CN102046932B - 废气净化装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及废气净化装置。在上游筒体(22)的筒状部件(23)上设有支撑部件(40)。在该支撑部件(40)上安装有:检测流入氧化催化剂(25)的废气温度的第一温度检测器(34)的连接器部(34C)、检测流入除去粒子状物质的过滤器(31)的废气的温度的第二温度检测器(35)的连接器部(35C)、以及检测除去粒子状物质的过滤器(31)的前后的压力的压力检测器(39)的传感器部(39A)。因此,支撑部件(40)可以将各温度检测器(34、35)的连接器部(34C、35C)和压力检测器(39)的传感器部(39A)集中地支撑于一个部位,可以简单地将控制器一侧的电气配线与它们相连接。
Description
技术领域
本发明涉及例如适合用于除去从发动机排出的废气中的有害物质的废气净化装置。
背景技术
一般,液压挖掘机等工程机械由能自动行驶的下部行驶体,可旋转地搭载在该下部行驶体上的上部旋转体,以及设置在该上部旋转体的前侧且可进行俯仰动作的作业装置构成。另外,在上部旋转体上,在旋转机架的后部搭载有用于驱动液压泵的发动机,在该发动机的排气管上设有用于除去废气中的有害物质而进行净化的废气净化装置。
并且,作为设在液压挖掘机上的废气净化装置,公知的有具有对废气中的一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)进行氧化而将其除去的氧化催化剂,捕获废气中的粒子状物质(PM:Particulate Matter)而将其除去的除去粒子状物质的过滤器(通常,称为Diesel Particulate Filter,也简称为DPF)等的装置(专利文献1-日本特开2003-120277号公报)。
该专利文献1公开的废气净化装置大致包括:与发动机的排气管连接的上游筒体、配置在比该上游筒体靠下游侧并排出废气的下游筒体、以及设置在上述上游筒体与下游筒体之间的中间筒体,在上述中间筒体等中容纳有上述的氧化催化剂、除去粒子状物质的过滤器等。
其中,废气净化装置所设的氧化催化剂,为了进行适当的氧化处理,需要将废气调整到规定的温度。另外,除去粒子状物质的过滤器由于已捕获的粒子状物质的堆积而被堵塞,因此在堆积达到规定量的阶段要通过燃烧已捕获的粒子状物质而将其除去。
为此,废气净化装置设有:检测流向氧化催化剂的废气的温度的温度检测器;检测流向除去粒子状物质的过滤器的废气的温度的温度检测器;借助于各导管检测除去粒子状物质的过滤器的前、后的压力、并计测粒子状物质的堆积量的压力检测器(专利文献2-日本特开2005-256627号公报)。
另外,设置于废气净化装置的两个温度检测器将已检测的温度输出到控制器,压力检测器将已检测的压力输出到控制器,与控制器相连的电气配线与设置于各温度检测器、压力检测器连接。
这样,专利文献2的废气净化装置由于设有两个温度检测器和一个压力检测器,因而在将废气净化装置组装在车身侧时,必须将控制器侧的电气配线连接在共计三个检测器的连接器部上。但是,由于各检测器分散地配置在整个废气净化装置上,因而电气配线的连接作业需要花费工夫。尤其是在设有废气净化装置的发动机的周围,由于存在许多机器、配管等,因而难以避开这些机器、配管等进行作业,存在降低组装作业性之类的问题。
而且,为了对除去粒子状物质的过滤器进行清洗作业,配置在各筒体的外周侧的导管在分离并移动各筒体时成为障碍。因此,在进行除去粒子状物质的过滤器的清洗作业时,必须拆卸导管,存在降低作业效率之类的问题。
发明内容
本发明就是鉴于上述现有技术的问题而提出的,其目的在于提供一种即使在设有温度检测器和压力检测器的情况下,也可以简单地进行电气配线与这些检测器的连接作业的废气净化装置。
(1)本发明的废气净化装置具备:上游筒体,下游筒体,过滤器筒体,温度检测器,上游侧导管,下游侧导管,以及压力检测器;该上游筒体与搭载在车身上的发动机的排气管连接,其内部装有用于对废气中所含的有害物质进行氧化处理的氧化催化剂;该下游筒体配置在比该上游筒体靠下游侧,用于排出废气;该过滤器筒体设置于上述上游筒体和下游筒体之间,其内部装有用于捕获废气中所含的粒子状物质的过滤器;该温度检测器包括安装在上述上游筒体上的检测废气的温度的传感器部和设置在从该传感器部延伸的电气配线的前端部的连接器部;该上游侧导管的基端与上述上游筒体连接并引导上述上游筒体内的压力;该下游侧导管的基端与上述下游筒体连接并引导上述下游筒体内的压力;该压力检测器用于检测上述过滤器前后的压力,其设置成与上游侧导管的前端和下游侧导管的前端连接。
并且,为解决上述问题,本发明所采用的结构的特征是,在上述上游筒体上设有用于将上述温度检测器的连接器部和上述压力检测器集中地支撑于一个部位的支撑部件。
根据该结构,可以将温度检测器的连接器部和压力检测器一起安装在设于上游筒体的支撑部件上。因此,温度检测器的连接器部、压力检测器可以使用支撑部件集中地配置于一个部位。
其结果,在将各筒体搭载于车身侧时,可以将设于车身的控制器侧的电气配线简单地连接到集中地配置于一个部位的温度检测器的连接器部、压力检测器上,可以提高组装作业效率。
(2)若采用本发明,则其结构为,上述支撑部件位于比上述氧化催化剂的位置靠上游侧并设置在上述上游筒体的外周侧。一般,氧化催化剂由于在高温下对废气进行氧化处理,因而从该氧化催化剂在下游侧温度增高。相对于此,若按照该结构,支撑部件由于配置在比氧化催化剂的位置靠上游侧,因而可以将温度检测器的连接器部和压力检测器配置在上游筒体的温度低的范围。由此,能够防止温度检测器的连接器部、压力检测器的热劣化,能够延长它们的寿命。
