(57)【要約】  【課題】ＤＰＦの強制再生処理に伴う無駄な燃料消費を抑制し、且つ、エンジンオイルの早期劣化を防止する。  【解決手段】排ガス中のＰＭを捕集するＤＰＦ１２を備えた建設機械のＤＰＦ自己再生補助装置であって、前記ＤＰＦ１２の近傍に該ＤＰＦ１２に向かって流れる空気を阻止する防風壁１８を設け、空気の流れによる前記ＤＰＦ１２の温度低下を防止できるように構成する。又、防風壁１８は断熱材により形成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排ガス中のパーティキュレートマターを捕集するＤＰＦを備えた建設機械のＤＰＦ自己再生補助装置であって、前記ＤＰＦに該ＤＰＦに向かって流れる空気を阻止する防風壁を設け、該空気との接触による前記ＤＰＦの放熱を抑制できるように構成したことを特徴とする建設機械のＤＰＦ自己再生補助装置。
【請求項２】
上記防風壁は断熱材により形成されていることを特徴とする請求項１記載の建設機械のＤＰＦ自己再生補助装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は建設機械のＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）自己再生補助装置に関するものであり、特に、排ガス中のパーティキュレートマターを吸着捕集するＤＰＦを備えた建設機械のＤＰＦ自己再生補助装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、油圧ショベル等の建設機械は、下部走行体上に上部旋回体が搭載され、該上部旋回体の後部にエンジンが設置されている。そして、エンジンの排気系には、ＤＰＦ自己再生装置として機能するＤＰＦ（以下、ＤＰＤ:Diesel Particulate Defuserを含む。）が設置され、該ＤＰＦは、カーボンを主成分とするパーティキュレートマター（Particulate Matter、以下、「ＰＭ」という。）を吸着捕集して排ガスを浄化処理する。
【０００３】
前記排ガス浄化処理に伴い、ＤＰＦの内部にはＰＭが徐々に堆積する。そして、該ＰＭの堆積量が所定値に達すると、エンジン排気系の圧力が上昇して、当該エンジン本来の出力性能が得られなくなる。然るときは、ＤＰＦに担持した酸化触媒により、ＰＭを連続的に酸化除去することで、ＤＰＦの自己再生処理が実行される。
【０００４】
前記エンジンの負荷が低いときは、排気温度が十分に上昇しないために、ＤＰＦをエンジンの動作状態、例えば、排気系におけるＤＰＦ前後の差圧をセンシングすることで、ＰＭの堆積具合を把握しながら、ＤＰＦの強制再生処理を定期的に実施している（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１２９９００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、前記ＤＰＦの強制再生処理では、エンジンピストンによる爆発工程の後に燃料を後（ポスト）噴射して、該燃料を排気管からＤＰＦ内の酸化触媒に供給している。そして、後噴射された燃料が燃焼して酸化触媒の温度を上昇させることで、ＤＰＦ内に堆積したＰＭを燃焼除去している。
【０００７】
このように従来技術では、ＰＭの堆積量が所定値に達する毎に、堆積したＰＭを焼却除去すべく、ＤＰＦの強制再生処理が必要になる。この結果、前記強制再生処理を行う都度、後噴射した燃料の分だけ燃料を余計に消費しなければならず、しかも、後噴射した燃料により、エンジンオイルの早期劣化を招来する等の悪影響が生じる。
【０００８】
尚、ＤＰＦの自己再生能力を上げるためには、エンジンを高負荷運転に切り換えて排気温度を上昇させればよいが、この場合は、その都度エンジンを高負荷運転に切り換えなければならず運転操作が煩雑になる。
【０００９】
そこで、ＤＰＦの強制再生処理に伴う無駄な燃料消費を抑制し、且つ、エンジンオイルの早期劣化を防止するために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は、排ガス中のパーティキュレートマターを捕集するＤＰＦを備えた建設機械のＤＰＦ自己再生補助装置であって、前記ＤＰＦに該ＤＰＦに向かって流れる空気を阻止する防風壁を設け、前記空気との接触による前記ＤＰＦの放熱を抑制できるように構成したことを特徴とする建設機械のＤＰＦ自己再生補助装置を提供する。
【００１１】
