JP3500823B2 - 熱交換装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の熱交換器を
所定の間隔を置いて並べて、ファンを用いて冷却風を流
通させて、上流側に位置する熱交換器から下流側の位置
に配置した熱交換器を順次冷却するようにした熱交換装
置に関するものであり、特に各熱交換器に冷却風の流れ
に搬送されて、塵埃等の異物が入り込まないように防塵
保護する機構を備えた熱交換装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、油圧ショベル等の建設機械は、
車両の走行、上部旋回体の旋回、フロント作業機構の作
動等は油圧シリンダや油圧モータからなる油圧アクチュ
エータで駆動される。各油圧アクチュエータに圧油を供
給するために、油圧ポンプが設けられる。また、油圧ポ
ンプを駆動するために、エンジンを備えている。エンジ
ンを作動させて、油圧ポンプを駆動して作動油を加圧
し、この圧油を方向切換弁を介して各油圧アクチュエー
タに供給する。また、油圧アクチュエータからの戻り油
は作動油タンクに還流させる。

【０００３】エンジンは水冷式であり、エンジンを冷却
した冷却水の温度を低下させるためのラジエータを備え
ている。また、油圧アクチュエータからの戻り油は作動
油タンクに還流する前の段階で冷却を行うようになって
おり、このためにオイルクーラが設けられる。ラジエー
タ及びオイルクーラは、それぞれエンジン冷却水，作動
油というように対象は異なるが、いずれも熱交換器とし
て機能するものであって、冷却風と接触させることによ
って、エンジン冷却水，作動油の温度を低下させるもの
である。この冷却風を流通させるためにファンが用いら
れる。そして、これらの機構を小型化，コンパクト化す
るために、２個の熱交換器であるラジエータ及びオイル
クーラと、冷却風を供給するファンを併設させるように
組み立てて、熱交換装置を構成する。

【０００４】図５及び図６に従来技術による熱交換装置
の構成を示す。図中において、１はエンジン、２は熱交
換装置である。熱交換装置２は、オイルクーラ３及びラ
ジエータ４と、ファン５とを有し、ファン５はエンジン
１により回転駆動されるものである。熱交換装置２を構
成するオイルクーラ３とラジエータ４とは、所定の間隙
を置いた状態で併設されており、ファン５はラジエータ
４のオイルクーラ３との対向する側とは反対側に装着さ
れる。従って、ファン５は吸い込み作用を発揮するもの
であって、その作動により、オイルクーラ３の前方から
冷却風が取り込まれて、まずオイルクーラ３が冷却さ
れ、次いでラジエータ４と接触して冷却が行われる。

【０００５】冷却風に枯れ葉や、紙，プラスチックシー
ト等の浮遊物が搬送されて、熱交換装置内に入り込む
と、冷却効率が低下することになるから、オイルクーラ
３の前面部に防護ネット６を装着して、浮遊物を除去す
る。また、オイルクーラ３とラジエータ４との間には金
属板等からなる遮蔽板７を掛け渡すようにして設けるこ
とによって、オイルクーラ３の前面からの冷却風の流れ
を円滑に形成すると共に、オイルクーラ３とラジエータ
４との間隔を適正な状態に保持している。オイルクーラ
３とラジエータ４とを比較した時に、ラジエータ４の方
が当然高温状態になるから、冷却風の上流側にオイルク
ーラ３を配置して、まずオイルクーラ３を冷却する。ラ
ジエータ４はその下流側に配置して、このオイルクーラ
３との熱交換によりある程度の温度上昇はあるものの、
なおラジエータ４の冷却機能を発揮できる温度状態の冷
却風によりラジエータ４を冷却する。

【０００６】以上のように、オイルクーラ３を通った風
をラジエータ４と接触させても、このラジエータ４の冷
却は可能であるが、ラジエータ４の冷却効率を向上させ
るには、オイルクーラ３と熱交換していない新たな空気
の取り込みを行うようにするのが好ましい。そこで、オ
イルクーラ３とラジエータ４との間の間隙に新たな空気
を取り込むように構成したものも、例えば、実開平７−
１８９６９５号公報にあるように、従来から知られてい
る。

