(57)【要約】【課題】液体還元剤タンクのための専用の設置スペースを確保する必要がなく、しかも同タンクを液体還元剤の凍結等のおそれのない適温下で設置する。【解決手段】エンジンからの排ガス中の窒素酸化物を液体還元剤を用いて還元浄化するように構成された建設機械において、液体還元剤を貯留する液体還元剤タンク１９を、エンジンルーム１０内の空気を外部に排出する排気ダクト２０内に、同ダクト２０により直射日光が遮断され、かつ、排気通路２０ａが同ダクト２０内に確保される状態で設けた。【選択図】図３
2011064133.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンが収容されたエンジンルームと、このエンジンルーム内の空気を外部に排出する排気ダクトと、液体還元剤を貯留する液体還元剤タンクとを備え、上記エンジンからの排ガス中の窒素酸化物を上記液体還元剤タンク内の液体還元剤を用いて還元浄化するように構成された建設機械において、上記液体還元剤タンクを上記排気ダクト内に、同ダクトにより直射日光が遮断され、かつ、上記エンジンルーム内の空気を外部に排出するための排気通路が同ダクト内に確保される状態で設けたことを特徴とする建設機械。
【請求項２】
上記液体還元剤タンクは上面に液体還元剤の補給口を備え、液体還元剤タンクを、この補給口が上記排気ダクトの上面部に近接する状態で同ダクト内に設けるとともに、排気ダクトの上面部における上記補給口に対面する部分に、外部から液体還元剤を補給するための開閉蓋を設けたことを特徴とする請求項１記載の建設機械。
【請求項３】
上記排気ダクト内における排気の流れと直交する方向の片側を上記排気通路として、反対側に液体還元剤タンクを設けたことを特徴とする請求項１または２記載の建設機械。
【請求項４】
上記排気通路と液体還元剤タンクの境目に、排気通路を通る排気と液体還元剤タンクの接触面積を制限する仕切り板を排気の流れに沿って設けたことを特徴とする請求項３記載の建設機械。
【請求項５】
上記エンジンルーム内の空気を排気ダクト内の排気通路に導くガイド部材を、上記エンジンルーム内に発生した音が直接上記排気ダクト内を通って先端開口から外部に抜けることを阻止する遮蔽部材を兼ねる状態で設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の建設機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液体還元剤を用いて排ガス中の窒素酸化物(ＮＯｘ)を還元浄化するシステムを備えた建設機械に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
建設機械の排ガス浄化システムとして、マフラーに設けられた還元触媒の上流側に尿素水等の液体還元剤を供給し、還元反応を促進させる技術が公知である。
【０００３】
この液体還元剤は、低温では結晶化ないしは凍結し、高温では性能が劣化するため、一定温度範囲で保存する必要がある。
【０００４】
この液体還元剤を貯留する液体還元剤タンクの設置位置に関して、同タンクを燃料タンクの近くで、上部旋回体に設けられた開閉自在な工具類収納箱内に設置した技術(特許文献１参照。公知技術の１)、及び同タンクをエンジンルーム内や、発熱する油圧機器の近く、キャビン内等の保温効果のある位置に設置した技術(特許文献２参照。公知技術の２)が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２４０６７６号公報
【特許文献２】特開２００３−２０９３６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、公知技術の１，２によると、いずれも液体還元剤タンクを設置するための専用スペースが必要となるため、とくにスペースに余裕のない小型の建設機械では機器レイアウトの変更や、機器サイズの縮小を強いられるという問題があった。
【０００７】
加えて、公知技術の１では、さほど高温化しない燃料タンクからの輻射熱のみを加温の熱源とするため、加温効果が殆ど得られず、寒冷時に液体還元剤が凍結するおそれがある。
【０００８】
