JP2001132565A - 防音ケース付きエンジン作業機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 騒音を低減するとともに、熱回収の効率低下
を防止すること。 【解決手段】 エンジン作業機は、エンジン２と、エン
ジン２で駆動される発電機３と、エンジン２の排熱を熱
媒体を循環させて回収する排熱回収装置とからなり、こ
れら各要素は防音ケース１３内に収容される。防音ケー
ス１３の内部は仕切壁１００で上下に仕切られて２つの
部屋になっている。下の部屋にエンジン２、発電機３、
および排気熱交換器９等の排熱回収装置を収容し、上の
部屋にエアクリーナ７および電気制御装置２６等を収容
する。特に、エアクリーナ７は吸音材が貼られた壁２０
０で密閉された小部屋に収容される。燃焼用空気は密閉
室に導入されてエアクリーナ７を経由し、エンジン２へ
供給される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、防音ケース付きエ
ンジン作業機に関し、特に、エンジンの排熱回収装置を
有する防音ケース付きエンジン作業機に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、地球環境保護の必要性が喧伝さ
れ、都市ガス等を燃料とするガスエンジン等を動力源と
して発電および給湯等を行うものにおいて、コジェネレ
ーション装置のようにエンジンの運転に伴って発生する
熱を回収して利用する装置が注目されている。この種の
コジェネレーション装置等、エンジンの排熱回収装置を
有する作業機では、周囲環境への運転騒音を考慮して装
置全体を防音ケースで覆うようにしていることが多い。
例えば、実公平７−４６７４１号公報には、防音ケース
内にエンジンとともとに収容されている制御機器等の電
装機器を冷却するための換気用ファンと換気口とについ
て工夫がされた作業機が開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、排熱回収装置
ではいかに熱回収率を高めるかが重要である。したがっ
て、エンジンが収容された防音ケース内を換気して温度
を下げることは熱損失の増大につながるため、効率的な
エンジンの排熱回収の観点から好ましくない。

【０００４】また、エンジンに供給される燃焼用空気に
ついては、運転効率が低下するのを防止するため、その
温度が適正範囲よりも高くならないようにする必要があ
るし、燃料ガスの制御部分つまり調圧装置や遮断弁等の
配管についても温度が高くなりすぎないようにすること
が必要である。

【０００５】また、換気ファンを駆動することにより装
置自体の運転のためのエネルギ消費量が増大するという
問題点もある。さらに、特に静粛性が要求される家庭用
等の小型コジェネレーション装置では、換気ファンの風
切り音や燃焼用空気の吸気音自体も騒音源となり易い。

【０００６】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、エンジンの排熱回収装置の周囲温
度を下げず、一方では燃焼用空気や燃料ガス配管等の温
度上昇をきたさないようにし、かつ騒音を低減すること
ができる防音ケース付きエンジン作業機を提供すること
にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、エンジンと、
このエンジンで駆動される作業機と、前記エンジンの排
熱を熱媒体を循環させて回収する排熱回収装置とを防音
ケース内に収容し、回収された熱を前記防音ケースの外
部に供給する防音ケース付きエンジン作業機において、
前記防音ケースの内部でエアクリーナおよびガス制御装
置を収容する密閉室と、前記密閉室に燃焼用空気を引込
むための吸気管と、前記密閉室の燃料供給系に燃料ガス
を引込むためのガス導入管と、前記吸気管から引込まれ
た前記密閉室内の空気を前記エアクリーナを介してエン
ジンへ供給する第２の吸気管と、前記ガス導入管から引
込まれた燃料ガスを前記ガス制御装置を介してエンジン
へ供給する第２のガス導入管とを具備した点に第１の特
徴がある。

