CN104514607B - 施工机械 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够在排气尾管内使废气的温度下降的施工机械。该施工机械中，在排出废气的废气处理装置(30)的排出部(34)上安装有在弯折部(53、63)被弯折了的形状的排气尾管(40)，排气尾管(40)具有一端部被固定在排出部(34)上的内侧管(50)、配设在其外侧的外侧管(60)和形成在内侧管(50)与外侧管(60)之间并且一端与引擎室(17)连通的空气通路(70)，将空气通路(70)的另一端即通路开口部(71)设于弯折部(53、63)和外侧管(60)的外侧开口部(64)之间，并构成为，从内侧开口部(54)排出到形成在外侧下游部(62)内的混合空间部(80)的废气(EG)的排出方向与从空气通路(70)流出到混合空间部(80)的空气(AR)的流出方向大致为同一方向。

Description

施工机械

技术领域

本发明涉及具有排气尾管的施工机械。

背景技术

例如，液压挖土机那样的施工机械构成为，在配置于行走体上的回转体上配设有引擎等各种设备，通过该引擎驱动下部行走体来进行移动。

并且，也存在设置有包括柴油微粒过滤器(Diesel Particulate Filter，以下称为DPF)的废气处理装置的施工机械。DPF是废气净化装置的一种，起到捕获废气中的粒子物质并将捕获到的粒子物质燃烧除去的作用。通过设置该DPF，能够实现废气的净化。

并且，在将由废气处理装置净化后的废气向外部排出的排出部上安装有排气尾管(专利文献1)。

专利文献1：日本特开2008－240676号公报

从废气处理装置排出的废气为高温。特别是在设置了设置有DPF的废气净化装置的施工机械中，由于燃烧除去粒子物质，废气的温度变高(例如600℃左右)。从环境面和安全面看并不希望不对这样高温的废气进行冷却就将其排出到外部。

发明内容

本发明的一个方式的例示性目的之一在于提供一种能够在排气尾管内使废气的温度降低的施工机械。

根据本发明的一方式的施工机械，在排出废气的排出部上固定有在弯折部被弯折了的形状的排气尾管，其中，上述排气尾管具有：内侧管，一端部被固定于上述排出部，并且上述废气在内部流动；外侧管，一端部被固定于上述内侧管，并且另一端部为向外部开口的外侧开口部；和形成在上述内侧管与上述外侧管之间，从一端部即空气取入部取入的空气从另一端部即通路开口部流出的通路，在上述弯折部与上述外侧开口部之间设置上述通路开口部，并构成为，从上述内侧管的另一端部排出的上述废气的排出方向与从上述通路开口部流出的空气的流出方向为大致相同方向，上述通路开口部与上述外侧开口部之间形成的空间部中混合有上述废气和上述空气。

发明的效果：

根据本发明的一方式，能够使废气在排气尾管内温度下降。

附图说明

图1是表示一实施方式的施工机械的主视图。

图2是表示一实施方式的施工机械的引擎室内的要部构成图。

图3是放大地表示上部回转体的排气尾管附近的局部放大图。

图4是放大地表示上部回转体的排气尾管附近的局部截面图。

图5是排气尾管的截面图。

标号说明

1 液压挖土机

2 下部行走体

3 上部回转体

5 回转框架

16 回转机构

17 引擎室

17a 引擎罩

18 铠装罩

20 引擎

23 冷却风扇

24 热交换装置

30 废气处理装置

31 DPF

32 SCR

34 排出部

35 安放架

40 排气尾管

50 内侧管

51 内侧上游部

52 内侧下游部

53 内侧弯折部

54 内侧开口部

55 固定部

60 外侧管

61 外侧上游部

62 外侧下游部

63 外侧弯折部

64 外侧开口部

65 漏斗状部

66 空气吸入孔

69 紧固部件

70 空气通路

71 通路开口部

80 混合空间部

AR 空气

EG 废气

MG 混合气体

具体实施方式

接着，参照附图说明不限定本发明的例示性实施方式。

另外，在所有附图的记载中，对相同或对应的构件或部件赋予相同或对应的参照符号，并省略重复的说明。此外，在附图中，只要没有特别指定，就不以表示构件或部件间的对比为目的。因此，具体的尺寸可由本领域技术人员根据以下不进行限定的实施方式来决定。

并且，以下说明的实施方式不限定发明，仅是例示，实施方式中所述的全部特征及其组合不一定是发明的本质内容。

图1表示本发明一实施方式的施工机械。本实施方式中，作为施工机械举液压挖土机1为例进行说明。

液压挖土机1具有：能够自行行走的履带式下部行走体2；和能够回转地搭载在该下部行走体2上的上部回转体3等。并且，在上部回转体3的前部侧设置有工作附属装置4。

该工作附属装置4具有动臂6、斗杆9以及铲斗10等。动臂6被能够进行俯仰运动地安装于回转框架5。斗杆9被能够转动地安装于动臂6的前端侧。并且，铲斗10被能够转动地安装于斗杆9的前端侧。

