JP2640466B2

JP2640466B2 - エンジン駆動熱ポンプ装置の駆動ユニット

Info

Publication number: JP2640466B2
Application number: JP17365587A
Authority: JP
Inventors: 久数田; 利博谷高; 正司原田
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 1987-07-12
Filing date: 1987-07-12
Publication date: 1997-08-13
Anticipated expiration: 2012-08-13
Also published as: JPS6419261A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、エンジンによって駆動する圧縮機で冷媒
を圧縮して作動させる熱ポンプ装置の駆動装置等を収納
する駆動ユニットに関する。

〔従来の技術〕

この種の熱ポンプ装置の駆動装置は、エンジン，圧縮
機を含むものであり、これらが騒音源となることから、
そのケース内に出来るだけ密閉してその騒音を外部に漏
らさないように配慮する必要がある。

また、かかる熱ポンプ装置においては、その熱源とし
ての大気との間で、熱交換を行う必要から室外熱交換器
をも有する。この室外熱交換器は大気との間で所定の熱
量を交換する必要があることから、ある程度の放熱面積
を持ち、通気性が良好であることが必要となる。

この種の駆動装置のユニットケースにおいては、この
ように異なる機能をともに満たすことが求められ、ま
た、一般にこの室外熱交換器の大きさは圧縮機およびこ
れを駆動するエンジン等の寸法と較べて大きいものとな
る。

かかる事情のもと、出願人は先に前記の駆動装置部分
とこの室外熱交換器部分とをそれぞれ独立のケース内に
収納することによって、このように異なる機能の達成を
図るものを提案している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、このようにそれぞれ独立のケースとすると、
これら装置の全体寸法が大きくまた構成部品点数も多く
なる。

この発明は、かかる駆動装置を一体のケース内に収納
すること目的とし、そのケース内において前記の機能が
十分確保され、その駆動ユニットの全体外形がコンパク
トで、かつ構成部品点数の軽減されるものを提供せんと
するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

そのため、この発明は、エンジンと、このエンジンに
よって駆動される圧縮機と、フィン付管を集合連結して
その外形を板状とした熱交換器であって前記空気とその
間で熱交換を行う熱交換器とを、矩形状をなす底板上に
設置するとともに、この底板の周縁に沿って外側壁板を
立設するものにおいて、前記熱交換器の端部にはフィン
付管を連結する端板を設け、かつ、この熱交換器の外形
をＬ字状に屈曲させるとともに、この熱交換器を底板の
隣接する２辺に沿って設置して前記端板を前記底板の長
辺の中間部に位置させ、この端板には前記底板の長辺に
沿って延びる外側壁板を支持させ、また、この底板の長
手方向の中間を横切る隔壁を支持させ、この隔壁に関し
て前記熱交換器とは逆側となる空間にエンジンおよび圧
縮機を設置したものである。

〔作用〕

このように、所定の放熱面積を要する熱交換器をＬ字
状に屈曲したものを使用するので、ユニットケースの高
さなどの寸法を抑制することができ、全体外形をコンパ
クトなものとすることができる。

また、各室の周壁を構成する部材自体および熱交換器
の端板自体がこのユニットケースの強度メンバとして周
壁，外側壁板の支持に兼用されているため、このユニッ
トケースの構成に必要となる部品点数を低減することが
できる。

さらに、このように共通の底板上に隔壁を設置してエ
ンジン室と室外熱交換器室とを明瞭に区画してあるか
ら、一体のユニットケースであっても室外熱交換器室の
通気性とエンジン室の防音性とを両立することができ
る。

〔実施例〕

以下、図に示す実施例について説明するが、まず第２
図によって、その熱ポンプ装置の全体を説明する。

１は都市ガス，プロパンガスなどのガス燃料によって
駆動されるエンジンである。

３はエンジン１によって駆動される圧縮機であり、フ
ロンなどの冷媒を圧縮して高温高圧のガスにするように
なっている。

圧縮機３の吐出管４と吸入管５との間には四方切り換
え弁６が接続され、この四方切り換え弁６から延長する
配管7,8には、配管７側にはファン９を付設した室外熱
交換器10が接続され、また、配管８側にはファンを付設
した室内熱交換器26が接続される。

室外熱交換器10から延長する配管13と室内熱交換器か
ら延長する配管14との間には、暖房用膨張弁15、冷房用
膨張弁16、逆止弁17,18、レシーバ19、フィルタ21、サ
イトグラス22が設けられている。

上述の冷媒回路において、四方切り換え弁６の切り換
えにより、冷媒を破線矢印のように循環させると、室外
熱交換器10が気化器として作用する一方、室内熱交換器
が凝縮器として使用する暖房回路となる。

なお、この暖房時には、配管７中において冷媒が二重
管熱交換器23を流通するように構成されているため、後
述のエンジン冷却水から排熱を吸収して室内暖房に供す
べく、いわゆる冷媒加熱方式が採用されている。図中、
24,25は逆止弁である。

