JP2011106786A - 建設機械の熱交換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 被冷却流体を熱交換器によって効率良く冷却することができ、かつ、熱交換器に付着した塵埃を確実に除去する。
【解決手段】 第１，第２のラジエータ１４，１５を構成するアッパタンク１４Ａ，１５Ａを、Ｔ型継手からなる流入側継手１７によって連結し、この流入側継手１７の配管側接続口１７Ｃに流入配管１９を接続する。これにより、流入配管１９から流入側継手１７に導入されたエンジン冷却水をアッパタンク１４Ａ，１５Ａに均等に振分けて供給することができ、加熱されたエンジン冷却水を第１，第２のラジエータ１４，１５によって効率良く冷却することができる。また、第１のラジエータ１４と第２のラジエータ１５との間に、エアブロア等を挿入することができるので、このエアブロアから吐出する圧縮空気によって放熱部１４Ｃ，１５Ｃ等に付着した塵埃を容易に除去することができる。
【選択図】 図６

Description

本発明は、例えば油圧ショベル、ホイールローダ等の建設機械に好適に用いられる建設機械の熱交換装置に関する。

一般に、建設機械の代表例としての油圧ショベルは、自走可能なクローラ式の下部走行体と、該下部走行体上に旋回可能に搭載された上部旋回体と、上部旋回体の前部側に俯仰動可能に設けられた作業装置とにより大略構成されている。そして、油圧ショベルは、上部旋回体を旋回させつつ作業装置を用いて土砂の掘削作業等を行うものである。

ここで、油圧ショベルの上部旋回体は、支持構造体をなす旋回フレームと、該旋回フレームの後端側に設けられ作業装置との重量バランスをとるカウンタウエイトと、該カウンタウエイトの前側に位置して旋回フレームに設けられ油圧ポンプを駆動するエンジンと、該エンジンの近傍に配置された熱交換装置と、これらエンジンや熱交換装置等を覆う建屋カバーとにより大略構成されている。

また、熱交換装置は、エンジン冷却水を冷却するラジエータ、作動油を冷却するオイルクーラ等からなる熱交換器と、該熱交換器と対面して配置されエンジン等によって回転駆動される冷却ファンとにより構成されている。そして、エンジンの作動時に冷却ファンが回転することにより、建屋カバーに設けられた空気流入口を通じて建屋カバー内に冷却風が導入される。これにより、熱交換器に向けて冷却風が供給され、エンジン冷却水、作動油等の冷却すべき流体を冷却することができる構成となっている。

ところで、市街地等の狭い作業場所で掘削作業を行うため、上部旋回体がほぼ下部走行体の車幅内で旋回できるように構成された小旋回式の油圧ショベルは、カウンタウエイトを旋回中心に接近させて配置することにより、上部旋回体をできるだけコンパクトに形成している。

従って、小旋回式の油圧ショベルは、カウンタウエイトを旋回中心に接近させた分、カウンタウエイトの前側に位置する建屋カバー内の収容スペースが小さくなるため、この収容スペースに収容される熱交換装置を小型化する必要がある。

これに対し、同一の構成を有する多数の熱交換器（単位熱交換器）を、冷媒が流通する配管を介して連結することにより、１つの熱交換装置（冷却システム）を構成するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−１２４４９０号公報

しかし、上述した従来技術による熱交換装置は、冷媒が流通する配管に多数の熱交換器（単位熱交換器）を接続し、これら多数の熱交換器に冷媒が順次供給されて冷却される構成となっている。このため、冷媒の流れ方向の上流側に配置された熱交換器に優先的に冷媒が供給されるのに対し、冷媒の流れ方向の下流側に配置された熱交換器には殆ど冷媒が供給されず、多数の熱交換器を接続したとしても、冷媒を効率良く冷却することが困難であるという問題がある。

また、従来技術による熱交換装置は、多数の熱交換器を並列に並べて配置する構成であるため、例えば小旋回式の油圧ショベルのように熱交換装置の設置スペースが非常に狭い場合には、隣合う熱交換器の間隔を非常に小さく設定する必要がある。

このように、隣合う熱交換器の間隔を小さく設定した場合には、各熱交換器が隣接する他の熱交換器からの熱を受けることにより、熱交換装置全体の冷却効率が著しく低下してしまうという問題がある。

また、隣合う熱交換器の間隔を小さく設定した場合には、各熱交換器の放熱部に設けられた放熱フィンに、油圧ショベルの掘削作業時に発生した塵埃が付着し易くやすくなるという問題がある。しかも、例えば圧縮空気を吐出するエアブロア等を用いて各熱交換器の放熱フィンに付着した塵埃を除去する場合でも、各熱交換器の間にエアブロアを挿入することができないため、各熱交換器の放熱フィンに付着した塵埃を除去することが困難となり、冷媒に対する冷却効率の低下を招くという問題がある。

本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、被冷却流体を熱交換器によって効率良く冷却することができ、かつ、熱交換器に付着した塵埃を確実に除去することにより冷却効率を向上できるようにした建設機械の熱交換装置を提供することを目的としている。

上述した課題を解決するため本発明は、建設機械を構成するフレームに取付けられ加熱された流体を冷却する熱交換器と、該熱交換器と対面して設けられ前記熱交換器に冷却風を供給する冷却ファンとを備えてなる建設機械の熱交換装置に適用される。

