JP2009121244A - 防音密閉型発電機 - Google Patents

Abstract

【課題】防音密閉型発電機の筐体に設けられる冷却風入口および冷却風出口から出る騒音を減らして発電機の騒音レベルを低下させる。
【解決手段】筐体２の前面には冷却風の入口２０が設けられ、後面には冷却風の出口２６が設けられる。入口２０には給風ダクト８が着脱自在に設けられ、出口２６には排風ダクト９が着脱自在に設けられる。給風ダクト８は下向きに空気の取り入れ開口８ａが設けられ、水平に開口した入口２０に向けて空気を案内する。排風ダクト９は出口２６から排出される冷却風に対向する位置に壁面と整流板２７を備え、冷却風の流れを複雑に変化させて外気に排出する。給風ダクト８と排気ダクト９の内面には吸音材が貼り付けられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、防音密閉型発電機に関し、特に、防音性能の向上を図るのに好適な防音密閉型発電機に関する。

防音密閉型発電機は、運転音を抑制するとともに、埃や水から発電機（エンジン、発電機本体、マフラ、および電装制御装置等を含む）を保護するために発電機を筐体で囲んだ構造のものである。この防音密閉型発電機は、密閉された筐体内に発電機を収容しており、発電機を冷却するために冷却風の入口と出口が設けられている。したがって、これら冷却風の入口と出口から外部に発電機の運転音が漏れるという不具合がある。そこで、外部に漏れる運転音を抑制する対策がとられている。例えば、特開２００７−９７３２号公報に記載された発電装置の防音構造では、吸風フード内部に筐体開口部と平行に防音仕切りを設け、これによって筐体内部からの騒音を低減している。
特開２００７−９７３２号公報

特許文献１に記載された発電装置では、冷却風入口側から外部に出る音を抑制することができるが、冷却風の出口側には対策が施されておらず、防音性能が十分ではなかった。また、制御盤が置かれている側からの冷却風は制御盤に当たりにくくなっており制御盤の冷却効果が不十分である。

冷却風の出口側への対策として、例えば、筐体中央部のエンジンおよび発電機本体が収容されたエンジン室と、冷却風出口側のマフラが収容されたマフラ室と、冷却風入口側の制御装置が収容されている電送室とがそれぞれ設けられている構造のものにおいて、マフラ室では、マフラの周囲を廻るように冷却風を案内する冷却風ガイドを設け、エンジン室から冷却風出口へ直線的に冷却風が流出しないようにする構造が考えられる。冷却風が流れる経路を複雑な形状にすることによってマフラに冷却風が行き渡るようにできるとともに、マフラ室内面に貼られた吸音材によって効果的に騒音を抑制することができる。

しかし、上記冷却風の出口に施された対策は、例えば、発電機の仕向国によってさらに高い防音性能が要求され、不十分となることも想定されるので、さらなる改善が望まれる。

また、特許文献１に記載された発電装置のように、筐体から大きくはみ出すフードを設けると発電装置全体の寸法が大きくなるので、発電装置をできるだけ小型にしたいという要求には対応できない。

本発明は、上記要望に鑑みてなされたものであり、冷却風の入口側および出口側の双方に防音対策を施し、かつ大型化を抑制し、併せて電装制御系部品の冷却性能も向上させることができる防音密閉型発電機を提供することを目的とする。

本発明は、筐体内に収容されたエンジンおよび該エンジンで駆動される発電機本体を有する防音密閉型発電機において、前記筐体が、冷却風の入口および出口を有し、前記筐体には前記冷却風の出口から出た冷却風の進行方向を変えてから外気に放出する経路を形成する壁面を含む排風ダクト、および下方から冷却風を取り入れ、取り入れた冷却風の進行方向を変えて前記冷却風の入口に案内する壁面を含む給風ダクトのうち、少なくともいずれか一方が設けられているとともに、前記排風ダクトおよび給風ダクトの内面には吸音材が貼られている点に第１の特徴がある。

