JP2009264277A - Pump device with engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発電機構を備えているエンジン付きポンプ装置に関するものである。 The present invention relates to a pump device with an engine provided with a power generation mechanism.
従来、発電機構としてのオルタネータ(交流発電機)を備えたエンジン付きポンプ装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
特許文献1を次図に基づいて説明する。
図9は従来のエンジン付きポンプ装置の基本構成を説明する図であり、水を吸入、吐出するエンジン付きポンプ装置100において、作業者はリコイルスタータ101を引いてエンジン102を始動させる。するとエンジン102で駆動させる水ポンプ103は、吸入口104から水を吸入し、吐出口105から吐出する。
また、エンジン102は、エンジン102に内蔵されたオルタネータ106(特許文献1、図3の符号50参照。)を駆動させる。この結果、オルタネータ106で動作電源を得ることができる。
FIG. 9 is a diagram for explaining the basic configuration of a conventional pump device with an engine. In the pump device with an
The
従来技術においては、オルタネータ106はエンジン102に内蔵されており、エンジン102の運転時には、オルタネータ106はかなりの高温に晒される。そのため、オルタネータ106に熱対策を施す必要があり、耐熱仕様にするために高価な材料を使用する。その結果、エンジン付きポンプ装置100は高価になる。すなわち、発電機構を備えているエンジン付きポンプ装置を低コスト化することができる技術の提供が求められている。
In the prior art, the
本発明は、発電機構を備えているエンジン付きポンプ装置を低コスト化することができる技術を提供することを課題とする。 This invention makes it a subject to provide the technique which can reduce the cost of the pump apparatus with an engine provided with the electric power generation mechanism.
請求項1に係る発明は、ポンプ本体に駆動源としてのエンジンを備えているエンジン付きポンプ装置において、前記エンジンの排気管に、高温導体を臨ませ、冷却部に低温導体を臨ませるようにして、排気管と冷却部との間に、温度差で発電する熱発電素子を備えていることを特徴とする。
The invention according to
請求項2に係る発明では、冷却部は、ポンプ本体で発生した高圧水を冷却媒体とすることを特徴とする。
The invention according to
請求項1に係る発明では、排気ガスの熱と冷却部の温度差を利用し、熱発電素子で発電させる。熱発電素子は排気管の外周面に配置されているため、特別な熱対策を施す必要がない。この結果、発電機構を備えているエンジン付きポンプ装置を低コスト化することができる。
加えて、エンジンの駆動力を使用せずに発電するので、エンジンの効率を向上することができる。
更に、エンジンの動作電源として必要な容量以上に発電することが可能なので、例えば夜間作業時に必要な照明用の発電も行える。
In the invention according to
In addition, since the power is generated without using the driving force of the engine, the efficiency of the engine can be improved.
Furthermore, since it is possible to generate more power than is necessary for the operating power of the engine, for example, it is possible to generate power for lighting that is necessary during night work.
請求項2に係る発明では、ポンプ本体で発生した高圧水を冷却媒体とする。常に新たな高圧水を使用するので、常に冷却し、温度差を維持することができる。
In the invention according to
本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図1は本発明に使用する熱発電素子の基本原理を説明する図であり、発電機構としての熱発電素子10は、高温側に設けられている高温導体11と、低温側に設けられている低温導体12、12と、高温導体11と低温導体12とに介設されるn型熱電半導体13及びp型熱電半導体14とからなる。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. The drawings are viewed in the direction of the reference numerals.
