JP6594102B2

JP6594102B2 - Engine generator

Info

Publication number: JP6594102B2
Application number: JP2015163529A
Authority: JP
Inventors: 一郎吉田; 克明田中
Original assignee: Nippon Sharyo Ltd
Current assignee: Nippon Sharyo Ltd
Priority date: 2015-08-21
Filing date: 2015-08-21
Publication date: 2019-10-23
Anticipated expiration: 2035-08-21
Also published as: JP2017040232A

Description

本発明は、エンジン発電機に関し、詳しくは、エンジンで発電機を回転駆動して発電するエンジン発電機に関する。 The present invention relates to an engine generator, and more particularly to an engine generator that generates electric power by rotating a generator with an engine.

ディーゼルエンジンなどの内燃機関には、シリンダとピストンとの間からクランクケース内に漏れ出したブローバイガスをガス還流管を通してエンジンの吸気側、通常はエアクリーナに還流させるブローバイガス還流装置が設けられている。還流するブローバイガスは、燃焼により発生した水分を多く含んでいるため、寒冷地でガス還流管が０℃以下になると、ガス還流管内で凝縮した水分が凍結し、ガス還流管を閉塞してブローバイガスの還流が正常に行われなくなることがある。特に、ガス還流管内に圧力及び流量調節用の絞りが設けられている場合、絞りの部分に凝縮した水分やオイルなどの油分が溜まりやすいため、凍結による流路の詰まりが発生しやすかった。このため、絞り（オリフィス）を設けたソケット管を熱伝導率の低い合成樹脂製にしたり（例えば、特許文献１参照。）、ガス還流管を排気マニホールドの熱で加熱したりすることが行われている（例えば、特許文献２参照。）。 An internal combustion engine such as a diesel engine is provided with a blow-by gas recirculation device that recirculates blow-by gas leaked into the crankcase from between a cylinder and a piston through a gas recirculation pipe to the intake side of the engine, usually an air cleaner. . Since the refluxing blow-by gas contains a large amount of moisture generated by combustion, when the gas reflux pipe becomes 0 ° C. or lower in a cold region, the condensed water in the gas reflux pipe is frozen, and the gas reflux pipe is blocked to blow-by. Gas recirculation may not be performed normally. In particular, when a throttle for adjusting pressure and flow rate is provided in the gas recirculation pipe, water such as moisture and oil tends to accumulate in the throttle portion, and the flow path is likely to be clogged due to freezing. For this reason, a socket pipe provided with a throttle (orifice) is made of a synthetic resin having a low thermal conductivity (for example, see Patent Document 1), or a gas reflux pipe is heated by the heat of the exhaust manifold. (For example, refer to Patent Document 2).

特開平９−１３７７０９号公報JP-A-9-137709 特開２０１１−１２７４９０号公報JP 2011-127490 A

特許文献１，２に記載された凍結防止構造は、一般的な低温下（０〜−１０℃程度）では、凍結防止効果を期待できるが、−１５℃を下回るような極低温下では、エンジンルーム内に流入する冷却風によって過冷却状態になり、十分な凍結防止効果を発揮することができなかった。 The anti-freezing structures described in Patent Documents 1 and 2 can be expected to have an anti-freezing effect at a general low temperature (about 0 to −10 ° C.), but at an extremely low temperature below −15 ° C., the engine The cooling air flowing into the room was overcooled and could not exhibit sufficient anti-freezing effect.

そこで本発明は、極低温下でのブローバイガスの凍結を防止することができ、極低温下でも確実に運転を継続できるエンジン発電機を提供することを目的としている。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an engine generator that can prevent the blow-by gas from freezing at extremely low temperatures and can reliably continue operation even at extremely low temperatures.

