(57)【要約】【課題】本発明は、コンバインに搭載したディーゼルエンジンの排気ガスをＤＰＦとＳＣＲの排気ガス浄化装置で浄化する上で、コンバインの機能を低下することなく、排気ガス浄化装置を機体上へ合理的に配置することを課題とする。【解決手段】刈取部（４）で刈り取った穀稈を脱穀装置（３）に送って脱穀した穀粒をグレンタンク（５）に貯留して収穫作業を行うコンバインにおいて、脱穀装置（３）の側部に操縦部（６）を設け、この操縦部（６）の運転座席（１０）下部にエンジン（１１）を搭載し、操縦部（６）とグレンタンク（５）の間に、縦長のＤＰＦ（１６）とＳＣＲ（１７）を配置し、エンジン（１１）の排気マニホールド（１３）にＤＰＦ（１６）とＳＣＲ（１７）を順次連結し、ＳＣＲ（１７）に連結する排気菅（１４Ｃ）を運転座席（１０）の機体側方に向けて突出して設けたことを特徴とするコンバインとする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
刈取部（４）で刈り取った穀稈を脱穀装置（３）に送って脱穀した穀粒をグレンタンク（５）に貯留して収穫作業を行うコンバインにおいて、脱穀装置（３）の側部に操縦部（６）を設け、この操縦部（６）の運転座席（１０）下部にエンジン（１１）を搭載し、操縦部（６）とグレンタンク（５）の間に、縦長のＤＰＦ（１６）とＳＣＲ（１７）を配置し、エンジン（１１）の排気マニホールド（１３）にＤＰＦ（１６）とＳＣＲ（１７）を順次連結し、ＳＣＲ（１７）に連結する排気菅（１４Ｃ）を運転座席（１０）の機体側方に向けて突出して設けたことを特徴とするコンバイン。
【請求項２】
刈取部（４）で刈り取った穀稈を脱穀装置（３）に送って脱穀した穀粒をグレンタンク（５）に溜めて収穫作業をするコンバインにおいて、脱穀装置（３）の側部に操縦部（６）を設け、この操縦部（６）の運転座席（１０）下部にエンジン（１１）を搭載し、操縦部（６）とグレンタンク（５）の間に、縦長のＤＰＦ（１６）と横長のＳＣＲ（１７）を配置し、エンジン（１１）の排気マニホールド（１３）にＤＰＦ（１６）とＳＣＲ（１７）を順次連結し、ＳＣＲ（１７）に連結する排気菅（１４Ｃ）を運転座席（１０）の機体外側に立設したことを特徴とするコンバイン。
【請求項３】
エンジン（１１）の排気マニホールド（１３）に連結してＤＰＦ（１６）とＳＣＲ（１７）を配置したコンバインにおいて、刈取部（４）が降下し穀稈センサが穀稈を感知してエンジン（１１）の負荷が増加すると同時に尿素水溶液タンク（２５）から尿素水をＳＣＲ（１７）に噴射することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のコンバイン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置を備えたコンバインに関する。
【背景技術】
【０００２】
コンバインは、走行部や各作業部の動力源としてディーゼルエンジンが用いられる。また、そのディーゼルエンジンの排気ガス中の黒煙などの粒子状物質を捕集するＤＰＦと尿素を触媒として加水分解されたアンモニアを排気ガス中の窒素酸化物に反応させて無害な窒素に変えるＳＣＲで構成した排気ガス浄化装置が搭載されることがあり、その排気ガス浄化装置がグレンタンク下部の機体上で前後方向に配置された構成が下記特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２４５１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、コンバインに搭載したディーゼルエンジンの排気ガスをＤＰＦとＳＣＲの排気ガス浄化装置で浄化する上で、コンバインの機能を低下することなく、排気ガス浄化装置を機体上へ合理的に配置することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記本発明の課題は、次の技術手段により解決される。
【０００６】
請求項１に記載の発明は、刈取部（４）で刈り取った穀稈を脱穀装置（３）に送って脱穀した穀粒をグレンタンク（５）に貯留して収穫作業を行うコンバインにおいて、脱穀装置（３）の側部に操縦部（６）を設け、この操縦部（６）の運転座席（１０）下部にエンジン（１１）を搭載し、操縦部（６）とグレンタンク（５）の間に、縦長のＤＰＦ（１６）とＳＣＲ（１７）を配置し、エンジン（１１）の排気マニホールド（１３）にＤＰＦ（１６）とＳＣＲ（１７）を順次連結し、ＳＣＲ（１７）に連結する排気菅（１４Ｃ）を運転座席（１０）の機体側方に向けて突出して設けたことを特徴とするコンバインとする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