JP4898602B2

JP4898602B2 - 建屋の構造

Info

Publication number: JP4898602B2
Application number: JP2007227865A
Authority: JP
Inventors: 彰一大橋
Original assignee: Maeda Corp
Current assignee: Maeda Corp
Priority date: 2007-09-03
Filing date: 2007-09-03
Publication date: 2012-03-21
Anticipated expiration: 2027-09-03
Also published as: JP2009057942A

Description

この発明は、内燃機関を含む機械設備を内部に設置した建屋の構造に関する。

様々な要因に基づいて塩害や雪害の生じる地域では、内燃機関を含む機械設備、例えば発動発電機、エンジン式コンプレッサ等を使用するためには、それらの正常な運転状態を保持するため、前記機械設備全体を建屋内に設置することが望ましい。また、きわめて粉塵やほこりの多い場所、例えば工事現場等において上記機械設備を使用する場合も同様である。

かかる場合、例えば、建屋内に前記機械設備である発動発電機をそのまま設置すると、内燃機関からの排気ガスと、内燃機関自体、発電機及びラジエターからの放熱とによって建屋内の空気が汚染され、かつ建屋内の温度が上昇するため、内燃機関へ清浄な空気が供給できず、また内燃機関の冷却ができなくなって、機械設備の連続運転が困難になる。

そこで、内燃機関から放出される排気ガスは排気筒を延長し、それを室外に放出される。また、放熱効率が低下しないように、建屋の窓や壁等の一部を開放して内燃機関から発せられる熱を外部に放出可能な構造とし、このような放熱によって内燃機関の冷却機能の低下を防止していた。

特開２０００−２４８９６号公報

しかしながら、上述したような塩害や雪害が生じる地域又はほこりの多い環境では、放熱のために外部に開放された部分を設けると、機械設備が上記の塩害等やほこりによる被害を受け、機械設備を建屋内に収納した意味が失われ、正常な運転が困難になる虞がある。また、害虫の侵入による内燃機関のトラブルの発生も避けられない。

上記のような問題がある環境では、内燃機関を含む機械設備を外部に大きく開放された部分を有する建屋ではなく、できる限り閉塞した空間内に設置しなければならない。

このような場合であっても、前記機械設備を設置した室内が内燃機関の運転に最も適した温度に維持されることが必要である。
一方、このような状況では、機械設備である発動発電機等を設置した建屋内に、大がかりな空調設備を設けることはもとより困難である。

本発明は、上記のような問題点に鑑みてされたものであり、その目的とするところは、内燃機関を含む機械設備を室内で運転した場合でも、大がかりな設備を用いることなく、放熱による室温上昇が抑制でき、内燃機関の運転に最も適した環境となるようにした建屋の構造を提供することにある。

上記課題を達成するために、本発明は次のような構成とした。
すなわち、内燃機関を含む機械設備を内部に設置した建屋の構造であって、前記機械設備と建屋外部とを連通し、前記内燃機関からの放熱を建屋外部に導き放出する放熱用ダクトと、前記機械設備と建屋外部とを連通し、前記内燃機関からの排気ガスを外部に排出するための排気通路と、前記内燃機関に外気を供給するため、フィルタを介して外気を取り入れる外気吸入口と、前記放熱用ダクトの途中に形成されるとともに該放熱用ダクト内部と建屋内部とを連通し、前記内燃機関からの熱を建屋内部に放出する放熱用排風口と、前記放熱用排風口を開閉自在であって、外気温が高いときは前記放熱用排風口を閉じるよう
に操作され、外気温が低いときは前記放熱用排風口を開くように操作されることで建屋内の温度を調整する開閉手段と、を備えることを特徴とする。これにより、内燃機関の連続運転を可能とすると共に、内燃機関の始動性を向上させることが可能である。

前記内燃機関を含む機械設備を建屋内で運転した場合であっても、前記放熱用ダクトを介して内燃機関から発する熱が外部に放出される。したがって、前記機械設備を設置した建屋内の温度上昇が抑制され、機械設備の連続運転が可能となる。
また、建屋に設けた前記外気吸入口から外気を取り入れることで、外部からのほこり、害虫の侵入を防止できる。

