(57)【要約】【課題】冷却ファンの駆動損失を低減することで運転効率を向上させたエンジン駆動作業装置を提供する。【解決手段】エンジンと、エンジンの排気ガスによって駆動され圧縮空気を供給する過給機と、過給機によって供給される圧縮空気を冷却しエンジンに供給する空気冷却器と、エンジンの冷却水を冷却する放熱器と、空気冷却器と放熱器へ冷却空気を供給する冷却ファンと、エンジンによって駆動される作業機と、エンジンおよび作業機を制御する制御装置とから構成されるエンジン駆動作業装置であって、放熱器と空気冷却器を冷却空気の流れに対し並列に設置したので、冷却ファンの駆動損失を低減させることができ、これによりエンジン駆動作業装置の運転効率を向上させることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、前記エンジンの排気ガスによって駆動され圧縮空気を供給する過給機と、前記過給機によって供給される圧縮空気を冷却し前記エンジンに供給する空気冷却器と、前記エンジンの冷却水を冷却する放熱器と、前記空気冷却器と前記放熱器へ冷却空気を供給する冷却ファンと、前記エンジンによって駆動される作業機と、前記エンジンおよび前記作業機を制御する制御装置とから構成されるエンジン駆動作業装置であって、前記放熱器と前記空気冷却器を冷却空気の流れに対し並列に設置したことを特徴とするエンジン駆動作業装置。
【請求項２】
請求項１記載のエンジン駆動作業装置において、前記冷却ファンの回転方向、および回転速度を可変制御可能な冷却ファン制御装置を設けたことを特徴とするエンジン駆動作業装置。
【請求項３】
請求項１記載のエンジン駆動作業装置において、前記放熱器と前記空気冷却器の少なくとも一方に洗浄液を噴霧する噴霧装置を備えたことを特徴とするエンジン駆動作業装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン駆動作業装置に係り、特にエンジンの排ガスを圧縮する過給機を備えたエンジン駆動作業装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のエンジン駆動作業装置は、エンジンの冷却水を冷却する放熱器と、エンジンの排ガスによって駆動され圧縮空気を供給する過給機と、過給機が供給する圧縮空気を冷却する空気冷却器を装備している。
【０００３】
従来のエンジン駆動作業装置の概要を図５および図６を参照して説明する。  
図５はエンジン駆動作業装置の内部構成を側面から見た側断面図、図６は上から見た上面図である。従来のエンジン駆動作業装置は、エンジン１と、エンジン１によって駆動される作業機２と、エンジン１および作業機２を制御する制御盤３と、エンジン駆動作業装置を構成する機器を収納し風雨から保護する筐体４とを装備している。
【０００４】
また、過給機５は排気集合管６によってエンジン１の排気口に接続されていて、排気集合管６によって集められたエンジン１の排気ガスによって駆動され、吸気フィルタ７、および管８を介して燃焼用の空気を吸引し圧縮して高密度にする作用をしている。過給機５を出た排気ガスは管９によって消音器１０に導かれ音の大きさを減衰させ、さらに排気管１１によって大気へ放出される。過給機５によって断熱圧縮された燃焼用空気は１５０〜２５０℃の高温状態であり、管１２によって導かれた空気冷却器１３において、冷却ファン１４によって送風される冷却空気１５と熱交換し、４０〜１００℃に冷却されてから、管１６、および吸気集合管１７を経てエンジン１に供給される。
【０００５】
空気冷却器１３により燃焼用空気を冷却することで燃焼用空気の密度が増加するので、空気冷却器１３を装備しない場合よりも、エンジン１の効率は２〜５％向上し、定格出力も１５〜２５％向上する。エンジン１から送り出される８０〜１００℃になった冷却水が、管１８を経て放熱器１９に導かれ、冷却空気１５と熱交換し、７０〜９０℃に冷やされ、管２０によって再びエンジン１に供給される。冷却ファン１４はエンジン１によって駆動される場合もあるし、電動モータで駆動される場合もある。図５ではエンジン１のクランク軸端に取り付けられたプーリー２１、およびベルト２２によって冷却ファン１４を駆動する構成を示している。
【０００６】
