JP5184900B2

JP5184900B2 - エンジン駆動式ヒートポンプ

Info

Publication number: JP5184900B2
Application number: JP2008010358A
Authority: JP
Inventors: 憲弘奥田
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2008-01-21
Filing date: 2008-01-21
Publication date: 2013-04-17
Anticipated expiration: 2028-01-21
Also published as: JP2009168420A

Description

本発明は、エンジン駆動式ヒートポンプ、詳しくは機器室と熱交換室とを区切る上下仕切り壁兼用ドレンパンの構成技術に関する。

従来、エンジン及び圧縮機等の冷媒機器を配置する機器室と、機器室の上方に室外熱交換器を配置する熱交換室と、機器室と熱交換室とを仕切る上下仕切り壁と、を有するエンジン駆動式ヒートポンプは公知である。また、熱交換室の排水処理を行うドレンパンの機能を有する上下仕切り壁として、上下仕切り壁兼用ドレンパンも公知である。

機器室は、運転中にエンジン騒音が発生する。そのため、エンジン駆動式ヒートポンプは、エンジン騒音が機器室から外部に漏れないようにされる必要がある。熱交換室には、雨水及び室外熱交換器の凝縮水が浸入する。一方、機器室は、エンジン等が配置されるため、水の浸入が許されない。そのため、機器室は、水が熱交換室から機器室に浸入しないようにされる必要がある。

例えば、特許文献１は、中央仕切り板（上下仕切り壁）の構成を開示している。本構成の中央仕切り板は、冷媒機器と室外熱交換器とを接続する冷媒配管の貫通口に雨水浸入防止用のシール用パッドが設けられ、換気用空気の換気口が消音ボックスに覆われる構成とされている。
特許第３２４８１２２号公報

しかし、特許文献１に代表される従来構成は、機器室の換気用空気の換気口と冷媒機器と室外熱交換器とを接続する冷媒配管の貫通口が中央仕切り板に別々に構成されている。そのため、中央仕切り板にそれぞれの穴あけ加工が必要となる。

そこで、解決しようとする課題は、エンジン駆動式ヒートポンプにおいて、機器室の換気用空気の換気口を冷媒機器と室外熱交換器とを接続する冷媒配管の貫通口としても使用して、上下仕切り壁兼用ドレンパンの穴あけ加工の工数を低減することである。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

請求項１においては、エンジン及び圧縮機等の冷媒機器が配置される機器室と、室外熱交換器及びファンが配置される熱交換室と、下部の前記機器室と上部の前記熱交換室とを仕切り、かつ、前記冷媒機器と前記室外熱交換器とを接続する冷媒配管が貫通する貫通口を有する上下仕切り壁兼用ドレンパンと、を有するエンジン駆動式ヒートポンプにおいて、前記貫通口の周縁を、上下仕切り壁兼用ドレンパンと交差する開口を有する外部ダクトで覆い、前記貫通口を覆って、冷媒配管取り出し口を除いて、前記外部ダクトの開口の下方側を閉塞して、前記外部ダクトの開口と対向する面と前記貫通口の間に通風面を有する内部ダクトを、前記外部ダクト内に設け、前記外部ダクトの開口と前記貫通口の間で、前記内部ダクトの通風面と対向して、前記内部ダクトの下方側を閉塞する堰を設けて、前記内部ダクトの通風面と、前記外部ダクトの開口と対向する面で挟まれる空間、および前記外部ダクトの上面と、前記内部ダクトの上面で挟まれる空間を、前記機器室の換気風の換気ダクトとして形成するものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、冷媒配管貫通口を換気口として共用することが可能なため、上下仕切り壁兼用ドレンパンの穴あけ加工の工数を低減できる。

