(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排ガスから生成されるドレン水を導入部から導いて中和し、排出部から排出する中和器において、
上記導入部から上記排出部へ向かって順次減圧される、中和剤を配設した複数の圧力室を備え、上記複数の圧力室は、上方から下方へ延在されて先端に開口を備えた上側隔壁と、下方から上方へ延在されて先端に開口を備えた下側隔壁とが、導入部と排出部との間に交互に配置されて構成され、上記上側隔壁の開口上縁と上記下側隔壁の開口下縁との間の高さの差を導入部から排出部へいくほど小さくして排ガスの減圧量を徐々に低減したことを特徴とする中和器。
【請求項２】
上記下側隔壁の高さを挿入部から排出部へいくほど低くしたことを特徴とする請求項１に記載の中和器。
【請求項３】
室外機に設置された圧縮機がエンジンにより駆動され、このエンジンの排ガスから生成されるドレン水を中和器が中和して排出する空気調和装置において、
上記中和器は、ドレン水を導く導入部からドレン水を配置する排出部へ向かって順次減圧される、中和剤を配設した複数の圧力室を備え、上記複数の圧力室は、上方から下方へ延在されて先端に開口を備えた上側隔壁と、下方から上方へ延在されて先端に開口を備えた下側隔壁とが、導入部と排出部との間に交互に配置されて構成され、上記上側隔壁の開口上縁と上記下側隔壁の開口下縁との間の高さの差を導入部から排出部へいくほど小さくして排ガスの減圧量を徐々に低減したことを特徴とする空気調和装置。
【請求項４】
上記下側隔壁の高さを挿入部から排出部へいくほど低くしたことを特徴とする請求項３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】
本発明は、エンジンの排ガスから生成されるドレン水を中和する中和器、及び圧縮機がエンジンにより駆動されると共に上記中和器を備えた空気調和装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
空気調和装置には、圧縮機がガスエンジンにより駆動されるガスヒートポンプ式空気調和装置が知られている。このような空気調和装置では、ガスエンジンからの排ガスは、排ガス熱交換器にて熱交換されて冷却され、さらにマフラにより消音されて排気トップから排出される。
【０００３】
上記排ガス中の水分は、排ガス熱交換器内で凝縮されてミスト状になり、このミスト状の水分がマフラ内の消音板に衝突してドレン水となる。このドレン水は、亜硝酸系で酸性であることから、中和器により中和されて排出される。図６に示すように、中和器１００の導入口１０１から内部に導入されたドレン水は、中和剤１０２により中和されて排出口１０３から大気中へ排出される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このとき、中和器本体１０４内へは導入口１０１からドレン水の他、排ガスも導入されるので、中和器本体１０４内の圧力Ｑ１によって、中和器本体１０４内におけるドレン水の液面１０５が低下する。中和器本体１０４内には、排出口１０３近傍にカバー１０６が配置されており、中和器本体１０４内の排ガスの圧力Ｑ１が、大気圧に連通する排出口１０３の圧力Ｑ２よりも、カバー１０６の下縁１０７に至る水頭圧Δｈを越える程度にまで上昇すると、中和器本体１０４内の排ガスは、カバー１０６の下縁１０７の下方から排出口１０３へ向かって流れ出し、中和器１００外へドレン水とともに排出される恐れがある。
【０００５】
本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、エンジンの排ガスがドレン水とともに排出されることを防止できる中和器及び空気調和装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、エンジンの排ガスから生成されるドレン水を導入部から導いて中和し、排出部から排出する中和器において、上記導入部から上記排出部へ向かって順次減圧される、中和剤を配設した複数の圧力室を備え、上記複数の圧力室は、上方から下方へ延在されて先端に開口を備えた上側隔壁と、下方から上方へ延在されて先端に開口を備えた下側隔壁とが、導入部と排出部との間に交互に配置されて構成され、上記上側隔壁の開口上縁と上記下側隔壁の開口下縁との間の高さの差を導入部から排出部へいくほど小さくして排ガスの減圧量を徐々に低減したことを特徴とするものである。