(57)【要約】【課題】低コスト・省スペースで排ガス浄化装置の必要な部分だけを冷却することができる機体を提供する。【解決手段】排ガス浄化装置22は、還元剤供給装置から還元剤供給配管としての尿素水ホース34により供給した液状還元剤としての尿素水を噴射するインジェクタ29と、排ガス中の窒素酸化物の濃度を検出するＮＯｘセンサ30と、機械室19の外部から取り入れた冷却風により尿素水ホース34内の尿素水、ＮＯｘセンサ30およびインジェクタ29の少なくとも一つを冷却する入口側開口および出口側開口を有する風路体35とを備えている。風路体35の入口側開口に、機械室19の外部に開口した換気口26を連通し、エキゾースト管路24中に設けたエジェクタ51により、排ガス流の周囲に形成される負圧を利用して風路体35の出口側開口から風路体35内の空気を強制的に排出する。【選択図】図１
2015021398.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械室と、
機械室内に設置されたエンジンと、
エンジンの排ガスを排出するエキゾースト管路と、
エキゾースト管路中に設けられて排ガス中の窒素酸化物を還元処理する排ガス浄化装置と、
排ガス浄化装置に還元剤供給配管により液状還元剤を供給する還元剤供給装置とを具備した機体において、
排ガス浄化装置は、
還元剤供給装置から還元剤供給配管により供給された液状還元剤を噴射するインジェクタと、
排ガス中の窒素酸化物の濃度を検出する窒素酸化物センサと、
還元剤供給配管の一部、窒素酸化物センサの一部およびインジェクタの一部の少なくとも一つを囲むように設置され、機械室の外部から取り入れた冷却風により還元剤供給配管内の液状還元剤、窒素酸化物センサおよびインジェクタの少なくとも一つを冷却する入口側開口および出口側開口を有する風路体と、
風路体の入口側開口に連通した機械室の外部に開口した外気吸込口と、
エキゾースト管路中に設けられ排ガス流の周囲に形成される負圧を利用して風路体の出口側開口から風路体内の空気を強制的に排出するエジェクタと
を具備したことを特徴とする機体。
【請求項２】
請求項１記載の機体と、
機体に搭載された作業装置と
を具備したことを特徴とする作業機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排ガス浄化装置の冷却構造に特徴を有する機体および作業機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジン用の排ガス浄化装置は、還元剤(DEF：Diesel Exhaust Fluid、一般的に尿素水)を噴射するインジェクタおよび窒素酸化物センサ（ＮＯｘセンサ）を備えている。
【０００３】
一般的に排ガス浄化装置はエキゾースト管路中に設置される。エキゾースト管路は、高温の排ガスが流れるため、エキゾースト管路および排ガス浄化装置は高温になる。
【０００４】
排ガス浄化装置が高温になると、排ガス浄化装置に設置されたインジェクタおよびＮＯｘセンサも高温に曝され、さらに、インジェクタに還元剤を供給する還元剤供給配管（一般的に尿素水ホース）の一部も高温に曝されることとなる。これらの尿素水ホース、ＮＯｘセンサまたはインジェクタはその構造上、長時間高温に曝されると耐久性が損なわれてしまうおそれがあるとともに、尿素水ホース内の尿素水が温度上昇して、その還元作用に支障が生じるおそれもある。
【０００５】
自動車などの走行する車両では、インジェクタは走行中の外気に曝されることにより冷却されたり、温度の低い還元剤が流入することで冷却される場合もあるが、それでも冷却性能が不足するものに対して、インジェクタに冷却水等の冷媒を循環供給する技術がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
また、エンジン排ガスのエジェクタ効果により、排ガス浄化装置の収納室全体に冷却風を導入する技術もある（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−９６２１２号公報
【特許文献２】特開２００３−４１６２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１は、冷却水等の冷媒をインジェクタ周囲に流すための専用の冷却水回路を必要とし、その冷却装置は大掛かりで、かつ高価なものとなってしまう。
【０００９】
特許文献２は、排ガス浄化装置の収納室全体に冷却風を導入する構造であるため、大掛かりな隔離室が必要となり、設置スペース上の問題がある。
