JP2000180090A - 建設機械の熱交換器 - Google Patents
建設機械の熱交換器Info
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
- F28D1/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
- F28D1/04—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
- F28D1/0408—Multi-circuit heat exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat exchangers for more than two fluids
- F28D1/0426—Multi-circuit heat exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat exchangers for more than two fluids with units having particular arrangement relative to the large body of fluid, e.g. with interleaved units or with adjacent heat exchange units in common air flow or with units extending at an angle to each other or with units arranged around a central element
- F28D1/0435—Combination of units extending one behind the other
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- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 エンジン冷却水と作動油とからなる異なる被
冷却媒体の温度を実質的に同じ温度に冷却することによ
って、熱交換器の全体構成を小型でコンパクトなものと
する。 【解決手段】 熱交換器２０における本体枠２１の上部
にオイルクーラタンク２２とラジエータタンク２３とが
設置され、本体枠２１の内部の放熱部２６にエンジン２
７に付設した冷却ファン２８からの冷却風を流通させる
が、放熱部２６は、オイルクーラタンク２２から流出部
２４に向けて作動油を流し、またラジエータタンク２３
から流出部２５に向けてエンジン冷却水を流通させるた
めに、それぞれ多数の通油細管２９ａ及び通水細管２９
ｂが上下方向に向けて設けられ、これら多数の細管２９
ａ，２９ｂは放熱フィン３０に連結されて、両被冷却媒
体は実質的に同じ温度にまで冷却される。
冷却媒体の温度を実質的に同じ温度に冷却することによ
って、熱交換器の全体構成を小型でコンパクトなものと
する。 【解決手段】 熱交換器２０における本体枠２１の上部
にオイルクーラタンク２２とラジエータタンク２３とが
設置され、本体枠２１の内部の放熱部２６にエンジン２
７に付設した冷却ファン２８からの冷却風を流通させる
が、放熱部２６は、オイルクーラタンク２２から流出部
２４に向けて作動油を流し、またラジエータタンク２３
から流出部２５に向けてエンジン冷却水を流通させるた
めに、それぞれ多数の通油細管２９ａ及び通水細管２９
ｂが上下方向に向けて設けられ、これら多数の細管２９
ａ，２９ｂは放熱フィン３０に連結されて、両被冷却媒
体は実質的に同じ温度にまで冷却される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、油圧ショベル等の
ように、エンジンと、このエンジンにより駆動される油
圧ポンプとを備えた建設機械に設置され、エンジン冷却
水と作動油とを冷却するための熱交換器に関するもので
ある。
ように、エンジンと、このエンジンにより駆動される油
圧ポンプとを備えた建設機械に設置され、エンジン冷却
水と作動油とを冷却するための熱交換器に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】建設機械として、例えば油圧ショベル
は、走行車両に作業機として掘削機構を設けたものであ
るが、車両の走行及び作業機の駆動等は、油圧モータや
油圧シリンダからなる油圧アクチュエータにより駆動さ
れる。これら各油圧アクチュエータに圧油を供給するた
めに油圧ポンプが設けられるが、この油圧ポンプを駆動
するためにエンジンが搭載される。エンジンが過熱しな
いようにするために、常時冷却水を循環させて、その冷
却を行うようにする。このために、エンジンにはラジエ
ータが付設される。また、油圧ポンプ及び油圧アクチュ
エータを含む油圧回路内を流れる作動油は、油圧ポンプ
による加圧時及び油圧アクチュエータを駆動する際等に
発生する熱により高温状態となる。そこで、油圧アクチ
ュエータから作動油タンクに還流される前の段階で作動
油を冷却するためにオイルクーラが設置される。
は、走行車両に作業機として掘削機構を設けたものであ
るが、車両の走行及び作業機の駆動等は、油圧モータや
油圧シリンダからなる油圧アクチュエータにより駆動さ
れる。これら各油圧アクチュエータに圧油を供給するた
