【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、定置型エンジンを用いる装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、施設や家屋の敷地に置かれたエンジンを用いた、コージェネレーションやガスエンジンヒートポンプが存在しており、これらにおいては、エンジンの排気ガスに含まれる気体分と液体分とを分離するために様々な工夫がみられる。
【０００３】
具体的には、エンジンの排気ガスが導入されるマフラー内に邪魔板を設けたり、あるいは、マフラーの内壁に排気ガスを直接衝突させたりして、排気ガス中の凝縮水を捕集していた。さらに他の態様としては、マフラーの上流に気液分離専用の膨張室を設け、排気ガスの流速を低下させて気体分と凝縮水とを分離させるものがあった（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−１３２４４１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、通常、上述した従来の装置においては、排気ガスを大気に放出するテールパイプが上向きに設置されており、マフラー内において邪魔板を設け或いは直接衝突させる態様では、特に外気温が低い冬季の運転時に捕集しきれなかった排気ガス中の凝縮水がテールパイプ端部より周囲に飛散する問題がった。そして、飛散する凝縮水は強酸性であるため、装置の外装板を腐食させる恐れがあった。また、マフラーの上流に気液分離専用の膨張室を設ける態様では、水分を確実に分離するために膨張室を複数設ける傾向があり構造が複雑化し、また、膨張室で水分を分離しきれなかった場合には、上記と同様に、テールパイプ端部からの飛散の問題も依然として生じうる。
【０００６】
従って、本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、マフラーとは別に膨張室を設けなくてもテールパイプからの凝縮水の飛散を確実に防止することができる定置型エンジンを用いる装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、本発明は、マフラーの下流に設けられたテールパイプが装置外装板を貫通して大気中に延出している、定置型エンジンを用いる装置において、前記テールパイプは下向きに開放されており、該テールパイプの開放部の下方には凝縮水受け部が配置されていることを特徴とする。
【０００８】
前記テールパイプが、前記外装板を排気方向上向きに貫通していると、既存のテールパイプレイアウトを用いた実施が容易に行えるため、好適である。また、前記凝縮水受け部が容器状に形成されており、該凝縮水受け部と前記テールパイプの開放部とは、該凝縮水受け部が該開放部を覆うように高さ方向にオーバーラップしていると、凝縮水をより確実に捕集できるため好適である。また、前記マフラーには、マフラーで生じた凝縮水を凝縮水処理部へ導く凝縮水通路が接続されており、前記凝縮水受け部には、該凝縮水通路へと連通する連通路が接続されているようにしてもよい。前記定置型エンジンを用いる装置はガスエンジンヒートポンプとして実施することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、ガスエンジンヒートポンプとして実施した場合の実施の形態について説明する。図１は、ガスエンジンヒートポンプの全体を模式的に示す図である。ガスエンジンヒートポンプ１は、所定の施設建造物や家屋の外の敷地に配置された定置型の室外装置３と、当該施設建造物や家屋の中に配置された室内装置５とを備えている。
【００１０】
室外装置３は、その装置外装板７の内部に、定置型となるガスエンジン９や冷凍回路１１の一部を収容する。ガスエンジン９には、燃料となるガスと空気との混合気が供給される吸気通路１３と、燃焼後の排気ガスを排出するための排気通路１５とが接続されている。排気通路１５の途中には、排気音を軽減するマフラー１７が設けられている。また、排気通路１５のうち、マフラー１７の下流に位置するテールパイプ１９は、外装板７を貫通して大気中に開放されている。
【００１１】
冷凍回路１１は、主に、圧縮機２１、室外熱交換器２３、室内熱交換器２５、図示しない膨張弁などを備えている。圧縮機２１の駆動軸は、ガスエンジン９の出力軸に接続されており、すなわち、圧縮機２１はガスエンジン９によって駆動される。室内装置５は、その装置外装板２７の内部に、冷凍回路１１の一構成要素である前述の室外熱交換器２３を収容する。
【００１２】
次に、図２をもとに、マフラー１７の周辺の構成について説明する。排気通路１５に設けられたマフラー１７の底部には、マフラー１７内にて凝縮した水分を図示しない既存の凝縮水処理フィルタへと導く凝縮水通路２９が接続されている。マフラー１７の下流に位置するテールパイプ１９は、パイプ径がほぼ一定となっており、排気方向を上向きとして外装板７を貫通する直線部３１と、その下流で大気中に位置し排気方向を上向きから下向きへと反転させる湾曲部３３とを備えている。本実施の形態では、テールパイプ１９の開放部３５は、湾曲部３３の末端に位置して下向きに開放している。このように本実施の形態では、テールパイプ１９における外装板７の貫通部は、従来、多用されているような排気方向上向きのレイアウトであるため、既存のテールパイプレイアウトをそのまま利用した実施が容易に行える。
【００１３】
テールパイプ１９の開放部３５の下方には、開放部３５と対向するように凝縮水を受けるための凝縮水受け部３７が配置されている。凝縮水受け部３７は、図３に示されるように、テールパイプ１９の径よりも大きい容器状の部材であって、平面がほぼ矩形の底壁と、その四辺からほぼ垂直に立ち上がる４つの側壁とから構成されている。凝縮水受け部３７の底壁には、図２及び図３に示されるように、連通路３９の一端が接続されている。連通路３９の他端は、前述した凝縮水通路２９に接続されている。
