KR20180133428A - 건설 장비 냉각 시스템의 배치 구조 - Google Patents

건설 장비 냉각 시스템의 배치 구조 Download PDF

Info

Publication number
KR20180133428A
KR20180133428A KR1020187030192A KR20187030192A KR20180133428A KR 20180133428 A KR20180133428 A KR 20180133428A KR 1020187030192 A KR1020187030192 A KR 1020187030192A KR 20187030192 A KR20187030192 A KR 20187030192A KR 20180133428 A KR20180133428 A KR 20180133428A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
heat exchanger
radiator
layer heat
cooling
intercooler
Prior art date
Application number
KR1020187030192A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102402533B1 (ko
Inventor
요시히코 하야시
케이고 하라
모토유키 수주키
Original Assignee
캐터필러 에스에이알엘
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 캐터필러 에스에이알엘 filed Critical 캐터필러 에스에이알엘
Publication of KR20180133428A publication Critical patent/KR20180133428A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102402533B1 publication Critical patent/KR102402533B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00—Liquid cooling
    • F01P3/18—Arrangements or mounting of liquid-to-air heat-exchangers
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/08—Superstructures; Supports for superstructures
    • E02F9/0858—Arrangement of component parts installed on superstructures not otherwise provided for, e.g. electric components, fenders, air-conditioning units
    • E02F9/0866—Engine compartment, e.g. heat exchangers, exhaust filters, cooling devices, silencers, mufflers, position of hydraulic pumps in the engine compartment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K11/00—Arrangement in connection with cooling of propulsion units
    • B60K11/02—Arrangement in connection with cooling of propulsion units with liquid cooling
    • B60K11/04—Arrangement or mounting of radiators, radiator shutters, or radiator blinds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K11/00—Arrangement in connection with cooling of propulsion units
    • B60K11/06—Arrangement in connection with cooling of propulsion units with air cooling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P11/00—Component parts, details, or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F01P1/00 - F01P9/00
    • F01P11/02—Liquid-coolant filling, overflow, venting, or draining devices
    • F01P11/029—Expansion reservoirs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00—Liquid cooling
    • F01P3/20—Cooling circuits not specific to a single part of engine or machine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P5/00—Pumping cooling-air or liquid coolants
    • F01P5/02—Pumping cooling-air; Arrangements of cooling-air pumps, e.g. fans or blowers
    • F01P5/06—Guiding or ducting air to, or from, ducted fans
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/04—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/0408—Multi-circuit heat exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat exchangers for more than two fluids
    • F28D1/0426—Multi-circuit heat exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat exchangers for more than two fluids with units having particular arrangement relative to the large body of fluid, e.g. with interleaved units or with adjacent heat exchange units in common air flow or with units extending at an angle to each other or with units arranged around a central element
    • F28D1/0443—Combination of units extending one beside or one above the other
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/40—Special vehicles
    • B60Y2200/41—Construction vehicles, e.g. graders, excavators
    • B60Y2200/412—Excavators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00—Liquid cooling
    • F01P3/18—Arrangements or mounting of liquid-to-air heat-exchangers
    • F01P2003/182—Arrangements or mounting of liquid-to-air heat-exchangers with multiple heat-exchangers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2060/00—Cooling circuits using auxiliaries
    • F01P2060/02—Intercooler
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2060/00—Cooling circuits using auxiliaries
    • F01P2060/04—Lubricant cooler

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Component Parts Of Construction Machinery (AREA)
  • Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)

Abstract

과제: 라디에이터를 포함하는 복수의 열교환기를 구비한 건설 장비 냉각 시스템에서, 라디에이터와 엔진 사이에서 냉각수 순환 시스템 내 라디에이터와 평행하게 연결되는 가압 밀봉형 리저버 탱크를 제공함에 있어, 상기 리저버 탱크는 전체 열교환기로부터 상방으로 돌출하지 않도록 배치된다. 해결 수단: 라디에이터(10) 이외의 열교환기인 인터쿨러(12)를 상층 열교환기로서 설정하고, 상기 열교환기 이외의 라디에이터(10)와 오일 쿨러(11)를 상층 열교환기보다 낮게 배치하며, 이렇게 배치된 인터쿨러(12)의 수평 폭을 라디에이터(10)와 오일 쿨러(11)의 수평 폭보다 짧게 하고, 인터쿨러(12) 측면으로 탱크 공간(S)을 형성함으로써, 가압 밀봉형 리저버 탱크(14)를 상기 탱크 공간에 배치한다.

