JP2002201940A - 建設機械の熱交換装置 - Google Patents
建設機械の熱交換装置Info
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- fan
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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
- F28D1/0452—Combination of units extending one behind the other with units extending one beside or one above the other
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 プロペラファンから構成される冷却ファンに
よって熱交換器の冷却効率を著しく高め、かつ低騒音運
転を可能とする。 【解決手段】 冷却ファン１７の周囲に設けたシュラウ
ド２５に取付面２５ａを形成して、風向板３０を円周方
向に等ピッチ間隔で複数取り付けている。風向板３０は
円弧形状に湾曲した板体からなり、シュラウド２５の取
付面２５ａに対して放射方向に装着され、かつ冷却ファ
ン１７のプロペラ２０の翼端位置より外側に配置されて
おり、冷却ファン１７の回転による旋回流となるが、そ
の旋回方向の延長位置に配置した静翼の機能を発揮し、
旋回成分の運動エネルギが圧力エネルギとして有効に回
収し、静圧の上昇が図られる。また、冷却ファン１７の
回転軸１８と同軸に逆流防止部材３１が配置されてお
り、その先端側の最小径部の外径は、少なくとも冷却フ
ァン１７のボス部１９の外径とプロペラ２０の外径との
間の寸法を有するものである。
よって熱交換器の冷却効率を著しく高め、かつ低騒音運
転を可能とする。 【解決手段】 冷却ファン１７の周囲に設けたシュラウ
ド２５に取付面２５ａを形成して、風向板３０を円周方
向に等ピッチ間隔で複数取り付けている。風向板３０は
円弧形状に湾曲した板体からなり、シュラウド２５の取
付面２５ａに対して放射方向に装着され、かつ冷却ファ
ン１７のプロペラ２０の翼端位置より外側に配置されて
おり、冷却ファン１７の回転による旋回流となるが、そ
の旋回方向の延長位置に配置した静翼の機能を発揮し、
旋回成分の運動エネルギが圧力エネルギとして有効に回
収し、静圧の上昇が図られる。また、冷却ファン１７の
回転軸１８と同軸に逆流防止部材３１が配置されてお
り、その先端側の最小径部の外径は、少なくとも冷却フ
ァン１７のボス部１９の外径とプロペラ２０の外径との
間の寸法を有するものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ラジエータを含む
熱交換器の内部を流れる流体を冷却するための建設機械
の熱交換装置に関するものである。
熱交換器の内部を流れる流体を冷却するための建設機械
の熱交換装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】建設機械の一例として、例えば図８に示
したような油圧ショベルがある。油圧ショベルは、履帯
式（またはホイール式）の走行手段を左右に備えた下部
走行体１上に、上部旋回体２を旋回可能に連結したもの
から構成される。上部旋回体２には掘削作業手段３が装
着されており、この掘削作業手段３を構成するバケット
３ａで土砂の掘削等の作業が行われることになる。
したような油圧ショベルがある。油圧ショベルは、履帯
式（またはホイール式）の走行手段を左右に備えた下部
走行体１上に、上部旋回体２を旋回可能に連結したもの
から構成される。上部旋回体２には掘削作業手段３が装
着されており、この掘削作業手段３を構成するバケット
３ａで土砂の掘削等の作業が行われることになる。
【０００３】油圧ショベルの走行、上部旋回体２の旋回
及び掘削作業手段３の作動等は、油圧モータ，油圧シリ
ンダからなる油圧アクチュエータにより行われる。この
ために、上部旋回体２には、コントロールバルブを介し
て各油圧アクチュエータに圧油を供給するための油圧ポ
ンプと、この油圧ポンプを駆動するためのエンジンとが
設置されている。これらの機器は、上部旋回体２の後部
側に位置する建屋４内に格納されている。そこで、図９
において、建屋４の内部構成のうち、エンジンが設置さ
れているエンジンルーム内の要部構成を示す。
及び掘削作業手段３の作動等は、油圧モータ，油圧シリ
ンダからなる油圧アクチュエータにより行われる。この
ために、上部旋回体２には、コントロールバルブを介し
て各油圧アクチュエータに圧油を供給するための油圧ポ
ンプと、この油圧ポンプを駆動するためのエンジンとが
設置されている。これらの機器は、上部旋回体２の後部
側に位置する建屋４内に格納されている。そこで、図９
において、建屋４の内部構成のうち、エンジンが設置さ
れているエンジンルーム内の要部構成を示す。
【０００４】同図において、エンジンルーム１０内には
エンジン１１が設置されており、このエンジン１１に
は、図示は省略するが油圧ポンプが連結して設けられて
いる。エンジン１１には、ラジエータ１２が付設され、
このラジエータ１２内にはエンジン１１を冷却すること
により加熱されたエンジン冷却水が流れるようになって
いる。また、ラジエータ１２以外にも、作動油を冷却す
るオイルクーラ１３が設けられ、さらにはエンジン１１
への過給空気を冷却するインタクーラ１４、さらにまた
エアコンのコンデンサ１５等が設けられ、これらの各機
器で熱交換器ユニット１６が構成される。熱交換器ユニ
