專利名稱：發動機排氣處理裝置及發動機驅動式熱泵裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及具有中和冷凝水的中和器的發動機排氣處理裝置及使用了該處理裝置的發動機驅動式熱泵裝置。
背景技術：
通常，已知的有由發動機驅動在空氣調節裝置等所使用的壓縮機的發動機驅動式熱泵裝置。在這種裝置中，為了處理發動機的排放氣體，經過消音器及排氣頭部排放發動機的排放氣體，并且附設有使在消音器及排氣頭部冷凝的冷凝水經過中和器中和后排出的排放氣體處理裝置(例如專利文獻1)。
在上述現有的排放氣體處理裝置中，具有使在消音器中冷凝的冷凝水返回到中和器的消音器返回管(返回通路)、以及使在排氣頭部冷凝的冷凝水返回到中和器的排氣頭部返回管(返回通路)，使各自的冷凝水分別地返回。
在這樣的結構中，由于消音器的背壓作用于中和器而使該中和器內的壓力升高，因此在經由排氣頭部返回管使排放氣體的冷凝水進入中和器時，有排放氣體逆流的可能性。由于該逆流發生時產生異常噪音，因此為了防止該異常噪音，以往采用的結構是，在中和器的內部積存冷凝水，并將排放氣體的冷凝水與該排放氣體一起吹入該冷凝水中。
專利文獻1特開號公報然而，現有的結構，在旱季或制冷期間等的非冷凝環境下，流入中和器內的冷凝水的貯留量減少，由于該貯留量的減少而導致破壞了中和器內的所謂液封，因此存在產生異常噪音等的問題。
發明內容
因此，本發明的目的在于，消除上述現有技術存在的問題，提供不會由于排放氣體的逆流而產生異常噪音的發動機排氣處理裝置及使用該處理裝置的發動機驅動式熱泵裝置。
本發明的發動機排氣處理裝置，其將發動機的排放氣體從消音器經過排氣頭部排放，并且使在所述消音器及所述排氣頭部冷凝的冷凝水經過中和器中和后排出，其特征在于，具有將所述排氣頭部的冷凝水返回到所述消音器內的排放氣體流速快的部位的返回通路。
在這種結構中，由于使排氣頭部的冷凝水返回到消音器內的排放氣體流速快的部位，所以根據文氏管原理，該冷凝水被順暢地吸引到消音器內而有效地被收集到該消音器內，被收集到此的冷凝水經消音器返回管返回到中和器。由此，由于不需要以往那樣的排氣頭部返回管，所以消除了排放氣體通過該管逆流的可能性，從而抑制了由于該逆流的發生而引起的異常噪音的產生。
在這種情況下，所述返回通路也可以做成為使所述排氣頭部的冷凝水返回到所述消音器的入口。此外，也可以做成為所述消音器是由連通管連通多個膨脹室的多室結構消音器，所述返回通路使所述排氣頭部的冷凝水返回到所述連通管的內側。進而，也可以做成為，在具有發動機驅動式的壓縮機和室外熱交換器、將所述發動機的排放氣體從消音器經過排氣頭部排放并且使在所述消音器及所述排氣頭部冷凝的冷凝水經過中和器中和后排出的空氣調節裝置中，具備使所述排氣頭部的冷凝水返回到所述消音器內的排放氣體流速快的部位的返回通路。
在本發明中，由于排氣頭部的冷凝水被返回到消音器內的排放氣體流速快的部位，所以，所以根據文氏管原理，該冷凝水被順暢地吸引到消音器內而有效地被收集到該消音器內，被收集到此的冷凝水經消音器返回管返回到中和器。由此，在本發明中，由于不需要以往那樣的排氣頭部返回管，所以消除了排放氣體通過該管逆流的可能性，從而抑制了由于該逆流的發生而引起的異常噪音的產生。
圖1是表示應用本發明的發動機驅動式熱泵的一實施例的空氣調節裝置中的制冷劑回路的回路圖。
圖2是一實施例的燃氣發動機的進氣系統、排氣系統及排液的流向圖。
圖3是另一實施例的燃氣發動機的進氣系統、排氣系統及排液的流向圖。
圖4是排氣處理裝置的管系統圖。
標號說明
