JP3957366B2

JP3957366B2 - エンジン駆動型作業機の収納構造

Info

Publication number: JP3957366B2
Application number: JP19322897A
Authority: JP
Inventors: 頼母乗川
Original assignee: HOKUETSU INDUSTRIES CO., LTD.
Current assignee: HOKUETSU INDUSTRIES CO., LTD.
Priority date: 1997-07-03
Filing date: 1997-07-03
Publication date: 2007-08-15
Anticipated expiration: 2017-07-03
Also published as: JPH1122483A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発電機および圧縮機等の作業機本体とこれを駆動するエンジンをケーシング内に収納するエンジン駆動型作業機の収納構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ビルディングや作業場における自家用電源や、非常電源として、内燃エンジンで駆動される発電機からなる発電装置が利用されている。また、同様に内燃エンジンで駆動される圧縮機も作業現場で利用されている。この種の従来の作業機のうち発電装置としては、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、図５に示すように、発電機４１とこれに直列に後端の出力軸が連結されたエンジン４２が防音のためケーシング４０内に設置されているもので、運転中に際しては発電機およびエンジン、さらにはマフラの発熱に対する換気、放熱が問題となる。
【０００３】
このため、エンジン４２の前端にはその回転軸に取り付けられたエンジンファン４３が設けられ、エンジンファン４３に面したラジエータ４５が配置されている。ケーシング４０の側壁上部で発電機４１側には外気導入口４７が設けられるとともに、エンジン４２側の端壁上部には内気排出口４８が設けられている。
運転中はエンジンファン４３によりケーシング４０内の空気を流動させ、高温となった内気を内気排出口４８へ付勢することにより、外気導入口４７から冷たい外気を吸い込み、ケーシング４０内を冷却するようにしている。そして、発電機４１やエンジン４２から発生する騒音が極力外部に漏れにくいようにするため、ケーシング低部に設置された発電機およびエンジンに対して、外気導入口４７と内気排出口４８はそれぞれ高い位置に設けられて、さらには、ケーシング４０内面の全面にわたってグラスウール４９が貼着されている。
【０００４】
【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、エンジン４２の前端に位置するエンジンファン４３によってケーシング４０内の換気を行なうようにしているので、エンジンファン４３がエンジン４２の陰になって効果的に空気の滑らかな流れを引き起こすことができず、しかもエンジンファン４３の直前にラジエータ４５が配置されているから、実際上適切な換気は困難であった。その結果高温となったケーシング４０内で所定のエンジン冷却を行なうためには、上記ラジエータ４５のサイズをさらに大きくし、エンジンファン４３のサイズを大きくしてファン騒音を増大させる結果となり、また外気導入口４７や内気排出口４８の開口面積も大きくする必要があり、外部へ放出される騒音のレベルも高くなってしまうという問題がある。
【０００５】
なお、上記実開平７−１４１２９号公報には、グラスウール４９を不要とするための対策としてラジエータをエンジンおよび発電機を囲う中空の箱状として、ラジエータのフィンなどによる吸音効果を得ようとする提案が記載されているが、この場合には、大きな箱状のラジエータを収納するため外側のケーシングがとくに大型化してしまうという問題が生じる。
