JP2006291744A - エンジン駆動作業機 - Google Patents

Abstract

【課題】 小型化および低騒音化に適したエンジン駆動作業機を提供すること。
【解決手段】 エンジンと、このエンジンにより駆動される作業機と、前記エンジンおよび前記作業機の少なくとも一方からの排熱を処理する熱交換器と、前記エンジン、前記作業機および前記熱交換器を収容する筐体１１０と、をそなえたエンジン駆動作業機において、前記熱交換器は、２以上の単位熱交換器８２，８３により構成され、前記単位熱交換器は、専用冷却ファン８１を有し、前記筐体内に分散配置された、ことを特徴とするエンジン駆動作業機。
【選択図】 図１

Description

本発明は、エンジンおよびエンジンにより駆動される発電機、圧縮機、ポンプ等を有するエンジン駆動作業機に係わり、とくにその筐体内の冷却風通風構造に関する。

近年、この種のエンジン駆動作業機は、設置環境の関係から小型化、低騒音化が要求される一方、エンジンは小型高出力化して放熱量が増加している。そこで、これらの状況に対応すべく種々の提案がなされている。

図９に示すものは、防音ボンネット２０１内に水冷式エンジン２０２と溶接用発電機２０３とが配され、この水冷式エンジン２０２に設けた単一の冷却ファン２０４によって、エンジン発電機室２０８の換気およびラジエータ２０５の放熱を行うものである。そして、エンジン２０２の運転による騒音および冷却ファン２０４が発する騒音がラジエータ２０５を経由して放出されることを低減するため、排風処理室２０７を設けて排風を処理している（特許文献１、図５）。

また、図１０に示すものは、防音ケースＫ内を隔壁２８６、２８８および図示しない隔壁により３つの区画に区分して、エンジン室２７３、ラジエータ室２７１およびマフラ室（図示せず）を構成している。エンジン室２７３には、エンジンＥおよび発電機Ｇを収納し、ラジエータ室２７１にはラジエータＲおよび電動ファン２９２を収納し、マフラ室にはマフラを配している。

これにより、防音ケースＫには２つの冷却経路が形成される。その１つは側壁の扉に設けられた吸気口２８３ａから冷却風を取り入れ、エンジン室２７３内部を冷却した後にエンジンファンＦにより放出される各機器の放熱の促進と室内換気とを行なっている通風路である。

また、他の１つの冷却経路は、ラジエータ室２７１の側壁に開口した第２の吸気口２８１ｂから電動ファン２９２で外気を吸引し、この電動ファン２９２に対向して設けられているラジエータＲを外気により直接冷却した後に、天井面に形成された第２排風口２８５ｂから大気中に放出する通風路である（特許文献２、図６(b)）。
特開平８−２８４６６２号公報 特開平２００１−２０７４０号公報

図９に示したものは、構造が簡単な点であるが、冷却効率が悪い。エンジン発電機室２０８で吸熱した後に、ラジエータ２０５の冷却を行なうためである。この結果、冷却ファン２０４を大型化したり、ファン回転数を上昇させたり、ラジエータ２０５の放熱面積を大きくする必要がある。騒音対策は、排風処理室２０７で行なうことになるが、それには限度があり、騒音対策の上から不具合である。

また、図１０に示したものは、側壁構造が一重壁のため、大出力機になると騒音対策が難しい。大出力機の場合、エンジン発熱量が増大し、エンジン室の換気量を増すこと、および熱交換器の冷却能力増大が必要になり、それにより熱交換器および冷却ファンの大型化を招き、エンジン駆動発電機全体の小型化の障害となるし、単一の冷却ファンで冷却することがコスト的に難しくなる等の不具合がある。

本発明は、上述の点を考慮してなされたもので、小型化および低騒音化に適したエンジン駆動作業機を提供することを目的とする。

上記目的達成のため、本発明では、
エンジンと、このエンジンにより駆動される作業機と、前記エンジンおよび前記作業機の少なくとも一方からの排熱を処理する熱交換器と、前記エンジン、前記作業機および前記熱交換器を収容する筐体と、をそなえたエンジン駆動作業機において、
前記熱交換器は、２以上の単位熱交換器により構成され、
前記単位熱交換器は、専用冷却ファンを有し、前記筐体内に分散配置された、
ことを特徴とするエンジン駆動作業機、
を提供することを目的とする。

