JPH0868366A - エンジン駆動ヒートポンプの吸気消音装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エンジン吸気系の騒音が外部に漏れ難く、し
かもエンジン吸入空気がクリーンで常温のまま供給でき
るようにする。 【構成】 エンジン３４が配設されるエンジン防音室２
３は、周囲を防音壁体で密閉され、隣接する換気用の消
音箱２４，２５に開口部３０，３１のみで連通する。換
気導入口３１に筒状ダクト４１が貫通状態に配設され
る。エンジン吸気管３６にはエアクリーナ３７が接続さ
れ、その吸気管４０が筒状ダクト４１に対向する位置に
配設される。吸気管４０の先端部には吸気口４０ａが形
成され、円錐状をなす遮音板４２が取着される。消音箱
２５内のファン装置４４により吸入される外気は、筒状
ダクト４１を介して遮音板４２に吹き付けられ、エアク
リーナ３７には常温の空気が供給される。エンジン３４
の騒音は、遮音板４２，筒状ダクト４１および消音箱２
５により減衰して低減される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジンの駆動により
発生する騒音がその吸気経路である消音室を介して外部
に漏れるのを防止するようにしたエンジン駆動ヒートポ
ンプの吸気消音装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のものとしては、例えば、図５に
示すようなものがある。すなわち、エンジン駆動ヒート
ポンプの室外機１は内部が上下の２つの機械室２および
３に仕切るようにそれらの境界部分に換気排出用消音箱
４が形成されている。また、機械室３の右側面部には換
気導入用消音箱５が形成されている。上部の機械室２に
は、ヒートポンプシステムの各機器（図示せず）を配設
すると共に、外周部に熱交換器６、上面部分に熱交換器
用送風ファン７が配設され、周知のヒートポンプシステ
ムを構成している。下部の機械室３は外周および上下面
が防音壁体で形成されており、振動吸収用のクッション
８ａを介して設けられた基台８にエンジン９が載置され
ており、このエンジン９によりヒートポンプを構成する
コンプレッサ１０を伝達機構１０ａを介して回転駆動す
るようになっている。

【０００３】換気導入用消音箱５には、内部上方に換気
導入ファン１１が配設されており、外部と連通する吸入
口５ａを介して吸入した外気を機械室３との仕切壁５ｂ
の底部に開口された導入口５ｃを介して機械室３内に外
気を導入するようになっている。また、換気導入用消音
箱５内の中間部位にはエンジン９の吸気用のエアクリー
ナ１２が配設されており、その吸入口１２ａを介して外
気を吸入してエンジン９の吸気口９ａにフィルタ１２ｂ
を介して清浄にした空気を供給するようになっている。
エンジン９の排気管１３は換気排出用消音箱４および機
械室２を貫通して室外機１の上面部に排気口１３ａが位
置するように配設されている。

【０００４】上記構成とすることにより、エンジン９に
より発生する騒音を機械室３内から外部に漏れるのを極
力防止しながら、外気を導入してエンジン９の吸気を行
うと共に機械室３内の換気を行う構成とすることができ
るようになる。つまり、エンジン９の吸気温度上昇によ
るエンジン９の出力低下の防止を図ることができ、排気
管１３を外部に導出すると共にエアクリーナ１２を換気
導入用消音箱５内に設けたことにより、エンジンブロー
バイガス吸い込みによるエアクリーナ１２の早期目詰り
を防止すると共にエンジン吸気がクリーンで常温とする
ことができるようになる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような従来構成のものでは、エアクリーナ１２の吸気音
やケースの振動音、あるいはエンジン９やエアクリーナ
１２の振動により換気導入用消音箱５へ直接伝わる振動
音があり、換気導入用消音箱５本来の消音性能が低下す
る不具合がある。この場合に、エンジンが発生する騒音
の周波数成分のうちで、エンジンの爆発振動１次成分に
よる低周波音（例えば５０Ｈｚ程度）があるが、この騒
音を例えば２０デシベル程度消音するためには一定の容
積と距離が必要となるが、上述の場合においては、エア
クリーナ１２を換気導入用消音箱５内に配設してること
から、その容量に制限を受けることになり、低周波成分
の消音効果が低下する不具合がある。

【０００６】一方、このような消音対策として、例えば
実開昭６２−５７０３４号公報に示されるものにおいて
は、消音箱内に吸気経路として迷路状となるダクトを形
成して音の伝達経路の長さを長くするようにし、これに
より回折効果による消音効果の向上を図るようにしてい
る。しかしながら、この構成の場合でも、エンジン吸気
系の騒音の低周波成分の消音が不十分であり、依然とし
て前述の技術的課題が残されている。