【０００７】即ち、この公知技術では、オイルクーラと
ラジエータとの間における間隙の上部を開口させて、こ
の上部側の開口部分から空気を取り込めるように構成し
ている。ただし、左右の側部は遮蔽板をオイルクーラと
ラジエータとの間に掛け渡すように取り付けて、その間
の遮蔽と間隔保持との機能を発揮させるようにしてい
る。また、下部側は開閉扉を設けて、ファンを作動させ
た時における空気流による負圧吸引力で、開閉扉は下部
側の間隙を閉鎖するように構成している。さらに、オイ
ルクーラの前面と上部側の開口部分との部位に防護ネッ
トを装着するが、オイルクーラの前面に装着した防護ネ
ットと一体に設け、従って防護ネットはＬ字状に曲折し
た形状となし、オイルクーラの前面を覆うと共に、オイ
ルクーラからラジエータに掛け渡すように配置し、かつ
オイルクーラの前面部分における両側部に設けたスライ
ドガイドに挿通させて、ねじ止めするようにしている。
これによって、防護ネットの着脱が容易になり、その清
掃を簡単に行える。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前述した実開平７−１
８９６９５号公報では、ラジエータに供給される冷却風
は、オイルクーラと熱交換したものだけでなく、外部か
らの空気も取り入れて、合流させるようにしていること
から、ラジエータの冷却効率が向上して、そのヒートバ
ランスが改善される等の利点があるものの、この従来技
術の熱交換装置にはなお問題点がない訳ではない。

【０００９】即ち、この外部からの空気の取り入れはメ
インとなる冷却風の流れと直交する方向から行われる。
そして、熱交換装置の小型化等のために、オイルクーラ
とラジエータとはかなり接近した位置関係に配置され、
従ってその間の間隙はかなり短くなっており、しかもこ
の間隙の部位にも浮遊物が入り込まないように防護ネッ
トが配設される。このために、上部側からの空気の取り
入れ量は必ずしも十分なものとは言えない。

【００１０】ところで、オイルクーラとラジエータとの
間の間隙において、左右の側部は遮蔽板で閉鎖する必要
がある。これは、オイルクーラの前面側からラジエータ
への空気の流通を円滑で効率的なものにするための整流
部材として機能させると共に、オイルクーラとラジエー
タとの間の間隙を適正な状態に保持する機能を発揮させ
るためである。このように左右の側部に遮蔽板を設けて
おけば、下部は必ずしも遮蔽する必要はない。従って、
この下部側からオイルクーラとラジエータとの間を空気
の取り込み経路として利用できる。

【００１１】ここで、熱交換装置は、その設置面（油圧
ショベル等の建設機械にあっては、上部旋回体のフレー
ム）に直接固定されるのではなく、この基台に取付部材
を設けて、この取付部材により設置面から所定の高さの
位置に設置される。従って、オイルクーラの下部は開口
しており、この開口部分からそれとラジエータとの間の
間隙に空気を取り込むのは可能である。ただし、この下
部側の開口部分から空気を取り込むとして、浮遊物等が
入り込まないようにするための防護ネットをこの開口部
分にも設けなければならない。ここで、前面部と上部及
び下部の開口部分を覆う防護ネットは一体的に形成する
のが好ましい。そこで、まず前面部を覆う防護ネットを
下方に延在させることが考えられる。ただし、取付部材
の周囲には隙間もあることから、単純に防護ネットを下
方に延在させただけでは、完全な防護機能を発揮させる
ことができない。従って、下部側の開口部分も、上部側
の開口部分と同様に、ラジエータとオイルクーラとの間
に掛け渡すように配置する必要がある。このためには、
防護ネットはコ字状に曲成したものとする必要がある。
そうすると、防護ネットの着脱はオイルクーラの前方か
ら行わなければならなくなるが、オイルクーラの前方に
は機械室カバーが配置されており、この機械室カバーは
オイルクーラにかなり接近した位置にあることから、こ
の防護ネットの着脱が困難になるか、または場合によっ
てはカバーが邪魔になって防護ネットの着脱を行えなく
なることもある。

