【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧ショベル等の建設機械に装備される冷却装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、油圧ショベルにおいては上部旋回体の後部にエンジンルームが設けられ、このエンジンルーム内に図３に示すようにエンジン５０、このエンジン５０によって駆動される油圧ポンプ５１が配置されている。
【０００３】
このエンジン５０を冷却するための熱交換器としてラジエータ５２と、油圧ポンプ５１から吐出され作業に供せられた後、帰還される作動油を冷却する熱交換器としてオイルクーラ５３とが設けられ、これらの熱交換器が直列配置されたものでは、エンジン５０で駆動される冷却ファン５４を回転させると、機外から取り込まれた冷却風がオイルクーラ５３、ラジエータ５２の順に通過し、それぞれ熱交換が行われる。
【０００４】
なお、図１では冷却ファン５４が見えるようにエンジン５０をラジエータ５２から離した状態で示している。
【０００５】
このように熱交換器を直列配置したものは、二つの熱交換器が重なっているため静圧が高くなり冷却風量が低下するという欠点がある。また、熱交換器としてインタークーラ（エアークーラ）をさらに備えると三つの熱交換器が直列に重なることになるため、冷却に必要な風量を確保するには、例えば冷却ファンの回転数を高めたり、冷却ファンのサイズを大きくするなどして冷却ファン５４の能力を高めなければならず、それにより、新たなスペースが必要になったり騒音が増加するという問題が起こる。
【０００６】
一方、図４に示すように、熱交換器としてのオイルクーラ５５とラジエータ５６を左右に並べて構成した並列配置の熱交換器もある。
【０００７】
このように熱交換器を並列配置すると、直列配置のように熱交換器の重なりは解消されるものの、冷却コアの前面面積が直列配置のものに比べて小さくなり、その分、冷却コアの厚さＴを増加させなければならず、結局、直列配置と同様の問題が残されることになる。
【０００８】
また、図５に示すように、エンジン５０と油圧ポンプ５１との間に仕切壁５７を設け、エンジン室５８側にラジエータ５９と冷却ファン６０を設け、油圧室６１にオイルクーラ６２及び冷却ファン６３を設けたものも知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００９】
この構成によれば、ラジエータ５９は冷却ファン６０による空気流により、また、オイルクーラ６２は冷却ファン６３による空気流によって個別に冷却されるため、風量が低下することは解消される。
【００１０】
【特許文献１】
特開平６−２１１０５３号公報（第（３）頁、図２）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１の冷却装置では、エンジン室５８内を流れる冷却風についてはエンジンルーム上面壁６４の空気排出部６４ａから、また、油圧室６１内を流れる冷却風については同じく上面壁６４の空気排出部６４ｂからそれぞれ排出するように構成しており、エンジン室５８と油圧室６１とでそれぞれ独立した冷却風の流れを形成しているため、風量については個々の冷却ファンの能力以上の風量を期待することはできない。
【００１２】
本発明は以上のような従来の建設機械の冷却装置の課題を考慮してなされたものであり、熱交換器の冷却効率を向上させるとともに十分な風量を確保することができる建設機械の冷却装置を提供するものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上部旋回体にエンジンと、油圧機器と、上記エンジンおよび油圧機器を冷却するための複数の熱交換器と、これらの熱交換器に対して送風を行う冷却ファンとを備えた建設機械において、上部旋回体に設けられた空気入口と空気出口の間に通風空間を有し、この通風空間内にエンジンを配置するとともに、そのエンジンの長手方向両側に熱交換器を個別に配設し、一方の熱交換器に対向してその熱交換器を冷却するための第１冷却ファンを配置し、他方の熱交換器に対向してその熱交換器を冷却するための第２冷却ファンを配置し、第１および第２冷却ファンにおける送風方向を一致させた建設機械の冷却装置である。
【００１４】
本発明に従えば、第１冷却ファンによる送風方向と第２冷却ファンにおける送風方向とが一致するように構成しているため、通風空間の一方から取り込まれた冷却風は一方の熱交換器に送られて熱交換が行われ、一方の熱交換に供せられた冷却風はさらに第２冷却ファンによってアシストされることにより他方の熱交換器に導入され、この他方の熱交換器において熱交換に供せられた冷却風は通風空間の他方から排出される。それにより、熱交換器が分割配置されることにより通風抵抗が小さくなると同時に熱交換器を流れる風量を増加させることができるようになる。
