JP2007247466A

JP2007247466A - 冷却装置

Info

Publication number: JP2007247466A
Application number: JP2006069761A
Authority: JP
Inventors: Kyoko Yamada; 恭子山田; Yasuo Yamashita; 康夫山下
Original assignee: Caterpillar Mitsubishi Ltd; Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd
Current assignee: Caterpillar Japan Ltd; Caterpillar Mitsubishi Ltd
Priority date: 2006-03-14
Filing date: 2006-03-14
Publication date: 2007-09-27

Abstract

【課題】複数の熱交換器コアが重複する場合の清掃を容易にできる冷却装置を提供する。
【解決手段】フレーム25内に、第１の熱交換器コア26と、この第１の熱交換器コア26の左方に横並びで配置した第２の熱交換器コア27とを設ける。これらの熱交換器コア26，27の背面側（エンジン側）に冷却ファン（図示せず）を設け、フレーム25の前面側の上部間および下部間に上部のスライドレール28および下部のスライドレール29を設ける。これらのスライドレール28，29間に、第３の熱交換器コア30を、第１の熱交換器コア26の前面側から第２の熱交換器コア27の前面側にわたって左右方向移動可能に設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、清掃容易な冷却装置に関する。

図９に示されるように、作業機械としての油圧ショベル１は、下部走行体２に対し機体としての上部旋回体３が旋回可能に設けられ、この上部旋回体３に作業装置４、キャブ５などが搭載され、さらに、これらの後部に動力室６を介してカウンタウエイト７が設けられ、動力室６内にはエンジン８、マフラ９およびエンジン冷却水、作動油、エンジン吸入空気などを冷却する冷却装置10などが設けられている。動力室６の上部には、エンジン８、マフラ９および冷却装置10などの上部を蔽うフードカバー（図示せず）が設けられている。

図１０に示されるように、冷却装置10は、エンジン冷却水冷却用のラジエタ11、油圧回路作動油冷却用のオイルクーラ12、エンジン吸入空気冷却用のインタクーラ（エア・ツー・エア・アフタ・クーラ：ATAAC）13、空調装置用のコンデンサ14などの複数の熱交換器コアが集合したクーリングパッケージ15と、このクーリングパッケージ15を空冷する冷却ファン16とを備えている。

冷却ファン16は、クーリングパッケージ15のエンジン側にシュラウド17に囲まれて円形状に配置された軸流式または斜流式のファンであり、この冷却ファン16がエンジン８などにより回転駆動されると、ラジエタルーム18に対して開口された給気開口部18aより外気を吸引して、クーリングパッケージ15のラジエタ11およびオイルクーラ12などの各熱交換器コアを通して外気を引き抜き、その空気流により各熱交換器コアを冷却する。

給気開口部18aより外気を取入れる際、外気と一緒に、砂や泥などの粉塵や、ゴミ、落ち葉、虫などが混入することがある。それらの粉塵などが、クーリングパッケージ15の熱交換器コア前面側を塞いだり、フィンに固着することにより、クーリング性能を悪化させ、延いてはエンジン８のオーバーヒートを起こす原因となる。

よって、これらの粉塵などの混入を軽減するため、ラジエタ11などの熱交換器コアの前面側に防塵ネットなどのスクリーン19を設け、粉塵などの吸込みを軽減するようにしている。

また、ラジエタルーム18にスペース的な余裕がある場合は、図１１に示されるように、機体外部のオペレータから見て背面側に位置するラジエタ11などの熱交換器コアに対し、前面側に位置するオイルクーラ12および空調用コンデンサ14などの熱交換器コアは、一側のヒンジ20を中心にスイングアウトできる構造にすることにより、ラジエタ11、オイルクーラ12および空調用コンデンサ14などの各熱交換器コアの清掃性を高め、さらにメンテナンスしやすい構造になっているものもある。

すなわち、大型機では、クーリングパッケージ15の外部側に位置する前面側の熱交換器コアをスイングアウト可能に設け、これを手前側に回動させることで、背面側に位置する熱交換器コアを外部へ開放し、その清掃を容易にしている。

