CN1070428C - 油分离器及利用它的发动机驱动式空调装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及分离从发动机燃烧室泄漏到曲轴室的含在渗漏气体中油成分的油分离器及利用它的发动机驱动式空调装置。

Description

油分离器及利用它的发动机驱动式空调装置
本发明涉及分离从发动机燃烧室泄漏到曲轴室的含在渗漏气体中油成分的油分离器及及利用它的发动机驱动式空调装置。
一般称为泄漏气的燃烧气及未燃烧气通过汽缸和活塞的间隙，从发动机燃烧室泄漏到曲轴室，对于汽车及旋转驱动热泵式空调装置压缩机的发动机等，从改善能量效率及限制排气的观点出发作成如图5所示的结构，即将泄漏气体回流到吸气通路与混合气一起再次在燃烧室燃烧。
图5中500是发动机、501是燃烧室、502是曲轴室、503是摇杆室、504是活塞、505是连杆、506是曲轴、507是吸气阀、508是排气阀、509是摇杆臂。510是吸气通路，在这里燃气G和通过空气滤清器511而吸入的空气A混合后，用节流阀512调节吸入量再导入燃烧室501。
曲轴室502和摇杆室用图中未画出的连通孔连通，从燃烧室501漏入到曲轴室的泄漏气体，通过设置在与摇杆室503相接的回流通路513途中的油分离器514返回到吸气通路510中。油分离器514分离含在泄漏气中的油成分，通过油通路515使油返回曲轴室502。
与发动机分体形成的油分离器，已知的有如图6所示结构的油分离器。图中571是油分离器的主体，其内部装有电热式的加热器572、温度检测器573、吸附油雾并使之液状化的绵状纤维(图中未示出)。
而且，油分离器主体571上设置气体流入口574和气体排出口575，从泄漏气分离出的油的排出口576设置在底部。用热传导率低的绝热材料577包覆全体，用温度检测器573一边检测内部温度，一边向加热器572通电，使内部温度维持在设定的温度，使从泄漏气体分离出的油容易从排出口576排出。
可是，以往的油分离器的结构，由于是用电热式加热器将内部维持在设定温度的结构，所以存在部件数增加，组装时花费时间，成本高的问题和沾上雨水及冷却水有漏电的危险等的众多问题，因此为了这些问题成为本发明的课题。
根据本发明，提供一种油分离器，用于分离从发动机燃烧室泄漏到曲轴室的含在渗漏气体中的油成分，其特征在于，包括由外管和内管构成的、在外管和内管之间有所述发动机的冷却水流过的冷却水流路，和在所述内管的内侧的、其一端的流入口连通所述曲轴室，另一端的排出口连通所述燃烧密的渗漏气体流路，所述冷却水流路和所述渗漏气体流路相互以气密的独立的状态设置。
根据本发明，还提供一种油分离器，用于分离从发动机燃烧室泄漏到曲轴室的含在渗漏气体中的油成分，其特征在于，包括由排气热交换器与所述发动机的排出气体热交换的的冷却水流过的冷却水流路，和在所述内管的内侧、其一端的流入口连通所述曲轴室，另一端的排出口连接所述燃烧密的渗漏气体流路，所述冷却水流路和所述渗漏气体流路相互以气密的独立的状态设置。
根据本发明的另一方面，提供一种发动机枢动式空调装置，设有：发动机、用此发动机驱动而压缩致冷剂的压缩机、在所述发动机的排气气体和冷却水间进行热交换的排气热交换器、放出所述冷却水热的热交换器、闭合连接所述排气热交换器和所述发动机及所述热交换器的冷却水回路、分离从所述发动机的燃烧室泄漏到曲轴室的含在泄漏气中的油成分的油分离器，其特征在于，所述油分离器包括由外管和内管构成的、在外管和内管之间有所述发动机的冷却水流过的冷却水流路，和在所述内管的内侧的、其一端的流入口连通所述曲轴室，另一端的排出口连通所述燃烧室的渗漏气体流路，所述冷却水流路和所述渗漏气体流路相互以气密的独立的状态设置。
根据本发明的另一方面还提供一种发动机驱动式空调装置，设有发动机、用此发动机驱动而压缩致冷剂的压缩机、在所述发动机的排气气体和冷却水间进行热交换的排气热交换器、放出所述冷却水热的热交换器、闭合连接所述排气热交换器及所述发动机和所述热交换器的冷却水回路、分离从所述发动机的燃烧室泄漏到曲轴室的含在泄漏气体中的油成分的油分离器，其特征在于，所述油分离器包括由排气热交换器与所述发动机的排出气体热交换的的冷却水流过的冷却水流路，和在所述内管的内侧，其一端的流入口连通所述曲轴室，另一端的排出口连接所述燃烧室的渗漏气体流路，所述冷却水流路和所述渗漏气体流路相互以气密的独立的状态设置。
