(57)【要約】【課題】クーリングパッケージの全面にわたって冷却風の風速を均一化して、冷却むらを改善できるコンパクトな冷却装置を提供する。【解決手段】角形のクーリングパッケージ15の一側すなわち背面側に、シュラウド17内の中央部に位置する円形ファン16を設置するとともに、この円形ファン16でカバーしきれないクーリングパッケージ15の余白部に対して、角形の送風口を有する複数の多翼ファン31を設置する。円形ファン16は、従来形の冷却ファンと同様の軸流式ファンまたは斜流式ファンであり、多翼ファン31は、この円形ファン16の上部および下部に配置された多翼ファンである。【選択図】図１
2007247513.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
扁平状に形成された角形のクーリングパッケージと、
このクーリングパッケージの一側に設けられた円形の送風口を有する円形ファンと、
この円形ファンでカバーしきれないクーリングパッケージの余白部に設けられた角形の吸込口を有する多翼ファンと
を具備したことを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
扁平状に形成された角形のクーリングパッケージと、
このクーリングパッケージの一側全面にわたって配置された角形の吸込口を有する複数の多翼ファンと
を具備したことを特徴とする冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、角形のクーリングパッケージを有する冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図５に示されるように、作業機械としての油圧ショベル１は、下部走行体２に対し機体としての上部旋回体３が旋回可能に設けられ、この上部旋回体３に作業装置４、キャブ５などが搭載され、さらに、これらの後部に動力室６を介してカウンタウエイト７が設けられ、動力室６内にはエンジン８、マフラ９およびエンジン冷却水、作動油、エンジン吸入空気などを冷却する冷却装置10などが設けられている。動力室６の上部には、エンジン８、マフラ９および冷却装置10などの上部を蔽うフードカバー（図示せず）が設けられている。
【０００３】
図６に示されるように、冷却装置10は、エンジン冷却水冷却用のラジエタ11、油圧回路作動油冷却用のオイルクーラ12などの複数の熱交換器コアが集合したクーリングパッケージ15と、このクーリングパッケージ15を空冷する円形の送風口16bを有する円形ファン16とを備えている。
【０００４】
この円形ファン16は、クーリングパッケージ15のエンジン側でシュラウド17に囲まれて円形状に配置された軸流式または斜流式のファンであり、エンジン８などにより回転駆動されると、クーリングパッケージ15の各熱交換器コアを通して冷却空気を引き抜き、その空気流により各熱交換器コアを冷却する。この円形ファン16を駆動させる動力源方式としては、エンジン８のシャフトに直結させるタイプや、油圧モータまたは電動モータで作動するタイプなどがある。
【０００５】
また、ラジエータなどのクーリングパッケージの下側またはエンジン側に多翼ファンを配置して、この多翼ファンから吐出された冷却空気を冷却風案内ダクトによりクーリングパッケージに導くようにしたものもある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−２１４４６８号公報（第６−７頁、図４−５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
軸流式または斜流式の円形ファン16は、クーリングパッケージ15の中央付近に、シュラウド17に囲まれて円形状にレイアウトされているので、図７に示されるようにこの角形のクーリングパッケージ15を通過する冷却風の吸込風速は、ドーナツ型に分布している。なお、図７は、ラジエタ11とオイルクーラ12とを左右に横並び配置させて、得られた風速データである。
【０００７】
この図７に示されるように、円形ファン16の回転翼（点線で示された小円−大円間）と対向する領域では、冷却風の風速は大きく、円形ファン16の回転翼から離れたクーリングパッケージ15の角部では、冷却風の風速は小さくなる。要するに、円形ファン16の位置によって、冷却風の風速が極端に小さな場所が生じてしまい、冷却効率が非効率である。
【０００８】
また、特許文献１に記載された多翼ファンを用いる冷却装置は、ラジエータなどのクーリングパッケージの下側に、多翼ファン設置スペースおよび冷却風案内ダクト構造を必要とし、冷却装置をコンパクトに構成できない問題がある。
【０００９】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、クーリングパッケージの全面にわたって冷却風の風速を均一化して、冷却むらを改善できるコンパクトな冷却装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１記載の発明は、扁平状に形成された角形のクーリングパッケージと、このクーリングパッケージの一側に設けられた円形の送風口を有する円形ファンと、この円形ファンでカバーしきれないクーリングパッケージの余白部に設けられた角形の吸込口を有する多翼ファンとを具備した冷却装置である。
【００１１】
