JP3653365B2

JP3653365B2 - エンジン駆動熱ポンプ装置の室外機ユニット

Info

Publication number: JP3653365B2
Application number: JP4631497A
Authority: JP
Inventors: 好秀鷹野; 一成平
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1997-02-28
Filing date: 1997-02-28
Publication date: 2005-05-25
Anticipated expiration: 2017-02-28
Also published as: JPH10238826A

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の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】
上記室外機ユニットは、収納ケースに、コンプレッサ及びエンジンを含む動力部を収納するとともに、この収納ケースの上方に、室外熱交換器とこれに対する送風ファンとを保持する補助ケースを設置し、これらのケースにエンジンの燃料系、吸・排気系、冷却系及び潤滑系と上記コンプレッサに連結される冷媒循環系の一部とを配設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】
この種の熱ポンプ装置の室外機ユニットにおいては、通常、冷媒循環系の低圧側に設けられるアキュムレータが上記収納ケースの上方の補助ケース内に配置され、そのアキュムレータの表面で空気中の水分が凝縮、結露して、その凝縮水が収納ケース上に滴下し、また、雨水が収納ケースと補助ケースとの間に侵入することがあるので、これら凝縮水や浸入水を集めて特定箇所に排出する排水部分を設けることが要求される。
【０００５】
従来、このような排水部分としては、上記凝縮水や浸入水を受けるドレンパンを上記収納ケースとは別体に板金等により形成し、このドレンパンを収納ケースの上面に取り付けていたが、このようにすると部品点数が増加し、製造時の工数が多くなり、コストアップを招くといった問題があった。
【０００６】
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、凝縮水や浸入水等の排水を良好に行ない得るようにしつつ、部品点数及び製造時の工数を削減し、コストを低減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する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、冷媒循環系に冷媒を循環させるためのコンプレッサとこのコンプレッサを駆動するエンジンとを含む動力部を有し、この動力部を収納ケースに収納し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、上記収納ケースの上面部に溝状の排水用凹部を一体に設け、上記上面部に付着する水が上記凹部に集まるように上記上面部を形成するとともに、上記排水用凹部を、後方側ほど溝底が低くなるように傾斜して背面部に達するように形成し、上記収納ケースの背面部に、上記排水用凹部から背面部に沿って流下する水の流通範囲を規制するように一対の突壁を上記排水用凹部に対応する間隔で設け、上記排水用凹部に流れ込んだ水が背面側から上記一対の突壁の間を通って外部に排出されるように構成したものである（請求項１）。
【０００８】
この構成によると、収納ケースの上面部の上に落ちる水が上記排水用凹部に流れ込み、背面側から外部に流出し、排水性が良好となる。そして、確実に背面側の一定箇所に水が排出される。しかも、排水用凹部が収納ケースの上面部に一体に形成されていることにより、部品点数及び製造工数が削減される。
【００１２】
また、上記収納ケースの上面部に排水用凹部の前端部を閉塞する縦壁を一体に連成し、この縦壁に、上記コンプレッサに接続されるフレキシブルチューブの取付部を設けておくと（請求項２）、フレキシブルチューブを介してエンジン振動が伝達される取付部の剛性が高められる。つまり、排水用凹部を一体に上面部に一体に形成する構造が、上記取付部で生じ易い振動騒音の低減にも有効に利用される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１〜図３は水冷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１０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。
【００１５】
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、保持するものであり、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。
【００１６】
具体的に説明すると、上記フレーム２は、前面側の略全体に開口部を有するとともに一方の側面（正面から見て右側の側面）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とがアルミ合金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３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２ｇの上方に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。
