JP5449910B2 - 排ガス熱交換装置、及び空気調和装置 - Google Patents
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Description
しかしながら、排ガスを触媒に流通させるためには、排気ガス導入管を触媒上流側の胴部に接続しなければならず、排気ガス導入管の接続部分だけ胴部が長さ方向に大型化してしまう。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、排ガス熱交換器本体の大型化を抑制した排ガス熱交換装置、及び空気調和装置を提供することを目的とする。
上記構成によれば、奥側の固定輪は、排ガス入口に対向する部分を切り欠いて略C字状に形成されるため、排ガスが触媒の奥側に流れやすくなるとともに、奥側の固定輪の材料を削減できる。
上記構成によれば、キャップ体に触媒が配置されるため、キャップ体を取り外して触媒の清掃ができ、メンテナンス性が向上する。
前記固定輪は、その断面を湾曲した形状とし、この断面の曲部で熱膨張の伸縮を吸収可能としてもよい。
上記構成によれば、固定輪は、その断面を湾曲した略U形状とし、この断面の曲部で熱膨張の伸縮を吸収可能としたため、排ガス熱交換器本体内を流通する高温の排気ガスにより膨張した触媒のひずみを吸収して固定することが可能となる。
上記構成によれば、排ガス入口を触媒に対向させて形成できるので、排ガス入口を触媒の上流側に設ける必要がなり、長さ方向の大型化を抑制できる。
図1は、本発明の実施の形態に係るガスエンジン駆動式の空気調和装置を示す回路図である。
空気調和装置1は、室外ユニット2と複数の室内ユニット3a〜3cとを有し、これらを液管4aおよびガス管4bからなるユニット間配管4で接続して構成されている。室外ユニット2には、ガスエンジン(エンジン)10と、ガスエンジン10の駆動力により冷媒を圧縮する圧縮機12とが収容されている。ガスエンジン10は、燃料調整弁7を経て供給される燃料ガスまたは他の燃料と、スロットル弁8を経て供給される空気との混合気を燃焼させて駆動力を発生する。また、室外ユニット2には、室外側コントローラ39が設けられており、この室外側コントローラ39は、通信線42を介して各室内ユニット3a〜3cの室内側コントローラに通信可能に接続されている。
圧縮機12a,12bの吐出管12cは、プレート式熱交換器31、四方弁15、室外熱交換器17の順に接続され、室外熱交換器17には、液管4aを介して、各室内ユニット3a〜3cの膨張弁19a〜19c、室内熱交換器21a〜21cが接続され、室内熱交換器21a〜21cには、ガス管4bを介して、四方弁15が接続され、この四方弁15には、吸込管12dを介して、圧縮機12a,12bが接続されている。また、圧縮機12a,12bの吐出管12cおよび吸込管12dは、バイパス管18で接続され、バイパス管18に、アンロード用のバイパス弁20が設けられている。本構成では、上記した各機器により冷媒回路が形成されている。
第2の三方弁24は、例えば暖房運転時に切り替えられ、この場合、冷却水はラジエータ25をバイパスし、プレート式熱交換器31を経て、冷却水ポンプ27、排ガス熱交換装置70の順に流れ、ウォータージャケットに戻される。
図2は、室外ユニット2の背面図である。この図2では、室外ユニット2の筐体の外側を覆うパネルの記載を省略している。
室外ユニット2は、図2に示すように、略直方体形状に形成された筐体52を備え、この筐体52の内部は、略水平に延びる仕切り板53によって上下二段に画成されている。この上段部には、室外熱交換器17(図1参照)及び送風機26が設けられる熱交換室54が構成され、下段部には、ガスエンジン10及び圧縮機12等が配置される機械室55が構成されている。
仕切り板53は、送風機26や室外熱交換器17のフィンの隙間から熱交換室54内に入り込む雨水等が機械室55に入り込まないように、両室を隙間無く仕切っている。仕切り板53には、熱交換室54と機械室55とを繋ぐ2つの通気口56が室外ユニット2の幅方向に間隔をあけて設けられている。各通気口56は、室外ユニット2内部の空気が両室を自由に移動できるように、両室に連通している。また、各通気口56には、熱交換室54側から機械室55に雨水等が入り込まないように、屋根部56aが設けられており、機械室55側の空気は、図2に示す矢印Xの経路を通って熱交換室54へ移動する。
機械室55の内部には、底板55aの略中央部にガスエンジン10が配置され、ガスエンジン10の正面左側(以下、単に左側という。)に2台の圧縮機12が並べて配置されている。圧縮機12の手前側であって、上記した縦フレーム57の左側には、室外側コントローラ39が配置されている。この室外側コントローラ39は、室外ユニット2内に配置された各機器(例えば、ガスエンジン10、電磁クラッチ14a,14b、四方弁15、送風機26など)の動作を制御する。
なお、図3において、符号61はアキュームレーター、62はオイルセパレータ、63はエアクリーナ、64は吸気ボックス、65は排気マフラー、66はオイルサブタンクである。
図4は、ガスエンジン10を示す右側面図である。図5は、図4のV−V断面図であり、排ガス熱交換装置70を示す断面図である。図6は、排ガス熱交換装置70の触媒80を示す斜視図である。
