特許 6242992 パッケージ収納型エンジン発電機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6242992

(24)【登録日】2017年11月17日

(45)【発行日】2017年12月6日

(54)【発明の名称】パッケージ収納型エンジン発電機

(51)【国際特許分類】

   F01P 5/06 20060101AFI20171127BHJP

   F01P 3/18 20060101ALI20171127BHJP

   F02B 63/04 20060101ALI20171127BHJP

   F02B 77/13 20060101ALI20171127BHJP

【ＦＩ】

   F01P5/06 511D

   F01P3/18 A

   F02B63/04 B

   F02B63/04 C

   F02B63/04 D

   F02B77/13 M

   F02B77/13 N

   F02B77/13 C

【請求項の数】1

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2016-235767(P2016-235767)

(22)【出願日】2016年12月5日

(62)【分割の表示】特願2014-63047(P2014-63047)の分割

【原出願日】2014年3月26日

(65)【公開番号】特開2017-44211(P2017-44211A)

(43)【公開日】2017年3月2日

【審査請求日】2016年12月5日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006781

【氏名又は名称】ヤンマー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000947

【氏名又は名称】特許業務法人あーく特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】寺田 ルリ子

(72)【発明者】

【氏名】河野 達也

【審査官】 小林 勝広

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２００６／０１９１２６５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開平０６−０２６３９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１８３６５８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０１Ｐ １／００−１１／２０

Ｆ０２Ｂ ６３／０４、７７／１１−７７／１３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

パッケージを上下に区画し、上方区画にラジエータおよびラジエータファンを設け、下方区画にエンジンおよび発電機を設けたパッケージ収納型エンジン発電機において、
前記エンジンおよび前記発電機を設けるエンジン室からラジエータ室に連通する換気口を設け、前記換気口の上方および周囲を換気フードで覆い、前記換気フードの出口開口を前記換気口に対してずらして設け、前記ラジエータを水平に配置し、前記ラジエータファンを前記ラジエータ上方で対向して設け、前記ラジエータと前記パッケージの上下区画部材の前記ラジエータとの対向部分で挟まれる空間に面する前記パッケージの正面、背面または側面にラジエータ換気口を設けることを特徴とするパッケージ収納型エンジン発電機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、パッケージ収納型エンジン発電機に係り、具体的には、パッケージ収納型エンジン発電機の上部構造体の改良に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、パッケージ収納型エンジン発電機として、エンジンの吸排気部品をパッケージの上部に設けたものが公知である（例えば、特許文献１参照）。特許文献１は、吸気サイレンサを設けた吸気室、排気消音器を設けた排気室およびラジエータを設けたラジエータ室の３上部室と、エンジン等を含むエンジン室および機器収納室の下部室とが、中段壁により上下に区画されている。すなわち、３上部室は、ラジエータ室と吸排気室とが、隔壁で区画され、さらに、吸排気室は、隔壁により吸気室と排気室とに区画されている。

【0003】

そして、中段壁の排気室の底部分に当たる箇所に、エンジン室に開口する換気口が設けられており、エンジン室からの換気風が前記換気口を介して排気室に入る。排気室に入った換気風は、隔壁に設けられたギャラリを介してラジエータ室へ流れるようになっている。

【0004】

また、エンジン室の上方に、上面に換気出口を有するラジエータ室を設けてラジエータファンで換気する構成を開示するパッケージ収納型エンジン発電機も公知である（例えば、特許文献２参照）。特許文献２は、下部のエンジン室と上部のラジエータ室とを区画する中段壁には、エンジン室とラジエータ室とを連通する換気口が設けられている。換気口の部分には、換気管が上下に立設されており、この換気管を取り囲むようにして防水部材が、中段壁に固定されており、換気管と防水部材とから換気通路が構成されている。このように、換気管と防水部材とから換気通路を構成することにより、パッケージの上部に設けられた換気出口を介してラジエータ室に雨水が入る場合でも、エンジン室内に直接に雨水が侵入するのを防止する構成としている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第５３０３１８３号

