JP2004162944A - Air-cooled type heat exchanger - Google Patents

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JP2004162944A
JP2004162944A JP2002326689A JP2002326689A JP2004162944A JP 2004162944 A JP2004162944 A JP 2004162944A JP 2002326689 A JP2002326689 A JP 2002326689A JP 2002326689 A JP2002326689 A JP 2002326689A JP 2004162944 A JP2004162944 A JP 2004162944A
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Japan
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air
cooled
heat
radiator
heat exchanger
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JP2002326689A
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Japanese (ja)
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Osamu Watanabe
修 渡邉
Seiichiro Takeshita
清一郎 竹下
Kazunori Nakamura
和則 中村
Yasushi Arai
康 荒井
Shigehisa Funabashi
茂久 船橋
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Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Details Of Heat-Exchange And Heat-Transfer (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an air-cooled type heat exchanger of a compact constitution, having high cooling performance and minimizing the generation of uneven distribution of the heat in the cooling air flowing toward a downstream side. <P>SOLUTION: An inter-cooler 12 is divided into a first radiation part 20 and a second radiation part 21, and mounted at the front and back of a channel of the cooling air from a cooling fan 5, an inflow-side tank 22 is mounted at an upper position of the first radiation part 20, an inflow pipe 23 from a supercharger 15 is connected to the inflow-side tank 22, the first radiation part 20 is mounted at a downstream side of the cooling air with respect to the second radiation part 21, and lower end parts of the first and second radiation parts are connected to a communication tank 24. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被冷却流体を冷却風によって冷却する空冷式熱交換器に関するものであり、特にディーゼルエンジンに供給する過給空気のように、高温の被冷却流体の温度を大きく低下させる必要のある被冷却流体を冷却するのに好適な空冷式熱交換器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
例えば、建設機械として、油圧ショベルは動力源としてディーゼルエンジンを備えており、このエンジンにより油圧ポンプを駆動して、この油圧ポンプからの吐出圧で各種のアクチュエータを作動させるようにしている。このために、エンジン冷却水を冷却し、また油圧回路を循環する作動油を冷却するために、ラジエータ及びオイルクーラが設けられる。さらに、エンジンの出力向上と、排気ガスの清浄化とを図るために、エンジンのシリンダに供給される空気を過給するようにしており、この過給空気を冷却するためにインタークーラが設けられる。
【0003】
このように、ラジエータはエンジン冷却水を、またオイルクーラは作動油を、さらにインタークーラは過給空気を被冷却流体とする熱交換器である。これらの熱交換器は、エンジンにより駆動される冷却ファンによる冷却風の流路に沿って前後に並ぶように直列配置する構成とするのが一般的である。ここで、これら各熱交換器のうち、最も低い温度にまで冷却しなければならないのは、インタークーラの被冷却流体としての過給空気である。また、ラジエータはエンジン冷却水を被冷却流体とするために、配管の引き回しの容易さ等の観点から、エンジンに最も近い位置に配置するのが望ましい。
【0004】
そこで、エンジンルームにおけるカバーに外気取り入れ部と排気部とを形成し、外気取り入れ部に近い位置からインタークーラ、オイルクーラ、ラジエータの順に配列して、ラジエータの後方位置にエンジンにより駆動される冷却ファンを設ける構成としたものが従来から知られている(例えば、特許文献1参照。)。従って、外気取り入れ部から取り入れられた外気が冷却ファンによる吸引力でインタークーラ、オイルクーラ及びラジエータの順に冷却されることになる。
【0005】
【特許文献1】
特開平9−125972号公報(第2頁、図5)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ディーゼルエンジンの出力向上を図り、かつ排気ガスの清浄化を図るために、エンジンに供給される過給空気は、高圧縮で、低温とする必要がある。過給空気は過給機で圧縮されるが、この高圧縮化の際には断熱圧縮により過給空気が高温化する。従って、インタークーラにおいて、被冷却流体としての過給空気に対する冷却能力の向上を図り、大幅な温度低下を可能にしなければならない。また、インタークーラの流入部近傍では異常に高温になることから、冷却風がインタークーラのこの位置を通過した後における温度が部分的に極めて高い温度になる可能性がある。その結果、後続位置に配置した他の熱交換器であるオイルクーラやラジエータの冷却機能に支障を来たすおそれがあり、またインタークーラの後方に位置する部位にゴムやプラスチック等を含む部材が設けられている場合には、それらが熱によりダメージを受けることがある等といった問題点がある。