さらに、ラジエタの前面側にオイルクーラを配置し、さらにオイルクーラの前面側にインタクーラを配置し、このインタクーラの前面側に平行に配設したレールにより空調用コンデンサを上下方向移動可能に設置し、この空調用コンデンサの前面側に平行に配設したレールにより燃料クーラを上下方向移動可能に設置して、冷却性能の向上および清掃作業性の容易化を図ったものがある（例えば、特許文献１参照）。

このような、複数の熱交換器コアが積層している複雑な箇所では、熱交換器コア間の隙間に清掃用エアノズルを挿入して、清掃することが行なわれている。
特開２００５−１２０９７９号公報（第４−５頁、図３−４）

このように、複数の熱交換器コアが積層している複雑な箇所は、熱交換器コア間の隙間に清掃用エアノズルを挿入する清掃しかできないため、前面側（外側）の熱交換器コアに比べて背面側（冷却ファン側）の熱交換器コアの清掃性が悪くなる。

特に、複数の熱交換器コア間がレイアウト上かなり狭い場合や、クーリングパッケージの周辺に小部品がある場合は、清掃用エアノズルを挿入する清掃が困難となるため、清掃作業性が悪化する。例えば、特許文献１におけるラジエタとオイルクーラとインタクーラとが重複している箇所では、清掃用エアノズルによる清掃が困難である。

また、清掃用エアノズルを熱交換器コアと熱交換器コアの隙間に無理に挿入すると、清掃用エアノズルが熱交換器コアのフィンなどに接触し、そのフィンなどを破損してしまうおそれがある。

設計上、ノズル挿入時に清掃用エアノズルが熱交換器コアに誤って接触して熱交換器コアを損傷しないようにするには、熱交換器コア間に100mm以上の隙間を空けることが望ましいが、その場合、クーリングパッケージの前面側（外側）の熱交換器コアは、背面側（冷却ファン側）の熱交換器コアとの隙間が開いているほど、吸い込み効率が悪化するため、この前面側の熱交換器コアを通過する冷却風量が減少し、冷却性能が劣る。例えば、特許文献１における前面側のインタクーラと背面側のオイルクーラとの間に清掃用の大きな隙間を設けると、インタクーラを通過する冷却風量が減少し、冷却性能が劣る問題がある。

さらに、清掃性向上のためのスイングアウト構造は、熱交換器コアをスイングアウトできるようなラジエタルームのスペース確保が必要となり、小旋回型機などには適用できない。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、複数の熱交換器コアが重複する場合の清掃を容易にできる冷却装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、扁平状の第１の熱交換器コアと、第１の熱交換器コアに対し横並びで面一状に配置された扁平状の第２の熱交換器コアと、第１の熱交換器コアの前面側から第２の熱交換器コアの前面側にわたって平行移動可能に設けられた扁平状の第３の熱交換器コアとを具備した冷却装置である。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の冷却装置において、第１の熱交換器コアの前面側から第２の熱交換器コアの前面側にわたって第３の熱交換器コアを面方向へ平行に摺動させるスライドレールを具備したものである。

請求項３記載の発明は、請求項１記載の冷却装置において、第１の熱交換器コアの前面側から第２の熱交換器コアの前面側にわたって第３の熱交換器コアを回動するリンク機構を具備したものである。

請求項１記載の発明によれば、第３の熱交換器コアを第１の熱交換器コアの前面側に移動することで、第２の熱交換器コアの前面側が開放されるので、この第２の熱交換器コアを前面側から容易に清掃でき、第３の熱交換器コアを第２の熱交換器コアの前面側に移動することで、第１の熱交換器コアの前面側が開放されるので、この第１の熱交換器コアを前面側から容易に清掃でき、重複する複数の熱交換器コアを容易に清掃できる。また、第３の熱交換器コアを上方に持ち上げる場合は、重力に抗するので大きな力が必要になるが、第３の熱交換器コアを左右方向に移動すればよいので、小さな力で移動でき、また、第３の熱交換器コアの移動後の固定手段も簡便なものでよい。

請求項２記載の発明によれば、構造の簡単なスライドレールにより、第３の熱交換器コアを確実に移動させることができる。

請求項３記載の発明によれば、リンク機構により回動される第３の熱交換器コアは、その回動される途中で、第１の熱交換器コアおよび第２の熱交換器コアの前面側から離間するので、この第３の熱交換器コアを裏面からも容易に清掃できる。