、刈取部（４）で刈り取った穀稈を脱穀装置（３）に送って脱穀した穀粒をグレンタンク（５）に溜めて収穫作業をするコンバインにおいて、脱穀装置（３）の側部に操縦部（６）を設け、この操縦部（６）の運転座席（１０）下部にエンジン（１１）を搭載し、操縦部（６）とグレンタンク（５）の間に、縦長のＤＰＦ（１６）と横長のＳＣＲ（１７）を配置し、エンジン（１１）の排気マニホールド（１３）にＤＰＦ（１６）とＳＣＲ（１７）を順次連結し、ＳＣＲ（１７）に連結する排気菅（１４Ｃ）を運転座席（１０）の機体外側に立設したことを特徴とするコンバインとする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、エンジン（１１）の排気マニホールド（１３）に連結してＤＰＦ（１６）とＳＣＲ（１７）を配置したコンバインにおいて、刈取部（４）が降下し穀稈センサが穀稈を感知してエンジン（１１）の負荷が増加すると同時に尿素水溶液タンク（２５）から尿素水をＳＣＲ（１７）に噴射することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のコンバインとする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、操縦部（６）とグレンタンク（５）の間に縦長のＤＰＦ（１６）とＳＣＲ（１７）を配置するので、機体の前後長を長くすることなくて収まりが良く、エンジン（１１）の排気マニホールド（１３）から出た排気ガス中からＤＰＦ（１６）で粒子状物質を濾過し、ＳＣＲ（１７）で排気ガス中の窒素酸化物を無害化して、その排気ガスを圃場の既刈地側に放出するので、未刈穀稈を高温の排気ガスから保護することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、操縦部（６）とグレンタンク（５）の間で縦長のＤＰＦ（１６）と横長のＳＣＲ（１７）を配置するので、機体の前後長を長くすることなくて収まりが良く、エンジン（１１）の排気マニホールド（１３）から出た排気ガス中からＤＰＦ（１６）で粒子状物質を濾過し、ＳＣＲ（１７）で排気ガス中の窒素酸化物を無害化して、その排気ガスを圃場の既刈地側で機体上方へ放出するので、未刈穀稈やコンバインの近くにいる補助作業者を高温の排気ガスから保護することができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１または請求項２に記載の発明による効果に加えて、刈取部（４）が降下し穀稈センサが穀稈を感知することで穀稈の刈取を開始したことを検出して、エンジン（１１）に負荷が加わるとほぼ同時にＳＣＲ（１７）に尿素水を噴射して多量に出る窒素酸化物を無害な窒素に還元するので、排気ガスに含まれる窒素酸化物を効果的に無害化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】コンバインの左側面図である。
【図２】コンバインの背面図である。
【図３】別実施例のコンバインの左側面図である。
【図４】別実施例のコンバインの背面図である。
【図５】排気ガス浄化システムの概略図である。
【図６】尿素水噴射の制御フローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の一実施例を図により説明すると、１はコンバインの機体フレームである。
【００１４】
機体フレーム１の下方には走行装置２を設け、機体フレーム１上の左側には脱穀装置３を設ける。脱穀装置３の前方には刈取部４を設け、脱穀装置３の側部にはグレンタンク５を設ける。６は操縦部である。
【００１５】
操縦部６の運転座席１０の下方にはエンジン１１を設け、エンジン１１には排気装置１２を接続する。排気装置１２は、エンジン１１の排気マニホールド１３に接続した始端側排気管１４Ａに排気浄化装置１５を接続している。
【００１６】
排気浄化装置１５は、排気ガス中の粒子状物質を除去するＤＰＦ（Ｄｉｅｓｅｌ  ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  ｆｉｌｔｅｒ）１６と、窒素酸化物に尿素を触媒として加水分解されたアンモニアを窒素酸化物に反応させて窒素酸化物を無害な窒素に変えるＳＣＲ（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  Ｃａｔａｌｙｔｉｃ  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）１７とにより構成する。
【００１７】