【００１０】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、低コスト・省スペースで排ガス浄化装置の必要な部分だけを冷却することができる機体および作業機械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】
【００１１】
請求項１に記載された発明は、機械室と、機械室内に設置されたエンジンと、エンジンの排ガスを排出するエキゾースト管路と、エキゾースト管路中に設けられて排ガス中の窒素酸化物を還元処理する排ガス浄化装置と、排ガス浄化装置に還元剤供給配管により液状還元剤を供給する還元剤供給装置とを具備した機体において、排ガス浄化装置は、還元剤供給装置から還元剤供給配管により供給された液状還元剤を噴射するインジェクタと、排ガス中の窒素酸化物の濃度を検出する窒素酸化物センサと、還元剤供給配管の一部、窒素酸化物センサの一部およびインジェクタの一部の少なくとも一つを囲むように設置され、機械室の外部から取り入れた冷却風により還元剤供給配管内の液状還元剤、窒素酸化物センサおよびインジェクタの少なくとも一つを冷却する入口側開口および出口側開口を有する風路体と、風路体の入口側開口に連通した機械室の外部に開口した外気吸込口と、エキゾースト管路中に設けられ排ガス流の周囲に形成される負圧を利用して風路体の出口側開口から風路体内の空気を強制的に排出するエジェクタとを具備した機体である。
【００１２】
請求項２に記載された発明は、請求項１記載の機体と、機体に搭載された作業装置とを具備した作業機械である。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１記載の発明によれば、風路体の入口側開口は機械室外部の外気吸込口に連通され、エキゾースト管路中に設けられたエジェクタにより排ガス流の周囲に形成される負圧を利用して風路体の出口側開口から風路体内の空気をエキゾースト管路中の排ガス流に吸引して強制的に外部へ排出するようにした構造であるため、エンジンが駆動し排ガスが排出されている間は、常に風路体に外気が導入され、還元剤供給配管内の液状還元剤、窒素酸化物センサおよびインジェクタの少なくとも一つを効率よく冷却することが可能であり、特別な冷却水管路やポンプを必要とせず、低コストのダクト構造で冷却効果を得ることができるとともに、冷却対象箇所を局所的に囲む風路体を設置すればよいので、省スペースで済む。
【００１４】
請求項２記載の発明によれば、定位置で作業する作業機械において、排ガス浄化装置の還元剤供給配管内の液状還元剤、窒素酸化物センサおよびインジェクタの少なくとも一つを効率よく冷却できる安価な冷却手段を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る機体の機械室の一実施の形態を示す概略平面図である。
【図２】同上機体の排ガス浄化装置およびその周辺部を示す斜視図である。
【図３】同上機体の排ガス浄化装置の周辺部のみを示す斜視図である。
【図４】同上機体を備えた作業機械を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を、図１乃至図４に示された一実施の形態に基いて詳細に説明する。
【００１７】
図４に示されるように、油圧ショベル形の作業機械10は、機体11が、下部走行体12と、この下部走行体12に旋回可能に設けられた上部旋回体13とを備え、この機体11の上部旋回体13にバケット形の作業装置14が搭載されている。
【００１８】
上部旋回体13上には、作業装置14の取付部を挟んで、オペレータの運転席が設けられたキャブ15と、工具などを収納するストレージボックス16とが設けられている。このストレージボックス16の後方には、燃料タンク17および作動油タンク18が設けられている。上部旋回体13の旋回軸受部より後部には機械室（エンジンルーム）19が設置され、さらにその後部にはカウンタウエイト20が設置されている。
【００１９】
図１に示されるように、機械室19内には、エンジン21が設置され、このエンジン21の一側部には、ラジエータおよびオイルクーラなどのクーリングパッケージ（図示せず）に外部から吸引した冷却風を当てて冷却する冷却ファン21fが配置され、エンジン21の他側部には、エンジン21の排気系に対して排ガスを浄化処理する排ガス浄化装置22が配置されている。
【００２０】
図４に戻って、機械室19の上部には、エンジンフード23が開閉可能に設けられ、このエンジンフード23より、エンジン21の排ガスを排出するエキゾースト管路24の先端が突出されている。また、機械室19の外側面部にはサイドドア25が開閉可能に設けられ、このサイドドア25の上部には、機械室19の外部に開口された外気吸込口としての換気口26が設けられている。
