(57)【要約】【課題】排気ガス浄化装置４０内の排気ガスによって温められた水から熱を回収し、その回収熱を冷媒加熱に利用することにより冷凍サイクル１０での加熱能力を向上する。【解決手段】排気ガスの熱によって暖められた排気浄化槽４１内の水から熱回収コイル５１にて熱回収したブラインを用いてブライン−冷媒加熱器５４にて冷媒を加熱している。これにより、排気ガス浄化装置４０内の排気ガスによって温められた水から熱を回収して、その回収熱を冷媒加熱に利用することにより冷凍サイクルでの加熱能力を向上することができる。また、一般的に水温が上昇すると気体の溶解度は低下するため、排気浄化槽４１内の水温上がると窒素酸化物ＮＯｘや硫黄酸化物ＳＯｘ等の溶解度も低下してしまうが、熱回収することにより排気浄化槽４１内の水温の上昇が抑えられ、上記有害成分の除去効率を良い状態で維持することができる。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（２）、前記冷媒を凝縮させる凝縮器（５）、前記冷媒を減圧する減圧手段（６）、前記冷媒を蒸発させる蒸発器（７）を環状に接続して形成した冷凍サイクル（１０）と、
前記圧縮機（２）を駆動するエンジン（１）と、
前記エンジン（１）で発生する排気ガスを外部へ排出するための排気ガス通路（３０）に設けられ、前記排気ガスを水中に通して前記排気ガス中の有害成分を水に溶かして除去する排気ガス浄化装置（４０）とを備えるエンジン駆動式冷凍サイクル装置において、
前記排気ガス浄化装置（４０）の排気浄化槽（４１）内に熱回収手段（５１）と、前記蒸発器（７）から前記圧縮機（２）に至るまでの前記冷凍サイクル（１０）中にブライン−冷媒加熱器（５４）と、前記熱回収手段（５１）と前記ブライン−冷媒加熱器（５４）との間でブラインを循環させるブライン回路（５０）とを設け、前記排気ガスの熱によって暖められた前記排気浄化槽（４１）内の水から前記熱回収手段（５１）にて熱回収した前記ブラインを用いて前記ブライン−冷媒加熱器（５４）にて前記冷媒を加熱することを特徴とするエンジン駆動式冷凍サイクル装置。
【請求項２】
前記ブライン回路（５０）に放熱器（５３）と、前記熱回収手段（５１）からの前記ブラインを前記ブライン−冷媒加熱器（５４）に流すか前記放熱器（５３）に流すかを切り換える流路切換手段（５２）とを設けたことを特徴とする請求項１に記載のエンジン駆動式冷凍サイクル装置。
【請求項３】
前記エンジン（１）の冷却水回路（２０）途中に、前記エンジン（１）の排熱によって暖められた冷却水で前記冷媒を加熱する冷却水−冷媒加熱器（８）を有するエンジン駆動式冷凍サイクル装置において、前記冷却水−冷媒加熱器（８）の冷媒流れ上流に前記ブライン−冷媒加熱器（５４）を配置したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のエンジン駆動式冷凍サイクル装置。
【請求項４】
冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（２）、前記冷媒を凝縮させる凝縮器（５）、前記冷媒を減圧する減圧手段（６）、前記冷媒を蒸発させる蒸発器（７）を環状に接続して形成した冷凍サイクル（１０）と、
前記圧縮機（２）を駆動するエンジン（１）と、
前記エンジン（１）の冷却水回路（２０）途中に、前記エンジン（１）の排熱によって暖められた冷却水で前記冷媒を加熱する冷却水−冷媒加熱器（８）と、
前記エンジン（１）で発生する排気ガスを外部へ排出するための排気ガス通路（３０）に設けられ、前記排気ガスを水中に通して前記排気ガス中の有害成分を水に溶かして除去する排気ガス浄化装置（４０）とを備えるエンジン駆動式冷凍サイクル装置において、
前記排気ガス浄化装置（４０）の排気浄化槽（４１）内に熱回収手段（５１）を設け、前記熱回収手段（５１）を前記冷却水回路（２０）中に接続し、前記排気ガスの熱によって暖められた前記排気浄化槽（４１）内の水で前記冷却水を加熱することを特徴とするエンジン駆動式冷凍サイクル装置。
【請求項５】
前記熱回収手段（５１）を、前記冷却水−冷媒加熱器（８）から前記エンジン（１）に至るまでの前記冷却水回路（２０）中に配置したことを特徴とする請求項４に記載のエンジン駆動式冷凍サイクル装置。
【請求項６】
