JPH0647972B2 - エンジン排熱回収装置付き防音型エンジン作業機の換気装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、エンジン排熱回収装置付き防音型エンジン作
業機の換気装置に関し、特に、簡単な構成でラジエータ
による放熱が不要な時にラジエータファンを停止して省
エネルギ運転をできるとともに、換気ファンにエンジン
の回転力を伝達する動力伝達機構の耐久性を著しく高め
られるようにする一方、防音ケース内に熱がこもること
を防止し、しかも、防音ケースからのエンジン等の運転
騒音の漏れを少なくできるようにしたエンジン排熱回収
装置付き防音型エンジン作業機の換気装置に関する。

＜従来の技術＞ 従来、エンジン排熱回収装置付きエンジン作業機として
は、例えば米国特許第４，２２６，２１４号公報に開示
されたものがある。この従来例は、排気熱交換器を設け
てエンジン冷却水にエンジンの排気熱を吸収させ、エン
ジンの冷却及び排気の冷却により加熱されたエンジン冷
却水をエンジン排熱回収装置に導き、暖房装置、給湯装
置、蒸気発生器等の熱負荷装置に熱を伝達する熱媒体を
加熱するように構成してある。そして、冷始動時等に給
湯温度の立上がりを速くするために、エンジン冷却水路
にエンジン排熱回収装置をバイパスするバイパス水路を
設け、このバイパス水路に設けたサーモ弁によってエン
ジン冷却水の水温が所定値を下回るときにはエンジン冷
却水がエンジン排熱回収装置をバイパスして循環するよ
うに構成されている。

上記の従来例によれば、エンジン冷却水の水温が所定値
以上になると、エンジン排熱回収装置を介して熱負荷装
置に熱が伝達され、従来、無駄に排出されていたエンジ
ン排熱を有効に利用できる。

しかしながら、熱負荷装置の中には、例えば給湯装置の
ように、常時、全負荷運転されないものがあり、部分負
荷あるいは無負荷運転時にはエンジン排熱回収装置での
熱交換量が小さくなるのでエンジン冷却水の温度が高く
なり、エンジンがオーバーヒートするおそれがある。

そこで、エンジン冷却水路にエンジン排熱回収装置を介
在させたエンジン排熱回路及び上記バイパス水路と並列
にラジエータを介在させたラジエータ回路を設ける一
方、ラジエータ回路、エンジン排熱回路に遮断弁を設
け、あるいはこれらの分岐点に三方弁を設けてエンジン
冷却水の水温が所定値、例えば７０℃以上の高温になる
時にエンジン冷却水の少なくとも一部分をラジエータ回
路に循環させる構成が考えられている。

この構成によれば、熱負荷装置の熱負荷が部分負荷ある
いは無負荷運転時にエンジン排熱回収装置での熱交換量
が小さくなり、エンジン冷却水の温度が所定値よりも高
くなると、エンジン冷却水の少なくとも一部分がラジエ
ータ回路に循環され、ラジエータで放熱することにより
エンジン冷却水の温度がそれ以上高くなることが防止さ
れる。その結果、部分負荷時あるいは無負荷時のエンジ
ンのオーバーヒートが防止される。

ところで、一般の防音型エンジン作業機においては、エ
ンジン、作業機、ラジエータ及びラジエータファンを防
音ケース内に配置し、エンジン、作業機及びラジエータ
ファンが発生する騒音を周囲に放散させないように構成
されている。この場合、ラジエータ及びラジエータファ
ンはエンジンの前側あるいは横側に配置される。また、
ラジエータはエンジンのウォータジャケットの高さに対
応してエンジンのクランク軸よりも高く配置され、ラジ
エータファンの回転中心はラジエータのほぼ中央の高さ
に配置される。また、上記ラジエータファンは防音ケー
ス内に熱がこもらないように換気する換気装置の換気フ
ァンとして兼用されることが多い。そして、この場合換
気ファン装置はラジエータファンと、クランク軸等のエ
ンジンの回転軸からラジエータファンに動力を伝達する
動力伝達機構とで構成され、この動力伝達機構としては
ベルト式動力伝達機構が主流となっている。

