JP2006275304A - エンジン駆動式ヒートポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】 フレキシブル管自身に加わる振動を低減し、かつフレキシブル管自身の共振を防止したフレキシブル管の配置を持つエンジン駆動式ヒートポンプを提供すること。
【解決手段】 エンジン３と、コンプレッサ５と、アキュームレータ６及びオイルセパレータ７と、該コンプレッサ５と該アキュームレータ６或いはオイルセパレータ７間に配置された第１フレキシブル管８１、８２及び第２フレキシブル管９１、９２とから構成されるエンジン駆動式ヒートポンプにおいて、第１フレキシブル管８１、８２の一端側の配管は、コンプレッサ５に連結され、第１フレキシブル管の他端側の配管はエンジンブラケット４に支持され、第２フレキシブル管９１、９２の一端側の配管は、アキュームレータ６或いはオイルセパレータ７と連結され、第２フレキシブル管の他端側の配管はエンジンブラケット４に支持されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、エンジン駆動式ヒートポンプにおいて、冷媒配管の振動を抑制するフレキシブル管の配置を持つエンジン駆動式ヒートポンプに関する。

特許文献１には、冷媒配管に第１フレキシブル管及び第２フレキシブル管を使用し、コンプレッサからの振動を低減するエンジン駆動熱ポンプ装置が提案されている。具体的には、冷媒配管の固定方法において、冷媒配管の一端をコンプレッサ、他端を本体に固定したものである。

特許文献２には、フレキシブル管のレイアウトを工夫したエンジンヒートポンプが提案されている。具体的には、フレキシブル管をエンジンの重心位置に対して前後に振り分けて、Ｕターン状に曲折させた構成となっている。
特許第２７８８６５０号公報 特開２００４−９３１２８号公報

従来技術においては、フレキシブル管で振動吸収し、フレキシブル管以降の配管に振動を伝えない方法でフレキシブル管のレイアウトをしてきた。エンジンヒートポンプで発生する振動は、以下の３つの振動の合成されたものである。それは、エンジンの振動、コンプレッサの振動及び冷媒の配管内部での圧力脈動である。しかしながらこの合成された振動を吸収するには、フレキシブル管の長さが長くなること、また第１フレキシブル管及び第２フレキシブル管の間の配管が、上記振動により共振するためフレキシブル管の寿命が著しく短くなることという問題が発生している。

従来の特許文献１記載のエンジン駆動熱ポンプ装置においては、第１フレキシブル管と第２フレキシブル管との間には固定がなく、その部位でフレキシブル管の共振が発生するという問題点があった。また特許文献２記載のエンジンヒートポンプにおいては、フレキシブル管自身の共振を抑えるすべがないものであった。

さらに近年、空調業界において、冷媒の高密度化が進んでいる。この高密度化された冷媒を用いることで、冷媒配管内部の冷媒圧力は、約１．５倍程高くなる。これに伴い、冷媒配管自体の耐圧強度の向上が必要となる。この冷媒配管自身の耐圧強度を向上させることによって、反面冷媒配管の振動吸収性は低下する。そのため、エンジン振動及びコンプレッサ振動を吸収するフレキシブル管の信頼性確保が困難となってきている。

本発明の目的は、上記課題を解決するために、フレキシブル管自身に加わる振動を低減し、かつフレキシブル管自身の共振を防止したフレキシブル管の配置を持つエンジン駆動式ヒートポンプを提供することである。

課題を解決するための手段及び発明の効果

そこで、本発明者はこの課題を解決すべく鋭意研究し、試行錯誤を重ねた結果、フレキシブル管の配置を機能毎に分解することにより、フレキシブル管自身に加わる振動を低減し、かつ第１フレキシブル管と第２フレキシブル管との間を固定することにより、フレキシブル管自身の共振を防止することができることを思いつき、本発明を完成するに至った。

