JPH11287155A - ガスエンジン装置、室外機ユニット及び空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ブローバイガス系の温度上昇を促進すること
により、スラッジが発生して詰まるのを防止することを
課題とする。 【解決手段】 ガスエンジン４１と、ガスエンジン４１
の燃焼室からクランクケース内へ漏出したブローバイガ
スをエンジン吸気系に導くブローバイガス系１１０と、
ガスエンジン４１で発生した排気ガスを大気中に排出す
る排気ガス系６０とを具備し、ブローバイガス系１１０
の少なくとも一部を排気ガス系６０に沿わせて配置す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧縮機をガスエン
ジンによって駆動するとともに、暖房運転時には、当該
ガスエンジンの排気ガスを液冷媒の加熱源として利用す
るガスヒートポンプ式空気調和機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ヒートポンプを利用して冷暖房を行う空
気調和機は、室内熱交換器、圧縮機、室外熱交換器、膨
張弁等の構成要素を含む冷媒回路を備えている。室内の
冷暖房は、冷媒がこの回路を巡る途中で、室内熱交換器
及び室外熱交換器においてそれぞれ熱の交換を行うこと
によって実現される。また、この冷媒回路には、室外熱
交換器による冷媒の熱の受け取り（暖房運転時）のみに
頼るのではなく、冷媒そのものを直接的に加熱するため
の冷媒加熱器が設置されることがある。

【０００３】ところで、近年、上記の冷媒回路中の圧縮
機の動力源として、通常使用されている電動機に代わ
り、ガスエンジンを利用するものが開発されている。こ
のガスエンジンを利用した空気調和機は、一般にガスヒ
ートポンプ式空気調和機（以下ＧＨＰと略す）と呼ばれ
ている。このＧＨＰによれば、比較的安価であるガスを
燃料として利用できるため、電動機を利用した圧縮機を
備えた空気調和機（以下ＥＨＰと略す）のように、ラン
ニングコストがかさむということがなく消費者にとって
コストダウンが可能となる。

【０００４】また、ＧＨＰにおいては、例えば暖房運転
時に、ガスエンジンから排出される高温の排気ガスの熱
を冷媒の加熱源として利用すれば、優れた暖房効果を得
ることが可能になるとともに、エネルギの利用効率を高
めることができる。また、このような仕組みを導入すれ
ば、冷媒回路中において、上述したような冷媒加熱器等
の機器を特別に設置する必要がなくなる。

【０００５】その他、ＧＨＰでは、暖房運転時に必要な
室外熱交換器の霜除去動作、いわゆるデフロスト動作に
ついてもエンジンの排熱を利用して実施することができ
る。一般に、ＥＨＰにおけるデフロスト動作は、暖房運
転を停止して一時的に冷房運転を行って室外熱交換器の
霜除去を行うようになされている。この場合、室内に対
しては冷風が吹き出すことになるから、室内環境の快適
性を損なうこととなる。ＧＨＰでは、上記したような事
情から連続暖房運転が可能となり、ＥＨＰで懸念される
ような問題の発生がない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このように多くの利点
を有するＧＨＰであるが、従来からのＧＨＰに関して
は、次のような問題点が指摘されている。

【０００７】上述したように、ＧＨＰは圧縮機の駆動源
としてガスエンジンを使用しているが、このようなガス
エンジンにおいては、ブローバイガス中に含まれている
油分が問題になることがある。このブローバイガスと
は、ピストンリングとシリンダとの間隙を通って燃焼室
からクランクケースへ漏れ出すガスのことであり、通常
クランクケースからエンジン吸気系に戻されて再度燃焼
室に送られる。

【０００８】さて、上述したブローバイガスは、ミスト
状の潤滑油（以下オイルミストと呼ぶ）を含んでいるた
め、ブローバイガスが流れる経路（以下ブローバイガス
系と呼ぶ）の適所にはブローバイフィルタのようにオイ
ルミストを補集して除去するための装置が設けられてい
る。このようなオイルミスト除去装置の入口部では、特
に外気温度が低い場合の暖機運転時など、ブローバイガ
ス系の温度が低いためにブローバイガス中に含まれてい
る水分が凝縮し、この水分がオイルミストと混合してス
ラッジが生成される。この結果、スラッジがブローバイ
ガス系の詰まりの原因となり、ガスエンジンの運転に支
障をきたす恐れがある。

【０００９】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、ブローバイガス系の温
度上昇を促進することにより、スラッジが発生して詰ま
るのを防止することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するために以下の手段をとった。すなわち、請求項
１に記載のガスエンジン装置は、ガスエンジンと、該ガ
スエンジンの燃焼室からクランクケース内へ漏出したブ
ローバイガスをエンジン吸気系に導くブローバイガス系
と、前記ガスエンジンで発生した排気ガスを大気中に排
出する排気ガス系とを具備し、前記ブローバイガス系の
少なくとも一部を前記排気ガス系に沿わせて配置したこ
とを特徴とするものである。

