JP3771654B2

JP3771654B2 - 熱交換装置

Info

Publication number: JP3771654B2
Application number: JP34156796A
Authority: JP
Inventors: 靖此村; 一郎平見
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1996-12-20
Filing date: 1996-12-20
Publication date: 2006-04-26
Anticipated expiration: 2016-12-20
Also published as: JPH10184361A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オイルクーラ、ラジエータ等の熱交換器を複数個配列した熱交換装置に係わり、特に、冷却風に搬送される異物等が熱交換器に侵入するのを防止する熱交換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の熱交換装置に関する公知技術として、例えば、油圧ショベルに備えられた熱交換装置に関する特開平７−１８９６９５号公報がある。この公知技術による熱交換装置の概略配置を表す、油圧ショベルの部分断面図を図６に示す。
この図６において、熱交換装置１００は、履帯２Ｌ，２Ｒを有する下部走行体２と、下部走行体２に旋回可能に装着された上部旋回体３と、この上部旋回体３に回動可能に連結され作業フロントの一部を形成するブーム５とを備えた油圧ショベル１のエンジンルーム９に設けられている。エンジンルーム９は、上部旋回体３における運転室８の後部に設けられており、カバー１０により覆われた空間内に、エンジン１１と、このエンジン１１により駆動される油圧ポンプ１２と、熱交換装置１００と、エンジン１１のクランク軸（図示せず）により駆動されるいわゆる吸い込み式のファン１５と、熱交換装置１００を通過した冷却風をファン１５へ導く導入板２３とが設けられている。
このような構成において、エンジン１１を作動させて油圧ポンプ１２を駆動することにより作動油を加圧し、この圧油を、下部走行体２に設けられた走行用油圧モータ（図示せず）、上部旋回体３に設けられた旋回用油圧モータ（図示せず）、及びブーム５を含む作業フロントを作動させる複数の油圧シリンダ（図示せず）に供給し、これら油圧アクチュエータを作動させ、下部走行体２の走行、上部旋回体３の旋回、及び作業フロントの各種動作等を行う。このとき、ファン１５により誘起される冷却風が、図６中に矢印で示すように、カバー１０に形成された空気取り入れ口１０ａからエンジンルーム９内に流入し、熱交換装置１００を冷却した後にエンジン１１の周囲を流れてこれを冷却し、カバー１０に形成された排出口１０ｂからエンジンルーム９外へ排出される。
【０００３】
熱交換装置１００の組立斜視図を図７に、熱交換装置全体の配置を説明する図を図８に示す。
図６〜図８において、熱交換装置１００は、前述した油圧アクチュエータからの戻り油を冷却するオイルクーラ２０と、エンジン１１の冷却水を冷却するラジエータ２１と、オイルクーラ２０とラジエータ２１との間に左・右両側にそれぞれ掛け渡され、これら２つを所定間隔に保持する２つの連結板２４，２４と、オイルクーラ２０とラジエータ２１との隙間の下方にヒンジ２５ａを介し開閉可能に設けられた底板２５と、冷却風に搬送される虫、枯れ葉、ゴミ等の浮遊異物（以下適宜、単に浮遊異物という）の侵入を防止する防除ネット３０と、オイルクーラ２０の前面の左・右両側に設けられ防除ネット３０着脱時のガイドとなるスライドガイド３３，３３とを有する。
【０００４】
オイルクーラ２０及びラジエータ２１は冷却風の流れ方向に配列されており、幅方向両端近傍においてそれぞれ支持部材１６及び１７を介しエンジンルーム９の床板１３に支持されている。