そして、請求項１の発明の特徴は、前記熱交換器は、前記冷却ファンによる冷却風の流れ方向に対し前，後に位置して配置された第１，第２の熱交換器を有し、前記第１，第２の熱交換器は、被冷却流体が流入する流入口が設けられたアッパタンクと、冷却された流体が流出する流出口が設けられたロアタンクと、前記アッパタンクとロアタンクとの間に設けられ流体の熱を放熱する放熱部とを備え、前記第１，第２の熱交換器のアッパタンクにそれぞれ設けられた流入口は流入側継手を用いて互いに連結すると共に該流入側継手には被冷却流体が流入する流入配管を接続する構成とし、前記第１，第２の熱交換器のロアタンクにそれぞれ設けられた流出口は流出側継手を用いて互いに連結すると共に該流出側継手には前記放熱部によって冷却された流体が流出する流出配管を接続する構成としたことにある。

請求項２の発明は、前記流入側継手は前記冷却風の流れ方向と並行に延びる状態で前記第１，第２の熱交換器の間に配置し、前記流出側継手は前記冷却風の流れ方向と並行に延びる状態で前記第１，第２の熱交換器の間に配置する構成としたことにある。

請求項３の発明は、前記流入側継手は、前記第１，第２の熱交換器のアッパタンクの流入口にそれぞれ接続される２個のタンク側接続口と、前記流入配管に接続される１個の配管側接続口とを有するＴ型継手として構成し、前記流出側継手は、前記第１，第２の熱交換器のロアタンクの流出口にそれぞれ接続される２個のタンク側接続口と、前記流出配管に接続される１個の配管側接続口とを有するＴ型継手として構成したことにある。

請求項４の発明は、前記第１，第２の熱交換器の間隔は、当該第１，第２の熱交換器の間に前記流入側継手と前記流出側継手とを配置することができる寸法に設定したことにある。

請求項５の発明は、前記第１，第２の熱交換器のアッパタンクの流入口は、当該アッパタンクの長さ方向の端面から一定寸法だけ引込んだ位置に配置し、前記第１，第２の熱交換器のロアタンクの流出口は、当該ロアタンクの長さ方向の端面から一定寸法だけ引込んだ位置に配置する構成としたことにある。

請求項１の発明によれば、第１，第２の熱交換器のアッパタンクの流入口を連結する流入側継手に流入配管を接続したので、流入配管から流入側継手に導入された被冷却流体を、第１，第２の熱交換器のアッパタンクに均等に振分けて供給することができる。これにより、被冷却流体を２台の熱交換器によってそれぞれ均等に冷却することができ、加熱された被冷却流体に対する冷却効率を向上させることができる。

また、第１，第２の熱交換器のロアタンクの流出口を連結する流出側継手に流出配管を接続したので、第１，第２の熱交換器によって冷却された流体を、各ロアタンクから流出側継手を介して流出配管に均等に流出させることができ、冷却された流体を円滑に環流させることができる。

請求項２の発明によれば、流入側継手を冷却風の流れ方向と並行に延びる状態で第１，第２の熱交換器の間に配置し、流出側継手を冷却風の流れ方向と並行に延びる状態で第１，第２の熱交換器の間に配置することにより、第１，第２の熱交換器の間に、流入側継手および流出側継手の長さに対応する間隔（隙間）を確保することができる。

これにより、冷却風によって運ばれた塵埃を、第１，第２の熱交換器間の隙間を通じて下方に落下させることができ、各熱交換器に塵埃が付着するのを抑えることができる。また、第１，第２の熱交換器の間に、例えば圧縮空気を吐出するエアブロア等を挿入することができるので、このエアブロアから吐出する圧縮空気によって第１，第２の熱交換器に付着した塵埃を容易に除去することができる。この結果、第１，第２の熱交換器の冷却効率を向上させることができ、熱交換装置全体の信頼性を高めることができる。

請求項３の発明によれば、流入側継手を、２個のタンク側接続口と１個の配管側接続口とを有するＴ型継手として構成することにより、配管側接続口を通じて流入側継手に導入された被冷却流体を、２個のタンク側接続口を通じて第１，第２の熱交換器のアッパタンクに均等に供給することができ、これら第１，第２の熱交換器の放熱部によって被冷却流体を効率良く冷却することができる。

一方、流出側継手を、２個のタンク側接続口と１個の配管側接続口とを有するＴ型継手として構成することにより、冷却された流体を、第１，第２の熱交換器のロアタンクから流出側継手を介して流出配管に均等に流出させることができ、冷却された流体を円滑に環流させることができる。

請求項４の発明によれば、第１，第２の熱交換器の間隔を、当該第１，第２の熱交換器の間に流入側継手と流出側継手とを配置することができる寸法に設定したので、第１，第２の熱交換器が、隣合う他の熱交換器からの熱を受けるのを抑えることができ、第１，第２の熱交換器の冷却効率を一層高めることができる。

請求項５の発明によれば、アッパタンクの流入口が、当該アッパタンクの長さ方向の端面から外側に突出するのを抑えることができ、ロアタンクの流出口が、当該ロアタンクの長さ方向の端面から外側に突出するのを抑えることができる。

