KR20010066914A

KR20010066914A - 스키드 스티어 로더용 난방, 통기 및 공조 시스템

Info

Publication number: KR20010066914A
Application number: KR1020000039065A
Authority: KR
Inventors: 아스케제임스이; 댈제프리에이; 마스타드로라에이; 아벨제프리에이
Original assignee: 찰스 알. 호지; 클라크 이큅먼트 컴파니
Priority date: 1999-07-09
Filing date: 2000-07-08
Publication date: 2001-07-11
Also published as: US6223807B1; JP2001081812A; CA2313581A1; CA2313581C; EP1066995A1; AU4510800A

Abstract

스키드 스티어 로더의 조정실용 공기 핸들링 장치는 조정실의 외부와 조정실의 후방 벽상에 장착된 공기 유동(airflow) 하우징을 구비한다. 이 하우징은 로더의 골격 내부에 있는데, 즉 조정실의 상부 벽 아래와 사이드 프레임 부재의 내부에 배치된다. 상기 하우징은 엔진실 위에 공기 유입구를 구비하며, 또 가열기 코어 및 공조 시스템용 증발기를 포함하며, 상기 가열기 코어 및 증발기는 팬이 장착될 플리넘 챔버내에 설치되는 열교환기로서 작동한다. 플리넘 챔버로부터 조정실의 내부로 덕트들이 연결되어 있다. 공기 핸들링 하우징에 연결된 덕트는 조정실의 후방 벽에 있는 포트를 통해 내부로 개방되어 있고, 상기 내부 덕트는 조정실의 소망의 위치를 난방, 통기 및 공조를 행하기 위해 플리넘 챔버로부터의 공기를 운반한다.

Description

스키드 스티어 로더용 난방, 통기 및 공조 시스템{HEATING, VENTILATING AND AIR CONDITIONING SYSTEM FOR A SKID STEER LOADER}

본 발명은 스키드 스티어 로더(skid steer loader)에 사용되는 난방, 통기 및 공조 시스템(HVAC)과 이와 관련한 덕트(duct) 계통의 장착 및 위치 설정에 관한 것으로, 특히 상기 HVAC 장치의 주요 부품을 로더의 조정실(cab) 외부에 장착하는 것에 관한 것이다. 상기 HVAC 장치의 주요 부품들은 조정실의 후방의 눈에 안띄는 곳에, 다량의 먼지 및 이물질이 없는 곳에, 그러나 통상의 스키드 스티어 로더의 내부에 배치된다.

스키드 스티어 로더는 매우 콤팩트한 로더이며, 그리고 각종 모델에 있어서 HVAC 장치가 설치되거나 설치되지 않을 경우에 상관없이 그 골격 즉, 바깥의 높이, 폭 및 길이의 치수를 그대로 유지하는 것이 바람직하다. 따라서, 본 발명의 HVAC장치는 프레임 구조체의 내측에 설치되고, 또 어떠한 외부의 손상으로부터 보호된다.

과거에는, 스키드 스티어 로더의 조정실은 대부분 개방형으로 되어 있어 냉방 및 난방을 필요로 하지 않았다. 최근에는, 난방 및 공조 시스템을 구비한 폐쇄형의 조정실이 시판되고 있지만, 기존의 스키드 스티어 로더의 골격내에 압축기, 콘덴서, 증발기, 가열기 코어(core) 및 송풍기 혹은 팬을 설치하는 것과 관련한 문제점이 존재하였다.

콘덴서, 증발기 및 가열기 코어는, 여유 공간이 극히 제한되어 있는 로터 운전자의 좌석 아래와, 그리고 로더의 조정실 상부에 배치하였다. 조정실 상부에 배치함으로써, 콘덴서, 팬 및 다른 부품들은 로더의 운전시 손상될 수밖에 없다. 따라서, 이들 부품들을, 로더의 골격을 증가시키거나 외부 크기를 확대시키지 않으면서 눈에 안띄는 곳에서 보호할 수 있게 설계하는 것이 요구되었다.

