JP4474229B2 - 建設機械のエンジン室 - Google Patents

Description

本発明は、導入される空気流に対してラジエータを含む複数の熱交換器が並列に配置される油圧ショベル等の建設機械のエンジン室に関する。

建設機械、例えば油圧ショベルでは、エンジンや油圧ポンプを稼働させると、エンジンや作動油に熱を発生するのでエンジン室内に、エンジン冷却水や熱を帯びた作動油の冷却のために、ラジエータやオイルクーラー等の熱交換器が設置されている。また、熱交換器として、排気ガスのクリーン化のためのインタークーラーを配置しているものもある。これらの熱交換器は、下流に配置される冷却ファンにより、通風、冷却されるようになっている。

上述したラジエータを含む複数の熱交換器をエンジン室に配置するに際し、清掃作業の利便性を考慮して従来、特許文献１に示されるように、エンジン室に導入される空気流に対して複数の熱交換器のそれぞれを並列に配置した構造が提案されている。

この従来技術は、空気流の導入側に位置する熱交換器の前面がエンジンカバーを形成するドアカバーに対向するように配置されており、ドアカバーを開くことにより熱交換器の清掃を比較的簡単に行なうことができる。

なお、特許文献２に、熱交換器を構成するコアの枠体を分解することにより、コアを枠体から離脱させて、このコアの清掃が可能となる構造が提案されている。
特開２００１−３４８９０９公報 特開２００３−１３６９７２公報

特許文献１に示されるように、導入される空気流に対して複数の熱交換器を並列に配置したものでは、熱交換性能を維持するために、複数の熱交換器を直列に配置した構造に比べて熱交換器の厚さ方向の寸法を大きく設定せざるを得ない。このために、スチーム等で熱交換器を洗浄する場合、空気流の導入側、すなわち上流側の一方のみからスチームで熱交換器を洗浄すると、下流側に位置する熱交換器の後面部分は、きれいには清掃しにくいのが実状であった。特に熱交換器のフィンやチューブに付着した後面部分の塵埃は、上流側からのスチームの洗浄だけでは取り除きにくいものであった。

これに対して特許文献２に示される構造では、清掃時に枠体を分解してコアを取り出すことにより、コアをきれいに清掃することができる。しかしながら、この従来技術では、熱交換器の清掃ごとにコアの枠体の分解、組立が必要であって煩雑であり、清掃に時間がかかり、清掃作業の能率向上を見込めない別の問題がある。

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、熱交換器の全体をきれいに清掃することができ、しかも簡単に清掃することができる建設機械のエンジン室を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、導入される空気流に対してラジエータを含む複数の熱交換器が並列に配置され、これらの熱交換器の下流に冷却ファンが配置され、これらの熱交換器と冷却ファンとの間に空間部が形成されると共に、上記熱交換器と上記冷却ファンの上方に、エンジンカバーを形成する上部カバーが開閉可能に装着される建設機械のエンジン室において、上記上部カバーの開時に、上記空間部を大気に開放させる開口部を設け、上記空間部の上記開口部の上方位置に、上記上部カバーの開時に異物の上記開口部内への落下を防ぐとともに、上記熱交換器の清掃に際して着脱可能な防護ネットを設置したことを特徴としている。

このように構成した本発明は、熱交換器の清掃時には、上部カバーを開いて、洗浄器等の清掃具を開口部から、熱交換器と冷却ファンとの間に形成される空間部内に挿入して、これらの熱交換器の清掃を行なうことができる。すなわち、熱交換器の後面部分の清掃も行なうことができる。したがって、熱交換器の前面部分の清掃と併せて、上部カバーを開いて熱交換器の後面部分の清掃を行なうことにより、熱交換器の全体をきれいに清掃することができる。しかも、熱交換器の後面部分の清掃に際しては、上部カバーを開いて清掃具を開口部から空間部に挿入すればよく、熱交換器の分解、組立を要することがない。したがって、簡単にこれらの熱交換器の清掃を行なうことができる。また、上部カバーを開いた際に生じやすい、熱交換器と冷却ファンとの間に形成される空間部内への岩石等の塊とか工具等の異物の落下を防護ネットで防ぐことができる。
また本発明は、上記発明において、上記上部カバーの閉時に、上記空間部の周囲を密閉保持するシール部材を備えたことを特徴としている。このように構成した本発明は、上部カバーを閉じた際に、熱交換器よりも上流に位置する室部分と、熱交換器よりも下流に位置する室部分とをシール部材で遮断できる。したがって、下流に位置する室部分から上流に位置する室部分方向への空気流の逆流を防ぐことができる。