【特許文献2】特開平０５−３４０３０４号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、特許文献１は、ラジエータ室のラジエータファンで換気する場合、エンジン室からの換気風が、前記換気口を介して排気室に入り、排気室に入った換気風は、隔壁に設けられたギャラリを介してラジエータ室へ流れる構成であるため、換気風の流通抵抗が大きくなり、換気風の圧損が大きくなる問題がある。

【0007】

特許文献２は、下部のエンジン室から上部のラジエータ室に直接連通する構成であるが、雨水等の吹き込み防止のために換気口下流に、換気管と防水部材とから換気通路を構成している。換気口から雨水等の吹き込み防止のためには、換気管と防水部材との間にシ−ル機能を備えるようにラビリンス構造とする必要があるため、特許文献１と同様に換気風の圧損が大きくなる問題がある。

【0008】

そこで、本発明は、エンジンの吸排気部品を上方区画に設けるパッケージ収納型エンジン作業機において、エンジン室からラジエータ室に至る換気経路の圧損を低減するパッケージ収納型エンジン発電機を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明は、前記課題を解決するためになされたもので、パッケージを上下に区画し、上方区画にラジエータおよびラジエータファンを設け、下方区画にエンジンおよび発電機を設けたパッケージ収納型エンジン発電機において、前記エンジンおよび前記発電機を設けるエンジン室からラジエータ室に連通する換気口を設け、前記換気口の上方および周囲を換気フードで覆い、前記換気フードの出口開口を前記換気口に対してずらして設け、前記ラジエータを水平に配置し、前記ラジエータファンを前記ラジエータ上方で対向して設け、前記ラジエータと前記パッケージの上下区画部材の前記ラジエータとの対向部分で挟まれる空間に面する前記パッケージの正面、背面または側面にラジエータ換気口を設けることを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

本発明は、エンジン室からラジエータ室に至る換気経路の圧損を低減できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本実施形態に係るコージェネレーション装置の正面図であって、（ａ）は、その内部構造図であり、（ｂ）は、その外観図である。

【図2】本実施形態に係るコージェネレーション装置の背面図であって、（ａ）は、その内部構造図であり、（ｂ）は、その外観図である。

【図3】本実施形態に係るコージェネレーション装置の右側面図であって、（ａ）は、その内部構造図であり、（ｂ）は、その外観図である。

【図4】本実施形態に係るコージェネレーション装置の左側面図であって、（ａ）は、その内部構造図であり、（ｂ）は、その外観図である。

【図5】本実施形態に係るコージェネレーション装置の平面図であって、（ａ）は、その内部構造図であり、（ｂ）は、その外観図である。

【図6】上部構造体の斜視図である。

【図7】図６のＡ―Ａ線矢視の断面図である。

【図8】上部構造体の要部を示す拡大断面図である。

【図9】上部構造体の上下区画部材および換気フードの分解斜視図である。

【図10】上下区画部材および換気フードの断面図である。

【図11】上下区画部材の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しつつ説明する。図１から図５は、本実施形態に係るコージェネレーション装置１の正面図、背面図、右側面図、左側面図および平面図である。なお、図１（ａ）から図５（ａ）は、その内部構造図を示しており、図１（ｂ）から図５（ｂ）は、その外観図を示している。

【0013】

本実施形態は、本発明をコージェネレーション装置１に採用した場合について説明する。なお、コージェネレーション装置１とは、電力消費機器（負荷）への送電系統に、外部商用電源の商用電力系統と発電機１２の発電電力系統とを電気的に接続し、該負荷の需要電力を賄い、かつ、発電に伴い生じる廃熱を回収し、回収した廃熱を利用するシステムである。すなわち、コージェネレーション装置１は、エンジン１１により駆動された発電機１２からの発電電力を出力する発電機能に加えて、エンジン冷却水回路１３により循環されてエンジン１１の廃熱との熱交換により加熱された冷却水の廃熱をエンジン廃熱回収器２３によって回収する機能（この例では冷却水の廃熱を回収して給湯に利用する機能）を有している。