Description

건설 장비 냉각 시스템의 배치 구조
본 발명은 유압 셔블 등의 건설 장비에서의 라디에이터 등의 복수의 열교환기, 냉각팬, 리저버 탱크 등을 구비한 냉각 시스템의 배치 구조의 기술 분야에 관한 것이다.
일반적으로, 유압 셔블 등의 건설 장비에서, 엔진 냉각수를 냉각시키는 라디에이터, 작동유를 냉각시키는 오일 쿨러, 터보 차저에서 발생하는 압축 공기를 냉각시키는 인터쿨러 등의 다양한 열교환기가 장착되며, 이러한 열교환기에 냉각풍을 공급하는 냉각팬, 엔진 냉각수의 열팽창에 의한 체적 변화를 처리하기 위해 냉각수를 저장하는 리저버 탱크 등을 구비한 냉각 시스템이 또한 제공된다.
상기 리저버 탱크로서, 압력 조정 기능을 갖는 라디에이터 캡을 통해 라디에이터에 연결된 대기 개방형 리저버 탱크가 일반적으로 사용되었다. 반면, 라디에이터와 엔진 사이에서 냉각수 순환 시스템 내 라디에이터와 평행하게 연결된 가압 밀봉형 리저버 탱크가 알려져 있다(예를 들어, 특허 문헌 1 참조). 이러한 가압 밀봉형 리저버 탱크가 사용되는 경우, 엔진 냉각수의 일부가 리저버 탱크를 통해 순환되고, 또한 냉각수의 열팽창에 의한 체적 변화가 상기 리저버 탱크 내 상 부분에 의해 흡수되므로, 냉각수 순환 시스템 내에서 공기 제거가 수행되어, 상기 대기 개방형 리저버 탱크와 비교하여 기포 분리 성능이 우수하다는 장점이 있다.
한편, 유압 셔블 등의 건설 장비의 경우, 전술한 바와 같이, 라디에이터, 오일 쿨러, 및 인터쿨러 등의 복수의 열교환기가 제공되지만, 이 경우, 이러한 라디에이터를 포함하는 복수의 열교환기는 냉각팬의 냉각풍 흐름과 평행하게 좌우로 배치되어 대략 정사각형 형상의 냉각 장치를 형성하도록 일체화되고, 상기 일체화된 냉각 장치는 운전실 후방의 냉각 장치 저장부에 저장된다는 것은 잘 알려져 있다(예를 들어, 특허 문헌 2 참조). 이러한 복수의 열교환기를 좌우로 평행하게 배치함으로써, 모든 열교환기가 양호한 냉각 효율을 확보할 수 있으며, 또한 각각의 열교환기의 청소 등의 유지 보수가 용이하게 수행될 수 있다.
선행 기술 문헌
특허 문헌
특허 문헌 1: 실용 특허 H7-27317 공보
특허 문헌 2: 일본 미심사 특허 출원 공개 2003-49649호 공보
그런데, 상기 가압 밀봉형 리저버 탱크의 경우, 엔진 냉각수의 순환 시스템 내 냉각수에서 공기를 제거하기 위해, 엔진 및 라디에이터를 포함하는 냉각수 순환 경로의 상부보다 높게 배치될 필요가 있다. 이로 인해, 상기 특허 문헌 2에서와 같이, 가압 밀봉형 리저버 탱크를 채용하려고 하는 경우, 이와 관련하여 라디에이터를 포함하는 복수의 열교환기를 좌우로 평행하게 배치하여 일체화된 냉각 장치가 장착된다. 리저버 탱크는 라디에이터의 상단 위치보다 높게 배치되어야 하며, 리저버 탱크를 라디에이터의 상단 위치보다 높게 하기 위해, 리저버 탱크는 냉각 장치로부터 상방으로 돌출하도록 배치되어야 한다. 냉각 장치 하우징부의 천장 높이를 그 부분보다 높이기 위한 요구가 발생하므로, 운전실로부터의 후방 시야를 막는 문제가 존재하고, 본원에 제시된 이 문제는 본 발명에 의해 해결될 수 있다.
본 발명은 전술한 바와 같은 상황을 고려하여 이러한 과제를 해결하기 위해서 창안되었으며, 청구항 1의 발명에 따르면, 건설 장비 냉각 시스템의 배치 구조는, 라디에이터를 포함하는 복수의 열교환기, 상기 열교환기에 냉각풍을 공급하는 냉각팬, 상기 라디에이터와 엔진 사이에서 냉각수 순환 시스템 내 라디에이터와 평행하게 연결된 가압 밀봉형 리저버 탱크를 구비한 건설 장비 냉각 시스템에서, 상기 복수의 열교환기는 라디에이터 이외의 적어도 하나의 열교환기가 상층 열교환기이고, 상기 상층 열교환기 이외의 라디에이터를 포함하는 열교환기가 상기 상층 열교환기보다 낮게 배치된 하층 열교환기이며, 또한 이렇게 배치된 전체 상층 열교환기의 수평 폭을 전체 하층 열교환기의 수평 폭보다 짧게 함으로써 상기 상층 열교환기 측면으로 탱크 공간을 형성하되, 상기 리저버 탱크가 상기 탱크 공간에 배치되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
청구항 2의 발명에 따르면, 건설 장비 냉각 시스템의 배치 구조는, 청구항 1에 있어서, 상기 상층 열교환기 및 상기 하층 열교환기가 상기 냉각풍 흐름에 대해 상하로 평행하게 되도록 배치되며, 또한 상기 상층 열교환기 자체 및 상기 하층 열교환기 자체는 상기 냉각풍 흐름에 대해 상하 또는 좌우로 평행하게 되도록 배치되는 것을 특징으로 한다.
