JP4925099B2 - Air conditioner - Google Patents

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Description

本発明は、熱媒体循環型の空調装置に関するものである。   The present invention relates to a heat medium circulation type air conditioner.

工場内または一定ヤード内で稼働される作業機械としては、騒音防止のため、また外部から電力供給が可能であるため、油圧回路の駆動源をエンジンから電動化して、電動機で油圧ポンプを駆動して作動する電動式油圧ショベルなどが用いられている。この種の電動式作業機械では、エンジンで駆動する作業機械と異なり、水冷式の冷却装置を持たないためエアコンユニットに暖房用の温水を送ることができない。   As a work machine that is operated in a factory or in a certain yard, it is possible to supply noise from the outside to prevent noise and to drive the hydraulic pump from the engine by driving the hydraulic circuit drive source from the engine. For example, an electric excavator that operates in a moving manner is used. In this type of electric work machine, unlike a work machine driven by an engine, it does not have a water-cooled cooling device, and therefore cannot supply hot water for heating to the air conditioner unit.

そのため、従来は、水タンク内の水を電気ヒータで沸かして、エアコンユニットに暖房用の温水を供給するようにした作業機械の空調装置がある(例えば、特許文献1参照)。
特開2002−61230号公報(第4頁、図1)
For this reason, conventionally, there is an air conditioner for a working machine in which water in a water tank is boiled with an electric heater and hot air for heating is supplied to an air conditioner unit (see, for example, Patent Document 1).
JP 2002-61230 A (page 4, FIG. 1)

この従来技術では、大型の水タンクが必要になり、この水タンクは搭載スペースが大きく、小型の作業機械では搭載が困難であるとともに、水の管理が必要であり、メンテナンスが容易でない。   This prior art requires a large water tank, which requires a large mounting space, is difficult to mount on a small work machine, requires water management, and is not easy to maintain.

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、コンパクトでメンテナンスも容易にできる熱媒体循環型の空調装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of these points, and an object thereof is to provide a heat medium circulation type air conditioner that is compact and can be easily maintained.

請求項1に記載された発明は、電動機により駆動されるヒート回路用ポンプと、ヒート回路用ポンプにより熱媒体が循環される流路中に設けられた昇温用リリーフバルブと、昇温用リリーフバルブに並列に接続されたリリーフ解除用バイパスバルブと、昇温用リリーフバルブにより昇温された熱媒体から外部へ熱を放出する暖房用のヒータコアと、熱媒体の温度を検出する温度センサと、温度センサにより検出された熱媒体の温度が目標温度になるとリリーフ解除用バイパスバルブを開き、熱媒体の温度が目標温度より低い規定温度に下がるとリリーフ解除用バイパスバルブを閉じる温度制御器と、冷房回路用のコンプレッサと、ヒート回路用ポンプから吐出された熱媒体圧により作動してコンプレッサを駆動するコンプレッサ駆動用流体圧モータと、ヒート回路用ポンプと昇温用リリーフバルブとの間の回路中かつヒート回路用ポンプとコンプレッサ駆動用流体圧モータとの間の回路中に設けられ、冷房時は熱媒体の一定流量をコンプレッサ駆動用流体圧モータに供給し暖房時は熱媒体の全流量を昇温用リリーフバルブに供給する優先バルブとを具備した空調装置である。 The invention described in claim 1 includes a heat circuit pump driven by an electric motor, a temperature raising relief valve provided in a flow path in which a heat medium is circulated by the heat circuit pump, and a temperature raising relief. A relief release bypass valve connected in parallel to the valve, a heater core for releasing heat from the heating medium heated by the heating relief valve, a temperature sensor for detecting the temperature of the heating medium, open the relief releasing bypass valve when the detected temperature of the heating medium by the temperature sensor becomes equal to the target temperature, and temperature temperature controller closes the bypass valve for a decrease when the relief released lower specified temperature than the target temperature of the heat medium, cooling Compressor fluid pressure for driving the compressor by operating the compressor for the circuit and the heat medium pressure discharged from the pump for the heat circuit And in the circuit between the heat circuit pump and the temperature raising relief valve and in the circuit between the heat circuit pump and the compressor driving fluid pressure motor, and at the time of cooling, a constant flow rate of the heat medium Is provided with a priority valve for supplying the entire flow rate of the heat medium to the relief valve for heating during heating .

請求項2に記載された発明は、請求項1記載の空調装置における熱媒体が、作業機械を作動する油圧アクチュエータ作動用の作動油の一部を用いるものである。   According to a second aspect of the present invention, the heat medium in the air conditioner according to the first aspect uses part of the hydraulic oil for operating the hydraulic actuator that operates the work machine.

請求項3に記載された発明は、請求項1または2記載の空調装置において、熱媒体を収容するとともに熱媒体を冷却する機能を有する熱媒体タンクと、ヒート回路用ポンプにより循環される熱媒体の一部を熱媒体タンクに取出すことが可能な降温用バイパスバルブと、熱媒体タンクからヒート回路用ポンプへの熱媒体の吸込を可能とするチェックバルブとを備え、温度制御器は、熱媒体の温度が所定温度まで上昇したときに降温用バイパスバルブを開くように制御するものである。   According to a third aspect of the present invention, in the air conditioner according to the first or second aspect, a heat medium tank that has a function of accommodating a heat medium and cooling the heat medium, and a heat medium circulated by a heat circuit pump The temperature controller is provided with a temperature-reduction bypass valve capable of extracting a part of the heat medium into the heat medium tank, and a check valve capable of sucking the heat medium from the heat medium tank to the heat circuit pump. The temperature control bypass valve is controlled to open when the temperature rises to a predetermined temperature.

請求項4に記載された発明は、請求項3記載の空調装置において、ヒート回路用ポンプにより熱媒体が循環される流路中に設けられ熱媒体タンクより容量の小さな小容量タンクと、小容量タンクの熱媒体をヒータコアを経て循環させる循環ポンプとを具備し、温度センサは、小容量タンクに設けられたものである According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the air conditioner according to the third aspect, wherein the heat medium is circulated by a heat circuit pump and is provided in a flow path through which the heat medium is circulated, and a small capacity tank having a smaller capacity than the heat medium tank. A circulation pump that circulates the heat medium of the tank through the heater core, and the temperature sensor is provided in the small-capacity tank .