【０００７】また、実開昭６１−５５６３７号公報に示
されるものにおいては、エンジンの吸気口に積極的に導
入外気を吹きあてる構造としているが、エンジン発熱回
収時にブローバイガスを吸気してしまう不具合があり、
また吸気音が外部に放射されやすく消音機能がないた
め、依然として前述の技術的課題が残されるものとなっ
ている。

【０００８】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、エンジン吸気系の騒音が外部に漏れ難
く、しかもエンジン吸入空気がクリーンで常温のまま供
給できると共にエンジン冷却換気をも行うことができる
エンジン駆動ヒートポンプの吸気消音装置を提供するこ
とにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のエンジン駆動ヒ
ートポンプの吸気消音装置は、換気導入口と換気排気口
とを除いた部分を防音壁で包囲した密閉構造とし、内部
にヒートポンプ駆動用のエンジンを配設しているエンジ
ン室と、このエンジン室と前記換気導入口を介して連通
しその換気導入口から離れた位置に外部と連通する吸気
口が形成された消音室と、この消音室に配設され、前記
吸気口から外気を吸入して前記換気導入口に導く換気導
入ファン装置と、前記換気導入口を貫通するように挿通
され前記エンジン室と前記消音室との両者に跨がって配
設される所定長さの筒状ダクトと、前記エンジン室内に
配設されてその吸気口が前記筒状ダクトの開口部に臨む
ように位置され、前記エンジンの吸気管に前記筒状ダク
トから導入される空気をフィルタを介して供給するエア
クリーナと、コーン状をなしその頂点側を前記筒状ダク
トの開口部に対向するようにして前記エアクリーナの吸
気口部に配設された遮音板とを設けて構成したところに
特徴を有する。

【００１０】また、前記エアクリーナを、前記エンジン
の吸気管にフィルタを直接装着する開放形とすることが
できる。

【００１１】さらに、前記遮音板および前記筒状ダクト
を吸音材により形成することが好ましい。

【００１２】

【作用および発明の効果】請求項１記載のエンジン駆動
ヒートポンプの吸気消音装置によれば、消音室の換気導
入ファン装置が運転されると、外部から空気を吸入して
消音室内を介して換気導入口部の筒状ダクトからエンジ
ン室内に供給するようになる。このとき、エンジン室内
で運転されているエンジンから発生する騒音が筒状ダク
トを介して消音室内に伝搬するが、このとき、遮音板に
より騒音が拡散されるので、消音室内に漏れる騒音のレ
ベルを低下させることができると共に、筒状ダクトから
消音室内を介して吸気口側に伝搬する際に、後述する高
い消音効果により減衰されるので、外部に漏れる騒音レ
ベルを低下させることができるようになる。

【００１３】すなわち、消音室内では、筒状ダクトの質
量効果（音波の波長が消音器の諸寸法に比べて十分に大
きい場合に、空洞となる消音室がばねとして、尾管とな
る筒状ダクトが質量として作用して波動を制振する働き
をする効果があり、全体として集中定数形低周波用消音
器として機能する効果）による消音効果が高くなり、エ
ンジンから発生される騒音の低周波成分を効率良く消音
することができるのである。

【００１４】エンジン室においては、筒状ダクトから吸
入される空気が遮音板に吹き付けられると、コーン状を
なす遮音板の表面を介して空気が流通するようになるの
で、遮音板表面を流れた空気が回り込んでエアクリーナ
の吸気口に吸入されるようになる。また、吸入されない
空気の成分はエアクリーナを冷却しながら、エンジン室
内を換気して換気排気口から排出され、エンジン室内を
冷却する。

【００１５】これにより、エンジンから発生する騒音を
エンジン室内から消音室側に漏れる量を低減すると共
に、消音室内で消音動作を効率良く行うことにより、外
部に漏れる騒音のレベルを極力低減することができるよ
うになる。

【００１６】請求項２記載のエンジン駆動ヒートポンプ
の吸気消音装置によれば、エンジンの吸気系統を簡略化
して開放形のフィルタを用いたエアクリーナの場合にお
いても、上述と略同様の作用効果を得ることができる。

