JPS6065258A - エンジンを利用した熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はエンジンを利用した熱交換器に関し、よ多詳細
にけ熱媒用の液体を溜めた液槽内に作業機駆動用のエン
ジンを設置し、エンジンの熱によシ液体を加、熱するよ
うにした熱交換器に関する。

一般にこの種の熱交換器では、エンジンの熱を利用して
熱媒用の液体（例えば水）を加熱でき、かつ熱媒用の液
体によジエンジンを冷却できるという利点がある。とこ
ろがそのような熱交換器では、エンジン本体が液体内に
設置されるので、メインテナンスや防水対策を考慮した
場合、エアクリーナやオイルこし器等の補器ならびにコ
ンプレッサー又は発電機等の作業機を設置しにくいとい
う問題がある。

本発明は上記問題を解決するために、熱媒用の液体を溜
めた液槽内にクランク軸が上下に延びる姿勢でエンジン
を配置し、クランク軸の上端に作業機を連結し、エンジ
ン本体を液面下に位置させると共に、液面よ）も上方に
位置するマウンティング７クンジをエンジンに設け、マ
ウンティング７２ンジ上にメインテナンスを必要とする
エンジンの補器と前記作業機を設置したことを特徴とし
ている。

次に実施例を回向により説明する。一部切欠き正面略図
である第１図におｈて、水１又はその他の熱＃、轡の液
を漏めた液槽２内にエンジン□３が、設けである。エン
ジン８はクランク軸５を垂直にして設置されており、ク
ランクケース６に対してシリンタブロック７とシリンダ
ヘッド８は水平に並んでいる。シリンダヘッド８あ下方
には排門熱交換器１０が設けてあり、シリンダヘッド８
の下面ら下方へ延びる排気管１１が熱交換器１０に接続
している。クランクケース６の下方には排気サイレンサ
１２が設けてあり、熱交換器１ｏと排気サイレンチ１２
＃ｉ連絡管１８を介して接続している。

クランクケース６の下側にはギヤケース１５が設けられ
、熱交換器１０はブラケット１６を介してギヤケース１
５に固定されている。ギヤケース１５の下側にはオイル
タンク１７が設けてあり、タンク１７に固定したオイル
タンクステー１８　Ｋ排ｆｉサイレンサ１２が取力付け
である。排気サイレンサ１２の底部には排出パイプ２０
が接続してｂる。

排出パイプ２０は液槽２の外部まで延びており、ｔ−ｆ
　ｌ／／す１２内の凝龜水を排出するようになっている
。

□・タリンン軸５はクランクケース６がら上方へ突出し
ており、その壺出端部に７ライホイ、−ル２１が固定し
である。フライホイール２１唸水１の水′ｒｆｎｌａよ
りも下方に位置している。フライホイール２１の設置空
間２２に水が侵入することを防止するために、フライホ
イール２１Ｙｔ下方及び周囲から囲むフライホイールハ
ウジング２８がクランクケース６の上＠忙設けである。

フライホイールハウジング２８及びクランクケース６は
クランクＭ５ｅ１１ｔｒボス２５．２６を備えており、
ボス２５．２６が水密状態でボルト２７により固定され
ている。

ボス２５の上面には発電コイル２８がボルト２７により
同定されており、フライホイール２１の下面には発電コ
イル２８を囲むフライホイールマグネット２９が取す付
けである。このマグネット２９ヤコイル２８からなる発
電装置は例えばスタータＦＢバｙｆすを充電するための
ものである。

フライホイール２１の上面には継手８０が取り付けてあ
り、継手３０には作業４１１８１の垂直な入力軸８２の
下端が連結しそいるす作業ｔａｉｌは具体的には冷ｔｉ
ｌｌ！のコンプレッサ又は発電柵、温水循環用のポンプ
尋である。なお作業機、８鼾が冷暖房機のコンプレッサ
である場合、冷暖房機の凝縮層又は蒸発器を液ｉａ２内
に設置すること□かでｊる。

フライホイールハウジング２８．の上端には環状板から
なるマウンティングフランジ８Ｂの外周部下面が取り付
けである。前記作業機３１は下端外周部３１ａにおいて
フランジ８３の内周に上方かもいんろう型式に嵌合して
ボルト止めされ下いる。