【００１４】
次に、このような構成を有するガスエンジンヒートポンプの動作について説明する。冷凍回路１１の圧縮機２１はガスエンジン９によって駆動されており、圧縮機２１からは高温高圧の冷媒が吐出する。かかる高温高圧冷媒は、室内装置５を暖房として機能させる場合、室外装置３から室内装置５へと流入し室内熱交換器２５に供給される。冷媒は室内熱交換器２５において室内に熱を放出し、冷媒温度は低下する。室内熱交換器２５から流出した冷媒は、さらに図示しない膨張弁や室外熱交換器２３を流通する間に、温度・圧力を低下させて、再び圧縮機２１に流入する。そして、圧縮機２１において再度、高温高圧となった冷媒は、室内熱交換器２５に送られ、このような冷媒の循環サイクルによって室内側が暖房される。
【００１５】
一方、圧縮機２１を駆動するガスエンジン９においては、吸気通路１３から供給された混合気が燃焼され、その排気ガスは、排気通路１５を通ってマフラー１７に送られる。マフラー１７内においては、排気ガスから凝縮水が発生することがあるが、かかる凝縮水は凝縮水通路２９を通って所定の処理フィルタへと導かれる。マフラー１７内の排気ガスは、さらに、テールパイプ１９を通って大気中に排出される。すなわち、マフラー１７から出た排気ガスは、直線部３１を上昇したのち、湾曲部３３にて流れ方向を反転された後、開放部３５から大気へ排出される。このとき、排気ガスが湾曲部３３を介して外気によって冷却され、それによって発生した凝縮水は、比重が大きいことから気体分と分離して、その自重により下方の凝縮水受け部３７に落下・捕集される。また、開放部３５から排出された排気ガスが大気によって冷却され、それによって発生した凝縮水も、同様に自重により下方の凝縮水受け部３７に落下・捕集される。一方、開放部３５から排出された排気ガスの気体分は、開放部３５及び凝縮水受け部３７との間で周囲に拡散する。従って、マフラー１７とは別個に膨張室を設けなくても、テールパイプ１９中にある排気ガス及び大気中に排出された排気ガスから生じる凝縮水を、周囲の外装板７に飛散させることなく捕集することができる。凝縮水受け部３７にて捕集された凝縮水は、連通路３９及び凝縮水通路２９を通って、マフラー１７内にて生じた凝縮水と共に所定の処理フィルタへと送られる。
【００１６】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく様々な改変を施して実施することができる。まず、テールパイプは外装板の天板から上向きに貫通し開放部に向けて約１８０度反転していることには限定されない。したがって、例えば、外装板の側面から横向きに貫通しその下流で湾曲（約９０度）して鉛直下向きに開放されていてもよい。
【００１７】
また、凝縮水受け部は、図３の形態に限定されず、テールパイプの径よりも大きな形状であれば他の形態でもよい。よって、例えば平面が三角形状や円形状など他の形態でもよい。さらに、凝縮水受け部とテールパイプの開放部との関係は、図４に示されるように、凝縮水受け部１３７が開放部３５を覆うように高さ方向にオーバーラップさせてもよく、その場合、より確実に凝縮水を捕集し周囲への飛散を防止することができる。
【００１８】
また、テールパイプの形態として、図５に示されるように、開放部３５の上流位置に水分が十分に除去された排気ガスの気体分を放出する専用の放出路４１を備えたテールパイプ１１９を用いてもよい。
【００１９】
また、凝縮水を排水する連通路は、凝縮水受け部の底部に接続していることには限定されず、凝縮水受け部の側壁に接続されていてもよい。さらに、凝縮水受け部に凝縮水を排水する手段を設けることに代えて、凝縮水受け部から溢れた凝縮水を所定の場所へ案内する案内手段を設けてもよく、さらに、凝縮水受け部の容積を十分に確保しておき、所定の間隔で凝縮水受け部に溜まった凝縮水を人手で移動させる態様でもよい。
【００２０】
また、本発明は、定置型エンジンを用いる装置として広く実施することができるものであり、ガスエンジンヒートポンプに限られることなく、エンジンとしてはガソリンエンジンやディーゼルエンジンなど他のエンジンでもよく、さらにエンジンの用途としては、発電などの他の駆動源や熱源として使用される態様でもよい。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の定置型エンジンを用いる装置によれば、マフラーとは別に膨張室を設けなくてもテールパイプからの凝縮水の飛散を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るガスエンジンヒートポンプの構成を模式的に示す図である。
【図２】本実施の形態のガスエンジンヒートポンプにおけるマフラー周辺構造を側方から示す図である。
【図３】本実施の形態のガスエンジンヒートポンプにおけるテールパイプ開放部及び凝縮水受け部の斜視図である。
【図４】本発明の別の実施の形態としてのテールパイプ開放部及び凝縮水受け部の関係を示す図である。
【図５】本発明の更に別の実施の形態としてのテールパイプ開放部及び凝縮水受け部を側方から示す図である。
【符号の説明】
１ ガスエンジンヒートポンプ、９ ガスエンジン、１７ マフラー、１９ テールパイプ、２９ 凝縮水通路、３５ テールパイプの開放部、３７ 凝縮水受け部、３９ 連通路。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an apparatus using a stationary engine.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, there have been cogeneration and gas engine heat pumps using an engine placed on the premises of a facility or a house, in which the gas and liquid components contained in the exhaust gas of the engine are separated. There are various ideas.