【００１２】本発明は以上の点に鑑みてなされたもので
あって、併設される複数の熱交換器の間の下部側の開口
部分からも空気を取り込めるようになし、しかもこの開
口部分に装着される防護ネットを前面を覆う防護ネット
と一体化した状態で容易に着脱できるようにすることを
目的としている。

【００１３】

【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、所定の間隔を置いて並べた複数の熱
交換器のうち、冷却ファンによる冷却風の最上流側に位
置する熱交換器の前面に前面部防塵ネットを着脱可能に
装着し、この前面部防塵ネットの下端部に下部防塵ネッ
トを曲折自在に連結して、この下部防塵ネットを略９０
°折り曲げて、最下流側の熱交換器の下面に着脱可能に
固定し、かつ前記取付部材の高さを下部防塵ネットの長
さ寸法以上となるように構成したことをその特徴とする
ものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】複数の熱交換器を所定の間隙をも
って併設した状態で、この相隣接する熱交換器間の間か
ら空気を取り込んで、前面側からの空気と合流させるこ
とによって、下流側に位置する熱交換器の冷却効率を向
上させる。この熱交換器間への空気の取り込みを下部側
から行う。このために、下部側の開口部分には下部防護
ネットを設けるが、この下部防護ネットは熱交換器間、
３個以上の熱交換器を用いる場合でも、全ての熱交換器
に及ぶように掛け渡して配置し、空気の流路に隙間が生
じないようにする。

【００１５】防護ネットは前面部と下部側の開口部分と
にかけて一体物で形成する。また、上部側の開口部分も
空気取り入れ口とする場合には、この上部側の開口部分
を覆う防護ネットもそれらと一体的に形成する。前者は
２面ネットからなる防護ネット部材、後者は３面ネット
を有する防護ネット部材となる。２面ネットであれ、３
面ネットであれ、下部側の開口部分を覆う下部防護ネッ
トは、前面部を覆う前面部防護ネットに対して曲折自在
な状態にする。例えば、下部防護ネットを前面部防護ネ
ットに蝶番を介して連結すれば、両防護ネットは曲折自
在になる。３面ネット構成を採用する場合には、上部防
護ネットと前面部防護ネットとは剛体的に連結しても良
く、また蝶番等を介して曲折自在に連結することもでき
る。

【００１６】前面部防護ネットは、例えば止めねじによ
り最上流側の熱交換器に固定することができる。下部防
護ネットは、前面部防護ネットに対して略９０°曲折さ
せた状態にして、熱交換器の下部に固定する。この下部
防護ネットの固定は、上流側の熱交換器に対して行って
も良いが、安定性からは、最下流側に位置する熱交換器
に固定する。また、固定手段としては、止めねじを用い
れば、確実に固定できるが、止めねじ以外でも、例えば
掛け金等の係止具を用いることもでき、さらには磁石の
吸着力で固定することもできる。磁石を用いれば、下部
防護ネットを熱交換器の下部に当接，離間させるだけの
簡単な操作で、極めて容易に着脱できる。いずれにし
ろ、下部防護ネットの固定を解除すると、この下部防護
ネットは自重により略鉛直状態になるようにする。

【００１７】油圧ショベル等の建設機械に設けられる熱
交換装置としては、オイルクーラとラジエータとが併設
される。そして、この熱交換装置は機械室カバー内に内
蔵され、しかもこの機械室カバーの壁面に極めて近い位
置に配置される。ここで、機械室カバーは上面部側が開
放できるようになっている。従って、防護ネット部材は
上下方向に向けて着脱できるように構成する。このため
に、下部防護ネットを鉛直状態にした時に、設置面とは
非接触状態となるように取付部材の高さを調整する。こ
れによって、防護ネット部材は機械室の上部側から装着
して、下部防護ネットを曲折させ、固定手段により固定
することによって、容易に取り付けることができ、また
ネットが目詰りした時には、機械室の上部側から取り出
すことができる。