また、本発明は、前記排風ダクトおよび前記給風ダクトが、前記筐体に着脱自在に取り付けられている点に第２の特徴がある。

さらに、本発明は、前記筐体が、発電機の電装部を収容する電装室と、前記エンジンおよび発電機本体を収容するエンジン室と、前記エンジンの排気音を消音するマフラを収容するマフラ室とからなり、前記電装室に設けられた冷却風の入口から筐体内に取り入れられた冷却風が、前記エンジン室を通って前記マフラ室に導入され、マフラ室に設けられた冷却風の出口を通って筐体から排出されるように構成されている点に第３の特徴がある。

第１の特徴を有する本発明によれば、冷却風の入口または出口から排出される発電機の運転音が、給風ダクトや排風ダクトで吸音、減衰されるので、発電機の騒音レベルを低減させることができる。特に、排風ダクトや給風ダクト内で冷却風が方向変換されるので、発生した音の伝搬経路を長くできるし、排風ダクトや給風ダクト内面の吸音材による高い吸音効果を得ることもできる。また、排風ダクトや給付ダクトによって、雨等による水滴が冷却風の入口や出口から浸入するのを抑制することができきる。

第２の特徴によれば、排風ダクトや給風ダクトは筐体に対して着脱自在であるので、騒音規制の程度に応じて、騒音規制が低い場合は排風ダクトや給風ダクトを取り外してコンパクトな形態で使用することができる。

第３の特徴を有する本発明によれば、エンジンと発電機本体の音が漏れやすい冷却風の入口は給風ダクトで覆って防音することができるし、エンジン排気音はマフラ室で減衰させた後、排風ダクトでさらに騒音レベルを低下させて排出することができる。また、冷却風はまず電装室に取り入れられるので、電装室内のインバータ装置等を効果的に冷却する効果もある。

以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。図２は本発明の一実施形態に係る防音型密閉型発電機の正面斜視図であり、図３は同後面斜視図である。図２、図３において、発電機１の筐体２はエンジンで駆動される発電機本体（後述する）を内部に収容する。この筐体２は、冷却風の入口と出口とを除いて密閉されている。筐体２の前部には電装室（後述）が設けられていて、この電装室の前面には、出力端子４と、操作部５および表示部６を含む操作パネル７が設けられる。操作パネル７の下方には冷却風の入口が設けられるが、この冷却風の入口には給風ダクト８が被せられているので、図１には現れていない。給風ダクト８は下部のダクト入口８ａから外気を取り入れる。給風ダクト８に関してはさらに後述する。

筐体２の後上部には、排風ダクト９が設けられている。排風ダクト９は、筐体２の後上部に形成される冷却風の出口に配置される。排風ダクト９は、筐体２内を通過して発電機本体等を冷却した空気を上部のダクト出口９ａから排出する。排風ダクト９に関してはさらに後述する。

なお、筐体２の上部には燃料タンク１０が設けられるとともに、筐体２の前下部には１対のスタンド１１が、後側部には１対の車輪１２が設けられている。

図１は、発電機１の断面図であり、図２、図３と同符号は同一または同等部分を示す。筐体２は、エンジン室１３と、エンジン室１３の前方（図中右）に設けられた電装室１４と、エンジン室１３の後方（図中左）に設けられたマフラ室１５とを備えていて、エンジン室１３には、エンジン１６とエンジン１６で駆動される発電機本体１７が配置されている。発電機本体１７の前方には、ファン１８が取り付けられている。ファン１８は電装室１４に臨むように配置されている。

