JP3957365B2 - 作業機の防音構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発電機や圧縮機などの作業機本体と、これを駆動するエンジン及びその補器類をケーシング内に収納する作業機の防音構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、一般に、ビルディングの建設や道路建設などの建設作業現場などには、自家用電源や非常電源として、内燃エンジンで駆動される発電機を用いた発電装置や、空気工具の動力源として内燃エンジン駆動の圧縮機などを用いた作業機械（作業機という）が利用されている。従来、この種の発電装置（作業機）として、たとえば実開平７−１４１２９号公報に開示されたようなものがある。
これは、外気導入口及び内気排出口を有するケーシング内に、発電機と、これを駆動するエンジンと、エンジンの回転軸に取り付けられたエンジンファンに面して配置され、エンジンの冷却水を冷却するラジエータとが設けられたものである。運転中はエンジンファンによりケーシング内の空気を流動させ、高温となった内気を内気排出口へ送ることにより、外気導入口から冷たい外気を吸い込み、ケーシング内の冷却及び換気とラジエータによるエンジンの冷却とを行なうようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の発電装置では、１つのエンジンファンのみでケーシング内の冷却及び換気とラジエータによるエンジンの冷却とを行なっているので、これらの冷却を十分に行なうためには、ラジエータ及びエンジンファンを大型化する必要がある。この大型化により、外部へ漏れる騒音が大きくなってしまうとともに、装置が大型化してしまうという問題があった。
また、ケーシング内の換気を十分に行なうためには、外気導入口の開口面積を大きく必要がある。その開口面積を大きくすると、騒音の問題が発生する。この問題を解決するためには、外気導入口の大きさに応じた大きなダクトを設けなければならない。このような理由によっても、装置が大型化してしまうという問題があった。
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、その課題は低騒音化及び小型化を図った作業機の防音構造を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、ケーシング内が隔壁によりエンジン室とラジエータ室に区画され、エンジン室及びラジエータ室のおのおのに外気導入口が設けられるとともに、エンジン室の上部に内気排出口が設けられ、エンジン室には、作業機本体と、作業機本体を駆動するエンジンと、エンジン室の外気導入口から内気排出口への空気の流れを作る第１のモータファンとが配置され、隔壁には、ラジエータ室から排出する空気をエンジン室内の内気排出口へ通すための開口部が設けられ、内気排出口には、通気経路を屈曲させたラビリンスダクトが設けられ、このラビリンスダクトは、エンジン室内から排出する空気を内気排出口へ導く第１の通風路と、ラジエータ室内から隔壁の開口部を通って排出する空気を内気排出口へ導く第２の通風路とを有し、第１のモータファンが第１の通風路内の内気排出口に直接臨まない位置に配置され、かつラジエータ室には、エンジンの冷却水を冷却するラジエータと、開口部から第２の通風路内に臨まないように配置されたメインマフラと、ラジエータ室の外気導入口から開口部への空気の流れを作る第２のモータファンとが配置されているものとした。
【０００５】
エンジン室の外気導入口及び内気排出口の開口面積を、ラジエータ室の外気導入口を含む全開口面積の３割程度とするのが好ましい。 さらに、メインマフラに、その出口側から隔壁の開口部及び第２の通風路内を通って内気排出口まで延びたテールパイプを接続することができる。
【０００６】
【作用】
