JP2677597B2

JP2677597B2 - エンジン作業機

Info

Publication number: JP2677597B2
Application number: JP63110935A
Authority: JP
Inventors: 隆士郷; 征夫毛利; 貞和中嶋; 文雄中野
Original assignee: ヤンマーディーゼル株式会社
Priority date: 1988-05-07
Filing date: 1988-05-07
Publication date: 1997-11-17
Anticipated expiration: 2012-11-17
Also published as: JPH01280618A

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野本発明は、発電と暖房の２作用を１パッケージで行う
防音形コージェネパッケージや、防音形発電機や、防音
形ヒートポンプ等のケース内に於ける各装置の配置に関
するものである。

（ロ）従来技術従来から、防音形エンジン作業機において、エンジン
を格納する室と別室に構成したラジエータ室を設けた技
術は公知とされているのである。

例えば、実開昭52−6947号公報に記載の技術の如くで
ある。

また、他の従来技術として第３図、第４図に示す防音
形コージェネパッケージのような技術も公知とされてい
たのである。

しかし、前記第３図、第４図に示す従来の技術におい
ては、全体を防音装置とした防音ケース（Ｃ′）の内部
は、１室に構成されており、該１室内にエンジン
（Ｅ′）と、発電機等の作業機（９′）と排ガス熱交換
器（２′）と水／水熱交換器（８′）等が配置されてお
り、排気消音器（３′）は、防音ケース（Ｃ′）の外部
に配置されていたのである。

また、該防音ケース（Ｃ′）内の換気を行う換気ファ
ン（11′）が天井に設けられ、また水／水熱交換器
（８）から熱水パイプ（15′）が暖房用熱交換器に向け
て配管されていたのである。

また、従来の技術においては、ラジエータのファンを
エンジンのクランクシャフトに直結しており、ラジエー
タに冷却水を送水しない低温の場合にも、該ラジエータ
ファンが回転していたのである。

（ハ）発明が解決しようとする問題点以上のような従来の技術の場合には、１室に構成した
防音ケース（Ｃ′）内に、エンジン（Ｅ′）と水／水熱
交換器（８′）と排ガス熱交換器（２′）等を共に配置
しているので、内部で熱が発生することから、防音ケー
ス（Ｃ′）内に断熱材を厚く装着する必要がありコスト
の上昇の原因となり、また断熱材を巻いても発熱は完全
に押さえられないので、防音ケース（Ｃ′）内部に寵も
る熱を排出する為に、大風量の換気ファン（11′）が必
要となり、換気ファン（11′）が大きくなる為にファン
の開口が大きくなり、防音ケース（Ｃ′）でありながら
騒音が該開口から出てくるので、防音効果が低下する等
の不具合いがあったものである。

また、排気消音器と熱交換器を防音ケースとは別の排
風ダクト内に配置した場合には、コージェネパッケージ
において排気から暖房用の熱を吸収するので、排気消音
器に入る排気の温度が低く、これ以上に冷却されると排
気内で腐食性の凝縮水が発生してしまうのである。

故に、この場合には逆に排気消音器の周囲を冷やさな
いように断熱材を巻く必要があったのである。

また、防音形コージェネパッケージにおいて、従来は
ラジエータのファンをエンジンのクランクシャフトに直
結していたので、冷却水の温度が低くて、ラジエータに
冷却水が送られていない場合にも、ラジエータの冷却フ
ァンが回転していたので、エンジの損失馬力が大きく、
また該ラジエータの冷却ファンによる騒音が発生すると
いう不具合いがあったのである。

また、従来の構成においては、冷却水の温度により水
／水熱交換器（８′）側へ送水するか、ラジエータに送
水するか、直接にエンジンに戻すかの切換を行う１次サ
ーモスタット弁や２次サーモスタット弁を別体として回
路内に配置していた。

故に、エンジン（Ｅ′）の振動により、サーモスタッ
ト弁の耐久性が低下し、作動不良となったり、応答性が
悪くなるという不具合いがあったのである。

本発明は、これらの従来技術の不具合いを解消したも
のである。

（ニ）問題を解決するための手段本発明の目的は以上の如くであり、次に該目的を達成
する為の構成を説明する。

エンジンと作業機をパッケージの下方に配置し、上方
にラジエータ・熱交換器・排気消音器を配置した構成に
おいて、上部室を２室に分離し、一方に熱交換器と排気
消音器を配置し、他方にエジエータを配置し、ラジエー
タは冷却ファンにより強制冷却したものである。

