JP4114987B2 - Engine-driven refrigerant pressure circulation type heat transfer device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、エンジンによって圧縮機を駆動して冷媒を循環するようにし、ヒートポンプ機能や冷凍機能を果たすようにしたエンジン駆動冷媒圧送循環式熱移動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
このようなエンジン駆動冷媒圧送循環式熱移動装置は、例えば特開平7−259549号公報に記載されるようにガスヒートポンプ用エンジンを使用する空調設備として適用され、室外機内にエンジンを内蔵する機関室を配置し、室外機内の熱交換室内、あるいは室外機の外表面近傍に吸気通路の空気取り入れ口が設けられ、新気が吸気通路を通ってエンジンに導かれる一方、排気ガスは排気通路から外部に排出するものがある。
【0003】
エンジンの排気通路には、排ガス熱交換器、排気サイレンサ、ドレンセパレータが順に設けられ、第1実施例では、排気ガス中の水蒸気が冷えて凝縮し排気ガス中のSOX、NOX成分を溶解する酸性のドレン水は、排ガス熱交換器から排出通路で中和器へ送り、ドレンセパレータから排出通路で中和器へ送るようにしたことが記載され、また第2実施例では、ドレン水は、排ガス熱交換器から排出通路で気液分離器、さらに中和器へ送り、排気サイレンサから排出通路で気液分離器、さらに中和器ヘ送り、ドレンセパレータから排出通路で気液分離器、さらに中和器へ送るようにしたことが記載されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の第1実施例では、排気サイレンサ中の酸性のドレン水は、ドレンセパレータのドレン水排出口に到達するまで、排気通路中を流れるので、排気サイレンサ自身を腐食する可能性がある。
【0005】
一方、従来の第2実施例では、第2実施例の課題は、解決可能であるが、排出通路長さが長くなり、また気液分離装置も必要である。
【0006】
この発明は、かかる点に鑑みなされたもので、排出通路の価格を安価にすることが可能で、かつ排ガス熱交換器、排気サイレンサ、ドレンセパレータの順に排気圧力が降下しドレンの排出通路の逆流を防止するエンジン駆動冷媒圧送循環式熱移動装置を提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決し、かつ目的を達成するために、この発明は、以下のように構成した。
【0008】
請求項1記載の発明は、『エンジン駆動による圧縮機により冷媒を圧縮機、凝縮器、絞り、蒸発器、そして圧縮機の順に循環させるエンジン駆動冷媒圧送循環式熱移動装置において、
前記エンジンの排気通路に、排ガス熱交換器、排気サイレンサ、ドレンセパレータをこの順に備え、
前記排ガス熱交換器に第1のドレン水排出通路、前記排気サイレンサに第2のドレン水排出通路、前記ドレンセパレータに第3のドレン水排出通路を接続し、
前記第1乃至第3のドレン水排出通路の少なくとも2つを互いに合流し、この合流したドレン水排出通路を中和器へ導き、
前記合流部の構成は、
番号の大きいドレン水排出通路から、この番号の大きいドレン水排出通路と対向する合流後のドレン水排出通路への流線に対して、
番号の小さいドレン水排出通路が側方から合流するとともに、番号の小さいドレン水排出通路が、前記流線の中和器に向かう方向を指向するように合流することを特徴とするエンジン駆動冷媒圧送循環式熱移動装置。』である。
【0009】
この請求項1記載の発明によれば、番号の大きいドレン水排出通路から、この番号の大きいドレン水排出通路と対向する合流後のドレン水排出通路への流線に対して、
番号の小さいドレン水排出通路が側方から合流するとともに、番号の小さいドレン水排出通路が、前記流線の中和器に向かう方向を指向するようにし、第1乃至第3のドレン水排出通路の少なくとも2つを互いに合流するので、中和器と結ぶ排出通路の数が減少し、排出通路の価格を安価にすることが可能である。また、番号の小さいドレン水排出通路の排気通路側端部の圧力は、番号の大きいドレン水排出通路の排気通路側端部の圧力より高く、番号の小さいドレン水排出通路から合流後のドレン水排出通路ヘドレン水が排気ガスとともに流れ、この流れに吸い出されるように番号の大きいドレン水排出通路からのドレン水を含む排気ガスが合流し、番号の小さいドレン水排出通路から番号の大きいドレン水排出通路への逆流がない。
【0010】
請求項2記載の発明は、『前記番号の大きいドレン水排出通路の通路断面積より、前記番号の小さいドレン水排出通路の合流部の通路断面積を小さくし、
さらに、前記番号の小さいドレン水排出通路の前記合流部の通路断面積より、前記番号の小さいドレン水排出通路の途中に配置される前記絞りの通路断面積を小さくしたことを特徴とする請求項1記載のエンジン駆動冷媒圧送循環式熱移動装置。』である。
【0011】
この請求項2記載の発明によれば、請求項1に加え、番号の大きいドレン水排出通路の通路断面積より、番号の小さいドレン水排出通路の合流部の通路断面積を小さくし、さらに、番号の小さいドレン水排出通路の合流部の通路断面積より、番号の小さいドレン水排出通路の途中に配置される絞りの通路断面積を小さくしたから、番号の小さいドレン水排出通路の排気通路側端部の高い圧力を合流部までの間で圧力降下させるので、逆流が起きにくい。また、絞りにより、番号の小さいドレン水排出通路の合流部近傍の圧力をより確実に下げることができ、逆流が起きにくい。また、排ガス熱交換器よりは下流の排気サイレンサ、排気サイレンサよりは下流のドレンセパレータの方が排気ガス温度が低く、ドレン水が凝縮し易い。また、番号の小さいドレン水排出通路の排気通路に流入するドレン水が多くても、ドレン水排出通路の通路断面積が大きく、排出の効果が良い。
【0012】
請求項3記載の発明は、『前記第1のドレン水排出通路の途中と、第2のドレン水排出通路の途中に絞りを設けるとともに、前記第1のドレン水排出通路の途中の絞りを、前記第2のドレン水排出通路の途中の絞りより、通路断面積をより小さくしたことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のエンジン駆動冷媒圧送循環式熱移動装置。』である。
【0013】
この請求項3記載の発明によれば、請求項1または請求項2に加え、第1のドレン水排出通路の途中と、第2のドレン水排出通路の途中に絞りを設けるとともに、第1のドレン水排出通路の途中の絞りを、第2のドレン水排出通路の途中の絞りより、通路断面積をより小さくしたから、絞りにより、番号の小さいドレン水排出通路の圧力をより確実に下げることができ、逆流が起きにくい。
【0014】
請求項4記載の発明は、『前記中和器には、前記第1のドレン水通路と、前記第2のドレン水排出通路と前記第3のドレン水排出通路とを合流したドレン水排出通路が接続され、
前記第1のドレン水通路の接続部には前記絞りが設けられ、
前記第1のドレン水通路と前記合流したドレン水排出通路とからのドレン水と排気ガスが前記中和器内に流入し合流されることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載のエンジン駆動冷媒圧送循環式熱移動装置。』である。
【0015】
この請求項4記載の発明によれば、請求項1乃至請求項3に加え、中和器には、第1のドレン水通路と、第2のドレン水排出通路と第3のドレン水排出通路とを合流したドレン水排出通路が接続され、第1のドレン水通路の接続部には絞りが設けられ、第1のドレン水通路と合流したドレン水排出通路とからのドレン水と排気ガスが中和器内に流入し合流して排出されるから、排ガス熱交換器からの高い圧力のドレン水及び排気ガスを絞りを通過させることにより圧力降下させた後、中和器内に導くことができるので、合流したドレン水排出通路からのドレン水を円滑に中和器内に導くことができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、この発明のエンジン駆動冷媒圧送循環式熱移動装置を適用したエンジン駆動式空気調和装置の実施例を図面に基づいて説明する。
【0017】
図1はエンジン駆動式空気調和装置の全体構成を示す図である。
【0018】
エンジン駆動式空気調和装置1は、室外空調ユニット(以下、室外機ともいう)2と、一つの大きな部屋Rに配置される室内空調ユニット3とで構成されている。室外空調ユニット2の冷媒管路800,801は、室内空調ユニット3の冷媒配管810,811に各継手800a,801aを介して接続されている。
【0019】
