JP4364193B2 - 建設機械の燃料供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、油圧ショベル等の建設機械に備えられ、エンジンに燃料を供給する燃料配管中にフィルタを備えた建設機械の燃料供給装置に関する。

この種の従来技術として、特許文献１に示されるものがある。この従来技術は、燃料タンクに収容された燃料をエンジンに供給する燃料配管中に、燃料に含まれるゴミ等の異物を除く燃料フィルタを備えている。また、この燃料フィルタの上流に電磁ポンプから成る吸い込みポンプ、すなわちトランスファポンプを備えるとともに、トランスファポンプの上流に、燃料に含まれる水を除くウオータセパレータを備えた構成にしてある。

なお、特許文献１には明記されていないが、電磁ポンプから成るトランスファポンプには、通常、燃料に含まれる異物の電磁ポンプ内への進入を防止するためにフィルタエレメントが内蔵されている。

このように構成された従来技術では、特に、燃料フィルタとトランスファポンプとを所定位置に集中配置できるので、省スペース化を実現できるとともに、フィルタ交換のメンテナンス作業が容易になり、このメンテナンス作業の能率向上が見込まれる。
特開２００３−１３８２０

上述した従来技術では、吸い込みポンプであるトランスファポンプが電磁ポンプから成っているが、この電磁ポンプはエンジンが消費する流量を吸い込み可能なサイズのものであればよく、したがって小型の電磁ポンプとなる。このように電磁ポンプが小型であると、この電磁ポンプに内蔵されるフィルタエレメントも、ろ過面積が小さなものとなり、そのために早期に異物による目詰まりを起こすことが懸念される。したがって従来技術では、電磁ポンプのフィルタエレメント交換のメンテナンス作業の頻度が多くなる虞があり、これによって当該建設機械で実施される例えば掘削作業、吊り荷作業等の作業の作業性が低下しやすい。

本発明は、上述した従来技術における実状からなされたもので、その目的は、フィルタに係るメンテナンス作業の頻度を少なくすることができる建設機械の燃料供給装置を提供することにある。

この目的を達成するために、本発明は、燃料タンクに収容された燃料をエンジンに供給する燃料配管と、上記エンジンに付設され、上記燃料タンクに収容された燃料を上記エンジンに供給するサプライポンプと、上記サプライポンプの上流側となる上記燃料配管中に設けられ、この燃料配管を流れる燃料に含まれる異物を除くフィルタを備えた建設機械の燃料供給装置において、上記フィルタが、メインフィルタと、このメインフィルタとは別に設けられるプレフィルタとを含み、上記サプライポンプの上流側の燃料配管中に、上記燃料を上記エンジンに送る別の電磁ポンプをさらに備えるとともに、上記燃料配管内の圧力を所定圧に保つリリーフ弁を備え、上記メインフィルタは、上記サプライポンプの上流側でかつ上記電磁ポンプの下流側の燃料配管中に設けられ、上記プレフィルタは、上記電磁ポンプの上流に位置する上記燃料配管中に設けられ、上記電磁ポンプには、内部フィルタを設け、上記メインフィルタのメッシュサイズは、上記プレフィルタのメッシュサイズよりも小さくし、上記電磁ポンプのフィルタは、上記プレフィルタのメッシュサイズより大きくしたことを特徴としている。

このように構成した本発明も、メインフィルタと電磁ポンプとプレフィルタとを所定位置に集中配置することにより、省スペース化と、フィルタに係る集中メンテナンスとを実現できる。そして特に、本発明は、電磁ポンプの上流にプレフィルタを備えたことから、エンジンに送られる燃料にゴミ等の異物が含まれていたとしても、その異物はプレフィルタにおいて相当量を除去できる。したがって、電磁ポンプにおける燃料中の異物による悪影響を防ぐことができる。また、プレフィルタは、電磁ポンプとは独立して設けられているので、燃料に含まれる異物を除去するための容量、すなわちプレフィルタの異物除去容量を、電磁ポンプのサイズとは関係なく比較的大きなものとすることができる。これらにより、フィルタに係るメンテナンス作業の頻度を少なくすることができる。

