(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
大気を吸入して、ガス等の燃料を燃焼させ、この燃焼ガスを内部に触媒と熱交換器が設けられた排気ガス熱交換器を経由して排出するエンジンと、このエンジンの駆動力により駆動される圧縮機とを内蔵して運転する室外ユニットを有する空気調和装置において、前記排気ガス熱交換器内は外胴と内胴からなる二重構造をした縦型の円筒形であって、その内胴の上部で排気ガスの入口側には円筒形の触媒が、その触媒の下方には前記熱交換器が配置され、前記内胴と外胴の間を冷却水が流れるようになっており、前記円筒形の触媒の上下に取り付けられ内胴に装着される固定具は、その断面を湾曲したＵ形状とし、この断面の曲部で熱膨張の伸縮を吸収可能とした固定輪であることを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】
前記固定輪の外周上に、結露した排気ガスのドレンを流通させる切り欠きを設けたことを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
内燃機関の駆動力により駆動される圧縮機を搭載し、前記内燃機関の排気ガスを触媒により浄化して排出し、運転を行う空気調和装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンで燃焼された燃焼ガスは、前記エンジンから延びた排気枝管を経由して１本にまとめられ、排気ガス熱交換器内へ導かれ、この排気ガス熱交換器内入口側に取り付けられた触媒を流通して前記燃焼ガスの浄化されるとともに、前記排気ガス熱交換器で熱回収が行なわれ、前記燃焼ガスの温度を低下させ、排気マフラを経由して排気口より大気へ排出されている。
【０００３】
そして、前記エンジンより延びた前記排気枝管から排気マフラへまでが、室外ユニットの機械室内部に配設されており、サービス業者でのメンテナンスなどの際、身体に触れる危険性があるため、前記排気枝管から前記排ガス熱交換器までを二重構造とし、外周に冷却水を流通させて作業の安全性を確保していた。
【０００４】
このため、二重構造となった前記排気ガス熱交換器内入口側に設けられた触媒は、冷却される前の高温の燃焼ガスが流通している箇所に固定され膨張し、その触媒を固定している前記排気ガス熱交換器は、外部を冷却水にて冷却されて、殆ど膨張しないため、この燃焼ガスと、冷却水との温度差によるひずみが発生してしまうことから、このひずみに耐え得る様に分厚い板を輪状に加工した固定輪を前記触媒の胴部中央へ固定し、前記排気ガス熱交換器を前記固定輪を取り付ける位置で分離して、この分離した両面にフランジを設け、前記固定輪を挟みこんで前記触媒を固定するかたちとしていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この固定輪は、上記の様に高温の燃焼ガスにさらされ、前記排気ガス熱交換器の一部表面として露出してしまうため、この固定輪の断熱を行う必要があり、また、前記排気ガス熱交換器を分離して、前記固定輪を挟みこんで接続するため部品点数も増え、コスト的にも安価なものではなかった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、前記排気ガス熱交換器内入口側に配設した触媒の熱膨張によるひずみを吸収して固定でき、コスト的にも安価な前記触媒の固定具を備えたことを特徴とする空気調和装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、大気を吸入して、ガス等の燃料を燃焼させ、この燃焼ガスを内部に触媒と熱交換器が設けられた排気ガス熱交換器を経由して排出するエンジンと、このエンジンの駆動力により駆動される圧縮機とを内蔵して運転する室外ユニットを有する空気調和装置において、前記排気ガス熱交換器内は外胴と内胴からなる二重構造をした縦型の円筒形であって、その内胴の上部で排気ガスの入口側には円筒形の触媒が、その触媒の下方には前記熱交換器が配置され、前記内胴と外胴の間を冷却水が流れるようになっており、前記円筒形の触媒の上下に取り付けられ内胴に装着される固定具は、その断面を湾曲したＵ形状とし、この断面の曲部で熱膨張の伸縮を吸収可能とした固定輪であることを特徴とするものである。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の固定輪の外周上に、結露した排気ガスのドレンを流通させる切り欠きを設けたことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施形態】
以下、本発明の一実施形態について、図１から図４を示しながら説明する。