从发动机冷却水回路来的，例如温度上升到70-80℃的冷却水，由于流过油分离器的冷却水通路而加热，所述含在泄漏气体中的油维持在高温下，其粘性下降而容易地被排出。
另外，上述冷却水流路中还流过通过排气热交换器与排出气体进行热交换的冷却水。
图1发动机驱动式空调装置的构成图。
图2立式使用油分离器的说明图。
图3倾斜着使用油分离器的说明图。
图4横置使用油分离器的说明图。
图5现有技术的说明图。
图6现有技术的说明图。
图7表示室外单元和室内单元的安装状态(使用状态)的参考图。
图8室内单元的斜视图。
图9室内单元重要部件(省略图10的内部结构A-A)的断面图。
图10室内单元的正面图。
图11室内单元的平面图。
图12室内单元的后视图。
图13室内单元的底视图。
图14室内单元右侧视图。
图15室内单元的左侧视图
图16遥控器斜视图。
图17表示遥控器的传感部动作状态的斜视图。
图18表示打开遥控器门状态的斜视图。
图19表示遥控器的各部名称的参考图。
图20遥控器的正面图。
图21表示向遥控器通电状态的正面图。
图22遥控器的平面图。
图23遥控器的底视图。
图24遥控器的右侧视图。
图25遥控器的左侧视图。
图26遥控器的后视图。
图27遥控器的重要部件(省略图20内部结构A-A)断面图。
图28遥控器的重要部件(省略图20内部结构B-B)断面图。
图29表示打开无线遥控器门状态的正面图。
图30无线遥控器的正面图。
图31无线遥控器的左侧视图。
图32无线遥控器300的右侧视图。
图33无线遥控器300的平面图。
图34无线遥控器300的底视图。
图35无线遥控器300的后视图。
图36表示室外单元外观的斜视图。符号的说明
11压缩机
19热交换器
31发动机
33排气热交换器
401油分离器
403外管
405内管
407冷却水通路
409泄漏气体流路
以下根据附图说明本发明的实施方案。
图1是发动机驱动式空调装置的概要结构图，该图中用一点画线表示致冷剂回路、实线表示冷却水回路、二点画线表示泄漏气体回路。室内调节机是由室内单元1和室外单元3构成的，室内单元1侧设置着带有分流器5的室内热交换器7和风扇9等。另外，在室外单元3侧上，设置作为致冷剂回路构成要件的压缩机11、电磁式四通阀13、致冷剂热交换器15、带有分流器17的室外热交换器19、风扇21等，驱动作为冷却水回路构成要件设置的压缩机11的发动机31、排气热交换器33、热阀35、电动式三通阀37、电动式冷却水泵39等，作为泄漏气体回路构成要件是设置分离从发动机燃烧室泄漏到曲轴室的，含在渗漏气体中油成分的油分离器401。此外，用油分离器401分离的油返回到发动机31的曲轴室的油管路在图中省略。图中43是连接排气热交换器33的排气管、47是驱动风扇21的风扇电机、49是连接发动机31和压缩机11的柔性联轴节。
这些室内单元1和室外单元2的安装状态如图7所示，室外单元3(间略地表示)设置在房屋200的屋外，室内单元1设置在顶棚201上。室外单元3如图36所示上部具有热交换室271，下部具有机械室272。热交换室271内装配有室外热交换器、风扇、风扇电机等，通过驱动风扇使得从吸入口吸入的空气在室外热交换器中与致冷剂及冷却水进行热交换后，从吹出口274、275吹出。机械室272的内部配置有发动机、压缩机、电气部件等。276是将来自发动机的排出气体排向外部的排气管。室内单元1是由设置在顶棚内面202的主体203和安装在主体203的下部、并配置在顶棚201上的装饰板204构成。205是垂吊到顶棚内面202的垂吊螺栓，插入到安装在主体侧面的固定件206的孔207中(参照图8)，其顶端拧上螺母208。用这样方法将主体203设置在顶棚内面。
209是控制此发动机驱动式的空调装置运行的远距离的控制器(以下间称遥控器)安装在室内的壁面上。而且来自遥控器209的信号线210是埋入壁261中并与室内单元1的主体203相连的。另外，在图7中为了简化说明，只是表示了一个室内单元，但实际上室内单元1是根据室内的大小和/或室内的空调负荷可以配置多个，这些多个室内单元1和室外单元3是用致冷剂配管连接的。