ット１６を構成するラジエータ１２，オイルクーラ１
３，インタクーラ１４及びコンデンサ１５は、それぞれ
内部を流通する流体がエンジン冷却水，作動油，過給空
気，冷媒と、それぞれ異なっているものの、フィンを装
着した細いチューブ内にそれぞれの流体を流すようにな
し、その間に冷却空気を流通させることによって、この
冷却空気と流体との間で熱交換を行わせるという点では
共通している。
エンジン１１が設置されており、このエンジン１１に
は、図示は省略するが油圧ポンプが連結して設けられて
いる。エンジン１１には、ラジエータ１２が付設され、
このラジエータ１２内にはエンジン１１を冷却すること
により加熱されたエンジン冷却水が流れるようになって
いる。また、ラジエータ１２以外にも、作動油を冷却す
るオイルクーラ１３が設けられ、さらにはエンジン１１
への過給空気を冷却するインタクーラ１４、さらにまた
エアコンのコンデンサ１５等が設けられ、これらの各機
器で熱交換器ユニット１６が構成される。熱交換器ユニ
ット１６を構成するラジエータ１２，オイルクーラ１
３，インタクーラ１４及びコンデンサ１５は、それぞれ
内部を流通する流体がエンジン冷却水，作動油，過給空
気，冷媒と、それぞれ異なっているものの、フィンを装
着した細いチューブ内にそれぞれの流体を流すようにな
し、その間に冷却空気を流通させることによって、この
冷却空気と流体との間で熱交換を行わせるという点では
共通している。
【０００５】熱交換器ユニット１６は、実質的に直列に
配列されており、冷却ファン１７を設けて、熱交換器ユ
ニット１６を構成する各機器を通る冷却空気の流れを形
成する。この冷却ファン１７による冷却空気の流れにお
いて、上流側から順にインタクーラ１４及びコンデンサ
１５，オイルクーラ１３，ラジエータ１２の順に配置さ
れている。なお、熱交換器ユニットの構成としては、こ
れに限らず、少なくともラジエータを有する１または複
数の熱交換器から構成され、また前述した配列順序に限
定されるものでもない。
配列されており、冷却ファン１７を設けて、熱交換器ユ
ニット１６を構成する各機器を通る冷却空気の流れを形
成する。この冷却ファン１７による冷却空気の流れにお
いて、上流側から順にインタクーラ１４及びコンデンサ
１５，オイルクーラ１３，ラジエータ１２の順に配置さ
れている。なお、熱交換器ユニットの構成としては、こ
れに限らず、少なくともラジエータを有する１または複
数の熱交換器から構成され、また前述した配列順序に限
定されるものでもない。
【０００６】冷却ファン１７は、プロペラファンからな
り、その回転軸１８にはボス部１９が取り付けられてお
り、このボス部１９の外周面には、複数枚のプロペラ２
０が植設されて、放射状に延在されている。冷却ファン
１７は軸流ファンを構成する。そして、エンジン１１の
クランク軸２１から取り出した動力をファンベルト２２
を介して回転軸１８に伝達されるようになっている。フ
ァンベルト２２は、回転軸１８に固定したプーリ２３と
クランク軸２１に固定したプーリ２４との間に巻回して
設けられる。さらに、最下流側に位置するラジエータ１
２から張り出すようにしてシュラウド２５が取り付けら
れており、その先端部はリング状となって冷却ファン１
７を囲っている。しかも、冷却ファン１７の外径と、シ
ュラウド２５との間にはできるだけ隙間がないようにし
ている。さらに、シュラウド２５の先端部には、冷却フ
ァン１７のプロペラ２０の後方部位を覆う網体等からな
るファンガード２６が装着されている。
り、その回転軸１８にはボス部１９が取り付けられてお
り、このボス部１９の外周面には、複数枚のプロペラ２
０が植設されて、放射状に延在されている。冷却ファン
１７は軸流ファンを構成する。そして、エンジン１１の
クランク軸２１から取り出した動力をファンベルト２２
を介して回転軸１８に伝達されるようになっている。フ
ァンベルト２２は、回転軸１８に固定したプーリ２３と
クランク軸２１に固定したプーリ２４との間に巻回して
設けられる。さらに、最下流側に位置するラジエータ１
２から張り出すようにしてシュラウド２５が取り付けら
れており、その先端部はリング状となって冷却ファン１
７を囲っている。しかも、冷却ファン１７の外径と、シ
ュラウド２５との間にはできるだけ隙間がないようにし
ている。さらに、シュラウド２５の先端部には、冷却フ
ァン１７のプロペラ２０の後方部位を覆う網体等からな
るファンガード２６が装着されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、熱交換器ユ
ニット１６を構成するラジエータ１２等の機器は、冷却
空気の流路にフィン及びチューブを有するものであり、
冷却ファン１７はその間の隙間を通るように流通する結
果、冷却空気の流通時には圧力損失が生じることにな
る。そして、この冷却ファン１７の近傍位置では、図９
に矢印Ｓで示した主流に加えて、矢印Ｒで示した逆流が
発生する。即ち、冷却ファン１７は軸流ファンを構成す
るものであるが、ボス部１９の部位では主流Ｓが十分に
は形成されないことから、このボス部１９の下流側にお
ける空間が負圧状態になり、冷却ファン１７の後方側か
らこの負圧部に向けて流れが逆流するようになる。この
ように逆流Ｒが生じると、次のような問題点が生じるこ
とになる。
ニット１６を構成するラジエータ１２等の機器は、冷却
空気の流路にフィン及びチューブを有するものであり、
冷却ファン１７はその間の隙間を通るように流通する結
果、冷却空気の流通時には圧力損失が生じることにな
る。そして、この冷却ファン１７の近傍位置では、図９
に矢印Ｓで示した主流に加えて、矢印Ｒで示した逆流が
発生する。即ち、冷却ファン１７は軸流ファンを構成す