そこで本発明は、液体還元剤タンクのための専用の設置スペースを確保する必要がなく、しかも同タンクを、液体還元剤の凍結等のおそれのない適温下で設置することができる建設機械を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明は、エンジンが収容されたエンジンルームと、このエンジンルーム内の空気を外部に排出する排気ダクトと、液体還元剤を貯留する液体還元剤タンクとを備え、上記エンジンからの排ガス中の窒素酸化物を上記液体還元剤タンク内の液体還元剤を用いて還元浄化するように構成された建設機械において、上記液体還元剤タンクを上記排気ダクト内に、同ダクトにより直射日光が遮断され、かつ、上記エンジンルーム内の空気を外部に排出するための排気通路が同ダクト内に確保される状態で設けたものである。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１の構成において、上記液体還元剤タンクは上面に液体還元剤の補給口を備え、液体還元剤タンクを、この補給口が上記排気ダクトの上面部に近接する状態で同ダクト内に設けるとともに、排気ダクトの上面部における上記補給口に対面する部分に、外部から液体還元剤を補給するための開閉蓋を設けたものである。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１または２の構成において、上記排気ダクト内における排気の流れと直交する方向の片側を上記排気通路として、反対側に液体還元剤タンクを設けたものである。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかの構成において、上記排気通路と液体還元剤タンクの境目に、排気通路を通る排気と液体還元剤タンクの接触面積を制限する仕切り板を排気の流れに沿って設けたものである。
【００１３】
請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれかの構成において、上記エンジンルーム内の空気を排気ダクト内の排気通路に導くガイド部材を、上記エンジンルーム内に発生した音が直接上記排気ダクト内を通って先端開口から外部に抜けることを阻止する遮蔽部材を兼ねる状態で設けたものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によると、エンジンルームから外部への空気の通り道として元々設けられている排気ダクト内に液体還元剤タンクを設置するため、同タンクを設置するための新たな専用スペースが不要となる。
【００１５】
従って、とくに小型の建設機械において、機器レイアウトの変更や機器サイズの縮小を強いられるという弊害が生じない。
【００１６】
また、液体還元剤タンクを、
(Ａ)  排気ダクトによって直射日光から保護し、
(Ｂ)  エンジンルームから排出される、やや高温の空気によって加温される
状態で設置するため、液体還元剤を高過ぎず、低過ぎず、かつ、変化の少ない良好な温度環境で貯留することができる。
【００１７】
すなわち、液体還元剤の過熱(性能劣化)、及び寒冷時の凍結を確実に防止することができる。
【００１８】
また、ダクト内に隠蔽設置するため、異物との接触によるタンクの破損を防止し、風化等によるタンクの劣化を抑えることができるとともに、ダクト上面をメンテナンス作業時の足場として利用する場合に、補給口を含めてタンクが障害とならない。
【００１９】
請求項２の発明によると、液体還元剤タンクの補給口をダクト上面部に近接させるとともに、この補給口に対面するダクト部分に補給用の開閉蓋を設けたから、液体還元剤を外部から容易に補給することができる。
【００２０】
ここで、ポリタンク等の補給容器で液体還元剤を補給する場合、ダクト上面を足場として、かつ、容器重量をダクト上面に預けた状態で補給できるため、補給作業がさらに容易となる。
【００２１】
ところで、機械が長時間連続して稼動すると、エンジンルームからの排気温度も上がるため、とくに夏場は液体還元剤が必要以上に温度上昇する可能性がある。
【００２２】
この点、請求項３，４の発明によると、排気ダクト内における排気の流れと直交する方向の片側を上記排気通路として、反対側に液体還元剤タンクを設けたから、液体還元剤タンクの排気との接触面を排気通路に面する側のみに制限して過度の温度上昇を回避することができる。
【００２３】
また、排気通路が片側にまとまった形で形成されるため、通風抵抗を最小限に小さくし、必要な通風(排気)性能を確保することができる。
【００２４】
ここで請求項４の発明によると、排気通路と液体還元剤タンクの境目に、排気とタンクの接触面積を制限する仕切り板を設けたから、液体還元剤の温度上昇を抑える点の効果が高くなる。
【００２５】
一方、請求項５の発明によると、エンジンルーム内の空気を排気ダクト内の排気通路に導くガイド部材を設けたから、排気の流れをスムーズにして通風抵抗をさらに小さくすることができる。
【００２６】
しかも、このガイド部材が、エンジンルーム内に発生した音が直接排気ダクトを通じて外部に抜ける所謂直接音を阻止する遮蔽部材の機能をも果たす。
【００２７】
