JP2010265712A

JP2010265712A - 電動式作業機械の暖房装置

Info

Publication number: JP2010265712A
Application number: JP2009119638A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Takagi; 毅高木; Yusuke Soda; 佑介曽田
Original assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2009-05-18
Filing date: 2009-05-18
Publication date: 2010-11-25

Abstract

【課題】通常の耐熱性を備えた安価なポンプを使用しながら、ポンプの熱負担を下げてその耐久性を向上させる。
【解決手段】電動ショベル等の電動式の作業機械において、ヒータユニット２４の放熱部２５の出口と、電熱器２２によって湯を沸かすタンク２１の入口とを結ぶ戻り管路２７にポンプ２３を設け、このポンプ２３により、放熱によって低温化した湯をタンク２１に戻すことによって循環作用を行わせる構成とした。また、機械製造段階での装置組み込み時や使用段階でのメンテナンス後の立ち上げ式に、つなぎパイプ３３を用いて外部水源から回路に所謂呼び水を供給するようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は電動ショベル等の電動式作業機械においてキャビン内を暖房する暖房装置に関するものである。

たとえば、電動機を動力源とする電動ショベルでは、エンジンがなく、エンジン冷却水を暖房装置の熱媒体として使用できないため、図２に示すように、タンク１内の水を電熱器２で加熱し、沸かした湯をポンプ３によりヒータユニット４の放熱部５に送る湯沸し方式がとられている（特許文献１参照）。

図２中、６はタンク１の出口と放熱部５の入口とを結ぶ（タンク１内の湯を放熱部５に供給する）給湯管路、７は放熱部５の出口とタンク１の入口とを結ぶ（放熱済みの湯をタンク１に戻す）戻り管路、８はポンプ３を駆動する電動機、９はタンク１内の圧力を制御するリザーブタンク、１０はタンク１とリザーブタンク９とを結ぶ圧力調節管路、１１，１２は同管路１０とタンク１の接続部分に設けられた圧力調節弁である。

また、図２中の実線矢印はタンク１と放熱部５との間での水の流れ、破線矢印はタンク１とリザーブタンク９との間での水または圧力の流れをそれぞれ示す。

特開２００３−２６７０３７号公報

上記公知技術では、図示のようにポンプ３を給湯管路６に設け、タンク１内で沸かした高温（たとえば１００℃）の湯をポンプ３で直接放熱部５に送る構成をとっている。

ところが、この構成によると、ポンプ３が高温湯にさらされるため、ポンプ３（具体的にはインペラやシール材等）の熱負担が大きくなって耐久性が低下するという問題があった。あるいは、耐熱性の高い高価なポンプを使用することでコストアップとなっていた。

そこで本発明は、通常の耐熱性を備えた安価なポンプを使用しながら、ポンプの熱負担を下げてその耐久性を向上させることができる電動式作業機械の暖房装置を提供するものである。

請求項１の発明は、タンク内の水を電熱器で加熱し、電動機で駆動されるポンプによりヒータユニット内の放熱部に供給して放熱させた後、上記タンクに戻すように構成された作業機械の暖房装置において、上記ポンプを、上記放熱部の出口とタンクの入口とを結ぶ戻り管路に設けたものである。

請求項２の発明は、請求項１の構成において、上記タンク、放熱部、タンクの出口と放熱部の入口とを結ぶ給湯管路、及び上記戻り管路から成る回路が空の状態で、外部水源から同回路に通水するための通水手段を具備するものである。

請求項３の発明は、請求項２の構成において、上記通水手段として、入水側が外部水源に接続されるつなぎパイプを備え、上記給湯管路の入水側の接続先を上記タンクの出口と上記つなぎパイプの出水側との間で切換え得るように構成したものである。

本発明によると、ポンプを、放熱部の出口とタンクの入口とを結ぶ戻り管路に設け、このポンプにより、放熱によって低温化した湯をタンクに戻すことによって循環作用を行わせる構成としたから、タンク内の高温湯を直接ポンプに吸い込む公知技術と比較して、ポンプの熱負担を下げることができる。

このため、通常の耐熱性を備えた安価なポンプを使用しながらその耐久性を向上させることができる。

ところで、このように放熱部の下流側にポンプを設けると、機械製造段階で装置を機械に組み込んだ状態、または出荷後の使用段階でメンテナンスのために回路内の水を抜いた状態から運転可能な状態に立ち上げる際に、ポンプの入口側に水が無いためポンプの吸い込み作用が行われず、循環作用も開始されないという問題が生じる。

この点、請求項２，３の発明によると、通水手段によって回路内に外部水源からの水を供給することができるため、回路内に通水してポンプの吸い込み作用及び回路の循環作用を確保することができる。

すなわち、製造段階での装置組み込み後や、使用段階でのメンテナンス後に運転可能な状態に簡単かつスムーズに立ち上げることができる。

この場合、予め給湯管路にバルブ付きの外部給水管路を固定管路として分岐接続しておき、立ち上げに際してバルブ操作によって外部水源からの水を回路に供給する構成をとってもよいが、使用頻度が低いことを考慮するとコスト面で不利となる。

