JP2013035402A - Heating device for working machine - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heating device for a working machine capable of preventing the deterioration of the capacity of transmitting the heat of an exhaust gas of an engine to engine cooling water caused by the effect of outside air in heating the engine cooling water using the heat of the exhaust gas of the engine in an extremely cold place.SOLUTION: The heating device for the working machine includes a blowout port 41, a blower 42, a heater core 44 heating air flowing from the blower 42 toward the blowout port 41, a heating pipe 45 introducing the engine cooling water from an engine cooling device 20 to the heater core 44, and a heating means 50 heating the engine cooling water flowing through the heating pipe 45 by the heat of the exhaust gas of the engine 10. The heating means 50 includes a heat receiving pipe 51 positioned in an exhaust pipe 11 extended from an exhaust manifold of the engine 10 toward the outside of the working machine (in a case 12a of a muffler 12) and forming a part of the heating pipe 45, and the heat receiving pipe 51 transmits the heat of the exhaust gas in the exhaust pipe 11 to the engine cooling water.

Description

本発明は、ダンプトラック、油圧ショベルなどの作業機械に備えられる暖房装置であって、その作業機械に搭載されたエンジンの排気ガスの熱でエンジン冷却水を加熱し、加熱後の冷却水を暖房の熱源とする作業機械の暖房装置に関する。   The present invention is a heating device provided in a work machine such as a dump truck or a hydraulic excavator, and heats engine cooling water with heat of exhaust gas of an engine mounted on the work machine, and heats the heated cooling water. It is related with the heating apparatus of the working machine used as a heat source.

特許文献1に開示の自動車用暖房装置は、エンジンの排気ガスの熱を吸収する第1熱交換器と、この第1熱交換器から熱を伝達される流体が収容された熱サイフォンと、この熱サイフォン内の流体の熱をエンジン冷却水に伝達して温水を生成する第2熱交換器と、この第2熱交換器により生成された温水をヒータコアに導く管路とを備える。ヒータユニットはファンの下流に位置し、ファンから送られてくる空気に温水の熱を伝達する。ヒータコアから熱を伝達された空気は車室内に導かれ、この結果、車室内が暖房される。   The automotive heating device disclosed in Patent Document 1 includes a first heat exchanger that absorbs the heat of engine exhaust gas, a thermosyphon that contains a fluid to which heat is transmitted from the first heat exchanger, A second heat exchanger that generates hot water by transferring the heat of the fluid in the thermosyphon to the engine cooling water, and a pipe that guides the hot water generated by the second heat exchanger to the heater core. The heater unit is located downstream of the fan, and transfers the heat of the hot water to the air sent from the fan. The air to which heat is transmitted from the heater core is guided into the vehicle interior, and as a result, the vehicle interior is heated.

特開昭56−82619号公報JP-A-56-82619

ところで、ダンプトラック、油圧ショベル等の作業機械は厳寒地で使用される場合がある。この場合、その作業機械には、オペレータが作業機械に乗った直後から、すなわちエンジンの始動直後から、運転室内の暖房を開始できることが必要である。   By the way, work machines such as dump trucks and hydraulic excavators are sometimes used in extremely cold regions. In this case, the work machine needs to be able to start heating the cab immediately after the operator gets on the work machine, that is, immediately after the engine is started.

前述のように特許文献1に開示の自動車用暖房装置は、エンジンの排気ガスの熱を暖房に利用している。エンジンの排気ガスはエンジンの始動直後から得られるものであるから、この自動車用暖房装置は、一見、厳寒地で使用される作業機械にも好適なものでありそうであるが、この自動車用暖房装置において排気ガスの熱をエンジン冷却水に伝達する機器、すなわち第1熱交換器、第2熱交換器および熱サイフォンは厳寒地の外気により冷却されてしまうことが考えられ、この場合、エンジンの始動直後は暖房に十分な熱をエンジン冷却水に伝達できないおそれがある。   As described above, the automotive heating device disclosed in Patent Document 1 uses the heat of engine exhaust gas for heating. Since the exhaust gas of the engine is obtained immediately after the engine is started, this automotive heating device seems to be suitable for work machines used in extremely cold regions. It is conceivable that the devices that transmit the heat of the exhaust gas to the engine cooling water in the apparatus, that is, the first heat exchanger, the second heat exchanger, and the thermosiphon are cooled by the outside air in the extremely cold region. Immediately after startup, there is a possibility that heat sufficient for heating cannot be transferred to the engine coolant.

本発明は前述の事情を考慮してなされたものであり、その目的は、厳寒地においてエンジン冷却水をエンジンの排気ガスの熱を用いて加熱する際、エンジンの排気ガスの熱をエンジン冷却水に伝達する能力が外気の影響により低下することを防止できる作業機械の暖房装置を提供することにある。   The present invention has been made in consideration of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to heat the engine exhaust gas from the engine cooling water when the engine cooling water is heated using the heat of the engine exhaust gas in a severely cold region. An object of the present invention is to provide a heating device for a work machine that can prevent the ability to transmit to the machine from being lowered due to the influence of outside air.

前述の目的を達成するために、本発明に係る作業機械の暖房装置は次のように構成されている。   In order to achieve the above-mentioned object, a heating device for a work machine according to the present invention is configured as follows.