【0014】

図１から図５に示すように、本実施形態に係るコージェネレーション装置１は、略直方体に形成された筺体としてのパッケージ２を備えている。パッケージ２は、パッケージ２の上下方向Ｚの中央より上側寄りにおいて上下に区画する上下区画部材３２を境として、上下に２分割可能とされている。パッケージ２の下側（下方区画）には、エンジン室３および機器収納室４が設けられ、上側（上方区画）には吸気室５およびラジエータ・排気室６が設けられている。エンジン室３および機器収納室４は、隔壁７により左右に区画されている。

【0015】

（エンジン室）
エンジン室３は、パッケージ２の長手方向Ｘにおける一方側（本実施例では、図１（ａ）の左側、図１（ｂ）の右側）に位置している。エンジン室３において、エンジン１１を中心にして、長手方向Ｘにおける一方側には、エンジン１１の回転駆動により駆動される発電機１２が配置されている。

【0016】

エンジン１１は、例えばガスエンジンが採用され、燃料ガスと空気が混合されることによって起動される。そして、エンジン１１が回転駆動することによって、エンジン１１を連設される発電機１２が連動される。エンジン１１の上側周辺には、図１（ａ）、図２（ａ）、図４（ａ）に示すように、冷却水を循環させてエンジンを冷却するエンジン冷却水回路１３と、エンジン１１から排出される排気ガスとエンジン１１からの冷却水との間で熱交換を行う排気ガス熱交換器１４とが配置されている。

【0017】

（機器収納室）
機器収納室４は、パッケージ２の長手方向Ｘにおける他方側（図１（ａ）における右側）に位置している。機器収納室４において、パッケージ２の短手方向（前後方向）Ｙにおける一方側（この例では正面側）には、エンジン駆動系機器およびエンジン廃熱回収系機器を制御する制御装置１５等を含むコントローラボックス１７や電装機器系の操作部１８が配置されている（図１（ａ）参照）。また、パッケージ２の右側面２ｃのコントローラボックス１７に対応する位置には、コントローラボックス１７に向けて外気を取り入れるコントローラボックス換気口１７ａが設けられ（図３（ｂ）参照）、パッケージ２の正面２ａの操作部１８に対応する位置には、操作部１８を操作するための操作部扉１８ａが設けられている（図１（ｂ）参照）。

【0018】

パッケージ２の長手方向Ｘにおける他方側には、インバータ１９が配置されている（図３（ａ）参照）。また、パッケージ２の右側面２ｃのインバータ１９に対応する位置には、インバータ１９に向けて外気を取り入れるインバータ換気口１９ａが設けられている（図３（ｂ）参照）。

【0019】

パッケージ２の短手方向Ｙにおける他方側には、電装機器系を配線するターミナルユニット１６（端子台）が配置され、パッケージ２の長手方向Ｘにおける他方側の下部には、外気をエンジン室３内に吸引する換気ファン２１が配置されている（図２（ａ）参照）。また、パッケージ２の右側面２ｃには、エンジン室３内に外気を取り入れるエンジン室換気口２１ａが設けられている（図３（ｂ）参照）。

【0020】

パッケージ２の長手方向Ｘにおける中央部で短手方向Ｙにおける一方側には、サブオイルタンク２５と、リザーブオイルタンク２６が配置されている（図１（ａ）参照）。また、パッケージ２の長手方向Ｘにおける中央部で短手方向Ｙにおける他方側には、排気ガス熱交換器１４から流出される冷却水の廃熱を回収するエンジン廃熱回収器２３が配置されている（図２（ａ）参照）。

