(57)【要約】      （修正有）【課題】還元剤供給部の温度上昇を抑止できる排気処理装置および建設機械を提供する。【解決手段】排気処理装置Ｙ１は、エンジンの上方に位置する排気処理部４と、還元剤を収容する尿素水タンクと、尿素水インジェクタ６１を有する尿素水供給弁６と、尿素水供給弁６を冷却する冷却部６４と、冷却水を収容するラジエーター配管と、冷却部６４の他端６２とラジエーター配管とを接続する冷却水流入配管７と、冷却部６４の一端６３とラジエーター配管とを接続する冷却水流出配管８と、供給弁冷却水循環ポンプと、を備え、冷却水流入配管７および冷却水流出配管８は、冷却部６４よりも下方に位置するラジエーター配管と接続され、冷却水流出配管８は、接続部８ａと頂部８ｂとの間に位置するとともにエンジンの停止時に冷却部６４において冷却水が沸騰した場合に当該冷却部６４に冷却水を供給することが可能な供給部８１を有する。【選択図】図５
2015137635.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンを備える建設機械における当該エンジンの排気ガスを処理するための排気処理装置であって、
前記エンジンの上方に位置するとともに、前記エンジンの排気ガスが通過する排気処理部と、
前記排気ガスを還元可能な還元剤を収容する還元剤タンクと、
前記排気処理部に取り付けられるとともに、前記還元剤タンクが収容する前記還元剤を前記排気処理部内に供給する還元剤供給部と、
冷却水が通過するとともに、当該冷却水と前記還元剤供給部との間で熱交換を行わせることで前記還元剤供給部を冷却する冷却部と、
前記冷却部に供給する前記冷却水を収容する冷却水収容部と、
前記冷却部の一端と前記冷却水収容部とを接続する第１接続配管と、
前記冷却部の他端と前記冷却水収容部とを接続する第２接続配管と、
前記エンジンによって駆動され、前記冷却水収容部が収容する前記冷却水が前記冷却部に対して当該冷却部の一端または他端のうち一方側から流入するとともに他方側から流出するように、前記第１接続配管および前記第２接続配管を通じて前記冷却水を循環させる循環装置と、を備え、
前記第１接続配管および前記第２接続配管は、前記冷却部よりも下方に位置する前記冷却水収容部と接続され、
前記第１接続配管は、前記冷却部の一端に接続される接続部と、前記第１接続配管のうち最も上方に位置するとともに前記冷却部よりも上方に位置する頂部と、前記接続部と前記頂部との間に位置するとともに前記エンジンの停止時に前記冷却部において前記冷却水が沸騰した場合に当該冷却部に冷却水を供給することが可能な供給部と、を有する、排気処理装置。
【請求項２】
前記還元剤供給部は、前記還元剤タンクが収容する前記還元剤を前記排気処理部内に供給する還元剤インジェクタと、当該還元剤インジェクタを保持するケーシングと、を有し、
前記冷却部は、前記ケーシングの内部に形成された冷却水通路により構成される、請求項１に記載の排気処理装置。
【請求項３】
前記供給部は、冷却水貯留部を有しており、
前記冷却水貯留部は、前記第１接続配管のうち当該冷却水貯留部以外の部位に比して内部断面積が大きい、請求項１または２に記載の排気処理装置。
【請求項４】
前記供給部は、螺旋状に配置される、請求項１または２に記載の排気処理装置。
【請求項５】
前記第１接続配管が接続される前記冷却部の一端は、当該冷却部のうち最も上方に位置する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の排気処理装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の排気処理装置と、
前記エンジンと、を備える建設機械であって、
前記エンジンは、冷却水供給路を有しており、
前記排気処理装置の前記冷却水収容部は、前記冷却水供給路に前記冷却水を供給することで前記エンジンを冷却するエンジン冷却水収容部である、建設機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンを備える建設機械における当該エンジンの排気ガスを処理するための排気処理装置、および当該排気処理装置を備える建設機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンから排出される排気ガス中の窒素酸化物を浄化する排気処理装置を備えた建設機械が知られている。上記の排気処理装置は、例えば、還元触媒を用いて排気ガス中の窒素酸化物と還元剤とを還元反応させ、これにより当該窒素酸化物を水と窒素とに分解する。このような排気処理装置の一例として、特許文献１には、エンジン上に配置されるとともに内部に還元触媒を有するＮＯＸ浄化装置と、ＮＯＸ浄化装置に供給する還元剤として尿素水を収容する尿素水タンクと、ＮＯＸ浄化装置に取り付けられており尿素水タンク中の尿素水をＮＯＸ浄化装置内に噴射する尿素水噴射弁と、を備えた排気処理装置が記載されている。