JP4297233B2

JP4297233B2 - 防音ケース付きエンジン作業機

Info

Publication number: JP4297233B2
Application number: JP31355799A
Authority: JP
Inventors: 義徳中川
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1999-11-04
Filing date: 1999-11-04
Publication date: 2009-07-15
Anticipated expiration: 2019-11-04
Also published as: JP2001132565A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、防音ケース付きエンジン作業機に関し、特に、エンジンの排熱回収装置を有する防音ケース付きエンジン作業機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、地球環境保護の必要性が喧伝され、都市ガス等を燃料とするガスエンジン等を動力源として発電および給湯等を行うものにおいて、コジェネレーション装置のようにエンジンの運転に伴って発生する熱を回収して利用する装置が注目されている。この種のコジェネレーション装置等、エンジンの排熱回収装置を有する作業機では、周囲環境への運転騒音を考慮して装置全体を防音ケースで覆うようにしていることが多い。例えば、実公平７−４６７４１号公報には、防音ケース内にエンジンとともとに収容されている制御機器等の電装機器を冷却するための換気用ファンと換気口とについて工夫がされた作業機が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、排熱回収装置ではいかに熱回収率を高めるかが重要である。したがって、エンジンが収容された防音ケース内を換気して温度を下げることは熱損失の増大につながるため、効率的なエンジンの排熱回収の観点から好ましくない。
【０００４】
また、エンジンに供給される燃焼用空気については、運転効率が低下するのを防止するため、その温度が適正範囲よりも高くならないようにする必要があるし、燃料ガスの制御部分つまり調圧装置や遮断弁等の配管についても温度が高くなりすぎないようにすることが必要である。
【０００５】
また、換気ファンを駆動することにより装置自体の運転のためのエネルギ消費量が増大するという問題点もある。さらに、特に静粛性が要求される家庭用等の小型コジェネレーション装置では、換気ファンの風切り音や燃焼用空気の吸気音自体も騒音源となり易い。
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、エンジンの排熱回収装置の周囲温度を下げず、一方では燃焼用空気や燃料ガス配管等の温度上昇をきたさないようにし、かつ騒音を低減することができる防音ケース付きエンジン作業機を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、エンジンと、このエンジンで駆動される作業機と、前記エンジンの排熱を熱媒体を循環させて回収する排熱回収装置とを防音ケース内に収容し、回収された熱を前記防音ケースの外部に供給する防音ケース付きエンジン作業機において、前記防音ケースの内部でエアクリーナおよびガス制御装置を収容する密閉室と、前記密閉室に燃焼用空気を引込むための吸気管と、前記密閉室の燃料供給系に燃料ガスを引込むためのガス導入管と、前記吸気管から引込まれた前記密閉室内の空気を前記エアクリーナを介してエンジンへ供給する第２の吸気管と、前記ガス導入管から引込まれた燃料ガスを前記ガス制御装置を介してエンジンへ供給する第２のガス導入管とを具備した点に第１の特徴がある。
【０００８】
また、本発明は、前記防音ケースの内部を上下に仕切って互いに空気の流れを遮断した２つの部屋を設け、前記２つの部屋のうち上段の部屋には電気制御装置および前記密閉室を収容し、下段の部屋には前記エンジン、前記作業機、および前記排熱回収装置を収容するとともに、前記下段の部屋の底部には空気取入孔を設け、前記下段の部屋の上部にはラビリンス構造を有する排気通路を設けた点に第２の特徴がある。さらに、本発明は、前記ガス制御装置には、調圧器および遮断弁が含まれている点に第３の特徴がある。
【０００９】
