JP2015206311A - 発電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ラジエータの冷却効率が向上する発電装置を得る。
【解決手段】エンジン３、発電機４、ラジエータ５を備えるとともに、筐体２によって囲まれた発電装置１において、外気を導入して発電機４を空冷し、昇温した空気を筐体２の外部に排出する第一の送風機（吸気口６、排気口１２）、筐体２の内部に配置され、外気を導入してラジエータ５を空冷する第二の送風機を備え、第二の送風機として回転羽無し送風機１１を用いる。第一の送風機によって発電機４を空冷する第一の通風路３０と、第二の送風機によってラジエータ５を空冷する第二の通風路４０が、筐体２の内部において互いに離間して配置されるよう、筐体２内部に仕切り板２１を配置する。
【選択図】図１

Description

本発明は、発電装置に関するものである。

従来の発電装置は、エンジン冷却水を冷却するラジエータの冷却用空気を、ラジエータ冷却面に対峙する位置に設けた冷却ファンにより冷却する構造であった。その冷却ファンで、発電装置ケース内のエンジン及び発電機器側から空気を吸い込み、吸い込んだ冷却用空気によりラジエータを冷却し、ラジエータ冷却後の空気を発電装置ケース外へ放出する構造であり、冷却ファンの駆動方式はエンジンに直結されたものや、電動機を用いたものがあった。

従来の発電装置は、ラジエータファンを廃止し、電動ファンによってラジエータを冷却する構成であった（例えば、特許文献１参照）。
また、従来の発電装置は、発電機の排気ダクト内にラジエータを配置する構成であった（例えば、特許文献２参照）。
また、従来の発電装置は、発電機とエンジンの間にラジエータを配置し、エンジンの放熱で、ラジエータと発電機が昇温しない構成であった（例えば、特許文献３参照）。

特開２００４−１４４０５４号公報 特開２０００−３３７１６０号公報 特許第３４２１９４７号

しかしながら、特許文献１から３の技術では、エンジン、発電機、ラジエータ等の発電装置を構成する機器を収納した筐体の内部において、形成される空冷経路は１つであった。そして、筐体外部から直接取り込んだ冷たい空気でラジエータを冷却する構成のものがなく、他の機器により温められた空気を用いた冷却しかできず、外気で直接冷却する場合よりも冷却効率が低いという問題があった。また、ラジエータを空冷するための送風機としてファンを用いていたが、冷却効率を上げるためにはファンを大型化する必要があった。

本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、ラジエータの冷却効率を向上させることが可能な発電装置を提供することを目的とする。

この発明に係わる発電装置は、エンジン、発電機、ラジエータを備えるとともに、筐体によって囲まれた発電装置において、外気を導入して上記発電機を空冷し、昇温した空気を上記筐体の外部に排出する第一の送風機、上記筐体の内部に配置され、外気を導入して上記ラジエータを空冷する第二の送風機を備え、上記第二の送風機として回転羽無し送風機を用いたことを特徴とするものである。

この発明の発電装置によれば、第二の送風機が外気を筐体内に取り込み、筐体内のラジエータに外気が直接吹き付けられるため、ラジエータを効率良く冷却することが可能とな
る。

本発明の実施の形態１による発電装置の構成を示す部分断面構成図と、筐体内の通風路を示す図である。 本発明の実施の形態１による発電装置の回転羽無し送風機の要部断面図である。 本発明の実施の形態１による発電装置の筐体に形成された通気口及び設置部を示す要部断面図である。 本発明の実施の形態２による発電装置の筐体天井部の通気口を示す要部断面図である。 比較例として示す、従来の発電装置の構成図である。

実施の形態１．
本発明の実施の形態１の発電装置について説明する。図１（ａ）は、本発明の発電装置１の筐体２内部構成を示す部分断面構成図である。図１（ａ）に示すように、発電装置１は、筐体２（ケース）内に、エンジン３、発電機４、エンジン冷却水の冷却のためのラジエータ５が収納された構成である。筐体２の側面部には発電機４およびエンジン３を冷却するための空気を取り入れる吸気口６（第一の吸気口）が設けられている。

