JPH0726583A - 建設機械の温水回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 厳寒時でもエンジン始動前の予熱を効率よく
行い、エンジンが始動可能状態になるまでの時間を短縮
できるようにする。 【構成】 エンジン７のウォータジャケット８と温水供
給装置１５および室内暖房装置１４との間には、エンジ
ン７を予熱するときに矢示Ａ方向に切換えることによ
り、ウォータジャケット８と温水供給装置１５との間に
だけ温水を循環させてエンジン７を予熱し、エンジン７
の始動後に運転室４内を暖房するときには矢示Ｂ方向に
切換えられ、ウォータジャケット８から流出した温水を
室内暖房装置１４に流入させる手動式三方口切換弁２２
を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば油圧ショベル等
の建設機械に設けられ、該建設機械の始動時にエンジン
を予熱し、運転室を暖房するのに用いられる建設機械の
温水回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、アラスカ，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、油圧
ショベル等の建設機械の始動は困難である。このため、
かかる寒冷地向けの建設機械にあっては、エンジン，運
転室に温水を循環させる温水回路を設け、該温水回路の
温水によりエンジンを予熱し、始動可能状態にするよう
になっている。

【０００３】そこで、図２および図３に従来技術による
この種の建設機械の温水回路として油圧ショベルの温水
回路を例に挙げて説明する。

【０００４】図において、１は油圧ショベルを示し、該
油圧ショベル１は下部走行体２と、該下部走行体２上に
旋回可能に設けられた上部旋回体３とからなり、該上部
旋回体３は、その前部側に設けられ、後述の室内暖房装
置１４等が設置された運転室４と、該運転室４の後方に
設けられ、後述のエンジン７および温水供給装置１５等
を収容した機械室５と、運転室４の側方に位置して俯仰
動可能に設けられた作業装置６とから構成されている。

【０００５】７は機械室５内に設けられたエンジンを示
し、該エンジン７には、その回転により駆動されるウォ
ータポンプ７Ａおよび冷却ファン７Ｂが設けられてい
る。また、該エンジン７を構成するシリンダブロック
（図示せず）には温水が流通するウォータジャケット８
が設けられ、該ウォータジャケット８には管路９，１０
を介してラジエータ１１が接続されている。さらに、該
ウォータジャケット８には前記管路９，１０と同様の管
路１２，１３を介して後述する室内暖房装置１４、温水
供給装置１５等が接続されている。

【０００６】１４は運転室４内に設けられたヒータブロ
ワ等の室内暖房装置を示し、該室内暖房装置１４は管路
１３を介してウォータジャケット８の流出口と接続さ
れ、ウォータジャケット８からの温水を流通させて運転
室４内を暖める放熱器１４Ａと、該放熱器１４Ａに送風
することにより、運転室４内に温風を供給する温風ファ
ン１４Ｂと、該温風ファン１４Ｂをオンオフするための
暖房スイッチ１４Ｃとから構成されている。

【０００７】１５は例えば機械室５内に設けられ、前記
ウォータジャケット８内に温水を供給するときに用いら
れる温水供給装置を示し、該温水供給装置１５はポンプ
１５Ａ、熱交換器１５Ｂおよび温水供給スイッチ１５Ｃ
からなり、該温水供給装置１５の流入側は管路１６を介
して室内暖房装置１４の放熱器１４Ａの流出側に接続さ
れ、該温水供給装置１５の流出側は管路１２を介してウ
ォータジャケット８の流入口に接続されている。そし
て、該温水供給装置１５は、温水供給スイッチ１５Ｃが
オン操作されるとポンプ１５Ａが動作すると共に、燃料
を燃焼させるヒータ（図示せず）が作動し、前記放熱器
１４Ａから流出した温水を熱交換器１５Ｂを介して加熱
し、高温の温水にしてからポンプ１５Ａによって管路１
２内に吐出させ、ウォータジャケット８内に流入させる
ものである。

