JP2002138916A - 可搬形又は車載形発電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本体３がカバー１ｃで覆われたディーゼルエン
ジンにより、発電機２を駆動させて発電する可搬形又は
車載形の発電装置Ａにおいて、その燃料ポンプ５の温度
の上昇を防ぎ、その結果、燃料ポンプ５の寿命を延ばす
手段を提供すること。 【解決手段】ディーゼルエンジンの本体３から燃料タン
ク４に燃料を戻す戻り配管４ｂの途中に、燃料冷却手段
９を設ける。その燃料冷却手段９は燃料の熱を空気中に
放熱するものとしたり、放熱管を羊腸状又は螺旋状に折
曲形成したものとしたりすることがその製作が容易で好
ましい。また、この燃料冷却手段９は、冷却水冷却用フ
ァン７ａのファン気流領域内に設けるとその効果が大き
い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、可搬形又は車載形の発
電装置に関するものである。より詳しくは、本体がカバ
ーで覆われたディーゼルエンジンにより発電機を駆動さ
せて発電する可搬形又は車載形の発電装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】可搬形発電装置とは、工事用などの仮設
電源として、ケーブルで建設機械などの仮設電気設備に
接続して使用し、随時容易に移動して使用できる発電設
備で、運転に必要な付属設備とともに共通台床上に備え
たもののことである。この可搬形発電装置は、その駆動
機関の本体周りをカバーで覆い、その騒音の低減を図っ
ているが、通常は発電機及び付属設備も同一のカバー内
に設置し、また、カバー内側にグラスウール等の吸音材
を貼り付けて、カバーの遮音性能を向上させている。

【０００３】車載形発電装置とは、移動電源車とも呼ば
れ、本体を荷物室にのせた発電装置により電気を車外に
供給する手段を有する車両のことである。荷物室は、ト
ラックのシャーシ上に設けたもの、トラクタートレーラ
ー形式のトラックのトレーラー部分に設けたもの、ワン
ボックスカーの運転室より後ろ側に設けたものなどがあ
る。この荷物室も可搬形発電装置と同様にカバーで覆う
など、上述の可搬形発電装置と同様に、その騒音の低減
を図っている。

【０００４】この車載形発電装置は、テレビ、ラジオの
放送中継用電源や、屋外で行われる各種イベントやコン
サートの電源、及び屋内で行われる催しの常設電源に対
する補強用電源、また、携帯電話、ＰＨＳの中継基地の
非常時緊急電源、特殊な用途として地上での航空機のエ
ンジン停止時における電源供給手段などの目的で、２０
年ほど前から短期使用型の電源装置として用いられてき
ている。

【０００５】このような可搬形、車載形の発電装置駆動
用の内燃機関としては、以下の理由からディーゼルエン
ジンが主に用いられている。 （１） ガソリンエンジンや、タービンエンジンに比
べて丈夫であり寿命が長い。 （２） ２０００ｒｐｍ以下の低回転数におけるトル
クが高く、４極以上の発電機と直結して使用することが
できる。 （３） 熱効率がよい等の理由から、他のエンジンに
比べて燃費がよい。 （４） 通常燃料として使用される軽油又はＡ重油が
安価で、その取り扱いが比較的容易である。

【０００６】このようなディーゼルエンジンにおいて
は、そのディーゼルエンジンを運転するために、燃料を
燃料タンクからディーゼルエンジンの本体に移送する燃
料ポンプが付設されている。その中でも、一台の燃料ポ
ンプで燃料噴射タイミングのずれた複数の噴射ノズルに
同時に燃料を送るため、燃料をディーゼルエンジンの本
体などに、その燃料ポンプにより大目に送り、余った燃
料を燃料タンクに戻す形式のディーゼルエンジンがあ
る。

【０００７】この形式のディーゼルエンジンにおいて
は、そのディーゼルエンジンの本体に、燃料タンクから
燃料を送るための送り配管と前記エンジンの本体から燃
料タンク内に燃料を戻すための戻り配管とを有する。ま
た、このような可搬形又は車載形発電装置は、ほとんど
の場合その本体がカバーで覆われており、どうしてもエ
ンジンの熱がこもるため、カバー内の温度が上昇する傾
向にある。