【００１８】下流側の熱交換器には、上流側に位置する
熱交換器と熱交換して温度が上昇した状態で、前面側か
ら送り込まれる冷却風に、上部及び下部から空気を取り
込んで合流させる構成とする場合には、上部防塵ネット
を設ける必要がある。この上部防塵ネットは、前面部防
塵ネットとは別部材で形成しても良いが、この前面部防
塵ネットと一体的に形成するのが、部品点数が少なくな
り、その着脱も容易になる。上部防塵ネットは前面部防
塵ネットに対して略９０°曲折した状態で、剛体的に連
結する構成とする。

【００１９】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例につい
て説明する。図面において、図１は熱交換装置の全体構
成を、また図２にはこの熱交換装置を機械室内に据え付
けた状態を、さらに図３は保護ネット部材の外観をそれ
ぞれ示す。

【００２０】まず、図１及び図２において、１０は、設
置面として、例えば油圧ショベルを構成する上部旋回体
のフレームであって、このフレーム１０には左右に取付
部材１１，１１が固定して設けられており、この取付部
材１１上に熱交換装置１２が据え付けられる。熱交換装
置１２は、熱交換器としてオイルクーラ１３とラジエー
タ１４とを有し、エンジンにより回転駆動されるファン
（共に図示は省略する）により冷却風が供給される。こ
れら熱交換装置１２及びエンジン等の機械は機械室カバ
ー１５内に収容されている。ここで、機械室カバー１５
は、周囲の側壁カバー１５ａと上部カバー１５ｂとから
なり、上部カバー１５ｂは開閉可能となっている。そし
て、これら側壁カバー１５ａ及び上部カバー１５ｂに
は、適宜の箇所にルーバー状となった空気取り入れ部１
６が形成されている。

【００２１】取付部材１１は、断面が略コ字状に形成さ
れており、オイルクーラ１３の前面部からラジエータ１
４の背面部に至るまでの長さを有しており、これらオイ
ルクーラ１３及びラジエータ１４は取付部材１１の上面
に当接させた状態で、ボルト等の固定具で固定されてい
る。従って、オイルクーラ１３及びラジエータ１４はフ
レーム１０から取付部材１１の高さ分だけ高い位置に配
置され、オイルクーラ１３の底面より下方は開口部１７
となっている。また、オイルクーラ１３とラジエータ１
４との間には、その両側部に遮蔽板１８が掛け渡すよう
に設けられており、これによりオイルクーラ１３とラジ
エータ１４との間の間隙は左右の両側部が密閉され、か
つその間の間隙が一定に保たれる。なお、遮蔽板１８
は、オイルクーラ１３とラジエータ１４との間の間隙の
うち、後述する防護ネット部材１９が装着されない部位
を覆うものであり、図１に示したものにおいては、上面
部の両端部にも及んでいる。

【００２２】１９は枯れ葉や、紙，プラスチックシート
等の浮遊物、その他塵埃等が熱交換装置１２内に入り込
むのを防止するための防護ネット部材である。防護ネッ
ト部材１９は枠体内にネットを装着したものであり、こ
の防護ネット部材１９は３面の防護ネットを備えてい
る。まず、中央には前面部防護ネット２０であって、こ
の前面部防護ネット２０の上部には、それと略９０°の
角度をもって上部防護ネット２１が連設されている。こ
の上部防護ネット２１は前面部防護ネット２０と一体化
されており、その間の角度を変えることはできない。ま
た、前面部防護ネット２０の下部には、下部防護ネット
２２が蝶番２３を介して連結されており、これにより下
部防護ネット２２は前面部防護ネット２０に対して曲折
自在となっている。

