(57)【要約】【課題】液体還元剤の凍結を抑えることができる建設車両を提供する。【解決手段】建設車両は、エンジン１７と、排気ガス浄化部６と、液体還元剤タンク７と、車両本体４と、カウンターウェイト部５とを備える。排気ガス浄化部６は、エンジン１７の排気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。液体還元剤タンク７は、液体還元剤を貯留する。車両本体４は、エンジン１７が収納されるエンジンルームＳ１を内部に有する。カウンターウェイト部５は、車両本体４に取り付けられ、エンジンルームＳ１と液体還元剤タンク７とに対向して配置される。そして、カウンターウェイト部５には、エンジンルームＳ１に連通し液体還元剤タンク７に対向する位置まで延びたダクト５１が形成されている。【選択図】図３
2008231999.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、
前記エンジンの排気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排気ガス浄化部と、
前記液体還元剤を貯留する液体還元剤タンクと、
前記エンジンが収納されるエンジンルームを内部に有する車両本体と、
前記車両本体に取り付けられ、前記エンジンルームと前記液体還元剤タンクとに対向して配置されるカウンターウェイト部と、
を備え、
前記カウンターウェイト部には、前記エンジンルームに連通し前記液体還元剤タンクに対向する位置まで延びたダクトが形成されている、
建設車両。
【請求項２】
前記エンジンルームに隣接して配置され、通過する空気との間で熱交換を行うことにより前記エンジンを冷却する冷却装置をさらに備え、
前記車両本体は、前記冷却装置に対して前記エンジンルームとは反対側に位置し外部から取り込まれ前記冷却装置へ送られる空気が通る通風空間を内部に有し、
前記液体還元剤タンクは、前記通風空間に配置される、
請求項１に記載の建設車両。
【請求項３】
前記ダクトの一端は、前記エンジンルームに連通しており、
前記ダクトの他端は、前記通風空間に連通している、
請求項２に記載の建設車両。
【請求項４】
前記ダクトの一端は、前記エンジンルームに連通しており、
前記ダクトの他端は、前記液体還元剤タンクによって閉じられている、
請求項２に記載の建設車両。
【請求項５】
前記ダクトの一端は、前記エンジンルームの下部に連通している、
請求項１から４のいずれかに記載の建設車両。
【請求項６】
前記ダクトに前記エンジンルーム内の空気を案内する空気案内部をさらに備える、
請求項１から５のいずれかに記載の建設車両。
【請求項７】
前記ダクトは、前記カウンターウェイト部に設けられた凹溝によって構成されている、
請求項１から６のいずれかに記載の建設車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジン等の内燃機関から排出される排気ガス中のＮＯｘ（窒素酸化物）を低減させるために、排気ガス浄化部を備えた建設車両が開発されている。この排気ガス浄化部は、排気ガスに含まれる窒素酸化物を尿素水溶液などの液体還元剤を用いて還元浄化する。
【特許文献１】特開２００３−２０９３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記の建設車両では、液体還元剤を貯留する液体還元剤タンクが設けられるが、過度に低い温度環境下では、液体還元剤タンクに貯留された液体還元剤が凍結する恐れがある。例えば、液体還元剤として尿素水溶液が用いられる場合、液体還元剤タンクは、４℃以上の温度環境に配置されることが望ましく、これより低い温度では尿素水溶液が凍結する恐れがある。
【０００４】
本発明の課題は、液体還元剤の凍結を抑えることができる建設車両を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１発明に係る建設車両は、エンジンと、排気ガス浄化部と、液体還元剤タンクと、車両本体と、カウンターウェイト部とを備える。排気ガス浄化部は、エンジンの排気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。液体還元剤タンクは、液体還元剤を貯留する。車両本体は、エンジンが収納されるエンジンルームを内部に有する。カウンターウェイト部は、車両本体に取り付けられ、エンジンルームと液体還元剤タンクとに対向して配置される。そして、カウンターウェイト部には、エンジンルームに連通し液体還元剤タンクに対向する位置まで延びたダクトが形成されている。
【０００６】