底板２５は、ファン１５が作動し冷却風が誘起されると、冷却風流路内の負圧により上方へ回動（図８中矢印参照）して先端部がラジエータ２１の下部に当接し、オイルクーラ２０とラジエータ２１との隙間の下方を閉塞するようになっている。また、ファン１５が停止したときには、底板２５は自重でラジエータ２１の下部から離間し、オイルクーラ２０とラジエータ２１との隙間の下方を開口させるようになっている。
【０００５】
防除ネット３０は、冷却風の最上流側にあるオイルクーラ２０の前方（冷却風上流側）の面を覆う前方網状部材、例えば前方ネット部３１と、この前方ネット部３１の上端部に直角に連設され、オイルクーラ２０とラジエータ２１との間に形成される隙間の上方を覆う上方防除手段、例えば上方ネット部３２とを備えている。これら前方ネット部３１及び上方ネット部３２は、それぞれフレーム３１ａ，３２ａ中央の開口部に所定メッシュ数の金網３１ｂ，３２ｂを装着して形成されている。また前方ネット部３１の面積は、オイルクーラ２０の前面側面積とほぼ同一となっている。
スライドガイド３３，３３はそれぞれ横断面Ｕ字形状であり、長手方向に溝３３ａを形成する。そして防除ネット３０の装着時には、この溝３３ａに対しフレーム３１ａの左側部分３１ａＬ及び右側部分３１ａＲを挿通し、上方ネット部３２をオイルクーラ２０の上面に密着させる。このとき、上方ネット部３２の先端はラジエータ２１上にまで延び、オイルクーラ２０とラジエータ２１との隙間の上方を完全に覆うようになっている。そしてこの状態で、スライドガイド３３に螺合した複数の蝶ねじ３４を締め付け、その先端をフレーム３１ａの左側部分３１ａＬ及び右側部分３１ａＲに圧接させて防除ネット３０を固定する。このような構造により、防除ネット３０の位置ズレを防止しつつその着脱を容易に行えるようになっている。
連結板２４，２４は、オイルクーラ２０とラジエータ２１との間に形成される隙間の側方を覆っており、ここからの浮遊異物の侵入を防止する側方防除手段としての機能を果たす。
【０００６】
上記構成の熱交換装置１００において、エンジンルーム９内のファン１５が作動し冷却風が誘起されると、冷却風に搬送される浮遊異物は防除ネット３０に確実に捕捉され、内部に入り込むことなく防除される。このとき、底板２５が上方へ回動してオイルクーラ２０とラジエータ２１との隙間の下方を閉塞し、ここから浮遊異物が侵入するのを防ぎ、これら浮遊異物がオイルクーラ２０及びラジエータ２１に備えられた多数のフィン（図示せず）に付着するのを防止する。
また、冷却風により搬送されるものの中には、防除ネット３０を通過するほど細かい浮遊異物や塵埃等がある。これらが粘着性がなく乾燥したものである場合には、そのまま冷却風に搬送されて熱交換装置１００の外部に排出されるか、オイルクーラ２０とラジエータ２１との間で滞留後ファン１５が停止して底板２５が開いたときにそこから落下して排出される。一方、浮遊異物や塵埃等が粘着性のものであったり湿潤しているものである場合にはオイルクーラ２０やラジエータ２１のフィン等に付着するため、定期的に清掃を行ってこれらフィンへの付着物を取り除く。この清掃を行う際には、防除ネット３０を取り外した後、オイルクーラ２０とラジエータ２１との隙間に上方からエアブローノズルを挿入し、オイルクーラ２０及びラジエータ２１に向けて加圧エアを吹き付けて、フィン等に付着した異物をパージし開いた底板２５から排出する。このように、防除ネット３０を着脱可能とすることで容易に清掃作業を行うことができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記公知技術においては、冷却風流路内の負圧で回動可能な底板２５を設けることにより、冷却風流通時の下方からの異物侵入の防止を図り、かつ、清掃時には防除ネット３０を取り外し加圧エアを送るという簡単な作業のみで異物を排出する。