るものであるが、ボス部１９の部位では主流Ｓが十分に
は形成されないことから、このボス部１９の下流側にお
ける空間が負圧状態になり、冷却ファン１７の後方側か
らこの負圧部に向けて流れが逆流するようになる。この
ように逆流Ｒが生じると、次のような問題点が生じるこ
とになる。
【０００８】まず、逆流Ｒは冷却ファン１７を主流Ｓと
は反対方向に横切ることから、所謂風切り音とも呼ばれ
る大きな騒音が発生することになる。しかも、この逆流
Ｒがいったん冷却ファン１７の下流側に流れた上で、主
流Ｓに合流することから、熱交換器ユニット１６を通る
冷却空気の流量がこの逆流Ｒの回り込み分だけ減少する
ことになる。さらに、主流Ｓは冷却ファン１７を構成す
るプロペラ２０の翼端近傍に限定された流れとなり、こ
の冷却ファン１７は本来は軸流ファンであるにも拘ら
ず、あたかも遠心ファンと同様冷却空気の流れを放射方
向に流通させることになる。その結果、主流Ｓは旋回速
度を持つことになり、かつこの冷却ファン１７から流出
した流れの分布が偏った状態になってしまう。従って、
ファンガード２６を通過する空気の流れに流速のばらつ
きがあり、最大流速となる部位における騒音が極めて高
くなるといった問題点もある。
は反対方向に横切ることから、所謂風切り音とも呼ばれ
る大きな騒音が発生することになる。しかも、この逆流
Ｒがいったん冷却ファン１７の下流側に流れた上で、主
流Ｓに合流することから、熱交換器ユニット１６を通る
冷却空気の流量がこの逆流Ｒの回り込み分だけ減少する
ことになる。さらに、主流Ｓは冷却ファン１７を構成す
るプロペラ２０の翼端近傍に限定された流れとなり、こ
の冷却ファン１７は本来は軸流ファンであるにも拘ら
ず、あたかも遠心ファンと同様冷却空気の流れを放射方
向に流通させることになる。その結果、主流Ｓは旋回速
度を持つことになり、かつこの冷却ファン１７から流出
した流れの分布が偏った状態になってしまう。従って、
ファンガード２６を通過する空気の流れに流速のばらつ
きがあり、最大流速となる部位における騒音が極めて高
くなるといった問題点もある。
【０００９】以上のことから、例えば特開平８−２５４
１１９号公報には、冷却ファンのボス部近傍における逆
流を抑制すると共に、大きな旋回流れのエネルギを回収
する方式が提案されている。即ち、冷却ファンの外周を
覆うシュラウドにおいて、冷却ファンを通過した位置に
フローガイドを設け、さらにフローガイドの内側に背板
を設ける構成としている。この公知技術によるフローガ
イドは、板面を冷却ファンの回転軸に対して平行な方向
に延在されており、しかも冷却ファンの内側にまで入り
込んでいる。この構成では、ある程度までは旋回流れに
より損失していた動圧分を回収することができ、熱交換
器内の通風量を多くして冷却効果を高めることはできる
が、なお冷却ファンの回転に対する損失の低減を十分に
図れないだけでなく、騒音低減効果の点でかなりの不満
が残る。
１１９号公報には、冷却ファンのボス部近傍における逆
流を抑制すると共に、大きな旋回流れのエネルギを回収
する方式が提案されている。即ち、冷却ファンの外周を
覆うシュラウドにおいて、冷却ファンを通過した位置に
フローガイドを設け、さらにフローガイドの内側に背板
を設ける構成としている。この公知技術によるフローガ
イドは、板面を冷却ファンの回転軸に対して平行な方向
に延在されており、しかも冷却ファンの内側にまで入り
込んでいる。この構成では、ある程度までは旋回流れに
より損失していた動圧分を回収することができ、熱交換
器内の通風量を多くして冷却効果を高めることはできる
が、なお冷却ファンの回転に対する損失の低減を十分に
図れないだけでなく、騒音低減効果の点でかなりの不満
が残る。
【００１０】本発明は以上の点に鑑みてなされたもので
あって、その目的とするところは、プロペラファンから
構成される冷却ファンによって熱交換器の冷却効率を著
しく高め、かつ低騒音運転が可能な熱交換装置を提供す
ることにある。
あって、その目的とするところは、プロペラファンから
構成される冷却ファンによって熱交換器の冷却効率を著
しく高め、かつ低騒音運転が可能な熱交換装置を提供す
ることにある。
【００１１】
【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、１または複数の熱交換器と、この熱
交換器の内部を流れる流体と熱交換させる冷却空気を発
生させる冷却ファンとを備えた建設機械の熱交換装置で
あって、前記冷却ファンはプロペラファンから構成し
て、このプロペラファンの外周を囲むようにリング状の
シュラウドを設け、このシュラウドにおける前記冷却空
気の流れの下流側に位置する面に複数の風向板を放射方
向に対して所定の角度を有するようにして装着し、これ
ら各風向板は、前記プロペラファンの翼端より外周側に
位置し、かつその回転軸と直交する断面に対して曲率を
有する形状とする構成としたことをその特徴とするもの
である。
ために、本発明は、１または複数の熱交換器と、この熱
交換器の内部を流れる流体と熱交換させる冷却空気を発
生させる冷却ファンとを備えた建設機械の熱交換装置で
あって、前記冷却ファンはプロペラファンから構成し
て、このプロペラファンの外周を囲むようにリング状の
シュラウドを設け、このシュラウドにおける前記冷却空
気の流れの下流側に位置する面に複数の風向板を放射方
向に対して所定の角度を有するようにして装着し、これ
ら各風向板は、前記プロペラファンの翼端より外周側に
位置し、かつその回転軸と直交する断面に対して曲率を
有する形状とする構成としたことをその特徴とするもの
である。
【００１２】ここで、風向板の形状としては、略円弧形