フランジ８８の上面にはエアクリーナ８５、オイルとし
器３６、ステシブモータ８テ尋が□設けである。エアク
リーナ８５はフライホイールハウジング２８の筒状壁２
４よりも概ね半径方向外側に位置し、図示されていない
がマウンティングフランジ３３の外周部にはエアクリー
ナ３５の吸気出口を形成する吸気通路孔が設けである。

エアクリーナ３５の下方において筒状壁２４の上端部外
周面には継手８９が一体に設けてあり、フランジ８８の
上記吸気通路孔は継手８９を介して吸気管４゜に接続し
ている。吸気管４ｏけ概ね上下に延びておシ、上端がゴ
ムシール４１ｆｔ介して継手８９に一定され、下端が・
シリンダヘッド８の上端に・固定されている。又吸気管
４０は途ｉ部分が曲っており、上部が下部よりも筒状壁
２４側へ偏倚している。　・ オイルとし器８６の下側において筒状壁２４の上端部に
は半径方向、外方へ張り出したボス４２が設けてあり、
ボス４２の内部にオイルこし器３６に連通する油孔４８
が設けである。油孔４３の下端には水ｌ内に股、置した
オイルパイプ４４の−Ｆ端が接続してｈる。パイプ４４
はクランクケース６の近傍を上下に延びており、下端が
ギヤケース１５に苧続している。ギヤケース１５内には
図示、されテＩｎないギヤポンプが設けてあり、オイル
はオイルタンク１７からオイルとし器（図、示せず）ｆ
ｔ通。

し正ギヤポンプに吸引され、オイルとし器８６にパイプ
４４全通して送られ、その後、パイプ４４と平行に設置
された戻りパイプ（図示せず）を経てギヤケース１５に
戻り、連結口（図示せず）からクランク軸５、主軸受、
その他摺動部品に送られてそれらを肋滑し、その後にオ
イルタンク１７へ戻るようになっている。

ステップモータ８７は外部からのパルス信号ヲ受けてカ
バナーレパー軸の角度位＠ｔを制御するためのもので、
図示されていないが、ステップモータ３７の垂直な出力
軸はフランジ８３の孔を通って下方へ延びており、ガバ
ナーレバー軸のクランクケース６から水中へ突出した端
部にモータ３７煽 の出力軸の下端が連続している。

マウンティングフランジ８８の外周部上面には環状のエ
ンジンマウント４５の内周部が環状ゴムシール４５ａを
介してボルト４６により固定されている。マウント４５
は例えば内部に発泡スチＵ−ル等の消音材４７ｆｉｒ：
充填した合成樹脂の中空体で構成されており、外周部の
下面が環状のゴムシール４９を・介して液槽２に支持さ
れている。液槽２はシール４９を下方から支持する外向
きフランジ２ａを上級邪に備え、又フランジ２ａの外周
縁からは筒状部２ｂが上方へ突出している。

マウント４５の内周寄りの部分の上面にはタンクカバー
５０の外周部がポル）５１により固定されている。カバ
ー５０は浅い椀状の例えば合成樹脂成形品で、内面全体
に吸音材５２又は割振材あるいはその両方を兼ねる部材
が貼り付けてあり、例えば中央部に小径の外気連絡通路
５８が設けである。

水１の水面ＩａＦｉ液槽２の上端近傍と同じ高さにある
。エンジン８はフライホイールハウジング２８の上端近
傍まで水１に浸けてあり、クランクケース６、シリンダ
ブロック７、シリンダヘッド８からなるエンジンボディ
５５は液槽２内の比較的深い位置にあり、排気熱交換器
ｌＯや排気サイレンサ１２は液槽２の底に近い位置にあ
る。このように発熱量の多ｂエンジンボディ５５や排気
熱交換器１０、排気サイレンサ１２を深り位置に設置す
るととｋより、対流現！Ｌ！金利用して液４１１２内の
水ｌ全体を効率良く加熱し、液槽２の上半部に常に島温
の水１ｂ’ｉ−溜めることができる。