めに油圧ポンプが設けられるが、この油圧ポンプを駆動
するためにエンジンが搭載される。エンジンが過熱しな
いようにするために、常時冷却水を循環させて、その冷
却を行うようにする。このために、エンジンにはラジエ
ータが付設される。また、油圧ポンプ及び油圧アクチュ
エータを含む油圧回路内を流れる作動油は、油圧ポンプ
による加圧時及び油圧アクチュエータを駆動する際等に
発生する熱により高温状態となる。そこで、油圧アクチ
ュエータから作動油タンクに還流される前の段階で作動
油を冷却するためにオイルクーラが設置される。
【０００３】従って、油圧ショベルには、熱交換器とし
て、少なくともラジエータとオイルクーラとが設置され
ることになる。そこで、図４に従来技術によるこれら熱
交換器の構成を示す。
て、少なくともラジエータとオイルクーラとが設置され
ることになる。そこで、図４に従来技術によるこれら熱
交換器の構成を示す。
【０００４】図中において、１はエンジンであって、こ
のエンジン１には冷却ファン２が付設されており、この
冷却ファン２による冷却風の流路には、ラジエータ３と
オイルクーラ４とからなる２つの熱交換器が設置され
る。ここで、冷却ファン２による冷却風の流れは、同図
に矢印で示したように、冷却ファン２側に引き込む方向
であり、この冷却風の上流側にはオイルクーラ４が、ま
た下流側にはこのオイルクーラ４に対して所定の間隔を
置いてラジエータ３が配置されるのが一般的である。ラ
ジエータ３はエンジン１に供給される冷却水を放熱する
ためのものであり、またオイルクーラ４は油圧アクチュ
エータから還流する戻り油を冷却するためのものであ
る。このために、ラジエータ３及びオイルクーラ４は、
共にタンク部と放熱部とから構成される。タンク部はと
もかく、放熱部はラジエータ３も、またオイルクーラ４
も実質的に同じ構成となっている。
のエンジン１には冷却ファン２が付設されており、この
冷却ファン２による冷却風の流路には、ラジエータ３と
オイルクーラ４とからなる２つの熱交換器が設置され
る。ここで、冷却ファン２による冷却風の流れは、同図
に矢印で示したように、冷却ファン２側に引き込む方向
であり、この冷却風の上流側にはオイルクーラ４が、ま
た下流側にはこのオイルクーラ４に対して所定の間隔を
置いてラジエータ３が配置されるのが一般的である。ラ
ジエータ３はエンジン１に供給される冷却水を放熱する
ためのものであり、またオイルクーラ４は油圧アクチュ
エータから還流する戻り油を冷却するためのものであ
る。このために、ラジエータ３及びオイルクーラ４は、
共にタンク部と放熱部とから構成される。タンク部はと
もかく、放熱部はラジエータ３も、またオイルクーラ４
も実質的に同じ構成となっている。
【０００５】そこで、放熱部の構成を図５に示す。同図
から明らかなように、放熱部１０は基本的には、被冷却
媒体、つまりラジエータ３ではエンジン冷却水が、また
オイルクーラ４では作動油が、それぞれ流通する多数の
細管１１と、熱伝導率の高い金属薄板からなる放熱フィ
ン１２とから構成される。細管１１は放熱フィン１２に
固着させるか、少なくとも接触させるように組み込むこ
とによって、細管１１内の被冷却流体の熱がこの細管１
１の壁面を介して放熱フィン１２に伝達され、この放熱
フィン１２に冷却風を供給することにより放熱作用を発
揮することになる。
から明らかなように、放熱部１０は基本的には、被冷却
媒体、つまりラジエータ３ではエンジン冷却水が、また
オイルクーラ４では作動油が、それぞれ流通する多数の
細管１１と、熱伝導率の高い金属薄板からなる放熱フィ
ン１２とから構成される。細管１１は放熱フィン１２に
固着させるか、少なくとも接触させるように組み込むこ
とによって、細管１１内の被冷却流体の熱がこの細管１
１の壁面を介して放熱フィン１２に伝達され、この放熱
フィン１２に冷却風を供給することにより放熱作用を発
揮することになる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】放熱部１０における放
熱量は、細管１１内を通る流体の流量が一定であるとす
れば、冷却ファン２による冷却風の流量と、放熱フィン
１２の放熱面積により定まることになる。従って、放熱
フィン１２のピッチ間隔を小さくして、その表面積を大
きくすれば、それだけ放熱面積が増えることになる。た
だし、放熱部１０の断面積に占める放熱フィン１２の断
面積をあまり大きくすると、冷却風の流れが阻害されて
風量のロスが大きくなる点で、また枯れ葉や塵埃等の異
物で詰まる可能性も高くなるという点でも、放熱フィン
１２のピッチ間隔を狭くするには限度がある。このため
に、放熱フィン１２のピッチ間隔を変えず、しかも放熱
フィン１２の放熱面積を広くして、放熱量を大きくしよ
うとすると、熱交換器における放熱部１０の領域、つま
り放熱部１０の断面積を大きくする必要がある。また、
放熱部１０の断面積を大きくすると、その全体に冷却風
を流通させるために、冷却ファン２も大型化することに
なる。また、被冷却媒体の流量は細管１１の内径とその
配設数とに依存する。ただし、細管１１の内径を大きく
すると、放熱効率が低下することになる。このために、
被冷却媒体の流量を増やそうとすると、細管１１の数を
多くしなければならない。細管１１を冷却風の向きと直
交する方向に密に配置すると、やはり冷却風の通りが悪
くなるので、細管１１は冷却風の風向き方向に多数配列