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、上記下側隔壁の高さを挿入部から排出部へいくほど低くしたことを特徴とするものである。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、室外機に設置された圧縮機がエンジンにより駆動され、このエンジンの排ガスから生成されるドレン水を中和器が中和して排出する空気調和装置において、上記中和器は、ドレン水を導く導入部からドレン水を配置する排出部へ向かって順次減圧される、中和剤を配設した複数の圧力室を備え、上記複数の圧力室は、上方から下方へ延在されて先端に開口を備えた上側隔壁と、下方から上方へ延在されて先端に開口を備えた下側隔壁とが、導入部と排出部との間に交互に配置されて構成され、上記上側隔壁の開口上縁と上記下側隔壁の開口下縁との間の高さの差を導入部から排出部へいくほど小さくして排ガスの減圧量を徐々に低減したことを特徴とするものである。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、上記下側隔壁の高さを挿入部から排出部へいくほど低くしたことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項１乃至４に記載の発明には、次の作用がある。
【００１１】
中和器が、導入部から排出部へ向かって順次減圧される、中和剤を配設した複数の圧力室を備え、これら隣接する圧力室が連通可能に構成されたことから、導入部にドレン水とともに導かれる高圧のエンジンの排ガスは、複数の圧力室を経て順次減圧され、排出部に至ることがないので、中和器外へ排出されることを防止できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき説明する。
【００１３】
図１は、本発明に係る空気調和装置の一実施の形態が適用された標準仕様の空気調和装置における冷媒回路を示す回路図である。
【００１４】
この図１に示すように、冷凍装置としてのヒートポンプ式空気調和装置１０は、室外機１１、複数台（例えば２台）の室内機１２Ａ、１２Ｂ及び制御装置１３を有してなり、室外機１１の室外冷媒配管１４と室内機１２Ａ、１２Ｂの各室内冷媒配管１５Ａ、１５Ｂとが連結されている。
【００１５】
室外機１１は室外に設置され、室外冷媒配管１４には圧縮機１６が配設されるとともに、この圧縮機１６の吸込側にアキュムレータ１７が、吐出側に四方弁１８がそれぞれ配設され、この四方弁１８側に室外熱交換器１９、室外膨張弁２４、ドライコア２５が順次配設されて構成される。室外熱交換器１９には、この室外熱交換器１９へ向かって送風する室外ファン２０が隣接して配置されている。また、圧縮機１６は、フレキシブルカップリング２７等を介してガスエンジン３０に連結され、このガスエンジン３０により駆動される。更に、室外膨張弁２４をバイパスしてバイパス管２６が配設されている。
【００１６】
一方、室内機１２Ａ、１２Ｂはそれぞれ室内に設置され、それぞれ、室内冷媒配管１５Ａ、１５Ｂに室内熱交換器２１Ａ、２１Ｂが配設されるとともに、室内冷媒配管１５Ａ、１５Ｂのそれぞれにおいて室内熱交換器２１Ａ、２１Ｂの近傍に室内膨張弁２２Ａ、２２Ｂが配設されて構成される。上記室内熱交換器２１Ａ、２１Ｂには、これらの室内熱交換器２１Ａ、２１Ｂへ送風する室内ファン２３Ａ、２３Ｂが隣接して配置されている。
【００１７】
尚、図１中の符号２８はストレーナを示す。また、符号２９は、圧縮機１６の吐出側の冷媒圧力を圧縮機１６の吸込側へ逃すバイパス弁である。
【００１８】
また、上記制御装置１３は室外機１１に設置され、室外機１１及び室内機１２Ａ、１２Ｂの運転を制御する。具体的には、制御装置１３は、室外機１１におけるガスエンジン３０（即ち圧縮機１６）、四方弁１８、室外ファン２０及び室外膨張弁２４、バイパス弁２９、並びに室内機１２Ａ、１２Ｂにおける室内膨張弁２２Ａ、２２Ｂ、及び室内ファン２３Ａ、２３Ｂをそれぞれ制御する。更に、制御装置１３は、後述するエンジン冷却装置４１の循環ポンプ４７を制御する。
【００１９】
制御装置１３により四方弁１８が切り替えられることにより、ヒートポンプ式空気調和装置１０が冷房運転又は暖房運転に設定される。つまり、制御装置１３が四方弁１８を冷房側に切り換えたときには、冷媒が実線矢印の如く流れ、室外熱交換器１９が凝縮器に、室内熱交換器２１Ａ、２１Ｂが蒸発器になって冷房運転状態となり、各室内熱交換器２１Ａ、２１Ｂが室内を冷房する。また、制御装置１３が四方弁１８を暖房側に切り換えたときには、冷媒が破線矢印の如く流れ、室内熱交換器２１Ａ、２１Ｂが凝縮器に、室外熱交換器１９が蒸発器になって暖房運転状態となり、各室内熱交換器２１Ａ、２１Ｂが室内を暖房する。