上記目的を達成するため、本発明のエンジン発電機は、ケーシングの内部を、ラジエータを備えた仕切板により、吸気口を有するエンジンルームと排気口を有する排風室とに区画し、前記エンジンルーム内にエンジンと発電機とを収納したエンジン発電機において、前記エンジンと吸気管との間にブローバイガスを還流させるガス還流管を設け、ラジエータファンの作用で前記ラジエータを通過し、温度上昇して前記排風室内に流入した温風を、該排風室から前記エンジンルーム内に導入する通気口を前記仕切板に設けるとともに、該通気口及び前記排気口を通る前記温風の流量を調節する風量調節手段を設け、前記風量調節手段は、前記エンジンルーム内の温度があらかじめ設定された高温切替温
度以上のときには前記排気口を全開状態、前記通気口を全閉状態にそれぞれ保持し、あら
かじめ設定された低温切替温度未満のときに、第１保温段階として、前記排気口を全開状態のまま前記通気口を全開状態にし、前記第１保温段階での運転中に前記低温切替温度未満となったときに第２保温段階として、前記排気口を半開状態とし、前記第２保温段階での運転中に前記低温切替温度未満となったときに第３保温段階として、前記排気口を全閉状態とするように制御されることを特徴としている。 In order to achieve the above object, an engine generator according to the present invention divides an interior of a casing into an engine room having an intake port and an exhaust chamber having an exhaust port by a partition plate having a radiator, In the engine generator in which the engine and the generator are housed, a gas recirculation pipe for recirculating blowby gas is provided between the engine and the intake pipe, and the radiator fan causes the temperature to rise through the radiator. The partition plate is provided with a vent for introducing the warm air flowing into the exhaust chamber from the exhaust chamber into the engine room, and the flow rate of the warm air passing through the vent and the exhaust port is adjusted. An air volume adjusting means is provided , and the air volume adjusting means has a high temperature switching temperature at which the temperature in the engine room is preset.
When the air pressure is higher than the predetermined temperature, hold the exhaust port fully open and the vent port fully closed.
When the temperature is lower than the low temperature switching temperature set in advance, as the first heat retention stage, the vent is fully opened while the exhaust port is fully open, and is less than the low temperature switching temperature during operation in the first heat retention stage. As the second heat retaining stage, the exhaust port is set in a half-open state, and when the temperature becomes lower than the low temperature switching temperature during the operation in the second heat retaining stage, the exhaust port is fully opened as the third heat retaining stage. It is controlled to be in a closed state .

本発明のエンジン発電機によれば、エンジンルーム内の温度が低くなったときに、通気口を通して排風室内の温風をエンジンルーム内に導入してエンジンルーム内の温度を上昇させることができ、極低温下でのブローバイガスの凍結を防止できる。これにより、極低温下でもエンジン発電機の運転を確実に継続できる。 According to the engine generator of the present invention, when the temperature in the engine room becomes low, the warm air in the exhaust chamber can be introduced into the engine room through the vent and the temperature in the engine room can be raised. The blow-by gas can be prevented from freezing at extremely low temperatures. Thereby, the operation of the engine generator can be reliably continued even at extremely low temperatures.

本発明のエンジン発電機の一形態例を示すもので、通常運転中の状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of 1 form of the engine generator of this invention, and shows the state under normal operation. 同じく、エンジンルーム内保温運転中の状態を示す説明図である。Similarly, it is explanatory drawing which shows the state in the engine room heat insulation driving | operation.

図１及び図２は、本発明のエンジン発電機を示す説明図である。このエンジン発電機は、防音構造を有する直方体形状のケーシング１１の内部に仕切板１２を配置し、該仕切板１２によってケーシング１１内をエンジンルーム１３と排風室１４とに区画し、エンジンルーム１３内の仕切板１２側にディーゼルエンジン１５を配置するとともに、ケーシング１１の側壁１１ａ側に、ディーゼルエンジン１５によって駆動される発電機１６を配置している。 FIG.1 and FIG.2 is explanatory drawing which shows the engine generator of this invention. In this engine generator, a partition plate 12 is disposed inside a rectangular parallelepiped casing 11 having a soundproof structure, and the interior of the casing 11 is partitioned into an engine room 13 and an exhaust chamber 14 by the partition plate 12. A diesel engine 15 is disposed on the inner partition plate 12 side, and a generator 16 driven by the diesel engine 15 is disposed on the side wall 11 a side of the casing 11.

