JP2010168860A

JP2010168860A - 建設機械の燃料固化防止装置

Info

Publication number: JP2010168860A
Application number: JP2009014390A
Authority: JP
Inventors: Hideki Haramoto; 英毅原本; Yuichiro Ito; 裕一郎伊藤
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2009-01-26
Filing date: 2009-01-26
Publication date: 2010-08-05

Abstract

【課題】燃料中のワックス状の油分の発生、所謂、燃料の固化の発生を抑えることができる建設機械の燃料固化防止装置を提供する。
【解決手段】底部に燃料吸込口１５Ｄを有する燃料タンク１５を備えた建設機械の燃料固化防止装置であって、前記燃料タンク１５に近接配置され、内部に作動油Ｏを蓄積する作動油タンク１６と、一方端１７Ａが前記作動油タンク１６内に導入され、他方端１７Ｂが前記燃料タンク１５の底面側に配置されて、前記作動油Ｏの熱を燃料Ｆに伝達するヒートパイプ１７とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、建設機械の燃料固化防止装置に係り、更に詳しくは、燃料タンク内の燃料におけるワックス状の油分の発生を防止することができる建設機械の燃料固化防止装置に関する。

エンジンの暖機運転時間を短縮するために、エンジンの通常運転時に発生するラジエータの冷却水の熱を、第１のヒートパイプにより第１のタンク内の熱媒体に伝達して蓄熱し、エンジン始動時に、第１のタンク内の蓄熱された熱媒体を、第２のタンクに移送し、この第２のタンク内の熱媒体の熱を、第２のヒートパイプによりラジエータの冷却水に伝達するものがある（例えば、特許文献１参照。）。

実開昭６２−１９３１８２号公報

例えば、油圧ショベル等の建設機械は、世界各地で稼働しており、特に、寒冷での作業環境で使用されることが多々ある。このような寒冷地（極寒冷地）等の作業環境で、建設機械を使用する場合、燃料の温度低下により、燃料中にワックス状の油分が発生する。

このワックス状の油分は、固形成分であるため、燃料フィルタを目詰まりさせることがある。この悪影響を改善するために、一般的には、低温に対応した燃料を使用しているが、例えば、何等かの事情で、燃料の対応下限温度以下に気温が急激に低下した場合には、上述したワックス状の油分が発生し、燃料フィルタの目詰まりを起こすことがある。この結果、燃料フィルタ内のエレメント交換が必要となり、この間、建設機械の稼働を停止せざるを得ないという事態を招いてしまう。

このようなワックス状の油分の発生を抑えるために、建設機械の燃料フィルタ、及び燃料配管に、電気ヒータを取り付ける等の対策がなされている場合が多い。

ところが、例えば、建設機械を極寒冷地で稼働させている場合、搭載した燃料タンク内の燃料は、稼働時間の経過に伴い費消されていく。そして、燃料の残量が低下した場合、燃料は、燃料タンクの外気側壁からその内面に伝達される外気温（極低温）により冷却され、その冷却熱量によっては、燃料中にワックス状の油分を発生させてしまうことがある。

このように、燃料中にワックス状の油分が、一度生じてしまうと、外部のヒータ、あるいは温水等によって、燃料タンク、及びその燃料配管を暖めて、ワックス状の油分を融解させる等の多大な作業が必要になる。また、上述したように、燃料フィルタ内のエレメントの交換作業も必要になる。

本発明は、上述した事情に基づきなされたもので、その目的とするところは、燃料中のワックス状の油分の発生、所謂、燃料の固化の発生を抑えることができる建設機械の燃料固化防止装置を提供するものである。

（１）上記目的を達成するために、本発明は、底部に燃料吸込口を有する燃料タンクを備えた建設機械の燃料固化防止装置であって、前記燃料タンクに近接配置され、内部に作動油を蓄積する作動油タンクと、一方端が前記作動油タンク内に導入され、他方端が前記燃料タンクの底面側に配置されて、前記作動油の熱を燃料に伝達するヒートパイプとを備えたものとする。