动臂缸12被配设在回转框架5与动臂6之间。通过该动臂缸12，动臂6相对于回转框架5进行俯仰运动。斗杆缸13被设置在动臂6与斗杆9之间。通过该斗杆缸13，斗杆9相对于动臂6进行回转动作。此外，铲斗缸14被配设在铲斗10与斗杆9之间。通过该铲斗缸14，铲斗10相对斗杆9转动。

上部回转体3经由回转机构16被回转自如地设置在下部行走体2上。如图1以及图2所示，在该上部回转体3上配设有回转框架5、驾驶室8、配重15、铠装罩(外装体)18、引擎罩17a、引擎20、热交换装置24、废气处理装置30等。

驾驶室8被设置在回转框架5上，在其内部设置有驾驶席(未图示)。操作员就坐于驾驶室8内的驾驶席，并进行液压挖土机1的运行操作。

配重15起到与工作附属装置4取得重量平衡的作用。并且，铠装罩18以及引擎罩17a为覆盖配设在引擎室17内的引擎20、热交换装置24以及废气处理装置30等的部件。

接着，主要利用图2对引擎室17内的结构进行说明。

在引擎室17内配设有引擎20、热交换装置24以及废气处理装置30等。

引擎20经由底座22被支承于配设在回转框架5上的引擎安装座21的上部。底座22为防振底座，防止引擎20中产生的振动传递给回转框架5。

引擎20的X1方向侧(图中左侧)配设有冷却风扇23。并且，在冷却风扇23的X1方向侧配设有热交换装置24。

冷却风扇23被引擎20回转驱动。通过回转驱动冷却风扇23，将外部空气作为冷却风39取入到引擎室17内。热交换装置24通过被取入到该引擎室17的冷却风39进行热交换处理。

如图2中用箭头所示的那样，冷却风39向图中右方向流动。由此，图中箭头X1方向侧成为冷却风上游侧，图中箭头X2方向为冷却风下游侧。

热交换装置24具有：并排设置有对在引擎20内流动的冷却水进行冷却的散热器、用于对动臂缸12、斗杆缸13、铲斗缸14等液压设备的工作油进行散热的油冷却器以及用于冷却供给至引擎的增压空气的中间冷却器的散热器单元24A；冷却返回到未图示的燃料罐的剩余燃料的燃料冷却器24B；和空调用冷凝器24C等。该冷却水、工作油、增压空气以及剩余燃料等被冷却风39冷却。

并且，在图2中，在引擎20的箭头X2方向侧，一体安装有液压泵27。液压泵27为驱动工作附属装置4的动臂缸12、斗杆缸13、铲斗缸14等液压源。该液压泵27也通过引擎20驱动。

从引擎20排出的废气通过废气处理装置30进行净化处理。在从引擎20排出的废气中有时含有氮氧化物(NOx)等有害物质，为了将它们净化而在引擎20上设置废气处理装置30。

该废气处理装置30设置有捕获废气中所含有的颗粒物(PM)的柴油微粒过滤器31(以下称为DPF)和利用还原除去氮氧化物(NOx)的选择性还原剂(例如尿素等)进行还原除去的选择还原型催化剂32(以下称为SCR)等。

并且，DPF31在其上游侧具备前段氧化催化剂，SCR32在其下游侧具备后段氧化催化剂。通过该废气处理装置30净化后的废气从SCR32的排出部34排出。

排出部34上如后面详细说明的那样配设有排气尾管40。从排出部34排出的废气经由排气尾管40排出到引擎室17(上部回转体3)的外部。

成为上述结构的废气处理装置30通过被安放架35支承，而相对冷却风39的流动方向被配设在引擎20的下游侧(X2方向侧)。另外，在上述废气处理装置30中，DPF31也可为氧化催化剂担载型过滤器(CSF)。

从引擎20排出的废气首先被导入到DPF31并进行第1级的净化处理。其后，经由未图示的配管，废气被送入到SCR32而进行第2级净化处理，之后经由设置在SCR32上的排出部34以及排气尾管40排出到机体外部。另外，如图3所示，在引擎20以及废气处理装置30的上部设置有树脂制的引擎罩17a。

然而，如上述那样，设置了DPF31的废气处理装置30由于燃烧除去粒子物质，废气的温度变高(例如600℃左右)。因此，将排气尾管40安装在树脂制的引擎罩17a上时，引擎罩17a有可能被加热了的排气尾管40损伤。因此，如图4所示，排气尾管40被构成为，直接固定在设置于SCR32的排出部34上。由此，能够防止引擎罩17a的热损伤。

接着，对排气尾管40的详细情况进行说明。

排气尾管40如上述那样通过将一端部安装于排出部34而固定于废气处理装置30上。并且，排气尾管40的形状成为被弯折了的形状(大致L字状的形状)。通过设为该形状，能够防止雨水从排气尾管40浸入到排出部34。