しかし、例えば油圧ショベルのアイドリング時等、エンジン回転数が低い場合には、ファン１５の回転数が低下して冷却風量が低下するため、冷却風流路側と外部側との圧力差が小さくなり底板２５が十分に上方へ回動しない事態が生じかねない。この場合、オイルクーラ２０とラジエータ２１との隙間の下方が十分閉塞されないままとなるので、ここから浮遊異物が流入してオイルクーラ２０やラジエータ２１のフィンに付着し、冷却風の流れを阻害して冷却効率を低下させる可能性がある。また、可動の底板２５がオイルクーラ２０の下部にぶら下がる構造であるため、組立工程上、取扱いに慎重を期す必要があり作業性が悪くなる可能性がある。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するものであり、その第１の目的は、熱交換器間の隙間下方からの浮遊異物の流入を確実に防止できる熱交換装置を提供することにあり、第２の目的は、組立工程における作業性を向上できる熱交換装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記第１及び第２の目的を達成するために、本発明によれば、冷却風の流れ方向に所定間隔で複数個配列された熱交換器と、これら複数の熱交換器をそれぞれ床面に対して支持する複数の支持手段と、前記複数の熱交換器のうち前記冷却風の最上流側にあるものの前方位置に着脱可能に設けられ、浮遊異物の侵入を防止する前方網状部材と、前記複数の熱交換器間に形成される隙間の上方位置に着脱可能に設けられ、浮遊異物の侵入を防止する上方防除手段と、前記複数の熱交換器間に形成される隙間の側方位置に設けられ、浮遊異物の侵入を防止する側方防除手段とを有し、かつ前記前方網状部材と前記上方防除手段とを一体化した熱交換装置において、前記前方網状部材及び前記側方防除手段の下端を、前記床面の近傍まで延設したことを特徴とする熱交換装置が提供される。すなわち、所定間隔で複数個配列された熱交換器のうち最上流側熱交換器の前方位置には前方網状部材が設けられ、また熱交換器間の隙間上方位置及び側方位置には上方防除手段及び側方防除手段が設けられている。このとき、これら熱交換器は支持手段で床面に対して支持されており、熱交換器と床面との間に隙間が生じるが、前方網状部材及び側方防除手段の下端を床面の近傍まで延設することにより、この隙間における防除も可能となる。したがって、冷却風が上流側から流入するとき、冷却風に搬送される浮遊異物が熱交換装置の内部に流入しようとしても、前方網状部材、上方防除手段、及び側方防除手段によってブロックされ防除される。但し、細かい異物の一部は前方網状手段等を通過して熱交換装置の内部に侵入するが、それらが粘着性がなく乾燥したものである場合にはそのまま冷却風に搬送されて熱交換装置の外部に排出される。一方、前方網状手段等を通過した異物が粘着性・湿潤性の場合には熱交換器の内部に付着するため、定期的に清掃を行ってこの付着物を取り除く必要がある。ここで本発明においては、前方網状部材と上方防除手段とは着脱可能でしかも一体化されていることにより、この清掃時にはこれらを一体的に取り外して熱交換器間の隙間を露出させ、その上方から清掃機器を挿入することにより、清掃作業を容易に行うことができる。また、複数の熱交換器の下部の隙間は、床面近傍まで延設された前方網状部材及び側方防除手段で覆われており、冷却風量に関係なく異物がブロックされる。したがって、熱交換器の隙間下方を回動底板で閉塞する従来構造のように、冷却風量が小さいときにも異物ブロック機能が低下することがないので、熱交換器の隙間下方からの異物流入を確実に防止できる。さらに、従来構造では回動底板が熱交換器の隙間下方にぶら下がった状態となるために、組立工程上取扱いに慎重を期す必要があり作業性が悪くなる可能性があったが、本発明においてはそのような心配がないため、作業性を向上することができる。