ケーシング内が隔壁によりエンジン室とラジエータ室に区画され、エンジン室には第１のモータファンが、ラジエータ室には第２のモータファンがそれぞれ専用に配置されているので、エンジン室及びラジエータ室の換気及び冷却と、ラジエータによるエンジンの冷却とが効率よく十分に行なわれるとともに、ラジエータはエンジン室内の熱気を負担しなくてもよい。そのため、ラジエータは放熱容量の小さいものでよいとともに、２つのモータファンは小型なものでよい。これによって、外部へ漏れる騒音、たとえば、メインマフラの高周波音や各モータファンの回転音などの騒音が低減されるとともに、装置が小型化される。
また、エンジン室内の換気が第１のモータファンにより十分に行なわれるので、エンジン室の外気導入口を大きくする必要がない。そのため、外部へ漏れる騒音を低減するためのダクトをエンジン室の外気導入口に設ける場合でも、そのダクトは小さなものでよい。
そして第１のモータファンが内気排出口に直接臨まないので、その回転音が減衰され、外部へ漏れる騒音がより一層低減される。
【０００７】
また、エンジン室の外気導入口及び内気排出口の開口面積を、ラジエータ室の外気導入口を含む全開口面積の３割程度とすることにより、外部へ漏れるエンジン室内の騒音が低減される。 さらに、メインマフラに、その出口側から隔壁の開口部及び第２の通風路内を通って内気排出口まで延びたテールパイプを接続することにより、テールパイプを配置するためのスペース効率が良いとともに、その放熱も良好となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を実施例により説明する。本実施例では、エンジンにより駆動される作業機本体として発電機を用いた発電装置（作業機）の防音構造について説明する。なお、本実施例で用いた発電機に代えて他の作業機本体、たとえばエンジンにより駆動される圧縮機を用いた作業機の防音構造にも本発明は適用される。
図１は実施例に係る発電装置の正面側壁を破断して内部構成を示す正面図、図２はその装置の天板を取り外して示す一部断面を含む平面図、そして図３は図２におけるＡ−Ａ断面図である。
図１及び図２に示すように、発電装置１のケーシング２は、エンジン室１０とラジエータ室１１の２室からなっており、両室は隔壁１２により分けられている。
【０００９】
ケーシング２のエンジン室１０内には、発電機１５と直列に後端の出力軸を軸継手により連結されたエンジン１６が設置されている。エンジン１６と発電機１５の連結軸１７には発電機冷却ファン１８が取り付けられている。エンジン室１０の上部スペースには、コントロールユニット７が配置されている。
また、エンジン室１０には、第１の外気導入口２１と内気排出口２２が設けられている。すなわち、ケーシング２の発電機１５側の端壁４ａには、連結軸１７より低い位置で（図１参照）かつケーシング２の正面側壁３ａの近傍の位置（図２参照）に第１の外気導入口２１が設けられている。エンジン１６上部にあるケーシング２の天板５のほぼ中央には、内気排出口２２が設けられている。外気導入口２１及び内気排出口２２には適宜グリッド２９ａ、２９ｂを設けることができる。
【００１０】
一方、図１〜図３に示すように、ケーシング２のラジエータ室１１内には、エンジン１６の冷却水を冷却するラジエータ２５と、エンジン１６用の燃料タンク３３を収納する格納室１４が設けられている。この格納室１４はラジエータ室１１の低部に配置されている。燃料タンク３３とエンジン１６とは図示しない燃料管により接続されている。
ラジエータ室１１には、第２の外気導入口２３が設けられている。すなわち、ケーシング２の正面側壁３ａの比較的高い位置（連結軸１７より高い位置）に第２の外気導入口２３が設けられている。外気導入口２３には適宜グリッド２９ｃを設けることができる。なお、隔壁１２には、ラジエータ室１１から排出する空気をエンジン室１０内の内気排出口２２へ通すための開口部１２ａが設けられている。
【００１１】
なお、エンジン室１０の外気導入口２１及び内気排出口２２の開口面積を、ラジエータ室１１の外気導入口２３を含む全開口面積（外気導入口２１、２３及び内気排出口２２の３つの開口部の面積）の３割程度にしてある。