【０００８】これに対し、ディーゼルエンジンは、その
冷却水冷却用ファンによりエンジン本体回りに気流を生
じるようになっている。その気流や冷却水の効果により
エンジン本体の温度もある程度下がるが、それでも、こ
のような、本体がカバーで覆われた可搬形又は車載形の
発電装置のエンジン温度は高くなる傾向がある。その結
果、以下のような問題点があった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】すなわち、エンジンの
本体から燃料タンク内に燃料を戻すための戻り配管を有
する可搬形又は車載形発電装置のディーゼルエンジンに
おいては、その燃料を燃料タンクからディーゼルエンジ
ン本体に移送する燃料ポンプの寿命が短く、その修理の
頻度が多いという問題があった。その中でも特に、燃料
ポンプの燃料送り量調整に使用するベアリングが焼きつ
いて、回りにくくなっていることが多く、このベアリン
グを頻繁に交換していた。

【００１０】発明者らは、前述のエンジンの温度上昇
が、ベアリング焼きつき等の燃料ポンプ故障の遠因であ
ると想定し、種々の実験を実施して本発明に到達した。
従って、本発明は、本体がカバーで覆われたディーゼル
エンジンにより発電機を駆動させて発電し、そのディー
ゼルエンジンは、該ディーゼルエンジンの本体から燃料
タンクに燃料を戻す戻り配管を有するものである可搬形
又は車載形発電装置において、その燃料ポンプの温度上
昇を防ぎ、また、その故障の発生を防ぐ手段を提供する
ことを目的とする。

【００１１】

【課題を解決する手段】上記課題を解決するために、請
求項１にかかる発明は、戻り配管の途中に燃料冷却手段
を設けたことを特徴とする。

【００１２】請求項２にかかる発明は、請求項１にかか
る発明の燃料冷却手段を、燃料の熱を空気中に放熱する
ものとすることである。

【００１３】請求項３にかかる発明は、請求項２にかか
る発明の燃料冷却手段を、ディーゼルエンジンの冷却水
冷却用ファンのファン気流領域内に設けることである。

【００１４】請求項４にかかる発明は、請求項２又は請
求項３にかかる発明の燃料冷却手段を、羊腸状又は螺旋
状に折曲形成した放熱管とすることである。

【００１５】請求項５にかかる発明は、戻り配管が、前
記ディーゼルエンジン本体内の燃料噴射ノズルから燃料
タンクに燃料を戻す配管である場合に請求項１〜請求項
４にかかる発明を適用することである。

【００１６】請求項６にかかる発明は、前記燃料ポンプ
も前記カバー内に設けられている場合に請求項１〜請求
項５の発明を適用することである。

【００１７】上述のように、ディーゼルエンジンの本体
が、カバーで覆われた可搬形又は車載形発電装置は、そ
のエンジン本体の冷却が十分でなく、その結果そのディ
ーゼルエンジンの本体から燃料タンクに燃料を戻す戻り
配管を有する場合には、エンジン本体からの戻り燃料の
温度も上昇している。一方、可搬形又は車載形発電装置
に積載している燃料タンクは、通常５０〜４００リッタ
ー程度と小さく特別仕様の大きいものでも１４００リッ
ター程度が限界であるため、戻り燃料の影響を受けやす
く、燃料タンクの温度も短時間で上昇してしまう。

【００１８】その結果、燃料タンクの温度が上昇する
と、燃料ポンプにも、暖められた燃料が送られるように
なる。そのため、燃料ポンプの温度が上昇し、ベアリン
グの寿命が短くなるなどの不具合が発生しやすくなると
考えられる。そこで発明者らは、ディーゼルエンジンか
らの戻り燃料の冷却装置を試作して実験をすることによ
り、上記一連の発明に到達したのである。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下本発明の一実施形態につい
て、図１から図３を用いて説明する。図１は車載形の発
電装置の概略説明図である。この発電装置Ａは、主とし
てトラックＢ、そのシャーシ１ａ上に載せられた荷物室
１のカバー１ｃに覆われて設置された発電機２及びその
発電機２を駆動するディーゼルエンジンの本体３並びに
それらの周辺装置とからなる。

【００２０】周辺装置のうち、燃料ポンプ５，冷却水ラ
ジエター７，冷却水冷却用ファン７ａなどはこのディー
ゼルエンジンの本体３の動力を利用するため、その本体
３に隣接して設けられ、燃料タンク４やマフラー６は、
安全等のため、ディーゼルエンジンの本体３と距離をお
いて設けられている。このようなディーゼルエンジンの
本体３に、燃料タンク４から燃料を送るための送り配管
４ａと前記エンジンの本体３から燃料タンク４内に燃料
を戻すための戻り配管４ｂが接続されている。