【００１１】このガスエンジン装置においては、ブロー
バイガス系の少なくとも一部が排気ガス系に沿って配置
されているので、排気ガス系を流れる排気ガスの排熱を
利用してブローバイガス系の温度上昇を促進することが
可能になる。

【００１２】請求項２に記載の室外気ユニットは、ブロ
ーバイガス系の少なくとも一部を排気ガス系に沿わせて
配置したガスエンジン装置と、該ガスエンジン装置に燃
料のガス及び空気を供給する燃料吸入系と、ラジエタ及
び排気ガス熱交換器を備え前記ガスエンジンの冷却水を
循環させる冷却水系と、前記ガスエンジンが排出する排
気ガスを前記排気ガス熱交換器を通して外部へ導く排気
ガス系とを具備してなるガスエンジン部と、前記ガスエ
ンジン装置により駆動されガス状の冷媒を圧縮して吐出
する圧縮機と、冷媒と外気との間で熱交換させる室外熱
交換器と、冷房運転時に液状の冷媒を減圧、膨張させる
膨張弁と、前記ガスエンジン装置の冷却水から前記冷媒
に熱を回収する水熱交換器とを具備してなる冷媒回路部
と、を備えて構成したことを特徴とするものである。

【００１３】この室外機ユニットでは、ガスエンジン装
置においてブローバイガス系の温度上昇が促進されてス
ラッジの発生を防止できるので、ブローバイガス系の詰
まりがなくなってガスエンジン装置及びこれを構成要素
とする室外機ユニットの信頼性を増すことができる。

【００１４】請求項３に記載の空気調和機は、ブローバ
イガス系の少なくとも一部を排気ガス系に沿わせて配置
したガスエンジン装置と、該ガスエンジン装置に燃料の
ガス及び空気を供給する燃料吸入系と、ラジエタ及び排
気ガス熱交換器を備え前記ガスエンジンの冷却水を循環
させる冷却水系と、前記ガスエンジンが排出する排気ガ
スを前記排気ガス熱交換器を通して外部へ導く排気ガス
系とを具備してなるガスエンジン部と、前記ガスエンジ
ン装置により駆動されガス状の冷媒を圧縮して吐出する
圧縮機と、冷媒と外気との間で熱交換させる室外熱交換
器と、冷房運転時に液状の冷媒を減圧、膨張させる膨張
弁と、前記ガスエンジン装置の冷却水から前記冷媒に熱
を回収する水熱交換器とを具備してなる冷媒回路部とを
備えた室外機ユニットと、室内の空気を吸い込んで吹き
出し口から吹き出すファンと、前記室外機ユニットから
供給される冷媒と前記ファンで吸い込んだ室内の空気と
の間で熱交換させる室内熱交換器とを備えた室内機ユニ
ットと、を備えて構成したことを特徴とするものであ
る。

【００１５】この空気調和機では、室外機ユニットのガ
スエンジン装置においてブローバイガス系にスラッジが
発生して詰まるのを防止できるので、ガスエンジン装置
及びこれを構成要素とする室外機ユニットの信頼性が増
し、長時間にわたる連続運転を可能にする。したがっ
て、室外機ユニットを構成要素とする空気調和機も、そ
の信頼性が増し、長時間にわたる連続運転が可能にな
る。

【００１６】請求項４に記載の空気調和機は、前記ブロ
ーバイガス系がブローバイガス中の油分を除去するブロ
ーバイフィルタを備え、該ブローバイガスフィルタを前
記排気ガス系に接触させて配置したことを特徴とするも
のである。

【００１７】この空気調和機によれば、スラッジが発生
しやすいブローバイガス系のブローバイフィルタを排気
ガス系の排熱で加熱するので、温度上昇が促進されてス
ラッジの発生を防止できる。

【００１８】請求項５に記載の空気調和機は、前記ブロ
ーバイフィルタを前記排気ガス熱交換器に接触させて配
置したことを特徴とするものである。

【００１９】この空気調和機によれば、スラッジが発生
しやすいブローバイガス系のブローバイフィルタを排気
ガス熱交換器に接触させて配置したので、接触面積を大
きくして排気ガス系の排熱を有効に利用できる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施の形態に
ついて、図１から図８を参照して説明する。図１に示す
ＧＨＰ（ガスヒートポンプ式空気調和機）１は、大きく
室内機ユニット１０及び室外機ユニット２０から構成さ
れている。室内機ユニット１０は、冷房運転時に低温低
圧の液冷媒を蒸発気化させて室内の空気から熱を奪い、
暖房運転時には高温高圧のガス冷媒を凝縮液化させて室
内の空気を暖める室内熱交換器１１と、室内の空気を吸
い込んで室内熱交換器１１を通し、冷媒と熱交換させた
後に吹き出し口から吹き出す室内機ファン１２とを具備
している。

【００２１】室外機ユニット２０は、その内部でさらに
冷媒回路を構成する冷媒回路部３０と、ガスエンジン４
１を中心として、これに付随する機器を備えたガスエン
ジン部４０の大きく二つの構成部分により構成されてい
る。