室内空調ユニット3には、冷房運転時蒸発器を暖房運転時凝縮器を構成する室内熱交換器4、絞りを構成する減圧用の毛細管CP1,CP2、逆止弁V1、さらにストレーナST1,ST2からなる室内機3aが冷媒配管820に配置され、これらは冷媒配管820を介して冷媒配管810,811の間に複数並列に接続されている。循環する冷媒は冷房運転時毛細管CP2、逆止弁V1を、暖房運転時毛細管CP1を通過する。部屋Rには、室内温度センサTH2が配置され、さらに室内熱交換器4とストレーナST1の間には、室内機側冷媒温度センサTH3が配置されている。
【0020】
室外空調ユニット2には、エンジン5が備えられ、エンジン5の出力軸には、電磁クラッチ6a,6aを介して一対の圧縮機6が接続されている。
【0021】
この一対の圧縮機6の吐出口は、冷媒管路16a、オイルセパレータ19a、冷媒管路16b、冷房運転位置に切り替えられた四方弁15、冷媒管路16c、プレート熱交換器1000の熱交換部1000a、冷媒管路16dを介して冷房運転時凝縮器を、暖房運転時蒸発器を構成する室外熱交換器11に接続され、この室外熱交換器11は冷媒管路16e、アキュムレータ8内の熱交換部16f、冷媒管路801、継手801aを介して室内空調ユニット3の冷媒配管811に接続され、この室内空調ユニット3の冷媒配管810は、継手800aを介して冷媒管路800に接続され、この冷媒管路800から、四方弁15、冷媒管路16g、アキュムレータ8、冷媒管路16hを介して圧縮機6の吸い込み口に接続されている。
【0022】
室外熱交換器11の近傍には、室外機側冷媒温度センサTH6が配置されている。また、冷媒管路16bには高圧側圧力センサP1が配置され、冷媒管路16gには低圧側圧力センサP2が配置されている。冷媒管路800には、パックドバルブPV1が配置され、冷媒管路801には、パックドバルブPV2及びストレーナ902が配置されている。
【0023】
冷媒管路16gと冷媒管路16eの間には、電磁弁90とストレーナ91が配置されたバイパス通路16iが接続され、冷房時、室内機3aの負荷が特に小さくなる時、電磁弁90が開き、冷媒を冷媒用室内熱交換器4を迂回してアキュムレータ8へ流すようにし、負荷とのバランスをとるようにしている。なお下記する室内CPU616は、冷房時は室内温度と設定温度の差が大程、暖房時は設定温度と室内温度の差が大程、負荷が大きいとする情報を下記する室外CPU615に送信する。
【0024】
また、オイルセパレータ19aは、冷媒中の潤滑油を分離し、このオイルセパレータ19aで分離された潤滑油がストレーナ19b、毛細管900を介して圧縮機6の吸い込み口側に戻される。
【0025】
アキュムレータ8には、4つの冷媒液面レベルを点検可能とすべく一対の目視の冷媒レベルゲージSIが上下の位置に設けられている。また、アキュムレータ8の上部は、ヒータH1で加熱されるストレーナ904と毛細管CP11を介して冷媒管路16hに接続され、下部は、ヒータH2で加熱されるストレーナ905と毛細管CP12を介して冷媒管路16hに接続されている。ヒータH1,H2の下流側には、アキュムレータ液冷媒レベル感知用温度センサTH4,TH5が配置され、冷媒温度を検知することによりアキュムレータ8内の液相冷媒のレベルを検知するためのものである。
【0026】
また、アキュムレータ8の底部は、ストレーナ903、開閉弁911を備えるオイル排出通路912が接続され、このオイル排出通路912は冷媒配管16hに接続されている。アキュムレータ8の下部に溜まるオイル量が多くなると手動あるいは自動により開閉弁911を開け、オイルをアキュムレータ8から吸い込み口側の方へ流すようにしている。また、アキュムレータ8に接続した下流側の冷媒配管16hは、U字形をなし、そのU字形の上部は互いに毛細管901により接続されている。
【0027】
室外空調ユニット2には、冷却水循環システムSが備えられている。この冷却水循環システムSは、冷却水ポンプ28eが備えられ、この冷却水ポンプ28eの駆動により冷却水が配管250を介してエンジン5の冷却水ジャケット28bの入口側と、エンジン5の排気管23aに設けられる排ガス熱交換器23bの入口側のそれぞれに送られる。冷却水ジャケット28bの出口側は、配管251を介してラジエータ13に接続され、冷却水ジャケット28bでエンジン5を冷却して温度が上昇した冷却水は、ラジエータ13で冷却され、配管252を介して冷却水ポンプ28eに送られる。ラジエータ13には、このラジエータ13に対して空気を吹き付けるための室外ファン13aが設けられている。
【0028】
排ガス熱交換器23bの出口に配管251が接続されている。冷却水ジャケット28bと排ガス熱交換器23bの間の配管251と注水口30bの間、ラジエータ13の下流側と注水口30bの間には、それぞれエア抜き配管253a,253bが接続されている。
【0029】
この注水口30bには、配管254を介して冷却水用リザーバタンク30aが接続され、冷却水用リザーバタンク30aには大気との連通路30cが設けられている。また、注水口30bには配管255を介して配管252に接続され、注水口30bから注入された冷却水が配管252と冷却水用リザーバタンク30aに供給されるとともに、注水口30bを閉じた状態で配管252の負圧が大きくなると、冷却水用リザーバタンク30aから冷却水が配管252に供給される。
【0030】
配管252の冷却水ポンプ28eの上流側には、サーモスタット弁THST1が配置され、このサーモスタット弁THST1は配管256を介して配管253と接続されている。
【0031】
配管251のラジエータ13の上流側には、サーモスタット弁THST2が配置され、このサーモスタット弁THST2は配管257を介して配管252と接続され、配管252に設けた熱交換部257aはプレート熱交換器1000の熱交換部1000aとで熱交換される。
【0032】
エンジン冷機時には、サーモスタット弁THST1が配管251と配管256を連通させる一方、配管252のサーモスタット弁THST1の上流部と下流部との間を遮断させ、冷却水ポンプ28eの駆動により、冷却水を配管250、冷却水ジャケット28b、排ガス熱交換器23b、配管251,256、サーモスタット弁THST1から冷却水ポンプ28eへ循環させる。
【0033】
冷却水温度が第1の所定値を越えた場合のエンジン暖機時に、サーモスタット弁THST1が配管256と配管252の間を閉じる一方配管252のサーモスタット弁THST1の上流部と下流部の間を連通させる。サーモスタット弁THST2は冷却水温度が第1の所定値より大きい第2の所定値より小さい場合、配管251の上流部と配管257を連通させる一方、配管251のサーモスタット弁THST2の上流部と下流部との間を遮断させ、冷却水ポンプ28eの駆動により、冷却水を配管250、冷却水ジャケット28b、排ガス熱交換器23b、配管251、配管257、プレート熱交換器1000の熱交換部257a、配管252から冷却水ポンプ28eへ循環させる。これにより暖房運転時熱交換部1000aを介して低圧冷媒にエンジン廃熱を回収させ、暖房能力を高めることができる。
【0034】
エンジン5として水冷式ガス燃料エンジンが用いられ、エンジン5の吸気ポートには吸気管21aを介して混合器21b、エアクリーナ21cが接続されており、吸気管21aは室外空調ユニット2の上部を貫通して空気取り入れ口21a2により外部に開口している。吸気管21aの開口部には、チャンバ21dが設けられ、吸気通路に圧力変動を緩和するチャンバ21dを設けることで、風の強弱の息の影響を減らすことができる。
【0035】
混合器21bは燃料管路22によりガス燃料源に接続され、燃料管路22には燃焼室に供給される混合気の空燃比A/Fを可変とする流量制御弁22a、燃料圧をほぼ大気圧まで減圧するゼロガバナ(減圧弁)22b、及び2個の電磁弁22cが設けられている。ゼロガバナ(減圧弁)22bは、配管22dを介してチャンバ21dと接続され、チャンバ21dの空気取り入れ口21d1から配管22dを介して外気圧がゼロガバナ(減圧弁)22bに取り入れられる。
【0036】
また、エンジン5の排気ポートには、排気管23aを介して排ガス熱交換器23b、排気サイレンサ23cが接続されており、さらに排気管23aはドレンセパレータ23dを介して室外空調ユニット2の上部に開口している。
【0037】
排気が排気管23aを通り、排ガス熱交換器23b及び排気サイレンサ23cを流れる時に冷却されて、排気中の水蒸気が凝縮し酸性分のあるドレン水が生じる。ドレンセパレータ23dにおいても、酸性ガスの放散を防止するため、排気ガス中の水蒸気を凝縮させてSOXやNOXガスを溶解させて酸性分のあるドレン水を生じさせる。
【0038】
これらのドレン水は、それぞれ第1のドレン水排出通路を構成する配管101、第2のドレン水排出通路を構成する配管102、第3のドレン水排出通路を構成する配管103を介して中和器104に導かれ、この中和器104でドレン水を中和してパイプ105を介して排水する。この実施の形態では、第2のドレン水排出通路を構成する配管102と第3のドレン水排出通路を構成する配管103とを合流し、この合流したドレン水排出通路を構成する配管190を介して中和器104に導いている。このようにドレン水を生じさせることで排ガスの浄化を果たすとともに、中和器104で酸性ドレン水を中和し清浄化して排水することができる。