したがって本発明は、上記従来の問題点に鑑み、全体サイズを大型化することなく、効率良くケーシング内の換気およびエンジン冷却が行なわれるとともに、騒音が低減されるようにしたエンジン駆動型作業機の収納構造を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このため本発明は、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るとともに、エンジン室およびラジエータ室にはそれぞれに外気導入口と内気排出口が設けられ、エンジン室には、作業機本体、該作業機本体を駆動するエンジンならびにエンジンのメインマフラを含む全排気系が配置されるとともに、その内気排出口に第１のモータファンが付設され、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、第１のモータファンがラビリンスダクトの内気排出口に直接臨まない開口に配置され、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が配置されるとともに、その外気導入口または内気排出口に第２のモータファンが付設されているものとした。
【０００７】
上記エンジン室の外気導入口はケーシングの端壁または側壁の下部に設け、内気排出口を天板に設けるのが好ましい。
【０００８】
また、ラジエータ室においてはラジエータが外気導入口に面して設けられ、第２のモータファンはラジエータを挟んで外気導入口に設けるのが好ましい。
この際、ラジエータ室の外気導入口をケーシングの側壁に設け、内気排出口を天板に設けるとともに、隔壁はラジエータ室側へ膨らむ膨出部を有して、メインマフラをこの膨出部に配置することができる。
【０００９】
さらに、第１のモータファンは、エンジン室の温度に応じてオン、オフまたは回転速度が制御され、第２のモータファンは、冷却水の温度に応じてオン、オフまたは回転速度が制御されるものとすることができる。
【００１０】
【作用】
エンジン室およびラジエータ室においてそれぞれに外気導入口と内気排出口が設けられ、その外気導入口または内気排出口にモータファンが付設されているから、両室とも効率よく換気、放熱が行われる。
また、エンジン室に作業機本体、エンジンならびにその全排気系が配置されるので、ラジエータ室におけるラジエータの熱的負担が軽減され、冷却水が効率よく放熱冷却される。
とくに、第１のモータファンを内気排出口に設けられたラビリンスダクトに設置してあるので、効率よく排気しながら、モータファンが内気排出口の開口に直接臨まず回転音がダクトで減衰され外部への放出が抑えられる。
【００１１】
また、エンジン室の外気導入口をケーシングの端壁または側壁の下部に設け、内気排出口を天板に設けることにより、エンジンおよび作業機本体の熱を吸収し温度上昇して高い位置へ流れた空気が滑らかに内気排出口から排出される。
【００１２】
ラジエータ室においても、ラジエータを外気導入口に面して設け、第２のモータファンをラジエータを挟んで外気導入口に設けることにより、外気導入口から吸い込まれる冷気が直ちにラジエータを通過するので、小型のラジエータでも冷却効果が大きい。
なお、隔壁に膨出部を形成してここにメインマフラを配置することにより、とくに排気系に関するエンジン室のレイアウトが容易となる。
さらに、第１、第２のモータファンのオン、オフや回転速度を制御可能とすることにより、回転音の発生がさらに低減される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を、作業機として発電装置に適用した実施例により説明する。
図１は実施例装置の正面の側壁を取り外して内部構成を示す一部断面を含む正面図、図２は天板を取り外して示す一部断面を含む平面図、図３は図２におけるＡ−Ａ断面図、そして、図４はとくにエンジンから延びるマフラのレイアウトを示す図である。
発電装置１のケーシング２は、図１に示すように、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により分かれている。エンジン室１０には、発電機１５とこれに直列に後端の出力軸が連結されたエンジン１６がその前端を隔壁１２に向けて設置されている。
【００１４】
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の発電機１５側の端壁４ａには比較的低い位置に第１の外気導入口２１が設けられ、エンジン１６上部の天板５には第１の内気排出口２２が設けられている。また、コントロールユニット７がエンジン室１０の上部スペースに配置されている。
【００１５】
