(57)【要約】【課題】キャブヒータ等の能力を十全に発揮させることができるとともに、装置操作の簡素化が図れ、かつ誤操作に起因する温水供給装置の損傷・劣化を未然に防ぐことが可能な暖気装置を提供する。【解決手段】ウォータジャケット２ａを有するエンジン２と、温水を供給する温水供給装置３と、温水により暖房を行うキャブヒータ４を備え、エンジン２の始動前に温水供給装置３の作動にて温水をウォータジャケット２ａとキャブヒータ４とに分配供給するように構成される暖気装置１において、温水供給装置３に係る温水供給流路１２にその温水供給装置による温水の送出方向流れのみを許容する逆止弁１５を設ける。【選択図】        図１
2004161129.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウォータジャケットを有するエンジンと、温水を供給する温水供給装置と、温水により暖房を行うヒータを備え、前記エンジンの始動前に前記温水供給装置の作動にて温水を前記ウォータジャケットと前記ヒータとに分配供給するように構成される暖気装置において、
前記温水供給装置の作動を停止させるに伴いその温水供給装置に係る温水供給流路を閉鎖する開閉弁を設けることを特徴とする暖気装置。
【請求項２】
前記開閉弁は、前記温水供給装置による温水の送出方向流れのみを許容する逆止弁である請求項１に記載の暖気装置。
【請求項３】
前記逆止弁は、前記温水供給装置の近傍の後流側に配される請求項２に記載の暖気装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主駆動源が内燃機関（エンジン）式の機械におけるエンジンの暖気装置に関し、より具体的には例えば油圧ショベル等の建設機械において、エンジンの暖気と、運転室等の暖房に供する暖気装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、アラスカや、シベリア等の極寒地では、冬の気温が−５０℃程度まで低下するため、主駆動源が内燃機関（エンジン）式の例えば油圧ショベルにおいてその始動は非常に困難である。このため、そのような寒冷地向けの油圧ショベルには、エンジンの始動前にそのエンジンを始動可能な温度まで暖める暖気装置が装備されている。
【０００３】
従来、この種暖気装置として、例えば図２（ａ）（ｂ）の回路構成およびその作動説明図にて示されるようなものがある。この従来装置５１は、ウォータジャケット５２ａを有するエンジン５２と、温水を供給する温水供給装置５３と、この温水供給装置５３に係る温水供給流路６２の開閉を切り換える手動式のロータリ弁５５と、温水により図示省略される運転室内の暖房を行うキャブヒータ５４を備えて構成され、エンジン５２の始動前には同図（ａ）の実線矢印にて示されるように温水供給装置５３からの温水をウォータジャケット５２ａとキャブヒータ５４とに分配供給することにより、エンジン５２の暖気と運転室の暖房とが行なわれるようにされている。
【０００４】
そして、エンジン５２の始動後においては、同図（ｂ）の実線矢印にて示されるようにウォータジャケット５２ａからの温水をキャブヒータ５４に供給して循環させることにより、引き続いて運転室の暖房が行なわれる。したがって、エンジン５２の始動直後においては、同図（ａ）の破線矢印にて示されるように温水供給装置５３からの温水に加えてウォータジャケット５２ａからの温水がキャブヒータ５４に供給されるのであるが、温水供給装置５３を作動させておく必要がないため、その後しばらくして温水供給装置５３の作動は停止される。
【０００５】
一方、例えば特許文献１においては、手動式三方口切換弁の操作により、エンジンを暖気するときにはウォータジャケットと温水供給装置との間にだけ温水を循環させ、エンジンの始動後に運転室内を暖房するときにはウォータジャケットから送り出される温水をキャブヒータに流入させる回路構成の暖気装置が提案されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平７−２６５８３号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来装置５１では、エンジン５２の始動後に温水供給装置５３の作動を停止させると、ウォータジャケット５２ａから送り出された温水の一部がその作動を停止された温水供給装置５３を逆流するため、キャブヒータ５の能力が十全に発揮されないという不具合が発生する。このような不具合を未然に防ぐには、運転者が温水供給装置５３の作動を停止させると同時にロータリ弁５５を手動操作してその温水供給装置５３に係る温水供給流路６２を閉鎖する必要があるため（図２（ｂ）参照）、装置操作の複雑化は免れないという問題点がある。また、温水供給装置５３の作動時にロータリ弁５５の誤操作により温水供給流路６２を閉鎖したままで使用すると、所謂空焚き状態となって温水供給装置５３が損傷・劣化（特にシール類の高温劣化）するという問題点がある。
【０００８】
一方、前記特許文献１に係る暖気装置では、前記従来装置５１よりも更に弁操作が面倒であるという問題点がある。