以下、本発明を、図１および図２に示された第１実施の形態、図３および図４に示された第２実施の形態、図５および図６に示された第３実施の形態、図７および図８に示された第４実施の形態を参照しながら詳細に説明する。なお、図９に示された油圧ショベル１は、本発明に係る冷却装置10を搭載した作業機械として用いる。

先ず、図１および図２に示された第１実施の形態を説明すると、冷却装置10は、図９に示された上部旋回体３に対向して外部からメンテナンス作業をする作業者から見て前面側にクーリングパッケージ15が配置され、このクーリングパッケージ15に対して背面側すなわちエンジン８側に、冷却ファン16が設けられている。

冷却装置10は、クーリングパッケージ15と、このクーリングパッケージの背面側（エンジン側）に設けられた冷却ファン（図示せず）とを備えており、クーリングパッケージ15は、１対のコ字形断面の側枠材21，22、上部枠材23および下部枠部材によりフレーム25が形成され、このフレーム25内に、扁平状の第１の熱交換器コア26と、この第１の熱交換器コア26の左方の延長上に横並びで面一状に配置された扁平状の第２の熱交換器コア27とが設置され、これらの熱交換器コア26，27の背面側（エンジン側）に冷却ファン（図示せず）が設けられ、フレーム25の前面側の上部間および下部間に上部のスライドレール28および下部のスライドレール29が設けられ、これらのスライドレール28，29間に、扁平状の第３の熱交換器コア30が、第１の熱交換器コア26の前面側から第２の熱交換器コア27の前面側にわたって面方向へ平行移動可能に設けられている。

要するに、背面側の第１の熱交換器コア26と第２の熱交換器コア27は左右横並びで配置され、前面側の第３の熱交換器コア30は、スライドレール28，29により第１の熱交換器コア26の前面側から第２の熱交換器コア27の前面側にわたって左右方向へ移動可能に設けられ、背面側の熱交換器コア26，27と平行に摺動される。

第１の熱交換器コア26は、例えばエンジン冷却水を冷却するラジエタであり、第２の熱交換器コア27および第３の熱交換器コア30は、例えば油圧回路の作動油を冷却するオイルクーラ、または、ターボチャージャにより圧縮された高温のエンジン吸入空気を冷却するインタクーラ（エア・ツー・エア・アフタ・クーラ：ATAAC）などである。

次に、この実施の形態の作用を説明する。

第１の熱交換器コア26を清掃するときは、図１に示されるように、第３の熱交換器コア30を第２の熱交換器コア27の前面側に移動することで、第１の熱交換器コア26の前面側を開放し、清掃用流体噴出ノズルから噴出されるエアジェットなどを、この第１の熱交換器コア26の前面側に吹付けることで、第１の熱交換器コア26を清掃する。

第２の熱交換器コア27を清掃するときは、図２に示されるように、第３の熱交換器コア30を第１の熱交換器コア26の前面側に移動することで、第２の熱交換器コア27の前面側を開放し、清掃用流体噴出ノズルから噴出されるエアジェットなどを、この第２の熱交換器コア27の前面側から吹付けることで、第２の熱交換器コア27を清掃する。

第３の熱交換器コア30は、図１または図２のいずれの位置においても、その前面側に対して清掃用流体噴出ノズルから噴出されるエアジェットなどを吹付けることで、清掃する。

次に、この実施の形態の効果を説明する。

第３の熱交換器コア30を第１の熱交換器コア26の前面側に移動することで、第２の熱交換器コア27の前面側が開放されるので、この第２の熱交換器コア27を前面側から容易に清掃でき、また、第３の熱交換器コア30を第２の熱交換器コア27の前面側に移動することで、第１の熱交換器コア26の前面側が開放されるので、この第１の熱交換器コア26を前面側から容易に清掃でき、重複する複数の熱交換器コアを容易に清掃できる。

