JP2010004714A - エンジン駆動発電機 - Google Patents

Abstract

【課題】空気に含まれた水分が発電機の内部に導かれることを防止できるエンジン駆動発電機を提供する。
【解決手段】エンジン駆動発電機１０は、空気導入口４２に連通するダクト空間４８が形成された吸気ダクト４７と、吸気ダクトの下部４９に下向きに開口されてダクト空間に連通する吸気口５１と、吸気口５１から立設され、空気導入口の略下半部に対向して設けられた仕切壁５２と、仕切壁から吸気口に対向するようにダクト空間に横向きに張り出された邪魔板５４とを備えている。
そして、吸気口から吸い込んだ上向きの空気を邪魔板で横向きの流れに変える。
【選択図】図３

Description

本発明は、発電機を駆動するとともに冷却ファンを回転させ、冷却ファンで吸い込んだ冷却用の空気を発電機内に導くエンジン駆動発電機に関する。

エンジン駆動発電機のなかには、ケース側壁に空気導入口を設け、この空気導入口に連通させて吸気ダクトを設け、この吸気ダクトの吸気口を下向きに形成したものが知られている。
吸気口から導かれた空気（外気）は、吸気ダクトや空気導入口を経て発電機内に導かれ、発電機を冷却することが可能である（例えば、特許文献１参照。）。
実開平７−３０５６５号公報

特許文献１のエンジン駆動発電機によれば、吸気ダクトの吸気口を下向きに形成することで、屋外などの被水しやすい環境で使用する場合に、雨水が吸気口から直接浸入することを防止できるとされている。

しかし、吸気ダクトの吸気口を下向きに形成しても、地面などで上向きに跳ね返った雨水が飛沫状やミスト状の水分になって吸気口に浸入する（飛び込む）ことが考えられる。
よって、吸気口から浸入した飛沫状やミスト状の水分が空気中に含まれ、空気とともに発電機の内部に導かれる虞がある。

本発明は、空気に含まれた水分が発電機の内部に導かれることを防止できるエンジン駆動発電機を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、発電機を駆動するとともに冷却ファンを回転させ、前記冷却ファンで吸い込んだ冷却用の空気を前記発電機の空気導入口から前記発電機内に導くエンジン駆動発電機において、前記空気導入口に連通する空間が形成された吸気ダクトと、前記吸気ダクトの下部に下向きに開口されて前記空間に連通する吸気口と、前記吸気口から立設され、前記空気導入口の略下半部に対向して設けられた仕切壁と、前記仕切壁から前記吸気口に対向するように前記空間に横向きに張り出された邪魔板と、を備え、前記吸気口から吸い込んだ上向きの空気を前記邪魔板で横向きの流れに変え、前記横向きの空気を前記吸気ダクトに沿わせて上昇させ、上昇させた空気を前記空気導入口に導き、導かれた空気を前記空気導入口を経て前記発電機内に導くことを特徴とする。

請求項２は、前記邪魔板の先端部に下向きに折り曲げられた折返部を備えたことを特徴とする。

請求項３は、前記邪魔板は、前記空間に横向きで、かつ先端部が下方となるように下り勾配に張り出されたことを特徴とする。

請求項４は、前記吸気ダクトのうち、前記邪魔板で横向きに変えられた空気を上向きに変える部位に、先端部が下方となるように下り勾配に張り出されたサブ邪魔板を備えたことを特徴とする。

請求項１に係る発明では、吸気ダクトの下部に吸気口を下向きに開口した。この吸気口から仕切壁を立設し、仕切壁から吸気口に対向させて邪魔板を横向きに張り出した。
そして、吸気口から吸い込んだ上向きの空気を邪魔板で横向きの流れに変えるようにした。

吸気口から吸い込んだ空気を邪魔板で横向きの流れに変えることで、空気の流路を長く確保するとともに空気の流速を下げることができる。
このように、空気の流速を下げた状態で長い流路を流すことで、その間に、空気に含まれている水分の自然落下を促して空気中から水分を分離することができる。