图8～图15是此室内单元1的说明图、图8是室内单元1的斜视图、图9是室内单元1的重要部分的(省略后述图10的内部结构A-A)的断面图、图10是室内单元的正面图、图11是室内单元1的平面图、图12是室内单元1的后视图、图13是室内单元的底视图、图14是室内单元右侧视图、图15是室内单元1的左侧视图。在这些图中，211是设置在装饰板204四边的吹出口，在这些吹出口211上安装着改变风向板225。这些改变风向板是以支点为中心可自由旋转地支持着。212是安装在装饰盘204上的吸入盘，形成吸入格栅213。214是配置在装饰盘204的通风路(一次侧通风路)215上的空气过滤器。215是室内送风机，是由离心型风扇216和驱动此风扇的电机217构成的。此驱动电机217安装在主体203的内侧顶面231上。此外热交换器37是围绕室内送风机配置着。218是设置在203侧面的配管取出孔，从室内热交换器37引出后，配置与室外单元3相连的致冷剂管101(图8省略、参照图2)。
通过此室内送风机215的运转，室内的空气按照图9的实线箭头方向流动。即室内空气从吸入格栅213流入室内单元1，该室内空气用空气滤清器214过滤后除去尘埃。除去尘埃的室内空气用室内热交换器37加温(取暖时)或冷却(致冷时)，而后通过二次侧通风路219，从装饰盘204的四个吹出口211排出。
图16～图28是上述遥控器209的说明图，图16是遥控器209的斜视图、图17表示使遥控器209的传感部(后述)动作状态的斜视图、图18是表示打开遥控器209门(后述)状态的斜视图、图19是表示遥控器209的各部名称参考图、图20是遥控器209的正面图、图21表示向遥控器209通电状态的正面图、图22是遥控器209的平面图、图23是遥控器209的底视图、图24是遥控器209的右侧视图、图25是遥控器209的左侧视图、图26是遥控器209的后视图、图27是遥控器209的重要部件(省略图20内部结构A-A)的断面图、图28是遥控器209的重要部件(省略图20内部结构B-B)的断面图。
这些图中，遥控器209是由其主体220和可自由旋转地支持在主体220上的门221构成的。222是配置在此遥控器209中央上的液晶显示部、223是配置在此液晶显示部222左右的开关部，配置有图中未表示的多个开关(例如改变风向板225方向的开关、设定时间的开关、运转切换(致冷或取暖)开关、温度设定开关、室内送风机的风速设定开关、用定时器运转的开关)。226是配置在液晶显示部222下方的运转开关、227是运转指示灯，运转开关226接通，即此发动机驱动式的空调装置运转时亮灯，运转停止时灯灭。228是旋转温度传感器，此传感器部通过图中没有表示的支持机构使此传感部旋转时，则成为如图17所示的传感部228从主体220露出的状态。此传感部不旋转时，则成为如图17所示传感部228不从主体220露出的状态。此传感部228中装有用于检测室内温度的传感器(图中未表示出)，与此相同，传感器也内装在室内单元1中(参照图9，但是传感器未在图中表示)。
而且，如图17所示，当传感部228从遥控器209的主体220露出的状态时，则停止用室内单元1的传感器检测室内温度，控制用遥控器209的主体220的传感部228检测室内温度。
另一方面，如图16所示，当传感部228从遥控器209的主体220露出的状态时，则停止用传感器209的主体220的传感部228检测室内温度，控制用室内单元1的传感器检测室内温度。
上述门221是通过右侧的上下合页229可自由旋转地支持在主体220右侧的上下边缘部。250是设置在此门221中央的开口，当门221处于关闭状态时，则如图20所示，只有液晶显示部和运转开关226和运转灯面对此开口250，配置在液晶显示部222左右的多个开关处于隐蔽，为不能操作的状态。这是为了使经常使用的运转开关226以及表示其动作的运转灯227和液晶表示部222使操作者能常看到，而不经常使用的大多数开关，只有在打开门时才能进行操作的缘故。230是设置在门221的右侧上缘部的突缘，操作门221时，手动此突缘就可以容易地操作。
这样，向关闭门221状态的遥控器209通电时，则在图21表示的液晶表示部222上进行各种显示。
图26中，260是设置在主体220的背面262的安装孔，在壁261(参照图7)内设定的固定部(图中未表示)上，用螺钉固定此主体220时，可插入螺钉固定。
