KR20080046399A

KR20080046399A - 굴삭기의 엔진룸 냉각장치

Info

Publication number: KR20080046399A
Application number: KR1020060115811A
Authority: KR
Inventors: 육욱성
Original assignee: 볼보 컨스트럭션 이키프먼트 홀딩 스웨덴 에이비
Priority date: 2006-11-22
Filing date: 2006-11-22
Publication date: 2008-05-27
Also published as: KR101269087B1

Abstract

엔진 구동에 따른 냉각팬 구동시 엔진룸에 유입되는 냉각공기의 유출을 촉진시키고 냉각팬 허브 주위에 냉각공기의 역류되는 것을 방지하여 냉각장치 성능을 향상시키며, 방열기를 통해 외부로 방사되는 엔진 소음을 차단하여 줄이도록 한 것으로,

본 발명의 일 실시예에 의한 굴삭기의 엔진룸 냉각장치는, 공기 흡입구와 공기 배출구가 형성된 엔진실에 내설되는 방열기와,

방열기 후방에 회전가능하게 설치되고, 엔진 구동시 회전되어 공기 흡입구를 통하여 외부공기를 흡입하며, 방열기를 통과한 냉각공기를 엔진실의 엔진 표면을 향하여 분사시키는 냉각팬과,

냉각팬 주위를 감싸 냉각공기가 원활하게 유동되도록 가이드하는 쉬라우드와,

냉각팬이 장착되는 회전축 외측으로 결합된 허브에 고정되고, 냉각팬 후방에 발생되는 냉각공기의 회전성분 동압을 정압으로 회수하여 공기 배출구를 통과하는 냉각공기의 풍량을 증대시키는 정압회복용 고정익을 포함한다.

굴삭기, 엔진룸, 냉각장치, 정압 회복, 고정익, 냉각팬

Description

굴삭기의 엔진룸 냉각장치{cooling device of engine room of excavator}

도 1은 일반적인 굴삭기의 개략도,

도 2는 종래 기술에 의한 굴삭기의 엔진룸 냉각장치 사용상태도,

도 3은 도 2에 도시된 냉각팬 부위의 배면도,

도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 굴삭기의 엔진룸 냉각장치의 사용상태도,

도 5는 도 4에 도시된 냉각팬과 고정익의 개략적인 사시도이다.

*도면중 주요 부분에 사용된 부호의 설명

4; 엔진실

4a; 엔진

15; 공기 흡입구

16; 공기 배출구

17; 방열기

19; 냉각팬

20; 쉬라우드

21; 허브

22; 정압회복용 고정익

본 발명은 굴삭기의 엔진룸에 설치되는 엔진, 유압시스템 등을 냉각시키도록 사용되는 냉각팬 구조를 변경하여 장비의 냉각장치 성능을 향상시키고, 엔진룸 외부로 방사되는 소음을 최소화시킬 수 있는 굴삭기의 엔진룸 냉각장치에 관한 것이다.

더욱 상세하게는, 엔진 구동에 따른 냉각팬 구동시 엔진룸에 유입되는 냉각공기의 유출을 촉진시키고 냉각팬 허브 주위에 냉각공기의 역류되는 것을 방지하여 냉각장치 성능을 향상시키며, 방열기를 통해 외부로 방사되는 엔진 소음을 차단하여 줄이도록 한 굴삭기의 엔진룸 냉각장치에 관한 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 일반적인 굴삭기는 하부 주행체(1)와,

하부 주행체(1)에 탑재되고, 스윙모터, 선회기어 등을 포함하는 구동수단(미도시됨)에 의해 좌,우 양방향으로 선회되는 상부 선회체(2)와,

상부 선회체(2)의 전,후방에 장착되는 운전실(3) 및 엔진실(4)과,

운전실(3) 일측에 형성되는 붐(5), 아암(6) 및 버킷(7)과, 이들을 각각 구동 시키는 유압실린더(8,9,10)를 포함하는 작업장치(11)와,

엔진실(4)의 후방에 장착되며, 작업시 장비의 균형을 유지할 수 있도록 수은 등과 같은 중량체가 내장되는 카운터웨이트(12)와,

엔진실(4)의 전방에 설치되는 연료탱크(13) 및 작동유 탱크(14)와,

엔진실(4)의 측면 및 상면에 형성되는 공기 흡입구(15)와 공기 배출구(16)를 포함한다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 의한 굴삭기의 엔진룸 냉각장치는, 외부로 부터 공기가 유입되는 공기 흡입구(15)와, 내부로 부터 공기가 외부로 배출되는 공기 배출구(16)가 형성된 엔진실(4)과,

엔진실(4)에 내설되며 라디에이터 및 오일쿨러를 포함하는 방열기(17)와,

엔진(4a)에 의해 회전되거나, 엔진(4a) 구동시 유압모터(미도시됨)의 구동으로 회전되고, 공기 흡입구(15)를 통하여 흡입되는 외부공기를 방열기(17)를 통과시켜 이들을 냉각시키는 냉각팬(19)과,

냉각팬(19) 주위를 감싸 외부 공기가 원활하게 유동되도록 가이드하는 쉬라우드(20)를 구비한다.