作業機２はエンジン駆動作業装置が設置される場所、および用途によって空気圧縮機、発電機、溶接機等が選択される。エンジン１には作業機２が接続されており、所望の作業ができるように構成されている。制御盤３はエンジン１、および作業機２をエンジン駆動作業装置の状態に応じて適切な状態に保つ制御を行っている。筐体４はエンジン駆動作業装置を構成する機器を収納し、風雨から保護すると同時に、筐体４内に取り込まれた空気が適切な順路を通って排出されるように通風路の役割も兼ね備えている。図中の矢印は空気の流れを示している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記した従来のエンジン駆動作業装置において、空気冷却器１３と放熱器１９は冷却空気１５の流れる方向に対して直列に配置されている。すなわち、空気冷却器１３は、エンジン１および作業機２の発する熱を換気したため、外気に比べて１０〜２０℃温度が上昇した冷却空気１５によって冷却されている。また、放熱器１９は、空気冷却器１３を冷却したために空気冷却器１３の直前に比べて１０〜２０℃温度が上昇した冷却空気１５によって冷却されている。そのため、空気冷却器１３、および放熱器１９が所定の冷却能力を発揮できるようにするには、外気で直接冷却する場合に比べると、１．５〜２倍に達する冷却空気１５の流量が必要となっている。また、空気冷却器１３、および放熱器１９を直列に配置しているため、そこを通過する冷却空気１５の圧力損失が大きくなり、冷却ファン１４が発生しなくてはならない圧力も大きくなってしまう。したがって、大風量、かつ高圧力の冷却空気１５を発生させるために冷却ファン１４は大きな直径と高速な回転速度を必要とし、その駆動損失はエンジン１の定格出力の４〜１０％にも達している。このことはエンジン駆動作業装置の運転効率を低下させる原因となっている。
【０００８】
冷却ファン１４の駆動損失を低減しエンジン駆動作業装置の運転効率を向上させる方法については、例えば特許文献１が開示されている。このエンジン駆動作業機は、冷却空気の導風構造に特徴を有するもので、電動ファン、およびエンジン駆動冷却ファンを装備したうえで、空気冷却器、および放熱器を熱的に互いに影響のない位置へ配置したものである。しかし、この方法では、エンジン室を換気したことで外気に比べて温度が上昇した冷却空気によって空気冷却器を冷却しているので、その分だけ冷却空気の風量は多くなってしまい、冷却ファンの駆動損失は増加してしまう。
【特許文献１】特開２００２−００４８５７号公報
【０００９】
本発明は、上記情況に対処するためになされたもので、その課題は冷却ファンの駆動損失を低減することで運転効率を向上させたエンジン駆動作業装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、エンジンと、前記エンジンの排気ガスによって駆動され圧縮空気を供給する過給機と、前記過給機によって供給される圧縮空気を冷却し前記エンジンに供給する空気冷却器と、前記エンジンの冷却水を冷却する放熱器と、前記空気冷却器と前記放熱器へ冷却空気を供給する冷却ファンと、前記エンジンによって駆動される作業機と、前記エンジンおよび前記作業機を制御する制御装置とから構成されるエンジン駆動作業装置であって、前記放熱器と前記空気冷却器を冷却空気の流れに対し並列に設置したことを特徴とする。
【００１１】
請求項１記載の発明によると、空気冷却器、および放熱器を冷却空気の流れに対して並列に設置したので冷却ファンの駆動損失を低減させることができ、これにより運転効率を向上させることができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載のエンジン駆動作業装置において、冷却ファンの回転方向、および回転速度を可変制御可能な冷却ファン制御装置を設けたことを特徴とする。  
請求項２記載の発明によると、請求項１の効果に加え、電動冷却ファンの回転方向、および回転速度を可変とすることで、空気冷却器、および放熱器へのゴミの付着によるエンジン駆動作業装置の効率、および出力の低下を防止し、また、付着した場合であっても取り除くことで運転効率を向上させることができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１記載のエンジン駆動作業装置において、放熱器と空気冷却器の少なくとも一方に洗浄液を噴霧する噴霧装置を備えたことを特徴とする。  