この点、請求項３の発明によると、立ち上げに際して、つなぎパイプの入水側を外部水源に接続する一方、給湯管路の入水側をタンクから外して同パイプの出水側につなぎ換えることによって水源の切換えを行うことができるため、コストが安くてすむ。

本発明の実施形態にかかる暖房装置の回路構成図である。従来の暖房装置の回路構成図である。

本発明の実施形態を図１によって説明する。

実施形態にかかる暖房装置おいて、タンク２１内の水を電熱器２２で加熱し、沸かした湯をポンプ２３によりヒータユニット２４の放熱部２５に送り、放熱後、タンク２１に戻す点の基本構成は、図２に示す公知技術と同じである。

図１中、２６はタンク２１の出口と放熱部２５の入口とを結ぶ給湯管路、２７は放熱部２５の出口とタンク２１の入口とを結ぶ戻り管路、２８はポンプ２３を駆動する電動機、２９はタンク２１内の圧力を制御するリザーブタンク、３０はタンク２１とリザーブタンク２９とを結ぶ圧力調節管路、３１，３２は同管路３０とタンク２１の接続部分に設けられた圧力調節弁である。

また、図１中の実線矢印はタンク２１と放熱部２５との間での水の流れ、破線矢印はタンク２１とリザーブタンク２９との間での水または圧力の流れをそれぞれ示す。

この暖房装置の特徴的構成として、図示のように放熱部２５の出口とタンク２１の入口とを結ぶ戻り管路２７にポンプ２３が設けられ、このポンプ２３により、回路内の湯を吸い込み、かつ、タンク２１に戻す（循環作用を行わせる）ように構成されている。

この構成によると、図２に示す公知技術のようにタンク１内で沸かされた高温（たとえば１００℃）の湯をポンプ３に直接吸い込むのではなく、放熱部２５での放熱によって低温化（たとえば９０℃以下まで低下）した湯をポンプ２３に吸い込むため、公知技術と比較して、ポンプ２３（インペラやシール材等）の熱負担を下げることができる。

このため、ポンプ２３として通常の耐熱性を備えた安価なものを使用しながら、その耐久性を向上させることができる。

ところで、このように放熱部２５の下流側にポンプ２３を設けるこの暖房装置の構成によると、製造段階で装置を機械に組み込んだ状態、または出荷後の使用段階でメンテナンスのために回路内の水を抜いた状態から運転可能な状態に立ち上げる際に、回路（タンク２１、放熱部２５、管路２６，２７）内に水が無いため、ポンプ２３の吸い込み作用が行われず、循環作用も開始されないという問題が生じる。

そこでこの実施形態では、通水手段としてのつなぎパイプ３３を備え、このつなぎパイプ３３によって外部水源から回路内に所謂呼び水を供給するように構成されている。

詳述すると、装置の組立後やメンテナンス後の立ち上げに際して、つなぎパイプ３３の入水側をホース３４によって図示しない外部水源（たとえば上水道の蛇口）に接続する。

一方、給湯管路２６の入水側をタンク２１から外してつなぎパイプパイプ３３の出水側につなぎ換え、二点鎖線矢印で示すように外部水源から給水する。

こうすれば、給湯管路２６、放熱部２５、戻り管路２７に水が満たされるため、この状態でポンプ２３を回転させれば吸い込み及びタンク２１への押し込み作用が行われる。

すなわち、回路内に水が充満して水の循環が可能な状態となり、タンク２１から放熱部２５への給湯作用（暖房運転）が可能となる。

こうして、製造段階での装置組み込み後や、使用段階でのメンテナンス後の立ち上げを簡単かつスムーズに行うことができる。

しかも、給湯管路２６の入水側の切換えをつなぎパイプ３３によって行う構成であるため、コストが安くてすむ。

なお、つなぎパイプ３３は、給湯管路２６の近くにフリーな状態で保管しておいてもよいし、タンク架台等に固定しておいてもよい。

一方、コストアップが問題とならない場合は、予め給湯管路２６に図１のホース３４に相当するバルブ付きの外部給水管路を固定管路として分岐接続しておき、立ち上げに際してバルブ操作によって外部水源からの水を回路に供給する構成をとってもよい。

２１タンク
２２電熱器
２３ポンプ
２４ヒータユニット
２５放熱部
２６給湯管路
２７戻り管路
２８ポンプを駆動する電動機
２９つなぎパイプ

Claims

タンク内の水を電熱器で加熱し、電動機で駆動されるポンプによりヒータユニット内の放熱部に供給して放熱させた後、上記タンクに戻すように構成された作業機械の暖房装置において、上記ポンプを、上記放熱部の出口とタンクの入口とを結ぶ戻り管路に設けたことを特徴とする電動式作業機械の暖房装置。
上記タンク、放熱部、タンクの出口と放熱部の入口とを結ぶ給湯管路、及び上記戻り管路から成る回路が空の状態で、外部水源から同回路に通水するための通水手段を具備することを特徴とする請求項１記載の電動式作業機械の暖房装置。
上記通水手段として、入水側が外部水源に接続されるつなぎパイプを備え、上記給湯管路の入水側の接続先を上記タンクの出口と上記つなぎパイプの出水側との間で切換え得るように構成したことを特徴とする請求項２記載の電動式作業機械の暖房装置。