(3)另外,若采用本发明,则其结构为,上述温度检测器包括检测流入上述氧化催化剂的废气的温度的第一温度检测器和通过上述氧化催化剂而流入上述过滤器的废气的温度的第二温度检测器,上述支撑部件支撑第一温度检测器的连接器部和第二温度检测器的连接器部。
根据该结构,可以用第一温度检测器检测流入氧化催化剂的废气的温度,并可以用第二温度检测器检测通过氧化催化剂而流入过滤器的废气的温度。由此,通过基于第一温度检测器的检测值而对废气的温度进行控制,可以利用氧化催化剂有效地除去废气中所含的一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)等有害物质。另外,通过基于第二温度检测器的检测值而对废气的温度进行控制,可以有效地燃烧除去堆积于过滤器中的粒子状物质。
并且,第一温度检测器的连接器部和第二温度检测器的连接器部由于能一起支撑在支撑部件上,因而可以将车身侧的电气配线简单地连接到这些连接器部上。
(4)另外,若采用本发明,则其结构为,上述下游侧导管从上述下游筒体通过过滤器筒体的外周侧延伸到上述上游筒体。由此,从下游筒体通过过滤器筒体的外周侧延伸到上游筒体的下游侧导管可以将过滤器下游侧的压力引导到支撑于上游筒体的支撑部件上的压力检测器。
(5)另外,若采用本发明,则其结构为,上述下游侧导管配置在偏离为了进行上述过滤器筒体(29)的维修保养作业而将上述过滤器筒体从上述上游筒体和下游筒体拆卸并移动到其它场所时,或者从其它场所返回到原处时的移动路径的位置。
根据该结构,由于相对上游筒体和下游筒体可对过滤器筒体进行安装、拆卸,因而可以在将上游筒体和下游筒体安装在车身侧的状态下只拆卸过滤器筒体。由此,已拆卸的过滤器筒体可以很容易地移动到其它场所,可以在该场所很方便地进行过滤器的维修保养作业,例如检查作业、净化作业、修理作业等。
而且,为了进行过滤器的维修保养作业而要移动过滤器筒体,这时,从下游筒体通过过滤器筒体的外周侧延伸到上游筒体的下游侧导管配置在移动过滤器筒体时从成为通道的移动路径偏离的位置。因此,即使在为维修保养作业而安装或拆卸过滤器筒体时,下游侧导管也不会与其干扰,也不必拆卸该下游侧导管。
其结果,即使在容纳于狭窄空间的情况下,由于能只将过滤器筒体对上游筒体和下游筒体简单地进行装拆,因而能很容易地进行装于过滤器筒体内的过滤器的维修保养作业。
(6)另一方面,若采用本发明,则其结构为,上述上游筒体包括:一个筒状部件;设置于该筒状部件的上游侧并与上述排气管连接的流入管;位于比该流入管靠下游侧并设置于上述筒状部件内的上述氧化催化剂;上述支撑部件位于比上述氧化催化剂靠上游侧并设置在上述筒状部件的外周侧。
根据该结构,通过在一个筒状部件的上游侧设置流入管,在比该流入管的下游侧容纳氧化催化剂,可以形成上游筒体。并且,可以在筒状部件的上游侧的温度低的位置设置支撑部件,在该支撑部件上可以将温度检测器的连接器部、压力检测器集中地配置于一个部位。另外,由于上游筒体在这一个筒状部件上设置流入管和氧化催化剂,因而可以减少零部件数量,可以提高组装作业效率、维修保养作业效率等。
(7)再有,若采用本发明,则其结构为,上述上游筒体包括:轴向连接的两个筒状部件;设置于两个筒状部件中的位于上游侧的第一筒状部件并与上述排气管连接的流入管;设置在位于下游侧的第二筒状部件内的上述氧化催化剂;上述支撑部件配置在上述第一筒状部件的外周侧。
根据该结构,通过在位于上游侧的第一筒状部件上设置流入管,在位于下游侧的第二筒状部件内容纳氧化催化剂,并在轴向连接第一筒状部件和第二筒状部件,可以形成上游筒体。并且,可以在设置于成为温度低的位置的第一筒状部件的支撑部件上,将温度检测器的连接器部、压力检测器集中地配置于一个部位。另外,可以在将第一筒状部件配置在车身侧的状态下,只取出第二筒状部件,因而可能很容易地进行例如氧化催化剂的维修保养作业。
附图说明
图1是表示具有本发明的第一实施方式的废气净化装置的液压挖掘机的主视图。
图2是以省略了驾驶室、设备罩的状态放大表示液压挖掘机的上部旋转体的俯视图。
图3是与发动机、旋转机架的一部分、分隔部件一起表示第一实施方式的废气净化装置的立体图。
图4是以省略了分隔部件的状态与发动机、旋转机架的一部分一起表示第一实施方式的废气净化装置的立体图。
图5是从发动机侧放大表示第一实施方式的废气净化装置的立体图。
图6是从与图5相同的位置观察从上游筒体、下游筒体拆卸了过滤器筒体的状态的分解立体图。
图7是从上侧观察废气净化装置的俯视图。
图8是从前侧观察废气净化装置的侧视图。
图9是以拆卸了各检测器的状态表示废气净化装置的内部构造的纵剖视图。
图10是放大表示图5中的A部的立体图。
图11是表示图10所示的从支撑部件分解了连接器部和压力检测器的状态的分解立体图。
图12是表示本发明的第二实施方式的废气净化装置的纵剖视图。
图中:
1-液压挖掘机,2-下部行驶体(车身),3-上部旋转体(车身),8-发动机,8E-排气管,10-液压泵,16-净化装置安装台,21、51-废气净化装置,22、52-上游筒体,23、27、30-筒状部件,23A、27A、30A、53A、54A-圆筒部,23B、27B、53B-盖部,23C、27C、53C-突缘部,23D、27D、53D-支撑脚,23E、54D-第一温度检测器安装部,23F、54E-第二温度检测器安装部,23G、54F-上游侧的压力检测点,24-流入管,25-氧化催化剂,26-下游筒体,27E-下游侧的压力检测点,28-流出管,29-过滤器筒体,30B、54B-前侧突缘部,30C、54C-后侧突缘部,31-除去粒子状物质的过滤器,33-移动路径,34-第一温度检测器,34A、35A、39A-传感器部,34B、35B-电气配线,34C、35C、39B-连接器部,34D、35D、39C-托架,35-第二温度检测器,36-压力检测单元,37-上游侧导管,38-下游侧导管,39-压力检测器,40-支撑部件,40A-纵板,40B-安装部,53-第一筒状部件,54-第二筒状部件。
具体实施方式
下面,根据附图以将本发明的实施方式的废气净化装置搭载在液压挖掘机上的情况为例进行详细说明。
首先,图1至图11表示本发明的废气净化装置的第一实施方式。
图1中,标记1是作为工程机械的履带式液压挖掘机,该液压挖掘机1大致包括:可自动行驶的下部行驶体2;可旋转地搭载在该下部行驶体2上,并与该下部行驶体2一起构成车身的上部旋转体3;设置在该上部旋转体3的前侧且可进行俯仰动作,从而进行土沙的挖掘作业等的作业装置4。并且,下部行驶体2和上部旋转体3是本发明的车身的具体例子。
在此,对构成液压挖掘机1的上部旋转体3进行详细说明。标记5是上部旋转体3的旋转机架,该旋转机架5作为支撑结构件构成。另外,在旋转机架5的前侧,在左、右方向的中央位置安装有可进行俯仰动作的作业装置4,在后侧设有后述的发动机8等。
标记6是搭载在旋转机架5的左前侧的(作业装置4的尾部左侧)的驾驶室,该驾驶室6用于搭乘操作人员,在其内部配置有操作人员就座的驾驶员座,行驶用的操作杆,作业用的操作杆等(均未图示)。
标记7表示安装在旋转机架5的后端部的配重。该配重7用于与作业装置4的重量取得平衡。如图2所示使其后面侧弯曲地突出。
标记8是设置在旋转机架5的后侧的发动机,该发动机8位于配重7的前侧并以沿左右方向延伸的横置状态搭载在旋转机架5上。另外,在发动机8的左侧设有用于向后述的换热器9供给冷却风的冷却风扇8A。
另一方面,如图2至图4所示,作为发动机8的长度方向一侧的右侧,构成为用于安装后述的液压泵10的泵安装部8B。另外,在发动机8的前侧上部设有与排气岐管8D连接的、用于增大吸气流量的涡轮加载器等增压器8C,排气管8E以左右方向延伸的方式与该增压器8C连接。并且,发动机8借助于例如四个防振构件8F(图3、图4中只图示了三个)以防振状态支撑在旋转机架5上。
标记9是设置在发动机8的左侧的换热器,换热器9与冷却风扇8A面对地设置。另外,换热器9例如由对发动机冷却水进行冷却的散热器,对工作油进行冷却的油冷却器,对发动机8吸入的空气进行冷却的中间冷却器等构成。
标记10是配置在发动机8的右侧的液压泵,该液压泵10通过用发动机8驱动而将从后述的工作油箱12供给的工作油作为压力油排出。并且,液压泵10如图3、图4所示,其基端侧为突缘部10A,该突缘部10A用多根螺栓11安装在发动机8的泵安装部8B上。
标记12是位于液压泵10的前侧且设置在旋转机架5的右侧的工作油箱(参照图2),该工作油箱12用于贮存驱动下部行驶体2、作业装置4等用的工作油。另外,在工作油箱12的前侧配置燃料箱13。
标记14是覆盖发动机8、换热器9、后述的废气净化装置21等的设备罩(参照图1)。该设备罩14大致由位于上部旋转体3的左侧、覆盖换热器9的侧面的左侧面罩(未图示),位于上部旋转体3的右侧、覆盖液压泵10的侧面的右侧面罩14A,以及覆盖发动机8等的上侧的上面罩14B构成。另外,在上面罩14B上可开关地设有发动机罩14C,以便封闭维修作业用的开口(未图示)。
标记15是位于设备罩14内且设置在发动机8的右侧的分隔部件(参照图2、图3),该分隔部件15一般被称为防火壁,安装在例如旋转机架5、设备罩14等结构件上。并且分隔部件15通过将设备罩14内分隔成配置发动机8、废气净化装置21等发动机侧的空间和配置液压泵10的泵侧空间,从而在液压泵10的周围产生了工作油的泄漏的情况下,防止了泄漏的工作油飞溅到发动机8一侧。
标记16是位于液压泵10的上侧且设置在发动机8的右侧的净化装置安装台,该净化装置安装台16如图4所示,将后述的废气净化装置21安装在发动机8一侧。另外,净化装置安装台16由位于为发动机8侧的左侧且基本上垂直地延伸的纵板部16A,以及从纵板部16A向右侧大致水平地延伸的横板部16B构成。并且,净化装置安装台16的纵板部16A使用螺栓11与液压泵10的突缘部19A一起安装在作为车身侧的发动机8的泵安装部8B上。
下面,参照图2至图11对除去发动机8的废气中所含的有害的粒子状物质(PM:Particulate Matter)而使其净化的第一实施方式的废气净化装置21进行说明。
即,标记21表示位于发动机8的上部右侧并与排气管8E连接的第一实施方式的废气净化装置。该废气净化装置21用于除去流经排气管8E的废气中所含的有害的粒子状物质。另外,废气净化装置21以纵置状态配置,使例如前、后方向的前侧(工作油箱12一侧)为上游侧,而后侧(配重7一侧)为下游侧。并且,废气净化装置21大致由后述的上游筒体22、下游筒体26、过滤器筒体29、压力检测单元36及支撑部件40等构成。