【0007】
特に、近年においては、排気ガスの清浄化の要請が極めて強くなってきており、その規制が強化される傾向にあり、規制をクリアするには、インタークーラに導入される際の過給空気の温度が200℃乃至それ以上の温度になり、これを80〜60℃程度にまで冷却することが必要となる。このためには、インタークーラの放熱部を著しく広くすると共に冷却ファンを大型化することが必要となる。従って、これらの設置スペースの問題も発生する。とりわけ、小旋回型の油圧ショベルのように、インタークーラを含む熱交換器が設置される上部旋回体の大きさが限定される場合には、インタークーラを無闇に大型化することはできない。
【0008】
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、小型でコンパクトな構成で、冷却能力が高く、しかも下流側に向けて流れる冷却風に熱の偏在が生じるのを極力抑制した空冷式熱交換器を提供することにある。
【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、被冷却用流体の流入部及び流出部と、冷却風が通過して、内部を通る被冷却流体を冷却させる放熱部とを備えた空冷式熱交換器であって、冷却風の流路と交差するように、この冷却風の流れの下流側に第1の放熱部を、上流側には第2の放熱部を配置し、前記第1の放熱部の一側には、被冷却流体の流入部が接続され、前記第2の放熱部の一側には、被冷却流体の流出部が接続され、またこれら両放熱部間の他側間は連通部により連通させる構成としたことをその特徴とするものである。
【0010】
ここで、熱交換器における被冷却流体としては、液体及び気体のいずれであっても良いが、特に高温状態となっている被冷却流体を大幅に温度低下させる必要のあるもの、例えば過給機からディーゼルエンジンに供給する過給空気を被冷却媒体とするインタークーラ等として好適に用いられる。とりわけ、油圧ショベル等の建設機械に搭載したエンジンからの排気ガスの清浄化を高めるために、高圧縮化されて、200℃乃至それ以上の温度となった過給空気を、エンジンのシリンダに供給するのに最適な温度、即ち80〜60℃に冷却する場合に都合が良い。
【0011】
空冷式の熱交換器である関係から、冷却風の供給は冷却ファンにより行うのが一般的である。冷却ファンは第1,第2の放熱部を有する本発明の熱交換器に対して専用のものであっても良いが、単一の冷却ファンからの冷却風を本発明の熱交換器と他の空冷式熱交換器とに供給するように構成することもできる。この場合、本発明の熱交換器と他の空冷式熱交換器とは、冷却風の流路に対して左右または上下に配列することもでき、または前後に配列するようにしても良い。要は、それぞれの被冷却媒体の流入温度と低下させなければならない設定温度等を基準として選択される。さらに、第1の放熱部と第2の放熱部との間に他の放熱部を配置する構成とすることもできる。
【0012】
第1,第2の放熱部においては、被冷却流体を上下方向に流すようにするか、若しくは左右方向に流すようにする。いずれにしろ、第1の熱交換器における流れの方向と第2の熱交換器における流れの方向とは逆になる。両放熱部間の連通部は連通タンクで構成して、各々の放熱部における流路を連通タンクに接続する構成とすることができ、また第1の放熱部から第2の放熱部への移行流路をU字状に曲成する等の構成を採用することができる。
【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3に本発明の第1の実施の形態を示す。図中において、1は建設機械、例えば油圧ショベルの建屋におけるエンジンルームを示すものであって、このエンジンルーム1の内部にはディーゼルエンジン2が設置されており、エンジン2には油圧ポンプ3が接続して設けられている。4はエンジン2の油圧ポンプ3接続側とは反対側に設置した熱交換装置であって、この熱交換装置4はエンジン2により駆動される冷却ファン5により供給される冷却風によって被冷却流体の冷却を行うようにしている。
【0014】
エンジンルーム1を構成するカバーには、熱交換装置4の設置部の前方及び斜め前方に外気取り入れ部6が開口されており、またエンジン2の設置部側には排気部7が開口している。従って、冷却ファン5を駆動すると、図1に矢印で示したように、外気取り入れ部6から外気が取り入れられて、熱交換装置4を通り、排気部7によりエンジンルーム1の外部に放出させる冷却風の流路が形成される。なお、図1において、8は冷却ファン5による冷却風の流路を熱交換装置4に向けるようにガイドするシュラウドである。
【0015】
ここで、熱交換装置4は複数の熱交換器からなり、図2に示した構成では、エンジン冷却水を被冷却流体とするラジエータ10と、作動油を被冷却流体とするオイルクーラ11と、エンジン2に供給される過給空気を被冷却流体とするインタークーラ12とから構成される。そして、冷却ファン5の冷却風の流路において、ラジエータ10とオイルクーラ11とが前後に配置され、インタークーラ12はこれらラジエータ10及びオイルクーラ11と左右に並ぶように配置される。
【0016】
ここで、ラジエータ10の被冷却流体であるエンジン冷却水及びオイルクーラ11の被冷却流体である作動油は、流入側と流出側とでは、通常、温度差が数℃乃至十数℃程度である。一方、インタークーラ12は、エンジン2に供給される過給空気を被冷却流体とするものである。このエンジン2はディーゼルエンジンであり、そのエンジン2のシリンダへの吸い込み空気は、過給機において、エンジン2からマフラ14に向けて排出される排気の流速により駆動されるタービンで加圧されるようになっている。過給機15で空気を加圧すると、断熱圧縮により瞬間的に高温になり、しかも高圧縮化すればするほど高温になる。高圧縮の過給空気を供給するのは、エンジン2内での完全燃焼を図り、排気ガスを清浄化するためである。また、排気ガスの清浄化には過給空気のエンジン2への供給温度を低く抑制する必要もある。今後予定されている環境基準を完全に満たすとすれば、過給空気の加圧時に200℃乃至それ以上の高温状態となり、またエンジン2に供給される際には80〜60℃程度にまで温度を下げることが要請される。
【0017】
以上のように、インタークーラ12では、その流入温度が極めて高く、流出温度はラジエータ10及びオイルクーラ11での被冷却流体よりかなり低いものとなる。つまり、インタークーラ12ではラジエータ10やオイルクーラ11と比較して、高い冷却能力を必要とする。また、200℃乃至それ以上の温度領域での熱交換効率をあまり高めると、下流側の空気が熱せられて熱風となるので、その後方位置にゴムやプラスチック部品が設けられていると、熱によってダメージを受けるので、下流側に高温の熱風が流れないように、インタークーラ12内を通る際にはあまり急激な温度低下を起こさないようにする。
【0018】