第１〜第３の特徴によれば、エアクリーナおよびガス制御装置を密閉室に収容したので、エンジン等の雰囲気によって吸気温度が上昇するのを防止でき、ガス燃料も適正な温度／圧力に維持できる。また、ガス制御装置の配管接続部を他の発熱部品から確実に遮蔽することができるし、エアクリーナの吸気音の漏れを大幅抑制することができる。さらに、エンジン等が収容されている部屋の温度を吸気の適正温度や燃料ガスの適正温度にまで下げる必要がなくなるので、熱媒体による熱回収の効率を低下させることがない。
【００１０】
特に、第２の特徴によれば、ラビリンス構造部分によって前記排気通路から漏出する運転音を大幅抑制することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して本発明の一実施形態を詳細に説明する。図１はコジェネレーション装置に含まれる排熱回収装置の構成を示すブロック図である。排熱回収装置１はエンジン発電機のエンジン部から排熱を回収するよう構成される。排熱回収装置１は、仕切板１００で仕切られた上下２つの部屋からなり、この仕切板１００によって２つの部屋は互いに空気の流通が遮断されている。２つの部屋のうち、下方の部屋にはエンジン２およびエンジン２に機械的に連結駆動される発電機３が設けられている。発電機３はエンジン回転数に応じた交流電力を発生する。エンジン２には潤滑オイルを溜めるオイルパン４が設けられる。オイルパン４にはオイルクーラ（オイル熱交換器）５が接続されており、オイル熱交換器５はオイルパン４内のオイルと熱媒体（冷却水）との熱交換を行う。
【００１２】
エンジン２が収容された部屋から隔離してエンジン２の熱の影響を受けにくくした上の部屋には、エアクリーナ７ならびにバッテリ２５やＥＣＵ２６などの電装機器が設けられる。仕切板１００で仕切られた上の部屋はさらに縦の仕切板２００によって２つに仕切られ、エアクリーナ７はこの仕切板２００で仕切られた２つの部屋の一方に収容される。エンジン２のシリンダヘッド６にはエアクリーナ７から空気が取入れられる。エンジン２からの排気は排気マニホルド８および排気熱交換器９を通り、サイレンサ３１を経て外部へ排出される。
【００１３】
エンジン２で発生した熱を効率よく回収するための熱媒体の循環経路１２が設定されている。熱媒体を循環させるためのウォータポンプ１０が熱媒体の循環経路１２の入口側に設けられる。この配置により、高温の熱媒体との接触が避けられるのでシール部材等が劣化しにくくなり、ウォータポンプ１０の長寿命化が図られる。ウォータポンプ１０で給送された熱媒体はオイルパン４内のオイル熱交換器５、排気熱交換器９、エンジン２、シリンダヘッド６、サーモカバー１６を順に経て、外部の熱負荷へ循環する。サーモカバー１６はサーモスタットを内蔵していて、予め設定した温度以下では閉弁して熱媒体によるシリンダの温度低下を防ぐことができる。
【００１４】
熱媒体が循環経路１２を循環することによってエンジン２で発生した熱が回収されて熱負荷へ供給される。すなわち、熱媒体はオイルパン４内のオイル熱交換器５に導入され、エンジン２から回収されたオイルと熱交換してオイルを冷却するとともにそれから熱を得る。続いて熱媒体は排気熱交換器９でエンジン２からの排気と熱交換して熱を得る。オイル熱交換器５および排気熱交換器９で熱を得て温度上昇した熱媒体は、さらにエンジン２のシリンダ壁やシリンダヘッド６に設けられた管路つまりウォータジャケット６Ａからなる冷却部およびシリンダヘッド６を通って熱回収し、その温度がさらに上昇させられる。
【００１５】
図２は上記排熱回収装置の外観を示す右側斜視図、図３は同左側斜視図である。図２および図３において、排熱回収装置１は上板１３Ａ、底板１３Ｂ、および側板１３Ｃからなる防音ケース１３によって覆われている。底板１３Ｂには脚１４が設けられ、側板１３Ｃの右側には電気入出力端子１５や取手１７等が設けられている。さらに側板１３Ｃの右側には熱媒体入口パイプ１８、熱媒体出口パイプ１９、および凝縮水ドレーンパイプ２０、ならびに燃料ガス入口パイプ２１がそれぞれ貫通する孔が形成されている。上板１３Ａには吸気管２２および排気管２３がそれぞれ貫通する孔が形成されている。
【００１６】
また、側板１３Ｃの左側には入力制御パネル１５Ａや取手１７Ａが設けられている。さらに側板１３Ｃの左側には前記熱媒体入口パイプ１８および熱媒体出口パイプ１９とそれぞれつながる熱媒体左入口パイプ４７および熱媒体左出口パイプ４８がそれぞれ貫通する孔が形成されている。熱媒体入口パイプ１８および熱媒体左入口パイプ４７、ならびに熱媒体出口パイプ１９および熱媒体左出口パイプ４８はそれぞれケース１３内で図示しないホースでつながれていて、ケース１３の左右任意の側から熱媒体の出入れが可能になっている。図３では、右側から熱媒体を出し入れする設定になっているため熱媒体左入口パイプ４７および熱媒体左出口パイプ４８は栓で塞がれている。