請求項２記載の発明は、扁平状に形成された角形のクーリングパッケージと、このクーリングパッケージの一側全面にわたって配置された角形の吸込口を有する複数の多翼ファンとを具備した冷却装置である。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１記載の発明によれば、扁平状に形成された角形のクーリングパッケージに対して円形ファンと多翼ファンとを併用することで、円形ファンによりカバーしきれないクーリングパッケージの余白部を多翼ファンによりカバーしたので、クーリングパッケージの全面にわたって冷却風の風速を均一化して、冷却むらを改善できるコンパクトな冷却装置を提供できる。
【００１３】
請求項２記載の発明によれば、扁平状に形成された角形のクーリングパッケージの全面にわたって複数の多翼ファンを配置したので、クーリングパッケージの全面にわたって冷却風の風速を均一化して、冷却むらを改善できるコンパクトな冷却装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を図１および図２に示された第１実施の形態、図３および図４に示された第２実施の形態を参照しながら詳細に説明する。なお、図５に示された油圧ショベル１は、本発明に係る冷却装置10を搭載した作業機械として用いる。
【００１５】
先ず、図１および図２に示された第１実施の形態を説明すると、冷却装置10は、図５に示された上部旋回体３に対向して外部からメンテナンス作業をする作業者から見て前面側に、扁平状に形成された角形のクーリングパッケージ15が配置され、このクーリングパッケージ15に対して背面側すなわちエンジン８側に、円形ファン16およびこの円形ファン16を囲むシュラウド17が設けられている。図２に示されるように円形ファン16のクーリングパッケージ15側には吸込口16aが設けられ、反対のエンジン側には円形の送風口16bが設けられている。
【００１６】
クーリングパッケージ15は、第１の熱交換器コア21と、第２の熱交換器コア22とが、左右に横並びで配置され、これらの第１の熱交換器コア21および第２の熱交換器コア22の前面側に、第３の熱交換器コア23と、第４の熱交換器コア24とが、上下に配置されている。
【００１７】
第１の熱交換器コア21は、例えばエンジン冷却水を冷却するラジエタであり、第２の熱交換器コア22は、例えば油圧回路の作動油を冷却するオイルクーラであり、第３の熱交換器コア23は、例えばターボチャージャにより圧縮された高温のエンジン吸入空気を冷却するインタクーラ（エア・ツー・エア・アフタ・クーラ：ATAAC）であり、第４の熱交換器コア24は、例えば空調回路の冷媒を冷却する空調用コンデンサである。
【００１８】
第１の熱交換器コア21および第２の熱交換器コア22は、フレーム25内に設置され、第３の熱交換器コア23および第４の熱交換器コア24は、フレーム25に取付板26，27を介して設置されている。
【００１９】
角形のクーリングパッケージ15の一側すなわち背面側には、シュラウド17内の中央部に位置する円形ファン16が設置されているとともに、この円形ファン16でカバーしきれないクーリングパッケージ15の余白部に対して、角形のシュラウドを有する複数の多翼ファン31が設置されている。
【００２０】
円形ファン16は、従来形の冷却ファンと同様の軸流式ファンまたは斜流式ファンであり、第３の熱交換器コア23および第４の熱交換器コア24を経て、さらに第１の熱交換器コア21および第２の熱交換器コア22を通して冷却風を引き抜くように吸引する。
【００２１】
多翼ファン31は、この円形ファン16の上部および下部に配置された、円周上に多数の翼を配列した送風機であり、図２に示されるようにシュラウド枠板32、中仕切板33および背板34により３方を囲まれた２つの横長の室35が形成され、これらの室35内に円筒翼36がそれぞれ回転自在に軸支され、これらの室35と第１の熱交換器コア21および第２の熱交換器コア22とが隣接する部分は開口されて、シュラウド17内の上部および下部に角形の吸込口37が設けられている。また、図１に示されるように、シュラウド17の一側面上部および下部には、多翼ファン31の円筒翼36内に連通する吐出口38がそれぞれ開口され、これらの吐出口38は、シュラウド17の一側面に取付けられたダクト39により機体外部に導かれている。
【００２２】
多翼ファン31の円筒翼36を回転させる駆動源は、円形ファン16を駆動するエンジン８のシャフトから回転伝達機構を介して取入れてもよいが、油圧モータまたは電動モータを用いることで、静音化が可能になる。
【００２３】
次に、この実施の形態の作用効果を説明する。
【００２４】
円形ファン16は、第３の熱交換器コア23および第４の熱交換器コア24を経て吸引した外部空気を、さらに第１の熱交換器コア21および第２の熱交換器コア22を経て引き抜くように吸引することで、これらの第１乃至第４の熱交換器コア21〜24をクーリングパッケージ15の中央部およびその周辺を中心に冷却する。
【００２５】
円形ファン16の上部および下部にそれぞれ配置された多翼ファン31は、外部から第１の熱交換器コア21および第２の熱交換器コア22を経て吸込口37より空気を吸込むことで、円形ファン16では冷却しきれないクーリングパッケージ15の上部および下部を冷却する。多翼ファン31内の空気は、吐出口38より吐出され、ダクト39を経て機体外部へ排出される。
【００２６】
このように、角形のクーリングパッケージ15に対して円形ファン16と多翼ファン31とを併用することで、円形ファン16によりカバーしきれないクーリングパッケージ15の余白部を多翼ファン31によりカバーしたので、クーリングパッケージ15の全面にわたって冷却風の通過風速を均一化して、冷却むらを改善でき冷却効率を向上できる。これにより、ファン駆動馬力を下げることができ、コンパクトな冷却装置10を提供できる。