청구항 3의 발명에 따르면, 건설 장비 냉각 시스템의 배치 구조는, 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 하층 열교환기가 라디에이터 및 오일 쿨러이고, 상기 상층 열교환기가 인터쿨러인 것을 특징으로 한다.
청구항 4의 발명에 따르면, 건설 장비 냉각 시스템의 배치 구조는, 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 상층 열교환기 및 상기 하층 열교환기가 정사각형 틀 형상의 프레임 부재에 내장되고, 냉각팬을 둘러싸는 팬 슈라우드가 상기 프레임 부재에 연결되고, 또한 상기 프레임 부재와 상기 팬 슈라우드의 상측 모서리에 상기 탱크 공간을 구획하는 단차 오목부가 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 청구항 1에 따르면, 가압 밀봉형 리저버 탱크는 라디에이터의 상단 위치보다 높을 수 있고, 전체 열교환기로부터 상방으로 돌출하지 않도록 배치될 수 있고, 이에 따라 열교환기가 저장되는 저장실의 천장 높이를 제어할 수 있다.
청구항 2에 따르면, 라디에이터를 포함하는 복수의 열교환기가 냉각풍 흐름에 대해 서로 중첩하지 않도록 배치되어, 양호한 냉각 효율, 이에 따른 청소 등의 우수한 유지 보수 특성을 확보할 수 있다.
청구항 3에 따르면, 본 발명은 라디에이터 및 오일 쿨러 및 인터쿨러를 구비한 건설 장비에 적용될 수 있으며, 또한 인터쿨러를 상층 열교환기로 함으로써, 인터쿨러와 엔진 흡기측을 연결하는 배관이 짧아질 수 있다.
청구항 4에 따르면, 프레임 부재와 팬 슈라우드에 형성된 단차 오목부에 의해, 리저버 탱크는 냉각풍으로부터 차폐될 수 있고, 또한 단차 오목부가 형성된 프레임 부재와 팬 슈라우드의 상측 모서리부가 냉각팬의 팬 회전 궤적으로부터 멀리 떨어져 있어, 냉각 효율에 미치는 영향이 가능한 한 작아질 수 있다.
도 1은 측면 커버가 제거된 유압 셔블의 측면도이다.
도 2는 냉각 시스템의 주요부 정면도이다.
도 3은 냉각 시스템의 주요부 후면도이다.
도 4는 엔진 냉각수 순환 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 5는 제2 구현예의 냉각 시스템의 주요부 정면도이다.
이하, 도면을 기초로 본 발명의 구현예를 설명한다. 도 1은 본 발명의 건설 장비의 예인 유압 셔블이다. 상기 유압 셔블(1)은 하부 캐리어(2), 상기 하부 캐리어(2) 상에 회전 가능하게 지지된 상부 회전체(3), 상기 상부 회전체(3) 상에 장착된 작업 장치(4) 등의 각 부분으로 구성되며, 또한 상부 회전체(3)의 전방부에 운전실(5)이 제공되고, 상기 운전실(5)의 후방부에는 엔진(미도시) 및 후술하는 냉각 장치(6) 등이 저장되는 기계실(7)이 제공되고, 또한 상기 기계실(7)의 후방측에 카운터 웨이트(8)가 설치된다.
상기 냉각 장치(6)는 복수의 열교환기를 정사각형 틀의 프레임 부재(9)에 내장시켜 일체화되며, 이 구현예의 형태에 따르면, 본 발명의 하층 열교환기에 해당하는 열교환기로서, 엔진 냉각수를 냉각시키는 라디에이터(10), 및 작동유를 냉각시키는 오일 쿨러(11)가 제공되고, 또한 본 발명의 상측 열교환기에 해당하는 열교환기로서, 엔진 수퍼차저에 의해 압축된 공기를 냉각시키는 인터쿨러(12)가 제공된다. 이어서, 이들 라디에이터(10), 오일 쿨러(11) 및 인터쿨러(12)가 조립된 냉각 장치(6)는 기계실(7)에 제공된 냉각 장치 저장부(7a)에 수용되며, 또한 냉각 장치(6)의 후방측에 배치된 냉각팬(13)의 회전에 의해 유입되는 냉각풍에 의해 냉각되도록 구성된다. 또한, 냉각 장치는 자유롭게 개폐할 수 있는 측면 커버(미도시)에 의해 냉각 장치 저장부(7a)의 상부 및 전방측이 덮이고, 상기 측면 커버에 형성된 통기구로부터 외기가 도입되고, 또한 측면 커버를 열어 냉각 장치(6)의 유지 보수 등이 수행될 수 있도록 구성된다. 또한, 구현예를 설명함에 있어, 냉각풍 흐름에 대해, 상부 흐름측은 냉각 장치(6)의 전방측이고 하부 흐름측은 후방측이다.