前記冷却水回路（２０）に、前記熱回収手段（５１）への前記冷却水の流通を断続する流通断続手段（２２）を設けたことを特徴とする請求項４または請求項５に記載のエンジン駆動式冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷媒循環による冷凍サイクルと、その冷媒の圧縮機を駆動するエンジンと、そのエンジンからの排気ガスを浄化する排気ガス浄化装置とを有し、空気や水等の流体の冷却や加熱を行なうエンジン駆動式冷凍サイクル装置に関するもので、特にエンジンの排熱利用による加熱能力向上に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、圧縮機の駆動にエンジンを用いたエンジン駆動式冷凍サイクル装置が普及し、特に、冷凍サイクルにヒートポンプ方式を用いた冷暖房装置や給湯装置等が数多く使われている。このようなヒートポンプサイクルは、加熱時に外気から吸熱するため、加熱能力が必要となる低外気温度時ほど吸熱効率が低下して加熱能力が不足するという問題がある。
【０００３】
ちなみに、これらのエンジンには発生熱を冷却するための冷却水回路が備わっており、エンジンの冷却仕事を終えて昇温した冷却水は、ラジエータで放熱冷却して再びエンジンに供給し、これを繰り返して循環させるようになっている。
【０００４】
以前は、昇温したエンジン冷却水の熱と共に排気ガスの熱も排熱され、なんら利用されることはなかったが、上記の問題を解決する技術として、最近ではこうした排熱を再利用することが見直されてきている。つまり熱を回収して暖房や給湯加熱に有効利用することである。
【０００５】
この種のエンジン熱を回収して加熱の助成に利用するシステムとして、一般的なエンジン駆動式ヒートポンプ装置においての構造は、エンジンのウォータジャケット、又は排ガスで冷却水を加熱し、昇温した冷却水の熱を冷媒回路に供給するための冷媒加熱器を設けて冷媒回路に組み込んでいる。これにより冬季加熱時は、エンジンの排熱を熱源として回収し、この回収熱を冷媒回路における加熱の強化に利用し、夏季シーズンは排熱している。
【０００６】
また近年、環境問題への意識の高まりにより、上記のようなエンジン駆動式冷凍サイクル装置においてもエンジンの排気ガスの浄化が求められてきており、排気ガス浄化装置が使われだしてきている。本発明者は、排気ガスを水中に通して排気ガス中の煤成分（粒子状物質）のみならず窒素酸化物ＮＯｘや硫黄酸化物ＳＯｘ等の有害成分も水に溶かして除去する排気ガス浄化装置を開発中である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記開発中の排気ガス浄化装置において、排気ガスを通す排気浄化槽（バブリング槽）内の水が排気ガスの熱によって暖められることに着目して成されたものであり、その目的は、排気ガス浄化装置内の排気ガスによって温められた水から熱を回収し、その回収熱を冷媒加熱に利用することにより冷凍サイクルでの加熱能力を向上することのできるエンジン駆動式冷凍サイクル装置を提供することにある。
【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、請求項１ないし請求項５に記載の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、排気ガス浄化装置（４０）の排気浄化槽（４１）内に熱回収手段（５１）と、蒸発器（７）から圧縮機（２）に至るまでの冷凍サイクル（１０）中にブライン−冷媒加熱器（５４）と、熱回収手段（５１）とブライン−冷媒加熱器（５４）との間でブラインを循環させるブライン回路（５０）とを設け、排気ガスの熱によって暖められた排気浄化槽（４１）内の水から熱回収手段（５１）にて熱回収したブラインを用いてブライン−冷媒加熱器（５４）にて冷媒を加熱することを特徴とする。
【０００９】