これらの開口面積の割合は、実験結果に基づいているが、以下のようにして決定される。
まず、エンジン１６の冷却効率からラジエータ２５の容量を決定し、このラジエータ２５の冷却効率からラジエータ室１１の外気導入口２３の開口面積を決定する。そして、ラジエータ冷却風とエンジン室冷却風とを考慮して、エンジン室１０の外気導入口２３と内気排出口２２との面積を決定する。この際、エンジン室１０のこれらの開口面積は、前述の理由から、必要とする最小限の面積が決定され、実験結果から３割程度という値が求められた。
【００１２】
ラジエータ２５は、図１〜図３に示すように、外気導入口２３に対向する位置で、外気導入口２３の近くに配置されている。ラジエータ２５の冷却水出入口は、図示省略の冷却水用のホースによりエンジン１６の冷却水循環系統とそれぞれ接続されている。ラジエータ２５には、電動モータで駆動され、外気を外気導入口２３からラジエータ室１１内に吸い込み、外気導入口２３から隔壁１２の上部にある開口部１２ａへの空気の流れを作るラジエータ用の第２のモータファン２８が付設されている。なお、隔壁１２には、上記図示しない燃料管や排気管などの配管が貫通しているが、これらの配管が貫通する各孔には、エンジン室１０とラジエータ室１１間での内気の流通を防ぐためのグロメットを装着するのが望ましい。
【００１３】
また、図１及び図４に示すように、内気排出口２２には、通気経路（通風路）を屈曲させたラビリンスダクト（以下、単にダクトという）６が設けられている。このダクト６には、エンジン室１０内から排出される空気を内気排出口２２へ導く第１の通風路６ａと、ラジエータ室１１内から隔壁１２の開口部１２ａを通って排出される空気を内気排出口２２へ導く第２の通風路６ｂとが設けられている。第１の通風路６ａ内に、電動モータで駆動される第１のモータファン２７が配置されており、外気導入口２１からエンジン室１０内に取り入れられ、エンジン等を冷却した空気を内気排出口２２から排出するような空気流れを形成している。
さらに、第１の通風路６ａと第２の通風路６ｂとからの排気が合流する第２の通風路６ｂの開口端部には、これら両排気を滑らかに合流させるために、導風板６ｃが設けられている。この導風板６ｃは、断面が三角形状で２つの排気が当たる２辺が凹状円弧となっており、前記の両排気がこの導風板６ｃに導かれて滑らかに合流するようになっている。
なお、この導風板６ｃは必ずしも必要ではなく、上述の両排気の干渉が少ない場合は不用である。
【００１４】
図２及び図３に示すように、エンジン室１０には、サブマフラ３５が配置されている。一方、ラジエータ室１１内の上部には、メインマフラ３６が配置されている。サブマフラ３５は、排気管３５ａを介してエンジン１６の排気マニホルド１９に接続されているとともに、隔壁１２を貫通する排気管３５ｂを介してメインマフラ３６に接続されている。メインマフラ３６の出口側にはテールパイプ３５ｃが接続されている。
【００１５】
このテールパイプ３５ｃは、図２及び図４に示すように、メインマフラ３６の出口側から隔壁１２の開口部１２ａ及びダクト６の第２の通風路６ｂ内を通って内気排出口２２まで、一部折れ曲がって延びている。テールパイプ３５ｃの出口側端部は内気排出口２２から外部へ僅かに突き出ている。
【００１６】
上記モータファン２７、２８は、図示しない制御回路を含むコントロールユニット７と接続されている。モータファン２７は、エンジン室１０内の温度を検出する図示しない温度センサからの出力信号に基づいてオン・オフ制御されるようになっている。一方、モータファン２８は、エンジン１６の冷却水の温度を検出する図示しない温度センサからの出力信号に基づいてオン・オフ制御されるようになっている。なお、とくに図示しないが、エンジン１６の吸気系にはエンジン室１０内に配置する図示省略のエアクリーナを接続することができる。
【００１７】
また、エンジン室１０内の外気導入口２１には、外部へ漏れる騒音を減衰するために、小さなダクト４０が設けられている。
【００１８】