また本発明は、上記発明において、上記防護ネットを上記冷却ファンの下流の所定位置まで延設させたことを特徴としている。このように構成した本発明は、冷却ファンの下流に通常設けられるファンガードを防護ネットで兼用させることができる。

また本発明は、上記発明において、上記防護ネットに、上記熱交換器を洗浄する洗浄器の先端が挿入可能な穴を設けたことを特徴としている。このように構成した本発明は、熱交換器の清掃に際し、防護ネットの穴から洗浄器の先端を挿入して、この清掃作業を行なうことができる。すなわち、防護ネットを取り外すことなく熱交換器の清掃を行なうことができる。

本発明は、熱交換器の全体をきれいに清掃できるので、熱交換器の良好な熱交換性能を長く維持できる。また特に、熱交換器を簡単に清掃できるので、熱交換器の枠体等の分解、組立を要する従来技術に比べて、清掃に要する時間を少なくすることができ、この熱交換器の清掃作業の能率を向上させることができる。

以下，本発明に係る建設機械のエンジン室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は本発明に係るエンジン室の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の全体構成を示す側面図である。

この油圧ショベル１３１は、走行体１３２と、この走行体１３２上に配置される旋回体１３３とを備えている。この旋回体１３３上の前側位置には運転席が備えられるキャビン１４０が配置され、後側位置には本発明の対象とするエンジン室１を配置してある。エンジン室１は、同図１に示す上部カバー１９、左ドアカバー１６等のエンジンカバーによって形成されている。エンジン室１のさらに後側位置には、カウンタウエイト１４１を備えている。

旋回体１３３の前方部分には、旋回体１３３に上下方向の回動可能に連結されるブーム１３４、このブーム１３４に上下方向の回動可能に連結されるアーム１３６、このアーム１３６に上下方向の回動可能に連結されるバケット１３８、及びブーム１３４を駆動するブームシリンダ１３５、アーム１３６を駆動するアームシリンダ１３７、バケット１３８を駆動するバケットシリンダ１３９を含み、土砂の掘削作業等に活用される作業機を備えている。

図２は本発明者らが先に考案した参考例においてエンジンカバーを形成する上部カバーを除いた要部構成を示す平面図、図３は図２のＢ−Ｂ断面を含む側断面図、図４は図３に示す熱交換器を前側から見た図である。

図２，３に示すように、この参考例のエンジン室１は、上述したキャビン１４０側に配置される前側カバー１７と、カウンタウエイト１４１側に配置される後側カバー１８と、上述した左ドアカバー１６と、この左ドアカバー１６に対向するように配置される右ドアカバー２０と、上述した上部カバー１９と、下部カバー２１とを含む各エンジンカバーによって形成されている。

上述した左ドアカバー１６、右ドアカバー２０、及び上部カバー１９は開閉可能になっている。図３に示すように、左ドアカバー１６にはエンジン室１内に冷却用の空気を導く開口部１６ａ，１６ｂが形成され、上部カバー１９及び右ドアカバー２０のそれぞれには、冷却に使用されたエンジン室１内の空気を外部に排出させる開口部１９ａ，１９ｂ、及び開口部２０ａが形成されている。

エンジン室１内には、図２，４に示すように、エンジン室１内に導入される空気流に対して複数の熱交換器３、例えばラジエータ３ａ、オイルクーラー３ｂ、インタークーラー３ｃが並列に配置され、図３に示すように、旋回フレームに固設されるフレーム４に固定してある。図４に示すように、これらの熱交換器３の前面には、防塵ネット５ａ，５ｂが取り付けられている。これらの熱交換器３の下流には図３に示すように、エンジン２と、このエンジン２によって駆動し、上述した作業機等を駆動させる圧油を供給する油圧ポンプ１５を配置してある。

上述した各熱交換器３相互間、及び熱交換器３を構成するオイルクーラー３ｂと前側カバー１７との間、熱交換器３を構成するインタークーラー３ｃと後側カバー１８との間のそれぞれは、図示しないが弾性を有するシール部材によって密封されている。

ラジエータ３ａ等の熱交換器３とエンジン２との間には、熱交換器３を冷却させる風を生起させる冷却ファン７を配置してある。冷却ファン７は軸９に保持されるファンプーリ８に直結され、エンジン２によって駆動するクランク軸１２に直結して取り付けられたクランクプーリ１１、及びベルト１３ａ，１３ｂを介して回転駆動されるようになっている。