【０００８】そして、エンジン７の動作中に後述する循
環用開閉弁１９を開弁操作したときには、温水がウォー
タジャケット８とラジエータ１１の間ばかりでなく、室
内暖房装置１４とウォータジャケット８との間にも循環
するようになっている。

【０００９】１７は前記温水供給装置１５をバイパスす
るように各管路１２，１６を接続して設けられたバイパ
ス管路、１８は該バイパス管路１７の途中に位置して設
けられた手動式二方口切換弁からなるバイパス用開閉弁
を示し、該バイパス用開閉弁１８は温水供給装置１５を
使用しないときに運転者の手動操作により開弁され、室
内暖房装置１４から流出した温水を管路抵抗の高い温水
供給装置１５からバイパスさせ、管路１２に直接流入さ
せるものである。一方、厳寒時にエンジン７を起動させ
る場合等、温水供給装置１５を使用してエンジン７を予
熱するときには、バイパス用開閉弁１８が運転者の手動
操作により閉弁され、管路１６からの温水を温水供給装
置１５内に流入させ、該温水供給装置１５によって加熱
された温水をエンジン７に向け吐出させるようになって
いる。

【００１０】１９はウォータジャケット８と室内暖房装
置１４との間に位置して管路１３の途中に設けられた手
動式二方口切換弁からなる循環用開閉弁を示し、該循環
用開閉弁１９は冬季には運転者の手動操作で開弁され、
温水供給装置１５からの温水をエンジン７、室内暖房装
置１４に循環させ、該エンジン７を始動可能な状態まで
予熱すると共に、室内暖房装置１４にウォータジャケッ
ト８から温水を流入させて室内暖房装置１４の放熱器１
４Ａを発熱させる。

【００１１】一方、該循環用開閉弁１９は夏季等には運
転者の手動操作で閉弁され、管路９，１０を介してウォ
ータジャケット８とラジエータ１１間にのみ温水を流通
させ、ラジエータ１１内の温水を冷却ファン７Ｂで冷却
することにより、温水の温度を適当な範囲内に維持する
ようになっている。

【００１２】従来技術による油圧ショベル１の温水回路
は上述の如き構成を有するもので、例えば厳寒時にエン
ジン７を始動するためには、運転者は運転室４内に乗り
込んで暖房スイッチ１４Ｃ，温水供給スイッチ１５Ｃを
オン操作し、バイパス用開閉弁１８を閉弁し、循環用開
閉弁１９を開弁させてから運転室４を降り、建設現場内
の建屋等に入って待機する。

【００１３】このとき、温水供給装置１５は燃料を燃焼
させてヒータを発熱させると共に、バッテリからの電流
によりポンプ１５Ａを駆動して熱交換器１５Ｂから温水
を発生させ、この温水を管路１２を介してウォータジャ
ケット８内に供給し、エンジン７を予熱する。そして、
この温水はエンジン７を暖めた後、管路１３を介して室
内暖房装置１４の放熱器１４Ａに流入し、該放熱器１４
Ａを流通する間に放熱して運転室４内を暖め、管路１６
を介して温水供給装置１５に還流する。このように、温
水供給装置１５からエンジン７のウォータジャケット
８、室内暖房装置１４等を介して温水を循環させること
により、エンジン７が予熱されて始動可能状態となると
共に、運転室４内が暖められる。

【００１４】そして、経過時間等に基づいてエンジン７
が始動可能な状態になったと判断したら、運転者は建屋
から運転室４内に乗り込んでエンジン７の始動操作を
し、このエンジン７が始動したなら、その後、バイパス
用開閉弁１８を開弁すると共に、温水供給スイッチ１５
Ｃをオフ操作して温水供給装置１５を停止させる。これ
により、室内暖房装置１４から流出した温水は、バイパ
ス管路１７に流入して管路抵抗の高い温水供給装置１５
をバイパスし、ウォータジャケット８を流通することに
より、エンジン７の熱によって加熱されるようになる。

