特開 2017-48760 エンジン発電機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2017-48760(P2017-48760A)

(43)【公開日】2017年3月9日

(54)【発明の名称】エンジン発電機

(51)【国際特許分類】

   F01M 11/10 20060101AFI20170217BHJP

   F01M 13/00 20060101ALI20170217BHJP

   F02M 35/10 20060101ALI20170217BHJP

   F02M 35/024 20060101ALI20170217BHJP

   F02M 31/07 20060101ALI20170217BHJP

   F02B 63/04 20060101ALI20170217BHJP

【ＦＩ】

   F01M11/10 F

   F01M13/00 K

   F02M35/10 311D

   F02M35/024 521E

   F02M31/06 E

   F02B63/04 B

   F02B63/04 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2015-174139(P2015-174139)

(22)【出願日】2015年9月3日

(71)【出願人】

【識別番号】000004617

【氏名又は名称】日本車輌製造株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000291

【氏名又は名称】特許業務法人コスモス特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】河本 勝也

【テーマコード（参考）】

3G015

【Ｆターム（参考）】

3G015AB03

3G015BD12

3G015BD24

3G015CA16

3G015EA37

3G015FB06

3G015FC05

(57)【要約】

【課題】寒冷地での使用によるブローバスガスに含まれる水分の凍結を防止することができるエンジン発電機を提供すること。
【解決手段】ブローバイガスを吸気系に備わるエアクリーナ１７の下流側に還流させるガス還流管３１を備えるエンジン１５をケーシング１３内に収容したエンジン発電機１１において、エアクリーナ１７の上流側に接続され、ケーシング１３の外部に開口する外部吸気口４１及びケーシング１３の内部に開口する内部吸気口４２が形成された吸気ダクト４０と、外部吸気口４１からの吸気の取り込みの実行・禁止を切り替える切替装置４５とを有し、内部吸気口４２は、ケーシング１３内の排気管２６付近に配置されている。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ブローバイガスを吸気系に備わるエアクリーナの下流側に還流させるガス還流管を備えるエンジンをケーシング内に収容したエンジン発電機において、
前記エアクリーナの上流側に接続され、前記ケーシングの外部に開口する外部吸気口及び前記ケーシングの内部に開口する内部吸気口が形成された吸気ダクトと、
前記外部吸気口からの吸気の取り込みの実行・禁止を切り替える切替手段とを有し、
前記内部吸気口は、前記ケーシング内の熱源付近に配置されている
ことを特徴とするエンジン発電機。

【請求項2】

請求項１に記載するエンジン発電機において、
前記切替手段は、外気温が予め設定されている温度以下の場合に、前記外部吸気口からの吸気の取り込みを禁止する
ことを特徴とするエンジン発電機。

【請求項3】

請求項２に記載するエンジン発電機において、
前記切替手段は、
前記外部吸気口を開閉する開閉部材と、
外気温を検出する外気温センサと、
前記外気温センサの検出値に基づき前記開閉部材を駆動する駆動部と、
を有する
ことを特徴とするエンジン発電機。

【請求項4】

請求項２に記載するエンジン発電機において、
前記切替手段は、
前記外部吸気口に配置されたファンと、
外気温を検出する外気温センサと、
前記外気温センサの検出値に基づき前記ファンを駆動する駆動部と、
を有する
ことを特徴とするエンジン発電機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ブローバイガス還流装置を備えるエンジン発電機に関し、詳細には、凍結によるガス還流管の閉塞を防止することができるエンジン発電機に関するものである。

【背景技術】

【0002】

エンジン発電機に使用される小型の汎用エンジンにおいては、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。そして、ブローバイガスを吸気側に還流させるガス還流管が、エンジンの外側に引き回されている。このガス還流管を流れ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。

【0003】

そのため、ガス還流管での凍結を防止するために、ガス還流管に断熱材や電熱線ヒータを取り付けて、ガス還流管全体を暖めることが行われている。また、ガス還流管の中間部を両端のガス流入部及びガス流出部より高位置に配置するとともに、ガス還流管の中間部に、板面を鉛直方向に向けてガス還流管内に配置した板材に、ガス還流管の断面積より小さな断面積の通孔からなる絞りを設けて、凍結防止を図っているものもある（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１４−２０２７９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記した対策では、寒冷地でエンジン発電機を使用する場合、エアクリーナを通過した冷たい外気（吸気）と、エンジンの燃焼によって暖められたブローバイガスとが、エンジンの吸気行程において混合されるため、冷たい吸気が少しずつガス還流管の流出口（戻り口）にてブローバイガスと混合してブローバイガスに含まれる水分が徐々に凍結してしまう。そのため、最終的にはガス還流管の流出口すべてを塞いでしまうおそれがあるという問題があった。