すなわち、レイアウト上、クーリングパッケージ15の周辺に小部品などがあり、熱交換器コア26，27と熱交換器コア30間に清掃用流体噴出ノズルを入れることが困難であっても、また、複数の熱交換器コアが積層している複雑な箇所であっても、前面側の熱交換器コア30をスライドさせることで、背面側の熱交換器コア26，27のいずれかを清掃可能な開放状態にすることができ、熱交換器コア間の隙間に上記ノズルを挿入せずに、背面側の熱交換器コア26，27を前面側から容易に清掃でき、清掃性を向上できる。

また、第３の熱交換器コア30を移動自在に取付け、熱交換器コア清掃時などに、必要に応じてこの熱交換器コア30を容易に移動し、この熱交換器コア30の配置を変更できるコア位置可変構造にしたので、背面側の熱交換器コア26，27を清掃するために清掃用流体噴出ノズルを狭いコア間の隙間に挿入する必要がなくなり、各熱交換器コア26，27，30に清掃用流体噴出ノズルをぶつけてこれらの熱交換器コア26，27，30のフィンなどを破損するおそれを防止できる。

さらに、設計上、背面側の熱交換器コア26，27と前面側の熱交換器コア30との間にノズル挿入用の大きな隙間を確保する必要がないため、前面側の熱交換器コア30を背面側の熱交換器コア26，27にできるだけ接近させて設置することができ、クーリングパッケージ15の背面側に設置された冷却ファンの吸引力が前面側の熱交換器コア30にも作用して、この熱交換器コア30の通過風量を増加させて、熱交換器コア30の冷却性能を向上させることができる。

また、この第３の熱交換器コア30を、クーリングパッケージ15の背面側に設置された冷却ファンの位置に応じて移動調整することで、容易に冷却性能を向上させることができる。例えば、第３の熱交換器コア30の冷却性能を上げたい場合は、この第３の熱交換器コア30をフレーム25の中央部に配置してもよい。

さらに、従来のスイングアウト構造でなくても容易に清掃することができるので、従来のスイングアウト動作に必要なラジエタルームのスペースが不必要となる。また、スイングアウト構造がレイアウト上、不可能な機種の代替案とすることができ、清掃性を向上させることができる。

また、第３の熱交換器コア30を上下方向移動自在とした場合は、上方に持ち上げるときに重力に抗するので大きな力が必要になるが、第３の熱交換器コア30を左右方向に移動すればよいので、小さな力で移動でき、さらに、第３の熱交換器コア30を上方へ移動した場合は、第３の熱交換器コア30が振動などにより係止位置から外れない固定強度が要求されるが、第３の熱交換器コア30を左右方向に移動する場合は、移動後の熱交換器コア30の固定手段が簡便な構造でもよい。

さらに、構造の簡単なスライドレール28，29により、第３の熱交換器コア30を確実に移動させることができる。

次に、図３および図４に示された第２実施の形態を説明すると、第１の熱交換器コア26と、この第１の熱交換器コア26に対し左右横並びで配置された第２の熱交換器コア27と、第１の熱交換器コア26の前面側から第２の熱交換器コア27の前面側にわたって左右方向へ移動可能な第３の熱交換器コア30と、この第３の熱交換器コア30を第１の熱交換器コア26の前面側から第２の熱交換器コア27の前面側にわたって平行に摺動させるスライドレール28，29とが、フレーム25内にまとめて設けられたものである。

この実施の形態は、第１の熱交換器コア26、第２の熱交換器コア27、スライドレール28，29および第３の熱交換器コア30を、共通のフレーム25内にコンパクトに組込むことができる。また、第１実施の形態よりも、この実施の形態の方がスライドレール28，29がフレーム25内に収められているので、スライドレール29などにゴミなどが溜り難い。なお、図１および図２に示された第１実施の形態と同様の部分には、同一符号を付して、その説明を省略する。

次に、図５および図６に示された第３実施の形態を説明する。

この冷却装置10は、１対のコ字形断面の側枠材21，22、上部枠材23および下部枠材24によりフレーム25が形成され、このフレーム25内に、第１の熱交換器コア26と、この第１の熱交換器コア26の左右方向延長上に配置された第２の熱交換器コア27とが設けられ、これらの熱交換器コア26，27の背面側（エンジン側）に冷却ファン（図示せず）が設けられ、第１の熱交換器コア26の前面側から第２の熱交換器コア27の前面側にわって、第３の熱交換器コア30がリンク機構31により左右方向移動可能に設けられている。