【０００８】また、本発明は、前記防音ケースの内部を
上下に仕切って互いに空気の流れを遮断した２つの部屋
を設け、前記２つの部屋のうち上段の部屋には電気制御
装置および前記密閉室を収容し、下段の部屋には前記エ
ンジン、前記作業機、および前記排熱回収装置を収容す
るとともに、前記下段の部屋の底部には空気取入孔を設
け、前記下段の部屋の上部にはラビリンス構造を有する
排気通路を設けた点に第２の特徴がある。さらに、本発
明は、前記ガス制御装置には、調圧器および遮断弁が含
まれている点に第３の特徴がある。

【０００９】第１〜第３の特徴によれば、エアクリーナ
およびガス制御装置を密閉室に収容したので、エンジン
等の雰囲気によって吸気温度が上昇するのを防止でき、
ガス燃料も適正な温度／圧力に維持できる。また、ガス
制御装置の配管接続部を他の発熱部品から確実に遮蔽す
ることができるし、エアクリーナの吸気音の漏れを大幅
抑制することができる。さらに、エンジン等が収容され
ている部屋の温度を吸気の適正温度や燃料ガスの適正温
度にまで下げる必要がなくなるので、熱媒体による熱回
収の効率を低下させることがない。

【００１０】特に、第２の特徴によれば、ラビリンス構
造部分によって前記排気通路から漏出する運転音を大幅
抑制することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して本発明の一
実施形態を詳細に説明する。図１はコジェネレーション
装置に含まれる排熱回収装置の構成を示すブロック図で
ある。排熱回収装置１はエンジン発電機のエンジン部か
ら排熱を回収するよう構成される。排熱回収装置１は、
仕切板１００で仕切られた上下２つの部屋からなり、こ
の仕切板１００によって２つの部屋は互いに空気の流通
が遮断されている。２つの部屋のうち、下方の部屋には
エンジン２およびエンジン２に機械的に連結駆動される
発電機３が設けられている。発電機３はエンジン回転数
に応じた交流電力を発生する。エンジン２には潤滑オイ
ルを溜めるオイルパン４が設けられる。オイルパン４に
はオイルクーラ（オイル熱交換器）５が接続されてお
り、オイル熱交換器５はオイルパン４内のオイルと熱媒
体（冷却水）との熱交換を行う。

【００１２】エンジン２が収容された部屋から隔離して
エンジン２の熱の影響を受けにくくした上の部屋には、
エアクリーナ７ならびにバッテリ２５やＥＣＵ２６など
の電装機器が設けられる。仕切板１００で仕切られた上
の部屋はさらに縦の仕切板２００によって２つに仕切ら
れ、エアクリーナ７はこの仕切板２００で仕切られた２
つの部屋の一方に収容される。エンジン２のシリンダヘ
ッド６にはエアクリーナ７から空気が取入れられる。エ
ンジン２からの排気は排気マニホルド８および排気熱交
換器９を通り、サイレンサ３１を経て外部へ排出され
る。

【００１３】エンジン２で発生した熱を効率よく回収す
るための熱媒体の循環経路１２が設定されている。熱媒
体を循環させるためのウォータポンプ１０が熱媒体の循
環経路１２の入口側に設けられる。この配置により、高
温の熱媒体との接触が避けられるのでシール部材等が劣
化しにくくなり、ウォータポンプ１０の長寿命化が図ら
れる。ウォータポンプ１０で給送された熱媒体はオイル
パン４内のオイル熱交換器５、排気熱交換器９、エンジ
ン２、シリンダヘッド６、サーモカバー１６を順に経
て、外部の熱負荷へ循環する。サーモカバー１６はサー
モスタットを内蔵していて、予め設定した温度以下では
閉弁して熱媒体によるシリンダの温度低下を防ぐことが
できる。