【００２１】
図１および図２に示されるように、排ガス浄化装置22は、エンジン21の排気口に、エキゾースト管路24の起点となる接続手段21eにより、エンジン21から排出された排ガス中の黒煙を除去する黒煙除去装置（Diesel Particulate Filter）27の一端部27aが接続され、この黒煙除去装置27の反対側の端部に設けられた配管接続部27bに、配管28aにより、排ガス中の窒素酸化物を還元処理する窒素酸化物還元装置（Selective Catalytic Reduction）28の反対側の端部28bが接続され、この窒素酸化物還元装置28の逆側の端部に設けられた配管接続部28cにエキゾースト管路24の残りの部分が接続されたものである。
【００２２】
黒煙除去装置27の配管接続部27bには、黒煙除去装置27と窒素酸化物還元装置28とを連通する配管28a内に向けて、尿素水などの液状還元剤を噴射するインジェクタ29が取り付けられ、このインジェクタ29の近傍には、排ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）の濃度を検出する窒素酸化物センサとしてのＮＯｘセンサ30が配置されている。
【００２３】
このＮＯｘセンサ30は、黒煙除去装置27の配管接続部27bに設けられた上流側ＮＯｘセンサ本体30aと、窒素酸化物還元装置28の配管接続部28cに設けられた下流側ＮＯｘセンサ本体30bと、上流側ＮＯｘセンサ本体30aに接続された制御ボックス30Aと、下流側ＮＯｘセンサ本体30bに接続された制御ボックス30Bとを備えている。
【００２４】
インジェクタ29に対して、図４に示されるようにエンジン21の熱影響を受けない位置にあるストレージボックス16内から窒素酸化物還元装置28に尿素水などの液状還元剤を供給する還元剤供給装置31が設けられている。
【００２５】
この還元剤供給装置31は、図４に示されるように、ストレージボックス16内に設置された液状還元剤貯留用の液状還元剤タンク32およびこの液状還元剤タンク32内の液状還元剤を汲み上げ吐出する液状還元剤供給源としての液状還元剤ポンプ33と、この液状還元剤ポンプ33から機体11内の配管経路を経て液状還元剤噴射用のインジェクタ29にわたり配設された還元剤供給配管としての尿素水ホース34とを備え、この尿素水ホース34の先端側の一部を囲むように、風路体35が設けられている。
【００２６】
図１に示されるように、この風路体35の内部に、インジェクタ29の一部と、ＮＯｘセンサ30の一部と、尿素水ホース34内の液状還元剤としての尿素水が排ガス浄化装置22から熱影響を受け易い尿素水ホース34の一部とがそれぞれ収納されている。
【００２７】
図２および図３に示されるように、風路体35は、プレート41上に固定設置された箱状体であり、この風路体35の下部の側面には入口側開口42が設けられ、この入口側開口42に吸込ダクト43が接続連通され、この吸込ダクト43は、上下２枚のプレート44，45間に形成されたコ字形断面の角部通路46を経て、プレート41とプレート44との間に形成されたコ字形断面の開口部47に連通され、この開口部47は、前記サイドドア25の換気口26に臨むように設けられ、この換気口26が、機械室19の外部から風路体35内に冷却風を取り入れる際の入口となっている。
【００２８】
角部通路46は、外側に開放面を有するが、機体カバーまたはそれに付随する部材などにより、その開放面が閉じられ、ダクトとなる。吸込ダクト43および角部通路46によって、ダクト状風路43，46を形成する。排ガス浄化装置22は、プレート44上に取付板48によって固定設置されている。
【００２９】
前記エキゾースト管路24は、図２に示されるように窒素酸化物還元装置28の配管接続部28cからいったん水平方向に引き出されてから斜め上方へ配管されているが、その途中部にエジェクタ51が設けられ、このエジェクタ51の外側面に設けられた吸込口52と、上記風路体35の上端面部に形成された出口側開口53とが、吸込管54により連通されている。このエジェクタ51は、排ガス流の周囲に形成される負圧を利用して風路体35の出口側開口53から風路体35内の空気を強制的に吸引するものである。
【００３０】
図２および図３に示されるように、前記プレート44上には、排ガス浄化装置22の外側を囲むようにＬ字形に配置された壁体55が設けられ、この壁体55の外側面に設けられたフック56およびプレート44上に設置された金具57によって、前記尿素水ホース34が壁体55に沿って配設され、さらに、プレート44の一部から切り起された配管導入口部58より角部通路46内に引き込まれた尿素水ホース34は、吸込ダクト43内を経て風路体35内に挿入され、さらにインジェクタ29に接続されている。