【0021】

次に、吸気室５およびラジエータ・排気室６を有する上部構造体３０について説明する。図６は、上部構造体３０の斜視図、図７は、図６のＡ―Ａ線矢視の断面図、図８は、上部構造体３０の要部を示す拡大断面図、図９は、上部構造体の上下区画部材および換気フードの分解斜視図、図１０は、上下区画部材および換気フードの断面図、図１１は、上下区画部材の断面図である。

【0022】

上部構造体３０は、直方体形状のフレーム体３１と、フレーム体３１の取り付けられるパッケージ構成板とを備えている。フレーム体３１は、床板を構成する板金からなる上下区画部材３２と、上下区画部材３２の長手方向Ｘの両側に立設された門形の支柱部材３５、３５と、左右の支柱部材３５、３５間に架設された前後水平部材３３、３４と、前後水平部材３３、３４の中間に設けられた中間支柱３６とを備えている。吸気室５とラジエータ・排気室６とは、例えば金属製板からなる隔壁３７で区画形成されている。

【0023】

（吸気室）
吸気室５は、上部構造体３０の長手方向Ｘの一方側に配置されている。吸気室５において、上部には外部から吸入される空気を浄化するエアクリーナ４０が配置され、下部にはエンジン１１の騒音を低減する吸気サイレンサ４１が配置されている。パッケージ２の左側面２ｄのエアクリーナ４０に対応する位置には、エアクリーナ４０に向けて外気を取り入れるエンジン吸気口４０ａが設けられている（図４（ｂ）参照）。

【0024】

（ラジエータ・排気室）
ラジエータ・排気室６は、吸気室５よりも上部構造体３０の長手方向Ｘの他方側に配置されている。すなわち、ラジエータ・排気室６は、エンジン室３の上部に位置する排気室６Ａと、機器収納室４の上部に位置するラジエータ室６Ｂとのそれぞれの空間が一体となったものであり、排気室６Ａとラジエータ室６Ｂとの間には、区画する隔壁は設けられていない。吸気室５、排気室６Ａおよびラジエータ室６Ｂは、上部構造体３０の長手方向Ｘの一方側から他方側に向けて一列に配置されている。

【0025】

ラジエータ・排気室６において、上下方向Ｚにおける中央部には、排気ガス熱交換器１４から流出される冷却水の廃熱を放熱するラジエータ４２が水平に配置されている。ラジエータ４２の４隅は支柱部材３５と中間支柱３６とに架設されている。パッケージ２の正面２ａ、背面２ｂ、右側面２ｃのラジエータ４２に対応する位置には、ラジエータ４２に向けて外気を取り入れるラジエータ換気口４２ａ、４２ｂ、４２ｃがそれぞれ設けられている（図１（ｂ）、図２（ｂ）、図３（ｂ）参照）。

【0026】

また、ラジエータ４２の上方には、制御装置１５により駆動制御されることによりラジエータ・排気室６内の空気を外部に排出してラジエータ４２を放熱するラジエータファン４３が配置されている。ラジエータファン４３は、Ｕ字状のフレーム部材４４に固定された状態で、前後水平部材３３、３４に取り付けられている。パッケージ２の上面２ｅのラジエータファン４３に対応する位置には、換気出口４３ａが設けられている（図５（ｂ）参照）。

【0027】

また、パッケージ２の短手方向Ｙにおける一方側には、エンジン冷却水回路１３に冷却水を補給するリザーブ冷却水タンク４７が配置されている。パッケージ２の短手方向Ｙにおける他方側には、排気ガスが外部へ排出される際の排気音を低減する排気サイレンサ４５が配置されている（図１（ａ）、図２（ａ）、図５（ａ）および図６参照）。パッケージ２の上面２ｅの排気サイレンサ４５に対応する位置には、排気出口開口４５ａが設けられている（図５（ｂ）参照）。

【0028】

上下区画部材３２におけるリザーブ冷却水タンク４７と排気サイレンサ４５との間には、間隔が設けられており、この間隔に、エンジン室３とラジエータ・排気室６とを連通する換気口４８が形成されている。換気口４８はラジエータファン４３からパッケージ２の長手方向Ｘにずらして設けられている。換気口４８の上部には、換気フード５０が設けられている。