状または翼状となるように湾曲させるのが望ましい。ま
た、プロペラファンによる流体の流れの下流側の位置
に、このプロペラファンのボス部の外径と、ファン外径
との間の大きさを有する逆流防止部材を設ければ、逆流
の発生に対して極めて効果的なものとなる。そして、逆
流防止部材のプロペラファンに対面する側に、概略円錐
台形状となった風向面を形成すると、冷却空気の流れの
静圧化がより促進される。このような風向面を有する逆
流防止部材は、冷却ファンの回転軸またはシュラウドに
装着した風向板に連結する構成とすれば良い。
状または翼状となるように湾曲させるのが望ましい。ま
た、プロペラファンによる流体の流れの下流側の位置
に、このプロペラファンのボス部の外径と、ファン外径
との間の大きさを有する逆流防止部材を設ければ、逆流
の発生に対して極めて効果的なものとなる。そして、逆
流防止部材のプロペラファンに対面する側に、概略円錐
台形状となった風向面を形成すると、冷却空気の流れの
静圧化がより促進される。このような風向面を有する逆
流防止部材は、冷却ファンの回転軸またはシュラウドに
装着した風向板に連結する構成とすれば良い。
【００１３】
【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乃至図４は本発
明の第１の実施の形態、図５，図６，図７はそれぞれ本
発明の第２〜第４の実施の形態を示す。なお、これらの
図において、熱交換器ユニット及び冷却ファンそれ自体
の構成は、前述した従来技術で説明したのと格別の相違
点はないので、従来技術と同じか、または均等な構成要
素については、同一の符号を付して、その詳細な説明は
省略する。
施の形態について説明する。まず、図１乃至図４は本発
明の第１の実施の形態、図５，図６，図７はそれぞれ本
発明の第２〜第４の実施の形態を示す。なお、これらの
図において、熱交換器ユニット及び冷却ファンそれ自体
の構成は、前述した従来技術で説明したのと格別の相違
点はないので、従来技術と同じか、または均等な構成要
素については、同一の符号を付して、その詳細な説明は
省略する。
【００１４】而して、本発明の第１の実施の形態を示す
図１及び図２において、３０は風向板である。図２から
も明らかなように、冷却ファン１７の周囲に設けたシュ
ラウド２５における熱交換器ユニット１６と対面する側
とは反対側の面を延在させてリング状となった取付面２
５ａを形成し、風向板３０はこの取付面２５ａに円周方
向に等ピッチ間隔で複数取り付けられている。この風向
板３０は、図３に示したように、円弧形状に湾曲した板
体からなり、シュラウド２５の取付面２５ａに対して放
射方向に装着され、かつ冷却ファン１７を構成するプロ
ペラ２０の翼端位置より外側において、僅かな間隔を置
いた位置に配置されている。しかも、冷却ファン１７の
回転軸１８と直交する断面に対して、真直ぐ放射方向に
設けられるのではなく、接線方向に向けて所定角度傾け
た状態にして湾曲するように配列されている。そして、
風向板３０は、冷却ファン１７の位置の直後の位置、冷
却空気の流れから見れば、冷却ファン１７のすぐ上流側
の位置に配置され、図２に示したように、冷却ファン１
７の回転方向を矢印方向とした時に、風向板３０の傾き
方向は、この矢印方向の延長線方向に向いた流路を形成
している。従って、冷却ファン１７におけるプロペラ２
０が回転する動翼であるのに対して、風向板３０は、こ
の動翼の延長部を構成する静翼として機能するものであ
る。
図１及び図２において、３０は風向板である。図２から
も明らかなように、冷却ファン１７の周囲に設けたシュ
ラウド２５における熱交換器ユニット１６と対面する側
とは反対側の面を延在させてリング状となった取付面２
５ａを形成し、風向板３０はこの取付面２５ａに円周方
向に等ピッチ間隔で複数取り付けられている。この風向
板３０は、図３に示したように、円弧形状に湾曲した板
体からなり、シュラウド２５の取付面２５ａに対して放
射方向に装着され、かつ冷却ファン１７を構成するプロ
ペラ２０の翼端位置より外側において、僅かな間隔を置
いた位置に配置されている。しかも、冷却ファン１７の
回転軸１８と直交する断面に対して、真直ぐ放射方向に
設けられるのではなく、接線方向に向けて所定角度傾け
た状態にして湾曲するように配列されている。そして、
風向板３０は、冷却ファン１７の位置の直後の位置、冷
却空気の流れから見れば、冷却ファン１７のすぐ上流側
の位置に配置され、図２に示したように、冷却ファン１
７の回転方向を矢印方向とした時に、風向板３０の傾き
方向は、この矢印方向の延長線方向に向いた流路を形成
している。従って、冷却ファン１７におけるプロペラ２
０が回転する動翼であるのに対して、風向板３０は、こ
の動翼の延長部を構成する静翼として機能するものであ
る。
【００１５】また、図中において、３１は逆流防止部材
であり、この逆流防止部材３１は冷却ファン１７の回転
軸１８と同軸で、プロペラ２０より上流側の位置に配置
されている。そして、逆流防止部材３１の外面３１ａは
円錐台形状のものからなり、小径部が冷却ファン１７側
に向いた状態にして装着されている。この逆流防止部材
３１における先端側の最小径部の外径は、少なくとも冷
却ファン１７のボス部１９の外径より大きく、しかもプ
ロペラ２０の外径よりも小さい寸法を有するものであ
る。そして、外周面３１ａは冷却ファン１７から離間す
る方向に向けて大径化している。この逆流防止部材３１
は、回転軸１８に固定する場合には、その最大径部の外
径寸法は特に規定されないが、回転軸１８に対する負荷
が増大するのを避けるには、シュラウド２５に固着した