【0039】
エンジン5のシリンダヘッドからのオイルミストを含むブローバイガスは、エンジンオイルセパレータ23eに送られ、エンジンオイルセパレータ23eでは管路108を介してブリーザガスをエアクリーナ21cに送り、オイルはオイル戻り通路106を介してエンジン5のオイルパンに連通している。
【0040】
また、室外空調ユニット2には、外気温温度センサTH1が配置され、さらにエンジン冷却水温度センサTH7が配置されている。
【0041】
図2はエンジン駆動式空気調和装置の制御回路図である。エンジン駆動式空気調和装置1は、室外空調ユニット2、複数の室内機3aのそれぞれに制御装置、センサ群、アクチュエータ群を有している。室外空調ユニット2の室外CPU615、複数の室内機3aの室内CPU616は、データバス620により情報の授受を行い制御し、室外CPU615にメモリ617が接続され、例えば種々の制御情報を記憶する。
【0042】
室外CPU615は、スロットル弁開度制御アクチュエータ311、2つの電磁クラッチ6a、エンジン5の始動モータ238、室外ファン13aの駆動アクチュエータ235、冷却水ポンプ28eの駆動アクチュエータ261、バイパス通路16iのを開閉する電磁弁90の駆動アクチュエータ301、その他アクチュエータ群640、例えば燃料ガスの流量制御弁22a、四方弁15、電磁弁22c等の制御を行い、エンジン回転センサ310、高圧側圧力センサP1、低圧側圧力センサP2、冷媒温度センサTH4〜TH6、エンジン冷却水温度センサTH7、その他のセンサ群、例えば外気温温度センサTH1等の検知データの取込みを行う。
【0043】
室内CPU616は、送風ファン240a、室内ルーバーモータ240b、室内機側冷媒液温度センサTH3、室内リモコン操作部570a、室内温度センサTH2等の制御あるいは検知データの取込みを行う。
【0044】
次に、室外空調ユニット2の具体的な配置構造を、図3乃至図5に基づいて詳細に説明する。図3は室外空調ユニットの概略構成図、図4は室外空調ユニットの機関室、配管室の断面平面の模式図、図5は室外空調ユニットと外部との接続部を示す図である。
【0045】
室外空調ユニット2のケーシング31は、土台部材32上に床板33が設けられ、この床板33の4隅に支柱34を立設し、この四本の支柱34の上端を天井板35で覆い、左、右側面を左、右側板37c,37dで覆い、前、後側板37a,37bはケーシング31の前、後側面を覆っており、これらの前、後、左、右側板37a〜37dは各機器の整備性を確保するために着脱可能になっている。
【0046】
ケーシング31内は、区画壁44aにより機関室7と配管室10に区画されている。機関室7内には、室外空調ユニット2を保守点検する時に使用する点検装置Tが前側板37aに対面して配置され、前側板37aを外すと容易に操作することができる。また、機関室7内において長手方向にエンジン5と圧縮機6とを一体化したものを配置している。機関室7の容積は区画したことにより小さくなり、内部温度が昇温し易いので、換気ファン47を配置した換気取入口46aと、熱交換器室14への換気出口を配置している。
【0047】
圧縮機6の上方にエアクリーナ21cが配置され、さらにエアクリーナ21cと並列位置において排気サイレンサ23cとエンジンオイルセパレータ23eとを上下に並べて配置している。エアクリーナ21cの上流側に接続した吸気管21aは、熱交換器室9内上部、天井板35近傍に配置されるチャンバ21dを介して天井板35を貫通して空気取り入れ口21a2が外部に開口し、エアクリーナ21cの下流側に接続した混合器21bはエンジン5の吸気ポート5aに接続されている。排ガス熱交換器23bはエンジン5の前側からエンジン5に固着配置され、排ガス熱交換器23bの長手方向圧縮機側に排気出口23b1を配置している。この排気出口23b1からの排気管23aは、圧縮機6上方且つエンジンセパレータ23е下方の空間に配置される排気サイレンサ23сから機関室7の天板44bを貫通して熱交換器室9を通り天井板35を貫通して外側に設けられたドレンセパレータ23dを介して排気出口23d1から外部に開口している。
【0048】
シリンダヘッド5bの横にスロットルを内蔵する混合器21bを配置し、混合器21bとエアクリーナ21cとを吸気管21a1で連結している。圧縮機6はエンジン5のクランク軸の延長上に配置され、エンジン5のシリンダヘッド5aの全体より低い位置にあり、これにより圧縮機6の上部空間を有効利用可能であり、エアクリーナ21c、さらに排気サイレンサ23cとエンジンオイルセパレータ23eとを上下に並べて配置し、機関室7を小さくできる。また、排ガス熱交換器23bから排気サイレンサ23cの間の排気管23a1を短くでき、排気管23a1の脱着作業性が良くなる。
【0049】
また、エンジン5の上方以外の位置における機関室7内に、エンジン5に連結される圧縮機6の上方空間にエアクリーナ21c、排気サイレンサ23c及びエンジンオイルセパレータ23eを配置し、圧縮機6の下に中和器104を配置し、これらの位置関係は中和器104より高い位置に、排ガス熱交換器23bが配置され、さらに高い位置にエアクリーナ21c、排気サイレンサ23c及びドレンセパレータ23dが配置されており、これにより機関室7の高さを低くできる。また、排ガス熱交換器23b、排気サイレンサ23cでの凝縮水を確実に中和器104に導き、かつドレンセパレータ23dでの凝縮水を確実に中和器104に導くことができる。ドレン水を中和器104で中和して床板33を貫通するパイプ105から排水する。
【0050】
また、排気サイレンサ23c、ドレンセパレータ23d、中和器104は、室外空調ユニット2の右側に配置され、排ガス熱交換器23bのドレン口も右側に配置されているので、ドレン水配管101,102,103を短く且つドレン水が滞留することがなくなる。
【0051】
また、エンジンオイルセパレータ23eを排気サイレンサ23cの上方の空間を利用して配置しており、エンジン5より上方位置となるので、ブリーザガスから分離されるオイルをヘッド差を利用して確実にエンジン5のオイルパンに導くことができる。また、これにより、オイルセパレータ23eに滞留するオイルを減らすことができるので、オイルセパレータ23eにおけるブリーザガスからのオイル分離機能を高めることができる。
【0052】
配管室10内の後側板37b内面側には、各種コントロール機器等が収容配置された電装ボックス50及び端子室699が配設されている。床板33には外気を配管室10内に導入するための配管室空気取入口33bが形成されており、空気取入口33bを通って外気が配管室10内に導入される。端子室699の下方には床板33がなく、また天井もない。端子室699は配管室10とケーシング31の外とを結ぶ連通路となっている。また、端子室699は後側板37bを外した状態で後方外部に開放される。冷媒管路800,801の各継手800a,801a及び配管22dの継手802aは端子室699内に位置し、端子室699下方から導入される外部配管とそれぞれ接続される。外部電源に接続され、端部にプラグを持つ電源コード953も端子室699を通る。
【0053】
ゼロガバナ22b内には図7で示す減圧用ダイヤフラムが内蔵され、ダイヤフラムの一方の大気圧室に空気取り入れ口21d1から大気圧を導く大気圧導入管としての配管22dが同じく端子室699を通過するように配置される。また、電装ボックス50の表面には、図5に示すように、ブレーカ950、電源線端子台951及び通信線端子台952が設けられ、電源線端子台951には電源コード953が接続されている。
【0054】
次に、排ガス熱交換器23bについて説明する。排ガス熱交換器23bは、図6に示すように構成される。排ガス熱交換器23bは、エンジン5の排気側の側部に組み付けられ、エンジン5と排ガス熱交換器23bが一体化されている。
【0055】
排ガス熱交換器23bには排気通路断面積大で壁面に凹凸を有する膨張室からなる上流側熱交換部1210と、排気通路を断面が非円形なスクリューパイプで構成した下流側熱交換部1211とが備えられている。
【0056】
上流側熱交換部1210はケーシング1207内にコの字状の排気膨張室1212が形成され、この排気膨張室1212の壁面にはフィン1213や突起1214で凹凸が形成されている。この排気膨張室1212内には一方の側部1207cから区画壁1207dが他方の側部1207eに近接して伸び、この側部1207e側で連通した上膨張室1212aと下膨張室1212bが形成されている。
【0057】