しなければならなくなる。この結果、熱交換器の奥行き
方向の寸法が大きくなる。
熱量は、細管１１内を通る流体の流量が一定であるとす
れば、冷却ファン２による冷却風の流量と、放熱フィン
１２の放熱面積により定まることになる。従って、放熱
フィン１２のピッチ間隔を小さくして、その表面積を大
きくすれば、それだけ放熱面積が増えることになる。た
だし、放熱部１０の断面積に占める放熱フィン１２の断
面積をあまり大きくすると、冷却風の流れが阻害されて
風量のロスが大きくなる点で、また枯れ葉や塵埃等の異
物で詰まる可能性も高くなるという点でも、放熱フィン
１２のピッチ間隔を狭くするには限度がある。このため
に、放熱フィン１２のピッチ間隔を変えず、しかも放熱
フィン１２の放熱面積を広くして、放熱量を大きくしよ
うとすると、熱交換器における放熱部１０の領域、つま
り放熱部１０の断面積を大きくする必要がある。また、
放熱部１０の断面積を大きくすると、その全体に冷却風
を流通させるために、冷却ファン２も大型化することに
なる。また、被冷却媒体の流量は細管１１の内径とその
配設数とに依存する。ただし、細管１１の内径を大きく
すると、放熱効率が低下することになる。このために、
被冷却媒体の流量を増やそうとすると、細管１１の数を
多くしなければならない。細管１１を冷却風の向きと直
交する方向に密に配置すると、やはり冷却風の通りが悪
くなるので、細管１１は冷却風の風向き方向に多数配列
しなければならなくなる。この結果、熱交換器の奥行き
方向の寸法が大きくなる。
【０００７】以上のことから、オイルクーラとラジエー
タという異なる熱交換器にそれぞれ所定の放熱特性を持
たせ、各々の被冷却媒体を過不足なく冷却するために
は、それらの機器の大きさ、つまり高さ方向の寸法及び
幅方向、さらに奥行き方向の寸法がおのずと定まってく
る。従って、油圧ショベル等の建設機械にオイルクーラ
及びラジエータを設置するに当っては、それぞれ必要な
放熱特性を有するものを選択して使用される。これらの
熱交換器は、上部旋回体にエンジンルームを設けて、こ
のエンジンルーム内にエンジン等と共に熱交換器が配置
される。しかも、これら２つの機器は冷却風の流れ方向
に並べて配置される。従って、その間に前述した種々の
異物が溜ることになり、これらの異物を除く掃除等を円
滑に行えるようにする等の関係から、それらの間にはあ
る程度の隙間を持たせるように配置される必要がある。
しかしながら、上部旋回体には、エンジンルーム以外に
も、作業機及び運転室を初め、他の機械類やタンク類等
が配置される関係から、穂部旋回体に占めるエンジンル
ームは十分の広さを確保できる訳ではない。従って、熱
交換器の小型化が図られれば、エンジンルームの省スペ
ース化を図ることができるが、前述した放熱特性を持た
せるという関係から、その設置スペースを小さくできな
いのが現状であった。
タという異なる熱交換器にそれぞれ所定の放熱特性を持
たせ、各々の被冷却媒体を過不足なく冷却するために
は、それらの機器の大きさ、つまり高さ方向の寸法及び
幅方向、さらに奥行き方向の寸法がおのずと定まってく
る。従って、油圧ショベル等の建設機械にオイルクーラ
及びラジエータを設置するに当っては、それぞれ必要な
放熱特性を有するものを選択して使用される。これらの
熱交換器は、上部旋回体にエンジンルームを設けて、こ
のエンジンルーム内にエンジン等と共に熱交換器が配置
される。しかも、これら２つの機器は冷却風の流れ方向
に並べて配置される。従って、その間に前述した種々の
異物が溜ることになり、これらの異物を除く掃除等を円
滑に行えるようにする等の関係から、それらの間にはあ
る程度の隙間を持たせるように配置される必要がある。
しかしながら、上部旋回体には、エンジンルーム以外に
も、作業機及び運転室を初め、他の機械類やタンク類等
が配置される関係から、穂部旋回体に占めるエンジンル
ームは十分の広さを確保できる訳ではない。従って、熱
交換器の小型化が図られれば、エンジンルームの省スペ
ース化を図ることができるが、前述した放熱特性を持た
せるという関係から、その設置スペースを小さくできな
いのが現状であった。
【０００８】本発明は以上の点に鑑みてなされたもので
あって、ラジエータにおけるエンジン冷却水と、オイル
クーラにおける作動油とを実質的に同じ程度の温度に冷
却するように設定することによって、小型でコンパクト
な構成で、複数の被冷却媒体の冷却を行える熱交換器を
提供することをその目的としている。
あって、ラジエータにおけるエンジン冷却水と、オイル
クーラにおける作動油とを実質的に同じ程度の温度に冷
却するように設定することによって、小型でコンパクト
な構成で、複数の被冷却媒体の冷却を行える熱交換器を
提供することをその目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明は、タンク部と放熱部とを備え、この放
熱部には被冷却媒体を流通させる複数の細管を放熱フィ
ンに組み込んで、冷却ファンからの冷却風により前記細
管内の流体を冷却するようにした熱交換器であって、前
記タンク部にはオイルクーラタンクとラジエータタンク
とを設け、また前記放熱部に設けた複数の細管のうちの
一部の細管には前記ラジエータタンクからのエンジン冷
却水を流通させ、また他の細管には前記オイルクーラタ
ンクからの作動油を流通させる構成としたことをその特