FIG. 1 is a diagram for explaining the basic principle of a thermoelectric generator used in the present invention. A
次に、この熱発電素子10の作用を説明する。
高温導体11は、高温の熱媒体から矢印(1)のように熱が供給されると高温が維持される。又、低温導体12、12は低温の媒体へ矢印(2)、(2)のように放熱することで低温が維持される。
このようにして、高温導体11と低温導体12、12との間に温度差が生じると、ゼーベック効果が起こる。
ゼーベック効果によれば、n型熱電半導体13で、矢印(3)のように、電子15が移動し、p型熱電半導体14で、矢印(4)のように、正孔16が移動する。この結果、矢印(5)のように、電流が生じる。
Next, the operation of the
The
In this way, when a temperature difference is generated between the
According to the Seebeck effect,
なお、n型及びp型熱電半導体の材料としては、ビスマス・テルル化合物が好適であるが、この他、鉛・テルル合金、シリコン・ゲルマニウム合金、コバルト・アンチモン化合物及び亜鉛・アンチモン化合物など、熱電材料であれば、種類は問わない。 As materials for n-type and p-type thermoelectric semiconductors, bismuth-tellurium compounds are suitable, but other thermoelectric materials such as lead-tellurium alloys, silicon-germanium alloys, cobalt-antimony compounds, and zinc-antimony compounds If so, the type does not matter.
図2は本発明に係る熱発電素子の外観を説明する図であり、熱発電素子10は、高温導体11と、低温導体12と、高温導体11と低温導体12で挟まれたn型熱電半導体13及びp型熱電半導体14とからなり、全体的に板状を呈する。
FIG. 2 is a diagram for explaining the appearance of the thermoelectric generator according to the present invention. The
図3は本発明に係るエンジン付きポンプ装置の斜視図であり、エンジン付きポンプ装置20は、ベースとなるフレーム21と、このフレーム21に設けられ水22を吸入、吐出すポンプ本体23と、フレーム21に設けられポンプ本体23を駆動させる駆動源としてのエンジン24と、このエンジン24に接続され排気ガスが通過する排気管としてのマフラー25と、この排気管としてのマフラー25の外周面26に設けられ温度差で発電する熱発電素子10と、この熱発電素子10の外面27に沿って螺旋状に設けられポンプ本体23で発生した冷却媒体としての高圧水で熱発電素子10を冷却する冷却部としての冷却配管28と、を備えている。
FIG. 3 is a perspective view of a pump device with an engine according to the present invention. The pump device with an
エンジン24の近傍に設けられている、31はエンジン24に供給する燃料を蓄える燃料タンク、32はスロットルボディーカバーである。
Provided in the vicinity of the
また、ポンプ本体23は、ポンプ本体23の側部にボルト33で固定され水を吸入する吸入口34と、この吸入口34に接続され一端が水22の中に入れられている吸入ホース35と、ポンプ本体23の上部にボルト36で固定され吸入した水を高圧水として吐出す吐出し口37と、この吐出し口37に接続され高圧水を導く吐出しホース38と、を備えている。
なお、吐出し口37には分岐口41が設けられ、この分岐口41に冷却配管28が接続されている。
The
The
図4は本発明に係るエンジン付きポンプ装置の平面図であり、エンジン付きポンプ装置20は、駆動源としてのエンジン24の側部にリコイルスタータ42を備えており、このリコイルスタータ42を作業者が操作してエンジン24を始動させる。
熱発電素子10の外面27に、冷却配管28が臨んでいる。この結果、放熱が効率よく行われる。
FIG. 4 is a plan view of a pump device with an engine according to the present invention. The pump device with an
A
図5は図4の5−5線断面図であり、エンジンの排気管としてのマフラー25と、冷却部としての冷却配管28との間に熱発電素子10、10が設けられている。排気管としてのマフラー25の外周面26に高温導体11、11が臨んでいる。冷却部としての冷却配管28に低温導体12、12が臨んでいる。
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line 5-5 of FIG. 4, and the
なお、43は固定カバーであり、この固定カバー43で熱発電素子10を排気管としてのマフラー25に固定する。また、固定カバー43を設けることで、熱発電素子10の外面27から効率よく放熱させることができる。
以上の構成からなるエンジン付きポンプ装置の作用を次に述べる。
図6は排気ガス及び高圧水の流れを示す図である。
(a)はエンジン24から排出される排気ガスの流れを示す図であり、駆動源としてのエンジン24を始動させると、矢印(6)のように、高温の排気ガスが排気管としてのマフラー25に流れ込む。
The operation of the engine-equipped pump device having the above configuration will be described below.
FIG. 6 is a diagram showing the flow of exhaust gas and high-pressure water.