본 발명은 증발기, 가열기 코어 및 팬 등의 주요 부품들을 눈에 안띄는 곳에 장착하여 이들 부품들이 외부의 손상으로부터 보호되고, 쉽게 폐쇄형 조정실에 배관될 수 있도록 기존의 공간을 이용하는, 스키드 스티어 로더용 난방, 통기 및 공조 시스템에 관한 것이다. 상기 부품들은, 주위의 공기 유입구가 그 상부에 마련되어 있는 엔진실의 후방에서 그것과 인접하게 조정실의 외부에 모두 장착되어 있다. 따라서, 이들 부품들은 운전자의 격실 혹은 조정실의 공간 바깥에 설치되고, 또 프레임 혹은 조정실의 골격을 측방향이나 수직방향으로 넘어서 연장하지 않게된다. 더욱이, 이들 부품은 공기 유동을 위한 배관이 짧고 가열 혹은 냉각된 공기가 조정실내로 용이하게 운반되도록 배치되어 있다. 따라서, 긴 덕트를 사용할 필요가 없기 때문에, 이러한 시스템의 전체 제조비는 낮아지게 된다.

압축기, 콘덴서, 팬, 증발기 및 가열기 코어는 통상적인 종류의 것으로, 어떠한 소망의 위치에 설치할 수 있다.

추가적으로, 조정실로 흡입된 공기를 상당량의 먼지 및 이물질을 없애거나 깨끗하게 유지시키는 것을 보조하기 위해, HVAC 장치의 하우징의 외부에 있는 신선한 공기 유입구상에 공기 필터가 설치되어 있다.

본 발명은 증발기, 가열기 코어, 팬 및 덕트들을, 이들이 용이하게 작동할 수 있고, 또 조정실을 완전히 차지하지 않고 보호될 있도록 설치하며, 그리고 가열되거나 냉각된 공기를 조정실 내부로 전달하기 위해 긴 덕트를 사용할 필요를 없게 해준다. 따라서, 이들 부품들을 로더의 골격을 증가시키거나 외부 크기를 확대시키지 않으면서 눈에 안띄는 곳에서 보호할 수 있게 배치가 가능해진다.

도 1은 본 발명에 따라 제조된 난방, 통기 및 공조 시스템(HVAC)이 설치되어 있는 스키드 스티어 로더의 개략적인 사시도이며,

도 2는 HVAC 장치가 설치되어 있는 통상의 스키드 스티어 로더를 도시한 확대 측면도이고,

도 3은 도 2의 일부를 확대 도시한 단면도이며,

도 4는 조정실의 일측을 따라 작동하는 사이드 덕트를 도시하기 위해 도 3의 반대편에서 바라본 조정실의 수직 종단면도이고,

도 5는 조정실의 내부로 이르고, 측방향으로 연장하는 덕트를 도시하기 위해 부분적으로는 단면을 그리고 부분적으로 들어내어 도시한 HVAC 장치의 배면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 스키드 스티어 로더

12 : 프레임

14 : 바퀴

16 : 엔진

18 : 엔진실

20 : 조정실

27 : 선회 아암

32 : 하우징

49 : 플리넘 챔버

50 : 팬

58 : 증발기

86 : 가열기 코어

64, 66, 78, 80 : 덕트

스키드 스티어 로더(10)는 통상적인 구조로 되어 있으며, 그리고 펌프로 구동되는 유압 모터 등의 적절한 동력 트레인을 통해 구동되는 차륜(14)에 장착되어 있는 프레임(12)을 포함한다. 상기 펌프는 운전자의 조정실 혹은 폐쇄실(20)의 후방에 위치하는 엔진실(18)에 장착되어 있는 엔진(16)에 의해 구동된다. 도시된 본 발명의 실시예에 따르면, 조정실은 도어(22), 사이드 윈도우(24)로 구성되어 있는 폐쇄형이다. 이 조정실(20)은 적절한 롤오브(roll over) 보호용 프레임 웍(26)과,그리고 윈도우 위에 설치된 개방형 메쉬 금속의 측판을 포함할 수 있다. 따라서, 조정실(20)은 폐쇄될 수 있고, 그리고 난방, 통기 및 공조를 위해 도면 부호32(도 2 내지 도 5)로 표시된 HVAC 장치의 하우징이 조정실(20)의 후방 벽(34)을 따라, 그리고 엔진실(18)의 일부와 중복되어 있는 조정실의 오프셋 벽(36) 아래에 설치되어 있다. 로더는 동력 공급에 의해 상승 및 하강이 가능한 선회 아암(27)을 구비한다. 로더 버킷 혹은 다른 공구(29)가 이 아암(27)에 의해 지지된다.

