JP2018003769A - 吸気ダクト及びエンジン作業機 - Google Patents

Abstract

【課題】雨粒等の水滴がケーシング内に浸入しない吸気ダクトを提供すること。【解決手段】側壁１１に吸気口２８が開口形成されるケーシング１０の内部に装着され、吸気口２８から内部空間へ導入される吸入空気の流路を形成し、吸気口２８をケーシング１０の内側において覆うガイド体２９を設け、ガイド体２９は、側壁１１と対峙する背面板２１と、背面板２１の底辺より側壁１１に向かって突出した底板２３と、背面板２１の幅方向の両辺より側壁１１の内面に突出した一対の側板２２、２２とを有する吸気ダクト２０において、吸水性のある棒状の発泡材３０を有すること。【選択図】図１

Description

本発明は、側壁に吸気口が開口形成されるケーシングの内部に装着され、吸気口から内部空間へ導入される吸入空気の流路を形成し、吸気口をケーシングの内側において覆うガイド体を設け、ガイド体は、側壁と対峙する背面板と、背面板の底辺より側壁に向かって突出した底板と、背面板の幅方向の両辺より側壁の内面に突出した一対の側板とを有する吸気ダクトに関するものである。

エンジン等の駆動源を備える発電機は、作動時の騒音が機外へ漏れることを防止し、屋外における使用時に風雨等に曝されることがないように、ケーシングに収容される。ケーシングの内部に冷却ファンを配置し、ケーシングの側壁に吸気口を開口形成している。冷却ファンの回転によりケーシング内を負圧することで、吸気口から内部空間へ外気を導入して機器を冷却する。

従来の吸気ダクト１００は、図９に示すように、側壁１０２に吸気口１０３が開口形成されるケーシング１０１の内部に装着され、吸気口１０３から内部空間へ導入される吸入空気の流路を形成する。また、吸気口１０３をケーシング１０１の内側において覆うガイド体１０４を設けている。ガイド体１０４は、側壁１０２と対峙する背面板１０５と、背面板１０５の底辺より側壁１０２に向かって突出した底板１０６と、背面板１０５の幅方向の両辺より側壁１０２の内面に突出した一対の側板１０７とを有する。
吸気口１０３から吸入される吸入空気は、屈曲した流路の内側（吸気口における吹出口側の縁部）で風速が局所的に速くなる（図示なし）。そのため、ケーシング１０１の外壁を滴下した雨滴が吸気ダクト１００内に吸い込まれやすい。
そこで、特許文献１では、図９に示すように、吸気ダクト１００内に仕切り底板１０８と仕切り背面板１０９を設け、流路を二分割することで屈曲した流路の内側（吸気口における吹出口側の端部）で生じる局部的な風速の上昇を抑制している。これにより、吸気口１０３の各部における風速を平均化し、雨滴の吸い込みを抑制している。

特開２００９−１２１４０９号公報 特開２０１５−０１７５０４号公報 特開２０１４−１２６０３２号公報 特開２０１４−０３１７１９号公報 特開２０１０−００４７１４号公報

しかしながら、従来の吸気ダクト１００では、以下の問題があった。
（１）吸気ダクト１００のように、単に風速を平均化するだけでは、吸気流によって吹き上げられた水滴や、背面板１０５または仕切り背面板１０９に沿って自重により滴下した水滴が、ケーシング１０１内のエンジン室に浸入し、錆の原因となり、発電機等のケーシング１０１内の機器を故障させる恐れがあった。
（２）仕切り背面板１０９に沿って自重により垂れた水滴が、さらに仕切り底板１０８に沿って吸気口１０３から外部に出されると、下方の流路（仕切り底板１０８と底板１０６が形成する流路）から再度ケーシング１０１内のエンジン室に浸入し、ケーシング１０１内の機器が故障する恐れがあった。

本発明は、上記問題点を解決するためのものであり、雨粒等の水滴がケーシング内に浸入しない吸気ダクトを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の吸気ダクトは、次のような構成を有している。
（１）側壁に吸気口が開口形成されるケーシングの内部に装着され、吸気口から内部空間へ導入される吸入空気の流路を形成し、吸気口をケーシングの内側において覆うガイド体を設け、ガイド体は、側壁と対峙する背面板と、背面板の底辺より側壁に向かって突出した底板と、背面板の幅方向の両辺より側壁の内面に突出した一対の側板とを有する吸気ダクトにおいて、吸水性のある棒状の発泡材を有すること、を特徴とする。