エンジンルーム１３を囲む側壁１１ａには、外部から冷却用及び燃焼用の空気を取り入れるための吸気口１７が設けられ、排風室１４の天板１４ａには、排風室１４内の温風を外部に排出するための排気口１８が設けられている。また、エンジンルーム１３の下部には燃料タンク１９が設けられ、発電機１６側の上部には、制御装置２０及びエンジンルーム１３内の温度を測定する温度測定手段２１が設けられている。さらに、前記仕切板１２の中央部には、エンジン冷却水を冷却するためのラジエータ２２が設けられ、該ラジエータ２２の上方には、排風室１４内の温風をエンジンルーム１３内に導入するための通気口２３が設けられている。前記排気口１８及び前記通気口２３には、これらを通る温風の流量を調節する風量調節手段であるシャッタ１８ａ，２３ａがそれぞれ設けられており、各シャッタ１８ａ，２３ａの開閉状態は、前記温度測定手段２１の測定温度に基づいて制御装置２０に組み込まれた風量調節部にて制御される。 The side wall 11a surrounding the engine room 13 is provided with an intake port 17 for taking in air for cooling and combustion from the outside. The top plate 14a of the exhaust air chamber 14 receives the warm air in the exhaust air chamber 14. An exhaust port 18 for discharging to the outside is provided. A fuel tank 19 is provided at the lower part of the engine room 13, and a temperature measuring means 21 for measuring the temperature inside the engine room 13 and the control device 20 is provided at the upper part on the generator 16 side. Further, a radiator 22 for cooling the engine coolant is provided at the center of the partition plate 12, and hot air in the exhaust air chamber 14 is introduced into the engine room 13 above the radiator 22. A vent 23 is provided for this purpose. The exhaust port 18 and the vent port 23 are respectively provided with shutters 18a and 23a which are air volume adjusting means for adjusting the flow rate of the warm air passing through them, and the open / closed state of each shutter 18a and 23a depends on the temperature. Based on the measured temperature of the measuring means 21, it is controlled by an air volume adjusting unit incorporated in the control device 20.

ディーゼルエンジン１５は、過給器（ターボチャージャ）２４を有しており、エアクリーナ２５から吸気管２６に吸い込まれた燃焼用空気は、過給器２４で圧縮されてシリンダ内に流入し、シリンダ内に噴射される燃料と混合して燃焼し、ピストンを介してクランクシャフトを回転させる。燃焼後の排ガスは、過給器２４の駆動源となった後、マフラ２７を経て排気管２８から外部に排出される。ディーゼルエンジン上部のクランクケースと吸気管２６との間には、クランクケース内から吸気管２６にブローバイガスを還流させるガス還流管２９が設けられている。また、ディーゼルエンジン１５の前記ラジエータ２２側には、クランクシャフトに連結されたラジエータファン３０が設けられている。 The diesel engine 15 has a supercharger (turbocharger) 24, and the combustion air sucked into the intake pipe 26 from the air cleaner 25 is compressed by the supercharger 24 and flows into the cylinder. It is mixed with the fuel injected into the cylinder and burned, and the crankshaft is rotated through the piston. The exhaust gas after the combustion becomes a drive source for the supercharger 24 and is then discharged to the outside through the muffler 27 from the exhaust pipe 28. Between the crankcase above the diesel engine and the intake pipe 26, there is provided a gas recirculation pipe 29 for recirculating blowby gas from the crankcase to the intake pipe 26. A radiator fan 30 connected to the crankshaft is provided on the radiator 22 side of the diesel engine 15.