請求項３記載の発明によると、請求項１の効果に加え、空気冷却器、および放熱器へ洗浄液を噴霧することで、空気冷却器、および放熱器に付着したゴミによるエンジン駆動作業装置の効率、および出力の低下を防止し、また、付着した場合であっても取り除くことで運転効率を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、冷却ファンの駆動損失を低減することが可能となり、運転効率を向上させたエンジン駆動作業装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１実施形態のエンジン駆動作業装置の側断面図であり、図２は図１を上から見た上面図である。
【００１６】
本実施形態が既に説明した図５、および図６と相違する構成は、空気冷却器１３、および放熱器１９を分離し、それぞれが独立して冷却されるように冷却空気の流れに対して並列に設置できるように、筐体４の両側面に空気冷却器１３、および放熱器１９を設置し、その通風部分に相対する筐体４の側壁にそれぞれ、空気取入口２９、および空気取入口３０として開口部を設けたことと、空気冷却器１３、および放熱器１９を設置した空間と、エンジン１、作業機２、および制御盤３を設置した空間を分離し、それぞれ電動冷却ファン２７、および換気扇２８で冷却を行うようにしたことである。この場合、空気冷却器１３を冷却する冷却空気２５、および放熱器１９を冷却する冷却空気２６の流れ方向は、筐体４の側面から上方へ向かうようにすると、エンジン駆動作業装置の近くにいる作業者が冷却空気２５、および冷却空気２６を浴びなくてすむため好適である。すなわち、本実施形態において、冷却空気２５は筐体４の側面に設けられた空気取入口２９から吸込み、電動冷却ファン２７により上方に排出されるようにする。同様に、冷却空気２６も空気取入口３０から吸込み、筐体４の上方に排出するようにする。電動冷却ファン２７、および換気扇２８は図示しない冷却ファン制御装置により回転速度および回転方向は制御されており、電動冷却ファンおよび換気扇は１台でも複数台であっても冷却効果は同じである。
【００１７】
本実施形態のエンジン駆動作業装置を運転すると、空気取入口２９、および空気取入口３０から筐体４の外側の温度が低い外気を冷却空気２５、および冷却空気２６として電動冷却ファン２７によって取り込んで、空気冷却器１３、および放熱器１９を冷却することができる。したがって、冷却空気２５、および冷却空気２６の風量は従来の冷却空気に比べて１／２〜２／３に減少させることができる。また、風量が少なくなったことに加えて、空気冷却器１３、および放熱器１９を分離し並列に配置することによって、冷却空気の圧力損失を１／１０〜１／３に低減させることができる。冷却ファンの駆動損失はその風量、および圧力の積に比例するため、電動冷却ファン２７の駆動損失は、従来の冷却ファン１４に比べて１／２０〜２／９に低減することができる。
【００１８】
以上説明したように本実施形態によれば、空気冷却器、および放熱器を冷却空気の流れに対して並列に設置したことによって冷却ファンの駆動損失を低減させることで、運転効率を向上させたエンジン駆動作業装置を提供できる。
【００１９】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態のエンジン駆動作業装置の構成は第１の実施形態と同様であるので、図１、および図２を参照して説明する。
【００２０】
本実施形態においては、電動冷却ファン２７の回転方向、および回転速度を可変とする。空気冷却器１３、および放熱器１９にゴミが付着し、冷却空気２５、および冷却空気２６の風量が減少した場合には、エンジン駆動作業装置を停止し、電動冷却ファン２７を逆転させることによりゴミ２３を取り除く。こうすることにより、正常時の効率、および出力でエンジン駆動作業装置の運転が再開できる。また、冬季等において外気が低下し、冷却空気２５、および冷却空気２６の風量を低減できる場合には、電動冷却ファン２７の回転速度を低減することで、枯葉等のゴミ２３の吸込みを低減することができ、エンジン駆動作業装置の効率、および出力が低下する危険を少なくできる。
【００２１】
