JP2011257102A - パッケージ式エンジン駆動給湯器 - Google Patents

Abstract

【課題】パッケージ式エンジン駆動給湯器に好適なフレーム構造およびベース構造を提供する。
【解決手段】エンジン４０で圧縮機３１を駆動し、吐出冷媒と供給水との間で熱交換を行う冷媒−水熱交換器３３を設け、冷媒−水熱交換器３３の下流にエンジン冷却水と供給水との間で熱交換を行う水−水熱交換器４１を設け、空気との熱交換で冷媒を蒸発させる蒸発器３５を設け、前記それぞれの機器をパッケージ２に収納し、パッケージ２の内部を上下に区画してエンジン４０および圧縮機３５をパッケージ下部２ａに配置し、蒸発器３５および蒸発器用ファン３５ａをパッケージ上部２ｂに配置したパッケージ式エンジン駆動給湯器１において、蒸発器３５を平面視で長方形に形成して蒸発器用ファン３５ａと対向させ、パッケージ上部２ｂの直立面の一面を形成する直立フレーム２２および天井側の水平フレーム２３を蒸発器３５の外枠フレーム３５ｂにて代用したものである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、パッケージ式エンジン駆動給湯器に関するものである。

従来より、パッケージ式エンジン駆動給湯器におけるパッケージのフレーム構造としては、パッケージ内部を上下に区画して下を機関室、上を室外熱交換室としたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、パッケージ式エンジン駆動給湯器におけるパッケージのベース構造としては、皿型形状の冷媒機器用床板の内側にエンジンマウント用床板を設けて二つの受皿形状としたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００１−１１６２９６号公報 特開２００８−２０２８９５号公報

しかし、特許文献１に記載のフレーム構造の場合、パッケージ内に蒸発器を収納してしまう構成のため、省スペース化を図ったものではない。また、特許文献２に記載のベース構造の場合、パッケージの底面の受皿を二重にしただけで、剛性の向上を図ったものではない。

本発明は係る実情に鑑みてなされたものであって、パッケージ式エンジン駆動給湯器に好適なフレームおよびベース構造を提供することを目的としている。

上記課題を解決するための本発明のパッケージ式エンジン駆動給湯器は、エンジンで圧縮機を駆動し、吐出冷媒と供給水との間で熱交換を行う冷媒−水熱交換器を設け、冷媒−水熱交換器の下流にエンジン冷却水と供給水との間で熱交換を行う水−水熱交換器を設け、空気との熱交換で冷媒を蒸発させる蒸発器を設け、前記それぞれの機器をパッケージに収納し、パッケージ内部を上下に区画してエンジンおよび圧縮機をパッケージ下部に配置し、蒸発器および蒸発器用ファンをパッケージ上部に配置したパッケージ式エンジン駆動給湯器において、蒸発器を平面視で長方形に形成して蒸発器用ファンと対向させ、パッケージ上部の直立面の一面を形成する直立フレームおよび天井側の水平フレームを蒸発器の外枠フレームにて代用したものである。

また、上記パッケージ式エンジン駆動給湯器において、パッケージ下部底面を一つの受け皿形状とし、受け皿内部の長手方向および短手方向に補強部材を設け、受け皿設置面の短手方向に受け皿の短手寸法よりも長い補強部材を設けたものである。

以上述べたように、請求項１記載の本発明によると、フレームの本数を低減しながらもパッケージの剛性を確保できる。

また、請求項２記載の本発明によると、補強部材の部品点数を抑えながら、パッケージ底面の剛性を確保できる。

本発明に係るパッケージ式エンジン駆動給湯器の全体構成の概略を示す斜視図である。 本発明に係るパッケージ式エンジン駆動給湯器のパッケージを構成するフレームの全体構成の概略を示す斜視図である。 本発明に係るパッケージ式エンジン駆動給湯器のヒートポンプサイクルの全体構成の概略を示す冷媒回路図である。 本発明に係るパッケージ式エンジン駆動給湯器のフレーム構造におけるベース部分の分解斜視図および組み立てた状態の斜視図である。

本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。

図１は本発明に係るパッケージ式エンジン駆動給湯器１の全体構成の概略を示し、図 2は同パッケージ式エンジン駆動給湯器１のパッケージ２の全体構成の概略を示している。

すなわち、このパッケージ式エンジン駆動給湯器１は、パッケージ２の内部が下部２ａと上部２ｂとに区画され、給湯回路１０の各構成機器のうち、エンジン４０および圧縮機３１が下部２ａに配置され、蒸発器３５および蒸発器用ファン３５ａが上部２ｂに配置され、蒸発器３５が、パッケージ２の上部２ｂの背面Ｂを形成するようになされている。