【００２０】
また、制御装置１３は、冷房運転時には、室内膨張弁２２Ａ、２２Ｂのそれぞれの弁開度を空調負荷に応じて制御する。暖房運転時には、制御装置１３は、室外膨張弁２４及び室内膨張弁２２Ａ、２２Ｂのそれぞれの弁開度を空調負荷に応じて制御する。
【００２１】
一方、圧縮機１６を駆動するガスエンジン３０の燃焼室（不図示）には、エンジン燃料供給装置３１から混合気が供給される。このエンジン燃料供給装置３１は、燃料供給配管３２に、２個の燃料遮断弁３３、ゼロガバナ３４、燃料調整弁３５及びアクチュエータ３６が順次配設され、この燃料供給配管３２のアクチュエータ３６側端部がガスエンジン３０の上記燃焼室に接続されて構成される。
【００２２】
燃料遮断弁３３は、直列に２個配設されて２閉鎖型の燃料遮断弁機構を構成し、２個の燃料遮断弁３３が連動して全閉または全開し、燃料ガスの漏れのない遮断と連通とを択一に実施する。
【００２３】
ゼロガバナ３４は、燃料供給配管３２内における当該ゼロガバナ３４の前後の１次側燃料ガス圧力（一次圧ａ）と２次側燃料ガス圧力（二次圧ｂ）とのうち、一次圧ａの変動によっても二次圧ｂを一定の所定圧に調整して、ガスエンジン３０の運転を安定化させる。
【００２４】
燃料調整弁３５は、アクチュエータ３６の上流側から空気が導入されることで生成される混合気の空燃比を最適に調整するものである。また、アクチュエータ３６は、ガスエンジン３０の燃焼室へ供給される混合気の供給量を調整して、ガスエンジン３０の回転数を制御する。
【００２５】
ガスエンジン３０には、エンジンオイル供給装置３７が接続されている。このエンジンオイル供給装置３７は、オイル供給配管３８にオイル遮断弁３９及びオイル供給ポンプ４０等が配設されたものであり、ガスエンジン３０へエンジンオイルを適宜供給する。
【００２６】
前記制御装置１３によるガスエンジン３０の制御は、具体的には、エンジン燃料供給装置３１の燃料遮断弁３３、ゼロガバナ３４、燃料調整弁３５及びアクチュエータ３６、並びにエンジンオイル供給装置３７のオイル遮断弁３９及びオイル供給ポンプ４０を制御装置１３が制御することによってなされる。
【００２７】
さて、上記ガスエンジン３０は、エンジン冷却装置４１内を循環するエンジン冷却水により冷却される。このエンジン冷却装置４１は、図１及び図２に示すように、一端がガスエンジン３０に付設された排ガス熱交換器４８を介してガスエンジン３０に接続されると共に、他端がガスエンジン３０に直接接続された略閉ループ形状の冷却水配管４２にワックス三方弁４３、ラジエータ４６及び循環ポンプ４７が順次配設されて構成される。
【００２８】
上記循環ポンプ４７は、稼働時にエンジン冷却水を昇圧して、このエンジン冷却水を冷却水配管４２内で循環させる。
【００２９】
上記ワックス三方弁４３は、ガスエンジン３０を速やかに暖機させるためのものである。このワックス三方弁４３は、入口４３Ａが、冷却水配管４２におけるガスエンジン３０に、低温側出口４３Ｂが冷却水配管４２における循環ポンプ４７の吸込側に、高温側出口４３Ｃが冷却水配管４２におけるラジエータ４６側にそれぞれ接続される。
【００３０】
エンジン冷却水は、循環ポンプ４７の吐出側から約４０℃でガスエンジン３０の排ガス熱交換器４８へ流入し、ガスエンジン３０の排熱（排気ガスの熱）を回収した後にガスエンジン３０内を流れてこのガスエンジン３０を冷却し、約８０℃に加熱される。ガスエンジン３０からワックス三方弁４３に流入したエンジン冷却水は、低温（例えば８０℃以下）のときには低温側出口４３Ｂから循環ポンプ４７に戻されてガスエンジン３０を速やかに暖機し、高温（例えば８０℃以上）のときには高温側出口４３Ｃからラジエータ４６へ流れる。
【００３１】
このラジエータ４６は、エンジン冷却水を放熱して、このエンジン冷却水を約４０℃に冷却するものである。このラジエータ４６にて冷却されたエンジン冷却水は、循環ポンプ４７の吸込側を経てガスエンジン３０の排ガス熱交換器４８へ戻され、ガスエンジン３０を冷却する。また、このラジエータ４６は、空気調和装置１０の室外熱交換器１９に隣接配置される。
【００３２】
