JPS60101257A - Engine for heat pump type hot water supplier - Google Patents
Engine for heat pump type hot water supplierInfo
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- JPS60101257A JPS60101257A JP58208283A JP20828383A JPS60101257A JP S60101257 A JPS60101257 A JP S60101257A JP 58208283 A JP58208283 A JP 58208283A JP 20828383 A JP20828383 A JP 20828383A JP S60101257 A JPS60101257 A JP S60101257A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明ば熱ポンプ式給湯機の圧縮機を駆動するエンジン
に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to an engine that drives a compressor of a heat pump water heater.
熱ポンプ式給湯装置は冷媒を圧縮機により圧縮循環し、
その循環系に設けた熱交換器により給湯水を加熱するよ
うにしたものである。この熱ポンプ式給湯装置〃の圧縮
機を電動機に代えてエンジンにより駆動するｔ）のがあ
る。A heat pump water heater compresses and circulates the refrigerant using a compressor.
The hot water is heated by a heat exchanger installed in the circulation system. There is a method (t) in which the compressor of this heat pump water heater is driven by an engine instead of an electric motor.
ところで、上記エンジンを水冷エンジンにすると、その
冷却水ジャケットが給湯水の加熱用熱交換器として利用
できる。ところが、従来の水冷エンジンは一般にシリン
ダとシリンダヘッドとが別体であり、その両者の間にガ
スケットを介在させてボルトにより締付固定される構造
になっている。このようなエンジンを給湯機用エンジン
に利用すると、冷却ジャケットの水は給湯用水の加熱の
ために熱回収されるため水温が上昇しにくく、そのため
シリンダとシリンダヘッドが熱膨張してガスケットがシ
ール力を強めるまでに相当の時間を要することになる。By the way, if the engine is a water-cooled engine, the cooling water jacket can be used as a heat exchanger for heating hot water. However, conventional water-cooled engines generally have a cylinder and a cylinder head that are separate bodies, and have a structure in which they are tightened and fixed with bolts with a gasket interposed between them. When such an engine is used as a water heater engine, the water in the cooling jacket recovers heat to heat the water for hot water supply, making it difficult for the water temperature to rise.As a result, the cylinder and cylinder head thermally expand, and the gasket increases its sealing force. It will take a considerable amount of time to strengthen it.
したがって、ガスケットからの吹抜けのトラブルや、水
とオイルの混入トラブルを起しゃすい間顯を有する。Therefore, problems such as blow-through from the gasket and problems of water and oil mixing are likely to occur.
本発明の目的は、上述のよ・うなガスケットがらの吹抜
け１ラブルや、水とオイルの混入トラブルを起すことが
ない熱ポンプ式給湯機用のエンジンを提（Ｊ（ぜんとす
ることにある。The object of the present invention is to provide an engine for a heat pump type water heater that does not cause the above-mentioned problem of gasket blow-through or water and oil mixing.
上記目的を達成する本発明のエンジンは、エンジンによ
り圧縮機を駆動し、この圧縮機により冷媒を圧縮循環さ
せながら、循環系の途中に設に−また熱交換器により水
を加熱するようにした熱ポンプ式給湯機において、前記
エンジンのシリンダとシリンダヘッドとを一体鋳造する
と共に、そのシリンダ周囲に冷却シャケ、トを形成し、
この冷却シャケ・ノドを前記給湯機の水を加熱するｆｊ
５交換器に兼用させたことを特徴とするものである。The engine of the present invention which achieves the above object is configured such that the engine drives a compressor, and while the compressor compresses and circulates the refrigerant, the water is heated by a heat exchanger installed in the middle of the circulation system. In the heat pump type water heater, the cylinder of the engine and the cylinder head are integrally cast, and a cooling basin is formed around the cylinder,
fj which heats the water of the water heater using this cooling salmon throat.
This device is characterized in that it can also be used as a 5 exchanger.
以下、本発明を図に示す実施例により説明する。 The present invention will be explained below with reference to embodiments shown in the drawings.
第１図は本発明のエンジンを組み込んだ熱ポンプ式給湯
機のシステムを示したもので、１は詳細を後述する本発
明の水冷エンジンである。FIG. 1 shows a system of a heat pump type water heater incorporating the engine of the present invention, and 1 is the water-cooled engine of the present invention, the details of which will be described later.
