(57)【要約】【課題】作業機械の排ガス後処理装置に関し、簡素な構成で保温性及びメンテナンス性を向上させる。【解決手段】液体還元剤を添加することにより排ガス中の窒素酸化物を還元する作業機械の排ガス後処理装置において、油圧ポンプ３の下方に配置され該液体還元剤を内部に貯留するタンク１と、タンク１へ該液体還元剤を補給すべくカウンタウェイト４に設けられた補給口５とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体還元剤を添加することにより排ガス中の窒素酸化物を還元する作業機械の排ガス後処理装置において、
油圧ポンプの下方に配置され、該液体還元剤を内部に貯留するタンクと、
該タンクへ該液体還元剤を補給すべくカウンタウェイトに設けられた補給口と
を備えたことを特徴とする、作業機械の排ガス後処理装置。
【請求項２】
該カウンタウェイトの内部に埋設され、該補給口と該タンクとを連通する補給管をさらに備えたことを特徴とする、請求項１記載の作業機械の排ガス後処理装置。
【請求項３】
該補給管の周囲に被装された保温部材をさらに備えたことを特徴とする、請求項２記載の作業機械の排ガス後処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業機械から排出される排ガスを浄化する後処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ディーゼルエンジンの排気中のＮＯX（窒素酸化物）を除去して浄化するための手法が多数提案されている。
例えば、ＮＯX吸蔵還元触媒を用いて排気中のＮＯXを触媒中に吸蔵し、間欠的にそのＮＯXを還元して除去するものが公知である。しかしこの手法でＮＯXを還元するためには、排気中に酸素が少ない燃料リッチの状態を生成する必要がある。また、燃料中の硫黄成分により触媒が劣化し吸蔵性能が低下するおそれがあるため、定期的に触媒を高温化して硫黄成分を除去しなければならない。
【０００３】
一方、尿素水溶液を還元剤として用いてＮＯXを還元するものも知られている。この手法では、尿素水溶液を排気通路中における触媒の上流側に噴射し、排気内にアンモニアを発生させて窒素酸化物の還元剤として利用する。これにより、窒素酸化物の還元反応性を高めることができ、排気中に酸素が多い状態であってもＮＯXを還元することができる。
ところで、尿素水溶液を利用した排ガス後処理装置では、排気中に噴射する尿素水溶液を適宜補充する必要があるため、尿素水溶液を貯留するためのタンクが用意されている。例えば特許文献１には、ＮＯX還元触媒付きエンジンを搭載した油圧ショベルにおいて、液体還元剤（尿素水溶液）タンクを油圧機器の近傍や作動油タンクの近傍に配置する構成が開示されている。このような構成により、液体還元剤タンクを保温して尿素水溶液の凍結を防止している。
【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】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載されたように液体還元剤タンクを油圧ショベルの内部に配置すると、尿素水溶液の補充作業が繁雑になるという課題がある。例えば、液体還元剤タンクを油圧機器の近傍に配置した場合には、油圧機器の側面のサイドドアを開放してから液体還元剤タンクにアクセスしなければならない。
つまり、保温性のみを考慮すれば液体還元剤タンクが油圧ショベルの内側寄りに配置されることになるため、尿素水溶液の補充時の作業性が低下するおそれがある。一方、液体還元剤タンクを油圧ショベルの外側寄りに配置すれば、アクセスが容易となるものの、十分な保温性が得られないおそれがある。
【０００５】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、簡素な構成で、保温性が高くかつ良好なメンテナンス性が得られる作業機械の排ガス後処理装置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】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１記載の本発明の作業機械の排ガス後処理装置は、液体還元剤（尿素水溶液）を添加することにより排ガス中の窒素酸化物を還元する作業機械の排ガス後処理装置において、油圧ポンプの下方に配置され、該液体還元剤を内部に貯留するタンク（尿素タンク）と、該タンクへ該液体還元剤を補給すべくカウンタウェイトに設けられた補給口とを備えたことを特徴としている。
【０００７】