すなわち、請求項３〜５の発明により、排気ダクト内に液体還元剤タンクを設置することによって起こり得るすべての弊害を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施形態に係るショベルの一部を切り欠いた概略側面図である。
【図２】同ショベルの一部を切り欠いた概略平面図である。
【図３】同ショベルの上部旋回体の斜視図である。
【図４】図３の一部を拡大した斜視図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線拡大断面図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明の実施形態を図によって説明する。
【００３０】
実施形態はショベルを適用対象としている。
【００３１】
(Ｉ)  基本的構成
ショベルは、図１〜図３に示すように、クローラ式の下部走行体１上に上部旋回体２が、地面に対して鉛直となる縦軸まわりに旋回自在に搭載され、この上部旋回体２の前部に、ブーム３、アーム４、バケット５を備えた作業アタッチメント６が取付けられて構成される。
【００３２】
上部旋回体２には、ベースとなるアッパーフレーム７の前部左側にキャビン８、後端部にカウンタウェイト９がそれぞれ設けられるとともに、後部(カウンタウェイト９の前方)にエンジンルーム１０が設けられている。
【００３３】
このエンジンルーム１０には、動力源としてのエンジン１１と、エンジンまわりの機器類(油圧ポンプ１２や図示しない熱交換器等)が左右方向に設置されている。
【００３４】
なお、この明細書において、「前後」「左右」はキャビン８内に着座したオペレータから見た方向性をいう。
【００３５】
エンジンルーム１０の上面部にはボンネット１３が後側を支点として開閉自在に設けられ、このボンネット１３を開いてエンジンルーム上面側からのエンジン１１その他に対するメンテナンスが行われる。
【００３６】
一方、エンジンルーム１０の前方右側に、燃料タンク１４及び作動油タンク１５が左右に並設されるとともに、この両タンク１４，１５の前方に、コントロールバルブ等が設置される機器室を覆うフロントカバー１６が設けられている。
【００３７】
このフロントカバー１６の上面側に、ボンネット１３に向かって先上がりとなる昇降階段１７が同カバー１６と一体に形成され、作業者が、機械前方からこの昇降階段１７を上ってエンジンルーム上方にアクセスし、ボンネット１３の開閉及びメンテナンス作業を行い得るようになっている。
【００３８】
図２中、１８は作業アタッチメント６を構成するブーム３の起伏支点となるブームフットピンである。
【００３９】
(ＩＩ)  液体還元剤タンク１９の設置に関する構成
エンジンルーム１０のほぼ中央部の前面側に、エンジンルーム１０内の空気を外部に排出する四角筒状の排気ダクト２０が前向きに突出して、かつ、前端が排気口として開口する状態で設けられている。
【００４０】
この排気ダクト２０の上面は、昇降階段１７、燃料タンク１４及び作動油タンク１５の上面とともにエンジンルーム上方に至るメンテナンス用のアクセス通路の一部であって、かつ、メンテナンス作業時の足場を兼ねている。
【００４１】
液体還元剤タンク１９は、液体還元剤を補給するための補給口１９ａを上面に有し、この補給口１９ａが排気ダクト２０の上面部に近接する状態で、かつ、タンク全体が同ダクト２０によって四周から覆われた状態で排気ダクト２０内に設置されている。
【００４２】
この場合、排気ダクト２０内における排気の流れと直交する方向の片側(左側)を排気通路２０ａとして、反対側(右側)に液体還元剤タンク１９が設置されている。
【００４３】
また、排気ダクト２０の上面部における補給口１９ａに対面する部分に補給開口２１とこれを開閉する開閉蓋２２とが設けられ、図５二点鎖線で示すようにこの開閉蓋２２を開いた状態で、外部(上方)から補給口１９ａを介して液体還元剤タンク１９内に液体還元剤を補給し得るように構成されている。
【００４４】
さらに、排気ダクト２０内における排気通路２０ａと液体還元剤タンク１９の境目に、図６中矢印で示すように排気通路２０ａを通る排気と液体還元剤タンク１９の左側面との接触面積を制限する(たとえば図５，６に示すようにタンク左側面の面積の半分程度に制限する)仕切り板２３が排気の流れに沿って設けられている。
【００４５】
また、図６に示すように、エンジンルーム１０内の空気を排気ダクト２０内の排気通路２０ａにスムーズに導くためのへの字形のガイド部材２４が、排気通路２０ａの入口部分(エンジンルーム１０内から見れば出口部分)に設けられている。
【００４６】
このガイド部材２４は、排気通路２０ａの出口側から見てエンジンルーム１０内を直視できないように遮蔽する位置、範囲に設けられている。
