WO2011155388A1 - 排気サイレンサおよびエンジン駆動給湯器 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジン駆動による設備機器に好適に使用することができるユニット式の排気サイレンサと、これを使用したエンジン駆動給湯器とを提供する。 【解決手段】排気サイレンサ１は、排気ガス流入面２１と排出面２２とを対向させ、排気ガス排出面２２を開口し、排気ガス流入面２１の底面２１ａに排気ガス管２３と排気ガスドレン水抜き管２４とを設けた排気サイレンサユニット２を設け、排気ガス排出面２２を別ユニット２の排気ガス流入面２１と連結する構成とすることで排気サイレンサユニット２を複数個連結し、最下流の排気サイレンサユニット２の排気ガス排出面２２を、排気管２５ａを設けたカバー２５で閉塞し、排気ガス管２３を排気経路に接続し、排気ガスドレン水抜き管２４をドレン経路に接続したものである。

Description

排気サイレンサおよびエンジン駆動給湯器

　本発明は、エンジン駆動による、給湯器や発電機などの各種設備機器に好適に使用することができる排気サイレンサと、これを使用したエンジン駆動給湯器に関するものである。

　従来より、エンジン駆動による設備機器の排気サイレンサとしては、内部を同一の複数の部屋に区画したものが知られている（特許文献１参照）。

実開平５－３８３２２号公報

　しかし、特許文献１に記載の排気サイレンサは、排気サイレンサの内部を複数の部屋に区画した構成であり、ユニットを組み合わせた構成については開示されていない。

　本発明は係る実情に鑑みてなされたものであって、エンジン駆動による設備機器に好適に使用することができるユニット式の排気サイレンサと、これを使用したエンジン駆動給湯器とを提供することを目的としている。

　上記課題を解決するための本発明の排気サイレンサは、排気ガス流入面と排出面とを対向させ、排気ガス排出面を開口し、排気ガス流入面のカバーに経路面積の異なる２本の配管を設けた排気サイレンサユニットを設け、排気ガス排出面を別ユニットの排気ガス流入面と連結する構成とすることで排気サイレンサユニットを複数個連結し、最下流の排気サイレンサユニットの排気ガス排出面を、排気ガス流入面に設けた経路面積の大きい方の配管よりもさらに経路面積が大きい排気管を設けたカバーで閉塞し、最上流の排気サイレンサユニットにおいては、経路面積の大きい方の配管に排気ガス管を接続し、小さい方の配管に排気ガスドレン水抜き管を接続するものである。

　また、上記排気サイレンサにおいて、最下流の排気サイレンサユニットでは、経路面積の小さい方の配管を排気ガス流入面ではなく側面に設けるとともに、経路面積の大きい方の配管に、排気ガス流れ方向を閉塞し側面に開口を設けた排気ガストラップを対向させたものである。

　さらに、上記排気サイレンサにおいて、最下流から最上流のユニットまで貫く最下流用排気ガスドレン水抜き管を設け、排気サイレンサユニットの排気ガス流入面に最下流用排気ガスドレン水抜き管の取付孔を設けたものである。

　さらに、上記排気サイレンサにおいて、最上流および最下流の排気サイレンサユニットに支持部材を設けたものである。

　また、上記課題を解決するための本発明のエンジン駆動給湯器は、上記排気サイレンサを用いたものである。

　以上述べたように、請求項１記載の本発明によると、排気サイレンサを複数のユニットの組み合わせとしたことで、ユニットの量産効果により製造コストを抑えながら、個数の組み合わせによって必要な消音効果を確保できる。

　また、請求項２記載の本発明によると、最下流の排気サイレンサにおける排気ガスのドレン水の分離性能を向上できる。

　さらに、請求項３記載の本発明によると、最下流の排気サイレンサにおける排気ガスのドレン水の分離性能を向上できる。また、最下流用ドレン水抜き管を排気サイレンサ内部に設けるため、周囲空気温度が低いときでも、ドレン水の凍結を防止できる。

　さらに、請求項４記載の本発明によると、排気サイレンサの支持が可能となる。

　さらに、請求項５記載の本発明によると、エンジン駆動給湯器において、上記排気サイレンサの性能を発揮することができる。

本発明に係る排気サイレンサを示す部分断面図である。 本発明に係る排気サイレンサを構成する排気サイレンサユニットを示す断面図である。 本発明に係る排気サイレンサの他の実施の形態を示す断面図である。 図３の要部を示す部分拡大断面図である。 本発明に係る排気サイレンサのさらに他の実施の形態を示す断面図である。 本発明に係る排気サイレンサをパッケージ式エンジン駆動給湯器のパッケージの上部に設けた状態を示す部分省略斜視図である。 本発明に係る排気サイレンサを設けたパッケージ式エンジン駆動給湯器のヒートポンプサイクルの一例を示す冷媒回路図である。