上述遥控器209用信号线210(参照图7)与室内单元相连，其它的结构形式可以使用称为“无线式遥控器”(以下称为无线遥控器)，室内单元接受来自无线遥控器发出的信号后，也可以控制此发动机驱动式的空调装置的运转。此时装饰盘204上就必需设置接收部232(参照图8的点画线)。
图29～35是无线遥控器300的说明图，图29是表示打开无线遥控器门状态的正面图、图30是关闭门状态的正面图、图31是左侧视图、图32是右侧视图、图33是平面图、图34是底视图、图35是后视图。
在这些图中，无线遥控器300是由主体301和支持在此主体301上并且可自由旋转的门302构成的。303是配置在无线遥控器300上部的液晶显示部、304是配置在此液晶显示部303右侧的第1开关部，配置着运转/停止按钮305和设定温度的上升按钮306和下降按钮307。
350是发射部，将通过无线遥控器300的各种开关操作信号发送到装饰盘204的接收部232(参照图8的点画线)。
上述门302是通过右侧的上下合页(图中未表示)可自由旋转地支持在主体301的右侧的上下边缘部，打开门302时，成为图30的状态。即308是用门302盖住的第2开关部，此第2开关部308中配置着不经常使用的多个开关(具体的有改变风向板225的方向设定开关、运转(致冷或取暖)切换开关、温度设定开关、室内送风机的风速设定开关、用定时器的运转开关)。309是旋转式的开关，通过旋转开关309可以进行用定时器运转时间的设定以及时间的设定。
以下，根据图1说明暖房运转时致冷剂及冷却水的流向。
从致冷剂配管71流入室外单元3侧的液体致冷剂经过分流器17、室外热交换器19、致冷剂配管75、四通阀13、致冷剂配管77流入致冷剂热交换器15，通过两热交换器19、15期间被加热。此外，在致冷剂热交换器15中采用冷却水通过致冷剂配管的周围的双层管式，而室外热交换器19是采用致冷剂配管和冷却水配管通过散热片式相接的散热片形式。用两热交换器19、15加热了的气体致冷剂经过致冷剂配管78流入压缩机11，在此通过压缩机进一步被加热。从压缩机11出来的高温的气体致冷剂经过致冷剂配管79、四通阀13、致冷剂配管81流入室内单元1侧的室内热交换器7，通过风扇9向送入室内气体中放出热能后，取暖后，成为液体致冷剂，从致冷剂配管71再次流入室外单元3侧。
从冷却水泵39排出的冷却水，经过冷却水配管85流入排气热交换器33中，用排气加热后流入发动机31中。进行发动机31冷却后，成为高温的冷却水，经过冷却水配管87、热阀35、冷却水配管89流入室外热交换器19，放出热能。在室外热交换器19放出的热能的冷却水经过冷却水配管91、电动三通阀37、冷却水配管93再次循环至冷却水泵39中。
此时，切换电动三通阀37时，冷却水经过冷却水配管95流入致冷剂热交换器15，在这里与致冷剂进行热交换后，经过冷却水配管97、冷却水配管93循环流至冷却水泵39。
另外，发动机31出口的冷却水温达到下限设定值(例如60℃)时，冷却水不进入室外热交换器19侧，全量从热阀35经过旁通配管99循环流至冷却水泵39。而且，冷却水温在下限设定值和上限设定值间(例如70℃)时，冷却水同时流过旁通配管99和冷却水配管89，当冷却水温超过上限设定值时，全量流入冷却水配管89。
排气热交换器33的出口侧分支连接的的冷却水配管90出来的一部分冷却水，流入油分离器401，从油分离器401流出的冷却水经过冷却水配管96，在冷却水配管的87途中与从发动机31流出的冷却水合流。
另外，从发动机31的燃烧室泄漏到曲轴室的泄漏气体通过气体配管94流入油分离器401，这里被分离出油成分的气体经过气体配管92返回到发动机31的吸气回路。
图2表示油分离器401结构的断面图。油分离器401是由圆筒状的外管403和内管405构成，留出外管403的下端侧部分插入内管405，内管405的上下两端部分焊接在外管403的内面。而且外管403和内管405间形成冷却水通路407。
外管403的下部设有冷却水入口407A，上部设有冷却水出口407B。经过冷却水配管90，从冷却水入口7A流入的冷却水通过冷却水通路407从冷却水出口407B流到冷却水配管92。
