JP2019152509A - エンジン試験用給気装置 - Google Patents

Abstract

【課題】面倒で手間のかかる作業を不要としつつ、エアの吹出位置の変更可能範囲を格段に広げることができ、また、フレキシブルダクトの外れや破損をより確実に防止する。【解決手段】エンジン試験用給気装置１は、試験室１００内においてエンジン試験を行う際にエンジンに燃焼用空気を給気する装置である。エンジン試験用給気装置１は、エアが供給される変形可能なフレキシブルダクト３と、フレキシブルダクト３に接続され、試験室１００の床に移動可能な状態で設置されたエアを吹出可能な吹出ボックス４と、天井１０１に沿ってスライド移動可能なスライド移動部５と、スライド移動部５に取付けられる本体部６１、及び、フレキシブルダクト３を吊り下げ状態で支持するワイヤ６２を有するスプリングバランサ６とを備える。スプリングバランサ６をスライド移動させることで、エアの吹出位置をより容易にかつ一層広範囲に亘って変更可能である。【選択図】 図１

Description

本発明は、試験室内に配置された内燃機関や燃料電池であるエンジンの試験を行う際に、エンジンに対し燃焼用空気を給気するための装置に関する。

従来、内燃機関や燃料電池であるエンジンの試験を行うにあたって、エンジン試験室でのエンジン単体の負荷試験として、耐寒試験を行ったり酷暑試験を行ったりするために、エンジン冷却水、エンジン潤滑オイルなどとともに燃焼用空気も温度（気中水分も）を調整して想定する温度状態の環境を作り出す場合がある。この場合、試験室内で発生する熱を処理する空調機へ循環する温調空気ではなく、燃焼用空気として、エンジンに対し所定条件（例えば、所定温度や所定湿度など）に設定したエアを供給する（吹き付ける）ことがある。エンジンへと燃焼用空気であるエアを供給する装置（エンジン試験用給気装置）としては、オールフレッシュ空気であるエンジン試験室外の空気の温度・湿度を調節可能な外気空調機と、当該外気空調機から送出されるエアをエンジンへと案内するダクト（通気管）とを備えたものが知られている（例えば、特許文献１等参照）。

特許第３４４６５４４号公報

ところで、エンジンの形式や排気量、試験内容などによって、エンジン内部に燃焼用として空気を取り込むエアインテークに向けて、ダクト端の吹出位置を適宜変更した上で仮固定したいといった要望がある。そこで、図７に示すように、ダクトを十分な長さを有する変形可能なフレキシブルダクト３としつつ、床に設置される持ち運び可能な吹出ボックス４へとフレキシブルダクト３の先端部を接続して吹出ボックス４の吹出口からエアが吹き出すようにし、さらに、天井１０１に取付けられたスプリングバランサ６から引き出したワイヤ６２によってフレキシブルダクト３を吊って支えるように構成することが考えられる。このように構成すると、ワイヤ６２の引き出し長さを変化させつつ、吹出ボックス４の設置位置を変える（つまり、エアの吹出口を変える）ことによって、フレキシブルダクト３が床についてしまったり、吹出ボックス４が倒れてしまったりすることを防止しながら、エアの吹出位置を変更した上で仮固定することが可能となる。

しかしながら、上記の構成では、エアの吹出位置の変更可能範囲が、天井１０１に対するスプリングバランサ６の取付位置を基準とした一定の範囲に限定されてしまうおそれがある。また、吹出位置の変更可能範囲から外れた位置に吹出位置を変更したいといった事情が生じた場合などに、吹出ボックス４やフレキシブルダクト３を無理に移動させてしまうと、ワイヤ６２からフレキシブルダクト３が外れてしまったり、フレキシブルダクト３に破れ等の破損が生じてしまったりするおそれがある。尚、設定したいエアの吹出位置に合わせて、天井１０１に対するスプリングバランサ３の取付位置を変えることも考えられるが、取付位置の変更には面倒で手間のかかる作業が必要となってしまう。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、面倒で手間のかかる作業を不要としつつ、エアの吹出位置の変更可能範囲を格段に広げることができ、また、フレキシブルダクトの外れや破損をより確実に防止することができるエンジン試験用給気装置を提供することにある。