本発明のエンジン駆動式ヒートポンプは、フレームにエンジンマウントを介して弾性支持されたエンジンと、該エンジンに固定されたエンジンブラケットに固定され、該エンジンによって駆動されるコンプレッサと、該フレームに保持されたオイルセパレータ及びアキュームレータと、該コンプレッサと該オイルセパレータ間及び／または該コンプレッサと該アキュームレータ間にそれぞれ直列に配置された第１フレキシブル管及び第２フレキシブル管からなるフレキシブル管群と、を含むエンジン駆動式ヒートポンプにおいて、
前記第１フレキシブル管の一端側の配管は、前記コンプレッサに連結され、該第１フレキシブル管の他端側の配管は前記エンジンブラケットに支持され、前記第２フレキシブル管の一端側の配管は、前記オイルセパレータまたは前記アキュームレータと連結され、該第２フレキシブル管の他端側の配管は該エンジンブラケットに支持されていることを特徴とする。

本発明によれば、フレキシブル管の配置を機能毎に分解することにより、フレキシブル管自身に加わる振動を低減し、かつフレキシブル管自身の共振を防止することができる。

エンジン駆動式ヒートポンプで発生する振動は、前に説明したようにエンジンの振動、コンプレッサの振動及び冷媒の配管内部での圧力脈動である。エンジンマウントにより弾性支持されたエンジンは、駆動により常時振動している。またエンジンブラケットに固定されたコンプレッサも、エンジンとは周波数の異なる周波数でやはり常時振動している。さらに、コンプレッサで圧縮された冷媒も、配管内部で圧力脈動の振動が常時発生している。

コンプレッサと連結する第１フレキシブル管の他端側の配管を、エンジンに固定されたエンジンブラケットと締結することにより、第１フレキシブル管は、エンジンの振動と同期したエンジンブラケットの振動を除くことができる。それにより、第１フレキシブル管は、上記３つの振動のうち、コンプレッサの振動及び冷媒内部の圧力脈動の２つの振動のみを吸収することが可能となる。

なおコンプレッサは、エンジンとコンプレッサベルトにより連結され、エンジンによって駆動される。またコンプレッサは、コンプレッサベルトをテンション調節できるようにスライド機構を有しても良い。

上記第１フレキシブル管は、他にコンプレッサと配管との位置ずれを吸収する機能を有する。そのため、この第１フレキシブル管は、コンプレッサベルトのテンション調節に必要なコンプレッサのスライド機構にも対応できる。

一方、オイルセパレータ或いはアキュームレータと結合した第２フレキシブル管の他端側の配管をエンジンブラケットと締結することにより、第２フレキシブル管は、コンプレッサの振動及び冷媒内部の圧力脈動の２つの振動を除いた、フレームとマウントを介して振動するエンジンの振動のみを吸収することが出来る。

このように第１フレキシブル管と第２フレキシブル管にそれぞれ独立した機能を持たせることにより、フレキシブル管の耐久性を向上させることが出来る。

また第１フレキシブル管の該他端側の配管と第２フレキシブル管の該他端側の配管とをエンジンブラケットに固定することにより、第１フレキシブル管と第２フレキシブル管との間で生じるフレキシブル管の共振の発生を抑制することが可能となる。

また本発明のエンジン駆動式ヒートポンプは、フレキシブル管をエンジンと締結しても良い。エンジン本体と締結した場合でも、上記したフレキシブル管をエンジンブラケットに締結するものと同様の効果が得られる。

また本発明のエンジン駆動式ヒートポンプは、前記コンプレッサは、一台もしくは複数台であってもよく、かつ前記第１フレキシブル管及び前記第２フレキシブル管の前記他端側の配管が固定具に支持され、かつ該固定具が前記エンジンブラケットに締結されてもよい。固定具は、エンジンブラケットに締結されることにより、エンジンブラケットと一体的に動く。例えば固定具として、プレートを用いてもよい。

一台もしくは複数台のコンプレッサと連結された第１フレキシブル管の該他端側の配管を固定具に締結する。個々に振動の異なる第１フレキシブル管をエンジンブラケットと一体的に動く固定具に締結することで、それぞれの振動を打ち消し合い、一元化することが出来る。