本発明の実施の形態による熱交換装置を備えた油圧ショベルを示す正面図である。 油圧ショベルを上方からみた平面図である。 油圧ショベルを図１中の矢示III−III方向からみた一部破断の左側面図である。 旋回フレームにエンジン、熱交換装置等を搭載した状態を上方からみた平面図である。 旋回フレーム、熱交換装置等を図４中の矢示Ｖ−Ｖ方向から拡大してみた要部拡大図である。 エンジン、熱交換装置等を示す斜視図である。 第１，第２のラジエータ、流入側継手、流入配管、流出側継手、流出配管等の要部を図５中の矢示VII−VII方向からみた要部拡大の断面図である。 エンジン冷却水の流通経路を示す模式図である。

以下、本発明に係る建設機械の熱交換装置の実施の形態を、油圧ショベルに適用した場合を例に挙げ、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

図中、１は建設機械の代表例としての油圧ショベルを示し、この油圧ショベル１は、左，右のクローラ（履帯）２Ａを有する自走可能なクローラ式の下部走行体２と、該下部走行体２上に旋回可能に搭載された上部旋回体３と、該上部旋回体３の前部側に設けられたスイング式の作業装置４とにより大略構成され、作業装置４によって土砂の掘削作業等を行うものである。

ここで、上部旋回体３は、図２に示すように、下部走行体２の車幅（左，右のクローラ２Ａの間隔）とほぼ等しい左，右方向の幅寸法を有し、上方からみてほぼ円形状に形成されている。これにより、油圧ショベル１は、上部旋回体３が下部走行体２上で旋回動作を行ったときに、後述するカウンタウエイト７の後面がほぼ下部走行体２の車幅内に収まる後方小旋回式の油圧ショベルとして構成されている。そして、上部旋回体３は、後述の旋回フレーム５、キャブ６、カウンタウエイト７、エンジン８、建屋カバー１０、熱交換装置１１等により構成されている。

５は上部旋回体３のベースとなる旋回フレームで、該旋回フレーム５は、図４に示すように、左，右方向の中央部を前，後方向に延びる厚肉な平板状の底板５Ａと、該底板５Ａの上面側に立設され前，後方向に延びた左，右の縦板５Ｂ，５Ｃと、これら左，右の縦板５Ｂ，５Ｃの前端部に設けられた支持ブラケット５Ｄと、底板５Ａの左側に設けられた円弧状の左枠部材５Ｅと、底板５Ａの右側に設けられた円弧状の右枠部材５Ｆとにより大略構成され、強固な支持構造体をなしている。

そして、旋回フレーム５の前端側に位置する支持ブラケット５Ｄには、作業装置４が左，右方向にスイング可能に取付けられ、旋回フレーム５の底板５Ａの後端側には後述のカウンタウエイト７が取付けられる構成となっている。また、右縦板５Ｃの後部側と右枠部材５Ｆの後部側との間には、熱交換器取付座５Ｇが配設され、この熱交換器取付座５Ｇ上には、後述する第１，第２のラジエータ１４，１５等が取付けられる構成となっている。

６は旋回フレーム５の前部左側に配設されたキャブで、該キャブ６は運転室を画成するものである。そして、キャブ６内には、オペレータが着席する運転席（図示せず）、オペレータによって操作される走行レバー・ペダル、操作レバー等の操作機器類（いずれも図示せず）が配置されている。

７は旋回フレーム５の後端部に取付けられたカウンタウエイトで、該カウンタウエイト７は、例えば鋳造手段を用いて一体形成された重量物からなり、旋回フレーム５の後端部から上方に立上っている。そして、カウンタウエイト７は、旋回フレーム５の後端部から上方に立上ることにより、作業装置４との重量バランスをとると共に、後述のエンジン８、油圧ポンプ９、熱交換装置１１等を後方から覆うものである。

８はキャブ６とカウンタウエイト７との間に位置して旋回フレーム５上に搭載されたエンジンで、該エンジン８は、左，右方向に延びる横置き状態に配置されている。そして、エンジン８の左側には油圧ポンプ９が配設され、該油圧ポンプ９は、エンジン８によって駆動されることにより、油圧ショベル１に搭載された各種の油圧アクチュエータに作動用の圧油を供給するものである。

ここで、図６、図８等に示すように、エンジン８にはウォータジャケット８Ａが設けられ、該ウォータジャケット８Ａ内には、エンジン８を冷却するエンジン冷却水が充填されている。そして、ウォータジャケット８Ａは、後述する第１，第２のラジエータ１４，１５に接続され、これらウォータジャケット８Ａと第１，第２のラジエータ１４，１５との間でエンジン冷却水が循環する構成となっている。

１０はキャブ６とカウンタウエイト７との間に位置して旋回フレーム５上に設けられた建屋カバーを示し、該建屋カバー１０は、カウンタウエイト７と共に、エンジン８、油圧ポンプ９、後述の熱交換装置１１等を覆うものである。ここで、建屋カバー１０は、カウンタウエイト７を挟んで左，右両側に位置し前，後方向に延びた左側面カバー１０Ａ，右側面カバー１０Ｂと、これら左，右の側面カバー１０Ａ，１０Ｂの上端部間を水平方向に延びた上面カバー１０Ｃとにより大略構成されている。