【００２２】冷媒回路部３０内には、室外熱交換器３
１、水熱交換器３２、圧縮機３３、アキュムレータ３
４、四方弁３５、オイルセパレータ３６、及び膨張弁３
７が具備されている。室外熱交換器３１は、冷房運転時
に高温高圧のガス冷媒を凝縮液化させて屋外の空気に放
熱し、逆に暖房運転時には低温低圧の液冷媒を蒸発気化
させて室外気から熱を奪う。つまり、冷暖房それぞれの
運転時において、室外熱交換器３１は、先の室内熱交換
器１１と逆の働きを行うことになる。

【００２３】水熱交換器３２は、後述するガスエンジン
４１の冷却水から冷媒が熱を回収するために設けられて
いる。すなわち、暖房運転時において、冷媒は室外熱交
換器３１における熱交換のみに頼るのではなく、ガスエ
ンジン４１の冷却水からも熱を与えられることになるか
ら、暖房運転の効果をより高めることが可能となる。

【００２４】圧縮機３３は、室内熱交換器１１又は室外
熱交換器３１のいずれかより吸入されるガス冷媒を圧縮
して高温高圧のガス冷媒として吐出する。これにより冷
房時には、外気温が高い場合でも、冷媒は室外熱交換器
３１を通して室外気に放熱することが可能となり、暖房
時には室内熱交換器１１を通して室内空気に熱を与える
ことが可能となる。

【００２５】アキュムレータ３４は、圧縮機３３に流入
するガス冷媒に含まれる液状成分を貯留するために設け
られている。また、四方弁３５は、圧縮機３３において
圧縮された高温高圧のガス冷媒を室内熱交換器１１又は
室外熱交換器３１のいずれかに選択的に送出するために
設けられている。

【００２６】オイルセパレータ３６は、冷媒中に含まれ
る油分を分離するものである。また、膨張弁３７は、冷
房運転時に室外熱交換器３１から送出される高温高圧の
液冷媒を減圧、膨張させて低温低圧の液冷媒とするため
のものである。

【００２７】一方、ガスエンジン部４０にはガスエンジ
ン４１を中心として、冷却水系５０、排気ガス系６０、
燃料吸入系７０、及びエンジンオイル系８０の四つの系
が具備されている。ガスエンジン４１は、冷媒系３０内
に設置されている圧縮機３３の駆動源となり、シャフト
又はベルト等により接続されてガスエンジン４１から圧
縮機３３に動力が伝達されるようになっている。

【００２８】冷却水系５０は、水ポンプ５１、リザーバ
タンク５２、ラジエタ５３を備え、これらにより構成さ
れる回路を巡る冷却水により、ガスエンジン４１を冷却
するための系である。水ポンプ５１は、ガスエンジン４
１の冷却水を回路に循環させるために設けられている。
リザーバタンク５２は、この回路を流れる冷却水におい
て、その余剰分を一時貯蔵しておく、あるいは冷却水が
回路に不足した場合にそれを供給するためのものであ
る。ラジエタ５３は、室外熱交換器３１と一体的に構成
されたものであって、冷却水がガスエンジン４１から奪
った熱を外気に放出するために設けられている。

【００２９】冷却水系５０には、上記した構成の他に排
気ガス熱交換器５４が設けられている。これは排気ガス
の熱を冷却水に回収するために設けられているものであ
る。また、冷却水系５０には先に説明した水熱交換器３
２が備えられ、冷媒系３０及び冷却水系５０の両系に跨
るように配置されている。これらのことから、暖房運転
時には、冷却水はガスエンジン４１から熱を奪うだけで
なく排気ガスからも熱を回収し、かつその回収された熱
が、冷却水より水熱交換器３２を通して冷媒に与えられ
る仕組みになっている。なお、この冷却水系５０につい
ては、後にガスエンジン４１の内部構成を含めて詳細に
説明される。

【００３０】排気ガス系６０は、マフラ６１、排気トッ
プ６２、ドレンフィルタ６３を備え、ガスエンジン４１
から排出される排気ガスを外部へ導くための系である。
マフラ６１は、ガスエンジン４１が排気ガスを排出する
ときに伴う騒音を吸収するために設けられている。排気
トップ６２は、排気ガスに含まれている水分を分離し、
これを外部環境に飛散させることのないように設けられ
ている。この働きの観点から、排気トップ６２は、別名
排気セパレータと呼ばれることもある。ドレンフィルタ
６３は、いま述べた排気トップ６２から分離された水分
を一時貯蔵しておくために設けられている。また、ドレ
ンフィルタ６３の内部には中和剤が備えられている。こ
れは、排気ガスに含まれている水分が一般に強酸性とな
っていることに対応しており、この酸性水分を中和して
無害化する目的で備えられているものである。