風向板３０の端面に連結・固着する場合、その冷却ファ
ン１７から離れた位置にある最大径部の外周縁部が風向
板３０の位置にまで延在させるようにする。ここで、逆
流防止部材３１を円錐台形状としたのは、冷却ファン１
７から出て、旋回状態となっている空気の流れを径方向
に向けて、流路幅を連続的に拡大させるように導くため
であり、従ってこの外周面３１ａはテーパ形状の風向面
として機能するものである。
であり、この逆流防止部材３１は冷却ファン１７の回転
軸１８と同軸で、プロペラ２０より上流側の位置に配置
されている。そして、逆流防止部材３１の外面３１ａは
円錐台形状のものからなり、小径部が冷却ファン１７側
に向いた状態にして装着されている。この逆流防止部材
３１における先端側の最小径部の外径は、少なくとも冷
却ファン１７のボス部１９の外径より大きく、しかもプ
ロペラ２０の外径よりも小さい寸法を有するものであ
る。そして、外周面３１ａは冷却ファン１７から離間す
る方向に向けて大径化している。この逆流防止部材３１
は、回転軸１８に固定する場合には、その最大径部の外
径寸法は特に規定されないが、回転軸１８に対する負荷
が増大するのを避けるには、シュラウド２５に固着した
風向板３０の端面に連結・固着する場合、その冷却ファ
ン１７から離れた位置にある最大径部の外周縁部が風向
板３０の位置にまで延在させるようにする。ここで、逆
流防止部材３１を円錐台形状としたのは、冷却ファン１
７から出て、旋回状態となっている空気の流れを径方向
に向けて、流路幅を連続的に拡大させるように導くため
であり、従ってこの外周面３１ａはテーパ形状の風向面
として機能するものである。
【００１６】冷却ファン１７を回転駆動すると、図１に
矢印で示したように、冷却空気の流れが形成される。こ
の冷却空気は、インタクーラ１４及びコンデンサ１５か
らオイルクーラ１３及びラジエータ１２を通る流れ、つ
まり熱交換器ユニット１６を冷却する機能を発揮する主
流Ｓが形成される。この主流Ｓは、冷却ファン１７の回
転による遠心力の作用で、外方に大きく曲げられて、こ
の冷却ファン１７におけるプロペラ２０の翼端から径方
向に流出することになる。このように、冷却ファン１７
から流出した空気の流れはその回転方向に大きな旋回成
分を有している。然るに、冷却ファン１７の位置で、こ
の旋回方向の延長位置には、静翼の機能を発揮する多数
の風向板３０が放射状に配設されているので、この風向
板３０により空気の流れにおける旋回成分の運動エネル
ギが圧力エネルギとして有効に回収され、その結果静圧
が上昇することになる。
矢印で示したように、冷却空気の流れが形成される。こ
の冷却空気は、インタクーラ１４及びコンデンサ１５か
らオイルクーラ１３及びラジエータ１２を通る流れ、つ
まり熱交換器ユニット１６を冷却する機能を発揮する主
流Ｓが形成される。この主流Ｓは、冷却ファン１７の回
転による遠心力の作用で、外方に大きく曲げられて、こ
の冷却ファン１７におけるプロペラ２０の翼端から径方
向に流出することになる。このように、冷却ファン１７
から流出した空気の流れはその回転方向に大きな旋回成
分を有している。然るに、冷却ファン１７の位置で、こ
の旋回方向の延長位置には、静翼の機能を発揮する多数
の風向板３０が放射状に配設されているので、この風向
板３０により空気の流れにおける旋回成分の運動エネル
ギが圧力エネルギとして有効に回収され、その結果静圧
が上昇することになる。
【００１７】また、冷却ファン１７より後方位置には逆
流防止部材３１が設けられているので、冷却ファン１７
から流出した空気が冷却ファン１７の上流側に向けて逆
流するのを防止できる。冷却ファン１７の翼端近傍には
確実に主流Ｓが形成されるが、この冷却ファン１７の回
転中心部にはボス部１９が臨んでおり、冷却ファン１７
の上流側において、ボス部１９が臨む部位の空間の圧力
が低下するが、逆流防止部材３１はボス部１９の外径よ
り大きくなっているので、負圧となる空間に向けて、熱
交換器ユニット１６の冷却に何等貢献することのない逆
流が生じるのを防止できることになる。
流防止部材３１が設けられているので、冷却ファン１７
から流出した空気が冷却ファン１７の上流側に向けて逆
流するのを防止できる。冷却ファン１７の翼端近傍には
確実に主流Ｓが形成されるが、この冷却ファン１７の回
転中心部にはボス部１９が臨んでおり、冷却ファン１７
の上流側において、ボス部１９が臨む部位の空間の圧力
が低下するが、逆流防止部材３１はボス部１９の外径よ
り大きくなっているので、負圧となる空間に向けて、熱
交換器ユニット１６の冷却に何等貢献することのない逆
流が生じるのを防止できることになる。
【００１８】しかも、この逆流防止部材３１の外周面３
１ａはテーパ状となっているので、この外周面３１ａに
沿って流れる空気は、ディフューザ（広がり流路）の効
果が得られて、有効な流路幅が拡大する分だけ、径方向
に向けての流れの平均流速が減速されることになる。そ
の結果、さらに静圧の上昇が図られる。
１ａはテーパ状となっているので、この外周面３１ａに
沿って流れる空気は、ディフューザ（広がり流路）の効
果が得られて、有効な流路幅が拡大する分だけ、径方向
に向けての流れの平均流速が減速されることになる。そ
の結果、さらに静圧の上昇が図られる。
【００１９】以上のように、風向板３０及び逆流防止部
材３１のテーパ状の外周面３１ａの作用による高静圧化
が可能になることから、それらを設けない場合と比較し
て、冷却ファン１７を同じ回転数で回転させた時に、熱
交換器ユニット１６を通過する冷却空気の流量が増大す
ることになる。しかも、このように熱交換器ユニット１
６を通過する主流Ｓとは反対方向で、その冷却に寄与し