以上のような防音構造を備える発電装置１の運転中においては、モータファン２７の作動により外気導入口２１からダクト４０を通ってエンジン室１０内に吸い込まれた外気（冷気）は、発電機１５、エンジン１６、排気管３５ａ、サブマフラ３５などを冷却した後、ダクト６の通風路６ａ内を通り、内気排出口２２から外部へ排出される。
一方、モータファン２８の作動により外気導入口２３からラジエータ室１１内に吸い込まれた外気は、ラジエータ２５を通過し、エンジン１６の冷却水循環系統と接続された冷却水用ホース内の循環水（冷却水）と熱交換される。これによって、エンジン１６の冷却がなされる。そして、ラジエータ２５で熱交換されてラジエータ室１１内に入った空気は、天板５の近傍に設けられたメインマフラ３６、排気管３５ｂ及びテールパイプ３５ｃなどを冷却した後、隔壁１２の上部にある開口部１２ａからダクト６の通風路６ｂ内に入り、テールパイプ３５ｃを冷却しながら通風路６ｂ内を通って内気排出口２２から外部へ排出される。この際、導風板６ｃがダクト内に設けられているため、エンジン室１０内からの空気とラジエータ室内の空気は干渉することなく滑らかに内気排出口２２から排出される。
このようにして、エンジン室１０及びラジエータ室１１内の冷却及び換気がなされる。
【００１９】
また、ケーシング２内が隔壁１２によりエンジン室１０とラジエータ室１１に区画されるとともに、エンジン室１０にはモータファン２７が、ラジエータ室１１にはモータファン２８がそれぞれ専用に配置されているので、エンジン室１０及びラジエータ室１１の換気及び冷却と、ラジエータ２５によるエンジン１６の冷却とが効率よく十分に行なわれるとともに、ラジエータ２５はエンジン１０室内の熱気を負担しなくてもよい。そのため、ラジエータ２５は放熱容量の小さいものでよいとともに、２つのモータファン２７、２８は小型なものでよい。これによって、外部へ漏れる騒音、たとえば、メインマフラ３６の高周波音や各モータファン２７、２８の回転音などの騒音が低減されるとともに、装置が小型化される。
したがって、上記実施例によれば、低騒音化及び小型化を図ることができる。
【００２０】
また、エンジン室１０内の換気がモータファン２７により十分に行なわれるので、エンジン室１０の外気導入口２１を大きくする必要がない。そのため、外部へ漏れる騒音を低減するためのダクト４０は小さなものでよい。これによっても外部へ漏れる騒音が低減されるとともに、装置が小型化される。
【００２１】
また、エンジン室１０の外気導入口２１及び内気排出口２２の開口面積を、ラジエータ室１１の外気導入口２３を含む全開口面積の３割程度とすることにより、外部へ漏れるエンジン室１０内の騒音が低減される。
【００２２】
さらに、モータファン２７を、内気排出口２２に設けたダクト６の通風路６ａ内に配置することにより、そのモータファン２７が内気排出口２２に直接臨まず、その回転音がその通風路６ａで減衰され、外部へ漏れる騒音がより一層低減される。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ケーシング内が隔壁によりエンジン室とラジエータ室に区画され、エンジン室には第１のモータファンが、ラジエータ室には第２のモータファンがそれぞれ専用に配置されているので、エンジン室及びラジエータ室の換気及び冷却と、ラジエータによるエンジンの冷却とが効率よく十分に行なわれるとともに、ラジエータはエンジン室内の熱気を負担しなくてもよい。そのため、ラジエータは放熱容量の小さいものでよいとともに、２つのモータファンは小型なものでよい。これによって、外部へ漏れる騒音、たとえば、メインマフラの高周波音や各モータファンの回転音などの騒音が低減されるとともに、装置が小型化される。したがって、低騒音化及び小型化を図ることができる。
また、エンジン室内の換気が第１のモータファンにより十分に行なわれるので、エンジン室の外気導入口を大きくする必要がない。そのため、外部へ漏れる騒音を低減するためのダクトをエンジン室の外気導入口に設ける場合でも、そのダクトは小さなものでよい。