여기서, 상기 라디에이터(10), 오일 쿨러(11), 및 인터쿨러(12)는, 냉각된 유체(라디에이터(10) 내, 엔진 냉각수; 오일 쿨러(11) 내, 작동유; 인터쿨러(12) 내 압축 공기)가 유입되는 유입측 탱크(10a, 11a, 12a)와 냉각된 유체가 유출되는 유출측 탱크(10b, 11b, 12b) 사이에 제공되고, 이들 유입측 탱크(10a, 11a, 12a) 및 유출측 탱크(10b, 11b, 12b)는 냉각된 유체가 통과하는 복수의 튜브 및 냉각핀을 갖는 코어(10c, 11c, 12c)를 구비하도록 범용으로 구성된다. 이 구현예에서, 이들 라디에이터(10), 오일 쿨러(11) 및 인터쿨러(12)와 관련하여, 유입측 탱크(10a, 11a, 12a) 및 유출측 탱크(10b, 11b, 12b)는 코어(10c, 11c, 12c)의 좌우측에 제공되고, 냉각된 유체가 좌우 방향으로 흐르는 사이드 플로우 타입이 사용된다.
이어서, 상기 라디에이터(10), 오일 쿨러(11), 및 인터쿨러(12)와 관련하여, 하층 열교환기인 라디에이터(10) 및 오일 쿨러(11)는, 라디에이터(10)가 하측에 배치되고, 오일 쿨러(11)가 상측에 배치되면서, 냉각풍 흐름에 대해 상하로 평행하게 배치되며, 또한 이들 하층 열교환기의 상측(이 구현예에서, 하층 열교환기 중에, 상측에 배치된 오일 쿨러(11)의 상측)에, 냉각풍 흐름에 대해 하층 열교환기에 평행하게 상하로 상측 열교환기인 인터쿨러(12)가 배치된다. 이 경우, 상하로 평행하게 배치되는 하층 열교환기인 라디에이터(10)와 오일 쿨러(11)의 수평 폭은 대략 동일한 크기로 제공되고, 또한 상층 열교환기인 인터쿨러(12)의 수평 폭은 라디에이터(10)와 오일 쿨러(11)의 수평 폭보다 짧게 설정됨으로써, 인터쿨러(12)의 수평 측에, 배치될 후술하는 리저버 탱크(14)용 탱크 공간이 형성된다. 이어서, 라디에이터(10), 오일 쿨러(11), 및 인터쿨러(12)가 내장되는 프레임 부재(9)의 상측 모서리에, 상기 탱크 공간(S)을 구획하는 단차 오목부(9a)(프레임 부재 단차 오목부(9a))가 형성된다.
여기서, 상기 상층 열교환기로서, 라디에이터(10) 이외의 임의의 열교환기가 선택될 수 있지만, 이 구현예에서, 유압 셔블(1) 등의 건설 장비와 관련하여, 방열 면적은 라디에이터(10) 및 오일 쿨러(11)에 비해 작으며, 또한 엔진의 상측에 제공된 엔진 흡기측부(터보차저, 흡기 매니폴드)에 연결되는 인터쿨러(12)는 상층 열교환기로 설정된다. 이어서, 전술한 바와 같이, 탱크 공간(S)은 상기 상층 열교환기인 인터쿨러(12) 측면으로 결국 형성되지만, 상기 탱크 공간(S)이 포함되면서, 각각의 열교환기(라디에이터(10), 오일 쿨러(11), 인터쿨러(12))의 수직 및 수평 크기는 일체화된 냉각 장치(6)가 대략 정사각형 형상이 되도록 설정된다.
한편, (16)은 상기 냉각팬(13)의 외주를 둘러싸는 팬 슈라우드이며, 상기 팬 슈라우드(16)는 상기 라디에이터(10), 오일 쿨러(11) 및 인터쿨러(12)가 조립된 정사각형 틀 형상의 프레임 부재(9)의 후방측에 연결되고, 상기 팬 슈라우드(16)에 의해, 냉각풍 흐름을 배치함으로써 냉각 효율을 개선하도록 설계되지만, 상기 팬 슈라우드(16)의 상부 모서리에서, 상기 프레임 부재 단차 오목부(9a)와 연결되면서, 단차 오목부(16a)(슈라우드 단차 오목부(16a))가 탱크 공간(S)을 구획하도록 형성된다. 이어서, 프레임 부재 단차 오목부(9a) 및 슈라우드 단차 오목부(16a)에 의해 구획된 탱크 공간(S)에 브래킷(15)을 통해 리저버 탱크(14)를 배치하도록 구성된다. 이 경우, 도 3에 도시한 바와 같이 프레임 부재(9) 및 팬 슈라우드(16)에 단차 오목부(9a, 16a)가 형성된 부분은 냉각 효율에 거의 영향을 주지 않으면서 냉각팬(13)의 팬 회전 궤적으로부터 멀리 떨어져 배치되며, 또한, 리저버 탱크(14)는 프레임 부재(9) 및 팬 슈라우드(16)의 단차 오목부(9a, 16a)에 의해 냉각풍으로부터 차폐될 수 있도록 구성된다. 또한, (17a)는 라디에이터(10)의 유입측 탱크(10a)에 연결될 라디에이터 유입측 배관이며; (17b)는 라디에이터(10)의 유출측 탱크(10b)에 연결될 라디에이터 유출측 배관이며; (18a)는 오일 쿨러(11)의 유입측 탱크(11a)에 연결될 오일 쿨러 유입측 배관이며; (18b)는 오일 쿨러(11)의 유출측 탱크(11b)에 연결될 오일 쿨러 유출측 배관이며; (19a)는 인터쿨러(12)의 유입측 탱크(12a)에 연결될 인터쿨러 유입측 배관이며; (19b)는 인터쿨러(12)의 유입측 탱크(12a)에 연결될 인터쿨러 유출측 배관이다.