【００１１】
好ましくは、上記熱交換装置において、前記上方防除手段は網状部材であることを特徴とする熱交換装置が提供される。
【００１２】
また好ましくは、上記熱交換装置において、前記側方防除手段は板材であることを特徴とする熱交換装置が提供される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。従来構造を表した図６〜図８と同等の部材には同一の符号を付し、説明を省略する。
本発明の第１の実施形態を図１及び図２により説明する。
図１は、本実施形態による熱交換装置の組立斜視図であり、図２は、熱交換装置全体の配置を説明する図であり、それぞれ、従来構造の図７及び図８に対応する。これら図１及び図２において、従来構造と特に異なるのは、オイルクーラ２０とラジエータ２１との隙間の下方に設けられていた底板２５を省略するとともに、防除ネット３０の前方ネット部３１、スライドガイド３３，３３、及び連結板２４，２４等の上下方向長さを長くし、それらの下端を床板１３近傍まで延設していることである。それらの部材については対応する符号にＡを付して区別する。
その他の構造は、従来構造とほぼ同様である。
【００１４】
本実施形態においては、オイルクーラ２０とラジエータ２１との隙間の側方が連結板２４Ａ，２４Ａで塞がれていることから、冷却風は、オイルクーラ２０の前面側、及びオイルクーラ２０とラジエータ２１との隙間の上方から流入する。このとき、冷却風に搬送される浮遊異物が熱交換装置の内部に流入しようとするが、防除ネット３０の前方ネット部３１Ａ及び上方ネット部３２によってブロックされ防除される。但し、金網３１Ａｂ，３２ｂの編み目より細かい異物は、防除ネット３０を通過して熱交換装置の内部に侵入する。それらが粘着性がなく乾燥したものである場合にはそのまま冷却風に搬送されオイルクーラ２０及びラジエータ２１を通過して熱交換装置の外部に排出されるか、オイルクーラ２０通過後にラジエータ２１下部の隙間から熱交換装置の外部に排出される。
一方、防除ネット３０を通過した異物が粘着性・湿潤性である場合にはオイルクーラ２０及びラジエータ２１の内部に備えられた多数のフィン（図示せず）に付着するため、定期的に清掃を行ってこの付着物を取り除く。ここで本実施形態においては、前方ネット部３１Ａ及び上方ネット部３２からなる防除ネット３０が着脱可能であることにより、この清掃時にはこれを取り外してオイルクーラ２０及びラジエータ２１間の隙間を露出させることができる。この状態でその隙間の上方からエアブローノズルを挿入して加圧エアを吹き付け、フィン等に付着した異物をパージしラジエータ２１の下方の隙間から排出することができる。このように、防除ネット３０を着脱可能とすることで容易に清掃作業を行うことができる。
またこのとき、オイルクーラ２０及びラジエータ２１の下部の隙間は、床面近傍まで延設された前方ネット部３１Ａ及び連結板２４Ａ，２４Ａで覆われており、冷却風量に関係なく異物の侵入が防止される。したがって、熱交換器の隙間下方を回動底板２５で閉塞する従来構造（図８参照）のように、冷却風量が小さいときにも異物ブロック機能が低下することがなく、オイルクーラ２０及びラジエータ２１の隙間下方からの異物流入を確実に防止できる。また、上記従来構造では、可動の底板２５がオイルクーラ２０の下部にぶら下がった状態となるために、組立工程上取扱いに慎重を期す必要があり作業性が悪くなる可能性があるが、本実施形態においてはそのような心配がない。
【００１５】
本発明の第２の実施形態を図３及び図４により説明する。