另外,如图5所示,废气净化装置21做成用螺栓-螺母32紧固连接后述的上游筒体22、下游筒体26及过滤器筒体29这三个筒体的结构。另外,如图9所示,氧化催化剂25容纳于上游筒体22中,后述的除去粒子状物质的过滤器31(通常,称为Diesel Particulate Filter,以下称为“DPF31”)容纳于过滤器筒体29中。再有,在上游筒体22的上表面侧设有用于将温度检测器34、35连接器部34C、35C和压力检测器39集中配置在一处的支撑部件40。
首先,标记22是位于废气净化装置21的前侧(上游侧)且与排气管8E连接的上游筒体。该上游筒体22构成废气流入的入口部分。即,上游筒体22如图5、图9所示,大致由一个筒状部件23、设置在该筒状部件23的上游侧且与发动机8的排气管8E连接的流入管24、以及位于比该流入管24靠下游侧并设置于上述筒状部件23内的氧化催化剂25构成。
标记23是构成上游筒体22的外形的筒状部件,该筒状部件23由大直径的圆筒部23A、设置成封闭该圆筒部23A的前侧(上游侧)的盖部23B、以及设置在上述圆筒部23A的后侧(下游侧)且直径扩大的突缘部23C突缘部23C构成。
其中,突缘部23C使用后述的螺栓-螺母32安装在构成过滤器筒体29的筒状部件30的前侧突缘部30B上。由此,在拆下螺栓-螺母32而解除紧固连接时,突缘部23C便如图6所示,将过滤器筒体29向径向的右斜上方抬起而拆下。另外,在筒状部件23上设有位于圆筒部23A的下侧的支撑脚23D,该支撑脚23D固定地安装在净化装置安装台16的横板部16B上。
另一方面,筒状部件23在内部装有氧化催化剂25的上游侧附近的位置,具体的是在圆筒部23A的轴向的中间部向发动机8一侧倾斜的位置设有第一温度检测器安装部23E。该第一温度检测器安装部23E与后述的第一温度检测器34的传感器部34A螺纹结合,并通过例如焊接在内周侧加工了阴螺纹的圆筒体来形成。
另外,在处于氧化催化剂25的下游侧附近的位置的圆筒部23A的下游端的上面位置,设有第二温度检测器安装部23F。该第二温度检测器安装部23F与上述的第一温度检测器安装部23E大致相同,与后述的第二温度检测器35的传感器部35A螺纹结合,并通过例如焊接在内周侧加工了阴螺纹的圆筒体来形成。
再有,筒状部件23在圆筒部23A的下游端向发动机8一侧倾斜的位置设有上游侧的压力检测点23G。该上游侧的压力检测点23G为在流经废气净化装置21内的废气的压力中提取DPF31的上游侧的压力之处,通过上游侧导管37与后述的压力检测器39连接。
标记24是设置在筒状部件23的圆筒部23A的上游侧流入管。该流入管24由沿直径方向(横向)贯通圆筒部23A的具有消音功能的圆筒体构成,向发动机8一侧突出的端部连接有排气管8E。
标记25是设置于上游筒体22中的氧化催化剂,该氧化催化剂25设置成位于处于比流入管24靠下游侧的筒状部件23内的下游侧。另外,氧化催化剂25用于对废气中所含的一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)等有害物质进行氧化而将其除去。再有,氧化催化剂25由例如陶瓷制的微孔状筒体构成,在其轴向形成有许多贯通孔25A,在其内表面涂覆有铂(Pt)等贵金属。在此,如图9所示,氧化催化剂25位于筒状部件23的各温度检测器安装部23E、23F之间,且配置在比压力检测点23G靠上游侧。
接着,标记26是夹着后述的过滤器筒体29设置在处于比上游筒体22靠下游侧的后侧位置的下游筒体。该下游筒体26构成废气流出的出口部分。即,下游筒体26由后述的筒状部件27和流出管28构成。
标记27是构成下游筒体26的筒状部件,该筒状部件27与上游筒体22的筒状部件23大致同样地,由大直径的圆筒部27A、设置成封闭该圆筒部27A的后侧(下游侧)的盖部27B、以及设置在上述圆筒部27A的前侧(上游侧)且直径扩大的突缘部27C构成。其中,突缘部27C使用螺栓-螺母32安装在构成过滤器筒体29的筒状部件30的后侧突缘部30C上。另外,在筒状部件27上设有位于圆筒部27A的下侧的支撑脚27D,该支撑脚27D固定地安装在净化装置安装台16的横板部16B上。
再有,筒状部件27在圆筒部27A的上游端向发动机8一侧倾斜的位置设有下游侧的压力检测点27E。该下游侧的压力检测点27E为在流经废气净化装置21内的废气的压力中提取DPF31的下游侧的压力之处,通过下游侧导管38与后述的压力检测器39连接。
标记28是设置在筒状部件27的圆筒部27A的下游侧的流出管。该流出管28由沿直径方向(纵向)贯通圆筒部27A的具有消音功能的圆筒体构成,向上侧突出的端部作为尾管。
另外,标记29是设置在上游筒体22和下游筒体26之间的用于除去粒子状物质的过滤器筒体。该过滤器筒体29形成废气净化装置21的主体部分,大致由后述的筒状部件30和DPF31构成。
标记30是构成过滤器筒体29的外形的筒状部件,该筒状部件30由圆筒部30A、设置在该圆筒部30A的前侧(上游侧)且直径扩大的前侧突缘部30B、以及设置在上述圆筒部30A的后侧(下游侧)且直径扩大的后侧突缘部30C构成。
并且,如图6所示,筒状部件30通过只松开螺栓-螺母32并拆下,无须将相邻的上游筒体22和下游筒体26从净化装置安装台16拆下,就能将其单独抬起,从而能将其移动到进行维修作业的其它作业场所。另外,筒状部件30还能够组装成连接在上游筒体22和下游筒体26之间。这时,所谓维修作业,可以列举除去堆积在DPF3的灰分的清扫作业、确认有无损伤等的检查作业、以及进行损伤部位的修理及零部件的更换的修理作业等。
标记31是容纳在筒状部件30内的除去粒子状物质的过滤器(DieselParticulate Filter:DPF),该DPF31通过捕获从发动机8排出的废气中的粒子状物质(PM)而净化废气。
