JPS60207872A - 排気ガス処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野） 本発明は、硫黄分を含む石油系燃料を使用するエンジン
の排気ガスを中和処理するための排気ガス処理！装置に
関するものである。

Ｃ従来技Ｗ） 第３図にはガスエンジン１０／を動力源とする従来のエ
ンジン駆ｍ式空気調和機ｚｏｔＪＳ本されている。この
空気調和機２゜は、至内側愚交換器１０７を有する案外
ユニットＸ、と、案外側熱交換器／１０を有する室外ユ
ニットＹ、の二つのユニットで構成されている。

案外ユニットｘ６は、ケーシング／／６を隔壁板／／９
により上下２至即ち、該隔壁板／／９より上方に位置す
る熱交換奎／／７と該隔壁板／／９より下方に位置する
エンジン杢／／どの２室に区画し、該熱交換菟／／７内
に、案外側ユニット１０７と案外ファン／／３と西方弁
１０Ｓとアキュムレータ１０乙と案外（ｇ！ｌ電磁弁１
０ｇと案外側膨張弁１０ｑと冷却水ポンプ／２２を、ま
たエンジン’Ｍ／／ｇには、ガスエンジン１０／と該ガ
スエンジン１０／によって駆動される圧１１４８１１０
’ｌとガスエンジン１０／の排気ボートに接続される排
気熱交換器１０２と排気消音器１０３をそれぞれ威容し
ている。又、排気消音器ＩＯ，？の排気筒／３１Ｉには
、室外側熱交換器１０７の内側を通って熱交換器Ｍ、／
／７を上下方向に貫通する尾管１２ヲが取付けられてい
る。さらに、排気熱交換ｔｌ！ＩＯ２は、冷却水管／２
３を介して別設置の給湯タンク７２／に接続されている
。

一方、室内ユニットＹ、は、室内側熱交換器／ｌＯと室
内側ファン／１５と室内側電磁弁／／／と室内側膨張弁
／／２とを有している。

この空気調和機２．は、ガスエンジン１０／により圧ａ
ｉ機ＩＯ’ｔを駆動することにより暖房運転あるいは冷
房運転を行なう。今、この空気調和機２゜の作力を暖Ｍ
運転時を例にとって簡単に説明すると、暖房運転時には
、圧縮８Ｇ１０１１において圧縮された高温高圧の冷媒
ガスは、四方弁１０５を経て室内ユニットＹ、に至り、
該室内ユニットＹ、の室内側熱交換器／１０において凝
縮して凝縮勲を発し所定の＠房作用を行なう。型内側熱
交換ｆｌｉ／１０において凝縮した液冷媒は、室内側膨
張弁／／２を通って室外ユニットＸ、の室内側熱交換器
ｌＯ７に至り、該室内側熱交換′Ｂ１０７において蒸発
して低温の冷媒ガスとなったあと、盗外側ｓａ！弁１０
ｒから四方弁１０５さらにアキュムレータ１０６を経て
圧縮８１０ＩＩに戻る一連の暖房サイクルを行なう。

一方、ガスエンジン１０／の運転により該ガスエンジン
１０／から排出される排気ガスは、排気熱交換ｎ１０２
から排気消音器１０３を経て尾管／２ｑから外部へ排出
される。この際、ガスエンジン１０／から排出された高
温の排気ガスは、排気熱交換Ｈ１０２においてエンジン
冷却水と熱交換を行ない、さらに排気消音器１０３内に
おいて膨張・圧縮を繰り返えすに従って次第にそのガス
温度が低下せしめられ、特に尾管／２９部分においては
大気温度が低温である（冬期）上に室外側熱交換器１０
７において吸熱作用Ｃ蒸発作用）が働らくため一層冷却
される。このため、排気ガス内に含まれていた水蒸気は
、排気熱交換器１０．２、排気消音器１０３及び尾管／
２ｑ内において凝縮して凝縮水となり、第１排水管／２
Ｓ及び第２排水管／、２４’を通って外部へ排出され、
また排気ガスは尾管／２９から外部へ放出される。

ところが、このように排気熱交換器１０２と排気消音＠
％１０３と尾管／、２９が直列に連結され、しかも排気
消音器１０３と尾管／２９が上向きに配置された排気系
においては、排気消音器１０３及び尾管／２９内の流れ
が下向きの流れとなるため、排気消音器７０３内部の連
通管／３２．／３３の下端部／３２ｃ＆、／３３ａや絞
り通路／３３Ａ　＋　／３！；Ｂ、／３３ｃにおいて該
排気消音器１０３内部を上方に向って吹き抜ける排気ガ
ス流と下方に向って流下する凝縮水とが衝突し、ゴボゴ
ボという不快な低周波音を発生することになる（Ｍ音の
増大）。

