KR20120085617A - 건설중장비의 엔진룸 냉각장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엔진이 내장되는 엔진룸에 한 쌍의 냉각 코어와 팬이 구비되는 건설중장비의 엔진룸 냉각장치를 구성함에 있어서, 또 하나의 팬을 본래의 팬과 반대측의 코어 전면에 추가 설치함으로써 풍량을 증가시켜 냉각능력을 향상시키도록 한 것이다.

Description

건설중장비의 엔진룸 냉각장치 { an Engine Room Cooling Apparatus for a Construction Heavy Equipment }

본 발명은 건설중장비의 엔진룸 냉각장치에 관한 것으로, 더 자세하게는 엔진룸에 한 쌍의 냉각 코어와 팬이 구비되는 건설중장비의 엔진룸 냉각장치를 구성함에 있어서 또 하나의 팬을 본래의 팬과 반대측의 코어 전면에 추가 설치함으로써 풍량을 증가시켜 냉각능력을 향상시키도록 한 것에 관한 것이다.

도 1에는 본 발명이 관계하는 건설중장비의 하나인 굴삭기의 측면도가 도시되어 있고, 도 2에는 동 굴삭기의 엔진 및 유압시스템 구성도가 도시되어 있다.

도 1에서 도면부호 101은 상부 선회체, 102는 하부 주행체, 103은 작업기, 104는 엔진룸, 141은 엔진 후드 커버, 140은 카운터 웨이트, 118은 운전실이다.

도 1에 도시된 굴삭기에 있어서 상부 선회체(101)는 수직축(8)을 중심으로 좌우방향으로 선회할 수 있게 된다.

그리고 엔진룸(104)에는 도 2에 도시된 엔진(105), 라디에이터(113), 라디에이터 팬(115), 오일쿨러(112), 메인 펌프(106), 소형 오일펌프(120), 메인 콘트롤 밸브(110) 등의 도 1의 작업기(103)를 구동하기 위한 각종의 기기가 탑재된다.

상기 굴삭기에 있어서 라디에이터(113)는 엔진의 냉각수를 냉각하는 것으로, 라디에이터 팬(115)에 의해서 냉각되며, 라디에이터 팬(115)은 엔진(105)에 장착되어 구동되는 방식과, 유압모터에 의해서 구동되는 방식의 2가지 방식이 있다.

도 2는 유압모터(122)에 의해서 라디에이터 팬(115)이 구동되는 경우를 나타내고 있다.

한편 오일쿨러(112)는 라디에이터(113)의 전방에 설치되며, 라디에이터 팬(115)이 흡입하는 공기에 의해 라디에이터(113)와 함께 냉각된다.

그리고 엔진(105)은 메인 펌프(106)와 라디에이터 팬(115)을 구동하기 위한 오일펌프(120)를 구동한다.

메인 펌프(106)는 오일탱크(117)로부터 작동유를 흡입하여 배관(109)으로 배출하며, 배출된 오일은 메인 콘트롤 밸브 (110, MCV;Main Control Valve)로 보내져서 필요에 따라서 작업기(103)의 엑추에이터(111)로 보내진다.

상기 엑추에이터(111)에는 도 1에 도시된 붐 실린더(9), 암 실린더(11), 버켓 실린더(13) 등이 있다.

한편 메인 콘트롤 밸브(110)로부터 배출되는 오일은 고온이기 때문에 냉각을 하기 위해 오일쿨러(112)에 보내져서 냉각되며, 오일쿨러(112)로부터 배출되는 오일은 배관(116)를 거쳐 오일탱크(117)로 회수된다.

도 3에는 종래 기술에 의한 건설중장비의 엔진룸 냉각장치의 구성을 나타낸 측면도가 도시되어 있다.

도 3과 같이 건설중장비의 엔진룸에는 엔진(105)과, 라디에이터(113), 에어클리너(303), 배기가스를 방출하여 소음을 저감하는 소음기(304)가 내장되며, 통상 이들은 개별적으로 설치되어 외벽(305)에 둘러싸여 있고, 상기 외벽(305)에는 엔진룸 내부의 공기를 외부로 배출하기 위해서 많은 개구부(306－1~3, 307－1~4, 401－1~5)가 형성되어 있다.