【０００９】
本発明は、このような問題点を解消するためになされたもので、キャブヒータ等の能力を十全に発揮させることができるとともに、装置操作の簡素化が図れ、かつ誤操作に起因する温水供給装置の損傷・劣化を未然に防ぐことが可能な暖気装置を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
前記目的を達成するために、本発明による暖気装置は、
ウォータジャケットを有するエンジンと、温水を供給する温水供給装置と、温水により暖房を行うヒータを備え、前記エンジンの始動前に前記温水供給装置の作動にて温水を前記ウォータジャケットと前記ヒータとに分配供給するように構成される暖気装置において、
前記温水供給装置の作動を停止させるに伴いその温水供給装置に係る温水供給流路を閉鎖する開閉弁を設けることを特徴とするものである（第１発明）。
【００１１】
本発明においては、エンジンの始動前に温水供給装置を作動させることにより、その温水供給装置から送り出される温水がウォータジャケットとヒータとに分配供給される。これにより、エンジンが暖気されるとともにヒータによって例えば運転室が暖房される。エンジンの始動直後においては、温水供給装置からの温水に加えてウォータジャケットからの温水がヒータに供給される。そして、温水供給装置の作動を停止させた後においては、ウォータジャケットから送り出された温水により、引き続きヒータによる暖房が行なわれる。本発明によれば、温水供給装置の作動を停止させるに伴いその温水供給装置に係る温水供給流路を閉鎖する開閉弁が設けられるので、温水供給装置の停止動作後にウォータジャケットから送り出される温水の全量をヒータに供給し循環させることができ、その結果ヒータの能力を十全に発揮させることができるという効果を奏する。また、このように弁操作が自動化されることによって、従来のような手動による弁操作が不要になるため、装置操作の簡素化を図ることができるとともに、弁操作ミスに起因する温水供給装置の損傷・劣化を未然に防ぐことが可能となる。なお、ヒータの具体例としては、先に述べた運転室の暖房に供するキャブヒータを筆頭に、グリースタンクヒータや、作動油タンクヒータ、エンジンオイルタンクヒータ等が挙げられる。
【００１２】
ここで、前記開閉弁は、前記温水供給装置による温水の送出方向流れのみを許容する逆止弁であるのが好ましい（第２発明）。本発明においては、エンジンの始動後において温水供給装置の作動を停止させるに伴い、逆止弁の後流側の圧力の方が大となるような圧力差が生じるので、この圧力差よって逆止弁が閉じられて温水供給装置に係る温水供給流路が閉鎖される。したがって、極めて簡易な構成で第１発明の作用効果を得ることができ、新設、既設を問わず容易に採用可能で保守・点検も簡単に行えるという利点がある。
【００１３】
さらに、前記逆止弁は、前記温水供給装置の近傍の後流側に配されるのが好ましい（第３発明）。こうして熱エネルギおよび圧力エネルギのポテンシャルが比較的高い所に逆止弁を配することにより、極めて気温が低い環境下で当該暖気装置を始動させるときでも逆止弁を良好に作動させることができ、また圧力損失による逆止弁の作動不良を未然に防ぐことができるという効果を奏する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明による暖気装置の具体的な実施の形態につき、図面を参照しつつ説明する。なお、本実施形態は、建設機械の一種である油圧ショベルに本発明が適用された例である。
【００１５】
本実施形態に係る油圧ショベルは、図示による説明は省略するが、例えばアラスカやシベリアのような寒冷地において使用されるものであって、装軌式の下部走行体と、この下部走行体に対して旋回自在に設けられる上部旋回体を備えて構成されている。前記上部旋回体の前部には、ブーム、アームおよびバケットの回動操作によって屈曲起伏自在に構成される作業機や、運転室を構成するキャブ等が設けられている。また、この上部旋回体の後部には、駆動用のエンジンや、油圧ユニット、カウンタウエイト、その他の機器等が配設されている。
【００１６】
この寒冷地向けの油圧ショベルには、エンジンの始動前にそのエンジンを始動可能な温度まで暖める暖気装置が装備されている。この暖気装置の構成について、図１（ａ）（ｂ）に示される暖気装置の回路構成およびその作動説明図を参照しつつ以下に詳述する。
【００１７】
本実施形態の暖気装置１は、ウォータジャケット２ａを有するエンジン２と、温水を供給する温水供給装置３と、温水により運転室の暖房を行うキャブヒータ４を備えている。ここで、前記ウォータジャケット２ａ内を流通する冷却水は、不凍液（クーラント）と水との混合液である（混合率約６０％）。また、前記温水供給装置３は、所謂燃焼式のクーラントヒータであって、主に送給ポンプ３ａ、燃焼器３ｂ、および熱交換部３ｃからなり、送給ポンプ３ａにより前記冷却水を熱交換部３ｃに流通させる際に燃焼器３ｂで加熱して温水を送出できるように構成されている。なお、この温水供給装置３は、運転室内に設置された作動スイッチ（図示省略）のＯＮ操作によって作動され、その作動スイッチのＯＦＦ操作にて送給ポンプ３ａおよび燃焼器３ｂの作動が停止されて当該温水供給装置３の作動が停止される。また、前記キャブヒータ４は、主に放熱器４ａと送風機（図示省略）からなり、温水が流通される放熱器４ａを介して送風機により温風を運転室内に送り出すことで室内を暖房するように構成されている。なお、符号５，６，７および８で示されるのは、それぞれウォータポンプ、サーモスタット、ファンおよびラジエータである。
