JP3827913B2

JP3827913B2 - エンジン発電機

Info

Publication number: JP3827913B2
Application number: JP2000113400A
Authority: JP
Inventors: 操鈴木
Original assignee: Fuji Jukogyo KK
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2000-04-14
Filing date: 2000-04-14
Publication date: 2006-09-27
Anticipated expiration: 2020-04-14
Also published as: JP2001295659A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンとエンジンにより駆動される発電機とを有してなるエンジン発電機に関し、特に、エンジンによって駆動される冷却ファンによりエンジン等の冷却を行うエンジン発電機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、道路工事や露天商、アウトドアレジャーなどの電源として、エンジンと、エンジンにより駆動される発電機とを筐体内に収容配置して電力を得るいわゆるエンジン発電機が広く知られている。このようなエンジン発電機では、マグネットを取り付けたロータをクランクシャフトに固定し、それを発電コイルを備えたステータ近傍にて回転させ起電力を生じさせている。また、そこではエンジンや発電機、マフラー等を冷却するため、エンジンによって駆動される冷却ファンが設けられており、クランクシャフトの回転に伴い冷却ファンが回転して筐体内に冷却風が導入されるよう構成されている。
【０００３】
特開平１１―３６８８１号公報には、このような冷却ファンによる空冷式のエンジン発電機において冷却効率の向上を図ったものが開示されている。図４は、このようなエンジン発電機における発電機およびその近傍を一部断面して示した側面図である。
【０００４】
図４の装置では、発電機としてアウタロータ型のものを使用し、図示しない筐体内に発電機５１、エンジン５２を収容して、これらをダクト５３およびファンカバー５４にて覆っている。発電機５１のステータ５５はエンジン５２に固定されており、ステータ５５の外側にはクランクシャフト５６と連結されたアウタロータ５７が配設されている。
【０００５】
アウタロータ５７の内周面には、周方向に沿ってマグネット６３が配設されている。また、アウタロータ５７の外側には冷却ファン５８が取り付けられており、クランクシャフト５６の回転に伴いアウタロータ５７と共に回転して冷却風５９を導入するようになっている。さらに、アウタロータ５７の底壁には通気口６０が形成されており、この通気口６０に対応して冷却ファン５８にも開孔６１が設けられている。一方、発電機５１とエンジン５２との間には空隙６２が形成されている。
【０００６】
当該装置では、図４に破線にて示したように、冷却ファン５８の回転に伴い空気がファンカバー５４内に吸入される。吸入された空気は冷却風５９となり、冷却ファン５８によって遠心方向に吐き出され、ファンカバー５４の内周面に沿って流れる。この冷却風５９は、アウタロータ５７の外側をエンジン５２側に流れてエンジン５２を冷却する。また、その一部は空隙６２に導入され、アウタロータ５７の内側に回り込む。
【０００７】
アウタロータ５７の内側に回り込んだ空気は、発電コイルを冷却して通気口６０および開孔６１を通り、冷却ファン５８の前面に出てファンカバー５４内に新たに吸入された空気と合流する。この際、冷却ファン５８の遠心方向に流れる空気流は、開孔６１の後方（エンジン５２側）に負圧を形成する。これにより、ファンカバー５４の内周面に沿って流れる空気は空隙６２に引き込まれ、前述の還流空気流を発生させ、発電機５１とエンジン５２を効率良く冷却するとされている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平１１―３６８８１号公報のエンジン発電機では、マグネット６３の近傍を冷却風５９が流れると共に、マグネット６３の近傍に空気の流通孔が設けられている。このため、外気の吸引共に筐体内に侵入してくる砂鉄等を含んだ埃がマグネット６３に吸引され易く、砂鉄や埃の吸着により障害が発生し易いという問題があった。
【０００９】