〔1〕 本発明に係る作業機械の暖房装置は、空気の吹出口と、この吹出口から吹出される空気の流れを生起させる送風機と、この送風機から前記吹出口に向かって流れる空気を加熱するヒータコアと、エンジン冷却装置から前記ヒータコアにエンジン冷却水を導く暖房用配管と、この暖房用配管を流れるエンジン冷却水をエンジンの排気ガスの熱で加熱する加熱手段とを備え、前記ヒータコアは前記加熱手段により加熱されたエンジン冷却水を熱源として空気を加熱する作業機械の暖房装置において、前記加熱手段は、エンジンの排気マニホールドから作業機械の外部に向かって延びた排気管内に位置して前記暖房用配管の一部を成す受熱管を備え、この受熱管は前記排気管内の排気ガスの熱をエンジン冷却水に伝達することを特徴とする。 [1] A heating device for a work machine according to the present invention heats air that flows from an air outlet, a blower that causes a flow of air blown from the blower outlet, and the air flowing from the blower toward the blower outlet. A heater core; a heating pipe for guiding engine cooling water from the engine cooling device to the heater core; and heating means for heating the engine cooling water flowing through the heating pipe with heat of engine exhaust gas. In the heating apparatus for a working machine that heats air using engine cooling water heated by the means as a heat source, the heating means is located in an exhaust pipe that extends from an exhaust manifold of the engine toward the outside of the working machine. A heat receiving pipe forming a part of the pipe is provided, and the heat receiving pipe transfers heat of exhaust gas in the exhaust pipe to engine cooling water.

この「〔1〕」に記載の作業機械の暖房装置において、加熱手段は、エンジンの排気マニホールドから延びた排気管内に位置して配管の一部を成す受熱管を備え、この受熱管において排気ガスの熱をエンジン冷却水に伝達する。つまり、従来の技術においては、熱を伝達するための機器(第1熱交換器、第2熱交換器および熱サイフォン)を用いて、排気ガスの熱を間接的にエンジン冷却水に伝達していたが、本発明に係る作業機械の暖房装置においては、排気管内に受熱管が位置することによって排気ガスの熱を直接的にエンジン冷却水に伝達することができる。これにより、厳寒地においてエンジン冷却水をエンジンの排気ガスの熱を用いて加熱する際、エンジンの排気ガスの熱をエンジン冷却水に伝達する能力が外気の影響により低下することを防止できる。   In the heating apparatus for a work machine described in “[1]”, the heating means includes a heat receiving pipe that is located in an exhaust pipe extending from the exhaust manifold of the engine and forms a part of the pipe, and the exhaust gas is exhausted in the heat receiving pipe. The heat is transferred to the engine coolant. In other words, in the prior art, the heat of the exhaust gas is indirectly transmitted to the engine coolant using devices for transmitting heat (the first heat exchanger, the second heat exchanger, and the thermosiphon). However, in the heating device for a work machine according to the present invention, the heat of the exhaust gas can be directly transmitted to the engine cooling water by the heat receiving pipe being positioned in the exhaust pipe. Thus, when the engine cooling water is heated using the heat of the engine exhaust gas in a severe cold region, it is possible to prevent the ability to transmit the heat of the engine exhaust gas to the engine cooling water from being deteriorated due to the influence of outside air.

〔2〕 本発明に係る作業機械の暖房装置は、「〔1〕」に記載の作業機械の暖房装置において、前記排気管の外部に位置する前記配管の部分と前記受熱管とを、その受熱管の延びた方向において複数個所で接続する複数の接続管と、前記複数の接続管のそれぞれに個別に設けられ、その接続管を開閉するバルブと、これら複数のバルブを制御手段とを備え、前記制御手段は、前記複数のバルブのうち1個を選択的に開けることによって、エンジン冷却水が前記排気管内に入ってから出るまでの距離を変更することを特徴とする。 [2] A heating device for a work machine according to the present invention is the heating device for a work machine according to “[1]”, wherein the pipe portion located outside the exhaust pipe and the heat receiving pipe are received by the heat receiving pipe. A plurality of connecting pipes connected at a plurality of locations in the direction in which the heat pipe extends; a valve provided individually for each of the plurality of connecting pipes; a valve for opening and closing the connecting pipe; and a control means for the plurality of valves. The control means is characterized in that the distance until the engine cooling water enters and exits the exhaust pipe is changed by selectively opening one of the plurality of valves.

この「〔2〕」に記載の作業機械の暖房装置において、制御手段は、複数のバルブのうち1個を選択的に開けることによって、エンジン冷却水が排気管内に入ってから出るまでの距離を変更する。これにより、排気管内でエンジン冷却水に排気ガスの熱が伝達される時間、すなわち、エンジン冷却水に伝達する熱量を変更できる。   In the heating device for a work machine described in “[2]”, the control means selectively opens one of the plurality of valves to thereby reduce the distance from when the engine coolant enters the exhaust pipe to when it exits. change. Thereby, the time during which the heat of the exhaust gas is transmitted to the engine coolant in the exhaust pipe, that is, the amount of heat transmitted to the engine coolant can be changed.