特許文献１に記載された排気処理装置では、尿素水噴射弁を介して尿素水をＮＯＸ浄化装置内に噴射し、当該ＮＯＸ浄化装置内において還元触媒により排気ガス中の窒素酸化物と尿素水から生成されたアンモニアとを還元反応させることで、排気ガス中の窒素酸化物を浄化する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２３７２３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記の排気処理装置の尿素水噴射弁、すなわち還元剤供給部は、高温な排気ガスが通過するＮＯＸ浄化装置に取り付けられているため、当該排気ガスの熱によって温度が上昇しやすい。そして、還元剤供給部の温度が上昇すると、当該還元剤供給部を通過する尿素水の温度も上昇し、これにより尿素水の加水分解によってアンモニアが過剰に生成される可能性がある。このような場合、ＮＯＸ浄化装置内において窒素酸化物とアンモニアとを還元反応させた後に、当該アンモニアがＮＯＸ浄化装置内に残留し、これによりＮＯＸ浄化装置に腐食が生じる可能性がある。このため、還元剤供給部の温度上昇を抑止できる排気処理装置、および当該排気処理装置を備える建設機械の提供が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者は、上記の課題を解決するための手段として、冷却水が通過する冷却部を設け、当該冷却部が冷却水と前記還元剤供給部との間で熱交換を行わせることにより、還元剤供給部の温度上昇を抑止することに想到した。具体的には、冷却部と当該冷却部へ供給するための冷却水を収容する冷却水収容部とを２つの接続配管により接続することで、冷却水の循環路を形成する。そして、建設機械が備えるエンジンによってポンプ等の循環装置を駆動し、当該循環装置によって前記循環路に冷却水を循環させる。これにより、冷却部が当該冷却部を通過する冷却水と還元剤供給部との間で熱交換が行わせ、還元剤供給部の温度上昇が抑止される。
【０００６】
しかしながら、例えば、レイアウトの都合上、ＮＯＸ浄化装置に対応する排気処理部がエンジンの上方に位置する場合、接続配管が冷却部よりも下方に位置する冷却水収容部に接続される可能性がある。このような場合、建設機械のエンジン停止時において冷却部内の冷却水が急激に温度上昇する可能性がある。具体的には、建設機械のエンジンを停止させた場合、当該エンジンからの排気ガスの排出も同時に停止されるが、排気処理部内にはエンジン停止前に排出された高温の排気ガスが滞留する。このため、建設機械のエンジン停止後であっても、排気処理部内に滞留した排気ガスによって還元剤供給部の温度が上昇する可能性がある。その一方、上記のとおり建設機械のエンジンを停止させた場合、循環装置の駆動も同時に停止され、循環路における冷却水の循環が停止されるため、排気ガスの熱によって冷却部内の冷却水が沸騰する可能性がある。このような場合において、接続配管が冷却部よりも下方に位置する冷却水収容部に接続されていると、接続配管から冷却部内へと冷却水が流入せず、これにより高温の気体が冷却部内に滞留する可能性がある。このため、冷却部内に滞留する気体の熱によって還元剤供給部が急激に温度上昇し、当該還元剤供給部の破損等が生じるおそれがある。
【０００７】
本発明の目的は、建設機械のエンジン駆動時に当該エンジンによって冷却部へ冷却水を循環させることで還元剤供給部の温度上昇を抑止できるとともに、建設機械のエンジン停止時に冷却部内の冷却水が沸騰する場合においても還元剤供給部の温度上昇を抑止できる排気処理装置を提供することにある。本発明に係る排気処理装置は、エンジンを備える建設機械における当該エンジンの排気ガスを処理するための排気処理装置であって、前記エンジンの上方に位置するとともに、前記エンジンの排気ガスが通過する排気処理部と、前記排気ガスを還元可能な還元剤を収容する還元剤タンクと、前記排気処理部に取り付けられるとともに、前記還元剤タンクが収容する前記還元剤を前記排気処理部内に供給する還元剤供給部と、冷却水が通過するとともに、当該冷却水と前記還元剤供給部との間で熱交換を行わせることで前記還元剤供給部を冷却する冷却部と、前記冷却部に供給する前記冷却水を収容する冷却水収容部と、前記冷却部の一端と前記冷却水収容部とを接続する第１接続配管と、前記冷却部の他端と前記冷却水収容部とを接続する第２接続配管と、前記エンジンによって駆動され、前記冷却水収容部が収容する前記冷却水が前記冷却部に対して当該冷却部の一端または他端のうち一方側から流入するとともに他方側から流出するように、前記第１接続配管および前記第２接続配管を通じて前記冷却水を循環させる循環装置と、を備え、前記第１接続配管および前記第２接続配管は、前記冷却部よりも下方に位置する前記冷却水収容部と接続され、前記第１接続配管は、前記冷却部の一端に接続される接続部と、前記第１接続配管のうち最も上方に位置するとともに前記冷却部よりも上方に位置する頂部と、前記接続部と前記頂部との間に位置するとともに前記エンジンの停止時に前記冷却部において前記冷却水が沸騰した場合に当該冷却部に冷却水を供給することが可能な供給部と、を有する。
【０００８】