このような一般の防音型エンジン作業機と同様の構成を
エンジン排熱回収装置付き防音型エンジン作業機に採用
することは極めて容易に考えれる。

＜発明が解決しようとする課題＞ しかしながら、エンジン排熱回収装置付き防音型エンジ
ン作業機において、ラジエータ及びラジエータファンを
エンジンの前側あるいは横側に配置すると、設置面積が
大きくなる難点がある。

また、エンジンの周囲に多数の機器が配置されることに
なり、メンテナンスの容易化を図る上でも不利になる。

また、熱負荷装置の負荷が大きくラジエータでエンジン
冷却水を冷却する必要がない場合にも、防音ケース内に
熱がこもらないようにするためにラジエータファンを運
転する必要があり、省エネルギを図る上で不利になる。

更に、換気ファン装置にベルト式動力伝達機構を使用す
るものは、ベルトが耐久性によって動力伝達機構の耐久
性が制限されるので、比較的耐久性が低いという問題が
ある。

そこで、例えば第２図に示すように、防音ケース１内に
エンジン２と作業機３とを配置し、該防音ケース１の上
面をドレーンパン４で全面的に閉塞するとともに、この
ドレーンパン４の上側にラジエータ５と、ウォータポン
プ６と、ラジエータファン７とを配設し、防音ケース１
に換気入口８と換気出口９とを形成する一方、防音ケー
ス１内に換気ファン１０を配設し、この換気ファン１０
をエンジン２の回転軸１１に直結したエンジン排熱回収
装置付き防音型エンジン作業機の換気装置を発明した。

この場合、エンジン排熱回収装置付き防音型エンジン作
業機の換気装置の設置面積が小さくなること、エンジン
の横周囲に配置される機器が少なく、また、ドレーンパ
ン４から上側を一体にして取り外すことにより防音ケー
スの上面を簡単に開放できるのでエンジンのメンテナン
スが容易になること、ラジエータによる放熱が不要なと
きはラジエータファンを停止して省エネルギ運転が行え
ること、換気ファン装置の耐久性を著しく高められるこ
と等の効果が得られる。

しかしながら、この場合には換気ファンの位置が低くな
り、防音ケース１内の上部に冷却風が流れ難くなる結
果、防音ケースに熱がこもり易くなり、例えばガス警報
器等の制御機器の耐久性が損なわれるおそれがある。

そこで、上記の構成において防音ケース内に熱がこもり
難くするためには、防音ケースの上部にダクト等によっ
て冷却風を案内したり、防音ケースの上部を外部に開口
させたりすることが考えられる。しかしながら、ダクト
を設ける場合には防音ケースの構成が複雑になり、防音
ケースの上部を外部に開口する場合にはエンジン等の運
転騒音の漏れが多くなる等の問題を招くことになる。

本発明は、上記の事情を鑑みてなされたものであり、そ
の目的とするところは、エンジンの周辺機器であるラジ
エータ、ラジエータファン及びウォータポンプをエンジ
ン及び作業機の上側に配置して、エンジン排熱回収装置
付き防音型エンジン作業機の設置面積を小さくするこ
と、メンテナンスの容易化を図ること、また、防音ケー
ス内の換気装置のファンをラジエータのラジエータファ
ンと別に設けて、ラジエータファンの無駄な運転を停止
させることにより省エネルギ運転をできるようにするこ
と、換気ファンをエンジンの回転軸に直結して換気ファ
ン装置の構成を簡単にするとともに、その耐久性を高め
ること、防音ケース内に熱がこもり難くすること、及び
エンジン等の運転騒音の防音ケースからの漏れを少なく
することにある。