徴とするものである。ここで、油圧アクチュエータは複
数設けられることから、戻り油が一度にオイルクーラタ
ンクから細管内に流れて、サージ圧が発生する可能性が
あり、この場合には細管内を流れる作動油の圧力が高く
なるので、作動油を流通させる細管はエンジン冷却水を
流通させる細管より太径とするのが望ましい。
ために、本発明は、タンク部と放熱部とを備え、この放
熱部には被冷却媒体を流通させる複数の細管を放熱フィ
ンに組み込んで、冷却ファンからの冷却風により前記細
管内の流体を冷却するようにした熱交換器であって、前
記タンク部にはオイルクーラタンクとラジエータタンク
とを設け、また前記放熱部に設けた複数の細管のうちの
一部の細管には前記ラジエータタンクからのエンジン冷
却水を流通させ、また他の細管には前記オイルクーラタ
ンクからの作動油を流通させる構成としたことをその特
徴とするものである。ここで、油圧アクチュエータは複
数設けられることから、戻り油が一度にオイルクーラタ
ンクから細管内に流れて、サージ圧が発生する可能性が
あり、この場合には細管内を流れる作動油の圧力が高く
なるので、作動油を流通させる細管はエンジン冷却水を
流通させる細管より太径とするのが望ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態について説明する。まず、図１に熱交換器と冷
却ファンとのアセンブリの全体構成を示す。また、図２
は熱交換器の断面図であり、図３は熱交換器の正面図で
ある。これらの図において、２０は熱交換器を示し、こ
の熱交換器２０は本体枠２１を有し、この本体枠２１の
上部には、タンク部として、オイルクーラタンク２２と
ラジエータタンク２３とが設置されている。オイルクー
ラタンク２２は油圧シリンダや油圧モータからなる油圧
アクチュエータからの戻り油が流入するものであり、ま
たラジエータタンク２３にはエンジンを冷却した後のエ
ンジン冷却水が流入するようになっている。また、本体
枠２１のオイルクーラタンク２２及びラジエータタンク
２３の下部位置には、それぞれ流出部２４，２５が設け
られている。そして、これらオイルクーラタンク２２及
びラジエータタンク２３と、それらの流出部２４，２５
とにはそれぞれ配管（図示せず）が接続され、これらの
配管は油圧アクチュエータ，エンジン，作動油タンク等
の所定の機器に接続される。
施の形態について説明する。まず、図１に熱交換器と冷
却ファンとのアセンブリの全体構成を示す。また、図２
は熱交換器の断面図であり、図３は熱交換器の正面図で
ある。これらの図において、２０は熱交換器を示し、こ
の熱交換器２０は本体枠２１を有し、この本体枠２１の
上部には、タンク部として、オイルクーラタンク２２と
ラジエータタンク２３とが設置されている。オイルクー
ラタンク２２は油圧シリンダや油圧モータからなる油圧
アクチュエータからの戻り油が流入するものであり、ま
たラジエータタンク２３にはエンジンを冷却した後のエ
ンジン冷却水が流入するようになっている。また、本体
枠２１のオイルクーラタンク２２及びラジエータタンク
２３の下部位置には、それぞれ流出部２４，２５が設け
られている。そして、これらオイルクーラタンク２２及
びラジエータタンク２３と、それらの流出部２４，２５
とにはそれぞれ配管（図示せず）が接続され、これらの
配管は油圧アクチュエータ，エンジン，作動油タンク等
の所定の機器に接続される。
【００１１】本体枠２１の内部は放熱部２６として機能
するものであり、この放熱部２６にはエンジン２７に付
設した（またはエンジンとは独立に設けた）冷却ファン
２８からの冷却風が流通するようになっている。放熱部
２６は、図２に示したように、オイルクーラタンク２２
から流出部２４に向けて作動油を流し、またラジエータ
タンク２３から流出部２５に向けてエンジン冷却水を流
通させるために、多数の細管２９ａ，２９ｂが上下方向
に向けて設けられる。そして、これら多数の細管２９
ａ，２９ｂは放熱フィン３０に連結されている。ここ
で、細管２９ａはオイルクーラタンク２２と流出部２４
との間を掛け渡すようにして設けられ、内部に作動油を
流通させる通油配管である。また、細管２９ｂはラジエ
ータタンク２３と流出部２５との間を掛け渡すように設
けられ、内部にエンジン冷却水を流通させる通水細管で
ある。なお、以下の説明では、細管を総称する時には、
符号２９を用いる。
するものであり、この放熱部２６にはエンジン２７に付
設した（またはエンジンとは独立に設けた）冷却ファン
２８からの冷却風が流通するようになっている。放熱部
２６は、図２に示したように、オイルクーラタンク２２
から流出部２４に向けて作動油を流し、またラジエータ
タンク２３から流出部２５に向けてエンジン冷却水を流
通させるために、多数の細管２９ａ，２９ｂが上下方向
に向けて設けられる。そして、これら多数の細管２９
ａ，２９ｂは放熱フィン３０に連結されている。ここ
で、細管２９ａはオイルクーラタンク２２と流出部２４
との間を掛け渡すようにして設けられ、内部に作動油を
流通させる通油配管である。また、細管２９ｂはラジエ
ータタンク２３と流出部２５との間を掛け渡すように設
けられ、内部にエンジン冷却水を流通させる通水細管で
ある。なお、以下の説明では、細管を総称する時には、
符号２９を用いる。
【００１２】放熱フィン３０は、図２に示したもので
は、本体枠２１に水平方向に、つまり細管２９を横切る