図３は、本実施形態による熱交換装置の組立斜視図であり、図４は、熱交換装置全体の配置を説明する図であり、それぞれ、従来構造の図７及び図８に対応する。これら図３及び図４において、従来構造と特に異なるのは、オイルクーラ２０とラジエータ２１との隙間の下方に設けられていた底板２５を省略するとともに、防除ネット３０の前方ネット部３１の下端に下方防除手段、例えば下方ネット部３５を接続し、さらにこの下方ネット部３５を、固定手段、例えば下方ネット部３５に螺合した蝶ねじ３６を用いてラジエータ２１の下部に着脱可能に固定することである。下方ネット部３５は、前方ネット部３１に対し蝶番３７を介して折り曲げ自在に接続されており、前方ネット部３１及び上方ネット部３２同様、フレーム３５ａ中央の開口部に所定メッシュ数の金網３５ｂを装着して形成されている。そして防除ネット３０の装着時には、スライドガイド３３の溝３３ａに対し、フレーム３５ａの左側部分３５ａＬ及び右側部分３５ａＲの後にフレーム３１ａの左側部分３１ａＬ及び右側部分３１ａＲを挿通し、フレーム３５ａをオイルクーラ２０の下方の隙間に差し込みつつ上方ネット部３２をオイルクーラ２０の上面に密着させる。そして、下方ネット部３５を蝶番３７を支点として回動させ、端部をラジエータ２１の下部に密着させ、蝶ねじ３６で固定する。
その他の構造は、従来構造とほぼ同様である。
【００１６】
本実施形態において、第１の実施形態同様、冷却風は、オイルクーラ２０の前面側、及びオイルクーラ２０とラジエータ２１との隙間の上方から流入するが、冷却風に搬送される浮遊異物が熱交換装置の内部に流入しようとしても、防除ネット３０の前方ネット部３１、上方ネット部３２、及び下方ネット部３５によってブロックされ防除される。また清掃時には、蝶ねじ３６を外すことにより、前方ネット部３１、上方ネット部３２及び下方ネット部３５を一体的に取り外してオイルクーラ２０及びラジエータ２１間の隙間を露出させることができる。したがって、第１の実施形態と同様、容易に清掃作業を行うことができる。
またこのとき、下方ネット部３５が前方ネット部３１に折り曲げ自在に接続されていることにより、下方ネット部３５と前方ネット部３１との角度を自在に調節し下方ネット部３５を円滑にオイルクーラ２０及びラジエータ２１の下部に装着できる。また、オイルクーラ２０及びラジエータ２１の隙間の下方は、蝶ねじ３６で固定された下方ネット部３５で覆われており、冷却風量に関係なく異物の侵入が防止される。したがって、熱交換器の隙間下方を回動底板２５で閉塞する従来構造（図８参照）と異なり、オイルクーラ２０及びラジエータ２１の隙間下方からの異物流入を確実に防止できる。
なお、上記第２の実施形態においては、下方ネット部３５をラジエータ２１に着脱可能に固定する固定手段として蝶ねじ３６を用いたが、これに限られない。例えば、住居の押入の扉等に利用される図５に示すようなロック器具７０を用いて、下方ネット部３５をラジエータ２１に固定してもよい。また、オーディオボードの開き扉等に利用されるマグネットを用いてもよい。これらの場合も、同様の効果を得る。
また、上記第２の実施形態においては、下方ネット部３５をラジエータ２１のみに固定したが、これに限られず、オイルクーラ２０の下部にも固定してもよい。この場合も、同様の効果を得る。
さらに、上記第１及び第２の実施形態においては、ファン１５がいわゆる吸込式である場合を例にとったが、吐出式のファンを用いた構造であっても本発明の概念を適用でき、この場合も同様の効果を得る。
また、上記第１及び第２の実施形態においては、防除ネット３０に上方ネット部３２を設けることでオイルクーラ２０とラジエータ２１との隙間の上方から冷却風を取り入れ、連結板２４Ａ（又は２４）を側方に設けることでオイルクーラ２０とラジエータ２１との隙間の側方からは冷却風を取り入れない構造としたが、これに限られない。すなわち、オイルクーラ２０とラジエータ２１との間に形成される隙間の上方を覆う上方防除手段として、上方ネット部３２の代わりに連結板２４のような板材を前方ネット部３１Ａ（又は３１）に連設してもよいし、さらに、オイルクーラ２０とラジエータ２１との隙間の側方を覆う側方防除手段として、連結板２４Ａ（又は２４）の代わりに上方ネット部３２のような網状部材を固定してもよい。また、第２の実施形態における下方ネット部３５の代わりに、連結板２４のような板材を前方ネット部３１Ａ（又は３１）に折り曲げ自在に接続してもよい。なおこのとき板状部材の端部周辺は例えばウレタン等により目張りをするのが好ましい。これらの場合も、同様の効果を得る。