この建設車両では、カウンターウェイト部に形成されたダクトにより、エンジンルーム内の暖かい空気が液体還元剤タンクの近傍まで送られる。そして、エンジンルームからの暖かい空気により液体還元剤タンクが温められる。これにより、この建設車両では、液体還元剤の凍結を抑えることができる。
【０００７】
第２発明に係る建設車両は、第１発明の建設車両であって、冷却装置をさらに備える。冷却装置は、エンジンルームに隣接して配置され、通過する空気との間で熱交換を行うことによりエンジンを冷却する。また、車両本体は、通風空間を内部に有する。通風空間は、冷却装置に対してエンジンルームとは反対側に位置し、外部から取り込まれ冷却装置へ送られる空気が通る空間である。そして、液体還元剤タンクは、通風空間に配置される。
【０００８】
通風空間は、冷却装置に対してエンジンルームとは反対側に位置し、冷却装置の上流側に位置しているため、エンジンルームほど高温にならない。また、ダクトを通りエンジンルームから送られる暖かい空気により液体還元剤タンクが温められ、過度に低温にならない。これにより、この建設車両では、液体還元剤タンクが通風空間に配置されることにより、液体還元剤を適切な温度で貯留することができる。
【０００９】
第３発明に係る建設車両は、第２発明の建設車両であって、ダクトの一端は、エンジンルームに連通しており、ダクトの他端は、通風空間に連通している。
【００１０】
この建設車両では、エンジンルームの空気が、ダクトを通って通風空間に送られ、通風空間に配置された液体還元剤タンクに吹き付けられる。これにより、この建設車両では、液体還元剤の凍結を抑えることができる。
【００１１】
第４発明に係る建設車両は、第２発明の建設車両であって、ダクトの一端は、エンジンルームに連通しており、ダクトの他端は、液体還元剤タンクによって閉じられている。
【００１２】
この建設車両では、エンジンルームの空気が、ダクトを通って通風空間に送られ、通風空間に配置された液体還元剤タンクの少なくとも一部に接触する。これにより、この建設車両では、液体還元剤の凍結を抑えることができる。
【００１３】
第５発明に係る建設車両は、第１発明から第４発明のいずれかの建設車両であって、ダクトの一端は、エンジンルームの下部に連通している。
【００１４】
この建設車両では、エンジンルームの下部の空気がダクトを通って液体還元剤タンクの近傍まで送られる。エンジンルームの下部の空気は、エンジンルームの上部の空気ほど熱くないため、液体還元剤タンクを過度に温めてしまうことを防止することができる。
【００１５】
第６発明に係る建設車両は、第１発明から第５発明のいずれかの建設車両であって、空気案内部をさらに備える。空気案内部は、ダクトにエンジンルーム内の空気を案内する。
【００１６】
この建設車両では、空気案内部によって、エンジンルーム内の空気がダクトに案内される。これにより、エンジンルーム内の空気がダクトに入り易くなる。
【００１７】
第７発明に係る建設車両は、第１発明から第６発明のいずれかの建設車両であって、ダクトは、カウンターウェイト部に設けられた凹溝によって構成されている。
【００１８】
この建設車両では、ダクトは、カウンターウェイト部に設けられた凹溝によって構成されている。このため、ダクトの形成が容易である。また、カウンターウェイト部の一部をエンジンルーム側に張り出させずにダクトを形成することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る建設車両では、カウンターウェイト部に形成されたダクトにより、エンジンルーム内の暖かい空気が液体還元剤タンクの近傍まで送られる。そして、エンジンルームからの暖かい空気により液体還元剤タンクが温められる。これにより、この建設車両では、液体還元剤の凍結を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
＜構成＞
本発明の一実施形態にかかる建設車両１を図１に示す。この建設車両１は、油圧ショベルであり、作業機２と、下部走行体３と、車両本体４と、カウンターウェイト部５と、排気ガス浄化部６（図４参照）と、液体還元剤タンク７（図４参照）と、液体還元剤ポンプ８（図４参照）とを備えている。
【００２１】
〔作業機２および下部走行体３〕
作業機２は、車両本体４の前部に取り付けられており、ブーム２１、ブームシリンダ２２、アーム２３、アームシリンダ２４、バケット２５、バケットシリンダ２６等を有する。作業機２は、油圧によってこれらのシリンダ２２，２４，２６が駆動されることにより作動し、各種の作業を行うことができる。
【００２２】