本発明の目的は、砂鉄や埃等がマグネット近傍に付着することによる障害を抑えつつ、発電体を効率良く冷却できるエンジン発電機を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明のエンジン発電機は、エンジンと、マグネットを有するロータと該ロータの内側に配置されたステータとを備える発電機と、前記エンジンと前記発電機との間に配設され前記エンジンによって駆動される冷却ファンと、前記冷却ファンおよび前記発電機を格納するとともに、前記ステータの中心部に臨んで形成された冷却風導入口を備えるファンカバーとを有し、前記冷却風導入口近傍に設けられた前記ファンカバーの取付部に前記ステータを固定し、前記ステータと前記ファンカバー内壁との間に形成された空間と前記冷却風導入口とを前記取付部を介して連通する連通手段を設け、前記冷却風導入口から導入され前記ステータの中心部を通過して前記冷却ファンに供給される冷却風の一部が、前記ステータから前記空間および前記連通手段を通って前記冷却風導入口に還流することを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、冷却風はファンカバー中央の冷却風導入口から吸入され、ステータ外周側に配されたロータ側には、ファンカバー外部から直接冷却風が導入されない。その一方、ファンカバーに冷却風循環通路を設け冷却風の一部を還流させて循環冷却風を形成しステータを冷却するようにしたため、ロータ側に配されたマグネットに砂鉄や埃の異物が付着することを防止しつつ、ステータの冷却性を確保することができ、装置の信頼性向上を図ることが可能となる。
【００１２】
本発明のエンジン発電機は、前記連通手段は、前記取付部に形成された連通孔により構成されていることを特徴とする。また、本発明のエンジン発電機は、前記取付部は複数のブロックにより形成され、前記連通手段は前記複数のブロック間のスリットにより構成されていることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形態であるエンジン発電機を側方から見た場合の内部構成を示す説明図、図２は図１のエンジン発電機をＸ方向から見た場合の構成を示す説明図、図３は図１の矢示Ａ方向の部分断面図である。
【００１４】
本実施の形態のエンジン発電機１は、エンジンによって発電機を駆動するタイプの発電装置であり、基板８上にエンジン２や発電機３、マフラー４、冷却ファン５等を配設し、これらを図示しない筐体内に収容した構成となっている。当該エンジン発電機１では、発電機３として、アウタロータ１１とステータ１２とを有するアウタロータ型の発電装置を使用し、そのステータ１２を冷却ファン収容用のファンカバー１９内に取り付ける。また、ファンカバー１９には、ファンカバー１９内の空隙（空間）２６と冷却風導入口２７との間を連通する冷却風循環孔（連通手段，連通孔）２８を設ける。そして、冷却風導入口２７内を流通する冷却風２９によって生じる負圧によりステータ１２を冷却する循環冷却風３０を生じさせ、冷却効率の向上とアウタロータ１１のマグネットへの異物付着防止を図っている。
【００１５】
エンジン２は汎用ディーゼルエンジンであり、クランクシャフト１０の回転により、図１においてエンジン２の右側に配されたアウタロータ型の多極発電機である発電機３が駆動され発電が行われる。一方、エンジン２から排出される排気ガスは、図１にてエンジンの左側に配されたマフラー４へと送られ、排気音の低減が図られた後、図示しない排気口から装置外へと排出される。
【００１６】
また、エンジン２は、防振支持部材６によって基板８上に支持されている。防振支持部材６は、左右各１対の防振支持プレート６ａと、基板８上に取り付けられたブラケット６ｂと、防振支持プレート６ａとブラケット６ｂの間に配された防振材６ｃとで支持されている。防振材６ｃは、ゴムや合成樹脂等からなり、エンジン２の駆動時における振動が基板８側に伝達するのを抑制している。そして、当該エンジン発電機では、この防振支持部材６にてエンジン２を支持することにより、エンジン振動の減衰を図り、装置の静音化を図っている。
【００１７】
エンジン２のクランクシャフト１０には、フライホールとしても機能する冷却ファン５が固定されている。冷却ファン５の外周部には、エンジン２と反対側に向かって翼５ａが突設されており、この翼５ａの先端部にはさらに、有底円筒状のアウタロータ１１が固定されている。そして、エンジンの起動に伴い冷却ファン５が回転し、矢印にて示したように、ファンカバー１９の中央部に開口形成された冷却風導入口２７から外気が取り入れられ、エンジン２側に向かって冷却風２９が供給される。