以上のことから、図3に示したように、インタークーラ12における放熱部を、第1の放熱部20と、第2の放熱部21とに2分割されている。そして、これら第1,第2の放熱部20,21は、冷却ファン5による冷却風の流路の前後に配置されている。第1の放熱部20の上部位置には流入側タンク22が設けられており、過給機15からの流入配管23はこの流入側タンク22に接続される。そして、この第1の放熱部20は冷却風の下流側に配置されている。また、第1の放熱部20と第2の放熱部21との下端部は連通部を構成する連通タンク24に接続されている。さらに、第2の放熱部25の上端部には流出側タンク25が接続されており、この流出側タンク25にはエンジン2のインテークマニホールド13からの流出配管26が接続されている。そして、流出側タンク25から引き出された流出配管26は、流入側タンク22の位置を通過することになるが、この流出配管26と流入側タンク22とが干渉することがなく、しかも流出配管26を流出側タンク25から真直ぐ、流入配管23とほぼ平行に延在させるために、流入側タンク22における流入配管23が接続されている部位と反対側の部位を傾斜構造とする等、配管逃げ部22a(図2)が形成されている。これによって、流入配管23及び流出配管26の引き回しがコンパクトになる。
【0019】
従って、被冷却流体である過給空気は、第1の放熱部20では上方から下方に向けての下降流を形成する間に冷却されるが、冷却の途中で連通タンク24内においてミキシングされる。そして、過給空気は、この連通タンク24から第2の放熱部21に移行することになるが、この第2の放熱部21内では上昇流を形成し、この間にさらに冷却される。つまり、冷却風の流れ方向からみて、下流側で過給空気の冷却が始まり、中間で流路が折り返されて、上流側で過給空気エンジン2への供給温度にまで冷却されることになる。
【0020】
インタークーラ12をこのように構成することによって、過給機によって高圧縮されて、非常に高い温度となった過給空気は、冷却風の下流側において、流入配管23から流入側タンク22内に流入して、第1の放熱部20内を流れる際に、冷却ファン5による冷却風の作用で徐々に冷却されていく。流入側タンク22から第1の放熱部20内に移行した直後の過給空気の温度は最高温度となっているが、この第1の放熱部20の下端部に至るまでの間にエンジン2に供給できる温度にまで温度降下させる必要はなく、そのほぼ中間の温度状態にまで下降できれば良い。従って、第1の放熱部20を構成する被冷却流体の流路における単位長さ当りの熱低下率を緩和できる。
【0021】
被冷却流体である過給空気は、第1の放熱部20によって流入時と流出時との温度のほぼ中間の温度となって、連通タンク24内に流入する。このように、連通タンク24に流入させることによって、第1の放熱部20における過給空気の流路のうち、冷却風が効率的に作用する部分と、そうでない部分との空気がミキシングされて、全体がほぼ均一な温度となる。連通タンク24内の過給空気は、さらに第2の放熱部21に移行して、この第2の放熱部21内で上昇流を形成する。ここで、連通タンク24から出た直後の過給空気は流入時と流出時とのほぼ中間の温度であるが、この第2の放熱部21内で上昇する間に、エンジン2のシリンダに供給するのに必要な温度にまで冷却される。ここで、第2の放熱部21は冷却風の上流側に位置していることからより低温の冷却風が作用することになる。その結果、全体の放熱部における最も上流側である流出側タンク25の近傍位置では、エンジン2のインテークマニホールド13に供給されるのに最適な温度にまで過給空気が冷却される。
【0022】
以上のように、インタークーラ12は、単一の冷却ファン5による冷却風の流路を2度使って、つまり流路を往復させる間に、その被冷却流体の冷却を行うようにしているので、冷却ファン5を格別大型化することなく、またインタークーラ12そのものを冷却風の流路と直交する方向に大きくすることなく、極めて高い温度の被冷却流体の温度を大幅に低下させることができる。しかも、往復する流路は前後方向に重なり合っており、冷却風の上流側に位置する第2の放熱部21における低い温度となる部位が第1の放熱部20における高い温度となる部位であり、第2の放熱部20の低い温度、つまりほぼ中間温度となる部位では第1の放熱部21でもほぼ中間温度の部位である。従って、全体としてのインタークーラ12における冷却風の下流側の空気温度は、部分的な熱の偏在が発生することがなく、全体がほぼ均等な温度状態となる。その結果、ゴムやプラスチック等からなる部品等が冷却ファン5における下流側に配置され、インタークーラ12で熱交換された空気は、それらに直接接触しても、熱によるダメージを与えない程度の温度とすることができる。
【0023】
ここで、前述した第1の実施の形態では、第1の放熱部20と第2の放熱部21とは、連通タンク24で連結する構成としたが、これら第1,第2の放熱部20,21には、被冷却流体である過給空気を流す細い流路を形成する多数のチューブを備えていることから、図4に示したように、第1の放熱部20側と第2の放熱部21側とのチューブ30を一体化したものから構成し、第1の放熱部20の下端部から概略U字状に湾曲させて、第2の放熱部21に移行させるように構成することもできる。この場合には、U字状の移行部はチューブ30を補強部材31内に収納させて設け、この補強部材31を支持部材32によってエンジンルーム1の下板に固定することができる。
【0024】
また、図2においては、インタークーラ12と、ラジエータ10及びオイルクーラ11とのユニットとを左右に並べるように配置したものを示したが、ラジエータ10及びオイルクーラ11のユニットにおける縦横比との関係から、横長のものとした場合には、図5に示したインタークーラ40のように、ラジエータ10及びオイルクーラ11からなるユニットの上部位置に配置することもできる。そして、上下に配置したこれら各熱交換器からなる熱交換装置の正面形状は概略正方形となるように設定するのが望ましい。
【0025】
従って、上部側に配置したインタークーラ40は横長のものとなる。そこで、このインタークーラ40を構成し、冷却風の下流側に配置した第1の放熱部41と、上流側に配置した第2の放熱部42とは、被冷却流体である過給空気を左右方向に流すようにする。このために、第1,第2の放熱部41,42のそれぞれの両側にタンク43,44及び45,46を接続して、タンク43には流入配管47を接続し、タンク46には流出配管48を接続すると共に、タンク44,45間を連通配管49により接続する構成とする。
【0026】
さらに、図6に示したように、インタークーラ50を構成する第1の放熱部51と、第2の放熱部52との間に、ラジエータ10及びオイルクーラ11を配置することもできる。つまり、冷却ファン5による冷却風の流れ方向において、インタークーラ50の第2の放熱部52を最上流側に配置し、次いでオイルクーラ11、ラジエータ10の順に配置し、最下流側、つまり冷却ファン5に最も近い側に第1の放熱部51を配置する。これによって、最も高い温度の被冷却流体が供給されるインタークーラ50の第1の放熱部51が冷却風の最下流側に位置し、最も低い温度にまで被冷却流体を冷却する必要のあるインタークーラ50の第2の放熱部52を冷却風の最上流側に配置される。そして、第1の放熱部51と第2の放熱部52とは同じ構造であっても良く、またそれぞれ異なる構造とすることもできる。