この固定具が、エンジンブラケットに締結されることにより、上記したように第１フレキシブル管は、エンジン振動を取り除くことが出来る。

また同様にオイルセパレータ或いはアキュームレータと結合した第２フレキシブル管の他端側の配管を固定具に締結する。上記と同様、個々に振動の異なる第２フレキシブル管をエンジンブラケットと一体的に動く固定具に締結することで、それぞれの振動を打ち消し合い、一元化することが出来る。

この固定具が、エンジンブラケットに締結されることにより、上記したように第２フレキシブル管は、フレームとマウントを介して振動するエンジンの振動のみを吸収することが出来る。

このように第１フレキシブル管と第２フレキシブル管にそれぞれ独立した機能を持たせること、さらに固定具を介して振動を一元化できることにより、フレキシブル管の耐久性向上につながる。

また上記固定具をエンジンブラケットに固定することにより、第１フレキシブル管と第２フレキシブル管との間で生じるフレキシブル管の共振の発生を抑制することが可能となる。

さらに他の効果として、固定具に各フレキシブル管の他端側の配管が締結されていることにより、各フレキシブル管の位置が明確となり、組み付け性が飛躍的に向上する効果を持つ。

また本発明のエンジン駆動式ヒートポンプは、前記エンジンブラケットに支持される前記配管と前記エンジンブラケットとが締結される際に、マウントを介して締結されてもよい。また、前記配管が固定具に支持され、その固定具と前記エンジンブラケットとが締結される際に、マウントを介して締結されてもよい。

前記配管がマウントを介してエンジンブラケットと締結される場合、マウントを介することによって、配管は、エンジンブラケットに防振支持される。

マウントは、配管が各フレキシブル管から受ける振動を、エンジンブラケットひいてはエンジンに減衰させて伝えることが出来る。特に配管の振動に対しエンジンブラケットの剛性が低い場合、マウントは前記振動を減衰させる効果が大きい。またエンジンブラケットが、前記振動によって共振する場合は、マウントを介することによって、共振を抑えることが出来る。またマウントは、各フレキシブル管の振動を低減する効果も持つ。

また前記固定具がマウントを介してエンジンブラケットと締結される場合、マウントを介することによって、固定具は、エンジンブラケットに防振支持される。

マウントは、固定具が各フレキシブル管から受ける振動を、エンジンブラケットひいてはエンジンに減衰させて伝えることが出来る。

特に固定具が各フレキシブル管から受ける振動に対しエンジンブラケットの剛性が低い場合、マウントは前記振動を減衰させる効果が大きい。またエンジンブラケットが、前記振動によって共振する場合は、マウントを介することによって、共振を抑えることが出来る。

またマウントは、固定具によって一元化された各フレキシブル管の振動を低減する効果も持つ。

このように第１フレキシブル管と第２フレキシブル管にそれぞれ独立した機能を持たせること、及びマウントによって固定具又は配管の振動を減衰して伝達出来ることにより、更なるフレキシブル管の耐久性向上につながる。

また上記配管又は上記固定具をマウントを介してエンジンブラケットに締結することにより、第１フレキシブル管と第２フレキシブル管との間で生じるフレキシブル管の共振の発生を抑制することが更に可能となる。

次に、実施例を挙げ、本発明をより詳しく説明する。

図１は、本発明のエンジン駆動式ヒートポンプに係る第１の実施例の構成を示す平面図である。

図１に示すように、本実施例のエンジン駆動式ヒートポンプは、フレーム１にエンジンマウント２１を介して弾性支持されたエンジン３と、該エンジン３に固定されたエンジンブラケット４に固定され、該エンジン３によって駆動されるコンプレッサ５と、該フレーム１に保持されたアキュームレータ６及びオイルセパレータ７と、該コンプレッサ５と該アキュームレータ６間に直列に配置された第１フレキシブル管８１及び第２フレキシブル管９１及び該コンプレッサ５と該オイルセパレータ７間にそれぞれ直列に配置された第１フレキシブル管８２及び第２フレキシブル管９２とから構成される。