【００３１】
ＮＯｘセンサ30の各制御ボックス30A，30Bに接続された風路体35内の配線は、吸込ダクト43内などを経て、機体11内に設置された、液状還元剤ポンプ33を制御するコントローラ（図示せず）に接続されている。
【００３２】
次に、この図１乃至図４に示された実施の形態の作用効果を説明する。
【００３３】
還元剤供給装置31は、ストレージボックス16内の液状還元剤タンク32内にある尿素水を液状還元剤ポンプ33により汲み上げ、尿素水ホース34を通して機械室19内の排ガス浄化装置22に供給し、インジェクタ29により窒素酸化物還元装置28の上流側に接続された配管28a内に噴射する。
【００３４】
その際、壁体55、角部通路46、吸込ダクト43および風路体35は、排ガス浄化装置22から放射される熱を遮断して尿素水ホース34を熱から防護する遮熱構造物として機能し、また、エキゾースト管路24中に設けられたエジェクタ51により排ガス流の周囲に形成される負圧により風路体35の出口側開口53から風路体35内の空気をエキゾースト管路24中の排ガス流に吸引して強制的に外部へ排出するので、機体11の外部の低温外気をサイドドア25の外気吸込口としての換気口26から開口部47、角部通路46および吸込ダクト43を経て風路体35内に吸い込むことができる。
【００３５】
これにより、エンジン21が稼働している間は、風路体35内は低温外気により冷却され、この風路体35内に嵌合された尿素水ホース34内の尿素水、ＮＯｘセンサ30およびインジェクタ29を冷却することができる。
【００３６】
このように、風路体35の入口側開口42は機械室外部の換気口26に連通され、エキゾースト管路24中に設けられたエジェクタ51により排ガス流の周囲に形成される負圧を利用して風路体35の出口側開口53から風路体35内の空気をエキゾースト管路24中の排ガス流に吸引して強制的に外部へ排出するようにした構造であるため、エンジン21が駆動し排ガスが排出されている間は、常に風路体35に外気が導入され、排ガス浄化装置22の高温に曝される尿素水ホース34内の尿素水、ＮＯｘセンサ30およびインジェクタ29を効率よく冷却することが可能であり、特別な冷却水管路やポンプを必要とせず、低コストのダクト構造で冷却効果を得ることができるとともに、尿素水ホース34の一部、ＮＯｘセンサ30の一部およびインジェクタ29の一部すなわち冷却対象箇所を局所的に囲む風路体35を設置すればよいので、省スペースで済む。
【００３７】
また、定位置で作業する作業機械10において、排ガス浄化装置22の高温に曝される尿素水ホース34内の尿素水、ＮＯｘセンサ30およびインジェクタ29を効率よく冷却できる安価な冷却手段を提供できる。
【００３８】
なお、風路体35は、図２および図３に示される箱状体の形状に限定されるものではなく、入口側開口42から出口側開口53までをダクト状とし、そのダクト内に尿素水ホース34の高温に曝される箇所、ＮＯｘセンサ30およびインジェクタ29の一部を配置する構造としてもよく、同様の効果が得られる。
【００３９】
また、風路体35は、尿素水ホース34内の尿素水、ＮＯｘセンサ30およびインジェクタ29を冷却するようにしているが、必要に応じて、尿素水ホース34の一部、ＮＯｘセンサ30の一部およびインジェクタ29の一部の一つまたは二つを囲むように設置し、これらの一つまたは二つを外部から取り入れた冷却風により冷却するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、排ガス浄化装置の冷却構造に特徴を有する機体および作業機械の製造業などに関わる事業者にとって利用可能である。
【符号の説明】
【００４１】
10    作業機械
11    機体
14    作業装置
19    機械室
21    エンジン
22    排ガス浄化装置
24    エキゾースト管路
26    外気吸込口としての換気口
29    インジェクタ
30    窒素酸化物センサとしてのＮＯｘセンサ
31    還元剤供給装置
34    還元剤供給配管としての尿素水ホース
35    風路体
42    入口側開口
51    エジェクタ
53    出口側開口
【図１】
2015021398.tif 000003
【図２】
2015021398.tif 000004
【図３】
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【図４】
2015021398.tif 000006