JP6901391B2 - エンジン発電機 - Google Patents
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Description
エンジンの排気系側には、排気管やマフラーが接続され、排気ガスにより温度が高くなりやすい。
本発明の目的は、上記の問題をエンジンの排気側および排気管の冷却効率を向上させることにより、より冷却効率の良いエンジン発電機を提供することである。
この構成によれば、シリンダの排気管が接続された側へ冷却風を供給し、シリンダにおける熱歪を低減できる。そして、エンジンの耐久性が向上し、エンジンオイルの消費を低減できる。
この構成によれば、導風体により、マフラーからエンジンへの放射熱の影響を低減できる。そして、シリンダの排気管が接続された側において、シリンダから排気管に向けて冷却風を流し、シリンダおよびシリンダヘッドの排気側、ならびに排気管を効率的に冷却できる。これにより、マフラー側からエンジンへの排気管を介した熱の影響も低減できる。
この構成により、エンジン始動から暖機運転が完了するまでの時間を短縮でき、エンジンの排気側の冷却効率を向上できる。シリンダにおける熱歪を低減できる。そして、エンジンの耐久性が向上し、エンジンオイルの消費を低減できる。
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。
まず、図1および図2を用いて、本願発明のエンジン発電機1の全体構成について説明する。図1および図2において、Upは上方を示し、Frは前方を示し、Lhは左方を示す。
エンジン発電機1は、ファン13、発電機15、エンジン16、排気管21、マフラー22等を筐体2で覆っており、左右にはそれぞれ、左メンテナンスカバー5および右メンテナンスカバー(図示せず)が設けられている。
また、エンジン発電機1の上部には、燃料タンク3が配置されており、燃料タンク3の左右にはフレームパイプ8が前後方向に延出されている。
発電機15は、エンジン16により駆動され、発電を行うものである。排気管21は、エンジン16からの排気をマフラー22に導くものであり、マフラー22は排気を浄化し、排気音を低減するものである。
ダクト14の前方には、隔壁20とフロントカバー4とで囲まれ、マフラーを配置する排気ボックス32が設けられている。ダクト14の前部は隔壁20により閉じられ、排気ボックス32と区切られている。排気管21は隔壁20に設けられた通風孔20aを通り、エンジン16とマフラー22を接続している。
なお、上記のエンジン発電機1の筐体2内部のレイアウトは、本発明を説明するための一例であって、ファン13、発電機15、エンジン16等の配置を限定するものではない。
エンジン16の吸気側は、エンジン発電機1の前方に向けて設けられ、マフラー22側であり、エンジン16における冷却風の下流側に設けられる。
なお、シリンダヘッド19のフィン19bおよびシリンダ17のフィン18は、シリンダ17の幅方向(シリンダ17内のピストン摺動方向と直交する方向)に沿ってシリンダ17もしくは、シリンダヘッド19より突出した板状の形状となっている。
シリンダヘッド19において、吸気側が冷却経路の上流側であるので、吸気側において大きな冷却効果を得ることができる。そして、シリンダヘッド19の排気側がシリンダヘッド19の前側に設けられており、マフラー22がシリンダヘッド19の前方に設けられている。このため、エンジン16とマフラー22とを接続する排気管21を短くし、エンジン発電機1の軽量化を図れる。
図2および図3に示すように、マフラー22は、前後に短く、上下に長い楕円面を左右に設けた楕円柱状であり、前面下部にはテールパイプ11に接続する排出口22aが設けられている。マフラー22は排気ボックス32内において、右下方に寄せて配置されており、マフラー22の左側面の中央部には排気管21が接続されている。
排気管21のエンジン16との接続側(上流側接続部21aの排気経路において直後)には、O2センサー25が設けられ、排気管21内を通る排気ガス内の酸素濃度を測定可能としている。
通風孔20aは、隔壁20の左上部分に設けられており、エンジン発電機1を正面視する状態において、通風孔20aの開口内に、エンジン16のシリンダ17のほぼ全体とシリンダヘッド19が位置するようになっている。
すなわち、通風孔20aはシリンダ17およびシリンダヘッド19が配置位置と前後方向で重なる位置に設けられる。
排気ボックス32に流入した冷却風は、マフラー22を冷却して、フロントカバー4の上部に設けた排気口10より上方に排出される。
