JP2004291711A - Cooling device of construction machine - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧ショベル等の建設機械に装備される冷却装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、油圧ショベルにおいては上部旋回体の後部にエンジンルームが設けられ、このエンジンルーム内に図4に示すようにエンジン50、このエンジン50によって駆動される油圧ポンプ51が配置されている。
【0003】
このエンジン50を冷却するための熱交換器としてラジエータ52が、また、油圧ポンプ51から吐出され作業に供せられた後、帰還される作動油を冷却する熱交換器としてオイルクーラ53が、また、必要に応じてインタークーラ54がそれぞれ設けられる。なお、図4では冷却ファン55が見えるようにファンシュラウドを取り外すとともに、エンジン50をラジエータ52から離した状態で示している。
【0004】
熱交換器のレイアウトは、インタークーラ54、オイルクーラ53、ラジエータ52をこの順に直列に並べ、エンジン50の前側に備えられている1個の冷却ファン55で上記3つの熱交換器52〜54を冷却するのが一般的である。
【0005】
このレイアウトは、限られたスペース内で熱交換器を効率良く配置できるという点で広く普及したが、3つの熱交換器52〜54が送風方向に重なっているため、通風抵抗が大きくなる。しかもラジエータ52は、インタークーラ54とオイルクーラ53からの放熱を受けるために冷却効率が低下する。そこでラジエータ52を冷却するための風量を稼ぐために冷却ファン55の回転数を高くするという手段が講じられたが、それに伴ってファン騒音が大きくなっていた。このファン騒音の増加は、羽根数が増加する大型機になるほど深刻であった。
【0006】
一方、上記した直列配置の問題を解消するため、3つの熱交換器を並列に並べて配置し、1つの冷却ファンで冷却する方法も提案されたが、熱交換器を横に拡張するにも冷却ファンとのバランス上、限界があった。
【0007】
また、図5に示すように、複数の熱交換器を分離独立させ、それぞれ第1冷却ファンと第2冷却ファンとで冷却するようにしたものも知られている(例えば、特許文献1参照)。この構成によれば、冷却ファン下流側の圧損が低減され冷却能力を向上させることができる。
【0008】
【特許文献1】
特開平2000−144802号公報(第(5)頁、図1)
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献1の冷却装置では、キャビン56の後方にエンジン57が横置きされ、このエンジン57の左側にラジエータ58およびそのラジエータ58を冷却するための第1冷却ファン59が配置されている。一方、キャビン56の右側にはオイルクーラ60、そのオイルクーラ60を冷却するための第2冷却ファン61が配置され、さらに第2冷却ファン61から送り出される冷却風によってその下流側に配置された作動油タンク62が冷却されるようになっている。
【0010】
しかしながら、上記冷却装置のレイアウトを掘削作業を行う油圧ショベルに適用すると、掘削作業時に発生する粉塵を多量に含んだ空気が冷却空気としてオイルクーラ60に導入されるため、オイルクーラ60が目詰まりするという問題がある。また、キャビン56の真横に第2冷却ファン61が配置されるため、ファン騒音がキャビン56に伝播しやすいという問題もあった。
【0011】
本発明は以上のような従来の建設機械の冷却装置の課題を考慮してなされたものであり、目詰まりを生じさせることなく熱交換器を安定動作させ、かつファン騒音の影響を低減させることのできる建設機械の冷却装置を提供するものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上部旋回体にキャビンと、エンジンと、油圧機器と、エンジンおよび油圧機器を冷却するための複数の熱交換器と、これらの熱交換器に対して送風を行う冷却ファンとを備えた建設機械において、空気取入口および空気排出口を有し上部旋回体にその車幅方向に設けられる第一の冷却風通路と、キャビンと反対側の上部旋回体に前後方向に設けられ、第一の冷却風通路と連通し且つ上記空気排出口を兼用する第二の冷却風通路とを備え、第一の冷却風通路内に、エンジンと、第一の熱交換器と、その第一の熱交換器に対して送風を行う第一冷却ファンとを配置し、第二の冷却風通路内に、第二の熱交換器と、その第二の熱交換器に対して送風を行う第二冷却ファンとを配置し、第二の熱交換器の送風方向上流側に作動油タンクを配置し、第二の冷却風通路の空気取入口をその作動油タンクと第二の熱交換器との間に配置した建設機械の冷却装置である。
【0013】
本発明に従えば、第一冷却ファンが駆動すると第一の冷却風通路内に冷却風が流れて第一の熱交換器が冷却され、第二冷却ファンが駆動すると、作動油タンクと第二の熱交換器との間の空気取入口から冷却空気が取り込まれ、第二の冷却風通路内に冷却風が流れて第二の熱交換器が冷却され、熱交換器を冷却した冷却風は共通の空気排出口から機外に排出される。
【0014】
本発明において、第二の冷却風通路の周壁の一部を作動油タンクの側壁で構成すれば、第二の冷却風通路の空気取入口から取り込まれた冷却空気が、第二の熱交換器に導入される過程で作動油タンクの側壁と接触するため、作動油タンクが冷却される。