＜課題を解決するための手段＞ 本発明に係るエンジン排熱回収装置付き防音型エンジン
作業機は、上記の目的を達成するために、例えば第１図
に示すように、防音ケース１内にエンジン２と作業機３
とを配置し、該防音ケース１の上側にラジエータ５と、
エンジン２、排熱回収装置１３及びラジエータ５に冷却
水を循環させるウォータポンプ６と、上記ラジエータ５
に冷却風を送風するラジエータファン７とを配設し、上
記防音ケース１に換気入口８と換気出口９とを形成する
一方、防音ケース１内に換気ファン１０を配設し、この
換気ファン１０を上記エンジン２の回転軸１１に直結
し、更に、ドレーンパン４の上側にウォータポンプ６を
収納するポンプ室１２を設け、このポンプ室１２と防音
ケース１内の上部とを連通する通気孔１３をドレーンパ
ン４に形成するとともに、ポンプ室１２の横側壁にポン
プ室１２をラジエータファン７の風上側に連通させる吸
気口１４を形成したことを特徴としている。

＜作用＞ 本発明においては、防音ケース１内にエンジン２と作業
機３とを配置し、該防音ケース１の上側にラジエータ５
と、エンジン２、排熱回収装置１３及びラジエータ５に
冷却水を循環させるウォータポンプ６と、上記ラジエー
タ５に冷却風を送風するラジエータファン７とを配設し
ているので、ラジエータ５及びラジエータファン７をエ
ンジン２及び作業機３の横側に配置する場合に比べて設
置面積が小さくなる。

また、防音ケース１内のエンジン２及び作業機３の横側
にラジエータ５、ウォータポンプ６及びラジエータファ
ン７が配置されていないので、エンジン２及び作業機３
の横側からのメンテナンスが容易になるとともに、ラジ
エータ５、ウォータポンプ６及びラジエータファン７を
ドレーンパン４とともに防音ケース１から分離して防音
ケース１の上面を簡単に開放できるので、エンジンの上
側からのメンテナンス、エンジンの吊り上げあるいは吊
り込み等が容易になる。

また、ラジエータファン７とは別に換気ファン１０を設
けるので、ラジエータ５による放熱が不必要なときには
ラジエータファンを停止して省エネルギ運転をすること
ができる。

また、ラジエータファン７とは別に換気ファン１０を設
けるので、換気ファン１０をエンジン２の回転軸１１に
直結することができ、これにより換気ファン１０をエン
ジン２の回転軸１１に連動させる動力伝達機構を省略し
て換気ファン装置の耐久性を著しく高めることができ
る。

また、防音ケース１内の上部がポンプ室１２を経てラジ
エータファン７の上流側に連通されているので、防音ケ
ース１内の上部に集まる高温の空気がラジエータファン
７を運転させることにより、あるいは自然の対流により
外部に流れ、防音ケース１内の上部に集まる高温の空気
がこもり難くなる。

更に、防音ケース１内の上部が直接に外部に連通されず
に、ポンプ室１２を経て外部に連通されているので、防
音ケース１内のエンジン２等の運転騒音が直接に外部に
漏れることを防止できる。

＜発明の効果＞ 以上説明したように、本発明のエンジン排熱回収装置付
き防音型エンジン作業機によれば、防音ケース内にエン
ジンと作業機とを配置し、該防音ケースの上側にラジエ
ータと、ウォーターポンプと、ラジエータファンとを配
設するので、設置面積を小さくできる。

また、ラジエータファンとは別に換気ファンを設けるの
で、ラジエータによる放熱をする必要がない場合にはラ
ジエータファンを停止させることができ、不必要なラジ
エータファンの運転を停止して省エネルギ運転をできる
上、換気ファンをエンジンの回転軸に直結して換気ファ
ン装置の構成を簡単にするとともにその耐久性を著しく
高めることができる。