【0027】
そして、図6においては、第1の放熱部51の流入側タンク53に接続される流入配管54及び第2の放熱部52の流出側タンク55に接続される流出配管56は、共に上部位置に配置され、第1の放熱部51の下部タンク57と、第2の放熱部52の下部タンク58との間を連通配管59で連通させるように構成している。従って、過給空気は第1の放熱部51内では下降流を、第2の放熱部52内では上昇流を形成することになる。しかしながら、図7に示したように、インタークーラ60を構成する第1の放熱部61と、ラジエータ10及びオイルクーラ11を挟むように配置した第2の放熱部62とは、それぞれ被冷却流体を左右方向に流すように構成することもできる。この場合には、流入配管63が接続される第1の放熱部61の端部に設けたタンク64と、流出配管65が接続される第2の放熱部62の端部に設けたタンク66とは同じ側に配置し、反対側の端部にはそれぞれタンク67,68を設けて、これら両タンク67,68間を、ラジエータ10及びオイルクーラ11を迂回するように設けた連通配管69により接続する。
【0028】
以上、図4乃至図7に示した各実施の形態においても、第1の実施の形態と同様、高温の被冷却流体を所望の温度にまで容易に、しかも効率的に冷却することができる。なお、これら各実施の形態において、第1の実施の形態で説明したと同じか、若しくは同等の部材については、同一の符号を付してその説明は省略する。
【0029】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、空冷式熱交換器を小型でコンパクトな構成で、冷却能力が高く、しかも下流側に向けて流れる冷却風に熱の偏在が生じるのを抑制できる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態における空冷式熱交換器としてインタークーラを組み込んだエンジンルームの内部構成図である。
【図2】図1の熱交換装置の構成を示す斜視図である。
【図3】図1の構成としたインタークーラの作用説明図である。
【図4】本発明の第2の実施の形態における空冷式熱交換器としてインタークーラを組み込んだエンジンルームの内部構成図である。
【図5】本発明における第3の実施の形態を示す熱交換装置の構成を示す斜視図である。
【図6】本発明における第4の実施の形態における空冷式熱交換器としてインタークーラを組み込んだエンジンルームの内部構成図である。
【図7】本発明における第5の実施の形態を示す熱交換装置の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 エンジンルーム
2 エンジン
4 熱交換装置
5 冷却ファン
6 外気取り入れ部
7 排気部
10 ラジエータ
11 オイルクーラ
12,40,50,60 インタークーラ
20,41,51,61 第1の放熱部
21,42,52,62 第2の放熱部
22,53 流入側タンク
22a 配管逃げ部
23,47,54,63 流入配管
24 連通タンク
25,55 流出側タンク
26,48,56,65 流出配管
30 チューブ
43〜46,64,66〜68 タンク
49,59,69 連結配管
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an air-cooled heat exchanger that cools a fluid to be cooled by cooling air, and particularly needs to greatly reduce the temperature of a high-temperature fluid to be cooled, such as supercharged air supplied to a diesel engine. The present invention relates to an air-cooled heat exchanger suitable for cooling a fluid to be cooled.
[0002]
[Prior art]
For example, as a construction machine, a hydraulic shovel is provided with a diesel engine as a power source, and drives a hydraulic pump by the engine to operate various actuators by a discharge pressure from the hydraulic pump. For this purpose, a radiator and an oil cooler are provided for cooling the engine cooling water and for cooling the hydraulic oil circulating in the hydraulic circuit. Further, in order to improve the output of the engine and purify the exhaust gas, the air supplied to the cylinder of the engine is supercharged, and an intercooler is provided to cool the supercharged air. .
[0003]
As described above, the radiator is a heat exchanger that uses engine cooling water, the oil cooler is hydraulic oil, and the intercooler is turbocharged air. In general, these heat exchangers are arranged in series so as to be arranged back and forth along a flow path of cooling air by a cooling fan driven by an engine. Here, of these heat exchangers, the one to be cooled to the lowest temperature is the supercharged air as the fluid to be cooled by the intercooler. Further, the radiator is desirably arranged at a position closest to the engine from the viewpoint of ease of routing of the pipes and the like in order to use the engine cooling water as the fluid to be cooled.