上記の排気処理装置によれば、建設機械のエンジンにより駆動された循環装置によって冷却部に冷却水が供給され、当該冷却部を通過する冷却水と還元剤供給部との間において熱交換がなされることにより、還元剤供給部の温度上昇が抑止される。また、上記の排気処理装置では、第１接続配管の頂部が冷却部よりも上方に位置しているため、建設機械のエンジン停止時に冷却部において冷却水が沸騰した場合であっても、第１接続配管のうち接続部と頂部との間に位置する供給部が冷却部へ冷却水を供給することにより、還元剤供給部が急激に温度上昇することを抑止できる。
【０００９】
また、前記還元剤供給部は、前記還元剤タンクが収容する前記還元剤を前記排気処理部内に供給する還元剤インジェクタと、当該還元剤インジェクタを保持するケーシングと、を有し、前記冷却部は、前記ケーシングの内部に形成された冷却水通路により構成されることが好ましい。
【００１０】
上記の排気処理装置によれば、還元剤供給部のケーシングに冷却水通路が形成され、当該冷却水通路が冷却部となるため、建設機械のエンジン駆動時に冷却部を通過する冷却水によって還元剤供給部を直接的に冷却することができ、これにより当該還元剤供給部の温度上昇をより抑止できる。
【００１１】
また、前記供給部は、冷却水貯留部を有しており、前記冷却水貯留部は、前記第１接続配管のうち当該冷却水貯留部以外の部位に比して内部断面積が大きいことが好ましい。
【００１２】
上記の排気処理装置によれば、供給部が上記冷却水貯留部を有するため、供給部の長さを著しく長くすることなく当該供給部における冷却水の収容量を十分に確保することができ、これにより建設機械のエンジン停止時に冷却部において冷却水が沸騰した場合に当該冷却部に対して供給部から十分な量の冷却水を供給することができる。
【００１３】
また、前記第１接続配管の前記供給部は、螺旋状に配置されていてもよい。
【００１４】
上記の排気処理装置によれば、第１接続配管の供給部の表面積が大きくなることで当該供給部における放熱性を高めることができるため、建設機械のエンジン停止時に冷却部において冷却水が沸騰した場合に、供給部から冷却部へ冷却水が供給されることにより当該冷却部から供給部へ移動した気体を効率的に冷やすことができ、これにより当該気体を液体に戻すことができる。また、上記の排気処理装置によれば、供給部が螺旋状に配置されることにより当該供給部の表面積が大きくなるため、供給部が直線状に長く配置されることにより当該供給部の表面積が大きくなる場合に比して、比較的狭いスペースに供給部を配置することができる。
【００１５】
また、前記第１接続配管が接続される前記冷却部の一端は、当該冷却部のうち最も上方に位置することが好ましい。
【００１６】
上記の排気処理装置によれば、建設機械のエンジン停止時に冷却部において冷却水が沸騰した場合に、供給部から当該冷却部へ冷却水が流入しやすくなり、これにより還元剤供給部が急激に温度上昇することを抑止できる。
【００１７】
また、本発明に係る建設機械は、本発明に係る排気処理装置と、前記エンジンと、を備える建設機械であって、前記エンジンは、冷却水供給路を有しており、前記排気処理装置の前記冷却水収容部は、前記冷却水供給路に前記冷却水を供給することで前記エンジンを冷却するエンジン冷却水収容部である。
【００１８】
上記の建設機械によれば、エンジン冷却専用の冷却水を収容するエンジン冷却水収容部を利用して、還元剤供給部の冷却を行うことができ、これにより部品点数を削減できる。
【発明の効果】
【００１９】
以上のように、本発明によれば、還元剤供給部の温度上昇を抑止できる排気処理装置、および建設機械が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施形態に係る建設機械を示す側面図である。
【図２】本実施形態に係る建設機械の要部を示す概略図である。
【図３】本実施形態に係る建設機械の要部を示す概略後方斜視図である。
【図４】本実施形態に係る建設機械の要部を示す概略後面図である。
【図５】図４中に１点鎖線で示した領域Ｅ１を拡大した図である。
【図６】本実施形態に係る建設機械の変形例を示す図であって、図５と同様の部分を示す図である。
【図７】本実施形態に係る建設機械の他の変形例を示す図であって、図５と同様の部分を示す図である。
【図８】本実施形態に係る建設機械のさらに他の変形例を示す図であって、図５と同様の部分を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。但し、以下で参照する各図は、説明の便宜上、本発明の一実施形態の構成部材のうち、本発明を説明するために必要な主要部材を簡略化して示したものである。したがって、本発明に係る排気処理装置および建設機械は、本明細書が参照する各図に示されていない任意の構成部材を備え得る。
【００２２】
図１に示すように、建設機械Ｘ１は、下部走行体１００と、その上に旋回可能に搭載された上部旋回体２００を備えている。
【００２３】
上部旋回体２００には、アタッチメント１、キャブ２、エンジンユニット３、および排気処理装置Ｙ１が搭載されている。
【００２４】
まず、図１を参照しつつ、アタッチメント１およびキャブ２について説明する。
【００２５】