また、冷媒を実線矢印のように循環させると、上記と
は逆に室外熱交換器10が凝縮器として作用する一方、室
内熱交換器12が気化器として作用する冷房回路になる。

一方、上記エンジン１にはシリンダ等を冷却するジャ
ケット31とともに、消音器内にジャケット33を設けて構
成した排気ガス熱交換器32が設けられ、これらジャケッ
ト31,33の中をエンジン冷却水ポンプ30によって強制循
環されるようになっている。図中、34はサーモスタット
弁で、冷却水温，熱ポンプ装置の運転モード等により、
適宜冷却水流路を制御する。

以上のように構成された熱ポンプ装置の回路構成のう
ち多くの部品等は、以下に述べる駆動ユニットケース40
内に収納されている（第３図、第４図参照）。

以下に、この駆動ユニットの構造を説明するが、まず
本発明の対象部分であるケースの構成を第１図および第
４図を中心に説明する。

駆動ユニットケース40は、底板41と蓋板42と、外側壁
板43、隔壁44、支柱45,46、室外熱交換器10の端板47,48
および面板51により構成される。

底板41は、平面視矩形状をなし、その周縁を上向きに
下り曲げて皿状に形成したもで、第１図中右方後面端淵
に沿って屈曲部43aを一体に形成した外側壁板43が立設
されている。

この外側壁板43の一端43bは、第１図中左方後面に沿
って配置されたＬ字状をなす室外熱交換器10の端板47に
連結してある。

なお、以下に説明する実施例においては、この発明で
いう端板は上記の端板47を指すものであり、端板48は本
発明でいう端板には該当しないものである。

また、この室外熱交換器10は本発明でいう熱交換器に
該当するものであり、詳図しないが水平方向に延びるフ
ィン付管の集合からなり、これらフィン付管を上下方向
に延び放熱板を兼ねる連結板にて結合して格子状に構成
し、この格子孔内を流通する空気との間で熱交換を行う
ものであり、この格子孔はこの熱交換器10の内外側面に
対して垂直方向に形成されている。

前記端板47は、これらのフィン付管を集合させ一体の
形態を維持させるものであり、この発明においては前記
の外側壁板43を支持するとともに、この端板47の他側縁
部47aには、このユニットケース内を２つに区画する隔
壁44の一端44aを連結して支持するものでもある。

そして、この室外熱交換器10の屈曲部分の外側には、
アングル材からなる支柱45が設置され、また、これと対
角となる位置にも同様の支柱46が設置されている。

そして、これら外側壁板43と隔壁44および支柱45,46
には、前記蓋板42がビスによって取付けられて、ユニッ
トケース40が形成され、室外熱交換器10の端板48と隔壁
44の端縁44bの間には面板51が取付けられ、これも前記
蓋板42と連結される。

このようにして、形成されたユニットケース40の隔壁
44の端縁と支柱46との間および支柱46と外側壁板43の端
縁との間にはそれぞれパネル52,53（第４図参照）が着
脱可能にビス等によって取付けられる。

このようにこれらのパネル52,53を着脱可能に構成し
てあるので、この空間を後述のようにエンジン室として
使用すれば、頻度の高いメンテナンス作業時に隣合う２
面が開放されるため、そのメンテナンス作業性が良好と
なる。

なお、第４図中、49は室外熱交換器ガードで、目の荒
い鋼製の格子により形成されているため、外気の室外熱
交換器10への流通には全く支障を生じない。

このようにして構成されたユニットケースの第１図中
右側の空間はエンジン等の駆動装置の収納空間（以下、
エンジン室Ａという）として使用され、左側の空間は室
外熱交換器の設置スペース（以下、室外熱交換器室Ｂと
いう）として使用される。

エンジン室Ａは、これらの構成材の接続部分および前
記パネルの衝合部分においては発泡ウレタンゴムなどの
発泡材料からなるシール材を介在して騒音の外部への漏
洩の防止を図っている。

このように構成されたユニットケース40内には第３
図、第４図に示すように各構成部品等が配置される。な
お、第４図中、一点鎖線はビス止め位置を示すものであ
る。

まず、第３図において隔壁44の右側に形成されたエン
ジン室Ａについて説明する。

このエンジンルームＡ内においては、その底板41は二
重構造に形成され、その中央部分には、排気ガス熱交換
器32と圧縮機３とを支持したエンジン１が弾性材を介し
て設置されている。

そして、このエンジン１の上方には、合成樹脂からな
るトレイ61とゴムなどの可撓性材料からなるトレイ62と
を並設して、このエンジン１等の設置された下部空間と
上部空間とを概ね気密に区画している。

合成樹脂製のトレイ61は支柱46と外側壁板43の端部と
の間に掛け渡したビーム63に係止して固定してあり、こ
のトレイ61の奥側を分担するゴム製トレイ62は、この合
成樹脂製トレイ61の上方に重ねて配置し、両者の重合部
分は両面接着テープによって接合するとともに、このゴ
ム製トレイ62の周縁部もまた前記外側壁板43の内面にも
接合してある。

これは、これらトレイ61,62によって区画された上下
空間の温度レベルが下部空間の方が高く、高温となった
空気は上昇するから、上部空間の温度を確実に低く維持
しておくためである。

