JP2008202543A - エンジン排気装置 - Google Patents

Abstract

【課題】凝縮水の捕捉性能を向上し、コンパクト設計できるエンジン排気装置を提供する。
【解決手段】エンジン２２と接続される排気管３１と、前記排気管３１の先端部３１ａが挿入されるミストセパレータ４０と、を具備するエンジン排気装置３０であって、前記ミストセパレータ４０へエンジン排気ガスを導く排気管３１の先端部３１ａを前記ミストセパレータ４０内へ挿入し、前記排気管３１の先端部端面３１ａを閉塞するとともに前記排気管３１の先端部３１の側面に開口部４２を設けることで、前記開口部４２から前記ミストセパレータ４０内へ排気ガスを流入させることとし、前記排気管３１の略同軸上に、前記ミストセパレータ４０内部と外部とを連通させる排気出口管４５を設けるエンジン排気装置３０。
【選択図】図３

Description

本発明は、エンジンと接続される排気管と、前記排気管の端部が挿入されるミストセパレータとを具備するエンジン排気装置の凝縮水排水構成の技術に関する。

従来、エンジン駆動式ヒートポンプ又はエンジン発電機等のエンジン作業機に設けられるエンジン排気装置は公知である。エンジン排気装置は、エンジンから排出される燃焼ガスを装置外へ導く装置である。一般的に、エンジン排気装置は、排気消音器、排気管及びミストセパレータ等から構成されている。

ミストセパレータとは、排気ガス中の凝縮水を分離して、ドレン水として収集して排水する装置である。排気ガス中の凝縮水とは、排気ガスの水分が排気装置内において結露した水である。また、外部より排気装置内に浸入した雨水もこれに含まれる。凝縮水は、酸性のため、排気ガスとともに未処理のまま装置外へ拡散排出されるべきではない。そのため、エンジン排気装置内の凝縮水は捕捉する必要がある。従来、凝縮水を捕捉するために、様々なエンジン排気装置が公知となっている。

例えば、特許文献１は、エンジン駆動式ヒートポンプの排気装置を開示している。この排気装置は、ミストセパレータ内部に排気管を挿入し、挿入側排気管開口部をミストセパレータ底面より高い位置としている構成、並びにミストセパレータからドレンフィルタに凝縮水のための別管路を設ける構成を特徴としている。
特開２００２−３３２８３７号公報

しかし、特許文献１記載のエンジン排気装置の構成では、ミストセパレータからの出口管がミストセパレータへ挿入される排気管開口部の一直線上に位置するため、排気ガスとともに凝縮水が排出される場合がある。
例えば、特許文献１記載のエンジン排気装置の構成において、ミストセパレータの幅方向にて排気管と排気出口管とをオフセットして配置した場合、上記弊害は回避できるが、ミストセパレータの幅を大きくせざるを得ないため、排気装置をコンパクトに設計できない。
そこで、解決しようとする課題は、凝縮水の捕捉性能を向上し、コンパクト設計できるエンジン排気装置を提供することである。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

すなわち、請求項１においては、エンジンと接続される排気管と、前記排気管の端部が挿入されるミストセパレータと、を具備するエンジン排気装置であって、前記ミストセパレータへエンジン排気ガスを導く排気管の先端部を前記ミストセパレータ内へ挿入し、前記排気管の先端部の端面を閉塞するとともに前記排気管の先端部の側面に開口部を設けることで、前記開口部から前記ミストセパレータ内へ排気ガスを流入させることとし、前記排気管の略同軸上に、前記ミストセパレータ内部と外部とを連通させる排気出口管を設けるものである。

請求項２においては、請求項１記載のエンジン排気装置において、前記排気出口管の内部側面周囲に、径方向に凸状の溝部を設けるものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、エンジン排気ガスをミストセパレータ内で排気管閉塞部に衝突させてミストセパレータ内へ解放するので排気ガス中の凝縮水の閉塞部またはミストセパレータ内壁での捕捉性が向上する。さらに、ミストセパレータからの出口管を排気管の軸心延長線上に設けたので出口部を入口部に対して平面視でオフセットする構成と比較してミストセパレータの胴径を小径にできる。

請求項２においては、溝部での保水性によって凝縮水がエンジン排気ガスに混じって噴き出すことを一層防止できる。

次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の実施例に係るエンジン駆動式ヒートポンプの全体的な構成を示す正面図、図２は同じくエンジン排気装置の全体的な構成を示す斜視図、図３は同じくミストセパレータの部分断面構成図である。