本発明は上述のように、エンジン駆動作業機に設けられた熱交換器を、それぞれ専用冷却ファンを有する２以上の単位熱交換器に分割することとしたため、筐体内における熱交換器の配設の自由度が増し、小型化しながら十分な騒音対策を講じることができる。

以下、図１ないし図８を参照して本発明の実施形態を説明する。
［実施形態１］
図１は、本発明の実施形態１を示す平面図であり、エンジン５０および作業機５５を主たる構成要素とするエンジン駆動作業機１００は、筐体１１０内に収容された構成となっている。

そして、筐体１１０内には、エンジン５０の冷却を行なうため、２つの単位熱交換器８２，８３が設けられている。これら単位熱交換器８２，８３は、エンジン５０に接続された配管８５、この配管８５に接続された配管８６およびポンプＰにより、エンジン冷却水ＱＷ１，ＱＷ２，ＱＷ３，ＱＷ４，ＱＷ５としてエンジン５０との間で冷却水を循環させる。

すなわち、ポンプＰによりエンジン５０から配管８５に送り出された冷却水ＱＷ１は、配管８６により冷却水ＱＷ２，ＱＷ３に分割されて単位熱交換器８２，８３に供給される。これら単位熱交換器８２，８３では、エンジン５０に取り付けられた冷却ファン８０および電動ファン８１による冷却風の作用により熱交換が行なわれ、冷却された冷却水ＱＷ４，ＱＷ５がエンジン５０に戻っていく。

単位熱交換器８２，８３は、筐体１１０内の区画毎に設けられており、冷却ファン８０による冷却風と冷却ファン８１による冷却風とは各別に流通するもので、冷却ファン８０による冷却風は、エンジン５０およびエンジン５０により駆動される作業機５５を冷却するものでもある。

これにより、冷却水流路の管路長が延びても管路抵抗の増加を避けることができる。また、単位熱交換器８２，８３は、少ない冷却能力で足りるから使用する冷却ファン８１の風量が少なくてすみ、回転数を下げたり小型のものでよい。

図２は、図１と同様に実施形態１の平面図であるが、エンジン駆動作業機１００の筐体１１０の内部構造、およびその筐体１１０内を流れる冷却風の流れを示したものである。

筐体１１０は、側壁１１１により形成された空間が、隔壁１１３により相互に通風しない２つの空間に仕切られ、隔壁１１３よりも図示右側に設けられたもう一つの隔壁１１２により通風し合う２つの空間にさらに仕切られ、隔壁１１４により通風し合う２つの空間にさらに仕切られている。隔壁１１２には熱交換器８２が、また隔壁１１４には熱交換器８３が取り付けられている。

そして、筐体１１０の内部に向けて、図示右端にある側壁１１１ａに設けられた吸気口１１１ｄからエンジン室１２０に向けて吸気Ｑ２を、また左端にある側壁１１１ｂに設けられた排気口１１１ｃから熱交換器室１２３に向けて吸気Ｑ１を取り入れる。

吸気Ｑ２は、ダクトを通って筐体内に流入し、作業機５５およびエンジン５０の外周を冷却した後、熱交換器８２に向かう流れＱ３ａ，Ｑ３ｂとなり、次いで筐体１１０の下部から上方に向かう流れＱ４ａ，Ｑ４ｂとなって外部に排出される。このために、仕切板１２１ａにより仕切られた第１排風処理室１２１の上部空間１２１ａ（図３参照）、下部空間１２１ｂ（図３参照）、連通口１２１ｄが設けられており、遮音板１２１ｆにより筐体１１０の内部で騒音伝播を抑制している。

また、吸気Ｑ１は、熱交換器８３を通って流れＱ５となり、第２排風処理室１２２を経て外部に排出される。

エンジン駆動作業機の給排気口は、冷却目的で設けられるものであるから、その意味では通気抵抗を減らすために開口面積が大きい方がよい。反面、この給排気口は、筐体内部で発生する騒音が漏出する部分であるから、減音対策の面からは開口面積をできるだけ減らす必要がある。そして、冷却ファンを複数に分割することは、実際上、筐体の開口面積を減じるから減音対策の点で効果的である上に、冷却性能を確保するものでもある。