アタッチメント１は、掘削等の作業を行うための部材である。アタッチメント１は、上部旋回体２００の前後方向の前方に位置している。本実施形態では、アタッチメント１は、ブーム、当該ブームの先端に接続されているアーム、および当該アームの先端に接続されているバケットを有している。
【００２６】
キャブ２は、建設機械Ｘ１の使用者が当該建設機械Ｘ１の操縦を行うための操縦室を構成する。キャブ２は、上部旋回体２００の前後方向の前方に位置しているとともに、アタッチメント１の側方に位置している。建設機械Ｘ１の使用者は、キャブ２の内部の操縦室に搭乗することで、下部走行体１００およびアタッチメント１の操縦を行うことができる。
【００２７】
次に、図１に加えて図２を参照しつつ、エンジンユニット３および排気処理装置Ｙ１について説明する。
【００２８】
エンジンユニット３は、エンジン３１およびラジエーター３２を備えている。
【００２９】
エンジン３１は、エンジン本体３１ａおよびエンジン冷却配管３１ｂを有している。エンジン本体３１ａは、下部走行体１００、上部旋回体２００、およびアタッチメント１等の建設機械Ｘ１が備える各種部材を作動させる動力源となる。具体的には、エンジン本体３１ａは、例えば下部走行体１００、上部旋回体２００、およびアタッチメント１のそれぞれを作動させるための油圧ポンプを駆動する。エンジン冷却配管３１ｂは、エンジン本体３１ａの内部を通過する配管である。
【００３０】
ラジエーター３２は、ラジエーター本体３２ａおよびラジエーター配管３２ｂを有している。ラジエーター本体３２ａは、ラジエーター配管３２ｂにおける放熱を促進する。ラジエーター配管３２ｂは、ラジエーター本体３２ａの内部を通過する配管である。ラジエーター配管３２ｂの一端は、エンジン冷却配管３１ｂの一端に接続されており、ラジエーター配管３２ｂの他端は、エンジン冷却配管３１ｂの他端に接続されている。このため、エンジン冷却配管３１ｂとラジエーター配管３２ｂとは、環状に繋がっており、当該エンジン冷却配管３１ｂとラジエーター配管３２ｂとがなす冷却水の循環経路がエンジンユニット循環路Ｃ１となる。
【００３１】
ここで、エンジンユニット３は、例えばエンジン本体３１ａを動力源として駆動されるとともに、エンジンユニット循環路Ｃ１に冷却水を循環させるエンジン冷却水循環ポンプＰ１をさらに備えている。
【００３２】
エンジン冷却水循環ポンプＰ１は、エンジンユニット循環路Ｃ１に接続されている。エンジン冷却水循環ポンプＰ１によってエンジンユニット循環路Ｃ１に循環される冷却水は、エンジン冷却配管３１ｂを通過する際にエンジン本体３１ａとの間で熱交換を行い、これによりエンジン本体３１ａが冷却される。また、エンジン冷却配管３１ｂを通過することでエンジン本体３１ａに温められた冷却水は、ラジエーター配管３２ｂを通過する際にラジエーター本体３２ａにおいて放熱され、これにより冷却された前記冷却水が再びエンジン冷却配管３１ｂを通過する。
【００３３】
排気処理装置Ｙ１は、排気処理部４および尿素水供給装置５を備えている。
【００３４】
排気処理部４は、エンジン本体３１ａから排出される排気ガスを浄化する。排気処理部４は、排気管４１、粒子捕集部４２、および窒素酸化物浄化部４３を備えている。
【００３５】
排気管４１は、エンジン本体３１ａから排出される排気ガスを建設機械Ｘ１の外部に導く。排気管４１は、第１排気管４１ａ、第２排気管４１ｂ、および第３排気管４１ｃを有している。第１排気管４１ａは、エンジン３１と粒子捕集部４２との間に介在している。第２排気管４１ｂは、粒子捕集部４２と窒素酸化物浄化部４３との間に介在している。第３排気管４１ｃは、窒素酸化物浄化部４３と建設機械Ｘ１の外部との間に介在している。エンジン本体３１ａから排出される排気ガスは、第１排気管４１ａ、粒子捕集部４２、第２排気管４１ｂ、窒素酸化物浄化部４３、および第３排気管４１ｃをこの順番に通過し、建設機械Ｘ１の外部へ導かれる。
【００３６】
粒子捕集部４２は、排気ガス中に含まれる粒子状物質を捕集する。粒子捕集部４２を通過する排気ガスに含まれる粒子状物質は、当該粒子捕集部４２において捕集され、当該捕集された粒子状物質が燃焼されることで除去される。
【００３７】
窒素酸化物浄化部４３は、後述する尿素水供給装置５から供給される尿素水を利用して排気ガス中の窒素酸化物を浄化する。窒素酸化物浄化部４３は、尿素水選択還元触媒を有している。
【００３８】
尿素水供給装置５は、排気処理部４の第２排気管４１ｂに尿素水を供給する装置である。尿素水供給装置５は、尿素水タンク５１、尿素水供給配管５２、および尿素水供給弁６を備えている。
【００３９】
尿素水タンク５１は、排気ガスを還元する還元剤としての尿素水を収容したタンクである。
【００４０】
尿素水供給配管５２は、尿素水タンク５１に収容された尿素水を第２排気管４１ｂへ導く配管である。尿素水供給配管５２の一端は、尿素水タンク５１に接続されている。また、尿素水供給配管５２の他端は、後述する尿素水供給弁６の尿素水インジェクタ６１に接続されている。
【００４１】