そして、右側面カバー１０Ｂのうち後述する第１のラジエータ１４等と対面する部位には、後述する冷却ファン１２の回転によって冷却風を流入させる冷却風流入口１０Ｄが形成され、左側面カバー１０Ａには、冷却風を外部に流出させる冷却風流出口（図示せず）が形成されている。

次に、１１は本実施の形態による熱交換装置を示し、該熱交換装置１１は、エンジン冷却水、作動油等の加熱された流体（被冷却流体）を冷却するものである。ここで、熱交換装置１１は、後述の冷却ファン１２と、熱交換器支持フレーム１３と、第１，第２のラジエータ１４，１５と、オイルクーラ２２とにより大略構成されている。

この場合、本実施の形態では、熱交換装置１１を構成する熱交換器として、第１，第２のラジエータ１４，１５とオイルクーラ２２とを例示したが、これら第１，第２のラジエータ１４，１５、オイルクーラ２２の他に、例えばエンジン８の過給機から供給される吸気を冷却するインタクーラ、空気調和装置用の冷媒を冷却するコンデンサ（いずれも図示せず）等の他の熱交換器を備える構成としてもよい。

１２は吸込み式の冷却ファンを示し、該冷却ファン１２は、第２のラジエータ１５と対面した状態でエンジン８の右側に配置され、該エンジン８によって回転駆動されるものである。そして、冷却ファン１２は、エンジン８によって回転駆動されることにより、図３中の矢示Ｆで示すように、建屋カバー１０の冷却風流入口１０Ｄを通じて外気を建屋カバー１０内に吸込み、この外気を冷却風として第１，第２のラジエータ１４，１５、オイルクーラ２２に供給する。

１３は熱交換器支持フレームを示し、該熱交換器支持フレーム１３は、第１，第２のラジエータ１４，１５、オイルクーラ２２を支持するものである。ここで、熱交換器支持フレーム１３は、図５および図６等に示すように、例えば鋼板等を用いて形成され、旋回フレーム５の熱交換器取付座５Ｇに取付けられ前，後方向に延びる底板部１３Ａと、該底板部１３Ａから建屋カバー１０の上面カバー１０Ｃに向けて鉛直上向きに立上がる縦板部１３Ｂと、該縦板部１３Ｂの上端側にボルトを用いて着脱可能に取付けられ底板部１３Ａと上，下方向で対面する上フランジ部１３Ｃとにより大略構成されている。

そして、熱交換器支持フレーム１３に第１，第２のラジエータ１４，１５、オイルクーラ２２を取付けることにより、これら第１，第２のラジエータ１４，１５、オイルクーラ２２等を１つの熱交換器ユニットとして、旋回フレーム５の熱交換器取付座５Ｇに取付けることができる構成となっている。また、熱交換器支持フレーム１３の縦板部１３Ｂには、冷却風が流通する通風口（図示せず）が設けられ、冷却ファン１２は、この通風口を通じて第１のラジエータ１４と対面する構成となっている。

１４は第１の熱交換器としての第１のラジエータを示し、１５は第２の熱交換器としての第２のラジエータを示し、これら第１，第２のラジエータ１４，１５は同一の構成を有している。そして、第１，第２のラジエータ１４，１５は、図３に示すように、冷却ファン１２による冷却風の流れ方向Ｆに対し前，後に一定の間隔をもって配置された状態で、熱交換器支持フレーム１３を介して旋回フレーム５に取付けられている。

この場合、第１のラジエータ１４は冷却風の流れ方向Ｆの上流側に配置され、第２のラジエータ１５は冷却風の流れ方向Ｆの下流側に配置された状態で、熱交換器支持フレーム１３を介して旋回フレーム５に取付けられている。そして、第１，第２のラジエータ１４，１５は、後述の流入側継手１７および流出側継手２０を介して互いに連結され、エンジン８によって加熱されたエンジン冷却水（被冷却流体）を冷却するものである。

ここで、図５ないし図８に示すように、第１のラジエータ１４は、前，後方向に延びる直方体の箱形状をなし、熱交換器支持フレーム１３の上フランジ部１３Ｃに取付けられたアッパタンク１４Ａと、アッパタンク１４Ａと同一の箱形状をなし、熱交換器支持フレーム１３の底板部１３Ａ上に取付けられたロアタンク１４Ｂと、これらアッパタンク１４Ａとロアタンク１４Ｂとの間に設けられた放熱部１４Ｃとにより大略構成されている。

この場合、放熱部１４Ｃは、上端側がアッパタンク１４Ａに開口すると共に下端側がロアタンク１４Ｂに開口する扁平なパイプ体からなる複数本の細管１４Ｃ１と、これら各細管１４Ｃ１間に設けられた複数枚の波状板からなる放熱フィン１４Ｃ２とにより構成されている。そして、放熱部１４Ｃは、アッパタンク１４Ａに流入したエンジン冷却水が各細管１４Ｃ１を通じてロアタンク１４Ｂに流下する間に、冷却風に晒される放熱フィン１４Ｃ２を介してエンジン冷却水の熱を放熱するものである。

