JP2005325695A - Engine drive work device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジン駆動作業装置に係り、特にエンジンの排ガスを圧縮する過給機を備えたエンジン駆動作業装置に関する。 The present invention relates to an engine-driven work device, and more particularly to an engine-driven work device provided with a supercharger that compresses engine exhaust gas.
従来のエンジン駆動作業装置は、エンジンの冷却水を冷却する放熱器と、エンジンの排ガスによって駆動され圧縮空気を供給する過給機と、過給機が供給する圧縮空気を冷却する空気冷却器を装備している。 A conventional engine-driven work device includes a radiator that cools engine cooling water, a supercharger that is driven by engine exhaust gas to supply compressed air, and an air cooler that cools compressed air supplied by the supercharger. Equipped.
従来のエンジン駆動作業装置の概要を図5および図6を参照して説明する。
図5はエンジン駆動作業装置の内部構成を側面から見た側断面図、図6は上から見た上面図である。従来のエンジン駆動作業装置は、エンジン1と、エンジン1によって駆動される作業機2と、エンジン1および作業機2を制御する制御盤3と、エンジン駆動作業装置を構成する機器を収納し風雨から保護する筐体4とを装備している。
An outline of a conventional engine-driven work device will be described with reference to FIGS.
FIG. 5 is a side sectional view of the internal configuration of the engine-driven working device as seen from the side, and FIG. 6 is a top view as seen from above. A conventional engine-driven work device houses an
また、過給機5は排気集合管6によってエンジン1の排気口に接続されていて、排気集合管6によって集められたエンジン1の排気ガスによって駆動され、吸気フィルタ7、および管8を介して燃焼用の空気を吸引し圧縮して高密度にする作用をしている。過給機5を出た排気ガスは管9によって消音器10に導かれ音の大きさを減衰させ、さらに排気管11によって大気へ放出される。過給機5によって断熱圧縮された燃焼用空気は150〜250℃の高温状態であり、管12によって導かれた空気冷却器13において、冷却ファン14によって送風される冷却空気15と熱交換し、40〜100℃に冷却されてから、管16、および吸気集合管17を経てエンジン1に供給される。
Further, the
空気冷却器13により燃焼用空気を冷却することで燃焼用空気の密度が増加するので、空気冷却器13を装備しない場合よりも、エンジン1の効率は2〜5%向上し、定格出力も15〜25%向上する。エンジン1から送り出される80〜100℃になった冷却水が、管18を経て放熱器19に導かれ、冷却空気15と熱交換し、70〜90℃に冷やされ、管20によって再びエンジン1に供給される。冷却ファン14はエンジン1によって駆動される場合もあるし、電動モータで駆動される場合もある。図5ではエンジン1のクランク軸端に取り付けられたプーリー21、およびベルト22によって冷却ファン14を駆動する構成を示している。
Since the density of the combustion air is increased by cooling the combustion air with the
作業機2はエンジン駆動作業装置が設置される場所、および用途によって空気圧縮機、発電機、溶接機等が選択される。エンジン1には作業機2が接続されており、所望の作業ができるように構成されている。制御盤3はエンジン1、および作業機2をエンジン駆動作業装置の状態に応じて適切な状態に保つ制御を行っている。筐体4はエンジン駆動作業装置を構成する機器を収納し、風雨から保護すると同時に、筐体4内に取り込まれた空気が適切な順路を通って排出されるように通風路の役割も兼ね備えている。図中の矢印は空気の流れを示している。
As the
上記した従来のエンジン駆動作業装置において、空気冷却器13と放熱器19は冷却空気15の流れる方向に対して直列に配置されている。すなわち、空気冷却器13は、エンジン1および作業機2の発する熱を換気したため、外気に比べて10〜20℃温度が上昇した冷却空気15によって冷却されている。また、放熱器19は、空気冷却器13を冷却したために空気冷却器13の直前に比べて10〜20℃温度が上昇した冷却空気15によって冷却されている。そのため、空気冷却器13、および放熱器19が所定の冷却能力を発揮できるようにするには、外気で直接冷却する場合に比べると、1.5〜2倍に達する冷却空気15の流量が必要となっている。また、空気冷却器13、および放熱器19を直列に配置しているため、そこを通過する冷却空気15の圧力損失が大きくなり、冷却ファン14が発生しなくてはならない圧力も大きくなってしまう。したがって、大風量、かつ高圧力の冷却空気15を発生させるために冷却ファン14は大きな直径と高速な回転速度を必要とし、その駆動損失はエンジン1の定格出力の4〜10%にも達している。このことはエンジン駆動作業装置の運転効率を低下させる原因となっている。
In the above-described conventional engine-driven work device, the
冷却ファン14の駆動損失を低減しエンジン駆動作業装置の運転効率を向上させる方法については、例えば特許文献1が開示されている。このエンジン駆動作業機は、冷却空気の導風構造に特徴を有するもので、電動ファン、およびエンジン駆動冷却ファンを装備したうえで、空気冷却器、および放熱器を熱的に互いに影響のない位置へ配置したものである。しかし、この方法では、エンジン室を換気したことで外気に比べて温度が上昇した冷却空気によって空気冷却器を冷却しているので、その分だけ冷却空気の風量は多くなってしまい、冷却ファンの駆動損失は増加してしまう。
本発明は、上記情況に対処するためになされたもので、その課題は冷却ファンの駆動損失を低減することで運転効率を向上させたエンジン駆動作業装置を提供することである。 The present invention has been made to cope with the above-described situation, and an object thereof is to provide an engine-driven work device in which operation efficiency is improved by reducing drive loss of a cooling fan.