前記ＤＰＦ１６は、ハニカム担体に触媒（Ｐｔ）を担持し、ＳＯＦ成分およびＮＯＸ成分を酸化させると共に、粒子状物質を捕集するものであり、ハニカム担体と複数の隔壁から成り、多角形断面を有する貫通孔を複数持つ、蜂の巣状のセル構造体と、それを取り囲む外壁から形成される。ＳＣＲ１７は、尿素水を噴射して、窒素酸化物に尿素を触媒として加水分解されたアンモニアを窒素酸化物に反応させて窒素酸化物を無害な窒素に変える。
【００１８】
ＤＰＦ１６とＳＣＲ１７の配置は、図１と図２に示す如く、操縦部６の後部でグレンタンク５との間に縦長のＤＰＦ１６とＳＣＲ１７を中間接続排気管１４Ｂで連結し、ＤＰＦ１６を始端側排気管１４Ａに連結し、ＳＣＲ１７を横向きの最終排気菅１４Ｃに連結する。
【００１９】
或いは、図３と図４に示す如く、縦置きしたＤＰＦ１６に中間接続排気管１４Ｂを介して横置きしたＳＣＲ１７を連結し、ＳＣＲ１７に連結する最終排気菅１４Ｃをキャビンの運転座席１０の外側で垂直に起立させた配置でも良い。２２は終端側排気管１４Ｃの上端に設けたカバーである。
【００２０】
図５に示す如く、ＳＣＲ１７に供給する尿素水溶液の尿素水溶液タンク２５を設け、該尿素水溶液タンク２５内にエンジン１１の冷却水を循環させるパイプ２６を設ける。
【００２１】
エンジン１１から尿素水溶液タンク２５に至るパイプ２６の所定位置に冷却水を遮断するバルブ２７を設ける。該バルブ２７の開閉操作は操縦部６にて行う構成とする。
【００２２】
２６Ａはエンジン１１からバルブ２７を経由して尿素水溶液タンク２５に至る送りパイプ、２６Ｂは尿素水溶液タンク２５からエンジン１１に戻る戻りパイプである。
【００２３】
尿素水溶液が凍結するとエンジン１１が停止するが、エンジン冷却水を使用して凍結防止および解凍する。また、尿素水溶液を温めすぎると品質劣化するが、尿素水溶液タンク２５への経路中にバルブ２７を設けているので、バルブ２７の開閉により尿素水溶液の凍結防止と過剰加温を回避とを行える。
【００２４】
前記バルブ２７は、尿素水溶液タンク２５内の温度が一定以下になると、開く構成としている。そのため、尿素水溶液の凍結防止を確実に行える。
【００２５】
２８は尿素水溶液タンク２５に接続したポンプで、ＳＣＲ１７に送る尿素水の流量を尿素水流量計３０で計測する。
【００２６】
前記尿素水溶液タンク２５内には温度センサ２９を設け、温度センサ２９とバルブ２７とを連動するように連結して、バルブ２７を自動開閉させる。
【００２７】
そのため、尿素水溶液を劣化させることなく、凍結防止および解凍できる。
【００２８】
前記操縦部６に温風を出すためにエンジン１１の冷却水を循環させるパイプ２６を設け、このパイプ２６を介して同時に尿素水溶液タンク２５内にも冷却水を循環させる。
【００２９】
そのため、一個のバルブ２７により操縦部６と尿素水溶液タンク２５の加温を行え、コストダウンになる。
【００３０】
しかして、機体の左右何れか一方側に前記尿素水溶液タンク２５の尿素水溶液給水口４３を設け、他方側に燃料タンク３５の燃料給油口４４を設ける。
【００３１】
そのため、尿素水溶液給水口４３から尿素水溶液タンク２５に尿素水溶液を補給し、燃料給油口４４から燃料タンク３５に燃料を補給するので、誤って補給作業するのを抑制できる。
【００３２】
また、尿素水溶液タンク２５の尿素水溶液給水口４３を操縦部６近傍に設置し、燃料タンク３５の燃料給油口４４を機体後部に設置してもよい。
【００３３】
尿素水溶液給水口４３と燃料給油口４４を離すことにより、誤った補給作業を回避できる。
【００３４】
前記尿素水溶液タンク２５を機体内部所定位置に設置し、尿素水溶液タンク２５の下部にホース５０の一端を接続し、ホース５０の他端は機体外部まで伸ばす。
【００３５】
劣化した尿素水ではエンジン１１を始動できなくなるため、機械を使用しない期間の長いコンバインでは、尿素水の抜き替えが頻繁にあり、機体外部よりドレインであるホース５０を設けることで、抜き替え作業を容易にする。
【００３６】
図１に置いて、４０はカッター、４１は穀粒の排出縦オーガである。
【００３７】
以上の実施形態において、尿素水溶液タンク２５を、エンジン１１および排気浄化装置１５の高温部から離し、高温の影響を受けにくくし、尿素水の劣化を抑制する。
【００３８】
また、機体後方から尿素水溶液タンク２５のメンテナンス作業が行え、尿素水溶液タンク２５のメンテナンス作業も容易にできる。
【００３９】
コンバインの収穫作業は、エンジン１１を始動し、エンジン１１の回転により脱穀装置３と刈取部４の各部を駆動し、走行装置２を駆動して走行して刈取脱穀作業を行う。
【００４０】
エンジン１１は供給された燃料を燃焼させて得た駆動力を各部に伝達し、燃焼した燃料は排気ガスとして排気装置１２を通して機外に排出される。
【００４１】