라디에이터 팬(115)은 라디에이터(113) 및 오일쿨러(112)를 통해 공기를 외부로부터 흡입하고, 공기가 그들 코어를 통과할 때 튜브 내에서 흐르고 있는 액체를 냉각하며, 그 후 그 공기는 엔진(105)의 주위로 보내져서 엔진 본체나 소음기(304), 펌프도 냉각한다.

엔진룸 내부 공기는 외벽(305)의 각 개구부(306)(307)(401)를 통해 엔진룸 외부로 배출된다.

그러나 상기 개구부(306)(307)(401)는 엔진룸 내부의 소음이 외부로부터 새어 나오는 것을 최대한 줄이기 위해 최소한의 면적으로 하는 것이 보통이다

그 때문에 배출하는 공기는 저항을 받아 나오기 어렵게 된다고 하는 문제가 있다.

최근 환경오염을 막기 위해 건설중장비 엔진의 배기가스의 유독 성분을 줄이는 배기가스 규제가 도입되어 있으며, 그것을 만족시키기 위해서는 엔진의 냉각용량을 늘릴 필요가 있다.

그러나 굴삭기를 비롯한 대부분의 건설중장비에 있어서는 엔진의 냉각을 위한 충분한 공간이 없고, 큰 라디에이터를 수용하는 것도 매우 어려운 실정이다.

한편 엔진의 냉각능력을 향상시키기 위해서 배출 공기를 나오기 쉽게 하여 풍량을 증가시키는 방법이 있지만 개구부를 크게 하면 엔진룸 내부 소음이 엔진룸 외부로 새어 나오기 쉽게 된다.

건설중장비의 소음 공해가 대두되는 가운데 굴삭기와 같이 엔진으로 구동되는 건설중장비에 대해서 소음규제가 한층 강화되고 있으며, 외부로부터 새어 나오는 엔진룸의 소음을 규정치보다 낮게 하여야 한다.

건설중장비의 엔진의 소음이 엔진룸 외부로 새어 나가지 않게 하려면 밀폐된 공간에 엔진을 수납하는 것이 가장 효과적이지만 냉각하기 어렵게 된다.

즉, 엔진룸을 냉각하기 위해서는 공기를 외부로부터 흡입하여 사용한 후 외부에 배출해야 하며, 그러기 위해서는 공기의 흡입, 배출을 위한 충분한 면적을 가지는 개구부가 필요하다.

그러나 개구부를 형성하면 소음이 외부에 배출되므로 이 둘의 요구를 동시에 만족시키는 것은 지극히 어렵게 되며, 그에 따라 엔진룸의 소음을 충분히 낮게 할 수 없었다.

건설중장비 엔진룸의 소음의 발생은 엔진(105)뿐만이 아니라 라디에이터 팬(115)으로부터의 소음도 크기 때문에 엔진(105)을 둘러싸는 것만으로는 해결할 수 없다.

상기 라디에이터 팬(115)의 소음을 낮추는 종래 기술로는 라디에이터 팬(115)의 회전속도를 낮추고 라디에이터(113)의 사이즈를 크게 하는 것 등이 제안되었지만 이는 큰 공간이 필요로 하게 될 뿐 아니라 라디에이터(113)에 고비용이 든다는 문제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 실정을 감안하여 안출한 것이며, 그 목적이 보다 적은 비용으로 엔진룸 내부의 엔진 등을 효율적으로 냉각할 수 있도록 하면서도 엔진룸에서 발생하는 소음을 저감할 수 있도록 하는 건설중장비의 엔진룸 냉각장치를 제공하는 데에 있는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 엔진이 내장되는 엔진룸에 한 쌍의 냉각 코어와 팬이 구비되는 건설중장비의 엔진룸 냉각장치를 구성함에 있어서, 또 하나의 팬을 본래의 팬과 반대측의 코어 전면에 추가 설치함으로써 풍량을 증가시켜 냉각능력을 향상시키도록 한 것이다.

본 발명의 건설중장비의 엔진룸 냉각장치는 상기 본래의 팬과 반대측의 코어의 전면에 또 하나의 팬을 설치하고, 같은 공기 흐름 방향으로 구동함에 따라 전체의 공기 흐름 유량을 증가시키는 형태로 구성할 수 있다.