一方、本発明者らの実験によれば凝縮作用の大きい尾９
１１２９を取り除くことにより凝縮員が激減し、それに
伴なって排気系からの低周波音が低下することが確認さ
れた。例えば、エンジン回転数ｈ＝、ｌｏｏＯｒｐｍ、
暖房部屋部Ｃ室内ユニット数）ｎ＝２、外気温度Ｔ　＝
　７　’Ｃの粂件下におし）て尾管／２りを取付けた場
合の騒音レベルと尾管／２りを取り除いた場合の騒音レ
ベルとを室外ユニットＸ、の前方／ｍの位置で７１１！
＋足したところ、尾管／、２９を取付けた場合には！；
３．！；ｄＢであった騒音レベルが尾管／２９を取除く
ことにより３１１ｄＢまで低下した。従って、エンジン
の排気騒音を低下させるためには、尾管／、２ｑを取り
除けばよいということがいえる。

しかしながら、尾管／２９を取り除くと、排気ガスが排
気消音ｎ１０３からそのまま熱交換器室／／７内に放出
され、該熱交換器室／／７内のアルミニウム、銅あるい
は鉄等の酸に弱い材料で形成された室外側熱交換器１０
７、ファン駆動モータ／／’ｌあるいはケーシング／／
６が排気ガス中の水蒸気みるいは水蒸気の露結による水
筒（凝縮水）に直接晒されるため、該各機器が腐食損傷
するおそれがある。即ち、天然ガス、軽油等の石油系燃
料には硫黄分が含まれており、特に天然ガス中にはガス
洩れ検知用にさらに硫黄系の付臭剤が添加されている。

従って、この硫黄分を含む天然ガス等のｆＩＩ５料が燃
焼すると、燃料中の硫黄系物質と水との反応により硫酸
あるいは塩酸等の強酸性物質が生成され、その結果、排
気ガス中の水分Ｃ水蒸気）は約ＰＨ３〜４ｚ　Ｃ天然ガ
スの場合）の強酸性をボす。

尚、排気ガス中の、１ｔ′蒸気が凝縮して起こる上記の
如き不具合は、突気ｖＩｉ相機２．を暖房運転する場合
、換言すれば冬期の如く外気温の低い場合に発生するも
のであり、冷房運転する場合、換言すれば夏＄の如く外
気温の高い場合にはほとんど発生しない。

尚、給湯タンク／２／内の水は、ガスエンジンｌＯ／で
回ぺされる燃焼熱と、排気熱交換器１０２で回収される
排気熱により加熱される。

Ｃ発明の目的） 本発明は、上記の如き従来の排気ガス処理装置の問題に
鑑み、排気ガスを中和処理することにより機器の腐食損
傷を可及的に抑制、してその耐久性の向上を図り、さら
にＩＭ縮水と排気ガス流の衝突に起因するａＲ波音の発
生を抑えることにより排気Ｍ雷の低減化を図るようにし
た排気ガス処理装置を提供することを目的としてなされ
たものである。

Ｃ発明の構成） 本発明の排気ガス処理装置は、排気淳入口と排気出口と
を葡する処理室内に、排気ガスと接触することにより該
排気ガスを中和させる如く作用する中和剤よりなる中和
剤層と適宜の熱導体よりなる熱導体層とを前記排気ガス
の流通方向に多Ｊｌｉ１法に配置するとともに、前記処
理室の底部に、該処理室内において凝縮した凝縮水を排
出するための排水口を形成したことを特徴とするもので
ある。

（＄施例） 以下、本発明の排気ガス処理装置をガスエンジンｌ＃、
ｌｌｌ１式空気調和機のガスエンジンの排気系に適用し
た場合を実施例として説明すると、第７図にはガスエン
ジン駆動式空気調和ｆｉＺの全体システム図が示されて
いる。この空気調和機２は、前述の従来例の９！気調和
１ｓｚＯ（第３図参照）とは排気系の一部が興なるのみ
で全体的にはほぼ同一構造を葡している・ため、１４−
ｍ１Ｉ！Ｗ、分についてはＷｌｘＬに部品の説明のみを
行ない、その重複説明を避ける。

