JP2014163603A - エンジン駆動式空気調和装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】エンジン駆動式空気調和装置の装置底部を構成するベース部材をオイル受けとして有効利用しつつ、当該ベース部材の生産性向上を図るのに有効な技術を提供する。
【解決手段】エンジン駆動式空気調和装置1の室外ユニット10は、空調用の冷媒を圧縮する冷媒圧縮部20と、圧縮された冷媒を利用して熱交換を行う熱交換部30を、ケーシング10aに収容し、ケーシング10aは、冷媒圧縮部20の構成要素を支持するための底部パネル41と立設壁42とを備え、且つ冷媒圧縮部20のエンジン21から漏れたオイルを貯留可能な液シール構造を有する有底箱形のベース部材40と、熱交換部30の構成要素を支持するためにベース部材40と熱交換部30との間に長尺状に延在し、一方の端部51a,52aがベース部材40のうち立設壁42の支柱取付け領域42aに取付けられた支柱51,52と、支柱取付け領域42aを補強するための補強部材60と、を含む。
【選択図】図1

Description

本発明は、エンジン駆動式空気調和装置に関する。
従来、例えば下記特許文献1にエンジン駆動式空気調和装置の一例が開示されている。この空気調和装置は、空調用の冷媒を圧縮するコンプレッサの駆動源としてのエンジンを備えており、このエンジンに潤滑用のオイルが使用されている。そこで、装置の組み付け不良や部品の不具合等によるエンジンからのオイル漏れを想定した場合、この種の空気調和装置では、装置底部を構成するベース部材をオイル受けとして利用する対策が有効である。一方で、このベース部材は装置の構成要素を支持する機能を果たしており、このベース部材の設計に際しては、装置の構成要素を支持するために必要な所望の強度を確保しつつ、ベース部材の軽量化によってその生産性を向上させたいという要請が高い。
特開2006−292330号公報
(発明が解決しようとする課題)
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的の1つは、エンジン駆動式空気調和装置の装置底部を構成するベース部材をオイル受けとして有効利用しつつ、当該ベース部材の生産性向上を図るのに有効な技術を提供することである。
(課題を解決するための手段)
上記目的を達成するため、本発明に係るエンジン駆動式空気調和装置は、冷媒圧縮部及び熱交換部をケーシングに収容する。冷媒圧縮部は、エンジン駆動のコンプレッサによって空調用の冷媒を圧縮する機能を果たす。熱交換部は、冷媒圧縮部の上方に配置されコンプレッサで圧縮された冷媒を利用して熱交換を行う機能を果たす。この場合、ケーシングは、ベース部材、支柱及び補強部材を含む。ベース部材は、冷媒圧縮部の構成要素を支持するための底部パネルと底部パネルの周縁に立設する立設壁とを備え、且つ冷媒圧縮部のエンジンから漏れたオイルを貯留可能な液シール構造を有する有底箱形の部材である。支柱は、熱交換部の構成要素を支持するためにベース部材と熱交換部との間に長尺状に延在し、一方の端部がベース部材のうち立設壁の支柱取付け領域に取付けられている。この支柱取付け領域が補強部材によって補強される。
上記構成によれば、補強部材による支柱取付け領域の補強機能によって支柱取付け領域の強度を高めることができ、ベース部材の立設壁を補強前に比べて薄肉化(軽量化)することができる。その結果、ベース部材をオイル受けとして有効利用しつつ、当該ベース部材の生産性向上を図ることができ、また当該ベース部材の製造に係るコストを低減することができる。
また、本発明のエンジン駆動式空気調和装置の更なる形態では、補強部材は、ベース部材のうち立設壁の支柱取付け領域の近傍に接合されるのが好ましい。これにより、立設壁の支柱取付け領域を補強部材によって間接的に補強することができる。
この場合、補強部材は、支柱取付け領域の近傍に接合された状態で立設壁との間で環状に閉じた形状を形成するのが好ましい。これにより、補強部材による支柱取付け領域の間接的な補強効果を高めることができる。