【0006】

そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、寒冷地におけるブローバイガスに含まれる水分の凍結を防止することができるエンジン発電機を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するためになされた本発明の一形態は、ブローバイガスを吸気系に備わるエアクリーナの下流側に還流させるガス還流管を備えるエンジンをケーシング内に収容したエンジン発電機において、前記エアクリーナの上流側に接続され、前記ケーシングの外部に開口する外部吸気口及び前記ケーシングの内部に開口する内部吸気口が形成された吸気ダクトと、前記外部吸気口からの吸気の取り込みの実行・禁止を切り替える切替手段とを有し、前記内部吸気口は、前記ケーシング内の熱源付近に配置されていることを特徴とする。

【0008】

このエンジン発電機では、切替手段により、吸気ダクトに形成された外部吸気口からの吸気の取り込みの実行・禁止が切り替えられる。具体的には、外気が温かいとき（例えば、外気が０℃以上の場合など）は外部吸気口からの吸気の取り込みを実行し、外気が冷たいとき（例えば、０℃未満の場合など）は外部吸気口からの吸気の取り込みを禁止する。そして、吸気ダクトの内部吸気口がケーシング内の熱源（例えば、排気管など）付近に配置されている。そのため、冷たい吸気がエアクリーナへ送り込まれることがない。従って、ガス還流管の流出口には、温かい吸気が流れる（冷たい吸気が流れない）ため、ブローバイガスに含まれる水分が凍結することを防止することができる。これにより、簡単な構成によって、寒冷地での使用によるガス還流管の流出口における凍結を防止することができる。

【0009】

ここで、上記したエンジン発電機において、前記切替手段は、外気温が予め設定されている温度以下の場合に、前記外部吸気口からの吸気の取り込みを禁止するようにすれば良い。

【0010】

このような構成にすることにより、外部吸気口からの吸気の取り込みの実行・禁止の切り替えを自動化することができる。なお、設定温度としては、例えば、０〜−１０℃を例示することができる。

【0011】

上記したエンジン発電機において、前記切替手段は、前記外部吸気口を開閉する開閉部材と、外気温を検出する外気温センサと、前記外気温センサの検出値に基づき前記開閉部材を駆動する駆動部と、を有することが好ましい。

【0012】

このような構成にすることにより、外気温に応じて自動的に外部吸気口を開閉して、外部吸気口からの吸気の取り込みの実行・禁止を切り替えることができる。なお、外気温センサの検出値に応じて外部吸気口の開度を変更しても良い。例えば、外気温度が高くなるに従って外部吸気口の開度を徐々に大きくすれば良い。これにより、吸気量の制限をできるだけ少なくしつつ、ガス還流管の流出口において、ブローバイガスに含まれる水分が凍結することを防止することができる。

【0013】

また、上記した前記切替手段は、前記外部吸気口に配置されたファンと、外気温を検出する外気温センサと、前記外気温センサの検出値に基づき前記ファンを駆動する駆動部と、を有していても良い。

【0014】

このように、開閉部材の代わりに、ファンを外部吸気口に配置することもできる。このような構成にすることにより、外気温に応じて自動的にファンを駆動して、外部吸気口からの吸気の取り込みの実行・禁止を切り替えることができる。なお、外気温センサの検出値に応じてファンの回転数（風量）を変更しても良い。例えば、外気温度が高くなるに従ってファンの回転数（風量）を徐々に大きくすれば良い。これにより、吸気量の制限をできるだけ少なくしつつ、ガス還流管の流出口において、ブローバイガスに含まれる水分が凍結することを防止することができる。

【発明の効果】

【0015】

本発明に係るエンジン発電機によれば、寒冷地での使用によるブローバイガスに含まれる水分の凍結を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】実施形態に係る可搬式エンジン発電機の断面上面図である。