また同図３に示すように、冷却ファン７の外径よりもわずかに大きい径の貫通穴１４ａが形成されたシュラウド１４は、ラジエータ３ａ等の熱交換器の後面部分に対向するように配置され、前側カバー１７と後側カバー１８とに取り付けられている。冷却ファン７はシュラウド１４の貫通穴１４ａとチップクリアランスと呼ばれるギャップを保持して、上述したように回転可能に保持されている。

ラジエータ３ａ等の熱交換器３と、冷却ファン７及びファンシュラウド１４との間には空間部Ａが形成されている。この参考例は特に、上部カバー１９の開時に、空間部Ａを大気に開放させる開口部４０を設けた点を特徴としている。

図３に示すように、上部カバー１９の裏面には、例えば保持プレート１０ａが一体に設けられ、この保持プレート１０ａに弾性を有するシール部材１０ｂを貼り付けてある。同図３に示すように、上部カバー１９が閉じられたときには、シール部材１０ｂによって空間部Ａの上部に位置する開口部４０が閉じられると共に、保持プレート１０ａ及びシール部材１０ｂによってラジエータ３ａ等の熱交換器３の上流の室と、エンジン２等が配置される下流の室とが遮断されるようになっている。

すなわち、シール部材１０ｂ、及び上述した各熱交換器３相互間、熱交換器３と前側カバー１７、後側カバー１８との間をそれぞれ密封する図示しないシール部材によって、上部カバー１９の閉時に、空間部Ａの周囲が密閉保持されるようになっている。

このように構成した参考例では、エンジン２が駆動すると、クランク軸１２が回転し、その回転がクランクプーリ１１、ベルト１３ａ，１３ｂを介してファンプーリ８に伝えられ、冷却ファン７が回転し、エンジン室１内に空気流が生起される。すなわち、左ドアカバー１６の開口部１６ａ，１６ｂから外部の空気が流入し、ラジエータ３ａ、オイルクーラー３ｂ、インタークーラー３ｃの各熱交換器３に送られて、これらの熱交換器３が冷却される。冷却後の空気は冷却ファン７を通過してエンジン２等の近傍に導かれ、右ドアカバー２０の開口部２０ａ、上部カバー１９の開口部１９ａ，１９ｂからエンジン室１の外部へ排出される。

油圧ショベルの稼働環境が塵埃の多い環境のときは、エンジン室１内に吸い込まれる空気には多くの塵埃が含まれる。これらの塵埃は熱交換器３の前面に設けた防塵ネット５ａ，５ｂで一旦捕捉されるが、より細かい粒子は各熱交換器３のコアに流れ込む。これらの粒子の一部は、熱交換性能を上げるために備えられている熱交換器３のフィンとか、凹凸部、隙間などに留まることになる。したがって、これらの熱交換器３の清掃が必要になる。

このような熱交換器３の清掃に際し、この参考例では、上部カバー１９を開いて、洗浄器等の清掃具を開口部４０から熱交換器３と冷却ファン７との間に形成される空間部Ａ内に挿入して、これらの熱交換器３の清掃を行なうことができる。すなわち、熱交換器３の後面部分の清掃を行なうことができる。したがって、左ドアカバー１６を開いて清掃具をエンジン室１内に挿入することにより、熱交換器３の前面部分を清掃でき、上部カバー１９を開いて開口部４０から空間部Ａ内に清掃具を挿入することにより、熱交換器３の後面部分を清掃でき、これらによって各熱交換器３の全体をきれいに清掃できる。しかも、熱交換器３の後面部分の清掃に際しては、上部カバー１９を開いて清掃具を開口部４０から空間部Ａに挿入すればよく、熱交換器３の分解、組立を要することがない。したがって、簡単にこれらの熱交換器３の清掃を行なうことができる。

以上のように、この参考例によれば、熱交換器３の全体をきれいに清掃でき、熱交換器３の良好な熱交換性能を長く維持できる。また、熱交換器３を簡単に清掃できるので、清掃に要する時間を少なくすることができ、この熱交換器３の清掃作業の能率を向上させることができる。

図５は本発明の第１実施形態においてエンジンカバーを形成する上部カバーを除いた要部構成を示す平面図、図６は図５のＣ−Ｃ断面を含む側断面図である。

この第１実施形態は、熱交換器３と冷却ファン７との間に形成される空間部Ａの上部に形成した開口部４０の上方位置に、エクスパンドメタル状の防護ネット６を備えている。この防護ネット６は、蝶ねじ３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄによって、前側カバー１７，後側カバー１８、及びシュラウド１４の上部に形成したフランジ部に固定してある。その他の構成は上述した参考例と同等である。

