JP3023625B2 - エンジン駆動ヒートポンプ装置 - Google Patents

エンジン駆動ヒートポンプ装置

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JP3023625B2
JP3023625B2 JP4139889A JP13988992A JP3023625B2 JP 3023625 B2 JP3023625 B2 JP 3023625B2 JP 4139889 A JP4139889 A JP 4139889A JP 13988992 A JP13988992 A JP 13988992A JP 3023625 B2 JP3023625 B2 JP 3023625B2
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次雄 福島
文夫 土肥
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    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
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  • Thermal Sciences (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、エンジン駆動ヒート
ポンプ装置、特にその室外機における冷却構造の改良に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】エンジンによりコンプレッサを駆動して
冷凍サイクルを作動させるエンジン駆動ヒートポンプ装
置においては、その室外機内にエンジンやコンプレッ
サ、熱交換器等が収納されており、更にこれらの機器や
各種の構成部材、制御装置等を冷却するために、熱交換
器用のファンとは別に換気用送風機が設けられている。
しかし、大気温度が20℃を超えるような季節には、換
気用送風機を運転していても起動後30分以内に室外機
の内部の雰囲気温度は90℃程度に達するのが普通であ
り、エンジンの取り付け部に使用される防振ゴムやコン
プレッサ駆動用のベルト、制御回路の電子部品等が高温
にさらされ、これらの部品を劣化させる大きな要因とな
っていた。
【0003】また、ヒートポンプの運転状態を外気温度
に応じて制御するために外気温度センサが設けられる
が、その設置位置が適切でないため熱交換器を通った後
の空気流に触れたり、上述のように室外機内部の雰囲気
温度が高くなった場合に各機器などからの輻射や太陽光
で加熱された外板パネルからの輻射、あるいはこれらか
らの熱伝導の影響を受けたりするため、外気温度の検出
が不正確になって運転状態を適正に制御できなくなると
いう問題点もあった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】この発明はこれらの点
に着目し、エンジン駆動ヒートポンプ装置の室外機にお
ける冷却構造を改良し、各構成部材や部品の冷却を効果
的に行うことを課題としてなされたものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の課題を達成するた
めに、この出願の第1の発明は、エンジン駆動ヒートポ
ンプ装置において、換気用送風機により換気用空気を外
部から取り入れて室外機内の所要箇所に送るための空気
通路を室外機の底部に設けると共に、コンプレッサをエ
ンジン側駆動プーリより下方に位置させ、エンジンの回
転をコンプレッサに伝達する駆動ベルトの真下に空気通
路の開口部を形成して上記駆動ベルトに向けて空気流を
噴出するようにしている。
【0006】また第2の発明は、換気用空気を外部から
取り入れて室外機内に送るための送風機室を室外機の原
動機室内に設け、上記送風機室を仕切板で上下に分けて
送風機室の上部に空気入口を設けると共に仕切板端縁を
迂回する空気通路を形成し、送風機室下部の空気通路中
に送風機と送風機駆動用モータとを配置し、且つこの送
風機駆動用モータを空気通路の上流側に、送風機の吸込
口を空気通路の下流側に位置させている。更に第3の発
明では、室外機の原動機室内に設けた送風機室を仕切板