このリンク機構31は、一側の側枠材21の前面側に共通の軸部材32により１対のリンク33が回動自在に軸支され、これらのリンク33の先端にそれぞれの軸部材34により１対のリンク35が回動自在に連結され、これらのリンク35の先端を共通の軸部材（図示せず）により第３の熱交換器コア30に連結したパンタグラフであり、この第３の熱交換器コア30は、図示しない係止手段により、一側の側枠材21または他側の側枠材22に係止するとよい。

次に、この実施の形態の作用を説明する。

第１の熱交換器コア26を清掃するときは、図５に示されるように、リンク機構31を収縮させて、第３の熱交換器コア30を第２の熱交換器コア27の前面側に移動させ、一側の側枠材21に係止することで、第１の熱交換器コア26の前面側を開放し、清掃用流体噴出ノズルから噴出されるエアジェットなどを、この第１の熱交換器コア26の前面側に吹付けることで、第１の熱交換器コア26を清掃する。

第２の熱交換器コア27を清掃するときは、図６に示されるように、リンク機構31を伸長させて、第３の熱交換器コア30を第１の熱交換器コア26の前面側に移動させて他側の側枠材22に係止することで、第２の熱交換器コア27の前面側を開放し、清掃用流体噴出ノズルから噴出されるエアジェットなどを、この第２の熱交換器コア27の前面側から吹付けることで、第２の熱交換器コア27を清掃する。

第３の熱交換器コア30は、その前面側に対して清掃用流体噴出ノズルから噴出されるエアジェットなどを吹付けることで、清掃する。

次に、この実施の形態の効果を説明する。

第３の熱交換器コア30を第１の熱交換器コア26の前面側に移動することで、第２の熱交換器コア27の前面側が開放されるので、この第２の熱交換器コア27を前面側からエアジェットなどで容易に清掃でき、また、第３の熱交換器コア30を第２の熱交換器コア27の前面側に移動することで、第１の熱交換器コア26の前面側が開放されるので、この第１の熱交換器コア26を前面側からエアジェットなどで容易に清掃でき、重複する複数の熱交換器コアを容易に清掃できる。

さらに、第１実施の形態と同様に、コア破損のおそれがなく、冷却性能を向上できるとともに、構造の簡単なリンク機構31により、第３の熱交換器コア30を容易に移動させることができる。

次に、図７および図８に示された第４実施の形態を説明する。

この冷却装置10は、１対の側枠材21，22、上部枠材23および下部枠材24によりフレーム25が形成され、このフレーム25内に、第１の熱交換器コア26と、この第１の熱交換器コア26の左右方向延長上に配置された第２の熱交換器コア27とが設けられ、これらの熱交換器コア26，27の背面側（エンジン側）に冷却ファン（図示せず）が設けられ、第１の熱交換器コア26の前面側から第２の熱交換器コア27の前面側にわたって、第３の熱交換器コア30がリンク機構36により左右方向移動可能に設けられている。

このリンク機構36は、フレーム25の上部枠材23と下部枠材24とに、それぞれ平行に配置された１対の等長のリンク37，37の基端が軸部材38，38により回動自在に軸支され、これらのリンク37，37の先端に第３の熱交換器コア30の上端面および下端面がそれぞれ軸部材39，39により回動自在に軸支された平行運動機構であり、第１の熱交換器コア26の前面側から第２の熱交換器コア27の前面側にわたって第３の熱交換器コア30を回動する。第３の熱交換器コア30は、図示しない係止手段により、一側の側枠材21または他側の側枠材22に係止するとよい。

次に、この実施の形態の作用効果を説明する。

第１の熱交換器コア26を清掃するときは、図７に示されるように、リンク37，37を左方へ回動して、第３の熱交換器コア30を第２の熱交換器コア27の前面側に移動させて一側の側枠材21に係止することで、第１の熱交換器コア26の前面側を開放し、清掃用流体噴出ノズルから噴出されるエアジェットなどを、この第１の熱交換器コア26の前面側に吹付けることで、第１の熱交換器コア26を清掃する。