また、本発明は上記発明において、上記プレフィルタが、水・分離構造を有することを特徴としている。

また、本発明は上記発明において、上記電磁ポンプが内部にフィルタを備え、このフィルタが、上記プレフィルタのメッシュサイズよりも大きいメッシュサイズを有する金網から成ることを特徴としている。

また、本発明は上記発明において、上記メインフィルタのメッシュサイズを、上記プレフィルタのメッシュサイズよりも小さく設定したことを特徴としている。

また、本発明は上記発明において、上記メインフィルタと、上記電磁ポンプと、上記プレフィルタとを、１枚の板体に固定したことを特徴としている。

本発明は、メインフィルタの上流に電磁ポンプを配置し、電磁ポンプの上流にプレフィルタを配置したことにより、省スペース化と、フィルタに係る集中メンテナンスとを実現できる。また特に、電磁ポンプにおける燃料中の異物による悪影響を防ぐことができるとともに、燃料中の異物を除去するプレフィルタの異物除去容量を、電磁ポンプのサイズに関係なく比較的大きくすることができ、これらによってフィルタに係るメンテナンス作業の頻度を従来に比べて少なくすることができ、当該建設機械で実施される作業の作業性を従来よりも向上させることができる。

以下，本発明に係る建設機械の燃料供給装置を実施するための最良の形態を図に基づいて説明する。

図１は本発明に係る燃料供給装置の一実施形態が備えられる建設機械の一例として挙げた油圧ショベルを示す側面図、図２は図１に示す油圧ショベルに備えられる旋回体の要部を示す平面図、図３は図２のＡ方向から見た拡大図である。

本実施形態に係る燃料供給装置は、建設機械、例えば油圧ショベルに備えられるものである。この油圧ショベルは、図１に示すように、走行体１と、この走行体１上に配置される旋回体２と、この旋回体２に上下方向の回動可能に取り付けられるブーム３と、このブーム３に上下方向の回動可能に取り付けられるアーム４と、このアーム４に上下方向の回動可能に取り付けられるバケット５とを備えている。旋回体２の前側位置には運転室６が備えられ、後側位置には重量バランスを確保するカウンタウエイト７が備えられている。また、運転室６とカウンタウエイト７との間にはエンジン室８が配置されている。

図２に示すように、エンジン室８内にはエンジン９が配置され、このエンジン室８内のポンプ配置部１０にはエンジン９によって駆動する油圧ポンプ１１が配置されている。また、図２，３に示すように、ポンプ配置部１０と作動油タンクとを仕切る１枚の板体、すなわち仕切り板１２には、本実施形態に係る燃料供給装置の主要部を構成するメインフィルタ１３と、燃料を圧送する電磁ポンプ１５と、プレフィルタ１７とを固定してある。なお、仕切り板１２にメインフィルタ１３と電磁ポンプ１５とプレフィルタ１７とを固定して一体構造物に作製する作業は、例えば工場においてサブ組立て作業として行われる。

メインフィルタ１３と電磁ポンプ１５とはホース１４で接続され、電磁ポンプ１５とプレフィルタ１７とはホース１６で接続されている。また、メインフィルタ１３と上述のエンジン９とはホース１８で接続され、プレフィルタ１７と後述の燃料タンク２１とはホース１９で接続されている。これらのホース１４，１６，１８，１９によって、燃料タンク２１に収容された燃料をエンジン９に供給する燃料配管が構成されている。

図４は本実施形態の燃料供給装置の燃料供給系統図である。

この図４に示すように、本実施形態に係る燃料供給装置は、燃料タンク２１に収容された燃料をエンジン９に供給する燃料配管中に、燃料に含まれるゴミ等の異物を除く上述のメインフィルタ１３と、このメインフィルタ１３の上流に位置する燃料配管中に設けられ、燃料を圧送する上述の電磁ポンプ１５と、この電磁ポンプ１５の上流に位置する燃料配管に設けられ、燃料中の異物を除くとともに、例えば水・分離構造を有する上述のプレフィルタ１７とを備えている。すなわち、燃料配管中に設けられるフィルタがメインフィルタ１３と、このメインフィルタ１３とは別に設けられるプレフィルタ１７とを含む構成になっている。なお例えば、電磁ポンプ１５の内部にもフィルタを設けてある。