下部走行体３は、車両本体４を支持しており、クローラ式の走行機構を有する。
【００２３】
〔車両本体４〕
車両本体４は、下部走行体３に対して旋回可能に支持されており、フレーム部４０（図２参照）、運転室４１、外装部材４２、燃料油タンク４３、作動油タンク４４などを有する。
【００２４】
図２および図３に示すように、フレーム部４０は、センタフレーム１０と、第１サイドフレーム部１１と、第２サイドフレーム部１２と、複数のクロスフレーム部１３と、後フレーム部１４とを有する。
【００２５】
センタフレーム１０は、フレーム部４０の左右方向における中央に設けられており、上述した作業機２が取り付けられる。
【００２６】
第１サイドフレーム部１１および第２サイドフレーム部１２は、前後方向に延びた細長い形状を有しており、センタフレーム１０を間に挟んで、それぞれセンタフレーム１０から側方に距離を隔てて配置されている。
【００２７】
クロスフレーム部１３は、左右方向に延び、センタフレーム１０と第１サイドフレーム部１１とに亘って、又は、センタフレーム１０と第２サイドフレーム部１２とに亘って設けられている。
【００２８】
後フレーム部１４は、フレーム部４０の後部に設けられており、センタフレーム１０と第１サイドフレーム部１１と第２サイドフレーム部１２との後端を繋いでいる。
【００２９】
図１に示す運転室４１は、フレーム部４０に載置され、内部にシートや各種の操作部材が設けられている。
【００３０】
外装部材４２は、フレーム部４０に取り付けられ、車両本体４の外装面を構成する。外装部材４２は、エンジンルームカバー部材１５と、通風空間カバー部材１６とを有する。エンジンルームカバー部材１５は、エンジン１７が収納されるエンジンルームＳ１（図２参照）の上方を覆う部材である。通風空間カバー部材１６は、外部から取り込まれ後述する冷却装置１８へ送られる通風空間Ｓ２（図２参照）の上方および側方を覆う部材であり、その側面には、外部から空気を取り込むためのスリット状の吸気口１９が形成されている。なお、エンジンルームＳ１及び通風空間Ｓ２は、車両本体４の後部において左右方向に並んで配置されている。
【００３１】
燃料油タンク４３は、エンジン１７に送られる燃料油を貯えるタンクであり、車両本体４の右側部に設けられている。なお、本明細書において左右とは、運転室４１から作業機２を前方に見る運転者にとっての左右を意味するものとする。
【００３２】
作動油タンク４４は、油圧ポンプに送られる作動油を貯えるタンクであり、車両本体４の右側部に設けられている。
【００３３】
また、車両本体４の内部には、エンジン１７、油圧ポンプ（図示せず）、冷却装置１８などが収納されている。
【００３４】
エンジン１７は、ディーゼルエンジンであり、油圧ポンプを駆動する駆動源となる。エンジン１７は、車両本体４の内部のエンジンルームＳ１に配置されている。
【００３５】
冷却装置１８は、エンジン１７との間で水などの冷却液を循環させ、通過する空気との間で熱交換を行うことによりエンジン１７を冷却する装置である。冷却装置１８は、通風空間Ｓ２と、センタフレーム１０と第１サイドフレーム部１１との間の空間Ｓ３とに亘って配置されている。また、冷却装置１８は、エンジンルームＳ１に隣接して配置され、エンジンルームＳ１と通風空間Ｓ２とを仕切っている。冷却装置１８は、熱交換部３１と、冷却液タンク３２と、送風部３３とを有する。熱交換部３１は、空気が透過可能に構成されており、冷却液が通る配管が配設されている。冷却液タンク３２は、冷却液を貯留するタンクであり、冷却装置１８の下部に設けられている、冷却液タンク３２は、熱交換部３１の下方に位置しており、センタフレーム１０と第１サイドフレーム部１１との間の空間Ｓ３に配置されている。送風部３３は、外部から通風空間Ｓ２に取り込まれ熱交換部３１を通りエンジンルームＳ１に送られる空気の流れを生成する。従って、通風空間Ｓ２は、冷却装置１８に対して空気流れの上流側に位置しており、冷却装置１８に対してエンジンルームＳ１とは反対側に位置している。エンジンルームＳ１は、冷却装置１８に対して空気流れの下流側に位置している。
【００３６】
〔カウンターウェイト部５〕
カウンターウェイト部５は、作業時の安定性を確保するために車両本体４に装着されるものであり、車両本体４に対して着脱可能となっている。カウンターウェイト部５は、鋳造により形成されているが、板金製の缶体の内部にセメント等の重量物が充填されたものであってもよい。カウンターウェイト部５は、車両本体４の後部に取り付けられることにより、車両本体４の後面を覆う。より詳細には、カウンターウェイト部５は、フレーム部４０のセンタフレーム１０に固定される。これにより、カウンターウェイト部５は、エンジンルームＳ１と液体還元剤タンク７とに対向して配置され、上述した通風空間Ｓ２およびエンジンルームＳ１の後方を閉じる。