上流側熱交換部1210の上膨張室1212aの周囲には、上冷却水ジャケット1215aが形成され、この上冷却水ジャケット1215aは区画壁1207dにまで伸びている。また、下膨張室1212bの周囲には下冷却水ジャケット1215bが形成され、冷却水入口1226から入る冷却水は、下流側熱交換部1211内を右に流れた後、連絡口1227から下冷却水ジャケット1215bに入り、この下冷却水ジャケット1215bを左に流れた後上冷却水ジャケット1215aに入り、この上冷却水ジャケット1215aを右に流れ、ケーシング1207の上側右端部に形成された冷却水出口1215cから排出され、冷却水管1029e2に入る。
【0058】
上流側熱交換部1210はケーシング1207に不図示の接続部が形成され、この接続部をエンジン5の排気側に直接接続可能になっている。エンジン5の排気側から排気ガスがケーシング1207の4箇所に形成された排気ガス入口1216から上排気膨張室1212aに導入され、この排気ガスは下排気膨張室1212bに導かれて、さらに下流側熱交換部1211に導かれる。
【0059】
このように、エンジン5の燃焼室での混合気の燃焼によって生じた高温、高圧の排気ガスは、排ガス熱交換器23bの上流側熱交換部1210に導入され、ここで冷却水との間で熱交換して冷却される。
【0060】
この上流側熱交換部1210の排気膨張室1212により、エンジン5の排気側からの排気ガスの排気抵抗が小さくなり、排気効率が向上すると共に、また排気圧力が小さくなり消音効果も向上する。しかも、上流側熱交換部1210の排気膨張室1212の壁面にはフィン1213や突起1214で凹凸が形成されており、この凹凸によって表面積が増加して、高い熱交換効率を得ることができる。
【0061】
下流側熱交換部1211の排気ガス通路は断面が非円形なスクリューパイプ1220で構成しており、この複数のスクリューパイプ1220の一端部に閉塞プレート1221を設け、他方にガスケット1222を設け、さらに中間部にガイドプレート1223を設けてパイプユニット1224にしている。このスクリューパイプ1220は、十字形断面を有し、その外周に放射状に突出する4つの凸部1220aはスクリューパイプ1220の外周を長さ方向に沿ってスパイラルを描いている。
【0062】
パイプユニット1224はケーシング1207に形成された冷却水室1225に配置され、この冷却水室1225の下側に冷却水入口1226が形成され、上側に連絡口1227が形成されている。エンジン5から冷却水が冷却水入口1226から冷却水室1225に供給され、この冷却水室1225を循環して冷却水出口1227から上流側熱交換部1210の下冷却水通路1215bに供給される。
【0063】
パイプユニット1224の閉塞プレート1221はOリング1228でシールされ、さらにガスケット1229を介してカバー1230がボルト1231でケーシング1207の側部1207e下部に締め付け固定されている。カバー1230で集合排気室1232が形成され、カバー1230の中央部に排気ガス出口1233が設けられ、またカバー1230の下側にはドレン水出口1234が設けられている。このドレン水出口1234に下記する第1のドレン水排出通路が接続される。
【0064】
パイプユニット1224の他方はガスケット1222がボルト1235でケーシング1207の側部1207c下部に締め付け、さらにガスケット1222を介してカバー1236がボルト1237でケーシング1207の側部1207cに締め付け固定されている。このカバー1236で連通集合排気室1238が形成され、この連通集合排気室1238に上流側熱交換部1210の下膨張室部1212bから排気ガスが導入される。この排気ガスは連通集合排気室1238からパイプユニット1224のスクリューパイプ1220を通って集合排気室1232に導かれ、この集合排気室1232から排気ガス出口1233より排出される。
【0065】
このように、下流側熱交換部1211の排気通路がスクリューパイプ1220で構成されているため、排気ガスはスクリューパイプ1220内を旋回流となって流れ、排気ガスの乱流効果によって排気ガスの冷却水への熱伝達率が高められ、高い熱交換効率が得られる。
【0066】
この排ガス熱交換器23bにおいて、上流側熱交換部1210と、下流側熱交換部1211とで、排気ガスが冷却水との間で熱交換してこれが有する熱が有効に回収されると同時に、その温度及び圧力が下げられて排気騒音が低減される。そして、排気ガス中の水蒸気が凝縮するとともにNOXやSOXを溶解して酸性ドレン水となりドレン水出口1234から第1のドレン水排出通路へ流出する。
【0067】
次に、排気サイレンサ23cを、図7に基づいて説明する。図7(a)は排気サイレンサの一部を破断した断面図、図7(b)は図7(a)のb−b線に沿う断面図、図7(c)はドレン水導入用開口部の断面図である。
【0068】
排気サイレンサ23cには、円筒ハウジング300の下側端部に排気導入部351が設けられ、排気導入部351の一部351aを円筒ハウジング300内に突出しており、ドレン水が排気導入部351から逆流することを防止している。円筒ハウジング300の上側端部に排気導出部352が設けられ、排気導出部352の一部352aを円筒ハウジング300内に突出している。
【0069】
円筒ハウジング300には、3個の隔壁310,311,312が設けられ、第1の膨張室313、第2の膨張室314、第3の膨張室315、第4の膨張室316が形成されている。中央の隔壁311には上側に連通パイプ320が設けられ、両側のそれぞれの隔壁310,312には下側に連通パイプ321,322が設けられ、導入側の連通パイプ321は、排気導入部351に近接した位置にあり、導出側の連通パイプ322は、排気導出部352から離れた位置にある。排気ガスが排気導入部301から第1の膨張室313に導入されて膨張し、連通パイプ321から第2の膨張室314に入り膨張し、連通パイプ320から第3の膨張室315に流れて膨張し、連通パイプ322から第4の膨張室316に流れて膨張し、これにより消音され、排気ガスは排気導出部352から排出される。また、各膨張室313、314、315、316では、排気ガスが膨張することにより排気ガスの温度が低下し、排気ガス中の水蒸気が凝縮してドレン水を生じる。
【0070】
それぞれの隔壁310,311,312の下部には、ドレン水用孔340,341,342が形成され、ドレン水がそれぞれのドレン水用孔340,341,342から第4の膨張室316に導かれ、第4の膨張室316の下部に接続されたドレン排出部343からこのドレン水排出部343に取り付けられる第2のドレン水排出通路を構成する配管102へ排出される。
【0071】
膨張室316の下部の円筒ハウジング300には円形の開口が開けられ、この開口の周囲に接するフランジを持つパイプ状のドレン排出部343が溶接により円筒ハウジング300に接続される。円形の開口は隔壁312で半分が覆われ、膨張室316とドレン排出部343との連通部が半円形のドレン水導入用開口330となる。このようにドレン水導入用開口330をドレン排出部343の内断面より小さくして絞りの機能を持たせている。また、半円形のドレン水導入用開口330より連通パイプ322を膨張室3l6内に突出させており、連通パイプ322を通過する排気ガスが直接ドレン水導入用開口330に流入しないようにしている。これにより、ドレン排出部343内の圧力が異常に高くなることがないようにできる。
【0072】
図8はドレン水排出通路の合流部の詳細図である。第2のドレン水排出通路を構成する配管102とドレンセパレータ23dから導かれる第3のドレン水排出通路を構成する配管103とを、合流管360を介して合流し、この合流したドレン水排出通路を構成する配管190を介して中和器104に導いている。配管102、配管103及び配管190は、ゴムパイプである。第2のドレン水排出通路を構成する配管103から合流後のドレン水排出通路を構成する配管190への折れ曲がった流線に対して第3のドレン水排出通路を構成する配管103が、合流後のドレン水排出通路方向を指向するように合流する。すなわち、合流部の構成は、番号の大きいドレン水排出通路から、この番号の大きいドレン水排出通路と対向する合流後のドレン水排出通路への流線に対して、番号の小さいドレン水排出通路が側方から合流するとともに、番号の小さいドレン水排出通路が、流線の中和器に向かう方向を指向するように合流する。
【0073】
第2のドレン水排出通路を構成する配管102には、絞り361が設けられ、また第2のドレン水排出通路を構成する配管102の通路断面積は第3のドレン水排出通路を構成する配管103の通路断面積より小さく設定されている。これにより、配管103の入口側における圧力より高い入口側の圧力となる配管102における合流側の圧力を、配管103の合流側の圧力に近づけることができる。これにより、配管102の合流側端部から配管103の合流側端部への流れを起きにくくした合流部形状に加え、配管抵抗を利用するので、より確実に配管102の合流側端部から配管l03の合流側端部への流れを防止することができる。