更に、換気ダクトの一面のみに貫通口と冷媒接続配管の開口を集約できるので、貫通口のみならず換気ダクトの換気風排出口と冷媒接続配管の取り出し口も兼用も可能となる。

また、冷媒接続配管を上下仕切り壁兼用ドレンパンに沿わせて取り出すことができるので、配管を上下仕切り壁兼用ドレンパンで支持することが容易となる。

また、冷媒接続配管の取り出し口から雨水等の浸水があっても貫通口への浸水を防止できる。

また、冷媒接続配管の取り出し口からの雨水等の浸水を極力防止できる。

また、換気ダクト外部の上面からの雨水等の浸水を極力防止できる。

次に、発明の実施の形態を説明する。

図１は本発明の実施例に係るエンジン駆動式ヒートポンプの冷媒回路構成を示す構成図である。

図２は同じく室外機の全体的な構成を示す一部を透視する斜視図である。

図３は同じく換気ダクトの全体的な構成を示す一部を透視する斜視図である。

図４は同じく換気ダクトの全体的な構成を示す一部を透視する別の斜視図である。

まず、図１を用いて、エンジン駆動式ヒートポンプ１の冷媒回路構成について説明する。

エンジン駆動式ヒートポンプ１の冷媒回路は、駆動源としてのエンジン２２から動力をクラッチ２１を介して得る圧縮機２０と、圧縮機２０の吐出側に接続され冷房時及び暖房時で冷媒の流れを切り換える四方弁２４と、冷房時に圧縮機２０から四方弁２４を介して吐出冷媒が供給される室外熱交換器２５と、室外熱交換器２５を室外空気と熱交換させる室外ファン２６と、暖房時に圧縮機２０から四方弁２４を介して吐出冷媒が供給される室内熱交換器２９と、室内熱交換器２９を室内空気と熱交換させる室内ファン３０と、室外熱交換器２５及び室内熱交換器２９間に設けられる室外熱交換器膨張弁２７とから構成されている。

圧縮機２０は、その吸入側からガス冷媒を吸引・圧縮し、高温・高圧のガス冷媒を吐出する。また、圧縮機２０には、吐出側に吐出ライン４２を介して四方弁２４が接続されている。吐出ライン４２には、ガス冷媒中に含まれる冷凍機油を分離して圧縮機２０の吸入側に戻すための油分離器２３が設けられている。

すなわち、圧縮機２０から吐出されるガス冷媒は、油分離器２３を介して四方弁２４へと流入し、この四方弁２４にて所定の方向に導かれる。他方、圧縮機２０に吸引されるガス冷媒も四方弁２４にて導かれるため、圧縮機２０の冷媒吸入側と四方弁２４とは吸入ライン４１により接続されている。

室外熱交換器２５には、一端側に冷媒接続配管としての室外熱交換器ガス配管４５を介して四方弁２４が接続され、他端側には冷媒接続配管としての室外熱交換器液配管４６を介してレシーバ３１が接続されている。他方、室内熱交換器２９には、一端側に室内熱交換器膨張弁２８を介してレシーバ３１が接続され、他端側に四方弁２４が接続されている。

廃熱回収器３５は、廃熱回収ライン４４に設けられている。また、廃熱回収ライン４４は、レシーバ３１と室外熱交換器膨張弁２７との間から分岐し、吸入ライン４１に接続されている。廃熱回収膨張弁３４は、廃熱回収ライン４４において、廃熱回収器３５の入口側に設けられている。廃熱回収ライン４４を通過する冷媒は、廃熱回収膨張弁３４によって通過量を制御され、廃熱回収器３５でエンジン冷却水からエンジン２２の廃熱を回収して蒸発する。

過冷却熱交換器３３は、レシーバ３１の内部に配置され、過冷却ライン４３に設けられている。また、過冷却ライン４３は、レシーバ３１と室外熱交換器膨張弁２７との間から分岐し、吸入ライン４１に接続されている。過冷却熱交換器膨張弁３２は、過冷却ライン４３において、過冷却熱交換器３３の入口側に設けられている。過冷却ライン４３を通過する冷媒は、過冷却熱交換器膨張弁３２によって通過量を制御され、レシーバ３１内の液冷媒を過冷却熱交換器３３にて過冷却して蒸発する。

また、図１及び図２を用いて、エンジン駆動式ヒートポンプ１の室外機２の構成について説明する。なお、図２において、室外ファン２６、側板７、天板８、及び配管類は、説明を分かり易くするために、図示を透過している。図１に示すように、エンジン駆動式ヒートポンプ１は、室外機２と、室内機３と、から構成されている。図２に示すように、室外機２は、室外ファン２６によって、側面の室外熱交換器２５から外気を吸い込み、上面（天板８側）に排出する上吹き型の構成とされている。なお、上吹き型の室外機２は、大容量のエンジン駆動式ヒートポンプに用いられる構成である。また、室内機３は、本実施例では室外機２に１台接続されているが、複数台接続することもできる。

室外機２は、上部の熱交換室４と、下部の機器室５と、を備えて構成されている。上下仕切り壁兼用ドレンパン６は、熱交換室４の排水処理を行うドレンパンとしての機能を有し、熱交換室４と機器室５とを仕切る壁である。また、熱交換室４には、室外熱交換器２５及び室外ファン２６が配置されている。ここで、特記すべき事項として、熱交換室４において、換気ダクト１０が設けられている。また、換気ダクト１０は、上下仕切り壁兼用ドレンパン６に形成される貫通口１４を覆うように配置されている。なお、換気ダクト１０について、詳細は後述する。貫通口１４は、室外熱交換器ガス配管４５及び室外熱交換器液配管４６が熱交換室４と機器室５とを接続するため、上下仕切り壁兼用ドレンパン６に開口された穴である。一方、機器室５には、エンジン２２及び圧縮機２０等の冷媒機器が配置されている。