そして上記温水１ｂを熱源として利用するために、＃、
Ｎ２の上半部内には熱交換パイプ５６が設けである。パ
イプ５６は液′Ｎ２の内周面２Ｃの近傍を螺旋状に延び
ており、パイプ５６の内部に給湯器や暖房器用の水等を
流して温水１ｂで加熱するようＶＣなっている。又パイ
プ５６を全長にわたって効率良く加熱するために、クラ
ンクＪ！（ＩＩ５ｄｆ液柳２の中心Ｏ−Ｏに対して偏芯
しており、シリンダブロック７やシリンダヘッド８は液
槽中心Ｏ−Ｏに比較的近い位仮にある。このようにエン
ジン８′ｆ！：偏芯させることにより、シリンダヘッド
８とクランクケース６の両方が液槽内周面２ｃに対して
充分にＭれ、エンジン３の周囲全体に充分な広さの隙間
５７が形成される。従って隙間５７の一部分に水１が滞
留することはなく、隙間５７全体に温水１ｂが流入し、
熱交換パイプ５６が効率良く加熱される。

第１図の一部切欠きト」矢視図である第２図の如＜、マ
ウンティングフランジ３３の外周部にはキャップ５８ａ
により閉録される補油口５８が設けである。補油口５８
は検油棒取付孔及びドレン孔を兼ねており、明確には図
示されていないが、第１図のオイルタンク１７に連通し
ている。賃′巳１図の如くフライホイール２１の上端部
外周にはリングギヤ５９ａが設けてあり、ギヤ５９ａ　
’；ｒ駆動するスタータ５９が第２図の如くフライホイ
ールハウジング２８内に設けである。

第２図のＡ−Ａはシリンダ中心線で、前記排気サイレン
サ１２はシリンダ中心ＭＡ−Ａに対１．て概ね直角に長
く延びており、第２図の如く上方力ら見て、サイレンサ
１２の入口側端部１２ａと出口側端部１２ｂはフランジ
８８の半径方向外方へ張り出している。１なお６０は出
口排気管で、一端がサイレンサ１２の出口側端部１２ｂ
Ｖｃ接続し、他端が液槽２外まで延びている。又第１図
の如くサイレンザ１２は出口側端部１２ｂが入口側端部
１２ａよりも下方に位置するように傾斜］−でおり、前
記凝縮水排出パイプ２０は出口側端部１２ｂの底に接続
している。

次に各部の構造を更に詳細に説明する。

−５１図の拡大部分図、である第８図の如く、クランク
軸５０間６のボス２６とフライホイールハウジング２３
のボス２５は環状端面において互に水密状態に接合され
ている。又ポ；ス２５の内周部には筒状部２５ａが形成
され、筒状部２５ａが防水、シール２５’Ｌ）を介して
ボス２６の内周にいんろう型式に嵌合している。ボス２
５．の上部内周とクランク軸５０間にはオイルシール５
ａが設けである。ボス２Ｇの下半部内周とクランク軸５
０間には軸受５ｂが設けである。　。

第４図の如く吸気管４０用の継手８１１：ｌよ吸気管４
０の周ｇを上方へ延びる筒状部８９ａが一体に設けであ
る。前記ゴムシール、４１は筒状部８９ａの外周に嵌合
固定される筒状、部分４１ａと、吸気管４０の上端部外
周に嵌合固定される２、筒状部分４１ｂと、両部会４１
ａ、４１ｂの上端を一部に連続させる環状部分４ＩＣと
を備え°Ｃいる。部分４１Ｑは薄肉、で断面、が清白し
ており、高い柔軟性を備えている。

、＠ＩＦＡの如くシリンダブロック７の外周面には多数
の放勢フィン７ａが設けである。フィン７ａは互に間隔
を隔ててキ下に延びており、フィン７ａにより水１を効
率良く加熱し、かつエンジン８ｔ−効率良く冷却でへる
ようになっている。

垂直断面部分略図である第５図の如く、シリンダヘッド
８の内部には水路８ａが設けである。水路８ａは通常の
水冷エンジンの冷却水ジャケットに相当する位置に設け
てあり、弁腕室８）の底壁と燃郷室７ｂの天井の間に形
成されており、上端と下端が開口している。従って液Ｉ
ａ２内の水１ｔｉ水路８ａを上下に通過するととができ
、この構造によっても水１＃−ｉ効率良く加熱され、シ
リンダヘッド８Ｆｉ効率良く冷却される。

断面拡大部分図である第６図の如く、排気熱交換器ｌＯ
は上下に長い筒状のケース６１を備え、前記碑気管１１
（排気導入管）はケース６１の天壁６２の中心部を貫通
してケース底壁６Ｂの近傍まで上下に延び、下端に下向
きに開口す亀排気出ロ６４．ｆ備えている。ケース天壁
６２の外周部には連絡管１８（排気排出管）の入口端部
が取り付けてあり、連絡管１８の入口６５は天井６２の
近傍にｊ？嘲ハてケース６１内の空間に連通して込る。