さらに、前記開閉手段は放熱用排風口を開閉できるものであればどのようなものであってもよい。板状の開閉手段が移動して、放熱用排風口を開閉するようにした場合、外気温が高いときは前記放熱用排風口を塞ぎ、又は開度を少なくし、外気温が低いときは、前記開閉手段により放熱用排風口を全開し、又は開度を大きくして、建屋内の温度を調整する構成とすることができる。

したがって、外気温が高いときであっても内燃機関の連続運転を可能としつつ、前記外気吸入口から取り入れられる外気の温度が低いときであっても、内燃機関の始動性を向上させることが可能となる。
前記内燃機関を含む機械設備としては、発動発電機又はエンジン式コンプレッサ等が例示できる。

本発明によれば、内燃機関を含む機械設備を室内で運転した場合でも、大がかりな空調設備を用いることなく、内燃機関からの放熱による室温上昇が抑制でき、内燃機関の運転に最も適した環境とすることができる。したがって、塩害、雪害等が生じやすい環境下であっても機械設備を室内において保護しつつ、その継続的な正常運転を可能にする。
また、外気温が低い場合は、機械設備が設置された室温を適切に調整して内燃機関の良好な始動性を確保し、機械設備の稼動効率を高めることができる。

以下、本発明の実施の形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明に係る建屋の構造の概略を示している。建屋２は、トンネル工事現場における電力供給施設であり、その内部には、図示しない内燃機関を含む発動発電機１が設置されている。この発動発電機１は、内燃機関であるディーゼルエンジンによって発電機を作動させ、発電をするものである。

この工事現場では、ほこりや粉塵が多く発生し、発動発電機１を屋外にそのまま設置することは、多くの新気を吸入する内燃機関の運転に支障を生じ、発動発電機１の正常な運転が妨げられる虞がある。そのため、発電発動機１を建屋２内に設置して、建屋２の壁面に設けた吸気口（ガラリ）６からフィルタ（図示せず）を介して外部の空気を取り入れ、これを前記内燃機関に供給するようになっている。

建屋２内の床面には発動発電機１が設置されている。この発動発電機１には排気筒４が接続され、この排気筒４は建屋２の外部に到達し、かつ外部で鉛直方向に曲げられて上方に延び、その先端は排気口７となっている。したがって、前記内燃機関から排出される排
気ガスは、前記排気筒４を通過して排気口７から排出される。

また、発動発電機１には、内燃機関から放出される熱を外部に誘導する放熱用ダクト３が接続されている。この放熱用ダクト３は断面が四角形状で、その一端の底部が発動発電機１の上面に設けた放熱口８に接続され、その他端には排風口３ａが形成されている。この排風口３ａは、建屋２の外部に臨むように配置されている。

発動発電機１の稼働時には、内燃機関からの熱が放熱用ダクト３を介して外部に放出される。したがって、建屋２内の温度上昇によって発動発電機１の運転が妨げられることがない。

また、建屋２の壁面には、吸気口（ガラリ）６が設けられ、内燃機関に新気を供給するが、外気温がきわめて低いときには内燃機関の始動性が悪化する。特に、内燃機関が低温時に粘度が増して気化しにくいもの燃料としている場合、冬季における始動性の改善が強く望まれる。この発動発電機１では、ディーゼルエンジンの始動性を高めるために、次のような構成を採用している。

すなわち、前記放熱用ダクト３は、その上面に内燃機関からの熱を放出する放熱用排風口３ａが設けられ、この放熱用排風口３ａを開閉自在とする開閉板５をさらに備えている。この開閉板５は、図示しない駆動機構によりスライド可能であり、外気温が高いときは開閉板５は前記放熱用排風口３ａを閉じる方向に移動する。