ように延在させた多数の熱伝達率の高い金属薄板を上下
方向に平行に並べるように配置したり、１枚の金属薄板
をジグザグ状に曲げるように配置する等の構成としてい
る。そして、各細管２９は放熱フィン３０を貫通するよ
うに設けられるが、各細管２９は放熱フィン３０に固着
されるか、または少なくとも放熱フィン３０に当接させ
るように配置される。例えば、細管２９を鋼鉄製とし、
放熱フィン３０を銅製というように異なる材質で形成し
た場合には溶接等の手段で固着し、また細管２９及び放
熱フィン３０を共に例えばアルミニウム等の材質で形成
して、多数の平板状の放熱フィン３０を上下方向に並べ
るように配置する場合には、それらを一体的に形成する
ことも可能となる。
は、本体枠２１に水平方向に、つまり細管２９を横切る
ように延在させた多数の熱伝達率の高い金属薄板を上下
方向に平行に並べるように配置したり、１枚の金属薄板
をジグザグ状に曲げるように配置する等の構成としてい
る。そして、各細管２９は放熱フィン３０を貫通するよ
うに設けられるが、各細管２９は放熱フィン３０に固着
されるか、または少なくとも放熱フィン３０に当接させ
るように配置される。例えば、細管２９を鋼鉄製とし、
放熱フィン３０を銅製というように異なる材質で形成し
た場合には溶接等の手段で固着し、また細管２９及び放
熱フィン３０を共に例えばアルミニウム等の材質で形成
して、多数の平板状の放熱フィン３０を上下方向に並べ
るように配置する場合には、それらを一体的に形成する
ことも可能となる。
【００１３】ここで、通油細管２９ａと通水細管２９ｂ
とでは、内部に流通する被冷却媒体は異なるものではあ
るが、同一の放熱フィン３０により放熱されることにな
る。従って、通油細管２９ａ内の作動油も、また通水細
管２９ｂ内のエンジン冷却水も実質的に同じ温度にな
る。
とでは、内部に流通する被冷却媒体は異なるものではあ
るが、同一の放熱フィン３０により放熱されることにな
る。従って、通油細管２９ａ内の作動油も、また通水細
管２９ｂ内のエンジン冷却水も実質的に同じ温度にな
る。
【００１４】而して、作動油の温度は、あまり低過ぎる
と、油圧回路内を流れる際に、流動抵抗が大きくなる等
の点で好ましくはなく、またあまり高くし過ぎると、油
圧アクチュエータ等に設けたシール部材を劣化させ、油
漏れ等が発生するおそれがある。従って、熱交換器２０
により作動油タンクに還流される作動油の温度をほぼ同
じ温度状態とするが、その温度は概略１００℃程度に設
定する。これによって、作動油は油圧回路内を円滑に流
れ、また各機器の保護が図られる。また、エンジン冷却
水は、エンジン２７を冷却するものであるが、やはりエ
ンジンを冷却し過ぎると、このエンジン２７を構成する
各部、例えば摺動部分の摺動が円滑に行われない。従っ
て、エンジン冷却水が過冷却されないようにする必要が
あり、ある程度は高温状態に保たれる。ただし、水の沸
点を越えると、冷却媒体としての機能が失われることに
なる。水の沸点は１００℃であるが、エンジン冷却水の
流通経路内では、エンジン冷却水はある程度加圧されて
いるので、実際は１００℃では沸騰しない。従って、こ
のエンジン冷却水の温度も概略１００℃程度に設定すれ
ば、実質的にエンジン２７の冷却機能を十分に発揮でき
る。以上のことから、通油細管２９ａ内を流れる作動油
も、また通水細管２９ｂを流れるエンジン冷却水も、実
質的に同じ温度に設定する。その結果、同一の放熱フィ
ン３０の作用により両細管２９ａ，２９ｂ内の被冷却媒
体を冷却することができる。
と、油圧回路内を流れる際に、流動抵抗が大きくなる等
の点で好ましくはなく、またあまり高くし過ぎると、油
圧アクチュエータ等に設けたシール部材を劣化させ、油
漏れ等が発生するおそれがある。従って、熱交換器２０
により作動油タンクに還流される作動油の温度をほぼ同
じ温度状態とするが、その温度は概略１００℃程度に設
定する。これによって、作動油は油圧回路内を円滑に流
れ、また各機器の保護が図られる。また、エンジン冷却
水は、エンジン２７を冷却するものであるが、やはりエ
ンジンを冷却し過ぎると、このエンジン２７を構成する
各部、例えば摺動部分の摺動が円滑に行われない。従っ
て、エンジン冷却水が過冷却されないようにする必要が
あり、ある程度は高温状態に保たれる。ただし、水の沸
点を越えると、冷却媒体としての機能が失われることに
なる。水の沸点は１００℃であるが、エンジン冷却水の
流通経路内では、エンジン冷却水はある程度加圧されて
いるので、実際は１００℃では沸騰しない。従って、こ
のエンジン冷却水の温度も概略１００℃程度に設定すれ
ば、実質的にエンジン２７の冷却機能を十分に発揮でき
る。以上のことから、通油細管２９ａ内を流れる作動油
も、また通水細管２９ｂを流れるエンジン冷却水も、実
質的に同じ温度に設定する。その結果、同一の放熱フィ
ン３０の作用により両細管２９ａ，２９ｂ内の被冷却媒
体を冷却することができる。
【００１５】ところで、オイルクーラタンク２２には、
油圧アクチュエータからの戻り油が流入するが、複数の
油圧アクチュエータからの戻り油が同時に、しかも急速
に流入すると、このオイルクーラタンク２２内の圧力が
急激に上昇する、所謂サージ圧が発生する。そして、こ
のサージ圧は、当然、通油細管２９ａの内部にも作用す
る。そこで、通油細管２９ａの耐圧性を高めるために、
その厚みを通水細管２９ｂより厚くするのが望ましい。