〔3〕 本発明に係る作業機械の暖房装置は、「〔2〕」に記載の作業機械の暖房装置において、制御手段は、暖房に要求される熱量を判定する判定手段を備え、この判定手段により判定された熱量が大きいほど前記距離が長くなり、その熱量が小さいほど前記距離が短くなるよう前記複数のバルブを制御することを特徴とする。これによって、暖房に要求される熱量に応じて、排気管内でエンジン冷却水に伝達する熱量を変更できる。 [3] A heating device for a work machine according to the present invention is the heating device for a work machine according to “[2]”, wherein the control unit includes a determination unit that determines an amount of heat required for the heating. The plurality of valves are controlled such that the distance is longer as the amount of heat determined by (1) is larger, and the distance is shorter as the amount of heat is smaller. Thus, the amount of heat transmitted to the engine coolant in the exhaust pipe can be changed according to the amount of heat required for heating.

〔4〕 本発明に係る作業機械の暖房装置は、「〔1〕」〜「〔3〕」のいずれか1に記載の作業機械の暖房装置において、前記受熱管は、前記排気管の一部を成す消音器のケース内に位置することを特徴とする。これにより、受熱管を設けることが、受熱管の周囲に位置することになる機器とのレイアウト上の関係で障害になりにくい。 [4] A heating device for a work machine according to the present invention is the heating device for a work machine according to any one of “[1]” to “[3]”, wherein the heat receiving pipe is a part of the exhaust pipe. It is located in the case of the silencer which comprises. As a result, the provision of the heat receiving tube is unlikely to be an obstacle due to the layout relationship with the equipment that is positioned around the heat receiving tube.

本発明に係る作業機械の暖房装置は、前述のように、厳寒地においてエンジン冷却水をエンジンの排気ガスの熱を用いて加熱する際、エンジンの排気ガスの熱をエンジン冷却水に伝達する能力が外気の影響により低下することを防止できる。この結果、オペレータが作業機械に乗った直後から、すなわちエンジンの始動直後から、運転室内の暖房を開始することができる。   As described above, the heating device for a work machine according to the present invention has the ability to transmit the heat of the engine exhaust gas to the engine coolant when the engine coolant is heated using the heat of the engine exhaust gas in a severe cold region. Can be prevented from lowering due to the influence of outside air. As a result, heating of the cab can be started immediately after the operator gets on the work machine, that is, immediately after the engine is started.

本発明の一実施形態に係る暖房装置が備えられる作業機械の一例である油圧ショベルの側面図である。It is a side view of the hydraulic excavator which is an example of the working machine with which the heating apparatus which concerns on one Embodiment of this invention is provided. 本発明の一実施形態に係る暖房装置の概略を示す図である。It is a figure which shows the outline of the heating apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. エンジンの内部のみでエンジン冷却水が循環する場合のサーモスタットの状態を示す図である。It is a figure which shows the state of a thermostat in case engine cooling water circulates only in the inside of an engine. エンジンとラジエータの間でエンジン冷却水が循環する場合のサーモスタットの状態を示す図である。It is a figure which shows the state of a thermostat in case engine cooling water circulates between an engine and a radiator. 図4に示した暖房装置の制御系の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the control system of the heating apparatus shown in FIG. 図5に示した制御系の構成により行われる処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the process performed by the structure of the control system shown in FIG.

本発明の一実施形態に係る作業機械の暖房装置について図1〜図6を用いて説明する。   A heating apparatus for a work machine according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図1に示す油圧ショベル1は、履帯2aを駆動して走行する走行体2と、この走行体2の上部に旋回可能に結合し、運転室4、機械室5およびカウンタウェイト6を有する旋回体3と、この旋回体3の前部に設けられ、ブーム7a、アーム7bおよびバケット7cを有するフロント作業装置7とを備える。   A hydraulic excavator 1 shown in FIG. 1 has a traveling body 2 that travels by driving a crawler belt 2 a, and a revolving body that is pivotably coupled to the upper portion of the traveling body 2, and that has a cab 4, a machine room 5, and a counterweight 6. 3 and a front working device 7 provided at the front portion of the swivel body 3 and having a boom 7a, an arm 7b, and a bucket 7c.

機械室5内には、エンジン10(ディーゼルエンジン)が格納されている。このエンジン10には、排気ガスが排出される排気マニホールド(図示していない)が設けられている。この排気マニホールドには、油圧ショベル1の外部に向かって延びた排気管11が接続されている。この排気管11は、排気音を低減する消音器12と、この消音器12から上方向に延びて機械室5の天井を貫通して設けられ排気筒13(図1参照)とを備える。   An engine 10 (diesel engine) is stored in the machine room 5. The engine 10 is provided with an exhaust manifold (not shown) through which exhaust gas is discharged. An exhaust pipe 11 extending toward the outside of the hydraulic excavator 1 is connected to the exhaust manifold. The exhaust pipe 11 includes a silencer 12 that reduces exhaust noise, and an exhaust cylinder 13 (see FIG. 1) that extends upward from the silencer 12 and penetrates the ceiling of the machine room 5.