フレーム１は、エンジン駆動式ヒートポンプの底面部にあたるフレームである。エンジン３は、フレーム１にエンジンマウント２１を介して弾性支持される。エンジンブラケット４は、エンジン３の側面にボルト等により固定され、尚かつフレーム１にエンジンマウント２２を介して弾性支持される。

コンプレッサ５は、エンジンブラケット４にボルト等により固定され、エンジン３のプーリ１１とコンプレッサ５のプーリ１２との間に介装されているコンプレッサベルト１０を介してエンジン３に駆動される。コンプレッサ５は図示されていないが、コンプレッサベルト１０をテンション調節できるようなスライド機構を有しても良い。

第１フレキシブル管８１及び８２の一端側の配管は、前記コンプレッサ５に連結されている。また第１フレキシブル管８１及び８２の他端側の配管は、エンジンブラケット４に固定ブッシュ１３及び１４によって支持されている。

また第２フレキシブル管９１及び９２の一端側の配管は、アキュームレータ６及びオイルセパレータ７と連結され、第２フレキシブル管９１及び９２の他端側の配管は、同様にエンジンブラケット４に固定ブッシュ１３及び１４によって支持されている。

以下に冷媒の流れを説明する。

コンプレッサ５から吐出された潤滑油を含んだ冷媒は、第１フレキシブル管８２、第２フレキシブル管９２を通ってオイルセパレータ７に入り、潤滑油と分離され、他の図示していない機能部品へと他の図示していない配管を通じて送られる。

他の図示していない機能部品から他の図示していない配管を通って送られた冷媒は、アキュームレータ６によって、完全に気相状態とされ、第２フレキシブル管９１、第１フレキシブル管８１を通ってコンプレッサ５に吸入される。

このような構成のエンジン駆動式ヒートポンプにおいて、エンジンマウント２１により弾性支持されたエンジン３は、駆動により常時振動している。またエンジンブラケット４に固定されたコンプレッサ５も、エンジン３とは周波数の異なる周波数でやはり常時振動している。さらに、コンプレッサ５で圧縮された冷媒も、配管内部で圧力脈動の振動が常時発生している。

コンプレッサ５と連結する第１フレキシブル管８１及び８２の他端側の配管を、エンジン３に固定されたエンジンブラケット４と締結することにより、第１フレキシブル管８１及び８２は、エンジン３の振動と同期したエンジンブラケット４の振動を除くことができる。それにより、第１フレキシブル管８１及び８２は、上記３つの振動のうち、コンプレッサの振動及び冷媒内部の圧力脈動の２つの振動のみを吸収することが可能となる。

またこの第１フレキシブル管８１、８２は、コンプレッサ５と配管との位置ずれを吸収することが出来る。そのため、この第１フレキシブル管８１及び８２は、コンプレッサベルト１０のテンション調節に必要なコンプレッサのスライド機構にも対応できる。

また一方アキュームレータ６或いはオイルセパレータ７に結合した第２フレキシブル管９１、９２の他端側の配管をエンジンブラケット４と締結することにより、第２フレキシブル管９１、９２は、コンプレッサ５の振動及び冷媒内部の圧力脈動の２つの振動を除いた、フレーム１とマウント２１を介して振動するエンジン３の振動のみを吸収することが出来る。

このように第１フレキシブル管８１、８２と第２フレキシブル管９１、９２にそれぞれ独立した機能を持たせることにより、各フレキシブル管自身に加わる振動を低減し、フレキシブル管の耐久性を向上させることが出来る。

また直列している第１フレキシブル管８１の他端側の配管と第２フレキシブル管９１の他端側の配管及び第１フレキシブル管８２の他端側の配管と第２フレキシブル管９２の他端側の配管とをエンジンブラケット４に締結することにより、第１フレキシブル管８１と第２フレキシブル管９１及び第１フレキシブル管８２と第２フレキシブル管９２との間で生じるフレキシブル管の共振の発生を抑制することが可能となる。