空気調和装置１０の冷房または暖房運転時に、エンジン冷却装置４１の循環ポンプ４７が稼働されてエンジン冷却水が循環し、このエンジン冷却水がガスエンジン３０を冷却する。ガスエンジン３０を冷却したエンジン冷却水は、ラジエータ４６にて放熱されて冷却される。特に、空気調和装置１０の暖房運転時には、ラジエータ４６にて放熱された熱は、蒸発器として機能する室外熱交換器１９に取り込まれ、蒸発器の熱源として利用される。
【００３３】
ところで、ガスエンジン３０から排出される排ガスは排ガス熱交換器４８内で冷却され、その水分が凝縮されてリスト状になり、マフラ４９内に至る。排ガスは、マフラ４９内で消音板（不図示）に衝突して消音されると共に、ミスト状の水分が上記消音板に衝突してドレン水となる。マフラ４９を経て消音された排ガスは、排気トップ５０を経て大気中に放出される。また、マフラ４９内で生成されたドレン水は、亜硝酸系の酸性を呈するため、中和器５１に導入されて中和された後、排出される。
【００３４】
この中和器５１は、図３に示すように、中和器本体５６において、排ガスおよびドレン水を導く導入口５２から、ドレン水を排出する排出口５３に至る経路に、それぞれの圧力Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４が順次減圧される複数の圧力室５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃ、５４Ｄが形成されて構成される。これらの圧力室５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃ、５４Ｄは、中和器本体５６の天面５７から下方に延在し先端に開口５９を備えた上側隔壁６０と、中和器本体５６の底面５８から上方に延在し先端に開口６１を備えた下側隔壁６２とが、導入口５２と排出口５３との間に交互に配置され、上側隔壁６０の開口５９における上縁５９Ａを越えて中和器本体５６内にドレン水が貯溜されることにより、上側隔壁６０によって区画されて構成される。
【００３５】
隣接する圧力室５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃ、５４Ｄは、上側隔壁６０の開口５９によって連通可能とされる。また、圧力室５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃ，５４Ｄ内には、酸性のドレン水を中和する中和剤５５（例えば炭酸カルシウム）が充填されている。従って、マフラ４９から導入口５２に導入されたドレン水は、開口５９を通って各圧力室５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃ、５４Ｄを流れる間に中和剤により中和されて、排出口５３から外部（大気）へ排出される。
【００３６】
また、マフラ４９からドレン水と共に、ガスエンジン３０の排ガスが導入口５２に導入されたとき、この排ガスは各圧力室５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃ、５４Ｄ内で液面６７を低下させる。
【００３７】
このとき、排ガスは、導入口５２に連通する圧力室５４Ａ内では、圧力Ｐ１のまま減圧されることがないものの、液面６７を上側隔壁６０（圧力室５４Ａと圧力室５４Ｂとを隔てる上側隔壁６０）の開口５９における上縁５９Ａまで低下させ、圧力室５４Ｂ内に流入したとき、この圧力室５４Ｂ内で圧力Ｐ２に減圧される。この圧力Ｐ１と圧力Ｐ２との関係は、圧力室５４Ａと圧力室５４Ｂとを区画する上側隔壁６０の開口５９における上縁５９Ａと、圧力室５４Ｂ内の下側隔壁６２における開口６１の下縁６１Ａとの距離に相当する水頭圧をΔＨ１とすると、
Ｐ１＝Ｐ２＋ΔＨ１
に規定される。
【００３８】
また、圧力室５４Ｂ内で圧力Ｐ２に減圧された排ガスは、液面６７を上側隔壁６０（圧力室５４Ｂと圧力室５４Ｃとを隔てる上側隔壁６０）の開口５９における上縁５９Ａまで低下させ、圧力室５４Ｃ内に流入したとき、この圧力室５４Ｃ内で圧力Ｐ３に減圧される。この圧力Ｐ２と圧力Ｐ３との関係は、圧力室５４Ｂと圧力室５４Ｃとを区画する上側隔壁６０の開口５９における上縁５９Ａと、圧力室５４Ｃ内の下側隔壁６２における開口６１の下縁６１Ａとの距離に相当する水頭圧をΔＨ２とすると、
Ｐ２＝Ｐ３＋ΔＨ２
に規定される。
【００３９】
更に、圧力室５４Ｃ内で圧力Ｐ３に減圧された排ガスは、液面６７を上側隔壁６０（圧力室５４Ｃと圧力室５４Ｄとを隔てる上側隔壁６０）の開口５９における上縁５９Ａまで低下させて圧力室５４Ｄ内に流入したとき、この圧力室５４Ｂ内で圧力Ｐ４に減圧される。この圧力Ｐ３と圧力Ｐ４との関係は、圧力室５４Ｃと圧力室５４Ｄとを区画する上側隔壁６０の開口５９における上縁５９Ａと排出口５３の下縁５３Ａとの距離に相当する水頭圧をΔＨ３とすると、