また、エンジンとラジエータと水／水熱交換器を、パ
ッケージ内に分離して配置した構成において、水／水熱
交換器のバルブケースに、１次サーモスタット弁と２次
サーモスタット弁を直列に内装し、１次サーモスタット
弁の近傍に設けた温度センサーによりラジエータの冷却
ファンを間歇駆動したものである。

（ホ）実施例本発明の目的・構成は以上の如くであり、次に添付の
図面に示した実施例の構成を説明する。

第１図は請求項（１）の本発明の構成を示す防音形コ
ージェネパッケージの前面断面図、第２図は同じく側面
断面図である。

パッケージ（Ｃ）は、下部のエンジン（Ｅ）と作業機
（９）を配置した室を防音室（Ａ）とし、該防音室
（Ａ）の内部には防音材を貼設し、また、換気ファン
（11）は小口径・小容量のファンとして、該換気ファン
（11）の排風間口より騒音が外部に洩れるのを最小限度
としているのである。

また、該防音室（Ａ）の内部に新鮮な空気を取り入れ
る間口も防音室（Ａ）の側面に直接に開口せずに、上部
のラジエータ室（Ｂ）に冷却空気を取り入れる吸引ギャ
ラリ（16）から取り入れて、制御盤室（14）の内部が構
成するダクトを経て、初めて防音室（Ａ）の内部に新鮮
な空気が入るように構成したものである。

また、換気ファン（11）からの吐出開口も、直接に防
音室（Ａ）の側壁に開口することなく、ワントラップ置
いて外部に吐出するように、換気ファンダクト（12）
を、ラジエータ室（８）の下に長く構成しているのであ
る。

以上のように、換気ファン（11）の空気取り入れ口
と、換気ファンダクト（12）との入口・出口の２箇所に
トラップを構成したので、騒音の洩れを防ぐことが出来
たものである。

作業機（９）は防音形コージェネパッケージの場合に
は発電機であるが、防音形ヒートポンプの場合には空調
用圧縮機に替わるのである。

また、防音室（Ａ）の一角にバッテリー（12）が配置
されている。

本発明においては、防音室（Ａ）と作業機（９）のみ
を防音壁19により囲んだ防音室（Ａ）内に配置し、他の
排ガス熱交換器（２）や水／水熱交換器（８）は排気消
音器（３）やラジエータ（Ｒ）は、防音室（Ａ）の上方
の室に配置しているのである。

しかし、ラジエータ（Ｒ）は冷却の必要があるが、排
気消音器（３）や排ガス熱交換器（２）は保温の必要が
あるので、これらを１室に配置することは出来ないので
ある。

故に、防音室（Ａ）の上の室を、隔壁（18）によりラ
ジエータ室（Ｂ）と熱交換器室（Ｄ）に２分しているの
である。

そして、ラジエータ室（Ｂ）内にはラジエータ（Ｒ）
を配置し、該ラジエータ（Ｒ）を強制冷却する為に、冷
却ファン（１）により吸引した空気流をラジエータ
（Ｒ）のフィン部を通過させているのである。

そして、冷却ファン（１）は、ラジエータ室（Ｂ）の
側面のパッケージ（Ｃ）に開口した吸引ギャラリ（16）
の部分から冷却空気を吸入し、同じくパッケージ（Ｃ）
の側面に開口した吐出ギャラリ（17）の部分から吐出し
ているのである。

該冷却ファン（１）の音はそれはど大きくないので、
ラジエータ室（Ｂ）を防音室とする必要はないのであ
る。

また、該ラジエータ室（Ｂ）の裏面に熱交換器室
（Ｄ）を構成し、該熱交換器室（Ｄ）内は高温に保持
し、内部に断熱材を貼設する必要を無くし、断熱材を貼
設しないことによりコストを如くすると共に、冷却のし
すぎにより、排気消音器（３）の内部に腐食性の凝縮水
が発生するのを阻止しているのである。