尿素水供給弁６は、尿素水供給配管５２を通過する尿素水を第２排気管４１ｂへ導く弁である。尿素水供給弁６は、第２排気管４１ｂに取り付けられている。また、尿素水供給弁６は、第２排気管４１ｂの内部と外部とを連通する尿素水インジェクタ６１と、当該尿素水インジェクタ６１を保持するケーシング６５と、を有している。尿素水インジェクタ６１は、尿素水供給配管５２の他端に接続されている。なお、本実施形態では、本発明に係る還元剤供給部として尿素水供給弁６を採用したが、これに限らず、本発明に係る還元剤供給部は、第２排気管４１ｂに対して尿素水を供給することができる部材であればよい。
【００４２】
ここで、尿素水供給装置５は、例えばエンジン本体３１ａを動力源として駆動されるとともに、尿素水タンク５１に収容された尿素水を尿素水供給配管５２へ導く尿素水供給ポンプＰ２をさらに備えている。
【００４３】
尿素水供給ポンプＰ２は、尿素水供給配管５２に接続されている。尿素水タンク５１に収容された尿素水は、尿素水供給ポンプＰ２によって、尿素水供給配管５２内に導かれた尿素水は、尿素水供給弁６の尿素水インジェクタ６１を通じて第２排気管４１ｂに供給される。
【００４４】
このようにして尿素水タンク５１から尿素水供給弁６の尿素水インジェクタ６１を通じて第２排気管４１ｂに供給される尿素水は、当該第２排気管４１ｂよりも下流側に位置する窒素酸化物浄化部４３において、尿素水選択還元触媒によってアンモニアとなり、当該アンモニアと排気ガス中の窒素酸化物とが還元反応することによって、当該窒素酸化物が水と窒素とに分解される。
【００４５】
ところで、前記尿素水供給弁６は、第２排気管４１ｂに取り付けられているため、エンジン本体３１ａが駆動されることで排気ガスが第２排気管４１ｂを通過する際に、当該排気ガスの熱によって温度が上昇する可能性がある。尿素水供給弁６の温度が上昇すると、当該尿素水供給弁６の尿素水インジェクタ６１を通過する尿素水の温度も上昇し、これにより加水分解を起こした尿素水からアンモニアが過剰に生成されることで、排気処理部４が腐食する可能性がある。
【００４６】
そこで、排気処理装置Ｙ１は、冷却水循環装置をさらに備えており、当該冷却水循環装置によって尿素水供給弁６の冷却を行うことにより、当該尿素水供給弁６の温度上昇を抑止する。
【００４７】
具体的には、排気処理装置Ｙ１の冷却水循環装置は、冷却部６４と、当該冷却部６４に冷却水を流入させる冷却水流入配管７と、当該冷却部６４から冷却水が流出される冷却水流出配管８と、を有している。
【００４８】
冷却部６４は、当該冷却部６４を通過する冷却水と尿素水供給弁６との間で熱交換を行わせる。本実施形態では、冷却部６４は、尿素水供給弁６のケーシング６５に形成された冷却水通路によって構成されており、当該冷却水通路の全部位が冷却部６４となる。冷却部６４の一端６３は、ケーシング６５の内部と外部とを連通している。また、冷却部６４の他端６２は、ケーシング６５の内部と外部とを連通している。
【００４９】
冷却水流入配管７は、本発明に係る第２接続配管に相当する配管である。冷却水流入配管７の一端は、冷却部６４の他端６２に接続されている。また、冷却水流入配管７の他端は、ラジエーター配管３２ｂの冷却水の流出側の端部とエンジン冷却配管３１ｂの冷却水の流入側の端部との接続点Ｊ１に接続されている。
【００５０】
冷却水流出配管８は、本発明に係る第１接続配管に相当する配管である。冷却水流出配管８の一端は、冷却部６４の他端６３に接続されている。また、冷却水流出配管８の他端は、ラジエーター配管３２ｂの冷却水の流入側の端部とエンジン冷却配管３１ｂの冷却水の流出側の端部との接続点Ｊ２に接続されている。
【００５１】
このように、建設機械Ｘ１では、ラジエーター配管３２ｂ、冷却水流入配管７、冷却部６４、および冷却水流出配管８が環状に繋がっており、これらを通過する冷却水の循環路が供給弁冷却水循環路Ｃ２となる。
【００５２】
ここで、排気処理装置Ｙ１の冷却水循環装置は、エンジン本体３１ａを動力源として駆動されるとともに、供給弁冷却水循環路Ｃ２に冷却水を循環させる供給弁冷却水循環ポンプＰ３をさらに有している。
【００５３】
供給弁冷却水循環ポンプＰ３は、例えば冷却水流入配管７に接続される。排気処理装置Ｘ１では、ラジエーター配管３２ｂから流出した冷却水の一部が供給弁冷却水循環ポンプＰ３によって冷却水流入配管７へ導かれるとともに、当該冷却水流入配管７を通過する冷却水が冷却水流入口６２を通じて冷却部６４に流入し、当該冷却部６４において冷却水と尿素水供給弁６との熱交換が行われることにより、尿素水供給弁６の温度上昇が抑止される。そして、冷却部６４において温められた冷却水は、冷却水流出口６３を通じて冷却水流出配管８へ導かれるとともに、当該冷却水流出配管８を通過する冷却水がラジエーター配管３２ｂに流入し、これにより冷却部６４において温められた冷却水がラジエーター本体３２ａによって冷却される。
【００５４】
本実施形態では、エンジンユニット３がエンジン本体３１ａを冷却するためのエンジン冷却配管３１ｂに対して冷却水を供給するラジエーター配管３２ｂを有しており、当該ラジエーター配管３２ｂから冷却水流入配管７を通じて冷却部６４へ冷却水が供給されるため、ラジエーター配管３２ｂが本発明に係る冷却水収容部としての役割も兼ねている。なお、ラジエーター配管３２ｂとは別体の冷却水収容部を設け、当該冷却水収容部から冷却水流入配管７を通じて冷却部６４へ冷却水が供給されてもよい。