また、機械室5内においてエンジン10には水冷式のエンジン冷却装置20が付設されている。このエンジン冷却装置20は、ラジエータ22とエンジン10の内部との間でエンジン冷却水を循環させる冷却回路21と、ラジエータ22を通過する空気の流れを生じさせる冷却ファン23とを備える。   In the machine room 5, a water-cooled engine cooling device 20 is attached to the engine 10. The engine cooling device 20 includes a cooling circuit 21 that circulates engine cooling water between the radiator 22 and the inside of the engine 10, and a cooling fan 23 that generates a flow of air that passes through the radiator 22.

冷却回路21は、エンジン冷却水に流れを生じさせる冷却水ポンプ24と、この冷却水ポンプ24から吐出されたエンジン冷却水をエンジン10の内部に導く内部管路25と、この内部管路25をラジエータ22に接続する排出管路26と、ラジエータ22を通過したエンジン冷却水を冷却水ポンプ24に導く導入管路27とを備える。つまり、冷却回路におけるエンジン冷却水の循環は、冷却水ポンプ24から吐出された後、内部管路25を流れながらエンジン10の熱を吸収し、次に、排出管路26を通じてラジエータ22に導かれて放熱し、次に、導入管路27を通じて冷却水ポンプ24に導かれ、この冷却水ポンプ24から再び吐出される、というものである。このエンジン冷却水の循環が繰り返されることによって、エンジン10は冷却されるのである。   The cooling circuit 21 includes a cooling water pump 24 that causes a flow in the engine cooling water, an internal pipe 25 that guides the engine cooling water discharged from the cooling water pump 24 to the inside of the engine 10, and the internal pipe 25. A discharge pipe 26 connected to the radiator 22 and an introduction pipe 27 for guiding the engine cooling water that has passed through the radiator 22 to the cooling water pump 24 are provided. That is, the circulation of the engine cooling water in the cooling circuit is discharged from the cooling water pump 24, absorbs the heat of the engine 10 while flowing through the internal pipe 25, and is then led to the radiator 22 through the discharge pipe 26. Then, the heat is dissipated and then guided to the cooling water pump 24 through the introduction pipe 27 and discharged from the cooling water pump 24 again. The engine 10 is cooled by repeating the circulation of the engine cooling water.

冷却回路21には、サーモスタット28が設けられている。このサーモスタット28は、内部管路25と排出管路26の間に介在して設けられている。このサーモスタット28は、導入管路27に接続されたバイパス管路29と、内部管路25からのエンジン冷却水の流動先を、排出管路26およびバイパス管路管路29のいずれかに選択的に切り換える弁体30とを備える。この弁体30は、エンジン冷却水の規定温度(例えば80℃)、すなわち、エンジン10の各部が適正温度に達することを妨げないエンジン冷却水の温度の下限値として設定された温度よりも、エンジン冷却水の温度が低いときには、図3に示すように排出管路26を閉じた状態でバイパス管路29を開いた状態となり、そのエンジン冷却水の温度が規定温度以上のときには図4に示すように排出管路26を開いた状態でバイパス管路29を閉じた状態となる。つまり、サーモスタット28はエンジン10の各部が適正温度に達していない状態においては、エンジン冷却水をラジエータ22で冷却せずに、エンジン10の内部のみで循環させるようになっている。   The cooling circuit 21 is provided with a thermostat 28. The thermostat 28 is provided between the internal conduit 25 and the discharge conduit 26. In this thermostat 28, the flow destination of the engine cooling water from the bypass conduit 29 connected to the introduction conduit 27 and the internal conduit 25 is selectively selected as one of the discharge conduit 26 and the bypass conduit 29. And a valve body 30 to be switched to. The valve body 30 has a predetermined engine cooling water temperature (for example, 80 ° C.), that is, a temperature lower than a temperature set as a lower limit value of the engine cooling water temperature that does not prevent each part of the engine 10 from reaching an appropriate temperature. When the temperature of the cooling water is low, the bypass line 29 is opened with the discharge line 26 closed as shown in FIG. 3, and when the temperature of the engine cooling water is equal to or higher than the specified temperature, as shown in FIG. In this state, the bypass line 29 is closed with the discharge line 26 opened. In other words, the thermostat 28 circulates only in the engine 10 without cooling the engine coolant with the radiator 22 in a state where each part of the engine 10 does not reach the proper temperature.

本実施形態に係る暖房装置40は、図2に示すように、空気の吹出口41と、この吹出口41から吹出される空気の流れを生起させる送風機42と、この送風機42を駆動する送風機モータ43(電動モータ)と、送風機42から吹出口41に向かって流れる空気を加熱するヒータコア44とを備える。これら吹出口41、送風機42、送風機モータ43、ヒータコア44は運転室4内に設けられている。   As shown in FIG. 2, the heating device 40 according to the present embodiment includes an air outlet 41, a blower 42 that causes a flow of air blown from the outlet 41, and a blower motor that drives the blower 42. 43 (electric motor) and a heater core 44 that heats the air flowing from the blower 42 toward the outlet 41. The blower outlet 41, the blower 42, the blower motor 43, and the heater core 44 are provided in the cab 4.