【0029】

換気フード５０は、換気口４８の上方および開口周囲を覆い、換気フード５０の出口開口５０ａを換気口４８に対して対向しパッケージ２の短手方向Ｙにずらして設けている。これにより、エンジン室３からラジエータ室６Ｂ（ラジエータ・排気室６）に直接連通する換気口４８が設けられている。

【0030】

換気フード５０は、下面が開口された箱体からなり、前後壁部５１、５２と、前後壁部５１、５２に接続された両側壁部５３、５３と、天壁部５５とを備えている。天壁部５５は前面側に向けて下向きに傾斜して設けられている。

【0031】

後壁部５２および両側壁部５３、５３の下縁部は、換気口４８の縁部から立設されている凸部４８ａに嵌合固定されている。前壁部５１は換気口４８よりも前側に臨んでおり、前壁部５１の下端は、上下区画部材３２の上面と所定間隔を有している。

【0032】

換気口４８の前縁部から上向きに仕切り板５６が立設されている。仕切り板５６は、換気フード５０内部を前後に区画し、仕切り板５６の上端は、天壁部５５内面と所定間隔を有している。ここで、換気フード５０と仕切り板５６とにより、換気口４８とラジエータ・排気室６とに連通する換気通路５８が構成されている。換気通路５８は、換気口４８と連通する第１換気通路５８ａと、ラジエータ・排気室６に開口する第２換気通路５８ｂとを備えている。

【0033】

換気口４８はラジエータファン４３からパッケージ２の長手方向Ｘにずらして設けられているとともに、換気フード５０は、換気口４８の上方および開口周囲を覆っているので、換気出口４３ａから侵入する雨水が換気口４８に侵入し難くなる。このため、換気通路５８の開口を通気するのに十分な大きさとすることができる。

【0034】

上下区画部材３２におけるラジエータ４２に対向する部分には、雨水はけ部６０が設けられている。雨水はけ部６０は、パッケージ２の中央部から外縁辺部にかけて下降傾斜する形状としたものである。具体的には、雨水はけ部６０は、上下区画部材３２の一部を機械加工により上方に凸部となるように成形したもので、長手方向Ｘの他方側に向けて次第に低くなるように傾斜する天傾斜壁６１と、天傾斜壁６１の前後縁から延設された前後傾斜壁６２、６３と、天傾斜壁６１の最高縁から下方に延設された側壁６４とから構成されている。なお、上下区画部材３２の同等高さ位置に、ラジエータ換気口４２ａ、４２ｂ、４２ｃがそれぞれ設けられている。

【0035】

以上説明したコージェネレーション装置１では、運転を開始するにあたり、先ず、燃料ガスが、エンジン１１に供給されるとともに、吸気室５内に吸い込まれた空気が、エアクリーナ４０および吸気サイレンサ４１を介してエンジン１１に送られ、エンジン１１が起動する。エンジン１１が起動すると、エンジン１１から排気される排気ガスは、排気ガス熱交換器１４を経過し、排気サイレンサ４５にて消音された後に、パッケージ２の上方から外部へ排出される。

【0036】

一方、エンジン冷却水回路１３では、エンジン１１を冷却した冷却水は、ラジエータ４２および／またはエンジン廃熱回収器２３へ送られる。ラジエータ４２に送られた冷却水の廃熱は、ラジエータ４２によって放熱され、エンジン廃熱回収器２３に送られた冷却水の廃熱は、エンジン廃熱回収器２３によって回収される。そして、エンジン廃熱回収器２３および／またはラジエータ４２を通過したエンジン冷却水は、エンジン１１へ戻される。