電装室１４には、発電機本体１７で発電された電力を外部に出力するためのインバータ装置１９が設けられる。インバータ装置１９は、その前面が筐体２の前面に設けられた冷却風の入口２０に対向しており、後面が前記ファン１８に対向している。冷却風の入口２０には、ルーバー２１が設けられており、ファン１８によって引き込まれた外気がルーバー２１を通過して筐体２内に取り込まれる。冷却風の入口２０には、ルーバー２１を覆う給風ダクト８が設けられている。給風ダクト８は、下部のダクト入口８ａを除いて、上部、前部、側部が閉鎖されている。給風ダクト８の内面には吸音材料が貼られる。吸音材料としては、例えばグラスウールが好適である。電装室１４の上部スペースには、出力端子４に配線される出力ケーブルや、操作パネルに配線されるケーブル（いずれも図示しない）が収容される。

マフラ室１５には、マフラ２２が配置されており、エンジン１６から引き出されている排気管２３がマフラ２２に連結されている。マフラ２２の排気口２４は筐体２の後方に向けて配置されている。マフラ室１５とエンジン室１３とはマフラ２２の壁面（エンジン側壁面）２２ａとこの壁面２２ａに沿って上方に延長されている仕切板２５とで仕切られている。

マフラ室１５の上部には、ルーバーを備えた冷却風の出口２６が設けられており、この出口２６に対して排風ダクト９が取り付けられている。排風ダクト９は樹脂材料で形成される。ルーバーで指向されて出口２６から出た排風が当たる位置にある壁面９ｂの上端、つまり排風ダクト９のダクト出口９ａの下縁には、整流板２７が取り付けられている。なお、マフラ室１５および排風ダクト９の内壁には、図示しない吸音材料が貼られる。吸音材料としてはグラスウールが好適である。

次に、給風ダクトおよび排風ダクトを説明する。図４は給風ダクト８の裏面図、図５は図４のＡ−Ａ位置での断面図である。給風ダクト８は上部、側部、および正面の３面に壁８ｂ、８ｃ、８ｄをそれぞれ有しており、前面の壁８ｄには、４カ所のボルト通し孔２８並びに６カ所のタッピング孔２９が形成されている。ボルト通し孔２８は、給風ダクト８を筐体２に取り付ける際に使用されるものである。このボルト通し孔２８に表面側（図５の右側）からボルトを通して、筐体２側に設けられるねじ孔（図示せず）に螺挿することによって、筐体２の冷却風の入口２０に対向する位置に給風ダクト８を固定させる。タッピング孔２９は、吸音板の取り付け孔であり、吸音効果のある材料（例えばガラスウール）で成形された吸音板（図示せず）を給風ダクト８の裏面にタッピングで固定するのに使用される。

図６は排風ダクト９の裏面図、図７は図６のＢ−Ｂ断面図である。排風ダクト９は正面に横長（図６の横方向に長い）の窓つまりダクト出口９ａが形成されており、このダクト出口９ａには、筐体２内にごみ等が入り込むのを防止するための網３０が取り付けられる。網３０は上辺が３つの留め金３１で押さえられ、下辺は整流板２７で押さえられている。つまり、整流板２７は冷却風を案内する機能と網３０を押さえる機能を有する。そして、これら留め金３１や整流板２７を固定するためのタッピングねじ３２、３３が、排風ダクト９に設けられたタッピング孔にねじ込まれている。

排風ダクト９の縁には、筐体２側に設けられる凸部（図示しない）と結合できるように寸法が設定されている凹部３４が設けられている。排風ダクト９を筐体２に取り付ける際には、排風ダクト９を筐体２の冷却風の出口２６に対向させ、筐体２側の凸部と凹部３４とを結合させて固定させる。

排風ダクト９の内面には、給風ダクト８やマフラ室１５の内壁と同様、ガラスウールなどからなる吸音材が貼り付けられる。

上記構成の発電機１の動作を主に図１を参照して説明する。操作パネル７の操作部５に設けられる起動スイッチをオンにすると、エンジン１６が回転し、発電機本体１７が駆動されて発電される。発電機出力はインバータ装置１９で所望の周波数、電圧値に制御されて出力端子４に接続され、電力が負荷に供給される。発電機本体１７やインバータ装置１９は周知のものを使用できるので、詳細な説明は省略する。