これにより、排気ガス浄化装置（４０）内の排気ガスによって温められた水から熱を回収して、その回収熱を冷媒加熱に利用することにより冷凍サイクルでの加熱能力を向上することができる。また、一般的に水温が上昇すると気体の溶解度は低下するため、排気浄化槽（４１）内の水温が上がると窒素酸化物ＮＯｘや硫黄酸化物ＳＯｘ等の溶解度も低下してしまうが、熱回収することにより排気浄化槽（４１）内の水温の上昇が抑えられ、上記有害成分の除去効率を良い状態で維持することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明では、ブライン回路（５０）に放熱器（５３）と、熱回収手段（５１）からのブラインをブライン−冷媒加熱器（５４）に流すか放熱器（５３）に流すかを切り換える流路切換手段（５２）とを設けたことを特徴とする。これにより、冷凍サイクル（１０）を冷却に用いている場合であっても、排気浄化槽（４１）内の水から熱を回収し、その回収熱を放熱器（５３）で放熱することにより排気浄化槽（４１）内の水温の上昇が抑えられ、有害成分の除去効率を常に良い状態で維持することができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明では、エンジン（１）の冷却水回路（２０）途中に、エンジン（１）の排熱によって暖められた冷却水で冷媒を加熱する冷却水−冷媒加熱器（８）を有するエンジン駆動式冷凍サイクル装置において、冷却水−冷媒加熱器（８）の冷媒流れ上流にブライン−冷媒加熱器（５４）を配置したことを特徴とする。
【００１２】
これは、排気ガスによって温められる水は、エンジン冷却水ほど高い温度にならないためであり、蒸発器（７）から出てくる低い温度の冷媒に対してまず排気ガスから熱回収した中温程度のブラインで予備加熱を行い、その後にエンジンから熱回収した高温の冷却水で加熱することにより、効率良く冷媒加熱を行なうことができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明では、排気ガス浄化装置（４０）の排気浄化槽（４１）内に熱回収手段（５１）を設け、熱回収手段（５１）を冷却水回路（２０）中に接続し、排気ガスの熱によって暖められた排気浄化槽（４１）内の水でエンジン冷却水を加熱することを特徴とする。
【００１４】
これにより、請求項１に記載の発明と同様、排気ガス浄化装置（４０）内の排気ガスによって温められた水から熱を回収して、その回収熱を冷却水−冷媒加熱器８での冷媒加熱に利用することにより冷凍サイクルでの加熱能力を向上することができる。また、熱回収することにより排気浄化槽（４１）内の水温の上昇が抑えられ、有害成分の除去効率を良い状態で維持することができる。
【００１５】
また、従来のエンジン（１）の排熱によって暖められた冷却水で冷媒を加熱する冷却水−冷媒加熱器（８）を設けた冷却水回路（２０）中に熱回収手段（５１）を追加する構成としたため、請求項１に記載の発明で構成しているブライン−冷媒加熱器（５４）や、それにブラインを循環させるポンプ等が不要となり、簡素な構成で同様の効果を得ることができる。
【００１６】
請求項５に記載の発明では、熱回収手段（５１）を、冷却水−冷媒加熱器（８）からエンジン（１）に至るまでの冷却水回路（２０）中に配置したことを特徴とする。
【００１７】
これは、請求項３に記載の発明と同様、排気ガスによって温められる水は、エンジン（１）通過後の冷却水ほど高い温度にならないためであり、冷却水−冷媒加熱器（８）から出てくる低い温度の冷却水に対してまず排気ガスの熱によって暖められた排気浄化槽（４１）内の中温程度の水で予備加熱を行い、その後にエンジン（１）から熱回収することにより、効率良く冷却水加熱を行なうことができる。また、冷却効果で見れば排気浄化槽（４１）内の水の冷却とエンジン（１）の冷却とを両立させることができる。
【００１８】
請求項６に記載の発明では、冷却水回路（２０）に、熱回収手段（５１）への冷却水の流通を断続する流通断続手段（２２）を設けたことを特徴とする。これにより、排気浄化槽（４１）内の水の温度が冷却水−冷媒加熱器（８）から出てくる冷却水の温度よりも高くなり、冷却水を加熱して排気浄化槽（４１）内の水が冷却される状態の時にだけ熱回収手段（５１）へ冷却水を流通させることができる。
【００１９】
これは、冷凍サイクル（１０）を冷却に用いている場合であっても、排気浄化槽（４１）内の水の温度が冷却水−冷媒加熱器（８）から出てくる冷却水の温度よりも高い場合は熱回収手段（５１）へ冷却水を流通させることにより排気浄化槽（４１）内の水温の上昇が抑えられ、有害成分の除去効率を常に良い状態で維持することができる。尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
次に、本発明の実施形態を、図面に基づき説明する。図１は本発明の第１実施形態における排気ガス浄化装置４０およびエンジン駆動式ヒートポンプ空調装置１００の全体構成を示す模式図である。