図１は、一般的な環境温度、例えば、−１０〜４０℃における通常運転中の状態を示している。この通常運転では、エンジンルーム１３内の温度がブローバイガス凍結温度より高いので、排気口１８のシャッタ１８ａは全開状態、通気口２３のシャッタ２３ａは全閉状態に保持する。したがって、吸気口１７からエンジンルーム１３内に吸い込まれた外気は、一部がエンジン燃焼用に用いられる他、大部分はラジエータファン３０の送風作用でラジエータ２２を通り、エンジン冷却水を冷却することによって昇温し、温風となって排風室１４内に流入する。排風室１４内の温風は、通気口２３のシャッタ２３ａが閉じていることから、全量が排気口１８を通って外部に排出される。 FIG. 1 shows a state during normal operation at a general environmental temperature, for example, −10 to 40 ° C. In this normal operation, since the temperature in the engine room 13 is higher than the blow-by gas freezing temperature, the shutter 18a of the exhaust port 18 is kept fully open and the shutter 23a of the ventilation port 23 is kept fully closed. Therefore, a part of the outside air sucked into the engine room 13 from the intake port 17 is used for engine combustion, and most of the outside air passes through the radiator 22 by the air blowing action of the radiator fan 30 to cool the engine cooling water. As a result, the temperature rises and flows into the exhaust chamber 14 as warm air. The warm air in the exhaust chamber 14 is exhausted to the outside through the exhaust port 18 because the shutter 23a of the vent 23 is closed.

図２は、外気温が−１５℃を下回るような極低温下での保温運転中の状態を示している。この保温運転では、通気口２３のシャッタ２３ａが全開状態に切り替えられ、排気口１８のシャッタ１８ａは、全開状態のまま、あるいは、半開状態又は全閉状態に切り替えられる。通気口２３のシャッタ２３ａ及び排気口１８のシャッタ１８ａが共に全開状態のとき、ラジエータファン３０の送風作用により生じる気圧差により、すなわち、相対的に気圧が高い排風室１４内の温風が、相対的に気圧が低いエンジンルーム１３内に通気口２３を通って導入され、吸気口１７からエンジンルーム１３内に吸い込まれた外気と混合することによってエンジンルーム１３内の温度を適度に上昇させる。 FIG. 2 shows a state during the heat insulation operation at an extremely low temperature such that the outside air temperature falls below −15 ° C. In this heat retaining operation, the shutter 23a of the vent 23 is switched to the fully open state, and the shutter 18a of the exhaust port 18 is switched to the fully open state, or the half open state or the fully closed state. When both the shutter 23a of the ventilation port 23 and the shutter 18a of the exhaust port 18 are fully opened, the warm air in the exhaust chamber 14 having a relatively high atmospheric pressure is generated by the pressure difference caused by the blowing action of the radiator fan 30. The air in the engine room 13 is introduced into the engine room 13 having a relatively low atmospheric pressure through the vent 23 and mixed with the outside air sucked into the engine room 13 from the air inlet 17, thereby appropriately raising the temperature in the engine room 13.

また、排気口１８のシャッタ１８ａが半開状態のときには、排気口１８から外部に排出される温風量が制限されるため、シャッタ１８ａが全開状態のときに比べて多くの温風が通気口２３を通ってエンジンルーム１３内に導入される。したがって、通気口２３から導入される温風量の増加に伴って吸気口１７から吸い込む外気量が減少するので、エンジンルーム１３内の温度上昇効果を高めることができる。 Further, when the shutter 18a of the exhaust port 18 is in a half-open state, the amount of warm air discharged to the outside from the exhaust port 18 is limited. Therefore, more hot air flows through the vent port 23 than when the shutter 18a is fully opened. It is introduced into the engine room 13 through. Therefore, since the amount of outside air sucked from the intake port 17 decreases as the amount of hot air introduced from the vent port 23 increases, the temperature rise effect in the engine room 13 can be enhanced.

さらに、シャッタ１８ａを全閉状態にしたときには、ラジエータファン３０によって排風室１４内に送り込まれた温風の全量が通気口２３を通ってエンジンルーム１３内に循環する状態になり、吸気口１７から吸い込む外気量は、燃焼用として消費される分だけとなるため、エンジンルーム１３内の温度上昇効果を更に高めることができる。 Further, when the shutter 18a is fully closed, the entire amount of warm air sent into the exhaust chamber 14 by the radiator fan 30 is circulated into the engine room 13 through the vent 23, and the intake port 17 Since the amount of outside air sucked in from is only the amount consumed for combustion, the temperature rise effect in the engine room 13 can be further enhanced.

