JP3639403B2 - エンジン駆動熱ポンプ装置の室外機ユニット - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジン駆動の空調装置等の熱ポンプ装置における室外機ユニットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、コンプレッサをエンジンで駆動するようにしたエンジン駆動熱ポンプ装置は空調装置等において一般に知られている。このエンジン駆動熱ポンプ装置は、空調装置に適用されるような場合に、１乃至複数の部屋に配設される室内機ユニットとこれに接続される室外機ユニットとで構成される。
【０００３】
室外機ユニットは、コンプレッサ及びエンジンを含む動力部と、エンジンの燃料系、吸・排気系、冷却系及び潤滑系や上記コンプレッサに連結される冷媒循環系の一部等を備え、これらをケース内に収納した構成となっている（例えば、特開昭６１−１６２８６１号公報参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この種の室外機ユニットにおいては、エンジン等で発生した振動が各構成部材を介してケース底部に伝達されるため、ケース底部から発生する振動騒音が大きい。そのため、ケース底部下面に補強材を取り付けてケース底部の剛性を高めて振動を抑えたり、あるいはケース底部の周囲に地面との隙間を塞ぐ遮音壁を設けて振動音が外部に漏れるのを抑えるようにしている。
【０００５】
しかし、補強材や遮音壁は、一般には、板金により別体に形成されて溶接やボルト等で取付けられているため、取付け作業が面倒であり、特に、大型の室外機ユニットでは、ケースの底部が大きく、また重量を有するため、補強材等の取り付け作業に多大の労力を要することとなり作業性が悪い。
【０００６】
また、溶接スペース等の関係で、取り付ける補強材等の数や形状に制限が課せられることが多く、振動騒音を充分に抑えられない場合も多い。
【０００７】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、振動騒音を効果的に抑えながらも室外機ユニットの部品点数を削減して製造工程を簡略化することができるエンジン駆動熱ポンプ装置の室外機ユニットを提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、コンプレッサ及びエンジン等の構成部材を収納ケース内に納めたエンジン駆動熱ポンプ装置の室外機ユニットにおいて、上記収納ケースを概略直方体の箱状とし、少なくとも上下両面、一側面及び背面の４面の壁を鋳造により一体に成形したフレームが上記収納ケースの主要部を成すようにし、上記フレームにコンプレッサ及びエンジンを支持させるとともに、上記フレームの底部下面には、補強リブ及び、ユニット設置面と収納ケース底部との間を塞ぐ遮音壁を鋳造により一体に成形し、上記フレームの背面部に設けた凹み部分に入り込むように、室外熱交換器を配設したものである。
【０００９】
このようにすれば、収納ケースの主要部を成すフレームの少なくともその上下両面、一側面及び背面の４面の壁を鋳造により一体成形し、さらにその底部下面に補強リブを一体成形することにより、エンジン等を支持する部分の剛性を高めて振動騒音を抑えながらも、室外機ユニットの部品点数を削減して製造工程を簡略化することができる。しかも、補強リブを鋳造によりフレームと一体成形するため、溶接スペース等の関係で、補強リブの数や形状等に制限が課せられることがなく、補強リブを設けるに当たっての自由度が高められる。そのため、より有効な補強リブを設けることで、ケース底部の振動を効果的に抑えることが可能となる。また、上記フレームの底部下面に、ユニット設置面と収納ケース底部との間を塞ぐ遮音壁を鋳造により一体に成形することで、室外機ユニットの部品点数を増やすことなく、収納ケース底部から外部への振動音の漏れを抑えることができ、これによって振動騒音をさらに低減することができる。さらには、上記フレームの背面部に設けた凹み部分により、室外熱交換器を合理的に配設することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００１１】