[0004]
Therefore, a cooling fan driven by the engine is provided at the rear position of the radiator by forming an outside air intake portion and an exhaust portion in a cover in the engine room, arranging the intercooler, the oil cooler, and the radiator in order from a position near the outside air intake portion. A configuration in which is provided is conventionally known (for example, see Patent Document 1). Therefore, the outside air taken in from the outside air intake section is cooled by the suction force of the cooling fan in the order of the intercooler, the oil cooler, and the radiator.
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-125972 (page 2, FIG. 5)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in order to improve the output of a diesel engine and to purify exhaust gas, the supercharged air supplied to the engine needs to have a high compression and a low temperature. The supercharged air is compressed by the supercharger. At the time of this high compression, the supercharged air becomes hot due to adiabatic compression. Therefore, in the intercooler, it is necessary to improve the cooling capacity for the supercharged air as the fluid to be cooled, and to make it possible to significantly reduce the temperature. Further, since the temperature becomes abnormally high in the vicinity of the inflow portion of the intercooler, the temperature after the cooling air has passed through this position of the intercooler may partially become extremely high. As a result, there is a risk that the cooling function of the oil cooler or radiator, which is another heat exchanger disposed at the subsequent position, may be affected, and a member including rubber, plastic, or the like is provided at a portion located behind the intercooler. In such a case, there is a problem that they may be damaged by heat.
[0007]
In particular, in recent years, the demand for purification of exhaust gas has become extremely strong, and the regulations have tended to be strengthened. In order to clear the regulations, it is necessary to reduce the amount of supercharged air introduced into the intercooler. The temperature reaches 200 ° C. or higher, and it is necessary to cool this down to about 80-60 ° C. For this purpose, it is necessary to remarkably widen the heat radiating portion of the intercooler and increase the size of the cooling fan. Therefore, these installation space problems also occur. In particular, when the size of the upper revolving unit on which the heat exchanger including the intercooler is installed is limited, as in the case of a small turning hydraulic excavator, the size of the intercooler cannot be increased unnecessarily.
[0008]
The present invention has been made in view of the above points, and has as its object a small and compact configuration, high cooling capacity, and uneven distribution of heat in the cooling air flowing downstream. It is an object of the present invention to provide an air-cooled heat exchanger in which the temperature is reduced as much as possible.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-described object, the present invention provides an air-cooled heat source including an inflow portion and an outflow portion of a fluid to be cooled, and a radiator through which a cooling air passes to cool the fluid to be cooled passing therethrough. An exchange, wherein a first heat radiator is disposed downstream of the flow of the cooling air and a second heat radiator is disposed upstream thereof so as to intersect with the flow path of the cooling air; One side of the heat radiating section is connected to an inflow section of the fluid to be cooled, and one side of the second heat radiating section is connected to an outflow section of the fluid to be cooled. Is characterized in that it is configured to communicate with the communication part.
[0010]
Here, the fluid to be cooled in the heat exchanger may be any of a liquid and a gas, and in particular, a fluid that needs to significantly lower the temperature of the cooled fluid in a high temperature state, for example, a supercharger As an intercooler or the like using supercharged air supplied from a diesel engine to a diesel engine. In particular, in order to enhance the purification of exhaust gas from an engine mounted on a construction machine such as a hydraulic shovel, highly-compressed supercharged air having a temperature of 200 ° C. or higher is supplied to an engine cylinder. It is convenient to cool to the optimum temperature for cooling, ie, 80 to 60 ° C.
[0011]
Because of the air-cooled heat exchanger, cooling air is generally supplied by a cooling fan. The cooling fan may be dedicated to the heat exchanger of the present invention having the first and second heat radiating portions, but the cooling air from the single cooling fan is separated from the heat exchanger of the present invention by other means. To the air-cooled heat exchanger. In this case, the heat exchanger of the present invention and the other air-cooled heat exchanger may be arranged right and left or up and down with respect to the flow path of the cooling air, or may be arranged before and after. The point is that the temperature is selected based on the inflow temperature of each medium to be cooled and the set temperature that must be lowered. Further, another heat radiating section may be arranged between the first heat radiating section and the second heat radiating section.
[0012]
In the first and second heat radiating portions, the fluid to be cooled is caused to flow in the vertical direction or in the horizontal direction. In any case, the flow direction in the first heat exchanger and the flow direction in the second heat exchanger are opposite. The communication part between both heat radiating parts can be constituted by a communication tank, and the flow path in each heat radiating part can be connected to the communication tank, and the transition from the first heat radiating part to the second heat radiating part is possible. A configuration in which the flow path is bent into a U-shape or the like can be adopted.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, FIGS. 1 to 3 show a first embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes an engine room in a building of a construction machine, for example, a hydraulic shovel, in which a diesel engine 2 is installed, and a hydraulic pump 3 is connected to the engine 2. It is provided. Reference numeral 4 denotes a heat exchange device installed on the side of the engine 2 opposite to the side where the hydraulic pump 3 is connected. The heat exchange device 4 is provided with a cooling air supplied by a cooling fan 5 driven by the engine 2 to cool the fluid to be cooled. Cooling is performed.
[0014]
In a cover constituting the engine room 1, an outside air intake 6 is opened in front of and obliquely forward of the installation part of the heat exchange device 4, and an exhaust part 7 is opened in the installation part side of the engine 2. . Therefore, when the cooling fan 5 is driven, as shown by an arrow in FIG. 1, the outside air is taken in from the outside air intake unit 6, passes through the heat exchange device 4, and is discharged to the outside of the engine room 1 by the exhaust unit 7. A wind channel is formed. In FIG. 1, reference numeral 8 denotes a shroud for guiding the flow path of the cooling air from the cooling fan 5 toward the heat exchange device 4.