以下、上記目的を解決するのに適した各手段につき、項分けして説明する。なお、必要に応じて対応する手段に特有の作用効果を付記する。

手段１．試験室内に設置されたエンジンの試験を行う際に、前記エンジンに対し燃焼用空気として給気するエンジン試験用給気装置であって、
所定の外気空調機からエアが供給される変形可能なフレキシブルダクトと、
前記フレキシブルダクトに接続されるとともに、前記試験室の床に移動可能な状態で設置され、前記フレキシブルダクトを通って前記外気空調機から送られたエアを吹出可能な吹出手段と、
前記試験室の天井に沿ってスライド移動可能なスライド移動部と、
前記スライド移動部に取付けられる本体部、及び、当該本体部から引き出し可能であるとともに前記フレキシブルダクトを吊り下げ状態で支持するワイヤを有し、前記ワイヤの引き出し長さを調節することにより前記フレキシブルダクトにおける前記ワイヤによる被支持部分を任意の位置に配置可能なスプリングバランサとを備えることを特徴とするエンジン試験用給気装置。

上記手段１によれば、スプリングバランサにおけるワイヤの引き出し長さを調節することによって、フレキシブルダクトにおける前記ワイヤによる被支持部分を任意の位置に吊り下げ状態で配置することができる。従って、ワイヤの引き出し可能長さの範囲内で被支持部分を適宜移動させることができ、ひいてはフレキシブルダクトに接続される吹出手段の設置位置、つまりエアの吹出位置を変更することができる。

その上で、上記手段１によれば、試験室の天井にはスライド移動部が設けられており、当該スライド移動部に対しスプリングバランサの本体部が取付けられている。そして、スライド移動部をスライド移動させることで、スプリングバランサの設置位置を適宜変更可能となっている。すなわち、ワイヤの引き出し元の位置を適宜変更可能となっている。従って、スプリングバランサの存在と相俟って、フレキシブルダクトにおけるワイヤによる被支持部分や、フレキシブルダクトに接続された吹出手段の配置位置を一層広範囲に亘って変更することができる。その結果、エアの吹出位置の変更可能範囲を格段に広げることができる。

また、スライド移動部によってスプリングバランサを容易に移動させることができるため、吹出位置の変更にあたって、天井に対するスプリングバランサの取付位置をその都度変えるといった面倒で手間のかかる作業を行う必要がなくなる。これにより、試験の準備などに係る作業効率を向上させることができる。

さらに、吹出位置の変更可能範囲を広げることができることから、変更可能範囲から外れた位置に吹出位置を変更したいといった事情が生じにくくなり、ひいては吹出手段やフレキシブルダクトを無理に移動させるといった事態も生じにくくなる。これにより、吹出手段等の無理な移動に伴う、ワイヤからのフレキシブルダクトの外れやフレキシブルダクトの破損をより確実に防ぐことができ、フレキシブルダクトの耐久性向上（長寿命化）を図ることができる。

手段２．前記フレキシブルダクトの所定位置に巻き付けられた帯状のバンドを有し、
前記ワイヤの先端部が前記バンドに連結されていることを特徴とする手段１に記載のエンジン試験用給気装置。

上記手段２によれば、フレキシブルダクトは、帯状のバンドを介してワイヤによって支持されている。従って、ワイヤからフレキシブルダクトへと加わる張力などの力を、局所的に集中させることなく、より分散させることができる。これにより、フレキシブルダクトにおける破れなどの破損を一層確実に防止することができ、フレキシブルダクトの更なる耐久性向上（長寿命化）を図ることができる。

また、エアの吹出位置等に変更の要請があった場合において、フレキシブルダクトに対するバンドの固定位置を逐一変更しなくとも上記要請に応えることができる。そのため、バンドの締結・解除の繰り返しに起因するフレキシブルダクトへの悪影響を回避することができる。