즉, 엔진(4a) 구동시 냉각팬(19)의 회전에 의해 공기 흡입구(15)를 통하여 유입되는 외부 공기는 방열기(17)를 통과하여 이들을 냉각시킨다. 방열기(17)를 냉각시킨 공기는 슈라우드(20)에 의해 가이드되어 엔진(4a) 표면을 거친후, 공기 배출구(16)를 통하여 외부로 배출된다.

한편, 전술한 냉각팬(19)은 원통형 허브(19a)를 갖는 축류형 팬으로서, 회전수가 일정하고, 방열기(17)의 방열성능을 맞추기 위하여 최적화되어 설치된다. 특히 냉각팬(19) 후방측은 엔진(4a)과의 거리 등의 인자를 포함하여 냉각성능에 중요한 부분이다.

종래 기술에 의한 굴삭기의 엔진룸 냉각장치는, 전술한 냉각팬(19)을 통과한 외부공기의 흐름방향은 냉각팬(19)의 회전에 의한 원심력으로 인하여 엔진(4a)을 향하여 직선방향으로 유동하지 못한다.

즉, 냉각팬(19)을 통과하는 외부공기는 엔진 표면 및 엔진 전장품에 직접적으로 분사되지않아 재활용되지 못하고, 엔진실(4) 내부의 외곽을 따라 유동된다(도 2에 화살표 "A"로 표기됨). 이로 인해 엔진실(4)에 유입되는 외부공기의 유동 손실을 초래하여 장비 전체의 냉각성능 향상에 장애요인으로 작용한다. 또한 허브(19a) 주변은 엔진(4a)으로 부터 냉각팬(19)으로의 냉각공기의 역류가 발생되는 구역으로서 냉각장치의 성능을 저하시키는 문제점을 갖는다.

또한, 방열기를 통하여 외부로 방사되는 엔진(4a) 소음이 지적되고 있으나, 냉각공기의 중간 유동통로라는 이유로 인해 크게 개선시킬 수 없는 한계로 인식되는 문제점을 갖는다.

또한, 전술한 냉각팬(19)이 방열기(17)의 후방(하류측을 말함)에 장착됨에 따라, 방열기를 점검시 냉각팬(19)이 노출되어 있어 작업자가 상해를 입을수 있어 안전성이 떨어지는 문제점을 갖는다.

본 발명의 일 실시예는, 엔진 구동에 따른 냉각팬 구동시 흡입구를 통하여 유입되는 외부공기 흐름을 직선방향으로 유도하여 냉각공기의 유출을 촉진시킴에 따라 엔진 표면 및 엔진 전장품을 냉각시키는 냉각장치 성능을 향상시킬 수 있도록 한 굴삭기의 엔진룸 냉각장치와 관련된다.

본 발명의 일 실시예는, 냉각팬의 허브 주변으로 냉각공기의 역류 발생을 방지하여 외부공기의 흡입 풍량을 증대시킴에 따라 2차적인 냉각성능을 향상시킬 수 있는 굴삭기의 엔진룸 냉각장치와 관련된다.

본 발명의 일 실시예는, 방열기를 통하여 외부로 방사되는 엔진 소음을 냉각공기의 중간 유동통로상에서 차단할 수 있는 굴삭기의 엔진룸 냉각장치와 관련된다.

본 발명의 일 실시예는, 엔진실의 점검 또는 보수시 냉각팬으로 부터 작업자를 보호할 수 있도록 팬보호덮개의 역할을 수행할 수 있는 굴삭기의 엔진룸 냉각장치와 관련된다.

이때, 바람직한 실시예에 의하면, 전술한 정압회복용 고정익은 냉각팬 후방으로 허브 외측에 고정된다.

전술한 정압회복용 고정익의 갯수는 냉각팬의 회전익의 갯수와 동일 또는 그 이상의 갯수로 형성된다.

전술한 정압회복용 고정익의 각도는 1°∼40°범위내로 형성된다.

전술한 정압회복용 고정익의 익현길이는 냉각팬의 회전익의 길이와 동일하게 형성된다.

전술한 정압회복용 고정익은 이의 각도를 냉각팬의 회전익의 각도 및 회전익의 회전수에 따라 가변조절할 수 있도록 허브 외측에 회동가능하게 힌지고정된다.