請求項1に記載された発明によれば、ヒート回路用ポンプにより熱媒体を循環させながら昇温用リリーフバルブのリリーフ作用により加熱し、暖められた熱媒体を暖房に用いるので、従来のヒータ加熱温水方式のような大型の水タンクを必要としないので、空調装置がコンパクトになり、その搭載が容易になるとともに、水の管理がいらないのでメンテナンスが容易になる。また、温度センサにより検出された熱媒体の温度が目標温度より低い規定温度に下がると、温度制御器がリリーフ解除用バイパスバルブを閉じ、ヒート回路用ポンプから昇温用リリーフバルブを経て熱媒体を循環させるので、リリーフ作用により熱媒体を効率良く加熱するとともに、温度センサにより検出された熱媒体の温度が目標温度になると、温度制御器が昇温用リリーフバルブに並列に接続されたリリーフ解除用バイパスバルブを開いて昇温用リリーフバルブのリリーフ作用を解除するので、熱媒体の温度を適切に調節でき、ヒータコアより適切な熱量を外部へ放出して適切な暖房を行なうことができる。さらに、冷房時はヒート回路用ポンプから吐出された熱媒体の一定流量を優先バルブによりコンプレッサ駆動用流体圧モータに供給して、冷房回路用のコンプレッサを駆動するので、ヒート回路用ポンプから吐出された熱媒体圧を暖房時だけでなく冷房時も有効利用できる。 According to the first aspect of the present invention, the heating medium is heated by the relief action of the temperature raising relief valve while the heating medium is circulated by the heat circuit pump, and the heated heating medium is used for heating. Since a large water tank as in the hot water system is not required, the air conditioner becomes compact and easy to mount, and maintenance is easy because water management is not required. When the temperature of the heat medium detected by the temperature sensor falls to a specified temperature lower than the target temperature, the temperature controller closes the relief release bypass valve and removes the heat medium from the heat circuit pump via the temperature increase relief valve. Since it circulates, the heat medium is efficiently heated by the relief action, and when the temperature of the heat medium detected by the temperature sensor reaches the target temperature, the temperature controller is connected to the relief valve for raising the temperature for relief release. Since the relief action of the relief valve for raising the temperature is released by opening the bypass valve, the temperature of the heat medium can be appropriately adjusted, and an appropriate amount of heat can be released from the heater core to perform appropriate heating. Further, during cooling, a constant flow rate of the heat medium discharged from the heat circuit pump is supplied to the compressor driving fluid pressure motor by the priority valve to drive the cooling circuit compressor, so that it is discharged from the heat circuit pump. The heat medium pressure can be used effectively not only during heating but also during cooling.

請求項2に記載された発明によれば、作業機械の稼働により作動油の温度が上昇すると、リリーフ解除用バイパスバルブが自動的に開いて、昇温用リリーフバルブの作動頻度が少なくなるので、水を加熱する場合に比較して、油圧アクチュエータ作動用の作動油が有する熱エネルギを暖房に効率良く利用でき、省エネ化を図れる。   According to the invention described in claim 2, when the temperature of the hydraulic oil rises due to the operation of the work machine, the relief release bypass valve is automatically opened, and the operating frequency of the temperature raising relief valve is reduced. Compared to the case of heating water, the thermal energy of the hydraulic oil for operating the hydraulic actuator can be used efficiently for heating, and energy saving can be achieved.

請求項3に記載された発明によれば、熱媒体の温度が所定温度まで上昇したときは温度制御器により降温用バイパスバルブを開いて、熱媒体の一部を熱媒体タンクに逃がし、適切な温度の熱媒体をチェックバルブを介してヒート回路用ポンプに吸込ませることで、過剰に上昇しすぎた熱媒体の温度を効率よく降温制御できる。   According to the third aspect of the present invention, when the temperature of the heat medium rises to a predetermined temperature, the temperature controller opens the temperature-falling bypass valve to allow a part of the heat medium to escape to the heat medium tank. By causing the heat medium having a temperature to be sucked into the heat circuit pump via the check valve, the temperature of the heat medium that has risen excessively can be efficiently controlled.

請求項4に記載された発明によれば、熱媒体タンクより容量の小さな小容量タンクに設けられた温度センサにより熱媒体の温度を検出し、温度制御器を介してリリーフ解除用バイパスバルブおよび降温用バイパスバルブにより小容量タンク内の熱媒体を温度制御するので、熱媒体タンク内の熱媒体を温度制御する場合より、小容量タンク内の熱媒体を短時間で設定された温度に制御でき、この小容量タンクから循環ポンプにより適切な温度の熱媒体をヒータコアへ迅速に供給できるとともに、小容量タンクにより空調装置をコンパクトに構成できる According to the fourth aspect of the present invention, the temperature of the heat medium is detected by the temperature sensor provided in the small capacity tank having a smaller capacity than the heat medium tank, and the relief release bypass valve and the temperature drop are detected via the temperature controller. Since the temperature of the heat medium in the small-capacity tank is controlled by the bypass valve, the heat medium in the small-capacity tank can be controlled to a set temperature in a shorter time than when the temperature of the heat medium in the heat-medium tank is controlled, A heat medium having an appropriate temperature can be quickly supplied from the small capacity tank to the heater core by a circulation pump, and the air conditioner can be made compact by the small capacity tank .

以下、本発明を、図1および図2に示された前提技術、図3に示された実施の形態と、図4に示された作業機械を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention, indicated underlying technique 1 and 2, the implementation of embodiment shown in FIG. 3 will be described in detail with reference to the work machine shown in FIG.

図4は、水冷式の冷却装置を備えていない作業機械としての電動式油圧ショベルMを示し、下部走行体T上に上部旋回体Sが旋回可能に設けられ、この上部旋回体Sに、キャブCおよびフロント作業装置Fとともに、エンジンを動力源としない動力装置Dが設けられている。   FIG. 4 shows an electric hydraulic excavator M as a work machine that does not include a water-cooled cooling device, and an upper swing body S is provided on the lower traveling body T so as to be capable of swinging. Along with C and the front work device F, a power device D that does not use the engine as a power source is provided.