【００２１】
本実施形態では、本発明のエンジン駆動式冷凍サイクル装置を、灯油・軽油・ガソリン等を燃料とする水冷式のエンジン１によって駆動されるエンジン駆動式ヒートポンプ空調装置（以下、単に空調装置という）１００に適用したものとして説明する。この空調装置１００は車両搭載型あるいは固定設置型の空調装置として用いられ、車室内や屋内を冷暖房することができる。
【００２２】
まず、全体の構成を説明すると、エンジン１によって駆動される圧縮機２、冷媒の流路を切り替る四方弁４、冷房時は蒸発器として働き且つ暖房時は凝縮器として働く室内熱交換器５、冷媒を減圧する減圧手段である膨張弁６、冷房時は凝縮器として働き且つ暖房時は蒸発器として働く室外熱交換器７、暖房時にエンジン排熱を回収した温水（エンジン冷却水）で冷媒を加熱する冷媒加熱器８、冷媒を気液に分離しガス冷媒を導出するアキュムレ−タ９が冷媒管路によって順次接続され、周知のヒートポンプ式冷凍サイクル１０が構成されている。
【００２３】
尚、５ａは室内熱交換器５の送風ファンである室内ファン、７ａは室外熱交換器７の送風ファンである室外ファンであり、各ファン５ａ・７ａは電動モータ（図示せず）によって駆動されるようになっている。また、膨張弁６は周知のように、運転時に蒸発器となる方の熱交換器出口の冷媒温度および冷媒圧力を各々図示しない温度センサ及び圧力センサで検知し、これらのセンサからの検知信号に応じて弁開度を制御する電子膨張弁が用いられる。
【００２４】
エンジン１はＶベルト３により圧縮機２に駆動力を伝達し、圧縮機２を駆動させるようになっている。そして、エンジン１の排気口から燃料燃焼後の排気ガスが排出されるが、排気口には、エンジン１からの排気ガスを流して外部に排出するための金属管等からなる排気ガス通路３０が、フランジ等により接続されている。
【００２５】
この排気ガス通路３０の終端部は、本発明に係わる排気ガス浄化装置４０内に引き込まれている。尚、この排気ガス浄化装置４０の構造は本発明の要部の１つであるため、後述で詳細に説明する。ここで、排気ガス通路３０のうちエンジン１と排気ガス浄化装置４０の間の部位には、後述の冷却水回路２０内の冷却水と排気ガスとを熱交換させる熱交換器（熱交換部）１１が介在設置されている。
【００２６】
熱交換器１１は、例えば、公知のフィン−チューブ型の熱交換器等を用いることが可能であり、チューブ内部に冷却水を循環させ、フィンの隙間に排気ガスを通過させることで熱交換が行なわれる。熱交換器１１への冷却水の供給は、冷却水回路２０の一部をなすホース（例えばゴムホース等）によって行なわれる。また、排気ガス通路３０と熱交換器１１との接続はフランジ等により行なわれる。
【００２７】
エンジン１は、エンジン１を冷却するための冷却水が循環する冷却水回路２０を有している。ここで、冷却水回路２０は、エンジン１の冷却水出口からホースによって熱交換器１１を通り、サ−モスタット１２を介しラジエ−タ１３を通ってエンジン１の冷却水入口に戻る回路（回路１）と、エンジン１の冷却水出口からホースによって熱交換器１１を通り、サ−モスタット１２を介し冷却水−冷媒加熱器８を通ってエンジン１の冷却水入口に戻る回路（回路２）とから構成されている。
【００２８】
尚、冷却水回路２０は循環駆動源としてエンジン１に内蔵された水ポンプ（図示せず）を有しており、空調装置１００の冷房時には前者の回路１を、暖房時には後者の回路２を冷却水が流れるように流路制御されるようになっている。また、サーモスタット１２は冷却水温度をモニタし、回路２において冷却水温度が高すぎる場合に回路１に切り換える等の流路制御を行なうためのものである。また、ラジエ−タ１３は室外熱交換器７のサブクールを取る過冷却器として構成されている。
【００２９】
尚、従来の空調装置１００は上記の構成要素にて構成されるが、これらのうち室内熱交換器５および室内ファン５ａは、室内機を構成して室内（車室内または屋内）の適所に設置され、その他のものは、室外機を構成して室外（車両の場合は例えばエンジンルーム内）の適所に設置されている。そして、これら室内機および室外機は図示しない電子回路等からなる制御装置によって、作動制御されるようになっている。
【００３０】