よって、地面などで上向きに跳ね返った雨水が飛沫状やミスト状の水分になって吸気口に浸入した（飛び込んだ）場合でも、空気中から飛沫状やミスト状の水分を分離することができる。
これにより、空気中に含まれた水分が発電機の内部に導かれることを防止できる。

請求項２に係る発明では、邪魔板の先端部に下向きの折返部を備えた。よって、邪魔板に付着した水滴が、横向きに流れる空気で折返部まで導かれる。
折返部まで導かれた水滴は折返部で下方に案内されて、折返部の下端部から効率よく滴下させて、空気中に含まれた水分を良好に分離することができる。

請求項３に係る発明では、邪魔板の先端部が下方となるように、邪魔板を下り勾配に張り出した。よって、邪魔板に付着した水滴を先端部まで流下させて先端部から効率よく滴下させることができる。
これにより、空気中に含まれた水分を一層良好に分離することができる。

請求項４に係る発明では、吸気ダクトのうち、邪魔板で横向きに変えられた空気を上向きに変える部位にサブ邪魔板を備えた。
このサブ邪魔板は、先端部が下方となるように下り勾配に張り出されている。
よって、吸気ダクトに沿って上昇した空気がサブ邪魔板に当たり、空気に含まれている水分が水滴としてサブ邪魔板に付着する。
サブ邪魔板に付着した水滴は、先端部まで流下して先端部から効率よく滴下する。
これにより、空気中に含まれた水分を一層良好に分離することができる。

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、エンジン駆動発電機に関して構成の理解を容易にするために便宜上、発電機側を「前」、エンジン側を「後」とし、前側をＦｒ、後側をＲｒ、左側をＬ、右側をＲで示す。

図１は本発明に係るエンジン駆動発電機（第１実施の形態）を示す斜視図である。
エンジン駆動発電機１０は、複数の支柱１２などで略立方形に形成されたフレーム１１と、フレーム１１内に取付部材１３を介して設けられたエンジン／発電機ユニット１５と、エンジン／発電機ユニット１５のエンジン１６上方に設けられた燃料タンク１８およびエアクリーナ１９とを備えている。

図２は第１実施の形態に係るエンジン／発電機ユニットを示す断面図である。
エンジン／発電機ユニット１５は、エンジン１６と、エンジン１６のクランク軸（出力軸）２２に対して同軸上に設けられた発電機１７とを備えている。

エンジン１６は、クランクケース２３の前壁部２３ａからクランク軸２２の前端部２２ａが突出されている。
クランクケース２３の前壁部２３ａに発電機１７の後端部１７ａが設けられている。
発電機１７は、クランク軸２２の前端部２２ａに駆動軸２５の後端部２５ａが同軸上に連結されている。

この発電機１７は、ステータ２６と、ステータ２６内に配置されるとともに駆動軸２５に設けられたロータ２７と、ステータ２６の前後の端部にボルト２８…で取り付けられた前後のカバー３１，３２と、後カバー３２内に設けられた冷却ファン３４と、前カバー３１に設けられた吸気ダクト部３５とを備えている。

駆動軸２５の前端部２５ｂは軸受３７を介して前カバー３１の中央部３１ａに回転自在に支持されている。
後カバー３２内の空間３８に冷却ファン３４が配置されている。この冷却ファン３４は、駆動軸２５の後端部２５ａに同軸上に設けられている。
後カバー３２の周壁３２ａには複数の空気排出口４１がルーバ状に形成されている（図１参照）。複数の空気排出口４１は、後カバー３２内の空間３８に連通されている。

前カバー３１は、前壁３１ｂに複数の空気導入口４２が形成されている。
複数の空気導入口４２は、前カバー３１内の空間４３を経て冷却風吸込路４５に連通されている。
冷却風吸込路４５は、発電機１７内のステータ２６とロータ２７との間の空間で形成されている。

図３は第１実施の形態に係る発電機の吸気ダクト部を示す断面図である。
前カバー３１には吸気ダクト部３５がボルト４６…で設けられている。
吸気ダクト部３５は、空気導入口４２に連通するダクト空間（空間）４８が形成された吸気ダクト（エンドカバー）４７と、吸気ダクト４７の下部４９に下向きに開口された吸気口５１と、吸気口５１から立設された仕切壁５２と、仕切壁５２の上端部５２ａから横向きに張り出された邪魔板５４と、吸気ダクト４７に設けられたサブ邪魔板５６とを備えている。