【００１７】
上記フレーム２には、後に詳述するように上面部２ａに排水用凹部等が設けられるとともに、背面部２ｃに換気用の空気流通経路構成部分等が設けられ、また、底面部２ｂに左右一対の脚体４、リブ５、防音壁６（図４参照）等が設けられ、さらに左側面部に正面パネル取付け用ブラケット７及びパックドバルブ取付け用のブラケット８等が設けられている。
【００１８】
上記フレーム２に対し、その前面側の開口部を覆う正面パネル、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２ｇ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９（図９〜図１１参照）等がボルト等によって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が構成されるようになっている。
【００１９】
一方、上記補助ケース１０は、略中央にファン配置用の空洞部１２を備えた合成樹脂の本体部分１１を有しており、この本体部分１１に対して正面カバー、天井カバー、右側面カバー、ファンガード等がボルト等で着脱可能に取付けられるようになっている。
【００２０】
上記補助ケース本体部分１１の背面側には、室外熱交換器１５とラジエータ５６が取付けられるようになっている。そして、上記フレーム２上に補助ケース本体部分１１及び室外熱交換器１５が設置、固定されるとともにこれらに対してパネル、カバー等が組付けられることにより、室外機ユニットの枠組みが構成されるようになっている。なお、図１及び図２では、便宜上、両ケース１，１０のカバーやパネルを取外した状態で内部を示している。
【００２１】
上記動力部収納ケース１のフレーム２により形成されたエンジンルーム３内には、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。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２ｂ上に設置されている。
【００２２】
また、上記補助ケース１０には、その空洞部１２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１，１０にわたって配設されている。
【００２３】
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１０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の上面部２ａに設けられた窓穴８４（図５参照）を通ってエンジンルーム３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。
【００２４】
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の上流側はフレーム２の左側面部２ｄを通り抜けてその外側方に延び、外部の燃料ガス供給源（図示せず）に接続されるようになっており、この燃料供給管３６に電磁弁３７，３８及びゼロガバナ３９が介設されている。
【００２５】
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４２から導出された排気管４１を備え、この排気管４１は上方へ延び、フレーム２の上面部に設けられた穴８６（図５参照）を通って補助ケース１０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４３に接続されている。なお、４４は排ガス熱交換器４２や排気サイレンサ４３等からのドレン水を濾過するドレンフィルタであってエンジンルーム３内の側部下端に配置されている。
【００２６】
エンジンの潤滑系はオイルタンク４５を備えている。このオイルタンク４５は、エンジン２２の側方で、かつ、水平に配置されるシリンダブロック２２ｃ及びヘッド部２２ｂの下方に配置され、オイル流通管４６を介してエンジン２２のオイルパンに接続されている。
【００２７】
また、水冷エンジンの冷却系は、水ポンプ５１から吐出される冷却水をエンジン２２に導く冷却水管５０ａを備え、この冷却水管５０ａが排ガス熱交換器４２から水ポンプ５２を経てエンジン２２のウォータジャケット５３の冷却水入口に接続されるとともに、ウォータジャケット５３の冷却水出口からサーモスタット５４を介して導出された冷却水管５０ｂがリニア三方弁５５に接続されている。さらに、上記リニア三方弁５５から２本の冷却水管５０ｃ，５０ｄが導出され、各冷却水管５０ｃ，５０ｄがラジエータ５６及び二重管熱交換器５７にそれぞれ接続されるとともに、ラジエータ５６及び二重管熱交換器５７からそれぞれ導出された冷却水管５０ｅ，５０ｆが合流して冷却水ポンプ５１に接続されている。また、冷却水管５０ｆには、リカバリタンク５８及び加圧キャップ５９が接続されている。
【００２８】
上記ラジエータ５６は室外熱交換器１７の前面側に装備され、上記送風ファン３０の後方に配置されている。また、上記二重管熱交換器５７、リカバリタンク５８及び加圧キャップ５９は補助ケース１０の上部に配設されている。
【００２９】
一方、上記コンプレッサ２１に連結される冷媒循環系は、コンプレッサ２１の吐出口にフレキシブルチューブ６１ａを介して上流端側が接続された吐出側冷媒管６０ａと、コンプレッサ２１の吸入口にフレキシブルチューブ６１ｂを介して下流端側が接続された吸入側冷媒管６０ｂとを有し、吐出側冷媒管６０ａの下流端及び吸入側冷媒管６０ｂの上流端が四方弁６２に接続されている。また吐出側冷媒管６０ａにはオイルセパレータ６３が介設され、吸入側冷媒管６０ｂにはアキュムレータ６４が介設されている。上記オイルセパレータ６３及びアキュムレータ６４は補助ケース１０の左側方部に配置されている。