この構成によれば、ＤＰＦに向かって流れる空気の移動は、該ＤＰＦ近傍にて防風壁により阻止されるので、該空気との接触による前記ＤＰＦの放熱が抑制される。依って、前記空気が冷たい場合でも、ＤＰＦの温度低下が防止されるので、該ＤＰＦ内の排気ガスの温度が所定値以上に維持される。
【００１２】
請求項２の発明は、上記防風壁は断熱材により形成されていることを特徴とする請求項１記載の建設機械のＤＰＦ自己再生補助装を提供する。
【００１３】
この構成によれば、防風壁は断熱材により形成したので、温度の低い空気、例えば、冷却ファンで生じた冷却風が防風壁に長い時間当たっても、該防風壁自体の温度低下が抑制される。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１記載の発明は、ＤＰＦ内を流れる排気ガスの温度が所定値以上に維持されることにより、ＤＰＦの自己再生能力が向上して、該ＤＰＦにＰＭが堆積し難くなる。従って、ＤＰＦの強制再処理を最小限に抑制できるので、従来例に比し、前記強制再生処理に伴う燃料の無駄な消費量を節減でき、且つ、エンジンオイルの早期劣化を防止することができる。
【００１５】
請求項２記載の発明は、防風壁は断熱材で形成したことにより温度低下が生じ難いので、請求項１記載の発明の効果に加えて、冷却風が流れる箇所に防風壁を設置した場合でも、ＤＰＦの自己再生能力を安定して維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施例を示し、ＤＰＦ自己再生補助装置を備えた油圧ショベルを概念的に説明する平面図。
【図２】本発明に係るＤＰＦ自己再生補助装置と空気の流れとの関係を説明するエンジン室の背面図。
【図３】本発明に係る防風壁とＤＰＦの配置例を概念的に説明する平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明は、ＤＰＦの強制再生処理に伴う無駄な燃料消費を抑制し、且つ、エンジンオイルの早期劣化を防止するという目的を達成するために、排ガス中のパーティキュレートマターを捕集するＤＰＦを備えた建設機械のＤＰＦ自己再生補助装置であって、前記ＤＰＦに該ＤＰＦに向かって流れる空気を阻止する防風壁を設け、空気との接触による前記ＤＰＦの放熱を抑制できるように構成したことにより実現した。
【実施例１】
【００１８】
以下、本発明の好適な一実施例を図１乃至図３に従って説明する。図１は、本実施例に係る建設機械としての油圧ショベルを示す。同図において、１は下部走行体（図示せず）上に旋回自在に搭載された上部旋回体であり、該上部旋回体１の前方中央部にはブーム、アーム及びバケットから成る作業機２が上下回動可能に枢着されている。
【００１９】
又、上部旋回体１の前方一側部にはキャブ３が設けられ、該キャブ３内にオペレータシ
ート４が配設されている。更に、オペレータシート４の前方には、カラー液晶ディスプレーから成るモニター５が設置されていると共に、該モニター５には機体コントローラ６の出力部が電気的に接続されている。
【００２０】
前記上部旋回体１の後部には、燃料噴射装置を備えたディーゼルエンジン７が搭載され、該ディーゼルエンジン７の出力軸には油圧ポンプ８が連結されている。又、ディーゼルエンジン７には燃料噴射量センサ９及びエンジン回転数センサ（図示せず）等の機械動作状態を検出する各種センサが取り付けられ、これらセンサは前記機体コントローラ６の入力部に接続されている。
【００２１】
更に、ディーゼルエンジン７には吸気管１０及び排気管１１が接続され、該排気管１１の下流側にはＤＰＦ１２が設置されている。該ＤＰＦ１２は、排ガス中に含まれているＰＭを吸着捕集して、排ガスを浄化処理する。
【００２２】
ＤＰＦ１２は、多数の小孔を有するハニカム構造のセラミック製筒体から成り、小孔の内壁面には白金などの酸化触媒が担持されている。又、ＤＰＦ１２には差圧計１３が取り付けられ、該差圧計１３は、ディーゼルエンジン７の排気系におけるＤＰＦ１２前後の排気ガスの圧力差を検出する。又、ＤＰＦ１２の上流側には排気温度計１４が取り付けられ、該排気温度計１４は排気管１１内の排気ガスの温度を検出する。該排気温度計１４及び差圧計１３は、機体コントローラ６の入力部に接続されている。
【００２３】
ＤＰＦ１２の内部には、ＰＭを吸着捕集するに伴いＰＭが徐々に堆積するが、本実施例では、ＰＭ堆積量は、差圧計１３及び/又は排気温度計１４からの差圧信号及び/又は排気温度信号に基づき、機体コントローラ６により逐次算出して、上記キャブ３内のモニター５により画面表示されている。本実施例では、ＰＭ堆積量が所定値に達したときは、機体コントローラ６から強制再生指令信号が発せられて、ＤＰＦ１２の強制再生処理が実施される。