本発明のエンジン駆動式空気調和装置の更なる形態では、補強部材は、ベース部材のうち立設壁の支柱取付け領域に支柱と共に接合されるのが好ましい。これにより、立設壁の支柱取付け領域を補強部材によって直接的に補強することができる。
この場合、補強部材は、環状に閉じた形状を有するのが好ましい。これにより、補強部材による支柱取付け領域の直接的な補強効果を高めることができる。
本発明のエンジン駆動式空気調和装置の更なる形態では、ベース部材は、エンジンのオイル使用量を上回る貯留容積を有するのが好ましい。これにより、エンジンから使用オイルの全量が漏洩した場合でも、当該オイルの全量をベース部材に貯留することができる。
以上のように、本発明によれば、エンジン駆動式空気調和装置の装置底部を構成するベース部材をオイル受けとして有効利用しつつ、当該ベース部材の生産性向上を図ることが可能になった。
ガスヒートポンプ式空調装置の室外ユニット10の概略構成を示す図である。 実施例1について図1中のA領域の平面構造を示す図である。 実施例1について図1中のB領域の平面構造を示す図である。 実施例1の変更例に係る実施例2について図1中のA領域の平面構造を示す図である。 実施例1の変更例に係る実施例2について図1中のB領域の平面構造を示す図である。 実施例2の変更例に係る実施例3について図1中のA領域の平面構造を示す図である。 実施例2の変更例に係る実施例3について図1中のB領域の平面構造を示す図である。
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。
図1には、本発明の「エンジン駆動式空気調和装置」の一実施形態である、エンジン駆動式空気調和装置1(ガスヒートポンプ式空調装置)の室外ユニット10の概略構成が示されている。尚、図1及びその他の図面において、矢印D1が室外ユニット10の上方向を示しており、その反対の向きが室外ユニット10の下方向を示している。また、この矢印D1の方向(「第1方向」ともいう)は、互いに直交する矢印D2の方向(「第2方向」ともいう)及び矢印D3の方向(「第3方向」ともいう)のそれぞれに直交している。
この室外ユニット10は、1又は複数の室内ユニット(図示省略)に接続されており、当該室内ユニットに空調用の冷媒を循環供給する。この室外ユニット10は、ケーシング10aの下部(下段)に形成された下部室11に冷媒圧縮部20を収容し、且つケーシング10aの上部(上段)に形成された上部室12に熱交換部30を収容している。このケーシング10aが本発明の「ケーシング」に相当する。
冷媒圧縮部20は、エンジン(典型的には、ガスを燃料とするガスエンジン)21、コンプレッサ22及びこれらの機器に関連する配管類(図示省略)を備え、エンジン21によるエンジン駆動のコンプレッサ22によって空調用の冷媒を圧縮する機能を果たす。熱交換部30は、冷媒圧縮部20の上方に配置され冷媒圧縮部20のコンプレッサ22で圧縮された冷媒を利用して熱交換を行う機能を果たす。この熱交換部30は、熱交換器31、熱交換器31の熱交換時に生じる熱の排熱処理を行うためのファン32、及びこれらの機器に関連する配管類(図示省略)を備えている。ここでいう冷媒圧縮部20及び熱交換部30がそれぞれ、本発明の「冷媒圧縮部」及び「熱交換部」に相当する。
ケーシング10aは、その底部である冷媒圧縮部20の下方にベース部材40を備えている。このベース部材40は、冷媒圧縮部20の構成要素(エンジン21及びコンプレッサ22など)を支持するための底部パネル41と、この底部パネル41の周縁の4箇所にそれぞれ立設する平板状の立設壁42とを備える有底箱形(「器形状」ともいう)の部材である。図1の場合、底部パネル41は、長辺が第2方向D2に延在し、且つ短辺が第3方向D3に延在する長方形として構成されている。必要に応じて、この底部パネル41を長方形以外の形状にすることもできる。また、この底部パネル41は第2方向D2及び第3方向D3によって規定される平面上に延在する平板状の部材であってもよいし、或いは湾曲状の部材であってもよい。