【００５５】
また、本実施形態では、本発明に係る循環装置として供給弁冷却水循環ポンプＰ３を採用したが、これに限らず、例えばエンジン本体３１ａを動力源として駆動されるモータ等を採用することで供給弁冷却水循環路Ｃ２に冷却水を循環させてもよい。
【００５６】
次に、図１および２に加えて、図３〜図５を参照しつつ、建設機械Ｘ１が備えるエンジンユニット３および排気処理装置Ｙ１のそれぞれの配置について詳細に説明する。
【００５７】
エンジンユニット３は、上部旋回体２００のうち床部分を構成する第１支持板２１０上に搭載されている。また、エンジンユニット３は、上部旋回体２００の前後方向の後方に位置している。エンジンユニット３のエンジン３１およびラジエーター３２は、上部旋回体２００の左右方向に並んで位置している。
【００５８】
排気処理装置Ｙ１の排気処理部４は、エンジンユニット３の上方に位置している。具体的には、排気処理部４は、上部旋回体２００のうち第１支持板２１０の平面方向に沿って当該第１支持板２１０の上方に設けられた第２支持板２２０上に位置しており、第１支持板２１０と第２支持板２２０との間の領域にエンジン３１が位置している。建設機械Ｘ１では、排気処理部４がエンジン３１の上方に位置しているため、当該建設機械Ｘ１が第１支持板２１０の平面方向において大型化することを抑止できる。
【００５９】
排気処理装置Ｙ１における尿素水供給装置５の尿素水タンク５１は、上部旋回体２００の第１支持板２１０に搭載されている。具体的には、尿素水タンク５１は、上部旋回体２００の前後方向において、エンジンユニット３および排気処理部４の前方に位置している。
【００６０】
排気処理装置Ｙ１における尿素水供給装置５の尿素水供給配管５２は、尿素水タンク５１に接続されているとともに、エンジンユニット３の下方からエンジンユニット３の後方へと導かれている。そして、エンジンユニット３の後方へと導かれた尿素水供給配管５２は、当該エンジンユニット３の上方に位置する排気処理部４に向かって延びている。
【００６１】
排気処理装置Ｙ１における尿素水供給装置５の尿素水供給弁６は、排気処理部４の第２排気管４１ｂに取り付けられている。このため、尿素水供給弁６は、エンジンユニット３よりも上方に位置している。尿素水供給弁６は、尿素水インジェクタ６１および当該尿素水インジェクタ６１を保持するケーシング６５を有している。尿素水供給弁６の尿素水インジェクタ６１には、エンジンユニット３の後方から排気処理部４に向かって延びる尿素水供給配管５２が接続されている。
【００６２】
排気処理装置Ｙ１における冷却水循環装置の冷却部６４は、尿素水供給弁６のケーシング６５の内部に形成されている。具体的には、冷却部６４は、ケーシング６５の内部に形成された冷却水の通路であって、当該冷却部６４の一端６３がケーシング６５の内部と外部とを連通するとともに、当該冷却部６４の他端６２がケーシング６５の内部と外部とを連通している。本実施形態では、冷却部６４の一端６３は、冷却部６４のうち最も上方に位置している。また、尿素水供給弁６がエンジンユニット３より上方に位置しているため、当該尿素水供給弁６のケーシング６５に形成された冷却部６４は、エンジンユニット３のラジエーター配管３２ｂよりも上方に位置している。
【００６３】
排気処理装置Ｙ１における冷却水循環装置の冷却水流入配管７は、冷却部６４の他端６２に接続されている。冷却部６４の他端６２に接続された冷却水流入配管７は、排気処理部４の下方に向かって延びており、エンジンユニット３の後方から当該エンジンユニット３に接続されている。具体的には、冷却水流入配管７は、ラジエーター配管３２ｂにおける冷却水の流出側の端部とエンジン冷却配管３１ｂにおける冷却水の流入側の端部との接続点Ｊ１に接続されている。ここで、上記のとおり冷却部６４がラジエーター配管３２ｂよりも上方に位置しているため、冷却水流入配管７とラジエーター配管３２ｂとの接続点Ｊ１は、冷却部６４の他端６２よりも下方に位置している。
【００６４】
排気処理装置Ｙ１における冷却水循環装置の冷却水流出配管８は、冷却部６４の一端６３に接続されている。冷却部６４の一端６３に接続された冷却水流出配管８は、排気処理部４の下方に向かって延びており、エンジンユニット３の後方からエンジンユニット３の下方へ導かれるとともに、エンジンユニット３の前方から当該エンジンユニット３に接続されている。具体的には、冷却水流出配管８は、ラジエーター配管３２ｂにおける冷却水の流入側の端部とエンジン冷却配管３１ｂにおける冷却水の流出側の端部との接続点Ｊ２に接続されている。ここで、上記のとおり冷却部６４がラジエーター配管３２ｂよりも上方に位置しているため、冷却水流出配管８とラジエーター配管３２ｂとの接続点Ｊ２は、冷却部６４の一端６３よりも下方に位置している。
【００６５】
冷却水流出配管８は、図６に示すように接続部８ａおよび頂部８ｂを有している。接続部８ａは、冷却水流出配管８のうち冷却部６４の一端６３に接続される部位である。頂部８ｂは、冷却水流出配管８のうち最も上方に位置する部位である。