【００２１】また、燃料送り配管４ａの途中には、燃料
の固形分を取り除くフィルター４ｃと、エンジンの本体
３に燃料を移送するための燃料ポンプ５が接続されてい
る。これらのフィルター４ｃや燃料ポンプ５も、通常は
荷物室１のカバー１ｃ内に収められている。エンジンの
本体３からは、荷物室１の別室１ｂにエンジンの本体３
からの排出ガスを送る排気管６ａの一端が連結され、他
端は別室１ｂ内に設置されたマフラー６に繋がってい
る。

【００２２】さらに、マフラー６によって消音された排
出ガスは、煙突６ｂより別室１ｂの上方から排出される
ようになっている。なお、エンジンの本体３の内側には
冷却水が循環しており、その冷却水は、エンジンの本体
３前方に設置された、冷却水ラジエター７によって冷却
される。ラジエター７のエンジン本体３側には、冷却水
冷却用ファン７ａが取り付けられており、この冷却水冷
却用ファン７ａは、エンジンの出力の一部を取り出して
駆動する構造となっている。

【００２３】一方、エンジンの出力のほとんどは、その
本体３に直結された発電機２を駆動させることに使用さ
れる。また、発電機２と端子板２ｂとの間には、出力線
２ａが連結されており、その端子板２ｂに各種負荷をつ
ないで発電機２を駆動することにより発生した電力を使
用する。

【００２４】図２は、発電装置Ａのエンジンの本体３と
燃料タンク４との間における、燃料の循環フロー図であ
り、燃料は図２の太矢印の方向に流れる。なお、ディー
ゼルエンジンの本体３とは、この図に示すシリンダー３
ａ，クランクシャフト３ｂ，ピストン３ｅ、燃料噴射ノ
ズル８、シリンダヘッド、及びロッカアーム３ｆを覆う
カバーなどを含み一体化された部分である。最初にフィ
ルター４ｃで固形分を排除された燃料は、燃料ポンプ５
により、燃料タンク４からエンジンの本体３に送り配管
４ａを通って送り込まれる。エンジンの本体３中のシリ
ンダー３ａ上部には燃料噴射ノズル８が存在し、この燃
料噴射ノズル８からシリンダー３ａ内に燃料が噴射され
る。また、通常は、この燃料噴射ノズル８自体がそのノ
ズルから燃料噴射を噴射するポンプの機能を兼ねている
（ユニットインジェクターなど）か、または、燃料噴射
ノズル８から燃料を噴出させるための燃燃料噴射ポンプ
が併設されている。

【００２５】この燃料噴射ノズル８はノズル先端に通ず
る穴の孔面積をタイミングによって変更する機構となっ
ており、その孔からオーバーフローした燃料は、戻り配
管４ｂに戻る仕組みになっている。その燃料噴射ノズル
８の前記穴の穴面積変更は、エンジンのクランクシャフ
ト３ｂの回転数に対し一定の減速比をもって回転するカ
ム３ｃ、それに追従するカムロッド３ｄ及びロッカアー
ム３ｆによって行う。

【００２６】また、燃料ポンプ５も前記クランクシャフ
ト３ｂの回転をギアやベルトにより減速させてポンプギ
アを回すことにより作動させる。この燃料ポンプ５にも
ボールバルブと同様の原理により燃料の流量を制御する
弁（図示なし）が設けられているが、従来は、この弁を
回転させるときの支持機構となるベアリングが焼きつく
ため、寿命が短かった。

【００２７】本発明においては、このような車載形の発
電装置Ａにおけるディーゼルエンジンの本体３から燃料
タンク４に燃料を戻す戻り配管４ｂの途中に、燃料冷却
手段９を設けた。この燃料冷却手段９は図３に示すよう
に、燃料の熱を空気中に放熱する空冷式のものであり、
軟銅管からなる放熱管９ａを羊腸状、すなわち九十九折
状に折曲して形成した。

【００２８】放熱管９ａは、荷物室１床上に立設された
フレーム９ｂに支持されて２本取り付けられている。こ
の燃料冷却手段９において、燃料噴射ノズル８より戻っ
てきて上方の入口９ｃから入ってきた戻り燃料が、一本
目の放熱管内を上から下まで流れ冷却された後、もう一
度上へ登ってゆき、二本目の放熱管内を上から下まで流
れ冷却されて、出口９ｄに達し燃料タンク４へ戻る構造
となっている。