そして、アッパタンク１４Ａのうち第２のラジエータ１５と対面する部位には、被冷却流体としての加熱されたエンジン冷却水が流入する円筒状の流入口１４Ｄが、冷却風の流れ方向Ｆに対して並行に延びるように突設されている。この場合、図７に示すように、アッパタンク１４Ａの長さ寸法をＡとし、アッパタンク１４Ａの長さ方向の端面を１４Ａ１とすると、流入口１４Ｄは、一方の端面１４Ａ１から一定寸法Ａ０だけ内側に引込んだ部位に突設されている。これにより、流入口１４Ｄは、アッパタンク１４Ａの端面１４Ａ１から外側に突出しない構成となっている。

また、ロアタンク１４Ｂのうち第２のラジエータ１５と対面する部位には、放熱部１４Ｃによって冷却されたエンジン冷却水が流出する円筒状の流出口１４Ｅが、冷却風の流れ方向Ｆに対して並行に延びるように突設されている。この場合、図７に示すように、ロアタンク１４Ｂ（ロアタンク１４Ｂはアッパタンク１４Ａの下方に重なっている）の長さ寸法をＢとし、ロアタンク１４Ｂの長さ方向の端面を１４Ｂ１とすると、流出口１４Ｅは、一方の端面１４Ｂ１から一定寸法Ｂ０だけ内側に引込んだ部位に突設されている。これにより、流出口１４Ｅは、ロアタンク１４Ｂの端面１４Ｂ１から外側に突出しない構成となっている。

一方、第２のラジエータ１５も、第１のラジエータ１４と同様に、熱交換器支持フレーム１３の上フランジ部１３Ｃに取付けられたアッパタンク１５Ａと、熱交換器支持フレーム１３の底板部１３Ａ上に取付けられたロアタンク１５Ｂと、これらアッパタンク１５Ａとロアタンク１５Ｂとの間に設けられた放熱部１５Ｃとにより大略構成され、放熱部１５Ｃは、複数本の細管１５Ｃ１と、放熱フィン１５Ｃ２とにより構成されている。

そして、アッパタンク１５Ａのうち第１のラジエータ１４の流入口１４Ｄと対面する部位には、円筒状の流入口１５Ｄが、冷却風の流れ方向Ｆに対して並行に延びるように突設されている。この場合、第２のラジエータ１５の流入口１５Ｄも、第１のラジエータ１４の流入口１４Ｄと同様に、アッパタンク１５Ａの長さ方向の端面１５Ａ１から一定寸法だけ内側に引込んだ部位に突設され、この端面１５Ａ１から外側に突出しない構成となっている。

また、ロアタンク１５Ｂのうち第１のラジエータ１４の流出口１４Ｅと対面する部位には、円筒状の流出口１５Ｅが、冷却風の流れ方向Ｆに対して並行に延びるように突設されている。この場合、第２のラジエータ１５の流出口１５Ｅも、第１のラジエータ１４の流出口１４Ｅと同様に、ロアタンク１５Ｂの長さ方向の端面１５Ｂ１から一定寸法だけ内側に引込んだ部位に突設され、この端面１５Ｂ１から外側に突出しない構成となっている。

ここで、図７に示すように、第１のラジエータ１４と第２のラジエータ１５との間には一定の寸法Ｌをもった間隔１６が形成されており、この間隔１６の長さ寸法Ｌは、第１のラジエータ１４と第２のラジエータ１５との間に後述の流入側継手１７と流出側継手２０とを配置することができる長さに設定されている。

１７は第１のラジエータ１４と第２のラジエータ１５との間に配設された流入側継手を示し、該流入側継手１７は、図７に示すように、冷却風の流れ方向Ｆと並行に延びる状態でアッパタンク１４Ａ，１５Ａ間に配置され、アッパタンク１４Ａの流入口１４Ｄとアッパタンク１５Ａの流入口１５Ｄとの間を連結するものである。

ここで、流入側継手１７は、アッパタンク１４Ａの流入口１４Ｄとアッパタンク１５Ａの流入口１５Ｄに接続される２個のタンク側接続口１７Ａ，１７Ｂと、これら各タンク側接続口１７Ａ，１７Ｂの間から冷却風の流れ方向Ｆと直交する方向に突出する１個の配管側接続口１７Ｃとを有するＴ型継手として構成されている。そして、流入側継手１７の各タンク側接続口１７Ａ，１７Ｂは、アッパタンク１４Ａ，１５Ａの流入口１４Ｄ，１５Ｄにそれぞれゴム製のカップリング１８を介して接続されている。また、流入側継手１７の配管側接続口１７Ｃは、後述の流入配管１９に接続される構成となっている。

１９はエンジン８のウォータジャケット８Ａと第１，第２のラジエータ１４，１５のアッパタンク１４Ａ，１５Ａとの間に設けられた流入配管で、該流入配管１９は、エンジン８によって加熱されたエンジン冷却水（被冷却流体）を、アッパタンク１４Ａ，１５Ａ内に流入させるものである。ここで、流入配管１９は可撓性配管によって構成され、流入配管１９の一端側は、エンジン８のウォータジャケット８Ａに設けられた冷却水排出口（図示せず）に接続され、流入配管１９の他端側は、流入側継手１７の配管側接続口１７Ｃに接続されている。