【００６６】
ここで、排気処理装置Ｙ１の特徴として、冷却水流出配管８の頂部８ｂが冷却部６４よりも上方に位置するとともに、当該冷却水流出配管８が接続部８ａと頂部８ｂとの間に位置する供給部８１を有している。具体的には、冷却水流出配管８は、上部旋回体２００のうち第２支持板２２０から当該第２支持板２２０に直交する方向の上方に延びた第３支持板２３０に支持されており、これにより頂部８ｂが冷却部６４よりも上方において保持されている。本実施形態では、冷却水流出配管８のうち接続部８ａから頂部８ｂまでの全部位が冷却部６４よりも上方に位置しており、当該全部位が供給部８１となる。なお、冷却水流出配管８のうち接続部８ａから頂部８ｂまでの部位の一部が冷却部６４よりも下方に位置していてもよい。供給部８１は、エンジン本体３１ａの停止に伴う供給弁冷却水循環ポンプＰ３の停止によって、供給弁冷却水循環路Ｃ２における冷却水の循環が停止され、冷却部６４において冷却水が沸騰した場合に、当該冷却部６４に十分な量の冷却水を供給することが可能な容量を有する。本実施形態では、供給部８１が冷却水流出配管８の他の部位に比して内部断面積の大きい冷却水貯留部８２を有しており、当該冷却水貯留部８２において冷却部６４に供給するために十分な量の冷却水が収容される。
【００６７】
このように、排気処理装置Ｙ１では、エンジン本体３１ａの停止時に冷却部６４において冷却水が沸騰した場合に、供給部８１から冷却部６４へ冷却水を供給することができ、これによりエンジン本体３１ａの停止時に尿素水供給弁６が急激に温度上昇することを抑止できる。例えば、エンジン本体３１ａが停止することで当該エンジン本体３１ａからの排気ガスの排出が停止されたとしても、排気処理部４内に排気ガスが滞留している場合には、エンジン本体３１ａの停止に伴い供給弁冷却水循環路Ｃ２における冷却水の循環が停止されることで、前記滞留した排気ガスの熱によって冷却部６４内の冷却水が沸騰し、尿素水供給弁６が急激に温度上昇する可能性がある。特に、ラジエーター配管３２ｂと冷却水流入配管７との接続点Ｊ１およびラジエーター配管３２ｂと冷却水流出配管８の接続点Ｊ２が冷却部６４よりも下方に位置すると、供給弁冷却水循環路Ｃ２のうち冷却部６４が最も上方に位置する可能性があり、このような構成においてはエンジン本体３１ａの停止時に冷却部６４内の冷却水が沸騰した場合に当該冷却部６４の対して新たな冷却水を供給することができない。これに対して、排気処理装置Ｙ１では、エンジン本体３１ａの停止によって供給弁冷却水循環路Ｃ２における冷却水の循環が停止され、これにより冷却部６４内の冷却水が沸騰したとしても、冷却部６４よりも上方に位置する供給部８１から冷却部６４の一端６３を通じて当該冷却部６４に冷却水を供給することができるため、尿素水供給弁６の急激な温度上昇を抑止できる。
【００６８】
なお、本実施形態では、エンジン本体３１ａの駆動時において、冷却部６４の他端６２から当該冷却部６４に冷却水が流入されるとともに当該流入した冷却水が冷却部６４の一端６３から流出されるが、これに限らず、冷却部６４の一端６３から当該冷却部６４に冷却水が流入されるとともに当該流入した冷却水が冷却部６４の他端６２から流出されてもよい。このような場合であっても、本実施形態に係る排気処理装置Ｙ１と同様の効果を奏する。
【００６９】
さらに、排気処理装置Ｙ１では、冷却部６４が尿素水供給弁６のケーシング６５に形成された冷却水通路によって構成されているため、エンジン本体３１ａの駆動時に冷却部６４を通過する冷却水によって尿素水供給弁６を直接的に冷却することができ、これにより当該尿素水供給弁６の温度上昇をより抑止できる。特に、排気処理装置Ｙ１では、冷却部６４が尿素水供給弁６のケーシング６５に形成された冷却水通路によって構成されることにより、尿素水が通過する尿素水インジェクタ６１と冷却水が通過する冷却部６４との離間距離を小さくできるため、尿素水供給弁６のうち尿素水インジェクタ６１の周囲を集中的に冷却することができ、これにより尿素水インジェクタ６１を通過する尿素水の温度上昇をより抑止できる。
【００７０】
なお、本実施形態では、上記のとおり冷却部６４が尿素水供給弁６のケーシング６５に形成された冷却水通路によって構成されているが、これに限らない。例えば、冷却部６４がケーシング６５とは別体の冷却配管により構成されてもよい。具体的には、前記冷却配管は、当該冷却配管の一端において冷却水流出配管８に接続されるとともに、当該冷却配管に他端において冷却水流入配管７に接続される。そして、前記冷却配管が尿素水供給弁６に接触することにより、当該冷却配管を通過する冷却水と尿素水供給弁６との間で熱交換が行われる。この場合、前記冷却配管のうち尿素水供給弁６に接触する部位が冷却部６４となる。
【００７１】
さらに、排気処理装置Ｙ１では、供給部８１は冷却水流出配管８における他の部位に比して内部断面積が大きい冷却水貯留部８２を有するため、供給部８１の長さを著しく長くしなくともエンジン本体３１ａの停止時において冷却水貯留部８２から冷却部６４へ十分な量の冷却水を供給することができ、これにより尿素水供給弁６の急激な温度上昇を抑止できる。