従って、通油細管２９ａは通水細管２９ｂより太径とな
っている。ただし、油圧アクチュエータの種類やオイル
クーラタンク２２の容量等によっては、必ずしも通油細
管２９ａを太径化する必要はない。また、通油細管２９
ａを太径化した時において、内部を流れる作動油と放熱
フィン３０との熱交換効率が低下するのを防止するため
に、この通油細管２９ａにインナフィンを設けるように
することもできる。
油圧アクチュエータからの戻り油が流入するが、複数の
油圧アクチュエータからの戻り油が同時に、しかも急速
に流入すると、このオイルクーラタンク２２内の圧力が
急激に上昇する、所謂サージ圧が発生する。そして、こ
のサージ圧は、当然、通油細管２９ａの内部にも作用す
る。そこで、通油細管２９ａの耐圧性を高めるために、
その厚みを通水細管２９ｂより厚くするのが望ましい。
従って、通油細管２９ａは通水細管２９ｂより太径とな
っている。ただし、油圧アクチュエータの種類やオイル
クーラタンク２２の容量等によっては、必ずしも通油細
管２９ａを太径化する必要はない。また、通油細管２９
ａを太径化した時において、内部を流れる作動油と放熱
フィン３０との熱交換効率が低下するのを防止するため
に、この通油細管２９ａにインナフィンを設けるように
することもできる。
【００１６】以上のように構成される熱交換器２０は、
例えばオイルクーラタンク２２側が冷却風の風上に、ラ
ジエータタンク２３側が風下となるようにして設置され
る。なお、配置はこの逆にしても良い。そして、オイル
クーラタンク２２及びラジエータタンク２３にそれぞれ
油圧アクチュエータからの戻り油及びエンジン２７から
還流するエンジン冷却水を流入させて、それぞれ通油細
管２９ａ，通水細管２９ｂからなる細管２９にこれらの
被冷却媒体を、下部側に設けた流出部２４，２５に向け
て流通させる。この間に、冷却ファン２８を作動させ
て、冷却風を放熱部２６に送り込む。この結果、放熱フ
ィン３０は通油細管２９ａ，通水細管２９ｂ内の被冷却
媒体の熱が伝達され、しかも冷却風により冷却されるの
で、被冷却媒体としての作動油及びエンジン冷却水がほ
ぼ同じ温度にまで冷却され、この放熱部２６による放熱
によりこれら冷却媒体をほぼ一定の温度に保つように制
御される。なお、冷却風の風上と風下で多少の温度差が
生じる可能性もあるが、同じ放熱フィン３０で冷却され
る作動油及びエンジン冷却水に大きな温度差が生じるこ
とはない。
例えばオイルクーラタンク２２側が冷却風の風上に、ラ
ジエータタンク２３側が風下となるようにして設置され
る。なお、配置はこの逆にしても良い。そして、オイル
クーラタンク２２及びラジエータタンク２３にそれぞれ
油圧アクチュエータからの戻り油及びエンジン２７から
還流するエンジン冷却水を流入させて、それぞれ通油細
管２９ａ，通水細管２９ｂからなる細管２９にこれらの
被冷却媒体を、下部側に設けた流出部２４，２５に向け
て流通させる。この間に、冷却ファン２８を作動させ
て、冷却風を放熱部２６に送り込む。この結果、放熱フ
ィン３０は通油細管２９ａ，通水細管２９ｂ内の被冷却
媒体の熱が伝達され、しかも冷却風により冷却されるの
で、被冷却媒体としての作動油及びエンジン冷却水がほ
ぼ同じ温度にまで冷却され、この放熱部２６による放熱
によりこれら冷却媒体をほぼ一定の温度に保つように制
御される。なお、冷却風の風上と風下で多少の温度差が
生じる可能性もあるが、同じ放熱フィン３０で冷却され
る作動油及びエンジン冷却水に大きな温度差が生じるこ
とはない。
【００１７】熱交換器２０における放熱量は、冷却風の
風量と、すべての細管２９の流路面積と、放熱フィン３
０の表面積、つまり放熱面積とにより決定される。放熱
フィンをオイルクーラとラジエータとで共用するように
構成しているので、オイルクーラとラジエータとを別個
の機器として構成した場合と同じ放熱面積とした時に
は、少なくともオイルクーラとラジエータとの間の隙間
分だけ熱交換器全体の構造が小型でコンパクトなものと
なり、エンジンルーム内での省スペース化が図られる。
特に、エンジンルームの構造において、高さ方向におけ
るスペース的な余裕がある場合には、熱交換器２０全体
の高さ方向の寸法を大きくすることにより、放熱フィン
３０のピッチ間隔を変えずに放熱フィン３０の段数を増
やして、放熱面積を大きくすることができる。その結
果、熱交換器２０の奥行き方向、つまり冷却風の流れ方
向の寸法を著しく短縮できると共に、この冷却風の流れ
方向の中間部分に異物等が滞留する空所が生じないよう
になり、上下の放熱フィン３０の間に入り込んだ異物を
取り除くための清掃等の機器メンテナンスの点から極め
て有利である。このように、建設機械に設置されるオイ
ルクーラとラジエータとの２つの機能を単一の熱交換器
２０で構成することにより、それらを別個の機器として
構成した場合と比較して、装置構成が小型化、コンパク
ト化するだけでなく、熱交換器を安価に製造でき、また
エンジンルーム内での組み付け、さらには機器メンテナ
ンス等の観点からも望ましい。
風量と、すべての細管２９の流路面積と、放熱フィン３
０の表面積、つまり放熱面積とにより決定される。放熱
フィンをオイルクーラとラジエータとで共用するように
構成しているので、オイルクーラとラジエータとを別個
の機器として構成した場合と同じ放熱面積とした時に
は、少なくともオイルクーラとラジエータとの間の隙間
分だけ熱交換器全体の構造が小型でコンパクトなものと