図４は第１実施の形態に係る発電機の吸気ダクト部を示す斜視図、図５は第１実施の形態に係る発電機の吸気ダクト部を示す分解斜視図である。
吸気ダクト４７は、周壁６２が略円筒形に形成された中空の筒体６１と、筒体６１の前端部６１ａを塞ぐ円板状の前壁６３と、筒体６１の下部６１ｂに形成された開口部６５と、開口部６５から下方に張り出された下部４９と、筒体６１の後端部６１ｃに等間隔に設けられた取付部６７…とを備えている。

吸気ダクト４７は、中空の筒体６１および円板状の前壁６３でダクト空間４８が形成され、取付部６７…が前カバー３１の取付部７１…にボルト４６…で取り付けられている。
開口部６５は、筒体６１の下部６１ｂに周方向に沿って湾曲状に形成されている。開口部６５の左右の側縁６５ａ，６５ｂおよび前縁６５ｃから下部４９が下方に向けて張り出されている。

下部４９は、左右の側壁４９ａ，４９ｂおよび前壁４９ｃで略コ字状に形成されている。
また、開口部６５の後縁６５ｄおよび下部４９の左右の側壁４９ａ，４９ｂに仕切壁５２が設けられている。

仕切壁５２は、略下半部７３および略上半部７４で平板状に形成されている。
略下半部７３は、下部４９の前壁４９ｃに対して後方に所定間隔Ｌ１（図３も参照）をおいて配置され、左右の直線縁部７３ａ，７３ｂが下部４９の左右の側壁４９ａ，４９ｂにそれぞれ設けられている。

略下半部７３および下部４９で吸気口５１（図３参照）が形成されている。
すなわち、吸気口５１から仕切壁５２が立設されている。
吸気口５１は、吸気ダクト４７の下部４９に下向きに開口され、ダクト空間４８に連通されている。

また、仕切壁５２は、略上半部７４の左右の彎曲縁部７４ａ，７４ｂが周壁６２に設けられている。
略上半部７４は、前カバー３１の前壁６３のうち、略下半部６３ａに所定間隔Ｌ２（図３も参照）をおいて対向して配置されている。

さらに、略上半部７４は、ダクト空間４８の下半部を前カバー３１の前壁３１ｂから仕切っている。
具体的には、略上半部７４は、前壁３１ｂの略下半部に対向して設けられている。
すなわち、略上半部７４は、前壁３１ｂの全域に設けられた複数の空気導入口４２のうち、前壁３１ｂの略下半部に設けられた複数の空気導入口（空気導入口の略下半部）４２に対向して設けられている。
よって、前壁３１ｂの略下半部に設けられた複数の空気導入口４２は、略上半部７４（仕切壁５２）でダクト空間４８の下半部から仕切られている。

ここで、仕切壁５２は、図３に示すように、前カバー３１の前壁３１ｂに対して所定間隔Ｌ３離して設けられている。
よって、仕切壁５２および前壁３１ｂ間に空間５３（図３参照）を確保することができる。
なお、仕切壁５２および前壁３１ｂ間に空間５３を確保した理由については図６（ｂ）で詳しく説明する。

邪魔板５４は、仕切壁５２の上端部５２ａから吸気口５１に対向するようにダクト空間４８に横向きに張り出されている。
この邪魔板５４は、略矩形状に形成され、左右の縁部５４ａ，５４ｂが周壁６２に設けられている。

邪魔板５４の基端部５４ｃおよび仕切壁５２の上端部５２ａのそれぞれの中央に凹部８１が形成されている。
凹部８１は、前カバー３１の中央部３１ａ（すなわち、突部）（図３参照）を受け入れるための凹みである。

邪魔板５４の先端部５４ｄには折返部８３が設けられている。
折返部８３は、邪魔板５４の先端部５４ｄから下向きに折り曲げられた突片である。
この折返部８３は、略矩形状に形成され、左右の縁部８３ａ，８３ｂが周壁６２に設けられている。

