JP6594103B2

JP6594103B2 - エンジン発電機

Info

Publication number: JP6594103B2
Application number: JP2015163545A
Authority: JP
Inventors: 一郎吉田
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: JP2017040235A

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。

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。）。

特開平９−１３７７０９号公報特開２０１１−１２７４９０号公報

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。

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。

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仕切板によってエンジンルームとラジエータルームとに区画し、前記エンジンルーム内にエンジンと発電機とを収納するとともに、前記ラジエータルーム内にラジエータと電動ラジエータファンとを収納したエンジン発電機において、前記エンジンルームの側壁に、該エンジンルーム内と外気とを連通させる第１給排気口を設け、前記ラジエータルームの側壁に、該ラジエータルーム内と外気とを連通させる第２給排気口及び第３給排気口を設け、前記仕切板に、前記エンジンルームと前記ラジエータルームとを連通させる通気口及び該通気口を開閉するシャッタを設け、前記エンジンルーム内の温度に応じて前記電動ラジエータファンの送風方向及び前記シャッタの開閉状態をそれぞれ制御する制御手段を設け、前記制御手段は、前記シャッタを開き、前記電動ラジエータファンは、前記第２給排気口から前記ラジエータを介して吸い込んだ温風の一部を前記通気口を介して前記エンジンルーム内に導入するとともに前記温風の残部を前記第３給排気口から外部に排出するように、前記電動ラジエータファンと前記シャッタをそれぞれ制御することを特徴としている。

さらに、本発明のエンジン発電機は、前記制御手段は、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、前記シャッタを開き、前記電動ラジエータファンは、前記第３給排気口及び前記通気口を介してラジエータルーム内に吸い込んだ空気を前記ラジエータを通して前記第２給排気口から外部に排出する通常運転と、該通常運転時に前記エンジンルーム内の温度があらかじめ設定された低温切替温度未満に低下したときに前記シャッタを閉じる第１保温運転と、該第１保温運転時に前記エンジンルーム内の温度があらかじめ設定された低温切替温度未満に低下したときに前記シャッタを開き、前記電動ラジエータファンは、前記第２給排気口から前記ラジエータを介して吸い込んだ温風の一部を前記通気口を介してエンジンルーム内に導入するとともに前記温風の残部を前記第３給排気口から外部に排出する第２保温運転とに切り替え、該第２保温運転時に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に上昇したときに前記第１保温運転に切り替え、該第１保温運転時に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に上昇したときに前記通常運転に切り替えることを特徴としている。

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に応じて通気口に設けられたシャッタの開閉や電動ラジエータファンの送風方向を制御することにより、極低温下での運転でも、ケーシング内の温度が低下することを防止でき、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。また、高温下での運転でオーバーヒートが発生することをより確実に防止できる。

本発明のエンジン発電機の一形態例を示す説明図である。同じく、通常運転中の状態を示す説明図である。同じく、第１保温運転中の状態を示す説明図である。同じく、第２保温運転中の状態を示す説明図である。

図１乃至図４は、本発明のエンジン発電機の一形態例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Ｌ字状の仕切板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とラジエータルーム１４とに区画し、エンジンルーム１３内にディーゼルエンジン１５と、該ディーゼルエンジン１５によって駆動される発電機１６を収納するとともに、前記ラジエータルーム１４内にエンジン冷却水を冷却するためのラジエータ１７と、送風方向を切替可能な電動ラジエータファン１８とを収納している。

前記エンジンルーム１３の側壁１３ａには、該エンジンルーム１３内と外気とを連通させる第１給排気口１９が設けられている。この第１給排気口１９は、ケーシング１１の外部からエンジンルーム１３内に外気を導入したり、エンジンルーム１３内の空気（温風）を外部に排出したりできるように形成されている。さらに、エンジンルーム１３の下部には燃料タンク２０が設けられ、発電機１３側の上部には、制御装置２１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２２が設けられている。

また、前記ラジエータルーム１４の側壁１４ａ及び天井壁１４ｂには、ラジエータルーム１４内と外気とを連通させる第２給排気口２３及び第３給排気口２４がそれぞれ設けられている。ラジエータ１７、電動ラジエータファン１８、第２給排気口２３及び第３給排気口２４の位置関係は、電動ラジエータファン１８の送風作用による空気の流れが、第２給排気口２３から吸い込まれてラジエータ１７を通り、電動ラジエータファン１８から第３給排気口２４を通って外部に排出される流れ、あるいは、第３給排気口２４から吸い込まれて電動ラジエータファン１８によりラジエータ１７に送られ、ラジエータ１７を通って第２給排気口２３から外部に排出される流れのいずれかを形成するように配置されている。