ない逆流が発生するのを防止できることから、さらに主
流Ｓの流量を増大させることができる。従って、熱交換
器ユニット１６に対する冷却効果が高められることにな
る。また、冷却ファン１７の回転数を低下させても、同
じ流量の冷却空気を流すことができるようになり、エネ
ルギの消費量を抑制できると共に、ファン騒音の低減が
図られる。しかも、風向板３０を通過する冷却空気の流
速が低下することになるから、冷却ファン１７の回転に
よる風切り音等の低減が図られ、冷却ファン１７の低騒
音運転が達成される。
材３１のテーパ状の外周面３１ａの作用による高静圧化
が可能になることから、それらを設けない場合と比較し
て、冷却ファン１７を同じ回転数で回転させた時に、熱
交換器ユニット１６を通過する冷却空気の流量が増大す
ることになる。しかも、このように熱交換器ユニット１
６を通過する主流Ｓとは反対方向で、その冷却に寄与し
ない逆流が発生するのを防止できることから、さらに主
流Ｓの流量を増大させることができる。従って、熱交換
器ユニット１６に対する冷却効果が高められることにな
る。また、冷却ファン１７の回転数を低下させても、同
じ流量の冷却空気を流すことができるようになり、エネ
ルギの消費量を抑制できると共に、ファン騒音の低減が
図られる。しかも、風向板３０を通過する冷却空気の流
速が低下することになるから、冷却ファン１７の回転に
よる風切り音等の低減が図られ、冷却ファン１７の低騒
音運転が達成される。
【００２０】さらに、風向板３０は、冷却ファン１７の
後方側に向けて張り出しており、しかもこの風向板３０
には逆流防止部材３１の外端部が連結されているので、
これら風向板３０及び逆流防止部材３１が冷却ファン１
７を覆うファンガードとしての機能を発揮する。従っ
て、網体からなるファンガードを別途装着する必要がな
くなり、その結果部品点数が削減され、かつファンガー
ドを通過する際に発生する騒音も生じないので、騒音対
策上からもさらに望ましいものとなる。
後方側に向けて張り出しており、しかもこの風向板３０
には逆流防止部材３１の外端部が連結されているので、
これら風向板３０及び逆流防止部材３１が冷却ファン１
７を覆うファンガードとしての機能を発揮する。従っ
て、網体からなるファンガードを別途装着する必要がな
くなり、その結果部品点数が削減され、かつファンガー
ドを通過する際に発生する騒音も生じないので、騒音対
策上からもさらに望ましいものとなる。
【００２１】ここで、図３においては、シュラウド２５
の取付面２５ａは円弧面形状となっているが、図４に示
したように、シュラウド１２４の取付面１２５ａがほぼ
真直ぐ立ち上がる面で構成すると、風向板１３０の取付
面１２５ａへの連結部を直線的なものとすることができ
るので、風向板１３０の構成を簡略化できて、その製造
が容易になる。
の取付面２５ａは円弧面形状となっているが、図４に示
したように、シュラウド１２４の取付面１２５ａがほぼ
真直ぐ立ち上がる面で構成すると、風向板１３０の取付
面１２５ａへの連結部を直線的なものとすることができ
るので、風向板１３０の構成を簡略化できて、その製造
が容易になる。
【００２２】次に、図５は、本発明の第２の実施の形態
を示すものであり、この実施の形態においては、逆流防
止部材２３１を薄板円板から構成している。そして、こ
の逆流防止部材２３１の外径寸法は、冷却ファン１７の
ボス部１９の外径より大きく、かつその翼端より小さく
なっている。この場合には、ファンガード２３２を風向
板３０と逆流防止部材２３１との間に掛け渡すようにし
て装着する。なお、これら以外の部材については、前述
した第１の実施の形態と実質的に同じであるから、図５
には同一の部材については同じ符号を付した。このよう
に構成することによっても、前述した第１の実施の形態
と同様、冷却ファン１７の回転による流れの旋回成分の
エネルギ吸収による静圧化、及び冷却ファン１７に設け
たボス部１９近傍における逆流防止が図られて、冷却空
気の流通量の増大及び低騒音化が図られる。
を示すものであり、この実施の形態においては、逆流防
止部材２３１を薄板円板から構成している。そして、こ
の逆流防止部材２３１の外径寸法は、冷却ファン１７の
ボス部１９の外径より大きく、かつその翼端より小さく
なっている。この場合には、ファンガード２３２を風向
板３０と逆流防止部材２３１との間に掛け渡すようにし
て装着する。なお、これら以外の部材については、前述
した第１の実施の形態と実質的に同じであるから、図５
には同一の部材については同じ符号を付した。このよう
に構成することによっても、前述した第１の実施の形態
と同様、冷却ファン１７の回転による流れの旋回成分の
エネルギ吸収による静圧化、及び冷却ファン１７に設け
たボス部１９近傍における逆流防止が図られて、冷却空
気の流通量の増大及び低騒音化が図られる。
【００２３】さらに、図６に示したように、冷却ファン
１７の回転軸１８に装着したプーリ３４２のうち、この
冷却ファン１７側に位置するフランジ部３４２ａの外径
を、反対側のフランジ部３４２ｂのそれより大きくする
ことによって、逆流防止部材としての機能を発揮させる
ように構成することもできる。従って、このフランジ部
３４２ａの外径寸法は、冷却ファン１７のボス部１９の
外径より大きく、かつ翼端より小さいものとしている。
このように構成することによっても、第１の実施の形態
とほぼ同様の作用効果が得られる。しかも、逆流防止部
材を別途装着する必要がなくなるので、構成の簡略化、
部品点数の削減が図られる。
１７の回転軸１８に装着したプーリ３４２のうち、この
冷却ファン１７側に位置するフランジ部３４２ａの外径