ここで、図１（ｂ）に、図１（ａ）に対応した空冷経路を示すように、筐体２の内部には、二つの通風路が形成されている。第一の通風路３０は、発電機４およびエンジン３の空冷経路である。筐体２の側面部の吸気口６から筐体１内部に取り込んだ空気の流れ（吸気方向１３）を矢印で示すように、吸気口６から筐体２内に取り込まれた空冷のための空気が発電機４、エンジン３の周囲を通過することで、これらを冷却し、温められた空気が排気口１２から、排気方向１４に沿って排出される。
吸気口６には、例えば図示しない吸気用のファンが設けられ、さらに排気口１２には排気用のファンが設けられて、第一の通風路３０を形成しており、この第一の通風路３０の空気の流れを作るファン等が第一の送風機に相当している。なお、ファンは、吸気口６または排気口１２のいずれか一方にのみ配設されてもよい。

そして、筐体２内に形成されるもう一つの空冷経路である第二の通風路４０は、エンジン冷却水を冷却するラジエータ５冷却のための経路である。筐体２の底面部の第二の吸気口（後述する図３の通気口１０ｂに相当する。）から外気が矢印で示す外気の流れ１５に沿って筐体２内部に取り入れられ、筐体２内部に設けられた回転羽無し送風機１１から、外気がラジエータ５に向けて外気吹き付け方向１６に沿って吹き付けられる。ラジエータ５を冷却することで昇温した空気は筐体２の外部に排出される。
回転羽無し送風機１１は、第二の通風路４０の空気の流れを作る第二の送風機に相当している。

図１（ａ）に示すように、筐体２の内部には、二つの空冷経路を仕切るための仕切り板２１が配置されている。この仕切り板２１によって、ラジエータ５冷却用の空気に、発電機４やエンジン３によって昇温した空気が混ざらないように整流されている。このように、仕切り板２１によって発電機４の空冷経路である第一の通風路３０と、ラジエータ５の空冷経路である第二の通風路４０が仕切られ、筐体２の内部において二つの通風路が互いに離間して配置された状態を得ることができる。なお、図１（ａ）の仕切り板２１は、断面が直線的な形状のものを示したが、それ以外にも、流路の形状を反映させた流線形状として形成することも可能であることは言うまでもない。

また、回転羽無し送風機１１は、冷却空気を発電装置１の下面側から吸い込む第二の通風路４０に内に配置されている。図２の要部断面図に示すように、回転羽無し送風機１１は、送風機上部となる吹き出し部１１ａと、この吹き出し部１１ａを支持する送風機下部である支持部１１ｂにより構成される。回転羽無し送風機１１は、仕切り板２１で仕切られた第二の通風路４０の筐体２下部の支持部１１ｂの設置部近傍に設けられた通気口（後述する図３に符号１０ｂで示す。）から支持部１１ｂの内部へ吸気した冷たい外気を、支持部１１ｂに内蔵した送風装置により吹き出し部１１ａに送り、吹き出し部１１ａの吐出口１１ａａから吹き出す。

この時、エゼクタ効果により、吐出口１１ａａから吹き出す空気とともに、吐出口１１ａａの周囲に流れる、筐体２下部の支持部１１ｂの設置部近傍に設けられた通気口（図３に符号１０ｂで示す。）から吸気し、支持部１１ｂの外側を通って吹き出し部１１ａへ導かれた外気もラジエータ５に吹き付けることができる。これにより発電装置１下面外部から直接取り入れた低温の外気でラジエータ５を効率良く冷却することができ、冷却性能の高い発電装置１を得ることができる。

本発明の回転羽無し送風機１１は、従来のような回転羽が露出した構造ではなく、支持部１１ｂ内に送風装置（後述する図３に符号１１ｃで示す。）を内蔵した構成であるため、運転中や点検時に作業者が羽根に接触することが無くなり、安全性の高い発電装置１を得ることができる。
また、発電装置１の筐体２内の空気を外部へ排出する排気口１２を装備することにより、発電機４等を冷却した後の発電装置１の筐体２内の空気の排出も問題なく行うことができる。