【００１１】
まず、図１を参照して、図１は、ガスエンジン等の動力を利用して駆動する圧縮機を搭載した室外ユニットと複数台の室内ユニットとを同一の冷媒回路で接続して構成した空気調和装置の概略図で、例えば、室外ユニット１よりユニット間配管４を延ばし、室内ユニット２および３を、並列に接続した空気調和装置として説明する。
【００１２】
室外ユニット１には、ガス等の燃料を燃焼させることにより動力を発生するエンジン１０と、その動力で駆動される圧縮機１１と、冷媒の循環方向を変更させる四方弁１２と、冷媒の流量を調節する室外電動弁１３と、圧縮機１０で圧縮された冷媒を屋外の外気と熱交換させる室外熱交換器１４とアキュームレータ１５とが、冷媒配管で接続されて内蔵され、この冷媒配管は、手動バルブ２０および２１を経由してユニット間配管４に接続されている。
【００１３】
また、エンジン１０を冷却する冷却水を循環させる冷却水ポンプ１７と、前記室外熱交換器１４に併設され、この冷却水の放熱を行うラジエータ１６とが冷却水配管で接続されて内蔵されている。
【００１４】
さらに、室外熱交換器１４へ送風を行う室外送風機１８が備えられ、エンジン１０と、四方弁１２と、室外電動弁１３と、冷却水ポンプ１７と、室外送風機１８とのそれぞれの制御装置のオンオフ等の制御および、ユニット間配線５を通じて室内ユニット２および３への通信とを行う室外制御部１９を有している。
【００１５】
室内ユニット２および３については、まず、室内ユニット２は、室内熱交換器３０と、室内電動弁３２とが冷媒配管で接続されて内蔵され、ユニット間配管４へ接続されており、この室内熱交換器３０に送風を行う室内送風機３１と、空調負荷を検出する室内温度センサ３３とが備えられ、室内制御部３４により、ユニット間配線５を通じての室外ユニット１への通信と、室内送風機３１の風量調節と、室内電動弁３２の弁開度調節とが行われている。
【００１６】
同様に、室内ユニット３は、室内熱交換器３５と、室内電動弁３７とが冷媒配管で接続されて内蔵され、ユニット間配管４へ接続されており、この室内熱交換器３５に送風を行う室内送風機３６と、空調負荷を検出する室内温度センサ３８とが備えられ、室内制御部３９により、ユニット間配線５を通じての室外ユニット１への通信と、室内送風機３６の風量調節と、室内電動弁３７の弁開度調節とが行われている。
【００１７】
また、この室外ユニット１に搭載されているエンジン１０の吸気から排気までを説明すると、図２を参照して、エンジン１０は、ガスなどの燃料と、大気とを吸入し、混合させて、燃焼を行わせるが、一方の燃料は、現地に配設されている燃料配管より、燃料漏れなどの時、二重に遮断される燃料遮断弁４０と、ゼロガバナ４１とを経由し、燃料調整弁４２により、エンジン１０の運転能力に応じて燃料供給量を調節されて供給され、他方の吸気口４３より吸入された大気は、エアクリーナ４４でろ過され、エアフローメータ４５を通過して、上記燃料と混合されて、エンジン１０へと吸入され、燃焼される。
【００１８】
そして、燃焼された燃焼ガスは、排気ガスとして、排気枝管４６を経由して、排気ガス熱交換器４７へ入り、浄化と排熱温度の低下とが行われ、第１排気管４８を通じて、排気マフラ４９へ送られ、この排気マフラ４９にて消音されて、第２排気管５０を経由し、排気口５１より大気へ放出される。この時、大気にさらされ、冷却されている排気口５１では、排出される排気ガスが冷却され、結露する可能性があり、この結露した排気ガスのドレン水は酸性を帯びているため、そのまま機外へ排出されず、前記排気口５１の底部に接続されたドレン配管５２を経由して、ドレンフィルタ５３へ導かれて中和され、ドレン口５４より機外へ排水される。
【００１９】
この様にして、燃料と大気を吸入し、エンジン１０内部で燃焼させ、この燃焼により発生した駆動力をプーリ５５および５６と、Ｖベルト５７とで、圧縮機１１へ伝達して、空調運転を行っている。
【００２０】
そして、本発明によるＵの字型の断面を持つ、触媒の固定輪は、図３に示す様に、前記排気ガス熱交換器４７内の排気ガス入口側に設けられている。また、図４は、この固定輪６１を取り付けた触媒５９を示した図である。
【００２１】
図３は、排気ガス熱交換器４７を縦割りにした断面図で、まず、排気ガス熱交換器４７は、排気ガス熱交換器外胴５７（以下、外胴５７と言う）と、排気ガス熱交換器内胴５８（以下、内胴５８と言う）とからなる二重構造をした縦型の円筒形となっており、その底面には、冷却水入口６２が設けられ、天面には冷却水出口６３が設けられて、外胴５７と、内胴５８との間を冷却水が流通して、この排気ガス熱交換器４７を冷却し、内胴５８の上部側面からは、外胴５７を貫通して排気ガス入口６４が設けられ、内胴５８の前記排気ガス入口６４が設けられている曲面と対向する曲面の下部側面には、前記排気ガスの排気ガス出口６５が、外胴５７を貫通して設けられている。
