JP5222627B2 - Portable generator - Google Patents
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Description
本発明は、エンジンと発電部品とをケースに一括して収納している可搬式発電機に関するものである。 The present invention relates to a portable generator in which an engine and power generation components are collectively stored in a case.
従来、エンジンと発電部品とをケースに一括して収納している可搬式発電機が実用に共されている(例えば、特許文献1参照。)。
特許文献1を次図に基づいて説明する。
図12は従来の技術の可搬式発電機を説明する図であり、可搬式発電機100は、ベースプレート101の略中央にエンジン102が搭載され、このエンジン102のクランクシャフト103に発電部としての発電部品104及び冷却ファン105が接続され、この反対側に燃料タンク106と、燃料系統107が配置され、これらの部品が想像線で示すケース108に一括して収められている。このケース108の上部には、想像線で示す取っ手109が設けられており、この取っ手109を手で握り持ち上げることで、可搬式発電機100を可搬できる。
Patent document 1 is demonstrated based on the following figure.
FIG. 12 is a diagram for explaining a conventional portable power generator. The
従来技術においては、発電部としての発電部品104を回転駆動させるため、回転部分へのグリース供給、摩耗部品の交換等のメンテナンスが必要である。その結果、手間とコストが掛かる。すなわち、可搬式発電機において、発電部品のメンテナンスに掛かる手間とコストを低減することができる技術の提供が求められている。
In the prior art, in order to rotationally drive the
本発明は、可搬式発電機において、発電部品のメンテナンスに掛かる手間及びコストを低減することができる技術を提供することを課題とする。 This invention makes it a subject to provide the technique which can reduce the effort and cost concerning maintenance of electric power generation components in a portable generator.
請求項1に係る発明は、エンジンと発電部品とをケースに一括して収納し、前記ケースは運搬することができる可搬式発電機において、前記発電部品は、前記エンジンの排気系統に設け排気を貯める排気貯留室に、高温導体を臨ませ、前記エンジンのクランク軸に設けたファンで発生した冷却空気を貯める冷却室に、低温導体を臨ませた熱発電素子であり、前記エンジン及び前記発電部品を、シュラウドで囲い、前記ファンで発生した冷却空気を前記エンジン、前記発電部品の順で流すようにしたことを特徴とする。 The invention according to claim 1 is a portable generator in which the engine and the power generation component are collectively stored in a case, and the case can be transported. The power generation component is provided in an exhaust system of the engine and exhausted. the exhaust reservoir to accumulate, to face the high temperature conductors, the cooling chamber to accumulate the cooling air generated by the fan provided to the crank shaft of the engine, Ri Ah in the heat generating element which is faced the cold conductor, the engine and the generator The parts are enclosed by a shroud, and the cooling air generated by the fan flows in the order of the engine and the power generation parts .
請求項2に係る発明は、前記シュラウドは、前記可搬式発電機の吸気口から吸い込まれた前記冷却空気が流れる通路を形成し、且つ前記ファンの付近で曲面の形状を呈していることを特徴とする。
The invention according to
請求項1に係る発明では、発電部品は、エンジンの排気系統に設け排気を貯める排気貯留室に、高温導体を臨ませ、エンジンのクランク軸に設けたファンで発生した冷却空気を貯める冷却室に、低温導体を臨ませた熱発電素子である。熱発電素子で発電するので、グリース供給や摩耗部品の交換が必要なく、メンテナンスに掛かる手間とコストを低減することができる。 In the invention according to claim 1, the power generation component is provided in an exhaust storage chamber provided in an engine exhaust system for storing exhaust gas, and a high-temperature conductor is exposed to a cooling chamber for storing cooling air generated by a fan provided in an engine crankshaft. A thermoelectric generator with a low-temperature conductor. Since power is generated by the thermoelectric generator, it is not necessary to supply grease or replace worn parts, and the labor and cost of maintenance can be reduced.