また、請求項２記載の本発明の作業機械の排ガス後処理装置は、請求項１記載の構成において、該カウンタウェイトの内部に埋設され、該補給口と該タンクとを連通する補給管をさらに備えたことを特徴としている。
また、請求項３記載の本発明の作業機械の排ガス後処理装置は、請求項２記載の構成において、該補給管の周囲に被装された保温部材をさらに備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の作業機械の排ガス後処理装置（請求項１）によれば、液体還元剤の補給作業に際し、サイドカバー（又はサイドドア等）の開閉操作が不要であり、メンテナンス性を高めることができる。
また、本発明の作業機械の排ガス後処理装置（請求項２）によれば、エンジンの運転熱等で加熱されたカウンタウェイトが保温部材及び断熱材として機能するため、補給管の保温性を向上させることができる。これにより、タンク全体の保温性も向上させることができる。
【０００９】
また、本発明の作業機械の排ガス後処理装置（請求項３）によれば、補給管の保温性をさらに向上させることができ、タンク全体の保温性をより高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面により、本発明の実施の形態について説明する。
図１〜図３は本発明の一実施形態に係る作業機械の排ガス後処理装置を説明するためのものであり、図１は本排ガス後処理装置の全体構成を示す斜視図、図２はその要部拡大斜視図、図３は本排ガス後処理装置を装備した油圧ショベルの斜視図である。なお、図４は変形例としての作業機械の排ガス後処理装置の要部拡大斜視図である。
【００１１】
［全体構成］
本排ガス後処理装置は、図３に示す油圧ショベル１０に適用されている。この油圧ショベル１０は、無限軌道の走行装置を装備した下部走行体１１と、下部走行体１１の上に旋回自在に搭載された上部旋回体１２とを備えて構成される。
上部旋回体１２には、機体前方へ向けて延出する油圧駆動式の作業装置１３をはじめとして、キャブ１７，エンジンルーム１８，ポンプ室１９，カウンタウェイト４等が設けられている。作業装置１３は、ブーム１４，アーム１５及びバケット１６から構成されている。キャブ１７は、オペレータ（操作者）の搭乗室であり、その中に作業装置１３や下部走行体１１の操作装置が配置されている。
【００１２】
エンジンルーム１８は、作業装置１３及びキャブ１７の機体後方に配されており、その中に作業装置１３や下部走行体１１の駆動源であるエンジンやクーリングパッケージ類が配置されている。エンジンルーム１８の天井面は、図示しないエンジンフードによって開閉自在に覆われている。
エンジンルーム１８の機体右側方に隣接して設けられたポンプ室１９には、マフラ２及びエンジン駆動の油圧ポンプ３が配置されている。エンジンルーム１８とポンプ室１９とはファイアウォールで区画されている。機体の右側面にはサイドカバー９が設けられており、このサイドカバー９を開放することで地上からポンプ室１９の内部へアクセスすることができるようになっている。
【００１３】
また、油圧ショベル１０の機体最後尾には、重量バランスを保つためのカウンタウェイト４が固設されている。カウンタウェイト４は、エンジンルーム１８及びポンプ室１９の機体後方に隣接している。
【００１４】
［ポンプ室内部］
図１に、サイドカバー９を取り外した状態でポンプ室１９の内部を示す。ポンプ室１９の最上部にはマフラ２が水平に配置されている。このマフラ２はＮＯX還元触媒を内蔵しており、さらに還元触媒の上流側で尿素水溶液を噴射する尿素噴射装置（図示せず）を備えている。これにより、排気中のＮＯXを還元して浄化することができるようになっている。
【００１５】
一方、油圧ポンプ３の下方には、尿素水溶液を内部に貯留する尿素タンク（タンク）１が配置されている。尿素タンク１の上面には尿素水溶液の取り出し口１ａが設けられており、尿素水溶液が供給管７を通って尿素噴射装置へ供給されている。また、カウンタウェイト４のポンプ室１９に接する面には、油圧ショベル１０の外表面から内部へくり抜いた形状に凹設部４ａが形成されている。
【００１６】
図２に示すように、凹設部４ａの内側には補給口５及び補給管６が配設されている。補給口５は凹設部４ａのうちの外表面近傍に配置されている。一方、補給管６は凹設部４の内部に埋設され、機体内部側でポンプ室１９へ屈曲されて補給口５と尿素タンク１とを連通接続している。
【００１７】
［作用，効果］
まず、油圧ショベル１０の運転時には、尿素タンク１の内部の尿素水溶液が供給管７を介して尿素噴射装置へ供給され、還元触媒の上流側で排気中に噴射される。これにより、排気中における窒素酸化物の還元反応性が高まり、ＮＯXが窒素へ還元されるため、排気を浄化することができる。