【００１７】
続いて、排熱回収装置１の内部構造をさらに説明する。図４はケースを一部取り外した状態の排熱回収装置の正面図、図５は同右側面図、図６は同上面図である。図４〜図６において、排熱回収装置１の上部にはエアクリーナ７、バッテリ２５、ＥＣＵ２６、ならびにＡＶＲ５２および燃料ガスの調圧器５３（図６）が配置され、最下部には排気熱交換器９が、中間部にはエンジン２がそれぞれ配置されている。エンジン２はクランク軸（図示しない）が垂直に設定されたバーチカルタイプであり、クランク軸には発電機３が結合されているとともに、エンジン２の下部にはオイルパン４が配置されている。エンジン２のシリンダヘッドの上方にはミキサ２７が設けられ、ミキサ２７にはエアクリーナ７から延びた吸気用ホース（第２の吸気管）２８と、前記調圧器５３を経て燃料ガス入口パイプ２１から延びたガスパイプ２９（第２のガス導入管）とがそれぞれ接続されている。
【００１８】
エアクリーナ７およびガス制御装置つまり調圧器（ガス遮断弁を含む）５３は縦の仕切板２００で囲まれた小部屋に設置されている。この小部屋の内側には吸音材が貼付けられる。こうして、エアクリーナ７等が収容された小部屋は外部と遮断されているため、エアクリーナ７が空気を吸入するときの吸気音が外部に漏れるのを防止できる。また、外部と遮断された小部屋に吸気管２２から直接空気が取込まれ、その空気がエアクリーナ７を通じてエンジン２に供給されるので、吸気の温度が高くなりすぎることがなく、エンジンの運転効率の低下を防止できる。さらに、調圧器３６から延びるガスパイプ２９も、この小部屋内では適温下で適正に調節された圧力の燃料ガスがエンジンに供給される。
【００１９】
前記底板１３Ｂには、側板１３Ｃに沿って右ステー３０が立設されている。右ステー３０には前記熱媒体入口パイプ１８、熱媒体出口パイプ１９、および凝縮水ドレーンパイプ２０が取付けられている。排気熱交換器９からの排気音を吸収するサイレンサ３１が前記右ステー３０に沿って設けられている。サイレンサ３１は前記排気管２３に接続され、吸気管２２はエアクリーナ７に接続される。サイレンサ３１には、その入口側に曲管部３２が設けられていて、排気熱交換器９からの排気は曲管部３２を経てサイレンサ３１に導入される。
【００２０】
このように、エンジン２をバーチカルタイプにし、作業機である発電機３を縦軸に配置したクランク軸に連結するとともに、排気熱交換器９は水平に横たわるエンジン２のシリンダの下方に配置して、全体として縦長に設定されている。したがって、設置面積を小さくできるとともに、後述の自然対流による換気も能率よく行うことができる。
【００２１】
仕切板１００の下面には換気装置１１０が設けられている。この換気装置１１０は図７等に関して後述するように、防音ケース１３の底板１３Ｂに設けられた空気取入孔から取込んだ空気を防音ケース１３外へ排出するためのラビリンス構造の排気通路を含んでいる。
【００２２】
次に、前記換気装置１１０について詳述する。図７は換気装置１１０の斜視図、図８は同平面図である。換気装置１１０は皿状であり、上部は前記仕切板１００で塞がれる。換気装置１１０の４方の壁のうち、一方の端部には空気導入口１１１が設けられ、導入口１１１が設けられた壁と対向する壁には導入口１１１から遠い位置に空気排出口１１２が形成されている。また、導入口１１１および空気排出口１１２間には、障害板１１３，１１４が立設されており、導入口１１１および空気排出口１１２間が直線的に導通しないようラビリンス構造をなしている。したがって、導入口１１１から導入された空気は矢印（図８）のように流れて排出口１１２から流出する。
【００２３】
図９は換気装置１１０を有する防音ケース１３の斜視図であり、図１０は防音ケース１３の背面図である。換気装置１１０は仕切板１００の下面に固定されている。ケース１３の底板１３Ｂには空気取入孔５５が設けられていて、ケース１３の背面には、換気装置１１０の排出口１１２と対向する位置に吹出口５６が形成されている。この構成により、空気取入孔５５から外気がケース１３内に取込まれる。エンジン２が収容されているケース１３内の下部の部屋では、室温が高まっているので、空気は下から上へ対流している。上方に対流した空気は導入口１１１から換気装置１１０内に導入され、ラビリンスを通過して排出口１１２およびケース１３の吹出口５６から外部ー放出される。