両シャッタ１８ａ，２３ａの開閉制御は、例えば、排気口１８のシャッタ１８ａを全開、通気口２３のシャッタ２３ａを全閉として通常運転を行っているときに、前記温度測定手段２１で測定したエンジンルーム１３内の温度が、あらかじめ設定された低温切替温度未満、例えば０℃未満となったときに、第１保温段階として排気口１８のシャッタ１８ａを全開のまま通気口２３のシャッタ２３ａを全開としてエンジンルーム１３内の温度上昇を図り、第１保温段階での運転中に温度測定手段２１の測定温度が０℃未満となったときに、第２保温段階として排気口１８のシャッタ１８ａを半開とし、第２保温段階での運転中に温度測定手段２１の測定温度が０℃未満となったときに、第３保温段階として排気口１８のシャッタ１８ａを全閉とするような制御を行うことができる。 The opening / closing control of both the shutters 18a, 23a is performed by, for example, the engine room measured by the temperature measuring means 21 when the shutter 18a of the exhaust port 18 is fully opened and the shutter 23a of the vent port 23 is fully closed. When the temperature in 13 becomes less than a preset low-temperature switching temperature, for example, less than 0 ° C., as a first heat retaining stage, the shutter 18a of the exhaust port 18 is fully opened and the shutter 23a of the vent port 23 is fully opened. The temperature in the room 13 is increased, and when the measured temperature of the temperature measuring means 21 becomes less than 0 ° C. during operation in the first heat retaining stage, the shutter 18a of the exhaust port 18 is opened halfway as the second heat retaining stage, When the measured temperature of the temperature measuring means 21 becomes less than 0 ° C. during operation in the second heat retaining stage, the shutter 18a of the exhaust port 18 is fully closed as the third heat retaining stage. It can be carried out so that control.

一方、第３保温段階で運転中にエンジンルーム１３内の温度があらかじめ設定された高温切替温度、例えば２０℃以上になったときに前記第２保温段階に切り替え、第２保温段階で運転中にエンジンルーム１３内の温度が２０℃以上になったときに前記第１保温段階に切り替え、第１保温段階で運転中にエンジンルーム１３内の温度が２０℃以上になったときに前記通常運転に切り替えるように制御することにより、過度の温度上昇によるオーバーヒートの発生を防止できる。 On the other hand, when the temperature in the engine room 13 reaches a preset high temperature switching temperature, for example, 20 ° C. or higher during operation in the third heat insulation stage, the operation is switched to the second heat insulation stage, and during operation in the second heat insulation stage. When the temperature in the engine room 13 becomes 20 ° C. or higher, the operation is switched to the first heat retention stage. When the temperature in the engine room 13 becomes 20 ° C. or higher during operation in the first heat insulation stage, the normal operation is performed. By controlling to switch, the occurrence of overheating due to an excessive temperature rise can be prevented.

このように、排風室１４とエンジンルーム１３とを区画する仕切板１２に、排風室１４内の温風をエンジンルーム１３内に導入するための通気口２３を設けるとともに、排気口１８及び通気口２３にそれぞれ設けたシャッタ１８ａ，２３ａを、エンジンルーム１３内の温度に応じて開閉制御し、エンジンルーム１３内を保温することにより、極低温下での運転でも、エアクリーナ２５から吸気管２６に吸い込む燃焼用空気の温度が低下することを防止できるとともに、ガス還流管２９の周辺温度の低下も防止できるので、ガス還流管２９を流れるブローバイガスが極低温下での運転中に凍結することを防止でき、極低温下でも確実に運転を継続できる。さらに、エンジンルーム１３内に燃料タンク１９を配置することによって燃料の凍結も防止できる。また、通気口２３を閉じることにより、エンジンルーム１３内の温度上昇によるオーバーヒートも防止できる。 In this way, the partition plate 12 that partitions the exhaust chamber 14 and the engine room 13 is provided with the vent 23 for introducing the warm air in the exhaust chamber 14 into the engine room 13, and the exhaust port 18 and The shutters 18a and 23a provided in the vent holes 23 are controlled to open and close in accordance with the temperature in the engine room 13, and the engine room 13 is kept warm so that the intake pipe 26 can be supplied from the air cleaner 25 even in operation at extremely low temperatures. Since the temperature of the combustion air sucked into the gas can be prevented from decreasing and the temperature around the gas recirculation pipe 29 can be prevented from being lowered, the blow-by gas flowing through the gas recirculation pipe 29 can be frozen during operation at a cryogenic temperature. And can continue to operate reliably even at extremely low temperatures. Further, by disposing the fuel tank 19 in the engine room 13, the fuel can be prevented from freezing. Further, by closing the vent 23, overheating due to a temperature rise in the engine room 13 can be prevented.