　本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。

　図１は本発明に係る排気サイレンサ１を示し、図２は同排気サイレンサ１を構成する排気サイレンサユニット２を示している。

　すなわち、この排気サイレンサ１は、排気サイレンサユニット２を複数個連結して構成される。

　排気サイレンサユニット２は、略有底筒状に形成されており、有底側が排気ガス流入面２１、開口側が排気ガス排出面２２となされている。

　排気ガス流入面２１は、底面２１ａと、この底面２１ａと面一で、かつ、筒外周よりも外側に突出するように形成されたリブ２１ｂとによって構成されている。この排気ガス流入面２１の底面２１ａには、排気ガス流入管２３と、この排気ガス流入管２３よりも経路面積の小さい排気ガスドレン水抜き管２４とが設けられる。

　排気ガス流入管２３は、底面２１ａの内面よりも内側に突出し、底面２１ａの外面よりも外側に突出しているが、排気ガスドレイン水抜き管２４は、底面２１ａの内面と面一で、底面２１ａの外面よりも外側にのみ突出している。

　排気ガス排出面２２は、開口端縁から筒外周よりも外側に突出するように形成されたリブ２２ａによって構成されている。

　この排気サイレンサユニット２は、排気ガス流入面２１と、他の排気サイレンサユニット２の排気ガス排出面２２とを連結することによって複数個（本実施の形態では５個）を連結する。この連結は、排気ガス流入面２１のリブ２１ｂと、排気ガス排出面２２のリブ２２ａとの間を挿通する挿通孔（図示省略）を設け、両者間をボルトナット（図示省略）で連結することによって行われる。この際、排気ガス流入面２１のリブ２１ｂと、排気ガス排出面２２のリブ２２ａとの間には、必要に応じてシール剤（図示省略）やガスケット（図示省略）が設けられる。

　このようにして複数個を連結した状態で、最上流の排気サイレンサユニット２の排気ガス流入管２３は、エンジン６０からの排気経路６０ｂと接続される。また、排気ガスドレン水抜き管２４は、ドレン水経路６８と接続される。

　また、このようにして複数個を連結した状態で、最下流の排気サイレンサユニット２の排気ガス排出面２２には、この排気ガス排出面２２に合致する板状のカバー２５が設けられる。このカバー２５には、排気ガス流入管２３の経路面積よりもさらに大きい経路面積の排気管２５ａが設けられており、最終的に排気ガスは、この排気管２５ａから排気される。

　このようにして構成される排気サイレンサ１は、排気サイレンサユニット２の連結個数によって必要な消音効果を確保することができる。しかも、この排気サイレンサ１は、大量生産した排気サイレンサユニット２を必要に応じた個数だけ連結して構成することができるので、コストの低減を図ることができる。

　なお、この排気サイレンサ１において、排気ガスから生じる凝縮水は、最終的には、最上流側の排気ガスドレン水抜き管２４を通じてドレン水経路へと排水されるが、最下流側のドレン水は、各排気サイレンサユニット２の排気ガスドレン水抜き管２４を通過してドレン水経路へと排水されなければならず、ドレン水の分離効率が低下してしまうことが懸念される。

　したがって、図３および図４に示すように、最下流側の排気サイレンサユニット２ａは、排気ガスのドレン水の分離性能の向上を図ったものであってもよい。

　この排気サイレンサユニット２ａにおいて、排気ガスドレン水抜き管２４ａは、排気ガス流入面２１の底面２１ａではなく、外周面に設けられている。

　この際、底面２１ａ上に溜まったドレン水が排気ガスドレン水抜き管２４ａを介して排水されるので、排気ガスドレン水抜き管２４ａの内周面は、底面２１ａと面一となるように設けられる。

　また、排気ガス流入管２３は、排気ガス流れ方向を閉塞し側面に開口２６ａを設けた排気ガストラップ２６が設けられる。

　なお、ドレン水の排水効率を考えた場合、排気ガストラップ２６に設けられる開口２６ａは、排気ガスドレン水抜き管２４ａに近い位置に設けられることが好ましい。また、排気サイレンサユニット２ａの底面２１ａには、排気ガスドレン水抜き管２４ａに向かうドレン水の流れ勾配が設けられていてもよい。

　このような構成とすることで、最下流側の排気サイレンサユニット２ａにおける排気ガスのドレン水の分離性能の向上を図ることができる。

　また、上記したような排気ガスドレン水抜き管２４ａを有する排気サイレンサユニット２ａを用いた場合であっても、寒冷地などでこの排気サイレンサ１を使用する場合には、排気ガスドレン水抜き管２４ａから排出された後の経路でドレン水が凍結してしまうことが懸念される。したがって、このような凍結を防止するために、図５に示すような排気サイレンサ１であってもよい。この排気サイレンサ１は、各排気サイレンサユニット２の底面２１ａに、排気ガス流入管２３および排気ガスドレン水抜き管２４以外に、取付孔２０が設けられている。そして、この取付孔２０に最下流側の排気サイレンサユニット２から最上流側の排気サイレンサユニット２の底面２１ａを貫通するように最下流用排気ガスドレン水抜き管２７が設けられる。