次に、本発明の要部の１つである排気ガス浄化装置４０の構造について説明する。排気ガス浄化装置４０は、主に排気浄化槽（バブリング槽）４１で構成されており、この槽４１は、酸およびアルカリに強いプラスチックなどの樹脂材料か、もしくは耐食性を有する金属材料で形成されている。
【００３１】
排気浄化槽４１内には水が満たされており、その排気浄化槽４１の底まで排気ガス通路３０の終端部が引き込まれ、その終端部には無数の孔の開いたノズル３１が接続されている。そして、排気ガスを排気浄化槽４１の底で無数の泡状として水中に噴出し、水の中を通してから外部へ排出するようになっている。３２は排気ガス浄化装置４０の上部に設けられ排気ガス通路３０の一部を成す排気筒であり、ここから浄化された排気ガスが外部の大気中へ排出される。
【００３２】
この排気浄化槽４１の中には、少なくともマグネシウム材を用いた電極を含む複数の電極板からなる電極列４５が設けられており、貯留した水に浸漬するようになっている。本実施形態では、この電極列４５を排気浄化槽４１内の横方向に配置しており、その電極列４５の両端に配置された両端電極には、電圧を印加するための電圧印加回路部（電圧印加手段）４６が接続されている。
【００３３】
また、排気ガス浄化装置４０には定期的に内部の水を排気浄化槽４１の底から外部へ排出する排水バルブ４９と、排水や蒸発で減少した水量を排気浄化槽４１の上部から上水で補うための給水バルブ４８とが設けられている。そして、排気ガス浄化装置４０の運転中は、排気浄化槽４１中の電極列４５が浸漬する水量を保つように制御される。
【００３４】
そして、これら機器は空調装置１００の制御装置６０にて制御され、図示しない操作パネルから運転信号（及び設定温度信号等）６１が入力されると、エンジン１、四方弁４、電子膨張弁６、電圧印加回路部４６、給水バルブ４８、排水バルブ４９、後述の三方弁５２およびブライン循環ポンプ５５に作動信号を出力するようになっている。
【００３５】
次に、本実施形態の特徴構成について説明する。排気ガス浄化装置４０の排気浄化槽４１内に、熱回収手段として熱伝導率の良い銅管等をコイル状にした熱回収コイル５１を配置している。また、暖房時の蒸発器７から圧縮機２に至るまでの冷凍サイクル１０中にブライン−冷媒加熱器５４を設けている。このブライン−冷媒加熱器５４は、先の冷却水−冷媒加熱器８よりも冷媒流れ上流に配置している。
【００３６】
そして、熱回収コイル５１とブライン−冷媒加熱器５４との間で不凍液等のブライン（熱交換媒体）を循環させるブライン回路５０とを設けている。また、ブライン回路５０に放熱器５３と、熱回収コイル５１からのブラインをブライン−冷媒加熱器５４に流すか放熱器５３に流すかを切り換える流路切換手段としての電動三方弁５２とを設けている。
【００３７】
このブライン回路５０は、排気ガスの熱によって暖められた排気浄化槽４１内の水で熱回収コイル５１内を流通するブラインを暖めることで熱回収し、そのブラインを放熱器５３で放熱してから熱回収コイル５１に戻る回路（回路Ａ）と、ブライン−冷媒加熱器５４で冷媒加熱を行ってから熱回収コイル５１に戻る回路（回路Ｂ）とから構成されている。
【００３８】
尚、ブライン回路５０は循環駆動源としてブライン循環ポンプ５５を有しており、空調装置１００の冷房時には前者の回路Ａを、暖房時には後者の回路Ｂを冷却水が流れるよう電動三方弁５２を制御するようになっている。
【００３９】
次に、本実施形態の作動を上記構成に基づいて説明する。まずヒートポンプ装置１００の作動について述べるが、その作動は公知であるため簡単に述べる。
【００４０】
冷房時：操作パネルの冷房スイッチが起動されると、四方弁４が冷房側（破線）に切り換えられ、冷媒は図１の破線矢印の様に流れる。すなわち、圧縮機２を出た高温のガス冷媒は四方弁４、冷却水−冷媒加熱器８、ブライン−冷媒加熱器５４を順次流れ、室外熱交換器７で放熱凝縮され、膨張弁６で減圧され、室内熱交換器５で吸熱蒸発し、冷房を行なう。その後、再び四方弁４を通りアキュムレータ９にて気液分離され、再び圧縮機２に戻る。
【００４１】
この時、冷却水回路２０では、上記回路１を冷却水が流れる。すなわち、エンジン１を出た冷却水は熱交換器１１、サーモスタット１２、ラジエータ１３を通り、再びエンジン１に戻る。また、ブライン回路５０は上記回路Ａを冷却水が流れる。すなわち、熱回収コイル５１で熱回収し、その熱を放熱器５３で放熱してから熱回収コイル５１に戻る。
【００４２】