該排ガス熱交換器（２）はエンジン（Ｅ）の排気内の
熱を暖房用の熱水に変換するものであり、水／水熱交換
器（８）はエンジン（Ｅ）内の冷却水を暖房用の熱水に
変換するものである。

排ガス熱交換器（２）と水／水熱交換器（８）によ
り、熱水パイプ内の水を高温にし、該熱水をパイプによ
り、暖房用の熱交換器に送水するものである。

（４）は排気ダクトである。

第５図は、請求項（２）の本発明の構成を示す防音形
コージェネパッケージの制御回路図、第６図は温度制御
弁Ｖの側面断面図、第７図は同じく側面断面図、第８図
は同じく平面図である。

第５図において説明する。

従来の技術においては、ラジエータ（Ｒ）の冷却ファ
ン（20）は、エンジン（Ｅ）のクランクシャフトにより
直接に駆動していたのである。

故に、エンジン（Ｅ）の起動初期で冷却水の温度が低
くラジエータ（Ｒ）に冷却水が送られていない場合に
も、ラジエータ（Ｒ）の冷却ファン（20）は回転し続け
られており、エンジン（Ｅ）の馬力損失が大きく、無駄
な騒音を発生していたのである。

本発明においては、この点の不具合いを解消する為
に、エンジン（Ｅ）の起動初期において、また厳寒期等
の冷却水の温度が上昇しない場合においては、ラジエー
タ（Ｒ）に冷却水が送水されていないのであるから、温
度センサー（Ｓ）により冷却水の温度を検出して、ラジ
エータ（Ｒ）の冷却ファン（20）を駆動するラジエータ
ファンモーター（Ｍ）を停止したものである。

第５図において、エンジン（E）に発電機等の作業機
（９）が付設されており、該発電機により発電した電力
の送電回路（40）より、ラジエータファンモーター
（Ｍ）の駆動電力を取りだしている。

そして、ラジエータファンモーター（Ｍ）によりラジ
エータ（Ｒ）の冷却ファン（20）を回転し、ラジエータ
（Ｒ）のフィンの内部を通過する高温の冷却水を冷却す
るのである。

エンジン（Ｅ）にはガス燃料回路（22）または、液体
燃料回路（23）より燃料が送られ、燃焼駆動されてい
る。

該エンジン（Ｅ）の内部を循環する冷却水を、まず排
ガス熱交換器（２）内に送水し、内部を通過するエンジ
ン排ガスの熱エネルギーを冷却水に吸収するのである。

排ガス熱交換器（２）を通過した冷却水を１次サーモ
スタット弁（５）に送り、該１次サーモスタット弁
（５）に入る直前の回路内に温度センサー（Ｓ）が設け
られ、冷却水の温度が検出されているのである。

そして、該１次サーモスタット弁（５）に入る前の冷
却水の的温度100℃以下の温度で、冷却の必要の無い程
度に低い場合には、ラジエータファンモーター（Ｍ）は
駆動しないように制御するものである。

次に、１次サーモスタット弁（５）の作用について説
明する。

暖房・給湯等における温水の使用量が少ない場合に
は、水／水熱交換器（８）により取り去られる熱室が少
ないので、排ガス熱交換器（２）から冷却水回路（30）
を経て、１次サーモスタット弁（５）に入る冷却水の温
度が著しく上昇するので、或る設定温度（実施別におい
ては100℃である）以上になると、１次サーモスタット
弁（５）のラジエータ（Ｒ）側の冷却水回路（27）が開
放されて、冷却水回路31側が閉鎖されて、冷却水はラジ
エータ（Ｒ）に至るのである。

そして、該１次サーモスタット弁（５）が開放されて
ラジエータ（Ｒ）に冷却水が送水されるような温度、即
ち100℃以上になると、温度センサー（Ｓ）がONとなり
ラジエータファンモーター（Ｍ）を駆動するのである。