【図2】実施形態に係る可搬式エンジン発電機の断面側面図である。

【図3】図２に示す可搬式エンジン発電機を右側から見た部分断面図である。

【図4】切替装置の正面図である。

【図5】切替装置の断面側面図である。

【図6】第１変形例に係る切替装置の正面図である。

【図7】第１変形例に係る切替装置の断面側面図であり、外部吸気口を閉じた状態を示す図である。

【図8】第１変形例に係る切替装置の断面側面図であり、外部吸気口を開いた状態を示す図である。

【図9】第２変形例に係る切替装置の正面図である。

【図10】第２変形例に係る切替装置の断面側面図である。

【図11】第３変形例に係る切替装置の正面図である。

【図12】第３変形例に係る切替装置の断面側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明に係るエンジン発電機について、図面に基づき詳細に説明する。本実施形態では、可搬式エンジン発電機に本発明を適用した場合について説明する。
まず、本実施形態に係る可搬式エンジン発電機について、図１〜図５を参照しながら説明する。図１は、実施形態に係る可搬式エンジン発電機の断面上面図である。図２は、実施形態に係る可搬式エンジン発電機の断面側面図である。図３は、図２に示す可搬式エンジン発電機を右側から見た部分断面図である。図４は、切替装置の正面図である。図５は、切替装置の断面側面図である。

【0018】

図１及び図２に示すように、可搬式エンジン発電機１１は、ケーシング１３の内部に、発電機１４と、該発電機１４を駆動するエンジン１５と、エアクリーナ１７、ラジエータ１８、マフラ１９などの機器とを収容したものであって、エンジン１５とマフラ１９との間には、ラジエータ１８を装着した仕切り壁２０が設けられ、この仕切り壁２０によってケーシング１３内が，エンジン１５や発電機１４を収容した機器室２１と、マフラ１９を収容した排風室２２とに区画されている。そして、ケーシング１３には、ケーシング１３の内部に空気を取り入れるための吸気口２３が複数設けられている。ケーシング１３内に吸い込まれた空気は、一部がエンジン１５に供給され、残部はラジエータファン２７の作用でラジエータ１８を通過し、エンジン冷却水を冷却した後、排風室２２から外部に排出されるようになっている。

【0019】

エアクリーナ１７の上流側には、吸気ダクト４０が接続されている。この吸気ダクト４０は、ケーシング１３の外部に開口する外部吸気口４１と、ケーシング１３の内部に開口する内部吸気口４２とを備えている。これら外部吸気口４１及び内部吸気口４２から吸い込まれた空気（吸気）は、エアクリーナ１７から吸気管２５を介してエンジン１５のシリンダ内に送り込まれる（図１の矢印参照）。そして、シリンダ内で燃料を燃焼させた後の排ガスが、排気管２６からマフラ１９を通して外部に排出されるようになっている。

【0020】

一方、エンジン１５の上部には、エンジン１５のクランクケース内からエンジン１５の吸気側（エアクリーナ１７の下流側）にブローバイガスを還流させるガス還流管３１が設けられている。このガス還流管３１を介して、クランクケース内と吸気管２５とが連通されている。そして、エンジン１５の運転中は、吸気管２５内が負圧になることから、クランクケース内のブローバイガスは、ガス還流管３１の流入口３１ａから吸引され、ガス還流管３１の流出口３１ｂから吸気管２５内を流れる吸気空気に吸い込まれてエンジン１５のシリンダに送り込まれるようになっている。

【0021】

ここで、外部吸気口４１には、図４及び図５に示すように、吸気の取り込みの実行・禁止を切り替える切替装置４５が設けられている。この切替装置４５は、外部吸気口４１を開閉する吸気弁（開閉弁）４６と、外気温を検出する外気温センサ４７と、外気温センサ４７の検出値に基づき吸気弁４６を駆動（スライド）する駆動部４８とを備えている。

【0022】

このような切替装置４５では、外気温センサ４７の検出値に基づき駆動部４８によって吸気弁４６が駆動（スライド）されて外部吸気口４１が開閉されることにより、外部吸気口４１からの吸気の取り込みの実行・禁止を切り替えることができるようになっている。これにより、外部吸気口４１からの吸気の取り込みが実行される（外部吸気口４１が開かれる）と、外部吸気口４１と内部吸気口４２の両方から吸気が取り込まれ、外部吸気口４１からの吸気の取り込みが禁止される（外部吸気口４１が閉じられる）と、内部吸気口４２のみから吸気が取り込まれるようになっている。