暖房装置40はさらに、冷却回路21のサーモスタット28よりも上流側において内部管路25から分岐して設けられた配管であって、エンジン冷却装置20からヒータコア44にエンジン冷却水を導く暖房用配管45と、この暖房用配管45内を流れるエンジン冷却水を加熱する加熱手段50とを備える。   The heating device 40 is a pipe provided by branching from the internal pipe 25 on the upstream side of the thermostat 28 of the cooling circuit 21, and a heating pipe 45 that guides engine cooling water from the engine cooling apparatus 20 to the heater core 44. And heating means 50 for heating the engine coolant flowing in the heating pipe 45.

加熱手段50は、排気管11の一部を成す消音器12のケース12a内に位置し、暖房用配管45の一部を成す受熱管51を備え、この受熱管51において排気ガスの熱をエンジン冷却水に伝達するようになっている。受熱管51において加熱されたエンジン冷却水(温水)はヒータコア44に導かれ、このヒータコア44において空気を加熱するための熱源となる。   The heating means 50 includes a heat receiving pipe 51 that is located in the case 12a of the silencer 12 that forms part of the exhaust pipe 11, and that forms part of the heating pipe 45. The heat receiving pipe 51 transfers the heat of the exhaust gas to the engine. It is transmitted to the cooling water. The engine cooling water (hot water) heated in the heat receiving pipe 51 is guided to the heater core 44 and serves as a heat source for heating the air in the heater core 44.

加熱手段50はさらに、受熱管51においてエンジン冷却水に伝達される熱量の調整を可能にする調整手段60を備える。この調整手段60は、消音器12の外部(排気管11の外部)に位置する暖房用配管45の部分と受熱管51とを、その受熱管51の延びた方向において複数個所、例えば4箇所で接続する第1〜第4接続管61〜64と、これら第1〜第4接続管61〜64のそれぞれに個別に設けられた電磁弁であり、その接続管を開閉する第1〜第4バルブ71〜74のそれぞれとを備える。第1〜第4バルブ71〜74のうち第1バルブ71のみが開いた状態、同じく第2バルブ72のみが開いた状態、同じく第3バルブ73のみが開いた状態、同じく第4バルブ74のみが開いた状態の順に、エンジン冷却水が消音器12のケース12a内に入ってから出るまでの距離が長くなる。   The heating unit 50 further includes an adjustment unit 60 that enables adjustment of the amount of heat transmitted to the engine coolant in the heat receiving pipe 51. The adjusting means 60 is provided with a portion of the heating pipe 45 and the heat receiving pipe 51 located outside the silencer 12 (outside the exhaust pipe 11) at a plurality of places, for example, four places in the direction in which the heat receiving pipe 51 extends. The first to fourth connection pipes 61 to 64 to be connected and the first to fourth valves that are individually provided for the first to fourth connection pipes 61 to 64, respectively, and open and close the connection pipes. 71-74. Of the first to fourth valves 71 to 74, only the first valve 71 is open, similarly only the second valve 72 is open, similarly only the third valve 73 is open, and similarly only the fourth valve 74 is open. The distance from when the engine coolant enters the case 12a of the silencer 12 until it exits increases in the order of the opened state.

図5に示すように、暖房装置40はさらに、ヒータコア44の入口44aにおけるエンジン冷却水の温度である温水入口温度を検出信号(電気信号)に変換して出力する温水入口温度センサ101と、運転室4の外部の温度である外気温度を検出信号(電気信号)に変換して出力する外気温度センサ102と、吹出口41における空気の温度である吹出口温度を検出信号(電気信号)に変換して出力する吹出口温度センサ103と、室温の設定値の入力操作に基づき指令信号(電気信号)を出力する室温設定装置104と、吹出風量の設定値の入力操作に基づき指令信号(電気信号)を出力する風量設定装置105と、温水入口温度の検出信号、外気温度の検出信号、吹出口温度の検出信号、室温の設定値の指令信号、および、吹出風量の設定値の指令信号を入力し、これらの信号に基づき第1〜第4バルブ71〜74を制御する制御手段である制御装置100とを備える。   As shown in FIG. 5, the heating device 40 further includes a hot water inlet temperature sensor 101 that converts a warm water inlet temperature, which is the temperature of engine cooling water at the inlet 44 a of the heater core 44, into a detection signal (electric signal) and outputs the detected signal (electric signal). The outside air temperature sensor 102 that converts the outside air temperature that is the temperature outside the chamber 4 into a detection signal (electric signal) and outputs the detection signal, and the air outlet temperature that is the air temperature at the air outlet 41 is converted into a detection signal (electric signal). Outlet temperature sensor 103 to be output, room temperature setting device 104 to output a command signal (electric signal) based on the input operation of the set value of the room temperature, and command signal (electric signal) based on the input operation of the set value of the blown air volume ), A hot water inlet temperature detection signal, an outside air temperature detection signal, an outlet temperature detection signal, a room temperature set value command signal, and an outlet air volume setting. Enter the command signal value, and a control device 100 which is the first to fourth control means for controlling the valve 71 to 74 based on these signals.