또한 본 발명의 건설중장비의 엔진룸 냉각장치는 둘 이상의 코어가 있을 때 코어와 코어의 사이에 공간을 형성하고, 본래의 팬에 더하여 거기에 팬 한 개를 추가 설치하고, 같은 공기 흐름 방향으로 구동함으로써, 전체의 공기 흐름 유량을 증가시키는 형태로 구성할 수 있다.

본 발명의 건설중장비의 엔진룸 냉각장치에 의하면 엔진룸의 소음을 증가시키지 않으면서도 엔진룸 내부로 유입되는 풍량을 증가시킬 수 있게 되므로 엔진, 소음기를 비롯한 엔진룸 내부의 발열기기를 효율적으로 냉각할 수 있게 되어 건설중장비의 내구성과 상품성을 크게 향상시킬 수 있게 되는 등의 효과를 얻을 수 있게 된다.

한편 쿨러의 중첩은 냉각장치 소형화에 많은 기여를 하지만 메쉬구조의 쿨러들이 중첩될 경우 공기유동이 자유롭지 못하여 팬의 용량을 키워야 하는데, 이는 전체 크기 확대, 소음 및 에너지 효율상 좋지 않다.

본 발명은 쿨러의 중첩을 염두하여 2개의 팬을 설치한 것으로, 본 발명에 의하면 팬의 이중 설치에 의해 냉각장치의 소형화를 보다 손쉽게 이룰 수 있게 된다.

도 1은 본 발명이 관계하는 건설중장비의 하나인 굴삭기의 측면도
도 2는 동 굴삭기의 엔진 및 유압시스템 구성도
도 3은 종래 기술에 의한 건설중장비의 엔진룸 냉각장치의 구성을 나타낸 측면도
도 4는 본 발명의 제1실시예의 구성을 나타낸 측면도
도 5는 동 제1실시예의 엔진 및 유압시스템 구성도
도 6은 본 발명의 제2실시예의 구성을 나타낸 측면도

이하 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구체적인 기술 내용을 첨부도면에 의거하여 자세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 엔진이 내장되는 엔진룸에 한 쌍의 냉각 코어와 팬이 구비되는 건설중장비의 엔진룸 냉각장치를 구성함에 있어서, 또 하나의 팬을 본래의 팬과 반대측의 코어 전면에 추가 설치함으로써 풍량을 증가시켜 냉각능력을 향상시키도록 한 것이다.

본 발명의 건설중장비의 엔진룸 냉각장치는 상기 본래의 팬과 반대측의 코어의 전면에 또 하나의 팬을 설치하고, 같은 공기 흐름 방향으로 구동함에 따라 전체의 공기 흐름 유량을 증가시키는 형태로 구성할 수 있으며, 둘 이상의 코어가 있을 때 코어와 코어의 사이에 공간을 형성하고, 본래의 팬에 더하여 거기에 팬 한 개를 추가 설치하고, 같은 공기 흐름 방향으로 구동함으로써, 전체의 공기 흐름 유량을 증가시키는 형태로 구성할 수 있다.

도 4에는 본 발명의 제1실시예의 구성을 나타낸 측면도가 도시되어 있다.

도 4와 같이 본 발명의 제1실시예에서 오일쿨러(112)의 전방에는 추가 흡기팬(114)이 설치되어 있다.

상기 흡기팬(114)은 유압모터(123)에 의해 구동되어 공기를 외부로부터 흡입하고, 오일쿨러(112)의 전면으로 공기를 배출한다.

이것이 라이에이터 팬(115)이 흡입하는 공기의 흐름을 돕는 형태가 된다.

종래에는 라디에이터(113), 오일쿨러(112)의 코어의 공기 저항이 크기 때문에 흡입 공기량이 충분하지 않다고 하는 문제가 있었다.

그러나 본 발명의 건설중장비의 엔진룸 냉각장치에서는 오일쿨러(112)의 전방에 흡기팬(114)을 추가함으로써 오일쿨러(112)의 전면의 풍압을 올려 라디에이터 팬(115)의 풍량을 증가시킬 수 있게 된다.

상기 흡기팬(114)은 구조가 간단하고 비용이 저렴하며, 유압모터(123)도 작은 것을 사용할 수 있고, 양산품을 저렴하게 입수할 수 있다.

