JP2003230889A - 中和器及び空気調和装置 - Google Patents

中和器及び空気調和装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 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こと。 【解決手段】 エンジンの排ガスから生成されるドレン
水を導入口５２から導いて中和し、排出口５３から排出
する中和器５１において、導入口から排出口へ向かって
順次減圧される、中和剤５５を配設した複数の圧力室５
４Ａ、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ものである。

Description

【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１０
３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、これら隣接
する圧力室が連通可能に構成され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、
これら隣接する圧力室が連通可能に構成されたことを特
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、上記中和器の複数の圧力室は、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
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、２２
Ｂ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１
８、室外ファン２０及び室外膨張弁２４、バイパス弁２
９、並びに室内機１２Ａ、１２Ｂにおける室内膨張弁２
２Ａ、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２
１Ａ、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３
１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３
６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４
２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４
８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３
０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、５４
Ｂ、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５
３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４
９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、５
４Ｄ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ΔＨ
１、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６
３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、５４
Ａ、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
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ２５Ｂ 27/00 Ｆ２５Ｂ 27/00 Ａ (72)発明者 新井 浩士 栃木県足利市大月町１番地 三洋電機空調 株式会社内 (72)発明者 高松 正樹 栃木県足利市大月町１番地 三洋電機空調 株式会社内 (72)発明者 吉井 繁 栃木県足利市大月町１番地 三洋電機空調 株式会社内 Ｆターム(参考） 3G091 AA06 AA19 AB15 BA00 BA38 CA26 GB03Y

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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、これら隣接する
    圧力室が連通可能に構成されたことを特徴とする中和
    器。
  2. 【請求項２】 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たことを特
    徴とする請求項１に記載の中和器。
  3. 【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、これら隣接する圧力室が連通
    可能に構成されたことを特徴とする空気調和装置。
  4. 【請求項４】 上記中和器の複数の圧力室は、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
    たことを特徴とする請求項３に記載の空気調和装置。
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