図１〜図３は、本発明のエンジン駆動熱ポンプ装置の一例としての空調装置における室外機ユニットとその内部構造を示している。図１及び図２に示すように、室外機ユニットは、動力部収納ケース１とその上方に配置される補助ケース１５とからなる枠組みを有しており、この枠組みに室外機ユニットの構成部品を組み込んだ構造となっている。
【００１２】
動力部収納ケース１は、熱ポンプ装置のコンプレッサとこれを駆動するエンジンとを含む動力部を収納、保持するもので、概略直方体の箱状とされ、当実施形態においては、このケース１の主要部をなすフレーム２が、少なくとも上下両面、一側面及び背面の４面の壁を一体に成形した鋳造品により構成されている。
【００１３】
具体的に説明すると、上記フレーム２は、図３〜図８に示すように、前面側の略全体に開口部３を有するとともに一方の側面（図３では右側の側面）に部分的に開口部を有し、上面部２ａ、底面部２ｂ、背面部２ｃ及び左側面部２ｄの各壁と、前面と右側面との間のコーナー部に設けられた支柱２ｅとが、アルミダイカストで一体成形され、上記各壁で囲われた内部が、動力部を収納するエンジンルームとなっている。上記底面部２ｂはフレーム２の左側面部２ｄより外側に張出しており、この張出部分２ｆの上方に熱ポンプ装置の冷媒循環系の配管等を装備するための小室が形成されるようになっている。
【００１４】
上記フレーム２の上面部２ａの右側の部分には後記エンジン２２の吸気管等を通す窓穴４と排気管を通す比較的小さい穴５等が設けられている。前記窓穴４には図５及び７に示すように上方に突出した縁枠からなる防水壁４ａが設けられており、これによってフレーム２とその上方に設置される上記補助ケース１５との隙間から雨水等が侵入した場合でも、雨水を堰き止めてエンジンルーム内に流れ込むことがないようにされている。なお、窓穴４以外の小さな穴５には、シール部材等が介設されるため防水壁は形成されていない。
【００１５】
また、フレーム２の上面部２ａの左側の部分は右側の部分よりも低く形成され、かつ、その一部には、後記アキュムレータ４４等での結露により生じる水を集めて背面側に導く凹部６が形成されている。
【００１６】
一方、上記フレーム２の底面部２ｂには、その下面側に、左右両端近傍に位置して前後方向に延びる一対の脚部７と、この一対の脚部７の間に配設された補強用リブ８及び遮音壁９が一体に連設されるとともに、上面側に、後記マウントブラケット２５の回り止め用の突条１０及び取付け穴１１等が設けられている。この突状１０の内、左側については２個、右側については１個により、左右のマウントブラケット２５の回り止めをする。
【００１７】
上記脚部７は、前後両側に突出する部分７ａが床面に当接し、その間の部分（底面部２ｂの下方に位置する部分）７ｂが断面逆Ｕ字状に形成されて床面に当接されてるとともに、その内部にリブ７ｃ及びマウントブラケット２５取付用ボルトのボルトボス部７ｄ等が形成されている。
【００１８】
上記遮音壁９は薄板状の突部からなり、フレーム２の前面側及び背面側の縁部に形成されて底面部２ｂと設置面との間を塞ぐようになっている。また、上記補強用リブ８は、遮音壁９よりやや突出量の小さな突部からなり、脚部７及び遮音壁９によって囲まれた部分に格子状に形成されるとともに、各格子の角部同士を対角方向に連結するように形成されている。
【００１９】
また、左側面部２ｄには、ワイヤーハーネス及び冷却水配管等を挿通させる配管類挿通部分（図示せず）が設けられるとともに、後記パックドバルブ４７，４８の取付け用ブラケット１２、正面パネル取付用のブラケット１３等が一体に連成されている。