図1に示されるように、この電動式油圧ショベルMの動力装置Dは、バッテリまたは工業用電源などから電気エネルギの供給を受ける電動機1を動力源とし、この電動機1の出力軸が、この電動機1の動力を複数のポンプに配分するポンプドライブ装置2に接続され、このポンプドライブ装置2の複数の出力軸に、走行用油圧モータ、旋回用油圧モータ、フロント作業装置用油圧シリンダなどの各油圧アクチュエータを作動する油圧ショベル本体油圧回路に作動油を供給する複数のメインポンプ3a、3bと、これらのメインポンプ3a、3bにより油圧ショベル本体油圧回路に供給される油圧アクチュエータ作動用の作動油の一部をヒート回路Hの熱媒体として循環させるヒート回路用ポンプ4とが接続されている。ヒート回路用ポンプ4には、熱媒体タンクとしてのメインタンク5より熱媒体としての作動油を補給することができる。   As shown in FIG. 1, a power device D of the electric excavator M uses a motor 1 that receives electric energy supplied from a battery or an industrial power source as a power source, and the output shaft of the motor 1 is the motor. 1 is connected to a pump drive device 2 that distributes the power of 1 to a plurality of pumps. A plurality of hydraulic shafts such as a traveling hydraulic motor, a turning hydraulic motor, and a front working device hydraulic cylinder are connected to a plurality of output shafts of the pump drive device 2. A plurality of main pumps 3a, 3b supplying hydraulic oil to a hydraulic excavator body hydraulic circuit that operates the actuator, and one of the hydraulic oils for operating the hydraulic actuator supplied to the hydraulic excavator body hydraulic circuit by these main pumps 3a, 3b A heat circuit pump 4 that circulates the part as a heat medium of the heat circuit H is connected. The heat circuit pump 4 can be supplied with hydraulic oil as a heat medium from a main tank 5 as a heat medium tank.

ヒート回路Hは、ヒート回路用ポンプ4の吐出ライン4dの流路中に、熱媒体としての作動油の温度を上げるための昇温用リリーフバルブ8と、この昇温用リリーフバルブ8に並列に接続されたリリーフ解除用バイパスバルブ9とが設けられ、これらの昇温用リリーフバルブ8およびリリーフ解除用バイパスバルブ9は、メインタンク5より容量の小さな小容量タンクとしてのミニタンク10に接続されている。   The heat circuit H is disposed in parallel with the temperature raising relief valve 8 for raising the temperature of the hydraulic oil as a heat medium in the flow path of the discharge line 4d of the heat circuit pump 4 and the temperature raising relief valve 8. A relief relief bypass valve 9 is provided, and the temperature raising relief valve 8 and the relief release bypass valve 9 are connected to a mini tank 10 as a small capacity tank having a smaller capacity than the main tank 5. Yes.

このミニタンク10とヒート回路用ポンプ4の吸込口4sとを接続するラインからリターンライン11aが分岐され、このリターンライン11a中には、作動油をメインタンク5に取出すことが可能な降温用バイパスバルブ11が設けられている。また、メインタンク5からヒート回路用ポンプ4の吸込口4sに対して作動油の吸込を可能とするチェックバルブ12を有する吸込ライン12aが設けられている。   A return line 11a is branched from a line connecting the mini tank 10 and the suction port 4s of the heat circuit pump 4, and in this return line 11a, a temperature lowering bypass capable of taking hydraulic oil into the main tank 5 is branched. A valve 11 is provided. In addition, a suction line 12a having a check valve 12 that enables suction of hydraulic oil from the main tank 5 to the suction port 4s of the heat circuit pump 4 is provided.

暖房回路Aは、ミニタンク10に、電動機13により駆動される循環ポンプ14の吸込口が接続され、この循環ポンプ14の吐出ラインは、電動式油圧ショベルMのキャブC内に設置された空調装置ユニット(以下、「エアコンユニット」という)15の暖房用のヒータコア16を経て、ミニタンク10に戻されている。このヒータコア16は、昇温用リリーフバルブ8により昇温された作動油から外部へ熱を放出する熱交換器である。   In the heating circuit A, the suction port of the circulation pump 14 driven by the electric motor 13 is connected to the mini tank 10, and the discharge line of the circulation pump 14 is an air conditioner installed in the cab C of the electric excavator M. The unit (hereinafter referred to as “air conditioner unit”) 15 is returned to the mini tank 10 through a heater core 16 for heating. The heater core 16 is a heat exchanger that releases heat from the hydraulic oil heated by the temperature raising relief valve 8 to the outside.

一方、冷房回路Bは、冷媒を圧縮するコンプレッサ17を備え、このコンプレッサ17は、クラッチ18およびベルト伝動装置19を介して、電動機28により駆動される。   On the other hand, the cooling circuit B includes a compressor 17 that compresses the refrigerant. The compressor 17 is driven by an electric motor 28 via a clutch 18 and a belt transmission 19.

さらに、冷房回路Bは、エアコンユニット15のヒータコア16に併設された冷媒蒸発用のエバポレータ20を備え、このエバポレータ20は、上流側に膨張弁(図示せず)を内蔵し、さらに上流側の管路中には、冷媒中から水分を除去するレシーバドライヤ21と、冷媒を凝縮するコンデンサ22とが設置されている。   Further, the cooling circuit B includes an evaporator 20 for evaporating the refrigerant provided in the heater core 16 of the air conditioner unit 15. The evaporator 20 incorporates an expansion valve (not shown) on the upstream side, and further includes an upstream pipe. A receiver dryer 21 that removes moisture from the refrigerant and a condenser 22 that condenses the refrigerant are installed in the road.

このコンデンサ22は、油圧ショベル本体油圧回路の作動油を冷却するオイルクーラ24に併設され、電動機25により駆動される共通の冷却ファン26より冷却風の供給を受ける。   The condenser 22 is provided in the oil cooler 24 that cools the hydraulic oil in the hydraulic circuit of the hydraulic excavator body, and receives cooling air from a common cooling fan 26 driven by the electric motor 25.