手段３．前記スライド移動部は、
前記天井に設けられたレールと、
前記レールを転がって移動するローラとを備えることを特徴とする手段１又は２に記載のエンジン試験用給気装置。

上記手段３によれば、スプリングバランサのスライド移動を滑らかに行うことができ、ひいてはエアの吹出位置の変更をより円滑に行うことができる。これにより、作業効率の更なる向上を図ることができる。

手段４．前記吹出手段は、
エアの吹出口を有するボックス部と、
高さ方向に伸縮することで前記ボックス部の設置高さを変更可能な脚部とを備えることを特徴とする手段１乃至３のいずれかに記載のエンジン試験用給気装置。

上記手段４によれば、脚部を伸縮させることで、エアの吹出高さを適宜調節することができる。従って、エンジンの形式や試験内容などに応じて、エアの吹出位置をより広範に変更することができ、試験に係る利便性をより高めることができる。

本実施形態におけるエンジン試験用給気装置の概略正面図である。 前方の開口を開放状態とした吹出ボックスなどの斜視図である。 左方の開口を開放状態とした吹出ボックスなどの斜視図である。 スライド移動部やスプリングバランサの拡大側面図である。 スプリングバランサの位置を変更した場合におけるエンジン試験用給気装置の概略正面図である。 スプリングバランサの位置を変更した場合におけるエンジン試験用給気装置の概略正面図である。 エアの吹出位置をある程度調節可能としたエンジン試験用給気装置の概略正面図である。

以下に、一実施形態について図面を参照しつつ説明する。エンジン試験用給気装置１は、試験室１００内に設置されたエンジン（図示せず）へと所定条件の燃焼用空気であるエアを供給するためのものであり、図１に示すように、固定ダクト２と、フレキシブルダクト３と、吹出手段としての吹出ボックス４と、スライド移動部５と、スプリングバランサ６とを備えている。

固定ダクト２は、所定の外気空調機（図示せず）から送られるエアをフレキシブルダクト３へと送るための通気管である。固定ダクト２は、試験室１００の天井１０１を貫通する筒状部材により構成されており、その先端部が試験室１００内に配置されて水平方向に延びる一方、その他端部が前記外気空調機と接続されている。そして、前記外気空調機から固定ダクト２内へと所定条件（例えば、所定の温度や湿度）に調節されたエアが供給されるようになっている。尚、固定ダクト２は、次述するフレキシブルダクト３と同様に、エアの保温機能を備えていてもよい。

フレキシブルダクト３は、固定ダクト２を介して前記外気空調機から送られたエアを吹出ボックス４へと送りつつ、吹出ボックス４の設置位置に応じて柔軟に変形可能な通気管である。フレキシブルダクト３は、アルミニウム等からなる筒状のコアの外周に所定の保温材（例えば、グラスウール等からなる保温材）及びカバーなどが巻き付けられたものであり、内部を通るエアの保温機能を備えている。また、フレキシブルダクト３は、その先端部が吹出ボックス４に接続される一方、その他端部が固定ダクト２の先端部に対し直列的に接続されている。尚、本実施形態におけるフレキシブルダクト３は、その長手方向に沿ってさほど伸縮変形しないものとされているが、フレキシブルダクトとして、長手方向に沿って伸縮変形可能なもの（例えば、蛇腹状の管体など）を用いてもよい。

また、フレキシブルダクト３における先端側の部位（吹出ボックス４に接続される側の部位）の外周には、所定の金属（例えばステンレス等）からなる帯状のバンド７が巻き付けられて固定された状態（締結固定された状態）となっている。当該バンド７は、フレキシブルダクト３を面接触状態で支えるとともに、後述するワイヤ６２の被取付部として機能する。

吹出ボックス４は、試験対象のエンジンに対するエアの吹出口を構成する装置であり、図２及び図３に示すように、ボックス部４１及び脚部４２を備えている。

ボックス部４１は、正六面体形状をなしており、その後方部にフレキシブルダクト３の先端部が接続され、内部に前記外気空調機からのエアが供給されるようになっている。また、ボックス部４１は、エアの吹出口となり得る開口４１ａを前方、左右及び上方に備えており、各開口４１ａは板状の蓋部４３によって閉塞可能とされている。そして、非閉塞状態の開口４１ａがエアの吹出口として機能する。例えば、図２に示す例では、ボックス部４１における前方の開口４１ａがエアの吹出口として機能し、図３に示す例では、ボックス部４１における左方（図の右方）の開口４１ａがエアの吹出口として機能する。