なり、エンジンルーム内での省スペース化が図られる。
特に、エンジンルームの構造において、高さ方向におけ
るスペース的な余裕がある場合には、熱交換器２０全体
の高さ方向の寸法を大きくすることにより、放熱フィン
３０のピッチ間隔を変えずに放熱フィン３０の段数を増
やして、放熱面積を大きくすることができる。その結
果、熱交換器２０の奥行き方向、つまり冷却風の流れ方
向の寸法を著しく短縮できると共に、この冷却風の流れ
方向の中間部分に異物等が滞留する空所が生じないよう
になり、上下の放熱フィン３０の間に入り込んだ異物を
取り除くための清掃等の機器メンテナンスの点から極め
て有利である。このように、建設機械に設置されるオイ
ルクーラとラジエータとの２つの機能を単一の熱交換器
２０で構成することにより、それらを別個の機器として
構成した場合と比較して、装置構成が小型化、コンパク
ト化するだけでなく、熱交換器を安価に製造でき、また
エンジンルーム内での組み付け、さらには機器メンテナ
ンス等の観点からも望ましい。
【００１８】ところで、オイルクーラとラジエータとで
は、被冷却媒体の温度となるように制御するにしても、
必要な全体放熱量が異なってくる場合がある。つまり、
オイルクーラの作用により冷却される作動油の単位時間
当たりの流量と、ラジエータの作用で冷却されるエンジ
ン冷却水の単位時間当たりの流量とが異なる場合があ
る。この場合には、通油細管２９ａと通水細管２９ｂと
の数や、内径寸法を変える等により全体の流路面積に差
を持たせるようにすれば良い。特に、通油細管２９ａと
通水細管２９ｂとの数を適宜設定して、通油細管２９ａ
と通水細管２９ｂとに所望の流路面積を持たせるように
すれば、建設機械としての油圧ショベルそのものの用途
や、作業条件等に応じた最適の熱交換特性を持たせるこ
とができ、一方の被冷却媒体では過冷却が発生し、他方
の被冷却媒体が放熱不足となる等といった不都合を生じ
ることがない。
は、被冷却媒体の温度となるように制御するにしても、
必要な全体放熱量が異なってくる場合がある。つまり、
オイルクーラの作用により冷却される作動油の単位時間
当たりの流量と、ラジエータの作用で冷却されるエンジ
ン冷却水の単位時間当たりの流量とが異なる場合があ
る。この場合には、通油細管２９ａと通水細管２９ｂと
の数や、内径寸法を変える等により全体の流路面積に差
を持たせるようにすれば良い。特に、通油細管２９ａと
通水細管２９ｂとの数を適宜設定して、通油細管２９ａ
と通水細管２９ｂとに所望の流路面積を持たせるように
すれば、建設機械としての油圧ショベルそのものの用途
や、作業条件等に応じた最適の熱交換特性を持たせるこ
とができ、一方の被冷却媒体では過冷却が発生し、他方
の被冷却媒体が放熱不足となる等といった不都合を生じ
ることがない。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、エンジ
ン冷却水と作動油とからなる異なる被冷却媒体を同一の
放熱フィンで冷却するように構成したので、これら両被
冷却媒体の温度を実質的に同じ温度にまで冷却でき、か
つ熱交換器の全体構成を小型でコンパクトなものとする
ことができる等の効果を奏する。
ン冷却水と作動油とからなる異なる被冷却媒体を同一の
放熱フィンで冷却するように構成したので、これら両被
冷却媒体の温度を実質的に同じ温度にまで冷却でき、か
つ熱交換器の全体構成を小型でコンパクトなものとする
ことができる等の効果を奏する。
【図１】本発明の実施の一形態である熱交換器を、エン
ジン及び冷却ファンと共に示す構成説明図である。
ジン及び冷却ファンと共に示す構成説明図である。
【図２】図１の熱交換器の縦断面図である。
【図３】図１の熱交換器の正面図である。
【図４】従来技術によるエンジン冷却水及び作動油を冷
却するための熱交換器を、エンジン及び冷却ファンと共
に示す構成説明図である。
却するための熱交換器を、エンジン及び冷却ファンと共
に示す構成説明図である。
【図５】図４の熱交換器の放熱部の要部構成図である。
２０ 熱交換器 ２１ 本体枠 ２２ オイルクーラタンク ２３ ラジエータタン
ク ２６ 放熱部 ２７ エンジン ２８ 冷却ファン ２９ 細管 ２９ａ 通油細管 ２９ｂ 通水細管 ３０ 放熱フィン
ク ２６ 放熱部 ２７ エンジン ２８ 冷却ファン ２９ 細管 ２９ａ 通油細管 ２９ｂ 通水細管 ３０ 放熱フィン
Claims (2)
- 【請求項１】 タンク部と放熱部とを備え、この放熱部
には被冷却媒体を流通させる複数の細管を放熱フィンに
組み込んで、冷却ファンからの冷却風により前記細管内
の流体を冷却するようにした熱交換器において、前記タ
ンク部にはオイルクーラタンクとラジエータタンクとを
設け、また前記放熱部に設けた複数の細管のうちの一部
の細管には前記ラジエータタンクからのエンジン冷却水
を流通させ、また他の細管には前記オイルクーラタンク
からの作動油を流通させる構成としたことを特徴とする
建設機械の熱交換器。 - 【請求項２】 前記作動油を流通させる細管は、前記エ
ンジン冷却水を流通させる細管より太径とする構成した