ここで、図３を用いて、換気ダクト１０の構成について、詳細に説明する。なお、図３において、換気ダクト１０内部を分かり易く説明するため、換気ダクト１０は、透過して図示されている。また、以下では、図３における矢印の方向を、換気ダクト１０の吹き出し側と定義する。

図３に示すように、換気ダクト１０は、外部ダクト１１と、内部ダクト１２と、堰１３と、から構成されている。外部ダクト１１は、内部ダクト１２、堰１３、及び貫通口１４を覆うように、上下仕切り壁兼用ドレンパン６に配置されている。また、外部ダクト１１は、底面及び吹き出し側の面１１ｃを開口する略直方体で形成されている。この面１１ｃが換気ダクト１０の換気風の排出面であり、排出口である。さらに、外部ダクト１１には、吹き出し側の面１１ｃ上端に樋１１ｈが設けられている。ここで、外部ダクト１１の上面１１ａは、吹き出し側に向かって下降するように傾斜している（図４参照）。また、外部ダクト１１では、吹き出し側と対向する側の面１１ｄ及び左右側面の内側に吸音材１９ｄ・１９ｅ・１９ｆが貼着されている。

内部ダクト１２は、堰１３、及び貫通口１４を覆うように、外部ダクト１１内に配置されている。また、内部ダクト１２は、底面及び左右側面を開口する略直方体で形成されている。さらに、内部ダクト１２には、吹き出し側の面１２ｃにおいて、冷媒配管取り出し口１６が２箇所設けられている。さらに、内部ダクト１２には、吹き出し側と対向する側の面１２ｄにおいて、スリット１５が形成されている。この面１２ｄが換気ダクト１０の換気風の流入面であり、スリット１５が換気ダクト１０の換気風の流入口である。ここで、内部ダクト１２の上面１２ａは、吹き出し側に向かって下降するように傾斜している（図４参照）。

堰１３は、貫通口１４の吹き出し側において、内部ダクト１２内に配置されている。また、堰１３は、上下仕切り壁兼用ドレンパン６上において、貫通口１４と内部ダクト１２の吹き出し側の面１２ｃとの間に設けられている。さらに、堰１３は、幅を外部ダクト１１の幅、すなわち内部ダクト１２の面１２ｃの間口と略同一に、高さを内部ダクト１２の高さの略半分に形成されている。さらに、堰１３には、貫通口１４側において、吸音材１９ｃが貼着されている。

ここで、図４を用いて、換気ダクト１０の構成について、さらに詳細に説明する。なお、図４において、換気ダクト１０内部を分かり易く説明するため、換気ダクト１０は、透過して図示されている。また、図４における白抜き矢印は、換気ダクト１０内の通路１７（換気風の流れ方向）を示している。さらに、換気ダクト１０内部を分かり易く説明するため、図４において吸音材１９ｄ・１９ｅ・１９ｆの図示は省略されている。

図４に示すように、換気ダクト１０は、外部ダクト１１及び内部ダクト１２によって、通路１７ａ・１７ｂ・１７ｃ及び吹き出し口１８を形成する。通路１７ａ・１７ｂ・１７ｃは、換気ダクト１０内において、第一通路１７ａ、第二通路１７ｂ、及び曲がり部１７ｃが連通され形成されている。第一通路１７ａは、内部ダクト１２の上面１２ａ外側と、外部ダクト１１の側面１１ｅ・１１ｆの内側及び上面１１ａの内側によって形成されている。第二通路１７ｂは、内部ダクト１２の吹き出し側と対向する側の面１２ｄの外側と、外部ダクト１１の側面１１ｅ・１１ｆのそれぞれの内側及び吹き出し側と対向する側の面１１ｄの内側によって形成されている。ここで、第二通路１７ｂから第一通路１７ａへは、曲がり部１７ｃによって、高さ方向に一回曲げられる。一方、吹き出し口１８は、内部ダクト１２の吹き出し側の面１２ｃと、開口された外部ダクト１１の吹き出し側の面１１ｃと、から構成されている。

室外熱交換器ガス配管４５及び室外熱交換器液配管４６は、機器室５（図２参照）から鉛直方向に上下仕切り壁兼用ドレンパン６の貫通口１４を貫通し、内部ダクト１２内において、高さ方向に折り返され、堰１３を跨いで、内部ダクト１２の冷媒配管取り出し口１６を貫通し、熱交換室４において室外熱交換器２５（図２参照）と接続する。また、室外熱交換器ガス配管４５及び室外熱交換器液配管４６は、冷媒配管取り出し口１６において、密閉部材５１・５１を貫通して取り出されている。また、密閉部材５１・５１で冷媒配管取り出し口１６は、略密閉されている。