【００１４】熱媒体が循環経路１２を循環することによ
ってエンジン２で発生した熱が回収されて熱負荷へ供給
される。すなわち、熱媒体はオイルパン４内のオイル熱
交換器５に導入され、エンジン２から回収されたオイル
と熱交換してオイルを冷却するとともにそれから熱を得
る。続いて熱媒体は排気熱交換器９でエンジン２からの
排気と熱交換して熱を得る。オイル熱交換器５および排
気熱交換器９で熱を得て温度上昇した熱媒体は、さらに
エンジン２のシリンダ壁やシリンダヘッド６に設けられ
た管路つまりウォータジャケット６Ａからなる冷却部お
よびシリンダヘッド６を通って熱回収し、その温度がさ
らに上昇させられる。

【００１５】図２は上記排熱回収装置の外観を示す右側
斜視図、図３は同左側斜視図である。図２および図３に
おいて、排熱回収装置１は上板１３Ａ、底板１３Ｂ、お
よび側板１３Ｃからなる防音ケース１３によって覆われ
ている。底板１３Ｂには脚１４が設けられ、側板１３Ｃ
の右側には電気入出力端子１５や取手１７等が設けられ
ている。さらに側板１３Ｃの右側には熱媒体入口パイプ
１８、熱媒体出口パイプ１９、および凝縮水ドレーンパ
イプ２０、ならびに燃料ガス入口パイプ２１がそれぞれ
貫通する孔が形成されている。上板１３Ａには吸気管２
２および排気管２３がそれぞれ貫通する孔が形成されて
いる。

【００１６】また、側板１３Ｃの左側には入力制御パネ
ル１５Ａや取手１７Ａが設けられている。さらに側板１
３Ｃの左側には前記熱媒体入口パイプ１８および熱媒体
出口パイプ１９とそれぞれつながる熱媒体左入口パイプ
４７および熱媒体左出口パイプ４８がそれぞれ貫通する
孔が形成されている。熱媒体入口パイプ１８および熱媒
体左入口パイプ４７、ならびに熱媒体出口パイプ１９お
よび熱媒体左出口パイプ４８はそれぞれケース１３内で
図示しないホースでつながれていて、ケース１３の左右
任意の側から熱媒体の出入れが可能になっている。図３
では、右側から熱媒体を出し入れする設定になっている
ため熱媒体左入口パイプ４７および熱媒体左出口パイプ
４８は栓で塞がれている。

【００１７】続いて、排熱回収装置１の内部構造をさら
に説明する。図４はケースを一部取り外した状態の排熱
回収装置の正面図、図５は同右側面図、図６は同上面図
である。図４〜図６において、排熱回収装置１の上部に
はエアクリーナ７、バッテリ２５、ＥＣＵ２６、ならび
にＡＶＲ５２および燃料ガスの調圧器５３（図６）が配
置され、最下部には排気熱交換器９が、中間部にはエン
ジン２がそれぞれ配置されている。エンジン２はクラン
ク軸（図示しない）が垂直に設定されたバーチカルタイ
プであり、クランク軸には発電機３が結合されていると
ともに、エンジン２の下部にはオイルパン４が配置され
ている。エンジン２のシリンダヘッドの上方にはミキサ
２７が設けられ、ミキサ２７にはエアクリーナ７から延
びた吸気用ホース（第２の吸気管）２８と、前記調圧器
５３を経て燃料ガス入口パイプ２１から延びたガスパイ
プ２９（第２のガス導入管）とがそれぞれ接続されてい
る。

【００１８】エアクリーナ７およびガス制御装置つまり
調圧器（ガス遮断弁を含む）５３は縦の仕切板２００で
囲まれた小部屋に設置されている。この小部屋の内側に
は吸音材が貼付けられる。こうして、エアクリーナ７等
が収容された小部屋は外部と遮断されているため、エア
クリーナ７が空気を吸入するときの吸気音が外部に漏れ
るのを防止できる。また、外部と遮断された小部屋に吸
気管２２から直接空気が取込まれ、その空気がエアクリ
ーナ７を通じてエンジン２に供給されるので、吸気の温
度が高くなりすぎることがなく、エンジンの運転効率の
低下を防止できる。さらに、調圧器３６から延びるガス
パイプ２９も、この小部屋内では適温下で適正に調節さ
れた圧力の燃料ガスがエンジンに供給される。

