JP7082547B2

JP7082547B2 - エンジン作業機

Info

Publication number: JP7082547B2
Application number: JP2018153926A
Authority: JP
Inventors: 勇人櫻木
Original assignee: Nippon Sharyo Ltd
Current assignee: Nippon Sharyo Ltd
Priority date: 2018-08-20
Filing date: 2018-08-20
Publication date: 2022-06-08
Anticipated expiration: 2038-08-20
Also published as: JP2020029773A

Description

本発明は、エンジン作業機に関し、詳しくは、ケーシングの内部に、発電機やコンプレッサ、油圧ユニット、ポンプなどの作業機と、該作業機を駆動するエンジンとを収納したエンジン作業機における冷却・防音構造に関する。

発電機などの作業機と、該作業機を駆動するエンジンとをケーシングの内部に収納したエンジン作業機では、一般に、点検扉に設けた開口部の内側に吸気ダクトを有している。また、エンジンや作業機の騒音が外部に漏れないように、吸気ダクトとエアクリーナの吸入口との間の流路に複数のダクトを設けた防音構造が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１４－３１７１９号公報

しかし、上述の特許文献１に記載されたエンジン作業機では、エアクリーナの吸入口から外部に漏れる騒音は、複数のダクトで形成された経路を通る間に減衰することから、一定の防音効果が得られるものの、その取付構造上、騒音の低減には限界があった。また、吸気ダクトに吸い込まれた冷却用の空気は、ケーシングの内部で自然に流れた後にラジエータに到達するため、その空気温度は外気温度に比べて高く、エンジンの冷却効果が損なわれるという課題があった。

そこで本発明は、騒音レベルを低く保ちながら冷却効率を向上させることができるエンジン作業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、本発明のエンジン作業機は、ケーシングの内部に、作業機と、該作業機を駆動するエンジンとを収納するとともに、前記ケーシングの側板部に、燃焼用及び冷却用の空気をケーシング内に吸い込む吸気口を備えたエンジン作業機において、前記ケーシングの内部に、前記吸気口から吸い込んだ空気を前記ケーシングの上部に向けてガイドする第１ダクトと、該第１ダクトを通った空気を前記ケーシングの上部で水平方向に向けてガイドする第２ダクトと、該第２ダクトを通った空気を前記ケーシングの上部で複数の流路に分ける吸気ガイドとを設け、該吸気ガイドは、前記第２ダクトの底板開口から流出した空気の一部を下方に向けてガイドするガイド板と、該ガイド板の板面に設けられるとともに、前記第２ダクトの底板開口から流出した空気の残部を水平方向に向けてガイドする第３ダクトとを有して構成され、前記ガイド板により下方に向けてガイドした空気が前記エンジンの燃焼用空気吸入口に吸入される燃焼用空気となり、前記第３ダクトにより水平方向に向けてガイドした空気が前記エンジンのラジエータに供給される冷却用空気となることを特徴としている。

また、前記吸気ガイドは、前記作業機を囲うスタンドの上部に設けられ、前記スタンドと前記第３ダクトとの間の空間に前記燃焼用空気吸入口を備えたエアクリーナが配置され、該エアクリーナは、前記燃焼用空気吸入口を下方に向けて開口していることを特徴としている。

さらに、前記スタンドは、上面に前記ガイド板を設けた上板と、該上板を支持する一対の支持脚とで枠組み形成され、前記上板における前記ガイド板を挟んだ両側部に、前記燃焼用空気を通過させる燃焼用空気流入用開口と燃焼用空気流出用開口とがそれぞれ設けられていることを特徴としている。

また、前記作業機は、筐体の一側方に吸気口と、他側方に排気口とをそれぞれ有して形成された発電機であり、前記スタンドにおける前記一対の支持脚間に前記排気口から放出された排風の流路と前記燃焼用空気の流路とを仕切る仕切板が設けられていることを特徴としている。

本発明によれば、ケーシングの内部に設けた吸気ガイドが第２ダクトから流出した空気の一部をガイド板により下方に向けてガイドし、残部を第３ダクトにより水平方向に向けてガイドするので、ガイド板及び第３ダクトのそれぞれが遮音板の機能を果たしつつ、外気温度に近い新鮮な空気をエンジンの吸入口とラジエータとに向かう流路に分けて直接に供給することが可能となり、エンジンの冷却効率を高めることができる。