このベース部材40では、互いに隣接する立設壁42同士が溶接等によって接合されており、或いは耐油性のシール材が施工されており、これにより貯留空間43を有する所望の液シール構造が達成されている。この場合、ベース部材40は、装置の組み付け不良や部品の不具合等によって冷媒圧縮部20のエンジン21から漏れた潤滑用のオイルを受けるオイル受けとしての機能を果たす。従って、エンジン21から漏れたオイルが室外ユニット10の外部へ流出するのをベース部材40によって規制することができる。なお、このベース部材40は、冷媒圧縮部20のうちエンジン21以外の構成要素から漏れたオイルやドレンを貯留できることは勿論である。上記のように、このベース部材40は、エンジン21においてオイルの内部循環経路に設置される通常のオイル受け(オイルパン)とは異なる機能を果たすものである。特に、このベース部材40は、その貯留空間43の容積がエンジンのオイル使用量を上回る貯留容積であるのが好ましい。これにより、エンジン21から漏れたオイルの全量が室外ユニット10の外部へ流出するのを阻止できる。このベース部材40が本発明の「ベース部材」に相当する。
ベース部材40のうち底部パネル41の下面には、室外ユニット10の設置時に使用される1又は複数の長尺状の固定部材44が設けられている。図1の場合、この固定部材44が第3方向D3に長尺状に延在している。室外ユニット10の設置の際、典型的にはアンカーボルトによってこの固定部材44が所定の設置位置に固定される。一方で、ベース部材40のうち底部パネル41の上面には、冷媒圧縮部20の構成要素が取付けられる1又は複数の長尺状の支持部材45が設けられている。図1の場合、この支持部材45が第2方向D2に長尺状に延在している。これにより、ベース部材40の底部パネル41は、支持部材45を介して冷媒圧縮部20の構成要素を間接的に支持することができる。典型的には、固定部材44及び支持部材45のそれぞれが溶接によってベース部材40の底部パネル41に接合される。なお、ベース部材40の液シール性を担保することができれば、固定部材44及び支持部材45のそれぞれと底部パネル41との接合形態は溶接に限定されるものではなく、ボルト及びナットを用いた締結手段を利用することもできる。
また、ケーシング10aは、下部室11及び上部室12を区画するように設けられた平板状の中間パネル50と、上下方向(第1方向D1)に関しベース部材40と中間パネル50との間にいずれも長尺状に延在する複数の支柱51,52を備えている。中間パネル50は、熱交換部30の構成要素を支持する機能を果たす。支柱51はその延在方向と交差する方向の断面がL字状のプレート部材であり、支柱52はその延在方向と交差する方向の断面が矩形のプレート部材である。図1の場合、ベース部材40は、4つの角部に対応した4箇所と、互いに対向する2つの長辺上の2箇所のそれぞれに支柱取付け領域42aを有する。各支柱51は、一方の端部51aが対応する支柱取付け領域42aに取付けられ、且つ他方の端部51bが中間パネル50に取付けられている。同様に、各支柱52は、一方の端部52aが対応する支柱取付け領域42aに取付けられ、且つ他方の端部52bが中間パネル50に取付けられている。ここでいう支柱51,52が本発明の「支柱」に相当する。従って、支柱51,52とベース部材40の立設壁42との双方が中間パネル50と同様に熱交換部30の構成要素を支持するということもできる。この場合、ベース部材40の立設壁42は、熱交換部30の構成要素を支持するための強度が必要になる。
そこで、このケーシング10aには、ベース部材40の立設壁42のうち各支柱51に対応した支柱取付け領域42aのそれぞれを補強するための補強部材が設けられている。この補強部材は本発明の「補強部材」に相当するものであり、当該補強部材の具体的な実施例1〜3について、図2〜図7を参照しつつ以下に説明する。本発明では、これら3つの実施例のうちの少なくとも1つの形態を選択的に採用することができる。
(実施例1)
実施例1では、支柱取付け領域42aを補強する機能を果たす補強部材60が用いられている。