【００１９】前記底板１３Ｂには、側板１３Ｃに沿って
右ステー３０が立設されている。右ステー３０には前記
熱媒体入口パイプ１８、熱媒体出口パイプ１９、および
凝縮水ドレーンパイプ２０が取付けられている。排気熱
交換器９からの排気音を吸収するサイレンサ３１が前記
右ステー３０に沿って設けられている。サイレンサ３１
は前記排気管２３に接続され、吸気管２２はエアクリー
ナ７に接続される。サイレンサ３１には、その入口側に
曲管部３２が設けられていて、排気熱交換器９からの排
気は曲管部３２を経てサイレンサ３１に導入される。

【００２０】このように、エンジン２をバーチカルタイ
プにし、作業機である発電機３を縦軸に配置したクラン
ク軸に連結するとともに、排気熱交換器９は水平に横た
わるエンジン２のシリンダの下方に配置して、全体とし
て縦長に設定されている。したがって、設置面積を小さ
くできるとともに、後述の自然対流による換気も能率よ
く行うことができる。

【００２１】仕切板１００の下面には換気装置１１０が
設けられている。この換気装置１１０は図７等に関して
後述するように、防音ケース１３の底板１３Ｂに設けら
れた空気取入孔から取込んだ空気を防音ケース１３外へ
排出するためのラビリンス構造の排気通路を含んでい
る。

【００２２】次に、前記換気装置１１０について詳述す
る。図７は換気装置１１０の斜視図、図８は同平面図で
ある。換気装置１１０は皿状であり、上部は前記仕切板
１００で塞がれる。換気装置１１０の４方の壁のうち、
一方の端部には空気導入口１１１が設けられ、導入口１
１１が設けられた壁と対向する壁には導入口１１１から
遠い位置に空気排出口１１２が形成されている。また、
導入口１１１および空気排出口１１２間には、障害板１
１３，１１４が立設されており、導入口１１１および空
気排出口１１２間が直線的に導通しないようラビリンス
構造をなしている。したがって、導入口１１１から導入
された空気は矢印（図８）のように流れて排出口１１２
から流出する。

【００２３】図９は換気装置１１０を有する防音ケース
１３の斜視図であり、図１０は防音ケース１３の背面図
である。換気装置１１０は仕切板１００の下面に固定さ
れている。ケース１３の底板１３Ｂには空気取入孔５５
が設けられていて、ケース１３の背面には、換気装置１
１０の排出口１１２と対向する位置に吹出口５６が形成
されている。この構成により、空気取入孔５５から外気
がケース１３内に取込まれる。エンジン２が収容されて
いるケース１３内の下部の部屋では、室温が高まってい
るので、空気は下から上へ対流している。上方に対流し
た空気は導入口１１１から換気装置１１０内に導入さ
れ、ラビリンスを通過して排出口１１２およびケース１
３の吹出口５６から外部ー放出される。

【００２４】このように、電装機器等が設置されたケー
ス１３の上部の部屋は、仕切板１００によってエンジン
２等が設置された下部の部屋からの熱の影響を受けにく
くなっている。特に、縦の仕切板２００で囲まれた小部
屋に収容されたエアクリーナ７やガスの調圧器５３等は
エンジン２からの熱の影響を受けないだけでなく、吸音
材の作用によって作動音の漏れを少なくすることができ
る。

【００２５】一方、下部の部屋では自然対流によって換
気を行っており、強制換気と違って必要以上に室温が低
下するのを防止できるので排熱回収の効率を低下させる
ことがない。さらに、強制換気のように換気ファンの風
切り音が生じないし、換気ファンを運転するためのエネ
ルギも不要である。