（２）（１）に記載の吸気ダクトにおいて、発泡材を背面板の底辺付近に配置すること、を特徴とする。

（３）（１）または（２）に記載の吸気ダクトにおいて、流路を複数の流路に分割するため、側壁と対峙する１または複数の仕切り背面板と、仕切り背面板の底辺より側壁に向かって突出した仕切り底板を有し、発泡材を仕切り背面板の底辺付近に配置すること、を特徴とする。
（４）（１）乃至（３）のいずれか１つに記載の吸気ダクトを備えるエンジン作業機である。

このような特徴を有する本発明の吸気ダクトは、以下のような作用効果を奏する。
（１）側壁に吸気口が開口形成されるケーシングの内部に装着され、吸気口から内部空間へ導入される吸入空気の流路を形成し、吸気口をケーシングの内側において覆うガイド体を設け、ガイド体は、側壁と対峙する背面板と、背面板の底辺より側壁に向かって突出した底板と、背面板の幅方向の両辺より側壁の内面に突出した一対の側板とを有する吸気ダクトにおいて、吸水性のある棒状の発泡材を有すること、を特徴とするので、吹き上げられた水滴や背面板に沿って自重により滴下した水滴は発泡材に留まるため、水滴がケーシング内に浸入することがなく、錆が発生しない。

（２）（１）に記載の吸気ダクトにおいて、発泡材を背面板の底辺付近に配置すること、を特徴とするので、背面板の底辺付近は吸入空気の流れが少ないため、吸入空気の流れを邪魔することなく、吸気量を確保しつつ、吹き上げられた水滴や背面板に沿って自重により滴下した水滴は発泡材に留まるため、水滴がケーシング内に浸入することがなく、錆が発生しない。

（３）（１）または（２）に記載の吸気ダクトにおいて、流路を複数の流路に分割するため、側壁と対峙する１または複数の仕切り背面板と、仕切り背面板の底辺より側壁に向かって突出した仕切り底板を有し、発泡材を仕切り背面板の底辺付近に配置すること、を特徴とするので、流路を分割することにより、それぞれの流路において、発泡材を背面板の底辺付近に設置することにより、吸入空気の流れを邪魔することなく、吸気量を確保しつつ、背面板や仕切り背面板に沿って自重により滴下した水滴は、発泡材に留まるので、仕切り底板に沿って水滴がケーシングの外部に出ることがないため、水滴が再度ケーシング内に浸入することがなく、錆が発生しない。
ここで、発泡材がない場合、上方の流路においては、水滴が自重により仕切り底板に沿って端部から垂れて、下方の流路に浸入してしまう恐れがある。一方、本発明では、発泡材の存在により、水滴を一定量保持することができるため、上方の流路において水滴が外部に垂れて下方の流路に浸入してしまう恐れがない。

（４）（１）乃至（３）のいずれか１つに記載の吸気ダクトを備えるエンジン作業機であるので、エンジン作業機に水滴が浸入しないため、故障の恐れがない。

本発明の第２実施形態における吸気ダクトが装着されたエンジン作業機の部分拡大斜視図である。 図１の吸気ダクトにおける風速分布の解析結果である。 図１の吸気口における風速分布の解析結果である。 本発明の第１実施形態における吸気ダクトが装着されたエンジン作業機の部分拡大斜視図である。 図４のＡ−Ａ断面斜視図である。 図４の吸気ダクトにおける風速分布の解析結果である。 図４の吸気口における風速分布の解析結果である。 エンジン作業機の側面図（ただし、側面板を取り外した状態）である。 従来の吸気ダクトが装着されたエンジン作業機の部分拡大斜視図である。

本発明の吸気ダクト２０について、図面を参照しながら以下に詳細に説明する。
＜第１実施形態＞
（エンジン作業機の全体構成）
はじめに、本発明の吸気ダクト２０を含むエンジン作業機１の全体的な構成について図８を用いて説明する。図８では、エンジン作業機１の側面を示す。ただし、側面板を取り外した状態を示す。
図８に示すように、発電機等のエンジン作業機１は、エンジンや冷却ファンなどの構成機器を収容する直方体形状のケーシング１０と、そのケーシング１０の側壁１１の内部に装着される吸気ダクト２０を備える。

ケーシング１０の下方には、ケーシング１０の全体に渡ってベース４が配置されている。ケーシング１０の中央部付近、ベース４の上面に、ディーゼルエンジン２が配置されている。ディーゼルエンジン２の右側、ベース４の上面に、作業機の一種類である発電機３が配置されている。発電機３の上方には、ディーゼルエンジン２に燃焼用空気を供給するためのエアクリーナ１３が配置されている。