発電機本体１７が駆動されると、発電機本体１７に連結されているファン１８が回転し、冷却風が筐体２内に取り入れられる。冷却風は図１の矢印Ｗ１で示すように給風ダクト８のダクト入口８ａから上向きで給風ダクト８内に流れ込む。その後、冷却風は給風ダクト８で向きを矢印Ｗ２で示すように水平に変えられて筐体２の冷却風入口２０を通過し、インバータ装置１９を冷却しつつ電装室１４内に取り込まれる。冷却風はインバータ装置１９を冷却する他、電装室１４内の他の部品やケーブルをも冷却することができる。

ファン１８で筐体２内に取り込まれた冷却風は、電装室１４からエンジン室１３に入り、発電機本体１７およびエンジン１６の外壁に沿って流れてマフラ室１５に入る。エンジン室１３とマフラ室１５との間は仕切板２５とマフラ２２の外壁２２ａで仕切られているので、マフラ室１５に流入した冷却風は矢印Ｗ３のようにマフラ２２の外周に沿って一端下方に案内される。その後、矢印Ｗ４、Ｗ５で示すようにマフラ２２の外周に沿って上昇し、冷却風の出口２６を通過して排風ダクト９内に排出される。

排風ダクト９内に排出された冷却風は排風ダクト９の下部壁面９ｂの内面に当たり、その上方の整流板２７に沿って方向変換される。その後、冷却風は排風ダクト９の上内面に当たってさらに方向転換されてダクト出口９ａを通って外気に排出される。つまり、排風ダクト９内に入った冷却風が、矢印Ｗ６で示すようにＳ字を描き、排風ダクト９内をできるだけ長い経路を通って流れるように排風ダクト９の壁面や整流板２７の形状・配置が設定される。

発電機１の運転音は、筐体２の振動音、エンジン排気音およびエンジン吸気音、並びに冷却風の吸入音、排出音等である。これらのうち、本発明者等の実験によれば、冷却風の吸入音および排出音が発電機１から出る騒音の５０％以上を占めていることが分かった。

本実施形態の発電機１では、冷却風の入口２０に給風ダクト８を設け、この内面に沿って冷却風が流れるようにするとともに、吸音材料を設けて冷却風の通過音が給風ダクト８内で吸収されるようにした。したがって、入口２０の冷却風通過音が外部に漏れる量を抑制することができる。なお、入口２０の冷却風通過音だけでなく、エンジン１６、発電機本体１７、およびファン１８の運転音の一部も、入口２０から漏れるので、これらの運転音の漏れも抑制することができる。

また、排風側では、冷却風がマフラ室１５内を循環するので、マフラ室１５内の吸音材料によって冷却風の通過音、エンジン１６等の運転音が吸収される。さらに、排風ダクト９では冷却風が迂回経路を通って流れることを説明したが、排風の通過音やエンジン１６等の運転音も、冷却風と同様の迂回経路を通って筐体２の外部に放出される。したがって、この迂回経路を通る間に音量レベルは低下し、排風ダクト９から放出される音の騒音を低下させることができる。

騒音の抑制効果を実験結果をもとに説明する。図８は騒音測定結果を示すグラフである。図８において、横軸は発電機負荷（ＶＡ）、縦軸は騒音レベル（ｄＢ）である。騒音の測定は給風ダクト８および排風ダクト９を除去した発電機（Ｇ０）と、本実施形態の発電機１（Ｇ１）とについて行った。この図に示すように、定格６．０ＫＶＡの負荷に対して、３／４以上の負荷４．２ＫＶＡのときの騒音レベルは、発電機Ｇ０では８６．５ｄＢ、発電機Ｇ１では８５．３ｄＢであった。この３／４負荷時の発電機Ｇ１の騒音レベル８５．３は、例えば、高い規制値が要求されるインドの規制値８６．０ｄＢより低い。一方、給風ダクトや排気風ダクトを有していない発電機Ｇ０では、規制値８６．０ｄＢを越えている。このように、本実施形態によれば、給風ダクト８や排風ダクト９により、発電機１が排出する騒音の抑制効果が上がっていることが分かる。