また、図３は発電装置１の筐体２下方部の通気口及び設置部を示す要部断面図である。図３に示すように、回転羽無し送風機１１の支持部１１ｂは、筐体底面部２ａに固定されており、支持部１１ｂの下方部には外気を吸い込むための通気口１０ｃが開口されている。筒状の支持部１１ｂの筒内には吹き出し部１１ａへ外気を送る送風装置１１ｃが配置されている。また、通気口１０ｃおよび吹き出し部１１ａの周囲へ供給する外気は、筐体底面部２ａに開口された通気口１０ｂから導入される。また、筐体２は、底面部から外気を取り入れるために、筐体底面部２ａと、発電装置１を設置する基礎面との間に空間を設ける必要があり、筐体底面部２ａから下向きに突出する支柱２ｂを備えている。ここで、支柱２ｂは、例えば略筒形状のものを用いることができ、筐体２を支持するとともに、支柱２ｂの側面部に開口された通気口１０ａから外気を筐体２の内部側に導入することができる。第二の通風路４０には、支柱２ｂの側面部に開口した通気口１０ａ、筐体底面部２ａに開口した通気口１０ｂ、回転羽無し送風機１１の支持部１１ｂに開口した通気口１０ｃを介して、外気を供給することができる。

このように、本発明の実施の形態１によれば、発電装置１の筐体２内の空間を仕切り板２１で部分的に仕切って、吐出口１１ａａの周囲へ外気を導入する第二の通風路４０を形成し、この第二の通風路４０に回転羽無し送風機１１を配設するだけで、筐体２内の温度に依存しない外気を用いた効率の良いラジエータ５の冷却が可能となる。

図５は、本発明の比較例として従来の発電装置１００の概略構成を示した部分断面構成図である。図５に示すように、筐体２内に各構成部が収納された形式の従来の発電装置１００では、筐体２内において、空気の流れ７、８、９の矢印で示す方向に冷却空気が供給される。外気が吸気口６から取り入れられ、空気の流れ７に沿って発電機４側に供給される。さらに、エンジン３に連動する冷却ファン１０１の周囲の空気が、空気の流れ８に沿ってラジエータ５側に供給され、ラジエータ５を冷却した空気は、空気の流れ９に沿って筐体２の外部に排出される。このように、従来の発電装置１００の空冷経路は、筐体２内
に一つしか形成されず、ラジエータ５の冷却空気は、保護カバー１０２で囲まれた冷却ファン１０１によりエンジン３および発電機４側から吸気する構成であった。そのため、冷却空気はエンジン３および発電機４を冷却したことで昇温し、外気温度より高温となっていた。外気温の冷却空気量に比べ、発電機４等の冷却後の昇温された空気では、より多くの空気量が、ラジエータ５の冷却に必要であった。しかし、本発明のように、外部の冷却空気を直接的に用いてラジエータ５を冷却する場合は、従来構造のように冷却空気量を多くする必要がなく、高い冷却効果を得ることができる。

本発明の発電装置１では、上述したように、筐体２外部から直接冷却する送風路を設け筐体２内の空気温度に左右されない冷却効果の高い発電装置１を得ることができる。
また、筐体２内に配置する送風機として、むき出しの回転羽（つまり冷却ファン１０１）を用いるのではなく、冷却ファンとして回転羽無し送風機１１を使用することにより、作業者にとって安全性の高い発電装置とすることが可能である。

さらに、回転羽無し送風機１１は一般に市販されているが、その構造は吹き出し部１１ａに設けられた吐出口１１ａａにおいて、エゼクタ効果により、吸い込み量以上の空気量を吐出させる性能を有している。そのため、筐体２の外部であり下部に位置する冷たい空気を、回転羽無し送風機１１の支持部１１ｂから効率良く筐体２内に取り込み、ラジエータ５の冷却に適用することで、冷却効率の高い発電装置１を構成することが可能である。また、本発明の発電装置１は、ラジエータ５を冷却する空気を発電装置下面から吸い込む構造となるので、従来の発電装置１００よりも筐体２側面から吸い込む風量が少なくなり、降雨時であっても横風の影響によって発電装置１内に雨水を吸い込む心配が軽減され、発電装置１の雨じまい構造を簡素化できるという効果も得ることができる。