【0015】
本発明において、上記第二の冷却ファンの下流側にエンジンを駆動源とする油圧ポンプを配置することが好ましい。
【0016】
本発明において、油圧アクチュエータと第二の熱交換器としてのオイルクーラを有し、第二の冷却風通路の近傍に油圧アクチュエータに作動油を給排するためのコントロールバルブを配置すれば、油圧機器はすべて第二の冷却風通路内かその近傍にまとめて配置されることになり、油圧配管を簡素化することができるようになる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示した実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
【0018】
図1は、本発明の冷却装置を油圧ショベルに適用した場合を示したものであり、上部旋回体に配置される各種機器のレイアウトを示している。
【0019】
同図において、上部旋回体1の左前方にはキャビン2が配置され、このキャビン2の右側には作業アタッチメント3が配置されている。
【0020】
キャビン2の後方には燃料タンク4とエアークリーナ5が配置されている。
【0021】
上部旋回体1の後端にはカウンターウエイト6が配置され、このカウンターウエイト6とエアークリーナ5との間に上部旋回体1を横切るようにして第一の冷却風通路7aが全車幅にわたって設けられている。
【0022】
この第一の冷却風通路7内にはエンジン8が横置きされており、このエンジン8を駆動源として駆動する油圧ポンプ9がその右側(出力軸側)に、エンジン8によって駆動する吸込み式の第1冷却ファン10がその左側にそれぞれ配置されている。
【0023】
エンジン8の上流側(第1冷却ファン10による冷却風の流れ方向において)には第一の熱交換器として、加圧された吸気の温度を下げるためのインタークーラ(エアークーラ)11とラジエータ12が直列に配置されている。なお、インタークーラ11は必要に応じて適宜装備されるものである。
【0024】
上部旋回体1の右側には第二の冷却風通路7bが前後方向に形成されており、この第二の冷却風通路7bと上記第一の冷却風通路7aとは逆L字状に連通している。
【0025】
図中13は、第一および第二の冷却風通路7a,7bをL字状に形成している隔壁である。
【0026】
第二の冷却風通路7b内には第二の熱交換器としてのオイルクーラ14と、このオイルクーラ14を冷却する吸込み式の第2冷却ファン15が配置されている。ただし、第2冷却ファン15は専用のモータ15aによって回転するようになっている。
【0027】
上記構成において、エンジン8によって油圧ポンプ9が駆動し、この油圧ポンプ9から吐出される作動油は、コントロールバルブ18(後述する)によって流量および方向が制御され、作業アタッチメント3等を駆動させる各油圧アクチュエータに供給される。
【0028】
油圧ショベルの作業中、高温となって戻ってくる作動油は、オイルクーラ14を通過する際に冷却風と熱交換されることによって温度が下げられる。また、エンジン8を循環した冷却水はラジエータ12によって降温され、インタークーラ11は加圧時に高温となった吸気の温度を下げるようになっている。
【0029】
上記第2冷却ファン15は第一の冷却風通路7aに近づけて配置されており、従来、第2冷却ファン15からの冷却風によって冷却されていた作動油タンク16はオイルクーラ14よりも前方に配置されている。
【0030】
したがって、作動油タンク16は第2冷却ファン15からの冷却風を受けることはできなくなるが、本実施形態では作動油タンク16の後側壁面(側壁)16aが第二の冷却風通路7bの周壁の一部を構成している。すなわち、上部旋回体1のカバー側面に形成された空気取入口17から取り込まれた冷却風W1は作動油タンク16の後側壁面16aに接触しながらその方向をオイルクーラ14に向け、第二の冷却風通路7bを流れるように構成しているため、作動油タンク16は常に新鮮な冷却風と接触し、冷却されることになる。
【0031】
しかも、第2冷却ファン15の近傍であってその下流側には油圧ポンプ9が位置するため、作業アタッチメント3等の油圧アクチュエータに供給される作動油の温度は、第2冷却ファン15によって冷却されているため、作動油タンク16に帰還する作動油の温度はそれほど高くはならない。
【0032】
また、オイルクーラ14の前方に作動油タンク16を配置し、その作動油タンク16の後側から冷却風を取り込むようにしているため、オイルクーラ14が飛散する粉塵によって目詰まりすることが解消される。
【0033】
また、隔壁13の内側であってオイルクーラ14の近傍には油圧アクチュエータに対して制御される作動油を給排するためのコントロールバルブ18が配置されている。それにより、油圧機器はすべて上部旋回体1の中心部から右側にまとめて第二冷却風通路7aおよびその近傍に配置されることにより、油圧配管を簡素化することができるようになっている。なお、19は冷却風を機外に排出するための排出口であり、20はインタークーラ11に対向して機体カバーに設けられた空気取入口である。
【0034】
次に、上記構成を有する冷却装置の動作について説明する。
【0035】
運転時にエンジン8およびモータ15aが駆動すると、第一の冷却風通路7aでは、空気取入口20から冷却空気W2が取り込まれ、インタークーラ11、ラジエータ12の順で熱交換が行われる。