実施例1について、図1中のA領域では、図2が参照されるようにベース部材40の立設壁42のうち角部に位置する支柱取付け領域42aの近傍に溶接等によって1つの補強部材60が接合されている。特にこの補強部材60は、第3方向Dに長尺状に延在するとともに、一方の端部が立設壁42に接合され、且つ他方の端部が支持部材45に接合されている。また、前述の支持部材45は、その端部が溶接等によって支柱取付け領域42aの近傍に接合されることによって、補強部材60と同様の補強機能を果たす補強部材として構成される。この場合、これら補強部材60及び支持部材45によって、本発明の「補強部材」が構成される。これら補強部材60及び支持部材45の双方の補強機能によって、対応する支柱取付け領域42aを間接的に補強して強度を高めることができ、ベース部材40の立設壁42を補強前に比べて薄肉化(軽量化)することができる。その結果、ベース部材40をオイル受けとして有効利用しつつ、当該ベース部材40の生産性向上を図ることができ、また当該ベース部材40の製造に係るコストを低減することができる。
好ましくは、補強部材60及び支持部材45は、それぞれが支柱取付け領域42aの近傍に接合された状態で立設壁42との間で環状に閉じた形状(空間部)を形成する。典型的には、図2に示すように、ベース部材40の2つの立設壁42、1つの支持部材45、及び1つの補強部材60によって環状に閉じた形状(図2の場合は四角形の筒形状)を形成する。これにより、支柱取付け領域42aの更なる強度アップを図ることができ、立設壁42の更なる薄肉化が図られる。その後、ボルト及びナットを用いた締結手段46によって、支柱51の端部51aが支柱取付け領域42aに締結固定される。この場合、支柱51の端部51aを図2に示すように立設壁42の内壁面に接合してもよいし、或いは立設壁42の外壁面に接合してもよい。特に、溶接時に立設壁42の外表面側に突出状に形成されたビード47との干渉を回避して支柱51の端部51aと立設壁42との密着性を高めるためには、立設壁42の内壁面に支柱51の端部51aを接合するのが好ましい。
また、実施例1について、図1中のB領域では、図3が参照されるようにベース部材40の立設壁42のうち長辺部に位置する支柱取付け領域42aの近傍に溶接等によって2つの補強部材60が接合されている。特に2つの補強部材60は互いに平行状に配置され、各補強部材60は、一方の端部が立設壁42に接合され、且つ他方の端部が支持部材45に接合されている。この場合、補強部材60の補強機能によって支柱取付け領域42aの強度を高めることができ、ベース部材40の立設壁42を補強前に比べて薄肉化(軽量化)することができる。その結果、ベース部材40の生産性向上及びコスト低減を図ることができる。
好ましくは、2つの補強部材60は、それぞれが支柱取付け領域42aの近傍に接合された状態で立設壁42との間で環状に閉じた形状(空間部)を形成する。典型的には、図4に示すように、ベース部材40の1つの立設壁42、1つの支持部材45、及び2つの補強部材60によって閉じた形状(図3の場合は四角形の筒形状)を形成する。これにより、支柱取付け領域42aの更なる強度アップを図ることができ、立設壁42の更なる薄肉化が図られる。その後、前述の締結手段46によって、支柱52の端部52aが支柱取付け領域42aに締結固定される。この場合、支柱52の端部52aを図3に示すように立設壁42の内壁面に接合してもよいし、或いは立設壁42の外壁面に接合してもよい。
(実施例2)
実施例1の変更例に係る実施例2では、支柱取付け領域42aを補強する機能を果たす補強部材として、前述の補強部材60に加えて別の補強部材61,62が用いられている。これら補強部材61,62が本発明の「補強部材」に相当する。
実施例2について、図1中のA領域では、図4が参照されるようにベース部材40の立設壁42のうち角部に位置する支柱取付け領域42aに溶接等によって補強部材61が接合されている。この補強部材61は、立設壁42の角部に対応した形状のL字状のアングル部材として構成されている。その後、前述の締結手段46によって、支柱51の端部51aが補強部材61と共に支柱取付け領域42aに締結固定(共締め)される。この場合、補強部材61を図4に示すように立設壁42の内壁面に接合してもよいし、或いは立設壁42の外壁面に接合してもよい。