このように構成した第１実施形態は、上述した第１実施形態と同等の作用効果が得られる他、特に、上部カバー１９の開時に生じやすい、岩石等の塊とか工具等の異物の空間部Ａ内への落下を防護ネット６で防ぐことができる。

図７は本発明の第２実施形態においてエンジンカバーを形成する上部カバーを除いた要部構成を示す平面図である。この第２実施形態は、防護ネット６を冷却ファン７の下流の所定位置まで延設させた構成にしてある。その他の構成は上述した第１実施形態と同等である。

このように構成した第２実施形態は、上述した第１実施形態と同等の作用効果が得られる他、特に、冷却ファン７の下流に通常設けられるファンガードを防護ネット６で兼用させることができ、別途ファンガートを設置する場合に比べて部品数を少なくすることができる。すなわち、エンジン２を駆動させながらエンジン室１を点検する場合などに、防護ネット６によって誤って冷却ファン７等の回転体に点検者が接触する事態を防ぐことができる。

図８は本発明の第３実施形態においてエンジンカバーを形成する上部カバーを除いた要部構成を示す平面図である。この第３実施形態は、防護ネット６の例えば両端に、熱交換器３を洗浄する洗浄器の先端が挿入可能な穴４１ａ，４１ｂを設けた構成にしてある。なお、図８のＤ−Ｄ断面は、図６に示すものと同等である。その他の構成は上述した第１実施形態と同等である。

このように構成した第３実施形態は、第１実施形態と同等の作用効果が得られる他、熱交換器３の清浄に際し、防護ネット６の穴４１ａあるいは穴４１ｂから洗浄器の先端を挿入して、この清掃作業を行なうことができる。すなわち、防護ネット６を取り外すことなく熱交換器３の清掃を行なうことができ、熱交換器３の清掃作業の能率をさらに向上させることができる。

本発明に係るエンジン室の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の全体構成を示す側面図である。 本発明者らが先に考案した参考例においてエンジンカバーを形成する上部カバーを除いた要部構成を示す平面図である。 図２のＢ−Ｂ断面を含む側断面図である。 図３に示す熱交換器を前側から見た図である。 本発明の第１実施形態においてエンジンカバーを形成する上部カバーを除いた要部構成を示す平面図である。 図５のＣ−Ｃ断面を含む側断面図である。 本発明の第２実施形態においてエンジンカバーを形成する上部カバーを除いた要部構成を示す平面図である。 本発明の第３実施形態においてエンジンカバーを形成する上部カバーを除いた要部構成を示す平面図である。

１ エンジン室
２ エンジン
３ 熱交換器
３ａ ラジエータ
３ｂ オイルクーラー
３ｃ インタークーラー
６ 防護ネット
７ 冷却ファン
１０ａ 保持プレート
１０ｂ シール部材
１４ シュラウド
１５ 油圧ポンプ
１６ 左ドアカバー
１７ 前側カバー
１８ 後側カバー
１９ 上部カバー
２０ 右ドアカバー
２１ 下部カバー
３１ａ 蝶ねじ
３１ｂ 蝶ねじ
３１ｃ 蝶ねじ
３１ｄ 蝶ねじ
４０ 開口部
４１ａ 穴
４１ｂ 穴
１３１ 油圧ショベル
Ａ 空間部

Claims (4)

1. 導入される空気流に対してラジエータを含む複数の熱交換器が並列に配置され、これらの熱交換器の下流に冷却ファンが配置され、これらの熱交換器と冷却ファンとの間に空間部が形成されると共に、上記熱交換器と上記冷却ファンの上方に、エンジンカバーを形成する上部カバーが開閉可能に装着される建設機械のエンジン室において、
   上記上部カバーの開時に、上記空間部を大気に開放させる開口部を設け、
   上記空間部の上記開口部の上方位置に、上記上部カバーの開時に異物の上記開口部内への落下を防ぐとともに、上記熱交換器の清掃に際して着脱可能な防護ネットを設置したことを特徴とする建設機械のエンジン室。
2. 上記請求項１記載の発明において、
   上記上部カバーの閉時に、上記空間部の周囲を密閉保持するシール部材を備えたことを特徴とする建設機械のエンジン室。
3. 上記請求１記載の発明において、
   上記防護ネットを上記冷却ファンの下流の所定位置まで延設させたことを特徴とする建設機械のエンジン室。
4. 上記請求１記載の発明において、
   上記防護ネットに、上記熱交換器を洗浄する洗浄器の先端が挿入可能な穴を設けたことを特徴とする建設機械のエンジン室。

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