다음에, 이 구현예에서의 엔진 냉각수 순환 시스템이 도 4를 기초로 설명된다. 도 4에서, (10)은 상기 라디에이터이고, (10a), (10b), (10c)는 라디에이터(10)의 유입측 탱크, 유출측 탱크 및 코어이며, (14)는 상기 리저버 탱크이며, (20)은 엔진(엔진에 제공된 워터 재킷)이며; (21)은 워터 펌프이고 (22)는 온도조절기이다. 이어서, 상기 엔진(20)과 라디에이터(10) 사이에 밀봉 및 가압 상태가 유지되면서 엔진 냉각수가 순환한다. 즉, 엔진(20)에서 유출되는 엔진 냉각수는 엔진 출구측 경로(23), 온도조절기(22) 및 라디에이터 유입측 배관(17a)을 통해 라디에이터(10)로 유입되고, 상기 라디에이터(10)에 의해 냉각된 후, 라디에이터 유출측 배관(17b)을 통해 워터 펌프(21)에 도달하고, 상기 워터 펌프(21)로부터 엔진 입구측 경로(24)를 통해 엔진(20)에 공급된다. 또한, 상기 온도조절기(22)와 워터 펌프(21) 사이에 바이패스 경로(25)가 제공되며, 엔진 냉각수 온도가 낮은 경우, 엔진(20)에서 유출된 엔진 냉각수는 라디에이터(10)를 거치지 않고 온도조절기(22)로부터 바이패스(25)를 통해 워터 펌프(21)에 도달하고, 엔진(20)에 공급된다.
또한, 리저버 탱크(14)는 상기 라디에이터(10)와 엔진 사이에서 냉각수 순환 시스템 내 라디에이터(10)와 평행하게 연결된다. 즉, 리저버 탱크(14)는 엔진 냉각수 부분을 저장하는 액상부 및 내부적으로 상기 액상부 위에 있는 가스상을 가지며, 엔진 냉각수의 온도 변화에 따른 체적 변화에 따라 엔진 냉각수의 저장량을 변경하는 가압 밀봉형이며, 엔진측 배기 경로(26), 및 라디에이터측 배기 경로(27)를 통해 엔진 출구측 경로(23), 라디에이터의 유입측 탱크(10a)에 각각 연결되며, 또한 분기 경로(28)를 통해 워터 펌프(21)에 연결된다. 이어서, 엔진 냉각수의 일부가 이 리저버 탱크(14)를 통해 순환하며, 또한 리저버 탱크(14) 내부의 엔진 냉각수에서 공기를 제거하도록 설계된다. 또한, (14a)는 상기 리저버 탱크(14)의 물 주입구를 막는 탱크 캡이고, 상기 탱크 캡(14a)은 압력 조절 기능을 가지며, 리저버 탱크(14) 내부 압력이 미리 설정된 상한 압력을 초과하는 경우, 상기 압력은 드레인 경로(29)를 통해 냉각수 순환 시스템의 외부로 방출된다.
이어서, 상기 리저버 탱크(14)는 냉각수 순환 시스템 내 공기를 제거하기 위해 냉각수 순환 시스템 내 상부 위치에 배치될 필요가 있으며, 이로 인해, 리저버 탱크(14)는 라디에이터(10)의 상단 위치보다 높게 배치되어야 할 필요가 있지만, 전술한 바와 같이, 리저버 탱크(14)는 상층 열교환기인 인터쿨러(12) 측면으로 탱크 공간(S)에 배치되므로, 하층 열교환기인 라디에이터(10)보다 높게 배치되도록 구성된다.
기술된 바와 같이 구성된 구현예에서, 유압 셔블(1)의 냉각 시스템은 라디에이터(10), 오일 쿨러(11) 및 인터쿨러(12)를 구비하며, 또한, 이들 복수의 열교환기(라디에이터(1), 오일 쿨러(11) 및 인터쿨러(12))에 냉각풍을 공급하는 냉각팬(13), 라디에이터(10) 및 엔진 사이에서 냉각수 순환 시스템 내 라디에이터(10)와 평행하게 연결되는 가압 밀봉형 리저버 탱크(14) 등을 구비하도록 구성된다. 그러나 이 경우, 상기 복수의 열교환기와 관련하여, 상층 열교환기로서 사용되는 라디에이터(10) 이외의 열교환기인 인터쿨러(12)와 함께, 하층 열교환기로서 사용되는 상기 상층 열교환기 이외의 라디에이터(10) 및 오일 쿨러(11)가 상층 열교환기 아래 배치되며, 또한, 상기 배치에서 전체 상층 열교환기의 수평 폭은 전체 하층 열교환기의 수평 폭보다 짧게 설정되므로, 탱크 공간(S)은 상층 열교환기 측면으로 형성된다. 이어서, 상기 리저버 탱크(14)가 상기 탱크 공간(S)에 배치된다.
이와 같이 실행된 본 발명의 구현예에서, 라디에이터(10)가 하층 열교환기인 하층 열교환기 위에 배치된 상층 열교환기 측면에 형성된 탱크 공간(S)에 리저버 탱크(14)를 배치함으로써, 상기 리저버 탱크(14)는 라디에이터(10)의 상단 위치보다 높게 배치될 수 있고, 또한 전체 열교환기로부터 상방으로 돌출하지 않을 수 있다. 그 결과, 라디에이터(10)와 엔진 사이에서 냉각수 순환 시스템 내 라디에이터(10)와 평행하게 연결된 가압 밀봉형 리저버 탱크(14)와 관련해서도, 상기 리저버 탱크(14)는 전체 열교환기로부터 상방으로 돌출하지 않고 배치될 수 있으므로, 열교환기가 저장되는 냉각 장치 저장부(7a)의 천장 높이가 제어될 수 있다. 냉각 장치 저장부(7a)의 천장 높이가 리저버 탱크(14)로 인해 더 높아지는 것을 방지할 수 있고, 운전실(5)로부터의 후방 시야의 악화를 방지할 수 있다.