このように、吸気ダクト部３５に邪魔板５４を設けることで、吸気口５１（図３参照）から吸い込んだ上向きの空気（外気）を邪魔板５４で横向きの流れに変えることができる。
吸気口５１から吸い込んだ空気を邪魔板５４で横向きの流れに変えることで、空気の流路Ｌ４（図３参照）を長く確保するとともに空気の流速を下げることができる。
このように、空気の流速を下げた状態で長い流路を流すことで、その間に、空気に含まれている水分の自然落下を促して空気中から水分を分離することができる。

また、邪魔板５４および仕切壁５２を吸気ダクト４７内に設けることで、吸気ダクト４７からの突出量を小さく抑え、かつ、空気の流路Ｌ４（図３参照）を長く確保することができる。
これにより、吸気ダクト部３５をフレーム１１内に収めることが可能になり、エンジン駆動発電機１０のコンパクトが図れる。

さらに、邪魔板５４の先端部５４ｄに下向きの折返部８３を備えた。よって、邪魔板５４に付着した水滴が、横向きに流れる空気で折返部８３まで導かれる。
折返部８３まで導かれた水滴は折返部８３で下方に案内されて、折返部８３の下端部８３ｃから効率よく滴下させて、空気中に含まれた水分を良好に分離することができる。

サブ邪魔板５６は、吸気ダクト４７の前壁６３のうち、邪魔板５４に対して上方の取付部位６３ｃに所定間隔Ｈ（図３参照）をおいて平行に設けられている。
取付部位６３ｃは、邪魔板５４で横向きに変えられた空気を上向きに変える部位である。
具体的には、サブ邪魔板５６は、前壁６３の取付部位６３ｃに設けられた鉛直片８５と、鉛直片８５の下端部８５ａから下り勾配に張り出された傾斜片８６とを備えている。

鉛直片８５は、略矩形状に形成され、左右の縁部８５ｂ，８５ｃが周壁６２に設けられている。
傾斜片８６は、略矩形状に形成され、左右の縁部８６ａ，８６ｂが周壁６２に設けられている。
また、傾斜片８６は、鉛直片８５の下端部８５ａから下り勾配に張り出されることで、先端部８６ｃが基端部８６ｄの下方に配置されている（図３も参照）。

このように、前壁６３の取付部位６３ｃにサブ邪魔板５６を設けることで、吸気ダクト４７（詳しくは、前壁６３の略上半部６３ｂ（図３参照））に沿って上昇した空気がサブ邪魔板５６に当たる。
空気がサブ邪魔板５６に当たることで、空気に含まれている水分が水滴としてサブ邪魔板５６に付着する。
サブ邪魔板５６に付着した水滴は、先端部８６ｃまで流下して先端部８６ｃから効率よく滴下する。
これにより、空気中に含まれた水分を一層良好に分離することができる。

つぎに、エンジン駆動発電機１０の発電機１７を冷却する例を図６に基づいて説明する。
図６（ａ），（ｂ）は第１実施の形態に係るエンジン駆動発電機の発電機を冷却ファンで冷却する例を説明する図である。
（ａ）において、エンジン１６を駆動することによりクランク軸２２が回転し、クランク軸２２と一体に駆動軸２５が回転する。
駆動軸２５が回転することで、冷却ファン３４およびロータ２７が回転する。

冷却ファン３４が回転することで、冷却風吸込路４５内の空気が矢印Ａの如く冷却ファン３４に向けて導かれる。
冷却ファン３４に向けて導かれた空気は、複数の空気排出口４１を経て矢印Ｂの如く外部に排出される。

冷却風吸込路４５内の空気が冷却ファン３４に向けて矢印Ａの如く導かれることで、ダクト空間４８内の空気が前カバー３１（前壁３１ｂ）の空気導入口４２を経て冷却風吸込路４５に矢印Ｃの如く導かれる。

ここで、一例として、前壁３１ｂに設けた複数の空気導入口４２のうち、前壁３１ｂの下半部における開口率を、前壁３１ｂの上半部における開口率より大きく設定することも可能である。
これにより、ダクト空間４８内から上半部の空気導入口４２を経て矢印Ｃの如く導かれる空気量と、ダクト空間４８内から下半部の空気導入口４２を経て矢印Ｃの如く導かれる空気量とが一層均一になるように調整可能である。