【００１８】
前記ウォータジャケット２ａの流出ポートとキャブヒータ４の流入ポートとは管路１１で接続され、この管路１１と温水供給装置３の流出ポートとが管路１２で接続されている。また、キャブヒータ４の流出ポートとウォータジャケット２ａの流入ポートとは管路１３で接続され、この管路１３と温水供給装置３の流入ポートとが管路１４で接続されている。
【００１９】
前記管路１２（本発明の「温水供給装置に係る温水供給流路」に対応する。）には、温水供給装置３に対してできる限り近づけるようにして逆止弁（ステンレス製：本発明の「開閉弁」に相当）１５が、その温水供給装置３による温水の送出方向流れのみを許容するように介挿されている。こうして熱エネルギおよび圧力エネルギのポテンシャルが比較的高い所に逆止弁１５を配することにより、極めて気温が低い環境下で当該暖気装置１を始動させるときでも逆止弁１５を良好に作動させるとともに、圧力損失による逆止弁１５の作動不良を未然に防ぐようにされている。
【００２０】
以上に述べたように構成される暖気装置１の作動について図１（ａ）（ｂ）を参照しつつ以下に説明する。
【００２１】
まず、エンジン２を始動させる前に、作動スイッチのＯＮ操作にて温水供給装置３を作動させる。温水供給装置３の作動により、その温水供給装置３から送り出される温水によって逆止弁１５が押し開かれる。この押し開かれた逆止弁１５を通って送り出される温水が、図１（ａ）の実線矢印にて示されるように、管路１２および管路１１を介してウォータジャケット２ａとキャブヒータ４とに分配供給され、更にそれらウォータジャケット２ａおよびキャブヒータ４を流通した温水は管路１３および管路１４を介して温水供給装置３に還流される。そして、再度その温水供給装置３にて熱エネルギを付与された後、同様にして循環される。こうして、エンジン２の暖気と運転室の暖房が行なわれる。
【００２２】
経過時間等に基づいてエンジン２が始動可能な状態になったと判断したら、運転者はエンジン２を始動する。
【００２３】
エンジン２の始動直後においては、同図（ａ）の破線矢印にて示されるように、温水供給装置３からの温水に加えてウォータジャケット２ａからの温水がキャブヒータ４に供給されるが、温水供給装置３を作動させておく必要がないため、作動スイッチのＯＦＦ操作にて温水供給装置３の作動を停止させる。すると、逆止弁１５の後流側の圧力の方が大となるような圧力差が生じるので、この圧力差よって逆止弁１５が閉じられて管路１２が閉鎖される。これにより、同図（ｂ）の実線矢印にて示されるように、ウォータジャケット２ａから送り出される温水の全量がキャブヒータ４に供給されて循環される。
【００２４】
本実施形態によれば、温水供給装置３の停止後においてウォータジャケット２ａから送り出される温水の全量をキャブヒータ４を経由させて循環させることができるので、キャブヒータ４の能力を十全に発揮させることができる。また、逆止弁１５の開／閉操作は、温水供給装置３の作動／停止に伴う逆止弁１５の前後流における管路１２内の圧力差によって自動的に行なわれるので、当該暖気装置１の操作が極めて簡単なものとなり、また従来のような弁操作ミスが引き起こされることがないため、誤操作に起因する温水供給装置３の損傷・劣化を未然に防ぐことが可能となる。
【００２５】
なお、本実施形態では、建設機械の一種である油圧ショベルに本発明が適用された例を示したが、これに限られず、主駆動源としてエンジンを備えた寒冷地仕様のブルドーザ、ホイールローダ、除雪車、ダンプトラック、クレーン等の建設機械や、エンジンを動力源とする寒冷地向けのその他の機械についても広く適用し得るのは言うまでもない。
【００２６】
また、前記キャブヒータに代えて（または加えて）、グリースタンクヒータや、作動油タンクヒータ、エンジンオイルタンクヒータ等を構成要素とする例も本発明の範疇に属するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）（ｂ）は、本発明の一実施形態に係る暖気装置の回路構成およびその作動説明図である。
【図２】図２（ａ）（ｂ）は、従来の暖気装置の回路構成およびその作動説明図である。
【符号の説明】
１              暖気装置
２              エンジン
２ａ            ウォータジャケット
３              温水供給装置
４              キャブヒータ
１２            管路（温水供給装置に係る温水供給流路）
１５            逆止弁
【図１】
2004161129.tif 000003
【図２】
2004161129.tif 000004