전술한 정압회복용 고정익과 냉각팬의 회전익의 간격은 50㎜∼100㎜범위내로 형성된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는 것이다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 굴삭기의 엔진룸 냉각장치는, 공기 흡입구(15)와 공기 배출구(16)가 형성된 엔진실(4)에 내설되는 방열기(17)(라디에이터와 오일쿨러를 말함)와,

방열기(17) 후방에 회전가능하게 설치되고, 엔진(4a) 구동시 회전되어 공기 흡입구(15)를 통하여 외부공기를 흡입하며, 방열기(17)를 통과한 냉각공기를 엔진실(4)의 엔진(4a) 표면을 향하여 분사시키는 냉각팬(19)과,

냉각팬(19) 주위를 감싸 냉각공기가 원활하게 유동되도록 가이드하는 쉬라우드(20)와,

냉각팬(19)이 장착되는 회전축(미도시됨) 외측으로 결합된 허브(21) 외측에 고정되고, 냉각팬(19) 후방에 발생되는 냉각공기의 회전성분 동압(속도성분을 말함)을 정압으로 회수하여 공기 배출구(16)를 통과하는 냉각공기의 풍량을 증대시키는 정압회복용 고정익(22)을 포함한다.

이때, 전술한 공기 흡입구(15) 및 공기 배출구(16)가 형성된 엔진실(4)과, 엔진실(4)에 설치되는 라디에이터 및 오일쿨러로 이루어진 방열기(17) 및 냉각팬(19)은, 도 1에 도시된 것과 실질적으로 동일하게 적용되므로 이들의 상세한 설명은 생략하고, 중복되는 도면부호는 동일하게 표기한다.

한편, 전술한 정압회복용 고정익(22)은 냉각팬(19)의 후방으로 허브(21) 외측에 고정된다. 도면에는 미도시되었으나 정압회복용 고정익(22)은 냉각팬(19)의 전방으로 허브(21) 외측에 고정될 수 있다.

전술한 정압회복용 고정익(22)의 갯수(일예로서 4개가 사용됨)는 냉각팬(19)의 회전익의 갯수와 동일 또는 그 이상의 갯수로 형성된다.

전술한 정압회복용 고정익(22)의 각도(θ)는 1°∼40°범위내로 형성된다. 더욱 바람직하게는 정압회복용 고정익(22)의 각도(θ)는 20°∼40°범위내로 형성된다.

전술한 정압회복용 고정익(22)의 익현길이(L)는 냉각팬(19)의 회전익의 길이와 동일하게 형성된다.

전술한 정압회복용 고정익(22)은 이의 각도(θ)를 냉각팬(19)의 회전익의 각도 및 회전익의 회전수(rpm)에 따라 변경되는 회전익 끝단의 유출유동 각도 및 엔진실(4) 냉각성능의 여유(margine)에 대응되게 가변조절할 수 있도록 허브(21) 외측에 회동가능하게 장착된다. 즉 정압회복용 고정익(22)은 사용자에 의해 강제적으로 개폐각도를 조절할 수 있도록 정압회복용 고정익(22)의 일단이 허브(21)에 대해 미도시된 힌지장치에 의해 회동가능하게 힌지고정된다.

전술한 정압회복용 고정익(22)과 냉각팬(19)의 회전익의 간격(G)은 50㎜∼100㎜범위내로 형성된다.

이하에서, 본 발명의 일 실시예에 의한 굴삭기의 엔진룸 냉각장치의 사용예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 엔진(4a)의 구동시 냉각팬(19)의 회전에 의해 공기 흡입구(15)를 통하여 유입되는 외부 공기는 라디에이터와 오일쿨러로 이루어진 방열기(17)를 통과하여 이들을 냉각시킨다. 방열기(17)를 냉각시킨 냉각공기는 엔진(4a) 표면 및 엔진 전장품(미도시됨)을 통과한 후, 공기 배출구(16)를 통하여 외부로 배출된다.

이때, 전술한 방열기(17)를 통과하는 외부 공기는 정압회복용 고정익(22)에 의해 엔진(4a)을 향하여 직선방향으로 유도된다. 즉 냉각팬(19)의 후방에 발생되는 냉각공기의 회전성분의 동압(냉각공기의 회전방향 풍속에 의한 유동손실을 말함)을 정압회복용 고정익(22)에 의해 정압으로 회수하게 된다. 이로 인해 엔진실(4)에 형성된 공기 배출구(16)를 통하여 냉각공기의 유출을 촉진시킬 수 있다.