これにより、エンジン８によって加熱されたエンジン冷却水は、流入配管１９から流入側継手１７に導入され、該流入側継手１７の各タンク側接続口１７Ａ，１７Ｂを通じて、第１，第２のラジエータ１４，１５のアッパタンク１４Ａ，１５Ａに流入する。この場合、流入配管１９は、流入側継手１７の各タンク側接続口１７Ａ，１７Ｂの間に設けられた配管側接続口１７Ｃに接続されているので、流入配管１９から流入側継手１７に流入したエンジン冷却水を、２個のタンク側接続口１７Ａ，１７Ｂを通じて第１，第２のラジエータ１４，１５のアッパタンク１４Ａ，１５Ａにほぼ均等に振分けることができる構成となっている。

２０は第１のラジエータ１４と第２のラジエータ１５との間に配設された流出側継手を示し、該流出側継手２０は、冷却風の流れ方向Ｆと並行に延びる状態でロアタンク１４Ｂ，１５Ｂ間に配置され、ロアタンク１４Ｂの流出口１４Ｅとロアタンク１５Ｂの流出口１５Ｅとの間を連結するものである。

ここで、流出側継手２０は、流入側継手１７と同様なＴ型継手として構成され、ロアタンク１４Ｂの流出口１４Ｅとロアタンク１５Ｂの流出口１５Ｅに接続される２個のタンク側接続口２０Ａ，２０Ｂと、これら各タンク側接続口２０Ａ，２０Ｂの間から冷却風の流れ方向Ｆと直交する方向に突出する１個の配管側接続口２０Ｃとを有している。そして、流出側継手２０の各タンク側接続口２０Ａ，２０Ｂは、ロアタンク１４Ｂ，１５Ｂの流出口１４Ｅ，１５Ｅにそれぞれゴム製のカップリング１８を介して接続されている。また、流出側継手２０の配管側接続口２０Ｃは、後述の流出配管２１に接続される構成となっている。

２１は第１，第２のラジエータ１４，１５のロアタンク１４Ｂ，１５Ｂとエンジン８のウォータジャケット８Ａとの間に設けられた流出配管で、該流出配管２１は、第１，第２のラジエータ１４，１５によって冷却されたエンジン冷却水をロアタンク１４Ｂ，１５Ｂから流出させ、このエンジン冷却水をエンジン８のウォータジャケット８Ａに環流させるものである。ここで、流出配管２１は可撓性配管によって構成され、流出配管２１の一端側は、流出側継手２０の配管側接続口２０Ｃに接続され、流出配管２１の他端側は、エンジン８のウォータジャケット８Ａに設けられた冷却水導入口（図示せず）に接続されている。

これにより、第１，第２のラジエータ１４，１５によって冷却されたエンジン冷却水は、各ロアタンク１４Ｂ，１５Ｂから流出側継手２０の各タンク側接続口２０Ａ，２０Ｂを通じて流出側継手２０に流出し、配管側接続口２０Ｃから流出配管２１を通じてエンジン８のウォータジャケット８Ａに環流する。この場合、流出配管２１は、流出側継手２０の各タンク側接続口２０Ａ，２０Ｂの間に設けられた配管側接続口２０Ｃに接続されているので、冷却されたエンジン冷却水を、各ロアタンク１４Ｂ，１５Ｂからほぼ均等に流入側継手２０に流出させることができる構成となっている。

２２は第１，第２のラジエータ１４，１５に隣接して熱交換器支持フレーム１３に取付けられたオイルクーラで、該オイルクーラ２２は、第１，第２のラジエータ１４，１５とは異なる他の熱交換器を構成するものである。ここで、オイルクーラ２２は、アッパタンク２２Ａと、ロアタンク２２Ｂと、放熱部２２Ｃとにより大略構成されている。

そして、オイルクーラ２２は、油圧ショベル１の油圧アクチュエータによって加熱された作動油（被冷却流体）がアッパタンク２２Ａに流入すると、この加熱された作動油を放熱部２２Ｃによって冷却してロアタンク２２Ｂに流出させ、この冷却された作動油を作動油タンク（図示せず）へと環流させるものである。

本実施の形態による油圧ショベル１の熱交換装置１１は上述の如き構成を有するもので、油圧ショベル１を用いて土砂の掘削作業等を行うときには、まず、エンジン８を作動させて油圧ポンプ９を駆動する。

この状態で、オペレータがキャブ６内に配置された走行レバー・ペダル（図示せず）を操作することにより、下部走行体２を自走させて油圧ショベル１を作業現場まで移動させる。そして、油圧ショベル１が作業現場まで移動した後には、オペレータが操作レバー（図示せず）を操作することにより、上部旋回体３を旋回させつつ作業装置４によって土砂等の掘削作業を行うことができる。

ここで、油圧ショベル１が稼動しているときには、熱交換装置１１の冷却ファン１２がエンジン８によって回転駆動されることにより、建屋カバー１０の冷却風流入口１０Ｄを通じて建屋カバー１０内に外気が吸込まれ、この外気が冷却風となって第１，第２のラジエータ１４，１５に供給される。

このとき、エンジン８によって加熱されたエンジン冷却水は、ウォータジャケット８Ａからポンプ（図示せず）によって流入配管１９に導出され、該流入配管１９から流入側継手１７に導入された後、流入側継手１７の各タンク側接続口１７Ａ，１７Ｂを通じて、第１，第２のラジエータ１４，１５のアッパタンク１４Ａ，１５Ａに流入する。