発電機３の右端部には、吸気口３ａが形成され、発電機３の左端部には、排気口３ｂが形成されている。吸気口３ａから吸気された空気は、発電機３を冷却した後、排気口３ｂから排出される。
ディーゼルエンジン２の左側近くには、ディーゼルエンジン２から排気するためのエンジンファン（図示なし）と、空気を冷却するためのラジエータ７が立設して配置されている。ラジエータ７の左側下方、ベース４の上面に、燃料タンク５が配置されている。

燃料タンク５の左側の側壁１１には、吸気ダクト２０が付設されている。燃料タンク５の上方、ケーシング１０の上面部分に、排気口８が配置されている。排気口８の下方には、ディーゼルエンジン２から排気された排ガスの排気音を低減するためのマフラ１４が配置されている。ディーゼルエンジン２とマフラ１４は、排気管１５により接続されている。

（吸気ダクトの構成）
次に、本発明の第１実施形態の吸気ダクト２０について図４、図５を用いて説明する。図４は、吸気ダクト２０の斜視図を示す。図５は、図４のＡ−Ａ断面斜視図を示す。
ケーシング１０には、側壁１１に矩形の吸気口２８が、吸気口２８の上側２８ａと下側２８ｂにより形成されている。吸気口２８からケーシング１０の内部空間へ導入される吸入空気の流路が吸気ダクト２０により形成される。

吸気ダクト２０では、吸気口２８を覆うようにガイド体２９を配置している。ガイド体２９は、側壁１１と平行に対峙する背面板２１と、背面板２１の底辺より側壁１１に向かって突出した底板２３と、背面板２１の幅方向の両辺より側壁１１の内面に突出した一対の側板２２とを有する。背面板２１と底板２３は、側面視くの字状に形成されている。吸気ダクト２０は、ケーシング１０の上壁１２に向けて開口しており、吸気口２８から吸入された空気は流路を介してその開口から出される。
吸気ダクト２０の流路を複数の流路に分割するため、側壁１１と対峙する第１仕切り背面板２４と、第２仕切り背面板２６を配置している。第１仕切り背面板２４の底辺から側壁１１に向かって突出した第１仕切り底板２５を配置し、第２仕切り背面板２６の底辺から側壁１１に向かって突出した第２仕切り底板２７を配置している。

背面板２１と底板２３の間（背面板２１の底辺付近）には、吸水性のある中空形状の発泡材３０が付設されている。第１仕切り背面板２４と第１仕切り底板２５の間（第１仕切り背面板２４の底辺付近）には、発泡材３１が付設されている。第２仕切り背面板２６と第２仕切り底板２７の間（第２仕切り背面板２６の底辺付近）には、発泡材３２が付設されている。
発泡材３０、３１、３２の材質はウレタンであり、長辺は約２００〜３００ｍｍで、短辺は約２０ｍｍで構成されている。発泡材３０の長辺の長さは、背面板２１の短辺（背面板２１の幅方向）の長さに相当する。発泡材３０、３１、３２は、保湿性及び含水性を有しており、一定の水滴を溜めることができ、吸入空気の風速が遅く、吸入空気が少ない位置に配置している。発泡材３０、３１、３２は、水滴を吸い込んだ後、風では発泡材の中の水分は飛ばされない。

（エンジン作業機の作用）
次に、エンジン作業機１の全体的な作用について図８を用いて説明する。ディーゼルエンジン２を始動すると、発電機３が発電を開始する。同時に、エンジンファン（図示なし）が始動する。エンジンファンが回転することにより、ディーゼルエンジン２及び発電機３が配置されている室内が負圧になり、空気Ｗ４が吸引される。空気Ｗ４が流れ込むことにより、空気Ｗ３、Ｗ２、Ｗ１が順に吸引される。このようにして、外部から吸気ダクト２０を介して空気が吸引される。一方、ラジエータ７を通過した一部の空気Ｗ５と空気Ｗ６は、そのまま排気口８から外部に排出される。

（吸気ダクトの作用）
次に、エンジン作業機１内における吸気ダクト２０の作用について図６、図７を用いて説明する。図６は、吸気ダクト２０全体における風速分布の解析結果を示し、図７は、吸気口２８における風速分布の解析結果を示す。図６および図７では、濃度が濃いほど風速が速く、濃度が薄いほど風速が遅い。
吸気ダクト２０に空気が吸引されると、図６に示すように、底板２３と第１仕切り底板２５が形成する流路２３ａ、第１仕切り底板２５と第２仕切り底板２７が形成する流路２５ａ、第２仕切り底板と側壁１１が形成する流路２７ａに分かれる。流路２３ａ、２５ａ、２７ａにおけるそれぞれの風の流れを矢印Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３に示す。吸気ダクト２０に空気が吸引されると（矢印Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）、流路２３ａ、２５ａ、２７ａを介して、背面板２１に沿って上昇し（矢印Ｃ４）、背面板２１の上方端部を抜け（矢印Ｃ５）、ケーシング１０の内部へ流れる（矢印Ｃ６）。