10空氣調節裝置；30燃氣發動機；30A燃燒室；30B排放氣體熱交換器；30C進氣岐管；100排氣處理裝置；101消音器；101A、101B膨脹室；101C連通管；102排氣頭部；103中和器；113消音器返回管；114、214排氣頭部返回管；116排液排放管。
具體實施例方式
以下，根據
本發明的實施例。
圖1是表示應用本發明的發動機驅動式熱泵裝置的一實施例的空氣調節裝置中的制冷劑回路的回路圖。
如圖1所示，作為冷凍裝置的空氣調節裝置10，具有室外機11、多臺(例如2臺)室內機12A、12B及控制裝置13，室外機11的室外制冷劑配管14與室內機12A、12B的各室內制冷劑配管15A、15B連結。
室外機11設置在室外，構成為在室外制冷劑配管14上配置有壓縮機16，并且在該壓縮機16的吸入側配置有貯液器17，在流出側配置有四通閥18，在該四通閥18側依次配置有室外熱交換器19，室外膨脹閥24、干燥芯(ドライコア)25。在室外熱交換器19上鄰接配置有向該室外熱交換器19送風的室外風扇20。另外，壓縮機16通過撓性連接器27等與燃氣發動機30連結，并由該燃氣發動機30驅動。并且，將室外膨脹閥24進行旁路而配置了旁路管26。
另一方面，室內機12A、12B分別設置在室內，構成為分別在室內制冷劑配管15A、15B上配置室內熱交換器21A、21B，并且在室內制冷劑配管15A、15B的各自上，在室內熱交換器21A、21B的附近配置有室內膨脹閥22A、22B。在上述室內熱交換器21A、21B上鄰接配置有向這些室內熱交換器21A、21B送風的室內風扇23A、23B。
另外，圖1中的標號28表示粗濾器。另外，標號29是將壓縮機16的流出側的制冷劑壓力向壓縮機16的吸入側釋放的電動閥。
此外，上述控制裝置13設置在室外機11上，其控制室外機11及室內機12A、12B的運轉。具體來說，控制裝置13分別控制室外機11上的燃氣發動機30(即壓縮機16)、四通閥18、室外風扇20及室外膨脹閥24、以及室內機12A、12B上的室內膨脹閥22A、22B及室內風扇23A、23B。
通過由控制裝置13切換四通閥18，設定空氣調節裝置10為制冷運轉或者供暖運轉。即，當控制裝置13將四通閥18切換到制冷側時，制冷劑按照實線箭頭方向流動，室外熱交換器19變成冷凝器，室內熱交換器21A、22B變成蒸發器，從而變為制冷運轉狀態，各室內熱交換器21A、22B對室內進行制冷。此外，當控制裝置13將四通閥18切換到供暖側時，制冷劑按照虛線箭頭方向流動，室內熱交換器21A、21B變成冷凝器，室外熱交換器19變成蒸發器，從而變為供暖運轉狀態，各室內熱交換器21A、21B對室內進行供暖。
此外，控制裝置13，在制冷運轉時，根據空調負荷控制室內膨脹閥22A、22B的各自的閥開度。在供暖運轉時，控制裝置13根據空調負荷控制室外膨脹閥24及室內膨脹閥22A、22B的各自的閥開度。
另一方面，從發動機燃料供給裝置31向驅動壓縮機16的燃氣發動機30的燃燒室供給燃料和空氣的混合氣。該發動機燃料供給裝置31，在燃料供給配管32上依次配置有燃料阻斷閥33、零調節器(ゼロガバナ)34、燃料調整閥35及節流閥36，該燃料供給配管32的節流閥36側端部與燃氣發動機30的上述燃燒室連接。
燃料阻斷閥33構成關閉型的燃料阻斷閥機構，通過燃料阻斷閥33全閉或全開而擇一地實施無燃料氣體泄漏的阻斷和連通。
零調節器34，在燃料供給配管32內的該零調節器34的前后的1次側的燃料氣體壓力(一次壓a)和2次側燃料氣體壓力(二次壓b)中，根據一次壓a的變化將二次壓b調整為恒定的規定壓力，從而使燃氣發動機30的運轉穩定化。
燃料調整閥35是通過從節流閥36的上游側導入空氣而產生的混合氣的空燃比調整到最佳的閥。在該節流閥36的上游側連接有從發動機單元外吸入空氣的空氣供給配管106。在該空氣供給配管106的吸入口配置有空氣過濾器105。