尚、蓋部４３は、例えば蝶ねじなどを用いることにより、開口４１ａを閉塞した状態でボックス部４１へと比較的容易に取付可能となっている。また、蓋部４３は、板厚方向に貫通する窓開口部４３ａと、例えば蓋部４３における窓開口部４３ａの周囲部分へとヒンジ固定され、窓開口部４３ａを容易に開閉可能な窓部４３ｂとを備えている。これにより、開口４１ａから蓋部４３を外すことなく、窓開口部４３ａを通して、ボックス部４１内に所定機器を設置するなどの作業を行うことが可能となっている。

脚部４２は、ボックス部４１の底面部中心から下方に延びており、試験室１００の床に対し持ち運び移動可能な状態で載置されている。脚部４２は、平板状のベース部４２ａと、当該ベース部４２ａから上方に突設された下筒部４２ｂと、当該下筒部４２ｂに挿通された上筒部４２ｃとを備えている。そして、下筒部４２ｂに対し上筒部４２ｃが上下させられることで、脚部４２が高さ方向に沿って伸縮可能に構成されている。また、脚部４２には、下筒部４２ｂに対する上筒部４２ｃの高さ位置を固定・調整するためのねじ４２ｄが設けられており、当該ねじ４２ｄをゆるめた状態で前記上筒部４２ｃの高さ位置を調節することで、脚部４２の長さを調節することが可能となっている。そして、脚部４２の長さを調節することで、ボックス部４１の高さ位置、つまり試験するいろいろな形式容量のエンジンのエアインテークに対向する、エアの吹出口の高さ位置を変更することが可能となっている。

次に、前記スライド移動部５について説明する。スライド移動部５は、天井１０１に設置されており、スプリングバランサ６をスライド移動させるための機構である。スライド移動部５は、図４に示すように、レール５１及びローラ付ボルト５２を備えている。

レール５１は、天井１０１の下面に固定されており、断面略Ｌ字形状をなす一対のレール片５１ａ同士が所定間隔をあけて相対向する構成とされている。尚、本実施形態において、レール５１は、天井１０１の梁（Ｈ鋼）へと固定されている。

ローラ付ボルト５２は、車軸５２ａと、当該車軸５２ａの両端部に対し回転可能な状態で取付けられた一対のローラ５２ｂと、車軸５２ａの長手方向中心から垂下するアイボルト５２ｃとを備えている。各ローラ５２ｂは、それぞれレール片５１ａに支持されており、ローラ５２ｂがレール５１を転がって移動することで、ローラ付ボルト５２がレール５１の延びる方向に沿ってスライド移動する。また、アイボルト５２ｃは、下部にリング状部を備えたものであり、当該リング状部はスプリングバランサ６の被取付部として機能する。

スプリングバランサ６は、フレキシブルダクト３を任意の位置にて吊り下げ状態で支持するための装置である。スプリングバランサ６は、本体部６１及び当該本体部６１から引き出し可能なワイヤ６２とを備えている。ワイヤ６２は、フレキシブルダクト３を吊り下げ状態で支持するものであり、その先端のフック部分がバンド７に連結されている。