【0074】
この実施の形態では、第2のドレン水排出通路を構成する配管102と第3のドレン水排出通路を構成する配管103とを合流しているが、第1乃至第3のドレン水排出通路を構成する配管102,102,103の少なくとも2つを互いに合流し、この合流したドレン水排出通路を構成する配管190を中和器104へ導き、合流部の構成は、番号の小さいドレン水排出通路と、合流後のドレン水排出通路を結ぶ流線に対して番号の大きいドレン水排出通路が、合流後のドレン水排出通路方向を指向するように合流しても良い。
【0075】
このように、第1乃至第3のドレン水排出通路の少なくとも2つを互いに合流するので、中和器104と結ぶ排出通路の数が減少し、排出通路の価格を安価にすることが可能である。また、番号の小さいドレン水排出通路の排気通路側端部の圧力は、番号の大きいドレン水排出通路の排気通路側端部の圧力より高く、番号の小さいドレン水排出通路から合流後のドレン水排出通路ヘドレン水が排気ガスとともに流れ、この流れに吸い出されるように番号の大きいドレン水排出通路からのドレン水を含む排気ガスが合流し、番号の小さいドレン水排出通路から番号の大きいドレン水排出通路への逆流がない。
【0076】
また、この実施の形態では、第2のドレン水排出通路を構成する配管102の通路断面積が第3のドレン水排出通路を構成する配管103の通路断面積より小さく設定されているが、第1乃至第3のドレン水排出通路を構成する配管102,102,103の内番号の小さいドレン水排出通路の通路断面積を、番号の大きいドレン水排出通路の通路断面積より小さくする。
【0077】
このように、番号の小さいドレン水排出通路の排気通路側端部の高い圧力を合流部までの間で通路断面積を小さくすることにより通路抵抗を増し圧力降下させるので、逆流が起きにくい。また、排ガス熱交換器23bよりは下流の排気サイレンサ23c、排気サイレンサ23cよりは下流のドレンセパレータ23dの方が排気ガス温度が低く、ドレン水が凝縮し易い。
【0078】
番号の小さいドレン水排出通路の通路断面積を番号の大きいドレン水排出通路の通路断面積より小さくしているとは、番号の大きいドレン水排出通路の通路断面積を番号の小さいドレン水排出通路の通路断面積より大きくしていると同意であり、凝縮し易く量の多いドレン水をより合流部に導き易くしている。そして合流後のドレン水排出通路を構成する配管190は、番号の小さいドレン水排出通路の通路断面積よりは番号の大きいドレン水排出通路の通路断面積に近いか等しい、さらには番号の大きいドレン水排出通路の通路断面積より大きくすることにより、合流後より容易に中和器104に導くことができる。
【0079】
また、この実施の形態では、第2のドレン水排出通路を構成する配管102には、絞り361を設けているが、合流する第1乃至第3のドレン水排出通路を構成する配管102,102,103の内番号の小さいドレン水排出通路の途中に絞り361を設けても良い。また第1から第3のドレン水排出通路の全てを合流するようにしても良い。
【0080】
このように、絞り361により、番号の小さいドレン水排出通路の合流部近傍の圧力をより確実に下げることができ、逆流が起きにくい。
【0081】
また、この実施の形態では、第2のドレン水排出通路を構成する配管102には、絞り361を設けているが、第1乃至第3のドレン水排出通路を構成する配管102,102,103の番号の小さいドレン水排出通路の排気通路近傍に絞りを設けることで、ドレン水排出通路内へ高温の排気ガスが進入しにくくなり、ドレン水排出通路構成壁の耐熱性を下げることができ、安価なドレン水排出通路で良い。
【0082】
また、第1乃至第3のドレン水排出通路の内2つを合流後、その下流側で残りのドレン水排出通路を合流するようにしても良い。それぞれの合流部において、上記と同様に構成する。すなわち、第1と第2の合流したものに対しては、この合流したものを第3のドレン水排出通路より番号の小さいドレン水排出通路として下流側の合流部の構造を構成すれば良い。また、第2と第3の合流したものに対しては、この合流したものを第1のドレン水排出通路より番号の大きいドレン水排出通路として下流側の合流部の構造を構成すれば良い。また、第lと第3の合流したものに対しては、この合流したものを第2のドレン水排出通路より番号の大きいドレン水排出通路として下流側の合流部の構造を構成すれば良い。またさらに、第1から第3のドレン水排出通路の全てを一箇所で合流するようにしても良い。この場合も、第1のドレン水排出通路から合流後のドレン水排出通路への流線に対して、第2及び第3のドレン水排出通路の両方を合流後のドレン水排出通路を指向するように合流するとともに、第2のドレン水排出通路から合流後のドレン水排出通路への流線に対して、第3のドレン水排出通路の両方を合流後のドレン水排出通路を指向するように合流すると良い。すなわち、番号の大きいドレン水排出通路から、この番号の大きいドレン水排出通路と対向する合流後のドレン水排出通路への流線に対して、番号の小さいドレン水排出通路が側方から合流するとともに、番号の小さいドレン水排出通路が、流線の中和器に向かう方向を指向するように合流する。そして第1、第2のドレン水排出通路の途中に絞りを設けるとともに、第1のドレン水排出通路の途中の絞りを、第2のドレン水排出通路の途中の絞りより、通路断面積をより小さくするようにすると良い。
【0083】
次に、中和器104を、図9及び図10に基づいて詳細に説明する。図9は中和器の正面図、図10は図9のX-X線に沿う中和器の展開図である。
【0084】
中和器104には、排ガス熱交換器23bに接続した第1のドレン水通路を構成する配管101と、第2のドレン水排出通路を構成する配管102と第3のドレン水排出通路を構成する配管103とを合流したドレン水排出通路を構成する配管190が接続されている。
【0085】
中和器104のケース494には蓋495が設けられ、このケース494内には一方の側壁から中央に延びる区画壁494aが形成され、この内部に多数の小孔を有するパンチングメタル496,497によって中間の区画室498a,ドレン水入口側の区画室498b,ドレン水出口側の区画室498cが設けられている。区画室498aに中和剤499が設けられている。
【0086】
ケース494には入口491a,491bが形成され、入口491a,491bに第1のドレン水通路を構成する配管101と、合流したドレン水排出通路を構成する配管190とが接続されており、配管101の接続部には絞り490が設けられ、これらからのドレン水と排気ガスが区画室498bに流入する。これにより、排ガス熱交換器23bからの高い圧力のドレン水及び排気ガスを絞り490を通過させることにより圧力降下させた後、ドレン水入口側の区画室498bに導くことができるので、配管190からのドレン水を円滑にドレン水入口側の区画室498bに導くことができる。また、ケース494には出口492a,492bが形成され、この出口492a,492bにパイプ105,105が接続され、区画室498cからドレン水がパイプ105,105を介して排出される。
【0087】
図11は室外空調ユニットの他の実施の形態の概略構成図である。エンジン701として水冷式4サイクルエンジンが用いられ、シリンダブロック701aがクランクケース701bに載置され、さらにシリンダブロック701aにシリンダヘッド701cが載置されている。シリンダヘッド701cには、吸気マニホルド701d及び排気マニホルド701eが形成されている。シリンダブロック701aにはピストン706が設けられ、ピストン706はコンロッド707を介してクランク軸703に連結されている。シリンダヘッド701cには、水ジャケット708が形成され、水ジャケット708には、冷却水循環システムSの冷却水回路736aが接続されている。
【0088】
吸気マニホルド701d及び排気マニホルド701eの燃焼室799に開口する開口部701d1,701e1には、吸気弁715及び排気弁716が設けられ、吸気弁715及び排気弁716は、ロッカーアーム713,714及びプッシュロッド790,791により所定のタイミングにより開閉可能に設けられている。シリンダヘッド701cには、点火プラグ724が燃焼室799を臨むように設けられ、点火プラグ724にはイグニッションコイル725が接続され、点火制御回路726によりイグニッションコイル725に高電圧を発生させ点火プラグ724をスパークさせる。点火制御回路726は、室外機CPU733により制御される。室外機CPU733には、クランク角センサ709及びエンジン回転数センサ710から検出情報が入力される。
【0089】