図２は、本発明のエンジン駆動式ヒートポンプに係る第２の実施例の構成を示す平面図である。図２において、前述の図１と同じ機能部分には同じ番号を付して示し説明を省略し、異なる点を主に説明する。

図２に記載してあるエンジン駆動式ヒートポンプに係る第２の実施例の構成は、ほぼ図１の第１の実施例と同様である。図１の第１の実施例と異なる点は、第１フレキシブル管８１、８２及び第２フレキシブル管９１、９２の他端側の配管は、固定具であるプレート１５に、固定ブッシュ１６によって支持され、プレート１５がエンジンブラケット４にボルト等により固定されている点である。

第１フレキシブル管８１、８２の他端側の配管をプレート１５に締結する。個々に振動の異なる第１フレキシブル管８１、８２をプレート１５に締結することで、第１フレキシブル管８１、８２は、それぞれの振動を打ち消し合い、振動を一元化することが出来る。

また同様に第２フレキシブル管９１、９２の他端側の配管をプレート１５に締結する。上記と同様、個々に振動の異なる第２フレキシブル管９１、９２をプレート１５に締結することで、第２フレキシブル管９１、９２は、それぞれの振動を打ち消し合い、振動を一元化することが出来る。

第１の実施例と同様に第１フレキシブル管８１、８２と第２フレキシブル管９１、９２にそれぞれ独立した機能を持たせること、さらにプレート１５を介して振動を一元化できることにより、更なるフレキシブル管の耐久性向上につながる。

またプレート１５をエンジンブラケット４に固定することにより、第１フレキシブル管８１、８２と第２フレキシブル管９１、９２との間で生じるフレキシブル管の共振の発生を抑制することも実施例１と同様に可能となる。

さらに他の効果として、プレート１５に各フレキシブル管の他端側の配管が締結されていることにより、各フレキシブル管の位置が明確となり、組み付け性が飛躍的に向上する効果を持つ。

図３は、本発明のエンジン駆動式ヒートポンプに係る第３の実施例の構成を示す平面図である。図３において、前述の図１、図２と同じ機能部分には同じ番号を付して示し説明を省略し、異なる点を主に説明する。

図３に記載してあるエンジン駆動式ヒートポンプに係る第３の実施例の構成は、ほぼ図１の第１の実施例及び図２の第２の実施例と同様である。図１の第１の実施例及び図２の第２の実施例と異なる点は、第１フレキシブル管８１、８２及び第２フレキシブル管９１、９２の他端側の配管は、固定具であるプレート１５に、固定ブッシュ１６によって支持され、プレート１５は、マウント１７を介してエンジンブラケット４に防振支持されている点である。

マウント１７を介することによって、プレート１５は、エンジンブラケット４に防振支持される。またマウント１７は、プレート１５が各フレキシブル管から受ける振動を、エンジンブラケット４ひいてはエンジン３に減衰させて伝えることが出来る。

さらにマウント１７は、プレート１５によって一元化された各フレキシブル管の振動を低減する効果も持つ。

このように第１実施例及び第２実施例と同様に、第１フレキシブル管８１、８２と第２フレキシブル管９１、９２にそれぞれ独立した機能を持たせること、さらにプレート１５を介して振動を一元化できること、さらに第３実施例においては、マウント１７によって振動を減衰して伝達出来ることが加わることによって、更なるフレキシブル管の耐久性向上につながる。

またプレート１５がマウント１７を介してエンジンブラケット４に防振支持されることにより、第１フレキシブル管８１、８２と第２フレキシブル管９１、９２との間で生じるフレキシブル管の共振の発生を抑制することが同様に更に可能となる。

さらに第２実施例と同様に、プレート１５に各フレキシブル管の他端側の配管が締結されていることにより、各フレキシブル管の位置が明確となり、組み付け性が飛躍的に向上する効果を持つ。

図４は、本発明のエンジン駆動式ヒートポンプに係る第４の実施例の構成を示す平面図である。図４において、前述の図１、図２、図３と同じ機能部分には同じ番号を付して示し説明を省略し、異なる点を主に説明する。