請求項1に係る発明では、エンジン及び発電部品を、シュラウドで囲い、ファンで発生した冷却空気をエンジン、発電部品の順で流すようにした。シュラウドで冷却通路を構成するので、1つのファンでエンジンと発電部品を冷却することができる。
請求項2に係る発明では、冷却空気を効率良く流すことができる。
In the invention according to claim 1 , the engine and the power generation component are surrounded by the shroud, and the cooling air generated by the fan is allowed to flow in the order of the engine and the power generation component. Since the cooling passage is constituted by the shroud, the engine and the power generation component can be cooled by one fan.
In the
本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図1は本発明に使用する熱発電素子の基本原理を説明する図であり、発電部品としての熱発電素子10は、高温側に設けられている高温導体11と、低温側に設けられている低温導体12、12と、高温導体11と低温導体12とに介設されるn型熱電半導体13及びp型熱電半導体14とからなる。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. The drawings are viewed in the direction of the reference numerals.
FIG. 1 is a diagram for explaining the basic principle of a thermoelectric generator used in the present invention. A
次に、この熱発電素子10の作用を説明する。
高温導体11は、高温の熱媒体から矢印(1)のように熱が供給されると高温が維持される。又、低温導体12、12は低温の媒体へ矢印(2)、(2)のように放熱することで低温が維持される。
このようにして、高温導体11と低温導体12、12との間に温度差が生じると、ゼーベック効果が起こる。
ゼーベック効果によれば、n型熱電半導体13で、矢印(3)のように、電子15が移動し、p型熱電半導体14で、矢印(4)のように、正孔16が移動する。この結果、矢印(5)のように、電流が生じる。
Next, the operation of the
The
In this way, when a temperature difference is generated between the
According to the Seebeck effect,
なお、n型及びp型熱電半導体の材料としては、ビスマス・テルル化合物が好適であるが、この他、鉛・テルル合金、シリコン・ゲルマニウム合金、コバルト・アンチモン化合物及び亜鉛・アンチモン化合物など、熱電材料であれば、種類は問わない。 As materials for n-type and p-type thermoelectric semiconductors, bismuth-tellurium compounds are suitable, but other thermoelectric materials such as lead-tellurium alloys, silicon-germanium alloys, cobalt-antimony compounds, and zinc-antimony compounds If so, the type does not matter.
図2は本発明に係る熱発電素子の外観を説明する図であり、熱発電素子10は、高温導体11と、低温導体12と、高温導体11と低温導体12で挟まれたn型熱電半導体13及びp型熱電半導体14とからなり、全体的に板状を呈する。
FIG. 2 is a diagram for explaining the appearance of the thermoelectric generator according to the present invention. The
図3は本発明に係る可搬式発電機の斜視図であり、可搬式発電機20は、エンジン等を一括して収納するケース21と、このケース21内へ外気を取り入れる吸気口22と、ケース21内から空気を排出する排気口23と、ケース21の上部に設けられ手で握ることができる取っ手24と、この取っ手24の近傍に設けられている給油キャップ25と、ケース21に下部に設けられケース21を支える足26とを備えている。ケース21に取っ手24を備えることで、可搬式発電機20を簡易に運搬することができる。
FIG. 3 is a perspective view of the portable generator according to the present invention. The
図4は図3の4−4線断面図であり、可搬式発電機20は、ケース21の下部にマウントラバー27、27を介して設けられているベースプレート28と、このベースプレート28に搭載されているエンジン30と、このエンジン30に設けられているクランク軸31と、このクランク軸31にナット32で固定され冷却空気を発生するファン33と、エンジン30に接続され排気を導く排気系統34とを備えている。