[0015]
Here, the heat exchange device 4 includes a plurality of heat exchangers. In the configuration shown in FIG. 2, a radiator 10 that uses engine cooling water as a fluid to be cooled, an oil cooler 11 that uses hydraulic oil as a fluid to be cooled, And an intercooler 12 that uses supercharged air supplied to the engine 2 as a fluid to be cooled. In the cooling air flow path of the cooling fan 5, the radiator 10 and the oil cooler 11 are arranged before and after, and the intercooler 12 is arranged so as to be arranged side by side with the radiator 10 and the oil cooler 11.
[0016]
Here, the temperature difference between the engine cooling water that is the fluid to be cooled by the radiator 10 and the hydraulic oil that is the fluid to be cooled by the oil cooler 11 is usually about several degrees to several tens degrees Celsius between the inflow side and the outflow side. . On the other hand, the intercooler 12 uses supercharged air supplied to the engine 2 as a fluid to be cooled. The engine 2 is a diesel engine, and the air sucked into the cylinder of the engine 2 is compressed in a supercharger by a turbine driven by the flow rate of exhaust gas discharged from the engine 2 toward the muffler 14. It has become. When air is pressurized by the supercharger 15, the temperature instantaneously rises due to adiabatic compression, and the higher the compression, the higher the temperature. The reason for supplying the supercharged air with high compression is to achieve complete combustion in the engine 2 and to purify exhaust gas. Further, for purifying the exhaust gas, it is necessary to suppress the supply temperature of the supercharged air to the engine 2 to be low. Assuming that the environmental standards to be fully satisfied in the future are satisfied, the temperature of the supercharged air becomes high at 200 ° C. or more when pressurized, and the temperature is increased to about 80 to 60 ° C. when supplied to the engine 2. Is required to be reduced.
[0017]
As described above, in the intercooler 12, the inflow temperature is extremely high, and the outflow temperature is considerably lower than the fluid to be cooled in the radiator 10 and the oil cooler 11. That is, the intercooler 12 requires a higher cooling capacity than the radiator 10 and the oil cooler 11. Further, if the heat exchange efficiency in the temperature region of 200 ° C. or higher is excessively increased, the downstream air is heated and becomes hot air. Since it is damaged, the temperature does not drop too sharply when passing through the intercooler 12 so that the hot air does not flow downstream.
[0018]
From the above, as shown in FIG. 3, the heat radiating portion of the intercooler 12 is divided into the first heat radiating portion 20 and the second heat radiating portion 21. The first and second heat radiating sections 20 and 21 are arranged before and after the flow path of the cooling air by the cooling fan 5. An inflow-side tank 22 is provided at an upper position of the first radiator 20, and an inflow pipe 23 from the supercharger 15 is connected to the inflow-side tank 22. The first heat radiating section 20 is disposed downstream of the cooling air. The lower ends of the first heat radiating section 20 and the second heat radiating section 21 are connected to a communication tank 24 constituting a communication section. Further, an outflow side tank 25 is connected to an upper end of the second heat radiating section 25, and an outflow pipe 26 from the intake manifold 13 of the engine 2 is connected to the outflow side tank 25. The outflow pipe 26 drawn out of the outflow side tank 25 passes through the position of the inflow side tank 22, but the outflow pipe 26 does not interfere with the inflow side tank 22, and the outflow pipe 26 In order to extend straight from the outflow side tank 25 and almost in parallel with the inflow pipe 23, a pipe escape portion such as a sloped structure at a portion of the inflow side tank 22 opposite to a portion to which the inflow pipe 23 is connected is used. 22a (FIG. 2) are formed. Thereby, the routing of the inflow pipe 23 and the outflow pipe 26 becomes compact.
[0019]
Accordingly, the supercharged air, which is the fluid to be cooled, is cooled in the first heat radiating section 20 while forming a downward flow from above to below, but is mixed in the communication tank 24 during the cooling. . Then, the supercharged air is transferred from the communication tank 24 to the second heat radiating section 21, and forms a rising flow in the second heat radiating section 21, and is further cooled during this time. That is, when viewed from the flow direction of the cooling air, cooling of the supercharged air starts on the downstream side, the flow path is turned back in the middle, and cooled to the supply temperature to the supercharged air engine 2 on the upstream side. .
[0020]
By configuring the intercooler 12 in this way, the supercharged air that has been highly compressed by the supercharger and has become extremely high temperature flows from the inflow pipe 23 into the inflow tank 22 on the downstream side of the cooling air. When flowing in and flowing through the first heat radiating section 20, the cooling fan 5 cools down gradually by the action of the cooling air. The temperature of the supercharged air immediately after shifting from the inflow side tank 22 to the inside of the first radiator 20 is the highest temperature. It is not necessary to lower the temperature to a temperature at which it can be supplied, but it is sufficient if the temperature can be lowered to a substantially intermediate temperature. Therefore, the rate of heat reduction per unit length in the flow path of the fluid to be cooled, which constitutes the first heat radiating section 20, can be reduced.
[0021]
The supercharged air, which is the fluid to be cooled, has a temperature approximately halfway between the temperature at the time of inflow and the temperature at the time of outflow by the first heat radiating section 20 and flows into the communication tank 24. In this way, by allowing the air to flow into the communication tank 24, the air in the part where the cooling air efficiently acts and the part in the part where the cooling air does not efficiently work out of the flow path of the supercharged air in the first heat radiating part 20 are mixed. , The temperature becomes substantially uniform throughout. The supercharged air in the communication tank 24 further moves to the second heat radiating section 21 and forms an upward flow in the second heat radiating section 21. Here, the supercharged air immediately after leaving the communication tank 24 has a temperature substantially intermediate between the time of inflow and the time of outflow, but is supplied to the cylinder of the engine 2 while rising in the second heat radiation portion 21. Cooled to the temperature needed to Here, since the second heat radiating section 21 is located on the upstream side of the cooling air, the cooling air having a lower temperature acts thereon. As a result, the supercharged air is cooled to a temperature optimum for being supplied to the intake manifold 13 of the engine 2 at a position near the outflow side tank 25 which is the most upstream side in the entire heat radiation part.