【００２０】
そして、上記のようなフレーム２に対し、その前面側の開口部３を覆う正面パネル、右側面の開口部を覆う右側面パネル、左側面部２ｄの外方において上記張出部分２ｆの上方の小室を囲う側面カバー、背面側下部を覆う背面下部カバー等がボルト等により着脱可能に取付けられることにより動力部収納ケース１が構成されている。
【００２１】
一方、補助ケース１５は、図１に示すように、略中央にファン配置用の空洞部１６を備えた合成樹脂製の本体部分１７を有しており、この本体部分１７に正面カバー、天井カバーあるいはファンガード等の各種カバーがボルト等で着脱可能に取付けられる構成となっている。
【００２２】
そして、上記動力部収納ケース１のフレーム２上に補助ケース１５の本体部分１７が設置、固定され、これらに対して上記各種パネル及びカバー類等が組付けられるとともに、その背面部に室外熱交換器１８とラジエータ４２が取り付けられることにより室外機ユニットの枠組部分が構成されている。なお、図１及び図２では、便宜上、両ケース１，１５のカバーやパネルを取外した状態で内部を示している。
【００２３】
上記動力部収納ケース１には、熱ポンプ装置のコンプレッサ２１と、これを駆動するエンジン２２とを含む動力部が収納されている。当実施形態において上記エンジン２２は水冷ガスエンジンであり、このエンジン２２のクランク軸２２ａとコンプレッサ２１の回転軸とが駆動ベルト２３を介して接続されるとともに、コンプレッサ２１のハウジングがエンジン２２のクランクケースに連結された状態で、これらエンジン２２及びコンプレッサ２１がマウント２４及びマウントブラケット２５を介してフレーム２の底面部上に設置されている。
【００２４】
具体的には、図９に示すように、エンジンのヘッド部２２ｂにマウントブラケット２５ａが取付けられ、このマウントブラケット２５ａと底面部２ｂに載置されるマウントブラケット２５との間にマウント２４が配置されてエンジン２２が支持されている。上記マウントブラケット２５は、それぞれ上記脚部７の真上に配置されている。なお、エンジンのヘッド部２２ｂには、後記排ガス熱交換器３７が接続され、この排ガス熱交換器３７は同図に示すようにＬ型形状をなし、その凹み部分に上記室外熱交換器１８が入り込むように配置されている。
【００２５】
また、上記補助ケース１５には、その上記空洞部１６内に送風ファン３０が配置されている。そして、エンジンの吸気系、燃料系、排気系、潤滑系及び冷却系と上記コンプレッサ２１に連結される冷媒循環系の一部とが上記両ケース１，１５にわたって配設されている。
【００２６】
エンジンの吸気系は、エアクリーナ３１と、このエアクリーナ３１に外気を導入する吸気導入管３２と、エアクリーナ３１を通った空気をエンジンに導く吸気管３３とを備えている。上記エアクリーナ３１及び吸気導入管３２は上記補助ケース１５内に配置されている。また、吸気管３３は、エアクリーナ３１から下方に導出され、上記フレーム２の上面に設けられた窓穴４を通って動力部収納ケース１内に延び、エンジン２２のヘッド部２２ｂ上側に設置されたミキサー３４に接続されている。そして、このミキサー３４で空気と燃料が混合されて、その混合気がエンジン２２に供給されるようになっている。なお、エアクリーナ３１の下方にはブローバイガス導出通路に接続されるオイルセパレータ３５が配置されている。
【００２７】
エンジンの燃料系は、上記ミキサー３４に接続された燃料供給管３６を備え、この燃料供給管３６がフレーム２の左側面部を通り抜けて外部の燃料ガス供給源（図示せず）に接続されている。
【００２８】
エンジンの排気系は、エンジン２２の横に接続される排ガス熱交換器３７から導出される排気管１００（図９参照）を備え、この排気管１００は、上方へ延び、フレーム２の上面部に設けられた穴５を通って補助ケース１５内に達し、エアクリーナ３１の上方に配置された排気サイレンサ３８に接続されている。
