KR20220123995A - 건설 기계 - Google Patents

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KR20220123995A
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이재동
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현대두산인프라코어(주)
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Abstract

본 발명은, 운전자가 탑승 가능한 캐빈을 포함하는 건설 기계로, 팬이 구비된 통풍 시트; 캐빈의 내부 온도를 조절하는 공조장치; 및 상기 공조장치로부터 연장되어 공기 흐름을 안내하는 덕트를 포함하고, 상기 덕트는 상기 캐빈의 상측으로 연장되는 제1 덕트와 상기 통풍 시트의 후방으로 연장되는 제2 덕트로 분기되는 건설 기계를 제공한다.
이에 의하여, 운전자가 체감하는 냉방 효과를 향상시킬 수 있다.

Description

건설 기계{CONSTRUCTION MACHINE}
본 발명은 건설 기계에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 통풍 시트가 구비된 건설 기계에 관한 것이다.
일반적으로 굴삭기나 휠로더 등의 건설 기계는 운전자가 탑승할 수 있는 캐빈을 포함한다. 캐빈(20)을 포함하는 건설 기계가 도 1에 도시되어 있다. 캐빈(20)에는 공조장치가 구비된다. 공조장치는 캐빈(20) 실내 온도를 조절하여 쾌적한 작업 환경을 조성하고, 또한 윈도우에 성에가 끼는 것을 방지하기도 한다.
그런데 여름철과 같이 외부 기온이 상당히 높은 경우 공조장치의 냉방 가동만으로는 운전자의 체감 온도가 그리 크게 감소하지 않는다. 이러한 문제를 해결하기 위해 종래 건설 기계에는 통풍 시트를 장착하여 보다 쾌적한 작업 환경을 제공하고자 하였다.
그러나, 도 2 및 도 3에 도시된 것처럼 종래 건설 기계의 공조장치(24)와 노즐(26)은 시트(22)의 후방에 위치하여 운전자의 머리 위쪽을 향해 공기가 분사되므로, 시트(22)가 통풍 시트로 구비되더라도 이미 캐빈(20) 내부를 순환하며 온도가 상당히 상승한 채 운전자에게 도달하게 되어 통풍 시트의 체감 효과가 그리 크지 않았다. 또한, 건설 기계의 시트(22)의 하단은 서스펜션(23)과 결합되어 있어 공기의 흐름을 일부 차단시키고 있기 때문에 체감 효과는 더욱 떨어질 수밖에 없는 구조이다.
냉방 효과는 작업 효율과도 연관된 문제이므로, 통풍 시트가 구비된 건설 기계의 체감 냉방 효과를 향상시킬 수 있는 기술이 필요하다.
본 발명은 통풍 시트가 구비된 건설 기계의 체감 냉방 효과를 향상시킬 수 있는 건설 기계를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명은, 운전자가 탑승 가능한 캐빈을 포함하는 건설 기계로, 팬이 구비된 통풍 시트; 캐빈의 내부 온도를 조절하는 공조장치; 및 상기 공조장치로부터 연장되어 공기 흐름을 안내하는 덕트를 포함하고, 상기 덕트는 상기 캐빈의 상측으로 연장되는 제1 덕트와 상기 통풍 시트의 후방으로 연장되는 제2 덕트로 분기되는 건설 기계를 제공한다.
또한, 상기 제1 덕트의 단부에 구비되는 제1 노즐과 상기 제2 덕트의 단부에 구비되는 제2 노즐을 더 포함하고, 상기 제2 노즐은 상기 통풍 시트를 향해 공기를 토출하는 방향으로 개방될 수 있다.
또한, 상기 제2 노즐은 공기의 토출 방향을 조절 가능한 가변형 노즐로 구비될 수 있다.
또한, 상기 통풍 시트는 운전자의 상체를 지지하는 등받이를 포함하고, 상기 등받이에는 제1 팬이 설치될 수 있다.
또한, 상기 통풍 시트는 운전자의 하체를 지지하는 쿠션을 포함하고, 상기 쿠션에는 제2 팬이 설치될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 운전자가 탑승 가능한 캐빈을 포함하는 건설 기계로, 팬이 구비된 통풍 시트; 캐빈의 내부 온도를 조절하는 공조장치; 및 상기 공조장치로부터 연장되어 공기 흐름을 안내하는 덕트를 포함하고, 상기 덕트는 상기 캐빈의 상측으로 연장되는 제1 덕트와 상기 통풍 시트의 후방으로 연장되는 제2 덕트로 분기되고, 상기 제1 덕트의 단부에 구비되는 제1 노즐과 상기 제2 덕트의 단부에 구비되는 제2 노즐을 더 포함하고, 상기 제2 노즐은 상기 통풍 시트를 향해 공기를 토출하는 방향으로 개방되고, 상기 통풍 시트는 운전자의 하체를 지지하는 쿠션을 포함하고, 상기 쿠션에는 제2 팬이 설치되는 건설 기계를 제공한다.