[0003]
Specifically, condensed water in the exhaust gas was collected by providing a baffle plate in the muffler into which the exhaust gas of the engine was introduced, or by directly colliding the exhaust gas with the inner wall of the muffler. . As still another aspect, there is an apparatus in which an expansion chamber dedicated to gas-liquid separation is provided upstream of a muffler to reduce the flow rate of exhaust gas to separate a gas component from condensed water (for example, see Patent Document 1). .
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2001-132441 A
[Problems to be solved by the invention]
However, usually, in the above-described conventional apparatus, a tail pipe that discharges exhaust gas to the atmosphere is installed upward, and in a mode in which a baffle is provided in the muffler or a direct collision occurs, particularly in winter when the outside air temperature is low in winter. There was a problem that condensed water in the exhaust gas that could not be collected during operation scattered from the tail pipe end to the surroundings. Since the condensed water that is scattered is strongly acidic, there is a possibility that the exterior plate of the apparatus may be corroded. Further, in the aspect in which the expansion chamber dedicated to gas-liquid separation is provided upstream of the muffler, there is a tendency that a plurality of expansion chambers are provided in order to surely separate the water, the structure becomes complicated, and the water cannot be completely separated in the expansion chamber. In this case, the problem of scattering from the end of the tail pipe may still occur as in the case described above.
[0006]
Therefore, the present invention has been made in view of such a problem, and a stationary engine that can surely prevent the condensed water from scattering from the tail pipe without providing an expansion chamber separately from the muffler. It is intended to provide a device to be used.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a device using a stationary engine, wherein a tail pipe provided downstream of a muffler extends through the device exterior plate into the atmosphere, wherein the tail pipe faces downward. The condensed water receiving portion is disposed below the open portion of the tail pipe.