【００２２】
また、本空気調和装置が停止し、前記排気ガス熱交換器４７内に残留した排気ガスが冷却されて結露した場合のドレンを流出させるためのドレン流出口６７が、内胴５８の底面より、外胴５７を貫通して設けられおり、このドレン流出口６７から流出したドレン水は、図示はしていないが、図２に示すドレンフィルタ５３へ導かれる様になっている。
【００２３】
そして、内胴５８内の上部で、排気ガスの入口側には、円筒形状をした触媒５９が、その胴部の上下側面に、本発明による断面をＵの字型とした固定輪６１を固定されて、取り付けられており、その触媒の下部には、熱交換器６０が設けられ、エンジン１０からの排気ガスが、この排気ガス熱交換器４７を通過することにより、触媒５９で浄化され、熱交換器６０で熱回収されて、排気温度を低下させて排出される様になっている。
【００２４】
ここで、エンジン１０で燃焼され、排出された排気ガスの温度は、約６００℃に達し、触媒５９を通過して、その下方に配設された熱交換器６０で約２００℃程度まで熱回収が行われて、排気ガス出口６５より第１排気管４８へと流出して行くため、触媒５９は、法線方向へ膨張する。しかし、この排気ガス温度に対し、外胴５７と内胴５８の間を流通している冷却水の温度は、約８０℃であるため、前記膨張する触媒５９を固定している内胴５８は、それほど膨張しない。
【００２５】
このため、この触媒５９を固定する固定輪６１は、このひずみを吸収しながら、内胴５８へ固定する必要があることから、その断面をＵの字型として、その曲部に弾力性を持たせて触媒５９の法線方向の伸縮を吸収させ、内胴５８との温度差による触媒５９の膨張のひずみを吸収し、前記内胴５８への固定を可能としたものである。
【００２６】
また、図４に示す様に、この固定輪の外周上には、本空気調和装置が停止して、この排気ガス熱交換器４７内に残留した排気ガスが結露した場合、これを流通させるためのドレン溝６６が設けられている。
【００２７】
【発明の効果】
以上の説明より、本発明による空気調和装置は、大気を吸入して、ガス等の燃料を燃焼させ、この燃焼ガスを内部に触媒と熱交換器が設けられた排気ガス熱交換器を経由して排出するエンジンと、このエンジンの駆動力により駆動される圧縮機とを内蔵して運転する室外ユニットを有する空気調和装置において、前記排気ガス熱交換器内は外胴と内胴からなる二重構造をした縦型の円筒形であって、その内胴の上部で排気ガスの入口側には円筒形の触媒が、その触媒の下方には前記熱交換器が配置され、前記内胴と外胴の間を冷却水が流れるようになっており、前記円筒形の触媒の上下に取り付けられ内胴に装着される固定具は、その断面を湾曲したＵ形状とし、この断面の曲部で熱膨張の伸縮を吸収可能とした固定輪である、しかもこの固定輪の外周上に、結露した排気ガスのドレンを流通させる切り欠きを設けたことを特徴とする。従って、Ｕの字型の断面を持つ固定輪により、排気ガスの浄化を行う触媒を排気ガス熱交換器内へ固定することにより、前記排気ガス熱交換器内を流通する高温の排気ガスにより膨張した触媒のひずみを吸収して固定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】室外ユニットと複数台の室内ユニットとを同一の冷媒回路で接続して構成した空気調和装置の概略図である。
【図２】本空気調和装置に搭載されているエンジンの吸気から排気までの概略を示した図である。
【図３】排気ガス熱交換器４７を縦割りにして、その概略を示した断面図である。
【図４】本発明による固定輪６１を固定した触媒５９である。
【符号の説明】
１  室外ユニット
１０  エンジン
１１  圧縮機
４６  排気枝管
４７  排気ガス熱交換器
４８  第１排気管
４９  排気マフラ
５０  第２排気管
５１  排気口
５２  ドレン管
５３  ドレンフィルタ
５４  ドレン口
５７  排気ガス熱交換器外胴
５８  排気ガス熱交換器内胴
５９  触媒
６０  熱交換器
６１  固定輪
６２  冷却水入口
６３  冷却水出口
６４  排気ガス入口
６５  排気ガス出口
６６  ドレン溝
６７  ドレン流出口
【図１】
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【図２】
0004010807.tif 000003
【図３】
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【図４】
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