이때, 상기 제2 노즐은 상기 제2 팬보다 낮은 높이에 설치될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 공조장치는 상기 통풍 시트의 후방에 설치될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 공조장치는 상기 통풍 시트의 측방에 설치될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 공조장치는 상기 통풍 시트의 하방에 설치될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 건설 기계는, 운전자가 체감하는 냉방 효과를 향상시킬 수 있다. 이에 따라, 보다 쾌적한 작업 환경이 조성될 수 있어 작업 편의성과 작업 효율이 향상된다.
도 1은 건설 기계를 개략적으로 나타낸 정면도,
도 2는 종래 건설 기계의 캐빈을 나타낸 사시도,
도 3은 종래 건설 기계에 장착된 공조 장치를 나타낸 사시도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 건설 기계의 캐빈을 나타낸 사시도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 건설 기계의 제2 덕트를 나타낸 절개 사시도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 건설 기계의 제1 덕트 및 제2 덕트를 나타낸 사시도,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 건설 기계의 제1 덕트 및 제2 덕트의 공기 흐름을 나타낸 단면도,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 건설 기계의 제1 덕트 및 제2 덕트의 공기 흐름을 나타낸 사시도,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 건설 기계의 제2 노즐을 나타낸 사시도,
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 건설 기계의 통풍 시트를 나타낸 사시도
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 건설 기계의 통풍 시트의 공기 흐름을 나타낸 정면도,
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 건설 기계의 캐빈과 통풍 시트를 향하는 공기 흐름을 나타낸 사시도,
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 건설 기계의 캐빈과 통풍 시트를 향하는 공기 흐름을 나타낸 사시도,
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 건설 기계와 종래 건설 기계의 통풍 시트 하단의 온도 변화를 비교한 그래프,
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 건설 기계와 종래 건설 기계의 통풍 시트 등받이 안쪽 온도 변화를 비교한 그래프이다.
이하에서는 본 발명의 실시예들에 따른 건설 기계에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 건설 기계의 캐빈을 나타낸 사시도, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 건설 기계의 제2 덕트를 나타낸 절개 사시도, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 건설 기계의 제1 덕트 및 제2 덕트를 나타낸 사시도, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 건설 기계의 제1 덕트 및 제2 덕트의 공기 흐름을 나타낸 단면도, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 건설 기계의 제1 덕트 및 제2 덕트의 공기 흐름을 나타낸 사시도, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 건설 기계의 제2 노즐을 나타낸 사시도, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 건설 기계의 통풍 시트를 나타낸 사시도 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 건설 기계의 통풍 시트의 공기 흐름을 나타낸 정면도, 도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 건설 기계의 캐빈과 통풍 시트를 향하는 공기 흐름을 나타낸 사시도, 도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 건설 기계의 캐빈과 통풍 시트를 향하는 공기 흐름을 나타낸 사시도, 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 건설 기계와 종래 건설 기계의 통풍 시트 하단의 온도 변화를 비교한 그래프, 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 건설 기계와 종래 건설 기계의 통풍 시트 등받이 안쪽 온도 변화를 비교한 그래프이다.
도 4 내지 도 8에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 건설 기계의 캐빈은 외관을 형성하는 캐빈 프레임(21), 운전자가 착석하는 통풍 시트(110), 상기 통풍 시트(110)의 하부에 결합하여 진동 및 충격을 완충하는 서스펜션(120), 캐빈 실내 공기조화를 위해 설치되는 공조장치(210), 상기 공조장치(210)로부터 공급되는 공기를 안내하는 제1 덕트(220) 및 제2 덕트(230), 그리고 상기 제1 덕트(220) 및 상기 제2 덕트(230)의 단부에 구비되어 캐빈 실내로 공기를 토출하는 제1 노즐(222) 및 제2 노즐(232)을 포함한다.
상기 캐빈 프레임(21)은 상기 캐빈의 골격에 해당하며, 상기 캐빈 프레임(21)에는 도어와 윈도우가 부착됨으로써 상기 캐빈 실내가 닫힌 공간이 되게 한다. 건설 기계는 일반적으로 소음이나 분진 등이 많은 환경에서 작업하기 때문에 운전자가 탑승하는 캐빈 내부는 외부와 차단되는 것이 바람직하다.