【００１５】
本発明において、上記第１および第２冷却ファンを吸込みファンで構成すれば、各熱交換器において効率の良い熱交換を行うことができる。
【００１６】
本発明において、上部旋回体を横切るようにして上記通風空間を略全幅にわたって形成し、その通風空間の両端部に各熱交換器を配設すれば、機体カバーを開いた部分に熱交換器が現れるため、メンテナンス作業がしやすくなる。
【００１７】
本発明において、上記エンジンに沿ってその上方に、冷却風を案内する通風案内路を形成することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示した実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の冷却装置を油圧ショベルに適用した場合を示したものであり、上部旋回体のエンジンルーム１内の機器配置を後方から見たものである。
【００２０】
同図において、エンジンルーム１内にはエンジン２が車幅方向に配置されており、このエンジン２を駆動源として駆動する油圧ポンプ３と、エンジン２によって駆動する吸込み式の冷却ファン（以下、第１冷却ファンと呼ぶ）４がそれぞれ設けられている。
【００２１】
エンジン２の上流側（第１冷却ファン４による冷却風の流れにおいて）には一方の熱交換器として、加圧された吸気の温度を下げるためのインタークーラ（エアークーラ）５とラジエータ６が直列に配置されており、エンジン２の下流側には他方の熱交換器として、作動油の温度を下げるオイルクーラ７が配置されている。なお、本発明においてインタークーラ５は必ずしも必須の構成要素ではない。
【００２２】
上記一方の熱交換器８に冷却風を送風する手段として第１冷却ファン４が用いられ、上記他方の熱交換器に冷却を送風する手段として、ファンモータ９によって駆動する吸込み式の第２冷却ファン１０が用いられる。
【００２３】
上記構成において、エンジン２によって油圧ポンプ３が駆動し、この油圧ポンプ３から吐出される作動油は、図示しないコントロールバルブによって流量および方向が制御され、図示しないフロントアタッチメント等を駆動させる各油圧アクチュエータに供給される。
【００２４】
油圧ショベルの作業中、高温となって戻ってくる作動油は、オイルクーラ７を通過する際に冷却風と熱交換されることによって温度が下げられる。また、エンジン８を循環した冷却水はラジエータ６によって降温され、インタークーラ５は加圧時に高温となった吸気の温度を下げるようになっている。
【００２５】
また、エンジン２及びファンモータ９が駆動すると、第１および第２冷却ファン４，１０が回転し、エンジンカバー側壁１１の一方側に設けられている空気取入口１１ａから取り込まれた冷却風はインタークーラ５、ラジエータ６の順で通過して熱交換され、通風空間Ｓ内のエンジン２を冷却しつつエンジン２の上部に設けられた通風案内路Ｓ′に案内されて矢印Ａ方向に流れ、第２冷却ファン１０の吸引力によってオイルクーラ７に吸込まれ、この第２冷却ファン１０からの排風は、エンジンカバー側壁１１の他方側に設けられている排気口１１ｂを通して機外に排出される。
【００２６】
このように、熱交換器８，７をエンジン２の左右に別れて配置したため、熱交換器を直列配置する構成に比べ、静圧が下がる分だけ必要風量を得るためのファン回転数を下げることができる。しかも、第１冷却ファン４を第２冷却ファン１０でアシストすることにより通風空間内において冷却風の流れを連続させているため、各冷却ファン４，１０は互いに協力して風量が増加するように機能し、それにより、風量の効率を高めるようになっている。
【００２７】
図２は、本発明の他の実施形態を示したものであり、一方の熱交換器としてラジエータ６を、他方の熱交換器としてオイルクーラ７およびインタークーラ５を配置したものである。
【００２８】
なお、図１と同じ構成要素については同一符号を付してその説明を省略する。
【００２９】
図２において、一方の熱交換器６側にはモータ１５で駆動する第２冷却ファン１６が設けられ、他方の熱交換器１７側には同じくモータ１３で駆動する第１冷却ファン１４が設けられている。
【００３０】