【００３０】
上記四方弁６２から冷媒管６０ｃ，６０ｅが導出されている。冷媒管６０ｃは下方に延びて上記フレーム２の左側面部２ｄの外側の小室に達し、この小室内で、パックドバルブ６５及びストレーナ６６を経てその先で複数に分岐しており、各分岐管６０ｄの先端にはフランジ６７が設けられている。
【００３１】
また、冷媒管６０ｅは、二重管熱交換器５７を経て室外熱交換器１７に達し、さらに室外熱交換器１７から導出された冷媒管６０ｆが上記フレーム２の左側面部２ｄの外側の小室に達し、この小室内で、フィルタドライヤ６８、サイトグラス６９、パックドバルブ７０を経て分岐部７１に達しており、分岐部７１から導出された分岐管６０ｇには電子膨張弁７２及びストレーナ７３が介設され、各分岐管６０ｇの先端にはフランジ７４が設けられている。
【００３２】
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６０ｄ及び６０ｇの各先端のフランジ６７，７４に着脱可能に接続されるようになっている。
【００３３】
このような室外機ユニットにおける排水部分等の構造の詳細を、図４〜図８を参照しつつ説明する。
【００３４】
上記動力部収納ケース１のフレーム２の上面部２ａは、その左側部分が右側部分よりも低く形成され、かつ、その左側端部の近傍に排水用凹部８１が設けられている。この排水用凹部８１は、上面部２ａの前後方向の略中間の位置から背面側にまでわたり、溝状に形成されている。そして、上記排水用凹部８１がフレーム２の上面部２ａにおいて最も低位置となるように上面部２ａが形成され、かつ、フレーム鋳造時の抜き勾配により排水用凹部８１の溝底が背面側に向かって後下がりに傾斜するように形成されている。
【００３５】
この排水用凹部８１の位置は、補助ケース１０の左側方部に配置されているアキュムレータ６４の直下方となるように設定されている。また、前記の加圧キャップ５９が設けられている冷却水注入口も上記排水用凹部８１及びアキュムレータ６４に近い位置で補助ケース１０の上方部に配置されている。
【００３６】
上記排水用凹部８１の前端側は上記上面部２ａに連成された縦壁８１ａで閉鎖されている。つまり、上記縦壁８１ａと断面略Ｕ字形の凹部構成壁８１ｂとが鋳造によって上記上面部２ａに一体に形成されている。上記縦壁８１ａには、２つのチューブ挿通部を有する取付部８２が設けられ、この取付部８２に冷媒循環系の２本のフレキシブルチューブ６１ａ，６１ｂが取り付けられるようになっている。
【００３７】
フレーム２の上面部２ａの右側部分には、吸気管３３等を通す窓穴８４と排気管４１を通す比較的小さい穴８６が設けられている。窓穴８４の周辺には上方に突出した縁枠からなる防水壁８５が設けられており、フレーム２と補助ケース１０との隙間に雨水が侵入した場合でも上記防水壁８５で堰き止めて、窓穴８４からエンジンルーム３内に流れ込むことがないようにされている。
【００３８】
また、フレーム２の背面部２ｃには、換気のため空気流通経路構成部分として、第１のサイレンサ室９１を介して外気をエンジンルーム３に導入する外気取り入れ部と、エンジンルーム換気後の空気を第２のサイレンサ室９２を介して補助ケース側に送り出す換気送出部とが配設されている。
【００３９】
すなわち、上記フレーム２の背面部２ｃはその下部が上部より外方に突出するように所定高さ位置に段部９０を有し、この段部９０上に室外熱交換器１５が支持され、段部９０より下方の背面側に背面下部カバー９が取り付けられるようになっており、図８（背面下部カバーを取外した状態の背面図）及び図９に示すように、背後から見て右側の下部（正面から見て左側の下部）には上記背面部２ａをエンジンルーム内方側へ凹入させてなる第１のサイレンサ室９１が設けられ、このサイレンサ室９１にウレタン等からなるサイレンサ構成部材９３が収容保持されるとともに、その出口に換気導入パイプ９４が接続され、この換気導入パイプ９４がエンジンルーム３内に開口している。そして、背面下部カバー９に設けられたルーバー９５から導入される空気が第１のサイレンサ室９１及び換気導入パイプ９４を経てエンジンルーム３内に導入されるようになっている（図９中の破線矢印）。
【００４０】
また、背後から見て左側（正面から見て右側）の側辺近傍の上方部において、フレーム２の背面部２ｃの壁に、横長の窓穴からなる換気流出孔９６が設けられるとともに、その背後において背面下部カバー９に第２のサイレンサ室９２が形成され、かつ、その側方においてフレーム２の背面部に凹部９７が設けられ、このサイレンサ室９２及び凹部９７にサイレンサ構成部材９８とこれに連通する箱状の空気流通路構成部材９９が収容保持されている。さらに上記背面部２ｃには、上記空気流通路構成部材９９の出口部分に連通する窓穴１００が設けられるとともに、その上方に、背面部２ｃと室外熱交換器１５との間の空隙１０１に開口するスリット状の横長穴１０２が形成され、背面部２ｃのエンジンルーム３側には、上記窓穴１００と横長穴１０２とを連通する空間１０３が内壁板１０４でエンジンルーム３に対して仕切られた状態に形成されている（図９〜図１１参照）。そして、エンジンルーム換気後の空気が、上記換気流出孔９６、サイレンサ室９２内のサイレンサ構成部材９８、凹部９７内の空気流通路構成部材９９、窓穴１００、空間１０３及び横長穴１０２を経て上記空隙１０１に達し、さらに、補助ケース１０に具備されたファン３０に吸引されて補助ケース１０側に流れるようになっている（図９，図１０中の破線矢印）。
【００４１】