ことを特徴とする請求項１記載の建設機械の熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10357812A JP2000180090A (ja) | 1998-12-16 | 1998-12-16 | 建設機械の熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10357812A JP2000180090A (ja) | 1998-12-16 | 1998-12-16 | 建設機械の熱交換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000180090A true JP2000180090A (ja) | 2000-06-30 |
Family
ID=18456056
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10357812A Pending JP2000180090A (ja) | 1998-12-16 | 1998-12-16 | 建設機械の熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000180090A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010098516A1 (ko) * | 2009-02-25 | 2010-09-02 | Kim Dong Ho | 열교환기와 이의 제조방법 및 이를 구비하는 자동차 |
| JP2015064191A (ja) * | 2013-08-28 | 2015-04-09 | 三菱重工業株式会社 | 空気冷却器、冷却装置および原子力設備 |
| JP2015137803A (ja) * | 2014-01-22 | 2015-07-30 | 株式会社ティラド | 建設機械用高耐圧オイルクーラ |
| CN106052455A (zh) * | 2016-07-21 | 2016-10-26 | 无锡马山永红换热器有限公司 | 自动补水油水冷却器 |
| CN107764084A (zh) * | 2017-11-26 | 2018-03-06 | 江西原石科技有限公司 | 一种水性树脂乳液成品冷却器 |
| CN111398526A (zh) * | 2020-03-31 | 2020-07-10 | 广东省石油与精细化工研究院 | 一种循环冷却水监测换热系统 |
| CN114370325A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-04-19 | 威迩徕德电力设备(上海)有限公司 | 一种散热装置 |
-
1998
- 1998-12-16 JP JP10357812A patent/JP2000180090A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010098516A1 (ko) * | 2009-02-25 | 2010-09-02 | Kim Dong Ho | 열교환기와 이의 제조방법 및 이를 구비하는 자동차 |
| KR101042075B1 (ko) | 2009-02-25 | 2011-06-16 | 김동호 | 열교환기와 이의 제조방법 및 이를 구비하는 자동차 |
| JP2015064191A (ja) * | 2013-08-28 | 2015-04-09 | 三菱重工業株式会社 | 空気冷却器、冷却装置および原子力設備 |
| US10319482B2 (en) | 2013-08-28 | 2019-06-11 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Air cooler, intercooler and nuclear facility |
| US11289218B2 (en) | 2013-08-28 | 2022-03-29 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Air cooler, intercooler and nuclear facility |
| US11289217B2 (en) | 2013-08-28 | 2022-03-29 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Intercooler for nuclear facility |
| JP2015137803A (ja) * | 2014-01-22 | 2015-07-30 | 株式会社ティラド | 建設機械用高耐圧オイルクーラ |
| CN106052455A (zh) * | 2016-07-21 | 2016-10-26 | 无锡马山永红换热器有限公司 | 自动补水油水冷却器 |
| CN107764084A (zh) * | 2017-11-26 | 2018-03-06 | 江西原石科技有限公司 | 一种水性树脂乳液成品冷却器 |
| CN111398526A (zh) * | 2020-03-31 | 2020-07-10 | 广东省石油与精细化工研究院 | 一种循环冷却水监测换热系统 |
| CN114370325A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-04-19 | 威迩徕德电力设备(上海)有限公司 | 一种散热装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040224 |