この構成では、モータ１３及びモータ１５がそれぞれ駆動すると、第１および第２冷却ファン１４，１６が回転し、エンジンカバー側壁１１の一方側に設けられている空気取入口１１ｃから取り込まれた冷却風はインタークーラ５、オイルクーラ７の順に通過して熱交換され、さらにエンジン２の上部空間を専ら通風空間として矢印Ｂ方向に流れ、第２冷却ファン１６の吸引力によってラジエータ６に導入され、第２冷却ファン１６からの排風は、エンジンカバー側壁１１の他方側に設けられている排気口１１ｄを通して機外に排出される。
【００３１】
このように、複数の熱交換器をエンジン２の長手方向両側に分けて配置し、冷却ファンを各熱交換器毎に設け、その冷却ファンの送風方向を一致させれば、熱交換器を直列配置する構成に比べ、冷却風の静圧を下げることができるため、必要風量を得るためのファン回転数を下げることができる。また、機体幅方向において一方側から他方側に冷却風が円滑に流れるようになるため、エンジンルーム内に熱がこもることを防止することができる。
【００３２】
しかも、従来の冷却装置に対してスペースが増加するのは、図１では第２冷却ファン１０、図２では第２冷却ファン１６だけであり、省スペースを維持することができる。したがって、既存の冷却装置を本発明の冷却装置に交換することも可能である。
【００３３】
また、冷却ファンの回転数を下げることができることによって、空気取入口１１ｃと排気口１１ｄの開口面積も小さくすることができ、その結果、エンジン騒音の漏れも抑制することができる。
【００３４】
なお、上記実施形態では第１および第２冷却ファン４，１０（図２では１４，１６）を冷却効率の良い吸込み式ファンで構成したが、冷却ファンの送風方向を一致させることができれば、例えば第１および第２冷却ファン４，１０を押出しファンで構成し、矢印Ａ方向とは逆方向に冷却風を送ることも可能である。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、請求項１の本発明によれば、第１冷却ファンによる送風方向と第２冷却ファンにおける送風方向とが一致するように構成しているため、通風空間の一方から取り込まれた冷却風は一方の熱交換器に送られて熱交換が行われ、一方の熱交換に供せられた冷却風はさらに第２冷却ファンによってアシストされることにより他方の熱交換器に導入され、この他方の熱交換器において熱交換に供せられた冷却風は通風空間の他方から排出される。このように熱交換器を分割配置することにより通風抵抗が小さくなり、しかも熱交換器を流れる風量が増加するため、冷却効率を高めることができるとともにファン騒音を低下させることができる。
【００３６】
請求項２の本発明によれば、上記第１および第２冷却ファンを吸込みファンで構成したため、各熱交換器において効率の良い熱交換を行うことができる。
【００３７】
請求項３の本発明によれば、上部旋回体を横切るようにして通風空間を略車幅にわたって形成し、その通風空間の両端部に各熱交換器を配設したため、機体カバーを開いた部分に熱交換器が現れ、メンテナンス作業がしやすくなるという利点がある。
【００３８】
請求項４の本発明によれば、第１冷却ファン下流側の抵抗をより小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る冷却装置の実施形態を示す背面断面図である。
【図２】本発明に係る冷却装置の第二実施形態を示す図１相当図である。
【図３】従来の冷却装置の構成を示す斜視図である。
【図４】従来の冷却装置の他の構成を示す斜視図である。
【図５】従来の冷却装置のさらに他の構成を示す背面図である。
【符号の説明】
１ エンジンルーム
２ エンジン
３ 油圧ポンプ
４ 第１冷却ファン
５ インタークーラ
６ ラジエータ
７ オイルクーラ
８ 熱交換器
９ ファンモータ
１０ 第２冷却ファン
１１ エンジンカバー側壁
１１ａ 空気取入口
１１ｂ 排気口
Ｓ 通風空間
Ｓ′ 通風案内路[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a cooling device mounted on a construction machine such as a hydraulic shovel.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in a hydraulic shovel, an engine room is provided at a rear portion of an upper swing body, and an engine 50 and a hydraulic pump 51 driven by the engine 50 are arranged in the engine room as shown in FIG.