운전자가 착석하는 상기 통풍 시트(110)는 표면에 미세한 홀을 복수개 형성하여 공기가 통할 수 있게 만들어진 것이다. 상기 통풍 시트(110)는 운전자의 상체를 지지하는 등받이(112)와 운전자의 하체를 지지하는 쿠션(114)을 포함한다. 상기 등받이(112) 및 상기 쿠션(114)의 안쪽 면은 운전자가 착석하였을 때 직접 접촉하는 부분이다.
상기 등받이(112) 및 상기 쿠션(114)에는 보다 효율적인 통풍을 위하여 제1 팬(113) 및 제2 팬(115)이 각각 구비된다. 상기 제1 팬(113) 및 상기 제2 팬(115)은 상기 통풍 시트(110)의 바깥쪽에 있는 공기를 흡입하여 안쪽으로 강제 순환시키는 역할을 한다. 그러면 상기 운전자는 상기 등받이(112) 및 상기 쿠션(114)의 표면에 형성된 홀에서 분사되는 차가운 공기로 인해 시원함을 느낄 수 있다.
상기 서스펜션(120)은 상기 통풍 시트(110)의 하단에 설치되어 충격을 완화한다. 건설 기계는 승용차와 달리 굴곡이 심하고 장애물이 많은 노면에서 주행 또는 작업을 수행하므로 상기 캐빈에 크고 잦은 진동이 전달된다. 따라서 진동에 의한 운전자의 피로도를 저감시키기 위해 상기 서스펜션(120)이 설치되는 것이다. 그런데, 상기 서스펜션(120)은 상기 쿠션(114)의 하단에 결합되어 있어 상기 통풍 시트(110)의 하측 공기 흐름을 방해하게 된다. 즉, 일반적으로 건설 기계는 통풍 효과에 있어서 불리한 구조라 할 수 있다.
상기 공조장치(210)는 캐빈 실내 공기조화를 위한 장치로, 외기를 흡입하여 여과·가열·냉각 등의 과정을 거쳐 온도·습도를 적절히 조절한 공기를 공급한다. 상기 공조장치(210)는 HVAC(Heating, Ventilation, Air Conditioning)이라고도 지칭되며, 필요에 따라 난방·환기·냉방 가동이 모두 가능하다. 여기에서는 본 발명의 목적 및 효과에 비추어 상기 공조장치(210)가 냉방 가동되는 것을 전제로 하여 설명하지만, 상기 공조장치(210)를 냉방기로 한정하는 것은 아니다.
상기 공조장치(210)가 설치되는 위치는 건설 기계의 크기나 캐빈의 레이아웃 등에 따라 다르게 배치될 수 있다. 공조장치가 다른 위치에 설치되는 구체적 예시는 다른 실시예들에서 후술하기로 한다.
상기 공조장치(210)를 거쳐 온도·습도가 조절된 공기는 상기 제1 덕트(220)로 유동한다. 상기 제1 덕트(220)는 상기 공조장치(210)로부터 상기 캐빈의 상측으로 연장된다. 상기 제1 덕트(220)의 단부에는 제1 노즐(222)이 구비되어 상기 제1 덕트(220)로 유동한 공기를 캐빈 실내로 토출시킨다.
이때, 상기 제1 덕트(220)로부터 제2 덕트(230)가 분기된다. 즉, 상기 공조장치(210)로부터 공급되는 공기의 유동은 상기 제1 덕트(220)와 상기 제2 덕트(230)로 나누어진다. 상기 제1 덕트(220)와 상기 제2 덕트(230)는 서로 다른 방향으로 연장되며, 서로 다른 크기로 형성되어 이들을 유동하는 공기의 유량에 차이를 둘 수 있다. 본 실시예에서는 상기 제1 덕트(220)가 메인 덕트에 해당하고 상기 제2 덕트(230)가 서브 덕트에 해당하여, 상기 제1 덕트(220)를 지나는 공기의 유량이 상기 제2 덕트(230)보다 더 크다. 즉, 상기 제2 덕트(230)는 상기 제1 덕트(220)의 유량을 크게 감소시키지 않도록 형성된다.
상기 제2 덕트(230)는 상기 통풍 시트(110)를 향하여 연장된다. 상기 공조장치(210) 및 상기 제1 덕트(220)가 상기 통풍 시트(110) 후방에 위치하므로, 다르게 말하면 상기 제2 덕트(230)는 상기 캐빈의 전면을 향하여 연장되는 형태이다.