図４に記載してあるエンジン駆動式ヒートポンプに係る第４の実施例の構成は、ほぼ図１の第１の実施例と同様である。図１の第１の実施例と異なる点は、第１フレキシブル管８１及び８２の他端側の配管は、エンジン３に固定ブッシュ１８及び１９によって支持され、また第２フレキシブル管９１及び９２の他端側の配管は、同様にエンジン３に固定ブッシュ１８及び１９によって支持されている点である。

フレキシブル管の他端側の配管をエンジン本体と締結した場合でも、上記した第１実施例に記載のフレキシブル管の他端側の配管をエンジンブラケットに締結するものと同様のことが言える。

本発明のエンジン駆動式ヒートポンプに係る第１の実施例の構成を示す平面図である。 本発明のエンジン駆動式ヒートポンプに係る第２の実施例の構成を示す平面図である。 本発明のエンジン駆動式ヒートポンプに係る第３の実施例の構成を示す平面図である。 本発明のエンジン駆動式ヒートポンプに係る第４の実施例の構成を示す平面図である。

符号の説明

１、フレーム、２１、２２、エンジンマウント、３、エンジン、
４、エンジンブラケット、５、コンプレッサ、６、アキュームレータ、
７、オイルセパレータ、８１、８２、第１フレキシブル管、
９１、９２、第２フレキシブル管、
１０、コンプレッサベルト、１１、１２、プーリー、
１３、１４、１６、１８、１９、固定ブッシュ、１５、プレート、１７、マウント。

Claims (4)

1. フレームにエンジンマウントを介して弾性支持されたエンジンと、
   該エンジンに固定されたエンジンブラケットに固定され、該エンジンによって駆動されるコンプレッサと、
   該フレームに保持されたオイルセパレータ及びアキュームレータと、
   該コンプレッサと該オイルセパレータ間及び／または該コンプレッサと該アキュームレータ間にそれぞれ直列に配置された第１フレキシブル管及び第２フレキシブル管からなるフレキシブル管群と、
   を含むエンジン駆動式ヒートポンプにおいて、
   前記第１フレキシブル管の一端側の配管は、前記コンプレッサに連結され、該第１フレキシブル管の他端側の配管は前記エンジンブラケットに支持され、前記第２フレキシブル管の一端側の配管は、前記オイルセパレータまたは前記アキュームレータと連結され、該第２フレキシブル管の他端側の配管は該エンジンブラケットに支持されていることを特徴とするエンジン駆動式ヒートポンプ。
2. 前記コンプレッサは、一台もしくは複数台であり、かつ前記第１フレキシブル管及び前記第２フレキシブル管の前記他端側の配管が固定具に支持され、かつ該固定具が前記エンジンブラケットに締結されることを特徴とする請求項１に記載のエンジン駆動式ヒートポンプ。
3. 前記エンジンブラケットに支持される前記配管と前記エンジンブラケットとが締結される際に、マウントを介して締結されることを特徴とする請求項１または２に記載のエンジン駆動式ヒートポンプ。
4. フレームにエンジンマウントを介して弾性支持されたエンジンと、
   該エンジンに固定されたエンジンブラケットに固定され、該エンジンによって駆動されるコンプレッサと、
   該フレームに保持されたオイルセパレータ及びアキュームレータと、
   該コンプレッサと該オイルセパレータ間及び／または該コンプレッサと該アキュームレータ間にそれぞれ直列に配置された第１フレキシブル管及び第２フレキシブル管からなるフレキシブル管群と、
   を含むエンジン駆動式ヒートポンプにおいて、
   前記第１フレキシブル管の一端側の配管は、前記コンプレッサに連結され、該第１フレキシブル管の他端側の配管は前記エンジンに支持され、前記第２フレキシブル管の一端側の配管は、前記オイルセパレータまたは前記アキュームレータと連結され、該第２フレキシブル管の他端側の配管は該エンジンに支持されていることを特徴とするエンジン駆動式ヒートポンプ。

Images