そして、冷却水の温度は、ラジエータ（Ｒ）により冷
却されて適温の100℃以下に下がるのである。

該ラジエータ（Ｒ）により冷却水の温度が100℃以下
に下がると、１次サーモスタット弁（５）のラジエータ
Ｒ側の冷却水回路（27）は閉鎖され、冷却水回路（31）
側が開放され、冷却水は冷却水回路（31）から２次サー
モスタット弁（６）とバイパス回路（28）側にのみ送水
されるのである。

そして、２次サーモスタット弁（６）の選定温度は約
90℃に設定されているので、該設定温度以上の温度とな
ると、２次サーモスタット弁（６）の入口側ケース（2
6）側が開放され、バイパス回路（28）側が閉鎖され
て、90℃から100℃の冷却水が水／水熱交換器（８）に
送水されるのである。

逆に温度が90℃以下の場合には、２次サーモスタット
弁（６）の入口側ケース（26）側が閉鎖され、バイパス
回路（28）側が開いて、冷却水はバイパス回路（28）か
ら直接にエンジン（Ｅ）内に戻されるのである。

そして、２次サーモスタット弁（６）が設定の選定温
度は約90℃に設定されているので、該設定温度以上の温
度となると、２次サーモスタット弁（６）の入口側ケー
ス（26）側が開放され、バイパス回路（28）が閉鎖され
て、90℃から100℃の冷却水が水／水熱交換器（８）に
送水されるのである。

逆に温度が90℃以下の場合には、２次サーモスタット
弁（６）の入口側ケース（26）側が閉鎖され、バイパス
回路（28）から直接にエンジン（Ｅ）内に戻されるので
ある。

そして、２次サーモスタット弁（６）が設定した90℃
以上になるまで、エンジン（Ｅ）と２次サーモスタット
弁（６）とバイパス回路（28）の回路を循環されるので
ある。

水／水熱交換器（８）には水入口回路（24）より温水
が送水され、水／水熱交換器（８）で熱量を得た後に温
水出口より暖房や給湯装置に送られるのである。

（21）はガス燃料の場合に有毒ガスを完全燃焼させる
為の触媒コンバータである。

次に、第６図、第７図、第８図により、温度制御弁
（Ｖ）の具体的な構成について説明する。

水／水熱交換器（８）の側面に入口側ケース（26）を
付設し、該入口側ケース（26）にバルブケース（７）を
付設している。

該バルブケース（７）の内部に１次サーモスタット弁
（５）と２次サーモスタット弁（６）をタンデムに配置
している。

そして、エンジン（Ｅ）の冷却水は排ガス熱交換器
（２）を経た後に、冷却水回路（30）から１次サーモス
タット弁（５）のケース内に流入するのである。

該１次サーモスタット弁（５）により冷却水回路（3
0）からの冷却水を、冷却水回路（27）側と冷却水回路
（31）側とに２者択一的に切り換えるのである。

そして、冷却水回路（27）はラジエータ（Ｒ）に連通
しており、冷却水回路（31）は２次サーモスタット弁
（６）のケースに連通しているのである。

該１次サーモスタット弁（５）の設定温度は約100℃
であり、２次サーモスタット弁（６）の設定温度は約90
℃である。

そして本発明の要部を構成する温度センサー（Ｓ）の
設定温度も１次サーモスタット弁（５）と同じ約100℃
に設定しているのである。

そして、２次サーモスタット弁（６）は入口側ケース
（26）から水／水熱交換器（８）への回路と、バイパス
回路（28）からエンジン（Ｅ）への回路を２者択一的に
選択するのである。

（ヘ）発明の効果本発明は以上の如く構成したので、次のような効果を
奏するものである。

請求項（１）の如く、各装置を分離した室内に配置し
たことにより、防音室（Ａ）内には音の大きいエンジン
（Ｅ）と充電器や空調用圧縮機等の作業機（９）を配置
し、該防音室（Ａ）内の空気を換気する為の換気ファン
（11）は小口径・小容量のファンとしたので、防音室
（Ａ）からの開口面積を小さくすることが出来て、防音
室（Ａ）からの騒音の洩れを防ぐことが出来たものであ
る。