【００１８】
アウタロータ１１は、エンジン２とは反対側が開口した状態で冷却ファン５に取り付けられている。また、アウタロータ１１の周壁内周面には、複数個のマグネット１４が周方向に沿って取り付けられている。さらに、アウタロータ１１の内側にはステータ１２が配設されており、アウタロータ１１とステータ１２とから発電体１６が形成される。
【００１９】
ステータ１２は、図２に示すように、放射状に突出形成された複数のヨークに発電コイル１３を巻回したステータコア１５を有している。発電コイル１３の周囲には、マグネット１４を備えたアウタロータ１１が回転自在に配される。そして、エンジン２の起動に伴いアウタロータ１１が回転し、マグネット１４が発電コイル１３近傍を回転移動する。これにより発電コイル１３側に起電力が生じ、発電が行われる。
【００２０】
一方、ファンカバー１９の右端部には、図１に示すように、エンジン２側に向けてステータ取付部１７が突設されており、ステータ１２は、このステータ取付部１７によりファンカバー１９内に固定されている。そして、ファンカバー１９をエンジン２に取り付けると、ステータ１２がアウタロータ１１の内側に挿入される形でセットされ、発電機３が形成される。
【００２１】
ここで、当該エンジン発電機１では、ステータ取付部１７には、図１に示すような冷却風循環孔２８が設けられている。冷却風循環孔２８は、例えば、図３に示すように円形部分が１０mm程度の直径を有する略半長円形に形成されている。また、冷却風循環孔２８は、ステータ取付部１７に例えば３０°間隔で等分に１２個など、複数個設けられている。なお、冷却風循環孔２８の形状、寸法、個数は適宜変更可能であり、前述の例に限定されない。従って、直径５ミリ程度の小孔を１５°間隔に２４個設けるなどの変形例も可能である。
【００２２】
また、冷却風循環孔２８は、ファンカバー１９の内壁１９ａと発電体１６との間に形成された空隙２６と冷却風導入口２７との間を連通している。この場合、ファンカバー１９には、空隙２６を取り囲む部分に、空隙２６とカバー外とを直接連通する開口部は形成されていない。すなわち、空隙２６は、発電体１６のエンジン２側部分と冷却風循環孔２８とによってのみ冷却風導入口２７と連通している。
【００２３】
そこで、エンジン２が起動し冷却ファン５が回転すると、冷却ファン５により外気が吸引され、冷却風導入口２７を介して冷却風２９がファンカバー１９内に導入される。このとき、冷却風２９の流通により冷却風循環孔２８の後方、すなわち空隙２６内に負圧が発生する。このため、冷却風２９の一部はエンジン２側に向かわず、空隙２６内に導引されて循環冷却風３０となる。そして、この循環冷却風３０は、ステータ１２を通り冷却風循環孔２８から冷却風導入口２７へと還流する。
【００２４】
また、当該エンジン発電機１では、前述のように、ファンカバー１９には空隙２６の部分には開口部が形成されていない。つまり、マグネット１４は、ファンカバー１９の外部には直接臨んでおらず、マグネット１４はカバー外には露出していない。このため、マグネット１４が外気に直接触れることがなく、冷却風もまた外気から直接マグネット１４の近傍を流れることがない。従って、外気に含まれる砂鉄や埃等の異物がマグネット１４に付着するのを抑制でき、マグネット１４への異物付着による装置の異常を防止できるようになっている。
【００２５】
その一方、ファンカバー１９の開口部を中央部の冷却風導入口２７のみとした分、冷却風がステータ１２内を直接流通しにくくなる。すなわち、マグネット１４の近傍を外気が直接が流れない反面、このままではステータ１２の冷却性能が確保できない。そこで、本発明によるエンジン発電機１では、冷却風循環孔２８により循環冷却風３０を発生させ、ステータ１２を冷却するようにしている。つまり、前述のように、冷却風２９の流れにより空隙２６内に発生した負圧によって循環冷却風３０を形成し、これによりステータ１２を効率良く冷却している。従って、当該エンジン発電機１では、砂鉄や埃等による障害を抑えつつ、ステータ１２の冷却性を確保し、装置の信頼性向上を図ることが可能となる。
【００２６】
なお、装置のメンテナンスの際には、ファンカバー１９を取り外すだけでステータ１２をエンジン発電機１から分離することができる。このため、アウタロータ１１等の他の部品を取り外すことなくステータ１２の交換を行うことができ、メンテナンス性の向上ならびに作業工数の削減を図ることが可能となっている。