【００２９】また、この燃料冷却手段９は、冷却水冷却
用ファン７ａの直前に立設しているため、このファン７
ａにより荷物室１から別室１ｂに流れるファン気流によ
り放熱管９ａの熱が次々と奪われてゆき、燃料を冷却す
る効果が高い。この効果は、燃料冷却手段９を、ディー
ゼルエンジンの冷却水冷却用ファン７ａのファン気流領
域内に設ければ、同様に得られる。

【００３０】ファン気流領域とは、冷却水冷却用ファン
７ａに起因する気流の存在する領域のことである。本実
施形態においては、管の材質として普通鋼管より熱伝導
率の高いものを使用したり、管を紅余曲折させて管の入
口９ｃと出口９ｄとの間のルートをその間の距離より大
きくとったりすることにより、燃料冷却手段９とした。
その他、管の外側にフィンを設けるなど、管を燃料冷却
手段９として使用するためには、燃料を冷却するための
工夫をする必要がある。

【００３１】その中でも放熱管９ａを羊腸状又は螺旋状
に折曲形成して燃料冷却手段９とすることは、製作が容
易でしかも燃料冷却効果が高く好ましい形態である。以
上、本発明の一実施形態を詳細に説明したが、本発明
は、その技術的思想を変更しない範囲で、種々の形態に
して実施することができる。たとえば、図４に示す形態
は、燃料冷却手段９の別の実施形態であり、軟銅管から
なる放熱管９ａを螺旋状に折曲形成して空冷式の燃料冷
却手段９としたものである。

【００３２】また、図５は、本発明を可搬形の発電装置
に適用した例である。本実施形態の発電装置Ａにおいて
も、発電機２及びディーゼルエンジンの本体３がカバー
１ｃで覆われている。燃料タンク４は、マフラー６が配
置されている別室１ｂの下側に取り付けられている。そ
のディーゼルエンジンの本体３から燃料タンク４に戻す
燃料戻り配管４ｂの途中に燃料冷却手段９を設けた。こ
のような可搬形発電装置においても、車載形発電装置の
上記構成に準じて本発明の各形態を構成することができ
る。

【００３３】さらに、本発明は、燃料ポンプ５に直接風
を送る手段など、燃料ポンプ５を冷却するための別の手
段と併用すれば、よりいっそう良好な効果が得られる。
なお、本発明において、燃料冷却手段９は、ディーゼル
エンジンの本体３から燃料タンク４に燃料を戻す戻り配
管４ｂの途中に設ければ良く、燃料冷却手段９を燃料タ
ンク４直前に設けて本発明の一形態を構成してもよい。

【００３４】

【実施例】本体から燃料タンクに燃料を戻す戻り配管
に、直径１０ｍｍ程度の軟銅管からなる放熱管を羊腸状
に折曲して形成した燃料冷却手段を設けたディーゼルエ
ンジン駆動の車載形発電装置（前者）と、燃料冷却装置
を設けない車載形発電装置（後者）を２５０ｋＷの負荷
をかけて運転し、運転中、燃料ポンプの温度上昇が止ま
り飽和した時点での、その燃料ポンプの温度を調べた。

【００３５】両者共発電機を駆動するディーゼルエンジ
ンの排気量は１４リッターとし、燃料タンクの大きさは
３５０リッターとした。前者は、４１℃であり、後者は
５３℃であった。このときの外気温度は２５℃であっ
た。前者と後者の温度の違いは１２℃ある。このよう
に、戻し配管の途中に燃料冷却手段を設けることによ
り、燃料ポンプの温度を大幅に下げることができる。

【００３６】

【発明の効果】請求項１にかかる発明によると、ディー
ゼルエンジンの本体から燃料タンクに燃料を戻す戻り配
管の途中に、燃料冷却手段を設けたので、ディーゼルエ
ンジンの本体で熱せられた燃料が冷却され、燃料タンク
の温度も上がらなくなる。従って、燃料ポンプによっ
て、燃料タンクから吸引される燃料の温度も低いため、
燃料ポンプがその燃料によって冷やされる。

【００３７】その結果、燃料ポンプの温度が上がらず、
その燃料ポンプの寿命を伸ばすことができる。さらに、
ディーゼルエンジンの本体や燃料タンクなどの温度も下
げることができるため、これらの寿命を延ばすことにも
なる。