なお、各シャッタの開閉制御は、制御装置に組み込んだ適宜な制御手段によって容易に行うことができ、モータなどの適宜な駆動手段で開閉すればよく、無段階で連続的に開閉制御することもできる。また、仕切板に設ける通気口の位置や大きさは、エンジン発電機の構造に応じて適宜に設定することができ、排気口のシャッタを省略することも可能である。さらに、切替温度は、低温側、高温側で任意に設定することができる。また、通気口のエンジンルーム側に適宜なダクトを設けることもできる。 In addition, the opening / closing control of each shutter can be easily performed by an appropriate control means incorporated in the control device, and may be opened / closed by an appropriate driving means such as a motor, or may be continuously controlled in a stepless manner. it can. Further, the position and size of the vent holes provided in the partition plate can be appropriately set according to the structure of the engine generator, and the shutter of the exhaust port can be omitted. Furthermore, the switching temperature can be arbitrarily set on the low temperature side and the high temperature side. Also, an appropriate duct can be provided on the engine room side of the vent.

１１…ケーシング、１１ａ…側壁、１２…仕切板、１３…エンジンルーム、１４…排風室、１４ａ…天板、１５…ディーゼルエンジン、１６…発電機、１７…吸気口、１８…排気口、１８ａ…シャッタ、１９…燃料タンク、２０…制御装置、２１…温度測定手段、２２…ラジエータ、２３…通気口、２３ａ…シャッタ、２４…過給器、２５…エアクリーナ、２６…吸気管、２７…マフラ、２８…排気管、２９…ガス還流管、３０…ラジエータファン DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Casing, 11a ... Side wall, 12 ... Partition plate, 13 ... Engine room, 14 ... Exhaust chamber, 14a ... Top plate, 15 ... Diesel engine, 16 ... Generator, 17 ... Inlet, 18 ... Exhaust, 18a DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Shutter, 19 ... Fuel tank, 20 ... Control device, 21 ... Temperature measuring means, 22 ... Radiator, 23 ... Vent, 23a ... Shutter, 24 ... Supercharger, 25 ... Air cleaner, 26 ... Intake pipe, 27 ... Muffler 28 ... exhaust pipe, 29 ... gas recirculation pipe, 30 ... radiator fan

Claims

In the engine generator in which the inside of the casing is partitioned into an engine room having an intake port and an exhaust chamber having an exhaust port by a partition plate having a radiator, and the engine and the generator are housed in the engine room, A gas recirculation pipe for recirculating blow-by gas is provided between the engine and the intake pipe, and the warm air that has passed through the radiator by the action of a radiator fan and has risen in temperature into the exhaust chamber is supplied to the exhaust chamber. A vent is introduced into the engine room from the partition plate, and an air volume adjusting means for adjusting the flow rate of the warm air passing through the vent and the exhaust is provided .
The air volume adjusting means holds the exhaust port in a fully open state and the vent port in a fully closed state when the temperature in the engine room is equal to or higher than a preset high temperature switching temperature, and is less than a preset low temperature switching temperature. At this time, as the first heat retaining stage, the vent hole is fully opened while the exhaust port is fully opened, and the second heat retaining stage is obtained when the temperature becomes lower than the low temperature switching temperature during operation in the first heat retaining stage. As described above, the exhaust port is controlled to be in a half-open state, and when the temperature is lower than the low temperature switching temperature during operation in the second heat insulation stage, the exhaust port is fully closed as a third heat insulation stage. An engine generator characterized by that.