　これにより、最下流側の排気サイレンサユニット２における排気ガスのドレン水は、各排気サイレンサユニット２の内部を通過することとなるので、凍結することなく排出させることができる。

　なお、この最下流用排気ガスドレン水抜き管２７を取り付ける取付孔２０は、排気サイレンサ１を構成する際に穿孔するものであってもよいし、あらかじめ排気サイレンサユニット２を大量生産する際に同じ位置に取付孔２０を形成しておき、必要でない場合には取付孔２０を閉塞するようになされたものであってもよい。また、最下流側の排気サイレンサユニット２の底面２１ａには、取付孔２０に向かうドレン水の流れ勾配が設けられていてもよい。

　このようにして構成される上記した各排気サイレンサ１は、排気サイレンサユニット２同士を連結するリブ２１ａ、２２ｂを使って各種躯体や機器に取り付けるものであってもよいし、図１に示すように、筒状部分に支持部材３を設け、この支持部材３を介して取り付けるものであってもよい。この支持部材３は、排気サイレンサユニット２の最上流と最下流とに設けられており、筒状部分に支持部材本体３１をビス固定し、この支持部材本体３１から延設された取付片３２を各種躯体や機器に取り付けるようになされている。

　図６はこの排気サイレンサ１をパッケージ式エンジン駆動給湯器１１のパッケージ１０に固定した状態の一例を示し、図７は同パッケージ式エンジン駆動給湯器１１のヒートポンプサイクルを示している。

　パッケージ１０は下部１０ａと上部１０ｂとに区画され、上部１０ｂに排気サイレンサ１を設けている。排気サイレンサ１の最上流の排気サイレンサユニット２の排気ガス流入面２１は、パッケージ１０の下部１０ａと上部１０ｂとを仕切るドレンパン１０ｃに固定されるとともに、支持部材３（図６では図示省略）を利用してパッケージ１０に固定される。

　このパッケージ式エンジン駆動給湯器４としては、図７に示すように、主回路５と冷却水回路６とを具備して構成されている。

　主回路５は、圧縮機５１で圧縮した冷媒が、四方弁５２を介して冷媒－水熱交換器５３で凝縮し、膨張弁５４を介して蒸発器５５で蒸発した後、再度、四方弁５２を介して圧縮機５１へ戻り、循環するように構成されている。

　主回路５において、圧縮機５１の吐出側と吸入側との間には、ホットガスバイパス経路５ａが設けられ、このホットガスバイパス経路５ａには吐出ガス弁５６が設けられている。また、冷媒－水熱交換器５３の出口側と圧縮機５１の吸入側との間には、インジェクション経路５ｂが設けられ、このインジェクション経路５ｂにはインジェクション弁５７が設けられている。

　主回路５において、圧縮機５１は、エンジン６０で駆動するようになされている。エンジン６０と圧縮機５１との間にはベルト５８が設けられ、ベルトドライブでエンジン６０から圧縮機５１へ駆動伝達するようになされている。この駆動伝達は、チェーンドライブ、シャフトドライブなど、特に限定されるものではない。

　冷却水回路６は、エンジン６０内の冷却水経路６０ａを通過して、このエンジン６０の排熱を回収した冷却水が、水－水熱交換器６１で供給水に放熱した後、再度、ポンプ６２を介してエンジン６０を通過し、循環するように冷却水配管６３を接続して構成されている。この冷却水配管６３には冷却水供給管６４を介して冷却水タンク６５からの冷却水が供給される。

　エンジン６０は、エアクリーナ６６から供給される空気と、ガスとの混合気を燃料ガス圧制御弁６７で調整し、この混合気でエンジン６０を駆動するようになされている。エンジン６０からの排気は排気経路６０ｂから排気サイレンサ１を介して排気される。排気サイレンサ１で発生するドレン水は、この排気サイレンサ１に接続したドレン水経路６８から排水される。

　この給湯回路４は、冷媒－水熱交換器５３および水－水熱交換器６１を接続するように供給水経路７が形成されている。この供給水経路７には、貯湯槽７１からの供給水が、ポンプ７２を介して冷媒－水熱交換器５３および水－水熱交換器６１を経て温められた後、貯湯槽７１に回収されるように接続して使用される。

　通常運転時、圧縮機５１からの冷媒は、四方弁５２を介して冷媒－水熱交換器５３に供給され、この冷媒－水熱交換器５３で放熱して凝縮し、膨張弁５４を介して蒸発器５５で蒸発した後、再度、四方弁５２を介して圧縮機５１へ戻り、循環を繰り返す。

