JPH0332942Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、家屋や建物の冷暖房装置等に用いら
れるヒートポンプ装置で、特にヒートポンプ回路
における冷媒加圧用コンプレツサをエンジンにて
駆動する構成としたヒートポンプ装置に関する。

（従来技術） 従来から冷媒加圧用コンプレツサをエンジンの
出力軸にて駆動する構成としたヒートポンプ装置
は、例えば実開昭59−23070号公報に示されるご
とく、種々提案されている。ところで、かかる従
来のヒートポンプ装置において、ヒートポンプ回
路側の熱源としてエンジンの排気熱を回収した熱
媒体を利用する場合、エンジンの排気系に排気と
熱媒体とが熱交換する熱交換器を設ける必要があ
る。

ところで、この熱交換器のようにエンジン関連
部品はエンジンに装備されるが、このような熱交
換器は一般に排気抵抗が高くなることを避けるた
め比較的、大きな形状のものとなる。

しかるに、通常の車両用のエンジンでは排気系
として排気マニホールドの他に大きな部品は装着
されることがなく、したがつて、通常の車両用エ
ンジンの形状を大幅に変更することなく転用とと
もに、エンジンの全高、全巾を増やすことなく、
上記熱交換器をエンジンに装着するには、熱交換
器の配置、取付構成に工夫を施す必要がある。

（考案の目的） 本考案は、上記要請に応えるもので、エンジン
に排気熱回収用熱交換器を装着する際に、通常の
車両用エンジンを大幅に変更することなく転用し
ても、エンジンの全高、全巾を増やすことなく、
レイアウトすることができ、その上、排気マニホ
ールドと上記排気熱回収用熱交換器との間の通路
等も短くし、全体を大幅にコンパクト化すること
ができるエンジン駆動式ヒートポンプ装置を提供
することを目的とする。

（考案の構成） 本考案は、ヒートポンプ回路における冷媒加圧
用コンプレツサをエンジンにて駆動する構成とし
たエンジン駆動式ヒートポンプ装置において、出
力軸方向に複数の気筒を並べた多気筒エンジンの
出力軸の一端側にコンプレツサを駆動するコンプ
レツサ連結部を設け、このコンプレツサ連結部の
上記一端側にコンプレツサを配置するとともに、
このエンジンとコンプレツサとの間における上記
コンプレツサ連結部の上方に、エンジンの排気と
熱媒体とが熱交換する排気熱回収用熱交換器を、
その長手方向がエンジン上方から見て上記出力軸
と直交する方向となるように配置する一方、排気
マニホールドを、気筒列に沿うようにエンジン出
力軸方向に延び、かつその排気集合部の下流側端
部が排気熱回収用熱交換器側のエンジン端部付近
に位置するように配置し、上記排気熱回収用熱交
換器の長手方向端部の排気ガス入口部をエンジン
出力軸方向から見て上記排気マニホールド側に設
けたものである。

（実施例） まず、第７図により、本考案の一実施例による
全体システムを説明すると、ヒートポンプユニツ
ト側システムＡには、冷媒加圧用コンプレツサ１
と、室内側熱交換器２と、四方弁３と、膨張弁４
と、室外側熱交換器（熱負荷）５からなるヒート
ポンプ冷媒回路６が設けられ、また上記室外側熱
交換器５と後記熱交換器１０に対する放熱フアン
７が設けられている。一方、エンジン側システム
Ｂには、上記コンプレツサ１を駆動する出力軸一
端側のコンプレツサ連結部８ａを備えたエンジン
８が設けられ、このエンジン８の排気熱を回収す
るとともに、この回収した熱を熱交換器１０にて
放熱し、かつエンジンを冷却する冷却水通路９が
設けられている。

そしてこの冷却水通路９は、上記ヒートポンプ
ユニツト側システムＡの室外側熱交換器５と熱交
換を行なう熱交換器１０および循環水ポンプ１１
と、エンジン側システムＢにおけるエンジン８の
排気と熱媒体としての冷却水とが熱交換し排気熱
を回収する熱交換器１２および排気マニホールド
の外周を水通路で囲む構成とした排気マニホール
ド熱交換器１３からなるエンジン排気通路熱交換
器と、エンジン内のウオータポンプ１４と、エン
ジン８内のウオータジヤケツトと、サーモスタツ
ト１５が直列接続されることにより形成されてい
る。また、排気マニホールド１３から分岐して上
記エンジン８内のウオータジヤケツトをバイパス
する通路１６も形成されている。