そして、第１のラジエータ１４のアッパタンク１４Ａに流入したエンジン冷却水は、放熱部１４Ｃの各細管１４Ｃ１を通じてロアタンク１４Ｂに流下し、このとき、冷却風に晒される放熱フィン１４Ｃ２を介してエンジン冷却水の熱が放熱される。このようにして、放熱部１４Ｃで冷却されたエンジン冷却水は、ロアタンク１４Ｂから流出側継手２０のタンク側接続口２０Ａを通じて流出側継手２０に流出し、配管側接続口２０Ｃから流出配管２１を通じてエンジン８のウォータジャケット８Ａに環流する。

一方、第２のラジエータ１５のアッパタンク１５Ａに流入したエンジン冷却水は、放熱部１５Ｃの各細管１５Ｃ１を通じてロアタンク１５Ｂに流下し、このとき、冷却風に晒される放熱フィン１５Ｃ２を介してエンジン冷却水の熱が放熱される。このようにして、放熱部１５Ｃで冷却されたエンジン冷却水は、ロアタンク１５Ｂから流出側継手２０のタンク側接続口２０Ｂを通じて流出側継手２０に流出し、配管側接続口２０Ｃから流出配管２１を通じてエンジン８のウォータジャケット８Ａに環流する。

このように、本実施の形態によれば、エンジン８によって加熱されたエンジン冷却水を、第１，第２のラジエータ１４，１５のアッパタンク１４Ａ，１５Ａに対してほぼ均等に振分けることができ、この振分けられたエンジン冷却水を第１，第２のラジエータ１４，１５によってそれぞれ均等に冷却することができる。この結果、加熱されたエンジン冷却水に対する冷却効率を向上させることができる。

また、第１のラジエータ１４と第２のラジエータ１５との間に寸法Ｌをもった間隔１６を確保することにより、第１，第２のラジエータ１４，１５が、隣合うラジエータから放射される熱によって加熱されるのを抑えることができ、第１，第２のラジエータ１４，１５の冷却効率を一層高めることができる。

一方、油圧ショベル１が掘削作業等を行うときには、建屋カバー１０内に吸込まれる外気中に塵埃が混入することにより、第１，第２のラジエータ１４，１５に対し冷却風と一緒に塵埃が供給されるようになる。

これに対し、本実施の形態では、第１のラジエータ１４と第２のラジエータ１５との間に寸法Ｌをもった間隔１６が確保されている。これにより、冷却風によって運ばれた塵埃を、第１，第２のラジエータ１４，１５間の隙間を通じて下方に落下させることができ、放熱部１４Ｃ，１５Ｃ等に塵埃が付着するのを抑えることができる。また、第１のラジエータ１４と第２のラジエータ１５との間に、例えば圧縮空気を吐出するエアブロア等（図示せず）を挿入することができるので、このエアブロアから吐出する圧縮空気によって放熱部１４Ｃ，１５Ｃ等に付着した塵埃を容易に除去することができる。この結果、第１，第２のラジエータ１４，１５の冷却効率を向上させることができ、熱交換装置１１全体の信頼性を高めることができる。

かくして、本実施の形態によれば、第１，第２のラジエータ１４，１５を構成するアッパタンク１４Ａ，１５Ａの流入口１４Ｄ，１５Ｄを、Ｔ型継手からなる流入側継手１７によって連結し、この流入側継手１７の配管側接続口１７Ｃに、加熱されたエンジン冷却水が流入する流入配管１９を接続する構成としている。これにより、流入配管１９から流入側継手１７に導入されたエンジン冷却水を、第１，第２のラジエータ１４，１５のアッパタンク１４Ａ，１５Ａに均等に振分けて供給することができる。この結果、加熱されたエンジン冷却水を第１，第２のラジエータによってそれぞれ均等に冷却することができ、このエンジン冷却水に対する冷却効率を向上させることができる。

しかも、第１，第２のラジエータ１４，１５を構成するロアタンク１４Ｂ，１５Ｂの流出口１４Ｅ，１５Ｅを、Ｔ型継手からなる流出側継手２０によって連結し、この流出側継手２０の配管側接続口２０Ｃに、冷却されたエンジン冷却水をエンジン８のウォータジャケット８Ａへと流出（環流）させる流出配管２１を接続する構成としている。これにより、第１，第２のラジエータ１４，１５によって冷却されたエンジン冷却水を、各ロアタンク１４Ｂ，１５Ｂから流出側継手２０を介して流出配管２１に均等に流出させることができ、この流出配管２１を通じてウォータジャケット８Ａに円滑に環流させることができる。

また、本実施の形態によれば、流入側継手１７を、冷却風の流れ方向Ｆと並行に延びる状態で第１，第２のラジエータ１４，１５間に配置し、流出側継手２０を、冷却風の流れ方向Ｆと並行に延びる状態で第１，第２のラジエータ１４，１５間に配置することにより、第１のラジエータ１４と第２のラジエータ１５との間に、流入側継手１７および流出側継手２０の長さに応じた寸法Ｌの間隔１６を確保することができる。

これにより、建屋カバー１０内に導入される冷却風に塵埃が混入している場合でも、この塵埃を、第１のラジエータ１４と第２のラジエータ１５との間を通じて下方に落下させることができ、各放熱部１４Ｃ，１５Ｃ等に塵埃が付着するのを抑えることができる。