【００１７】請求項３記載のエンジン駆動ヒートポンプ
の吸気消音装置によれば、遮音板および筒状ダクトを吸
音材で形成しているので、遮音板および筒状ダクトに当
たった音の成分を吸収することができるようになり、エ
ンジン室から消音室側に漏れる騒音をさらに低減させる
ことができるようになる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の第１の実施例について図１を
参照して説明する。図１は全体構成を示すもので、エン
ジン駆動ヒートポンプの室外機２１は内部が上下に仕切
られ、その上部にヒートポンプシステム室２２が設けら
れ、下部にエンジン室であるエンジン防音室２３が設け
られている。なお、ヒートポンプシステム室２２とエン
ジン防音室２３との間には換気排出用消音箱２４が設け
られ、エンジン防音室２３の側部（図中右側）には消音
室である換気導入用消音箱２５が設けられている。

【００１９】ヒートポンプシステム室２２は、内部に図
示しない周知のヒートポンプシステムが配設され、外周
側面に沿って熱交換器２６が設けられると共に、天井部
分には熱交換器用送風ファン２７が配設されている。ヒ
ートポンプシステムの構成要素である冷凍サイクルのコ
ンプレッサ２８は、後述するように、エンジン防音室２
３内に配設されている。

【００２０】エンジン防音室２３は、その左側の壁面，
前部および後部の壁面，底部の壁面とが防音壁体２９に
より構成され、上面は換気排出用消音箱２４の防音壁体
２４ａにより、また、右側の壁面は換気導入用消音箱２
５の防音壁体２５ａにより仕切られ、室内を防音壁体に
より包囲された状態に形成されている。そして、換気排
出用消音箱２４の防音壁体２４ａに形成された換気排出
口３０および換気導入用消音箱２５の防音壁体２５ａの
上部側に形成された換気導入口３１の部分を除いて密閉
状態に形成されている。

【００２１】このエンジン防音室２３内には、底面の底
板フレーム２３ａに固定された振動吸収用のクッション
となるゴムクッション３２を介してベース構造体３３が
配設されている。このベース構造体３３にはヒートポン
プ駆動用のエンジン３４が配設されると共に上述のコン
プレッサ２８が配設されており、エンジン３４の出力軸
３４ａは伝達用のベルト３５を介してコンプレッサ２８
の回転軸２８ａに伝達されて回転駆動されるようになっ
ている。

【００２２】エンジン３４本体の上部には吸気用のフレ
キシブルなエンジン吸気管３６が接続されており、その
先端部はエアクリーナ３７の出口側に連結されている。
エアクリーナ３７は、内部にエアフィルタ３８が配設さ
れ、入口側から導入される空気をエアフィルタ３８を介
して粉塵等を除去して出口側に導くもので、エンジン防
音室２３の上面に位置する換気排出用消音箱２４の防音
壁体２４ａに振動吸収用のゴムクッション３９を介して
取り付けられている。

【００２３】エアクリーナ３７の入口側には吸気管４０
が連結されており、その先端部は換気導入用消音箱２５
の防音壁体２５ａに形成された換気導入口３１に指向す
るように配置され、多数の吸気口４０ａが形成されてい
る。そして、換気導入用消音箱２５の防音壁体２５ａに
形成された換気導入口３１には所定長さの円筒状をなす
筒状ダクト４１が、エンジン防音室２３と換気導入用消
音箱２５との両者の間に跨がるように固定されている。

【００２４】上述したエアクリーナ３７の吸気管４０の
先端部には、コーン状である円錐状をなす形状に形成さ
れた遮音板４２が取り付けられており、図２にも示すよ
うに、その遮音板４２の頂点４２ａは、筒状ダクト４１
の開口部に対向するように配置され、遮音板４２の内側
の部分は吸気管４０の吸気口４０ａの部分を包囲するよ
うに配置されている。なお、遮音板４２の頂点部分と吸
気管４０は、筒状ダクト４１の軸線上に配置された状態
となっている。

【００２５】換気導入用消音箱２５は、外周部が防音壁
体２５ａにより包囲されるように形成されており、外部
に面した防音壁体２５ａの下部にはルーバ４３ａを有す
る吸気口４３が形成されており、その内部近傍には換気
導入用ファン装置４４が配設されている。ファン装置４
４は吸気口４３を介して外部から空気を吸入して換気導
入用消音箱２５内に導くためのもので、その吸入側と吸
気口４３との間には防音壁体４５により仕切って形成さ
れた吸入ダクト４６が設けられている。また、ファン装
置４４により吸入された空気は換気導入用消音箱２５内
の最下部に導かれるように仕切り壁４７により案内され
るようになっている。