并且,DPF31如图9所示,呈例如在由陶瓷材料等构成的多孔部件中在轴向设有多个小孔31A的网眼状筒体,各小孔31A用封孔构件31B将相邻的孔彼此不同的端部交替地封闭。由此,DPF31通过使从一方流入小孔31A的废气通过多孔材料捕获粒子状物质后,使已净化的废气再从相邻的小孔31A流出。
另一方面,DPF31在由后述的压力检测单元36检测上游侧(前侧)的压力和下游侧(后侧)的压力,且该压力差达到规定的值时,即各小孔31A内堆积大量的粒子状物质时,通过燃烧除去该粒子状物质。但是,即使燃烧粒子状物质,其一部分也变成灰而逐渐堆积在小孔31A内。另外,其它未燃烧的残留物,例如发动机油中的重金属、钙等也逐渐堆积。于是,DPF31则需要拆卸过滤器筒体29并除去堆积物。
标记32是分别设在上游筒体22和过滤器筒体29之间以及下游筒体26和过滤器筒体29之间的螺栓-螺母,该螺栓-螺母32可以可拆卸地紧固连接上游筒体22的突缘部23C和过滤器筒体29的前侧突缘部30B之间、以及下游筒体26的突缘部27C和过滤器筒体29的后侧突缘部30C之间。
其次,如图6、图8所示,标记33表示的是使过滤器筒体29从上游筒体22和下游筒体26拆卸后移动到其它场所的移动路径,或者从其它场所返回过滤器筒体29时的移动路径。该移动路径33形成于在发动机8与分隔部件15之间的上下方向的空间,例如具有从过滤器筒体29的上方向分隔部件15的方向扩展的扇状的角度α的范围(在图8中为由双点划线所夹持的空间)。
在此,在为了进行DPF31的维修作业而安装、拆卸过滤器筒体29的场合,移动路径33作为用于移动该过滤器筒体29的通道使用。由此,可以将过滤器筒体29单独地从上游筒体22和下游筒体26之间拆卸,可以在拆卸的状态下将其移动到其它场所,并且可以在作业结束后再从其它场所返回上游筒体22和下游筒体26之间。
另外,废气净化装置21配置在发动机8的附近,以便能在温度高的状态下处理废气中的粒子状物质。因此,在废气净化装置21的周围设有发动机8、液压泵10、分隔部件15、液压配管(未图示)等多种设备、部件。因此,在过滤器筒体29的前侧有上游筒体22,在后侧有下游筒体26,在左侧有发动机8,在右侧有分隔部件15,在下侧有净化装置安装台16。
由此,在配置有废气净化装置21的发动机8附近的场所成为只有上方开口了的狭窄的空间。但是,通过设置移动路径33,即使在狭窄的空间里也能简单地装拆过滤器筒体29。
下面,对为检测废气净化装置21是否处于正常工作状态所设置的温度检测器34、35,压力检测单元36等进行说明。
首先,标号34是安装于上游筒体22的筒状部件23上的第一温度检测器,该第一温度检测器34检测从流入管24流入氧化催化剂25中的废气的温度。另外,如图5至图8所示,第一温度检测器34大致包括:安装在筒状部件23的第一温度检测器安装部23E的传感器部34A、一端与传感器部34A连接的电气配线34B、以及设置在电气配线34B的另一端的连接器部34C。
另外,在连接器部34C上可安装、拆卸地嵌合有与设置于车身侧的控制器相连的电气配线(均未图示)。再有,如图10至图11所示,在连接器部34C上安装有大致L字形的托架34D,该连接器部34C借助于该托架34D安装在后述的支撑部件40上。并且,为了确认氧化催化剂25是否为能产生适当的氧化反应的温度,第一温度检测器34检测流入氧化催化剂25中的废气的温度。
标号35是安装于上游筒体22的筒状部件23上的第二温度检测器,该第二温度检测器35检测通过氧化催化剂25而流入DPF31中的废气的温度。另外,第二温度检测器35与上述的第一温度检测器34基本相同,大致包括:安装在筒状部件23的第二温度检测器安装部23F的传感器部35A、一端与该传感器部35A连接的电气配线35B、以及设置在该电气配线35B的另一端的连接器部35C。另外,连接器部35C以位于第一温度检测器34的连接器部34C的上侧的方式借助于托架35D安装在支撑部件40上。
并且,为了确认是否为能让由DPF31捕获的粒子状物质燃烧(再生)的温度,第二温度检测器35检测流入DPF31中的废气的温度。
另一方面,标号36表示压力检测单元,该压力检测单元36用于检测粒子状物质在DPF31中堆积到什么程度,或者其堆积状态(孔眼堵塞的状态)。并且,该压力检测单元36由上游侧导管37、下游侧导管38和压力检测器39构成。
标号37是设置在上游筒体22和压力检测器39之间的上游侧导管,该上游侧导管37将作为DPF31的上游侧的筒状部件23的压力引导到压力检测器39。并且,就上游侧导管37而言,其基端与筒状部件23的上游侧的压力检测点23G连接,其前端与压力检测器39连接。
另外,标号38是设置在下游筒体26和压力检测器39之间的下游侧导管,该下游侧导管38将作为DPF31的下游侧的筒状部件27的压力引导到压力检测器39。并且,就上游侧导管38而言,其基端与下游筒体26的筒状部件27的下游侧的压力检测点27E连接,其中途部位通过过滤器筒体29的外周侧,其前端在上游筒体22处与压力检测器39连接。
在此,下游侧导管38的中途部位如图6所示,可以通过使其从过滤器筒体29沿径向离开,从而配置在从该过滤器筒体29的移动路径33偏离的位置。因此,下游侧导管38可以配置于在将过滤器筒体29相对于上游筒体22、下游筒体26进行安装、拆卸时不进行干扰的位置。