【００２７】
次に、発電コイル１３に発生した起電力は、図示しないインバータユニットに送られ、所定の周波数の交流に変換され筐体に設けられたコントロールパネルから出力される。インバータユニットにて周波数変換して電力供給を行うと、出力周波数保持のため負荷の大小にかかわらずエンジン回転数を一定に保つ必要がなく、エンジン２を負荷に応じて適宜最適な条件で運転できる。このため、大負荷時を除きエンジン回転数を従来よりも低く抑えることが可能となり、運転音の低減や燃費の向上を図ることが可能となる。
【００２８】
また、ファンカバー１９の外側には、図示しないリコイルスタータが設けられており、ロープを手動にて引っ張ることによりクランクシャフト１０が回転され、エンジン２の始動が行われるようになっている。
【００２９】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００３０】
たとえば、前述の実施の形態では、冷却風循環通路として冷却風循環孔２８をステータ取付部１７に形成した例を示したが、冷却風循環通路は孔には限られず、例えば、ステータ取付部１７を複数ブロックにて形成し、その間に連通手段となるスリットを設けて冷却風の循環を行っても良い。
【００３１】
また、前述の実施の形態ではエンジンとして汎用ディーゼルエンジンを使用した例を述べたが、これに代えてガソリンエンジンを使用しても良いことは言うまでもない。
【００３２】
【発明の効果】
本発明のエンジン発電機によれば、ファンカバーに対し、ステータの中心部に臨んで冷却風導入口を形成すると共に、ファンカバーに連通手段を設け冷却風の一部を還流させて循環冷却風を形成しステータを冷却するようにしたため、冷却風がファンカバー中央の冷却風導入口から吸入され、ステータ外周側に配されたロータ側にファンカバー外部から直接冷却風が導入されない一方、循環冷却風によりステータを冷却することが可能となる。従って、アウタロータ側に配されたマグネットに砂鉄や埃の異物が付着することを防止しつつ、ステータの冷却性を確保することができ、装置の信頼性向上を図ることが可能となる。
【００３３】
また、連通手段を、冷却風導入口と、ファンカバー内壁とステータとの間に形成された空間との間を連通するように形成したことにより、冷却風導入口を流通する冷却風によって空間内に負圧が発生するため、効率良く循環冷却風を形成することができ、ステータを効率良く冷却することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態であるエンジン発電機を側方から見た場合の内部構成を示す説明図である。
【図２】図１のエンジン発電機をＸ方向から見た場合の構成を示す説明図である。
【図３】図１のエンジン発電機における矢示Ａ方向の部分断面図である。
【図４】従来のエンジン発電機における発電機およびその近傍を一部断面して示した側面図である。
【符号の説明】
１エンジン発電機
２エンジン
３発電機
５冷却ファン
１２ステータ
１７ステータ取付部
１９ファンカバー
１９ａ内壁
２６空隙
２７冷却風導入口
２８冷却風循環孔
２９冷却風
３０循環冷却風

Claims

エンジンと、
マグネットを有するロータと該ロータの内側に配置されたステータとを備える発電機と、
前記エンジンと前記発電機との間に配設され前記エンジンによって駆動される冷却ファンと、
前記冷却ファンおよび前記発電機を格納するとともに、前記ステータの中心部に臨んで形成された冷却風導入口を備えるファンカバーとを有し、
前記冷却風導入口近傍に設けられた前記ファンカバーの取付部に前記ステータを固定し、
前記ステータと前記ファンカバー内壁との間に形成された空間と前記冷却風導入口とを前記取付部を介して連通する連通手段を設け、
前記冷却風導入口から導入され前記ステータの中心部を通過して前記冷却ファンに供給される冷却風の一部が、前記ステータから前記空間および前記連通手段を通って前記冷却風導入口に還流することを特徴とするエンジン発電機。
請求項１記載のエンジン発電機において、
前記連通手段は、前記取付部に形成された連通孔により構成されていることを特徴とするエンジン発電機。
請求項１記載のエンジン発電機において、
前記取付部は複数のブロックにより形成され、前記連通手段は前記複数のブロック間のスリットにより構成されていることを特徴とするエンジン発電機。