ダクト空間４８内の空気が冷却風吸込路４５に矢印Ｃの如く導かれることで、ダクト空間４８に吸気口５１を経て外気（空気）が矢印の如く導入される。
ここで、吸気口５１から導かれる外気（空気）中には、地面などで上向きに跳ね返った雨水が飛沫状やミスト状の水分として含まれることが考えられる。

（ｂ）において、吸気口５１を経てダクト空間４８に導かれる外気（空気）は、邪魔板５４に向けて矢印Ｄの如く上昇する。
邪魔板５４に向けて上昇する空気は、邪魔板５４に導かれて矢印Ｅの如く横向きの流れに変えられる。

吸気口５１から吸い込んだ空気を邪魔板５４で横向きの流れに変えることで、空気の流路Ｌ４を長く確保するとともに空気の流速を下げることができる。
このように、空気の流速を下げた状態で長い流路Ｌ４を流すことで、その間に、空気に含まれている水分（飛沫状やミスト状の水分）が水滴８８…として自然落下を促して空気中から水分を分離することができる。
自然落下した水滴８８…は、吸気口５１から外部に排水される。

また、邪魔板５４に向けて上昇する空気のなかには、邪魔板５４に当たるものがある。
空気が邪魔板５４に当たることで、空気に含まれている水分が水滴８８…として邪魔板５４に付着する。
よって、空気中から水分（飛沫状やミスト状の水分）を分離することができる。
邪魔板５４に付着した水滴８８…は、邪魔板５４から自然落下して吸気口５１から外部に排水される。

ここで、邪魔板５４の先端部５４ｄに下向きの折返部８３が備えられている。よって、邪魔板５４に付着した水滴が、横向きに流れる空気で折返部８３まで導かれる。
折返部８３まで導かれた水滴は折返部８３で下方に案内されて、折返部８３の下端部８３ｃから効率よく滴下することができる。

さらに、吸気ダクト４７の前壁６３うち、邪魔板５４で横向きに変えられた空気を上向きに変える取付部位６３ｃにサブ邪魔板５６を備えた。
このサブ邪魔板５６は、先端部８６ｃが下方となるように下り勾配に張り出されている。

よって、前壁６３の略上半部６３ｂに沿って矢印Ｆの如く上昇した空気がサブ邪魔板５６（傾斜片８６）に当たり、空気に含まれている水分（飛沫状やミスト状の水分）が水滴８８…として傾斜片８６に付着する。
傾斜片８６に付着した水滴８８…は、先端部８６ｃまで流下して先端部８６ｃから効率よく滴下する。
前壁６３の略上半部６３ｂに沿って上昇した空気は、前カバー３１の空気導入口４２に導かれ、空気導入口４２から発電機１７内に導かれる。

このように、吸気ダクト部３５に吸気口５１を下向きに設けるとともに、邪魔板５４やサブ邪魔板５６を設けることで、空気中に含まれた水分（飛沫状やミスト状の水分）を良好に分離することができる。

以上説明したように、地面などで上向きに跳ね返った雨水が飛沫状やミスト状の水分になって吸気口５１に浸入した（飛び込んだ）場合でも、空気中から飛沫状やミスト状の水分を分離することができる。
水分が分離された空気は、前カバー３１の空気導入口４２を経て冷却風吸込路４５に矢印Ｃの如く導かれる。

ここで、仕切壁５２および前壁３１ｂ間に空間５３が確保されている。よって、前カバー３１の略下半部に形成された空気導入口４２に、空気を矢印Ｃの如く円滑に導くことができる。
よって、前カバー３１の全ての空気導入口４２に空気を矢印Ｃの如く略均一に導くことが可能である。
これにより、空気中に含まれた水分が発電機１７の内部に導かれることを防止でき、水分が分離された空気で発電機１７を効率よく冷却することができる。