또한 이 경우, 하층 열교환기인 라디에이터(10)와 오일 쿨러(11)는 냉각팬(13)에 의해 공급되는 냉각풍 흐름에 대해 평행하게 상하로 배치되고, 상층 열교환기인 인터쿨러(12)는 라디에이터(10)와 오일 쿨러(11)에 대해 평행하게 상하로 배치된다. 또한, 라디에이터(10)를 포함하는 복수의 열교환기는 결과적으로 냉각풍 흐름에 대해 서로 중첩하지 않도록 배치되므로, 양호한 냉각 효율이 확보되고 청소 등의 유지 보수가 우수하다.
또한, 이 구현예에서, 유압 셔블(1) 등의 건설 장비에 일반적으로 제공되는 열교환기인 복수의 열교환기, 라디에이터(10) 및 오일 쿨러(11) 및 인터쿨러(12)가 제공되지만, 상층 열교환기인 인터쿨러(12)가 일반적으로 하층 열교환기인 라디에이터(10) 및 오일 쿨러(11)에 비해 방열 면적이 더 작은 것을 사용하므로, 수평 폭이 짧아지더라도, 냉각 효율에 미치는 영향을 거의 없으며, 또한, 엔진 위에 제공된 엔진 흡기 부재(터보차저, 흡기 매니폴드)에 인터쿨러(12)의 유입측 배관(19a) 및 유출측 배관(19b)이 연결되므로, 상층 열교환기로서 인터쿨러(12)를 사용함으로써, 엔진 흡기측 부재에 연결되는 인터쿨러(12)의 유입측 배관(19a) 및 유출측 배관(19b)은 짧아질 수 있다는 점에서 장점이 있다.
또한, 이 경우, 상층 열교환기(인터쿨러(12))와 하층 열교환기(라디에이터(10) 및 오일 쿨러(11))가 냉각 장치(6)로서 일체화되고 정사각형 틀의 프레임 부재(9)에 내장되지만, 상기 프레임 부재(9)에 냉각팬(13)을 둘러싸는 팬 슈라우드(16)가 연결되며, 또한 프레임 부재(9)와 팬 슈라우드(16)의 상측 모서리에, 리저버 탱크(14)가 제공되는 탱크 공간(S)을 구획하는 단차 오목부(9a, 16a)가 형성된다. 따라서, 리저버 탱크(14)는 상기 단차 오목부(9a, 16a)에 의해 냉각풍으로부터 차폐될 수 있고, 또한 단차 오목부(9a, 16a)가 형성된 프레임 부재(9)와 팬 슈라우드(16)의 상부 모서리부가 냉각팬(13)의 팬 회전 궤적으로부터 멀리 떨어져 있어, 냉각 효율에 미치는 영향을 가능한 한 줄일 수 있다.
또한, 본 발명은 당연히 상기 구현예(제1 구현예)에 한정될 수는 없으며, 도 5에 도시된 제2 구현예에서와 같이, 하층 열교환기인 라디에이터(10)와 오일 쿨러(11)가 냉각풍 흐름에 대해 평행하게 좌우로 배치될 수 있다. 이처럼, 하층 열교환기 자체가 평행하게 좌우로 배치되더라도, 상층 열교환기인 인터쿨러(12) 측면으로 탱크 공간(S)에 배치된 리저버 탱크(14)는 하층 열교환기인 라디에이터(10)의 상단부보다 높게 배치되며, 상기 제1 구현예와 유사한 작용 효과를 발휘한다. 또한, 도 5에서, 하층 열교환기인 라디에이터(10)와 오일 쿨러(11)로서, 유입측 탱크(10a, 11a) 및 유출측 탱크(10b, 11b)가 코어(10c, 11c)에 대해 상하로 제공되는 다운 플로우 타입이 도시되어 있지만, 제2 구현예에서도, 제1 구현예에서와 같이, 이들은 사이드 플로우 타입 라디에이터 및 오일 쿨러로 제조될 수 있다. 그런데, 가압 밀봉형 리저버 탱크(14)를 사용하는 경우, 물 주입구는 라디에이터(10)가 아니라 리저버 탱크(14)에 제공되므로, 다운 플로우 타입 라디에이터(10)가 사용되더라도, 상층 열교환기는 상측에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 구현예에서, 상층 열교환기가 인터쿨러인 것으로 설정되었지만, 상층 열교환기는 라디에이터 이외의 열교환기인 한 인터쿨러에 한정되지 않으며, 예를 들어, 공기 조화기 응축기를 상층 열교환기로 할 수 있다. 또한, 상층 열교환기 및 하층 열교환기는 단수 또는 복수일 수 있으며, 또한, 상층 열교환기 및 하층 열교환기 외에도, 이러한 상층 열교환기, 하층 열교환기 및 냉각풍 흐름에 대해 중첩하는 다른 열교환기가 제공되는 경우에도 본 발명이 구현될 수 있다.
또한, 본 발명은 유압 셔블에 한정되는 것이 아니라, 당연히 다양한 건설 장비에 대해 구현될 수 있다.
산업상 이용 가능성
본 발명은 라디에이터를 포함하는 복수의 열교환기, 냉각팬, 리저버 탱크 등을 구비한 건설 장비 냉각 시스템에 활용될 수 있다.