クランク軸703には駆動歯車G1,G3が設けられ、クランク軸703からの動力をドリブン歯車G2,G4から電磁クラッチ705A,705Bを介して圧縮機702A,702Bに伝達される。圧縮機702A,702Bには、冷媒回路702が接続され、高圧側から冷媒を送り、低圧側に戻される。電磁クラッチ705A,705Bは室外機CPU733により制御される。
【0090】
排気マニホルド701eには、排気通路712が接続され、この排気通路712には排ガス熱交換器727、排気サイレンサ766が設けられている。排ガス熱交換器727では冷却水回路736aとの間で熱交換を行う。
【0091】
吸気マニホルド701dには、吸気通路711が接続され、この吸気通路711にはエアクリーナ717が接続され、エアクリーナ717にはフィルタ717aが設けられている。吸気通路711の先端部には、チャンバ718が設けられ、このチャンバ718には、熱交換器室9に配置される空気取り入れ口718aが設けられる。
【0092】
吸気通路711には、スロットル弁734が設けられ、このスロットル弁734はステッピングモータ735で駆動され、ステッピングモータ735は室外機CPU733により制御され、負荷大なる程スロットル弁開度大とする。吸気通路711には、スロットル弁734の下流側に燃料噴射弁789が配置される。この燃料噴射弁789に接続した燃料通路720には流量制御弁723が設けられ、流量制御弁723は室外機CPU733により制御される。
【0093】
また、燃料通路720には、流量制御弁723の上流側に所定の噴射圧まで減圧する減圧弁722、及び2個の電磁弁721が設けられ、電磁弁721は室外機CPU733により制御される。減圧弁722は、配管740を介してチャンバ718と接続される。チャンバ718内には、配管740の風圧取入口740aが開口し、風圧取入口740aから配管740を介して外気が減圧弁722に取り入れられる。この減圧弁722は図7のゼロガバナ22bと同一構造を取りつつ、弾発手段231の弾発力を大きく取り、圧力調整室222の圧力を大気圧より大きい所定の噴射圧に調整可能としている。
【0094】
また、排ガス熱交換器727に第1のドレン水排出通路を構成する配管、排気サイレンサ766に第2のドレン水排出通路を構成する配管、ドレンセパレータに第3のドレン水排出通路を構成する配管を接続し、第1乃至第3のドレン水排出通路の少なくとも2つを互いに合流し、この合流したドレン水排出通路を中和器へ導き、前記合流部の構成は、番号の小さいドレン水排出通路と、合流後のドレン水排出通路を結ぶ流線に対して番号の大きいドレン水排出通路が、合流後のドレン水排出通路方向を指向するように合流することは、前記図1乃至図10の実施の形態と同様である。さらに、番号の大きいドレン水排出通路の通路断面積を、番号の小さいドレン水排出通路の通路断面積より大きくすること、また番号の小さいドレン水排出通路の途中に絞りを設けること、さらに番号の小さいドレン水排出通路の排気通路近傍に絞りを設けことも前記図1乃至図10の実施の形態と同様である。
【0095】
吸気通路711の大気開口端の近傍、即ち、空気取り入れ口718aの近傍には圧力検知手段719を設け、この空気圧力情報を室外CPU733に送るようにしてもよい。室外CPU733では、圧力値が大なる時ステッピングモータ735を制御してスロットル弁734を作動して、スロットル開度を小さくするように補正する。あるいは流量制御弁723の開度を大きくしたり、燃料噴射弁789の弁開期間を長くするようにしても良い。圧力検知手段719は、吸気通路711の途中に設けてもよい。
【0096】
このように、圧力値が大なる時スロットル開度を小さくするように補正し、空気量の増大を防止し、燃料量を調整する必要はなく、空燃比A/Fも変化がなく、吸気取り入れ口に風が作用しても、エンジンを停止することがないようにすることができる。
【0097】
また、負荷による室外CPU733の室外ファン13aの回転数の制御に同期して、回転数が大きくなる時、あるいは圧力検知手段719の検知圧力が大なる時室外CPU733により流量制御弁723の開度を大きく、あるいは燃料噴射弁789の燃料噴射期間を長くするように制御しても良い。また、減圧弁722の替わりに、可変絞りと、この可変絞りの下流に設けた燃料溜まり室に配置する燃料圧力センサと室外CPU733により減圧装置を構成しても良い。燃料圧力センサを目標圧力とするように、燃料が通過する時燃料圧を圧力降下させる可変絞りの開度をフィードバック制御する。そして、室外ファン13aの回転数が大きくなる時、あるいは圧力検知手段719の検知圧力が大なる時上記目標圧力を大きくするようにする。
【0098】
これにより、吸気通路711の空気取り入れ口718aに動圧が作用しても、エンジン701に供給される混合気の空燃比A/Fを可燃域に保つことができ、エンジン701を停止することがないようにすることができる。
【0099】
なおさらに、燃料噴射弁789から燃料を燃焼室799内に直接噴射する場合においても、上記と同様のスロットル弁開度制御、流量制御弁723の開度制御、燃料噴射期間制御あるいは燃料噴射圧制御をいずれか一つ、あるいは組み合わせて行うことにより、吸気通路711の空気取り入れ口718aに動圧が作用しても、エンジン701に形成される混合気の空燃比A/Fを可燃域に保つことができ、エンジン701を停止することがないようにすることができる。
【0100】
【発明の効果】
前記したように、請求項1記載の発明では、排ガス熱交換器に第1のドレン水排出通路、排気サイレンサに第2のドレン水排出通路、ドレンセパレータに第3のドレン水排出通路を接続し、第1乃至第3のドレン水排出通路の少なくとも2つを互いに合流するので、中和器と結ぶ排出通路の数が減少し、排出通路の価格を安価にすることが可能である。また、番号の小さいドレン水排出通路の排気通路側端部の圧力は、番号の大きいドレン水排出通路の排気通路側端部の圧力より高く、番号の小さいドレン水排出通路から合流後のドレン水排出通路ヘドレン水が排気ガスとともに流れ、この流れに吸い出されるように番号の大きいドレン水排出通路からのドレン水を含む排気ガスが合流し、番号の小さいドレン水排出通路から番号の大きいドレン水排出通路への逆流がない。
【0101】
請求項2記載の発明では、請求項1に加え、番号の大きいドレン水排出通路の通路断面積を、番号の小さいドレン水排出通路の通路断面積より大きくしたから、番号の小さいドレン水排出通路の排気通路側端部の高い圧力を合流部までの間で圧力降下させるので、前記逆流が起きにくい。また、排ガス熱交換器よりは下流の排気サイレンサ、排気サイレンサよりは下流のドレンセパレータの方が排気ガス温度が低く、ドレン水が凝縮し易い。また、番号の小さいドレン水排出通路の排気通路に流入するドレン水が多くても、ドレン水排出通路の通路断面積が大きく、排出の効果が良い。
【0102】
請求項3記載の発明では、請求項1または請求項2に加え、絞りにより、番号の小さいドレン水排出通路の合流部近傍の圧力をより確実に下げることができ、逆流が起きにくい。
【0103】
請求項4記載の発明では、請求項1乃至請求項3に加え、ドレン水排出通路内へ高温の排気ガスが進入しにくくなり、ドレン水排出通路構成壁の耐熱性を下げることができ、安価なドレン水排出通路で良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】エンジン駆動式空気調和装置の全体構成を示す図である。
【図2】エンジン駆動式空気調和装置の制御回路図である。
【図3】室外空調ユニットの概略構成図である。
【図4】室外空調ユニットの機関室、配管室の断面平面の模式図である。
【図5】室外空調ユニットと外部との接続部を示す図である。
【図6】排ガス熱交換器の断面図である。
【図7】排気サイレンサを示す図である。
【図8】ドレン水排出通路の合流部の詳細図である。
【図9】中和器の正面図である。
【図10】図9のX-X線に沿う中和器の展開図である。
【図11】室外空調ユニットの他の実施の液体の概略構成図である。
【符号の説明】
2 室外空調ユニット
5 エンジン
6 圧縮機
23a 排気通路
23b 排ガス熱交換器
23c 排気サイレンサ
23d ドレンセパレータ
101 第1のドレン水排出通路を構成する配管
102 第2のドレン水排出通路を構成する配管
103 第3のドレン水排出通路を構成する配管
104 中和器[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an engine-driven refrigerant pressure-feeding circulation type heat transfer device in which a compressor is driven by an engine to circulate a refrigerant so as to perform a heat pump function and a refrigeration function.