オイルクーラ24は、メインタンク5に戻される作動油を冷却するもので、このため、メインタンク5は、熱媒体としての作動油を冷却する機能を有する。   The oil cooler 24 cools the working oil returned to the main tank 5, and thus the main tank 5 has a function of cooling the working oil as a heat medium.

ミニタンク10には、作動油の温度(油温)を検知するための温度センサ29が設けられ、この温度センサ29は、温度制御器30の入力部に接続され、この温度制御器30の出力部は、リリーフ解除用バイパスバルブ9および降温用バイパスバルブ11の各ソレノイドに接続されている。   The mini tank 10 is provided with a temperature sensor 29 for detecting the temperature of the hydraulic oil (oil temperature). This temperature sensor 29 is connected to the input of the temperature controller 30 and the output of the temperature controller 30 The portion is connected to each solenoid of the relief release bypass valve 9 and the temperature lowering bypass valve 11.

図2は、温度制御器30のブロック図を示し、温度センサ29と、目標温度を設定する目標温度設定器31とが、減算器32に接続され、この減算器32が、昇温用リリーフバルブ8と並列に設けられたリリーフ解除用バイパスバルブ9を制御するリリーフ制御器33と、リターンライン11aの降温用バイパスバルブ11を制御するリターン制御器34に接続されている。   FIG. 2 shows a block diagram of the temperature controller 30, in which a temperature sensor 29 and a target temperature setter 31 for setting a target temperature are connected to a subtractor 32, and this subtractor 32 is connected to a temperature raising relief valve. 8 is connected to a relief controller 33 that controls the relief release bypass valve 9 provided in parallel with the return valve 34 and a return controller 34 that controls the temperature lowering bypass valve 11 of the return line 11a.

次に、この図1および図2に示された前提技術の作用を説明する。 Next, the operation of the base technology shown in FIGS. 1 and 2 will be described.

暖房回路Aの暖房機能を説明すると、ヒート回路用ポンプ4から吐出された作動油は昇温用リリーフバルブ8で暖められ、ミニタンク10から再度ヒート回路用ポンプ4の吸込口4sに戻るヒート回路Hを構成し、メインポンプ3a、3bにより油圧ショベル本体油圧回路に供給される作動油の一部をヒート回路用ポンプ4によりヒート回路Hで循環させながら、昇温用リリーフバルブ8のリリーフ作用により加熱し、暖められた作動油をミニタンク10から循環ポンプ14によりキャブC内のヒータコア16に供給することで暖房に用いる。   Explaining the heating function of the heating circuit A, the hydraulic oil discharged from the heat circuit pump 4 is warmed by the temperature raising relief valve 8 and returned from the mini tank 10 to the suction port 4s of the heat circuit pump 4 again. H, and a part of the hydraulic oil supplied to the hydraulic excavator body hydraulic circuit by the main pumps 3a and 3b is circulated in the heat circuit H by the heat circuit pump 4, and the relief action of the temperature raising relief valve 8 Heated and heated hydraulic oil is supplied to the heater core 16 in the cab C by the circulation pump 14 from the mini tank 10 and used for heating.

このヒート回路Hの温度調整は、図2に示された減算器32で、温度センサ29の信号と目標温度設定器31の信号との偏差を算出し、リリーフ制御器33でリリーフ解除用バイパスバルブ9の制御信号を設定する。リリーフ制御器33は、油温が目標温度t1になるとオフになり、リリーフ解除用バイパスバルブ9を開く状態に切換え、油温が目標温度t1より低い規定温度t2に下がるとオンになり、リリーフ解除用バイパスバルブ9を閉じる状態に切換える特性を備えている。   The temperature adjustment of the heat circuit H is performed by calculating the deviation between the signal of the temperature sensor 29 and the signal of the target temperature setter 31 by the subtractor 32 shown in FIG. 2, and the relief release bypass valve by the relief controller 33. 9 control signal is set. The relief controller 33 turns off when the oil temperature reaches the target temperature t1, switches to a state in which the relief release bypass valve 9 is opened, and turns on when the oil temperature falls to the specified temperature t2 lower than the target temperature t1, thereby releasing the relief. The bypass valve 9 is switched to a closed state.

一方、温度偏差により、リターン制御器34で降温用バイパスバルブ11の制御信号を設定する。すなわち、リターン制御器34は、目標温度より高い規定温度t3でオンとなり、降温用バイパスバルブ11を開く状態に切換え、このオンになる規定温度t3より低い規定温度t4でオフになり、降温用バイパスバルブ11を閉じる状態に切換える特性を備えている。   On the other hand, a control signal for the temperature-falling bypass valve 11 is set by the return controller 34 according to the temperature deviation. That is, the return controller 34 is turned on at a specified temperature t3 higher than the target temperature and switched to a state in which the temperature-falling bypass valve 11 is opened, and turned off at a specified temperature t4 lower than the specified temperature t3 to be turned on. It has a characteristic of switching the valve 11 to a closed state.

したがって、ヒート回路Hの油温が規定温度t2より低いときは、リリーフ解除用バイパスバルブ9を閉じて、昇温用リリーフバルブ8で油温を上げ、この油温が目標温度t1になるとリリーフ解除用バイパスバルブ9が開き、昇温用リリーフバルブ8による加熱を停止する。   Therefore, when the oil temperature of the heat circuit H is lower than the specified temperature t2, the relief release bypass valve 9 is closed, the oil temperature is raised by the temperature raising relief valve 8, and relief is released when the oil temperature reaches the target temperature t1. The bypass valve 9 is opened and heating by the temperature raising relief valve 8 is stopped.

一方、油温が目標温度を超えた規定温度t3で、降温用バイパスバルブ11をオンにしてヒート回路Hの作動油の一部をメインタンク5に逃がして油温を下げ、規定温度t4まで油温が下がると、降温用バイパスバルブ11がオフになり、降温用バイパスバルブ11を閉じる。   On the other hand, at the specified temperature t3 at which the oil temperature exceeds the target temperature, the temperature-falling bypass valve 11 is turned on to release a part of the operating oil of the heat circuit H to the main tank 5 to lower the oil temperature, and the oil reaches the specified temperature t4 When the temperature falls, the temperature-falling bypass valve 11 is turned off, and the temperature-falling bypass valve 11 is closed.