さらに、上記第１及び第２の実施形態においては、熱交換器として、オイルクーラ２０とラジエータ２１のみを配置したが、これに限られず、例えば油圧ショベルの運転室８のエアコンのコンデンサや、エンジンの吸入空気を予冷するインタークーラー等を含み、３つ以上の熱交換器を配列してもよい。これらの場合も、同様の効果を得る。
また、上記第１及び第２の実施形態においては、前方ネット部３１Ａ（又は３１）と上方ネット部３２とを連設したが、この製造方法は、これらを別体で製造して後付けして一体化してもよいし、はじめから一体で成形してもよい。あるいはフレーム３１ａ（又は３１Ａａ），３２ａのみを一体成形し、金網３１Ａｂ（又は３１ｂ），３２ｂを後付けして一体化する方法でもよい。これらの場合も、同様の効果を得る。
さらに、上記第１及び第２の実施形態においては、建設機械である油圧ショベルのエンジン室に備えられた熱交換装置を例に取って説明したが、これに限られず、他の建設機械や、若しくは自動車・農機その他の機械のエンジン室に搭載される熱交換装置にも適用することができる。これらの場合も同様の効果を得る。
【００１７】
【発明の効果】
本発明によれば、清掃時に熱交換器間の隙間を露出させその上方から清掃機器を挿入することにより、清掃作業を容易に行うことができる。また、熱交換器の隙間下方を回動底板で閉塞する従来構造のように冷却風量が小さいときにも異物ブロック機能が低下することがないので、熱交換器の隙間下方からの異物流入を確実に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態による熱交換装置の組立斜視図である。
【図２】図１に示された熱交換装置全体の配置を説明する図である。
【図３】本発明の第２の実施形態による熱交換装置の組立斜視図である。
【図４】図３に示された熱交換装置全体の配置を説明する図である。
【図５】固定手段の変形例を表す図である。
【図６】公知技術による熱交換装置の概略配置を表す油圧ショベルの部分断面図である。
【図７】図６に示された熱交換装置の組立斜視図である。
【図８】図６に示された熱交換装置全体の配置を説明する図である。
【符号の説明】
１３床板（床面）
１６，１７支持部材
２０オイルクーラ（熱交換器）
２１ラジエータ（熱交換器）
２４，２４Ａ連結板（側方防除手段、板材）
３０防除ネット
３１，３１Ａ前方ネット部（前方網状部材）
３２上方ネット部（上方防除手段、網状部材）
３６蝶ねじ（固定手段）
１００熱交換装置

Claims

冷却風の流れ方向に所定間隔で複数個配列された熱交換器と、これら複数の熱交換器をそれぞれ床面に対して支持する複数の支持手段と、前記複数の熱交換器のうち前記冷却風の最上流側にあるものの前方位置に着脱可能に設けられ、浮遊異物の侵入を防止する前方網状部材と、前記複数の熱交換器間に形成される隙間の上方位置に着脱可能に設けられ、浮遊異物の侵入を防止する上方防除手段と、前記複数の熱交換器間に形成される隙間の側方位置に設けられ、浮遊異物の侵入を防止する側方防除手段とを有し、かつ前記前方網状部材と前記上方防除手段とを一体化した熱交換器装置において、前記前方網状部材及び前記側方防除手段の下端を、前記床面の近傍まで延設したことを特徴とする熱交換器装置。
請求項１記載の熱交換装置において、前記上方防除手段は網状部材であることを特徴とする熱交換装置。
請求項１記載の熱交換装置において、前記側方防除手段は板材であることを特徴とする熱交換装置。