【００２７】
また、多翼ファン31の駆動源は、円形ファン16のようにエンジン８のシャフトから直結で動力源を得なくてもよいので、レイアウトの自由度を向上できる。
【００２８】
さらに、温度センサをクーリングパッケージ15の熱交換器コアなどに設置しておき、円形ファン16および複数の多翼ファン31を、各温度に応じて各々の状態に最適なファン回転数に制御することで、必要最小限のファン馬力でクーリングパッケージ15の冷却を効率よく行なうことができ、燃費の向上、ファン騒音の低減を図れる。
【００２９】
なお、円形ファン16は、この円形ファン16を駆動するエンジン８との位置関係で、クーリングパッケージ15の中央部に位置しない場合もあるので、そのような場合は、円形ファン16の片側に複数の多翼ファン31を配置することで、円形ファン16がクーリングパッケージ15の中央部に位置していない場合でも、冷却風の通過風速を均一化できる。
【００３０】
次に、図３および図４に示された第２実施の形態を説明する。なお、図１および図２に示された第１実施の形態と同様の部分には、同一符号を付して、その説明を省略する。
【００３１】
扁平状に形成された角形のクーリングパッケージ15の一側全面にわたって、左右方向に細長く形成された角形の吸込口37を有する複数の多翼ファン31が、それらの各ファン回転軸をクーリングパッケージ15の一側面（背面）と平行となるようにかつ相互に平行となるように配列して扁平状に多段設置されている。
【００３２】
これらの多翼ファン31は、ケーシング41内に多段に設置された、円周上に多数の翼を配列した送風機であり、図４に示されるように上板42、下板43および背板44により３方を囲まれた複数の横長の室35が形成され、これらの室35内に円筒翼36がそれぞれ回転自在に軸支されている。これらの室35と第１の熱交換器コア21および第２の熱交換器コア22とが隣接する部分は開口されて、ケーシング41内の全域にわたって複数の角形の吸込口37が設けられている。
【００３３】
また、図３に示されるように、ケーシング41の一側面には、各多翼ファン31の円筒翼36内に連通する複数の吐出口38がそれぞれ開口され、これらの吐出口38は、ケーシング41の一側面に取付けられたダクト39により機体外部に導かれている。
【００３４】
次に、この実施の形態の作用効果を説明する。
【００３５】
角形のクーリングパッケージ15の背面側に全面にわたって配置された複数の多翼ファン31は、クーリングパッケージ前面から第１の熱交換器コア21および第２の熱交換器コア22の全域を通して、これらの全域と対応する複数の吸込口37より空気を吸込むことで、クーリングパッケージ15を全面にわたって冷却する。多翼ファン31内に吸込んだ空気は、吐出口38より吐出し、ダクト39を経て機体外部へ排出する。
【００３６】
複数の多翼ファン31は、外部から吸込む空気をクーリングパッケージ15の全域を通すことで冷却するので、クーリングパッケージ15の全面にわたって冷却風の通過風速を均一化して、冷却むらを改善でき、冷却効率を向上できる。これにより、ファン馬力を下げることができ、コンパクトな冷却装置10を提供できる。
【００３７】
また、多翼ファン31のケーシング41は必要となるが、軸流式ファンまたは斜流式ファンを収納する大型のシュラウドが不要となるので、また、多翼ファン31の駆動源は、軸流式ファンまたは斜流式ファンのようにエンジン８のシャフトから直結で動力源を得なくてもよいので、レイアウトの自由度が向上する。
【００３８】
さらに、温度センサ（図示せず）をクーリングパッケージ15の熱交換器コア21〜24などに設置しておき、複数の多翼ファン31を、各温度に応じて各々の状態に最適なファン回転数に制御することで、必要最小限のファン馬力でクーリングパッケージ15の冷却を効率よく行なうことができ、燃費の向上、ファン騒音の低減を図れる。
【００３９】
さらに、多翼ファンとしては、円筒翼の周面一側から空気を吸込み円筒翼の周面他側から空気を吐出するクロスフローファンなどの貫流式ファンを用いてもよい。このクロスフローファンは、クーリングパッケージ15の背面側だけでなく前面側に配置してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係る冷却装置の第１実施の形態を示す分解斜視図である。
【図２】同上冷却装置の一部を断面にした側面図である。
【図３】本発明に係る冷却装置の第２実施の形態を示す分解斜視図である。
【図４】同上冷却装置の一部を断面にした側面図である。
【図５】作業機械の一部を開放した斜視図である。
【図６】従来の冷却装置を示す概略図である。
【図７】従来の冷却装置における風速分布を示す風速分布図である。
【符号の説明】
【００４１】
10    冷却装置
15    クーリングパッケージ
16b   円形の送風口
16    円形ファン
31    多翼ファン
37    角形の吸込口
【図１】
2007247513.tif 000003
【図２】
2007247513.tif 000004
【図３】
2007247513.tif 000005
【図４】
2007247513.tif 000006
【図５】
2007247513.tif 000007
【図６】
2007247513.tif 000008
【図７】
2007247513.tif 000009