【００２４】
図２は、前記ディーゼルエンジン７、油圧ポンプ８及びＤＰＦ１２等の機械類の配置例を示す。同図に示すように、ディーゼルエンジン７の左方側にはラジエータ１５が配設されているとともに、該ラジエータ１５とディーゼルエンジン７との間には、該ディーゼルエンジン７によって回転駆動される冷却ファン１６が介設されている。
【００２５】
依って、冷却ファン１６が回転することにより、外部の空気Ａが通気部１９を介してエンジン室Ｒ内に導入され、該空気Ａはラジエータ１５を通過する際に該ラジエータ１５を冷却する。
【００２６】
尚、図１に示すように、ラジエータ１５の外側にはインタークーラ２０を設けることができる。又、図２中の符号２２は、ＤＰＦ１２と油圧ポンプ８との間に設けた遮蔽板（仕切り）である。
【００２７】
図２において、ディーゼルエンジン７の右方側の上部には前記ＤＰＦ１２が配置され、該ＤＰＦ１２で浄化処理された排気ガスＧは、排気ダクト１７を通過してエンジン室Ｒの上方に排出される。
【００２８】
さらに、ＤＰＦ１２の左方近傍には正面視略矩形状の防風壁１８が鉛直方向に設けられ、該防風壁１８の上端部は、エンジン室Ｒの天井部に直角に固定されている。図３に示すように、防風壁１８の水平方向の長さは、ＤＰＦ１２の長さよりも若干大に設定されている。
【００２９】
本実施例では、防風壁１８は断熱材により形成され、防風壁１８の材質としては、所要の断熱性能を有するものであれば、例えば、セラミック材又は合成樹脂を採択することができる。尚、防風壁１８の水平方向の両端部は想像線で示す如く、ＤＰＦ１２側に直角に折曲する垂設部を設けても良い。
【００３０】
防風壁１８は、ＤＰＦ１２の左側外面全域を覆うように保護することで、ＤＰＦ１２に向かって流れる冷却風Ｃの移動を阻止する。依って、防風壁１８の左側の空気、即ち、ディーゼルエンジン７上部を右方向に移動する冷却風Ｃは、防風壁１８によって遮断されるため、ＤＰＦ１２に接触することがない。また、防風壁１８右側のＤＰＦ１２周囲には、該ＤＰＦ１２外周面との接触により所定温度以上に上昇した暖かい空気が、常に滞留するように構成されている。
【００３１】
従来例では、冷却風ＣがＤＰＦ１２の左側外面に直接当たって、ＤＰＦ１２の温度低下を促進させていたが、本発明では、冷却風ＣはＤＰＦ１２の手前側の防風壁１８に当たって冷却風Ｃの移動が阻止される。
【００３２】
そのため、冷却風Ｃとの接触によるＤＰＦ１２の放熱が防止されるので、ＤＰＦ１２全体の温度低下が抑制される。尚、防風壁１８に当たった冷却風Ｃは、エンジン室Ｒの天井部に設けた小穴（図示省略）から外部に排出される。
【００３３】
叙上の如く本発明によると、ＤＰＦ１２に向かって流れる空気の移動は、ＤＰＦ１２近傍にて防風壁１８により阻止されて、該空気との接触によるＤＰＦの温度低下が防止される。依って、ＤＰＦ１２内を流れる排気ガスの温度が所定値以上に維持される。
【００３４】
斯くして、ＤＰＦ１２の自己再生能力が向上して、ＤＰＦ１２にＰＭが堆積し難くなる。従って、ＤＰＦ１２の強制再生処理を最小限に抑制できるので、強制再生処理に伴う燃料の無駄な消費量を節減でき、且つ、エンジンオイルの早期劣化を防止することができる。
【００３５】
又、防風壁１８は断熱材により形成されているので、冷却風Ｃが防風壁１８に長い時間当たっても、防風壁１８自体の温度低下が抑制され、それに応じてＤＰＦ１２の温度低下も抑制される。従って、ＤＰＦ１２の自己再生能力が一層向上するので、ＤＰＦ１２の強制再生処理の回数又は時間が大幅に減少して、燃料の無駄な消費量の節減効果が更に増大する。
【００３６】
なお、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、ＤＰＦ前後の差圧以外のエンジン動作状態に基づき、ＰＭの堆積量を算出するように構成した建設機械のＤＰＦ自己再生補助装置にも適用することができる。
【符号の説明】
【００３８】
３    キャブ
５    モニター
６    機体コントローラ
７    ディーゼルエンジン
１２  ＤＰＦ
１３  差圧計
１４  排気温度計
１５  ラジエータ
１６  冷却ファン
１８  防風壁（防風プレート）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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