前記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、エンジンと、前記エンジンの排気ガスによって駆動され圧縮空気を供給する過給機と、前記過給機によって供給される圧縮空気を冷却し前記エンジンに供給する空気冷却器と、前記エンジンの冷却水を冷却する放熱器と、前記空気冷却器と前記放熱器へ冷却空気を供給する冷却ファンと、前記エンジンによって駆動される作業機と、前記エンジンおよび前記作業機を制御する制御装置とから構成されるエンジン駆動作業装置であって、前記放熱器と前記空気冷却器を冷却空気の流れに対し並列に設置したことを特徴とする。
In order to solve the above problem, the invention according to
請求項1記載の発明によると、空気冷却器、および放熱器を冷却空気の流れに対して並列に設置したので冷却ファンの駆動損失を低減させることができ、これにより運転効率を向上させることができる。 According to the first aspect of the present invention, since the air cooler and the radiator are installed in parallel with the flow of the cooling air, the driving loss of the cooling fan can be reduced, thereby improving the operation efficiency. it can.
請求項2に記載の発明は、請求項1記載のエンジン駆動作業装置において、冷却ファンの回転方向、および回転速度を可変制御可能な冷却ファン制御装置を設けたことを特徴とする。
請求項2記載の発明によると、請求項1の効果に加え、電動冷却ファンの回転方向、および回転速度を可変とすることで、空気冷却器、および放熱器へのゴミの付着によるエンジン駆動作業装置の効率、および出力の低下を防止し、また、付着した場合であっても取り除くことで運転効率を向上させることができる。
According to a second aspect of the present invention, in the engine-driven work device according to the first aspect, a cooling fan control device capable of variably controlling the rotation direction and the rotation speed of the cooling fan is provided.
According to the second aspect of the invention, in addition to the effect of the first aspect, the rotational direction and the rotational speed of the electric cooling fan can be made variable so that the engine driving operation is performed due to dust adhering to the air cooler and the radiator. It is possible to prevent a reduction in the efficiency and output of the apparatus, and to improve the operation efficiency by removing even if it adheres.
請求項3に記載の発明は、請求項1記載のエンジン駆動作業装置において、放熱器と空気冷却器の少なくとも一方に洗浄液を噴霧する噴霧装置を備えたことを特徴とする。
請求項3記載の発明によると、請求項1の効果に加え、空気冷却器、および放熱器へ洗浄液を噴霧することで、空気冷却器、および放熱器に付着したゴミによるエンジン駆動作業装置の効率、および出力の低下を防止し、また、付着した場合であっても取り除くことで運転効率を向上させることができる。
According to a third aspect of the present invention, in the engine-driven work device according to the first aspect, a spray device for spraying the cleaning liquid onto at least one of the radiator and the air cooler is provided.
According to the third aspect of the invention, in addition to the effect of the first aspect, the efficiency of the engine drive work device due to dust adhering to the air cooler and the radiator is obtained by spraying the cleaning liquid onto the air cooler and the radiator. In addition, it is possible to prevent a decrease in output and to improve the operation efficiency by removing even if it adheres.
本発明によれば、冷却ファンの駆動損失を低減することが可能となり、運転効率を向上させたエンジン駆動作業装置を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to reduce the drive loss of a cooling fan and can provide the engine drive work apparatus which improved the operation efficiency.