また、防音ケース内の上部を通気孔、ポンプ室及び吸気
口を介して外部に連通させてあるので、防音ケース内に
熱がこもり難く、防音ケース内の制御機器の耐久性が防
音ケース内に溜まる熱によって損なわれるおそれが少な
くなる。

更に、防音ケース内の上部は通気孔、ポンプ室の底に開
口する通気孔とポンプ室の横側面に開口する吸気口を介
して外部に連通されるので、防音ケース内から直接に外
部に運転騒音が放散されるおそれはなく、防音ケース内
からのエンジン等の運転騒音の漏れを少なくできる。

＜実施例＞ 以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。

第２図は本発明の一実施例に係るエンジン排熱回収装置
付き防音型エンジン発電機の背面図である。同図におい
て、１は防音ケース、２はエンジン、３は作業機として
の発電機、４はドレーンパン、５はラジエータ、６はウ
ォータポンプ、７はラジエータファン、８は換気入口と
しての入口ルーバ、９は換気出口としての出口ルーバ、
１０は換気ファン、１１は回転軸としてのクランク軸、
１２はポンプ室、１３は排熱回収装置、３５は防音ケー
ス１内のエンジン２の背面側に配置された排気熱交換
器、１５は排気マフラ、１６は排気トップ、１７は三方
弁である。

上記防音ケース１は、ベース１８と、背面の左右各半分
を覆う背面パネル１９・２０と、左右両側面を覆う側面
パネル２１・２２とを備え、その上面は上記ドレーンパ
ン４によって全面的に覆われている。

上記エンジン２と発電機３とは左右に並べて防音ケース
１内に配置されており、図示はしないが左（第１図では
右）側パネル２１の内側上部にコントロールボックスが
配置され、また、防音ケース１内でコントロールボック
スとエンジン２の上部との間に形成される発電機３の上
方の空間にバッテリが配置される。

第３図は第２図のIII−III線横断平面図であり、同図に
おいて第２図に示す各部分に対応する部分には第２図と
同じ符号と名称が与えられている。また、同図におい
て、２３は上記ドレーンパン４上の中央部に配置される
ポンプ室１２の四方の横側面を囲む隔壁であり、このポ
ンプ室１２の左右両側にそれぞれラジエータファン７
と、ラジエータ５とが配置される。このラジエータ５は
それぞれラジエータファン７の前後と右外側または左外
側の三方の側面を囲むコ字形に形成される。そして、前
記ポンプ室１２内には、エンジン２のウォータジャケッ
トからラジエータ５あるいは排熱回収装置１３に高温水
を供給する高温水路２４の一部分と、高温水路２４に介
在させたサーモ弁２５と、サーモ弁２５の下流で高温水
の供給先をラジエータ５あるいは放熱回収装置１３に切
換る三方弁１７と、サーモ弁２５から低温水をエンジン
２のウォータジャケットに帰還させるバイパス水路２５
と、ラジエータ５あるいは排熱回収装置１３から低温水
をエンジン２のウォータジャケットに帰還させる低温水
路２７の一部分と、低温水路２７に連通された冷却水補
給口２８、バイパス水路２６の合流点及び冷却水補給口
２８の接続点よりも下流の低温水路２７の部分に介在さ
せたウォータポンプ６が配置される。また、このポンプ
室１２内には、終段マフラとしての機能を有する排気ト
ップ１６が配置される。

そして、上記ドレーンパネル４にはこのポンプ室１２と
防音ケース１内の上部とを連通する通気孔１３が開口さ
れ、上記隔壁２３の左側（図上、右側）面にはポンプ室
１２を左側（図上、右側）のラジエータファン７が起こ
す気流のラジエータファン７よりも上流側の空間に連通
させる吸気口１４が形成される。また、上記通気孔１３
にはこれを開閉する電動式のダンパ２９が配置される。

尚、両ラジエータ５及びポンプ室１２の上側はトップパ
ネル３０によって覆われ、第２図に示すように、各ラジ
エータファン７はトップパネル３０の下面に固定される
保持枠３１にファンモータ３２を介して水平回転可能に
支持されている。