外管403的下部开口端是用具有气体流入口409A的底板11封头，外管403的上部开口端是用具有气体排出口409B的顶板413封头。用此，形成泄漏气体经过气体配管94从下进入，从上排出的流路409。从排出口409A排出的泄漏气体通过气体配管92返回到发动机31的吸气通路。泄漏气体流路409中设置适宜的骨架并装上图中未表示的绵状纤维。底板411也可以通过与外管403焊接固定或者通过使用橡胶或皮革或者合成树脂等的适宜垫片用螺栓可拆卸地安装，来保证油不泄漏。另一方面，为了易于清扫内部，顶板413可以自由拆卸地安装在外管403上。
外管403的底部设有连通泄漏气体通路409的油排出口415，从油排出口415排出的油回到发动机的31的曲轴室。
此外，外管403和内管405的直径要选定使泄漏气体流路409宽、冷却水通路407狭窄的范围。
这样构成的油分离器401中，用排气热交换器33与发动机31的排出气体热交换后，例如上升到70-80℃程度的冷却水流入冷却水通路407后，加热泄漏气体通路409，所以吸附在泄漏气体流路409的绵状纤维上而液化的油，被维持在高温，其粘性下降容易从油排出口15排出。
上述的油分离器401除了图2那样立式设置外，也可以如图3及图4所示横置地设置使用。横置地使用时，如图3所示需要倾斜地设置。这样与水平横置设置相比，在泄漏气体流路409中，从泄漏气体中分离出的油易于流到油排出口侧415。
另外，如图4所示，通过将内管405倾斜设置成比气体排出口409B侧高的油分离器401A，这样即使水平设置401A时，在泄漏气体流路409分离的油也能容易地从油排出口415排出。
此外，本发明并不限于上述的实施方案，只要不超出权利要求所记载的范围也可以作各种的变化。例如油排出口415如虚线所示可以设置在底板411上。这样的结构时，也可以将内管405的下端延伸设置到外管403下端的位置。
如上所述，按照本发明，可以不用加热器加热油分离器，也不用绝热材料包覆，由于从发动机冷却水回路来的，升到70～80℃的冷却水流过油分离器的冷却水通路后，进行加热，所以泄漏流路上吸附在绵状纤维等上的并液化的油可以维持高温，其粘性下降，容易从油排出口排出。
因此，在得到减少部件个数、低成本化和提高生产率效果的同时，由于该部分不使用电气部件，所以即使遇到雨水和冷却水也不必耽心有漏电的危险。

Claims (4)

1．一种油分离器，用于分离从发动机燃烧室泄漏到曲轴室的含在渗漏气体中的油成分，其特征在于，包括由外管和内管构成的、在外管和内管之间有所述发动机的冷却水流过的冷却水流路，和在所述内管的内侧的、其一端的流入口连通所述曲轴室，另一端的排出口连通所述燃烧室的渗漏气体流路，所述冷却水流路和所述渗漏气体流路相互以气密的独立的状态设置。
2．一种油分离器，用于分离从发动机燃烧室泄漏到曲轴室的含在渗漏气体中的油成分，其特征在于，包括由排气热交换器与所述发动机的排出气体热交换的的冷却水流过的冷却水流路，和在所述内管的内侧、其一端的流入口连通所述曲轴室，另一端的排出口连接所述燃烧密的渗漏气体流路，所述冷却水流路和所述渗漏气体流路相互以气室的独立的状态设置。
3．一种发动机枢动式空调装置，设有：发动机、用此发动机驱动而压缩致冷剂的压缩机、在所述发动机的排气气体和冷却水间进行热交换的排气热交换器、放出所述冷却水热的热交换器、闭合连接所述排气热交换器和所述发动机及所述热交换器的冷却水回路、分离从所述发动机的燃烧室泄漏到曲轴室的含在泄漏气中的油成分的油分离器，其特征在于，所述油分离器包括由外管和内管构成的、在外管和内管之间有所述发动机的冷却水流过的冷却水流路，和在所述内管的内侧的、其一端的流入口连通所述曲轴室，另一端的排出口连通所述燃烧室的渗漏气体流路，所述冷却水流路和所述渗漏气体流路相互以气密的独立的状态设置。
4．一种发动机驱动式空调装置，设有发动机、用此发动机驱动而压缩致冷剂的压缩机、在所述发动机的排气气体和冷却水间进行热交换的排气热交换器、放出所述冷却水热的热交换器、闭合连接所述排气热交换器及所述发动机和所述热交换器的冷却水回路、分离从所述发动机的燃烧室泄漏到曲轴室的含在泄漏气体中的油成分的油分离器，其特征在于，所述油分离器包括由排气热交换器与所述发动机的排出气体热交换的的冷却水流过的冷却水流路，和在所述内管的内侧，其一端的流入口连通所述曲轴室，另一端的排出口连接所述燃烧室的渗漏气体流路，所述冷却水流路和所述渗漏气体流路相互以气密的独立的状态设置。
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