このようにしてヒート回路Hで暖められた作動油は、暖房回路Aの循環ポンプ14でエアコンユニット15のヒータコア16に供給されキャブC内が暖められる。   The hydraulic oil warmed in the heat circuit H in this way is supplied to the heater core 16 of the air conditioner unit 15 by the circulation pump 14 of the heating circuit A and the inside of the cab C is warmed.

また、冷房回路Bの冷却機能を説明すると、コンプレッサ17で圧縮された冷媒は、コンデンサ22に送られて、ここで冷却ファン26により冷却されて凝縮する。この凝縮で液化された冷媒は、レシーバドライヤ21にて水分を除去されて貯められ、エバポレータ20にて内蔵された膨張弁の作用で蒸発される。   The cooling function of the cooling circuit B will be described. The refrigerant compressed by the compressor 17 is sent to the condenser 22, where it is cooled by the cooling fan 26 and condensed. The refrigerant liquefied by the condensation is stored after the moisture is removed by the receiver dryer 21, and is evaporated by the action of the expansion valve built in the evaporator 20.

このとき、冷媒は、気化熱としてエバポレータ20の周囲の空気から熱を吸収するので、周囲の空気は熱を奪われて冷却される。この空気をキャブC内に冷却風として供給する。エバポレータ20で蒸発された冷媒は、コンプレッサ17に送られて再び圧縮され、コンデンサ22に送られる。   At this time, since the refrigerant absorbs heat from the air around the evaporator 20 as heat of vaporization, the surrounding air is deprived of heat and cooled. This air is supplied into the cab C as cooling air. The refrigerant evaporated by the evaporator 20 is sent to the compressor 17, compressed again, and sent to the condenser 22.

次に、この図1および図2に示された前提技術の効果を説明する。 Next, effects of the base technology shown in FIGS. 1 and 2 will be described.

ヒート回路用ポンプ4により熱媒体としての作動油を循環させながら昇温用リリーフバルブ8のリリーフ作用により加熱し、暖められた作動油を暖房に用いるので、従来のヒータ加熱温水方式のような大型の水タンクを必要とせず、空調装置がコンパクトになり、その電動式油圧ショベルMへの搭載が容易になるとともに、水の管理が不要であるのでメンテナンスが容易になる。   Heating is performed by the relief action of the temperature raising relief valve 8 while circulating the working oil as a heat medium by the heat circuit pump 4, and the warmed working oil is used for heating. The water tank is not required, the air conditioner becomes compact, and it can be easily mounted on the electric excavator M, and maintenance is easy because water management is unnecessary.

また、温度センサ29により検出された作動油の温度が目標温度t1より低い規定温度t2に下がると、温度制御器30がリリーフ解除用バイパスバルブ9を閉じ、ヒート回路用ポンプ4から昇温用リリーフバルブ8を経て作動油を循環させるので、リリーフ作用により作動油を効率良く加熱するとともに、温度センサ29により検出された作動油の温度が目標温度t1になると、温度制御器30が昇温用リリーフバルブ8に並列に接続されたリリーフ解除用バイパスバルブ9を開いて昇温用リリーフバルブ8のリリーフ作用を解除するので、作動油の温度を適切に調節でき、ヒータコア16より適切な熱量を外部へ放出して適切な暖房を行なうことができる。   When the temperature of the hydraulic fluid detected by the temperature sensor 29 falls to a specified temperature t2 lower than the target temperature t1, the temperature controller 30 closes the relief release bypass valve 9, and the heat circuit pump 4 releases the temperature raising relief. Since the hydraulic oil is circulated through the valve 8, the hydraulic oil is efficiently heated by the relief action, and when the temperature of the hydraulic oil detected by the temperature sensor 29 reaches the target temperature t1, the temperature controller 30 raises the relief for raising the temperature. Since the relief release bypass valve 9 connected in parallel to the valve 8 is opened to release the relief action of the temperature raising relief valve 8, the temperature of the hydraulic oil can be adjusted appropriately, and an appropriate amount of heat is sent to the outside from the heater core 16. It can be released for proper heating.

電動式油圧ショベルMの稼働により作動油の油温が目標温度t1より上昇すると、リリーフ解除用バイパスバルブ9が自動的に開いて、昇温用リリーフバルブ8の作動頻度が少なくなるので、従来のように水を加熱する場合に比較して、油圧アクチュエータ作動用の作動油が有する熱エネルギを暖房に効率良く利用でき、省エネ化を図れる。   When the hydraulic oil temperature rises above the target temperature t1 due to the operation of the electric hydraulic excavator M, the relief release bypass valve 9 is automatically opened and the temperature raising relief valve 8 is less frequently operated. Thus, compared with the case of heating water, the thermal energy of the hydraulic oil for operating the hydraulic actuator can be efficiently used for heating, and energy saving can be achieved.

作動油の温度が規定温度t3まで上昇したときは温度制御器30により降温用バイパスバルブ11を開いて、ヒート回路Hの作動油の一部をメインタンク5に逃がし、このメインタンク5に戻されるメインポンプ3a、3bの作動油はオイルクーラ24で冷却されるので、適切に冷却された作動油をチェックバルブ12を介してヒート回路用ポンプ4に吸込ませることができ、過剰に上昇しすぎた作動油の温度を効率よく降温制御できる。   When the temperature of the hydraulic oil rises to the specified temperature t3, the temperature controller 30 opens the temperature-falling bypass valve 11 so that a part of the hydraulic oil in the heat circuit H is released to the main tank 5 and returned to the main tank 5. Since the hydraulic oil of the main pumps 3a and 3b is cooled by the oil cooler 24, the appropriately cooled hydraulic oil can be sucked into the heat circuit pump 4 through the check valve 12, and has risen excessively. The temperature of the hydraulic oil can be controlled efficiently.