[0022]
As described above, the intercooler 12 cools the fluid to be cooled by using the cooling air flow path by the single cooling fan 5 twice, that is, while reciprocating the flow path. Therefore, the temperature of the extremely high temperature fluid to be cooled can be significantly reduced without increasing the size of the cooling fan 5 and without increasing the size of the intercooler 12 in the direction orthogonal to the flow path of the cooling air. . In addition, the reciprocating flow paths overlap in the front-rear direction, and the portion of the second heat radiating portion 21 that is located on the upstream side of the cooling air and has a low temperature is the portion of the first heat radiating portion 20 that has a high temperature, The portion of the second heat radiating portion 20 where the temperature is low, that is, approximately the middle temperature, is also the portion of the first heat radiating portion 21 where the temperature is almost the middle temperature. Therefore, the air temperature on the downstream side of the cooling air in the intercooler 12 as a whole has a substantially uniform temperature state without partial uneven distribution of heat. As a result, components made of rubber, plastic, or the like are arranged downstream of the cooling fan 5, and the air that has been heat-exchanged by the intercooler 12 has a temperature that does not cause thermal damage even if it comes into direct contact with them. It can be.
[0023]
Here, in the above-described first embodiment, the first heat radiating section 20 and the second heat radiating section 21 are configured to be connected by the communication tank 24. , 21 are provided with a large number of tubes forming a narrow flow path through which the supercharged air as the fluid to be cooled flows, and as shown in FIG. A structure in which the tube 30 is integrated with the heat radiating portion 21 side, and the lower end of the first heat radiating portion 20 is curved in a substantially U-shape to be transferred to the second heat radiating portion 21. You can also. In this case, the U-shaped transition portion is provided by housing the tube 30 in the reinforcing member 31, and the reinforcing member 31 can be fixed to the lower plate of the engine room 1 by the support member 32.
[0024]
Further, FIG. 2 shows an arrangement in which the units of the intercooler 12 and the radiator 10 and the oil cooler 11 are arranged side by side, but the relationship with the aspect ratio of the unit of the radiator 10 and the oil cooler 11 is shown. Therefore, when the horizontal type is used, it can be arranged at the upper position of the unit including the radiator 10 and the oil cooler 11, as in the intercooler 40 shown in FIG. It is desirable that the front shape of the heat exchanger including the heat exchangers arranged above and below is set to be substantially square.
[0025]
Therefore, the intercooler 40 arranged on the upper side is horizontally long. Therefore, the intercooler 40 is configured such that the first heat radiating portion 41 arranged on the downstream side of the cooling air and the second heat radiating portion 42 arranged on the upstream side separate the supercharged air as the fluid to be cooled from right and left. Flow in the direction. To this end, tanks 43, 44 and 45, 46 are connected to both sides of the first and second heat radiating portions 41, 42, an inflow pipe 47 is connected to the tank 43, and an outflow pipe is connected to the tank 46. 48, and the tanks 44 and 45 are connected by a communication pipe 49.
[0026]
Further, as shown in FIG. 6, the radiator 10 and the oil cooler 11 can be arranged between the first heat radiating portion 51 and the second heat radiating portion 52 constituting the intercooler 50. That is, in the flow direction of the cooling air by the cooling fan 5, the second heat radiating portion 52 of the intercooler 50 is arranged on the most upstream side, and then the oil cooler 11 and the radiator 10 are arranged in this order. The first heat radiating portion 51 is arranged on the side closest to the fifth heat radiating portion 5. As a result, the first radiator 51 of the intercooler 50 to which the highest-temperature fluid to be cooled is supplied is located at the most downstream side of the cooling air, and it is necessary to cool the coolant to the lowest temperature. The second radiator 52 of the cooler 50 is arranged on the most upstream side of the cooling air. The first heat radiating section 51 and the second heat radiating section 52 may have the same structure, or may have different structures.
[0027]
In FIG. 6, the inflow pipe 54 connected to the inflow tank 53 of the first radiator 51 and the outflow pipe 56 connected to the outflow tank 55 of the second radiator 52 are both in the upper position. The lower tank 57 of the first radiator 51 and the lower tank 58 of the second radiator 52 are configured to communicate with each other by a communication pipe 59. Therefore, the supercharged air forms a downward flow in the first radiating section 51 and an upward flow in the second radiating section 52. However, as shown in FIG. 7, the first heat radiating portion 61 that forms the intercooler 60 and the second heat radiating portion 62 that is arranged so as to sandwich the radiator 10 and the oil cooler 11 each supply a fluid to be cooled. It may be configured to flow in the left-right direction. In this case, a tank 64 provided at an end of the first heat radiating section 61 to which the inflow pipe 63 is connected, and a tank 66 provided at an end of the second heat radiating section 62 to which the outflow pipe 65 is connected. Are arranged on the same side, and tanks 67 and 68 are provided at opposite ends, respectively, and these two tanks 67 and 68 are connected by a communication pipe 69 provided so as to bypass the radiator 10 and the oil cooler 11. I do.