また、スタンドと第３ダクトとの間の空間に配置したエアクリーナに備わる吸入口を下方に向けて開口しているので、遮音機能をより高めことができる。さらに、スタンドの上板に燃焼用空気流入用開口と燃焼用空気流出用開口とを設けているので、それぞれの開口に燃焼用空気を通過させてガイド板に回り込む流れを生成でき、燃焼用空気を途中で滞らずに流れ易くすることができる。また、スタンドの支持脚間に発電機の排風の流路と燃焼用空気の流路とを仕切る仕切板が設けられているので、排風が燃焼用空気の流れを乱すことを防止しつつ、発電機の騒音を低減することができる。

本発明の一形態例を示すエンジン作業機の正面図である。図１のＩＩ－ＩＩ断面図である。図１のＩＩＩ－ＩＩＩ断面図である。同じくエンジン作業機の要部拡大断面正面図である。

図１乃至図４は、本発明のエンジン作業機の一形態例を示すもので、エンジン作業機１１は、平面視長方形状の架台１２の４辺から上方に向かってそれぞれ立設した上部左側壁１３ａ，上部右側壁１３ｂ，制御盤側側壁１３ｃ及び排風室側側壁１３ｄと、各側壁１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄからなる側板部に囲まれた上部開口を覆う天井部材１３ｅとで直方体状に形成されたケーシング１３の内部に、長手方向（図１において左右方向）の中央部にエンジン１４を配置し、該エンジン１４の一側方（図１において右側）に作業機の一つである発電機１５を配置するとともに、エンジン１４の他側方（図１において左側）にラジエータファン１６、ラジエータ（図示せず）及び排風室１７を配置している。また、ケーシング１３の上部には、吸気管１８ａを介してエンジン１４に接続するエアクリーナ１８が配置されている。

ケーシング１３の側板部のうち、上部左側壁１３ａと上部右側壁１３ｂとには、エンジン１４などの保守作業を行うための点検口１３ｆ，１３ｇを開閉する点検扉１９，２０がそれぞれ設けられており、各点検扉１９，２０には、ケーシング１３の内部に冷却用及び燃焼用の空気を取り入れるための吸気口１９ａ，２０ａがそれぞれ設けられている。点検扉１９，２０の内側には、吸気口１９ａ，２０ａから吸い込んだ空気を、ケーシング１３の内部上方に導くとともに、空気に同伴された雨水を分離するための第１ダクト１９ｂ，２０ｂがそれぞれ設けられている。

点検口１３ｆ，１３ｇの上端より上方で、発電機１５の上方部分に位置する天井部材１３ｅの下部には、上部左側壁１３ａ及び上部右側壁１３ｂに平行な仕切壁１３ｈが設けられ、上部左側壁１３ａと仕切壁１３ｈとの間には、上部左側壁１３ａ側の第１ダクト１９ｂの上方に位置する第２ダクト２１が設けられ、上部右側壁１３ｂと仕切壁１３ｈとの間には、上部右側壁１３ｂ側の第１ダクト２０ｂの上方に位置する第２ダクト２２が設けられている。

上部左側壁１３ａ側の第２ダクト２１は、天井部材１３ｅと、仕切壁１３ｈと、上部左側壁１３ａ側に設けられた仕切壁１３ｉと、底板１３ｊとによって水平方向に向けて空気をガイドするように形成されており、底板１３ｊには、上部左側壁１３ａ側の第１ダクト１９ｂの上部開口１９ｃに連通する開口１３ｍが形成されている。また、上部右側壁１３ｂ側の第２ダクト２２は、天井部材１３ｅと、仕切壁１３ｈと、上部右側壁１３ｂ側に設けられた仕切壁１３ｎと、底板１３ｊとによって水平方向に向けて空気をガイドするように形成されており、底板１３ｊには、上部右側壁１３ｂ側の第１ダクト２０ｂの上部開口２０ｃに連通する開口１３ｏが形成されている。これらの各ダクト１９ｂ，２０ｂ，２１，２２の空気の流れ方向の断面積は、吸気口１９ａ，２０ａの開口面積に応じて設定されている。

さらに、前記底板１３ｊにおける開口１３ｍと開口１３ｏとの中間部には、第２ダクト２１，２２内の空気を吸気ガイド２３に導くための開口１３ｐが設けられている。吸気ガイド２３は、発電機１５を囲うスタンド２４の上部に設けられており、開口１３ｐから流出した空気の一部を下方に向けてガイドするガイド板２５と、開口１３ｐから流出した空気の残部を水平方向に向けてガイドする第３ダクト２６とを有して構成されている。

ガイド板２５は、制御盤側側壁１３ｃ及び排風室側側壁１３ｄに平行な略正方形状の立板部２５ａを有して両第１ダクト１９ｂ，２０ｂの間に配置され、その両側を制御盤側側壁１３ｃの方向に曲げて側板部２５ｂとし、立板部２５ａの上端を開口１３ｐに近接した状態で、スタンド２４の上板２４ａに設けられている。第３ダクト２６は、底板２６ａの両側を上方に曲げて側板部２６ｂとし、この側板部２６ｂの上端を立板部２５ａの上端に高さ方向に揃えた状態で、立板部２５ａにおけるエンジン１４側の板面に片持ち状に設けられている。これにより、開口１３ｐから流出した空気のうち、ガイド板２５により下方に向けてガイドした空気はエアクリーナ１８に備えた燃焼用空気吸入口１８ｂに吸入される燃焼用空気となる。一方、第３ダクト２６により水平方向に向けてガイドした空気はラジエータに供給される冷却用空気となる。

エアクリーナ１８は、高さが高いエンジン１４の上方を避けてスタンド２４の上方で、第３ダクト２６の下方の空間に配置されている。また、エアクリーナ１８は、その上部を第３ダクト２６の底板２６ａの下面に取り付けた状態で、燃焼用空気吸入口１８ｂを下方に向けて開口するように設置されている。

スタンド２４は、上面に前記ガイド板２５を設けた上板２４ａと、この上板２４ａを支持する一対の板状の支持脚２４ｂ，２４ｂとで枠組みし、発電機１５の筐体の一側方に設けた吸気口１５ａと、他側方に設けた排気口１５ｂとを一体で囲うように形成されている。また、上板２４ａにおけるガイド板２５を挟んだ長手方向の両側部には、燃焼用空気を通過させる燃焼用空気流入用開口２４ｃと燃焼用空気流出用開口２４ｄとがそれぞれ設けられている。さらに、スタンド２４の内側には、両支持脚２４ｂ，２４ｂ間に架け渡されるとともに、燃焼用空気流出用開口２４ｄにおけるエンジン１４側の縁部２４ｅに沿って仕切板２７が設けられている。仕切板２７は、その板端が発電機１５の筐体の外形に対応して円弧状に形成されており、排気口１５ｂから放射状に放出された排風の流路と、燃焼用空気の流路とを仕切るものである。

このように形成したエンジン作業機１１では、吸気口１９ａ，２０ａに吸い込まれた空気は、図２の矢印Ａで示すように、第１ダクト１９ｂ，２０ｂから上部開口１９ｃ，２０ｃ及び開口１３ｍ，１３ｏを通って第２ダクト２１，２２に流入し、水平方向にガイドされて第２ダクト２１，２２の底板１３ｊの開口１３ｐから流出し、吸気ガイド２３で分岐されてケーシング１３の内部に流れ込む。開口１３ｐから流出した空気の一部は、ガイド板２５の立板部２５ａ及び側板部２５ｂにより下方に向けてガイドされ、燃焼用空気として燃焼用空気流入用開口２４ｃを通ってスタンド２４の内部に流入する。一方、開口１３ｐから流出した空気の残部は、図３及び図４の矢印Ｂで示すように、第３ダクト２６の底板２６ａ及び側板部２６ｂにより水平方向に向けてガイドされ、冷却用空気としてラジエータファン１６に吸い込まれてラジエータでエンジン冷却水を冷却し、排風室１７を通ってケーシング１３の上部から外部に排出される。

また、燃焼用空気流入用開口２４ｃからスタンド２４の内部に流入した空気の一部は、図４の矢印Ａで示すように、発電機１５の上部においてエンジン１４側に導かれ、燃焼用空気流出用開口２４ｄを通ってエアクリーナ１８の燃焼用空気吸入口１８ｂに吸入される。一方、スタンド２４の内部に流入した空気の残部は、図４の矢印Ｃで示すように、発電機１５の吸気口１５ａに吸い込まれて冷却用空気となる。また、発電機１５の排気口１５ｂから放出された排風は、図４の矢印Ｄで示すように、スタンド２４の上板２４ａと、両支持脚２４ｂ，２４ｂと、仕切板２７とにより水平方向に向けてガイドされ、ケーシング１３の内部を排風室１７に向かう方向に流れる。

このように、ケーシング１３の内部に設けた吸気ガイド２３が第２ダクト２１，２２から流出した空気の一部をガイド板２５により下方に向けてガイドし、残部を第３ダクト２６により水平方向に向けてガイドするので、ガイド板２５及び第３ダクト２６のそれぞれが遮音板の機能を果たしつつ、外気温度に近い新鮮な空気をエンジン１４の燃焼用空気吸入口１８ｂとラジエータとに向かう流路に分けて直接に供給することが可能となり、エンジン１４の冷却効率を高めることができる。

また、スタンド２４と第３ダクト２６との間の空間に配置したエアクリーナに備わる燃焼用空気吸入口１８ｂを下方に向けて開口しているので、遮音機能をより高めことができる。さらに、スタンド２４の上板２４ａに燃焼用空気流入用開口２４ｃと燃焼用空気流出用開口２４ｄとを設けているので、それぞれの開口２４ｃ，２４ｄに燃焼用空気を通過させてガイド板２５に回り込む流れを生成でき、燃焼用空気を途中で滞らずに流れ易くすることができる。また、スタンド２４の支持脚２４ｂ，２４ｂ間に発電機１５の排風の流路と燃焼用空気の流路とを仕切る仕切板２７が設けられているので、排風が燃焼用空気の流れを乱すことを防止しつつ、発電機１５の騒音を低減することができる。

なお、本発明は、前記形態例に限定されるものでなく、吸気ガイドは、第２ダクトから流出した空気を整流可能な構造であれば、形状は任意であり、各種機器のサイズや配置などに応じて適宜に形状を変更することができる。また、各ダクトの長さや断面積は、空気の流れの状態に応じて適宜設定することができる。さらに、発電機の排気口を下向きに配置して仕切板を設けない構成も可能である。

１１…エンジン作業機、１２…架台、１３…ケーシング、１３ａ…上部左側壁、１３ｂ…上部右側壁、１３ｃ…制御盤側側壁、１３ｄ…排風室側側壁、１３ｅ…天井部材、１３ｆ，１３ｇ…点検口、１３ｈ，１３ｉ…仕切壁、１３ｊ…底板、１３ｍ…開口、１３ｎ…仕切壁、１３ｏ，１３ｐ…開口、１４…エンジン、１５…発電機、１５ａ…吸気口、１５ｂ…排気口、１６…ラジエータファン、１７…排風室、１８…エアクリーナ、１８ａ…吸気管、１８ｂ…燃焼用空気吸入口、１９…点検扉、１９ａ…吸気口、１９ｂ…第１ダクト、１９ｃ…上部開口、２０…点検扉、２０ａ…吸気口、２０ｂ…第１ダクト、２０ｃ…上部開口、２１，２２…第２ダクト、２３…吸気ガイド、２４…スタンド、２４ａ…上板、２４ｂ…支持脚、２４ｃ…燃焼用空気流入用開口、２４ｄ…燃焼用空気流出用開口、２４ｅ…縁部、２５…ガイド板、２５ａ…立板部、２５ｂ…側板部、２６…第３ダクト、２６ａ…底板、２６ｂ…側板部、２７…仕切板

Claims

ケーシングの内部に、作業機と、該作業機を駆動するエンジンとを収納するとともに、前記ケーシングの側板部に、燃焼用及び冷却用の空気をケーシング内に吸い込む吸気口を備えたエンジン作業機において、前記ケーシングの内部に、前記吸気口から吸い込んだ空気を前記ケーシングの上部に向けてガイドする第１ダクトと、該第１ダクトを通った空気を前記ケーシングの上部で水平方向に向けてガイドする第２ダクトと、該第２ダクトを通った空気を前記ケーシングの上部で複数の流路に分ける吸気ガイドとを設け、該吸気ガイドは、前記第２ダクトの底板開口から流出した空気の一部を下方に向けてガイドするガイド板と、該ガイド板の板面に設けられるとともに、前記第２ダクトの底板開口から流出した空気の残部を水平方向に向けてガイドする第３ダクトとを有して構成され、前記ガイド板により下方に向けてガイドした空気が前記エンジンの燃焼用空気吸入口に吸入される燃焼用空気となり、前記第３ダクトにより水平方向に向けてガイドした空気が前記エンジンのラジエータに供給される冷却用空気となることを特徴とするエンジン作業機。
前記吸気ガイドは、前記作業機を囲うスタンドの上部に設けられ、前記スタンドと前記第３ダクトとの間の空間に前記燃焼用空気吸入口を備えたエアクリーナが配置され、該エアクリーナは、前記燃焼用空気吸入口を下方に向けて開口していることを特徴とする請求項１記載のエンジン作業機。
前記スタンドは、上面に前記ガイド板を設けた上板と、該上板を支持する一対の支持脚とで枠組み形成され、前記上板における前記ガイド板を挟んだ両側部に、前記燃焼用空気を通過させる燃焼用空気流入用開口と燃焼用空気流出用開口とがそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項２記載のエンジン作業機。
前記作業機は、筐体の一側方に吸気口と、他側方に排気口とをそれぞれ有して形成された発電機であり、前記スタンドにおける前記一対の支持脚間に前記排気口から放出された排風の流路と前記燃焼用空気の流路とを仕切る仕切板が設けられていることを特徴とする請求項３記載のエンジン作業機。