JP4961396B2 - 全旋回式作業車両の燃料回路 - Google Patents

Description

本発明は、ホイールショベル等の全旋回式作業車両に備えられ、旋回体に配置されたエンジンに燃料を供給するフィードポンプを走行体に配置した全旋回式作業車両の燃料回路に関する。

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。この従来技術は例えばホイールショベルに備えられる燃料回路であり、ホイールショベルは、走行体と、この走行体上に配置される旋回体と、走行体と旋回体との間に介在されるスイベルジョイントとを備えている。燃料回路は、旋回体に配置されるエンジンと、走行体に配置されエンジンに供給される燃料を吐出するフィードポンプと、走行体に配置されフィードポンプに吸い込まれる燃料を蓄える燃料タンクとを備えている。また、フィードポンプに接続されスイベルジョイントを通して旋回体に延設され、エンジンに燃料を供給する供給管路と、エンジンで燃焼されなかった未燃燃料をスイベルジョイントを通して燃料タンクに戻すリターン管路とを備えている。
特公平７−９９１２７号公報

上述した従来技術は、未燃燃料を燃料タンクに戻すために、リターン管路を、走行体と旋回体との間に介在させたスイベルジョイントを通るように構成してあるため、スイベルジョイントのポート数が多くなり、このスイベルジョイントの構造が複雑になって製作費が高くなる問題がある。

また、スイベルジョイントには、エンジンに供給される燃料が流れる他に、エンジンから戻される高温の未燃燃料や、比較的温度の高い走行モータ駆動用、ブレーキ用等の作動油が流れる。このために従来技術にあっては、スイベルジョイントにおいてエンジンに供給される燃料が、高温の未燃燃料、及び比較的温度の高い作動油によって加温されて温度が上昇しやすい。このように加温によって温度が上昇した燃料がエンジンに供給されるとエンジンの燃料効率が低下する懸念がある。

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、スイベルジョイントのポート数を少なくすることができるとともに、エンジンに供給される燃料の温度上昇を抑えることができる全旋回式作業車両の燃料回路を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係る全旋回式作業車両の燃料回路は、走行体と、この走行体上に配置される旋回体と、上記走行体と上記旋回体との間に介在されるスイベルジョイントとを有する全旋回式作業車両に備えられ、上記旋回体に配置されるエンジンと、上記走行体に配置され、上記エンジンに供給される燃料を吐出するフィードポンプと、上記走行体に配置され、上記フィードポンプに吸い込まれる燃料を蓄える燃料タンクと、上記フィードポンプに接続され上記スイベルジョイントを通して上記旋回体に延設され、上記エンジンに燃料を供給する供給管路と、上記エンジンで燃焼されなかった未燃燃料を戻すリターン管路とを備えた全旋回式作業車両の燃料回路において、上記リターン管路を、上記スイベルジョイントの下流に位置する上記供給管路部分に接続した構成にしてある。

このように構成した本発明は、リターン管路を、スイベルジョイントの下流に位置する供給管路部分に接続したことから、スイベルジョイントを通るリターン管路を設けずに済み、これによってスイベルジョイントのポート数を少なくすることができる。また、エンジンから戻される高温の未燃燃料や、スイベルジョイントを流れる比較的高温の作動油の影響を受けないことから、エンジンに供給される燃料の温度上昇を抑えることができる。

また、本発明に係る全旋回式作業車両の燃料回路は、上記発明において、上記リターン管路から戻され温度の高くなった未燃燃料を冷却する熱交換器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、熱交換器によって、リターン管路に導かれる高温の未燃燃料の温度が下げられ、この温度が下げられた未燃燃料がフィードポンプから吐出される燃料と合流する。したがって、エンジンに供給される合流した燃料の温度を下げることができる。

また、本発明に係る全旋回式作業車両の燃料回路は、上記発明において、上記熱交換器を、上記リターン管路中に配置したことを特徴としている。

また、本発明に係る全旋回式作業車両の燃料回路は、上記発明において、上記熱交換器を、上記供給管路と上記リターン管路との接続点の下流に位置する上記供給管路部分に配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、リターン管路に導かれる高温の未燃燃料の温度が下げられるとともに、フィードポンプから吐出される燃料の温度も熱交換器で下げることができる。したがって、エンジンに供給される合流した燃料の温度をより確実に下げることができる。