前記仕切板１２には、前記エンジンルーム１３と前記ラジエータルーム１４とを連通させる通気口２５と、該通気口２５を開閉する電動式のシャッタ２６とが設けられている。前記通気口２５は、前記シャッタ２６を開いたときに、エンジンルーム１３からラジエータルーム１４への空気の流れ、あるいは、ラジエータルーム１４からエンジンルーム１３への空気の流れを形成できるように形成されている。

ディーゼルエンジン１５は、過給器（ターボチャージャ）２７を有しており、エアクリーナ２８から吸気管２９に吸い込まれた燃焼用空気は、過給器２７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２７の駆動源となった後、マフラ３０を経て排気管３１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２９との間には、クランクケース内から吸気管２９にブローバイガスを還流させるガス還流管３２が設けられている。エンジン冷却水は、上下一対の冷却水ホース３３，３３を介して前記ラジエータ１７に循環する。

図２は、一般的な環境温度、例えば、０〜４０℃での通常運転中におけるケーシング内の空気の流れ状態を示している。この通常運転では、通気口２５のシャッタ２６は全開状態、電動ラジエータファン１８の送風方向は、第３給排気口２４から外気を吸い込んで第２給排気口２３から外部に排出する方向に設定されている。すなわち、図２に矢印で示すように、電動ラジエータファン１８は、第３給排気口２４から外気を吸い込むとともに、通気口２５からエンジンルーム１３内でディーゼルエンジン１５や発電機１６の発熱によって昇温した温風を吸い込んでラジエータ１７に送り出し、ラジエータ１７でエンジン冷却水を冷却することによって昇温した空気（温風）を第２給排気口２３から外部に排出する。これにより、エンジンルーム１３では、第１給排気口１９から外気が流入するので、エンジンルーム１３内の空気温度が過度に上昇することはなく、オーバーヒートが発生することはない。

図３は、外気温が０℃を下回るような低温下での第１保温運転中の状態を示している。この第１保温運転では、電動ラジエータファン１８の送風方向は、前記通常運転と同方向のまま、通気口２５のシャッタ２６が全閉状態に切り替えられる。したがって、ラジエータルーム１４内では、電動ラジエータファン１８の送風作用により、前記通常運転と同様に、第３給排気口２４から吸い込んだ低温の空気がラジエータ１７でエンジン冷却水を冷却した後、第２給排気口２３から外部に排出される。一方、エンジンルーム１３では、ラジエータルーム１４への空気の流出が止まるので、第１給排気口１９から吸い込む外気の量が、ディーゼルエンジン１５の燃焼用空気に相当する量になるため、前記通常運転時に比べて外気の流入量が少なくなり、外気が０℃以下の低温状態でも、エンジンルーム１３内の温度が低下することを防止できる。

図４は、外気温が−１５℃を下回るような極低温下での第２保温運転中の状態を示している。この第２保温運転では、電動ラジエータファン１８の送風方向が逆方向に切り替えられ、通気口２５のシャッタ２６は全開状態に切り替えられる。これにより、ラジエータルーム１４内では、電動ラジエータファン１８の送風作用により、第２給排気口２３からラジエータ１７に向かって外気が吸い込まれ、ラジエータ１７で昇温した温風が電動ラジエータファン１８に吸引され、一部の温風が通気口２５を通ってエンジンルーム１３内に供給されるとともに、残部の温風が第３給排気口２４から外部に排出される。したがって、エンジンルーム１３では、通気口２５を通って供給された温風と、第１給排気口１９から吸い込まれた外気とが混合する状態なり、第１給排気口１９から流入する外気が極低温状態であっても、温風との混合によって昇温するので、外気が−１５℃以下の極低温状態でも、エンジンルーム１３内の温度が低下することを防止できる。また、通気口２５の大きさによっては、エンジンルーム１３内に流入する空気を前記温風のみにすることができ、エンジンルーム１３内の温度低下をより確実に防止できる。

前記通常運転、前記第１保温運転及び前記第２保温運転の切り替えは、例えば、前記通常運転を行っているときに、前記温度測定手段２２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、通気口２５のシャッタ２６を閉じることによって前記第１保温運転に切り替えることができる。第１保温運転を行っているときに、温度測定手段２２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、電動ラジエータファン１８の送風方向を逆方向に切り替えるとともに、通気口２５のシャッタ２６を開くことにより、前記第２保温運転に切り替えることができる。

一方、第２保温運転を行っているときに、前記温度測定手段２２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高温切替温度以上、例えば２０℃以上となったときに、電動ラジエータファン１８の送風方向を逆方向に切り替えるとともに、通気口２５のシャッタ２６を閉じることにより、前記第１保温運転に切り替えることができる。さらに、第１保温運転を行っているときに、温度測定手段２２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高温切替温度以上、例えば２０℃以上となったときに、通気口２５のシャッタ２６を開くことにより、通常運転に切り替えることができる。