此外，節流閥36調整向燃氣發動機30的燃燒室30A供給的混合氣的供給量來控制燃氣發動機30的轉速。
在燃氣發動機30上連接有發動機油供給裝置37。該發動機油供給裝置37是在油供給配管38上配置了油阻斷閥39及油供給泵40等的裝置，其向燃氣發動機30適當供給發動機油。
此外，燃氣發動機30由在發動機冷卻裝置41內循環的發動機冷卻水進行冷卻。該發動機冷卻裝置41構成為，具有冷卻水配管42，并在該冷卻水配管42上依次配置有蠟式三通閥43、散熱器46及循環泵47。上述循環泵47在工作時使發動機冷卻水升壓，并使該發動機冷卻水在冷卻水配管42內循環。
上述蠟式三通閥43是用于使燃氣發動機30迅速預熱的閥。該蠟式三通閥43，入口43A與附設在冷卻水配管42上的燃氣發動機30的排放氣體熱交換器側連接，低溫側出口43B與冷卻水配管42的循環泵47的吸入側連接，高溫側出口43C與冷卻水配管42的散熱器46側連接。
具體來說，由所述控制裝置13進行的燃氣發動機30的控制，通過控制裝置13控制發動機燃料供給裝置31的燃料阻斷閥33、零調節器34、燃料調節閥35及節流閥36、發動機油供給裝置37的油阻斷閥39及油供給泵40、以及冷卻裝置41的循環泵47來進行。
在本實施例中，在燃氣發動機30的排氣側，如圖2所示，連接有排氣處理裝置100。該排氣處理裝置100構成為具有燃氣發動機30、消音器101、排氣頭部102、中和器103。在燃氣發動機30的燃燒室30A的進氣側附設有進氣岐管30B，在該進氣岐管30B的進氣側連接有從發動機單元外供給空氣的空氣供給配管106。105是空氣過濾器。在燃氣發動機30的燃燒室30A的排氣側附設有排放氣體熱交換器30C。
該排放氣體熱交換器30C在流過上述冷卻裝置41的冷卻水配管42的發動機冷卻水與發動機的排放氣體之間進行熱交換。
流過該排放氣體熱交換器30C的排放氣體和在上述發動機冷卻裝置41內循環的發動機冷卻水進行熱交換，在排放氣體熱交換器30C冷卻到例如約100℃。該排放氣體中的水蒸氣在排放氣體熱交換器30C中冷卻而冷凝，從而排出冷凝水(以下稱為排液(ドレン))和排放氣體。
在該排放氣體冷卻而生成的排液中溶解了排放氣體中含有的SOX及NOX等有害物質。
上述排放氣體熱交換器30C的排氣側與消音器101的進氣側(后述的膨脹室101A)通過排氣管111連接。該消音器101是所謂的多室結構消音器，其內部由具有小孔(未圖示)的分隔板101D分隔，而具有多個(2個)膨脹室101A、101B，并用貫通分隔板101D的連通管101C連通各膨脹室101A、101B，吸收由于流入到其內部的氣體的膨脹、收縮及共鳴效果產生的聲能。
從上述排放氣體熱交換器30C排出的排液和排放氣體經由排氣管111流入消音器101的膨脹室101A。流入到該膨脹室101A內的排放氣體，在此將排液分離后，經由連通管101C流入膨脹室101B，并且在此將排液分離后，流向排氣頭部102。
積存在消音器101的膨脹室101B中的排液通過分隔板101D的小孔流入膨脹室101A，并與在此積存的排液一起通過消音器返回管113被導入中和器103中。該中和器103中和排液中含有的排放氣體中的SOX及NOX等的有害物質。
上述消音器101與排氣頭部102通過排氣管112連接，通過了上述消音器101的膨脹室101B的排放氣體通過排氣管112流入排氣頭部102。該排放氣體在排氣頭部102內被冷卻，排放氣體中的水蒸氣冷卻而產生排液，最終的排放氣體通過該排氣頭部102被排放到外部。