[0003]
A radiator 52 is provided as a heat exchanger for cooling the engine 50, and an oil cooler 53 is provided as a heat exchanger for cooling hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 51 and returned to the work after being used for work. In a configuration in which these heat exchangers are arranged in series, when a cooling fan 54 driven by the engine 50 is rotated, cooling air taken in from outside the machine passes through an oil cooler 53 and a radiator 52 in this order, and heat exchange is performed. Is performed.
[0004]
In FIG. 1, the engine 50 is shown separated from the radiator 52 so that the cooling fan 54 can be seen.
[0005]
In the case where the heat exchangers are arranged in series as described above, since the two heat exchangers are overlapped with each other, there is a disadvantage that the static pressure is increased and the amount of cooling air is reduced. In addition, if an intercooler (air cooler) is further provided as a heat exchanger, three heat exchangers will be overlapped in series. To secure the air volume required for cooling, for example, increase the rotation speed of a cooling fan or the like. In addition, the capacity of the cooling fan 54 must be increased by increasing the size of the cooling fan, thereby causing a problem that a new space is required and noise is increased.
[0006]
On the other hand, as shown in FIG. 4, there is also a heat exchanger of a parallel arrangement in which an oil cooler 55 and a radiator 56 as heat exchangers are arranged side by side.
[0007]
When the heat exchangers are arranged in parallel in this manner, the overlap of the heat exchangers is eliminated as in the case of the series arrangement, but the front area of the cooling core is smaller than that of the series arrangement, and the thickness of the cooling core is correspondingly reduced. T must be increased, leaving the same problems as the serial arrangement.
[0008]
As shown in FIG. 5, a partition wall 57 is provided between the engine 50 and the hydraulic pump 51, a radiator 59 and a cooling fan 60 are provided on the engine room 58 side, and an oil cooler 62 and a cooling fan 63 are provided in the hydraulic chamber 61. Is also known (for example, see Patent Document 1).
[0009]
According to this configuration, the radiator 59 is individually cooled by the airflow from the cooling fan 60, and the oil cooler 62 is individually cooled by the airflow from the cooling fan 63.
[0010]
[Patent Document 1]
JP-A-6-211053 (page (3), FIG. 2)
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the cooling device of Patent Literature 1, the cooling air flowing in the engine room 58 is discharged from the air discharging portion 64a of the engine room upper wall 64, and the cooling air flowing in the hydraulic chamber 61 is also discharged from the upper wall 64. Each of the cooling units is configured to be discharged from the discharging unit 64b, and the engine chamber 58 and the hydraulic chamber 61 form independent cooling air flows. I can't expect it.
[0012]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in consideration of the above-described problems of a conventional cooling device for a construction machine, and improves the cooling efficiency of a heat exchanger and can secure a sufficient air flow rate. Is provided.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides a construction having an engine, a hydraulic device, a plurality of heat exchangers for cooling the engine and the hydraulic device on a revolving superstructure, and a cooling fan for blowing air to these heat exchangers. In a machine, a ventilation space is provided between an air inlet and an air outlet provided in an upper revolving unit, an engine is arranged in the ventilation space, and heat exchangers are individually arranged on both longitudinal sides of the engine. A first cooling fan for cooling the heat exchanger facing one heat exchanger, and a second cooling fan for cooling the heat exchanger facing the other heat exchanger Are arranged, and the blowing directions of the first and second cooling fans are made to coincide with each other.