しかも、第１のラジエータ１４と第２のラジエータ１５との間に、エアブロア等を挿入することができるので、このエアブロアから吐出する圧縮空気によって放熱部１４Ｃ，１５Ｃ等に付着した塵埃を容易に除去することができる。この結果、第１，第２のラジエータ１４，１５の冷却効率を向上させることができ、熱交換装置１１全体の信頼性を高めることができる。

なお、上述した実施の形態では、エンジン冷却水を冷却するラジエータを、第１，第２のラジエータ１４，１５によって構成した場合を例示している。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば作動油を冷却するオイルクーラを、第１，第２の２台のオイルクーラによって構成してもよい。

また、上述した実施の形態では、熱交換装置１１を構成する熱交換器として、第１，第２のラジエータ１４，１５とオイルクーラ２２とを例示している。しかし、本発明はこれに限らず、第１，第２のラジエータ１４，１５、オイルクーラ２２に加えて、例えばエンジン８の過給機から供給される吸気を冷却するインタクーラ、空気調和装置用の冷媒を冷却するコンデンサ等の他の熱交換器を備える構成としてもよい。

また、上述した実施の形態では、熱交換装置１１を構成する冷却ファンとして、エンジン８によって駆動される吸込み式の冷却ファン１２を例示している。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば吐出し式の冷却ファンを用いる構成としてもよい。さらに、例えば電動ファン等のエンジン８以外の駆動源を有する冷却ファンを用いる構成としてもよい。

さらに、上述した実施の形態では、熱交換装置１１が搭載される建設機械として油圧ショベル１を例示している。しかし、本発明はこれに限らず、例えばホイールローダ、油圧クレーン等の他の建設機械にも広く適用することができるものである。

１ 油圧ショベル
５ 旋回フレーム（フレーム）
８ エンジン
１１ 熱交換装置
１２ 冷却ファン
１４ 第１のラジエータ（第１の熱交換器）
１４Ａ，１５Ａ アッパタンク
１４Ａ１，１４Ｂ１，１５Ａ１，１５Ｂ１ 端面
１４Ｂ，１５Ｂ ロアタンク
１４Ｃ，１５Ｃ 放熱部
１４Ｄ，１５Ｄ 流入口
１４Ｅ，１５Ｅ 流出口
１５ 第２のラジエータ（第２の熱交換器）
１７ 流入側継手
１７Ａ，１７Ｂ，２０Ａ，２０Ｂ タンク側接続口
１７Ｃ，２０Ｃ 配管側接続口
１９ 流入配管
２０ 流出側継手
２１ 流出配管
２２ オイルクーラ（熱交換器）

Claims (5)

1. 建設機械を構成するフレームに取付けられ加熱された流体を冷却する熱交換器と、該熱交換器と対面して設けられ前記熱交換器に冷却風を供給する冷却ファンとを備えてなる建設機械の熱交換装置において、
   前記熱交換器は、前記冷却ファンによる冷却風の流れ方向に対し前，後に位置して配置された第１，第２の熱交換器を有し、
   前記第１，第２の熱交換器は、被冷却流体が流入する流入口が設けられたアッパタンクと、冷却された流体が流出する流出口が設けられたロアタンクと、前記アッパタンクとロアタンクとの間に設けられ流体の熱を放熱する放熱部とを備え、
   前記第１，第２の熱交換器のアッパタンクにそれぞれ設けられた流入口は流入側継手を用いて互いに連結すると共に該流入側継手には被冷却流体が流入する流入配管を接続する構成とし、
   前記第１，第２の熱交換器のロアタンクにそれぞれ設けられた流出口は流出側継手を用いて互いに連結すると共に該流出側継手には前記放熱部によって冷却された流体が流出する流出配管を接続する構成としたことを特徴とする建設機械の熱交換装置。
2. 前記流入側継手は前記冷却風の流れ方向と並行に延びる状態で前記第１，第２の熱交換器の間に配置し、前記流出側継手は前記冷却風の流れ方向と並行に延びる状態で前記第１，第２の熱交換器の間に配置する構成としてなる請求項１に記載の建設機械の熱交換装置。
3. 前記流入側継手は、前記第１，第２の熱交換器のアッパタンクの流入口にそれぞれ接続される２個のタンク側接続口と、前記流入配管に接続される１個の配管側接続口とを有するＴ型継手として構成し、
   前記流出側継手は、前記第１，第２の熱交換器のロアタンクの流出口にそれぞれ接続される２個のタンク側接続口と、前記流出配管に接続される１個の配管側接続口とを有するＴ型継手として構成してなる請求項２に記載の建設機械の熱交換装置。
4. 前記第１，第２の熱交換器の間隔は、当該第１，第２の熱交換器の間に前記流入側継手と前記流出側継手とを配置することができる寸法に設定してなる請求項１，２または３に記載の建設機械の熱交換装置。
5. 前記第１，第２の熱交換器のアッパタンクの流入口は、当該アッパタンクの長さ方向の端面から一定寸法だけ引込んだ位置に配置し、前記第１，第２の熱交換器のロアタンクの流出口は、当該ロアタンクの長さ方向の端面から一定寸法だけ引込んだ位置に配置する構成としてなる請求項１，２，３または４に記載の建設機械の熱交換装置。

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