ケース６１の上端部には水平な多孔板６６又は網等から
々る粒子排出防止機構が設けである。□多孔版６６の外
周と内周はそれぞれケース６１・ど排気管１１に嵌合し
ており、次に説明する＊製粒子６７が連絡〜け１８へ侵
入すること全防止している。粒子６７は例えばシリカや
アルミ・すで作られており、ケース内に多数収容されて
込る。第６図のエンジン停止状態では、粒子６．７Ｆｉ
・自重により底壁６８上に集積している。底壁６３はテ
ーパ状で１．中心部が最も下方に位置しており、粒子６
７は底綾６３の中心部すなわち排気管出口６４の近傍に
最も多く集積して（へる。　□ 第７向は第６図の一部切欠き１１−■矢視図で、第７１
！２１及び第６図の如く、ケース６１外には多舷□の熱
交換バイブロ９が互に平行かつ間隔を隔てて排気？？１
１と直角に延びている。各バイブロ９の両端はケース６
１外へ突出しており、液槽２内の水１がバイブロ９内を
流れるようとでなっている。

バイブロ９よりも下＠において、排気管１１にはｍ根状
の邪＊ｉ７０が取り付けである。邪ｍ板７゜は第６図の
如くバイブロ９と平行に延びており、□第７″図の如く
その幅は排気管１１の直径よりも多少大きい。上記説明
から明らかなように、邪魔板７０ｔｆバイブロ９の非設
置空間（第７図で幅ｌの空間、）を下方から覆っている
。、換言すれば、ケース中心部を幅ｌにわたっバイブロ
９と平行に延びる空間には、排気管１１が設けである関
係上、バイブロ９管設Ｕすることができないが、そのパ
イプ非設置空間（１）の下方に邪給板７ｏが設けである
。

上記排気熱交換器１ｏによると、エンジン運転時にＩ／
′ｉ排気ガスが出口６４がら下向きに噴出し、ケース６
１外を上昇して連絡管１Ｂへ流入し、その間にパイプ′
６９内の水を加熱する。一方、粒子６７社上記排気ガス
により上方へ飛散させられて着した排気ガス中のカーボ
ンがバイブロ９から脱落する。又邪魔板７０は粒子６７
がパイプ非設置窒間へ＃ｉｌｌ：駄に飛散することを防
止する。

以上説明したように本発明によると、水面１ａよりも上
方のマウンティング７クンジ３３上に作業機３１及び補
語（エアクリーナ３５、オイルとし器３６、補油日５８
等）が設けられるので、例えばタンクカバー５０を取シ
外すだけで、それらの補語に対するメインテナンス（オ
イル補給、オイルエレメント交換、エヤクリーナエレメ
ント交換等）を容易に行うことができる。又補語及び作
業機３】のレイアウトに苦慮することはな（、それらを
コンパクトにまとめて、熱交換器全体のコンパクト化を
図ることができる。

又図示の実施例の如く補語や作業機３１の設置空間をエ
ンジンマウント４５やタンクカバー５０により疲い、タ
ンクカバー５０に外気連絡通路５３を設けると、上記空
間が吸気サイレンサの役目を果たし、吸気騒音を低減で
きる。又タンクカバー５０によジエンジンの騒音が外部
に伝わることも防止できる。作業機３１は発熱しやすい
が、図示の構造では通路５３から流入する外気により作
業機３１を冷却することができる。

なお本発明を具体化する場合、エンジンマウント４５を
廃止し、マウンティングフランジ３３を大径にしてその
外周部を液槽２で支持することもできる。排気熱交換器
として第６図、第７図の構造以外のものを採悄すること
もでき、又排気熱交換器１０を廃止することもできる。

【図面の簡単な説明】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 熱媒用の液体を溜めた液槽内にり２ンク軸が上下に延び
   る姿勢でエンジンを配置し、クランク軸の上端に作業機
   を連結し、エンジン本体を液面下に位置させると共に、
   液面よりも上方に位置するマウンティング７クンジをエ
   ンジンに設け、マウンティングフランジ上にメインテナ
   ンスを必要とするエンジンの補器と前記作業機を設置し
   たことを特徴とするエンジンを利用した熱交換器。