第１因において符号Ｘは室外ユニット、Ｙは室内ユニッ
トであり、この室外ユニットＸと室内ユニットＹで突気
調和機２が構成されている。又、符号／は圧ｔＭ綴り駆
動用のガスエンジン、２は排気熱交換器、３は排気消音
器、ｊは四方弁、乙はアキュムレータ、７は室外側ユニ
ット、ざは室外側Ｓ磁弁、９は室外側膨張弁、１０は室
内側熱交換器、／／は室内側Ｓ磁弁、／２は室内側膨張
弁、／３は室外ファン、７≠はファンモータ、／Ｓは１
内ファン、／乙は室外ユニットＸのケーシング、／７は
ケーシング／６内に形成された熱交換器室、７ｇはエン
ジン室、／りは熱交換器室／７とエンジン基／にを区画
する隔壁板、２／は給湯タンク、２２は冷却水ポンプ、
２３は冷却水管、２１１は排気熱交換器−内のｗｍ水を
排出する第７排水管１．２ｓは排気消音器３内の凝縮水
を排出する第２排水管である。

排気消音器３から上方に突出する排気向３１には、本発
明実施例に係る排気ガス処理装ｆｌｌｌｔｏが取付けら
れている。この排気ガス処理装置ｔｏは、第２図に拡大
図ボする如く密閉容器状の外ケース１４／と、該外ケー
ス≠７内に嵌装され核外ケースｔノとの間に略環状の閉
空間＋＋を形成する有底筒状の内ケース≠２よりなる処
理ケースｔ７を有しているｌこの処理ケースｔ７内の閉
ｇ！間＜＜＜＜は、排気ガスＧの処理室となるものであ
り、以下の説明においてはこの閉窒間ＩＩ弘を処理Ｍ≠
ｔという）。

外ケース≠７は、その下部外周面！／ｃ＆に周方向に等
間隔で適宜大きさの排気出口１１３　、’１３・・を、
また蟲面４７／ｂに適宜径の排水口Ｉ１６をそれぞれ形
成している。又、内ケースｔ２の上部外側面≠、２αに
は適宜径の排気ガス導入口ｐｓ　、　ｌｌｓ・・が多数
形成されている。この処理ケース≠７は、排気消音器３
の排気（Ｎ３’ｌの外側に内ケース≠−を嵌挿させた状
態で取付ボルト１７ｑにより固着される。従って、排気
消音Ｈ３から排出された排気ガスＧは、内ケースＩＩ２
の′□排気ガス導入口ｔ５゜≠５・・を通って処理ｇｌ
Ｉ＋内に流入したのち、該処理Ｍ弘μを径方向に横断し
ながら流下し、外ケースグ／の排気出口ｔＩ３．１１３
・・から外部に放出される。

さらに、処理Ｘ＋＋内には、排気ガスＧの流れを横切る
如く該処理室１１．ｔの内周面側から外周面側に向って
、ステンレス製金網を充填してなる円筒状の内側熱導体
層５２とマグネシウムを充填してなる円筒状の中和剤層
５／とステンレス製金網を充填してなる円筒状の外側熱
導体層５３が三層懇に積層形成されている。尚、内側熱
導体層５２及び外側熱導体層５３は、排気ガスの流通抵
抗を所定値以下に抑えられるようにそのステンレス製金
網の充填度が設定される。

又、処理ケース１７の底面’＋／ｂに形成した排水口ｌ
１６は、排気消音器３内を通過することなく第３排水管
２乙を介してそのまま外部に連通せしめられている。

上述の如＜ｍ成された排気ガス処理袋ｙｉｔｔｉｏを排
気消音器３の排気′″ｍ３＋に装着すると、排気消音ｔ
１１３から排出された排気ガスＣは、排気ガス導入口４
４５．≠５・・かう処理菟ｔｔ内に流入したのち排気出
口’１３　、’１３・・から外部へ排出されるわけであ
るが、その場合、排気ガスＧが内側熱導体１！ｍ！；２
及び外側熱導体１１１３３を通過する間に各熱導体層３
２．！；３のステンレス金網によって冷却されるため、
該排気ガスＣ中に含まれていた水蒸気は各熱導体Ｎ！；
２．！；３において順次凝縮せしめられると同時に、中
和剤層Ｓ／のマグネシウムと接触して強酸性から中和さ
れ、中性の凝縮水Ｗとなって排水ログ乙から第３排水管
２乙を通って外部へ排出される。従って、排気出口弘３
゜≠３・・から熱交換器Ｍ／７を経て外部へ排出される
排気ガスＣ中には、はとんど硫黄成分を含んだ水蒸気は
含まれておらず、このため、排気ガスＣが熱交換器室７
７内の室外側熱交換器７とかファンモータ／／ＩＩとか
の酸に弱い材質よりなる機器に直接触れてもこれら機器
にはほとんど腐食損傷は発生しないことになる。