【００３１】燃料吸入系７０は、ガスレギュレータ７
１、電磁弁７２、吸気ボックス７３、エアクリーナ７４
を備え、ガスエンジン４１に燃料及び空気を供給するた
めの系である。ガスレギュレータ７１は、電磁弁７２を
介して室外ユニット２０の外部から供給される燃料とな
るガスの送出圧力を調整するために設けられている。一
方、吸気ボックス７３は、室外ユニット２０外部から空
気を取り入れるために設けられている。また、吸気ボッ
クス７３は、この吸気時に発生する騒音を防止する働き
も担っている。エアクリーナ７４は、このように吸入さ
れた空気から塵埃を取り除くために設けられている。上
記したように外部より供給されたガス及び空気はそれぞ
れ、図１に示すように、ガスレギュレータ７１、エアク
リーナ７４を通過した後、混合されてガスエンジン４１
の燃焼室に送り込まれ混合燃料ガスとして使用されるこ
とになる。

【００３２】エンジンオイル系８０はオイルサブタンク
８１を備え、ガスエンジン４１内の各駆動部分に潤滑油
を供給するために設けられている。ガスエンジン４１下
部には、このオイルサブタンク８１内のオイルを受け入
れるためにオイルパン４１ａが設けられている。

【００３３】図２はガスエンジン４１のブローバイガス
系１１０を示す図で、ガスエンジン４１は、オイルパン
４１ａ、クランクシャフト４２、ピストン４３、ピスト
ンリング４４、シリンダ４５、クランクケース４６、燃
焼室４７、シリンダヘッドカバー４８及び吸気マニホー
ルド４９を具備して構成されている。ブローバイガス
は、燃焼室４６からピストンリング４４とシリンダ４５
との間隙を通ってクランクケース４６に漏出したガスで
あり、ミスト（霧）状となった潤滑油や排気ガス等が含
まれている。

【００３４】このブローバイガスの流れは図２の中に矢
印で示されており、クランクケース４６に漏出したオイ
ルミストを含むブローバイガス（破線の矢印で表示）は
ガスエンジン４１の内部流路１１１を通ってシリンダヘ
ッドカバー４８に導かれる。シリンダヘッドカバー４８
は、ブローバイ流出路１１２によってオイルセパレータ
１１３と接続されている。このため、ブローバイガスは
シリンダヘッドカバー４８からオイルセパレータ１１３
に導かれ、ガス中に含まれているオイルミストはかなり
の割合がここで除去される。除去された油分（オイル）
は、自重によりオイルリターンホース１１４を通ってオ
イルパン４１ａに戻され（二点鎖線の矢印で表示）、オ
イルパン４１ａ内の潤滑油と合流して再使用される。

【００３５】一方、オイルセパレータ１１３でオイルミ
ストを除去した後のブローバイガス（一点鎖線の矢印で
表示）は、連結流路１１５を通ってブローバイフィルタ
１１６に導かれる。このブローバイフィルタ１１６は、
オイルセパレータ１１３で除去されずに残ったオイルミ
ストを再度除去するために設けた不織布等のフィルタで
あり、ここで除去された油分は、オイルリターン流路１
１７を通ってオイルパン４１ａに戻されるので（二点鎖
線の矢印で表示）、上述したオイルセパレータ１１３で
除去された油分と同様に、オイルパン４１ａ内の潤滑油
と合流して再使用される。そして、オイルセパレータ１
１３及びブローバイフィルタ１１６の両方でオイルミス
トが除去されたブローバイガス（一点鎖線の矢印で表
示）は、ブローバイ戻し流路１１８によりエンジン吸気
系の適所、たとえば吸気マニホールド４９に向けて吸引
される。こうして吸気マニホールド４９に導かれたブロ
ーバイガスは、実線の矢印で表示されている新規に吸入
した空気（新気）と合流させられた後、再度燃焼室４７
に戻されて燃料のガスとともに燃焼される。

【００３６】このように構成されたブローバイガス系１
１０は、図３ないし図５に示すように、高温の排気ガス
を排出する排気ガス系６０にできるだけ沿わせて配置す
る。図３は、ガスエンジン４１を排気ガス系６０及び排
気ガス熱交換器５４が取り付けられている側から見た正
面図であり、排気ガス熱交換器５４が上下方向のほぼ中
央に配設されている。この排気ガス熱交換器５４には、
ガスエンジン４１から排出された排気ガスを大気中に排
出する排気ガス系６０とガスエンジン４１を冷却する冷
却水系５０とが連結されている。一方の排気ガス系６０
は、燃焼室４７から排出された直後の高温の排気ガスを
排気ガス管６４により排気ガス熱交換器５４の内部に導
く。排気ガス熱交換器５４の内部に導かれた排気ガス
は、図４及び図５に示すように、多数のチューブ６５に
分散されて通過するが、同チューブ６５の周囲は水ポン
プ５１から送出された冷却水Ｗが流れている。この冷却
水Ｗは、排気ガス熱交換器５４に設けられた冷却水入口
５５から流入して冷却水管５６へ流出し、同冷却水管５
６によってガスエンジン４１の内部へ導かれる。