また、本発明に係る全旋回式作業車両の燃料回路は、上記発明において、一端が上記リターン管路に接続され、他端が上記熱交換器の下流に位置する上記供給管路部分に接続される分岐管路を備え、この分岐管路中に、上記リターン管路に導かれる未燃燃料の粘性抵抗に応じて開閉するリリーフ弁を配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、低温の作業環境におけるエンジンの始動時などにあって、エンジンからリターン管路に戻される未燃燃料の温度が比較的低い状態では、その未燃燃料の粘性抵抗が大きくなることによってリリーフ弁が開かれ、このリリーフ弁を介して分岐管路から供給管路に、リターン管路に戻された未燃燃料が導かれる。すなわち、リターン管路に戻された未燃燃料は熱交換器を通されることなく供給管路に導かれ、フィードポンプから吐出される燃料と合流する。また、エンジンからリターン管路に戻される未燃燃料の温度が高くなると、その未燃燃料の粘性抵抗が小さくなることによってリリーフ弁が閉じられた状態に保持され、その未燃燃料が分岐管路に導かれることなく熱交換器の上流に位置する供給管路部分に導かれ、フィードポンプから吐出される燃料と合流して、その合流した燃料が熱交換器において冷却される。したがって、低温の作業環境における始動時には、比較的低温となっているリターン管路に導かれる未燃燃料を、熱交換器を通さずに暖めることができ、これによってエンジンの始動を円滑に行なわせることができる。

本発明は、リターン管路を、走行体と旋回体との間に介在させたスイベルジョイントの下流に位置する供給管路部分に接続したことから、スイベルジョイントのポート数を少なくすることができ、このスイベルジョイントの構造を簡単にすることができ、製作費を従来よりも安くすることができる。また、エンジンから戻される高温の未燃燃料や、スイベルジョイントを流れる比較的高温の作動油の影響を受けないことから、エンジンに供給される燃料の温度上昇を抑えることができ、これにより従来に比べてエンジンの燃焼効率を向上させることができる。

また、リターン管路から戻され温度の高くなった未燃燃料を冷却する熱交換器を備えるようにすれば、エンジンに供給される合流した燃料の温度を下げることができ、エンジンの燃焼効率をさらに高めることができる。

以下，本発明に係る全旋回式作業車両の燃料回路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回路の各実施形態が備えられる全旋回式作業車両の一例として挙げたホイールショベルを示す側面図である。

この図１に示すように、本発明に係る燃料回路の各実施形態が備えられるホイールショベルは、ホイール１ａを有する走行体１と、この走行体１上に配置され、運転室２ａ、エンジン室２ｂ、及びカウンタウエイト２ｃを有する旋回体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フロント作業機３とを備えている。このフロント作業機３は、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３ａと、このブーム３ａの先端に取り付けられるアーム３ｂと、このアーム３ｂの先端に取り付けられるバケット３ｃとを含んでいる。なお、走行体１と旋回体２との間には、走行体１と旋回体２の間にわたって延設される配管等の挿通を許容させるスイベルジョイントを配置してある。

図２は本発明に係る燃料回路の第１実施形態を示す回路図である。この図２に示すように、第１実施形態に係る燃料回路は、旋回体２のエンジン室２ｂ内に配置されるエンジン４と、走行体２に配置され、エンジン４に供給される燃料を吐出するフィードポンプ５と、走行体２に配置されフィードポンプ５に吸い込まれる燃料を蓄える燃料タンク６とを備えている。また、フィードポンプ５に接続され、上述したスイベルジョイント７を通して旋回体２に延設され、エンジン４に燃料を供給する供給管路８と、エンジン４で燃焼されなかった未燃燃料を戻すリターン管路９とを備えている。リターン管路９は、スイベルジョイント７の下流に位置する供給管路８部分に接続してある。