特に本考案では、出力軸方向に複数の気筒を並
べた多気筒エンジンの出力軸の一端側に、出力軸
延長方向に突出するコンプレツサ連結部８ａが設
けられ、このコンプレツサ連結部８ａの一端側に
コンプレツサ１が配置されるとともに、後に詳述
するように、排気熱回収用熱交換器１２が、エン
ジン８とコンプレツサ１との間における上記コン
プレツサ連結部８ａの上方の空間に後記の配置で
設けられ、さらに、この熱交換器１２の排気ガス
入口部と排気マニホールドの排気集合部の下流側
端部とが接近した配置となつている。なお、第７
図において、８ｂはエンジン出力により回動させ
られるフライホイールが収容されたハウジングで
ある。

次に、第１図、第２図および第３図によりエン
ジン側システムＢの構成を説明すると、熱交換器
１２はエンジン８本体の後面すなわちコンプレツ
サ側の側面であつて、出力軸一端側のコンプレツ
サ連結部８ａの上方に、熱交換器１２の長手方向
がエンジン上方から見てエンジン出力軸と直交す
る方向となるように配置されている。冷却水は、
この熱交換器１２の入口部１２ａに矢印ａのごと
く流入し、エンジン８本体の側面上部に装着され
た排気マニホールド熱交換器１３を通過後、矢印
ｂのごとくウオータポンプ１４に流入し、さらに
エンジン８本体内のウオータジヤケツトを通過
後、サーモスタツト１５を通り流出部２０より矢
印ｃのごとく流出するようになつている。また、
排気マニホールド熱交換器１３で囲われた排気マ
ニホールドは、エンジン８の側部において気筒列
に沿うようにエンジン出力軸方向に延び、かつそ
の排気集合部の下流側端部が熱交換器１２側のエ
ンジン端部付近に位置するように配置されてい
る。さらに、上記排気熱回収用熱交換器１２の長
手方向端部の排気ガス入口部（後記の第６図中の
符号１２ｅ）がエンジン出力軸方向から見て上記
排気マニホールド側に設けられることにより、排
気集合部の下流側端部と熱交換器１２の排気ガス
入口部とが接近した位置とされ、これらがそれぞ
れのフランジ部１２により連結されている。な
お、熱交換器１２の排気ガス入口部とは反対側す
なわち排気下流側は下方に傾斜して設けられてい
る。これは熱交換器１２のコア内を通る冷却水が
コアのクラツク発生などにより漏れた場合であつ
てもエンジンの燃焼室へ逆流するといつたことが
起こらないようにするためである。

また、排気経路としてサイレンサ２１が熱交換
器１２の上方に設けられており、排ガス通路とし
ては排気マニホールド熱交換器１３の排気マニホ
ールドと、熱交換器１２と、サイレンサ２１が直
列に連結されることにより構成され、排ガスはこ
の順序で通過し排出されるようになつている。な
お、ヒートポンプ冷媒回路６の室外側熱交換器５
と、冷却水通路９の熱交換器１０とが熱交換可能
な構成とされることにより、エンジン冷却水がヒ
ートポンプ回路の熱負荷との熱交換用水として用
いられている。

第４図、第５図および第６図は上記熱交換器１
２の断面構成を示し、入口部１２ａに連通した冷
却水の通る熱交換器コア１２ｂ、水ジヤケツト１
２ｃおよび出口部１２ｄを有し、また、冷却水の
流れとは対向する流れの排ガスの入口部１２ｅ、
ガス通路１２ｆおよび出口部１２ｇを有する。ま
た、冷却水の出口部１２ｄと排ガスの入口部１２
ｅとはフランジ部１２ｈにて排気マニホールド熱
交換器１３に連結されている。

上記構成の作用を説明すると、エンジン８が運
転されることにより、出力軸８ａを介してコンプ
レツサ１が駆動され、ヒートポンプ冷媒回路６が
運転され、室内側熱交換器２が凝縮室、室外側熱
交換器５が蒸発器の作用をなす時、室内側の暖房
を行なうことができ、また四方弁３の切替により
室内側熱交換器２が蒸発器、室外側熱交換器５が
凝縮器として作用する時、室内側の冷房を行なう
ことができる。一方、冷却水の作動については、
ヒートポンプユニツト側システムＡにおける循環
水ポンプ１１はエンジン８の停止時にも作動し、
冷却水は熱交換器１２から排気マニホールド熱交
換器１３を経由して熱交換器１０に一定流量が循
環するようになつている。また、エンジン運転中
はエンジン内のウオータポンプ１４が排気マニホ
ールド熱交換器１３より分岐した冷却水を吸引
し、エンジン８内の各ウオータジヤケツト１７，
１８を循環しエンジン８を冷却する。