このエンジン１は都市ガス、プロパンガス等の家庭ガス
を燃料として運転される４ザイクル機関で、空気過剰率
を１．１〜１．６程度にしてリーン燃焼させるものであ
る。このエンジン１圧縮機２を駆動する。圧縮機２はフ
レオン等の冷媒を圧縮し、その冷媒を温水熱交換機３、
膨張弁４、さらにファン６をイ」設した空気熱交換器５
に順次循環させる冷媒回路■を形成している。この冷媒
回路■では、冷媒は圧縮機２により圧縮されて高圧ガス
となり、まず温水熱交換機３において凝縮液化して凝縮
熱を放熱する。This engine 1 is a four-cycle engine that is operated using household gas such as city gas or propane gas as fuel, and performs lean combustion with an excess air ratio of about 1.1 to 1.6. This engine 1 drives the compressor 2. The compressor 2 compresses a refrigerant such as Freon, and transfers the refrigerant to a hot water heat exchanger 3,
Air heat exchanger 5 equipped with an expansion valve 4 and a fan 6
It forms a refrigerant circuit (■) that sequentially circulates the refrigerant. In this refrigerant circuit (2), the refrigerant is compressed by the compressor 2 to become a high-pressure gas, and is first condensed and liquefied in the hot water heat exchanger 3 to radiate the heat of condensation.
次に液化した冷媒は膨張弁４において膨張することによ
り一部がガス化した低圧低温の冷媒となり、次いで空気
熱交換器５においてファン６から強制送風される外気か
ら熱を吸収してほんとんどがガス化する。ガス化した冷
媒は再び圧縮機２に戻り、以後上記ザイクルを繰り返す
。Next, the liquefied refrigerant expands in the expansion valve 4 to become a low-pressure, low-temperature refrigerant that is partially gasified, and then in the air heat exchanger 5, it absorbs heat from the outside air forcedly blown by the fan 6 and absorbs most of the heat. becomes gas. The gasified refrigerant returns to the compressor 2 again, and the cycle described above is repeated thereafter.
燃料ガスは吸気管７からエンジン１に給気され、排気ガ
スは排気管８からマフラ９を経て大気中に排気される。Fuel gas is supplied to the engine 1 through an intake pipe 7, and exhaust gas is exhausted into the atmosphere through an exhaust pipe 8 and a muffler 9.
このマフラ９は水ジャケットで囲まれ、その水ジャゲッ
トが熱交換器１０を構成している。また、エンジン１を
冷却するための冷却ジャケットｌａには冷却水ポンプ１
１により冷却水が循環される。エンジン１から熱を奪っ
た冷却水はその冷却水回路■中の熱交換器１２において
放熱を行う。１３はジスターンタンク、１４ば起動モー
タである。This muffler 9 is surrounded by a water jacket, and the water jacket constitutes a heat exchanger 10. In addition, a cooling water pump 1 is provided in the cooling jacket la for cooling the engine 1.
1 circulates cooling water. The cooling water that has taken heat from the engine 1 radiates heat in the heat exchanger 12 in the cooling water circuit (2). Reference numeral 13 indicates a gas turbine tank, and reference numeral 14 indicates a starting motor.
１５は貯湯槽である。貯湯槽１５には給水管１７から新
しい水が補給され、また出湯管１８から給湯が行われる
。この貯湯槽１５内の水は温水ポンプ１６、冷媒回路■
の温水熱交換器３、冷却水回路■の熱交換器１２、マフ
ラ９に付設した熱交換器ＩＯをそれぞれ循環して加熱さ
れる温水回路■を形成している。この温水回路■ば、第
２図のように貯湯槽１５の温水がエンジン１の冷却ジャ
ケット１ａを直接循環するようにして第１図における冷
却水回路■を兼用させる構成にしてもよい。15 is a hot water tank. New water is supplied to the hot water storage tank 15 from a water supply pipe 17, and hot water is supplied from a hot water outlet pipe 18. The water in this hot water storage tank 15 is pumped through the hot water pump 16 and the refrigerant circuit ■
The hot water heat exchanger 3 of the cooling water circuit (2), the heat exchanger 12 of the cooling water circuit (2), and the heat exchanger IO attached to the muffler 9 are circulated to form a hot water circuit (2). This hot water circuit (1) may also be constructed so that the hot water in the hot water tank 15 is directly circulated through the cooling jacket 1a of the engine 1, as shown in FIG. 2, so that it also serves as the cooling water circuit (2) in FIG.