【００４７】
すなわち、ガイド部材２４は、エンジンルーム１０内に発生したエンジン音その他の音が、直接、排気ダクト２０内を通って先端開口から外部に抜けることを阻止する遮蔽部材を兼ねている。
【００４８】
なお、仕切り板２３とガイド部材２４を一連一体に形成してもよい。
【００４９】
このように、エンジンルーム１０から外部への空気の通り道として元々設けられている排気ダクト２０内に液体還元剤タンク１９を設置しているため、同タンク１９を設置するための新たな専用スペースが不要となる。
【００５０】
従って、とくに小型の建設機械において機器レイアウトの変更や機器サイズの縮小を強いられるという弊害が生じない。
【００５１】
また、液体還元剤タンク１９を、
(Ａ)  排気ダクト２０によって直射日光から保護し、
(Ｂ)  エンジンルーム１０から排出される、やや高温の空気によって加温される
状態で設置するため、液体還元剤を高過ぎず、低過ぎず、かつ、変化の少ない良好な温度環境で貯留することができる。
【００５２】
すなわち、液体還元剤の過熱(性能劣化)、及び寒冷時の凍結を確実に防止することができる。
【００５３】
また、ダクト内２０に隠蔽設置するため、異物との接触による液体還元剤タンク１９の破損を防止し、風化等による同タンク１９の劣化を抑えることができるとともに、ダクト上面をメンテナンス作業時の足場として利用する場合に、補給口１９ａを含めて液体還元剤タンク１９が障害とならない。
【００５４】
一方、液体還元剤タンク１９の補給口１９ａをダクト上面部に近接させるとともに、この補給口１９ａに対面するダクト部分に補給用の開閉蓋２２を設けたから、液体還元剤を外部から容易に補給することができる。
【００５５】
ここで、ポリタンク等の補給容器で液体還元剤を補給する場合、ダクト上面を足場として、かつ、容器重量をダクト上面に預けた状態で補給できるため、補給作業がさらに容易となる。
【００５６】
加えて、実施形態によると次の効果を得ることができる。
【００５７】
(イ)  排気ダクト２０内における排気の流れと直交する方向の片側(左側)を排気通路２０ａとして、反対側に液体還元剤タンク１９を設けたから、液体還元剤タンク１９の排気との接触面を排気通路２０ａに面する側のみに制限して過度の温度上昇を回避することができる。
【００５８】
(ロ)  排気通路２０ａがダクト左側にまとまった形で形成されるため、通風抵抗を最小限に小さくし、必要な通風(排気)性能を確保することができる。
【００５９】
(ハ)  排気通路２０ａと液体還元剤タンク１９の境目に、排気とタンク１９の接触面積を制限する仕切り板２３を設けたから、液体還元剤の温度上昇を抑える点の効果が高くなる。
【００６０】
なお、発明者の実験によると、排気ダクト２０からの排気温度がダクト入口部分で７０℃〜８０℃、液体還元剤タンク１９が満タン状態(２０リットル)の条件において、仕切り板２３を設けない場合でタンク内の液体還元剤が５０℃〜６０℃に保たれ、仕切り板２３でタンク左側面の面積の半分程度を覆った場合で４０℃〜５０℃に保たれることが分かった。
【００６１】
(ニ)  エンジンルーム１０内の空気を排気通路２０ａに導くガイド部材２４を設けたから、排気の流れをスムーズにして通風抵抗をさらに小さくすることができる。
【００６２】
しかも、このガイド部材２４により、エンジンルーム内からの直接音を阻止することができる。
【００６３】
こうして、排気ダクト２０内に液体還元剤タンク１９を設置することによって起こり得るすべての弊害を防止することができる。
【００６４】
他の実施形態
(１)  上記実施形態では、液体還元剤タンク１９を排気ダクト２０内の右側に設けたが、左側、または中央部に設けてもよい。
【００６５】
(２)  液体還元剤タンク１９の容量が小さい、あるいはエンジンルーム１０からの排気温度が高い等の理由により、液体還元剤が温度上昇し過ぎるおそれがある状況では、同タンク１９の少なくとも一部を断熱材で被覆し、または排気ダクト２０内に周囲が閉じた独立したタンク室を区画形成してもよい。
【００６６】
(３)  本発明はショベルに限らず、ショベルを母体として構成される解体機や破砕機等の他の建設機械にも上記同様に適用することができる。
【符号の説明】
【００６７】
１０  エンジンルーム
１９  液体還元剤タンク
１９ａ  補給口
２０  排気ダクト
２０ａ  排気通路
２２  開閉蓋
２３  仕切り板
２４  ガイド部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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