【００２４】
このように、電装機器等が設置されたケース１３の上部の部屋は、仕切板１００によってエンジン２等が設置された下部の部屋からの熱の影響を受けにくくなっている。特に、縦の仕切板２００で囲まれた小部屋に収容されたエアクリーナ７やガスの調圧器５３等はエンジン２からの熱の影響を受けないだけでなく、吸音材の作用によって作動音の漏れを少なくすることができる。
【００２５】
一方、下部の部屋では自然対流によって換気を行っており、強制換気と違って必要以上に室温が低下するのを防止できるので排熱回収の効率を低下させることがない。さらに、強制換気のように換気ファンの風切り音が生じないし、換気ファンを運転するためのエネルギも不要である。
【００２６】
本実施形態では、防音ケース内をエンジン等が収容され比較的高温の部屋と、電装機器等が設置された部屋とを上下に仕切ったが、これら２つの部屋間で空気の流れが遮断されている状態であれば、必ずしも上下に仕切るのに限らず、水平に分離した２つの部屋であってもよい。また、エンジン２によって駆動されるのは発電機に限らず、エンジンを駆動源とする他の作業機であってもよい。
【００２７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１〜請求項３の発明によれば、燃焼用空気や燃料ガスを、熱効率を高めるのに適した温度に維持できるし、エンジンや排熱回収装置の雰囲気を燃焼用空気や燃料ガスに対応させて低温にすることなく比較的高温に維持できるので、熱損失の低下を防止することができる。また、ガス制御装置の配管接続部分を他の発熱部品から確実に遮蔽することができるし、エアクリーナの吸気音の漏出を大幅抑制することもできる。
【００２８】
さらに、請求項２の発明によれば換気は自然対流によるので、換気用ファンによる風切り音をなくすことができるし、換気用ファンの駆動エネルギを節約できる。特に、ラビリンス構造の排気通路により、この通路からの運転音漏出を大幅抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る排熱回収装置の要部構成を示すブロック図である。
【図２】排熱回収装置の右外観斜視図である。
【図３】排熱回収装置の左外観斜視図である。
【図４】ケースを取外した状態の排熱回収装置の正面図である。
【図５】ケースを取外した状態の排熱回収装置の右側面図である。
【図６】ケースを取外した状態の排熱回収装置の上面図である。
【図７】換気装置の斜視図である。
【図８】換気装置の平面図である。
【図９】防音ケースの斜視図である。
【図１０】防音ケースの背面図である。
【符号の説明】
１…排熱回収装置、２…エンジン、３…発電機、４…オイルパン、５…オイル熱交換器、７…エアクリーナ、９…排気熱交換器、１０…熱媒体用ポンプ、１２…循環経路、１３…防音ケース、２２…吸気管、２３…排気管、２６…ＥＣＵ、２８…吸気用ホース、２９…ガスパイプ、３１…サイレンサ、５３…調圧器、１００…仕切板、１１０…換気装置、２００…縦の仕切板

Claims

エンジンと、このエンジンで駆動される作業機と、前記エンジンの排熱を熱媒体を循環させて回収する排熱回収装置とを防音ケース内に収容し、回収された熱を前記防音ケースの外部に供給する防音ケース付きエンジン作業機において、
前記防音ケースの内部でエアクリーナおよびガス制御装置を収容する密閉室と、
前記密閉室に燃焼用空気を引込むための吸気管と、
前記密閉室の燃料供給系に燃料ガスを引込むためのガス導入管と、
前記吸気管から引込まれた前記密閉室内の空気を前記エアクリーナを介してエンジンへ供給する第２の吸気管と、
前記ガス導入管から引込まれた燃料ガスを前記ガス制御装置を介してエンジンへ供給する第２のガス導入管とを具備し、
前記防音ケースの内部を上下に仕切って互いに空気の流れを遮断した２つの部屋を設け、
前記２つの部屋のうち上段の部屋には電気制御装置および前記密閉室を収容し、下段の部屋には前記エンジン、前記作業機、および前記排熱回収装置を収容するとともに、
前記下段の部屋の底部には空気取入孔を設け、前記下段の部屋の上部にはラビリンス構造を有する排気通路を設けたことを特徴とする防音ケース付きエンジン作業機。
前記ガス制御装置には、調圧器および遮断弁が含まれていることを特徴とする請求項１記載の防音ケース付きエンジン作業機。