【0036】
ラジエータ12を通過した冷却風はエンジン8の外壁に接触しながら矢印A方向に流れ、油圧ポンプ9を冷却した後、排気口19を通じて機外に排出される。
【0037】
一方、空気取入口17から取り込まれた冷却空気W1は、作動油タンク16の後側壁面16aと接触しながら隔壁13に沿って、オイルクーラ14に導入される。
【0038】
このオイルクーラ14で熱交換に供せされた冷却風は油圧ポンプ9を冷却した後、排気口19を通じて機外に排出される。すなわち、油圧ポンプ9は第一の冷却風通路7aを流れる冷却風と第二の冷却風通路7bを流れる冷却風とによって十分な風量で冷却されるようになっている。
【0039】
なお、上記実施形態に示した作動油タンクの後側壁面16aに、図2に示すように冷却空気W1の流れに沿って多数のフィン21aを備えた放熱板21を設ければ、冷却効率をより高めることができる。
【0040】
また、上記実施形態では排気口19を機体カバーの上面に設けたが、これに限らず、機体カバーの側面に設け、冷却風を機外に横方向から排出するようにしてもよい。
【0041】
また、図3に示すように作動油タンク16の後側壁面16aを傾斜させれば、冷却空気W1をより円滑に取り込むことができるようになり、冷却空気W1の接触面積を増やすことができる。
【0042】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、請求項1の本発明によれば、車幅方向に形成された第一の冷却風通路と、この第一の冷却風通路に連通して前後方向に形成された第二の冷却風通路とを上部旋回体に備え、第一の冷却風通路内にエンジン、第一の熱交換器および第一冷却ファンを配置し、第二の冷却風通路内に第二の熱交換器および冷却ファンを配置し、第二の熱交換器の前方に作動油タンクを配置し、第二の冷却風通路の空気取入口をその作動油タンクの後方に配置したため、目詰まりを生じさせることなく第二の熱交換器を安定して動作させることができ、かつファン騒音の影響を少なくすることができる。
【0043】
請求項2の本発明によれば、上記作動油タンクの壁面が第二の冷却風通路の周壁の一部を構成しているため、その第二の冷却風通路内に冷却空気が取り込まれる際に作動油タンクを冷却することができる。
【0044】
請求項3の本発明によれば、上記第二の冷却ファンの下流側にエンジンを駆動源とする油圧ポンプを配置しているため、作動油タンクに帰還される作動油の温度上昇を抑制することができる。
【0045】
請求項4の本発明によれば、油圧アクチュエータと第二の熱交換器としてのオイルクーラを有し、第二の冷却風通路の近傍に油圧アクチュエータに作動油を給排するためのコントロールバルブを配置すれば、油圧機器はすべて第二の冷却風通路内かその近傍にまとめて配置されることになり、油圧配管を簡素化することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る建設機械の冷却装置の配置を示す平面図である。
【図2】図1に示す作動油タンクの変形例を示す斜視図である。
【図3】図1に示す作動油タンクの別の変形例を示す要部平面図である。
【図4】従来の冷却装置の構成を示す斜視図である。
【図5】従来の冷却装置の他の構成を示す平面図である。
【符号の説明】
1 上部旋回体
2 キャビン
3 作業アタッチメント
4 燃料タンク
5 エアークリーナ
6 カウンタウエイト
7a 第一の冷却風通路
7b 第二の冷却風通路
8 エンジン
9 油圧ポンプ
10 第一冷却ファン
11 インタークーラ
12 ラジエータ
13 隔壁
14 オイルクーラ
15 第2冷却ファン
16 作動油タンク
17 空気取入口
18 コントロールバルブ
19 排出口
20 空気取入口[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a cooling device mounted on a construction machine such as a hydraulic shovel.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in a hydraulic shovel, an engine room is provided at a rear portion of an upper swing body, and an
[0003]
A
[0004]
The layout of the heat exchanger is such that an
[0005]
This layout has become widespread in that the heat exchangers can be efficiently arranged within a limited space, but since the three
[0006]
On the other hand, in order to solve the above-mentioned problem of the serial arrangement, a method of arranging three heat exchangers in parallel and cooling with one cooling fan has been proposed. There was a limit in balance with the fans.