Claims (4)

  1. 라디에이터를 포함하는 복수의 열교환기, 상기 열교환기에 냉각풍을 공급하는 냉각팬, 상기 라디에이터와 엔진 사이에서 냉각수 순환 시스템 내 라디에이터와 평행하게 연결된 가압 밀봉형 리저버 탱크를 구비한 건설 장비 냉각 시스템의 배치 구조로서, 상기 복수의 열교환기는 라디에이터 이외의 적어도 하나의 열교환기가 상층 열교환기이고, 상기 상층 열교환기 이외의 라디에이터를 포함하는 열교환기가 상기 상층 열교환기보다 낮게 배치된 하층 열교환기이며, 또한 이렇게 배치된 전체 상층 열교환기의 수평 폭을 전체 하층 열교환기의 수평 폭보다 짧게 함으로써 상기 상층 열교환기 측면으로 탱크 공간을 형성하되, 상기 리저버 탱크가 상기 탱크 공간에 배치되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 배치 구조.
  2. 제1항에 있어서, 상기 상층 열교환기 및 상기 하층 열교환기가 상기 냉각풍 흐름에 대해 상하로 평행하게 되도록 배치되며, 또한 상기 상층 열교환기 자체 및 상기 하층 열교환기 자체는 상기 냉각풍 흐름에 대해 상하 또는 좌우로 평행하게 되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 배치 구조.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 하층 열교환기가 라디에이터 및 오일 쿨러이고, 상기 상층 열교환기가 인터쿨러인 것을 특징으로 하는 배치 구조.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 상층 열교환기 및 상기 하층 열교환기가 정사각형 틀 형상의 프레임 부재에 내장되고, 냉각팬을 둘러싸는 팬 슈라우드가 상기 프레임 부재에 연결되고, 또한 상기 프레임 부재와 상기 팬 슈라우드의 상측 모서리에 상기 탱크 공간을 구획하는 단차 오목부가 형성된 것을 특징으로 하는 배치 구조.
KR1020187030192A 2016-04-07 2017-04-03 건설 장비 냉각 시스템의 배치 구조 KR102402533B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016076995A JP6730766B2 (ja) 2016-04-07 2016-04-07 建設機械における冷却システムの配設構造
JPJP-P-2016-076995 2016-04-07
PCT/EP2017/057873 WO2017174520A1 (en) 2016-04-07 2017-04-03 Arrangement structure of cooling system in construction equipment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180133428A true KR20180133428A (ko) 2018-12-14
KR102402533B1 KR102402533B1 (ko) 2022-05-27