【００２６】次に、換気排出用消音箱２４は、外周部が
防音壁体２４ａにより包囲されるように形成されてお
り、ヒートポンプシステム室２２と面する側の防音壁体
２４ａには、換気排出口３０と反対側（図中右側）に位
置して排気口４８が形成されており、この排気口４８に
は上方からこれを覆うように天板４９が設けられてお
り、雨水等が内部に侵入するのを防止する構成とされて
いる。そして、エンジン防音室２３から換気排出口３０
を介して漏れる騒音は換気排出用消音箱２４内を伝搬す
る過程で減衰されるようになっている。

【００２７】また、換気排出用消音箱２４には、エンジ
ン３４の運転により発生する燃焼排気ガスを放出するた
めのエンジン排気管５０が貫通するように配設されてい
る。このエンジン排気管５０は、ヒートポンプシステム
室２２も貫通してその先端部の排気口５０ａが室外機２
１の上部に突出するように配設されている。

【００２８】次に本実施例の作用について説明する。フ
ァン装置４４が運転されると、換気導入用消音箱２５内
に外気が導入され、その消音箱２５の最下部から筒状ダ
クト４１を介してエンジン防音室２３内に導入される。
このとき、エンジン防音室２３においては、筒状ダクト
４１から吸入される空気が遮音板４２の円錐状をなす面
に吹き当てられるようになり、図２に矢印で示すように
空気の流れが形成される。そして、吹き当てられた空気
の一部は吸気管４０の吸気口４０ａに回り込んでエアク
リーナ３７に吸入され、エアフィルタ３８により清浄に
された状態でエンジン吸気管３６を介してエンジン３４
内部に供給されるようになる。これによって、エアクリ
ーナ３７に常に外部からの温度の低い空気を供給するこ
とができると共に、エアクリーナ３７を冷却することが
できる効果を有する。

【００２９】また、エンジン防音室２３内に吸入された
残りの空気はエンジン防音室２３内を循環して換気用排
出口３０を介して換気排出用消音箱２４を介して外部に
排出されるようになる。これにより、エンジン防音室２
３内においては、エンジン３４の運転により発生するエ
ンジンの廃熱を外部に放出して室内を適切な温度に保持
させることができるようになる。

【００３０】一方、エンジン３４が運転されることによ
り発生する騒音と振動は、次のようにして減衰されるよ
うになる。まず、エンジン３４の振動については、ゴム
クッション２３ａにより吸収されるので、エンジン防音
室２３の底面部の防音壁体２９に伝搬する振動成分を大
きく減衰させて騒音の発生を低減させることができるよ
うになる。

【００３１】次に、エンジン３４の運転により発生する
騒音については、換気排気用消音箱２４に漏れる成分
は、内部を伝搬する過程でその容積の効果により十分消
音されるようになって、ヒートポンプシステム室２２か
ら外部に漏れる騒音のレベルを低減させる。また、換気
導入用消音箱２５に漏れる成分については、まず、遮音
板４２の円錐形状をなす面に当たったときに拡散される
ことにより筒状ダクト４１側に伝搬する量を減少させ、
筒状ダクト４１を通じて換気導入用消音箱２５内に漏れ
出た騒音成分については、筒状ダクト４１と消音箱２５
内に形成されている空間の容積により、エンジン３４に
より発生された騒音の低周波成分と共に消音されるよう
になり、吸気口４３を介して外部に漏れ出る騒音のレベ
ルを大きく低減させるようになる。

【００３２】なお、上述の場合に、筒状ダクト４１と換
気導入用消音箱２５とにより形成される消音器は、集中
定数形低周波消音器の原理によると、筒状ダクト４１を
尾管とし消音箱２５内を空胴として作用する消音器とみ
なすことができる。つまり、筒状ダクト４１は質量とし
て作用し、消音箱２５はばねとして作用する音の伝搬に
対する等価回路とみなすことができ、これによって、内
部を伝搬する音の波動を制振する働きを有するものであ
り、この結果、騒音に含まれる低周波成分を大きく減衰
させることができるのである。

【００３３】このような本実施例によれば、エアクリー
ナ３７をエンジン防音室２３内に配設すると共に、その
吸気管４０の先端部に円錐形状をなす遮音板４２を設
け、筒状ダクト４１に臨むように配置させたので、エア
クリーナ３７を冷却しながらエンジン３４に常に外部の
空気を供給できると共に、エンジン３４により発生する
騒音が外部に漏れるのを極力低減させることができるよ
うになる。