また、実施例2について、図1中のB領域では、図5が参照されるようにベース部材40の立設壁42のうち長辺部に位置する支柱取付け領域42aに溶接等によって補強部材62が接合されている。この補強部材62は、平板状の部材として構成されている。その後、前述の締結手段46によって、支柱52の端部52aが補強部材62と共に支柱取付け領域42aに締結固定(共締め)される。この場合、補強部材62を図5に示すように立設壁42の内壁面に接合してもよいし、或いは立設壁42の外壁面に接合してもよい。
この実施例2によれば、補強部材61,62は、支柱取付け領域42aの近傍に接合された補強部材60とは異なり、支柱取付け領域42aに支柱51,52とともに接合されることによって立設壁42における支柱取付け領域42aの板厚を増やす効果があり、これにより支柱取付け領域42aを直接的に補強する機能を果たす。従って、補強部材61,62を追加することによって、対応する支柱取付け領域42aを直接的に補強して強度を高めることができ、実施例1の場合の立設壁42を薄肉化してもベース部材40に必要な所望の強度を確保することができる。その結果、実施例1の場合に比べてベース部材40の更なる軽量化によって、生産性向上及びコスト低減の効果を高めることができる。なお、補強部材61,62のみによってベース部材40に必要な所望の強度を確保することができる場合には、補強部材60を省略することもできる。
(実施例3)
実施例2の変更例に係る実施例3では、支柱取付け領域42aを補強する機能を果たす補強部材として、前述の補強部材61,62に代えて補強部材63,64が用いられている。これら補強部材63,64が本発明の「補強部材」に相当する。
実施例3について、図1中のA領域では、図6が参照されるようにベース部材40の立設壁42のうち角部に位置する支柱取付け領域42aに補強部材63が配置されている。この補強部材63は、環状に閉じた四角形の筒形状(枠状)であり、その2つの外表面のそれぞれが溶接等によって立設壁42のうち長辺部に位置する支柱取付け領域42aに接合され、且つ別の1つの外表面が溶接等によって支持部材45に接合されている。その後、前述の締結手段46によって、支柱51の端部51aが補強部材63と共に支柱取付け領域42aに締結固定(共締め)される。
また、実施例3について、図1中のB領域では、図7が参照されるようにベース部材40の立設壁42のうち長辺部に位置する支柱取付け領域42aに補強部材64が配置されている。この補強部材64は、補強部材63と同様に環状に閉じた四角形の筒形状(枠状)であり、その1つの外表面が溶接等によって立設壁42のうち長辺部に位置する支柱取付け領域42aに接合され、且つ別の1つの外表面が溶接等によって支持部材45に接合されている。その後、前述の締結手段46によって、支柱52の端部52aが補強部材64と共に支柱取付け領域42aに締結固定(共締め)される。
この実施例3によれば、環状に閉じた形状の補強部材63,64を用いることによって、実施例2の場合と同様に、実施例1の場合の立設壁42を薄肉化してもベース部材40に必要な所望の強度を確保することができる。その結果、実施例1の場合に比べてベース部材40の更なる軽量化によって、生産性向上及びコスト低減の効果を高めることができる。なお、補強部材63,64のみによってベース部材40に必要な所望の強度を確保することができる場合には、補強部材60を省略することもできる。
本発明は、上記の典型的な実施形態のみに限定されるものではなく、種々の応用や変形が考えられる。例えば、上記実施の形態を応用した次の各形態を実施することもできる。
本発明では、上記の実施形態の補強部材60〜64は、それぞれが所望の補強機能を達成することが可能であればその形状や数は限定されない。例えば、平板状、棒状、筒状等、種々の形状の補強部材を採用することができる。また、本発明において、これら補強部材60〜64のそれぞれとベース部材40の立設壁42との接合については、溶接、ボルト及びナットを用いた締結、リベット締め、接着剤による接着等、種々の接合形態を採用するができる。