したがつて、冷却水と排ガスとは熱交換器１２
および排気マニホールド熱交換器１３にて熱交換
を行ない、排気熱の回収がなされ、したがつてこ
の回収された排気熱は熱交換器１０にてヒートポ
ンプ回路側の室外側熱交換器５に熱交換され、ヒ
ートポンプ冷媒回路６が室内の暖房運転を行なつ
ている際には有効に廃熱利用がなされる。

そして、本考案ではエンジンとコンプレツサと
がエンジン出力軸で連結されるとともに、エンジ
ンの排気熱回収用熱交換器がエンジンのコンプレ
ツサ側の側面の、エンジン８とコンプレツサ１と
の間におけるコンプレツサ連結部８ａの上方に、
長手方向がエンジン上方から見てエンジン出力軸
と直交する方向となるように配置されているの
で、出力軸の連結に必要なスペースを有効に利用
して排気熱回収用熱交換器が収納でき、エンジン
の全高、全巾を増やすことがない。さらに、排気
マニホールドの排気集合部の下流側端部が熱交換
器１２側のエンジン端部付近に位置するととも
に、熱交換器１２の排気ガス入口部がエンジン出
力軸方向から見て上記排気マニホールド側に配置
されることにより、これらが互いに接近してこれ
らの間の通路が必要最小限に短くなる。また、本
実施例構成ではサイレンサ２１も熱交換器１２の
上方に設けられており、その設置についても、余
分なスペースを必要とせず、全体のコンパクト化
に寄与している。

（考案の効果） 以上のように本考案によれば、ヒートポンプ回
路における冷媒加圧用コンプレツサをエンジンに
て駆動するものにおいて、エンジンとコンプレツ
サがエンジン出力軸で連結され、エンジンのコン
プレツサ側の側面にエンジンの排気熱を回収する
ための熱交換器を配設したことにより、エンジン
の排気熱を回収してヒートポンプ回路の熱源とし
て有効に活用できることは勿論のこと、エンジン
出力軸の一端側のコンプレツサ連結部の上方に存
在するスペースを利用して上記熱交換器をコンパ
クトにレイアウトすることができ、さらに、排気
マニホールドの集合部下流側端部と上記熱交換器
の排気ガス入口部とを接近させてその間の通路を
コンパクト化することができる。従つて、通常の
車両用エンジンを転用してもエンジンの全高、全
巾寸法を大きくすることはなく、コンパクト化を
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案のエンジン駆動式ヒートポンプ
装置におけるエンジンの一実施例を示す概略側面
図、第２図は同エンジンの上面図、第３図は同エ
ンジンの後面図、第４図は上記エンジンに設けら
れた熱交換器の上面図、第５図は第４図の−
線断面図、第６図は第４図の−線断面図、第
７図は上記エンジン駆動式ヒートポンプ装置の一
実施例構成を示す概略図である。 １……コンプレツサ、８……エンジン、８ａ…
…出力軸、１２……熱交換器。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ヒートポンプ回路における冷媒加圧用コンプレ
   ツサをエンジンにて駆動する構成としたエンジン
   駆動式ヒートポンプ装置において、出力軸方向に
   複数の気筒を並べた多気筒エンジンの出力軸の一
   端側にコンプレツサを駆動するコンプレツサ連結
   部を設け、このコンプレツサ連結部の上記一端側
   にコンプレツサを配置するとともに、このエンジ
   ンとコンプレツサとの間における上記コンプレツ
   サ連結部の上方に、エンジンの排気と熱媒体とが
   熱交換する排気熱回収用熱交換器を、その長手方
   向がエンジン上方から見て上記出力軸と直交する
   方向となるように配置する一方、排気マニホール
   ドを、気筒列に沿うようにエンジン出力軸方向に
   延び、かつその排気集合部の下流側端部が排気熱
   回収用熱交換器側のエンジン端部付近に位置する
   ように配置し、上記排気熱回収用熱交換器の長手
   方向端部の排気ガス入口部をエンジン出力軸方向
   から見て上記排気マニホールド側に設けたことを
   特徴とするエンジン駆動式ヒートポンプ装置。