【００３４】図３は本発明の第２の実施例を示すもの
で、以下、第１の実施例と異なる部分について説明す
る。すなわち、第１の実施例におけるエアクリーナ３７
に代えて、開放形のエアクリーナ５１を設けたもので、
エンジン３４のエンジン吸気管５２の先端部に多数の吸
気口５２ａを形成し、この吸気口５２ａの部分を覆うよ
うにエアフィルタ５３を配設してなるものである。

【００３５】そして、このような第２の実施例によって
も、簡略化された開放形のエアクリーナ５１を設ける構
成としながら、第１の実施例と同様の作用効果を得るこ
とができるようになる。

【００３６】図４は本発明の第３の実施例を示すもの
で、第２の実施例と異なるところは、筒状ダクト４１お
よび遮音板４２に代えて、それぞれ吸音材としてのセラ
ミック焼結吸音材により形成された筒状ダクト５４およ
び遮音板５５を設けて構成したところである。この場合
に、筒状ダクト５４は、エンジン防音室２３側にのみ突
出した状態に配設され、その先端部は遮音板５５の傾斜
面部に沿うように拡開した形状に形成されている。

【００３７】また、セラミック焼結吸音材は、質量があ
る多孔質構造であることから、低周波領域の音の吸収特
性に優れているので、エンジン３４から発生された騒音
が遮音板５５と筒状ダクト５４との間を介して換気導入
用消音箱２５に至る過程で、それらの面に当たったとき
に吸収されるようになるので、さらに消音効率が向上す
るようになる。

【００３８】本発明は、上記実施例にのみ限定されるも
のではなく、次のように変形また拡張できる。遮音板
は、円錐形状のもの以外に、多角錐状に形成することに
よりコーン状のものとすることもできる。エンジン駆動
ヒートポンプ以外に、エンジンを駆動することにより出
力を得る装置として、例えばコジェネや発動発電機等に
も適用することができる。筒状ダクト４１および遮音板
４２は、ゴム系あるいは樹脂系の吸音材を用いて形成し
たものを用いても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す全体構成の縦断正
面図

【図２】吸気管およびエアクリーナ部分の外観斜視図

【図３】本発明の第２の実施例を示す図１相当図

【図４】本発明の第３の実施例を示す図２相当図

【図５】従来例を示す図１相当図

【符号の説明】

２１は室外機、２２はヒートポンプ室、２３はエンジン
防音室（エンジン室）、２４は換気排出用消音箱、２５
は換気導入用消音箱（消音室）、２８はコンプレッサ、
２４ａ，２５ａ，２９は防音壁体、３０は換気排出口、
３１は換気導入口、３３はベース構造体、３４はヒート
ポンプ駆動用のエンジン、３６，５２はエンジン吸気
管、３７，５１はエアクリーナ、３８はエアフィルタ、
４０は吸気管、４０ａ，５２ａは吸気口、４１，５４は
筒状ダクト、４２，５５は遮音板、４４は換気導入用フ
ァン装置、４６は吸入ダクトである。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ヒートポンプ駆動用のエンジンと、 このエンジンが内部に配設され、換気導入口と換気排気
   口とを除いた部分を防音壁で包囲した密閉構造とされる
   エンジン室と、 このエンジン室と前記換気導入口を介して連通しその換
   気導入口から離れた位置に外部と連通する吸気口が形成
   された消音室と、 この消音室に配設され、前記吸気口から外気を吸入して
   前記換気導入口に導く換気導入ファン装置と、 前記換気導入口を貫通するように挿通され前記エンジン
   室と前記消音室との両者に跨がって配設される所定長さ
   の筒状ダクトと、 前記エンジン室内に配設されてその吸気口が前記筒状ダ
   クトの開口部に臨むように位置され、前記エンジンの吸
   気管に前記筒状ダクトから導入される空気をフィルタを
   介して供給するエアクリーナと、 コーン状をなしその頂点側を前記筒状ダクトの開口部に
   対向するようにして前記エアクリーナの吸気口部に配設
   された遮音板とを具備したことを特徴とするエンジン駆
   動ヒートポンプの吸気消音装置。
2. 【請求項２】 前記エアクリーナは、前記エンジンの吸
   気管にフィルタを直接装着する開放形とされていること
   を特徴とする請求項１記載のエンジン駆動ヒートポンプ
   の吸気消音装置。
3. 【請求項３】 前記遮音板および前記筒状ダクトは吸音
   材で形成されていることを特徴とする請求項１または２
   記載のエンジン駆動ヒートポンプの吸気消音装置。