で上下に分けて送風機室の上部に空気入口を設けると共
に仕切板端縁を迂回する空気通路を形成して送風機室の
下部に送風機と送風機駆動用モータとを配置し、且つ上
記空気入口のすぐ内側に外気温度センサを配置してい
る。
【0007】
【作用】第1の発明では、エンジンやコンプレッサなど
の熱を受けていない外気が駆動ベルトに向けて噴出され
るので、駆動ベルトの冷却が効果的に行われる。第2の
発明では、送風機駆動用モータが真っ先に冷却されるの
でモータの冷却が効果的に行われ、また空気通路が仕切
板を迂回する形状であるためモータや送風機の音が送風
機室上部の空気入口から外部に漏れにくい。第3の発明
では、外部から取り入れた直後の強い気流に外気温度セ
ンサが触れるので室外機内部の他の機器の熱影響を受け
ることがなく、外気温度が正確に検出される。
【0008】
【実施例】次に、図示の一実施例について説明する。図
1〜図3は室外機内部の主要な機器の配置を示した概略
図であり、図1は正面図、図2は側面図、図3は平面図
である。室外機1は下部を原動機室A、上部を熱交換室
Hとした2段構造であって、原動機室Aにはエンジン
E、コンプレッサC、換気用送風機であるシロッコファ
ンV、このシロッコファンVによる空気流を室外機1内
の所要個所に送るためのダクト状の空気通路Dのほか、
例えばリキッドレシーバ、アキュムレータ等の機器類が
収納されており、熱交換室Hには熱交換器T1,T2、熱
交換器用ファンF1,F2、操作パネル部Pのほか、例え
ば排熱回収器、ラジェータ等の機器類が収納されてい
る。
【0009】図4は空気通路Dの構成を示す図、図5は
エンジンEとコンプレッサCの支持構造とその配置を示
す図、図6は原動機室Aの概略側面図である。空気通路
Dは室外機1の底部に設けられてシロッコファンVから
換気用空気が送り込まれるようになっており、図4のよ
うに、ダクトを組み合わせてほぼ長方形の主要部を構成
し、これにエンジンEとコンプレッサCを取り付けるた
めの支持筒2,3,4を設け、更に駆動ベルト冷却用の
開口部5を形成してある。図5及び図6に示すように、
コンプレッサCはエンジンEに固定されたブラケット6
に吊り下げ状態で取り付けられており、エンジンEの両
サイドとコンプレッサC側の計3箇所でそれぞれ防振ゴ
ム7を介して支持筒2,3,4により支持してある。1
1はフライホイール、12はエンジンE側の駆動プー
リ、13,14はコンプレッサC側の従動プーリであ
り、各プーリ間に駆動ベルト15が掛けられている。
【0010】支持筒2は前面が開放された形状で、図7
の(b)に示すように室外機1の前面パネル1aを取り付
けることにより前面が塞がれてダクト状となる構造とな
っており、その内面にこのヒートポンプ装置の制御回路
用の電子部品16、例えばCDIユニットなどの半導体
ユニットが取り付けられている。従来の室外機では、制
御回路の回路基板や電子部品をケースに収納し、このケ
ースを室外機内の適宜の箇所に設置していたので、換気
用送風機による空気流に電子部品が直接触れることがで
きず放熱が不十分になり、またケースからの伝熱も加わ
って電子部品の温度が上昇しやすいものであったが、こ
の実施例では支持筒2の内部を通る空気流に電子部品1
6が直接触れるので十分に冷却され、しかもケースに入
れないで小形の部品をそのまま取り付けているので、空
気の流れを阻害するようなこともない。
【0011】このため、前述した室外機内部の雰囲気温
度が90℃程度に達するような場合でも電子部品16の
温度は最高で58℃程度であって、一般に半導体電子部
品の耐熱温度とされる60℃以下に維持することができ
るのである。なお、この実施例では電子部品16を支持
筒2の内部に取り付けているが、空気通路Dの他の場所
に取り付けることもできる。また、前面パネル1aを外
すと支持筒2の前面が開放されるので、電子部品16の
点検や交換を容易に実施できる。
【0012】図5に示すように、空気通路Dの開口部5
はエンジンEとコンプレッサCの間のベルト駆動部の真
下に位置するように形成されており、シロッコファンV
から送風された空気流の一部が開口部5から駆動ベルト
15に向けて噴出される。このため、駆動ベルト15の
周辺の雰囲気温度は前述のような高温の条件下でも60