第２の熱交換器コア27を清掃するときは、図８に示されるように、リンク37，37を右方へ回動して、第３の熱交換器コア30を第１の熱交換器コア26の前面側に移動させて他側の側枠材22に係止することで、第２の熱交換器コア27の前面側を開放し、清掃用流体噴出ノズルから噴出されるエアジェットなどを、この第２の熱交換器コア27の前面側から吹付けることで、第２の熱交換器コア27を清掃する。

第３の熱交換器コア30は、その前面側に対して清掃用流体噴出ノズルから噴出されるエアジェットなどを吹付けることで、清掃する。また、リンク機構36により回動される第３の熱交換器コア30は、その回動される中央部で、第１の熱交換器コア26および第２の熱交換器コア27との隙間が最大になるので、この隙間に前記ノズルを挿入して第３の熱交換器コア30を裏面から清掃することも可能となる。

そして、この実施の形態によれば、前記各実施の形態と同様に、重複する複数の熱交換器コアを容易に清掃でき、また、第３の熱交換器コア30を小さな力で移動でき、移動後の熱交換器コア30の固定手段が簡便な構造でもよいなどの効果が得られるとともに、リンク機構36により回動される第３の熱交換器コア30は、その回動される途中で、第１の熱交換器コア26および第２の熱交換器コア27の前面側から離間し、背面側の熱交換器コア26，27と前面側の熱交換器コア30との隙間が十分に広がるので、この隙間に挿入した清掃用流体噴出ノズルにより、第３の熱交換器コア30を裏面からも容易に清掃できるとともに、ノズルの接触によるコア破損のおそれが少ない。

一方、第３の熱交換器コア30は、第１の熱交換器コア26の前面側または第２の熱交換器コア27の前面側まで回動すると、リンク機構36の回動により、これらの熱交換器コア26，27に接近するので、第３の熱交換器コア30を通過する風量を確保でき、その冷却性能を向上できる。

このように、各実施の形態は、第１の熱交換器コア26と第２の熱交換器コア27とをサイドバイサイドで配置し、その前面側に第３の熱交換器コア30を左右方向移動自在に設けたので、省スペースにて熱交換器コア30の配置を容易に左右方向へ変更でき、これにより、清掃容易性、コア破損防止、冷却性能の向上を図れる。

なお、本発明は、第３の熱交換器コア30を移動させる構造を、レール構造やリンク機構に限定するものではなく、例えば、シリンダ機構でもよい。

本発明に係る冷却装置の第１実施の形態を示すコア移動前の斜視図である。同上第１実施の形態におけるコア移動後の斜視図である。本発明に係る冷却装置の第２実施の形態を示すコア移動前の斜視図である。同上第２実施の形態におけるコア移動後の斜視図である。本発明に係る冷却装置の第３実施の形態を示すコア移動前の斜視図である。同上第３実施の形態におけるコア移動後の斜視図である。本発明に係る冷却装置の第４実施の形態を示すコア移動前の斜視図である。同上第４実施の形態におけるコア移動後の斜視図である。作業機械の一部を開放した斜視図である。従来の冷却装置を示す側面図である。従来の冷却装置を示す斜視図である。

符号の説明

10 冷却装置
26 第１の熱交換器コア
27 第２の熱交換器コア
30 第３の熱交換器コア
36 リンク機構

Claims

扁平状の第１の熱交換器コアと、
第１の熱交換器コアに対し横並びで面一状に配置された扁平状の第２の熱交換器コアと、
第１の熱交換器コアの前面側から第２の熱交換器コアの前面側にわたって平行移動可能に設けられた扁平状の第３の熱交換器コアと
を具備したことを特徴とする冷却装置。
第１の熱交換器コアの前面側から第２の熱交換器コアの前面側にわたって第３の熱交換器コアを面方向へ平行に摺動させるスライドレール
を具備したことを特徴とする請求項１記載の冷却装置。
第１の熱交換器コアの前面側から第２の熱交換器コアの前面側にわたって第３の熱交換器コアを回動するリンク機構
を具備したことを特徴とする請求項１記載の冷却装置。