を、反対側のフランジ部３４２ｂのそれより大きくする
ことによって、逆流防止部材としての機能を発揮させる
ように構成することもできる。従って、このフランジ部
３４２ａの外径寸法は、冷却ファン１７のボス部１９の
外径より大きく、かつ翼端より小さいものとしている。
このように構成することによっても、第１の実施の形態
とほぼ同様の作用効果が得られる。しかも、逆流防止部
材を別途装着する必要がなくなるので、構成の簡略化、
部品点数の削減が図られる。
【００２４】なお、本発明においては、風向板３０を設
けることによって、冷却ファン１７の回転により、この
冷却ファン１７の後方側における旋回成分の運動エネル
ギを圧力エネルギとして回収することにより静圧の上昇
を図り、もって冷却ファン１７の回転時における熱交換
器ユニット１６内を通過する冷却空気の流量を増大させ
る点に特徴を有するものである。従って、図７に示した
ように、逆流防止部材を設けなくても、ある程度の目的
を達成できるものである。
けることによって、冷却ファン１７の回転により、この
冷却ファン１７の後方側における旋回成分の運動エネル
ギを圧力エネルギとして回収することにより静圧の上昇
を図り、もって冷却ファン１７の回転時における熱交換
器ユニット１６内を通過する冷却空気の流量を増大させ
る点に特徴を有するものである。従って、図７に示した
ように、逆流防止部材を設けなくても、ある程度の目的
を達成できるものである。
【００２５】
【発明の効果】本発明は以上のように構成したので、プ
ロペラファンから構成される冷却ファンによって熱交換
器の冷却効率を著しく高め、かつ低騒音運転が可能とな
る等の効果を奏する。
ロペラファンから構成される冷却ファンによって熱交換
器の冷却効率を著しく高め、かつ低騒音運転が可能とな
る等の効果を奏する。
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す熱交換装置の
側面図である。
側面図である。
【図２】図１の冷却ファンをエンジン側から見た平面図
である。
である。
【図３】図２の要部を拡大して示す斜視図である。
【図４】図３の変形例を示す斜視図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態を示す熱交換装置の
側面図である。
側面図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態を示す熱交換装置の
側面図である。
側面図である。
【図７】本発明の第４の実施の形態を示す熱交換装置の
側面図である。
側面図である。
【図８】建設機械としての油圧ショベルの全体外観図で
ある。
ある。
【図９】従来技術による熱交換装置の側面図である。
１０ エンジンルーム １１ エンジン １２ ラジエータ １３ オイルクーラ １４ インタクーラ １５ コンデンサ １６ 熱交換器ユニット １７ 冷却ファン １８ 回転軸 １９ ボス部 ２０ プロペラ ２５，１２５ シュラウド ２５ａ，１２５ａ 取付面 ３０，１３０ 風向
板 ３１，２３１ 逆流防止部材 ３１ａ 外周面 ２３２ ファンガード ３４２ プーリ ３４２ａ，３４２ｂ フランジ部
板 ３１，２３１ 逆流防止部材 ３１ａ 外周面 ２３２ ファンガード ３４２ プーリ ３４２ａ，３４２ｂ フランジ部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｆ２８Ｆ 9/26 Ｆ２８Ｆ 9/26 (72)発明者 鹿園 直毅 茨城県土浦市神立町510番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 Ｆターム(参考） 3L054 BA04 BB02 3L065 FA19
Claims (5)
- 【請求項１】 １または複数の熱交換器と、この熱交換
器の内部を流れる流体と熱交換させる冷却空気を発生さ
せる冷却ファンとを備えた建設機械の熱交換装置におい
て、 前記冷却ファンはプロペラファンから構成して、このプ
ロペラファンの外周を囲むようにリング状のシュラウド
を設け、 このシュラウドにおける前記冷却空気の流れの下流側に
位置する面に複数の風向板を放射方向に対して所定の角
度を有するようにして装着し、 これら各風向板は、前記プロペラファンの翼端より外周
側に位置し、かつその回転軸と直交する断面に対して曲
率を有する形状とする構成としたことを特徴とする建設
機械の熱交換装置。 - 【請求項２】 前記各風向板は略円弧形状または翼状に
曲げられたものから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装置。 - 【請求項３】 前記プロペラファンによる流体の流れの
下流側の位置に、このプロペラファンのボス部の外径
と、ファン外径との間の大きさを有する逆流防止部材を
設ける構成としたことを特徴とする請求項１または請求
項２記載の建設機械の熱交換装置。 - 【請求項４】 前記逆流防止部材の前記プロペラファン
に対面する側に、概略円錐台形状となった風向面を形成
する構成としたことを特徴とする請求項３記載の建設機
械の熱交換装置。 - 【請求項５】 前記逆流防止部材は、前記回転軸または
前記風向板のいずれかに連結する構成としたことを特徴
とする請求項３または請求項４記載の建設機械の熱交換