【００１５】一方、夏季等の気温が高い場合には、運転
者は循環用開閉弁１９を閉弁し、ウォータジャケット８
内の温水が室内暖房装置１４内に流入するのを防止すれ
ば、温水は管路９，１０を介してウォータジャケット８
とラジエータ１１間で流通し、このときラジエータ１１
を介して冷却ファン７Ｂで冷却されることにより、温水
の温度が所定値以下に保たれ、シリンダブロックが過熱
するのを防止するようになっている。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術による建設機械の温水回路では、温水供給装置１
５で発生させた温水を各管路１２，１３，１６、ウォー
タジャケット８等を介して循環させることにより、エン
ジン７を予熱すると共に運転室４内を暖めるようにして
いる。

【００１７】しかし、従来技術によるものではエンジン
７の予熱と運転室４内の暖房を同時に行うため水温が上
昇しにくく、特にシベリア等の厳寒地では、エンジン７
が始動可能状態になるまで運転者の待機時間が４０〜６
０分程度に長時間かかるという問題がある。また、室内
暖房装置１４による放熱量が大きい場合は、温水がエン
ジン７を予熱するのに充分な温度に達することができ
ず、エンジン７の始動が極めて困難になるという問題が
ある。

【００１８】さらに、温水回路内の水には不凍液を約６
０％加えることによって凍るのを防止しているが、厳寒
時にはこの水がシャーベット状となって大幅に粘性が増
すため、エンジン７の予熱と同時に運転室４内を暖める
ためには各管路１３，１６および室内暖房装置１４が管
路抵抗となって、流動抵抗が極めて大きくなり、場合に
よっては温水供給装置１５を流れる温水の循環量が減っ
て空焚き状態となり、該温水供給装置１５が損傷するこ
とがある。

【００１９】このため、エンジン７の始動が大幅に遅れ
て作業効率が低下するばかりか、温水供給装置１５に電
流を供給するバッテリが急速に消耗したり、温水供給装
置１５を損傷することがある等、信頼性等が低いという
問題がある。

【００２０】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、本発明は厳寒時でも効果的にエンジン始
動前の予熱を行うことができ、エンジンが始動可能状態
になるまでの予熱時間を大幅に短縮でき、信頼性を向上
できるようにした建設機械の温水回路を提供することを
目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明が採用する構成の特徴は、エンジンのウ
ォータジャケットと温水供給装置および室内暖房装置と
の間には、エンジンを予熱するときには該ウォータジャ
ケットと温水供給装置との間で温水を循環させ、運転室
内を暖房するときには該ウォータジャケットからの温水
を室内暖房装置に流入させる手動切換弁を設けたことに
ある。

【００２２】

【作用】上記構成により、エンジンを予熱するときに
は、温水供給装置とエンジンとの間に温水を循環させる
ように手動切換弁を切換え、ウォータジャケットと温水
供給装置の間で温水を循環させ、エンジンの予熱をす
る。

【００２３】また、エンジンが始動したら、エンジンの
ウォータジャケットと室内暖房装置との間を連通させる
ように手動切換弁を切換え、ウォータジャケットから流
出した温水を室内暖房装置に流入させ、運転室内を暖房
する。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１に基づいて説明
する。なお、実施例では前述した図２および図３に示す
従来技術と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説
明を省略するものとするに、本実施例では、従来技術に
おいて管路１３の途中に設けられた循環用開閉弁１９は
廃止されている。

【００２５】図において、２１は管路１３とバイパス管
路１７との間に設けられた戻し管路を示し、該戻し管路
２１の一端側は後述する手動式三方口切換弁２２と接続
され、その他端側は前記バイパス用開閉弁１８の上流側
に位置してバイパス管路１７に接続されている。

【００２６】２２はウォータジャケット８と温水供給装
置１５および室内暖房装置１４との間に位置して管路１
３と前記戻し管路２１との間を選択的に切換えるべく設
けられた手動切換弁としての手動式三方口切換弁を示
し、該手動式三方口切換弁２２は運転者が手動操作で矢
示Ａ方向の流れに切換えることにより、エンジン７のウ
ォータジャケット８側の管路１３と戻し管路２１との間
を接続して、該ウォータジャケット８を温水供給装置１
５またはバイパス用開閉弁１８と接続し、一方、矢示Ｂ
方向の流れに切換えることにより、管路１３を連通し
て、ウォータジャケット８を室内暖房装置１４に接続す
る。