メインタンク5より容量の小さなミニタンク10に設けられた温度センサ29により作動油の温度を検出し、温度制御器30を介してリリーフ解除用バイパスバルブ9および降温用バイパスバルブ11によりミニタンク10内の作動油を温度制御するので、メインタンク5内の作動油を温度制御する場合より、ミニタンク10内の作動油を短時間で設定された温度に制御でき、このミニタンク10から循環ポンプ14により適切な温度の作動油をヒータコア16へ迅速に供給できるとともに、ミニタンク10により空調装置をコンパクトに構成できる。   The temperature of the hydraulic oil is detected by the temperature sensor 29 provided in the mini tank 10 having a smaller capacity than the main tank 5, and the mini tank 10 is detected by the relief release bypass valve 9 and the temperature lowering bypass valve 11 via the temperature controller 30. Therefore, the hydraulic oil in the mini tank 10 can be controlled to a set temperature in a shorter time than the case of controlling the temperature of the hydraulic oil in the main tank 5. Accordingly, the hydraulic oil having an appropriate temperature can be quickly supplied to the heater core 16, and the air conditioner can be made compact by the mini tank 10.

次に、図3に基づき、本発明に係る実施の形態を説明する。なお、図1および図2に示された前提技術と同様の部分には、同一符号を付する。 Next, an embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part similar to the premise technique shown by FIG. 1 and FIG.

図3に示されるように、電動機1の出力軸が、この電動機1の動力を複数のポンプに配分するポンプドライブ装置2に接続され、このポンプドライブ装置2の複数の出力軸に、油圧ショベル本体油圧回路の複数のメインポンプ3a、3bと、ヒート回路用ポンプ4とが接続され、これらのポンプは、熱媒体タンクとしてのメインタンク5より熱媒体としての作動油を吸込む。   As shown in FIG. 3, the output shaft of the electric motor 1 is connected to a pump drive device 2 that distributes the power of the electric motor 1 to a plurality of pumps, and a hydraulic excavator body is connected to the plurality of output shafts of the pump drive device 2. A plurality of main pumps 3a, 3b in the hydraulic circuit and a heat circuit pump 4 are connected, and these pumps suck hydraulic fluid as a heat medium from a main tank 5 as a heat medium tank.

ヒート回路Hは、ヒート回路用ポンプ4の吐出ライン4d中に優先バルブ35が設けられ、この優先バルブ35のパイロットライン中に電磁切換弁36が設けられている。   In the heat circuit H, a priority valve 35 is provided in the discharge line 4 d of the heat circuit pump 4, and an electromagnetic switching valve 36 is provided in the pilot line of the priority valve 35.

優先バルブ35は、電磁切換弁36がオン(パイロットライン遮断状態)のときは、ヒート回路用ポンプ4の吐出ライン4dを、コンプレッサ駆動用流体圧モータとしての油圧モータ37に連通し、また、電磁切換弁36がオフ(パイロットライン連通状態)のときは、ヒート回路用ポンプ4の吐出ライン4dを、作動油温度を上げるための昇温用リリーフバルブ8と、この昇温用リリーフバルブ8に並列に接続されたリリーフ解除用バイパスバルブ9とに連通させるように制御するものである。これらの昇温用リリーフバルブ8およびリリーフ解除用バイパスバルブ9は、ヒート回路H内に設けた小容量タンクとしてのミニタンク10に接続されている。   The priority valve 35 communicates the discharge line 4d of the heat circuit pump 4 with a hydraulic motor 37 as a compressor driving fluid pressure motor when the electromagnetic switching valve 36 is on (pilot line shut-off state). When the switching valve 36 is off (pilot line communication state), the discharge line 4d of the heat circuit pump 4 is in parallel with the relief valve 8 for raising the temperature of the hydraulic oil and the relief valve 8 for raising the temperature. Control is performed so as to communicate with the relief release bypass valve 9 connected to. The temperature increasing relief valve 8 and the relief releasing bypass valve 9 are connected to a mini tank 10 as a small capacity tank provided in the heat circuit H.

このミニタンク10とヒート回路用ポンプ4の吸込口4sとを接続するラインからリターンライン11aが分岐され、このリターンライン11a中には、作動油をメインタンク5に逃がす降温用バイパスバルブ11が設けられている。また、メインタンク5からヒート回路用ポンプ4の吸込口4sに対して作動油を吸込可能なチェックバルブ12を有する吸込ライン12aが設けられている。   A return line 11a is branched from a line connecting the mini tank 10 and the suction port 4s of the heat circuit pump 4, and a temperature-falling bypass valve 11 for releasing the hydraulic oil to the main tank 5 is provided in the return line 11a. It has been. A suction line 12a having a check valve 12 capable of sucking hydraulic oil from the main tank 5 to the suction port 4s of the heat circuit pump 4 is provided.

暖房回路Aは、ミニタンク10に、電動機13により駆動される循環ポンプ14の吸込口が接続され、この循環ポンプ14の吐出ラインは、電動式油圧ショベルMのキャブC内に設置された空調装置ユニット(以下、「エアコンユニット」という)15のヒータコア16を経て、ミニタンク10に戻されている。   In the heating circuit A, a suction port of a circulation pump 14 driven by an electric motor 13 is connected to the mini tank 10, and a discharge line of the circulation pump 14 is an air conditioner installed in a cab C of the electric excavator M. The unit (hereinafter referred to as “air conditioner unit”) 15 is returned to the mini tank 10 via the heater core 16.

一方、冷房回路Bは、冷媒を圧縮するコンプレッサ17を備え、このコンプレッサ17は、クラッチ18およびベルト伝動装置19を介して、油圧モータ37により駆動される。   On the other hand, the cooling circuit B includes a compressor 17 that compresses the refrigerant. The compressor 17 is driven by a hydraulic motor 37 via a clutch 18 and a belt transmission 19.