なお、排気系統34の詳細は後述する。
4 is a cross-sectional view taken along line 4-4 of FIG. 3, and the
Details of the
図5は本発明に係る可搬式発電機の平面断面図であり、排気系統34は、エンジン30に接続され排気を導く排気導入管35と、この排気導入管35に設けられ排気を貯める排気貯留室36と、この排気貯留室36に設けられ貯められた排気を外部へ出すテールパイプ37とからなる。
FIG. 5 is a plan sectional view of the portable generator according to the present invention. The
排気貯留室36は、排気導入管35を支える支持板38と、排気貯留室36の外面39に設けられ温度差で発電する発電部品としての熱発電素子10、10と、これらの発電部品としての熱発電素子10、10に臨むように設けられ放熱する放熱板41、41と、この放熱板41、41に設けられ放熱するヒートシンク42とを備えている。
The
エンジン30は、吸気管43を備え、この吸気管43の反対側に排気導入管35が接続されている。排気導入管35は、排気貯留室36の中に入りU字形状部を有し、支持板38で支持されている。この結果、排気導入間35を適切な位置に固定することができる。
The
また、ケース21の内部には、発電部品としての熱発電素子10、10及びエンジン30を囲うように設けられているシュラウド44、44と、このシュラウド44、44の内側に形成され冷却空気を貯める冷却室45とを備えている。
Further, inside the
シュラウド44、44は、吸気口22、22から吸い込まれた冷却空気が流れる通路を形成する。ファン33を回転させると、吸気口22、22から空気が吸い込まれ、エンジン30及び冷却室45に冷却空気が送られる。冷却空気は、放熱板41、41及びヒートシンク42を冷却し、排気口23、23から外部へ排出される。この結果、放熱板41、41及びヒートシンク42から効率良く放熱することができる。
The
なお、実施例では、冷却室45は、シュラウド44、44で囲われた通路であるが、必ずしもシュラウド44、44で囲われた通路に限定されず、シュラウド44、44が無いケース21で囲われた空間でもよい。
In the embodiment, the
図6は図4の6ー6線断面図であり、ケースの上部には、燃料タンク46が設けられており、給油口47は給油キャップ25で塞がれている。
シュラウド44は、ファン33の付近で曲面48の形状を呈している。この結果、冷却空気を効率良く流すことができる。
6 is a cross-sectional view taken along line 6-6 in FIG. 4. A
The
ヒートシンク42は、一定の間隔をおいて板状のフィン51が複数配置されており、これら板状のフィン51とフィン51の隙間52を冷却空気が流れ、排気口23から外部に出る。
排気導入管35の端部53は、排気貯留室36内にある。この結果、エンジン30からの排気は、一旦、排気貯留室36に貯められる。この結果、排気貯留室36を高温に保つことができる。
The
An
図7は排気導入管の形状を説明する図であり、エンジンに接続された排気導入管35は、排気貯留室36の入口部54から、排気貯留室36の内部に入る。そして、第1U字形状部55、第2U字形状部56及び第3U字形状部57を経て、端部53に至る。すなわち、排気貯留室36内における、排気導入管35の経路は長くなる。この結果、放熱による熱量を増加し、排気貯留室36内をよりいっそう高温に保つことができる。
FIG. 7 is a view for explaining the shape of the exhaust introduction pipe. The
図8は図4の要部拡大図であり、(a)に示す実施例では、熱発電素子10は、排気貯留室36の外面39に高温導体11が臨み、冷却室45側にある放熱板41の内面58に低温導体12が臨むように設けられている。
FIG. 8 is an enlarged view of the main part of FIG. 4. In the embodiment shown in FIG. 4A, the
(b)は要部の別実施例を説明する図であり、熱発電素子10は、低温導体12に放熱フィン59が接するように設けられている。この結果、低温導体12から冷却室45によりいっそう効率良く放熱させることができる。
(B) is a figure explaining another Example of the principal part, and the
以上の構成からなる可搬式発電機の作用を次に述べる。
図9は冷却空気の流れを説明する図であり、ファン33を回転させると、矢印(6)、(6)のように、吸気口22から冷却空気が流れる。得られた冷却空気は、冷却室45に流れ込み、放熱板41、41に当たり矢印(7)のように流れる冷却空気と、排気貯留室36を回り込んで矢印(8)のように流れる冷却空気とに分かれる。そして、冷却空気は、矢印(9)、(9)のように排気口23から外部へ排出される。
The operation of the portable generator configured as described above will be described next.