図3および図4を用いて、シュラウド23の構成を説明する。なお、図4において、Frは前方を、Lhは左方をそれぞれ示す。
図3および図4に示す如く、筐体2内において、エンジン16は、シリンダ17を斜め左側に傾斜させ、エンジン16の重心位置が低くなるように配置されている。エンジン16のシリンダ17およびシリンダヘッド19の上側面は、シュラウド23に覆われている。
なお、シュラウド23の内側面(シリンダ17およびシリンダヘッド19に面した側)には、グラスウールなどの断熱材を取付け、シュラウド23への熱の影響を低減している。断熱材としては、防音型のエンジン発電機に一般的に用いられるものを利用できる。
図3および図4に示す如く、シュラウド23には、冷却風の導風体であるガイド24が取り付けられており、シュラウド23によりシリンダ17およびシリンダヘッド19を冷却した冷却風を排気管21に向ける。これにより、シリンダ17およびシリンダヘッド19の冷却風下流側である排気側を冷却でき、エンジン16の冷却風下流側に位置する排気管21を効率的に冷却できる。
冷却風への熱の伝達を考えた場合、冷却風と被冷却体との温度差が大きい程、そして、被冷却体との接触面積が大きい程、冷却風に伝達される熱量が大きくなる。
シリンダヘッド19よりも比較的温度の低いシリンダ17を冷却した冷却風をシリンダヘッド19の排気側に供給するので、冷却風により効率良くシリンダ17およびシリンダヘッド19の冷却ができる。
さらに、排気管21を効率的に冷却でき、排気管21からシリンダ17への熱の移動抑制できる。
ガイド24の上端は、シュラウド23に固定されており、シュラウド23のシリンダ17の上面を覆う部位の冷却風下流側(排気管21側)に取り付けられている。そして、ガイド24は、シュラウド23の取付け部位から下方に向けて(シリンダ17の後面の幅方向に沿って)延出されている。
このため、筐体2の内部において、ガイド24は、排気管21の熱放射の一部を遮蔽し、ガイド24に対して排気管21の反対側に位置する部材への、排気管21からの熱放射の影響を軽減できる。
また、ガイド24の後側(シリンダ17およびシリンダヘッド19に面した側)には、グラスウールなどの断熱材を取付け、ガイド24への熱の影響を低減している。断熱材としては、防音型のエンジン発電機に一般的に用いられるものを利用できる。
そして、ガイド24により、エンジン16の排気側の冷却効率を容易に向上できる。
本発明の別の実施形態として、上記の構成において、ガイド24を可動式することも可能である。図5および図6を用いて可動ガイド28について説明する。なお、図6において、Frは前方を、Rhは右方をそれぞれ示す。
固定板28aは上端部28cより下方に延出されており、固定板28aにおいてシリンダヘッド19配置側には、ヒンジ27の一端が接続されている。ヒンジ27の他端には可動板28bが設けられており、ヒンジ27を中心としてシリンダヘッド19配置側の端部がシュラウド23より離れる方向および近づく方向(エンジン発電機1の前後方向)に回動可能となっている。
エンジン16の温度の高低に応じて、アクチュエータ26により、シリンダヘッド19の排気管21の接続部への冷却風の供給量を増減する。
アクチュエータ26は、シリンダヘッド19もしくはシリンダ17のフィンに取り付けられる。これにより、エンジン16の温度が高温になるにつれて、ロッド26cを延出して可動板28bを前方(シュラウド23から離れる方向)に回動させ、排気管21に向かう冷却風の量を増大させる。
図6に示す構成においては、シリンダヘッド19のシリンダ17接続部の直近のフィン19cに取り付けられており、フィン19cは他のフィン19bよりも排気管21の延出方向(エンジン発電機1の前方)に延出されている。
なお、この状態においても、可動ガイド28により、シリンダ17の排気側を冷却風が通り、シリンダ17における熱的な不均衡を低減できる。可動ガイド28は、シュラウド23に接続し、シリンダ17の排気側に、面を向けて配置されるので、可動ガイド28により冷却風が、シリンダ17の排気側の側面に沿って流れる。
そして、エンジン16の温度が高い場合には、図6の二点鎖線で示すように、可動板28bの排気管21側が開き(シリンダ17から離れ)、シリンダ17およびシリンダヘッド19に供給される冷却風が排気管21に向けられる。これにより、排気管21へ供給される冷却風の量が増大する。
次に図7および図8を用いて、アクチュエータ26について説明する。