以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
(第1の実施形態)
図1は本発明の第1実施形態のエンジン駆動作業装置の側断面図であり、図2は図1を上から見た上面図である。
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described.
(First embodiment)
FIG. 1 is a side sectional view of an engine-driven work device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a top view of FIG. 1 viewed from above.
本実施形態が既に説明した図5、および図6と相違する構成は、空気冷却器13、および放熱器19を分離し、それぞれが独立して冷却されるように冷却空気の流れに対して並列に設置できるように、筐体4の両側面に空気冷却器13、および放熱器19を設置し、その通風部分に相対する筐体4の側壁にそれぞれ、空気取入口29、および空気取入口30として開口部を設けたことと、空気冷却器13、および放熱器19を設置した空間と、エンジン1、作業機2、および制御盤3を設置した空間を分離し、それぞれ電動冷却ファン27、および換気扇28で冷却を行うようにしたことである。この場合、空気冷却器13を冷却する冷却空気25、および放熱器19を冷却する冷却空気26の流れ方向は、筐体4の側面から上方へ向かうようにすると、エンジン駆動作業装置の近くにいる作業者が冷却空気25、および冷却空気26を浴びなくてすむため好適である。すなわち、本実施形態において、冷却空気25は筐体4の側面に設けられた空気取入口29から吸込み、電動冷却ファン27により上方に排出されるようにする。同様に、冷却空気26も空気取入口30から吸込み、筐体4の上方に排出するようにする。電動冷却ファン27、および換気扇28は図示しない冷却ファン制御装置により回転速度および回転方向は制御されており、電動冷却ファンおよび換気扇は1台でも複数台であっても冷却効果は同じである。
5 and FIG. 6 in which the present embodiment has already been described separates the
本実施形態のエンジン駆動作業装置を運転すると、空気取入口29、および空気取入口30から筐体4の外側の温度が低い外気を冷却空気25、および冷却空気26として電動冷却ファン27によって取り込んで、空気冷却器13、および放熱器19を冷却することができる。したがって、冷却空気25、および冷却空気26の風量は従来の冷却空気に比べて1/2〜2/3に減少させることができる。また、風量が少なくなったことに加えて、空気冷却器13、および放熱器19を分離し並列に配置することによって、冷却空気の圧力損失を1/10〜1/3に低減させることができる。冷却ファンの駆動損失はその風量、および圧力の積に比例するため、電動冷却ファン27の駆動損失は、従来の冷却ファン14に比べて1/20〜2/9に低減することができる。
When the engine-driven work device of this embodiment is operated, the outside air having a low temperature outside the
以上説明したように本実施形態によれば、空気冷却器、および放熱器を冷却空気の流れに対して並列に設置したことによって冷却ファンの駆動損失を低減させることで、運転効率を向上させたエンジン駆動作業装置を提供できる。 As described above, according to this embodiment, the operating efficiency is improved by reducing the driving loss of the cooling fan by installing the air cooler and the radiator in parallel with the flow of the cooling air. An engine-driven work device can be provided.
(第2の実施形態)
本発明の第2の実施形態のエンジン駆動作業装置の構成は第1の実施形態と同様であるので、図1、および図2を参照して説明する。
(Second Embodiment)
The configuration of the engine-driven work device according to the second embodiment of the present invention is the same as that of the first embodiment, and will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
本実施形態においては、電動冷却ファン27の回転方向、および回転速度を可変とする。空気冷却器13、および放熱器19にゴミが付着し、冷却空気25、および冷却空気26の風量が減少した場合には、エンジン駆動作業装置を停止し、電動冷却ファン27を逆転させることによりゴミ23を取り除く。こうすることにより、正常時の効率、および出力でエンジン駆動作業装置の運転が再開できる。また、冬季等において外気が低下し、冷却空気25、および冷却空気26の風量を低減できる場合には、電動冷却ファン27の回転速度を低減することで、枯葉等のゴミ23の吸込みを低減することができ、エンジン駆動作業装置の効率、および出力が低下する危険を少なくできる。
In the present embodiment, the rotation direction and rotation speed of the
以上説明したように本実施形態によれば、請求項1の効果に加え、電動冷却ファンの回転方向、および回転速度を可変としたことで、空気冷却器、および放熱器へのゴミの付着によるエンジン駆動作業装置の効率、および出力の低下を防止し、また、付着した場合であっても取り除くことで運転効率を向上させたエンジン駆動作業装置を提供できる。 As described above, according to the present embodiment, in addition to the effect of the first aspect, the rotation direction and the rotation speed of the electric cooling fan are made variable so that dust is attached to the air cooler and the radiator. It is possible to provide an engine-driven work device that prevents a reduction in the efficiency and output of the engine-driven work device and improves the operation efficiency by removing even if it adheres.