상기 제2 덕트(230)의 단부에는 제2 노즐(232)이 구비된다. 상기 제2 노즐(232)은 상기 통풍 시트(110)가 위치하는 방향으로 공기가 토출되도록 안내한다.
상기 공조장치(210)와 상기 통풍 시트(110) 사이에는 플레이트(240)가 설치된다. 상기 플레이트(240)는 상기 공조장치(210)와 상기 제1 덕트(220) 및 상기 제2 덕트(230)를 상기 캐빈 내부와 공간적으로 분리시킨다. 상기 제2 덕트(230)는 상기 플레이트(240)의 후면까지 연장되고, 상기 플레이트(240)에는 개구가 형성되어 상기 제2 노즐(232)이 상기 개구에 위치하는 형태이다.
상기 제2 노즐(232)은 상기 통풍 시트(110)의 후방을 향하여 개방된다. 따라서, 상기 제2 덕트(230)를 따라 유동한 공기는 상기 제2 노즐(232)에서 상기 통풍 시트(110)의 후면을 향하여 토출된다.
도 9에 도시된 것처럼, 상기 제2 노즐(232)은 그 개방된 방향을 상·하·좌·우로 조절 가능하다. 따라서 운전자는 상기 통풍 시트(110)의 높이나 위치에 맞게 적절한 방향으로 공기가 토출될 수 있도록 상기 제2 노즐(232)의 각도를 조절할 수 있다. 또한, 상기 제2 노즐(232)은 개방과 폐쇄도 가능하여, 경우에 따라서는 상기 제2 노즐(232)을 닫아둠으로써 공기가 토출되지 않도록 할 수도 있다.
도 10 및 도 11에 도시된 것처럼, 상기 제2 노즐(232)에서 상기 통풍 시트(110)의 후방을 향하여 토출된 공기는 상기 제1 팬(113) 및 상기 제2 팬(115)측으로 유동한다. 그리고 상기 제1 팬(113) 및 상기 제2 팬(115)이 회전하면 상기 제2 노즐(232)에서 토출된 차가운 공기를 상기 통풍 시트(110)의 안쪽으로 전달함으로써 운전자가 시원함을 느낄 수 있다. 이때 상기 제2 노즐(232)을 상측으로 개방시키면 상기 제1 팬(113)으로 더 많은 유량의 공기가 유동하여 상기 등받이(112)의 안쪽면 온도가 감소한다. 반대로 상기 제2 노즐(232)을 하측으로 개방시키면 상기 제2 팬(115)으로 더 많은 유량의 공기가 유동하여 상기 쿠션(114)의 위쪽면 온도가 감소한다.
도 14 및 도 15에 도시된 것처럼, 본 실시예에 따른 상기 제2 노즐(232)의 유무에 따른 체감 냉방 효과는 큰 차이가 있다. 대략적으로 살펴보면 본 실시예에 따른 건설 기계의 경우 5도 내지 8도의 온도 저하의 효과가 발생하며, 이는 운전자에게 상당한 쾌적함을 제공할 수 있는 수치이다.
또한, 본 실시예는 상기 제2 덕트(230)와 상기 제2 노즐(232)만을 추가하여 체감 냉방 효과를 극대화할 수 있어 적은 비용으로 큰 효과를 발휘할 수 있다. 즉, 공조장치를 추가한다거나 통풍 시트의 구조를 변경시키지 않은 채 최소한의 덕트 구조 설계 변경만으로 구현할 수 있는 것이다.
따라서, 본 발명은 서로 다른 레이아웃을 갖는 다양한 건설기계에 적용이 가능하다. 본 발명의 다른 실시예를 도시한 도 12는 공조장치가 통풍 시트의 측방에 설치되는 건설기계이고, 본 발명의 또 다른 실시예를 도시한 도 13은 공조장치가 통풍 시트의 하방에 설치되는 건설기계이다.
구체적으로, 도 12에 도시된 것처럼, 본 발명의 다른 실시예에 따른 건설기계는 통풍 시트(110')의 측방에 위치한 공조장치(310)로부터 제2 덕트(330)가 플레이트(340)의 후방으로 연장되고, 상기 제2 덕트(330)의 단부에 제2 노즐(332)이 구비되어 통풍 시트(110')의 후방을 향하여 공기를 토출시킨다.
또한, 도 13에 도시된 것처럼, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 건설기계는 통풍 시트(110'')의 하방에 위치한 공조장치(410)로부터 제1 덕트(420)와 분기되는 제2 덕트(430)가 연장되고, 상기 제2 덕트(430)의 단부에 제2 노즐(432)이 구비되어 통풍 시트(110'')의 후방을 향하여 공기를 토출시킨다.