【００１８】
また、エンジンの運転熱やマフラ２からの排熱，油圧ポンプ３の運転熱等によってカウンタウェイト４が暖められる。これにより、カウンタウェイト４を保温部材として機能させることができる。また、尿素タンク１は油圧ポンプ３の下方に配置されているため、油圧ポンプ３の運転熱は尿素タンク１内の尿素水溶液にも伝達される。これにより、尿素タンク１も保温することができる。さらに、尿素タンク１とマフラ２との配設位置が近いため、供給管７を短くすることができ、尿素水溶液の移送に係る圧損を低減させることができる。
【００１９】
一方、尿素水溶液の補給時には、補給口５から補給管６を介して尿素水溶液が尿素タンク１へと補充される。このとき、補給口５がカウンタウェイト４に設けられているため、ポンプ室１９のサイドカバー９を開放する必要がなく、容易に補給作業を行うことができる。また、カウンタウェイト４が保温部材として機能しているため、補給口５及び補給管６の周囲を保温することができ、尿素タンク１の保温性を高めることができる。
【００２０】
なお、外気温が氷点下となるような寒冷地では、とりわけ車体外部へ接続されている補給口近傍が外気によって冷やされやすく、尿素タンク本体の保温熱が補給管表面から奪われやすい。しかしながら、本発明に係る油圧ショベル１０では、カウンタウェイト４によって補給口５の近傍を保温することにより、尿素タンク１の保温熱の低下を抑制しているのである。したがって、尿素水溶液の凍結を防止することができ、排ガスを効果的に浄化し続けることができる。
【００２１】
また、油圧ポンプ３下のデッドスペースに尿素タンク１を配置することにより、従来の油圧ショベル１０の機体サイズをキープすることができ、スイングフレーム等の重量増加を防止することができる。なお、上記の油圧ショベル１０の機体仕様を変更して排気の後処理装置を取り外す場合には、尿素タンク１も単に削除すればよく、レイアウトの変更等の必要がない。
【００２２】
［その他］
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
例えば、補給管６の周囲にポリウレタンやポリスチレン等の保温部材，断熱材を被装した構成としてもよい。カウンタウェイト４の凹設部４ａと補給管６との間隙に保温部材を充填すれば、補給管６の保温性を高めることができ、尿素タンク１全体の保温性も向上させることができる。
【００２３】
また、上述の実施形態では、補給口５と尿素タンク１とが補給管６によって連通接続された構成となっているが、これらの配設位置が近い場合には、直接接続してもよい。
また、上述の実施形態では、カウンタウェイト４のうちの機体前面側に凹設された凹設部４ａに補給口５が設けられているが、凹設部４ａの形状はこれに限定されない。例えば、図４に示すように、カウンタウェイト４の内部を貫通する穴４ｂを設け、その内部に補給口５及び補給管６を取り付けてもよい。少なくとも補給口５や補給管６がカウンタウェイト４の内部に設けられていればよく、あるいは埋設されていればよい。
【００２４】
なお、本発明は、油圧ショベルだけでなくクレーン等の履帯式建設機械やホイールローダ等、様々な作業機械の排ガス後処理装置として適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態に係る作業機械の排ガス後処理装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る作業機械の排ガス後処理装置の要部拡大斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る作業機械の排ガス後処理装置を装備した油圧ショベルの斜視図である。
【図４】変形例としての作業機械の排ガス後処理装置の要部拡大斜視図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  尿素タンク（タンク）
１ａ  取り出し口
２  マフラ
３  油圧ポンプ
４  カウンタウェイト
４ａ  凹設部
５  補給口
６  補給管
７  供給管
９  サイドカバー
１０  油圧ショベル
１１  下部走行体
１２  上部旋回体
１３  作業装置
１７  キャブ
１８  エンジンルーム
１９  ポンプ室
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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