パッケージ２は、矩形状のベース２１上の四隅に構築した直立フレーム２２と矩形状に枠組みされて天面を構成する水平フレーム２３とによって、高さ約１８００ｍｍ、奥行き約５００ｍｍ、幅約９５０ｍｍの長方形状に形成されている。また、高さ方向の約中間位置で水平に配置された矩形状のドレンパン２４によって、下部２ａと上部２ｂとに区画されている。パッケージ２は、上部２ｂの背面Ｂに直立フレーム２２および水平フレーム２３が使用されておらず、蒸発器３５の外枠フレーム３５ｂが、これらの直立フレーム２２および水平フレーム２３に相当する構造材を代用するようになされている。パッケージ２の上部２ｂの前面Ｆを構成する水平フレーム２３の中央と、パッケージ２の上部２ｂの背面Ｂを構成する蒸発器３５の外枠フレーム３５ｂの中央との間には補強フレーム２５が架け渡されている。

パッケージ２の上部２ｂの中央位置、すなわち蒸発器３５の前方には蒸発器３５に送風するファン３５ａを設けるためのファン取付フレーム２６が設けられている。このファン取付フレーム２６は、補強フレーム２５と、ドレンパン２３との間に固定される。

このパッケージ２の場合、蒸発器３５の外枠フレーム３５ｂが、上部２ｂの背面Ｂの直立フレーム２２および水平フレーム２３に相当する構造材を代用するようになされているが、補強フレーム２５と、ドレンパン２３との間に固定したファン取付フレーム２６によってパッケージ２の上部２ｂの中央位置を補強することとなるため、充分な強度を確保して省スペース化を図ることができる。

なお、本実施の形態では、パッケージ２は、高さ約１８００ｍｍ、奥行き約５００ｍｍ、幅約９５０ｍｍの長方形状に形成されているが、この大きさは一実施の形態であって、特にこの大きさに限定されるものではない。

このパッケージ２の蒸発器３５およびファン３５ａを除く他の外表面には化粧カバー２０が設けられる。

図３に示すように、給湯回路１０は、主回路３と冷却水回路４とを具備して構成されている。

主回路３は、圧縮機３１で圧縮した冷媒が、四方弁３２を介して冷媒−水熱交換器３３で凝縮し、膨張弁３４を介して蒸発器３５で蒸発した後、再度、四方弁３２を介して圧縮機３１へ戻り、循環するように構成されている。

主回路３において、圧縮機３１の吐出側と吸入側との間には、ホットガスバイパス経路３ａが設けられ、このホットガスバイパス経路３ａには吐出ガス弁３６が設けられている。また、冷媒−水熱交換器３３の出口側と圧縮機３１の吸入側との間には、インジェクション経路３ｂが設けられ、このインジェクション経路３ｂにはインジェクション弁３７が設けられている。

主回路３において、圧縮機３１は、エンジン４０で駆動するようになされている。エンジン４０と圧縮機３１との間にはベルト３８が設けられ、ベルトドライブでエンジン４０から圧縮機３１へ駆動伝達するようになされている。この駆動伝達は、チェーンドライブ、シャフトドライブなど、特に限定されるものではない。

冷却水回路４は、エンジン４０内の冷却水経路４０ａを通過して、このエンジン４０の排熱を回収した冷却水が、水−水熱交換器４１で供給水に放熱した後、再度、ポンプ４２を介してエンジン４０を通過し、循環するように冷却水配管４３を接続して構成されている。この冷却水配管４３には冷却水供給管４４を介して冷却水タンク４５からの冷却水が供給される。

エンジン４０は、エアクリーナ４６から供給される空気と、ガスとの混合気を燃料ガス圧制御弁４７で調整し、この混合気でエンジン４０を駆動するようになされている。エンジン４０からの排気は排気サイレンサ４８を介して排気される。

この給湯回路２は、冷媒−水熱交換器３３および水−水熱交換器４１を接続するように供給水経路５が形成されている。この供給水経路５には、貯湯槽５１からの供給水が、ポンプ５２を介して冷媒−水熱交換器３３および水−水熱交換器４１を経て温められた後、貯湯槽５１に回収されるように接続して使用される。

通常運転時、圧縮機３１からの冷媒は、四方弁３２を介して冷媒−水熱交換器３３に供給され、この冷媒−水熱交換器３３で放熱して凝縮し、膨張弁３４を介して蒸発器３５で蒸発した後、再度、四方弁３２を介して圧縮機３１へ戻り、循環を繰り返す。

一方、貯湯槽５１からの供給水は、冷媒−水熱交換器３３において、冷媒からの放熱によって加熱された後、水−水熱交換器４１に供給され、この水−水熱交換器４１において、エンジン４０の排熱を回収した冷却水からの放熱によってさらに加熱され、その後貯湯槽５１に貯湯される。

この際、貯湯槽５１に貯湯される供給水の加熱温度の制御は、エンジン４０の駆動によって圧縮機３１の回転数を変更することによって行われる。

上記動作において、給湯回路２を構成するエンジン４０などの各種機器への電源の供給は、端子ボックス６から導入された電源を変圧器６１で変圧した後、行われる。給湯回路２は、これら各種機器への電源の供給や各種機器の制御を制御回路６２で制御するようになされている。