供給管路８には燃料中のゴミ等を除去するフィルタ１０を配置してあり、リターン管路９には、供給管路８側からリターン管路９側を介してのエンジン４方向への燃料の逆流を防止する逆止弁１１を配置してある。なお、フィードポンプ５はモータ１３によって駆動するようになっている。また、この第１実施形態に係る燃料回路は、リターン管路９から戻され温度の高くなった未燃燃料を冷却する熱交換器１２を備えている。この熱交換器１２は、例えばリターン管路９中に配置してある。

このように構成した第１実施形態は、モータ１３を駆動させるとフィードポンプ５が作動して、このフィードポンプ５から吐出される燃料が、スイベルジョイント７に挿通される供給管路８に導かれ、エンジン４の燃料噴射部に供給される。これによりエンジン４が駆動し、このエンジン４の駆動によって図示しない油圧ポンプが作動する。この油圧ポンプから吐出される圧油によって、走行体１の走行、旋回体２の旋回、あるいはフロント作業機３の駆動が実施される。フロント作業機３の駆動によって土砂等の掘削作業が行なわれる。

エンジン４で燃焼されなかった未燃燃料は、リターン管路９によって供給管路８に導かれ、フィードポンプ５から吐出される燃料と合流し、再びエンジン４の燃料として活用される。

また、リターン管路９に配置した熱交換器１２によって、このリターン管路９に導かれる高温の未燃燃料の温度が下げられ、このように温度が下げられた未燃燃料がフィードポンプ５から吐出される燃料と合流する。したがって、エンジン４に供給される合流した燃料の温度を下げることができる。

このように構成した第１実施形態によれば、リターン管路９を、スイベルジョイント７の下流に位置する供給管路８部分に接続したことから、スイベルジョイント７のポート数を少なくすることができ、これによってスイベルジョイント７の構造を簡単にすることができ、製作費を安くすることができる。また、エンジン４から戻される高温の未燃燃料や、スイベルジョイント７を流れる比較的高温の作動油の影響を受けないことから、エンジン４に供給される燃料の温度上昇を抑えることができ、これによりエンジン４の燃焼効率を向上させることができる。

また、リターン管路９に配置した熱交換器１２によって、このリターン管路９に導かれる高温の未燃燃料の温度が下げられ、この温度が下げられた未燃燃料がフィードポンプ５から吐出される燃料と合流する。したがって、エンジン４に供給される合流した燃料の温度を下げることができ、エンジン４の燃焼効率をさらに高めることができる。

図３は本発明に係る燃料回路の第２実施形態を示す回路図である。この図３に示す第２実施形態は、エンジン４から戻され温度の高くなった未燃燃料を冷却する熱交換器１２を、供給管路８とリターン管路９との接続点の下流であって、フィルタ１０の上流に位置する供給管路８部分に配置してある。その他の構成は上述した第１実施形態と同じである。

このように構成した第２実施形態も、リターン管路９をスイベルジョイント７の下流に位置する供給管路８部分に接続したことから、上述した第１実施形態と同様に、スイベルジョイント７のポート数を少なくすることができ、これによってスイベルジョイント７の構造を簡単にすることができ、製作費を安くすることができる。また、エンジン４から戻される高温の未燃燃料や、スイベルジョイント７を流れる比較的高温の作動油の影響を受けないことから、エンジン４に供給される燃料の温度上昇を抑えることができ、これによりエンジン４の燃焼効率を向上させることができ。さらに、エンジン４から戻された未燃燃料の温度を熱交換器１２によって下げることができ、これによってエンジン４に供給される合流した燃料の温度を下げることができ、エンジン４の燃焼効率を高めることができる。

また、第２実施形態は、供給管路８に熱交換器１２を設けてあることから、フィードポンプ５から吐出される燃料の温度も熱交換器１２で下げることができる。したがって、エンジン４に供給される合流した燃料の温度をより確実に下げることができ、エンジン４の燃焼効率を高めることに貢献する。

図４は本発明に係る燃料回路の第３実施形態を示す回路図である。この図４に示す第３実施形態は、一端がリターン管路９に接続され、他端が熱交換器１２の下流であって、フィルタ１０の上流に位置する供給管路８部分に接続される分岐管路１４を備え、この分岐管路１４中に、リターン管路９に導かれる未燃燃料の粘性抵抗に応じて開閉するリリーフ弁１５を配置した構成にしてある。その他の構成は上述した第２実施形態と同じである。