以上説明したように本実施形態によれば、請求項１の効果に加え、電動冷却ファンの回転方向、および回転速度を可変としたことで、空気冷却器、および放熱器へのゴミの付着によるエンジン駆動作業装置の効率、および出力の低下を防止し、また、付着した場合であっても取り除くことで運転効率を向上させたエンジン駆動作業装置を提供できる。
【００２２】
（第３の実施形態）
図３は本発明の第３の実施形態のエンジン駆動作業装置の側断面図、図４は図３を上から見た上面図である。
【００２３】
本実施形態においては、第２の実施形態の構成に、洗浄液３１、洗浄液槽３２、洗浄液ポンプ３３、洗浄液ポンプ３４、散水ノズル３５、および散水ノズル３６から構成される噴霧装置を設置し、洗浄液３１を空気冷却器１３、および放熱器１９へ噴霧するよう構成したものである。
【００２４】
本実施形態において、空気冷却器１３、および放熱器１９にゴミ２３が付着し、冷却空気２５、および冷却空気２６の風量が減少した場合には、洗浄液ポンプ３３、および洗浄液ポンプ３４を運転することで、洗浄液槽３２に接続された管３７、および管３８から洗浄液３１を吸引し、管３９、および管４０によって散水ノズル３５、および散水ノズル３６に供給し、空気冷却器１３、および放熱器１９に噴霧することで、ゴミ２３の固着を溶かして取り除くことができる。さらに、洗浄液３１が気化する際に蒸発潜熱を奪うので、空気冷却器１３、および放熱器１９の冷却能力を向上させることができる。
【００２５】
また、洗浄液３１は水でもよい。洗浄液ポンプ３３、および洗浄液ポンプ３４はそれぞれ独立して運転できるように構成することで、ゴミ２３が付着した空気冷却器１３、または放熱器１９に選択的に洗浄液３１を噴霧できるため、正常な状態の空気冷却器１３、または放熱器１９に洗浄液３１がかかることによるエンジン１の冷却水、または燃焼用空気の冷え過ぎを防止する。また、洗浄液３１はエンジン駆動作業装置の停止中に噴霧し、冷却空気２５、および冷却空気２６による洗浄液３１の飛散を防止すると同時に、洗浄後に電動冷却ファン２７を逆転させることで、ゴミ２３の残渣を空気冷却器１３、および放熱器１９から取り除きエンジン駆動発電装置の筐体４の外へ排出することが可能である。
【００２６】
以上説明したように、本実施形態によれば、請求項１の効果に加え、空気冷却器、および放熱器へ洗浄液を噴霧することで、空気冷却器、および放熱器に付着したゴミによるエンジン駆動作業装置の効率、および出力の低下を防止し、また、付着した場合であっても容易に取り除くことができ、運転効率を向上させたエンジン駆動作業装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１の実施形態のエンジン駆動作業装置の側断面図。
【図２】図１を上から見た上面図。
【図３】本発明の第２の実施形態のエンジン駆動作業装置の側断面図。
【図４】図３を上から見た上面図。
【図５】従来のエンジン駆動作業装置の側断面図。
【図６】図５を上から見た上面図。
【符号の説明】
【００２８】
１…エンジン、２…作業機、３…制御盤、４…筐体、５…過給機、６…排気集合管、７…吸気フィルタ、８…管（吸気フィルタ〜過給機）、９…管（過給機〜消音器）、１０…消音器、１１…排気管、１２…管（過給機〜空気冷却器）、１３…空気冷却器、１４…冷却ファン、１５…冷却空気、１６…管（空気冷却器〜吸気集合管）、１７…吸気集合管、１８…管（エンジン〜放熱器）、１９…放熱器、２０…管（放熱器〜エンジン）、２１…プーリー、２２…ベルト、２３…ゴミ、２４…空気取入口、２５…冷却空気（空気冷却器側）、２６…冷却空気（放熱器側）、２７…電動冷却ファン、２８…換気扇、２９…冷却空気取入口（空気冷却器用）、３０…冷却空気取入口（放熱器用）、３１…洗浄液、３２…洗浄液槽、３３…洗浄液ポンプ（空気冷却器用）、３４…洗浄液ポンプ（放熱器用）、３５…散水ノズル（空気冷却器用）、３６…散水ノズル（放熱器用）、３７…管（洗浄液槽〜洗浄液ポンプ（空気冷却器用））、３８…管（洗浄液槽〜洗浄液ポンプ（放熱器用））、３９…管（洗浄液ポンプ（空気冷却器用）〜散水ノズル（空気冷却器用））、４０…管（洗浄液ポンプ（放熱器用）〜散水ノズル（放熱器用））。
【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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