暖房時：操作パネルの暖房スイッチが起動されると、四方弁４が暖房側（実線）に切り換えられ、冷媒は図１の実線矢印の様に流れる。すなわち、圧縮機２を出た高温のガス冷媒は四方弁４を通り、室内熱交換器５で放熱凝縮し、暖房を行なう。
【００４３】
室内熱交換器５を出た高温の液冷媒は、膨張弁６で減圧され、室外熱交換器７にて空気と熱交換（外気吸熱）して蒸発する。更にブライン−冷媒加熱器５４、冷却水−冷媒加熱器８で、排気ガスの熱を回収したブラインや冷却水と熱交換して蒸発する。その後、四方弁４を再び通り、アキュムレータ９から圧縮機２に戻る。
【００４４】
この時、冷却水回路２０では、上記回路２を冷却水が流れる。すなわち、エンジン１を出た冷却水は熱交換器１１、サーモスタット１２を通り、冷却水−冷媒加熱器８へと流れ、前述のように、冷媒と熱交換し冷却された後、再びエンジン１に戻る。また、ブライン回路５０は上記回路Ｂを冷却水が流れる。すなわち、熱回収コイル５１で熱回収し、その熱をブライン−冷媒加熱器５４で冷媒加熱を行ってから熱回収コイル５１に戻る。
【００４５】
次に、空調装置１００の作動に伴う排気ガス浄化装置４０の作動について述べる。エンジン１の爆発行程にて発生した排気ガスは、エンジン１の排気口から、排気ガス通路３０を通り熱交換器１１へ送られる。熱交換器１１において冷却水に熱回収された排気ガスは排気ガス浄化装置４０に入り、排気浄化槽４１の底のノズル３１から無数の泡状となって水中に噴出される。
【００４６】
この際、排気ガス中に含まれる窒素酸化物ＮＯｘや硫黄酸化物ＳＯｘは、排気ガスを水中に通すことで水の中に溶け込ませて除去することができる。そして水の中を通って浄化された排気ガスが排気筒３２から外部の大気中へ排出される。
【００４７】
一方、排気浄化槽４１に貯留された水は、窒素酸化物ＮＯｘや硫黄酸化物ＳＯｘが溶け込んで酸性となる。この酸性水に対して電極列４５の両端電極から電圧を印加する。図２は排気浄化槽４１内での電解反応を説明する模式図であり、図３は電圧印加回路部４６での極性の切り換えを示す説明図である。
【００４８】
電圧印加手段である電圧印加回路部４６は、図３に示すように、一端の電極４５ａに正の電圧（＋Ｖｏ）を印加し他端の電極４５ｃに負の電圧（−Ｖｏ）を印加する第１通電モード（ｔ秒間）と、一端の電極４５ａに負の電圧（−Ｖｏ）を印加し他端の電極４５ｃに正の電圧（＋Ｖｏ）を印加する第２通電モード（ｔ秒間）とを交互に極性を切り換えるように通電を行なう。
【００４９】
尚、両端電極４５ａ・４５ｃに印加する電圧は、排気浄化槽４１内を流れる電流が所定値となるように制御装置６０により調整される。また、この電圧印加はエンジン１が作動中行われ、両端電極４５ａ・４５ｃ間に電圧が印加されると、電極板４５ａ〜４５ｃ間に電流が流れて、酸性水が以下に示すように電気分解される。
【００５０】
ちなみに、両端電極４５ａ・４５ｃ間に印加される電圧の極性は、説明の便宜上、以下、一端の電極４５ａが高電位側の極性で他端の電極４５ｃが低電位側の極性となっている時を示す。中間電極４５ｂにおいても、それぞれの電極間に、両端電極４５ａ・４５ｃ間の電位差の略半分の電位差が生ずることで、それぞれの電極で起こる電解反応について図２を用いて説明する。
【００５１】
各電極板４５ａ〜４５ｃの高電位に帯電した側からＭｇ２＋イオンが溶解し、下記化学式（１）によって示されるようにＭｇ２＋イオンがＯＨ―と反応してＭｇ（ＯＨ）２が生成され、更に、化学式（２）ないし（５）に示すように、酸性水中に含まれるＨＮＯ３及びＨ２ＳＯ４と、Ｍｇ及びＭｇ（ＯＨ）２とがそれぞれ反応して３Ｍｇ（ＮＯ３）２及びＭｇＳＯ４などの水に溶けやすい物質が生成されて水に混じるので、排気浄化槽４１内の酸性水が中性もしくはアルカリ性に改質される。
【００５２】
【化１】Ｍｇ２＋＋２ＯＨ―→Ｍｇ（ＯＨ）２
【００５３】
【化２】３Ｍｇ＋８ＨＮＯ３→３Ｍｇ（ＮＯ３）２＋２ＮＯ＋４Ｈ２Ｏ
【００５４】
【化３】Ｍｇ＋Ｈ２ＳＯ４→ＭｇＳＯ４＋Ｈ２
【００５５】
【化４】Ｍｇ（ＯＨ）２＋２ＨＮＯ３→Ｍｇ（ＮＯ３）２＋２Ｈ２Ｏ
【００５６】
【化５】Ｍｇ（ＯＨ）２＋２Ｈ２ＳＯ４→ＭｇＳＯ４＋２Ｈ２Ｏ