FIG. 9 is a diagram for explaining the flow of the cooling air. When the
シュラウド44、44により通路(冷却室45)が形成されているので、常に新しい冷却空気が一方向に流れ、効率よく発電部品としての熱発電素子10を冷却することができる。
Since the passage (cooling chamber 45) is formed by the
図10は排気の流れを説明する図であり、燃料は吸気管43から吸い込まれた空気と混合され、エンジン30で燃料し、排気される。(a)に示すように、排気はエンジン30から排気導入管35に排出され、矢印(10)のように流れる。
(b)に示すように、排気貯留室36内の排気導入管35を、矢印(11)のように流れる。そして、矢印(12)のように、排気貯留室36内に放出され、一旦、貯められる。排気貯留室36に貯められた排気は、矢印(13)のようにテールパイプ37に流れ込み、矢印(14)のように外部へ排気される。
FIG. 10 is a diagram for explaining the flow of exhaust gas. The fuel is mixed with the air sucked from the
As shown in (b), the
図11は図10(a)の要部拡大図であり、排気から伝わった熱は、低温側に伝わるため、矢印(15)のように、排気系統としての排気貯留室36から高温導体11に熱が伝わる。この結果、高温導体11は、高温になる。
FIG. 11 is an enlarged view of the main part of FIG. 10A. Since heat transmitted from the exhaust is transmitted to the low temperature side, the
一方、低温導体12は、矢印(16)のように、冷却室45側へ放熱板41を介して放熱する。この結果、低温導体12は、低温になる。すなわち、熱発電素子10の高温導体11側と、低温導体12側に温度差が生じる。そうすると、図1で説明した基本原理のように、矢印(17)に示す向きに、電流が流れて発電される。
On the other hand, the
尚、本発明に係る可搬式発電機は、実施の形態ではエンジン等をケース一括して収めたが、ケースに限定されず、フレームに一括して収める形でもよく、一括して可搬できれば差し支えない。
請求項1のファンは、斜流ファンを適用したが、斜流ファンに限定されず、ラジアルファン(遠心式ファン)や軸流ファンでも適用可能であり、冷却空気を発生させることができれば他の形式のファンでも差し支えない。
また、実施の形態では、冷却空気をエンジン側から発電部品としての熱発電素子側へ流したが、この向きに限定されず、冷却空気を発電部品としての熱発電素子側からエンジン側へ流しても差し支えない。
The portable generator according to the present invention has the engine and the like housed in the case in the embodiment. However, the present invention is not limited to the case and may be housed in a frame. Absent.
Although the mixed flow fan is applied to the fan of claim 1, the present invention is not limited to the mixed flow fan, but can be applied to a radial fan (centrifugal fan) or an axial flow fan. It can be a fan of the form.
Further, in the embodiment, the cooling air is flowed from the engine side to the thermoelectric generation element side as the power generation component. However, the present invention is not limited to this direction. There is no problem.
本発明は、可搬式発電機に好適である。 The present invention is suitable for a portable generator.
10…熱発電素子(発電部品)、11…高温導体、12…低温導体、20…可搬式発電機、21…ケース、30…エンジン、31…クランク軸、33…ファン、34…排気系統、35…排気導入管、36…排気貯留室、37…テールパイプ、44…シュラウド、45…冷却室。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記発電部品は、前記エンジンの排気系統に設け排気を貯める排気貯留室に、高温導体を臨ませ、前記エンジンのクランク軸に設けたファンで発生した冷却空気を貯める冷却室に、低温導体を臨ませた熱発電素子であり、
前記エンジン及び前記発電部品を、シュラウドで囲い、前記ファンで発生した冷却空気を前記エンジン、前記発電部品の順で流すようにしたことを特徴とする可搬式発電機。 In a portable generator in which the engine and power generation components are stored together in a case, and the case can be transported,
The power generation part, the exhaust reservoir to accumulate the exhaust is provided in an exhaust system of the engine, to face the high temperature conductors, the cooling chamber to accumulate the cooling air generated by the fan provided to the crank shaft of the engine, extraordinary cold conductor Ri Oh by the heat generating element was Mase,
A portable generator characterized in that the engine and the power generation component are enclosed by a shroud, and cooling air generated by the fan flows in the order of the engine and the power generation component .
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