(第3の実施形態)
図3は本発明の第3の実施形態のエンジン駆動作業装置の側断面図、図4は図3を上から見た上面図である。
(Third embodiment)
FIG. 3 is a side sectional view of an engine-driven work device according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a top view of FIG. 3 viewed from above.
本実施形態においては、第2の実施形態の構成に、洗浄液31、洗浄液槽32、洗浄液ポンプ33、洗浄液ポンプ34、散水ノズル35、および散水ノズル36から構成される噴霧装置を設置し、洗浄液31を空気冷却器13、および放熱器19へ噴霧するよう構成したものである。
In the present embodiment, a spraying device including a cleaning liquid 31, a cleaning
本実施形態において、空気冷却器13、および放熱器19にゴミ23が付着し、冷却空気25、および冷却空気26の風量が減少した場合には、洗浄液ポンプ33、および洗浄液ポンプ34を運転することで、洗浄液槽32に接続された管37、および管38から洗浄液31を吸引し、管39、および管40によって散水ノズル35、および散水ノズル36に供給し、空気冷却器13、および放熱器19に噴霧することで、ゴミ23の固着を溶かして取り除くことができる。さらに、洗浄液31が気化する際に蒸発潜熱を奪うので、空気冷却器13、および放熱器19の冷却能力を向上させることができる。
In this embodiment, when the
また、洗浄液31は水でもよい。洗浄液ポンプ33、および洗浄液ポンプ34はそれぞれ独立して運転できるように構成することで、ゴミ23が付着した空気冷却器13、または放熱器19に選択的に洗浄液31を噴霧できるため、正常な状態の空気冷却器13、または放熱器19に洗浄液31がかかることによるエンジン1の冷却水、または燃焼用空気の冷え過ぎを防止する。また、洗浄液31はエンジン駆動作業装置の停止中に噴霧し、冷却空気25、および冷却空気26による洗浄液31の飛散を防止すると同時に、洗浄後に電動冷却ファン27を逆転させることで、ゴミ23の残渣を空気冷却器13、および放熱器19から取り除きエンジン駆動発電装置の筐体4の外へ排出することが可能である。
Further, the cleaning liquid 31 may be water. Since the cleaning
以上説明したように、本実施形態によれば、請求項1の効果に加え、空気冷却器、および放熱器へ洗浄液を噴霧することで、空気冷却器、および放熱器に付着したゴミによるエンジン駆動作業装置の効率、および出力の低下を防止し、また、付着した場合であっても容易に取り除くことができ、運転効率を向上させたエンジン駆動作業装置を提供できる。
As described above, according to the present embodiment, in addition to the effect of
1…エンジン、2…作業機、3…制御盤、4…筐体、5…過給機、6…排気集合管、7…吸気フィルタ、8…管(吸気フィルタ〜過給機)、9…管(過給機〜消音器)、10…消音器、11…排気管、12…管(過給機〜空気冷却器)、13…空気冷却器、14…冷却ファン、15…冷却空気、16…管(空気冷却器〜吸気集合管)、17…吸気集合管、18…管(エンジン〜放熱器)、19…放熱器、20…管(放熱器〜エンジン)、21…プーリー、22…ベルト、23…ゴミ、24…空気取入口、25…冷却空気(空気冷却器側)、26…冷却空気(放熱器側)、27…電動冷却ファン、28…換気扇、29…冷却空気取入口(空気冷却器用)、30…冷却空気取入口(放熱器用)、31…洗浄液、32…洗浄液槽、33…洗浄液ポンプ(空気冷却器用)、34…洗浄液ポンプ(放熱器用)、35…散水ノズル(空気冷却器用)、36…散水ノズル(放熱器用)、37…管(洗浄液槽〜洗浄液ポンプ(空気冷却器用))、38…管(洗浄液槽〜洗浄液ポンプ(放熱器用))、39…管(洗浄液ポンプ(空気冷却器用)〜散水ノズル(空気冷却器用))、40…管(洗浄液ポンプ(放熱器用)〜散水ノズル(放熱器用))。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
2. The engine-driven work apparatus according to claim 1, further comprising a spraying device that sprays a cleaning liquid onto at least one of the radiator and the air cooler.
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