これにより、排気浄化槽４１内は常に中和が行われて過度の酸性状態となることはなく、窒素酸化物ＮＯｘや硫黄酸化物ＳＯｘが溶け込み易い状態が維持される。他方の低電位に帯電した側では、水素イオン２Ｈ＋が電子を受け取って水素ガスＨ２になる反応が起きている。尚、低電位側で発生した水素ガスＨ２は、大気中に開放される。ちなみに、両端電極４５ａ・４５ｃの極性が反転したときには、化学式（１）ないし（５）で示す反応が起こる側と、水素イオン２Ｈ＋が電子を受け取って水素ガスＨ２になる反応が起こる側が反転する。
【００５７】
また、高電位に帯電した側からＭｇ２＋イオンが溶解することにより、各電極板４５ａ〜４５ｃのマグネシウムが消耗してしまう。本実施形態では、第１通電モードと第２通電モードとを交互に切り換えて通電を行なうことにより、各電極板４５ａ〜４５ｃの両面が交互に溶解するため均等に消耗するものである。そして、操作パネルの運転スイッチがＯＦＦされると、空調装置１００の制御装置６０からエンジン１および排気ガス浄化装置４０の運転を停止する。
【００５８】
次に、本実施形態の特徴を述べる。排気ガス浄化装置４０の排気浄化槽４１内に熱回収コイル５１と、蒸発器７から圧縮機２に至るまでの冷凍サイクル１０中にブライン−冷媒加熱器５４と、熱回収コイル５１とブライン−冷媒加熱器５４との間でブラインを循環させるブライン回路５０とを設け、排気ガスの熱によって暖められた排気浄化槽４１内の水から熱回収コイル５１にて熱回収したブラインを用いてブライン−冷媒加熱器５４にて冷媒を加熱している。
【００５９】
これにより、排気ガス浄化装置４０内の排気ガスによって温められた水から熱を回収して、その回収熱を冷媒加熱に利用することにより冷凍サイクルでの加熱能力を向上することができる。また、一般的に水温が上昇すると気体の溶解度は低下するため、排気浄化槽４１内の水温上がると窒素酸化物ＮＯｘや硫黄酸化物ＳＯｘ等の溶解度も低下してしまうが、熱回収することにより排気浄化槽４１内の水温の上昇が抑えられ、上記有害成分の除去効率を良い状態で維持することができる。
【００６０】
また、ブライン回路５０に放熱器５３と、熱回収コイル５１からのブラインをブライン−冷媒加熱器５４に流すか放熱器５３に流すかを切り換える電磁三方弁５２とを設けている。これにより、冷凍サイクル１０を冷却に用いている場合であっても、排気浄化槽４１内の水から熱を回収し、その回収熱を放熱器５３で放熱することにより排気浄化槽４１内の水温の上昇が抑えられ、前記有害成分の除去効率を常に良い状態で維持することができる。
【００６１】
また、エンジン１の冷却水回路２０途中に、エンジン１の排熱によって暖められた冷却水で冷媒を加熱する冷却水−冷媒加熱器８を有するエンジン駆動式冷凍サイクル装置において、冷却水−冷媒加熱器８の冷媒流れ上流にブライン−冷媒加熱器５４を配置している。
【００６２】
これは、排気ガスによって温められる水は、エンジン冷却水ほど高い温度にならないためであり、蒸発器７から出てくる低い温度の冷媒に対してまず排気ガスから熱回収した中温程度のブラインで予備加熱を行い、その後にエンジンから熱回収した高温の冷却水で加熱することにより、効率良く冷媒加熱を行なうことができる。
【００６３】
（第２実施形態）
図４は、本発明の第２実施形態における排気ガス浄化装置およびエンジン駆動式ヒートポンプ空調装置の全体構成を示す模式図である。上述の第１実施形態とは冷媒を加熱する回路の構成のみ異なる。
【００６４】
具体的には、第１実施形態と同様に、エンジン１の冷却水回路２０途中に、エンジン１の排熱によって暖められた冷却水で冷媒を加熱する冷却水−冷媒加熱器８を持つものにおいて、排気ガス浄化装置４０の排気浄化槽４１内に設けた熱回収コイル５１を冷却水回路２０中に接続し、排気ガスの熱によって暖められた排気浄化槽４１内の水でエンジン冷却水を加熱するようにしたものである。
【００６５】
これにより、第１実施形態と同様、排気ガス浄化装置４０内の排気ガスによって温められた水から熱を回収して、その回収熱を冷却水−冷媒加熱器８での冷媒加熱に利用することにより冷凍サイクルでの加熱能力を向上することができる。また、熱回収することにより排気浄化槽４１内の水温の上昇が抑えられ、有害成分の除去効率を良い状態で維持することができる。
【００６６】
また、従来のエンジン１の排熱によって暖められた冷却水で冷媒を加熱する冷却水−冷媒加熱器８を設けた冷却水回路２０中に熱回収コイル５１を追加する構成としたため、第１実施形態で構成しているブライン−冷媒加熱器５４や、それにブラインを循環させるポンプ５５等が不要となり、簡素な構成で同様の効果を得ることができる。