このように、エンジンルーム１３内の温度に応じて電動ラジエータファン１８の送風方向を切り替えたり、通気口２５のシャッタ２６を開閉することにより、極低温下での運転中にエンジンルーム１３内の温度が低下することを防止でき、エアクリーナ２８から吸気管２９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３２の周辺温度の低下も防止できるので、ガス還流管３２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。また、第２保温運転中に通気口２５のシャッタ２６を適宜開閉したり、開度を調節することにより、エンジンルーム１３内の温度を適当な温度に調整することが可能である。さらに、エンジンルーム１３内に燃料タンク２０を配置することによって燃料の凍結も防止できる。また、外気温が高いときには、ラジエータ１７で昇温した温風を第２給排気口２３から直ちに排出することにより、エンジンルーム１３内の温度上昇によるオーバーヒートを確実に防止できる。

なお、電動ラジエータファンやシャッタの制御は、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、電動ラジエータファンは、送風方向（回転方向）の切り替えだけでなく、回転速度を制御することも可能である。また、ラジエータルームの側壁に設けた第２給排気口の外側に、一般的なエンジン発電機の排風室と同様な区画を設置することもできる。さらに、ラジエータルームの側壁に設ける第２給排気口及び第３給排気口の位置は、所定の空気流れを得られれば任意に設定することができる。

１１…ケーシング、１２…仕切板、１３…エンジンルーム、１３ａ…側壁、１４…ラジエータルーム、１４ａ…側壁、１４ｂ…天井壁、１５…ディーゼルエンジン、１６…発電機、１７…ラジエータ、１８…電動ラジエータファン、１９…第１給排気口、２０…燃料タンク、２１…制御装置、２２…温度測定手段、２３…第２給排気口、２４…第３給排気口、２５…通気口、２６…シャッタ、２７…過給器、２８…エアクリーナ、２９…吸気管、３０…マフラ、３１…排気管、３２…ガス還流管、３３…冷却水ホース

Claims

ケーシングの内部を仕切板によってエンジンルームとラジエータルームとに区画し、前記エンジンルーム内にエンジンと発電機とを収納するとともに、前記ラジエータルーム内にラジエータと電動ラジエータファンとを収納したエンジン発電機において、前記エンジンルームの側壁に、該エンジンルーム内と外気とを連通させる第１給排気口を設け、前記ラジエータルームの側壁に、該ラジエータルーム内と外気とを連通させる第２給排気口及び第３給排気口を設け、前記仕切板に、前記エンジンルームと前記ラジエータルームとを連通させる通気口及び該通気口を開閉するシャッタを設け、前記エンジンルーム内の温度に応じて前記電動ラジエータファンの送風方向及び前記シャッタの開閉状態をそれぞれ制御する制御手段を設け、
前記制御手段は、前記シャッタを開き、前記電動ラジエータファンは、前記第２給排気口から前記ラジエータを介して吸い込んだ温風の一部を前記通気口を介して前記エンジンルーム内に導入するとともに前記温風の残部を前記第３給排気口から外部に排出するように、前記電動ラジエータファンと前記シャッタをそれぞれ制御することを特徴とするエンジン発電機。
ケーシングの内部を仕切板によってエンジンルームとラジエータルームとに区画し、前記エンジンルーム内にエンジンと発電機とを収納するとともに、前記ラジエータルーム内にラジエータと電動ラジエータファンとを収納したエンジン発電機において、前記エンジンルームの側壁に、該エンジンルーム内と外気とを連通させる第１給排気口を設け、前記ラジエータルームの側壁に、該ラジエータルーム内と外気とを連通させる第２給排気口及び第３給排気口を設け、前記仕切板に、前記エンジンルームと前記ラジエータルームとを連通させる通気口及び該通気口を開閉するシャッタを設け、前記エンジンルーム内の温度に応じて前記電動ラジエータファンの送風方向及び前記シャッタの開閉状態をそれぞれ制御する制御手段を設け、
前記制御手段は、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、前記シャッタを開き、前記電動ラジエータファンは、前記第３給排気口及び前記通気口を介してラジエータルーム内に吸い込んだ空気を前記ラジエータを通して前記第２給排気口から外部に排出する通常運転と、該通常運転時に前記エンジンルーム内の温度があらかじめ設定された低温切替温度未満に低下したときに前記シャッタを閉じる第１保温運転と、該第１保温運転時に前記エンジンルーム内の温度があらかじめ設定された低温切替温度未満に低下したときに前記シャッタを開き、前記電動ラジエータファンは、前記第２給排気口から前記ラジエータを介して吸い込んだ温風の一部を前記通気口を介してエンジンルーム内に導入するとともに前記温風の残部を前記第３給排気口から外部に排出する第２保温運転とに切り替え、該第２保温運転時に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に上昇したときに前記第１保温運転に切り替え、該第１保温運転時に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に上昇したときに前記通常運転に切り替えることを特徴とするエンジン発電機。