【００３７】
また、カウンターウェイト部５には、エンジンルームＳ１から液体還元剤タンク７に対向する位置まで延びたダクト５１が形成されている。図３に示すように、このダクト５１の一端は、エンジンルームＳ１に連通しており、エンジンルームＳ１の下部に面して設けられている。ダクト５１の他端は、通風空間Ｓ２に連通しており、通風空間Ｓ２に配置された液体還元剤タンク７に面して設けられている。このダクト５１は、カウンターウェイト部５の前面に設けられた凹溝５２と、凹溝５２の側方を覆うダクトカバー部材５３とによって構成されている。凹溝５２は、カウンターウェイト部５の前面から後方へ凹んでおり、水平方向に、具体的には、左右方向に延びている。ダクトカバー部材５３は、カウンターウェイト部５に取り付けられており、ダクト５１の入口５４と、ダクト５１の出口５５とを除いて凹溝５２の側方を覆っている。なお、ダクト５１の入口５４は、エンジンルームＳ１に面して設けられている。ダクト５１の出口５５は、通風空間Ｓ２に面して設けられている。
【００３８】
〔排気ガス浄化部６〕
図４に示す排気ガス浄化部６は、エンジン１７の排気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装置であり、エンジン１７の上部近傍に配置されている。ここで、液体還元剤としては、尿素水溶液が用いられる。排気ガス浄化部６は、第１処理部６１と第２処理部６２と第１補助処理部６３と第２補助処理部６４とを有する。
【００３９】
第１処理部６１は、酸化触媒がコーティングされたディーゼルパーティキュレートフィルタ（以下「ＤＰＦ」）を有しており、排気ガス中のパーティキュレート（粒子状物質）を捕集すると共に、排気ガス中の一酸化窒素を酸化して二酸化窒素を生成する。二酸化窒素は、排気ガスのような高温雰囲気中では不安定であり、酸素を放出して一酸化窒素に戻る。そして、放出された酸素の酸化力により、ＤＰＦに捕集されたパーティキュレートが燃焼する。一酸化窒素、および、一酸化窒素に戻りきれなかった二酸化窒素は、第１補助処理部６３に送られる。なお、ＤＰＦの材質としては、コージュライト、炭化珪素などのセラミックス、又は、ステンレス、アルミニウム等の金属が用いられる。
【００４０】
第１補助処理部６３は、加水分解触媒を有しており、液体還元剤ポンプ８から供給される液体還元剤中の尿素を分解してアンモニアを生成する。第１処理部６１と第１補助処理部６３とは、連絡管６５によって接続されており、連絡管６５を通る排気ガスに液体還元剤ポンプ８（後述）から液体還元剤が供給される。
【００４１】
第２処理部６２は、SCR（Selective Catalytic Reduction：選択還元触媒）方式の触媒コンバーターであり、ゼオライト、バナジウム等の卑金属からなる尿素脱硝触媒（ＤｅＮＯｘ触媒）を有する。尿素脱硝触媒は、尿素から得られたアンモニアと排気ガス中のＮＯｘとを反応させ、ＮＯｘを窒素と酸素に分解して浄化する。
【００４２】
第２補助処理部６４は、酸化触媒を有しており、第２処理部６２において残ったアンモニアを酸化し、窒素と水とに分解して無害化する。第２補助処理部６４において処理された排気ガスは、エンジンルームカバー部材１５から上方へ突出した排気管３４（図１参照）を介して外部に排出される。
【００４３】
〔液体還元剤タンク７および液体還元剤ポンプ８〕
図２および図３に示す液体還元剤タンク７は、排気ガス浄化部６において用いられる液体還元剤を貯留するタンクである。液体還元剤タンク７は、通風空間Ｓ２内に配置されており、カウンターウェイト部５の前面に近接して配置されている。また、液体還元剤タンク７は、カウンターウェイト部５に設けられたダクト５１の出口５５の前方に位置している。
【００４４】
液体還元剤ポンプ８は、液体還元剤タンク７および排気ガス浄化部６と配管６６（図４参照）によって接続されており、液体還元剤タンク７に貯えられた液体還元剤を排気ガス浄化部６の連絡管６５に供給する。液体還元剤ポンプ８は、排気ガス浄化部６の近傍に配置されている。
【００４５】
＜特徴＞
（１）
尿素水溶液のような液体還元剤は、温度の影響を受け易いため、液体還元剤タンク７は、適切な温度環境に配置されることが望ましい。具体的には、液体還元剤タンク７は、４℃〜６０℃の温度環境に配置されることが望ましく、これ以上または以下の温度では尿素水溶液が凍結又は結晶化する恐れがある。
【００４６】