第１図は本発明の一実施例に係るエンジン排熱回収装置
付き防音型エンジン発電機の要部の縦断面図であり、同
図において第２図あるいは第３図に示された各部分に対
応する部分には第２図あるいは第３図と同じ符号と名称
が付されている。

第１図において、３３は温度センサであり、ラジエータ
ファン７が停止されている場合にこの温度センサ３３に
より検出される防音ケース１内上部の温度が所定値、例
えば７０℃を上回る時には、上記ダンパ２９が開かれる
とともに、左側（図上、右側）のラジエータファン７が
運転され、防音ケース１内上部の空気がそのラジエータ
ファン７によって吸い出されるようになっている。ま
た、ラジエータファン７が運転されている時場合に温度
センサ３３により検出される防音ケース１内上部の温度
が所定値を上回る時には、上記ダンパ２９が開かれて防
音ケース１内上部の空気が左側のラジエータファン７に
よって吸い出されるようになっている。

また、ポンプ室１２の内面には、ポンプ室１２の消音効
果を高めるために、その底面を除くほぼ全面にわたり吸
音材３６が貼り付けてある。

また、防音ケース１内にはエンジン２の冷却水出口の水
温を検出する別の温度センサ（図示せず。以下同じ）が
設けられ、例えば上記ダンパ２９が開かれた状態でエン
ジン排熱回収装置付き防音型エンジン発電機を運転しな
がらこれの正面に設けられた点検口を開いた場合のよう
に、エンジン２のオーバーヒートが生じるおそれが生じ
たときにこの温度センサがエンジン冷却水の異常昇温を
検知し、ダンパ２９を閉じさせるとともに、必要に応じ
てラジエータファン７を運転させ、エンジン冷却水が所
定温度以上に昇温することを防止するようになってい
る。

この実施例によれば、防音ケース１内にエンジン２と発
電機３とを配置し、該防音ケース１の上側にラジエータ
５と、エンジン２、排熱回収装置１３及びラジエータ５
に冷却水を循環させるウォータポンプ６と、上記ラジエ
ータ５に冷却風を送風するラジエータファン７とを配設
しているので、ラジエータ５及びラジエータファン７を
エンジン２及び発電機３の横側に配置する場合に比べて
設置面積が小さくなる。また、ラジエータファン７を２
台にしてあるので、ラジエータファン７を１台備えるも
のに比べると必要な風量が得られる各ラジエータファン
７のファン外径を小さくすることができ、エンジ排熱回
収装置付き防音型エンジン作業機全体の奥行き及び幅を
小さくして設置面積を一層小さくすることができる。

また、ラジエータファン７を２台にしてあるので、ラジ
エータファン７の外周の周速度が小さくなり、高い回転
数でも風切音を少なくでき、ラジエータファン７が発生
する騒音を少なくできる。

また、防音ケース１内のエンジン２及び作業機３の横側
にラジエータ５、ウォータポンプ６及びラジエータファ
ン７が配置されていないので、エンジン２及び作業機３
の横側からのメンテナンスが容易になるとともに、ラジ
エータ５、ウォータポンプ６及びラジエータファン７が
防音ケース１の上側に配置されるので、これらのメンテ
ナンスも容易になる。

更に、ラジエータファン７とは別に換気ファン１０を設
けるので、ラジエータ５による放熱が不必要なときには
ラジエータファンを停止して省エネルギ運転をすること
ができる。

また、ラジエータファン７とは別に換気ファン１０を設
けるので、換気ファン１０をエンジン２の回転軸１１に
直結することができ、これにより換気ファン１０をエン
ジン２の回転軸１１に連動させる動力伝達機構を省略し
て換気ファン装置の耐久性を著しく高めることができ
る。