また、防音壁19は該防音室（Ａ）の周囲のみに設けた
ので、パッケージ（Ｃ）の全部に設ける必要がないので
コストが安くなったものである。

また、冷却を必要とするラジエータ（Ｒ）と冷却ファ
ン（１）はラジエータ室（Ｂ）に、保温を必要とする排
ガス熱交換器（２）と水／水熱交換器（８）と排気消音
器（３）は熱交換器室（Ｄ）内に、隔壁（18）により構
成された２室に分離して配置したので、低温となると腐
食性の凝縮水が発生する排気消音器（３）を、断熱材を
巻くことなく狭い空気の流通の無い部屋無いに配置する
ことにより保温することができるのである。

これにより断熱材の分だけコストを安くし、かつ腐食
性の凝縮水の発生を防止することが出来たものである。

また、排気消音器（３）と排ガス熱交換器（２）と水
／水熱交換器（８）を、パッケージ（Ｃ）の片面に集
め、組立・整備性を向上すると共に、他の片面にラジエ
ータ（Ｒ）と冷却ファン（１）を配置する空間を構成す
ることが出来たものである。

次に、請求項（２）の如く、温度制御弁（Ｖ）を構成
したので、水／水熱交換器（８）のバルブケース（７）
の部分に温度制御弁（Ｖ）を付設したので、温度制御弁
（Ｖ）のコンパクト化を図ることができ、また振動によ
る温度制御弁（Ｖ）の触れ止めを図ることが出来、振動
による耐久性の低下を防ぐことが出来たものである。ま
たこれによる温度制御弁（Ｖ）の作動不良をも解消する
ことが出来たものである。

また、パイプの溶接部や結合部が少ないので振動に基
づき溶接不良部が外れて油洩れが発生することが少ない
のである。

また、従来の如く、ラジエータファンとエンジンのク
ランクシャフトが直結している場合には、常にラジエー
タの冷却ファンが回転している為に、損失馬力が大き
く、騒音が大きかったのであるが、本発明の場合には、
温度センサー（Ｓ）により冷却水の温度を検出し、設定
温度以上となった場合にのみ、ラジエータ（Ｒ）の冷却
ファン（20）を回転させるのであるから、エンジン
（Ｅ）の損失馬力を少なくし、騒音も低下させることが
出来たものである。

また、バルブケース（７）内の近い一に１次サーモス
タット弁（５）と２次サーモスタット弁（６）をタンデ
ムに配置しているので、両者の距離が近くなり、応答性
が良くなったものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の防音形コージェネパッケージの前面断
面図、第２図は同じく側面断面図、第３図、第４図は従
来の防音形コージェネペッケージの全面断面図と側面断
面図、第５図は本発明の防音形コージェネパッケージの
制御回路を示す図面、第６図は温度制御弁（Ｖ）の側面
断面図、第７図は同じく側面断面図、第８図は平面図で
ある。（Ｃ）……パッケージ（Ａ）……防音室（Ｂ）……ラジエータ室（Ｄ）……熱交換器室（Ｅ）……エンジン（Ｖ）……温度制御弁（Ｍ）……ラジエータファンモーター（Ｓ）……温度センサー（１）……冷却ファン（２）……排ガス熱交換器（３）……排気消音器（５）……１次サーモスタット弁（６）……２次サーモスタット弁（７）……バルブケース（８）……水／水熱交換器（９）……作業機（11）……換気ファン（27）……冷却水回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｆ０１Ｐ 7/04 Ｆ０１Ｐ 7/04 Ａ 7/16 ５０２ 7/16 ５０２ＬＦ０２Ｇ 5/04 Ｆ０２Ｇ 5/04 Ｎ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンと作業機をパッケージの下方に配
置し、上方にラジエータ・熱交換器・排気消音器を配置
した構成において、上部室を２室に分離し、一方に熱交
換器と排気消音器を配置し、他方にラジエータを配置
し、ラジエータは冷却ファンにより強制冷却したことを
特徴とするエンジン作業機。
【請求項２】エンジンとラジエータと水／水熱交換器
を、パッケージ内に分離して配置した構成において、水
／水熱交換器のバルブケースに、１次サーモスタット弁
と２次サーモスタット弁を直列に内装し、１次サーモス
タット弁の近傍に設けた温度センサーによりラジエータ
の冷却ファンを間歇駆動したことを特徴とするエンジン
作業機。