【００２３】上部防護ネット２１は熱交換装置１２の上
部に当接して、オイルクーラ１３からラジエータ１４の
部位にまで及び、その間の間隙を完全に覆う寸法となっ
ている。また、下部防護ネット２２は、左右の取付部材
１１，１１間の間隔より僅かに狭い幅となっている。そ
して、防護ネット部材１９は、その前面部防護ネット２
０がオイルクーラ１３の前面部に蝶ねじ２４で固定され
るものであり、また下部防護ネット２２の端部も蝶ねじ
２４によりラジエータ１４の底面に固定される。ただ
し、上部防護ネット２１は必ずしも固定する必要はない
が、必要に応じて、その先端部分をラジエータ１４の上
面に蝶ねじ等により固定できる。このようにして熱交換
装置１２に防護ネット部材１９が装着されるが、この防
護ネット部材１９の長さは、その下部防護ネット２２を
下方に垂下させた状態にしても、フレーム１０に対して
は非接触状態になるようにしており、このために取付部
材１１の高さ方向の寸法は下部防護ネット２２の長さ寸
法より大きくする。換言すると、下部防護ネット２２は
開口部１７より僅かに小さい寸法となっている。

【００２４】以上のように構成することによって、エン
ジンを作動させると、ファンが回転して、オイルクーラ
１３及びラジエータ１４に冷却風を流通させて、オイル
クーラ１３内を流れる作動油及びラジエータ１４内を流
れるエンジン冷却水が所定の温度状態となるように冷却
される。ファンは空気の吸い込みを行うものであり、冷
却風は機械室カバー１５の空気取り入れ部１６から取り
入れられて、図１に矢印で示したように、３つの流通経
路を通って流れるようになる。まず、メインとなる流通
経路は、オイルクーラ１３の前面側からラジエータ１４
を通る流通経路であり、この冷却風の流通経路によっ
て、オイルクーラ１３が冷却された後に、このオイルク
ーラ１３よりさらに高温状態となっているラジエータ１
４を冷却する機能を発揮する。

【００２５】このメインの流通経路に加えて、図２の矢
印のように、オイルクーラ１３とラジエータ１４との間
において、上部側の間隔部分からと、オイルクーラ１３
の下部における開口部１７からオイルクーラ１３とラジ
エータ１４との間の下部側の間隔部分を介して、オイル
クーラ１３を迂回する迂回流通経路が形成される。この
迂回流通経路により、オイルクーラ１３を介さない未熱
交換状態の新たな空気が取り入れられて、前述したメイ
ンとなる流通経路の空気流と合流して、ラジエータ１４
に供給される冷却風となり、ラジエータ１４の冷却効率
が向上し、そのヒートバランスが良好となる。

【００２６】メインの流通経路における空気の取り込み
部を構成するオイルクーラ１３の前面部には前面部防護
ネット２０が、また上部側の迂回流通経路における空気
の取り込み部には上部防護ネット２１が、さらに下部側
の迂回流通経路には下部側防護ネット２０が設けられて
いるので、空気の取り込み時に浮遊物等が侵入するのを
確実に防止できる。勿論、オイルクーラ１３とラジエー
タ１４との側部には遮蔽板１８が設けられているので、
この間から浮遊物等が侵入することもない。

【００２７】防護ネット部材１９は、熱交換装置１２に
装着した状態では、略コ字状となるように、前面部防護
カバー２０に対して上部防護カバー２１及び下部防護カ
バー２２が同じ方向に略９０°の角度だけ曲折した状態
になっている。防護ネット部材１９は、長期間の間には
目詰りが生じるから、取り外して掃除を行う必要があ
り、またオイルクーラ１３やラジエータ１４のメンテナ
ンスを行う際にも、防護ネット部材１９を取り外す必要
がある。前述したように、防護ネット部材１９がコ字状
となったままの状態では、防護ネット部材１９を熱交換
装置１２に対して着脱するのは、オイルクーラ１３から
前方に引き出すしかない。しかしながら、下部防護ネッ
ト２２は蝶番２３によって前面部防護ネット２０に対し
て曲折自在となっているから、下部防護ネット２２を固
定する蝶ねじ２４を取り外せば、この下部防護ネット２
２は前面部防護ネット２０と直線状態になる。これによ
って、前面部防護ネット２０を固定している蝶ねじ２４
を取り外して、防護ネット部材１９全体を上方に持ち上
げて、機械室カバー１５から取り出すことができる。ま
た、掃除やメンテナンスを行った後に、この防護ネット
部材１９を熱交換装置１２に装着するには、前述とは反
対の作業を行えば良い。従って、防護ネット１９が目詰
り等した時の掃除その他のメンテナンスを行うのに至便
である。