[0014]
According to the present invention, since the blowing direction of the first cooling fan and the blowing direction of the second cooling fan are configured to match, the cooling air taken in from one of the ventilation spaces is supplied to one of the heat exchangers. The heat is sent to perform heat exchange, and the cooling air provided for one of the heat exchanges is further introduced into the other heat exchanger by being assisted by the second cooling fan, and the heat exchange is performed in the other heat exchanger. Is discharged from the other side of the ventilation space. This allows the heat exchanger to be divided and arranged so that the ventilation resistance is reduced and, at the same time, the amount of air flowing through the heat exchanger can be increased.
[0015]
In the present invention, if the first and second cooling fans are constituted by suction fans, efficient heat exchange can be performed in each heat exchanger.
[0016]
In the present invention, the ventilation space is formed over substantially the entire width so as to traverse the upper revolving unit, and the heat exchangers are disposed at both ends of the ventilation space. Because it appears, maintenance work becomes easier.
[0017]
In the present invention, a ventilation guideway for guiding cooling air can be formed along the engine and above the engine.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on an embodiment shown in the drawings.
[0019]
FIG. 1 shows a case in which the cooling device of the present invention is applied to a hydraulic excavator, and shows the arrangement of devices in an engine room 1 of an upper-part turning body as viewed from behind.
[0020]
In FIG. 1, an engine 2 is disposed in an engine room 1 in a vehicle width direction. A hydraulic pump 3 driven by the engine 2 as a drive source and a suction-type cooling fan (hereinafter referred to as a 1) are provided.
[0021]
On the upstream side of the engine 2 (in the flow of cooling air by the first cooling fan 4), an intercooler (air cooler) 5 and a radiator 6 for reducing the temperature of pressurized intake air are connected in series as one heat exchanger. An oil cooler 7 is arranged downstream of the engine 2 as the other heat exchanger for lowering the temperature of the hydraulic oil. In the present invention, the intercooler 5 is not always an essential component.
[0022]
The first cooling fan 4 is used as a means for sending cooling air to the one heat exchanger 8, and the suction type second cooling driven by a fan motor 9 is used as means for sending cooling to the other heat exchanger 8. A fan 10 is used.
[0023]
In the above-described configuration, the hydraulic pump 3 is driven by the engine 2, and the flow rate and direction of the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 3 are controlled by a control valve (not shown), and the hydraulic oil is supplied to each hydraulic actuator that drives a front attachment (not shown). Supplied.
[0024]
During the operation of the hydraulic excavator, the temperature of the hydraulic oil that returns with a high temperature is reduced by heat exchange with cooling air when passing through the oil cooler 7. The temperature of the cooling water circulated through the engine 8 is lowered by the radiator 6, and the intercooler 5 lowers the temperature of the intake air that has become high when pressurized.
[0025]
Further, when the engine 2 and the fan motor 9 are driven, the first and second cooling fans 4 and 10 rotate, and the cooling air taken in from the air inlet 11 a provided on one side of the engine cover side wall 11 intercepts the cooling air. The heat passes through the cooler 5 and the radiator 6 in this order, and heat is exchanged. While cooling the engine 2 in the ventilation space S, it is guided by the ventilation guide path S ′ provided at the upper part of the engine 2 and flows in the direction of arrow A. (2) The air is sucked into the oil cooler 7 by the suction force of the cooling fan 10, and the exhaust air from the second cooling fan 10 is discharged out of the machine through an exhaust port 11 b provided on the other side of the engine cover side wall 11.
[0026]
As described above, since the heat exchangers 8 and 7 are separately arranged on the left and right sides of the engine 2, the number of rotations of the fan for obtaining the required air volume can be reduced by an amount corresponding to the reduction of the static pressure, as compared with the configuration in which the heat exchangers are arranged in series. Can be. Moreover, since the first cooling fan 4 is assisted by the second cooling fan 10 to make the flow of the cooling air continuous in the ventilation space, the cooling fans 4 and 10 cooperate with each other to increase the air volume. It works, thereby increasing the efficiency of the air volume.
[0027]
FIG. 2 shows another embodiment of the present invention, in which a radiator 6 is arranged as one heat exchanger, and an oil cooler 7 and an intercooler 5 are arranged as the other heat exchanger.