なお、本実施形態に示した発電機１に取り付けられている給風ダクト８や排風ダクト９は、ボルト留めであったり、樹脂材料からなる凹部と筐体２側の凸部との嵌合結合であったりするので、筐体２に対して容易に着脱することができる。したがって、仕向地によって防音策が異なる製品を製造するという煩雑さを排除できる。また、騒音規制値が高くない地域向けには給風ダクト８や排風ダクト９を取り外したものを供給し、騒音規制値が高い地域向けには、本実施形態で示したように給風ダクト８や排風ダクト９を取り付けた、より高い防音策を施したものを供給することができる。

本実施形態によれば、給風ダクト８や排風ダクト９によって、防音効果が高められるのはもちろん、冷却風の入口や出口から筐体内に雨などの水滴が降りかかりにくくすることができるという効果も奏する。また、給風ダクト８および排風ダクト９のうちいずれか一方を設けるだけで防音効果が従来より高めることはできる。

本発明の一実施形態に係る防音密閉型発電機の断面図である。 本発明の一実施形態に係る防音型密閉型発電機の正面斜視図である。 本発明の一実施形態に係る防音型密閉型発電機の後面斜視図である。 給風ダクトの裏面図である。 図４のＡ−Ａ位置での断面図である。 排風ダクト９の裏面図である。 図６のＢ−Ｂ断面図である 騒音測定結果を示すグラフである。

符号の説明

１…発電機、 ２…筐体、 ８…給風ダクト、 ９…排風ダクト、 １３…エンジン室、 １４…電装室、 １５…マフラ室、 １６…エンジン、 １７…発電機本体、 １８…ファン、 １９…インバータ装置、 ２０…冷却風の入口、 ２６…冷却風の出口、 ２７…整流板

Claims (5)

1. 筐体内に収容されたエンジンおよび該エンジンで駆動される発電機本体を有する防音密閉型発電機において、
   前記筐体が、冷却風の入口および出口を有し、
   前記筐体には前記冷却風の出口から出た冷却風の進行方向を変えてから外気に放出する経路を形成する壁面を含む排風ダクトが設けられているとともに、
   前記排風ダクト内面には吸音材が貼られていることを特徴とする防音密閉型発電機。
2. 筐体内に収容されたエンジンおよび該エンジンで駆動される発電機本体を有する防音密閉型発電機において、
   前記筐体が、冷却風の入口および出口を有し、
   前記筐体には、下方から冷却風を取り入れ、取り入れた冷却風の進行方向を変えて前記冷却風の入口に案内する壁面を含む給風ダクトを備えているとともに、
   前記給風ダクト内面には吸音材が貼られていることを特徴とする防音密閉型発電機。
3. 前記排風ダクトは、前記筐体に着脱自在に取り付けられていることを特徴とする請求項１記載の防音密閉型発電機。
4. 前記給風ダクトは、前記筐体に着脱自在に取り付けられていることを特徴とする請求項２記載の防音密閉型発電機。
5. 前記筐体が、発電機の電装部を収容する電装室と、前記エンジンおよび発電機本体を収容するエンジン室と、前記エンジンの排気音を消音するマフラを収容するマフラ室とからなり、
   前記電装室に設けられた冷却風の入口から筐体内に取り入れられた冷却風が、前記エンジン室を通って前記マフラ室に導入され、マフラ室に設けられた冷却風の出口を通って筐体から排出されるように構成されていることを特徴とする請求項１または２記載の防音密閉型発電機。

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