一方、ラジエータ室１１には、図２に示すように、その側壁３ａに第２の外気導入口２３が設けられ、この第２の外気導入口２３に面してラジエータ２５が設置され、隔壁１２を貫通する図示省略のホースによりエンジン１６と接続している。この第２の外気導入口２３は、例えばラジエータ２５のコア部分の略１／２の開口面積を有している（図１参照）。この開口面積は、冷却効率に応じて適宜決定される。
ラジエータ２５には室内側に電動モータで駆動される第２のモータファン２８が付設されている。また、ラジエータ室１１の天板５には内気排出口２４が設けられている。外気導入口２１、２３や内気排出口２４などの開口部には適宜グリッド２９ａ、２９ｂ、２９ｃを設けることができる。
ラジエータ室１１の低部には、図１、図３に示すように、エンジン１６のための燃料タンク３３が設置されている。この燃料タンク３３とエンジン１６とは図示しない燃料配管により接続されている。
また、第１の外気導入口２１と第２の外気導入口２３の開口面積比率は略２：８となっている。
【００１６】
なお、上記の冷却水用のホースのほか、燃料タンク３３とエンジン１６間の配管などが隔壁１２を貫通する穴にはグロメットを装着するのが望ましいが、装着しない場合の穴の隙間はエンジン室１０とラジエータ室１１間の空気の実質的な通流を許さない程度のものとされる。
【００１７】
図１、図２に示すように、エンジン室１０とラジエータ室１１を区画する隔壁１２の上半部には、上記ラジエータ２５を避けてラジエータ室１１側へ膨らんだ膨出部１３が形成され、膨出部内、すなわちエンジン室１０側にはメインマフラ３６が配置され、第１のサブマフラ３５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。同じくエンジン室１０内では、メインマフラ３６に接続された第２のサブマフラ３７のテールパイプ３８が、天板５の内気排出口２２から外部へ向けて開口している。
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が付設され、ラビリンスダクト６の室内側下向き開口部に電動モータで駆動される第１のモータファン２７が付設されている。また、第２のサブマフラ３７は上記ラビリンスダクト６内に配置されている。この内気排出口２２の開口面積は、外気導入口２３の開口面積に応じて決定される。
【００１８】
第１および第２のモータファン２７、２８は、コントロールユニット７に接続されており、エンジン室１０およびエンジン冷却水の温度をそれぞれ検出する図示しない温度センサの出力に基づいてオン・オフならびに回転速度などが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。
【００１９】
以上のような収納構造を備える本発電装置１の運転においては、第１のモータファン２７の作動により、エンジン室１０内の高温空気がラビリンスダクト６を通って内気排出口２２から放出されるとともに、これにより、第１の外気導入口２１から外部の冷気が吸い込まれ、換気が行なわれる。エンジン室１０内の空気温度が所定の設定温度より低いときには、コントロールユニット７からの制御により第１のモータファン２７は停止する。
一方、ラジエータ室１１では、第２のモータファン２８により第２の外気導入口２３から吸い込まれる外気がラジエータ２５を通過して、エンジンの冷却水が冷却される。ラジエータ２５で熱交換された空気は内気排出口２４から放出される。
【００２０】
本実施例は以上のように構成され、ケーシング２が隔壁１２によりエンジン室１０とラジエータ室１１の２室に分離され、エンジン室１０に発熱源となるエンジン１６、発電機１５ならびにメインマフラ３６およびサブマフラ３５、３７を配置する一方、ラジエータ室１１にはラジエータ２５と燃料タンク３３を配置している。そして、エンジン室１０には第１の外気導入口２１と内気排出口２２を設けて、内気排出口２２のラビリンスダクト６の開口に電動の第１のモータファン２７を設置しているから、従来のエンジンファンに比べて格段に効率よく換気が行われる。したがって、エンジン室１０の第１の外気導入口２１の面積は上述のように第１と第２の外気導入口２１、２３を合わせた全体の約２０％あれば十分である。なお、この外気導入口２１の開口比率はマフラその他の容量により多少上下するが、最大でも３０％を越えることはない。
【００２１】
また、ラジエータ室１１にも第２の外気導入口２３と内気排出口２４とを設けて、ケーシング側壁３ａの第２の外気導入口２３に対面させてラジエータ２５を配置し、このラジエータ２５に第２のモータファン２８を重ねて設置しているので、第２の外気導入口２３から第２のモータファン２８によって吸い込まれる外気が直接ラジエータ２５を通過して、ここでもまたきわめて効率よく冷却水が冷却される。