第３，４図は本発明のエンジンの詳細を示すものである
。Figures 3 and 4 show details of the engine of the invention.
エンジン１は、そのシリンダヘッド２０とシリンダ２１
とクランクケース２２とがアルミニウム合金のダイカス
トにより一体鋳造され、かつシリンダ２１周囲にはシリ
ンダヘッド２０まで及ふ冷却ジャケット１ａが形成され
ている。The engine 1 has a cylinder head 20 and a cylinder 21.
The crank case 22 and the crank case 22 are integrally die-cast from aluminum alloy, and a cooling jacket 1a extending to the cylinder head 20 is formed around the cylinder 21.
この冷却ジャケソ１−１ａは、エンジン１の冷却用に使
用されるばかりでなく、上述のように給湯水を加熱する
熱交換器としても使用される。This cooling jacket 1-1a is used not only for cooling the engine 1, but also as a heat exchanger for heating hot water as described above.
シリンダ２１は軸方向が水平の横置きになっており、こ
の横置きシリンダ２１の下方とクランクケース２１下部
に、その両方に及ぶ大きな油溜め３６が形成されている
。クランクケース２２の側部開口には蓋板３７が設けら
れ閉塞されている。The cylinder 21 is placed horizontally with its axial direction horizontal, and a large oil reservoir 36 is formed below the horizontally placed cylinder 21 and at the bottom of the crankcase 21. A cover plate 37 is provided at the side opening of the crankcase 22 to close it off.
シリンダヘッド２０にば、シリンダ２１の軸方向と直交
する方向に吸気通路２３と排気通路２４とが互いに対向
するように形成されている。In the cylinder head 20, an intake passage 23 and an exhaust passage 24 are formed to face each other in a direction perpendicular to the axial direction of the cylinder 21.
吸気通路２３には燃料ガスと空気を混合する混合器２５
が一体に設けられ、その混合器２５に続いて絞り弁２６
が設けられている。また、吸気通路２３の吸気孔２３ａ
に設けた吸気弁２７と、排気通路２４の排気孔２４ａに
設けた排気弁２３）は、それぞれシリンダ２１の軸方向
と平行になるように設置されている。さらに吸気弁２７
、排気弁２Ｂの各弁棒が貫通したシリンダへノド２０裏
面側とへソドカバー２９との間に（：ｌ、これら吸ｉＪ
ｌ気弁２７，２８を駆動するロッカー機構３１が設けで
ある。A mixer 25 for mixing fuel gas and air is provided in the intake passage 23.
is provided integrally, and a throttle valve 26 is connected to the mixer 25.
is provided. In addition, the intake hole 23a of the intake passage 23
The intake valve 27 provided in the exhaust hole 24a of the exhaust passage 24 and the exhaust valve 23) provided in the exhaust hole 24a of the exhaust passage 24 are respectively installed parallel to the axial direction of the cylinder 21. Furthermore, the intake valve 27
, between the back side of the throat 20 and the navel cover 29 to the cylinder through which each valve stem of the exhaust valve 2B passes (:l, these suction iJ
A rocker mechanism 31 for driving the air valves 27, 28 is provided.
シリンダ２１にはピストン３２が嵌合し、ピストン３２
は連接棒３３を介してクランク軸３４に連結されている
。クランクケース２２の外１１ｉ１１に突出したクラン
ク軸３４の軸端には歯付プーリ３５が固定され、この歯
付プーリ３５に巻回した不図示の歯付ゴムヘルドを介し
て第１゜２図で説明した熱ポンプ用の圧縮機２が駆動さ
れる。また、クランク軸３４の他端にばガバナ１幾構３
８が設げられ、このガバナ機構３８はリンク３９を介し
て吸気通路２３の絞り弁２６を制御する。A piston 32 fits into the cylinder 21, and the piston 32
is connected to a crankshaft 34 via a connecting rod 33. A toothed pulley 35 is fixed to the shaft end of the crankshaft 34 that protrudes to the outside 11i11 of the crankcase 22, and is connected to the toothed pulley 35 via a toothed rubber heald (not shown) that is wound around the toothed pulley 35. The compressor 2 for the heat pump is driven. In addition, a governor 1 and 3 are provided at the other end of the crankshaft 34.
8 is provided, and this governor mechanism 38 controls the throttle valve 26 of the intake passage 23 via a link 39.