미국 특허 제4,815,550호에 개시된 스키드 스티어 로드의 통상적인 엔진 및 오일 냉각 장치에서는, 엔진의 라디에이터 및 오일 냉각기를 냉각시키기 위해 유입 공기를 사용하며, 엔질실을 통과하여 방출되는 공기는 엔진실(18)의 상부 벽(42)에 형성된 대형의 개구(40)를 통해 이동한다(도 1 참조). 이러한 엔진 냉각 공기 유입구는 HVAC 장치를 위한 플리넘 챔버(49)의 일부를 형성하는 벽(44)에 인접하고 있다. 상기 벽(44)은 방열공(46)을 구비하며, 그리고 적절한 구조로 된 유입 공기 필터(48)는 퀵 해제 볼트 등에 의해 방열공 위에 장착되므로, 방열공(46)과 협동하는 개구를 통과하는 공기는, 이 공기가 하나 이상의 스쿼럴 케이지(squirrel cage) 팬(50)이 장착되어 있는 플리넘 챔버(49)로 유입하기 전에 여과될 수 있다. 도면에는 2개의 팬(50)이 도시되어 있다. 플리넘 챔버(49)는 배출 덕트를 구비하기 때문에, 스키드 스티어 로더의 전기 계통으로부터 도면 부호52에 표시된 모터에 의해 개별적으로 그리고 직렬로 구동되는 팬(50)에서 나온 공기는 필터(48) 및 방열공(46)에서 나온 공기를 빨아들일 것이고, 또한 조정실의 후방에 수평의 선반을 형성하는 벽(56)의 공기 관통구(54)의 일부를 재순환할 것이다.

그 다음, 플리넘 챔버(49)로부터 나온 공기는, 엔진으로부터의 고온의 냉각제를 실어 나르는 통상적인 구조의 냉각 및 가열기 코어(86)를 제공하는 공조 시스템의 증발기(58)를 통해 배출된다. 팬(50)으로부터의 공기 흐름이 상기 가열기의 코어를 통과함으로써, 가열기 밸브(60)의 작동시 그 공기 흐름은 가온 및 가열될 것이다.

공조 시스템이 작동할 때, 후술하는 바와 같이 가열된 공기와 냉각된 공기는 도 5에 도시된 한 쌍의 덕트로 통과하게 될 것이며, 이 덕트는 조정실의 우측으로 연장하는 측방향 연장 덕트(64)와, 조정실의 좌측으로 연장하면서 더 짧은 좌측방향 연장 덕트(66)를 포함한다. HVAC 장치는 도시된 바와 같이 조정실의 중심으로부터 편심되어 있다는 것을 알 수 있다. 공기가 관통하여 유동을 허용하기 위해 중공으로 되어 있는 상기 덕트(64, 66)는 충분한 량의 공기를 조정실의 양측으로 실어보낼 것이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 플리넘 챔버(49)에는 2개의 스쿼럴 케이지 팬(50)이 설치되어 있으며, 이 플리넘 챔버는 공기를 증발기(58) 및 가열기 코어(86)를 통해 안내하기 위한 하부 벽(68)을 구비한다.

상기 덕트(64, 66) 각각은 조정실의 후방 벽(34)을 통과하는 개구 혹은 포트(74, 76)와 정렬되어 있고, 또 도면 부호70및72로 도시한 배출 포트를 구비한다. 이들 포트(74, 76)는 조정실 내부의 양측에 있는 덕트로 개방되어 있다. 덕트(80)는 조정실의 우측에 있고(도 4 참조), 덕트(78)는 조정실의 좌측에 있다(도 2 참조). 이들 덕트는 가열 혹은 냉각된 공기 흐름을 운반하고 그것을 적절한포트를 통해 배출하여, 조정실의 후방에 인접하게 위치하고 도면 부호78A및80A로 표시된 포트와 같은 적절한 포트를 통해 배출시켜 이 공기를, 점선89로 대략 윤곽을 나타낸 좌석에 착석한 운전자를 향해 상방향으로 안내시킨다. 제2 포트(78B, 80B)는 조정실의 전방측에 인접하게 위치한다. 도시된 바와 같이, 내부 덕트는 대략 운전자의 좌석 높이에서 조정실의 측면을 따라 통과하므로 공기는 운전자 위로 향하게 된다. 포트(78A, 80A, 78B, 80B)는 자동차용 공조 및 난방 덕트용으로 사용되는 것과 같은 통상의 방법으로 조절 가능한 방열공을 구비한다.

덕트(78, 80)의 단부들과 조정실의 후방 벽(34) 사이에 기포 가스켓(83) 등의 적절한 가스켓을 삽입할 수 있고, 또한 필요에 따라 덕트(64, 66)와 조정실 후방 벽(34) 사이에도 삽입할 수 있다.