【００３８】請求項２にかかる発明によると、請求項１
にかかる発明の燃料冷却手段を、燃料の熱を空気中に放
熱するものとしたので、その構造が簡単なものとなる。
そのため、請求項１にかかる発明の効果に加えて、製作
が容易で燃料冷却手段の故障も少なく、その取り扱いも
容易であるという効果を生じる。

【００３９】請求項３にかかる発明によると、請求項２
にかかる発明の燃料冷却手段を、ディーゼルエンジンの
冷却水冷却用ファンのファン気流領域内に設けたので、
燃料冷却手段によって暖められた空気がファンに吸い込
まれる。そして、燃料冷却手段回りには、次々と新しく
冷たい空気が送り込まれるので、請求項２にかかる発明
の効果に加えて、燃料の冷却効果がより高くなるという
効果を生じる。

【００４０】請求項４にかかる発明によると、請求項２
又は請求項３にかかる発明の燃料冷却手段を、羊腸状又
は螺旋状に折曲形成した放熱管としたので、請求項２又
は請求項３にかかる発明の効果に加えて、燃料冷却手段
を容易に製作することができるという効果を生じる。し
かも、放熱管を羊腸状又は螺旋状に折曲形成したので、
同じ燃料冷却手段の大きさで、燃料の冷却長さを大きく
取ることができるという効果を生じる。

【００４１】請求項５にかかる発明によると、戻り配管
が、前記ディーゼルエンジン本体内の燃料噴射ノズルか
ら燃料タンクに燃料を戻す配管であるため、戻り配管内
の燃料の温度が極めて高く、請求項１〜請求項４にかか
る発明の効果をより顕著に発揮することができる。

【００４２】請求項６にかかる発明によると、燃料ポン
プがカバー内に設けられているため、カバー内の空気熱
の影響も受け、更に燃料ポンプの温度が上昇する。その
ため、請求項１〜請求項５にかかる発明の効果をさらに
顕著に発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】車載形発電装置の概略説明図。

【図２】燃料の循環フロー図。

【図３】本発明にかかる燃料冷却手段。

【図４】本発明にかかる別の燃料冷却手段。

【図５】可搬形発電装置の概略説明図。

【符号の説明】

Ａ 発電装置 Ｂ トラック １ 荷物室 １ｃ カバー ２ 発電機 ３ ディーゼルエンジンの本体 ４ 燃料タンク ４ａ 送り配管 ４ｂ 戻り配管 ５ 燃料ポンプ ６ マフラー ７ 冷却水ラジエター ７ａ 冷却水冷却用ファン ８ 燃料噴射ノズル ９ 燃料冷却手段 ９ａ 放熱管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｍ 31/20 Ｆ０２Ｍ 31/20 Ｆ 53/00 53/00 Ｃ 55/00 55/00 Ｂ (72)発明者 野田 幸男 大阪府東大阪市渋川町４丁目４番37号 朝 日電機株式会社内 (72)発明者 井川 克美 大阪府東大阪市渋川町４丁目４番37号 朝 日電機株式会社内 Ｆターム(参考） 3G066 AA07 AA15 AB02 AD12 BA29 BA46 CB16 CD23

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】本体がカバーで覆われたディーゼルエンジ
   ンにより発電機を駆動させて発電し、そのディーゼルエ
   ンジンは、該ディーゼルエンジンの本体から燃料タンク
   に燃料を戻す戻り配管を有するものである可搬形又は車
   載形発電装置において、 前記戻り配管の途中に燃料冷却手段を設けたことを特徴
   とする可搬形又は車載形発電装置。
2. 【請求項２】前記燃料冷却手段は燃料の熱を空気中に放
   熱するものである請求項１記載の可搬形又は車載形発電
   装置。
3. 【請求項３】前記燃料冷却手段はディーゼルエンジンの
   冷却水冷却用ファンのファン気流領域内に設けたもので
   ある請求項２記載の可搬形又は車載形発電装置。
4. 【請求項４】前記燃料冷却手段は羊腸状又は螺旋状に折
   曲形成した放熱管である請求項２又は３記載の可搬形又
   は車載形発電装置。
5. 【請求項５】前記戻り配管は、前記ディーゼルエンジン
   本体内の燃料噴射ノズルから燃料タンクに燃料を戻す配
   管である請求項１〜請求項４のいずれか１項記載の可搬
   形又は車載形発電装置。
6. 【請求項６】前記燃料ポンプも前記カバー内に設けられ
   ているものである請求項１〜請求項５のいずれか１項記
   載の可搬形又は車載形発電装置。