【0023】

なお、駆動部４８が作動する外気温センサ４７の設定温度としては、例えば、０〜−１０℃で任意に設定することができる。外気温度が−１０℃程度であれば、外部吸気口４１から吸い込まれる吸気は、エンジン１５の排気管２６の近傍に配置されている内部吸気口４２から吸い込まれる温かい吸気と混合されてエアクリーナ１７に供給されるため、エアクリーナ１７を通過した後にガス還流管３１の流出口付近では０℃以上になっており、ブローバイガスに含まれる水分が凍結することはないからである。また、吸気温度が低いほど、エンジン１５の性能向上を図ることができる。そのため、本実施形態では、外気温度が−１０℃になるまでは外部吸気口４１から冷たい吸気を吸い込み、外気温センサ４７で検出される温度が−１０℃以下になると、駆動部４８により吸気弁４６が外部吸気口４１を全閉するように設定している。

【0024】

上記の構成を有する可搬式エンジン発電機１１では、エンジン１５の運転中、切替装置４５により、吸気ダクト４０に形成された外部吸気口４１からの吸気の取り込みの実行・禁止が切り替えられる。すなわち、外気温センサ４７により検出される外気温度が−１０℃よりも高いと、駆動部４８により吸気弁４６が開方向（図４矢印方向）へスライドされて外部吸気口４１が開かれ、外部吸気口４１からの吸気の取り込みが実行される。このとき、内部吸気口４２からも吸気が取り込まれている。従って、外部吸気口４１と内部吸気口４２の両方から吸気が取り込まれて混合されたものが、エアクリーナ１７を通過した後、ガス還流管３１の流出口３１ｂ付近に供給される。このとき、ガス還流管３１の流出口３１ｂ付近では０℃以上になっているため、ブローバイガスに含まれる水分が凍結することはない。また、エンジン１５に取り込まれる吸気の温度が０℃以上ではあるが低いため、吸入空気量が増加するためエンジン１５の性能が向上して発電効率が良くなる。

【0025】

一方、外気温センサ４７により検出される外気温度が−１０℃以下であると、駆動部４８により吸気弁４６が閉方向へスライドされて外部吸気口４１が閉じられ（図４の状態）、外部吸気口４１からの吸気の取り込みが禁止される。これにより、吸気は内部吸気口４２からのみ取り込まれる。そして、内部吸気口４２は、ケーシング１３内の排気管２６の近傍に配置されているため、温かい吸気がエアクリーナ１７へ送り込まれる。従って、ガス還流管３１の流出口３１ｂには、温かい吸気が流れる（冷たい吸気が流れない）ため、ブローバイガスに含まれる水分が凍結することを確実に防止することができる。

【0026】

このように、可搬式エンジン発電機１１では、ブローバイガスに含まれる水分がガス還流管３１の流出口３１ｂ付近で凍結することを防止することができる。これにより、ガス還流管３１の凍結による閉塞を防止することができるため、可搬式エンジン発電機１１を極寒地で使用する場合でも、安定した状態でエンジン１５を作動させることができ、電力供給を確実に行うことができる。

【0027】

ここで、切替装置の変形例について、図６〜図１２を参照しながら説明する。図６〜図８が第１変形例に係る切替装置を示し、図９及び図１０が第２変形例に係る切替装置を示し、図１１及び図１２が第３変形例に係る切替装置を示す。なお、以下では、上記の切替装置４５との相違点について説明し、同様の構成については同一の符号を付して説明を適宜省略する。

【0028】

まず、第１変形例に係る切替装置４５ａは、図６〜図８に示すように、吸気弁４６を開閉するために伸縮シリンダ５０が設けられている。これにより、切替装置４５ａでは、伸縮シリンダ５０が伸びたときに吸気弁４６が外部吸気口４１を閉じ（図７の状態）、伸縮シリンダ５０が縮んだときに吸気弁４６が外部吸気口４１を開く（図８の状態）。そして、外気温センサ４７で検出される温度が−１０℃以下になると、伸縮シリンダ５０が伸びて吸気弁４６により外部吸気口４１が全閉となる。これにより、寒冷地において使用しても、ガス還流管３１の流出口３１ｂ付近には、極低温の吸気が供給されないため、ブローバイガスに含まれる水分が凍結することを確実に防止することができる。