[0008]
It is preferable that the tail pipe penetrates the exterior plate upward in the exhaust direction, because implementation using an existing tail pipe layout can be easily performed. Further, the condensed water receiving portion is formed in a container shape, and the condensed water receiving portion and the opening of the tail pipe overlap in the height direction so that the condensed water receiving portion covers the opening. This is preferable because condensed water can be collected more reliably. Further, a condensed water passage for guiding condensed water generated by the muffler to a condensed water treatment unit is connected to the muffler, and a communication passage communicating with the condensed water passage is connected to the condensed water passage. You may make it. The apparatus using the stationary engine can be implemented as a gas engine heat pump.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is implemented as a gas engine heat pump will be described. FIG. 1 is a diagram schematically showing the entire gas engine heat pump. The gas engine heat pump 1 includes a stationary outdoor device 3 disposed on a site outside a predetermined facility building or house, and an indoor device 5 disposed inside the facility building or house.
[0010]
The outdoor unit 3 houses a part of a stationary gas engine 9 and a part of a refrigeration circuit 11 inside the device exterior plate 7. The gas engine 9 is connected to an intake passage 13 to which a mixture of a gas serving as fuel and air is supplied and an exhaust passage 15 for discharging exhaust gas after combustion. A muffler 17 for reducing exhaust noise is provided in the exhaust passage 15. A tail pipe 19 located downstream of the muffler 17 in the exhaust passage 15 penetrates the exterior plate 7 and is open to the atmosphere.
[0011]
The refrigeration circuit 11 mainly includes a compressor 21, an outdoor heat exchanger 23, an indoor heat exchanger 25, an expansion valve (not shown), and the like. The drive shaft of the compressor 21 is connected to the output shaft of the gas engine 9, that is, the compressor 21 is driven by the gas engine 9. The indoor unit 5 accommodates the above-mentioned outdoor heat exchanger 23 which is a component of the refrigeration circuit 11 inside the apparatus exterior plate 27.
[0012]
Next, a configuration around the muffler 17 will be described with reference to FIG. The bottom of the muffler 17 provided in the exhaust passage 15 is connected to a condensed water passage 29 that guides water condensed in the muffler 17 to an existing condensed water treatment filter (not shown). The tail pipe 19 located downstream of the muffler 17 has a substantially constant pipe diameter, and has a straight portion 31 penetrating the exterior plate 7 with the exhaust direction facing upward, and a tail portion located in the atmosphere downstream and facing the exhaust direction upward. And a curved portion 33 that is turned downward from above. In the present embodiment, the open portion 35 of the tail pipe 19 is located at the end of the curved portion 33 and is open downward. As described above, in the present embodiment, the penetrating portion of the exterior plate 7 in the tail pipe 19 has an upward layout in the exhaust direction, which is often used in the related art, so that the existing tail pipe layout can be easily used as it is. Can be done.
[0013]
A condensed water receiving portion 37 for receiving condensed water is disposed below the open portion 35 of the tail pipe 19 so as to face the open portion 35. As shown in FIG. 3, the condensed water receiving portion 37 is a container-shaped member having a diameter larger than that of the tail pipe 19, and has a bottom wall having a substantially rectangular plane and four side walls rising substantially perpendicularly from four sides thereof. It is composed of As shown in FIGS. 2 and 3, one end of a communication path 39 is connected to the bottom wall of the condensed water receiving portion 37. The other end of the communication passage 39 is connected to the condensed water passage 29 described above.
[0014]
Next, the operation of the gas engine heat pump having such a configuration will be described. The compressor 21 of the refrigeration circuit 11 is driven by the gas engine 9, and a high-temperature and high-pressure refrigerant is discharged from the compressor 21. When making the indoor unit 5 function as heating, the high-temperature and high-pressure refrigerant flows from the outdoor unit 3 into the indoor unit 5 and is supplied to the indoor heat exchanger 25. The refrigerant releases heat into the room in the indoor heat exchanger 25, and the temperature of the refrigerant decreases. The refrigerant that has flowed out of the indoor heat exchanger 25 has its temperature and pressure reduced while flowing through an expansion valve and the outdoor heat exchanger 23 (not shown), and flows into the compressor 21 again. Then, the refrigerant which has become high temperature and high pressure again in the compressor 21 is sent to the indoor heat exchanger 25, and the indoor side is heated by such a refrigerant circulation cycle.