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000400701A JP2002201940A (ja) | 2000-12-28 | 2000-12-28 | 建設機械の熱交換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000400701A JP2002201940A (ja) | 2000-12-28 | 2000-12-28 | 建設機械の熱交換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002201940A true JP2002201940A (ja) | 2002-07-19 |
Family
ID=18865239
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000400701A Pending JP2002201940A (ja) | 2000-12-28 | 2000-12-28 | 建設機械の熱交換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002201940A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004196191A (ja) * | 2002-12-20 | 2004-07-15 | Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd | 建設機械における冷却装置 |
| WO2009104630A1 (ja) * | 2008-02-21 | 2009-08-27 | コベルコ建機株式会社 | 建設機械 |
| KR20140128872A (ko) * | 2013-04-29 | 2014-11-06 | 한라비스테온공조 주식회사 | 차량 공조 시스템의 열 교환기를 위한 유체 관리 시스템 |
| JP2017106411A (ja) * | 2015-12-11 | 2017-06-15 | カルソニックカンセイ株式会社 | 冷却装置 |
| RU2716649C1 (ru) * | 2019-09-12 | 2020-03-13 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Воздушный охладитель наддувочного воздуха в двигателях внутреннего сгорания |
| CN114382582A (zh) * | 2022-01-07 | 2022-04-22 | 江西现代职业技术学院 | 一种汽车用具有防气体回流结构的散热装置及其方法 |
-
2000
- 2000-12-28 JP JP2000400701A patent/JP2002201940A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004196191A (ja) * | 2002-12-20 | 2004-07-15 | Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd | 建設機械における冷却装置 |
| WO2009104630A1 (ja) * | 2008-02-21 | 2009-08-27 | コベルコ建機株式会社 | 建設機械 |
| JP2009197680A (ja) * | 2008-02-21 | 2009-09-03 | Kobelco Contstruction Machinery Ltd | 建設機械 |
| CN101952582B (zh) * | 2008-02-21 | 2012-11-28 | 神钢建设机械株式会社 | 建设机械 |
| KR20140128872A (ko) * | 2013-04-29 | 2014-11-06 | 한라비스테온공조 주식회사 | 차량 공조 시스템의 열 교환기를 위한 유체 관리 시스템 |
| KR101601409B1 (ko) | 2013-04-29 | 2016-03-08 | 한온시스템 주식회사 | 차량 공조 시스템의 열 교환기를 위한 유체 관리 시스템 |
| US10704456B2 (en) | 2013-04-29 | 2020-07-07 | Hanon Systems | Fluid management system for a heat exchanger of a vehicle air conditioning system |
| JP2017106411A (ja) * | 2015-12-11 | 2017-06-15 | カルソニックカンセイ株式会社 | 冷却装置 |
| RU2716649C1 (ru) * | 2019-09-12 | 2020-03-13 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Воздушный охладитель наддувочного воздуха в двигателях внутреннего сгорания |
| CN114382582A (zh) * | 2022-01-07 | 2022-04-22 | 江西现代职业技术学院 | 一种汽车用具有防气体回流结构的散热装置及其方法 |
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Legal Events
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090121 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20090122 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090527 |