（２）上記（１）において、好ましくは、前記ヒートパイプの一方端は、前記ヒートパイプの他方端より高い位置になるように、前記作動油タンク内の作動油中に導入されているものとする。

（３）上記（１）又は（２）にいて、好ましくは、前記ヒートパイプの他方端は、前記燃料タンクの前記燃料吸込口付近に配置したものとする。

（４）上記（１）又は（２）において、好ましくは、前記ヒートパイプの他方端側は、前記燃料タンク内の前記燃料に接触するように、前記燃料タンクのタンク本体の外気側壁の内面に配置されているものとする。

（５）上記（１）乃至（４）のいずれかにおいて、好ましくは、前記前記ヒートパイプの一方端は、吸熱部であり、他方端は放熱部であるものとする。

本発明によれば、作動油タンク内の作動油の熱を、ヒートパイプによって燃料タンク内の底部側の燃料に伝達することができるので、燃料の固化発生を抑えることができる。その結果、燃料フィルタ内のエレメントの交換作業等に伴う、建設機械の稼働休止がなくなり、建設機械による生産性を向上させることができる。

本発明の燃料固化防止装置の一実施の形態を備えた油圧ショベル等の建設機械の側面図である。図１に示す本発明の燃料固化防止装置の一実施の形態を備えた油圧ショベル等の建設機械を一部削除して示す斜視図である。本発明の燃料固化防止装置の一実施の形態を備えた燃料タンク及び作動油タンクを示す縦断面図である。図３に示す本発明の燃料固化防止装置の一実施の形態を備えた燃料タンク及び作動油タンクの横断面図である。本発明の燃料固化防止装置の他の実施の形態を備えた燃料タンク及び作動油タンクを示す縦断面図である。図５に示す本発明の燃料固化防止装置の他の実施の形態を備えた燃料タンク及び作動油タンクの横断面図である。

以下、本発明の建設機械の燃料固化防止装置の実施の形態を、図面を用いて説明する。

図１乃至図４は、本発明の燃料固化防止装置の一実施の形態を備えた油圧ショベル等の建設機械を示すもので、図１は、本発明の燃料固化防止装置の一実施の形態を備えた油圧ショベル等の建設機械の側面図、図２は図１に示す本発明の燃料固化防止装置の一実施の形態を備えた油圧ショベル等の建設機械を一部削除して示す斜視図、図３は、本発明の燃料固化防止装置の一実施の形態を備えた燃料タンク及び作動油タンクを示す縦断面図、図４は、図３に示す本発明の燃料固化防止装置の一実施の形態を備えた燃料タンク及び作動油タンクの横断面図である。

図１及び図２において、本発明の燃料固化防止装置の一実施の形態を備えた油圧ショベル等の建設機械１は、走行体フレーム２と、この走行体フレーム２の両側にそれぞれ装設した無限軌道形式の走行体３と、走行体フレーム２上の旋回可能に設けた旋回フレーム４と、旋回フレーム４上の前方部に俯仰動可能に取り付けられた多関節型のフロント装置５と、旋回フレーム４上の左側前方部に配設された運転室６と、旋回フレーム４上の後方側に配設され、エンジン及び油圧機器等の各種機器を収納する機械室７と、旋回フレーム４上の後方部に取り付けられたカウンタウエイト８とを備えている。

前述したフロント装置５は、基端部が旋回フレーム４に回動可能に接続されたブーム９と、このブーム９の先端部に回動可能に接続されたアーム１０と、このアーム１０の先端に回動可能に接続されたバケット１１とを備えており、ブーム９、アーム１０、及びバケット１１は、それぞれブーム用油圧シリンダ１２、アーム用油圧シリンダ１３、及びバケット用油圧シリンダ１４により動作する。

旋回フレーム４上の右前側部には、図１及び図２に示すように、燃料Ｆを蓄積する燃料タンク１５が設置されている。燃料タンク１５に後方部における旋回フレーム４上の右前側部には、油圧機器用の作動油Ｏを蓄積した作動油タンク１６が、燃料タンク１５に近接して設置されている。