[0028]
The same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
[0029]
2, a second cooling fan 16 driven by a motor 15 is provided on one heat exchanger 6 side, and a first cooling fan 14 also driven by a motor 13 is provided on the other heat exchanger 17 side. ing.
[0030]
In this configuration, when the motor 13 and the motor 15 are driven respectively, the first and second cooling fans 14 and 16 rotate, and the cooling air taken in from the air intake port 11 c provided on one side of the engine cover side wall 11. Heat passes through the intercooler 5 and the oil cooler 7 in this order, and heat is exchanged. Further, the upper space of the engine 2 flows in the direction of arrow B exclusively as a ventilation space, and is introduced into the radiator 6 by the suction force of the second cooling fan 16. 2 The exhaust air from the cooling fan 16 is exhausted outside the machine through an exhaust port 11d provided on the other side of the engine cover side wall 11.
[0031]
In this way, a plurality of heat exchangers are arranged separately on both sides in the longitudinal direction of the engine 2, cooling fans are provided for each heat exchanger, and if the blowing directions of the cooling fans are matched, the heat exchangers are connected in series. Since the static pressure of the cooling air can be reduced as compared with the arrangement in which the cooling air is arranged, the number of rotations of the fan for obtaining the required air volume can be reduced. Further, since the cooling air flows smoothly from one side to the other side in the body width direction, it is possible to prevent heat from being trapped in the engine room.
[0032]
Moreover, only the second cooling fan 10 in FIG. 1 and the second cooling fan 16 in FIG. 2 increase the space as compared with the conventional cooling device, so that space saving can be maintained. Therefore, the existing cooling device can be replaced with the cooling device of the present invention.
[0033]
Further, since the number of rotations of the cooling fan can be reduced, the opening areas of the air inlet 11c and the exhaust port 11d can be reduced, and as a result, leakage of engine noise can be suppressed.
[0034]
In the above embodiment, the first and second cooling fans 4 and 10 (14 and 16 in FIG. 2) are configured as suction fans having high cooling efficiency. However, if the blowing directions of the cooling fans can be matched, for example, The first and second cooling fans 4, 10 may be constituted by extrusion fans, and the cooling air may be sent in a direction opposite to the direction of arrow A.
[0035]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the first aspect of the present invention, since the blowing direction of the first cooling fan and the blowing direction of the second cooling fan are configured to be the same, the ventilation space is not The cooling air taken in from one side is sent to one heat exchanger to perform heat exchange, and the cooling air provided for one heat exchange is further assisted by a second cooling fan, so that the other heat exchange is performed. The cooling air introduced into the heat exchanger and subjected to heat exchange in the other heat exchanger is discharged from the other of the ventilation spaces. By arranging the heat exchangers in this manner, the ventilation resistance is reduced, and the amount of air flowing through the heat exchangers is increased, so that the cooling efficiency can be increased and the fan noise can be reduced.
[0036]
According to the second aspect of the present invention, since the first and second cooling fans are constituted by suction fans, efficient heat exchange can be performed in each heat exchanger.
[0037]
According to the third aspect of the present invention, the ventilation space is formed substantially across the width of the vehicle so as to cross the upper swing body, and the heat exchangers are disposed at both ends of the ventilation space. In addition, there is an advantage that a heat exchanger appears and maintenance work becomes easy.
[0038]
According to the fourth aspect of the present invention, the resistance on the downstream side of the first cooling fan can be further reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a rear sectional view showing an embodiment of a cooling device according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram corresponding to FIG. 1 showing a second embodiment of a cooling device according to the present invention.
FIG. 3 is a perspective view showing a configuration of a conventional cooling device.
FIG. 4 is a perspective view showing another configuration of a conventional cooling device.
FIG. 5 is a rear view showing still another configuration of the conventional cooling device.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 1 engine room 2 engine 3 hydraulic pump 4 first cooling fan 5 intercooler 6 radiator 7 oil cooler 8 heat exchanger 9 fan motor 10 second cooling fan 11 engine cover side wall 11a air intake 11b exhaust port S ventilation space S 'ventilation Guideway