Family

ID=58488995

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020187030192A KR102402533B1 (ko) 2016-04-07 2017-04-03 건설 장비 냉각 시스템의 배치 구조

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20200291845A1 (ko)
JP (1) JP6730766B2 (ko)
KR (1) KR102402533B1 (ko)
CN (1) CN109072580B (ko)
DE (1) DE112017001248T5 (ko)
WO (1) WO2017174520A1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11492954B2 (en) * 2020-08-06 2022-11-08 Illinois Tool Works Inc. Power systems and enclosures having configurable air flow
JP7472743B2 (ja) 2020-09-29 2024-04-23 コベルコ建機株式会社 作業機械
DE102020212791A1 (de) 2020-10-09 2022-04-14 Mahle International Gmbh Fahrzeugkühlanlage

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001341533A (ja) * 2000-06-02 2001-12-11 Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd 建設機械の冷却装置
JP2003049649A (ja) * 2001-08-03 2003-02-21 Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd 建設機械
US20050079051A1 (en) * 2003-10-14 2005-04-14 Fred Soofer Vehicle fan shroud made integrally with a coolant reservoir
JP2006017050A (ja) * 2004-07-02 2006-01-19 Hitachi Constr Mach Co Ltd 建設機械の冷却装置
JP2013024200A (ja) * 2011-07-25 2013-02-04 Hino Motors Ltd エンジンの冷却装置
JP2014114763A (ja) * 2012-12-11 2014-06-26 Hitachi Constr Mach Co Ltd 建設機械
JP2016089422A (ja) * 2014-10-31 2016-05-23 日立建機株式会社 建設機械

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3922814A1 (de) * 1988-09-30 1990-04-12 Piemontese Radiatori Halterung fuer den kuehler eines fluessigkeitsgekuehlten fahrzeugmotors
JPH0727371Y2 (ja) * 1989-03-16 1995-06-21 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の完全密閉式冷却水循環装置
US5197538A (en) * 1991-04-22 1993-03-30 Zexel Corporation Heat exchanger apparatus having fluid coupled primary heat exchanger unit and auxiliary heat exchanger unit
JP2907018B2 (ja) * 1994-09-06 1999-06-21 トヨタ自動車株式会社 ラジエータにおけるタンクの取付構造
DE19514016C1 (de) * 1995-04-13 1996-08-29 Laengerer & Reich Gmbh & Co Kühlereinheit in side-by-side Bauweise
JPH09112268A (ja) * 1995-10-19 1997-04-28 Hitachi Constr Mach Co Ltd エンジン冷却装置及び建設機械
JPH11190046A (ja) * 1997-12-25 1999-07-13 Yutani Heavy Ind Ltd 油圧ショベル
US6622783B2 (en) * 2001-08-14 2003-09-23 Modine Manufacturing Company Self-fixturing fan shroud
DE10322211A1 (de) * 2003-05-16 2004-12-02 Modine Manufacturing Co., Racine Wärmetauscherblock
JP5821221B2 (ja) * 2011-03-08 2015-11-24 コベルコ建機株式会社 建設機械の冷却装置
BR102015026378A2 (pt) * 2014-10-21 2017-07-11 Modine Manufacturing Company Cooling module with a tank of integrated compensation to him

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001341533A (ja) * 2000-06-02 2001-12-11 Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd 建設機械の冷却装置
JP2003049649A (ja) * 2001-08-03 2003-02-21 Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd 建設機械
US20050079051A1 (en) * 2003-10-14 2005-04-14 Fred Soofer Vehicle fan shroud made integrally with a coolant reservoir
JP2006017050A (ja) * 2004-07-02 2006-01-19 Hitachi Constr Mach Co Ltd 建設機械の冷却装置
JP2013024200A (ja) * 2011-07-25 2013-02-04 Hino Motors Ltd エンジンの冷却装置
JP2014114763A (ja) * 2012-12-11 2014-06-26 Hitachi Constr Mach Co Ltd 建設機械
JP2016089422A (ja) * 2014-10-31 2016-05-23 日立建機株式会社 建設機械

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017185931A (ja) 2017-10-12
CN109072580A (zh) 2018-12-21
WO2017174520A1 (en) 2017-10-12
DE112017001248T5 (de) 2018-12-13
KR102402533B1 (ko) 2022-05-27
JP6730766B2 (ja) 2020-07-29
CN109072580B (zh) 2021-07-20
US20200291845A1 (en) 2020-09-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4740245B2 (ja) 作動油冷却器
KR20180133428A (ko) 건설 장비 냉각 시스템의 배치 구조
JP6475360B2 (ja) 水冷式エンジンの冷却構造
JP6036858B2 (ja) エンジンの冷却装置
JP2009062938A (ja) エンジンの冷却水通路構造
BR112012022051B1 (pt) tanque de água auxiliar para um sistema de resfriamento de motor e sistema de resfriamento de motor
JP2006527489A (ja) エンクロージャのための冷却装置
JP5703805B2 (ja) エンジンならびにシリンダヘッド
JPH02140413A (ja) Ｖ型エンジンの冷却装置
JP4825700B2 (ja) リザーブタンクおよび同タンクを備えたエンジン冷却装置
KR101274247B1 (ko) 차량용 열교환기
JP6695433B2 (ja) エンジン冷却装置、及びエンジンシステム
JP2005139952A (ja) 空冷式インタークーラを備えた建設機械
JP4890286B2 (ja) リザーブタンクおよび同タンクを備えたエンジン冷却装置
CN219809063U (zh) 发动机冷却系统及作业机械
JP2000301956A (ja) 建設機械の熱交換装置
KR20140076218A (ko) 엔진커버를 이용한 냉각시스템
KR20130058432A (ko) 차량용 열교환기 및 이를 구비한 냉각 시스템
JP7256430B2 (ja) 油圧ユニット
KR20220049233A (ko) 차량용 냉각수 모듈
JP5556592B2 (ja) 内燃機関の冷却装置
JP2010196493A (ja) Ｅｇｒクーラの冷却装置
JP2019132130A (ja) エクスパンションタンク
CN103863271A (zh) 车辆的冷却系统
CN205387970U (zh) 用于作业机械冷却包的加水座组件及作业机械

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant