(57)【要約】【課題】小型であり、放熱、排気、消音機能に優れている。【解決手段】内燃機関２と、内燃機関２の周囲を覆う筐体１４とを備え、筐体１４が、内燃機関２側から順に、冷媒４２ａを収容する冷媒部４２、第１のポーラス部４３、空隙部４４、シール部４５、第２のポーラス部４６を層状に設けて形成することによって、冷媒４２ａが内燃機関２から発生した熱を吸収し、外側に位置するシール部４５、第２のポーラス部４６に伝えることで放熱し、排気部３２と第２のポーラス部４６を接続することによって効率良く排気し、シール部４５の重量物による遮音に加えて、第１のポーラス部４３と空隙部４４、第２のポーラス部４６と外部とによる吸音により、消音を行う。【選択図】図６
2010090871.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電部を駆動する内燃機関と、
上記内燃機関の周囲を覆う筐体とを備え、
上記筐体は、上記内燃機関を最内部に配置し、上記内燃機関の外側に、冷媒を収容する冷媒部を設け、該冷媒部の外側に、第１のポーラス部を設け、該第１のポーラス部の外側に、空隙部を介して第２のポーラス部を設け、該第２のポーラス部の内側又は外側にシール部を設け、
上記内燃機関と外部とを接続する吸気部を、上記冷媒部、上記第１のポーラス部、上記空隙部、上記シール部、上記第２のポーラス部を貫通して設け、
上記内燃機関と外部とを接続する排気部を、上記冷媒部、上記第１のポーラス部、上記空隙部、上記シール部を貫通し、第２のポーラス部に接続して設け、
上記内燃機関から発生した熱は、上記冷媒部の冷媒に吸収され、気化した上記冷媒は、上記第１のポーラス部を通過し、上記シール部に接することで、放熱されると共に、凝縮し、液化した冷媒は、上記第１のポーラス部を介して、上記冷媒部に戻り、
上記内燃機関から発生した音は、上記第１のポーラス部と上記空隙部とで吸音され、更に、上記シール部で低下され、
上記内燃機関から発生したガスは、上記排気部から上記第２のポーラス部を介して排気される小型発電機。
【請求項２】
上記内燃機関と上記冷媒部と間に、更なるシール部を設け、この更なるシール部によって、上記内燃機関から発生した音を低下させる請求項１記載の小型発電機。
【請求項３】
上記第１のポーラス部には、上記内燃機関側から上記空隙部への向きに対して、略縦向きの微細孔が形成されている請求項１記載の小型発電機。
【請求項４】
上記第２のポーラス部は、略横向きの微細孔が形成されている請求項３記載の小型発電機。
【請求項５】
上記第２のポーラス部の内側又は外側に設けられたシール部及び／又は上記内燃機関と上記冷媒部との間に設けられた更なるシール部は、銅や銅合金、鉄や鉄合金、アルミニウムやアルミニウム合金で表面処理された材料、セラミック材料のうち１又は複数からなる請求項２記載の小型発電機。
【請求項６】
上記筐体は、更に、ケース内に収容され、
上記ケース内には、上記発電部が配設されている請求項１記載の小型発電機。
【請求項７】
上記ケース内には、二次電池が配設されている請求項６記載の小型発電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、消音、放熱、排気機能に優れ、小型化された小型発電機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、小型化された可搬可能な電気機器は、電源に電池を用い、電池で動作させており、長時間の使用に対しては、容量の大きい電池を用いるようにしている。また、消費電力の少ない電気機器では、周囲の未利用エネルギーである光・熱・運動エネルギーを用いた環境発電・エネルギー回生などによっても動作させるものがある。また、より大きな電力が必要な場合は、内燃機関を用いた発電機が利用される（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
内燃機関を用いた発電機は、電気機器に組み込んで利用するには大きすぎ、出力としては小型のものでも１ｋＷ程度である。このような発電機は、常に携行するには大きすぎて不便である。また、発電機は、音・振動が大きく、音は装置近傍で６０ｄＢ以上にもなる。なお、燃料としては、一般的にガソリン燃料・ディーゼル燃料・灯油などが用いられている。
【０００４】
電池式の電気機器では、電源コンセントがない場所で長時間使用する場合、大容量の電池を用意したり、交換用の電池を複数用意する必要があり、その重量は増加してしまう。また、電気機器周辺に存在する未利用の光・熱・運動エネルギーを用いた環境発電やエネルギー回生では、電気機器を動作させることができる十分な電力発生させることもできない。このため、消費電力が例えば２０Ｗ以上の電気機器では、環境発電やエネルギー回生による発電方法を利用することは困難である。
【０００５】
現状の技術では、携行する電気機器よりその電気機器が必要とする電力を賄う発電機の方が大きくなり、容積・重量が携行する者に負担となる。また、従来の内燃機関を利用した発電機は、筐体内に、内燃機関から発生したガスを排気するためのマフラ、排気ガス除害筒や内燃機関から発生した熱を放熱するための冷却デバイスが設けられているため、内燃機関の容積が大きくなってしまう。また、内燃機関を利用した発電機では、騒音や振動の対策を採っておらず、発生する騒音・振動エネルギーが大きくなってしまう。このような発電機では、騒音対策を施したものであっても、例えば５０ｄＢ以下の静粛性を実現することはできない。このため、このような発電機は、音を扱う電気機器やユーザの身辺に置いて利用されることが多い電気機器への適用が困難である。また、発電機では、たとえ音を扱う電気機器への適用に耐える静粛性を実現できるように機器に必要な対策をした場合であっても、筐体や隔壁などが大きな構造となり、可搬型の電気機器に適した大きさにまで小型化することが困難である。
【０００６】
また、燃料を利用した発電機は、利用可能な燃料が限られている。このため、燃料の利活用を地域・用途にあわせ細分化する可能性が乏しくなる。このことは、今後、エネルギー資源が問題視される中、解決すべき課題となると予測される。
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−２００８９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、小型であり、内燃機関から発生した熱を放熱することができ、内燃機関から発生した音を低下させることができ、内燃機関から発生したガスを排気することができると共に、携行可能な電気機器に最適な小型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】
【０００９】
上述した目的を達成する本発明に係る小型発電機は、発電部を駆動する内燃機関と、内燃機関の周囲を覆う筐体とを備える。筐体は、内燃機関を最内部に配置し、内燃機関の外側に、冷媒を収容する冷媒部を設け、該冷媒部の外側に、第１のポーラス部を設け、該第１のポーラス部の外側に、空隙部を介して第２のポーラス部を設け、第２のポーラス部の内側又は外側にシール部が設けられている。
【００１０】
内燃機関と外部とを接続する吸気部は、冷媒部、第１のポーラス部、空隙部、シール部、第２のポーラス部を貫通して設けられている。内燃機関と外部とを接続する排気部は、冷媒部、第１のポーラス部、空隙部、シール部を貫通し、第２のポーラス部に接続して設けられている。
【００１１】
本発明では、内燃機関から発生した熱を冷媒部の冷媒に吸収させ、気化した冷媒が第１のポーラス部を通過し、シール部に接することで放熱すると共に凝縮し、液化した冷媒が、第１のポーラス部を介して、冷媒部に戻る。
【００１２】
また、本発明では、内燃機関から発生した音を、第１のポーラス部と空隙部とで吸音し、更に、シール部で低下させる。
【００１３】
また、本発明では、内燃機関から発生したガスを、排気部から第２のポーラス部を介して排気する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明では、内燃機関を最内部に配置し、その外側に順に、冷媒部、第１のポーラス部、シール部、第２のポーラス部を層状に設け、放熱、消音、排気の機能を備えた筐体を内燃機関の周囲に設ける。これにより、本発明は、小型であっても、内燃機関から発生した音を低下させることができ、静粛性を実現でき、内燃機関から発生した熱及び排気ガスを適切に放熱、排気できる。本発明では、小型であり、消音、放熱、排気を適切に行うことができるため、小型の電気機器に電力を供給するために、電気機器に内蔵したり、電気機器と共に携行することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、発明を実施するための最良の形態（以下、実施の形態とする）について説明する。なお、説明は、以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（小型発電機の例）
２．第２の実施の形態（小型発電機を電気機器に内蔵した例）
３．第３の実施の形態（小型発電機から電源コードを介して電気機器に電力を供給する例）
４．第４の実施の形態（小型発電機から無線で電気機器に電力を供給する例）
【００１６】
＜第１の実施の形態＞
［小型発電機］
以下、本発明を適用した小型発電機について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
この小型発電機１は、図１に示すように、運動エネルギを発生する内燃機関２と、内燃機関２によって駆動され、ＤＣ電力を出力する発電機３と、内燃機関２に供給する燃料を蓄える燃料貯蔵部となる燃料タンク４と、発電機３で発生された電力を蓄える二次電池５とを備える。
【００１８】
内燃機関２は、例えばレシプロエンジンからなる。内燃機関２には、燃料タンク４から燃料がキャブレタ６を介して供給される。キャブレタ６は、燃料を所定の混合比で吸気した空気と混合するとともに、混合ガスの流入量を制御して、混合ガスを内燃機関２に供給する。内燃機関２は、キャブレタ６からの混合ガスを燃焼することによって発生する熱エネルギの一部を力学的エネルギに変換して、発電機３を回転駆動させる。そして、力学的エネルギに変換されなかった残りの熱エネルギは、熱としてそのまま周囲に放出される。また、内燃機関２は、発生したガスを排気する際に音を発する。
【００１９】
発電機３は、内燃機関２から伝達された力学的エネルギに比例した電力を発生する。すなわち、発電機３は、例えばその内部に整流器を有し、内燃機関２の回転数に比例したＤＣ電力の電力を発生して、ＤＣ／ＤＣコンバータ７に供給する。ＤＣ／ＤＣコンバータ７は、発電機３で発生したＤＣ電力を、二次電池５に送り、二次電池５を充電したり、電気機器８内で必要とされる所望の電力に変換し電気機器８の電気回路に電力を供給する。
【００２０】
なお、小型発電機１は、ＤＣ／ＡＣコンバータ９を備えていてもよい。ＤＣ／ＡＣコンバータ９は、ＤＣ／ＤＣコンバータ７からのＤＣ電力を、例えば６０Ｈｚ、１００ＶのＡＣ電力に変換して出力する。これにより、小型発電機１は、商用電源としても用いることができる。また、小型発電機１では、ＤＣ／ＤＣコンバータ７から直接電気機器８にＤＣ電力を供給する場合には、二次電池５を備えていなくてもよい。
【００２１】
さらに、この小型発電機１は、その負荷に応じて発生する電力を制御するようになっており、内燃機関２の回転数を負荷に応じて制御する制御回路を有する。この制御回路は、各種センサ１０と、各種センサ１０からの信号に基づいて内燃機関２、発電機３等を制御するコントローラ１１と、図示しない各種アクチュエータとを備える。
【００２２】
各種センサ１０は、例えばキャブレタ６に供給される燃料の量を示す供給量信号を検出する燃料センサ、キャブレタ６のスロットルバルブの開閉度を示す開閉度信号を検出する混合器ガス流量センサ、内燃機関２の回転数を示す回転数信号を検出する回転数センサ、発電機３の出力電圧を示す出力圧力信号を検出する電圧センサ等からなる。なお、小型発電機１は、センサによる信号に基づいてコントローラ１１で自動調整するようにしてもよい。
【００２３】
コントローラ１１は、各種センサ１０からの信号に基づき、小型発電機１のその時々の負荷に応じて、キャブレタ６のスロットルバルブ用のアクチュエータ等を制御する。
【００２４】
また、この小型発電機１は、小型発電機１の駆動を開始するためのスタータ１２を備えてもよい。また、上述では、内燃機関２としてレシプロエンジンを用いて説明したが、これに限定されず、他の種類のエンジン、例えば、タービンエンジンを用いるようにしてもよい。
【００２５】
［小型発電機の各構成］
小型発電機１は、図２乃至図５に示すように、ケース１３内に、内燃機関２と、発電機３と、燃料タンク４と、二次電池５と、内燃機関２の周囲を覆う筐体１４とが収容されている。小型発電機１は、内燃機関２と、発電機３や燃料タンク４、二次電池５とが、これらの間に設けたジョイント部１５において接続されている。
【００２６】
なお、図３は、小型発電機１を図２中矢印Ａ方向から見たケース１３及び筐体１４の断面図であり、図４は、小型発電機１を図２中矢印Ｂ方向から見たケース１３及び筐体１４の断面図であり、図５は、小型発電機１を図２中矢印Ｃ方向から見たケース１３及び筐体１４の断面図である。
【００２７】
ケース１３は、図２に示すように、筒状に形成され、全体が片手又は両手で把持できる程度の大きさで形成されている。このケース１３は、内燃機関２から発生した熱を放熱できるもので形成されている。ケース１３には、図４に示すように、上面の内燃機関２の吸気管３１と対向する位置に、吸気管３１と連続する吸気孔２１が形成されている。吸気孔２１は、内燃機関２が吸気管３１から吸気可能にする。また、ケース１３には、図５に示すように、側面の内燃機関２の排気管３２と対向する位置に、排気管３２から出てきた排気ガスを外部に排気するための排気孔２２が設けられている。排気孔２２は、排気ガスを効率良く排気できるように、例えば、排気管３２の断面積よりも広い面積で形成されている。なお、ケース１３は、必要に応じて設けるようにしてもよい。
【００２８】
内燃機関２は、ケース１３の長手方向の一端側に配置されている。内燃機関２は、例えばレシプロエンジンで、シリンダ容積が１０ｃｃ未満のものである。内燃機関２には、外気を吸気するための吸気管３１と、内部で発生した排気ガスを排気する排気管３２と、発電機３に力学的エネルギを伝達する回転軸３３とを備える。この内燃機関２は、シリンダ容積が１０ｃｃ未満のものであるため、従来の小型の内燃機関２よりも小さく、その分、従来の小型の内燃機関２よりも騒音や振動が低減されている。
【００２９】
吸気管３１は、筒状に形成され、キャブレタ６と、ケース１３の上面に形成された吸気孔２１との間を接続し、キャブレタ６に外気を吸気する。
【００３０】
排気管３２は、筒状に形成され、内燃機関２からケース１３側に向かって、断面が広くなっており、効率良く排気できるようになっている。排気管３２は、シリンダと、ケース１３の側面に形成された排気孔２２との間に設けられ、シリンダ内で発生した排気ガスや未燃焼燃料を排気する。この排気管３２内には、後述する触媒作用を有する第２のポーラス部４６が設けられている。
【００３１】
回転軸３３は、内燃機関２のジョイント部１５側の側面に突出して設けられ、一端が図示しないクランクシャフトと接続され、他端が発電機３と接続されている。内燃機関２は、ジョイント部１５において、回転軸３３によって、発電機３と接続され、力学的エネルギを発電機３に伝えることができる。
【００３２】
また、内燃機関２には、燃料タンク４から燃料を給油するための、図示しない給油口が設けられている。内燃機関２は、燃料に炭化水素系燃料や水素燃料、ガソリン、軽油等の化石燃料、バイオマス由来のアルコール燃料等を用いることができる。内燃機関２は、燃料を継ぎ足すことによって、連続運転が可能となり、長時間駆動することができる。
【００３３】
なお、内燃機関２では、容積型内燃機関２のレシプロエンジンを１２００ｒｐｍ未満の低速回転し、人間の可聴域の下限を下回る動作音を出すようにしてもよい。また、内燃機関２では、速度型内燃機関２であるタービンエンジンを用いてもよく、この場合には１２０万ｒｐｍを超える高速回転とすることで、可聴域の上限である２００００Ｈｚを超える周波数の動作音を出すようにしてもよい。これにより、小型発電機１の騒音を低減させることができる。また、キャブレタ６や内燃機関２としては、あらかじめ各燃料に応じて空燃比、圧縮比、プラグ温度などが調整されたものを用いてもよい。
【００３４】
燃料タンク４は、ケース１３の長手方向の他端側に発電機３や二次電池５と並んで配置され、ジョイント部１５において内燃機関２に対して供給可能に取り付けられている。燃料タンク４は、内燃機関２に対して交換可能に取り付けるもの、または内燃機関２に対して据付のものであってもよい。燃料タンク４が交換可能な場合には、燃料タンク４そのもの、又は燃料タンク４の一部が交換可能なものである。燃料タンク４が据付の場合には、燃料タンク４に給油口を設けて、燃料タンク４に燃料を給油する。
【００３５】
なお、小型発電機１では、燃料の補充や燃料タンク４の交換作業を行っている間、内燃機関２の動作を十分に継続できるように、予備の燃料タンク４等、予備の燃料貯蔵部を有していてもよい。この予備の燃料貯蔵部は、燃料タンク４等の燃料貯蔵部と共通であっても、個別であってもよい。また、小型発電機１には、予備燃料以外、即ち通常使用している燃料タンク４の燃料が少なくなった場合に、燃料が少なくなってきていることを告知する機構を設けてもよい。燃料が少なくなったことを告知する方法としては、燃料タンク４の燃料部分の一部を透明とし、燃料の残量を目視で確認する形であったり、燃料の重量や液位を捕らえるセンサから得られる情報を可視情報や音声情報で告知する形であってもよい。
【００３６】
発電機３は、発電部となり、ケース１３の長手方向の他端側に、燃料タンク４や二次電池５と並んで配置され、ジョイント部１５側の側面に、内燃機関２の回転軸３３が接続されている。発電機３は、内燃機関２が発生した力学的エネルギが回転軸３３を介して伝達される。発電機３は、内燃機関２の力学的エネルギを電力に変換してＤＣ電力を発生し、このＤＣ電力をＤＣ／ＤＣコンバータ７を介して、ノートパソコンや業務用のビデオカメラ等の電気機器８に電力を供給する。また、発電機３は、内燃機関２からＤＣ電力をＤＣ／ＤＣコンバータ７から二次電池５に供給し、二次電池５を充電することで二次電池５を介して、電気機器８に電力を供給する。また、発電機３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ７から出力したＤＣ電力をＤＣ／ＡＣコンバータ９に供給し、ＡＣ電力に変換して、商業用の電源として用いることができる。
【００３７】
二次電池５は、例えばリチウムイオン二次電池等であり、燃料タンク４や発電機３と同様に、ケース１３の長手方向の他端側に配置され、ジョイント部１５において、ＤＣ／ＤＣコンバータ７と電気的に接続されている。二次電池５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ７を介して供給されたＤＣ電力によって充電され、蓄電する部分となる。二次電池５は、用途に応じて充電容量の異なるものを用いることができ、用途に応じて付け替えることができる。なお、ここでは、二次電池５は、小型発電機１の内部に備えるものとして説明したが、このことに限らず、電気機器８側に備えるようにしてもよい。なお、二次電池５は、必要に応じて設ける。
【００３８】
なお、ジョイント部１５は、内燃機関２と、発電機３や燃料タンク４、二次電池５とを接続する部分である。このジョイント部１５は、内燃機関２の回転軸３３と発電機３とを接続し、内燃機関２に燃料を供給可能に燃料タンク４と内燃機関２を接続する。
【００３９】
筐体１４は、内燃機関２を最内部に配置し、内燃機関２の周囲をケース１３内で覆うものである。この筐体１４は、図３乃至図６に示すように、内燃機関２の外側に、第１のシール部４１を設け、この第１のシール部４１の外側に、冷媒４２ａを収容する冷媒部４２を設け、該冷媒部４２の外側に、第１のポーラス部４３を設け、該第１のポーラス部４３の外側に、空隙部４４を介して第２のシール部４５を設け、第２のシール部４５の外側に、第２のポーラス部４６を設けたものである。この筐体１４は、ケース１３との間に、空間からなる間隙部４７を設けて、ケース１３内に収容されている。なお、筐体１４及び内燃機関２は、図示しない取り付け具によって、ケース１３内に固定されている。
【００４０】
筐体１４には、図６に示すように、内燃機関２の吸気管３１が第１のシール部４１、冷媒部４２、第１のポーラス部４３、空隙部４４、第２のシール部４５、第２のポーラス部４６を貫通している。また、筐体１４には、内燃機関２の排気管３２が第１のシール部４１、冷媒部４２、第１のポーラス部４３、空隙部４４、第２のシール部４５を貫通し、第２のポーラス部４６と接続されている。第２のポーラス部４６は、内燃機関２の排気管３２内にも設けられている。
【００４１】
第１のシール部４１は、例えば銅や銅合金、鉄や鉄合金、アルミニウムやアルミニウム合金で冷媒４２ａに対して腐食性を有する材料や腐食処理を表面に施した材料、セラミック材料のうち１又は複数からなるものであり、高熱伝導率を有する。第１のシール部４１は厚さ０〜５ｃｍ程度である。この第１のシール部４１は、図６に示すように、吸気管３１及び排気管３２を含む内燃機関２の全体の外周面を覆い、内燃機関２の密閉性を確保している。第１のシール部４１は、内燃機関２の全体を覆うことによって、吸気管３１から空気や排気管３２から排気ガスや未燃焼燃料が漏れることや冷媒４２ａが内燃機関２、吸気管３１及び排気管３２に入り込むことを防止できる。また、第１のシール部４１は、内燃機関２から発生した排気ガスを排気する際の騒音や内燃機関２の力学的エネルギによる騒音を低下させる。また、第１のシール部４１は、高熱伝導率を有するため、内燃機関２から発生した熱を冷媒部４２に伝導する。なお、この第１のシール部４１は、内燃機関２の密閉性が高い場合には、密閉性の観点から設ける必要がなく、即ち第１のシール部４１の厚さが０ｃｍである。
【００４２】
冷媒部４２は、第１のシール部４１の外側に設けられ、内燃機関２が発生した熱を吸収する冷媒４２ａが収容されている。この冷媒部４２は厚さが０〜１ｃｍ程度である。冷媒４２ａとしては、水、炭化水素系冷媒が挙げられる。この冷媒４２ａは、内燃機関２から発生した熱を吸収し、気化し、第１のポーラス部４３の微細孔４３ａを通過する。そして、冷媒４２ａは、第２のシール部４５と接して凝縮することで、液化し、液化した冷媒４２ａが第１のポーラス部４３の微細孔４３ａの毛細管力により、小型発電機１の姿勢によらず、第１のポーラス部４３の微細孔を通過し、冷媒部４２に戻る。したがって、冷媒４２ａは、冷媒部４２と空隙部４４との間を循環することで、内燃機関２から発生した熱を第２のシール部４５に伝導する。
【００４３】
なお、冷媒部４２の厚さが０ｃｍとは、冷媒４２ａを第１のポーラス部４３に染み込ませることによって、第１のポーラス部４３の内周部が冷媒部４２となり、第１のシール部４１と第１のポーラス部４３との間に冷媒部４２を設ける必要がないこと示す。
【００４４】
第１のポーラス部４３は、冷媒部４２の外側に設けられる。第１のポーラス部４３は、微細孔４３ａが形成された多孔質の材料で形成されている。第１のポーラス部４３を形成する多孔質の材料としては、冷媒４２ａに対して腐食性を有する材料や表面処理が施された材料、例えば、Ｓｉ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３等のセラミック、カーボン、銅等の金属、酸化銅（Ｃｕ２Ｏ、ＣｕＯ）等の金属酸化物からなる。第１のポーラス４３は、厚さ０μｍより大きく１ｃｍ程度までである。
【００４５】
第１のポーラス部４３は、微細孔４３ａの孔径が１０ｎｍ〜１ｃｍ程度であり、開口率は５×１０−１３〜１である。微細孔４３ａは、図７に示すように、冷媒部４２側から空隙部４４側への向きに対して略縦向き形成されている。即ち、微細孔４３ａは、冷媒部４２と空隙部４４とを繋ぐような向きで形成されている。微細孔４３ａの形状は、例えばロータス形状のように連続した孔で冷媒部４２と空隙部４４を接続する孔である。
【００４６】
第１のポーラス部４３は、冷媒部４２と空隙部４４とを繋ぐような向きで形成した微細孔４３ａを介して気化した冷媒４２ａを冷媒部４２から空隙部４４側に通過させ、凝縮して液化した冷媒４２ａを微細孔４３ａの毛細管力によって、微細孔４３ａを介して空隙部４４側から冷媒部４２に戻す。また、第１のポーラス部４３は、外側に設けられた空隙部４４と共に、後述するヘルムホルツの共鳴原理により、内燃機関２から発生した排気ガスや未燃焼燃料を排気する際の騒音、内燃機関２の力学的エネルギを発生する際の騒音を吸音する。
【００４７】
空隙部４４は、第１のポーラス部４３の外側に設けられる。空隙部４４は、厚みが１μｍ〜１ｃｍ程度の空隙である。この空隙部４４は、気化した冷媒４２ａが第１のポーラス部４３の微細孔４３ａを介して進入する。また、空隙部４４は、内側に配置された隣接する第１のポーラス部４３と共に、後述するヘルムホルツの共鳴原理により、内燃機関２から発生した音を吸音する。
【００４８】
第２のシール部４５は、空隙部４４の外側に設けられる。この第２のシール部４５は、第１のシール部４１と同様に、例えば銅や銅合金、鉄や鉄合金、アルミニウムやアルミニウム合金で冷媒４２ａに対して腐食性を有する物質や腐食処理を表面に施した材料、セラミック材料のうち１又は複数からなるものであり、高熱伝導率を有する。第２のシール部４５も、第１のシール部４１と同様に、内燃機関２の密閉性及び内燃機関２から発生した音を低下させる。また、第２のシール部４５は、空隙部４４よりも外側に配置されているため、空隙部４４よりも温度が低く、高熱伝導率を有するため、気化した冷媒４２ａが接することで、冷媒４２ａを凝縮させ、冷媒４２ａを液化させると共に、冷媒４２ａから熱を受け取る。第２のシール部４５は厚さ０〜５ｃｍ程度である。
【００４９】
なお、第２のシール部４５の厚さ０ｃｍとは、空隙部４４と第２のポーラス部４６との間に第２のシール部４５を設けていない場合を示す。空隙部４４と第２のポーラス部４６との間に第２のシール部４５を設けない場合には、第２のポーラス部４６の外側に第２のシール部４５を設ける。第２のシール部４５を第２のポーラス部４６の外側に設ける場合には、後述する第２のポーラス部４７による共鳴が発揮できるように、第２のシール部４５と第２のポーラス部４６との間に、空隙を設けて、第２のシール部４５を設けるようにしてもよい。第２のシール部４５を第２のポーラス部４６の外側に設けた場合には、最も外側で、内燃機関２から発生した音を低下させ、放熱を行う。また、第２のシール部４５は、第２のポーラス部４６を通過した気化した冷媒４２ａを凝縮させる。
【００５０】
第２のポーラス部４６は、第２のシール部４５を内側に設けた場合には、最も外側に設けられる。第２のポーラス部４６は、微細孔４６ａが形成された多孔質の材料で形成されている。微細孔４６ａは、内燃機関２側から空隙部４４への向きに対して、略横向きに形成されている。即ち、微細孔４６ａは、空隙部４４に沿い、第２のシール部４５と間隙部４７とを繋がないような向きで形成されている。第２のポーラス部４６は、一酸化炭素（ＣＯ）の酸化機能、窒素酸化物（ＮＯｘ）の還元機能、炭化水素（ＣｘＨｙ）の酸化機能を持つ触媒により、一部又は全てが形成されている。第２のポーラス部４６を形成する多孔質の材料としては、具体的に、セラミック（Ａｌ２Ｏ３）、金属酸化物（ＭｏＯ３、Ｃｒ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、Ｖ２Ｏ５）、Ｆｅ合金（Ｆｅ−Ｃｒ）、Ｃｕ合金（Ｃｕ−Ｚｎ）、Ｔｉ合金（Ｔｉ−Ｗ、Ｔｉ−Ｍｏ、Ｔｉ−Ｗ−Ｖ）、Ａｇ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ等が挙げられる。第２のポーラス部４６は、厚さが０μｍより大きく１ｃｍ程度までであり、例えばロータス形状のように連続した孔で空隙部４４と間隙部４７（大気）とを接続する孔である。
【００５１】
第２のポーラス部４６は、内側に設けられた第１のシール部４１、冷媒部４２、第１のポーラス部４３、空隙部４４を貫通して設けられた内燃機関２の排気管３２の開口端が接続されている。また、第２のポーラス部４６は、内燃機関２の排気管３２の中にも設けられている。第２のポーラス部４６は、触媒機能により、内燃機関２から発生した排気ガスから有害ガスや未燃焼燃料を除害する。
【００５２】
また、第２のポーラス部４６は、内燃機関２から発生した熱が空隙部４４を介して熱伝導され、受け取った熱を筐体１４の外側に放熱する。また、第２のポーラス部４６は、ケース１３との間に形成された空気層の間隙部４７と共に、後述するヘルムホルツの共鳴原理により、内燃機関２から発生した排気ガスを排気する際の騒音や内燃機関２の力学的エネルギを発生する際の騒音を吸音する。
【００５３】
［筐体の放熱、消音、排気機能］
以下に、この筐体１４で、内燃機関２の放熱、消音、排気の機能について説明する。
【００５４】
［放熱］
図７は、図６に示す筐体１４の一部を拡大した図であり、放熱機能を説明する図である。なお、図６では、第１のポーラス部４３の微細孔４３ａ及び第２のポーラス部４６の微細孔４６ａを省略する。
【００５５】
筐体１４では、図６及び図７に示すように、先ず、内燃機関２から外部に向かって放熱した熱が第１のシール部４１を介して冷媒部４２に伝わり、伝わった熱を冷媒４２ａが吸収し、冷媒４２ａが気化する。筐体１４では、気化した冷媒４２ａが、冷媒部４２と空隙部４４とを繋ぐような向きで形成された第１のポーラス部４３の微細孔４３ａを通過して、空隙部４４に移動する。そして、筐体１４では、気化した冷媒４２ａが空隙部４４において第２のシール部４５に接する。筐体１４では、空隙部４４よりも外側に位置する第２のシール部４５の方が外部に近く温度が低くなっているため、気化した冷媒４２ａが第２のシール部４５に接することによって、潜熱を第２のシール部４５に伝えると共に、冷媒４２ａは凝縮されて液体の状態に戻る。
【００５６】
そして、筐体１４では、第２のシール部４５よりも外側に位置する第２のポーラス部４６の方が外部に近く温度が低くなっているため、第２のポーラス部４６に熱伝導され、ケース１３との間に設けられた間隙部４７及びケース１３を介して、外部に放熱される。放熱の際には、第２のポーラス部４６が、内燃機関２の周囲全体に形成され、表面積が広いため、外部に対する熱伝達が良くなり、放熱性に優れている。これにより、筐体１４は、空隙部４４に運ばれた気化した冷媒４２ａを効率良く冷却し、気化した冷媒４２ａを凝縮させやすいため、冷媒４２ａが効率よく循環する。また、この筐体１４では、第２のポーラス部４６が多孔質で形成され、微細孔４６ａが空隙部４４に沿うように、即ち、第２のシール部４５と間隙部４７とを繋がないような向きで形成されている。これにより、筐体１４では、ケース１３側の表面に形成された微細孔４６ａによって、接地面積が小さくなり、隣接するケース１３や小型発電機１を設置した設置箇所への熱伝導を小さくすることができる。
【００５７】
空隙部４４において液化した冷媒４２ａは、第１のポーラス部４３に冷媒部４２と空隙部４４とを繋ぐような向きで形成されている微細孔４３ａの毛細管力によって、小型発電機１の姿勢によらず、第１のポーラス部４３の微細孔４３ａ内に入り込み、微細孔４３ａを通過して、冷媒部４２に戻る。筐体１４では、冷媒部４２に戻った冷媒４２ａが再び、内燃機関２が発生した熱を吸収し、上述したように、潜熱を第２のシール部４５に伝達し、内燃機関２から発生した熱を外部に放熱することができる。この筐体１４は、このように、冷媒４２ａが冷媒部４２と空隙部４４との間を循環しながら、熱を外部に放熱することによって、内燃機関２の温度が高くなることを防止できる。この筐体１４では、防音対策のため、各層を密に形成しても、狭くなった空間から適切に放熱することができる。
【００５８】
小型発電機１では、放熱機能を有する筐体１４で内燃機関２の周囲全体を覆うことによって、内燃機関２の温度が高くなり過ぎず、例えばシリンダの温度を１５０℃程度に抑えることができる。これにより、小型発電機１では、内燃機関２の焼き付きを防止でき、内燃機関２の正常な運転を継続することができる。また、小型発電機１では、内燃機関２の周囲に設けた筐体１４で放熱を行うことができるので、冷却装置等、別途冷却機構を設ける必要がなく、適切に放熱できると共に、小型化することができる。
【００５９】
なお、以上の説明では、第２のシール部４５を第２のポーラス部４６の内側に設けた場合を説明した。第２のシール部４５を第２のポーラス部４６の外側に設けた場合には、気化した冷媒４２ａが空隙部４４から第２のポーラス部４６の微細孔４６ａを通過して、第２のシール部４５に接する。気化した冷媒４２ａが第２のシール部４５に接することによって、潜熱を第２のシール部４５に伝えると共に、気化した冷媒４２ａが凝縮されて液体の状態に戻り、液化した冷媒４２ａが空隙部４４に戻り、上述した場合と同様に、冷媒４２ａが循環することによって、放熱する。
【００６０】
また、小型発電機１では、第２のポーラス部４６が多孔質で形成され、接地面積が小さく、隣接するケース１３や小型発電機１を設置した設置箇所への熱伝導が小さくなることによって、使用時の表面温度が数十℃程度に留まり、使用時における安全性を確保できる。
【００６１】
なお、筐体１４は、固体への熱伝導による放熱のみで焼きつきの起きない内燃機関２であれば、微細孔４６ａを真空状態に保って封止された材料、中空構造を真空で満たされて封止された材料を第２のポーラス部４６に用いることができる。これにより、筐体１４では、防音性を向上させることに特化した構造としてもよい。
【００６２】
［消音］
図８は、図６に示す筐体１４の一部を拡大した図であり、消音機能を説明する図である。なお、図６では、第１のポーラス部４３の微細孔４３ａ及び第２のポーラス部４６の微細孔４６ａを省略する。
【００６３】
筐体１４では、先ず、内燃機関２から発生した排気ガスを排気する際の騒音や内燃機関２の力学的エネルギを発生する際の騒音を第１のシール部４１で低下させる。
【００６４】
筐体１４では、第１のシール部４１を銅や鉄の合金、セラミック材料で形成することによって、重量物により、騒音が第１のシール部４１を透過しにくくなり、遮音効果により、騒音が低下する。遮音効果は、音の透過損失が大きいほど、大きくなる。
【００６５】
音の透過損失（ＴＬ）は、ＴＬ＝１８ｌｏｇｆρｔ−４４（式１）により求めることできる。式１中、ｆは、周波数を示し、ρは、遮音材料密度を示し、ｔは、材料の厚みを示す。例えば、周波数ｆがｆ＝１ｋＨｚで、密度８９６０ｋｇ／ｍ３の銅を遮音材料とした場合に、５０ｄＢ下げるためには、厚みを１３ｍｍとしなければならず、２８ｄＢ下げるためには、厚みを１．３ｍｍとしなければならない。
【００６６】
なお、筐体１４では、式１より、内燃機関２の騒音の音量に応じて、第１のシール部４１の厚みを決定する。
【００６７】
第１のシール部４１を透過した騒音は、冷媒部４２を通り、第１のポーラス部４３に伝わる。第１のポーラス部４３に伝わった騒音は、第１のポーラス部４３の微細孔４３ａを通り抜ける際に、吸音される。これは、第１のポーラス部４３と空隙部４４（空気層）とによって、ヘルムホルツの共鳴器を形成して、吸音する。
【００６８】
ヘルムホルツの共鳴器では、下記の式２の示す理論式から算出される共鳴周波数と同じ周波数の音波が入射すると、第１のポーラス部４３内の空気は共振を起こし、微細孔４３ａで空気が激しく振動する。その時、粘性損失によって音のエネルギの一部が熱エネルギに変換され，吸音作用を生ずる。
【００６９】
【数１】
2010090871.tif 000003
【００７０】
式２中、ｃは、音速を示し、Ｄ、Ｌ、ｄ、ｔは、図９に示すように、Ｄは、第１のポーラス部４３の微細孔４３ａを丸孔とした場合の直径と、この微細孔４３ａに隣接する他の微細孔４３ａまでの距離とを合わせた長さを示し、Ｌは、空隙部４４の厚さを示し、ｄは、第１のポーラス部４３の微細孔４３ａの直径を示し、ｔは、第１のポーラス部４３の厚さを示す。
【００７１】
筐体１４では、吸音の対称となる騒音の周波数を特定し、その周波数とほぼ同じ共鳴周波数を実現できる、Ｄ、Ｌ、ｄ、ｔの範囲を実施できる範囲内で求める。
【００７２】
具体的に、内燃機関２が発生する騒音は、１００Ｈｚ〜２０ｋＨｚ程度である。この周波数と同じ共鳴周波数が得られるＤ（微細孔４３ａの直径＋微細孔４３ａ間の距離）、Ｌ（空隙部４４の厚さ）、ｄ（微細孔４３ａの直径）、ｔ（第１のポーラス部４３の厚さ）を求める。
【００７３】
Ｄ、Ｌ、ｄ、ｔと、共鳴周波数の関係を図１０に示す。図１０中、直線（ａ）は、ｄ：１（μｍ）、ｔ：１（ｍｍ）、Ｄ：１０（μｍ）とした場合のＬ＝ｕ（ｍ）と共鳴周波数ｆ０（ｋＨｚ）との関係を示すものである。この直線（ａ）から、ｄ：１（μｍ）、ｔ：１（ｍｍ）、Ｄ：１０（μｍ）、Ｌ：ｕ（ｍ）とすることによって、直線（ａ）上のｆ０（ｋＨｚ）に吸音効果を発揮できることが分かる。
【００７４】
直線（ｂ）は、Ｌ：５（ｍｍ）、ｔ：１（ｍｍ）、Ｄ：１０（μｍ）とした場合のｄ＝ｕ（ｍ）と共鳴周波数ｆ０（ｋＨｚ）との関係を示すものである。この直線（ｂ）から、Ｌ：５（ｍｍ）、ｔ：１（ｍｍ）、Ｄ：１０（μｍ）、ｄ＝ｕ（ｍ）とすることによって、直線（ｂ）上のｆ０（ｋＨｚ）の吸音効果を発揮できることが分かる。
【００７５】
直線（ｃ）は、Ｌ：５（ｍｍ）、ｄ：０．５（μｍ）、Ｄ：１０（μｍ）とした場合のｔ＝ｕ（ｍ）と共鳴周波数ｆ０（ｋＨｚ）との関係を示すものである。この直線（ｃ）から、Ｌ：５（ｍｍ）、ｄ：０．５（μｍ）、Ｄ：１０（μｍ）、ｔ＝ｕ（ｍ）とすることによって、直線（ｃ）上のｆ０（ｋＨｚ）の吸音効果を発揮できることが分かる。
【００７６】
直線（ｄ）は、Ｌ：５（ｍｍ）、ｄ：０．５（μｍ）、ｔ：１（ｍｍ）とした場合のＤ＝ｕ（ｍ）と共鳴周波数ｆ０（ｋＨｚ）との関係を示すものである。この直線（ｄ）から、Ｌ：５（ｍｍ）、ｄ：０．５（μｍ）、ｔ：１（ｍｍ）、Ｄ＝ｕ（ｍ）とすることによって、直線（ｄ）上のｆ０（ｋＨｚ）の吸音効果を発揮できることが分かる。
【００７７】
図１０中の領域Ｘは、第１のポーラス部４３や空隙部４４の形状をこの領域で作製することで内燃機関２の騒音を吸音実施可能であることを示す例である。
【００７８】
内燃機関２の騒音の周波数は、１００Ｈｚ〜２０ｋＨｚ程度であり、第１のポーラス部４３の厚さ、第１のポーラス部４３の微細孔４３ａの大きさ、空隙部４４の厚さ等の実現できる範囲は、１×１０−２（ｍ）（１ｃｍ）以下である。したがって、具体的に、騒音の周波数は、１００Ｈｚ〜２０ｋＨｚ程度の当該サイズの発電機を実施するにあたり、現実的なサイズとしてＤ，Ｌを１．０×１０−６（ｍ）以上、１．０×１０−２（ｍ）以下とし、ｄを１．０×１０−８（ｍ）以上、１．０×１０−２（ｍ）以下とするとすればｔは０より大、１．０×１０−２（ｍ）未満で４．８５×１０−３（Ｈｚ）より大、４．８５×１０１０（Ｈｚ）未満の周波数の音に対して共鳴周波数を持つ構造が実現できる。このため、Ｄ，Ｌ，ｄ，ｔの上記の範囲内とすることで可聴音を全て吸音する構造を実施することができる。これにより、筐体１４では、第１のポーラス部４３と空隙部４４によって、第１のポーラス部４３に入射した内燃機関２が発生した騒音を共鳴し、騒音を低下させることができる。
【００７９】
なお、筐体１４では、上述した第１のポーラス部４３の厚さや微細孔４３ａの大きさ、形状、空隙部４４の厚さについては、図１０中の領域Ｘ内に限らず、内燃機関２の騒音の音量によって、ヘルムホルツ共鳴原理により、吸音できるように適宜決定する。
【００８０】
次に、第１のポーラス部４３及び空隙部４４によって、低下した内燃機関２の騒音は、空隙部４４の外側に位置する第２のシール部４５によって更に小さくなる。第２のシール部４５では、第１のシール部４１と同様に、重量物により、内燃機関２を透過しにくくなり、遮音する。これにより、第２のポーラス部４６へ伝わる騒音が低下する。なお、筐体１４では、第１のシール部４１と同様に、内燃機関２の騒音の音量によって厚みを決定する。
【００８１】
次に、第２のシール部４５を透過した騒音は、第２のポーラス部４６と間隙部４７とによって、吸音される。第２のポーラス部４６と間隙部４７の空気層とによって、上述した第１のポーラス部４３と空隙部４４とのヘルムホルツの共鳴器と同様に、ヘルムホルツの共鳴器を形成し、吸音する。なお、第２のポーラス部４６の厚みや微細孔４６ａの大きさ、間隙部４７の厚さの実現可能な範囲についても、上述した式２に示す理論式より、第１のポーラス部４３や空隙部４４と同様に、求めることができる。第２のシール部４５を透過した騒音は、第２のポーラス部４６と間隙部４７とによって、可聴域である２０Ｈｚから２０００Ｈｚの周波数帯域において５０ｄｂ程度、即ち静かな環境音と同程度となる。
【００８２】
なお、筐体１４では、上述した第２のポーラス部４６の厚さや微細孔４６ａの大きさ、形状、間隙部４７の厚さについては、第１のポーラス部４６等と同様に、内燃機関２の騒音の音量によって、ヘルムホルツ共鳴原理により、吸音できるように適宜決定する。
【００８３】
以上のように、筐体１４では、第１のシール部４１、第１のポーラス部４３、空隙部４４、第２のシール部４５、第２のポーラス部４６、間隙部４７とによって、内燃機関２から発生した騒音を５０ｄｂ程度にでき、静粛な小型発電機１とすることができる。これにより、小型発電機１では、内燃機関２の周囲に設けた筐体１４で、内燃機関２が発生した騒音を低下させることができるため、防音効果を有する他の筐体１４で密閉したり、長いマフラーを設ける必要がなく、消音できると共に、小型化することができる。
【００８４】
筐体１４では、内燃機関２の回転数が１２００ｒｐｍ〜１２０万ｒｐｍであり、人間の可聴域である２０Ｈｚ〜２００００Ｈｚの周波数帯の音を発しても、その音圧レベルが５０ｄＢを下回り、静粛である。
【００８５】
なお、上述では、第１のシール部４１、第１のポーラス部４３、空隙部４４の厚みや第１のポーラス部４３の微細孔４３ａについて、具体的な数値や丸孔を例に挙げて説明したが、これに限定するものではない。筐体１４では、第１のシール部４１、第１のポーラス部４３、空隙部４４、第２のシール部４５、第２のポーラス部４６、間隙部４７の厚みや微細孔４３ａ、４６ａの大きさについては、内燃機関２からの騒音の音量によって適宜決定する。その際には、内燃機関２の発熱量や排気ガスの量によって、放熱機能、排気機能をも発揮できるように適宜決定する。
【００８６】
また、以上の説明では、第２のシール部４５を第２のポーラス部４６の内側に設けた場合を説明した。第２のシール部４５を第２のポーラス部４６の外側に設けた場合には、第２のポーラス部４６と間隙部４７とによって吸音された騒音を、更に第２のシール部４５によって低下させ、内燃機関２が発生した騒音を低下させることができる。
【００８７】
［排気］
図１１は、図６に示す筐体１４の内燃機関２の排気管３２を含む部分の一部を拡大した図であり、排気機能を説明する図である。なお、図６では、第１のポーラス部４３の微細孔４３ａ及び第２のポーラス部４６の微細孔４６ａを省略する。
【００８８】
筐体１４には、内燃機関２の排気管３２が、第１のシール部４１、冷媒部４２、第１のポーラス部４３、空隙部４４、第２のシール部４５を貫通して、第２のポーラス部４６に接続されている。また、筐体１４では、排気管３２中にも第２のポーラス部４６が設けられている。
【００８９】
筐体１４では、内燃機関２の排気管３２から排気された排気ガス及び未燃焼燃料を第２のポーラス部４６を介して、間隙部４７に排気する。小型発電機１では、間隙部４７に排気された排気ガスは、排気孔２２から外部に排気される。この際に、筐体１４では、第２のポーラス部４６を有する触媒機能、一酸化炭素（ＣＯ）の酸化機能、窒素酸化物（ＮＯｘ）の還元機能、炭化水素（ＣｘＨｙ）の酸化機能により、排気ガス中の有害ガスや未燃焼燃料が除害され、清浄に排気を行うことができる。ここで、第２のポーラス部４６では、隣接する第２のシール部４５が内燃機関２から発生した熱によって温度が高くなっているため、その熱によって触媒機能が向上し、除害機能がより発揮される。
【００９０】
筐体１４は、内燃機関２の排気管３２を第２のポーラス部４６と接続し、更に、排気管３２内に第２のポーラス部４６が設けられている。これにより、筐体１４では、内燃機関２の周囲全体を囲んでいる広範囲の第２のポーラス部４６から排気することができるため、除害機能を有する領域を広くすることができ、除害性能を高めることができる。筐体１４では、第１のシール部４１によって、排気ガスや未燃焼燃料が冷媒部４２や第１のポーラス部４３、空隙部４４に流入することを防止できる。
【００９１】
なお、筐体１４では、第１のポーラス部４６の厚みについては、内燃機関２から発生する排気ガスの量等によって、適宜決定する。
【００９２】
［効果］
以上のように構成された小型発電機１では、小型の内燃機関２を用いているため、この内燃機関２から発生する騒音や熱、排気が少なくなっている。また、小型発電機１では、このような内燃機関２の周囲を筐体１４で覆うことによって、冷媒４２ａが冷媒部４２と空隙部４４との間を循環し、熱を第２のポーラス部４６に伝えて放熱することができる。また、この小型発電機１では、筐体１の第１のシール部４１及び第２のシール部４５による遮音効果、第１のポーラス部４３と空隙部４４及び第２のポーラス部４６と間隙部４７とによるヘルムホルツ原理による吸音効果により、騒音が小さくなり、静粛を実現できる。また、この小型発電機１では、内燃機関２の排気管３２が、内燃機関２の周囲に設けられた第２のポーラス部４６と接続されているため、除害機能を有する領域が広くなり、除害機能が向上し、清浄な排気を行うことができる。
【００９３】
これにより、小型発電機１では、別途、冷却機構や消音機構、排気機構を設けなくても、放熱機能、消音機能、排気機能を兼ね備え、静粛性を実現でき、適切に放熱、排気を行うことができる。したがって、小型発電機１では、小型の内燃機関２を用い、更に、筐体１４に放熱、消音、排気の機能を持たせることで、冷却機構や消音機構、排気機構を別途設けた場合よりも、小型化することができる。また、この小型発電機１は、小型であるため、細分化された地域や用途、個人に合わせ、環境面や経済面で最適な燃料を用いる発電機を容易に供給することができる。
【００９４】
また、小型発電機１では、内燃機関２から発生した騒音が、人間の可聴域である２０Ｈｚから２００００Ｈｚの周波数帯域において５０ｄＢ程度となっているため、音や映像を扱う電気機器へ内蔵したり、このような電気機器の周辺でも用いることができる。
【００９５】
また、小型発電機１では、燃料タンク４を交換又は燃料を供給することによって、内燃機関２を連続運転させることができ、連続的に駆動することができる。これにより、小型発電機１では、電気機器８の二次電池等の蓄電部の容量を大きくする必要がない。また、この小型発電機１では、二次電池５等の蓄電容量を一定に保つことができ、電気機器等を長時間、安定に継続して駆動させることができる。更に、この小型発電機１では、従来からある周囲の光・熱・力学的エネルギによる環境発電方式が扱うことのできない電力域にも対応が可能である。
【００９６】
［小型発電機の利用方法］
＜第２の実施の形態＞
以上のような小型発電機１は、小型化され、静粛であることから、電気機器８に内蔵又は着脱可能に取り付けることができる。小型発電機１を電気機器８に内蔵又は着脱可能に取り付ける場合には、図１２に示すように、ケース１３に代わる又はケース１３の更に外側に設ける電源ケース５１に収納し、電源装置５２として電気機器８に内蔵又は着脱可能に取り付ける。電気機器８としては、ノートパソコンや業務用のビデオカメラ等の放送機器、編集機器等が挙げられるが、これに限定されるものではなく、この小型発電機１で駆動させることができる電気機器８を含むものである。なお、図１２中には、小型発電機１を省略する。
【００９７】
電源装置５２は、電源ケース５１の一端の側面に、小型発電機１のＤＣ／ＤＣコンバータ７や二次電池５と電気的に接続され、電気機器８に電力を供給するための給電用電極５３が設けられている。また、電源装置５２には、電源ケース５１の、プラスとマイナスの給電用電極５３が設けられた側面と対向する側面に、内燃機関２に燃料を供給するための供給口５４が設けられている。
【００９８】
例えば、電源装置５２をノートパソコンに内蔵する場合には、図１３に示すように、ノートパソコン６１の本体６２の例えば表示部６３のヒンジ側に内蔵する。この電源装置５２は、ノートパソコン６１に内蔵することによって、給電用電極５３からノートパソコン６１に電力を供給し、電源となる。また、電源装置５２の燃料の供給口５４は、ノートパソコン６１の外部に露出するように設ける。これにより、このノートパソコン６１は、小型発電機１の燃料タンク４の供給口５４から燃料を供給することによって、長時間、継続して使用することもできる。
【００９９】
また、図１２に示す電源装置５２は、電気機器８の内部に内蔵せず、単独で用い、電気機器８に着脱可能に取り付けるようにしてもよい。なお、この電源装置５２には、小型発電機１のＤＣ／ＡＣコンバータ９と電気的に接続された図示しないコンセントを有し、他の電気機器８に電力を供給するようにしてもよい。なお、電源ケース５１は、内蔵又は取り付ける電気機器８の大きさ、形状に合わせて変更する。
【０１００】
以上のように、電源装置５２は、小型化され、静粛であり、適切に放熱でき、騒音が低減されているため、様々な電気機器８、特に音や映像を扱う電気機器に内蔵又は取り付けることができ、携行可能で長時間使用可能な電源とすることができる。また、電源装置５２は、電源ケース５１に収容された小型発電機１が、適切に放熱でき、筐体１４の第２のポーラス部４６の設置面積が小さいため、電源ケース５１への熱伝導が低減され、電気機器８に内蔵しても、電気機器８に熱による悪影響を防止できる。
【０１０１】
＜第３の実施の形態＞
電源装置の他の実施の形態としては、図１４に示すような電源装置５２であってもよい。この電源装置５２は、小型発電機１が収納された電源ケース７２の側面に、種々の電気機器８に電力を供給可能とするため、電源コード７３やコンセント７４、図示しない変圧するための誘導電流を生じさせるコイルを備えていてもよい。電源装置７１は、電源コード７３やコンセント７４、変圧するための誘導電流を生じさせるコイルをすべて備えるようにしてもよく、いずれか１つ又は２つ設けるようにしてもよい。また、電源装置７１には、燃料タンク４に燃料を供給できるように、燃料の供給口７５が設けられている。
【０１０２】
この電源装置７１は、電源コード７３がＤＣ／ＤＣコンバータ７又は二次電池５と電気的に接続されている。この電源装置７１は、電源コード７３を電気機器８の差し込み口に差し込むことによって、電気機器８にＤＣ電力を供給することができる。
【０１０３】
また、電源装置７１は、コンセント７４がＤＣ／ＡＣコンバータ９と電気的に接続されている。このコンセント７４は、商業用電源のように用いることもできる。電源装置７１は、電気機器８、例えば携帯電話、デジタルカメラ、ビデオカメラ等に対して、専用のＡＣ−ＤＣアダプタを用いて、これらの電気機器８に内蔵されている二次電池５を充電する。
【０１０４】
以上のような電源装置７１では、小型化され、静粛であり、適切に放熱でき、騒音が低減されているため、様々な電気機器８、特に音や映像を扱う電気機器と共に、持ち歩くことができ、電気機器８に給電又は充電することができる。また、電源装置７１は、第２のポーラス部４６の設置面積が小さいため、電源ケース７２への熱伝導が低減され、電気機器８と共に持ち歩いても安全であり、電気機器８に熱による影響を与えることを防止できる。また、この電源装置７１では、電源コード７３を差し込むことができる差し込み口を備える電気機器８であれば、いずれの電気機器８においても、給電が可能である。電源装置７１は、コンセント７４からも電気機器８に給電することができるので、上述したノートパソコンに内蔵又は着脱可能に取り付ける電源装置７１よりも、様々な電気機器８に電力を供給することができる。
【０１０５】
＜第４の実施の形態＞
小型発電機１から無線で電気機器８に電力を供給する充電システム８１について説明する。
【０１０６】
充電システム８１は、図１５に示すように、ケース８２内に小型発電機１が内蔵された発電部８３と、ケース８４内に図示しない二次電池５が収容された蓄電部８５とからなる。発電部８３には、内蔵された図示しない小型発電機１のＤＣ／ＡＣコンバータ９に電気的に接続され、マイクロ波を発生させるマイクロ波発生部８６と、収納された小型発電機１の燃料タンク４に燃料を供給する供給口８７とを備える。一方、蓄電部８５は、発電部８３のマイクロ波発生部８６から発生したマイクロ波を送電する図示しないマイクロ波送電アンテナによって、送電されたマイクロ波を受信する受電アンテナ８８と、受けたマイクロ波が変換された電力が充電される図示しない二次電池と、電気機器８に電力を供給する給電用電極８９と、コンセント９０とを備える。なお、充電システム８１には、マイクロ波発生部８６と受電アンテナ８８との間に、安全装置を設けるようにしてもよい。
【０１０７】
このような充電システム８１は、図１６に示すように、蓄電部８５をノートパソコン９１に内蔵させたり、ノートパソコン９１に着脱可能に取り付ける。蓄電部８５をノートパソコン９１に内蔵又は取り付けた場合には、給電用電極８９を電気回路と電気的に接続し、コンセント９０を本体の外部に露出させ、受電アンテナ８８を本体９２の背面に露出させる。
【０１０８】
充電システム８１では、発電部８３のマイクロ波発生部８６から発生したマイクロ波をマイクロ波送電アンテナでノートパソコン９１に設けられた蓄電部８５の受電アンテナ８８に送る。そして、蓄電システム８１では、蓄電部８５が受けたマイクロ波を電力に変換して給電用電極８９からノートパソコン９１に電力を供給する。
【０１０９】
この充電システム８１では、マイクロ波で電力伝送することができるので、電源コード等の電力供給手段を用いずに、電気機器８に電力を供給することができ、電源コード等を電気機器８と接続する煩わしい作業が必要なくなる。また、この充電システム８１では、第２のポーラス部４６の設置面積が小さいため、ケース８２への熱伝導が低減され、電気機器８に熱による影響を与えることを防止できる。
【０１１０】
また、充電システム８１では、上述した蓄電部８５をノートパソコン９１等の電気機器８に内蔵することに限らず、図１５に示すように、蓄電部８５を単独で用い、電気機器８に着脱可能に取り付けるようにしてもよい。また、蓄電部８５には、給電用電極８９ではなく、図１４に示すように、電源コードを設け、電源コードから電気機器８に給電してもよい。
【０１１１】
なお、小型発電機１の利用方法としては、小型発電機１を利用可能な電源装置であれば、上述した第２の実施の形態から第４の実施の形態に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】第１の実施の形態の小型発電機の全体を示すブロック図である。
【図２】小型発電機の斜視図である。
【図３】図３中の矢印Ａ方向から見たケース及び筐体の断面図である。
【図４】図３中の矢印Ｂ方向から見たケース及び筐体の断面図である。
【図５】図３中の矢印Ｃ方向から見たケース及び筐体の断面図である。
【図６】筐体の断面図である。
【図７】放熱機能を説明する筐体の一部断面図である。
【図８】消音機能を説明する筐体の一部断面図である。
【図９】第１のポーラス部と空隙部との関係を示す図である。
【図１０】Ｄ、Ｌ、ｄ、ｔと周波数との関係を示す図である。
【図１１】排気機能を説明する筐体の一部断面図である。
【図１２】第２の実施の形態の電源装置の斜視図である。
【図１３】同電源装置をノートパソコンに内蔵した状態を示す斜視図である。
【図１４】第３の実施の形態の電源装置の斜視図である。
【図１５】第４の実施の形態の充電システムの斜視図である。
【図１６】同充電システムの充電部をノートパソコンに内蔵した状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【０１１３】
１  小型発電機、２  内燃機関、３  発電機、４  燃料タンク、５  二次電池、６  キャブレタ、７  ＤＣ／ＤＣコンバータ、８  電気機器、９  ＤＣ／ＡＣコンバータ、１０  各種センサ、１１  コントローラ、１２  スタータ、１３  ケース、１４  筐体、１５  ジョイント部、２１  吸気孔、２２  排気孔、３１  吸気管、３２  排気管、３３  回転軸、４１  第１のシール部、４２  冷媒部、４２ａ  冷媒、４３  第１のポーラス部、４３ａ  微細孔、４４  空隙部、４５  第２のシール部、４５ａ  微細孔、４６  第２のポーラス部、４６ａ  微細孔、４７  間隙部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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