そして第１のモータファンが内気排出口に直接臨まないので、その回転音が減衰され、外部へ漏れる騒音がより一層低減される。
【００２４】
また、エンジン室の外気導入口及び内気排出口の開口面積を、ラジエータ室の外気導入口を含む全開口面積の３割程度とすることにより、外部へ漏れるエンジン室内の騒音をより一層低減することができる。
さらに、メインマフラに、その出口側から隔壁の開口部及び第２の通風路内を通って内気排出口まで延びたテールパイプを接続することにより、テールパイプを配置するためのスペース効率が良くなるとともに、その放熱も良好となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る発電装置の正面側壁を破断して内部構成を示す正面図である。
【図２】実施例に係る発電装置の天板を取り外して内部構成を示す平面図である。
【図３】図２におけるＡ−Ａ断面図である。
【図４】図１における内気排出口の部分を拡大して示す断面図である。
【符号の説明】
１ 発電装置（作業機）
２ ケーシング
３ａ 側壁
４ａ 端壁
５ 天板
６ ラビリンスダクト
６ａ 第１の通風路
６ｂ 第２の通風路
７ コントロールユニット
１０ エンジン室
１１ ラジエータ室
１２ 隔壁
１２ａ 開口部
１４ 格納室
１５ 発電機（作業機本体）
１６ エンジン
１７ 連結軸
１８ 発電機冷却ファン
１９ 排気マニホルド
２１ 第１の外気導入口
２２ 内気排出口
２３ 第２の外気導入口
２５ ラジエータ
２７ モータファン（第１のモータファン）
２８ モータファン（第２のモータファン）
２９ａ、２９ｂ、２９ｃ グリッド
３３ 燃料タンク
３５ サブマフラ
３５ａ、３５ｂ 排気管
３５ｃ テールパイプ
３６ メインマフラ
４０ ダクト

Claims (3)

1. ケーシング（２）内が隔壁（１２）によりエンジン室（１０）とラジエータ室（１１）に区画され、
   前記エンジン室及びラジエータ室のおのおのに外気導入口（２１、２３）が設けられるとともに、エンジン室の上部に内気排出口（２２）が設けられ、
   前記エンジン室（１０）には、作業機本体（１５）と、該作業機本体を駆動するエンジン（１６）と、エンジン室（１０）の外気導入口（２１）から内気排出口（２２）への空気の流れを作る第１のモータファン（２７）とが配置され、
   前記隔壁（１２）には、前記ラジエータ室から排出する空気を前記エンジン室内の前記内気排出口へ通すための開口部（１２ａ）が設けられ、
   前記内気排出口（２２）には、通気経路を屈曲させたラビリンスダクト（６）が設けられ、該ラビリンスダクト（６）は、前記エンジン室内から排出する空気を前記内気排出口へ導く第１の通風路（６ａ）と、前記ラジエータ室内から前記隔壁の開口部（１２ａ）を通って排出する空気を前記内気排出口へ導く第２の通風路（６ｂ）とを有し、
   前記第１のモータファン（２７）が前記第１の通風路（６ａ）内の前記内気排出口（２２）に直接臨まない位置に配置され、かつ
   前記ラジエータ室（１１）には、エンジンの冷却水を冷却するラジエータ（２５）と、前記開口部（１２ａ）から第２の通風路（６ｂ）内に臨まないように配置されたメインマフラ（３６）と、ラジエータ室の外気導入口（２３）から前記開口部（１２ａ）への空気の流れを作る第２のモータファン（２８）とが配置されていることを特徴とする作業機の防音構造。
2. 前記エンジン室の外気導入口（２１）及び内気排出口（２２）の開口面積を、前記ラジエータ室の外気導入口（２３）を含む全開口面積の３割程度としてあることを特徴とする請求項１記載の作業機の防音構造。
3. 前記メインマフラ（３６）には、その出口側から前記隔壁の開口部（１２ａ）及び前記第２の通風路（６ｂ）内を通って前記内気排出口（２２）まで延びたテールパイプ（３５ｃ）が接続されていることを特徴とする請求項１または２記載の作業機の防音構造。

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