さらに、冷房回路Bは、エアコンユニット15のヒータコア16に併設された冷媒蒸発用のエバポレータ20を備え、このエバポレータ20は、上流側に膨張弁(図示せず)を内蔵し、さらに上流側の管路中には、冷媒中から水分を除去するレシーバドライヤ21と、冷媒を凝縮するコンデンサ22とが設置されている。   Further, the cooling circuit B includes an evaporator 20 for evaporating the refrigerant provided in the heater core 16 of the air conditioner unit 15. The evaporator 20 incorporates an expansion valve (not shown) on the upstream side, and further includes an upstream pipe. A receiver dryer 21 that removes moisture from the refrigerant and a condenser 22 that condenses the refrigerant are installed in the road.

このコンデンサ22は、油圧ショベル本体油圧回路の作動油を冷却するオイルクーラ24に併設され、電動機25により駆動される共通の冷却ファン26より冷却風の供給を受ける。   The condenser 22 is provided in the oil cooler 24 that cools the hydraulic oil in the hydraulic circuit of the hydraulic excavator body, and receives cooling air from a common cooling fan 26 driven by the electric motor 25.

ミニタンク10には、作動油の温度(油温)を検知するための温度センサ29が設けられ、この温度センサ29は、温度制御器30の入力部に接続され、この温度制御器30の出力部は、リリーフ解除用バイパスバルブ9および降温用バイパスバルブ11の各ソレノイドに接続されている。温度制御器30は、既に図2に基づいて説明したので、ここでは説明を省略する。   The mini tank 10 is provided with a temperature sensor 29 for detecting the temperature of the hydraulic oil (oil temperature). This temperature sensor 29 is connected to the input of the temperature controller 30 and the output of the temperature controller 30 The portion is connected to each solenoid of the relief release bypass valve 9 and the temperature lowering bypass valve 11. Since the temperature controller 30 has already been described with reference to FIG. 2, the description thereof is omitted here.

次に、この図3に示された実施の形態の作用効果を説明する。   Next, the function and effect of the embodiment shown in FIG. 3 will be described.

ヒート回路用ポンプ4から吐き出される作動油は優先バルブ35から昇温用リリーフバルブ8またはコンプレッサ駆動用の油圧モータ37に供給される。   The hydraulic fluid discharged from the heat circuit pump 4 is supplied from the priority valve 35 to the temperature raising relief valve 8 or the hydraulic motor 37 for driving the compressor.

すなわち、コンプレッサ17を駆動しないときは、電磁切換弁36をオフにして優先バルブ35を図3に示された状態にすることで、ヒート回路用ポンプ4の全流量を昇温用リリーフバルブ8側に流し、一方、コンプレッサ17を駆動するときは、電磁切換弁36をオンにして優先バルブ35を切換えることで、ヒート回路用ポンプ4からの一定流量を油圧モータ37に供給してコンプレッサ17を駆動し、残りの流量を昇温用リリーフバルブ8側に流す。   That is, when the compressor 17 is not driven, the electromagnetic switching valve 36 is turned off and the priority valve 35 is set to the state shown in FIG. 3, so that the total flow rate of the heat circuit pump 4 is increased to the temperature raising relief valve 8 side. On the other hand, when the compressor 17 is driven, the electromagnetic switching valve 36 is turned on and the priority valve 35 is switched to supply a constant flow rate from the heat circuit pump 4 to the hydraulic motor 37 to drive the compressor 17. Then, the remaining flow rate is allowed to flow to the temperature raising relief valve 8 side.

したがって、暖房のときは、電磁切換弁36をオフにして、ヒート回路用ポンプ4の圧油の全流量を昇温用リリーフバルブ8側に供給して、この昇温用リリーフバルブ8で油温を上げる。この際の、温度制御方法は、図1および図2に示された前提技術と同じであるので省略する。 Therefore, during heating, the electromagnetic switching valve 36 is turned off, the entire flow rate of the pressure oil of the heat circuit pump 4 is supplied to the temperature raising relief valve 8 side, and the oil temperature is increased by the temperature raising relief valve 8. Raise. The temperature control method at this time is the same as that of the base technology shown in FIGS.

一方、冷房のときは、電磁切換弁36をオンにして、一定流量を油圧モータ37に供給し、コンプレッサ17を駆動する。なお、図3に示された冷房回路Bは、図1および図2に示された冷房回路Bと同様であるので、その冷房機能の説明は省略する。   On the other hand, during cooling, the electromagnetic switching valve 36 is turned on, a constant flow rate is supplied to the hydraulic motor 37, and the compressor 17 is driven. Note that the cooling circuit B shown in FIG. 3 is the same as the cooling circuit B shown in FIGS. 1 and 2, and thus the description of the cooling function is omitted.

電動式油圧ショベルMのキャブC内の温度は、冷風と温風とを混合して調整するので、冷房中においても前記暖房時の油温制御と同様の作用でリリーフ解除用バイパスバルブ9および降温用バイパスバルブ11を制御して作動油温度を調整する。   Since the temperature in the cab C of the electric excavator M is adjusted by mixing cold air and warm air, the relief release bypass valve 9 and the temperature lowering can be performed in the same manner as the oil temperature control during heating even during cooling. The hydraulic oil temperature is adjusted by controlling the bypass valve 11.

そして、この図3に示された実施の形態によれば、冷房時はヒート回路用ポンプ4から吐出された作動油の一定流量を優先バルブ35によりコンプレッサ駆動用の油圧モータ37に供給して、冷房回路用のコンプレッサ17を駆動するので、ヒート回路用ポンプ4から吐出された作動油圧を暖房時だけでなく冷房時も有効利用できる。なお、図1および図2に示された前提技術と同様な効果も奏するが、その効果の説明は省略する。 Then, according to the embodiment shown in FIG. 3, at the time of cooling, the constant flow rate of the hydraulic oil discharged from the heat circuit pump 4 is supplied to the hydraulic motor 37 for driving the compressor by the priority valve 35. Since the cooling circuit compressor 17 is driven, the hydraulic pressure discharged from the heat circuit pump 4 can be effectively used not only during heating but also during cooling. In addition, although the same effect as the premise technique shown by FIG. 1 and FIG. 2 is also show | played, description of the effect is abbreviate | omitted.