アクチュエータ26は、ピストン26a、ワックス26b、ロッド26c、バネ26d、およびシリンダ26e、および固定部26fから構成されている。ピストン26aは、シリンダ26e内に収納されており、ピストン26aの一側にはロッド26cが接続されている。そして、ピストン26aには、シールリング26hが装着されている。
ワックス26bは、温度変化により体積変化させるものであり、アクチュエータ26の環境温度に応じてシリンダ26eからのロッド26cの突出量が変化する。なお、温度により体積変化するものをワックスの代わりにもしくはワックスと組み合わせて用いることも可能である。
これにより、アクチュエータ26のシリンダ26eをエンジン16に固定し、シリンダ26eとエンジン16との接触面積を維持しながら、可動ガイド28を操作できる。
次に図9を用いて、可動ガイド28によるエンジン16の冷却効果について説明する。
図9のグラフにおいて、縦軸はエンジン16の温度であり、横軸は時間である。
2点鎖線L1は、可動ガイド28が閉じた状態(可動ガイド28による排気管21への冷却風の供給量が最小、もしくは、可動板28bがシリンダ27の側面と平行な状態)での温度変化を示す。
実線L3は、可動ガイド28をエンジン16の温度に応じて制御した(排気管21への冷却風の供給量を温度に応じて変化、もしくは、可動板28bの排気管21に向けた回動量をエンジン16の温度に応じて制御した)場合の温度変化を示す。
温度T1は、エンジン16の暖機運転が完了する温度であり、温度T2は、エンジン16を好適に運転する場合の上限温度である。
1点鎖線L2に示すように、可動ガイド28が開いた状態では、時間t1、t2を超えても、温度は温度T1に到達せず、時間t3において、ようやく温度T1に達する。
そして、エンジン16の温度が暖機温度に到達した後には、可動ガイド28により、シリンダ17およびシリンダヘッド19の排気側部位、並びに排気管21への冷却をエンジン16の温度に応じて制御でき、エンジン16の出力を向上できる。
図10において、θは、図6における角度θを示すものであり、図6の実線で示された可動板28bの位置をθ1としている。可動板28bの固定板28aとの接続端(ヒンジ27)を回動中心として、可動ガイド28の接続部28eが、シリンダ17より離れる側を負側としている。すなわち、可動ガイド28の角度がθ1より下がることにより、シリンダ17の排気側への冷却風の量が増大するものである。
以上のように、簡易で軽量な構成により、エンジン発電機1の筐体2内において、冷却風の通るスペースを利用して、エンジン16の冷却を効率的に行うことができる。このため、筐体2の大きさを変更することなく、エンジン16の冷却効率を向上できる。
さらに、エンジン16の温度を熱電対などの温度センサーにより検出し、リニアソレノイドや電動シリンダなどの電動アクチュエータにより可動ガイドの角度を制御することも可能である。
上記実施の形態ではエンジン発電機として、空冷式のエンジン発電機を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明は、水冷もしくは油冷式のエンジン発電機などに適用可能である。
2 筐体
13 ファン
14 ダクト
15 発電機
16 エンジン
17 シリンダ
18 フィン(シリンダ)
19 シリンダヘッド
19b フィン(シリンダヘッド)
19c フィン
20 隔壁
21 排気管
22 サイレンサ
23 シュラウド
24 ガイド
25 O2センサー
26 アクチュエータ
27 ヒンジ
28 可動ガイド
Claims (2)
- 筐体に、エンジン、排気管を収容したエンジン発電機において、前記筐体内の冷却風の経路であって、前記エンジンの下流側に、前記排気管の前記エンジン接続側に冷却風を向ける導風体を有し、
前記導風体は、前記エンジンのシリンダもしくはシリンダヘッドを経た冷却風を、前記シリンダの側面かつ、前記エンジンの前記排気管が接続された側に向けるものであり、
前記導風体は、前記導風体に接続したアクチュエータにより、前記エンジンの温度の高低に応じて、前記シリンダヘッドの前記排気管の接続部への冷却風の量を増減することを特徴とするエンジン発電機。 - 前記導風体を前記シリンダとマフラーとの間に設け、
前記導風体を前記シリンダの側方で、前記導風体の前記排気管側の端部が前記シリンダから離れるように配置することを特徴とする請求項1に記載のエンジン発電機。
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