℃程度となり、駆動ベルト15はこの空気流で冷却され
ることになる。ちなみに、例えば雰囲気温度が80℃の
場合に交換までの寿命が2年であるベルトの場合、雰囲
気温度が60℃であれば交換までの寿命が8年に伸びる
のであり、ヒートポンプ装置の寿命自体が8年程度であ
るので、実質的にはベルトの交換が不要となるのであ
る。
【0013】また図5に示すように、この実施例ではエ
ンジンEからの輻射を遮断するためにエンジンEとコン
プレッサCの間に遮熱板17を設け、またブラケット6
の上面に熱気抜き穴6aを複数個設けてある。遮熱板1
7と熱気抜き穴6aが無い場合にはブラケット6の内面
上部に熱気が溜って雰囲気温度が80℃程度に達するの
に対して、遮熱板17と熱気抜き穴6aの有るこの実施
例ではブラケット6の内面上部でもほぼ60℃程度であ
り、駆動ベルト15の劣化防止がより確実に行われる。
なお、図4に示したように空気通路Dには支持筒4寄り
に開口部18を設けてあり、これから噴出する空気流に
よってベルト駆動部だけでなくコンプレッサCの本体も
冷却されるようにしてある。また、防振ゴム7も各支持
筒2,3,4の上端に位置して上向きに噴出する空気流
によって電子部品16と同様に冷却されるので、最高温
度は68℃程度までしか上昇せず、防振ゴム7の劣化も
防止される。
【0014】図8はシロッコファンVの配置状態を示し
たものである。図6及び図8において、21は上部に空
気入口22を設けると共に下部にシロッコファンVを配
置した送風機室であり、この送風機室21を上下に分け
る仕切板23を設けて空気入口22から取り入れた換気
用空気が仕切板23の端縁を迂回してシロッコファンV
に至るような空気通路24を形成し、この空気通路24
にシロッコファンVをその駆動用モータ25と共に全体
を配置し、且つモータ25を空気通路24の上流側に、
吸込口26を下流側に向けてある。従って、シロッコフ
ァンVが運転されると、送風機室21に吸い込まれた空
気は駆動用モータ25に触れてからシロッコファンVに
吸い込まれることになり、このファン自身が起こす空気
流によって駆動用モータ25が効果的に冷却されるので
ある。
【0015】従来の室外機では送風機室に吸い込まれた
空気をシロッコファンの吸込口に直接導いており、その
駆動用モータは原動機室の雰囲気内にあって積極的な冷
却はなされていなかったのであるが、この実施例では駆
動用モータ25を空気通路24内に配置しているので冷
却が十分に行われる。このため、従来夏期に100℃前
後になっていたモータ外面の温度が実施例では60℃程
度まで下がり、モータ25の温度上昇に伴って、潤滑油
の油膜形成力が低下することによりベアリングが過熱し
て早期に劣化あるいは破損したり、コイルが焼損したり
するようなトラブルが防止される。
【0016】図6及び図8には外気温度センサの配置状
態も示されている。すなわち、29は外気温度を検出し
てヒートポンプの運転状態を制御するために設けられた
外気温度センサであり、空気入口22のすぐ内側に位置
するように送風機室21の仕切板23に支持脚29aを
介して取り付けられている。従って、外気温度センサ2
9は外部から取り入れた直後の空気に触れて常に冷却さ
れた状態となり、従来のように室外機内部の雰囲気温度
の影響や高温部分からの熱伝導の影響を受けるというこ
とはなく、外気温度を正確に検出して運転状態を適正に
制御することができるのである。
【0017】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、この発
明はエンジン駆動ヒートポンプ装置の室外機における各
構成部材の冷却構造を改良したものであり、第1の発明
では原動機室に噴出した空気流は真っ先に駆動ベルトに
当たるので、エンジンやコンプレッサなどの熱影響を受
けていない空気で駆動ベルトが冷却されることになり、
冷却が効果的に行われてベルトの寿命を大幅に伸ばすこ
とができる。また第2の発明では、換気用送風機自身に
よる空気流で送風機駆動用モータが真っ先に冷却される
のでモータの冷却が効果的に行われ、温度上昇に起因す
る故障を防止してモータの寿命を伸ばすことができる。
更にモータや送風機の音は仕切板を迂回する形状の空気
通路を逆流して送風機室上部の空気入口に達することに