制御装置100は、CPU、ROM、RAMにより処理を行うマイクロコンピュータであり、制御プログラムにより設定された手段である判定手段100aを備える。この判定手段100aは、温水入口温度の検出信号、外気温度の検出信号、吹出口温度の検出信号、室温の設定値の指令信号、および、吹出風量の設定値の指令信号が制御装置100に入力されると、温水入口温度、外気温度と室内温度の設定値の差、吹出口温度と室内温度の設定値の差、吹出風量の設定値に基づき、暖房に要求される熱量を判定するものである。   The control device 100 is a microcomputer that performs processing using a CPU, a ROM, and a RAM, and includes a determination unit 100a that is a unit set by a control program. The determination means 100a receives the detection signal for the hot water inlet temperature, the detection signal for the outside air temperature, the detection signal for the outlet temperature, the command signal for the set value of the room temperature, and the command signal for the set value of the blowout air amount to the control device 100. The amount of heat required for heating is determined based on the hot water inlet temperature, the difference between the setting value of the outside air temperature and the room temperature, the difference between the setting value of the outlet temperature and the room temperature, and the setting value of the blowing air volume. is there.

そして、制御装置100は、その判定手段100aにより判定された熱量に基づき、第1〜第4バルブ71〜74のうち1個を選択的に開けることによって、エンジン冷却水が消音器12のケース12a内に入ってから出るまでの距離を変更するようになっている。ただし、運転室4内の温度が上昇し過ぎることを防止するため、温水入口温度が100℃以上の場合には、第1〜第4バルブ71〜74の全てを閉じるようになっている。   Then, the control device 100 selectively opens one of the first to fourth valves 71 to 74 based on the amount of heat determined by the determination means 100a, so that the engine cooling water is supplied to the case 12a of the silencer 12. The distance from the inside to the exit is changed. However, in order to prevent the temperature in the cab 4 from excessively rising, all the first to fourth valves 71 to 74 are closed when the hot water inlet temperature is 100 ° C. or higher.

なお、制御装置100は、吹出風量の設定値の指令信号に基づき送風機モータ43を制御するものでもある。   Note that the control device 100 also controls the blower motor 43 based on a command signal for the set value of the blown air volume.

制御装置100により行われる第1〜第4バルブ71〜74の制御の流れを、図6を用いて説明する。   A control flow of the first to fourth valves 71 to 74 performed by the control device 100 will be described with reference to FIG.

図6に示すように、制御装置100は、室温設定装置104からの室温の設定値の指令信号を入力し、その室温の設定値を記憶するとともに、風量設定装置105からの吹出風量の設定値の指令信号を入力し、その吹出風量の設定値を記憶する(ステップS1)。   As shown in FIG. 6, the control device 100 inputs a room temperature setting value command signal from the room temperature setting device 104, stores the room temperature setting value, and sets the blown air volume setting value from the air volume setting device 105. Is input, and the set value of the blown air volume is stored (step S1).

次に、制御装置100は、温水入口温度センサ101からの温水入口温度の検出信号、外気温度センサ102からの外気温度の検出信号、吹出口温度センサ103からの吹出口温度の検出信号を入力する(ステップS2)。   Next, the control device 100 inputs the detection signal of the hot water inlet temperature from the hot water inlet temperature sensor 101, the detection signal of the outside air temperature from the outside air temperature sensor 102, and the detection signal of the outlet temperature from the outlet temperature sensor 103. (Step S2).

次に、制御装置100は判定手段100aによって、温水入口温度、外気温度と室内温度の設定値の差、吹出口温度と室内温度の設定値の差、吹出風量の設定値に基づき、暖房に要求される熱量を判定する(ステップS3)。   Next, the control device 100 requests the heating by the determination means 100a based on the hot water inlet temperature, the difference between the setting value of the outside air temperature and the room temperature, the difference between the setting value of the outlet temperature and the room temperature, and the setting value of the blowing air volume. The amount of heat to be determined is determined (step S3).

次に、制御装置100は、判定手段100aにより判定した熱量に基づき、第1〜第4バルブ71〜74のうちから1つを選択して開け(ステップS4)、ステップS2からのルーチンに戻る。その後、「ステップS2→ステップS3→ステップS4」のルーチンが繰り返される。これにより、第1〜第4バルブ71〜74の状態は、例えば暖房の開始直後は第4バルブ74のみが開けられた状態となり、その後、室内温度の上昇により暖房に要求される熱量が1段階ずつ下がることに連動して、第3バルブ73のみが開けられた状態、第2バルブ72のみが開けられた状態、第1バルブ71のみが開けられた状態へ順次移行する。   Next, the control device 100 selects and opens one of the first to fourth valves 71 to 74 based on the amount of heat determined by the determination means 100a (step S4), and returns to the routine from step S2. Thereafter, the routine of “Step S2 → Step S3 → Step S4” is repeated. Thereby, the state of the 1st-4th valves 71-74 will be in the state where only the 4th valve 74 was opened, for example immediately after the start of heating, and then the amount of heat required for heating by the rise in room temperature is one step. In conjunction with each lowering, the state is shifted to a state where only the third valve 73 is opened, a state where only the second valve 72 is opened, and a state where only the first valve 71 is opened.

本実施形態に係る作業機械の暖房装置40によれば次の効果を得られる。   According to the heating device 40 of the working machine according to the present embodiment, the following effects can be obtained.