【００２７】本実施例による建設機械の温水回路は上述
の如き構成を有するもので、次にその動作について説明
する。

【００２８】まず、厳寒時にエンジン７を始動する前に
は、運転者が運転室４内に乗り込んで温水供給スイッチ
１５Ｃをオン操作し、バイパス用開閉弁１８を閉弁する
と共に、手動式三方口切換弁２２を矢示Ａで示す戻し管
路２１側に切換えることにより、エンジン７の予熱を行
う。

【００２９】即ち、手動式三方口切換弁２２を戻し管路
２１側に切換えることにより、管路１３を戻し管路２
１、バイパス管路１７を介して温水供給装置１５の流入
側に連通させるようにしたから、温水供給装置１５によ
って加熱された温水は該温水供給装置１５のポンプ１５
Ａによって管路１２に吐出され、該管路１２からエンジ
ン７のウォータジャケット８内に流入し、該ウォータジ
ャケット８を流通する間にエンジン７を予熱し、戻し管
路２１を介して管路１６内に流入することとなり、ウォ
ータジャケット８と温水供給装置１５との間で循環す
る。

【００３０】そして、エンジン７が予熱され、始動可能
な状態になったと判断したら、運転者は建屋から運転室
４内に乗り込んでエンジン７の始動操作を行う。

【００３１】次に、エンジン７を始動させたら、作業者
は温水供給スイッチ１５Ｃをオフ操作して温水供給装置
１５の動作を停止し、バイパス用開閉弁１８を開弁する
と共に、手動式三方口切換弁２２を矢示Ｂ方向に切換操
作する。これにより、ウォータジャケット８から流出し
た温水を、管路１３から室内暖房装置１４の放熱器１４
Ａ内に流入させることにより、エンジン７の始動後には
ウォータジャケット８から流出した温水によって運転室
４を暖めるようにする。

【００３２】また、夏季等、気温が高く始動前にエンジ
ン７を予熱する必要がない場合等や運転室４内を暖房す
る必要がない場合にはバイパス用開閉弁１８を開弁操作
し、手動式三方口切換弁２２を矢示Ａに示す戻し管路２
１側に切換える。これにより、ラジエータ１１内の温水
の一部は管路１３、戻し管路２１、バイパス通路１７、
管路１２を介して循環する一方、残りの温水は管路９，
１０を介してウォータジャケット８とラジエータ１１の
間を流通し、ラジエータ１１，冷却ファン７Ｂにより冷
却されて適当な温度に維持されるようになっている。

【００３３】かくして、エンジン７を予熱するときには
手動式三方口切換弁２２を矢示Ａ方向に切換え、ウォー
タジャケット８と温水供給装置１５の間にだけ温水を循
環させればよく、このときには温水を循環させる管路長
を短くでき、管路内のエンジン冷却水の流動抵抗も小さ
くできる。このため、ウォータジャケット８と温水供給
装置１５の間の温水を短時間で加熱でき、エンジン７を
効果的に予熱できる。また、ポンプ１５Ａの駆動時間を
短縮できるため、バッテリが消耗するのも防止できる。

【００３４】一方、手動式三方口切換弁２２を矢示Ａ方
向に切換操作することにより、エンジン７の予熱時には
室内暖房装置１４側に温水を流通させなくなるから、水
の粘性が大きくなる厳寒時には流動抵抗が大きな管路１
３，１６や室内暖房装置１４等を回避して温水を循環さ
せ、温水供給装置１５への温水の循環量を確保し、よっ
て空焚き状態による温水供給装置１５の損傷を防止でき
る。

【００３５】さらに、厳寒時におけるエンジン７の調子
等は運転者の判断に負うところが大きいため、エンジン
７が所定温度まで予熱されたか否かを運転者の判断によ
って決定し、手動式三方口切換弁２２を手動切換すれば
よく、確実にエンジン７を始動することができる。