浦溜め３６の油面３６ａ下には油ポンプ４０が設置され
、潤滑オイルを循環する。また油面センサ４１が設けら
れ、油面３６ａが一定水準以下になったとき、それを検
知してエンジン１を自動的に停止するようになっている
。An oil pump 40 is installed below the oil level 36a of the ura reservoir 36 to circulate lubricating oil. Further, an oil level sensor 41 is provided, which detects when the oil level 36a falls below a certain level and automatically stops the engine 1.
上述したエンジン１は、少なくとも冷却ジャケット１ａ
を形成しているシリンダ２１とシリンダヘッド２０とが
一体鋳造されているため、従来の分離型エンジンのよう
にシール用ガスケットは不要である。そのためシリンダ
２１やシリンダヘッド２０が低温であってもガスケット
からの吹抜けや、水とオイルとの混入トラブルはない。The engine 1 described above has at least a cooling jacket 1a.
Since the cylinder 21 and cylinder head 20 forming the engine are integrally cast, there is no need for a sealing gasket as in conventional separate engines. Therefore, even if the cylinder 21 or the cylinder head 20 is at a low temperature, there is no problem of blow-through from the gasket or mixing of water and oil.
また、締付用のボルト類やネジ座面が不要となるため、
１司期使用によってもクリープ等の問題は発生しない。In addition, since there is no need for tightening bolts or screw seats,
Problems such as creep do not occur even after one period of use.
また、実施例のようにシリンダ２１とシリンダヘッド２
０との一体鋳造をアルミニウム合金で行うと熱伝導がよ
いため、冷却ジャケット１ａによる湯温の立−にがりを
良好にすることができる。さらにダイカストであれば鋳
はだが平滑であるため、表面境界域でのよどみの発生が
なく、円滑な熱交換を可能にする。In addition, as in the embodiment, the cylinder 21 and the cylinder head 2
If aluminum alloy is integrally cast with aluminum alloy, heat conduction is good, so that the cooling jacket 1a can improve the temperature rise of the hot water. Furthermore, since die casting is smooth, there is no stagnation in the surface boundary area, allowing for smooth heat exchange.
また、シリンダ２１とシリンダヘッド２０とを一体鋳造
すると、鋳抜きのため吸排気通路とｊ〃焼室の間に直角
な部分が形成されることになる。しかし、」二記給？Ａ
ｔＪｌ用のエンジン１では４−’Ｊ−イ’／ ／［ｚ
テ目、ツＩ ＯＯＯ〜２５００ｒｐｍ Ｎ度の低速であ
るため大流量を必要とせず、そのため−１，記直角流路
が問題となることはない。同様の理由から、実施例のよ
うに吸気通路２３に混合器２５を一体に設けても問題と
なることはなく、装置のコンパクト化を有利にする。ま
た、一体鋳造構造では、燃焼室に堆積したタール分くデ
ポジット）の除去が難しくなる問題があるが、実ｈ１！
！例のようムこ家庭用ガスを燃料とするエンジンではタ
ール分の発生はほとんどないため問題と４することはな
い。Furthermore, when the cylinder 21 and the cylinder head 20 are integrally cast, a right-angled portion will be formed between the intake and exhaust passage and the baking chamber due to casting. But “two wages?” A
In engine 1 for tJl, 4-'J-i'/ /[z
Since the speed is as low as 2,500 rpm and N degrees, a large flow rate is not required, and therefore the perpendicular flow path shown in -1 does not pose a problem. For the same reason, there is no problem even if the mixer 25 is integrally provided in the intake passage 23 as in the embodiment, and it is advantageous to make the device more compact. In addition, with the monolithic casting structure, there is a problem that it becomes difficult to remove tar deposits that accumulate in the combustion chamber.
! As in the case of an engine that uses household gas as fuel, there is almost no tar generation, so this is not a problem.
また、実施例のようにシリンダ２１を横置きとし、浦溜
め３６がそのシリンダ下方まで及ぶような構成にすると
、油溜めの平面積を大きくし、油深を比較的浅くしなが
ら油量を増大することができ、そのため油が有効に活用
されて長期メンテナンスフリーのエンジンが可能になる
。Furthermore, if the cylinder 21 is placed horizontally as in the embodiment, and the oil reservoir 36 is configured to extend to the bottom of the cylinder, the flat area of the oil reservoir can be increased, and the oil amount can be increased while making the oil depth relatively shallow. Therefore, oil can be used effectively and a long-term maintenance-free engine is possible.