そこで、この建設車両１では、カウンターウェイト部５にエンジンルームＳ１と通風空間Ｓ２とを繋ぐダクト５１が設けられており、エンジンルームＳ１内の暖かい空気がダクト５１を通って通風空間Ｓ２に配置された液体還元剤タンク７まで送られる。これにより、液体還元剤の温度が低下して液体還元剤が凍結してしまうことを抑えることができる。また、液体還元剤タンク７は、通風空間Ｓ２に配置されており、通風空間Ｓ２は、エンジンルームＳ１より上流側に位置するためエンジンルームＳ１ほど高温にならない。このため、液体還元剤の温度が過度に上昇して液体還元剤が結晶化してしまうことを抑えることができる。
【００４７】
このように、この建設車両１では、液体還元剤を適切な温度環境下で貯留することができる。
【００４８】
（２）
この建設車両１では、カウンターウェイト部５の前面に凹溝５２を設けることによって、容易にダクト５１を構成することができる。このため、少ない追加部品でダクト５１を建設車両１に設けることができる。
【００４９】
また、エンジンルームＳ１や通風空間Ｓ２などの車両本体４内の設置空間内にダクト５１が設けられる場合と比べて、新たな設置空間を必要としないため、車両本体４が大型化することを抑えることができる。
【００５０】
（３）
この建設車両１では、エンジン１７からの熱を利用して、液体還元剤の温度低下を防止することができる。このため、ヒーター等の加熱機器が不要となり、建設車両１の製造コストを低減することができる。また、消費エネルギーの増大を抑えることもできる。
【００５１】
＜他の実施形態＞
（ａ）
上記の実施形態では、油圧ショベルに対して本発明が適用されているが、他の建設車両１にも適用可能である。
【００５２】
（ｂ）
上記の実施形態では、液体還元剤として尿素水溶液が用いられているが、他の還元剤が用いられてもよい。
【００５３】
（ｃ）
上記の実施形態では、ダクト５１は、凹溝５２とダクトカバー部材５３とによって構成されているが、ダクトカバー部材５３が設けられず凹溝５２のみによってダクト５１が構成されてもよい。この場合も、エンジンルームＳ１の暖かい空気がダクト５１を通って液体還元剤タンク７まで送られる。また、ダクト５１を構成するために部品点数が増加することを抑えることができる。
【００５４】
また、凹溝５２ではなくトンネル状の通路によってダクト５１が構成されてもよい。この場合もダクト５１を構成するために部品点数が増加することを抑えることができる。
【００５５】
（ｄ）
上記の実施形態では、液体還元剤タンク７が通風空間Ｓ２内に設けられているが、液体還元剤タンク７が配置される場所は、ダクト５１を通って送られる暖かい空気に触れる場所であればよい。
【００５６】
（ｅ）
上記の実施形態では、ダクト５１の他端すなわちダクト５１の出口５５は開放されているが、液体還元剤タンク７によって閉じられてもよい。この場合も、エンジンルームＳ１からダクト５１の出口５５まで送られた暖かい空気が液体還元剤タンク７に接触して液体還元剤タンク７が暖められる。
【００５７】
（ｆ）
上記の実施形態に係る建設車両１において、図５に示すように、ダクト５１にエンジンルームＳ１内の空気を案内する空気案内部５６が設けられてもよい。空気案内部５６によって、エンジンルームＳ１内を流れる空気がダクト５１の入口５４まで導かれることにより、ダクト５１の内部に空気を入り易くすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明は、液体還元剤の凍結を抑えることができる効果を有し、建設車両として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】建設車両の外観斜視図。
【図２】建設車両の内部の構成を示す斜視図。
【図３】図２における上面図。
【図４】排気ガス浄化部の構成を示すブロック図。
【図５】他の実施形態に係る建設車両の内部の構成を示す上面図。
【符号の説明】
【００６０】
１        建設車両
４        車両本体
５        カウンターウェイト部
６        排気ガス浄化部
７        液体還元剤タンク
１７      エンジン
１８      冷却装置
５１      ダクト
５２      凹溝
５６      空気案内部
Ｓ１      エンジンルーム
Ｓ２      通風空間
【図１】
2008231999.tif 000003
【図２】
2008231999.tif 000004
【図３】
2008231999.tif 000005
【図４】
2008231999.tif 000006
【図５】
2008231999.tif 000007