[0002]
[Prior art]
Such an engine-driven refrigerant pressure circulation type heat transfer device is applied as an air-conditioning facility using a gas heat pump engine as described in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 7-259549, and an engine room in which an engine is built in an outdoor unit The air intake of the intake passage is provided in the heat exchange chamber in the outdoor unit or in the vicinity of the outer surface of the outdoor unit, and fresh air is guided to the engine through the intake passage, while the exhaust gas is externally supplied from the exhaust passage. There is something to discharge.
[0003]
In the exhaust passage of the engine, an exhaust gas heat exchanger, an exhaust silencer, and a drain separator are provided in this order. In the first embodiment, the water vapor in the exhaust gas is cooled and condensed, and the SO in the exhaust gas is condensed.X, NOXIt is described that the acidic drain water that dissolves the components is sent from the exhaust gas heat exchanger to the neutralizer through the discharge passage, and sent from the drain separator to the neutralizer through the discharge passage. In the second embodiment, Drain water is sent from the exhaust gas heat exchanger to the gas-liquid separator and further to the neutralizer through the discharge passage, from the exhaust silencer to the gas-liquid separator and further to the neutralizer, and from the drain separator to the gas and liquid in the discharge passage. It is described that it was sent to a separator and further to a neutralizer.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the conventional first embodiment, the acidic drain water in the exhaust silencer flows through the exhaust passage until it reaches the drain water discharge port of the drain separator, so that the exhaust silencer itself may be corroded.
[0005]
On the other hand, in the conventional second embodiment, the problem of the second embodiment can be solved, but the length of the discharge passage becomes long and a gas-liquid separation device is also required.
[0006]
The present invention has been made in view of the above points, and it is possible to reduce the price of the discharge passage, and the exhaust pressure decreases in the order of the exhaust gas heat exchanger, the exhaust silencer, and the drain separator, and the reverse flow of the drain discharge passage. It is an object of the present invention to provide an engine-driven refrigerant pressure circulation type heat transfer device that prevents the above-described problem.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention is configured as follows.
[0008]
The invention according to
In the exhaust passage of the engine, an exhaust gas heat exchanger, an exhaust silencer, and a drain separator are provided in this order,
Connecting the first drain water discharge passage to the exhaust gas heat exchanger, the second drain water discharge passage to the exhaust silencer, and the third drain water discharge passage to the drain separator;
At least two of the first to third drain water discharge passages are joined together, and the joined drain water discharge passages are led to a neutralizer;
The configuration of the junction is as follows:
NumberedlargeDrain water discharge passageFrom the drain water discharge passage with this large numberDrain water discharge passage after mergingToAgainst streamlines,
NumberedsmallDrain water discharge passageThe drain water discharge passage with a small number goes to the neutralizer of the streamline while joining from the sideAn engine-driven refrigerant pressure-feeding circulation type heat transfer device characterized by merging so as to be directed in a direction. ].
[0009]
According to the first aspect of the present invention, the numberlargeDrain water discharge passageFrom the drain water discharge passage with this large numberDrain water discharge passage after mergingToAgainst streamlines,
NumberedsmallDrain water discharge passageThe drain water discharge passage with a small number goes to the neutralizer of the streamline while joining from the sideSince the direction is directed and at least two of the first to third drain water discharge passages merge together, the number of discharge passages connected to the neutralizer is reduced, and the price of the discharge passages can be reduced. Is possible. The pressure at the exhaust passage side end of the drain water discharge passage with a lower number is higher than the pressure at the end of the exhaust water side of the drain water discharge passage with a higher number, and the drain water after merging from the drain water discharge passage with a lower number Exhaust gas containing drain water from the drain water discharge passage with a large number merges and drain water with a large number from the drain water discharge passage with a small number so that the drain water flows along with the exhaust gas and is sucked into this flow. There is no backflow to the discharge passage.
[0010]
The invention according to claim 2From the cross-sectional area of the drain water discharge passage having a large number, the passage cross-sectional area of the merging portion of the drain water discharge passage having a small number is reduced,
Furthermore, the passage cross-sectional area of the throttle arranged in the middle of the drain water discharge passage with a smaller number than the passage cross-sectional area of the merging portion of the drain water discharge passage with a smaller numberThe engine-driven refrigerant pressure circulation type heat transfer device according to
[0011]
According to the invention described in
[0012]
The invention described in claim 3A throttle is provided in the middle of the first drain water discharge passage and in the middle of the second drain water discharge passage, and a throttle in the middle of the first drain water discharge passage is provided in the second drain water discharge passage. The cross-sectional area of the passage was made smaller than the throttle in the middle.The engine-driven refrigerant pressure feed circulation heat transfer device according to
[0013]
According to the invention described in claim 3, in addition to claim 1 or
[0014]
The invention according to claim 4The neutralizer is connected to a drain water discharge passage that joins the first drain water passage, the second drain water discharge passage, and the third drain water discharge passage,
The throttle is provided at the connection portion of the first drain water passage,
Drain water and exhaust gas from the first drain water passage and the joined drain water discharge passage flow into the neutralizer and join together.The engine-driven refrigerant pressure feed circulation heat transfer device according to any one of
[0015]
According to the invention described in claim 4, in addition to
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of an engine-driven air conditioner to which the engine-driven refrigerant pressure circulation type heat transfer device of the present invention is applied will be described below with reference to the drawings.
[0017]
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of an engine-driven air conditioner.
[0018]
The engine-driven
[0019]
The indoor air-conditioning unit 3 includes an indoor heat exchanger 4 that constitutes a condenser during cooling operation and an evaporator during cooling operation, capillaries CP1 and CP2 for decompression that constitute a throttle, a check valve V1, and strainers ST1 and ST2. The
[0020]
The outdoor
[0021]
The discharge ports of the pair of
[0022]
In the vicinity of the
[0023]
A bypass passage 16i in which an
[0024]
The
[0025]
The
[0026]
Further, an
[0027]
The outdoor
[0028]
A
[0029]
A cooling
[0030]
A thermostat valve THST1 is arranged on the upstream side of the cooling water pump 28e in the
[0031]
A thermostat valve THST2 is arranged on the upstream side of the
[0032]
When the engine is cold, the thermostat valve THST1 connects the
[0033]
When the engine warms up when the coolant temperature exceeds the first predetermined value, the thermostat valve THST1 closes between the
[0034]
A water-cooled gas fuel engine is used as the
[0035]
The
[0036]
Further, an exhaust
[0037]
When the exhaust gas passes through the
[0038]
These drain waters are neutralized through the
[0039]
The blow-by gas containing the oil mist from the cylinder head of the
[0040]
In the outdoor
[0041]
FIG. 2 is a control circuit diagram of the engine-driven air conditioner. The engine-driven
[0042]
The
[0043]
The
[0044]
Next, a specific arrangement structure of the outdoor
[0045]
The
[0046]
The inside of the
[0047]
An
[0048]
A
[0049]
An
[0050]
Moreover, since the
[0051]
Further, since the
[0052]
On the inner surface side of the
[0053]
A decompression diaphragm shown in FIG. 7 is built in the zero
[0054]
Next, the exhaust
[0055]
The exhaust
[0056]
The upstream
[0057]
An upper
[0058]
The upstream
[0059]
As described above, the high-temperature and high-pressure exhaust gas generated by the combustion of the air-fuel mixture in the combustion chamber of the
[0060]
Due to the
[0061]
The exhaust gas passage of the downstream
[0062]
The
[0063]
The
[0064]
The
[0065]
Thus, since the exhaust passage of the downstream
[0066]
In this exhaust
[0067]
Next, the
[0068]
The
[0069]
The
[0070]
[0071]
A circular opening is opened in the
[0072]
FIG. 8 is a detailed view of the merging portion of the drain water discharge passage. The
[0073]
The
[0074]
In this embodiment, the
[0075]
In this way, since at least two of the first to third drain water discharge passages merge together, the number of discharge passages connected to the
[0076]
Further, in this embodiment, the passage sectional area of the
[0077]
Thus, since the passage resistance is increased and the pressure is reduced by reducing the passage cross-sectional area between the high pressure at the exhaust passage side end portion of the drain water discharge passage having a small number and the joining portion, the backflow hardly occurs. Further, the
[0078]
The passage sectional area of the drain water discharge passage with the smaller number is smaller than the passage sectional area of the drain water discharge passage with the larger number. It is an agreement that it is larger than the passage cross-sectional area, and it is easy to condense, and it is easy to guide drain water with a large amount to the merge part. The
[0079]
Further, in this embodiment, the
[0080]
As described above, the
[0081]
In this embodiment, the
[0082]
Further, after joining two of the first to third drain water discharge passages, the remaining drain water discharge passages may be joined on the downstream side thereof. Each junction is configured in the same manner as described above. That is, for the first and second merged portions, the downstream merge portion may be configured as a drain water discharge passage having a smaller number than that of the third drain water discharge passage. Moreover, what is necessary is just to comprise the structure of a downstream confluence | merging part as a drain water discharge passage with a larger number than this 1st drain water discharge passage with respect to what joined the 2nd and 3rd. Moreover, what is necessary is just to comprise the structure of a downstream confluence | merging part as a drain water discharge passage with a number larger than a 2nd drain water discharge passage with respect to what joined the 1st and 3rd. Furthermore, all of the first to third drain water discharge passages may be merged at one place. Also in this case, both the second and third drain water discharge passages are directed to the drain water discharge passage after joining the stream line from the first drain water discharge passage to the drain water discharge passage after joining. So that both the third drain water discharge passages are directed to the drain water discharge passage after joining the third drain water discharge passages with respect to the flow line from the second drain water discharge passage to the drain water discharge passage after joining. It is good to join.That is, the drain water discharge passage with a small number joins from the side with respect to the stream line from the drain water discharge passage with a large number to the drain water discharge passage after confluence with the drain water discharge passage with a large number. At the same time, the drain water discharge passage having a smaller number joins so as to be directed in the direction toward the neutralizer of the streamline.A throttle is provided in the middle of the first and second drain water discharge passages, and the throttle in the middle of the first drain water discharge passage is made to have a larger passage cross-sectional area than the throttle in the middle of the second drain water discharge passage. It is better to make it smaller.