本実施形態に係る暖房装置40において、加熱手段50は、エンジン10の排気管11内(消音器12のケース12a内)に位置する受熱管51によって、排気ガスの熱をエンジン冷却水に伝達する。つまり、従来の技術においては、熱を伝達するための機器(第1熱交換器、第2熱交換器および熱サイフォン)を用いて、排気ガスの熱を間接的にエンジン冷却水に伝達していたが、本実施形態に係る暖房装置40においては、排気管11内に受熱管51が位置することによって排気ガスの熱を直接的にエンジン冷却水に伝達することができる。これにより、厳寒地においてエンジン冷却水をエンジン10の排気ガスの熱を用いて加熱する際、エンジン10の排気ガスの熱をエンジン冷却水に伝達する能力が外気の影響により低下することを防止できる。   In the heating device 40 according to the present embodiment, the heating means 50 transmits the heat of the exhaust gas to the engine coolant through the heat receiving pipe 51 located in the exhaust pipe 11 of the engine 10 (in the case 12a of the silencer 12). . In other words, in the prior art, the heat of the exhaust gas is indirectly transmitted to the engine coolant using devices for transmitting heat (the first heat exchanger, the second heat exchanger, and the thermosiphon). However, in the heating device 40 according to the present embodiment, the heat receiving pipe 51 is located in the exhaust pipe 11 so that the heat of the exhaust gas can be directly transmitted to the engine cooling water. As a result, when the engine cooling water is heated using the heat of the exhaust gas of the engine 10 in a severe cold region, the ability to transmit the heat of the exhaust gas of the engine 10 to the engine cooling water can be prevented from being lowered due to the influence of the outside air. .

本実施形態に係る暖房装置40において、制御装置100は、第1〜第4バルブ71〜74のうち1個を選択的に開けることによって、エンジン冷却水が排気管11内(消音器12のケース12a内)に入ってから出るまでの距離を変更する。これにより、排気管11内でエンジン冷却水に排気ガスの熱が伝達される時間、すなわち、エンジン冷却水に伝達する熱量を変更できる。   In the heating device 40 according to the present embodiment, the control device 100 selectively opens one of the first to fourth valves 71 to 74 so that the engine cooling water enters the exhaust pipe 11 (the case of the silencer 12). 12a) Change the distance from entering to exiting. Thereby, the time during which the heat of the exhaust gas is transmitted to the engine coolant in the exhaust pipe 11, that is, the amount of heat transmitted to the engine coolant can be changed.

本実施形態に係る暖房装置40において、制御装置100は、エンジン冷却水が排気管11内(消音器12のケース12a内)に入ってから出るまでの距離が、判定手段100aにより判定された熱量が大きいほど長くなり、その熱量が小さいほど短くなるよう第1〜第4バルブ71〜74を制御する。これにより、暖房に要求される熱量に応じて、排気管11内でエンジン冷却水に伝達する熱量を変更できる。   In the heating device 40 according to the present embodiment, the control device 100 determines that the distance from when the engine coolant enters the exhaust pipe 11 (in the case 12a of the silencer 12) until it exits is determined by the determination unit 100a. The first to fourth valves 71 to 74 are controlled so as to become longer as the value becomes larger and shorter as the amount of heat becomes smaller. Thereby, the amount of heat transmitted to the engine coolant in the exhaust pipe 11 can be changed according to the amount of heat required for heating.

本実施形態に係る暖房装置40において、受熱管51は排気管11の一部を成す消音器12のケース12a内に位置する。これにより、受熱管51を設けることが、受熱管51の周囲に位置することになる機器とのレイアウト上の関係で障害になりにくい。   In the heating device 40 according to the present embodiment, the heat receiving pipe 51 is located in the case 12 a of the silencer 12 that forms part of the exhaust pipe 11. As a result, the provision of the heat receiving pipe 51 is unlikely to be an obstacle due to the layout relationship with the equipment that is positioned around the heat receiving pipe 51.

本実施形態に係るダ暖房装置40は、油圧ショベル1に適用されている。油圧ショベル1に搭載されるエンジン10は、自動車に搭載されるエンジンよりも大型のエンジンである場合が多く、この場合、自動車よりも多くの排気量を得られるため、暖房に十分な熱量を確実に得ることができる。   The heating apparatus 40 according to the present embodiment is applied to the excavator 1. The engine 10 mounted on the hydraulic excavator 1 is often a larger engine than the engine mounted on an automobile. In this case, a larger amount of exhaust gas can be obtained than that of an automobile. Can get to.

なお、本実施形態に係る暖房装置40は油圧ショベル1に適用されたものであったが、本発明の適用対象となる作業機械は、ダンプトラックなどの他の種類の作業機械であってもよい。   In addition, although the heating apparatus 40 which concerns on this embodiment was applied to the hydraulic excavator 1, the working machine used as the application object of this invention may be other kinds of working machines, such as a dump truck. .