上述したように本発明のエンジンは、エンジンにより圧
縮１現を駆ｉ、ｌｊｌ＋ Ｌ、、この圧縮１幾により冷
媒を圧縮循環させながら、循環系の途中に設けた熱交換
器により水を加熱するようにした熱ポンプ式給湯機にお
いて、前記エンジンのシリンダとシリンダベッドとを一
体鋳造すると共に、そのシリンダ周囲に冷却シャケノ１
−を形成し、この冷却ジャケットを前記給／Ｊ２機の水
を加熱する熱交換器に兼用させたのでシール用のガスケ
ットが不要となり、そのためエンジンが低温であっても
ガスケットからの吹抜レノや、水とオイルとの混入トラ
ブルを発η−することがない。As described above, in the engine of the present invention, the engine drives the compression 1, ljl+L, and the refrigerant is compressed and circulated by this compression 1, while the water is heated by the heat exchanger provided in the middle of the circulation system. In the heat pump water heater, the cylinder of the engine and the cylinder bed are integrally cast, and a cooling cylinder 1 is placed around the cylinder.
-, and this cooling jacket was also used as a heat exchanger that heated the water of the feeder/J2 machine, so there was no need for a sealing gasket, so even if the engine was at a low temperature, there would be no air leakage from the gasket. There is no problem of mixing water and oil.
第１図は本発明のエンジンを組み込んだ給湯機のシステ
ム図、第２図は他の実施態様によるシステム図、第３図
は同エンジンの縦断立面図、第４図は同エンジンの横断
平面図である。
■・・・エンジン、１ａ・・・冷却ジャケット、２・・
・圧縮機、 ３・・・温水熱交換器、 １５・・・貯湯
槽、２０・・・シリンダヘッド、２１・・・シリンダ、
２２・・・クランクケース。
代理人 弁理士 小 川 信 −
弁理士 野 口 賢 照
弁理士 斎 下 和 彦Fig. 1 is a system diagram of a water heater incorporating the engine of the present invention, Fig. 2 is a system diagram of another embodiment, Fig. 3 is a longitudinal sectional elevational view of the same engine, and Fig. 4 is a cross-sectional plane of the same engine. It is a diagram. ■...Engine, 1a...Cooling jacket, 2...
・Compressor, 3... Hot water heat exchanger, 15... Hot water storage tank, 20... Cylinder head, 21... Cylinder,
22...Crank case. Agent: Patent Attorney Makoto Ogawa − Patent Attorney: Ken Noguchi Patent Attorney: Kazuhiko Saishita
Claims (1)
を圧縮循環させながら、循環系の途中に設けた熱交換器
により水を加熱するようにした熱ポンプ式給湯機におい
て、前記エンジンのシリンダとシリンダヘッドとを一体
鋳造すると共に、そのシリンダ周囲に冷却ジャケットを
形成し、この冷却ジャケットを前記給湯機の水を加熱す
る熱交換器に兼用させたことを特徴とする熱ポンプ式給
湯機用のエンジン。In a heat pump water heater in which a compressor is driven by an engine, and the compressor compresses and circulates refrigerant, water is heated by a heat exchanger installed in the middle of the circulation system. An engine for a heat pump type water heater, characterized in that the head is integrally cast, a cooling jacket is formed around the cylinder, and this cooling jacket is also used as a heat exchanger for heating water in the water heater. .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58208283A JPH07116987B2 (en) | 1983-11-08 | 1983-11-08 | Engine for heat pump device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58208283A JPH07116987B2 (en) | 1983-11-08 | 1983-11-08 | Engine for heat pump device |
Related Child Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP579784A Division JPS60101210A (en) | 1984-01-18 | 1984-01-18 | Exhaust valve of internal-combustion engine |
| JP7023497A Division JPH07286509A (en) | 1995-01-18 | 1995-01-18 | Engine for heat pump |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60101257A true JPS60101257A (en) | 1985-06-05 |
| JPH07116987B2 JPH07116987B2 (en) | 1995-12-18 |
Family
ID=16553674
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58208283A Expired - Lifetime JPH07116987B2 (en) | 1983-11-08 | 1983-11-08 | Engine for heat pump device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07116987B2 (en) |
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