【００３７】図５はブローバイフィルタ１１６の取り付
け状態の一例を示す断面図で、円形断面の排気ガス熱交
換器５４に対し、ブローバイフィルタ１１６は曲面にし
た一方のケーシング１１６ａが接触した状態で取り付け
られている。このため、加熱側となる排気ガス熱交換器
５４との接触面積が増し、熱伝達によりブローバイフィ
ルタ１１６ａを直接加熱することができる。さらに、排
気ガス熱交換器５４に連結されている高温の排気ガス系
６０から出される輻射熱によっても、周辺を通るブロー
バイフィルタ１１６ａに連結されたブローバイガス系１
１０の連結流出路１１５やブローバイ戻し流路１１８が
加熱される。そして、図中の符号１１６ｂは不織布等の
フィルタであり、連結流出路１１５から流入したオイル
ミストを含んだブローバイガスがこのフィルタ１１６ｂ
を通過する際、オイルミストを付着させて分離する機能
を有している。なお、フィルタ１１６ｂでオイルミスト
を除去されたブローバイガスはブローバイ戻し流路１１
８を通って吸気マニホールド４９へ吸引され、フィルタ
１１６ｂに付着したオイルミストはオイルリターン流路
１１７を通ってオイルパン４１ａへ導かれる。

【００３８】続いて、ガスエンジン４１の冷却水系５０
を図６に基づいて詳細に説明する。この冷却水系５０
は、ガスエンジン４１の内部に形成された内部水路Ｗi
とガスエンジン４１の外部に形成された外部水路Ｗo と
により構成されている。一方の内部水路Ｗi は、内部ポ
ンプ１２０、温度センサ１２１及びサーモバルブ１２２
を備えたエンジン内部を循環する冷却水流路であり、サ
ーモバルブ１２２を介して外部水路Ｗo の排気ガス熱交
換器５４と、そして内部ポンプ１２０の下流側で外部水
路Ｗo のサーモバルブ５７とそれぞれ接続されている。
また、もう一方の外部水路Ｗo は、水ポンプ５１、排気
ガス熱交換器５４、サーモバルブ５７及びラジエタ５３
を備えた流路で、サーモバルブ５７から分岐してラジエ
タ５３をバイパスするラジエタバイパス流路５８ａと、
排気ガス熱交換器５４の下流側から分岐してガスエンジ
ン４１をバイパスするエンジンバイパス流路５８ｂとが
設けられている。なお、図中の符号５９はエンジンバイ
パス流路５８ｂに設けられた制限オリフィス、３１は室
外熱交換器である。

【００３９】ところで、サーモバルブ５７，１２２は何
れも三方弁の一種であり、冷却水の温度に応じて流路を
選択切り換えすることができる。外部水路Ｗo に設けら
れたサーモバルブ５７は、ラジエタ５３を通る通常運転
時の冷却水路と、ラジエタ５３を迂回してラジエタバイ
パス流路５８ａを流れる暖機運転時の冷却水路との切り
換えを行うもので、冷却水の全量をラジエタ５３に導く
通常位置と、冷却水の全量をラジエタバイパス流路５８
ａに導くバイパス位置と、ラジエタ５３及びラジエタバ
イパス流路５８ａの両方に冷却水を分配して流す中間位
置とがある。また、内部水路Ｗi に設けられたサーモバ
ルブ１２２は、外部水路Ｗo と連通する通常運転位置
と、外部水路Ｗo から遮断する暖機運転位置との切り換
えを行うもので、上述した外部水路Ｗo のサーモバルブ
５７と同様に、冷却水を分配して流す中間位置も備えて
いる。これらのサーモバルブ５７，１２２は、たとえば
その設定温度を７０℃とした場合、冷却水温が６５℃以
下でバイパス位置又は暖機運転位置に、７５℃以上で通
常位置又は通常運転位置に、そして６５℃から７５℃の
間で中間位置にそれぞれ設定されるようになっている。
なお、中間位置においては、冷却水が分配される割合は
一定ではなく、冷却水の温度が高くなるにつれて通常位
置又は通常運転位置側の開度が大きくなる。

【００４０】以上述べた構成のうち室外機ユニット２０
として説明した各部及び各系は、図７及び図８に示すよ
うに、室外機筐体２１内に収められている。これらの図
に示されているように、室外機筐体２１内部は仕切板２
２により上下に二分割された形態となっている。いまこ
れら上下の空間をそれぞれ、熱交換室２３、機械室２４
と呼ぶことにする。なお、図７及び図８では、図１ない
し図６により説明したような配管類に関して、その図示
を省略したものとなっている。

【００４１】熱交換室２３には、室外機筐体２１の前面
及び背面をすべて覆うように室外熱交換器３１、ラジエ
タ５３が備えられている。これら室外熱交換器３１及び
ラジエタ５３は、前述したように一体的な構造とされて
いる。また、熱交換室２３には、図１に示した要素のう
ち、マフラ６１、排気トップ６２、吸気ボックス７３等
が備えられている。ちなみに、図７に示されているマフ
ラ６１及び排気トップ６２、及びこれらを繋ぐ配管６０
ａは、図８においてはその図示が省略されている。