[0083]
Next, the
[0084]
The
[0085]
The case 494 of the
[0086]
In the case 494,
[0087]
FIG. 11 is a schematic configuration diagram of another embodiment of an outdoor air conditioning unit. A water-cooled four-cycle engine is used as the
[0088]
An
[0089]
The
[0090]
An
[0091]
An
[0092]
A
[0093]
Further, the
[0094]
Also, a pipe constituting the first drain water discharge passage in the exhaust
[0095]
Pressure detecting means 719 may be provided in the vicinity of the air opening end of the
[0096]
As described above, when the pressure value increases, the throttle opening is corrected so as to be reduced, the increase in the air amount is prevented, the fuel amount does not need to be adjusted, the air-fuel ratio A / F does not change, and the intake air intake is not changed. Even if wind acts on the mouth, the engine can be prevented from being stopped.
[0097]
Further, in synchronization with the control of the rotational speed of the
[0098]
Thereby, even if dynamic pressure acts on the air intake port 718a of the
[0099]
Furthermore, even when fuel is directly injected into the
[0100]
【The invention's effect】
As described above, in the first aspect of the present invention, the first drain water discharge passage is connected to the exhaust gas heat exchanger, the second drain water discharge passage is connected to the exhaust silencer, and the third drain water discharge passage is connected to the drain separator. Since at least two of the first to third drain water discharge passages merge with each other, the number of discharge passages connected to the neutralizer can be reduced, and the price of the discharge passage can be reduced. The pressure at the exhaust passage side end of the drain water discharge passage with a lower number is higher than the pressure at the end of the exhaust water side of the drain water discharge passage with a higher number, and the drain water after merging from the drain water discharge passage with a lower number Exhaust gas containing drain water from the drain water discharge passage with a large number merges and drain water with a large number from the drain water discharge passage with a small number so that the drain water flows along with the exhaust gas and is sucked into this flow. There is no backflow to the discharge passage.
[0101]
In the invention of
[0102]
In the third aspect of the invention, in addition to the first or second aspect, the pressure in the vicinity of the merging portion of the drain water discharge passage having a smaller number can be more reliably lowered by the restriction, and the backflow hardly occurs.
[0103]
In the invention of claim 4, in addition to
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of an engine-driven air conditioner.
FIG. 2 is a control circuit diagram of an engine-driven air conditioner.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of an outdoor air conditioning unit.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of an engine room and a piping room of an outdoor air conditioning unit.
FIG. 5 is a diagram showing a connection portion between the outdoor air conditioning unit and the outside.
FIG. 6 is a cross-sectional view of an exhaust gas heat exchanger.
FIG. 7 is a view showing an exhaust silencer.
FIG. 8 is a detailed view of a merging portion of the drain water discharge passage.
FIG. 9 is a front view of the neutralizer.
10 is a development view of the neutralizer along the line X-X in FIG. 9;
FIG. 11 is a schematic configuration diagram of a liquid according to another embodiment of the outdoor air conditioning unit.
[Explanation of symbols]
2 outdoor air conditioning unit
5 Engine
6 Compressor
23a Exhaust passage
23b Exhaust gas heat exchanger
23c Exhaust silencer
23d drain separator
101 Piping constituting the first drain water discharge passage
102 Piping constituting the second drain water discharge passage
103 Piping constituting the third drain water discharge passage
104 Neutralizer
Claims (4)
前記エンジンの排気通路に、排ガス熱交換器、排気サイレンサ、ドレンセパレータをこの順に備え、
前記排ガス熱交換器に第1のドレン水排出通路、前記排気サイレンサに第2のドレン水排出通路、前記ドレンセパレータに第3のドレン水排出通路を接続し、
前記第1乃至第3のドレン水排出通路の少なくとも2つを互いに合流し、この合流したドレン水排出通路を中和器へ導き、
前記合流部の構成は、
番号の大きいドレン水排出通路から、この番号の大きいドレン水排出通路と対向する合流後のドレン水排出通路への流線に対して、
番号の小さいドレン水排出通路が側方から合流するとともに、番号の小さいドレン水排出通路が、前記流線の中和器に向かう方向を指向するように合流することを特徴とするエンジン駆動冷媒圧送循環式熱移動装置。In an engine-driven refrigerant pressure feed circulation heat transfer device that circulates refrigerant in the order of a compressor, a condenser, a throttle, an evaporator, and a compressor by an engine-driven compressor,
In the exhaust passage of the engine, an exhaust gas heat exchanger, an exhaust silencer, and a drain separator are provided in this order,
Connecting the first drain water discharge passage to the exhaust gas heat exchanger, the second drain water discharge passage to the exhaust silencer, and the third drain water discharge passage to the drain separator;
At least two of the first to third drain water discharge passages are joined together, and the joined drain water discharge passages are led to a neutralizer;
The configuration of the junction is as follows:
From a large drain water discharge passage number for flow lines to drain water discharge passage after the confluence of a large drain water discharge passage and the counter of this number,
With drain water discharge passage merges laterally smaller number, less drain water discharge passage of numbers, engine driving the refrigerant pumped, characterized in that merge to direct in a direction toward the neutralizer of the streamlines Circulating heat transfer device.
さらに、前記番号の小さいドレン水排出通路の前記合流部の通路断面積より、前記番号の小さいドレン水排出通路の途中に配置される前記絞りの通路断面積を小さくしたことを特徴とする請求項1記載のエンジン駆動冷媒圧送循環式熱移動装置。 From the cross-sectional area of the drain water discharge passage having a large number, the passage cross-sectional area of the merging portion of the drain water discharge passage having a small number is reduced,
The passage sectional area of the throttle arranged in the middle of the drain water discharge passage having a smaller number is made smaller than the passage sectional area of the confluence portion of the drain water discharge passage having a smaller number. The engine-driven refrigerant pressure-feeding circulation heat transfer device according to 1.
前記第1のドレン水通路の接続部には前記絞りが設けられ、
前記第1のドレン水通路と前記合流したドレン水排出通路とからのドレン水と排気ガスが前記中和器内に流入し合流されることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載のエンジン駆動冷媒圧送循環式熱移動装置。 The neutralizer is connected to a drain water discharge passage that joins the first drain water passage, the second drain water discharge passage, and the third drain water discharge passage,
The throttle is provided at the connection portion of the first drain water passage,
4. The drain water and the exhaust gas from the first drain water passage and the joined drain water discharge passage flow into the neutralizer and join together . The engine-driven refrigerant pressure circulation type heat transfer device according to item 1.
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