図4に示すように、排ガス熱交換装置70は、前後に延びる略円筒形の排ガス熱交換器本体71を備え、この排ガス熱交換器本体71は、ガスエンジン10の右側上部に、後下がりに傾斜して固定されている。
排ガス熱交換器本体71は、図5に示すように、略円筒形の胴部72と、胴部72の一端側に取り付けられた有底円筒状の外キャップ73と、外キャップ73の内側に設けられた有底円筒状の内キャップ(キャップ体)74と、胴部72の他端側に取り付けられた有底円筒状の下流キャップ75とを備えて構成されている。
胴部72の他端面72b側でガスエンジン10と反対側の円筒部72cには、ガスエンジン10から冷却水を胴部72内に導く冷却導入管28aが接続され、胴部72の一端面72a側の円筒部72cには、胴部72内に流入した冷却水を排出する複数の排出孔72dが周方向に略等間隔に形成されている。また、外キャップ73の底部には、冷却水を排出する冷却水排出管28bが接続されている。
このように、排ガス熱交換装置70は、図中実線矢印で示すように、排ガスが流通する内胴(内キャップ74、パイプ76、下流キャップ75)と、図中点線矢印で示すように冷却水が流通する外胴(胴部72、外キャップ73)とを備える二重構造に形成されており、胴部72及びパイプ76は、排ガスと冷却水とを熱交換させる熱交換器77を構成している。
また、図5に示すように、排ガス入口74aの直径は、触媒80の一端面80bから固定輪82の底部82aまでの長さと略同一に形成されている。
そして、排ガスは、胴部72の一端面72aから熱交換器77に流入し、パイプ76間を流れる冷却水によって熱回収されて、排気温度を低下させて排ガス排出管29bから排出される。
また、本実施の形態によれば、一端側の固定輪81は、排ガス入口74aに対向する部分を切り欠いて略C字状に形成されるため、排ガスが触媒80の一端側に流れやすくなるとともに、一端側の固定輪81の材料を削減できる。
さらに、本実施の形態によれば、固定輪81は、その断面を湾曲した略U形状とし、この断面の曲部で熱膨張の伸縮を吸収可能としたため、排ガス熱交換器本体71内を流通する高温の排ガスにより膨張した触媒80のひずみを吸収して固定することが可能となる。
例えば、上記実施の形態では、一端側の固定輪81に切り欠き部81aを設けていたが、固定輪81に切り欠き部81aを設けずに、固定輪81の全周方向に亘って複数の流通孔81bを形成するようにしてもよい。
10 ガスエンジン(エンジン)
12 圧縮機
70 排ガス熱交換装置
71 排ガス熱交換器本体
72 胴部
74 内キャップ(キャップ体)
74a 排ガス入口
77 熱交換器
80 触媒
80a 外周面
81,82 固定輪
81b 流通孔
S 隙間
Claims (4)
- 排ガス熱交換器本体の一端に、エンジンの排ガスを浄化する触媒を備え、前記排ガス熱交換器本体の他端に、浄化した排ガスとエンジン冷却水との間で熱交換させる熱交換器を備えた排ガス熱交換装置において、
前記排ガス熱交換器本体の一端部の奥に隙間をあけて前記触媒を配置し、前記触媒の外周面に向けて前記排ガスを導入する排ガス入口を設け、前記排ガス入口からの排ガスを、前記触媒の外周面から前記奥の隙間に回り込ませ、前記触媒を通して、前記熱交換器に供給し、
前記触媒は略環状の二列の固定輪で固定し、奥側の固定輪を、前記排ガス入口に対向する部分を切り欠いて略C字状に形成するとともに、奥側の固定輪に、前記排ガス入口から流入して前記触媒の外周面に沿って流れる排ガスを、前記奥の隙間に流通させる複数の流通孔を周方向に略均等に設け、
前記排ガス入口の直径は、前記触媒の一端面から他端側の固定輪までの長さと略同一に形成したことを特徴とする排ガス熱交換装置。 - 前記排ガス熱交換器本体が胴部とキャップ体とで構成され、前記キャップ体に前記触媒が配置されることを特徴とする請求項1に記載の排ガス熱交換装置。
- 前記固定輪は、その断面を湾曲した形状とし、この断面の曲部で熱膨張の伸縮を吸収可能としたことを特徴とする請求項1又は2に記載の排ガス熱交換装置。
- 冷媒回路を構成する圧縮機と、この圧縮機を駆動するエンジンと、このエンジンの排ガスを浄化する触媒、及び、浄化した排ガスとエンジン冷却水との間で熱交換させる熱交換器を内部に設けた排ガス熱交換器本体とを備えた空気調和装置において、
前記排ガス熱交換器本体の一端部の奥に隙間をあけて前記触媒を配置し、前記触媒の外周面に向けて前記排ガスを導入する排ガス入口を設け、前記排ガス入口からの排ガスを、前記触媒の外周面から前記奥の隙間に回り込ませて、前記触媒を通し、前記熱交換器に供給し、
前記触媒は略環状の二列の固定輪で固定し、奥側の固定輪を、前記排ガス入口に対向する部分を切り欠いて略C字状に形成するとともに、奥側の固定輪に、前記排ガス入口から流入して前記触媒の外周面に沿って流れる排ガスを、前記奥の隙間に流通させる複数の流通孔を周方向に略均等に設け、
前記排ガス入口の直径は、前記触媒の一端面から他端側の固定輪までの長さと略同一に形成したことを特徴とする空気調和装置。
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