電磁ポンプ１５に内蔵されるフィルタは、例えばプレフィルタ１７のメッシュサイズよりも大きいメッシュサイズを有する金網から成っている。また、メインフィルタ１３のメッシュサイズを、プレフィルタ１７のメッシュサイズよりも小さく設定してある。

また例えば、エンジン９に付設して、電磁ポンプ１５とは異なる機能を有する吸い込みポンプであるサプライポンプ２２を設けてある。また、ホース１４，１６，１８，１９を含む燃料配管内の圧力を所定圧に保つリリーフ弁２３も備えている。

本実施形態では、エンジン駆動に際して、図４に示す電磁ポンプ１５及びサプライポンプ２２を駆動させることにより、燃料タンク２１に収容された燃料は、ホース１９を介してプレフィルタ１７に導かれ、さらにホース１６に導かれる。この間、プレフィルタ１７において燃料中の異物が除去される。

ホース１６に導かれた燃料は、電磁ポンプ１５を介してホース１４に導かれる。電磁ポンプ１５に導かれる燃料は、プレフィルタ１７によって燃料中の異物の相当量が既に除去されたものであり、電磁ポンプ１５が小型であることに伴ってこの電磁ポンプ１５に内蔵されるフィルタがろ過面積の小さいものであっても、燃料中の異物によるこのフィルタの目詰まりを少なく抑えることができる。特に、電磁ポンプ１５に内蔵されるフィルタのメッシュサイズは、プレフィルタ１７のメッシュサイズよりも大きいので、これによっても異物による目詰まりを少なくすることができる。

ホース１４に導かれた燃料は、メインフィルタ１３を介してホース１８に導かれる。この間、メインフィルタ１３によって燃料中の異物がさらに除去される。特にメインフィルタ１３のメッシュサイズを、プレフィルタ１７のメッシュサイズよりも小さく設定してあることから、エンジン９に供給される燃料を、より異物の少ない清浄な燃料とすることができる。

ホース１８に導かれた燃料は、サプライポンプ２２によって吸い込まれ、エンジン９に供給される。したがって、その燃料の燃焼に応じてエンジン９が回転し、このエンジン９の回転に伴って図３の油圧ポンプ１１が駆動する。この状態において、運転室６に配備される図示しない操作装置を操作すると、図示しない方向制御弁が切り換えられ、油圧ポンプ１１から吐出される圧油が図示しない方向制御弁、アクチュエータに供給され、これによってブーム３、アーム４、バケット５を含む作業機、走行体１、あるいは旋回体２が作動し、所望の作業、例えば土石の掘削作業等が実施される。

また、燃料配管内の圧力がリリーフ弁２３で設定される圧力に供給されることにより、エンジン９に燃料を安定して供給することができる。

なお、メインフィルタ１３、プレフィルタ１７等のフィルタのメンテナンス作業に際しては、図２に示す扉２０を開いて作業が実施される。

このように構成した本実施形態によれば、図２，３に示したように、１枚の仕切り板１２に、メインフィルタ１３と電磁ポンプ１５とプレフィルタ１７とを集中配置してあることから、省スペース化と、フィルタに係る集中メンテナンスとを実現できる。

そして特に、電磁ポンプ１５の上流にプレフィルタ１７を備えたことから、エンジン９に送られる燃料にゴミ等の異物が含まれていたとしても、その異物は上述のようにプレフィルタ１７において相当量を除去でき、電磁ポンプ１５に内蔵されるフィルタの目詰まりを少なくすることができる。また、プレフィルタ１７は、電磁ポンプ１５とは独立して設けてあるので、燃料に含まれる異物を除去するための容量、すなわちプレフィルタ１７の異物除去容量を、電磁ポンプ１５のサイズとは関係なく比較的大きなものとすることができる。これらにより、フィルタに係るメンテナンス作業の頻度を少なくすることができ、この油圧ショベルで実施される掘削作業等の作業性を向上させることができる。