(A) is a figure which shows the flow of the exhaust gas discharged | emitted from the
(b)は冷却媒体としての高圧水の流れを示す図であり、矢印(7)に示すように、水が吸入口34からポンプ本体23に流れ込む。ポンプ本体23から吐出し口37に送り出された高圧水の一部は、矢印(8)に示すように、冷却配管28に流れ込む。
(B) is a figure which shows the flow of the high pressure water as a cooling medium, and water flows into the pump
図7は排気管部分での排気ガス及び高圧水の流れを説明する図であり、矢印(9)のように、高温の排気ガスが排気管としてのマフラー25内を流れている。この結果、排気管としてのマフラー25の内部は高温になる。
FIG. 7 is a diagram for explaining the flow of exhaust gas and high-pressure water in the exhaust pipe portion. As indicated by an arrow (9), high-temperature exhaust gas flows through the
一方、冷却媒体としての高圧水は、矢印(10)のように、冷却部としての冷却配管28を流れている。冷却配管28は排気管としてのマフラー25の周囲に巻付けられており、
高圧水は排気管としてのマフラー25の周囲を複数回にわたり回り、矢印(11)のように、外部へ排出される。
On the other hand, the high-pressure water as the cooling medium flows through the cooling
The high-pressure water travels around the
冷却配管28は排気管としてのマフラー25の周囲に巻付けられているので、熱発電素子10、10の外面27、27を全体的に冷却することができる。また、外部から新しい水を吸入しているので、冷却媒体としての高圧水は低温に維持される。この結果、熱発電素子10の外面27は低温になる。
Since the cooling
図8は図7の要部拡大図であり、排気ガスから伝わった熱は、低温側に伝わるため、矢印(12)のように、排気管としてのマフラー25から高温導体11に熱が伝わる。この結果、高温導体11は、高温になる。
FIG. 8 is an enlarged view of the main part of FIG. 7. Since the heat transmitted from the exhaust gas is transmitted to the low temperature side, the heat is transmitted from the
一方、低温導体12は、矢印(13)のように、冷却部としての冷却配管28側へ放熱する。この結果、低温導体12は、低温になる。すなわち、熱発電素子10の高温導体11側と、低温導体12側に温度差が生じる。そうすると、図1で説明した基本原理のように、矢印(14)に示す向きに、電流が流れて発電される。
On the other hand, the
尚、本発明に係るエンジン付きポンプ装置は、実施の形態では水ポンプに適用したが、高圧洗浄機や動力噴霧器にも適用可能であり、一般のポンプをエンジンで駆動させる機械に適用することは差し支えない。
請求項1の冷却部は、ポンプ本体で発生した高圧水を供給する他、外部から水道水などの冷却水を供給してもよい。
また、実施例では高温導体をマフラーに臨ませていたが、排気管の途中であればどこに臨ませてもよい。
The pump device with an engine according to the present invention is applied to a water pump in the embodiment, but can also be applied to a high-pressure washing machine and a power sprayer, and can be applied to a machine that drives a general pump with an engine. There is no problem.
In addition to supplying high-pressure water generated in the pump body, the cooling unit of
In the embodiment, the high-temperature conductor is exposed to the muffler, but may be exposed anywhere in the middle of the exhaust pipe.
本発明のエンジン付きポンプ装置は、水ポンプに好適である。 The pump device with an engine of the present invention is suitable for a water pump.
10…熱発電素子(発電機構)、11…高温導体、12…低温導体、20…エンジン付きポンプ装置、23…ポンプ本体、24…エンジン(駆動源)、25…マフラー(排気管)、28…冷却配管(冷却部)。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記エンジンの排気管に、高温導体を臨ませ、冷却部に低温導体を臨ませるようにして、排気管と冷却部との間に、温度差で発電する熱発電素子を備えていることを特徴とするエンジン付きポンプ装置。 In a pump device with an engine having an engine as a drive source in the pump body,
The engine exhaust pipe has a high-temperature conductor facing it and a cooling conductor facing the low-temperature conductor, and is provided with a thermoelectric generator that generates power with a temperature difference between the exhaust pipe and the cooling section. A pump device with an engine.
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