なるため、モータや送風機の音が外部に漏れにくくな
る。また第3の発明では、外部から取り入れた直後の強
い気流に外気温度センサが触れる状態となるので、室外
機内に滞留している空気や、室外機内部の他の機器の熱
影響を受けた空気に触れることがなく、外気温度を正確
に検出してヒートポンプ装置を適正に制御することが可
能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例の主要な機器の配置を示し
た概略正面図である。
【図2】同実施例の概略側面図である。
【図3】同実施例の熱交換室と原動機室の概略平面図で
ある。
【図4】同実施例の空気通路の構成を示す概略斜視図で
ある。
【図5】同実施例のエンジンとコンプレッサの部分及び
その駆動ベルトの部分の構成を示す図である。
【図6】同実施例の原動機室の概略側面図である。
【図7】同実施例の電子部品の取り付け状態を示す図で
ある。
【図8】同実施例の換気用送風機の配置状態を示す図で
ある。
【符号の説明】
1 室外機 2,3,4 支持筒 5 開口部 15 駆動ベルト 16 電子部品 21 送風機室 22 空気入口 24 空気通路 25 駆動用モータ 29 外気温度センサ A 原動機室 H 熱交換室 E エンジン C コンプレッサ V シロッコファン D 空気通路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大田 良和 大阪市北区茶屋町1番32号 ヤンマーデ ィーゼル株式会社内 (56)参考文献 特開 平2−37108(JP,A) 実開 昭57−156764(JP,U) 実公 昭63−40737(JP,Y2) 実公 昭59−39620(JP,Y2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F25B 27/00 F24F 5/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エンジン、このエンジンにより駆動され
    るコンプレッサ、熱交換器、換気用送風機等の機器を室
    外機内に収納したエンジン駆動ヒートポンプ装置におい
    て、 換気用送風機により換気用空気を外部から取り入れて室
    外機内の所要箇所に送るための空気通路を室外機の底部
    に設けると共に、コンプレッサをエンジン側駆動プーリ
    より下方に位置させ、エンジンの回転をコンプレッサに
    伝達する駆動ベルトの真下に空気通路の開口部を形成し
    て上記駆動ベルトに向けて空気流を噴出するようにした
    ことを特徴とするエンジン駆動ヒートポンプ装置。
  2. 【請求項2】 エンジン、このエンジンにより駆動され
    るコンプレッサ、熱交換器、換気用送風機等の機器を室
    外機内に収納したエンジン駆動ヒートポンプ装置におい
    て、 換気用空気を外部から取り入れて室外機内に送るための
    送風機室を室外機の原動機室内に設け、上記送風機室を
    仕切板で上下に分けて送風機室の上部に空気入口を設け
    ると共に仕切板端縁を迂回する空気通路を形成し、送風
    機室下部の空気通路中に送風機と送風機駆動用モータと
    を配置し、且つこの送風機駆動用モータを空気通路の上
    流側に、送風機の吸込口を空気通路の下流側に位置させ
    たことを特徴とするエンジン駆動ヒートポンプ装置。
  3. 【請求項3】 エンジン、このエンジンにより駆動され
    るコンプレッサ、熱交換器、換気用送風機等の機器を室
    外機内に収納したエンジン駆動ヒートポンプ装置におい
    て、 換気用空気を外部から取り入れて室外機内に送るための
    送風機室を室外機の原動機室内に設け、上記送風機室を
    仕切板で上下に分けて送風機室の上部に空気入口を設け
    ると共に仕切板端縁を迂回する空気通路を形成して送風
    機室の下部に送風機と送風機駆動用モータとを配置し、
    且つ上記空気入口のすぐ内側に外気温度センサを配置し
    たことを特徴とするエンジン駆動ヒートポンプ装置。
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