【００４２】熱交換室２３には、上記に示した構成要素
の他、室外機ファン９１、ファンモータ９２、ファン取
付具９３が備えられている。室外機ファン９１は、室外
機筐体２１の天井面から吊り下げられたファン取付具９
３に装着されたファンモータ９２の出力軸に取り付けら
れている。本実施形態においては、この室外機ファン９
１は２セット取り付けられている。また、これら室外機
ファン９１の取付位置に対応するように、室外機筐体２
１の天井面には開口部９４が設けられており、該開口部
９４には網状覆蓋９５が設けられている。この室外機フ
ァン９１は、室外熱交換器３１の働きを補助するもので
ある。

【００４３】また、熱交換室２３内には、仕切板２２上
に換気ボックス９６が２個備えられ、そのそれぞれの内
部には換気ファン９７が設けられている。これら換気ボ
ックス９６及び換気ファン９７は、機械室２４内部の熱
を熱交換室２３に導くために設けられている。したがっ
て、機械室２４内で熱せられた空気は、換気ファン９
６、熱交換室２３、室外機ファン９１の経路を通って室
外機筐体２１の外部へと排出されることになる。なお、
吸気ボックス７３は、これら両換気ボックス９６の上部
に載置されている。吸気ボックス７３から吸入された空
気は、両換気ボックス９６間の空間部を通じてガスエン
ジン４１に届くようにされている。

【００４４】次に、機械室２４についての説明を行う。
機械室２４内には、図１にて説明した各部及び各系の構
成要素のほとんどが収められている。これら構成要素の
内、図７及び図８においては、冷媒回路部３０における
圧縮機３３、アキュムレータ３４、四方弁３５、オイル
セパレータ３６、及びガスエンジン部４０におけるガス
エンジン４１、ドレンフィルタ６３、エアクリーナ７４
をそれぞれ示した。

【００４５】機械室２４内には、上記した構成要素の
他、排水パイプ１０１が設けられている。この排水パイ
プ１０１は、仕切板２２に設けられた開口部２２ａと室
外機筐体２１の床面開口部２５とを繋ぐパイプである。
これは先述した天井面開口部９４を通して室外機筐体２
１内部に入り込んだ雨水を、該室外機筐体２１外部に排
出するために設けられている。

【００４６】また、機械室２４内には、基礎板１０２、
防振ゴム１０３が設けられている。基礎板１０２は略四
角形状の板であり、機械室２４内に収められている冷媒
回路部３０、ガスエンジン部４０内の各構成要素を載置
するための床面として使用されている。この基礎板１０
２下面の四隅には、防振ゴム１０３が配されている。し
たがって、基礎板１０２及び防振ゴム１０３は、この上
方に載置される冷媒回路部３０、ガスエンジン部４０か
ら発生する機械的振動を抑制する働きを担っている。

【００４７】以下、上記の構成となるＧＨＰ１におい
て、室内冷房及び暖房のそれぞれの運転時の作用につい
て説明する。まず、冷房運転時において、冷媒回路部３
０の四方弁３５は、圧縮機３３と室外熱交換器３１、室
内熱交換器１１とアキュムレータ３４、がそれぞれ接続
された状態となっている。この状態では、圧縮機３３よ
り吐出された高温高圧のガス冷媒は、図１に実線の矢印
で示すように流れ、四方弁３５を通って室外熱交換器３
１に送られる。

【００４８】高温高圧のガス冷媒は室外熱交換器３１で
凝縮液化され、屋外の空気に放熱して高温高圧の液冷媒
となる。さらにこの高温高圧の液冷媒は膨張弁３７を通
過する過程で減圧されて低温低圧の液冷媒となり、室内
器ユニット１０に送られる。

【００４９】室内機ユニット１０に送られた低温低圧の
液冷媒は室内熱交換器１１で蒸発気化され、室内機ファ
ン１２で吸い込んだ室内の空気から熱を奪って冷却した
のち、低温低圧のガス冷媒となり、室外機ユニット２０
内の冷媒回路部３０に送られる。

【００５０】冷媒回路部３０に送られた低温低圧のガス
冷媒は四方弁３５を経てアキュムレータ３４に流入し、
液状成分が分離されたのち圧縮機３３に吸入される。圧
縮機３３に吸入されたガス冷媒は圧縮機３３の作動によ
り圧縮され、高温高圧のガス冷媒となって再び室外熱交
換器３１に送られる。

【００５１】一方、暖房運転時においては、四方弁３５
は圧縮機３３と室内熱交換器１１、室外熱交換器３１と
アキュムレータ３４、がそれぞれ接続された状態となっ
ている。この状態では、圧縮機３３より吐出された高温
高圧のガス冷媒は、図１に破線の矢印で示すように流
れ、四方弁３５を通って室内器ユニット１０の室内熱交
換器１１に送られる。