【００２２】
このため、エンジン室１０については小さな開口の第１の外気導入口２１および内気排出口２２のラビリンスダクト６による騒音減衰効果に加え、第１のモータファン２７が小型のもので十分な換気が得られるから、ファンにより発生する騒音自体が低減し、ケーシング２から外部へ放出される騒音が大幅に低減する。また、たとえ第１のモータファン２７が多少の回転音を発生する場合にも、このモータファンは内気排出口２２の開口に直接臨んでいないから、この面からも外部へ放出される騒音が低減する。
【００２３】
またラジエータ室１１についても、同様に第２のモータファン２８が小型のもので十分な冷却性能が得られるから、比較的に大きな第２の外気導入口２３でも第２のモータファン２８による騒音がほとんどない。
こうして、ケーシング２から外部へ放出される騒音が大幅に低減する。そして、上記のモータファン２７、２８はいずれもコントロールユニット７により制御され、運転中でもエンジン室１０内の温度が所定温度以下になったり、冷却水温度が所定以下になると回転を停止されるから、一層静粛性が向上する。
【００２４】
さらに、隔壁１２に膨出部１３を形成して、エンジン１６および発電機１５のみでなく高温となるメインマフラ３６までエンジン室１０側に配置したので、ラジエータ室１１に収納されるラジエータ２５は高温環境から解放され、この点で第２のモータファン２８の小型化のみならず、ラジエータ２５も小型化が可能となる。このため、図１に示すように、外気導入口２３の開口面積は、例えばラジエータ２５のコア部面積の１／２で充分である場合もある。また、開口面積は必要冷却効率に応じて決定されるが、必要に応じて該コア部面積の１／２から同等の大きさまで種々設定可能なので、設計の自由度が大きい。
同じくラジエータ室１１に高温部材がないので、燃料タンク３３との間に別途遮熱板などを設置する必要もない。
そのうえ、熱源の大部分エンジン室にまとめられたので、内気排出口２２からの放熱等に対して熱対策が必要な場合においても、１ヶ所の熱対策で済むので設計が容易である。
【００２５】
さらに、メインマフラ３６を含む排気系全体をエンジン室１０側に配置したので、熱的影響に加えて騒音源も１ヶ所にまとめられたことになり、騒音的影響においても好ましい。これにより、ラジエータ室１１において、例えば冷却効率の面から外気導入口２３および内気排出口２４を拡大せざるを得ない場合においても、騒音源がラジエータ用モータファンに限られているので、騒音流出の影響は微小でありほとんど問題がない。
【００２６】
なお、実施例ではエンジン室１０の第１の外気導入口２１はケーシング２の端壁４ａに設けられ、またラジエータ室１１の第２の外気導入口２３は側壁３ａに設けられているが、これに限定されず、第１の外気導入口をエンジン室の側壁３ａあるいは３ｂに、第２の外気導入口はラジエータ室の端壁４ｂに設けることもできる。
以上は、作業機として発電機の場合について説明したが、本発明は、圧縮機等内燃エンジンで駆動する作業機に広く適用することができる。ただし、発電機以外の作業機に適用する場合は、電動ファン駆動用の小型発電機を併設することが必要である。
【００２７】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明は、発電機やエンジン等をケーシング内に収納したエンジン駆動型作業機の収納構造において、ケーシングを隔壁によりエンジン室およびラジエータ室に分けて、それぞれに外気導入口と内気排出口を設け、その外気導入口または内気排出口にモータファンを付設したものとしたので、両室とも効率よく換気、放熱が行われる。そして、エンジン室に作業機本体、エンジンならびにその全排気系を配置したので、ラジエータ室におけるラジエータの熱的負担が軽減され、冷却水が効率よく放熱冷却される。これにより、それぞれのモータファンを小さくすることができ、またとくに騒音の主要発生源を収納するエンジン室の外気導入口も比較的小さくできるから、ケーシングから外部へ放出される騒音が顕著に低減される。
そして、とくにエンジン室のモータファンを内気排出口に設けられたラビリンスダクトに設置してあるので、効率よく排気できる一方、モータファンが内気排出口の開口に直接臨まないから、回転音がダクトで減衰され外部への放出が効率よく抑えられる。