図6及び図7に示す実施形態では、補強部材63,64がいずれも四角形の筒状(環状に閉じた形状)である場合について記載したが、本発明ではこれら補強部材63,64が三角形、円形、楕円形、多角形等の筒形状のように、環状に閉じた他の形状であってもよい。また、これら補強部材63,64は、少なくとも一部に環状に閉じた形状を有していればよい。
上記の実施形態や種々の変更例の記載に基づいた場合、本発明では以下の各態様(アスペクト)を採り得る。
本発明では、
「エンジン駆動のコンプレッサによって空調用の冷媒を圧縮する冷媒圧縮部と、前記冷媒圧縮部の上方に配置され前記コンプレッサで圧縮された冷媒を利用して熱交換を行う熱交換部を収容する、エンジン駆動式空気調和装置のケーシングであって、
前記冷媒圧縮部の構成要素を支持するための底部パネルと前記底部パネルの周縁に立設する立設壁とを備え、且つ前記冷媒圧縮部の前記エンジンから漏れたオイルを貯留可能な液シール構造を有する有底箱形のベース部材と、
前記熱交換部の構成要素を支持するために前記ベース部材と前記熱交換部との間に長尺状に延在し、一方の端部が前記ベース部材のうち前記立設壁の支柱取付け領域に取付けられた支柱と、
前記支柱取付け領域を補強するための補強部材と、
を含む、エンジン駆動式空気調和装置のケーシング。」
という態様を採り得る。
これにより、ケーシングのうち装置の底部構造を形成するベース部材をオイル受けとして有効利用しつつ、当該ベース部材の生産性向上を図ることができ、また当該ベース部材の製造に係るコストを低減することができる。
1…エンジン駆動式空気調和装置、10…室外ユニット、10a…ケーシング、11…下部室、12…上部室、20…冷媒圧縮部、21…エンジン、22…コンプレッサ、30…熱交換部、31…熱交換器、32…ファン、40…ベース部材、41…底部パネル、42…立設壁、43…貯留空間、44…固定部材、45…支持部材、46…締結手段、47…ビード、50…中間パネル、51,52…支柱、51a,51b,52a,52b…端部、60,61,62,63,64…補強部材

Claims (6)

  1. エンジン駆動のコンプレッサによって空調用の冷媒を圧縮する冷媒圧縮部と、前記冷媒圧縮部の上方に配置され前記コンプレッサで圧縮された冷媒を利用して熱交換を行う熱交換部を、ケーシングに収容するエンジン駆動式空気調和装置であって、
    前記ケーシングは、
    前記冷媒圧縮部の構成要素を支持するための底部パネルと前記底部パネルの周縁に立設する立設壁とを備え、且つ前記冷媒圧縮部の前記エンジンから漏れたオイルを貯留可能な液シール構造を有する有底箱形のベース部材と、
    前記熱交換部の構成要素を支持するために前記ベース部材と前記熱交換部との間に長尺状に延在し、一方の端部が前記ベース部材のうち前記立設壁の支柱取付け領域に取付けられた支柱と、
    前記支柱取付け領域を補強するための補強部材と、
    を含む、エンジン駆動式空気調和装置。
  2. 請求項1に記載のエンジン駆動式空気調和装置であって、
    前記補強部材は、前記ベース部材のうち前記立設壁の前記支柱取付け領域の近傍に接合される、エンジン駆動式空気調和装置。
  3. 請求項2に記載のエンジン駆動式空気調和装置であって、
    前記補強部材は、前記支柱取付け領域の近傍に接合された状態で前記立設壁との間で環状に閉じた形状を形成する、エンジン駆動式空気調和装置。
  4. 請求項1に記載のエンジン駆動式空気調和装置であって、
    前記補強部材は、前記ベース部材のうち前記立設壁の前記支柱取付け領域に前記支柱と共に接合される、エンジン駆動式空気調和装置。
  5. 請求項4に記載のエンジン駆動式空気調和装置であって、
    前記補強部材は、環状に閉じた形状を有する、エンジン駆動式空気調和装置。
  6. 請求項1〜5のうちのいずれか一項に記載のエンジン駆動式空気調和装置であって、
    前記ベース部材は、前記エンジンのオイル使用量を上回る貯留容積を有する、エンジン駆動式空気調和装置。
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