　一方、貯湯槽７１からの供給水は、冷媒－水熱交換器５３において、冷媒からの放熱によって加熱された後、水－水熱交換器６１に供給され、この水－水熱交換器６１において、エンジン６０の排熱を回収した冷却水からの放熱によってさらに加熱され、その後貯湯槽７１に貯湯される。

　この際、貯湯槽７１に貯湯される供給水の加熱温度の制御は、エンジン６０の駆動によって圧縮機５１の回転数を変更することによって行われる。

　上記動作において、給湯回路４を構成するエンジン６０などの各種機器への電源の供給は、端子ボックス８から導入された電源を変圧器８１で変圧した後、行われる。給湯回路４は、これら各種機器への電源の供給や各種機器の制御を制御回路８２で制御するようになされている。

　このパッケージ式エンジン駆動給湯器１１において、パッケージ１０の上部１０ｂには、排気サイレンサ１以外に、蒸発器５５、蒸発器用ファン５５ａ、端子ボックス８、冷却水供給管６４、冷却水タンク６５、エアクリーナ６６、燃料ガス圧制御弁６７、変圧器８１が設けられ、それ以外の機器類は下部１０ａに設けられる。

　なお、本実施の形態において、パッケージ１０の上部１０ｂには、排気サイレンサ１以外に、蒸発器５５、蒸発器用ファン５５ａ、端子ボックス８、冷却水供給管６４、冷却水タンク６５、エアクリーナ６６、燃料ガス圧制御弁６７、変圧器８１を設けているが、この上部１０ｂに何を設けるかについては、特に限定されるものではなく、下部１０ａの設置スペースと上部１０ｂの間隙との割合に応じて無駄が無いように適宜決定される。

　また、給湯回路４の構成についても、特に本実施の形態のものに限定されるものではなく、排気サイレンサ１を有する各種の給湯回路４に適用することができる。

　さらに、本実施の形態では、排気サイレンサ１は、パッケージ式エンジン駆動給湯器１１に用いているが、特にこのようなパッケージ式のものに限定されるものではなく、エンジン駆動による他の給湯器、発電機、その他各種設備機器に適用することができる。

　なお、本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上述の実施例はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

　本発明は、空調装置やコージェネレーションシステム、その他発電設備など、エンジン駆動による各種設備機器の排気サイレンサとして利用できる。

　１　排気サイレンサ
　１１　パッケージ式エンジン駆動給湯器
　１０　パッケージ
　１０ａ　パッケージ下部
　１０ｂ　パッケージ上部
　２　排気サイレンサユニット
　２０　取付孔
　２１　排気ガス流入面
　２２　排気ガス排出面
　２３　排気ガス管
　２４　排気ガスドレン水抜き管
　２４ａ　排気ガスドレン水抜き管
　２５　カバー
　２５ａ　排気管
　２７　最下流用排気ガスドレン水抜き管
　３　支持部材

Claims (5)

1. 　排気ガス流入面と排出面とを対向させ、排気ガス排出面を開口し、排気ガス流入面のカバーに経路面積の異なる２本の配管を設けた排気サイレンサユニットを設け、排気ガス排出面を別ユニットの排気ガス流入面と連結する構成とすることで排気サイレンサユニットを複数個連結し、最下流の排気サイレンサユニットの排気ガス排出面を、排気ガス流入面に設けた経路面積の大きい方の配管よりもさらに経路面積が大きい排気管を設けたカバーで閉塞し、最上流の排気サイレンサユニットにおいては、経路面積の大きい方の配管に排気ガス管を接続し、小さい方の配管に排気ガスドレン水抜き管を接続することを特徴とする排気サイレンサ。
2. 　請求項１記載の排気サイレンサにおいて、
   　最下流の排気サイレンサユニットでは、経路面積の小さい方の配管を排気ガス流入面ではなく側面に設けるとともに、経路面積の大きい方の配管に、排気ガス流れ方向を閉塞し側面に開口を設けた排気ガストラップを対向させたことを特徴とする排気サイレンサ。
3. 　請求項１記載の排気サイレンサにおいて、
   　最下流から最上流のユニットまで貫く最下流用排気ガスドレン水抜き管を設け、排気サイレンサユニットの排気ガス流入面に最下流用排気ガスドレン水抜き管の取付孔を設けたことを特徴とする排気サイレンサ。
4. 　請求項１記載の排気サイレンサにおいて、
   　最上流および最下流の排気サイレンサユニットに支持部材を設けたことを特徴とする排気サイレンサ。
5. 　請求項１ないし４の何れか一記載の排気サイレンサを用いたことを特徴とするエンジン駆動給湯器。

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