また、本体部６１は、表面が複数の異なる円錐面で形成され、前記ワイヤ６２の巻き付けられた回転可能なドラム（図示せず）と、当該ドラムに対し前記ワイヤ６２を巻き戻す方向の力を付勢する渦巻きばね（図示せず）とを備えており、ワイヤ６２の引き出し長さに関わらず、ワイヤ６２へと一定の巻き戻し力（張力）を付与することが可能とされている。また、前記渦巻きばねからワイヤ６２へと付与される巻き戻し力は調節可能とされており、ワイヤ６２による吊り下げ対象の重量に応じて巻き戻し力を調節することにより、吊り下げ対象を任意の位置に吊り下げて停止させることができるようになっている。本実施形態では、前記渦巻きばねからワイヤ６２へと付与される巻き戻し力が、フレキシブルダクト３の重量に応じたものに予め調節されており、その結果、ワイヤ６２の引き出し長さを調節することにより、ワイヤ６２の引き出し戻しに応じたる前記渦巻きばねの巻き上げによるトルク変化と、前記ドラムに巻き付くワイヤ６２の前記ドラムの回転軸からの離れ距離によるトルク変化とを合わせることで、フレキシブルダクト３におけるワイヤ６２による被支持部分を、あるストローク内で任意の位置に吊り下げ状態にしても、バランス静止して配置することができるようになっている。

また、本体部６１はフック６１ａを備えており、当該フック６１ａがアイボルト５２ｃに引掛けられることで、スプリングバランサ６がスライド移動可能な状態で支持されている。

以上詳述したように、本実施形態によれば、スプリングバランサ６におけるワイヤ６２の引き出し長さを調節することによって、フレキシブルダクト３におけるワイヤ６２による被支持部分を任意の位置に吊り下げ状態で配置することができる。従って、ワイヤ６２の引き出し可能長さの範囲内で被支持部分を適宜移動させることができ、ひいてはフレキシブルダクト３に接続される吹出ボックス４の設置位置、つまりエアの吹出位置を変更することができる。

その上で、本実施形態では、天井１０１にスライド移動部５が設けられており、当該スライド移動部５（特にローラ付ボルト５２）に対しスプリングバランサ６の本体部６１が取付けられている。そして、図１、図５或いは図６に示すように、スライド移動部５（ローラ付ボルト５２）をスライド移動させることで、スプリングバランサ６の設置位置を適宜変更可能となっている。すなわち、ワイヤ６２の引き出し元の位置を適宜変更可能となっている。従って、スプリングバランサ６の存在と相俟って、フレキシブルダクト３におけるワイヤ６２による被支持部分や、フレキシブルダクト３に接続された吹出ボックス４の配置位置を一層広範囲に亘って変更することができる。その結果、エアの吹出位置の変更可能範囲を格段に広げることができる。

また、スライド移動部５によってスプリングバランサ６を容易に移動させることができる。例えば、エアの吹出位置を変更すべく、フレキシブルダクト３や吹出ボックス４を移動させたときに、スライド移動部５によって、それらの移動に追従してスプリングバランサ６を容易に移動させることができる。そのため、吹出位置の変更にあたって、天井１０１に対するスプリングバランサ６の取付位置をその都度変えるといった面倒で手間のかかる作業を行う必要がなくなる。これにより、試験の準備などに係る作業効率を向上させることができる。

さらに、吹出位置の変更可能範囲を広げることができることから、変更可能範囲から外れた位置に吹出位置を変更したいといった事情が生じにくくなり、ひいては吹出ボックス４やフレキシブルダクト３を無理に移動させるといった事態も生じにくくなる。これにより、吹出ボックス４等の無理な移動に伴う、ワイヤ６２からのフレキシブルダクト３の外れやフレキシブルダクト３の破損をより確実に防ぐことができ、フレキシブルダクト３の耐久性向上（長寿命化）を図ることができる。

加えて、フレキシブルダクト３は、帯状のバンド７を介してワイヤ６２によって支持されるため、ワイヤ６２からフレキシブルダクト３へと加わる張力などの力を、局所的に集中させることなく、より分散させることができる。これにより、フレキシブルダクト３における破れなどの破損を一層確実に防止することができ、フレキシブルダクト３の更なる耐久性向上（長寿命化）を図ることができる。

また、エアの吹出位置等に変更の要請があった場合において、フレキシブルダクト３に対するバンド７の固定位置を逐一変更しなくとも上記要請に応えることができる。そのため、バンド７の締結・解除の繰り返しに起因するフレキシブルダクト３への悪影響を回避することができる。