一方、外気温が低いときは、開閉板５は前記放熱用排風口３ａを開く方向に移動する。すなわち図２（ａ）に示すように、夏季等の外気温が高いときは開閉板５によって放熱用排風口３ａが閉じられる。このとき、発動発電機１から放出される熱は、そのほとんどが放熱用ダクト３を介して外部に放出される。図２（ｂ）に示すように、外気温が下がると、開閉板５の移動によって放熱用排風口３ａが開けられる。この開閉板３ａの開度は、外気温と建屋２内の温度によって調整することができる。このとき、発動発電機１から放出される熱は、その一部が建屋２内に放出され、建屋２内の温度が下がりすぎないように調節される。この温度調節によって、発動発電機１の始動性が低下することが回避される。

図２（ｃ）に示すように、さらに外気温が下がると、放熱用排風口３ａが全開となり、発動発電機１から放出される熱は、そのほとんどが建屋２内に放出され、建屋２内の温度が下がりすぎないように保持される。この温度調節によって、発動発電機１の始動性の低下が回避される。

上記のような開閉板５による放熱用排風口３ａの開度の調節は、開閉板５を人力で動かすことで実施してもよいが、図３に示すフローチャートにしたがって、開閉板５の開度の制御部及び開閉板５の駆動機構を設けて自動化することも可能である。
先ず、外気温センサを建屋２の外に設置し、計測した外気温を制御部に送る。制御部は外気温に基づいて放熱用排風口３ａの開度を算出する。次に、算出された開度となるように開閉板５を駆動させるため、開閉板５の駆動機構に信号を送り駆動機構を駆動させる。前記駆動機構としては、例えばステッピングモータを使用して開閉板５を所定距離分だけ正確に移動させるものとすることができる。

また、開閉板５の開度を調整し、建屋２内の所定温度をさらに正確に保持するため、建屋２内の温度を計測し、これを前記開度に反映させるフィードバック制御を実行するようにしてもよい。そのために、建屋２内の温度が一定に保持されるように、その温度変化に伴って開閉板５の開度が調整されるようにする。そのため、すなわち、図４に示すように
、
建屋２内の目標温度と建屋２内の温度を計測する温度センサからの測定温度との差を刻々求め、その差の値を増幅した信号に基づいて前記駆動機構を作動させ、開閉板５の開度を変化させる制御を実行する。

上記の実施の形態によれば、粉塵の多い場所に設置された発動発電機を、外気温の変化にかかわらず正常に稼動させることができ、かつその始動性の低下を回避できるので、きわめて効率的な運転状態を実現することができる。

本発明の発動発電機を設置した建屋の概略構造を示す図である。排風口の開度を調節する開閉板の移動を示し、（ａ）は開閉板が排風口の全てを覆う状態であり、（ｂ）は開閉板が排風口の一部を覆う状態であり、（ｃ）は開閉板が排風口を覆わない状態である。開閉板の開度を調整する制御のフローチャートである。開閉板の開度を調整するフィードバック制御のフローチャートである。

符号の説明

１…発動発電機
２…建屋
３…放熱用ダクト
３ａ…排風口
３ｂ…放熱用ダクト吐出口
４…排気筒
５…開閉板
６…吸気口
７…排気口
８…放熱口

Claims

内燃機関を含む機械設備を内部に設置した建屋の構造であって、
前記機械設備と建屋外部とを連通し、前記内燃機関からの放熱を建屋外部に導き放出する放熱用ダクトと、
前記機械設備と建屋外部とを連通し、前記内燃機関からの排気ガスを外部に排出するための排気通路と、
前記内燃機関に外気を供給するため、フィルタを介して外気を取り入れる外気吸入口と、
前記放熱用ダクトの途中に形成されるとともに該放熱用ダクト内部と建屋内部とを連通し、前記内燃機関からの熱を建屋内部に放出する放熱用排風口と、
前記放熱用排風口を開閉自在であって、外気温が高いときは前記放熱用排風口を閉じるように操作され、外気温が低いときは前記放熱用排風口を開くように操作されることで建屋内の温度を調整する開閉手段と、を備えることを特徴とする建屋の構造。
前記内燃機関を含む機械設備は、発動発電機又はエンジン式コンプレッサであることを特徴とする請求項１に記載の建屋の構造。