标号39是设置在形成上游筒体22的筒状部件23的外周侧的压力检测器,该压力检测器39与上述的各温度检测器34、35的连接器部34C、35C一起安装在后述的支撑部件40上。另外,压力检测器39用于检测DPF31前后的压力。即,压力检测器39由例如压电元件等构成,为计测DPF31内的粒子状物质、未燃烧残留物的堆积量而检测其上游侧和下游侧之间的压力差(差压)。
并且,压力检测器39大致包括:与下上游侧导管37、下游侧导管38连接的传感器部39A;以及与该传感器部39A设置成一体,为了输出检测值而与来自控制器的电气配线连接的连接器部39B。另外,在传感器部39A上一体地固定有托架39C,该托架39C使用螺栓-螺母41安装在支撑部件40上。
接着,对用于将各温度检测器34、35和压力检测器39支撑在上游筒体22上的支撑部件40进行说明。
即,标号40表示设置于上游筒体22上的第一实施方式的支撑部件。该支撑部件40将第一温度检测器34的连接器部34C、第二温度检测器35的连接器部35C和压力检测器39的传感器部39A集中地支撑于一个部位。另外,支撑部件40设置在比氧化催化剂25的位置靠上游侧,优选设置在筒状部件23的上游端(前端)。由此,因为支撑部件40配置在比温度高的氧化催化剂25的位置靠上游侧,因而可以将各温度检测器34、35的连接器部34C、35C和压力检测器39配置在温度低的上游侧范围。
并且,如图5、图9、图11所示,支撑部件40大致包括:位于筒状部件23的上游部、使用焊接方法等固定在圆筒部23A的外周面上侧的左右方向尺寸较长的纵板40A;以及使该纵板40A的左侧向后方弯曲而形成的安装部40B。另外,在安装部40B上使用螺栓-螺母41安装有各温度检测器34、35的托架34D、35D和压力检测器39的托架39C。
这样,通过对支撑部件40的安装部40B安装各温度检测器34、35的托架34D、35D和压力检测器39的托架39C,从而可以在支撑部件40上将各温度检测器34、35的连接器部34C、35C和压力检测器39的传感器部39A集中地支撑于一个部位。另外,各温度检测器34、35的连接器部34C、35C和压力检测器39的连接器部39B可以配置于在上游筒体22的上部眼睛易于看到、以及手易于伸到的位置。
第一实施方式的废气净化装置21是具有如上所述结构的装置,下面,说明其组装作业。另外,组装作业的顺序表示的是一个例子,本发明不限定于该作业顺序。
首先,使形成上游筒体22的筒状部件23的突缘部23C和形成过滤器筒体29的筒状部件30的前侧突缘部30B相互面对,在该状态下使用螺栓-螺母32将两者连接并紧固。同样,使形成下游筒体26的筒状部件27的突缘部27C和形成过滤器筒体29的筒状部件30的后侧突缘部30C相互面对,在该状态下使用螺栓-螺母32将两者连接并紧固。
由此,可以将上游筒体22、下游筒体26和过滤器筒体29以基本上位于同轴的方式串联组装。另外,在将螺栓-螺母32松开并拆卸时,还可以相互分解。
另一方面,将第一温度检测器34的传感器部34A与设置于上游筒体22的第一温度检测器安装部23E螺纹结合,将第二温度检测器35的传感器部35A与第二温度检测器安装部23F螺纹结合。
另外,将上游侧导管筒37的基端连接于上游筒体22的压力检测点23G,将其前端连接于压力检测器39的传感器部39A。同样,将下游侧导管筒38的基端连接于下游筒体26的压力检测点27E,将其前端连接于压力检测器39的传感器部39A。
再有,使用螺栓-螺母41将各温度检测器34、35的托架34D、35D和压力检测器39的托架39C一起与支撑部件40的安装部40B连接并紧固。由此,支撑部件40可以将各温度检测器34、35的连接器部34C、35C和压力检测器39的连接器部39B集中地支撑于上游筒体22上部的一个部位。
然后,如上所述地组装废气净化装置21,将该废气净化装置21载置于净化装置安装台16的横板部16B上。在该状态下,使用螺栓-螺母(未图示)将上游筒体22的支撑脚23D和下游筒体26的支撑脚27D固定在横板部16B上。
另外,在将废气净化装置21安装于净化装置安装台16上的状态下,将与搭载在上部旋转体3上的控制器相连的电气配线对温度检测器34、35的连接器部34C、35C和压力检测器39的连接器部39B进行连接。在该电气配线的连接作业中,由于将各连接器部34C、35C和39B集中地配置于眼睛易于看到、手易于伸到的上游筒体22上部的一个部位,因而可以简单地连接车身侧的电气配线。由此,可以将废气净化装置21组装在净化装置安装台16(发动机8侧)上。
第一实施方式的液压挖掘机1具有如上所述的结构,下面对其动作进行说明。
首先,操作人员搭乘于上部旋转体3的驾驶室6中,起动发动机8而驱动液压泵10。由此,将来自液压泵10的液压油通过控制阀供给到各种驱动器。然后,在搭乘于驾驶室6中的操作人员操作行驶用的操作杆时,可以使下部行驶体2前进或后退。另一方面,通过操作作业用的操作杆,可以使作业装置4进行俯仰动作来完成沙土之类的挖掘作业等。
另外,在发动机8运转时,从其排气管8E排出含于废气中的有害的一氧化碳、碳氢化合物、粒子状物质等。于是,废气净化装置2利用设于上游筒体22中的氧化催化剂25而将一氧化碳、碳氢化合物进行氧化而将其除去。这时,利用第一温度检测器34检测废气温度是否为适合于利用氧化催化剂25进行处理的温度。随后,设于过滤器筒体29中的DPF31通过捕获粒子状物质而将已净化的废气从下游筒体26排出到外部。