また、このゴム製のトレイ62には、スリット付きの透
孔がいくつか形成されており、下部空間に設置した圧縮
機等から延びる配管類を貫通させている。

そして、これらの空間にはそれぞれ独立に設けられた
外気取り入れ口71,72を設置するとともに、その空間内
の空気の排出口73,74にはファンを設置してある。これ
は、それぞれの空間としての適切な温度レベルを維持す
るようにするためである。

このように、形成された上部空間には第３図および第
５図に示すように構成部品および配管類が設置されてい
る。

すなわち、この空間には燃料ガスの供給系としてのゼ
ロガバナ81と、この熱ポンプ装置の制御を行う制御基板
等を収納した制御ボックス82と、圧縮機３から延びる冷
媒回路構成部品およびその配管類を集合させて設けてあ
る。

これは、ゼロガバナ81の温度が変化すると、これによ
って計量される燃料ガス量が変化して、エンジン１に供
給される混合気濃度が変化するのでこれを避けるためで
あり、制御基板等の電子部品を高温下に設置すると、そ
の寿命，誤動作のおそれがあり、その解消を図るためで
ある。

さらに、ここに冷媒回路構成部品および配管等を設置
しているのは、気相の冷媒をレシーバ19で除去した後、
液相の冷媒のみを膨張弁15,16に送り、この膨張弁15,16
での流量によって、この冷媒系による熱ポンプ性能が定
まるのであるから、とくにこの部分の冷媒系に気泡が混
在すると、この膨張弁15,16での冷媒流量が変動する結
果、その熱ポンプ性能が不安定となるからである。

このように、冷媒回路構成部品等がこの上部空間に設
置されると、これらの冷媒回路構成部品のうちの低温の
部分には結露することとなるが、この水滴が、この空間
内の電子部品等に付着することを防止するために、前述
のように制御ボックスに収納している。

さらに、ここで生じた水滴が無差別に下部空間内に落
下すると、エンジンに一体的に装着される点火装置など
の電装部品に付着したり、また、底板41を錆びさせるお
それがあることから、前記トレイ61には集水溝を形成す
るとともに、水抜き穴64を形成して、これにゴムホース
63等を接続することによって機外へ排出するドレン装置
を構成してある。

一方、室外熱交換器室Ｂ内には、ファン用支柱91か立
設され、これに支持されたモータによってファン9,9が
設置されている。

そして、このファンはこの室外熱交換器室Ｂ内から面
板51の前方に空気を吹き出すものである。そのため、こ
の室外熱交換器10が前記のように略Ｌ字に屈曲され、こ
の格子孔が内外側面に垂直方向に形成されていても、そ
の放熱表面の全域に渡って空気を流通させることがで
き、所定の熱交換を行うことができる。

なお、この室外熱交換器室Ｂ内の床面直上には、二重
管熱交換器23が設置されているが、これはファン９より
低い位置であるため、この空気の流通の支障はすくな
く、通気の抵抗となることが少ない。

このように、この室外熱交換器内に設置される部品の
密度が極めて小さいことから、この室外熱交換器内を経
る空気の通気性は良好なものとなっている。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明は、所定の放熱面積を
要する熱交換器をＬ字状に屈曲したものを使用するの
で、ユニットケースの高さなどの寸法を抑制することが
でき、全体外形をコンパクトなものとすることができ
る。

また、各室の周壁を構成する部材自体および室外熱交
換器の端板自体がこのユニットケースの強度メンバとし
て隔壁，外側壁板の支持に兼用されているため、このユ
ニットケースの構成に必要となる部品点数を低減するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の実施例に関し、第１図は駆動ユニット
ケースの構成説明斜視図、第２図は熱ポンプ装置の回路
図、第３図は駆動ユニットの一部を断面した正面図、第
４図は蓋体を外しエンジン室内のトレイ上の部品を除去
した平面図、第５図はトレイ上に配置される構成部品の
平面図である。Ａ……エンジン室、10……室外熱交換器、１……エンジン、３……圧縮機、 41……底板、42……隔壁、 43……外側壁板、43a……屈曲部、 43b……（外側壁板の）他端、 44……隔壁、44b……（隔壁の）一端縁、 46……支柱、47……端板、51……面板、 52,53……パネル、

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンと、このエンジンによって駆動さ
れる圧縮機と、フィン付管を集合連結してその外形を板
状とした熱交換器であって前記空気とその間で熱交換を
行う熱交換器とを、矩形状をなす底板上に設置するとと
もに、この底板の周縁に沿って外側壁板を立設するもの
において、前記熱交換器の端部にはフィン付管を連結す
る端板を設け、かつ、この熱交換器の外形をＬ字状に屈
曲させるとともに、この熱交換器を底板の隣接する２辺
に沿って設置して前記端板を前記底板の長辺の中間部に
位置させ、この端板には前記底板の長辺に沿って延びる
外側壁板を支持させ、また、この底板の長手方向の中間
を横切る隔壁を支持させ、この隔壁に関して前記熱交換
器とは逆側となる空間にエンジンおよび圧縮機を設置し
てなるエンジン駆動熱ポンプ装置の駆動ユニット。