さらに、筐体の開口は、筐体内から開口に至る経路長を長く取った上で、しかも曲折させると減音対策上好ましい。この場合、冷却性能の低下をできるだけ防ぐために、経路および開口の断面積がある程度の大きさとなるようにする。

図３は、実施形態１の側面図であり、隔壁１１３の図示右側にある第１排気処理室１２１からは排気Ｑ６が、また、隔壁１１３の図示左側にある第２排気処理室１２２からは排気Ｑ７が外部に排出される。

第１排気処理室１２１では、熱交換器８２を経た冷却風が、下部空間１２１ｂから上部空間１２１ｃに向かって遮音板１２１ｇで左右に分割された上で、筐体１１０の側部を通って排風が流れ、流れＱ６として外部に排出される。また、第２排風処理室１２２では、熱交換器８３を経た流れＱ７が外部に排出される。

この場合、冷却ファン８１は、外気を取込むため、外気温で冷却水を冷却することができる。また、冷却ファン８１の設けられた開口部は、エンジン室１２０に対して隔壁１１２，１１３により遮断されているため、エンジン室で発生する騒音が漏れ出ることが極力抑えられ、その結果、特別な減音対策は不要である。

［実施形態２］
図４は、本発明の実施形態２の平面図である。この場合も、筐体１１０が隔壁１１３により図示左右に２区画として形成されており、隔壁１１３より図示右側の区画を第１区画、左側の区画を第２区画と呼ぶ。

ここで、第１区画は、実施形態１と同様の構成であるが、第２区画は、熱交換器８３が外部に露出しており、第２区画内の冷却ファン８１は、筐体１１０の図示上下から導入した冷却風を排風ガイド１２６を介して外部に排出するようにしている点が相違する。排風ガイド１２６は、雨水および異物の浸入防止に効果的である。

この構成によると、図３に示した第２排風処理室１２２が省略されている分、筐体１１０の図示左右方向の寸法が短縮でき、エンジン駆動作業機全体の小型化を図ることができる。

［実施形態３］
図５は、図１に示した実施形態１の単位熱交換器８３を、２台の熱交換要素９０，９１に置き換えた構成を示したものである。これら熱交換要素９０，９１は、それぞれ専用の冷却ファン８１を有し、配管８６に対して互いに直列接続されている。これにより、冷却ファン８１はより小型化され、配管構成を一層容易にすることができる。

これら２つの熱交換要素９０，９１が接続された配管８６は、熱交換器８２が接続された配管８６と並列接続されているから、全体的な管路抵抗を増すことは防止できる。

［実施形態４］
図６は、図１に示した実施形態１の熱交換器８３を、エンジン冷却水以外のものを冷却する熱交換器とした例を示している。エンジン冷却水以外のものとは、燃料、オイル等、ターボエンジンにおける過給気等であり、エンジン駆動作業機に使用され、冷却を要する種々の気体、液体を対象とする。

［実施形態５］
図７は、図４に示した実施形態２の熱交換器８３および冷却ファン８１を３台ずつに増やし、かつその取り付け面を第２区画を構成する、外部に接した壁面３面としたものである。

これにより、熱交換器要素９４a,９４b,９４cは、外気に直接曝された構成であるから、冷却能力が大きく、冷却能力回復のための清掃時間間隔を延長することができる。また、エンジン駆動作業機の負荷量に見合った冷却能力を得るために、冷却ファン８１の１台ずつに制御手段を設けて風量制御を行うことができる。

これら３台の冷却ファン８１に替えて、隔壁１１３に連通口を開け、この連通口に大型の冷却ファンを１台設けるようにすることもできる。

［実施形態６］
図８は、図３に示した実施形態１の冷却ファン８１を３台に増やし、かつ３台の冷却ファン８１を、コ字型に配された第２排風処理室の３つの壁面に取り付けたものである。排風口は、紙面の厚み方向の何れかに設ける。各冷却ファン８１は、それぞれ熱交換器９４ａ，９４ｂ，９４ｃと組み合わされている。