1 油圧ショベル
2 走行体
2a 履帯
3 旋回体
4 運転室
5 機械室
6 カウンタウェイト
7 フロント作業装置
7a ブーム
7b アーム
7c バケット
10 エンジン
11 排気管
12 消音器
12a ケース
13 排気筒
20 エンジン冷却装置
21 冷却回路
22 ラジエータ
23 冷却ファン
24 冷却水ポンプ
25 内部管路
26 排出管路
27 導入管路
28 サーモスタット
29 バイパス管路
30 弁体
40 暖房装置
41 吹出口
42 送風機
43 送風機モータ
44 ヒータコア
44a 入口
45 暖房用配管
50 加熱手段
51 受熱管
60 調整手段
61〜64 第1〜第4接続管
71〜74 第1〜第4バルブ
101 温水入口温度センサ
102 外気温度センサ
103 吹出口温度センサ
104 室温設定装置
105 風量設定装置
100 制御装置
100a 判定手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hydraulic excavator 2 Running body 2a Crawler belt 3 Rotating body 4 Operator room 5 Machine room 6 Counterweight 7 Front work device 7a Boom 7b Arm 7c Bucket 10 Engine 11 Exhaust pipe 12 Silencer 12a Case 13 Exhaust cylinder 20 Engine cooling device 21 Cooling circuit 22 Radiator 23 Cooling fan 24 Cooling water pump 25 Internal conduit 26 Discharge conduit 27 Introduction conduit 28 Thermostat 29 Bypass conduit 30 Valve body 40 Heating device 41 Blower outlet 42 Blower 43 Blower motor 44 Heater core 44a Inlet 45 Heating piping 50 Heating means 51 Heat receiving pipe 60 Adjusting means 61-64 First to fourth connecting pipes 71-74 First to fourth valves 101 Hot water inlet temperature sensor 102 Outside air temperature sensor 103 Air outlet temperature sensor 104 Room temperature setting device 105 Air volume setting device 100 Control device 100a determination means

Claims (4)

空気の吹出口と、この吹出口から吹出される空気の流れを生起させる送風機と、この送風機から前記吹出口に向かって流れる空気を加熱するヒータコアと、エンジン冷却装置から前記ヒータコアにエンジン冷却水を導く暖房用配管と、この暖房用配管を流れるエンジン冷却水をエンジンの排気ガスの熱で加熱する加熱手段とを備え、前記ヒータコアは前記加熱手段により加熱されたエンジン冷却水を熱源として空気を加熱する作業機械の暖房装置において、
前記加熱手段は、エンジンの排気マニホールドから作業機械の外部に向かって延びた排気管内に位置して前記暖房用配管の一部を成す受熱管を備え、この受熱管は前記排気管内の排気ガスの熱をエンジン冷却水に伝達する
ことを特徴とする作業機械の暖房装置。
An air outlet, a blower that causes a flow of air blown from the blower outlet, a heater core that heats air flowing from the blower toward the outlet, and engine cooling water from the engine cooling device to the heater core A heating pipe for guiding the air and heating means for heating the engine cooling water flowing through the heating pipe with the heat of the exhaust gas of the engine, and the heater core heats air using the engine cooling water heated by the heating means as a heat source. In the working machine heating device
The heating means includes a heat receiving pipe which is located in an exhaust pipe extending from the exhaust manifold of the engine toward the outside of the work machine and forms a part of the heating pipe, and the heat receiving pipe includes exhaust gas in the exhaust pipe. A heating device for a work machine, wherein heat is transferred to engine coolant.
請求項1に記載の作業機械の暖房装置において、
前記排気管の外部に位置する前記暖房用配管の部分と前記受熱管とを、その受熱管の延びた方向において複数個所で接続する複数の接続管と、
前記複数の接続管のそれぞれに個別に設けられ、その接続管を開閉するバルブと、
これら複数のバルブを制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記複数のバルブのうち1個を選択的に開けることによって、エンジン冷却水が前記排気管内に入ってから出るまでの距離を変更する
ことを特徴とする作業機械の暖房装置。
In the heating device of the work machine according to claim 1,
A plurality of connecting pipes connecting the portion of the heating pipe located outside the exhaust pipe and the heat receiving pipe at a plurality of locations in the extending direction of the heat receiving pipe;
A valve that is provided individually for each of the plurality of connecting pipes, and that opens and closes the connecting pipes;
These multiple valves are provided with control means,
The said control means changes the distance until engine cooling water enters into the said exhaust pipe and exits by selectively opening one of the said some valve | bulb, The heating apparatus of the working machine characterized by the above-mentioned.
請求項2に記載の作業機械の暖房装置において、
前記制御手段は、暖房に要求される熱量を判定する判定手段を備え、この判定手段により判定された熱量が大きいほど前記距離が長くなり、その熱量が小さいほど前記距離が短くなるよう前記複数のバルブを制御する
ことを特徴とする作業機械の暖房装置。
In the heating device of the work machine according to claim 2,
The control means includes determination means for determining the amount of heat required for heating, and the distance increases as the amount of heat determined by the determination means increases, and the distance decreases as the amount of heat decreases. A heating device for a work machine, characterized by controlling a valve.
請求項1〜3のいずれか1項に記載の作業機械の暖房装置において、
前記受熱管は、前記排気管の一部を成す消音器のケース内に位置する
ことを特徴とする作業機械の暖房装置。
In the heating apparatus of the working machine of any one of Claims 1-3,
The heating apparatus for a working machine, wherein the heat receiving pipe is located in a silencer case forming a part of the exhaust pipe.
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