[0007]
Further, as shown in FIG. 5, there is also known a configuration in which a plurality of heat exchangers are separated and independent, and are cooled by a first cooling fan and a second cooling fan, respectively (for example, see Patent Document 1). . According to this configuration, the pressure loss on the downstream side of the cooling fan is reduced, and the cooling capacity can be improved.
[0008]
[Patent Document 1]
JP-A-2000-144802 (page (5), FIG. 1)
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
In the cooling device of Patent Document 1, an
[0010]
However, when the layout of the cooling device is applied to a hydraulic excavator that performs excavation work, air containing a large amount of dust generated during excavation work is introduced into the
[0011]
The present invention has been made in consideration of the above-described problems of the conventional cooling device for construction machinery, and has an object to stably operate a heat exchanger without causing clogging and reduce the influence of fan noise. It is intended to provide a cooling device for a construction machine which can be operated.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The present invention includes a cabin, an engine, a hydraulic device, a plurality of heat exchangers for cooling the engine and the hydraulic device on a revolving superstructure, and a cooling fan for blowing air to these heat exchangers. In the construction machine, a first cooling air passage having an air inlet and an air outlet and provided in the upper revolving structure in the vehicle width direction, and a first cooling air passage provided on the upper revolving structure opposite to the cabin in a front-rear direction, A second cooling air passage communicating with the one cooling air passage and also serving as the air discharge port, and an engine, a first heat exchanger, and a first heat exchanger in the first cooling air passage. A first cooling fan that blows air to the heat exchanger is arranged, and a second heat exchanger and a second blower that blows air to the second heat exchanger are arranged in the second cooling air passage. A cooling fan is arranged, and a hydraulic oil tank is arranged upstream of the second heat exchanger in the airflow direction. And a cooling system for a construction machine which is arranged between the second cooling air passage of the air inlet and the hydraulic oil tank and a second heat exchanger.
[0013]
According to the present invention, when the first cooling fan is driven, the cooling air flows in the first cooling air passage to cool the first heat exchanger, and when the second cooling fan is driven, the hydraulic oil tank and the second cooling fan are driven. Cooling air is taken in from the air intake between the heat exchanger and the cooling air flows in the second cooling air passage, the second heat exchanger is cooled, and the cooling air that has cooled the heat exchanger is The air is exhausted from the common air outlet.
[0014]
In the present invention, if a part of the peripheral wall of the second cooling air passage is constituted by the side wall of the hydraulic oil tank, the cooling air taken in from the air inlet of the second cooling air passage is used as the second heat exchanger. In the process of being introduced into the hydraulic oil tank, it comes into contact with the side wall of the hydraulic oil tank, so that the hydraulic oil tank is cooled.
[0015]
In the present invention, it is preferable that a hydraulic pump driven by an engine be disposed downstream of the second cooling fan.
[0016]
In the present invention, if a control valve for supplying and discharging hydraulic oil to and from the hydraulic actuator is disposed near the second cooling air passage, the hydraulic device has a hydraulic actuator and an oil cooler as a second heat exchanger. Are all arranged together in or near the second cooling air passage, so that the hydraulic piping can be simplified.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on an embodiment shown in the drawings.
[0018]
FIG. 1 shows a case where the cooling device of the present invention is applied to a hydraulic excavator, and shows a layout of various devices arranged on the upper swing body.