また、この実施例では、防音ケース１内の上部が通気孔
１３、ポンプ室１２及び吸気１４を介してラジエータフ
ァン７の上流側に連通できるようにしてあるので、防音
ケース１内の上部が所定の温度以上に昇温すれば通気孔
１３を開閉するダンパ２９を開き、ラジエータファン７
によって防音ケース１内上部の空気を吸い出して防音ケ
ース１内上部に熱気がこもることを防止できる。また、
ラジエータファン７によって防音ケース１内上部の空気
を吸い出している途中に、例えば点検口が開かれてエン
ジン２がオーバーヒートするおそれが生じた時には、ダ
ンパ２９を閉じてラジエータ５を通過する大気の量を増
大させ、エンジン冷却水を十分に冷却してエンジン２の
オーバーヒートを予防することができる。

更に、この実施例では、通気孔１３をポンプ室１２の底
面に開口し、吸気口１４をその横側面に開口することに
よって通気孔１３とラジエータファン７の排風口とが互
いに重なり合わないようにしてあるので、防音ケース１
内から漏れ出る騒音が直接外部に放散されないようにし
て防音ケース１からの騒音の漏れを小さくしてある上、
ポンプ室１２のリゾネーション効果とポンプ室１２内の
吸気音材３６の吸気効果とにより防音ケース１内から漏
れ出る騒音が減衰されるので、外部に放散される騒音を
きわめて微弱にすることができる。

尚、上記の実施例においては、エンジン２のオーバーヒ
ートの危険が生じることをエンジン冷却水温度に基づき
温度センサで検出しているが、この温度センサに代えて
防音ケース１の内圧と大気との差圧を検出しする微差圧
スイッチを設け、その差圧が所定値を下回る時にオーバ
ーヒートの危険が生じたとしてダンパ２９を閉じるよう
に構成することが可能である。また、点検口を開閉する
ドアの開閉を検出するスイッチを設け、このスイッチが
ドアの開きを検出した時にオーバーヒートの危険が生じ
たとしてダンパ２９を閉じるように構成することも可能
である。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の一実施例に係るエンジン
排熱回収装置付き防音型エンジン発電機を示し、第１図
は第１図は本発明の一実施例に係るエンジン排熱回収装
置付き防音型エンジン発電機の要部の縦断面図、第２図
は本発明の一実施例に係るエンジン排熱回収装置付き防
音型エンジン発電機の背面図、第３図は第２図のIII−I
II線横断平面図である。 １……防音ケース、２……エンジン、３……発電機、４
……ドレーンパン、５……ラジエータ、６……ウォータ
ポンプ、７……ラジエータファン、８……入口ルーバ、
９……出口ルーバ、１０……換気ファン、１１……クラ
ンク軸、１２……ポンプ室、１３……通気孔、１４……
吸気口。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−95758（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−143150（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−136660（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭61−27566（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】防音ケース（１）内にエンジン（２）と作
   業機（３）とを配置し、該防音ケース（１）の上面をド
   レーンパン（４）で全面的に閉塞するとともに、このド
   レーンパン（４）の上側にラジエータ（５）と、ウォー
   ターポンプ（６）と、ラジエータファン（７）とを配設
   し、防音ケース（１）に換気入口（８）と換気出口
   （９）とを形成する一方、防音ケース（１）内に換気フ
   ァン（１０）を配設し、この換気ファン（１０）をエン
   ジン（２）の回転軸（１１）に直結し、ドレーンパン
   （４）の上側にウォーターポンプ（６）を収納するポン
   プ室（１２）を設け、このポンプ室（１２）と防音ケー
   ス（１）内の上部とを連通する通気孔（１３）をドレー
   ンパン（４）に形成するとともに、ポンプ室（１２）の
   横側壁にポンプ室（１２）をラジエータファン（７）の
   風上側に連通させる吸気口（１４）を形成したことを特
   徴とする、エンジン排熱回収装置付き防音型エンジン作
   業機の換気装置。