ホースを介して接続し、サブオイルパンとエンジンとの間に循環ホースを接続した構造のエンジンの場合、エンジンオイルが良好に冷却されるから、接続ホースに安価なゴムホースを使用した場合でも、接続ホースの熱による劣化を防ぎ、ホースの硬化による亀裂の発生を防止して、オイル漏れを防ぐことができる。また、接続ホースの寿命を良好に延ばして、ホースの交換サイクルを長くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すエンジン駆動式ヒートポンプ装置の構成図である。
【図２】従来のエンジン駆動式ヒートポンプ装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１−エンジンオイルパン
２−サブオイルパン
３−サブオイルタンク
４−接続ホース
５−循環ホース
１０−エンジン
１１−冷媒オイル熱交換器
１２−コンプレッサ
１５−室内熱交換器
１６−室外熱交換器
【図１】
2004156852.tif 000003
【図２】
2004156852.tif 000004