Ｐ３＝Ｐ４＋ΔＨ３
に規定される。
【００４０】
従って、
Ｐ１＝Ｐ４＋（ΔＨ１＋ΔＨ２＋ΔＨ３）
となるので、導入口５２を経て圧力室５４Ａ内に導入される排ガスの圧力Ｐ１が、排出口５３を経て外気に連通される圧力室５４Ｄ（大気圧）よりも、上記水頭圧ΔＨ１、ΔＨ２、ΔＨ３の総和に相当する圧力以上でなければ、中和器５１内に導入された排ガスは、圧力室５４Ｃと圧力室５４Ｄとを区画する上側隔壁６０の開口５９における上縁５９Ａの下方から、圧力室５４Ｄ内へ流れ出ることが防止され、この結果、排出口５３から排出されることが防止される。
【００４１】
排気トップ５０は、具体的には、図４及び図５に示すように、中和器本体５６が、上部開口を備えたメイン容器６３と、このメイン容器６３の上部開口を閉塞する蓋６４とを有して構成される。メイン容器６３内は仕切板６５により、一部を除いて図４の左右方向に仕切られ、これら左側室と右側室のそれぞれに、上側隔壁６０と下側隔壁６２とが交互に配置され、左側室と右側室は、上述のごとく上側隔壁６０により複数の圧力室５４に区画される。
【００４２】
マフラ４９からのドレン水および排ガスは、メイン容器６３に形成された導入口５２を経て中和器本体５６内に導入され、右側室の複数の圧力室５４、左側室の複数の圧力室５４を矢印に示す如く流れ、ドレン水が排出口５３から排出される。排ガスは、上記複数の圧力室５４内を通る間に順次減圧されて、排出口５３から排出されることが防止される。
【００４３】
なお、図４０の符号６６は、メイン容器６３と蓋６４との間で上側隔壁６０を保持するためのスペースである。
【００４４】
以上のように構成されたことから、上記実施の形態によれば次の効果を奏する。
【００４５】
中和器５１が、導入口５２から排出口５３へ向かって順次減圧される、中和剤５５を充填した複数の圧力室５４、５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃ、５４Ｄを備え、これら隣接する圧力室が連通可能に構成されたことから、導入口５２にドレン水とともに導かれる高圧のガスエンジン３０の排ガスは、複数の圧力室５４、５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃ、５４Ｄを経て順次減圧され、排出口５３に至ることがないので、中和器５１外へ排出されることを防止できる。
【００４６】
以上、本発明を上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００４７】
【発明の効果】
請求項１及び２に記載の発明に係る中和器によれば、エンジンの排ガスがドレン水とともに排出されることを防止できる。
【００４８】
請求項３及び４に記載の発明に係る空気調和装置によれば、中和器からエンジンの排ガスがドレン水と共に排出されることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る空気調和装置の一実施の形態が適用された冷媒回路等を示す回路図である。
【図２】図１のエンジン周りを示す回路図である。
【図３】図１の中和器を示す縦断面図である。
【図４】図１の中和器を示す分解斜視図である。
【図５】図４の一部を切り欠いて示す斜視図である。
【図６】従来の中和器を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１０  空気調和装置
１１  室外機
１６  圧縮機
３０  ガスエンジン
５１  中和器
５２  導入口（導入部）
５３  排出口（排出部）
５４、５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃ、５４Ｄ  圧力室
５５  中和剤
５９  開口
６０  上側隔壁
６１  開口
６２  下側隔壁
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４  圧力
【図１】
0004166020.tif 000002
【図２】
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【図３】
0004166020.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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