【００５２】高温高圧のガス冷媒は室内熱交換器１１で
凝縮液化され、室内機ファン１２で吸い込んだ室内の空
気に放熱して暖めたのち、高温高圧の液冷媒となって室
外機ユニット２０内の冷媒回路部３０に送られる。冷媒
回路部３０に送られた高温高圧の液冷媒は、室外熱交換
器３１へと流入する。室外熱交換器３１においては、高
温高圧の液冷媒は外気から熱を奪い蒸発気化して低温低
圧のガス冷媒となる。

【００５３】また、上記の低温低圧のガス冷媒は水熱交
換器３２に流入し、エンジン冷却水との間で熱交換を行
ってさらに加熱された高温高圧のガス冷媒となる。この
高温高圧のガス冷媒は、アキュムレータ３４に流入し液
状成分が分離されたのち圧縮機３３に吸入される。圧縮
機３３に吸入されたガス冷媒は圧縮され、さらに高温高
圧のガス冷媒となって再び室内熱交換器１１に送られ
る。

【００５４】上述したように構成されたＧＨＰ１では、
ガスエンジン４１で発生したブローバイガスは、ブロー
バイ流出路１１２、オイルセパレータ１１３、連結流路
１１５、ブローバイフィルタ１１６及びブローバイ戻し
流路１１８を通って吸気マニホールド４９に導かれ、ブ
ローバイフィルタ１１６が排気ガス熱交換器５４に接し
て排気ガス系６０の加熱を受ける。このため、ブローバ
イガスは排気ガスの排熱を利用して加熱されるので、通
常の運転ではブローバイガス中に含まれている水分が凝
縮するまで温度が下がるようなことはなく、スラッジが
発生する心配はない。

【００５５】これに対して、外気温度が低い場合の暖気
運転開始直後などには、ブローバイフィルタ１１６はも
とよりガスエンジン４１、排気ガス系６０及びブローバ
イガス系１１０の温度は低く、しかも排気ガスの排熱を
充分に利用できないためスラッジが発生しやすい状況に
ある。しかし、このような場合の暖機運転時には、外部
水路Ｗo のサーモバルブ５７がラジエタバイパス流路５
８ａに連通し、内部水路Ｗi のサーモバルブ４８が外部
水路Ｗo との連通を遮断している。このため、内部水路
Ｗo の冷却水はガスエンジン４１内の閉回路（図６に破
線の矢印で表示）を循環し、外部水路Ｗi の冷却水は、
ラジエタ５３を迂回し、排気ガス熱交換器５４及びエン
ジンバイパス５８ｂを通る閉回路（図６に実線の矢印で
表示）を循環する。したがって、冷却水の熱がラジエタ
５３から外気に放熱されることはなく、冷却水の温度上
昇が促進されて暖機運転を短時間で終了することができ
るようになる。

【００５６】また、サーモバルブ５７，１２２の設定温
度を変えることにより、具体的には外部水路Ｗo 側のサ
ーモバルブ５７を内部水路i 側のサーモバルブ１２２よ
り高く設定することにより、ガスエンジン４１内で暖め
られた冷却水が外部水路Ｗoに流れ込みかつラジエタ５
３による放熱もない状態となるので、排気ガス熱交換器
５４の温度上昇は促進され、排気ガス熱交換器５４によ
るブローバイフィルタ１１６の加熱をより早い時点で実
施できるようになる。

【００５７】このように、暖機運転の時間が短縮されガ
スエンジン４１の排熱を利用できるようになると、ブロ
ーバイフィルタ１１６は排気ガス熱交換器５４からの熱
伝達により直接加熱され、さらには、周辺を通るブロー
バイフィルタ１１６ａに連結されたブローバイガス系１
１０の連結流出路１１５やブローバイ戻し流路１１８な
ども排気ガス熱交換器５４に連結されている排気ガス系
６０から出される輻射熱によって加熱されるようにな
る。したがって、内部を流れるブローバイガスも比較的
早い時点で加熱されるようになり、ブローバイガス中に
含まれている水分が凝縮するような低温状態が短時間で
解消されるため、スラッジが発生するのを防止又は最小
限に抑えることができる。

【００５８】このように、スラッジの発生を防止できる
ようになたったことでブローバイガス系１１０の詰まり
の原因の一つが解消されるので、ガスエンジン装置、及
びこれを使用して構成される室外機ユニット２０やＧＨ
Ｐ１の信頼性が増し、メンテナンス無しで連続運転が可
能な時間を延長できる。また、メンテナンスも容易にな
るので、維持費の低減も可能になる。

【００５９】これまで説明した実施の形態ではブローバ
イフィルタ１１６を排気ガス熱交換器５４に直接接触さ
せて配置していたが、ブローバイガス系１１０の他の部
分、たとえば連結通路１１５などを直接加熱するように
してもよい。なお、多少効率は落ちるものの、ブローバ
イフィルタ１１６を含むブローバイガス系１１０は必ず
しも直接接触させて配置する必要はなく、間接的に接触
するように、あるいは輻射熱を受けるようにして配置し
てもよい。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のガスエン
ジン装置によれば、ブローバイガス中のオイルミストが
スラッジとなって運転に支障をきたすのを防止できるの
で、連続運転を妨げる要因の一つが解消されてガスエン
ジン装置、及びこれを使用する室外機ユニットや空気調
和機の信頼性を向上させ、連続運転可能時間の延長に効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るガスヒートポンプ式空気調和機
の実施の形態を示した概略構成図である。