한편, 전술한 냉각팬(19)의 구동시 허브(21) 주변(냉각팬(19)과 엔진(4a)사이의 공간을 말함)에 냉각공기의 역류(엔진(4a)으로 부터 냉각팬(19)쪽으로 냉각공기의 역류됨을 말함) 발생을 정압회복용 고정익(22)에 의해 최대한 줄일 수 있다. 이로 인해 냉각팬(19) 구동에 의한 흡입 냉각공기의 풍량을 증대시켜 2차적인 냉각성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 방열기(17)를 통하여 외부로 방사되는 엔진(4a) 소음을 정압회복용 고정익(22)에 의해 중간 전달경로상에서 차단함에 따라 작업장 주변에서의 소음 공해 를 최소화할 수 있다.

따라서, 냉각팬(19)의 구동으로 인해 방열기(17)를 통과하는 외부 공기의 흐름을 엔진(4a)을 향하여 직선방향으로 유도하고, 허브(21) 주변에 냉각공기의 역류 발생을 최소화하여 냉각공기의 풍량을 증대시킬 수 있다. 이로 인해 엔진(4a) 표면 및 엔진 전장품(발전기 등을 말함)을 냉각시키는 냉각장치 성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 전술한 정압회복용 고정익(22)이 냉각팬(19) 후방에 설치되어 냉각팬(19)의 보호장치(fan guard) 역할을 하게 되므로 방열기(17)를 점검 또는 유지보수하는 작업자를 안전사고로 부터 보호하고, 해당 부품수를 줄여 원가비용을 절감할 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 굴삭기의 엔진룸 냉각장치는 아래와 같은 이점을 갖는다.

굴삭기의 냉각팬 구동시 흡입구를 통하여 엔진실으로 유입되는 외부공기의 유동 손실을 회수하여 냉각공기의 유출을 촉진시킴에 따라 엔진 표면 및 엔진 전장품을 냉각시키는 냉각장치 성능을 향상시킨다.

또한, 냉각팬의 허브 주변으로 냉각공기의 역류 발생을 줄여 외부공기의 흡입 풍량을 증대시켜 2차적인 냉각성능을 향상시킨다.

또한, 방열기를 통하여 외부로 방사되는 엔진 소음을 중간 전달경로상에서 차단하여 소음공해를 최소화한다.

또한, 엔진실의 점검 또는 보수시 냉각팬으로 부터 작업자를 보호할 수 있는 대체효과를 확보한다.

Claims

공기 흡입구와 공기 배출구가 형성된 엔진실에 내설되는 방열기;

상기 방열기 후방에 회전가능하게 설치되고, 엔진 구동시 회전되어 상기 공기 흡입구를 통하여 외부공기를 흡입하며, 상기 방열기를 통과한 냉각공기를 엔진실의 엔진 표면을 향하여 분사시키는 냉각팬;

상기 냉각팬 주위를 감싸 냉각공기가 원활하게 유동되도록 가이드하는 쉬라우드; 및

상기 냉각팬이 장착되는 회전축 외측으로 결합된 허브에 고정되고, 냉각팬 후방에 발생되는 냉각공기의 회전성분 동압을 정압으로 회수하여 상기 공기 배출구를 통과하는 냉각공기의 풍량을 증대시키는 정압회복용 고정익을 포함하는 것을 특징으로 하는 굴삭기의 엔진룸 냉각장치.
청구항 1에 있어서, 상기 정압회복용 고정익은 상기 냉각팬 후방으로 허브 외측으로 고정되는 것을 특징으로 하는 굴삭기의 엔진룸 냉각장치.
청구항 1에 있어서, 상기 정압회복용 고정익의 갯수는 냉각팬의 회전익의 갯수와 동일 또는 그 이상의 갯수로 형성되는 것을 특징으로 하는 굴삭기의 엔진룸 냉각장치.
청구항 1에 있어서, 상기 정압회복용 고정익의 각도는 1°∼40°범위내로 형성되는 것을 특징으로 하는 굴삭기의 엔진룸 냉각장치.
청구항 1에 있어서, 상기 정압회복용 고정익의 익현길이는 냉각팬의 회전익의 길이와 동일하게 형성되는 것을 특징으로 하는 굴삭기의 엔진룸 냉각장치.
청구항 1에 있어서, 상기 정압회복용 고정익은 이의 각도를 상기 냉각팬의 회전익의 각도 및 회전익의 회전수에 따라 가변조절할 수 있도록 상기 허브 외측에 회동가능하게 힌지고정되는 것을 특징으로 하는 굴삭기의 엔진룸 냉각장치.
청구항 1에 있어서, 상기 정압회복용 고정익과 냉각팬의 회전익의 간격은 50㎜∼100㎜범위내로 형성되는 것을 특징으로 하는 굴삭기의 엔진룸 냉각장치.