ここで、換気風の通風構成について説明する。機器室５に配置されるエンジン２２等は、換気風によって冷却される。そして、機器室５の換気風は、熱交換室４が負圧であるため、換気ダクト１０を経由して、熱交換室４に導かれる。ここで、換気風は、機器室５より貫通口１４を通過し、内部ダクト１２のスリット１５を通過し、通路１７ａ・１７ｂ・１７ｃを通過し、吹き出し口１８から熱交換室４まで導かれる（図４における白抜き矢印参照）。つまり、貫通口１４は、室外熱交換器ガス配管４５及び室外熱交換器液配管４６を貫通させるのみではなく、機器室５よりの換気用空気の通気口としても利用される。

また、換気ダクト１０の防水作用について説明する。換気ダクト１０には、吹き出し口１８より熱交換室４における雨水又は室外熱交換器２５の凝縮水等の水滴が浸入するおそれがある。一方、機器室５は、エンジン２２及び圧縮機２０が配置されているため、水分の浸入が許されない（図２参照）。ここで、吹き出し口１８より浸入した水滴は、上面１２ａの傾斜によって、第一通路１７ａより先に浸入することを妨げられる。また、外部ダクト１１の上面１１ａに付着した水滴は、樋１１ｈによって、吹き出し口１８への浸入を妨げられる。さらに、冷媒配管取り出し口１６より浸入した水滴は、堰１３によって、貫通口１４への浸入を妨げられる。

さらに、換気ダクト１０の防音作用について説明する。機器室５は、エンジン２２が配置されているため、エンジン騒音が発生する。このエンジン騒音は、貫通口１４より熱交換室４、ひいては室外機２外部に漏れるおそれがある。上述するように、換気ダクト１０は、堰１３の貫通口１４側の吸音材１９ｃと、外部ダクト１１の吹き出し側に向かって左右の側面１１ｅ・１１ｆの内側の吸音材１９ｅ・１９ｆと、外部ダクト１１の吹き出し側と対向する側の面１１ｄの吸音材１９ｄと、が貼着されている。ここで、エンジン騒音は、これらの吸音材１９ｃ・１９ｄ・１９ｅ・１９ｆによって吸収される。そのため、熱交換室４に漏れるエンジン騒音は、低減される。また、換気ダクト１０の曲がり部１７ｃでの騒音波の減衰によってもエンジン騒音は、低減される。

このようにして、冷媒配管貫通口１４と機器室５の換気口とを共用するため、上下仕切り壁兼用ドレンパン６の穴あけ加工の工数を低減できる。同時に、換気ダクト１０は、熱交換室４の水分の浸入を妨げる防水効果を有し、機器室５のエンジン騒音の騒音低減効果を有する。

本発明の実施例に係るエンジン駆動式ヒートポンプの冷媒回路構成を示す構成図。同じく室外機の全体的な構成を示す一部を透視する斜視図。同じく換気ダクトの全体的な構成を示す一部を透視する斜視図。同じく換気ダクトの全体的な構成を示す一部を透視する別の斜視図。

１エンジン駆動式ヒートポンプ
２室外機
４熱交換室
５機器室
６上下仕切り壁兼用ドレンパン
１０換気ダクト
１１外部ダクト
１２内部ダクト
１４貫通口
２０圧縮機
２２エンジン
２５室外熱交換器
４５室外熱交換器ガス配管
４６室外熱交換器液配管

Claims

エンジン及び圧縮機等の冷媒機器が配置される機器室と、
室外熱交換器及びファンが配置される熱交換室と、
下部の前記機器室と上部の前記熱交換室とを仕切り、かつ、前記冷媒機器と前記室外熱交換器とを接続する冷媒配管が貫通する貫通口を有する上下仕切り壁兼用ドレンパンと、を有するエンジン駆動式ヒートポンプにおいて、
前記貫通口の周縁を、上下仕切り壁兼用ドレンパンと交差する開口を有する外部ダクトで覆い、
前記貫通口を覆って、冷媒配管取り出し口を除いて、前記外部ダクトの開口の下方側を閉塞して、前記外部ダクトの開口と対向する面と、前記貫通口の間に通風面を有する内部ダクトを、前記外部ダクト内に設け、
前記外部ダクトの開口と前記貫通口の間で、前記内部ダクトの通風面と対向して、前記内部ダクトの下方側を閉塞する堰を設けて、
前記内部ダクトの通風面と、前記外部ダクトの開口と対向する面で挟まれる空間、および前記外部ダクトの上面と、前記内部ダクトの上面で挟まれる空間を、前記機器室の換気風の換気ダクトとして形成することを特徴とするエンジン駆動式ヒートポンプ。