이처럼 본 발명은 건설 기계의 종류나 크기에 따라 다양한 위치에 설치되는 공조장치에 맞도록 적절하게 변경하여 실시할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예들에 따른 작용효과에 대하여 설명한다.
전술하였듯이, 건설 기계는 차량과 달리 시트의 하부에 서스펜션이 결합되어 있고, 공조장치에서 공급되는 공기가 운전자의 후방에서 토출되는 특징이 있어 종래에는 통풍 시트를 적용하더라도 운전자가 체감하는 냉방 효과는 크지 않았다.
그러나, 본 발명의 실시예들은 통풍 시트(110, 110', 110'') 방향으로 분기되는 별도의 제2 덕트(230, 330, 430)를 포함하고, 제2 덕트(230, 330, 430)의 단부에 제2 노즐(232, 332, 432)을 형성함으로써 통풍 시트(110, 110', 110'')를 향하여 공기가 토출될 수 있게 하였다. 따라서, 제2 노즐(232, 332, 432)에서 토출된 차가운 공기가 곧바로 통풍 시트(110, 110', 110'')에 도달하여 체감 냉방 효과를 크게 향상시킬 수 있다.
20: 캐빈 21: 캐빈 프레임
22: 시트 23: 서스펜션
24: 공조장치 25: 덕트
26: 노즐 110: 통풍 시트
112: 등받이 113: 제1 팬
114: 쿠션 115: 제2 팬
120: 서스펜션 210: 공조장치
220: 제1 덕트 220a: 제1 부분
220b: 제2 부분 222: 제1 노즐
230: 제2 덕트 232: 제2 노즐
240: 플레이트
110': 통풍 시트 310: 공조장치
330: 제2 덕트 332: 제2 노즐
340: 플레이트
110'': 통풍 시트 410: 공조장치
420: 제1 덕트 430: 제2 덕트
432: 제2 노즐

Claims (10)

  1. 운전자가 탑승 가능한 캐빈을 포함하는 건설 기계로,
    팬이 구비된 통풍 시트;
    캐빈의 내부 온도를 조절하는 공조장치; 및
    상기 공조장치로부터 연장되어 공기 흐름을 안내하는 덕트를 포함하고,
    상기 덕트는 상기 캐빈의 상측으로 연장되는 제1 덕트와 상기 통풍 시트의 후방으로 연장되는 제2 덕트로 분기되는 건설 기계.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 덕트의 단부에 구비되는 제1 노즐과 상기 제2 덕트의 단부에 구비되는 제2 노즐을 더 포함하고,
    상기 제2 노즐은 상기 통풍 시트를 향해 공기를 토출하는 방향으로 개방된 건설 기계.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2 노즐은 공기의 토출 방향을 조절 가능한 가변형 노즐로 구비되는 건설 기계.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 통풍 시트는 운전자의 상체를 지지하는 등받이를 포함하고,
    상기 등받이에는 제1 팬이 설치되는 건설 기계.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 통풍 시트는 운전자의 하체를 지지하는 쿠션을 포함하고,
    상기 쿠션에는 제2 팬이 설치되는 건설 기계.
  6. 운전자가 탑승 가능한 캐빈을 포함하는 건설 기계로,
    팬이 구비된 통풍 시트;
    캐빈의 내부 온도를 조절하는 공조장치; 및
    상기 공조장치로부터 연장되어 공기 흐름을 안내하는 덕트를 포함하고,
    상기 덕트는 상기 캐빈의 상측으로 연장되는 제1 덕트와 상기 통풍 시트의 후방으로 연장되는 제2 덕트로 분기되고,
    상기 제1 덕트의 단부에 구비되는 제1 노즐과 상기 제2 덕트의 단부에 구비되는 제2 노즐을 더 포함하고,
    상기 제2 노즐은 상기 통풍 시트를 향해 공기를 토출하는 방향으로 개방되고,
    상기 통풍 시트는 운전자의 하체를 지지하는 쿠션을 포함하고,
    상기 쿠션에는 제2 팬이 설치되는 건설 기계.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2 노즐은 상기 제2 팬보다 낮은 높이에 설치되는 건설 기계.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 공조장치는 상기 통풍 시트의 후방에 설치되는 건설 기계.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 공조장치는 상기 통풍 시트의 측방에 설치되는 건설 기계.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 공조장치는 상기 통풍 시트의 하방에 설치되는 건설 기계.
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