また、プレフィルタ１７が水・分離構造を有し、ウオータセパレータを兼ねる構成にしてあるので、この点でも省スペース化を実現できるとともに、この油圧ショベルの部品数を少なくすることができ、油圧ショベルの製作費の低減に貢献する。

また、電磁ポンプ１５に内蔵されるフィルタが金網から成ることから、メンテナンス時にはこの金網を洗浄することによって再使用することができ、経済的である。

また、メインフィルタ１３のメッシュサイズをプレフィルタ１７のメッシュサイズに比べて小さく設定してあるものの、燃料中のゴミ等の異物の相当量はプレフィルタ１７で除去することができるので、目の細かいメインフィルタ１３で除去する異物の量を少なくすることができ、これに伴ってメインフィルタ１３における目詰まりによるフィルタ交換の頻度を少なくすることができる。

さらに、本実施形態は、メインフィルタ１３と電磁ポンプ１５とプレフィルタ１７とを、１枚の仕切り板１２に固定し一体構造物に形成してあり、この一体構造物を工場においてサブ組立てするようにしてある。したがって、油圧ショベルの組立て時には、上述の一体構造物を所定位置に固定すればよく、この油圧ショベルの組立作業の能率を向上させることができる。

また上記では、電磁ポンプ１５とプレフィルタ１７とをホース１６で接続してあるが、例えばプレフィルタ１７を、電磁ポンプ１５のケーシングを形成する外壁に直接固定し、ホース１６を省略する構成としてもよい。

本発明に係る燃料供給装置の一実施形態が備えられる建設機械の一例として挙げた油圧ショベルを示す側面図である。 図１に示す油圧ショベルに備えられる旋回体の要部を示す平面図である。 図２のＡ方向から見た拡大図である。 本実施形態の燃料供給装置の燃料供給系統図である。

符号の説明

８ エンジン室
９ エンジン
１０ ポンプ配置部
１２ 仕切り板
１３ メインフィルタ
１４ ホース（燃料配管）
１５ 電磁ポンプ
１６ ホース（燃料配管）
１７ プレフィルタ
１８ ホース（燃料配管）
１９ ホース（燃料配管）
２１ 燃料タンク
２２ サプライポンプ

Claims (4)

1. 燃料タンクに収容された燃料をエンジンに供給する燃料配管と、
   上記エンジンに付設され、上記燃料タンクに収容された燃料を上記エンジンに供給するサプライポンプと、
   上記サプライポンプの上流側となる上記燃料配管中に設けられ、この燃料配管を流れる燃料に含まれる異物を除くフィルタを備えた建設機械の燃料供給装置において、
   上記フィルタが、メインフィルタと、このメインフィルタとは別に設けられるプレフィルタとを含み、
   上記サプライポンプの上流側の燃料配管中に、上記燃料を上記エンジンに送る別の電磁ポンプをさらに備えるとともに、上記燃料配管内の圧力を所定圧に保つリリーフ弁を備え、
   上記メインフィルタは、上記サプライポンプの上流側でかつ上記電磁ポンプの下流側の燃料配管中に設けられ、
   上記プレフィルタは、上記電磁ポンプの上流に位置する上記燃料配管中に設けられ、
   上記電磁ポンプには、内部フィルタを設け、
   上記メインフィルタのメッシュサイズは、上記プレフィルタのメッシュサイズよりも小さくし、上記電磁ポンプのフィルタは、上記プレフィルタのメッシュサイズより大きくしたことを特徴とする建設機械の燃料供給装置。
2. 上記請求項１記載の発明において、
   上記プレフィルタが、水・分離構造を有することを特徴とする建設機械の燃料供給装置。
3. 上記請求項１記載の発明において、
   上記電磁ポンプの内部のフィルタは、金網から成ることを特徴とする建設機械の燃料供給装置。
4. 上記請求項１〜３のいずれか１項記載の発明において、
   上記メインフィルタと、上記電磁ポンプと、上記プレフィルタとを、１枚の板体に固定したことを特徴とする建設機械の燃料供給装置。

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