【図２】 本発明に係るガスエンジン装置のブローバイ
ガス系を示した概略構成図である。

【図３】 本発明に係るガスエンジン装置の実施の形態
を示した正面図である。

【図４】 図３の縦断面図である。

【図５】 本発明に係るガスエンジン装置の実施の形態
を示した要部断面図である。

【図６】 本発明に係るガスヒートポンプ式空気調和機
の冷却水系を示した概略構成図である。

【図７】 本発明に係る室内機ユニット内部の概略構造
を示す正面図である。

【図８】 図７の側面図である。

【符号の説明】

１ ガスヒートポンプ式空気調和
機（ＧＨＰ） １０ 室内機ユニット ２０ 室外機ユニット ３０ 冷媒回路部 ３１ 室外熱交換器 ３３ 圧縮機 ３２ 水熱交換器 ３５ 四方弁 ３７ 膨張弁 ４０ ガスエンジン部 ４１ ガスエンジン ４９ 吸気マニホールド ５０ 冷却水系 ５３ ラジエタ ５４ 排気ガス熱交換器 ６０ 排気ガス系 ７０ 燃料吸入系 ８０ エンジンオイル系 １１０ ブローバイガス系 １１６ ブローバイフィルタ

フロントページの続き (72)発明者 大塚 高秋 愛知県西春日井郡西枇杷島町旭町３丁目１ 番地 三菱重工業株式会社エアコン製作所 内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガスエンジンと、該ガスエンジンの燃焼
   室からクランクケース内へ漏出したブローバイガスをエ
   ンジン吸気系に導くブローバイガス系と、前記ガスエン
   ジンで発生した排気ガスを大気中に排出する排気ガス系
   とを具備し、前記ブローバイガス系の少なくとも一部を
   前記排気ガス系に沿わせて配置したことを特徴とするガ
   スエンジン装置。
2. 【請求項２】 ブローバイガス系の少なくとも一部を排
   気ガス系に沿わせて配置したガスエンジン装置と、該ガ
   スエンジン装置に燃料のガス及び空気を供給する燃料吸
   入系と、ラジエタ及び排気ガス熱交換器を備え前記ガス
   エンジンの冷却水を循環させる冷却水系と、前記ガスエ
   ンジンが排出する排気ガスを前記排気ガス熱交換器を通
   して外部へ導く排気ガス系とを具備してなるガスエンジ
   ン部と、 前記ガスエンジン装置により駆動されガス状の冷媒を圧
   縮して吐出する圧縮機と、冷媒と外気との間で熱交換さ
   せる室外熱交換器と、冷房運転時に液状の冷媒を減圧、
   膨張させる膨張弁と、前記ガスエンジン装置の冷却水か
   ら前記冷媒に熱を回収する水熱交換器とを具備してなる
   冷媒回路部と、 を備えて構成したことを特徴とする室外機ユニット。
3. 【請求項３】 ブローバイガス系の少なくとも一部を排
   気ガス系に沿わせて配置したガスエンジン装置と、該ガ
   スエンジン装置に燃料のガス及び空気を供給する燃料吸
   入系と、ラジエタ及び排気ガス熱交換器を備え前記ガス
   エンジンの冷却水を循環させる冷却水系と、前記ガスエ
   ンジンが排出する排気ガスを前記排気ガス熱交換器を通
   して外部へ導く排気ガス系とを具備してなるガスエンジ
   ン部と、 前記ガスエンジン装置により駆動されガス状の冷媒を圧
   縮して吐出する圧縮機と、冷媒と外気との間で熱交換さ
   せる室外熱交換器と、冷房運転時に液状の冷媒を減圧、
   膨張させる膨張弁と、前記ガスエンジン装置の冷却水か
   ら前記冷媒に熱を回収する水熱交換器とを具備してなる
   冷媒回路部とを備えた室外機ユニットと、 室内の空気を吸い込んで吹き出し口から吹き出すファン
   と、前記室外機ユニットから供給される冷媒と前記ファ
   ンで吸い込んだ室内の空気との間で熱交換させる室内熱
   交換器とを備えた室内機ユニットと、 を備えて構成したことを特徴とする空気調和機。
4. 【請求項４】 前記ブローバイガス系がブローバイガス
   中の油分を除去するブローバイフィルタを備え、該ブロ
   ーバイガスフィルタを前記排気ガス系に接触させて配置
   したことを特徴とする請求項３に記載の空気調和機。
5. 【請求項５】 前記ブローバイフィルタを前記排気ガス
   熱交換器に接触させて配置したことを特徴とする請求項
   ４に記載の空気調和機。