【００２８】次に、図４は本発明の第２の実施例を示
し、この実施例では、下部防護ネット２２′を構成する
枠体２２ａ′適宜の個所に磁石３０を固着して設けられ
ている。ラジエータ１４は、そのケーシングは鋼板で形
成されるものであるから、下部防護ネット２２′を蝶番
２３を中心としてラジエータ１４側に持ち上げるように
操作すれば、この下部防護ネット２２′を固定でき、ま
た下方に向けて押し下げれば、ラジエータ１４から分離
できる。従って、下部防護ネット２２′のラジエータ１
４への固定及び分離が極めて容易に行える。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、前面部防塵ネットの下端部に下部防塵ネットを曲折
自在に連結して、この下部防塵ネットを略９０°折り曲
げて、最下流側の熱交換器の下面に着脱可能に固定でき
るようにしたから、併設される複数の熱交換器の間の下
部側の開口部分からも空気を取りこめるようになし、し
かもこの開口部分に装着される防護ネットを前面を覆う
防護ネットと一体化した状態で容易に着脱できる等の効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における熱交換装置の全
体構成を示す外観図である。

【図２】側面から見た状態の熱交換装置の構成説明図で
ある。

【図３】防護ネット部材の外観図である。

【図４】本発明の第２の実施例を構成する防護ネット部
材の外観図である。

【図５】従来技術における熱交換装置の全体構成を示す
外観図である。

【図６】図５の右側面図である。

【符号の説明】

１０ フレーム １１ 取付部材 １２ 熱交換装置 １３ オイルクーラ １４ ラジエータ １５ 機械室カバー １７ 開口部 １９ 防護ネット部材 ２０ 前面部防護ネット ２１ 上部防護ネット ２２，２２′ 下部防護ネット ２２ａ′ 枠体 ２３ 蝶番 ２４ 蝶ねじ ３０ 磁石

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 多辺田 浩 東京都中央区日本橋本町４−１−11 三 和工機株式会社内 (56)参考文献 特開 平７−189695（ＪＰ，Ａ) 実開 昭64−36533（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F01P 11/12 F01P 11/08 F01P 11/10 B60K 11/04 F28F 9/00 E02F 9/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の熱交換器を所定の間隔を置いて取
   付部材に並べるように配置し、ファンを用いて冷却風を
   流通させ、上流側に位置する熱交換器から下流側に位置
   する熱交換器を順次冷却するものにおいて、前記各熱交
   換器のうち、冷却風の最上流側に位置する熱交換器の前
   面に前面部防塵ネットを着脱可能に装着し、この前面部
   防塵ネットの下端部に下部防塵ネットを曲折自在に連結
   して、この下部防塵ネットを略９０°折り曲げて、最下
   流側の熱交換器の下面に着脱可能に固定し、かつ前記取
   付部材の高さを下部防塵ネットの長さ寸法以上となるよ
   うに構成したことを特徴とする熱交換装置。
2. 【請求項２】 前記前面部防塵ネットには、さらにこの
   前面部防塵ネットの上部に、略９０°曲折した上部防塵
   ネットを連設し、この上部防塵ネットは最下流側の熱交
   換器とその前に位置する熱交換器との間の間隔を覆うよ
   うに配置する構成としたことを特徴とする請求項１記載
   の熱交換装置。