【００３６】そして、エンジン７の始動後は、運転者が
手動式三方口切換弁２２を矢示Ｂ方向に切換操作するこ
とによって、ウォータジャケット８からの温水を室内暖
房装置１４側に切換えることができ、作業中に発生する
エンジン７の熱エネルギを有効利用して運転室４内を効
果的に暖房できる。

【００３７】かくして、本実施例によれば、効率良くエ
ンジン７を予熱できるから、該エンジン７が始動可能状
態になるまでの予熱時間を大幅に短縮でき、速やかにエ
ンジン７を始動させて実作業を開始でき、油圧ショベル
１の作業効率を大幅に向上することができる。また、エ
ンジン７の予熱時間を短縮できるから、バッテリが消耗
するのを防止し、温水供給装置１５の損傷も防止して信
頼性を大幅に向上することができる。

【００３８】なお、前記実施例では、建設機械として油
圧ショベル１を例に挙げて説明したが、本発明はこれに
限らず、油圧クレーン、ホイルローダ、トラック、ブル
ドーザ等の他の寒冷地向け建設機械にも広く用いること
ができる。

【００３９】また、前記実施例では、本発明による手動
切換弁として手動式三方口切換弁を例示したが、この手
動式三方口切換弁としてボール弁、スプール弁等の各形
式をもた切換弁が適用できるものであり、かつ、本発明
による手動切換弁は三方口切換弁に限るものではなく、
燃料制御弁等と併せた切換弁や多連弁の一部を用いても
よい。

【００４０】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明によれば、エ
ンジンのウォータジャケットと温水供給装置および室内
暖房装置との間に、エンジンを予熱するときには該ウォ
ータジャケットと温水供給装置との間で温水を循環さ
せ、運転室内を暖房するときには該ウォータジャケット
からの温水を前記室内暖房装置に流入させる手動切換弁
を設けたから、エンジンを予熱するときには手動切換弁
の切換えによりウォータジャケットと温水供給装置の間
だけで温水を循環させればよく、効率的にエンジンを予
熱して、該エンジンが始動可能状態になるまでの時間を
短縮できる。

【００４１】また、エンジンの予熱時に温水を循環させ
るべき管路長を短くでき、冷却水の流動抵抗が小さくな
るため、温水の循環量を確保することができ、空焚き状
態による温水供給装置の損傷を防止することができる。

【００４２】さらに、速やかにエンジンを始動させて作
業を開始できるから、建設機械の作業効率、信頼性等を
向上することができると共に、エンジンの始動後は、手
動切換弁を室内暖房装置側に切換え、作業中に発生する
エンジンの熱エネルギを有効利用して運転室内の暖房を
効果的に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による油圧ショベルの温水回路
を示す全体構成図である。

【図２】従来技術による油圧ショベルを示す斜視図であ
る。

【図３】油圧ショベルに用いられる温水回路を示す全体
構成図である。

【符号の説明】

１ 油圧ショベル（建設機械） ７ エンジン ８ ウォータジャケット １４ 室内暖房装置 １５ 温水供給装置 ２２ 手動式三方口切換弁（手動切換弁）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 建設機械に搭載され、温水が流通するウ
   ォータジャケットを有するエンジンと、前記エンジンの
   ウォータジャケットから流出した温水を循環させて運転
   室内を暖房する室内暖房装置と、該室内暖房装置とエン
   ジンのウォータジャケットに接続して設けられ、該ウォ
   ータジャケットに温水を供給するときに用いられる温水
   供給装置とからなる建設機械の温水回路において、前記
   エンジンのウォータジャケットと温水供給装置および室
   内暖房装置との間には、エンジンを予熱するときには該
   ウォータジャケットと温水供給装置との間で温水を循環
   させ、運転室内を暖房するときには該ウォータジャケッ
   トからの温水を前記室内暖房装置に流入させるべく切換
   える手動切換弁を設けたことを特徴とする建設機械の温
   水回路。