このように構成した第３実施形態は、低温の作業環境におけるエンジン４の始動時などにあって、エンジン４からリターン管路９に戻される未燃燃料の温度が比較的低い状態では、その未燃燃料の粘性抵抗が大きくなることによってリリーフ弁１５が開かれ、このリリーフ弁１５を介して分岐管路１４から供給管路８に、リターン管路９に戻された未燃燃料が導かれる。すなわち、リターン管路９に戻された未燃燃料は熱交換器１２を通されることなく供給管路８に導かれ、フィードポンプ５から吐出される燃料と合流する。また、エンジン４からリターン管路９に戻される未燃燃料の温度が高くなると、その未燃燃料の粘性抵抗が小さくなることによってリリーフ弁１５が閉じられた状態に保持され、その未燃燃料が分岐管路１４に導かれることなく熱交換器１２の上流に位置する供給管路８部分に導かれ、フィードポンプ５から吐出される燃料と合流して、その合流した燃料が熱交換器１２において冷却される。したがって、上述した第２実施形態と同等の作用効果を奏する他、低温の作業環境における始動時には、比較的低温となっているリターン管路９に導かれる未燃燃料を、熱交換器１２を通さずに暖めることができ、これによってエンジン４の始動を円滑に行なわせることができる。

本発明に係る燃料回路の各実施形態が備えられる全旋回式作業車両の一例として挙げたホイールショベルを示す側面図である。 本発明に係る燃料回路の第１実施形態を示す回路図である。 本発明に係る燃料回路の第２実施形態を示す回路図である。 本発明に係る燃料回路の第３実施形態を示す回路図である。

符号の説明

１ 走行体
２ 旋回体
２ｂ エンジン室
３ フロント作業機
４ エンジン
５ フィードポンプ
６ 燃料タンク
７ スイベルジョイント
８ 供給管路
９ リターン管路
１０ フィルタ
１１ 逆止弁
１２ 熱交換器
１３ モータ
１４ 分岐管路
１５ リリーフ弁

Claims (5)

1. 走行体と、この走行体上に配置される旋回体と、上記走行体と上記旋回体との間に介在されるスイベルジョイントとを有する全旋回式作業車両に備えられ、
   上記旋回体に配置されるエンジンと、上記走行体に配置され、上記エンジンに供給される燃料を吐出するフィードポンプと、上記走行体に配置され、上記フィードポンプに吸い込まれる燃料を蓄える燃料タンクと、上記フィードポンプに接続され上記スイベルジョイントを通して上記旋回体に延設され、上記エンジンに燃料を供給する供給管路と、上記エンジンで燃焼されなかった未燃燃料を戻すリターン管路とを備えた全旋回式作業車両の燃料回路において、
   上記リターン管路を、上記スイベルジョイントの下流に位置する上記供給管路部分に接続したことを特徴とする全旋回式作業車両の燃料回路。
2. 請求項１項に記載の全旋回式作業車両の燃料回路において、
   上記リターン管路から戻され温度の高くなった未燃燃料を冷却する熱交換器を備えたことを特徴とする全旋回式作業車両の燃料回路。
3. 請求項２項に記載の全旋回式作業車両の燃料回路において、
   上記熱交換器を、上記リターン管路中に配置したことを特徴とする全旋回式作業車両の燃料回路。
4. 請求項２項に記載の全旋回式作業車両の燃料回路において、
   上記熱交換器を、上記供給管路と上記リターン管路との接続点の下流に位置する上記供給管路部分に配置したことを特徴とする全旋回式作業車両の燃料回路。
5. 請求項４項に記載の全旋回式作業車両の燃料回路において、
   一端が上記リターン管路に接続され、他端が上記熱交換器の下流に位置する上記供給管路部分に接続される分岐管路を備え、この分岐管路中に、上記リターン管路に導かれる未燃燃料の粘性抵抗に応じて開閉するリリーフ弁を配置したことを特徴とする全旋回式作業車両の燃料回路。

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