도 3 및 도 5를 다시 참조하면, 공조 시스템의 증발기 혹은 열교환기(58)는 가열기를 끄고 냉방을 원할 때, 공조 시스템의 압축기(88)가 시동하도록 가열기 코어(86) 바로 아래에 장착되고, 또 증발기(86)는 팬(50)에서 나온 공기가 냉각된 다음 덕트(64, 66)를 통해 포트(70, 72)를 빠져나가 조정실의 내부 덕트(78, 80)로 배출되도록 냉매 가스를 운반한다는 것을 알 수 있다.

상기 공조 시스템의 압축기(88)는 어떠한 구조의 것이라도 좋고, 스키드 스티어 로더의 엔진(18)에 의해 구동된다. 이 압축기를 시동하기 위한 제어는 전기 클러치와 맞물리게 하는 것을 항시 포함한다.

따라서, 적층된 가열기 코어(86) 및 공조 시스템의 증발기(58)를 포함하는 HVAC 하우징(32)은 조정실의 후방 벽(34)에 정착되어, 부품들을 거슬리지 않도록숨길 수 있다는 것을 알 수 있다. 이러한 구조는, 매우 특수한 공기 흐름의 경로가 조정실의 측방향의 측면을 따라 그 조정실로 향하도록 함으로써 콤팩트한 유닛을 제공하게 된다. 또한, 방열공은 가열 혹은 냉각된 공기를 운전자 위로, 운전자의 무릎 근처에서 발까지 다리를 따라, 그리고 배출 포트(78B, 80B)에 의해 조정실의 도어의 서리 제거를 위해 안내하도록 배치되어 있다.

필터(48)를 통해 신선한 공기의 유입을 위한 공기 유입구는 지면으로부터 멀어지는 상방향으로 그러나 조정실의 상부 아래로 향하기 때문에, 조정실의 골격을 확장시키거나 그 높이를 증가시키지 않을 것이며, 또 도시된 바와 같이 보호를 위해 전체 유닛이 조정실의 사이드 프레임 부재 내부에 포함될 수 있다.

팬(50)은 그 속도를 조절하기 위해 도면 부호90으로 표시되어 있는 적절한 제어기를 이용하여 제어할 수 있다. 온도 제어를 위한 통상의 공조기 및 가열기 제어기(92)가 설치될 수 있다. 공조 시스템의 압축기는 스키드 스티어 로더의 엔진으로부터 구동될 것이다. 팬(50)은 조정실을 통해 신선한 공기를 순환시키기 위해 가열 혹은 냉각 기능 없이 운전할 수 있다.

플리넘 챔버(49)를 형성하는 HVAC 하우징(32)과 덕트(64, 66)는 공기 취급 유닛 혹은 통기 조립체라고 하는데, 그 이유는 신선한 주위의 공기만으로 통기를 위해 사용될 수 있기 때문이다. 열교환기로부터의 가열된 공기, 혹은 증발기로부터의 저온의 공기, 혹은 열교환기로부터의 냉각된 공기, 혹은 통기를 위해 조합된 공기는 가열 또는 냉각을 적용할 수 있게 된다.

이상, 본 발명의 양호한 실시예를 설명하였으며, 당업자들은 본 발명의 범위와 정신 내에서 여러 가지의 변형 및 수정이 가능하다는 것을 이해하여야 한다.

본 발명의 스키드 스티어 로더용 난방, 통기 및 공조 시스템은, 그 구성 부품들이, 엔진실의 후방에 인접하게 조정실의 외부에 모두 장착되고, 또 공기 유동의 위한 배관이 짧고 가열 혹은 냉각된 공기가 조정실내로 용이하게 운반되도록 배치되어, 긴 덕트를 사용할 필요가 없기 때문에, 이들 부품들을 로더의 골격을 증가시키거나 외부 크기를 확대시키지 않으면서도 눈에 안띄는 곳에서 보호될 수 있고, 또 시스템의 전체 제조비를 줄일 수 있다.