図６のうち、背面板２１と底板２３の間、すなわち背面板２１の底辺付近（部分Ｙ１）、第１仕切り背面板２４と第１仕切り底板２５の間（部分Ｙ２）、及び第２仕切り背面板２６と第２仕切り底板２７の間（部分Ｙ３）で濃度が薄い。すなわち、部分Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３は、風速が遅く、吸入空気は少ない。これらの部分Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３にそれぞれ発泡材３０、３１、３２が配置されている。部分Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３は吸入空気の風速が遅い位置であるため、発泡材３０、３１、３２が配置していても吸入空気の流れを邪魔することなく、吸気量を確保することができる。

背面板２１、２４、２６に沿って自重により滴下した水滴や吹き上げられた水滴は、発泡材３０、３１、３２で留まる。発泡材３０、３１、３２は保湿性及び含水性を有しており、一定の量を溜めることができる。発泡材３０、３１、３２は水滴を溜められるので、外部に垂れることはない。そのため、水滴がケーシング１０内に浸入することがなく、錆が発生しない。

ここで、発泡材３０、３１、３２がない場合、流路２７ａにおいては、水滴が自重により第２仕切り底板２７に沿って端部から垂れ、流路２５ａや流路２３ａに浸入してしまう恐れがある。また、同様に、流路２５ａにおいて、水滴が自重により第１仕切り底板２５に沿って端部から垂れ、流路２３ａに浸入してしまう恐れがある。
一方、本発明では、発泡材３０、３１、３２の存在により、水滴を一定量保持することができるため、上方の流路２５ａ、２７ａにおいて水滴が外部に垂れて下方の流路２３ａ、２５ａに浸入してしまう恐れがない。
さらに、雨の日に発泡材３０、３１、３２が水滴を含んでも、晴れた日には発泡材３０、３１、３２内の水滴は蒸発し、乾燥されるため、繰り返し使用することができる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態の吸気ダクト２０の構成について、図１から図３を用いて説明する。図１は、本発明の第１実施形態における吸気ダクト２０が装着されたエンジン作業機１の部分拡大斜視図を示す。図２は、吸気ダクト２０における風速分布の解析結果を示し、図３は、吸気口２８における風速分布の解析結果を示す。図２および図３では、濃度が濃いほど風速が速く、濃度が薄いほど風速が遅い。なお、図１では、図面を簡素化して、ケーシング１０に対する吸気口２８および吸気ダクト２０の大きさが相対的に拡大されて模式的に図示している。
第１実施形態と第２実施形態の主な相違点は、仕切り板の存在である。第２実施形態の吸気ダクト２０は、仕切り背面板と仕切り底板がない。なお、第１実施形態に係る吸気ダクト２０と同じ構造は、同じ引用番号を付すことにより、説明を省略する。

吸気ダクト２０に空気が吸引されると、図２に示すように、底板２３と側壁１１が形成する流路２３ｂに流入する。流路２３ｂの入口付近における風の流れを矢印Ｂ１、Ｂ２に示す。吸気ダクト２０に空気が吸引されると（矢印Ｂ１、Ｂ２）は、流路２３ｂを介して、背面板２１に沿って上昇し（矢印Ｂ３）、背面板２１の上方端部を抜け（矢印Ｂ４）、ケーシング１０の内部へ流れる（矢印Ｂ５）。

図２のうち、背面板２１と底板２３の間、すなわち背面板２１の底辺付近（部分Ｘ１）で濃度が薄い。すなわち、部分Ｘ１は、風速が遅く、吸入空気は少ない。この部分Ｘ１に発泡材３０が配置されている。部分Ｘ１は吸入空気の風速が遅い位置であるため、発泡材３０を配置していても吸入空気の流れを邪魔することなく、吸気量を確保することができる。仕切り板等がなくても、発泡材３０により、吹き上げられた水滴は発泡材３０で留まるため、水滴がケーシング１０内に浸入することがなく、錆が発生しない。