まず、図１を用いて、本発明の実施例であるエンジン駆動式ヒートポンプ１について、簡単に説明する。
図１に示すように、エンジン駆動式ヒートポンプ１は、隔壁２１によって上下に区切られた二つの装置室１０・２０で構成されている。上側の装置室は熱交換室１０であり、下側の装置室は機器室２０とされている。
熱交換室１０は、室外熱交換器１１の熱交換のために外気が通風できる構成とされた室である。熱交換室１０には、室外熱交換器１１、ラジエータ（図示略）、室外ファン１２及び室外ファン電動機１３が配置されている。室外熱交換器１１は、熱交換室１０の正面及び背面に配置されている。室外ファン１２は、外気を正面及び背面より吸込み、室外熱交換器１１にて熱交換させ、上面へ吹き出すように通風する。この通風構成によって、ラジエータも同様に熱交換される。なお、この通風構成は、大型の空気調和装置に多く用いられる上吹き型と称される形式の構成である。

他方、機器室２０は、換気口（図示略）、エンジン吸気管（図示略）及び排気管３１を通じてのみ外部と連通する略密閉式の装置室である。排気管３１は、後述するエンジン排気装置３０を構成する排気管である。排気管３１は、排気消音器３２（図２参照）から熱交換室１０を経由してエンジン駆動式ヒートポンプ１の機外へ至る構成とされている。
また、機器室２０は、側面周囲を、外板２５で被装される構成とされている。さらに、機器室２０の内部には、エンジン系統機器、冷媒回路機器、及び電気品箱（図示略）等のエンジン駆動式ヒートポンプ１の主要機器が配置されている。エンジン系統機器としては、エンジン２２、及びその周囲部品等が配置されている。また、冷媒回路機器としては、圧縮機２３及びレシーバ２４等が配置されている。

また、図２を用いて、エンジン排気装置３０について、簡単に説明する。なお、図２は、分かり易く説明するため、隔壁２１を破線で示している。
図２に示すように、エンジン排気装置３０の排気系統は、消臭触媒３７、排ガス熱交換器３６、排気消音器３２、排気管３１、及びミストセパレータ４０から構成されている。
消臭触媒３７は、ガス漏れ検知のために燃料ガスに含まれる付臭材を除去するものである。排ガス熱交換器３６は、排気ガス熱とエンジン冷却水とを熱交換する熱交換器である。なお、消臭触媒３７及び排ガス熱交換器３６は、エンジン２２に取り付けられる構成としている。
排気消音器３２は、排気騒音を低減する装置である。また、排気消音器３２は、その上面を隔壁２１に固設される構成とされている。排気管３１は、熱交換室１０内において、排水ホース３３と共に配管３８内部に挿設されている。ミストセパレータ４０については、詳しくは後述する。なお、配管３８及びミストセパレータ４０は、熱交換室１０内に配設されている。
このような構成とすることで、エンジン２２の排気マニホールド（図示略）から排気される排気ガスは、消臭触媒３７、排ガス熱交換器３６、排気消音器３２、排気管３１、及びミストセパレータ４０を通過してエンジン駆動式ヒートポンプ１外へ排出される。

一方、エンジン排気装置３０の凝縮水の排水構成について簡単に説明する。
排気ガス中の凝縮水は、排気ガスの水分が排気装置内において結露した水である。また、外部より排気装置内に浸入した雨水もこれに含まれる。凝縮水は、酸性のため、排気ガスとともに未処理のまま装置外へ拡散排出されるべきではない。そのため、凝縮水は的確に捕捉する必要がある。
図２に示すように、エンジン排気装置３０の凝縮水排水系統は、ドレン水フィルタ３５及び排水ホース３３から構成されている。ドレン水フィルタ３５は、凝縮水中の酸性物質を中和する装置である。排水ホース３３・３４は、ミストセパレータ４０及び排気消音器３２とドレン水フィルタ３５とをそれぞれ接続するホースである。
このような構成とすることで、ミストセパレータ４０又は排気消音器３２内の凝縮水は、溜まることなくドレン水フィルタ３５に回収される。そして、ドレン水フィルタ３５で中和された後、図示せぬ排水管よりヒートポンプ１外へ排出される。