上記横長穴１０２の上辺部は、水の侵入を防止するための庇状突出部１０５が連設されている。また、上記排水用凹部８１に対応する箇所の背面部２ｃには、排水用凹部８１から背面部２ｃに沿って流下する水の流通範囲を規制するように一対の突壁１０６が上記排水用凹部８１に対応する間隔で配設されている。
【００４２】
以上のような当実施形態の構造によると、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、並びに電気配線が、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１０とに合理的に配設され、室外機ユニット全体がコンパクトに構成される。
【００４３】
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がアルミ合金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１０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。
【００４４】
ところで、空調装置の運転中には冷媒循環系の低圧側に設けられているアキュムレータ６４の表面で空気中の水分が凝縮、結露して、その凝縮水が上記フレーム２の上面部２ａ上に滴下することがあり、また、雨水が上記フレーム２の上面部２ａと補助ケース１０との間に侵入したり、注入口への冷却水注入時に水がこぼれてフレーム２の上面部２ａ上に滴下したりすることがあるが、これらの水は上記排水用凹部８１に流れ込む。そして、排水用凹部８１の底面が後下がりに傾斜しているので、排水用凹部８１に流入した水が背面側へ流れ、背面部２ｃに沿って流下する。
【００４５】
この背面部２ｃに沿って流下する水は、一対の突壁１０６の間を通り、庇状突出部１０５を経て段部９０上に落ち、段部９０と室外熱交換器１５の下端都の間の隙間から外部に流出する。
【００４６】
こうして、上記凝縮水や侵入水等が背面側の特定部分で外部に排出され、排水性が向上される。
【００４７】
しかも、上記排水用凹部８１がフレーム２の上面部２ａに一体に形成されているので、従来のように別体のドレンパンが取り付けられる構造のものと比べ、部品点数及び製造の工数が削減される。
【００４８】
また、上記排水用凹部８１が形成された部分はフレーム２の上面部２ａに縦壁８１ａ及び凹部構成壁８１ｂが連設されて袋構造となることで剛性が高められ、この部分にフレキシブルチューブ６１ａ，６１ｂの取付部８２が設けられているため、振動騒音が低減される。つまり、フレキシブルチューブ６１ａ，６１ｂは取付面にエンジン振動を伝えるので本来的にフレキシブルチューブ取付部が振動騒音の発生源となり易いが、上記のようにこの部分の剛性が高められることにより、有効に振動騒音が低減されることとなる。
【００４９】
【発明の効果】
本発明は、エンジン駆動熱ポンプ装置の室外機ユニットにおいて、動力部収納ケースの上面部に溝状の排水用凹部を一体に設け、上記上面部に付着する水が上記凹部に集まるようにするとともに、上記排水用凹部に流れ込んだ水が背面側から外部に排出されるように構成しているため、良好に排水が行われ、しかも、ドレンパンが別体に形成されたものと比べて部品点数及び製造工数を削減し、コストを低減することができる。また、上記収納ケースの背面部に、上記排水用凹部から背面部に沿って流下する水の流通範囲を規制するように一対の突壁を上記排水用凹部に対応する間隔で設けているため、確実に背面側の一定箇所に水を排出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施による空調装置の室外機ユニットの正面図である。
【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の内部構成を示す説明図である。
【図４】動力部収納ケースのフレームの正面図である。
【図５】上記フレームの平面図である。
【図６】排水用凹部を形成した部分の拡大断面図である。
【図７】図６のＡ−Ａ線部分の断面図である。
【図８】背面下部カバーを取外した状態での動力部収納ケースの背面図である。
【図９】背面下部カバーを取付けた状態での図８のＢ−Ｂ線部分の断面図である。
【図１０】同状態での図４のＣ−Ｃ線部分の断面図である。
【図１１】同状態での図４のＤ−Ｄ線部分の断面図である。
【符号の説明】
１動力部収納ケース
２フレーム
２ａ上面部
２ｃ背面部
１０補助ケース
１５室外熱交換器
２１コンプレッサ
２２エンジン
６１ａ，６１ｂフレキシブルチューブ
６４アキュムレータ
８１排水用凹部
８２取付部
１０６突壁

Claims

冷媒循環系に冷媒を循環させるためのコンプレッサとこのコンプレッサを駆動するエンジンとを含む動力部を有し、この動力部を収納ケースに収納し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、上記収納ケースの上面部に溝状の排水用凹部を一体に設け、上記上面部に付着する水が上記凹部に集まるように上記上面部を形成するとともに、上記排水用凹部を、後方側ほど溝底が低くなるように傾斜して背面部に達するように形成し、上記収納ケースの背面部に、上記排水用凹部から背面部に沿って流下する水の流通範囲を規制するように一対の突壁を上記排水用凹部に対応する間隔で設け、上記排水用凹部に流れ込んだ水が背面側から上記一対の突壁の間を通って外部に排出されるように構成した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。
上記収納ケースの上面部に排水用凹部の前端部を閉塞する縦壁を一体に連成し、この縦壁に、上記コンプレッサに接続されるフレキシブルチューブの取付部を設けたことを特徴とする請求項１記載のエンジン駆動熱ポンプ装置の室外機ユニット。