[0019]
In FIG. 1, a
[0020]
A fuel tank 4 and an air cleaner 5 are arranged behind the
[0021]
A
[0022]
An
[0023]
On the upstream side of the engine 8 (in the direction of flow of the cooling air by the first cooling fan 10), as a first heat exchanger, an intercooler (air cooler) 11 for lowering the temperature of pressurized intake air and a
[0024]
A second
[0025]
In the figure,
[0026]
An oil cooler 14 as a second heat exchanger and a suction-type second cooling
[0027]
In the above configuration, the
[0028]
During the operation of the hydraulic excavator, the temperature of the hydraulic oil that returns with a high temperature is reduced by heat exchange with cooling air when passing through the
[0029]
The
[0030]
Therefore, the
[0031]
Moreover, since the
[0032]
Further, since the
[0033]
A
[0034]
Next, the operation of the cooling device having the above configuration will be described.
[0035]
When the
[0036]
The cooling air that has passed through the
[0037]
On the other hand, the cooling air W <b> 1 taken in from the
[0038]
The cooling air that has been subjected to heat exchange in the
[0039]
Incidentally, the
[0040]
Further, in the above-described embodiment, the
[0041]
Also, if the inclined
[0042]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the first aspect of the present invention, the first cooling air passage formed in the vehicle width direction and the front cooling air passage formed in the front-rear direction communicating with the first cooling air passage. And a second cooling air passage provided in the upper revolving structure, the engine, the first heat exchanger and the first cooling fan are arranged in the first cooling air passage, and the second cooling air passage is provided in the second cooling air passage. Since the second heat exchanger and the cooling fan were arranged, the hydraulic oil tank was arranged in front of the second heat exchanger, and the air intake of the second cooling air passage was arranged behind the hydraulic oil tank, The second heat exchanger can be operated stably without causing clogging, and the influence of fan noise can be reduced.
[0043]
According to the second aspect of the present invention, since the wall surface of the hydraulic oil tank forms a part of the peripheral wall of the second cooling air passage, cooling air is taken into the second cooling air passage. The hydraulic oil tank can be cooled at the same time.
[0044]
According to the third aspect of the present invention, since the hydraulic pump driven by the engine is disposed downstream of the second cooling fan, the temperature rise of the hydraulic oil returned to the hydraulic oil tank is suppressed. be able to.
[0045]
According to the fourth aspect of the present invention, a control valve for supplying and discharging hydraulic oil to and from the hydraulic actuator having a hydraulic actuator and an oil cooler as a second heat exchanger is provided near the second cooling air passage. If it arrange | positions, all the hydraulic equipment will be collectively arrange | positioned in the 2nd cooling air passage or its vicinity, and it will become possible to simplify a hydraulic piping.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing an arrangement of a cooling device for a construction machine according to the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing a modification of the hydraulic oil tank shown in FIG.
FIG. 3 is a main part plan view showing another modification of the hydraulic oil tank shown in FIG. 1;
FIG. 4 is a perspective view showing a configuration of a conventional cooling device.
FIG. 5 is a plan view showing another configuration of the conventional cooling device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Upper revolving
Claims (4)
空気取入口および空気排出口を有し上記上部旋回体にその車幅方向に設けられる第一の冷却風通路と、上記キャビンと反対側の上記上部旋回体に前後方向に設けられ、上記第一の冷却風通路と連通し且つ上記空気排出口を兼用する第二の冷却風通路とを備え、
上記第一の冷却風通路内に、上記エンジンと、第一の熱交換器と、その第一の熱交換器に対して送風を行う第一冷却ファンとを配置し、上記第二の冷却風通路内に、第二の熱交換器と、その第二の熱交換器に対して送風を行う第二冷却ファンとを配置し、
上記第二の熱交換器の送風方向上流側に作動油タンクを配置し、上記第二の冷却風通路の空気取入口をその作動油タンクと上記第二の熱交換器との間に配置したことを特徴とする建設機械の冷却装置。A construction machine provided with a cabin, an engine, a hydraulic device, a plurality of heat exchangers for cooling the engine and the hydraulic device, and a cooling fan for blowing air to these heat exchangers on the upper swing body At
A first cooling air passage having an air inlet and an air outlet and provided in the upper revolving structure in the vehicle width direction, and a first cooling air passage provided on the upper revolving structure opposite to the cabin in a front-rear direction; A second cooling air passage communicating with the cooling air passage and also serving as the air discharge port,
In the first cooling air passage, the engine, the first heat exchanger, and a first cooling fan that blows air to the first heat exchanger are arranged, and the second cooling air In the passage, a second heat exchanger and a second cooling fan that blows air to the second heat exchanger are arranged,
A hydraulic oil tank was arranged on the upstream side in the air blowing direction of the second heat exchanger, and an air inlet of the second cooling air passage was arranged between the hydraulic oil tank and the second heat exchanger. A cooling device for a construction machine, comprising:
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060606 |