在排氣頭部102內部產生的排液經由排氣頭部返回管114返回到消音器101的連通管101C的內側或者入口。該連通管101C的內側是消音器101內的排放氣體的流速快的部位，當排液返回到這里時，該排液根據文氏管原理而被順暢地吸引到消音器101內。由此，在排氣頭部102內部產生的排液被有效地收集到消音器101內。該被收集的排液積存在膨脹室101A或101B內，積存在膨脹室101B內的排液，如上述那樣，通過分隔板101D的小孔流入膨脹室101A，并與積存在膨脹室101A的排液一起通過消音器返回管113被導入中和器103。
被送到中和器103的排液由配置在中和器103內部的中和劑除去溶在排液中的排放氣體中的SOX及NOX等。由該中和器103中和了的排液通過排液排放管116被排出到外部。
上述中和器103的主體內部由例如具有數個小孔的板等分隔成流入空間103a、中和空間103b、排出空間103c。在流入空間103a插入消音器返回管113。在消音器101及排氣頭部102中產生的排液被貯留在該流入空間103a內。
中和空間103b利用填充在其內部的中和劑中和被貯留在上述流入空間103a內的排液。其中，中和劑具有例如方解石(大理石、碳酸鈣)等的堿性成分。該中和空間103b具有從中和空間103b的底面及頂面突出設置的多個分區壁117，這些分區壁117延伸到中和空間103b的空間中途。利用該分區壁117在中和空間103b的內部形成蛇形的通路。在該中和空間103b內被中和的排液貯留在排出空間103c內。排液排放管116連接到該排出空間103c，其前端被插到排出空間103c的底部附近。滯留在排出空間103c內的被中和的排液通過排液排放管116被排出到外部。
在本實施例中，由于在排氣頭部102中產生的排液通過排氣頭部返回管114被返回并吸引到消音器101的連通管101C的內側，所以不需要象以往那樣的用于將在排氣頭部102中產生的排液直接返回中和器的排氣頭部返回管，因而消除了排放氣體通過該管逆流的可能性，從而抑制了由于該逆流的發生而引起的異常噪音的產生。
此外，在本結構中，特別在旱季或制冷期間等的非冷凝環境下，即使在流入中和器103內的排液的貯留量減少的情況下，逆流也不會發生，從而抑制了由此而引起的異常噪音的產生。
進而，由于排氣頭部返回管114在消音器101側被彎曲成大致U形，其前端114C插入連通管101c的內側，所以排液積存在大致U形部，形成水封狀態，防止了排氣頭部返回管114內的逆流，從而有效地抑制了上述異常噪音的產生。
圖3表示另一實施例。
在這個實施例中，在排氣頭部102內部產生的排液通過排氣頭部返回管214返回到消音器101的入口101E。該入口101E是在消音器內的排放氣體的流速快的部位，當返回到這里時，如上述那樣，排液根據文氏管原理被順暢地吸引到消音器101內。由此，在排氣頭部102內部產生的排液被有效地收集到消音器101內。該被收集的排液積存在膨脹室101A或者101B內，積存在膨脹室101B的排液如上述那樣通過分隔板101D的小孔流入膨脹室101A，與寄存在膨脹室101A的排液一起通過消音器返回管113被導入中和器103內。
被送到中和器103的排液由配置在中和器103內部的中和劑除去溶在排液中的排放氣體中的SOX及NOX等。由該中和器103中和的排液通過排液排放管116被排出到外部。
在本實施例中，由于在排氣頭部102產生的排液通過排氣頭部返回管214返回并吸引到消音器101的入口101E，所以不需要象以往的那樣的用于將在排氣頭部102產生的排液直接返回到中和器的排氣頭部返回管，消除了排放氣體通過該管逆流的可能性，抑制了由于該逆流的發生而引起的異常噪音的產生。此外，特別是在旱季或制冷期間等的非冷凝環境下，即使在流入中和器103內的排液的貯留量減少的情況下，由于不存在象以往那樣的連接中和器103和排氣頭部102的排氣頭部返回管，所以不會引起逆流，從而抑制了由此而引起的異常噪音的產生。