併せて、スライド移動部５は、レール５１と当該レール５１を転がって移動するローラ５２ｂを備えているため、スプリングバランサ６のスライド移動を滑らかに行うことができる。そのため、吹出ボックス４やフレキシブルダクト３の位置調整（つまり、エアの吹出位置の変更）を円滑に行うことができ、作業効率の更なる向上を図ることができる。

また、脚部４２を伸縮させる（脚部４２の長さを変更する）ことで、エアの吹出高さを適宜調節することができる。従って、エンジン形式や試験内容などに応じて、エアの吹出位置をより広範に変更することができ、試験に係る利便性をより高めることができる。

尚、上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施してもよい。勿論、以下において例示しない他の応用例、変更例も当然可能である。

（ａ）上記実施形態では、スプリングバランサ６が１つ設けられているが、複数のスプリングバランサを設けることとしてもよい。この場合、複数のスプリングバランサによってフレキシブルダクト３の複数箇所を支持することとしてもよいし、複数のスプリングバランサを直列的に接続することで、ワイヤ６２の長さをより広範に変更可能としてもよい。

（ｂ）上記実施形態において、スライド移動部５は、レール５１及びローラ付ボルト５２によって構成されているが、スライド移動部は、スプリングバランサ６をスライド移動可能とするものであれば、その構成は特に限定されるものではない。従って、スライド移動部が、例えば、試験室１００の天井１０１に対し、天井１０１と平行となるように取付けられた棒状部材と、例えば前記棒状部材に引掛けられることによって、前記棒状部材の延びる方向に沿ってスライド移動可能な状態で当該棒状部材により支持される被取付部材とを備えるものとし、当該被取付部材へとスプリングバランサ６の本体部６１が取付けられるように構成してもよい。

（ｃ）上記実施形態において、バンド７はフレキシブルダクト３に対し固定された状態となっているが、フレキシブルダクト３の長手方向に沿ってバンド７をスライド移動可能としてもよい。この場合には、ワイヤ６２によるフレキシブルダクト３の被支持位置を調節することができ、フレキシブルダクト３や吹出ボックス４の配置位置を一層広範囲に亘って変更することができる。その結果、エアの吹出位置の変更可能範囲をより一層広げることが可能となる。

１…エンジン試験用給気装置、３…フレキシブルダクト、４…吹出ボックス（吹出手段）、５…スライド移動部、６…スプリングバランサ、７…バンド、４１…ボックス部、４２…脚部、５１…レール、５２ｂ…ローラ、６１…本体部、６２…ワイヤ、１００…試験室、１０１…天井。

Claims (4)

1. 試験室内に設置されたエンジンの試験を行う際に、前記エンジンに対し燃焼用空気として給気するエンジン試験用給気装置であって、
   所定の外気空調機からエアが供給される変形可能なフレキシブルダクトと、
   前記フレキシブルダクトに接続されるとともに、前記試験室の床に移動可能な状態で設置され、前記フレキシブルダクトを通って前記外気空調機から送られたエアを吹出可能な吹出手段と、
   前記試験室の天井に沿ってスライド移動可能なスライド移動部と、
   前記スライド移動部に取付けられる本体部、及び、当該本体部から引き出し可能であるとともに前記フレキシブルダクトを吊り下げ状態で支持するワイヤを有し、前記ワイヤの引き出し長さを調節することにより前記フレキシブルダクトにおける前記ワイヤによる被支持部分を任意の位置に配置可能なスプリングバランサとを備えることを特徴とするエンジン試験用給気装置。
2. 前記フレキシブルダクトの所定位置に巻き付けられた帯状のバンドを有し、
   前記ワイヤの先端部が前記バンドに連結されていることを特徴とする請求項１に記載のエンジン試験用給気装置。
3. 前記スライド移動部は、
   前記天井に設けられたレールと、
   前記レールを転がって移動するローラとを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジン試験用給気装置。
4. 前記吹出手段は、
   エアの吹出口を有するボックス部と、
   高さ方向に伸縮することで前記ボックス部の設置高さを変更可能な脚部とを備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のエンジン試験用給気装置。

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