另一方面,已由DPF31捕获的粒子状物质若堆积到规定量则通过燃烧而将其除去(再生)。这时,利用第二温度检测器35检测已通过了氧化催化剂25的废气温度是否为适合于利用DPF31进行处理的温度。再有,在粒子状物质已燃烧的场合,燃烧后的灰分逐渐堆积于DPF31中堆积于DPF31中。因此,需要进行除去堆积于DPF31中的灰分的净化作业。
在此,对为了将已堆积于过滤器筒体29的DPF31中的粒子状物质的灰分予以除去而进行净化作业的情况进行说明。
在DPF31的净化作业中,需要拆卸过滤器筒体29,拆下连接上游筒体22、下游筒体26和过滤器筒体29的螺栓-螺母32。这时,过滤器筒体29为以没有成插式台阶嵌合的、平坦的凸缘连接安装在上游筒体22、下游筒体26上的结构。其结果,可以通过将过滤器筒体29提起而将其从上游筒体22、下游筒体26之间方便地拆卸,可以通过移动路径33取出到设备罩14的外部。
另外,通过将过滤器筒体29外周侧的下游侧导管38设置在从成为过滤器筒体29的通道的移动路径33偏离的位置。这样,过滤器筒体29虽然设置在仅上侧开口的具有被限定的狭窄的扇形的角度α的空间中,但与下游侧导管38并不干涉,可以将其简单地移动到进行净化作业的场所。
然后,在将过滤器筒体29移动到其它作业场所后,通过向过滤器筒体29内的DPF31吹送例如压缩空气,便可以将已堆积的粒子状物质的灰分除去。
这样一来,根据第一实施方式,其构成为,在上游筒体22的筒状部件23上设有支撑部件40,在该支撑部件40上安装有:检测从流入管24流入到氧化催化剂25中的废气的温度的第一温度检测器34的连接器部34C、检测通过氧化催化剂25而流入到DOPF31中的废气的温度的第二温度检测器35的连接器部35C、以及检测DPF31前后的压力的压力检测器39的传感器部39A。
因此,支撑部件40可以将第一温度检测器34的连接器部34C、第二温度检测器35的连接器部35C和压力检测器39的传感器部39A集中地支撑于一个部位。
其结果,在将废气净化装置21搭载于上部旋转体3上时,利用支撑部件40可以将控制器侧的电气配线简单而正确地连接到集中地配置于一个部位的各温度检测器34、35的连接器部34C、35C和压力检测器39的各温度检测器34、35的连接器部34C、35C和压力检测器39的连接器部39B,可以提高组装作业效率。
而且,支撑部件40由于设置在形成上游筒体22的筒状部件23的圆筒部23A的上面一侧,因而安装于该支撑部件40上的各温度检测器34、35的连接器部34C、35C和压力检测器39的传感器部39A、连接器部39B位于眼睛易于看到、手易于伸到的位置。由此,能够更进一步简单而正确地进行配线作业、检查维护作业及修理作业等。
另外,支撑部件40避开了处于高温的氧化催化剂25,位于比该氧化催化剂25的位置靠上游侧的位置,并设置在上游筒体22的筒状部件23上。其结果,各温度检测器34、35的连接器部34C、35C和压力检测器39可以配置在上游筒体22中周围温度较低的范围。由此,可以防止各温度检测器34、35的连接器部34C、35C和压力检测器39的热劣化,可以延长它们的寿命。
另一方面,其构成为,将上游筒体22和下游筒体26固定地设置在净化装置安装台16上,将过滤器筒体29设置成可相对上述上游筒体22和下游筒体26进行安装或拆卸。因此,可以在将上游筒体22和下游筒体26安装在发动机8侧的状态下,只拆卸过滤器筒体29。由此,由于能只将过滤器筒体29移动到其它作业场所,因而可以简单地进行DPF31的净化作业、检查维护作业、修理作业等维修保养作业,可提高作业效率。
另外,构成压力检测单元36的下游侧导管38虽然从下游筒体26通过过滤器筒体29的外周侧延伸到上游筒体22,但该下游侧导管38配置在从成为移动过滤器筒体29时的通道的移动路径33偏离的位置。由此,即使在为了进行维修保养作业而安装过滤器筒体29或者对其进行拆卸时,下游侧导管38不会成为障碍,也没有必要将该下游侧导管38拆卸。其结果,即使容纳在狭窄的空间的场合,由于能相对于上游筒体22和下游筒体26只简单地装拆过滤器筒体29,因而也能很容易地进行装于过滤器筒体29内的DPF31的维修保养作业。
再有,上游筒体22由于在一个筒状部件30上设有流入管24和氧化催化剂25,因而可以减少零部件数量,可以提高组装作业效率、维修保养作业效率等。
下面,图12表示本发明的第二实施方式的废气净化装置。本实施方式的特征是,其构成为,上游筒体包括:轴向连接的两个筒状部件、在两个筒状部件中设置在位于上游侧的第一筒状部件并与排气管连接的流入管、以及设置在位于下游侧的第二筒状部件内的氧化催化剂;支撑部件配置在上述第一筒状部件的外周侧。此外,在第二实施方式中,对与上述第一实施方式相同的结构要素标上相同的标号而省略其说明。
图12中,标号51表示第二实施方式的废气净化装置。另外,标号52是上述废气净化装置51的上游筒体,该上游筒体52包括:上游侧(前侧)的第一筒状部件53、连接在该第一筒状部件53的下游侧的第二筒状部件54、设置在第一筒状部件53上的流入管24、以及设置在第二筒状部件54内的氧化催化剂25。
首先,标号53是构成上游筒体52的上游侧部分的第一筒状部件,该第一筒状部件53与第一实施方式的筒状部件23基本相同,由圆筒部53A、盖部53B、突缘部53C、支脚部53D等构成。并且,在第一筒状部件53的圆筒部53A上,以沿直径方向贯通的方式安装有流入管24。另外,在圆筒部53A的外周侧安装有支撑部件40。