又、外部へ排出される凝縮水Ｗは、中和剤によって中和
されているため、たとえ排出途中において他の装Ｍｍ器
等と接触してもこれら装置・機器を腐食させるようなこ
ともない。さらに、この凝縮水Ｗは、第３図に示した従
来構造のものの如く高温の排気ガスＧの流通する排気消
音器３内に流入しないため、排気ガスＧにより加熱され
てその酸性濃度が′ｒｍ縮されるというようなおそれも
ない。

即ち、Ｍｂｔ＊ｗは、常に中和された状態で外部へ排出
されることになる。

さらに、処理室ｔｔ内において凝縮した凝縮水Ｗは、該
処理Ｍ’ｌ’ｌからそのまま第３排水管２乙を通って外
部へ排出されるため、第３図に示す従来構造のものの如
く凝縮水Ｗが排気消音器３内を下向きに流下して該排気
消音器３内を上方に向って流通する排気ガスと連通管３
２．３３の下端部３２６．３３６あるいは絞り通路３！
；Ａ＋３！；Ｂ。

３ＳＣにおいて衝突し、不快な低周波音を発生するとい
うようなことがなくなる。

上述の如くこの排気ガス処理袋ＭｔＩｏは、排気ガスＧ
中の水分を凝縮させて凝縮水Ｗとし、これをさらに中和
剤によって中和するようにしているため、図ボ実施例の
如くエンジン周辺に酸に弱い材質よりなる装置、機器が
配置され且つ燃卦として特に硫黄分の含有率ｆ付臭剤も
含む）の多い天然ガスを燃料とするガスエンジンを備え
たエンジン躯動式空気調和機に適用した場合には特に顕
著な効果が得られる。

Ｃ発明の効果） 本発明の排気ガス処理装置は、処理室内に、中和剤層と
熱導体層とを排気ガスの流通方向に多層状に配置し、排
気ガス中に含まれている強酸性を示す水蒸気を熱導体層
部分においてＭ縮きせると同時に、中和層において中和
して外部へ排出するようにしているため、エンジンから
排出された排気ガスを中和処理を施すことなくそのまま
外部へ排出するような場合の如く排気ガス中の強酸性水
分によって周辺機器が腐食損傷するということがなく、
エンジンを備えた装置全体の耐久性が向上するという効
果がある。

さらに、排気ガス中に含まれていた水蒸気の凝銘水を排
気消音器等の排気系に戻すことなく処理案から直接外部
へ排出するようにしているため、第３図にボす従来例の
如（排気消音器内に流入する凝縮水と排気ガス流の衝突
によって低周波音が発生するということがほとんどなく
、それだけエンジンの排気騒音が低下し、エンジンの静
粛運転が可能になるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例に係る排気ガス処理装置を備えた
エンジン駆動式空気調和機の全体システム図、第２図は
第１図の１部拡大縦断面図、第３図は従来構造のエンジ
ン駆動式空気調和機の全体システム図である。 ｔ３・・・・排気出口 ≠≠・・・・処理案 ＋、１−・・・排気ガス導入口 ≠６・・・・排水口 Ｓ／・−・・中和剤層 Ｇ・・・・・排気ガス Ｗｌ・・・・凝縮水

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ／、排気導入口／４Ｚｊ）、（１１！；）　・・と排気
   出口（Ｑ３＞、（ＩＩ３）　・・とを有する処理室／＋
   ｌ内に、排気ガスｌＧ）と接触することにより該排気ガ
   ス（（１）を中和させる如く作用する中和剤よりなる中
   和剤ＩＩＩ（！；／）と適宜の熱導体よりなる熱導体層
   （！；２＞　、Ｉ！；３）とを前記排気ガスＣＧ）の流
   通方向に多層状に配激するとともに、前記処理室１１１
   １Ａ＞の底部［１Ｇ）に、該処理室（１７≠）内におい
   て凝縮した凝縮水ｔｙ）を排出するための排水口１．＜
   ）を形成したことを特徴とする排気ガス処理装置。