【００２８】
また、エンジン室の外気導入口をケーシングの端壁または側壁の下部に設け、内気排出口を天板に設けることにより、エンジンおよび発電機の熱を吸収し温度上昇して高い位置へ流れた空気が滑らかに内気排出口から排出され、一層換気性能が向上する。
【００２９】
ラジエータ室においても、ラジエータを外気導入口に面して設け、モータファンをラジエータを挟んで外気導入口に設けることにより、外気導入口から吸い込まれる冷気が直ちにラジエータを通過するので、小型のラジエータでも大きな冷却効果が得られるから、装置全体を小型に構成することができる。
また、隔壁にラジエータ室側へ膨らむ膨出部を形成してここにメインマフラを配置することにより、とくに排気系に関するエンジン室のレイアウトが容易となるメリットがある。
さらに、エンジン室やラジエータ室のモータファンのオン、オフや回転速度を制御可能とすることにより、回転音の発生がさらに低減されるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の正面側壁を取り外して内部構成を示す正面図である。
【図２】実施例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】マフラのレイアウトを示す図である。
【図５】従来例を示す図である。
【符号の説明】
１発電装置
２ケーシング
３ａ、３ｂ側壁
４ａ、４ｂ端壁
５天板
６ラビリンスダクト
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
１３膨出部
１５発電機
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
２４内気排出口
２５ラジエータ
２７第１のモータファン
２８第２のモータファン
２９ａ、２９ｂ、２９ｃグリッド
３３燃料タンク
３５第１のサブマフラ
３６メインマフラ
３７第２のサブマフラ
３８テールパイプ
４０ケーシング
４１発電機
４２エンジン
４３エンジンファン
４５ラジエータ
４７外気導入口
４８内気排出口
４９グラスウール

Claims

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、該エンジン室およびラジエータ室にはそれぞれに外気導入口（２１、２３）と内気排出口（２２、２４）が設けられ、
前記エンジン室には、作業機本体（１５）、該作業機本体を駆動するエンジン（１６）ならびに該エンジンのメインマフラ（３６）を含む全排気系が配置されるとともに、その内気排出口（２２）に第１のモータファン（２７）が付設され、
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、
前記第１のモータファン（２７）が前記ラビリンスダクト（６）の前記内気排出口（２２）に直接臨まない開口に配置され、
前記ラジエータ室には前記エンジンの冷却水を冷却するラジエータ（２５）が配置されるとともに、その外気導入口（２３）または内気排出口（２４）に第２のモータファン（２８）が付設されていることを特徴とするエンジン駆動型作業機の収納構造。
前記エンジン室（１０）の外気導入口（２１）がケーシングの端壁（４ａ）または側壁（３ａ）の下部に設けられ、内気排出口（２２）が天板（５）に設けられていることを特徴とする請求項１記載のエンジン駆動型作業機の収納構造。
前記ラジエータ（２５）が前記外気導入口（２３）に面して設けられ、前記第２のモータファン（２８）は前記ラジエータを挟んで外気導入口に設けられていることを特徴とする請求項１または２記載のエンジン駆動型作業機の収納構造。
前記ラジエータ室（１１）の外気導入口（２３）がケーシングの側壁（３ａ）に設けられ、内気排出口（２４）が天板（５）に設けられるとともに、前記隔壁（１２）がラジエータ室側へ膨らむ膨出部（１３）を有し、前記メインマフラ（３６）が該膨出部に配置されていることを特徴とする請求項１、２または３記載のエンジン駆動型作業機の収納構造。
前記第１のモータファン（２７）は、エンジン室（１０）の温度に応じてオン、オフまたは回転速度が制御されるものであることを特徴とする請求項１、２、３または４記載のエンジン駆動型作業機の収納構造。
前記第２のモータファン（２８）は、冷却水の温度に応じてオン、オフまたは回転速度が制御されるものであることを特徴とする請求項１、２、３、４または５記載のエンジン駆動型作業機の収納構造。