【００２６】本実施形態では、防音ケース内をエンジン
等が収容され比較的高温の部屋と、電装機器等が設置さ
れた部屋とを上下に仕切ったが、これら２つの部屋間で
空気の流れが遮断されている状態であれば、必ずしも上
下に仕切るのに限らず、水平に分離した２つの部屋であ
ってもよい。また、エンジン２によって駆動されるのは
発電機に限らず、エンジンを駆動源とする他の作業機で
あってもよい。

【００２７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１〜請求項３の発明によれば、燃焼用空気や燃料ガス
を、熱効率を高めるのに適した温度に維持できるし、エ
ンジンや排熱回収装置の雰囲気を燃焼用空気や燃料ガス
に対応させて低温にすることなく比較的高温に維持でき
るので、熱損失の低下を防止することができる。また、
ガス制御装置の配管接続部分を他の発熱部品から確実に
遮蔽することができるし、エアクリーナの吸気音の漏出
を大幅抑制することもできる。

【００２８】さらに、請求項２の発明によれば換気は自
然対流によるので、換気用ファンによる風切り音をなく
すことができるし、換気用ファンの駆動エネルギを節約
できる。特に、ラビリンス構造の排気通路により、この
通路からの運転音漏出を大幅抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態に係る排熱回収装置の要
部構成を示すブロック図である。

【図２】 排熱回収装置の右外観斜視図である。

【図３】 排熱回収装置の左外観斜視図である。

【図４】 ケースを取外した状態の排熱回収装置の正面
図である。

【図５】 ケースを取外した状態の排熱回収装置の右側
面図である。

【図６】 ケースを取外した状態の排熱回収装置の上面
図である。

【図７】 換気装置の斜視図である。

【図８】 換気装置の平面図である。

【図９】 防音ケースの斜視図である。

【図１０】 防音ケースの背面図である。

【符号の説明】

１…排熱回収装置、 ２…エンジン、 ３…発電機、
４…オイルパン、 ５…オイル熱交換器、 ７…エアク
リーナ、 ９…排気熱交換器、 １０…熱媒体用ポン
プ、 １２…循環経路、 １３…防音ケース、 ２２…
吸気管、 ２３…排気管、 ２６…ＥＣＵ、 ２８…吸
気用ホース、 ２９…ガスパイプ、 ３１…サイレン
サ、 ５３…調圧器、 １００…仕切板、 １１０…換
気装置、 ２００…縦の仕切板

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンと、このエンジンで駆動される
   作業機と、前記エンジンの排熱を熱媒体を循環させて回
   収する排熱回収装置とを防音ケース内に収容し、回収さ
   れた熱を前記防音ケースの外部に供給する防音ケース付
   きエンジン作業機において、 前記防音ケースの内部でエアクリーナおよびガス制御装
   置を収容する密閉室と、 前記密閉室に燃焼用空気を引込むための吸気管と、 前記密閉室の燃料供給系に燃料ガスを引込むためのガス
   導入管と、 前記吸気管から引込まれた前記密閉室内の空気を前記エ
   アクリーナを介してエンジンへ供給する第２の吸気管
   と、 前記ガス導入管から引込まれた燃料ガスを前記ガス制御
   装置を介してエンジンへ供給する第２のガス導入管とを
   具備したことを特徴とする防音ケース付きエンジン作業
   機。
2. 【請求項２】 前記防音ケースの内部を上下に仕切って
   互いに空気の流れを遮断した２つの部屋を設け、 前記２つの部屋のうち上段の部屋には電気制御装置およ
   び前記密閉室を収容し、下段の部屋には前記エンジン、
   前記作業機、および前記排熱回収装置を収容するととも
   に、 前記下段の部屋の底部には空気取入孔を設け、前記下段
   の部屋の上部にはラビリンス構造を有する排気通路を設
   けたことを特徴とする請求項１記載の防音ケース付きエ
   ンジン作業機。
3. 【請求項３】 前記ガス制御装置には、調圧器および遮
   断弁が含まれていることを特徴とする請求項１または請
   求項２記載の防音ケース付きエンジン作業機。