つぎに、第２実施の形態の吸気ダクト部９０を図７に基づいて説明する。なお、第２実施の形態の吸気ダクト部９０において第１実施の形態の構成部材と同一類似部材については同じ符号を付して説明を省略する。
図７は第２実施の形態に係る発電機の吸気ダクト部を示す断面図である。
吸気ダクト部９０は、邪魔板５４を邪魔板９２に代えたもので、その他の構成は第１実施の形態の吸気ダクト部３５と同じである。

邪魔板９２は、ダクト空間４８に横向きで、かつ先端部９２ａが基端部９２ｂに対して下方となるように下り勾配に張り出されている。
よって、邪魔板９２に付着した水滴８８…を先端部９２ａまで矢印Ｇの如く効率よく流下させることができる。

水滴８８…を折返部８３まで効率よく流下させて、折返部８３の下端部８３ｃから良好に滴下させることができる。
これにより、空気中に含まれた水分を一層良好に分離することができる。

なお、前記実施の形態では、邪魔板５４の先端部５４ｄに折返部８３を設けた例を説明したが、折返部８３の有無は適宜選択が可能である。

また、前記実施の形態では、吸気ダクト４７にサブ邪魔板５６を設けた例を説明したが、サブ邪魔板５６の有無は適宜選択が可能である。

さらに、前記実施の形態で示した空気導入口４２、吸気ダクト４７、ダクト空間４８、吸気口５１、仕切壁５２、邪魔板５４、サブ邪魔板５６、折返部８３などは例示した形状に限定するものではなく適宜変更が可能である。

本発明は、発電機を駆動するとともに冷却ファンを回転させ、冷却ファンで吸い込んだ冷却用の空気を発電機内に導くエンジン駆動発電機への適用に好適である。

本発明に係るエンジン駆動発電機（第１実施の形態）を示す斜視図である。 第１実施の形態に係るエンジン／発電機ユニットを示す断面図である。 第１実施の形態に係る発電機の吸気ダクト部を示す断面図である。 第１実施の形態に係る発電機の吸気ダクト部を示す斜視図である。 第１実施の形態に係る発電機の吸気ダクト部を示す分解斜視図である。 第１実施の形態に係るエンジン駆動発電機の発電機を冷却ファンで冷却する例を説明する図である。 第２実施の形態に係る発電機の吸気ダクト部を示す断面図である。

符号の説明

１０…エンジン駆動発電機、１５…エンジン／発電機ユニット、１７…発電機、３４…冷却ファン、４２…空気導入口、４７…吸気ダクト、４８…ダクト空間（空間）、４９…吸気ダクトの下部、５１…吸気口、５２…仕切壁、５４…邪魔板、５４ｄ…邪魔板の先端部、５６…サブ邪魔板、８３…折返部、８６ｃ…サブ邪魔板の先端部。

Claims (4)

1. 発電機を駆動するとともに冷却ファンを回転させ、前記冷却ファンで吸い込んだ冷却用の空気を前記発電機の空気導入口から前記発電機内に導くエンジン駆動発電機において、
   前記空気導入口に連通する空間が形成された吸気ダクトと、
   前記吸気ダクトの下部に下向きに開口されて前記空間に連通する吸気口と、
   前記吸気口から立設され、前記空気導入口の略下半部に対向して設けられた仕切壁と、
   前記仕切壁から前記吸気口に対向するように前記空間に横向きに張り出された邪魔板と、
   を備え、
   前記吸気口から吸い込んだ上向きの空気を前記邪魔板で横向きの流れに変え、前記横向きの空気を前記吸気ダクトに沿わせて上昇させ、上昇させた空気を前記空気導入口に導き、導かれた空気を前記空気導入口を経て前記発電機内に導くことを特徴とするエンジン駆動発電機。
2. 前記邪魔板の先端部に下向きに折り曲げられた折返部を備えたことを特徴とする請求項１記載のエンジン駆動発電機。
3. 前記邪魔板は、前記空間に横向きで、かつ先端部が下方となるように下り勾配に張り出されたことを特徴とする請求項１または請求項２記載のエンジン駆動発電機。
4. 前記吸気ダクトのうち、前記邪魔板で横向きに変えられた空気を上向きに変える部位に、先端部が下方となるように下り勾配に張り出されたサブ邪魔板を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のエンジン駆動発電機。

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