次に、上述した燃料タンク１５、作動油タンク１６、及びこれらに設けた本発明の燃料固化防止装置の一実施の形態を、図３及び図４を用いて説明する。
図３及び図４において、図１及び図２に示す符号と同符号のものは、同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。
燃料タンク１５は、そのタンク本体１５Ａの上部に燃料供給筒１５Ｂを備えている。燃料供給筒１５Ｂの上部には、蓋となるキャップ１５Ｃが着脱可能に設けられている。燃料タンク１５のタンク本体１５Ａの底部には、燃料吸込口１５Ｄが設けられている。燃料吸込口１５Ｄは、燃料供給管１５Ｅによってエンジン系に連結されている。

燃料タンク１５に近接して配置した作動油タンク１６は、密閉構造のタンク本体１６Ａと、そのタンク本体１６Ａの底部に設けた作動油吸排口１６Ｂを備えている。作動油吸排口１６Ｂは、作動油管１６Ｃによって油圧機器に連結されている。

燃料タンク１５と作動油タンク１６とには、作動油タンク１６内の作動油Ｏの熱を燃料タンク１５内の燃料に伝達するための直線状のヒートパイプ１７が設けられている。ヒートパイプ１７の一方端、即ち、吸熱部１７Ａは、作動油タンク１６内の作動油Ｏの上側に配置され、ヒートパイプ１７の他方端、即ち、放熱部１７Ｂは、燃料タンク１５内の燃料Ｆの下側部分で、燃料吸込口１５Ｄの上部に配置されている。

上述したヒートパイプ１７における一方端（吸熱部）１７Ａの作動油タンク１６内の作動油Ｏの上側への配置は、作動油タンク１６内に戻される熱せられた作動油Ｏが作動油タンク１６内の上方部分に存在するので、その熱を有効に取り込むためである。

また、上述したヒートパイプ１７における他方端（放熱部）１７Ｂの燃料タンク１５内の燃料Ｆの下側部分で、しかも燃料吸込口１５Ｄの上部への配置は、燃料Ｆの上面が順次下方に変動移動するので、その影響を受けないようにするとともに、燃料固化分（ワックス状の油分）を溶解して燃料吸込口１５Ｄに供給されないようにするためである。

次に、上述した本発明の燃料固化防止装置の一実施の形態の動作を説明する。
作動油タンク１６内には、油圧機器の作動により熱せられた作動油Ｏが戻される。この作動油Ｏは、燃料タンク１５内の燃料Ｆの温度よりも高く、かつ温度が下がり難いという性状がある。

一方、燃料タンク１５内の燃料Ｆは、燃料タンク１５の本体１５Ａの側面、及び上面等の外気側壁が極低温の外気にさらされて接触するので、燃料タンク１５の外気側壁からその内面に伝達される外気温（極低温）により冷却される。したがって、燃料Ｆの燃料固化分（ワックス状の油分）は、主に、建設機械１が夜間等に一定時間停止していることにより、燃料タンク１５内の燃料Ｆが冷却されて発生するが、建設機械１を極低温の環境下で稼働させている場合であっても、燃料タンク１５内の燃料Ｆが費消して小質量になったときには、上述した冷却熱量により発生することがある。

この様な場合であっても、ヒートパイプ１７の吸熱部１７Ａは、作動油Ｏの熱を吸収し、この吸収熱を放熱部１７Ｂに伝達しているので、ヒートパイプ１７は、吸収熱を放熱部１７Ｂで放熱し、燃料Ｆを暖める。これにより、燃料Ｆの温度低下が抑えられるので、燃料Ｆの温度低下に起因して生じる燃料の固化（ワックス状の油分）の発生を抑えることができる。

その結果、燃料の固化（ワックス状の油分）の発生による燃料タンク、及びその燃料配管の暖め作業、燃料フィルタ内のエレメントの交換作業等が不要になり、極低温環境下でも建設機械１を停止することなく、稼働させることができ、その生産性を向上させることができる。

また、建設機械１が夜間等に一定時間停止している場合にも、同様に燃料の固化（ワックス状の油分）の発生を抑えることができる。

上述した本発明の実施の形態によれば、ヒートパイプ１７により、作動油タンク１６内の作動油Ｏの熱を、燃料タンク１５内の燃料Ｆに伝達することができるので、極低温環境下でも建設機械１を停止することなく、稼働させることができ、その生産性を向上させることができる。