排気浄化装置１５は、ＤＰＦ１６とＳＣＲ１７とを有しているので、ＤＰＦ１６により窒素酸化物を昇温させて吸着除去すると共に、ＳＣＲ１７により窒素酸化物に尿素を触媒として加水分解されたアンモニアを窒素酸化物に反応させて窒素酸化物を無害な窒素に帰して排出する。
【００４２】
ＳＣＲ１７に供給する尿素水溶液の尿素水溶液タンク２５を設け、該尿素水溶液タンク２５内にエンジン１１の冷却水を循環させるパイプ２６を設けているので、尿素水溶液が凍結するとエンジン１１が停止するが、エンジン冷却水を使用して尿素水溶液タンク２５内の尿素水溶液を加温して凍結防止および解凍する。
【００４３】
また、尿素水溶液を温めすぎると品質が劣化するが、エンジン１１から尿素水溶液タンク２５に至るパイプ２６の所定位置に冷却水を遮断するバルブ２７を設けているので、バルブ２７の開閉により、尿素水溶液タンク２５へのエンジン冷却水の循環を入り切りさせて尿素水溶液の過剰な加温を防止し、尿素水溶液の品質劣化を防止する。
【００４４】
バルブ２７は、尿素水溶液タンク２５内の温度が一定以下になると、開く構成としているので、尿素水溶液の凍結防止を確実に行える。
【００４５】
尿素水溶液タンク２５内には温度センサ２９を設け、温度センサ２９とバルブ２７とを連動するように連結して、バルブ２７を自動開閉させる構成としているので、尿素水溶液を劣化させることなく、凍結防止および解凍できる。
【００４６】
操縦部６に温風を出すためにエンジン１１の冷却水を循環させるパイプ３０を設け、該パイプ３０にエンジン１１の冷却水を循環させると、パイプ２６を介して同時に尿素水溶液タンク２５内にも冷却水を循環させる。
【００４７】
図６に示す如く、ＳＣＲ１７に尿素水を噴射するタイミングは、刈取作業を開始するために、刈取部４を下げて穀稈センサが穀稈を感知し、エンジン１１の負荷が高くなると、直ちに噴射を行うことで、急激に増加する窒素酸化物の浄化を効果的に行うようにする。
【００４８】
尿素水溶液タンク２５の尿素水が無くなるとコンバインを走行出来なくなるので、次の如く、残量から走行可能距離を計測して作業者に知らせる。
【００４９】
まず、走行クラッチレバーのオン・オフで走行を判定し、刈取部４が所定高さ以下に低下し刈取クラッチがオンであれば刈地作業モードとし、それ以外であれば移動モードとする。そして、両モードでの移動距離をＧＰＳの地図データで算出し、尿素水流量計３０で検出する使用尿素水量から各モードでの平均尿素水使用率を算出する。この平均尿素水使用率で現在の尿素水残量での刈地作業モードと移動モードでの走行可能距離をパネルに表示して作業者に知らせる。
【００５０】
また、刈取部４に穀稈の株元を照射して株元径を検出する株元径検出装置を設け、ＧＰＳでの地図データ上に株元径分布データを穀稈成長データとして表示して作業者に知らせるようにすると良い。なお、地図データには同時に圃場面積や燃料消費量や収量データも同時に表示するようにすると良い。
【００５１】
ＤＰＦ１６は、長時間使用で粒子状物質が堆積してくるので、所定のタイミングで粒子状物質を焼却する再生処理が必要になるが、グレンタンク５に籾センサを設け、貯留穀粒が満杯の８０％を越えている場合には、再生処理を行わないことで籾排出のためにコンバインが停止している場合に排気ガスが高温になって排藁に着火することを防ぐ。
【００５２】
また、ＤＰＦ１６を手動で再生する場合には、脱穀クラッチの入り或いは扱胴センサの回転を検出して、切であれば「脱穀クラッチ」を入れて下さいと表示して扱胴を駆動することでエンジンに負荷を加えて高温にして再生処理が速くなるようにする。
【００５３】
無人操縦コンバインにおいて、異常検出機能を設けて、走行系の異常以外であれば、刈取装置４と脱穀装置３の駆動を停止して、ＧＰＳによる現在位置と既刈地のデータによって、修理位置まで戻り、修理が終わると作業中断位置に戻るように制御すると作業者の労力を軽減できる。
【００５４】
コンバインのチェーン駆動部の緩み側に自動給油装置を設け、刈取クラッチがオンになる等チェーン駆動部が駆動されるか穀稈センサが穀稈を感知すると給油を開始する。この給油のサイクルは日ごとのスケジュールで管理するが、作業時間が通常より長い場合はさらに給油して、適量の給油となるように制御する。
【符号の説明】
【００５５】
３  脱穀装置
４  刈取部
５  グレンタンク
６  操縦部
１０  運転座席
１１  エンジン
１３  排気マニホールド
１４Ｃ  排気菅（最終排気菅）
１６  ＤＰＦ
１７  ＳＣＲ
２５  尿素水溶液タンク
【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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