ここで、図３を用いて、本発明のミストセパレータ４０について詳細に説明する。なお、図３は、分かり易く説明するため、ミストセパレータ４０及び排気出口管４５の一部分を断面図にて示している。
図３に示すように、ミストセパレータ４０は、略円柱状の容器であって、その略軸線上において、下方から排気管３１が挿入され、上部に排気出口管４５が設けられる構成とされている。ミストセパレータ４０内において、排気管３１の先端部３１ａの高さ位置は、少なくともミストセパレータ４０の底面よりも高い位置とされる。本実施例は、先端部３１ａは、ミストセパレータ４０内部の略中央付近まで挿入されている。なお、先端部３１ａと排気出口管４５とは接触することがないものとする。
また、排気管３１は、先端部端面３１ａを閉塞し、ミストセパレータ４０内部においてその側面に開口部４２が打ち抜かれている構成とされている。開口部４２の形状や個数は、特に限定しない。
一方、排気出口管４５は、上面及び下面ともに開口して形成されている。上開口部４５ａは、ミストセパレータ４０を貫通して、外部への出口面とされている。
さらに、排水ホース３３は、ミストセパレータ４０の底面において、排気管３１よりも外側の位置から下方に向けて取り付けられている。排水ホース３３は、ミストセパレータ４０の内部と連通している。

このような構成とすることで、図３中の実線矢印に示すように、排気ガスは、ミストセパレータ４０内において、閉塞面である排気管３１の先端部端面３１ａに衝突後、排気管３１の開口部４２より排出され、さらに、ミストセパレータ４０の内壁面に衝突後、排気出口管４５を経由してエンジン駆動式ヒートポンプ１外へ排出される。
他方、図３中の破線矢印に示すように、凝縮水は、排気管３１の先端部端面３１ａまたはミストセパレータ４０の内壁面に水滴として付着後、その自重によって落下する。排気管３１内を落下する凝縮水は排気消音器３２、排水ホース３４を経由してドレン水フィルタ３５に回収される。一方、ミストセパレータ４０の底面に落下する凝縮水は排水ホース３３を経由してドレン水フィルタ３５に回収される。

このようにして、以下に示す効果が得られる。
すなわち、ミストセパレータ４０において、排気ガスと凝縮水とを効率良く分離させることで、凝縮水の捕捉性を向上できる。また、本実施例のミストセパレータ４０は、排気管３１と排気出口管４５とが同軸上に配置されているため、コンパクトに設計できる。

さらに、図３を用いて、排気出口管４５について、さらに詳細に説明する。
図３に示すように、排気出口管４５は、円筒形状であって、内部側面周囲に軸心（排気ガスの流れ方向）と交差する径方向にリング状の溝部４６が上下に複数形成されて、いわゆる蛇腹部を有している。

このような構成とすることで、ミストセパレータ４０内部において凝縮水を完全に捕捉できずに、凝縮水を含んだ排気ガスが排気管３１を通過する場合でも、排気出口管４５の内壁面に付着した凝縮水は、溝部４６で保水され、排気ガスと共に排出されにくくなる。そして、溝部４６に付着した凝縮水は自重によって落下してミストセパレータ４０底面に収集され、排水ホース３３を経由してドレン水フィルタ３５に回収される。
一方、図３中の実線矢印に示すように、排気ガスは、そのままエンジン駆動式ヒートポンプ１外へ排出される。

このようにして、排気出口管４５においても、排気ガスと凝縮水とを効率良く分離させることで、さらに凝縮水の捕捉性を向上できる。

本発明の実施例に係るエンジン駆動式ヒートポンプの全体的な構成を示す正面図。 同じくエンジン排気装置の全体的な構成を示す斜視図。 同じくミストセパレータの部分断面構成図。

符号の説明

１ エンジン駆動式ヒートポンプ
２２ エンジン
３０ エンジン排気装置
３１ 排気管
３１ａ 先端部
３３ 排水ホース
４０ ミストセパレータ
４２ 開口部
４５ 排気出口管
４６ 溝部

Claims (2)

1. エンジンと接続される排気管と、
   前記排気管の端部が挿入されるミストセパレータと、
   を具備するエンジン排気装置であって、
   前記ミストセパレータへエンジン排気ガスを導く排気管の先端部を前記ミストセパレータ内へ挿入し、
   前記排気管の先端部の端面を閉塞するとともに前記排気管の先端部の側面に開口部を設けることで、前記開口部から前記ミストセパレータ内へ排気ガスを流入させることとし、前記排気管の略同軸上に、前記ミストセパレータ内部と外部とを連通させる排気出口管を設ける、エンジン排気装置。
2. 請求項１記載のエンジン排気装置において、
   前記排気出口管の内部側面周囲に、径方向に凸状の溝部を設ける
   ことを特徴とするエンジン排気装置。
   

Images