パッケージ２の上部２ｂには、上記した蒸発器３５、ファン３５ａが設けられ、残る間隙に、端子ボックス６、冷却水供給管４４、冷却水タンク４５、エアクリーナ４６、燃料ガス圧制御弁４７、排気サイレンサ４８、変圧器６１が設けられる。

パッケージ２の下部２ａには、上記した以外のエンジン４０やその他の機器類が納められる。

ベース２１は、図４に示すように、矩形状に形成された受皿２１１内に、補強部材２１２、２１３、２１４を設けて構成される。

補強部材２１２は、受皿２１１の長辺に沿って、この受皿２１１内に配置可能となされた断面Ｌ字状のアングル材からなる。この補強部材２１２は、上面となる一辺２１２ａが受皿２１１の底面２１１ａとの間に間隔を存して対向し、他辺２１２ｂが受皿２１１の長辺に沿った直立面２１１ｂとの間に間隔を存して対向するように配置される。この状態で両者間は溶接固定され、ベース２１は、構造が立体的となって補強が図られる。

補強部材２１３は、上記補強部材２１２を設けた後の受皿２１１の短辺に沿って、この受皿２１１内に配置可能となされた断面Ｌ字状のアングル材からなる。この補強部材２１３は、上辺となる一辺２１３ａが受皿２１１の底面２１１ａとの間に間隔を存して対向し、他辺２１３ｂが受皿２１１の短辺に沿った直立面２１１ｃとの間に間隔を存して対向するように配置される。この状態で補強部材２１３は、補強部材２１２および受皿２１１に溶接固定され、ベース２１は、構造が立体的となって補強が図られる。

補強部材２１４は、上記補強部材２１２を設けた後の受皿２１１の短辺に沿って、この受皿２１１内に配置可能となされた断面溝形状のチャンネル材からなる。この補強部材２１４は、受皿２１１の長手方向に沿った中央位置から上記補強部材２１３の方に偏芯した位置で、溝底面２１４ａが受皿２１１の底面２１１ａとの間に間隔を存して対向するように配置される。この状態で補強部材２１４は、補強部材２１２および受皿２１１に溶接固定され、ベース２１は、構造が立体的となって補強が図られる。

また、受皿２１１の外側裏面には、受皿２１１の短辺よりも長く形成された平板状の脚部２１５が、受皿２１１の長手方向に対して直行する方向で、かつ、受皿２１１の長手方向に沿った両側近傍に配置されて溶接固定される。

なお、ベース２１を構成する受皿２１１および補強部材２１２，２１３，２１４には、それぞれ、載置する機器類に併せてボルト孔２１６やハーネスや配管の挿通孔２１７が設けられる。ボルト孔２１６の裏面側には、ナット２１６ａが溶接固定される。

このようにして構成されたベース２１は、補強部材２１４に隣接した位置に、凹設した受皿２１１が形成される以外は、構造が立体的となってベース２１全体の補強が図られることとなる。したがって、補強部材２１２，２１３，２１４の部品点数を抑えながら、パッケージ２の底面の剛性を確保することができる。

本発明は、空調装置やコージェネレーションシステムで使用される各種パッケージ式エンジン駆動給湯器として利用できる。

１ パッケージ式エンジン駆動給湯器
２ パッケージ
２ａ パッケージ下部
２ｂ パッケージ上部
２１ ベース
２１１ 受皿
２１２ 補強部材
２１３ 補強部材
２１４ 補強部材
２１５ 脚部（補強部材）
２２ 直立フレーム
２３ 水平フレーム
３１ 圧縮機
３３ 冷媒−水熱交換器
３５ 蒸発器
３５ａ 蒸発器用ファン
３５ｂ 外枠フレーム
４０ エンジン
４１ 水−水熱交換器

Claims (2)

1. エンジンで圧縮機を駆動し、吐出冷媒と供給水との間で熱交換を行う冷媒−水熱交換器を設け、冷媒−水熱交換器の下流にエンジン冷却水と供給水との間で熱交換を行う水−水熱交換器を設け、空気との熱交換で冷媒を蒸発させる蒸発器を設け、前記それぞれの機器をパッケージに収納し、パッケージ内部を上下に区画してエンジンおよび圧縮機をパッケージ下部に配置し、蒸発器および蒸発器用ファンをパッケージ上部に配置したパッケージ式エンジン駆動給湯器において、
   蒸発器を平面視で長方形に形成して蒸発器用ファンと対向させ、パッケージ上部の直立面の一面を形成する直立フレームおよび天井側の水平フレームを蒸発器の外枠フレームにて代用したことを特徴とするパッケージ式エンジン駆動給湯器。
2. 請求項１記載のパッケージ式エンジン駆動給湯器において、パッケージ下部底面を一つの受け皿形状とし、受け皿内部の長手方向および短手方向に補強部材を設け、受け皿設置面の短手方向に受け皿の短手寸法よりも長い補強部材を設けたことを特徴とするパッケージ式エンジン駆動給湯器。

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