【００２９】
エンジンの潤滑系は、オイルタンク３９を備えている。このオイルタンク３９は、エンジン２２の側方に配置され、オイル流通管４０を介してエンジン２２のオイルパンに接続されている。
【００３０】
また、エンジンの冷却系は、冷却水管（図示せず）を備え、この冷却水管が水ポンプ４１から吐出される冷却水を、排ガス熱交換器３７、エンジン２２のウォータジャケット、ラジエータ４２及び二重管熱交換器４３等を介して再び水ポンプ４１に導入するように構成されている。
【００３１】
一方、上記コンプレッサ２１に連結される冷媒循環系は、詳しく図示していないが、コンプレッサ２１の吐出口に接続される吐出側冷媒管と、コンプレッサ２１の吸入口に接続される吸入側冷媒管とを有し、これら各冷媒管が四方弁に接続されている。吐出側冷媒管にはオイルセパレータが介設され、吸入側冷媒管にはアキュムレータ４４が介設されている。
【００３２】
上記四方弁からは２本の冷媒管が導出され、一方側の冷媒管はパックドバルブ４７及びストレーナ等を介してその先端が複数に分岐しており、各分岐管の先端にはフランジ４５が設けられている。また、他方側の冷媒管は、二重管熱交換器４３を経て室外熱交換器１８に達し、さらに室外熱交換器１８からフィルタドライヤ、サイトグラス、パックドバルブ４８等を経てその先端が複数に分岐し、各分岐管に電子膨張弁４９及びストレーナ等が介設されてその先端にフランジ４６が設けられている。そして、図外の複数の室内熱交換器との接続用の配管が、上記各分岐管のフランジ４５，４６に着脱可能に接続されるようになっている。
【００３３】
以上のような当実施形態の室外機ユニットによると、コンプレッサ２１及びエンジン２２を含む動力部が動力部収納ケース１に収納されるとともに、エンジンの燃料系、吸・排気系、冷却系、潤滑系等の構成部材や配管、及びコンプレッサ２１に接続される冷媒潤滑系の構成部材や配管が、上記動力部収納ケース１とその上方に設置された補助ケース１５とに合理的に配設される。
【００３４】
そして、上記動力部収納ケース１の主要部をなすフレーム２は、上面部２ａ、底面部２ｂ、背面部２ｃ及び左側面部２ｄの４面の壁及び前面右側コーナーの支柱２ｅがアルミダイカストで一体成形されているため、例えば、フレームを構成する各面の壁板及び支柱を板金により個別に形成するようなものと比べると製造工程が大幅に簡略化される。また、上記４面及び支柱２ｅが一体の鋳造品とされることにより、フレーム２の剛性が大幅に高められているので、このフレーム２に、動力部やフレーム２上の補助ケース１５及び各種の室外機ユニット構成部材、配管が支持されることにより、室外機ユニット全体の強度が高められる。
【００３５】
特に、フレーム２の底面部２ｂは、補強用リブ８が設けられてその剛性が高められているために振動が生じ難く、また、前後両側において、脚部７間に遮音壁９が設けられているため底面部２ｂでの振動音が外部に漏れ難い。そのため、動力部収納ケース１の底面部分での振動騒音が効果的に抑えられる。しかも、補強用リブ８や遮音壁９は、フレーム２の底面部２ｂに一体に成形されるので、このように振動騒音を抑えながらも、部品点数を削減して製造工数を簡略化することができる。
【００３６】
その上、補強用リブ８を鋳造により一体に成形する場合には、従来のように溶接スペース等との関係で補強リブの形状や数に制限が課せられるようなことが少なく、補強用リブ８の形状等についての自由度が高い。そのため、より有効な補強用リブ８を設けることができ、これにより動力部収納ケース１の底部での振動騒音をより効果的に抑えることができる。
【００３７】