以上、説明したように、本発明の第１実施形態の吸気ダクト２０によれば、
（１）側壁１１に吸気口２８が開口形成されるケーシング１０の内部に装着され、吸気口２８から内部空間へ導入される吸入空気の流路２３ｂを形成し、吸気口２８をケーシング１０の内側において覆うガイド体２９を設け、ガイド体２９は、側壁１１と対峙する背面板２１と、背面板２１の底辺より側壁１１に向かって突出した底板２３と、背面板２１の幅方向の両辺より側壁１１の内面に突出した一対の側板２２、２２とを有する吸気ダクト２０において、吸水性のある棒状の発泡材３０を有すること、を特徴とするので、吹き上げられた水滴や背面板２１に沿って自重により滴下した水滴は発泡材３０で留まるため、水滴がケーシング１０内に浸入することがなく、錆が発生しない。

（２）（１）に記載の吸気ダクト２０において、発泡材３０を背面板２１の底辺付近に配置すること、を特徴とするので、背面板２１の底辺付近は吸入空気の流れが少ないため、吸入空気の流れを邪魔することなく、吸気量を確保しつつ、吹き上げられた水滴や背面板に沿って自重により滴下した水滴は発泡材３０で留まるため、水滴がケーシング１０内に浸入することがなく、錆が発生しない。

（３）（１）または（２）に記載の吸気ダクト２０において、流路を複数の流路２３ａ、２５ａ、２７ａに分割するため、側壁１１と対峙する第１仕切り背面板２４、第２仕切り背面板２６と、第１、第２仕切り背面板２４、２６の底辺より側壁１１に向かって突出した第１仕切り底板２５、第２仕切り底板２７を有し、発泡材３１、３２を第１仕切り背面板２４、第２仕切り背面板２６の底辺付近に配置すること、を特徴とするので、流路を分割することにより、吸気ダクト２０の面積を有効活用することができる。また、それぞれの流路２３ａ、２５ａ、２７ａにおいて、発泡材３１、３２を第１仕切り背面板２４、第２仕切り背面板２６の底辺付近に設置することにより、吸入空気の流れを邪魔することなく、吸気量を確保しつつ、吹き上げられた水滴や背面板に沿って自重により滴下した水滴は発泡材３０、３１、３２で留まるため、水滴がケーシング１０内に浸入することがなく、錆が発生しない。
ここで、発泡材３０、３１、３２がない場合、上方の流路２７ａにおいては、水滴が自重により第２仕切り底板２７に沿って端部から垂れて、下方の流路２５ａに浸入してしまう恐れがある。また、流路２５ａにおいては、水滴が自重により第１仕切り底板２５に沿って端部から垂れて、下方の流路２３ａに浸入してしまう恐れがある。一方、本発明では、発泡材３０、３１、３２の存在により、水滴を一定量保持することができるため、上方の流路２５ａ、２７ａにおいて水滴が外部に垂れてそれぞれ下方の流路２５ａ、２３ａに浸入してしまう恐れがない。

（４）（１）乃至（３）のいずれか１つに記載の吸気ダクト２０を備えるエンジン作業機１であるので、エンジン作業機１に水滴が浸入しないため、故障の恐れがない。

なお、本実施形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に、その要旨を逸脱しない範囲内で様々な改良、変形が可能である。
例えば、本実施形態では、背面板と側板を別々の部材で設けているが、背面板と側板を一体的にＲ形状で形成しても良い。

１ エンジン作業機
１０ ケーシング
１１ 側壁
２０ 吸気ダクト
２１ 背面板
２２ 側板
２３ 底板
２４ 第１仕切り背面板
２５ 第１仕切り底板
２６ 第２仕切り背面板
２７ 第２仕切り底板
２９ ガイド体
３０、３１、３２ 発泡材

Claims (4)

1. 側壁に吸気口が開口形成されるケーシングの内部に装着され、前記吸気口から内部空間へ導入される吸入空気の流路を形成し、前記吸気口を前記ケーシングの内側において覆うガイド体を設け、前記ガイド体は、前記側壁と対峙する背面板と、前記背面板の底辺より前記側壁に向かって突出した底板と、前記背面板の幅方向の両辺より前記側壁の内面に突出した一対の側板とを有する吸気ダクトにおいて、
   吸水性のある棒状の発泡材を有すること、
   を特徴とする吸気ダクト。
2. 請求項１に記載の吸気ダクトにおいて、
   前記発泡材を前記背面板の底辺付近に配置すること、
   を特徴とする吸気ダクト。
3. 請求項１または請求項２に記載の吸気ダクトにおいて、
   前記流路を複数の流路に分割するため、前記側壁と対峙する１または複数の仕切り背面板と、前記仕切り背面板の底辺より前記側壁に向かって突出した仕切り底板を有し、
   前記発泡材を前記仕切り背面板の底辺付近に配置すること、
   を特徴とする吸気ダクト。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載の吸気ダクトを備えるエンジン作業機。