본 발명의 건설중장비의 엔진룸 냉각장치에 있어서는 상기 흡기팬(114)을 장착하기 위한 공간이 필요하게 되지만 라디에이터(113)의 전방에는 통상 일정 공간을 마련되어 있기 때문에 그 공간을 이용하면 큰 추가 공간이 필요 없게 된다.

일반적으로 라디에이터(113)의 냉각 용량을 크게 하려면 라디에이터(113)의 코어 사이즈를 크게 해야 하지만 그 경우에는 차체 전체의 크기가 커진다고 하는 문제가 있었다

그러나 본 발명의 건설중장비의 엔진룸 냉각장치에서는 오일쿨러(112)의 전방에 흡기팬(114)을 추가하는 것만으로 높이, 폭이 같은 크기인 라디에이터(113)를 사용할 수 있게 되므로 차체 설계상에 있어서 극히 유리하게 된다.

도 5에는 동 제1실시예의 엔진 및 유압시스템 구성도가 도시되어 있다.

본 발명의 건설중장비의 엔진룸 냉각장치에서는 도 5와 같이 엔진으로 구동되는 메인펌프(106)와 라디에이터 팬 구동용 오일펌프(120), 그리고 흡기팬 구동용 오일펌프(121)가 구비되며, 흡기팬 구동용 오일펌프(121)는 흡기팬 구동용 유압모터(123)에 오일을 공급한다.

도 6에는 본 발명의 제2실시예의 구성을 나타낸 측면도가 도시되어 있다.

일반적으로 라디에이터(113)와 오일쿨러(112)는 도 3에 나타낸 바와 같이 근접하여 설치하는 것이 보통이지만 본 발명의 제2실시예는 도 6과 같이 라디에이터(113)와 오일쿨러(112)의 사이에 공간을 형성하고, 거기에 또 하나의 흡기팬(116)을 추가 설치한 것이다.

상기 추가 흡기팬(116)은 유입 공기의 흐름을 원활하게 하여 코어를 통과하는 공기량을 증가시키며, 그에 따라 냉각 용량이 커지게 된다.

상기 추가 흡기팬(116)은 전술한 제1실시예와 마찬가지로 유압모터(124)에 의해 구동된다.

제2실시예에 있어서의 또 하나의 이점은 추가 흡기팬(116)이 두 개의 코어, 오일쿨러 코어와 라디에이터 코어 사이에 있기 때문에 흡기팬(116)에서 발생되는 소음을 저감할 수 있는 것이다.

즉, 라디에이터(113)와 오일쿨러(112)의 코어가 세세한 미로를 구성하고 있기 때문에 그것이 소음을 감쇠시키는 것이며, 그에 따라 흡기팬(116)을 추가하더라도 그의 소음에 의해서 건설중장비 전체의 소음이 증가하는 것을 최소한으로 억제할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 설명에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

105 : 엔진
112 : 오일쿨러
113 : 라디에이터
114 : 흡기팬
115 : 라디에이터 팬
116 : 흡기팬
123, 124 : 유압모터

Claims (3)

1. 엔진이 내장되는 엔진룸에 냉각 코어와 팬이 구비되는 건설중장비의 엔진룸 냉각장치를 구성함에 있어서,
   또 하나의 팬을 본래의 팬과 반대측의 코어 전면에 추가 설치함으로써 풍량을 증가시켜 냉각능력을 향상시키도록 한 것을 특징으로 하는 건설중장비의 엔진룸 냉각장치.
   
2. 
   제1항에 있어서, 상기 본래의 팬과 반대측의 코어의 전면에 또 하나의 팬을 설치하고, 같은 공기 흐름 방향으로 구동함에 따라 전체의 공기 흐름 유량을 증가시키는 형태로 구성한 것을 특징으로 하는 건설중장비의 엔진룸 냉각장치.
   
3. 제1항에 있어서, 둘 이상의 코어가 있을 때 코어와 코어의 사이에 공간을 형성하고, 본래의 팬에 더하여 거기에 팬 한 개를 추가 설치하고, 같은 공기 흐름 방향으로 구동함으로써 전체의 공기 흐름 유량을 증가시키는 형태로 구성한 것을 특징으로 하는 건설중장비의 엔진룸 냉각장치.
   

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