圖4是排氣處理裝置100的管系統圖。
即，在燃氣發動機30上，如上所述，附設有排放氣體熱交換器30C，在該排放氣體熱交換器30C上連接有排氣管111，該排氣管111與消音器101連接。在該消音器101上連接有排氣管112，在該排氣管112上連接有排氣頭部102。此外，在該排氣頭部102上連接有排氣頭部返回管114，該排氣頭部返回管114，如上所述，連接在消音器101內的排放氣體的流速快的部位。此外，在消音器101上連接有消音器返回管113，該消音器返回管113與中和器103連接，在該中和器103上連接有排液排放管116。
作為排放氣體類的管材料，通常由于耐熱性、耐酸性、耐發動機油性等，而在內面使用氟化橡膠，在外面使用耐熱性好的丙烯類橡膠。其中，從材料成本及省資源化等的觀點出發，優選地管材料對應于使用部位而區分使用。對于振動小的部位的管，例如對于管112A、112B、114A、114B、113等，優選地使用在內面配置了耐蒸汽硅橡膠、而在外面配置了經濟型硅橡膠的管。此外，對于沒有積存發動機油的部位的管，例如直立配置的管112A、112B等，優選地使用過氧化物硫化的乙丙橡膠(パ一オキサイト加硫のエチランプロピレンゴム)。
以上，雖然基于上述實施例說明了本發明，但本發明并不限定于此。上述排氣頭部返回管114、214的返回口不限定于上述的位置，只要該位置是在消音器101內的排放氣體的流速快的部位，任何位置都可。
權利要求
1.一種發動機排氣處理裝置，其將發動機的排放氣體從消音器經過排氣頭部排放，并且使在所述消音器及所述排氣頭部冷凝的冷凝水經過中和器中和后排出，其特征在于，具有使所述排氣頭部的冷凝水返回到所述消音器內的排放氣體流速快的部位的返回通路。
2.如權利要求1所述的發動機排氣處理裝置，其特征在于，所述返回通路使所述排氣頭部的冷凝水返回到所述消音器的入口。
3.如權利要求1所述的發動機排氣處理裝置，其特征在于，所述消音器是由連通管連通多個膨脹室的多室結構消音器，所述返回通路使所述排氣頭部的冷凝水返回到所述連通管的內側。
4.一種發動機驅動式熱泵裝置，其特征在于，在具有發動機驅動式的壓縮機和室外熱交換器、將所述發動機的排放氣體從消音器經過排氣頭部排放并且使在所述消音器及所述排氣頭部冷凝的冷凝水經過中和器中和后排出的空氣調節裝置中，具備使所述排氣頭部的冷凝水返回到所述消音器內的排放氣體流速快的部位的返回通路。
5.如權利要求4所述的發動機驅動式熱泵裝置，其特征在于，所述返回通路使所述排氣頭部的冷凝水返回到所述消音器的入口。
6.如權利要求4所述的發動機驅動式熱泵裝置，其特征在于，所述消音器是由連通管連通多個膨脹室的多室結構消音器，所述返回通路使所述排氣頭部的冷凝水返回到所述連通管的內側。
全文摘要
本發明提供不會由于排放氣體的逆流而產生異常噪音的發動機排氣處理裝置及使用該處理裝置的發動機驅動式熱泵裝置。該發動機排氣處理裝置，使發動機的排放氣體經消音器(101)及排氣頭部(102)排放，并且使在消音器(101)及排氣頭部(102)中冷凝的冷凝水經中和器(103)中和后排出，其具有使排氣頭部(102)的冷凝水返回到消音器(101)內的排放氣體流速快的部位的返回管(114)。
文檔編號F28F17/00GK1904340SQ20061008274
公開日2007年1月31日 申請日期2006年5月15日 優先權日2005年7月29日
發明者新井浩士, 根岸一英, 土屋嘉朗 申請人:三洋電機株式會社