[0015]
On the other hand, in the gas engine 9 that drives the compressor 21, the air-fuel mixture supplied from the intake passage 13 is burned, and the exhaust gas is sent to the muffler 17 through the exhaust passage 15. In the muffler 17, condensed water may be generated from the exhaust gas, and the condensed water is guided to a predetermined processing filter through the condensed water passage 29. The exhaust gas in the muffler 17 is further discharged to the atmosphere through a tail pipe 19. That is, the exhaust gas that has flowed out of the muffler 17 rises in the straight portion 31, is reversed in the flow direction in the curved portion 33, and is then discharged from the open portion 35 to the atmosphere. At this time, the exhaust gas is cooled by the outside air via the curved portion 33, and the condensed water generated thereby is separated from the gas component due to its large specific gravity, and falls to the condensed water receiving portion 37 below by its own weight. Collected. Further, the exhaust gas discharged from the opening 35 is cooled by the atmosphere, and condensed water generated thereby is also dropped and collected in the condensed water receiving portion 37 below by its own weight. On the other hand, the gas component of the exhaust gas discharged from the open portion 35 diffuses between the open portion 35 and the condensed water receiving portion 37 to the surroundings. Therefore, even if the expansion chamber is not provided separately from the muffler 17, the condensed water generated from the exhaust gas in the tail pipe 19 and the exhaust gas discharged into the atmosphere is trapped without being scattered on the surrounding exterior plate 7. Can be gathered. The condensed water collected by the condensed water receiver 37 is sent to a predetermined processing filter together with the condensed water generated in the muffler 17 through the communication path 39 and the condensed water path 29.
[0016]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be implemented with various modifications. First, the tail pipe is not limited to the case where the tail pipe penetrates upward from the top plate of the exterior plate and is inverted by about 180 degrees toward the opening. Therefore, for example, it may penetrate laterally from the side surface of the exterior plate, bend (about 90 degrees) downstream thereof, and open vertically downward.
[0017]
Further, the condensed water receiving portion is not limited to the embodiment shown in FIG. Therefore, for example, the plane may have another form such as a triangle or a circle. Further, as shown in FIG. 4, the relationship between the condensed water receiving portion and the open portion of the tail pipe may be such that the condensed water receiving portion 137 is overlapped in the height direction so as to cover the open portion 35. In this case, the condensed water can be collected more reliably, and can be prevented from scattering around.
[0018]
As a form of the tail pipe, as shown in FIG. 5, a tail pipe 119 provided with a dedicated discharge path 41 for discharging a gas portion of exhaust gas from which moisture is sufficiently removed is provided upstream of the opening 35. May be used.
[0019]
In addition, the communication path for draining the condensed water is not limited to being connected to the bottom of the condensed water receiver, and may be connected to a side wall of the condensed water receiver. Further, instead of providing the means for draining the condensed water in the condensed water receiving portion, guide means for guiding the condensed water overflowing from the condensed water receiving portion to a predetermined place may be provided. In this case, the volume of the condensed water stored in the condensed water receiving portion may be manually moved at predetermined intervals.
[0020]
In addition, the present invention can be widely implemented as a device using a stationary engine, and is not limited to a gas engine heat pump, but may be another engine such as a gasoline engine or a diesel engine, and may be an engine. As an application, a mode used as another driving source such as power generation or a heat source may be used.
[0021]
【The invention's effect】
As described above, according to the apparatus using the stationary engine of the present invention, the scattering of condensed water from the tail pipe can be reliably prevented without providing an expansion chamber separately from the muffler.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of a gas engine heat pump according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side view showing a structure around a muffler in the gas engine heat pump according to the present embodiment.
FIG. 3 is a perspective view of a tail pipe opening portion and a condensed water receiving portion in the gas engine heat pump according to the present embodiment.
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a tail pipe opening portion and a condensed water receiving portion as another embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a view showing a tail pipe opening portion and a condensed water receiving portion as a still another embodiment of the present invention from the side.
[Explanation of symbols]
1. Gas engine heat pump, 9 gas engine, 17 muffler, 19 tail pipe, 29 condensed water passage, 35 tail pipe opening, 37 condensed water receiving part, 39 communication passage.