[0028]
As described above, in each of the embodiments shown in FIG. 4 to FIG. 7, similarly to the first embodiment, the high-temperature fluid to be cooled can be easily and efficiently cooled to a desired temperature. In each of these embodiments, the same or equivalent members as described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
[0029]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the air-cooled heat exchanger has a small and compact configuration, has a high cooling capacity, and can suppress the uneven distribution of heat in the cooling air flowing downstream. Has the effect of
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an internal configuration diagram of an engine room incorporating an intercooler as an air-cooled heat exchanger according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing a configuration of the heat exchange device of FIG.
FIG. 3 is an operation explanatory view of the intercooler having the configuration of FIG. 1;
FIG. 4 is an internal configuration diagram of an engine room incorporating an intercooler as an air-cooled heat exchanger according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a perspective view illustrating a configuration of a heat exchange device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an internal configuration diagram of an engine room incorporating an intercooler as an air-cooled heat exchanger according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a perspective view illustrating a configuration of a heat exchange device according to a fifth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine room 2 Engine 4 Heat exchange device 5 Cooling fan 6 Outside air intake part 7 Exhaust part 10 Radiator 11 Oil cooler 12, 40, 50, 60 Intercooler 20, 41, 51, 61 First radiator 21, 42, 52 , 62 second radiator 22, 53 inflow-side tank 22 a pipe relief 23, 47, 54, 63 inflow pipe 24 communication tank 25, 55 outflow-side tank 26, 48, 56, 65 outflow pipe 30 tube 43-46, 64, 66-68 Tank 49, 59, 69 Connecting piping

Claims (6)

被冷却用流体の流入部及び流出部と、冷却風が通過して、内部を通る被冷却流体を冷却させる放熱部とを備えた空冷式熱交換器において、
冷却風の流路と交差するように、この冷却風の流れの下流側に第1の放熱部を、上流側には第2の放熱部を配置し、
前記第1の放熱部の一側には、被冷却流体の流入部が接続され、
前記第2の放熱部の一側には、被冷却流体の流出部が接続され、
またこれら両放熱部間の他側間は連通部により連通させる
構成としたことを特徴とする空冷式熱交換器。
In an air-cooled heat exchanger including an inflow portion and an outflow portion of a fluid to be cooled, and a radiating portion through which cooling air passes and cools the fluid to be cooled passing through the inside,
A first heat radiator is arranged downstream of the flow of the cooling air and a second heat radiator is arranged upstream of the flow of the cooling air so as to cross the flow path of the cooling air,
An inflow portion of the fluid to be cooled is connected to one side of the first heat radiating portion,
An outlet of the fluid to be cooled is connected to one side of the second heat radiator,
The air-cooled heat exchanger is characterized in that the other side between the two heat radiating parts is communicated by a communicating part.
前記被冷却流体は過給機からエンジンに供給される過給空気であることを特徴とする請求項1記載の空冷式熱交換器。The air-cooled heat exchanger according to claim 1, wherein the fluid to be cooled is supercharged air supplied to an engine from a supercharger. 前記第1の放熱部と第2の放熱部との間に他の空冷式熱交換器を配置す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記載の空冷式熱交換器。The air-cooled heat exchanger according to claim 1 or 2, wherein another air-cooled heat exchanger is arranged between the first heat radiator and the second heat radiator. 前記連通部は両放熱部の流路が接続されている連通タンクから構成したことを特徴とする請求項1または請求項2記載の空冷式熱交換器。3. The air-cooled heat exchanger according to claim 1, wherein the communication portion is formed of a communication tank to which the flow paths of both heat radiating portions are connected. 前記第1の放熱部の上部位置に流入配管が接続される流入側タンクを設け、また前記第2の放熱部の上部位置に流出配管が接続される流出配管が接続される流出側タンクを設け、さらに前記第1,第2の放熱部の下端部側間に前記連通タンクを設けるようになし、前記流入側タンクの前記流入配管の接続部とは反対側の端部には、前記流出配管を引き出すための配管逃げ部を形成する構成としたことを特徴とする請求項4記載の空冷式熱交換器。An inflow-side tank to which an inflow pipe is connected is provided at an upper position of the first radiator, and an outflow-side tank to which an outflow pipe to which an outflow pipe is connected is provided at an upper position of the second radiator. Further, the communication tank is provided between lower end portions of the first and second heat radiating portions, and the outflow pipe is provided at an end of the inflow tank opposite to a connection portion of the inflow pipe. 5. The air-cooled heat exchanger according to claim 4, wherein a pipe escape portion for extracting the air is formed. 前記連通部は第1の放熱部から第2の放熱部への移行流路をU字状に曲成することにより形成したことを特徴とする請求項1または請求項2記載の空冷式熱交換器。The air-cooled heat exchange according to claim 1 or 2, wherein the communication part is formed by bending a transition flow path from the first heat radiation part to the second heat radiation part in a U-shape. vessel.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010121604A (en) * 2008-11-21 2010-06-03 Calsonic Kansei Corp Cooling system
JP2014152712A (en) * 2013-02-08 2014-08-25 Denso Corp Intake air cooling device
JP2017160816A (en) * 2016-03-08 2017-09-14 マツダ株式会社 Cooling device of engine with supercharger
JP2017186929A (en) * 2016-04-04 2017-10-12 スズキ株式会社 Saddle-riding type vehicle

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010121604A (en) * 2008-11-21 2010-06-03 Calsonic Kansei Corp Cooling system
JP2014152712A (en) * 2013-02-08 2014-08-25 Denso Corp Intake air cooling device
JP2017160816A (en) * 2016-03-08 2017-09-14 マツダ株式会社 Cooling device of engine with supercharger
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