【００７２】
さらに、排気処理装置Ｙ１では、冷却水流出配管８の接続部８ａに接続される冷却部６４の一端６３が当該冷却部６４のうち最も上方に位置するため、エンジン本体３１ａの停止時において供給部８１から冷却部６４へ冷却水が流入しやすくなり、これにより尿素水供給弁６の急激な温度上昇を抑止できる。
【００７３】
この排気処理装置Ｙ１のさらなる特徴として、冷却水貯留部８２が流入部８２ａおよび流出部８２ｂを有しており、流入部８２ａに比して流出部８２ｂが上方に位置するように冷却水貯留部８２が傾斜している。流入部８２ａは、エンジン本体３１ａの駆動時において接続部８ａから冷却水が流入する部位である。流出部８２ｂは、エンジン本体３１ａの駆動時において冷却水貯留部８２から冷却水が流出する部位である。
【００７４】
このように排気処理装置Ｙ１では、流入部８２ａに比して流出部８２ｂが上方に位置するように冷却水貯留部８２が傾斜しているため、エンジン本体３１ａの駆動時において供給弁冷却水循環路Ｃ２を冷却水が循環する際に、冷却水貯留部８２内に気泡が滞留してしまうことを抑止できる。このため、エンジン本体３１ａの駆動時において冷却水貯留部８２内を冷却水で満たすことができ、これによりエンジン本体３１ａの停止時において冷却水貯留部８２から冷却部６４へ十分な量の冷却水を供給することができる。
【００７５】
上記の本実施形態では、流入部８２ａおよび流出部８２ｂが冷却水貯留部８２の側面に設けられているが、これに限らず、流入部８２ａおよび流出部８２ｂが設けられる位置は任意であって、排気処理装置Ｙ１の使用態様に応じて適宜変更することができる。
【００７６】
例えば、図６に示すように、冷却水貯留部８２の下面に流入部８２ａが設けられており、供給部８１の上面に流出部８２ｂが設けられていてもよい。このような構成によれば、エンジン本体３１ａの駆動時において供給弁冷却水循環路Ｃ２を冷却水が循環する際に、冷却水貯留部８２内に気泡が滞留してしまうことを抑止できる。
【００７７】
また、図７に示すように、流入部８２ａおよび流出部８２ｂの双方が冷却水貯留部８２の下面に設けられており、冷却水流出配管８の頂部８ｂが冷却水貯留部８２となるように配置されていてもよい。このような構成によれば、エンジン本体３１ａの停止時において、冷却部６４内の冷却水が沸騰することにより当該冷却水の一部が気体となり、当該気体と供給部８１の冷却水とが気液交換される場合に、冷却水流出配管８の頂部８ｂに向かって上昇する当該気体を冷却水貯留部８２において効率的に冷やすことができる。
【００７８】
また、上記の実施形態では、供給部８１が冷却水貯留部８２を有しているが、これに限らず、供給部８１は冷却水貯留部８２を有していなくともよい。
【００７９】
例えば、図８に示すように、供給部８１が冷却水貯留部８２を有しておらず、当該供給部８１が上方に向かって螺旋状に配置されていてもよい。このような構成によれば、供給部８１を比較的狭いスペースに配置しつつ当該供給部８１における冷却水の収容量を大きくすることができ、これによりエンジン本体３１ａの停止時において冷却水貯留部８２から冷却部６４へ十分な量の冷却水を供給することができる。
【符号の説明】
【００８０】
Ｘ１        建設機械
Ｙ１        排気処理装置
Ｐ１  エンジン冷却水循環ポンプ
Ｐ２  尿素水供給ポンプ
Ｐ３  供給弁冷却水循環ポンプ（循環装置）
１００      下部走行体
３          エンジンユニット
３１        エンジン
３１ａ      エンジン本体
３２ｂ      エンジン冷却配管
３２        ラジエーター
３２ａ      ラジエーター本体
３２ｂ      ラジエーター配管（冷却水収容部）
４          排気処理部
４１        排気管
４２        粒子捕集部
４３        窒素酸化物浄化部
５          尿素水供給装置
５１        尿素水タンク（還元剤タンク）
５２        尿素水供給配管
６          尿素水供給弁（還元剤供給部）
６１        尿素水インジェクタ（還元剤インジェクタ）
６２        冷却部の他端
６３        冷却部の一端
６４        冷却部
６５        ケーシング
７          冷却水流入配管（第２接続配管）
８          冷却水流出配管（第１接続配管）
８ａ        接続部
８ｂ        頂部
８１        供給部
８２        冷却水貯留部
【図１】
2015137635.tif 000003
【図２】
2015137635.tif 000004
【図３】
2015137635.tif 000005
【図４】
2015137635.tif 000006
【図５】
2015137635.tif 000007
【図６】
2015137635.tif 000008
【図７】
2015137635.tif 000009
【図８】
2015137635.tif 000010