【００６７】
また、熱回収コイル５１を、冷却水−冷媒加熱器８からエンジン１に至るまでの冷却水回路２０中に配置している。これも第１実施形態と同様、排気ガスによって温められる水は、エンジン１通過後の冷却水ほど高い温度にならないためであり、冷却水−冷媒加熱器８から出てくる低い温度の冷却水に対してまず排気ガスの熱によって暖められた排気浄化槽４１内の中温程度の水で予備加熱を行い、その後にエンジン１から熱回収することにより、効率良く冷却水加熱を行なうことができる。また、冷却効果で見れば排気浄化槽４１内の水の冷却とエンジン１の冷却とを両立させることができる。
【００６８】
（第３実施形態）
図５は、本発明の第３実施形態における排気ガス浄化装置およびエンジン駆動式ヒートポンプ空調装置の全体構成を示す模式図である。上述の第２実施形態の冷却水回路２０に、熱回収コイル５１への冷却水の流通を断続する開閉弁（流通断続手段）２２を設けたことのみ異なる。尚、排気浄化槽４１内には水温を検出する温度センサ５６と、冷却水−冷媒加熱器８の冷却水下流には冷却水−冷媒加熱器８で熱交換して出てくる冷却水の水温を検出する図示しない温度センサとが設けられ、それぞれ制御装置６０に入力するようになっている。
【００６９】
これにより、排気浄化槽４１内の水の温度が冷却水−冷媒加熱器８から出てくる冷却水の温度よりも高くなり、冷却水を加熱して排気浄化槽４１内の水が冷却される状態の時にだけ熱回収コイル５１へ冷却水を流通させることができる。
【００７０】
これは、冷凍サイクル１０を冷却に用いている場合であっても、排気浄化槽４１内の水の温度が冷却水−冷媒加熱器８から出てくる冷却水の温度よりも高い場合は熱回収コイル５１へ冷却水を流通させることにより排気浄化槽４１内の水温の上昇が抑えられ、有害成分の除去効率を常に良い状態で維持することができる。
【００７１】
尚、流通断続手段は開閉弁２２に限るものではなく、エンジン１と熱回収コイル５１とへの流量比率を可変できる弁等であっても良い。また、熱回収コイル５１からの戻り回路はエンジン１の冷却水出口側に接続しているが、冷却水入口側に接続しても良い。
【００７２】
（その他の実施形態）
上述の実施形態では、水冷式のエンジンである例を述べたが、冷却水回路を有しないもの、例えば空冷式のエンジンであってもよい。また、上述の実施形態では、エンジン１と同時に排気ガス浄化装置４０も作動を行なうように制御したが、例えば排気浄化槽４１内にｐＨセンサーを設けて水のｐＨ値を検出し、検出値に基づいて、排気ガス浄化装置４０の作動および電圧印加条件を可変するようにしても良い。
【００７３】
また、排気ガス浄化装置４０の前段にＰｔ触媒等の酸化触媒を配置しても良い。これは、一般的にエンジン１から排出されるＮＯｘは主にＮＯとＮＯ２であるが、水溶性なのはＮＯ２である。酸化触媒を用いることでＮＯを積極的にＮＯ２に酸化できるので、排気浄化槽４１でのＮＯｘ除去効果を高めることができる。また、酸化触媒を用いることでＣＯやＨＣ等の有害物質を低減できる効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態における排気ガス浄化装置およびエンジン駆動式ヒートポンプ空調装置の全体構成を示す模式図である。
【図２】排気浄化槽内での電解反応を説明する模式図である。
【図３】電圧印加回路部での極性の切り換えを示す説明図である。
【図４】本発明の第２実施形態における排気ガス浄化装置およびエンジン駆動式ヒートポンプ空調装置の全体構成を示す模式図である。
【図５】本発明の第３実施形態における排気ガス浄化装置およびエンジン駆動式ヒートポンプ空調装置の全体構成を示す模式図である。
【符号の説明】
１　エンジン
２　圧縮機
５　室内熱交換器（凝縮器）
６　膨張弁（減圧手段）
７　室外熱交換器（蒸発器）
８　冷却水−冷媒加熱器
１０　冷凍サイクル
２０　冷却水回路
２２　開閉弁（流通断続手段）
３０　排気ガス通路
４０　排気ガス浄化装置
４１　排気浄化槽
５０　ブライン回路
５１　熱回収コイル（熱回収手段）
５２　三方弁（流路切換手段）
５３　放熱器
５４　ブライン−冷媒加熱器
【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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