実施の形態２．
図４は、本発明の実施の形態２による発電装置１の通気口構造例を示す図であり、筐体２の天井部２ｃに設けられた外気を取り入れるための通気口１０ｄ等を示す要部断面図である。
図４に示すように、筐体２の天井部２ｃには通気口１０ｄ（第二の吸気口に相当する。）が設けられ、通気口１０ｄの上には通気口カバー２ｄが被せられ、通気口カバー２ｄと筐体２の天井部２ｃの隙間からラジエータ５冷却のための外気が、吸気方向１５ａに沿って取り入れられる構造となっている。筐体２内には上述の実施の形態１と同様に回転羽無し送風機１１が配置されるが、その設置位置は筐体２内部側の天井部２ｃの通気口１０ｄ近傍で、筐体２内において、支持部１１ｂが天井部２ｃから吊り下げられ、支持部１１ｂに吹き出し部１１ａが保持された状態となっている。

なお、この実施の形態２では、ラジエータ５へ外気を拭き付ける回転羽無し送風機１１を筐体２の天井部２ｃ側に配置したため、実施の形態１の発電装置１で、天井側に形成していた排気口１２は、側面部または底面部、あるいは天井部２ｃの通気口１０ｄと離間した配置とするなど、筐体２に設ける通気用の開口部の位置は、第一の通風路３０、第二の通風路４０の形成を妨げない配置に適宜変更する。また、通風路の変更に伴って、仕切り板２１の設置位置も変更し、発電機４の空冷経路である第一の通風路３０とラジエータ５の空冷経路である第二の通風路４０を分けられるように構成することは言うまでもない。
この実施の形態２においても、実施の形態１の場合と同様に、筐体２外部から外気を導入し、ラジエータ５を直接冷却する第二の通風路４０を設け、筐体２内の空気温度に左右されない冷却効果の高い発電装置１を得ることができる。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１、１００ 発電装置、２ 筐体、２ａ 筐体底面部、２ｂ 支柱、２ｃ 天井部、２ｄ 通気口カバー、３ エンジン、４ 発電機、５ ラジエータ、６ 吸気口、７、８、９ 空気の流れ、１３、１５ａ 吸気方向、１４ 排気方向、１５ 外気の流れ、１６ 外気吹き付け方向、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ 通気口、１１ 回転羽無し送風機、１１ａ 吹き出し部、１１ａａ 吐出口、１１ｂ 支持部、１１ｃ 送風装置、１２ 排気口、２１ 仕切り板、３０ 第一の通風路、４０ 第二の通風路、１０１ 冷却ファン、１０２ 保護カバー。

Claims (7)

1. エンジン、発電機、ラジエータを備えるとともに、筐体によって囲まれた発電装置において、外気を導入して上記発電機を空冷し、昇温した空気を上記筐体の外部に排出する第一の送風機、上記筐体の内部に配置され、外気を導入して上記ラジエータを空冷する第二の送風機を備え、上記第二の送風機として回転羽無し送風機を用いたことを特徴とする発電装置。
2. 上記第一の送風機によって上記発電機を空冷する第一の通風路と、上記第二の送風機によって上記ラジエータを空冷する第二の通風路が、上記筐体の内部において互いに離間して配置されていることを特徴とする請求項１記載の発電装置。
3. 上記筐体に開口された第一の吸気口から、上記第一の通風路に外気が取り込まれ、上記筐体の上記第一の吸気口とは異なる位置に開口された第二の吸気口から、上記第二の通風路に外気が取り込まれることを特徴とする請求項２記載の発電装置。
4. 上記筐体の内部に、上記第一の通風路と上記第二の通風路を仕切る仕切り板が配置されたことを特徴とする請求項２または請求項３記載の発電装置。
5. 上記ラジエータを冷却するための外気を、上記筐体の底面部から取り入れることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の発電装置。
6. 上記ラジエータを冷却するための外気を、上記筐体の天井部から取り入れることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の発電装置。
7. 上記筐体の底面部から下向きに突出する支柱を備え、上記支柱によって上記筐体を支持することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項記載の発電装置。
   
   
   

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