これにより、排気口を筐体１１０の側方に求めずに、例えば天井面から排気することで冷却能力の高いエンジン駆動作業機を構成することができる。

［他の実施形態］
上記実施形態では明記していないが、エンジンの冷却水の温度を検出する手段を設け、エンジン５０の負荷量や外気温度に応じた冷却ファンを運転制御すれば、より静かで経済的な運転をすることができる。

また、上記実施形態では、熱交換器としてエンジンのラジエータを例示したが、エンジン冷却水以外のものを冷却する熱交換器であってもよい。

本発明の実施形態１の冷却水循環路の構成を示す平面図。 図１に示した実施形態１の冷却風流路を示す平面図。 図１に示した実施形態１の筐体構成を示す側面図。 本発明の実施形態２の冷却風流路を示す平面図。 本発明の実施形態２の冷却水循環路の構成を示す平面図。 本発明の実施形態３の冷却水循環路の構成を示す平面図。 本発明の実施形態４の冷却ファン構成を示す平面図。 本発明の実施形態５の冷却ファン構成を示す平面図。 従来のエンジン駆動作業機における冷却風流路を示す側面図。 従来のエンジン駆動作業機における他の冷却風流路を示す側面図。

符号の説明

５０，２２４，Ｅ エンジン
５５ 作業機
８０，８１，２０４，２４０ 冷却ファン
８２，８３ 単位熱交換器
８５，８６，８７，８８ 配管
９０，９１，９４ａ，９４ｂ，９４ｃ 熱交換要素
１００ エンジン駆動作業機
１１０ 筐体
１１１ 吸気口
１１２，１１３，１１４ 隔壁
１１２ａ，１１４ａ 連通口
１２０，２７３ エンジン室
１２１ 排風処理室
１２１ａ 仕切板
１２１ｂ 下部空間
１２１ｃ 上部空間
１２１ｄ 連通口
１２１ｅ，１２２ａ 排風口
１２２ 第２排風処理室
１２３ 第２熱交換器室
１２６ 排風ガイド
２０５，２５０，Ｒ ラジエータ
２０８ エンジン発電機室
２７１ ラジエータ室
２７２ マフラ室
２８１ｂ 第２吸気口
２９２ 電動ファン
Ｑ 冷却風の流れ

Claims (6)

1. エンジンと、このエンジンにより駆動される作業機と、前記エンジンおよび前記作業機の少なくとも一方からの排出熱を処理する熱交換器と、前記エンジン、前記作業機および前記熱交換器を収容する筐体と、をそなえたエンジン駆動作業機において、
   前記熱交換器は、２以上の単位熱交換器により構成され、
   前記単位熱交換器は、専用冷却ファンを有し、前記筐体内に分散配置された、
   ことを特徴とするエンジン駆動作業機。
2. 請求項１記載のエンジン駆動作業機において、
   前記筐体は、それぞれ専用の吸気口および排風口を有する複数の区画を有し、
   前記単位熱交換器は、前記複数の区画に個別に収容されている
   ことを特徴とするエンジン駆動作業機。
3. 請求項２記載のエンジン駆動作業機において、
   前記複数の区画は、前記エンジンおよび前記作業機を収容した第１の区画と、それ以外の第２の区画とを有し、
   前記第１および第２の区画は互いに直列に結合された
   ことを特徴とするエンジン駆動作業機。
4. 請求項２記載のエンジン駆動作業機において、
   前記単位熱交換器は、それぞれ専用の冷却ファンを有し、配管により互いに直列接続された複数の熱交換要素により構成されていることを特徴とするエンジン駆動作業機。
5. 請求項１記載のエンジン駆動作業機において、
   前記単位熱交換器は、それぞれ専用の冷却ファンを有し、配管により並列接続されていることを特徴とするエンジン駆動作業機。
6. 請求項１記載のエンジン駆動作業機において、
   前記筐体は、隔壁により区分された区画を有し、
   前記単位熱交換器は、前記区画を取り囲むように前記隔壁に取り付けられたことを特徴とするエンジン駆動作業機。

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