【0037】

また、換気ファン２１およびラジエータファン４３の駆動により、パッケージ２内が換気される。すなわち、エンジン室３よび機器収納室４側において、エンジン室換気口２１ａを介してパッケージ２の内に吸入された空気（換気風）は、機器収納室４およびエンジン室３を流れ、エンジン室３からの換気風が、上方に流れて換気口４８を介して換気フード５０内に入る。換気フード５０内に入った換気風は、換気通路５８の第１換気通路５８ａ内を上方に流れた後に、天壁部５５に案内され第２換気通路５８ｂを下向きに流れて、出口開口５０ａから出て上下区画部材３２に落とされてラジエータ・排気室６に入る。ラジエータ・排気室６内の換気風は、ラジエータ４２を冷却した後に、換気出口４３ａから外気に排出される。

【0038】

本実施形態は、エンジン室３からラジエータ・排気室６に連通する換気口４８を設けることにより、エンジン室３とラジエータ室６Ｂとを直接に連通させ、しかも、換気フード５０により換気通路５８を形成しているので、エンジン室３内の換気風は、換気通路５８内を流れてスムーズにラジエータ室に入る。このため、換気風の流通抵抗を可及的に低下させることができ、換気風の圧損が少なくなる。

【0039】

このように、本実施形態では、換気口４８をラジエータファン４３からパッケージ２の長手方向Ｘにずらして設け、換気口４８の上方および周囲を換気フード５０で覆い、換気フード５０の出口開口５０ａを換気口４８に対して対向し、パッケージ２の短手方向Ｙにずらして設けているので、パッケージ２にラジエータファン４３上方から雨水がラジエータ室６Ｂに侵入した場合であっても、雨水が直接換気口４８に侵入するのを防止できるとともに、換気フード５０により通気路を確保することができる。この結果、エンジン室３内の換気風は、換気通路５８内を流れてスムーズにラジエータ室６Ｂに入るため、換気風の流通抵抗を可及的に低下させることができ、エンジン室３からラジエータ室６Ｂに至る換気経路を流れる換気風の圧損を低減できる。

【0040】

また、雨水が換気出口４３ａからパッケージ２内部に入った場合、ラジエータファン４３およびラジエータ４２を通過した雨水は、雨水はけ部６０上面に落下する。雨水はけ部６０上面に落下した雨水は、雨水はけ部６０の天傾斜壁６１、前後傾斜壁６２、６３および側壁６４を流れ、パッケージ２の中央部から外縁辺部に流れることとなる。さらに、雨水は、パッケージ２の正背面２ａ、２ｂおよび側面２ｃに設けられたラジエータ換気口４２ａ、４２ｂ、４２ｃを介して外部に流出することとなる。

【符号の説明】

【0041】

１ コージェネレーション装置
２ パッケージ
２ａ 正面
２ｂ 背面
２ｃ 右側面
２ｄ 左側面
２ｅ 上面
３ エンジン室
４ 機器収納室
５ 吸気室
６ ラジエータ・排気室
６Ａ 排気室
６Ｂ ラジエータ室
７ 隔壁
１１ エンジン
１２ 発電機
１３ エンジン冷却水回路
１４ 排気ガス熱交換器
１５ 制御装置
２１ 換気ファン
２１ａ エンジン室換気口
２３ エンジン廃熱回収器
３０ 上部構造体
３１ フレーム体
３２ 上下区画部材
３３ 前水平部材
３４ 後水平部材
３５ 支柱部材
３６ 中間支柱
３７ 隔壁
４０ エアクリーナ
４１ 吸気サイレンサ
４２ ラジエータ
４３ ラジエータファン
４３ａ 換気出口
４５ 排気サイレンサ
４８ 換気口
５０ 換気フード
５０ａ 出口開口
５１ 前壁部
５２ 後壁部
５３ 側壁部
５５ 天壁部
５６ 仕切り板
５８ 換気通路
６０ 雨水はけ部
６１ 天傾斜壁
６２ 前傾斜壁
６３ 後傾斜壁
６４ 側壁
Ｘ 長手方向
Ｙ 短手方向
Ｚ 上下方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】