また、エンジン２２がマウントブラケット２５を介して上記脚部７の真上に配置されているので、エンジン２２が上下に振動する時の大きな重力はマウント２４、マウントブラケット２５及び脚部７の突出する部分７ａや、断面逆Ｕ字状の部分７ｂを介して設置土台に伝わることとになり、これによってフレーム２の底面部２ｂに繰り返し曲げ荷重が作用することがないようになっている。また、振動により左右のマウント２４に作用するエンジン２２の振動荷重に位相差が出ても、リブ８により底面部２ｂの強度が高められているので、曲げにより破損することがない。さらに、底面部２ｂの剛性は、リブ８のみならず、断面逆Ｕ字状の部分７ｂ及びその内部に設けられるリブ７ｃによっても高められているので、フレーム２の底面部２ｂが振動して騒音源となることがないという特徴もある。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、コンプレッサ及びエンジン等の構成部材を収納ケース内に納めたエンジン駆動熱ポンプ装置の室外機ユニットにおいて、上記収納ケースを概略直方体の箱状とし、少なくとも上下両面、一側面及び背面の４面の壁を鋳造により一体に成形したフレームが上記収納ケースの主要部を成すようにし、上記フレームにコンプレッサ及びエンジンを支持させるとともに、上記フレームの底部下面には、補強リブ及び、ユニット設置面と収納ケース底部との間を塞ぐ遮音壁を鋳造により一体に成形し、上記フレームの背面部に設けた凹み部分に入り込むように、室外熱交換器を配設したことにより、 エンジン等を支持する部分の剛性を高めて振動騒音を抑えながらも、室外機ユニットの部品点数を削減して製造工程を簡略化することができる。特に、補強リブを鋳造により一体成形するため、補強リブを設けるに当たっての形状等についての自由度が高く、そのため、より有効な補強リブを形成してケース底部の振動を効果的に抑えることができる。また、上記フレームの底部下面に、ユニット設置面と収納ケース底部との間を塞ぐ遮音壁を鋳造により一体に成形することで、室外機ユニットの部品点数を増やすことなく、収納ケース底部から外部への振動音の漏れを抑えることができ、これによって振動騒音をさらに低減することができる。さらには、上記フレームの背面部に設けた凹み部分により、室外熱交換器を合理的に配設することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のエンジン駆動熱ポンプ装置の室外機ユニットの一例を示す正面図である。
【図２】 上記室外機ユニットの側面図である。
【図３】 上記室外機ユニットに適用される動力部収納ケースのフレームを示す正面図である。
【図４】 上記フレームの平面図である。
【図５】 上記フレームの水平断面図である。
【図６】 上記フレームの下面図ある。
【図７】 上記フレームの図４におけるＡ−Ａ断面図である。
【図８】 上記フレームの図４におけるＢ−Ｂ断面図である。
【図９】 動力部収納ケースの内部を示す図７に対応する断面図である。
【符号の説明】
１ 動力部収納ケース
２ フレーム
２ａ 上面部
２ｂ 底面部
２ｃ 背面部
２ｄ 左側面部
２ｅ 支柱
２ｆ 張出部分
７ 脚部
８ 補強用リブ
９ 遮音壁
２１ コンプレッサ
２２ エンジン

Claims (1)

1. コンプレッサ及びエンジン等の構成部材を収納ケース内に納めたエンジン駆動熱ポンプ装置の室外機ユニットにおいて、
   上記収納ケースは概略直方体の箱状を有し、
   少なくとも上下両面、一側面及び背面の４面の壁が鋳造により一体に成形されたフレームが上記収納ケースの主要部を成し、
   上記フレームにコンプレッサ及びエンジンが支持されるとともに、
   上記フレームの底部下面には、補強リブ及び、ユニット設置面と収納ケース底部との間を塞ぐ遮音壁が鋳造により一体に成形され、
   上記フレームの背面部に設けられた凹み部分に入り込むように、室外熱交換器が配設されていることを特徴とするエンジン駆動熱ポンプ装置の室外機ユニット。

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