标号54是构成上游筒体52的下游侧部分的第二筒状部件,该第二筒状部件53以串联状态连接在第一筒状部件53的下游侧。另外,第二筒状部件54由圆筒部54A、前侧突缘部54B、后侧突缘部54C、第一温度检测器安装部54D、第二温度检测器安装部54E、上游侧的压力检测点54F等构成。并且,在第二筒状部件54的圆筒部54A内设有氧化催化剂25,该氧化催化剂25配置在第一温度检测器安装部54D与第二温度检测器安装部54E、上游侧的压力检测点54F之间。
然后,第二筒状部件54使用螺栓-螺母32将前侧突缘部54B安装在第一筒状部件53的突缘部53C上,使用螺栓-螺母32将后侧突缘部54C安装在过滤器筒体29的筒状部件30的前侧突缘部30B上。
这样一来,在这样构成的第二实施方式中,也能得到与上述第一实施方式基本相同的作用效果。尤其是在第二实施方式中,在将第一筒状部件53配置在车身侧的净化装置安装台16上的状态下,可以只取出第二筒状部件54。由此,能够很容易地进行设置于第二筒状部件54的圆筒部54A内的氧化催化剂25的维修保养作业。
此外,在第一实施方式中,其结构为,在上游筒体22的筒状部件23、下游筒体26的筒状部件27、过滤器筒体29的筒状部件30上分别设有突缘部23C、27C、30B、30C,使用作为连接紧固构件的螺栓-螺母32将面对的突缘部23C与30B之间、突缘部27C与30C之间相互可分解地连接并紧固。
但是,本发明不限定于此,也可以构成为,例如通过设置围绕上游筒体22、下游筒体26、过滤器筒体29的面对的突缘部23C、27C、30B、30C的断面为V字形的夹子,并利用螺栓将该V字形的夹子在周向紧固,从而将面对的突缘部23C、27C、30B、30C之间连接并紧固。该结构也同样适用于第二实施方式。
再有,在各实施方式中,以将废气净化装置21、51搭载在具有履带式下部行驶体的液压挖掘机1上的情况为例进行了说明。但是,本发明不限定于此,也可以构成为,例如搭载在具有由轮胎等构成的轮式下部行驶体的液压挖掘机上。除此以外,还可以广泛地搭载在液压起重机等其它工程机械上。
Claims (7)
1.一种废气净化装置,其具备:上游筒体(22、52),下游筒体(26),过滤器筒体(29),温度检测器(34、35),上游侧导管(37),下游侧导管(38),以及压力检测器(39);该上游筒体(22、52)与搭载在车身(2、3)上的发动机(8)的排气管(8E)连接,其内部装有用于对废气中所含的有害物质进行氧化处理的氧化催化剂(25);该下游筒体(26)配置在比该上游筒体(22、52)靠下游侧、用于排出废气;该过滤器筒体(29)设置于上述上游筒体(22、52)和下游筒体(26)之间,其内部装有用于捕获废气中所含的粒子状物质的过滤器(31);该温度检测器(34、35)包括安装在上述上游筒体(22、52)上的检测废气的温度的传感器部(34A、35A)和设置在从该传感器部(34A、35A)延伸的电气配线(34B、35B)的前端部的连接器部(34C、35C);该上游侧导管(37)的基端与上述上游筒体(22、52)连接并引导上述上游筒体(22、52)内的压力;该下游侧导管(38)的基端与上述下游筒体(26)连接并引导上述下游筒体(26)内的压力;该压力检测器(39)用于检测上述过滤器(31)前后的压力,其设置成与上述上游侧导管(37)的前端和下游侧导管(38)的前端连接;上述废气净化装置的特征在于,
在上述上游筒体(22、52)上设有用于将上述温度检测器(34、35)的连接器部(34C、35C)和上述压力检测器(39)集中地支撑于一个部位的支撑部件(40)。
2.根据权利要求1所述的废气净化装置,其特征在于,
上述支撑部件(40)位于比上述氧化催化剂(25)的位置靠上游侧并设置在上述上游筒体(22、52)的外周侧。
3.根据权利要求1所述的废气净化装置,其特征在于,
上述温度检测器(34、35)包括检测流入上述氧化催化剂(25)的废气的温度的第一温度检测器(34)和通过上述氧化催化剂(25)而流入上述过滤器(31)的废气的温度的第二温度检测器(35),上述支撑部件(40)支撑第一温度检测器(34)的连接器部(34C)和第二温度检测器(35)的连接器部(35C)。
4.根据权利要求1所述的废气净化装置,其特征在于,
上述下游侧导管(38)从上述下游筒体(26)通过过滤器筒体(29)的外周侧延伸到上述上游筒体(22、52)。
5.根据权利要求4所述的废气净化装置,其特征在于,
上述下游侧导管(38)配置在偏离为了进行上述过滤器筒体(29)的维修保养作业而将上述过滤器筒体(29)从上述上游筒体(22、52)和下游筒体(26)拆卸并移动到其它场所或者从其它场所返回到原处时的移动路径(33)的位置。
6.根据权利要求1所述的废气净化装置,其特征在于,
上述上游筒体(22)包括:一个筒状部件(23);设置于该筒状部件(23)的上游侧并与上述排气管(8E)连接的流入管(24);位于比该流入管(24)靠下游侧并设置于上述筒状部件(23)内的上述氧化催化剂(25);上述支撑部件(40)位于比上述氧化催化剂(25)靠上游侧并设置在上述筒状部件(23)的外周侧。
7.根据权利要求1所述的废气净化装置,其特征在于,
上述上游筒体(52)包括:轴向连接的两个筒状部件(53、54);设置于两个筒状部件(53、54)中的位于上游侧的第一筒状部件(53)并与上述排气管(8E)连接的流入管(24);设置在位于下游侧的第二筒状部件(54)内的上述氧化催化剂(25);上述支撑部件(40)配置在上述第一筒状部件(53)的外周侧。
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