【0029】

次に、第２変形例に係る切替装置４５ｂは、図９及び図１０に示すように、吸気弁４６の代わりに電動ファン５１が設けられている。これにより、電動ファン５１が停止状態で外部吸気口４１が閉じられ、電動ファン５１が作動状態で外部吸気口４１が開かれることになる。そして、外気温センサ４７で検出される温度が−１０℃以下になると、電動ファン５１が停止して外部吸気口４１が閉じられる。このとき、外部吸気口４１は全閉にならないが、外部吸気口４１から取り込まれる極低温の吸気は非常に少ない。そのため、寒冷地において使用しても、ガス還流管３１の流出口３１ｂ付近には、極低温の吸気が供給されないため、ブローバイガスに含まれる水分が凍結することを確実に防止することができる。

【0030】

そして、切替装置４５ｂでは、外気温センサ４７の検出値に応じて電動ファン５１の回転数（風量）を変更しても良い。例えば、外気温センサ４７で検出される外気温が高くなるに従って電動ファン５１の回転数（風量）を徐々に大きくすれば良い。これにより、吸気量の吸入制限をできるだけ少なくしつつ、ガス還流管３１の流出口３１ｂ付近において、ブローバイガスに含まれる水分が凍結することを防止することができる。

【0031】

最後に、第３変形例に係る切替装置４５ｃは、図１１及び図１２に示すように、吸気弁４６を開くために電磁弁５２とスプリング５３が設けられている。これにより、切替装置４５ｃでは、電磁弁５２の電磁力がなくなった（無効化された）ときに、スプリング５３の作用により吸気弁４６が外部吸気口４１を開ける。そして、切替装置４５ｃでは、外気温センサ４７で検出される温度が−１０℃より高くなると、電磁弁５２が無効化される。従って、切替装置４５ｃでは、外気温度が−１０℃以下であれば、外部吸気口４１が吸気弁４６によって閉じられる。これにより、寒冷地において使用しても、ガス還流管３１の流出口３１ｂ付近には、極低温の吸気が供給されないため、ブローバイガスに含まれる水分が凍結することを確実に防止することができる。

【0032】

以上、詳細に説明したように本実施形態に係る可搬式エンジン発電機１１によれば、切替装置４５（４５ａ〜４５ｃ）により、外気温センサ４７が検出する外気温が−１０より高い場合は外部吸気口４１からの吸気の取り込みを実行し、−１０℃以下の場合は外部吸気口４１からの吸気の取り込みを禁止する。そして、吸気ダクト４０の内部吸気口４２がケーシング１３内の排気管２６付近に配置されている。そのため、冷たい吸気がエアクリーナ１７へ送り込まれることがない。従って、ガス還流管３１の流出口３１ｂには、温かい吸気が流れる（冷たい吸気が流れない）ため、ブローバイガスに含まれる水分が凍結することを防止することができる。これにより、簡単な構成によって、寒冷地での使用によるガス還流管３１の流出口３１ｂにおける凍結を防止することができる。

【0033】

なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。上記した実施形態では、切替装置４５，４５ａ，４５ｂ，４５ｃとして、外気温センサ４７を備え、外気温センサ４７の検出値に基づき、外部吸気口４１からの吸気の取り込みを実行・禁止するものを例示したが、切替装置はこのような構成に限られることはない。例えば、外気温度センサを備えていなくても良いし、自動的に外部吸気口を開閉しなくても良い。具体的には、エンジン発電機の運転時の気温に基づき手動で外部吸気口を蓋などで塞ぐようにすることができる。

【符号の説明】

【0034】

１１ 可搬式エンジン発電機
１３ ケーシング
１５ エンジン
１７ エアクリーナ
２３ 吸気口
２５ 吸気管
２６ 排気管
３１ ガス還流管
３１ａ 流入口
３１ｂ 流出口
４０ 吸気ダクト
４１ 外部吸気口
４２ 内部吸気口
４５ 切替装置
４６ 吸気弁（開閉弁）
４７ 外気温センサ
４８ 駆動部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】