本発明は、エンジンの冷却装置として水冷式の冷却装置を備えていない電動式油圧ショベルMに冷房装置および暖房装置を設置する場合に好適であるが、電動式自動車などの空調装置にも利用可能である。   The present invention is suitable for installing a cooling device and a heating device on an electric excavator M that does not include a water-cooled cooling device as an engine cooling device, but can also be used for an air-conditioning device such as an electric automobile. It is.

本発明に係る空調装置のシステム構成の前提技術を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the premise technique of the system configuration | structure of the air conditioner which concerns on this invention. 同上空調装置の温度制御器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 temperature controller of an air conditioner same as the above. 本発明に係る空調装置のシステム構成の実施の形態を示す回路図である。Is a circuit diagram showing an implementation form of the system configuration of the air conditioning apparatus according to the present invention. 同上空調装置を搭載した作業機械を示す側面図である。It is a side view which shows the working machine carrying an air conditioner same as the above.

M 作業機械としての電動式油圧ショベル
B 冷房回路
1 電動機
4 ヒート回路用ポンプ
5 熱媒体タンクとしてのメインタンク
8 昇温用リリーフバルブ
9 リリーフ解除用バイパスバルブ
10 小容量タンクとしてのミニタンク
11 降温用バイパスバルブ
12 チェックバルブ
14 循環ポンプ
16 ヒータコア
17 コンプレッサ
29 温度センサ
30 温度制御器
35 優先バルブ
37 コンプレッサ駆動用流体圧モータとしての油圧モータ
M Electric hydraulic excavator as work machine B Cooling circuit 1 Electric motor 4 Pump for heat circuit 5 Main tank as heat medium tank 8 Relief valve for temperature increase 9 Bypass valve for relief release
10 Mini tank as a small capacity tank
11 Bypass valve for cooling
12 Check valve
14 Circulation pump
16 Heater core
17 Compressor
29 Temperature sensor
30 Temperature controller
35 priority valve
37 Hydraulic motor as a fluid pressure motor for compressor drive

Claims (4)

電動機により駆動されるヒート回路用ポンプと、
ヒート回路用ポンプにより熱媒体が循環される流路中に設けられた昇温用リリーフバルブと、
昇温用リリーフバルブに並列に接続されたリリーフ解除用バイパスバルブと、
昇温用リリーフバルブにより昇温された熱媒体から外部へ熱を放出する暖房用のヒータコアと、
熱媒体の温度を検出する温度センサと、
温度センサにより検出された熱媒体の温度が目標温度になるとリリーフ解除用バイパスバルブを開き、熱媒体の温度が目標温度より低い規定温度に下がるとリリーフ解除用バイパスバルブを閉じる温度制御器と
冷房回路用のコンプレッサと、
ヒート回路用ポンプから吐出された熱媒体圧により作動してコンプレッサを駆動するコンプレッサ駆動用流体圧モータと、
ヒート回路用ポンプと昇温用リリーフバルブとの間の回路中かつヒート回路用ポンプとコンプレッサ駆動用流体圧モータとの間の回路中に設けられ、冷房時は熱媒体の一定流量をコンプレッサ駆動用流体圧モータに供給し暖房時は熱媒体の全流量を昇温用リリーフバルブに供給する優先バルブと
を具備したことを特徴とする空調装置。
A heat circuit pump driven by an electric motor;
A relief valve for raising temperature provided in a flow path through which a heat medium is circulated by a heat circuit pump;
A relief release bypass valve connected in parallel to the temperature raising relief valve;
A heater core for heating that releases heat to the outside from the heating medium heated by the relief valve for heating;
A temperature sensor for detecting the temperature of the heat medium;
A temperature controller that opens the relief release bypass valve when the temperature of the heat medium detected by the temperature sensor reaches the target temperature, and closes the relief release bypass valve when the temperature of the heat medium falls to a specified temperature lower than the target temperature ;
A compressor for the cooling circuit;
A fluid pressure motor for driving the compressor that operates by the heat medium pressure discharged from the pump for the heat circuit to drive the compressor;
It is installed in the circuit between the heat circuit pump and the temperature raising relief valve and in the circuit between the heat circuit pump and the compressor driving fluid pressure motor. During cooling, a constant flow rate of the heat medium is used for driving the compressor. An air conditioner comprising: a priority valve that supplies the fluid pressure motor to the relief valve for raising the temperature of the heating medium during heating .
熱媒体は、作業機械を作動する油圧アクチュエータ作動用の作動油の一部を用いる
ことを特徴とする請求項1記載の空調装置。
The air conditioner according to claim 1, wherein a part of hydraulic oil for operating a hydraulic actuator that operates the work machine is used as the heat medium.
熱媒体を収容するとともに熱媒体を冷却する機能を有する熱媒体タンクと、
ヒート回路用ポンプにより循環される熱媒体の一部を熱媒体タンクに取出すことが可能な降温用バイパスバルブと、
熱媒体タンクからヒート回路用ポンプへの熱媒体の吸込を可能とするチェックバルブとを備え、
温度制御器は、熱媒体の温度が所定温度まで上昇したときに降温用バイパスバルブを開くように制御する
ことを特徴とする請求項1または2記載の空調装置。
A heat medium tank having a function of containing the heat medium and cooling the heat medium;
A temperature-decreasing bypass valve capable of extracting a part of the heat medium circulated by the heat circuit pump into the heat medium tank;
A check valve that enables suction of the heat medium from the heat medium tank to the heat circuit pump,
3. The air conditioner according to claim 1, wherein the temperature controller controls to open the temperature-falling bypass valve when the temperature of the heat medium rises to a predetermined temperature.
ヒート回路用ポンプにより熱媒体が循環される流路中に設けられ熱媒体タンクより容量の小さな小容量タンクと、
小容量タンクの熱媒体をヒータコアを経て循環させる循環ポンプとを具備し、
温度センサは、小容量タンクに設けられた
ことを特徴とする請求項3記載の空調装置
A small-capacity tank provided in a flow path through which the heat medium is circulated by a heat circuit pump and having a smaller capacity than the heat medium tank;
A circulation pump for circulating the heat medium of the small capacity tank through the heater core,
The air conditioner according to claim 3, wherein the temperature sensor is provided in a small-capacity tank .
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