Claims

프레임, 상기 프레임의 후방에 위치한 엔진실, 상기 엔진실로부터 상방향으로 연장하며 전방 벽과 후방 벽을 구비하는 전방의 조정실, 스키드 스티어 로더의 전방 단부에서 상하로 움직이도록 아암에 장착된 로더 버킷을 포함하는 스키드 스티어 로더로서,

플리넘 챔버를 형성하는 하우징과, 상기 플리넘 챔버내에 있는 팬과, 하나 이상의 가열기 코어와, 그리고 상기 플리넘 챔버에 장착된 공조 시스템의 증발기를 포함하며, 상기 팬은 하나 이상의 가열기 코어와 공조 시스템의 증발기를 통해 공기를 안내하도록 배향되어 있고, 하나 이상의 상기 덕트는 공기를 플리넘 챔버에서 조정실의 내부로 운반하며, 상기 하우징, 하나 이상의 상기 가열기 코어, 공조 시스템의 증발기 및 하나 이상의 덕트는 조정실 외부의 후방 및 그 위에 장착되는 것을 특징으로 하는 스키드 스티어 로더.
제1항에 있어서, 상기 플리넘 챔버는 하우징의 상단부인 것을 특징으로 하는 스키드 스티어 로더.
제1항에 있어서, 플리넘 챔버에 배치된 한 쌍의 팬과, 상기 플리넘 챔버로부터 상기 조정실 내부로 향하는 2개의 덕트를 포함하며, 상기 덕트는 조정실의 후방 벽을 통해 그 조정실로 개방되는 것을 특징으로 하는 스키드 스티어 로더.
제2항에 있어서, 상기 플리넘 챔버용 유입구는 스키드 스티어 로드의 엔진실 위에 그리고 조정실의 상부 벽 아래에 있는 것을 특징으로 하는 스키드 스티어 로더.
제1항에 있어서, 상기 조정실의 후방 벽은 수평으로 오프셋된 구역과, 그리고 조정실의 내부에서 플리넘 챔버로 공기를 재순환시키기 위해 상기 오프셋된 구역을 통해 플리넘 챔버로 향하는 개구를 포함하는 것을 특징으로 하는 스키드 스티어 로더.
프레임, 상기 프레임의 전방 단부에 위치한 작업용 공구, 상기 프레임의 후방에 위치한 엔진실, 그리고 상기 엔진실 앞에 위치하는 조정실을 포함하며, 상기 조정실은 후방 벽 상부 벽 및 그 조정실 내부를 형성하는 전방에서 대향하는 단부로 구성되어 있는, 스키드 스티어 로더로서,

제어된 상태로 조정실의 내부로 공기를 순환시키기 위한 공기 핸들링 유닛을 구비하며, 상기 공기 핸들링 유닛은 조정실의 후방 벽상에서 그 외부에 장착된 공기 핸들링 하우징과, 엔진실 위에서 상기 하우징으로 향하는 하나 이상의 공기 유입구를 구비하는 것을 특징으로 하는 스키드 스티어 로더.
제6항에 있어서, 상기 공기 핸들링 하우징은 상기 후방 벽을 통해 조정실의내부로 개방되어 있는 하나 이상의 포트를 포함하는 것을 특징으로 하는 스키드 스티어 로더.
제7항에 있어서, 상기 공기 핸들링 하우징은 플리넘 챔버와, 외부 덕트를 형성하며, 상기 외부 덕트는 공기 핸들링 유닛에 의해 형성된 플리넘 챔버에서 상기 조정실의 내부, 상기 플리넘 챔버내의 팬 및 상기 플리넘 챔버와 상기 덕트 사이에 장착된 열교환 부품으로 향하는 것을 특징으로 하는 스키드 스티어 로더.
제8항에 있어서, 상기 조정실의 내부에 장착된 내부 덕트를 포함하며, 상기 내부 덕트는 조정실의 후방 벽에 있는 포트와 연통하고 조정실의 측벽을 따라 전방으로 연장하며, 그리고 조정실내의 운전자의 좌석에 대해 소망의 위치에 공기를 안내하기 위해 전후 방향으로 공간이 마련된 위치에서 내부 덕트로부터 이어지는 2개 이상의 배출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스키드 스티어 로더.
제8항에 있어서, 플리넘 챔버로부터 조정실의 후방 벽으로 이르는 2개의 외부 덕트를 구비하며, 상기 외부 덕트는 하우징의 대향하는 측면에서 있고 조정실의 후방 벽에 측방향으로 간격을 둔 2개의 포트로 향하며, 상기 2개의 내부 덕트는 2개의 포트와 외부 덕트와 연통하며, 상기 내부 덕트는 조정실의 대향하는 측벽을 따라 배치되며, 각각은 플리넘 챔버로부터 공기를 조정실로 배출하는 배출 포트를 구비하는 것을 특징으로 하는 스키드 스티어 로더.