また、燃料タンク１５の近傍に作動油タンク１６を配置し、この間にヒートパイプ１７を設けたので、ヒートパイプ１７の中間部分が外気に晒される分が少ないので、ヒートパイプ１７の吸熱部１７Ａの熱を、放熱部１７Ｂに有効に伝達することがでる。

更に、燃料タンク１５とその近傍に配置した作動油タンク１６間にヒートパイプを設けたので、電気ヒータ、及びその配線の付設も必要なく、構成が簡単である。

図５及び図６は、本発明の燃料固化防止装置の他の実施の形態を示すもので、図５は、本発明の燃料固化防止装置の他の実施の形態を備えた燃料タンク及び作動油タンクを示す縦断面図、図６は、図５に示す本発明の燃料固化防止装置の一実施の形態を備えた燃料タンク及び作動油タンクの横断面図である。これらの図において、図１乃至図４に示す符号と同符号のものは、同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。
この実施の形態は、ヒートパイプ１７によって、燃料Ｆを暖めるとともに、燃料タンク１５のタンク本体１５Ａの外気側壁から燃料Ｆに伝達される温度低下を防止するようにしたもので、ヒートパイプ１７における燃料タンク１５への導入部分を、燃料タンク１５のタンク本体１５Ａにおける外気側壁の内面に接触するように配置したものである。

この実施の形態においては、上述した一実施の形態と同様に、燃料タンク１５の燃料は、燃料タンク１５内に導入されたヒートパイプ１７の放熱部１７Ｂからの放熱によって、暖められる。また、燃料タンク１５のタンク本体１５Ａにおける外気側壁の内面は、この内面に接触したヒートパイプ１７の放熱部１７Ｂからの放熱によって、暖められる。

その結果、燃料タンク１５のタンク本体１５Ａにおける外気側壁から、燃料Ｆに伝わる燃料Ｆの温度低下も抑えることができる。

この実施の形態によれば、上述した一実施の形態と同様な効果が得られるとともに、燃料タンク１５のタンク本体１５Ａにおける外気側壁から、燃料Ｆに伝わる燃料Ｆの温度低下も抑えることができ、燃料の固化（ワックス状の油分）の発生を更に効果的に抑えることができる。

１建設機械
２走行体フレーム
３走行体
４旋回フレーム
５多関節型のフロント装置
１５燃料タンク
１５Ａタンク本体
１５Ｄ燃料吸込口
１６作動油タンク
１６Ａタンク本体
１７ヒートパイプ

Claims

底部に燃料吸込口を有する燃料タンクを備えた建設機械の燃料固化防止装置であって、
前記燃料タンクに近接配置され、内部に作動油を蓄積する作動油タンクと、
一方端が前記作動油タンク内に導入され、他方端が前記燃料タンクの底面側に配置されて、前記作動油の熱を燃料に伝達するヒートパイプとを備えた
ことを特徴とする建設機械の燃料固化防止装置。
請求項１に記載の建設機械の燃料固化防止装置において、
前記ヒートパイプの一方端は、前記ヒートパイプの他方端より高い位置になるように、前記作動油タンク内の作動油中に導入されている
ことを特徴とする建設機械の燃料固化防止装置。
請求項１又は２に記載の建設機械の燃料固化防止装置において、
前記ヒートパイプの他方端は、前記燃料タンクの前記燃料吸込口付近に配置した
ことを特徴とする建設機械の燃料固化防止装置。
請求項１又は２に記載の建設機械の燃料固化防止装置において、
前記ヒートパイプの他方端側は、前記燃料タンク内の前記燃料に接触するように、前記燃料タンクのタンク本体の外気側壁の内面に配置されている
ことを特徴とする建設機械の燃料固化防止装置。
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の建設機械の燃料固化防止装置において、
前記前記ヒートパイプの一方端は、吸熱部であり、他方端は放熱部である
ことを特徴とする建設機械の燃料固化防止装置。