该排气尾管40为双重管结构，具有内侧管50和外侧管60。且设定为外侧管60的直径比内侧管50的直径大，由此在内侧管50与外侧管60之间形成环状的通路(以下，将该通路称为空气通路70)。另外，作为该排气尾管40以及内侧管50的材料能够使用例如一般构造用轧制钢板。

如图5所示，内侧管50具有内侧上游部51、内侧下游部52以及内侧弯折部53等。

内侧管50被固定于排出部34。具体而言，内侧管50通过将其下端的预定范围利用带式紧固部件69紧固于排出部34而固定于排出部34(以下，有时将包括该固定部分的预定范围称为固定部55)。因此，从排出部34排出的废气EG在内侧管50的内部向用图中涂黑的箭头所示的方向流动。

另外，在以下的说明中，对内侧管50以及外侧管60等进行说明时，有时利用以废气EG的流动方向为基准的上游侧以及下游侧的表述进行说明。此时，上游侧是指接近排出部34的一侧，下游侧是指接近排气尾管40向外部空气开口的位置(外侧开口部64)的一侧。

内侧上游部51和内侧下游部52在内侧弯折部53被连接。并且，内侧上游部51位于相对于废气EG的流动方向比内侧弯折部53更靠上游侧。该内侧上游部51为朝向大致铅直方向(伸出的)结构。

另外，在此，铅直方向为相对回转框架5的上下方向，为图中用箭头Z1、Z2表示的方向。并且，在以下的说明中，将铅直上方即用箭头Z1表示的方向称为上方，将铅直下方即用箭头Z2表示的方向称为下方。

内侧下游部52位于相对于废气EG的流动方向比内侧弯折部53还靠下游。该内侧下游部52为向相对水平方向倾斜的上方(图中用箭头A1、A2表示的方向)伸出的结构。

该内侧上游部51的伸出方向与内侧下游部52的伸出方向不同，因此，内侧管50成为在内侧弯折部53弯折了的形状。并且，内侧下游部52的下游侧的端部(箭头A1方向侧的端部)成为向外侧管60的内部开口的内侧开口部54。另外，该弯折角度可任意设定。

如图5所示，外侧管60具有外侧上游部61、外侧下游部62、外侧弯折部63以及漏斗状部65等。

外侧上游部61与外侧下游部62在外侧弯折部63被连接。外侧上游部61相对于废气EG的流动方向位于相比外侧弯折部63还靠上游侧。该外侧上游部61构成为沿大致上下方向(伸出)的结构。

外侧下游部62相对于废气EG的流动方向位于相比外侧弯折部63还靠下流的位置。该内侧下游部52为相对水平方向朝向斜上方(图中，向用箭头A1、A2表示的方向伸出)的结构。

该外侧上游部61的伸出方向与外侧下游部62的伸出方向不同，因此，外侧管60成为在外侧弯折部63弯折了的形状。并且，外侧下游部62的下游侧的端部(箭头A1方向侧的端部)成为朝向设备外部(大气)开口了的外侧开口部64。

漏斗状部65设置在外侧上游部61的下方的端部上。漏斗状部65具有漏斗形状(圆锥台状的形状)，且相等地设置上端部的直径与外侧上游部61的直径，并大致相等地设置下端部的直径与内侧上游部51的外径。并且，漏斗状部65上形成有多个空气吸入孔66。

该漏斗状部65的上端部通过焊接等被固定在外侧上游部61的下端部。并且，漏斗状部65的下端部通过焊接等被固定在内侧上游部51的外周(更详细地为固定部55的外周)上。由此，将外侧管60经由漏斗状部65固定在内侧管50上。

并且，内侧管50如上述，固定部55被固定于排出部34。由此，经由内侧管50将外侧管60固定于排出部34。

并且，漏斗状部65的壁厚被设定得比外侧上游部61以及外侧下游部62的壁厚厚。由此，漏斗状部65的强度比外侧管60的其他部位高。

并且，在漏斗状部65上形成有孔而非间隙，该孔为长孔形状的空气吸入孔66。由此，成为焊接位置的漏斗状部65的上端部以及下端部成为连续的圆形状。因此，将漏斗状部65的上端部焊接于外侧上游部61时以及将漏斗状部65的下端部焊接于内侧上游部51的外周时，能够实现整周焊接，由此能够提高焊接强度。另外，上述长孔形状除了一般的长孔以外，还包括椭圆孔。

上述那样将外侧管60固定于内侧管50上时，构成为内侧上游部51的中心轴与外侧上游部61的中心轴大致一致，并且构成为内侧下游部52的中心轴与外侧下游部62的中心轴大致一致。由此，在内侧管50与外侧管60之间，形成环状的空气通路70。

漏斗状部65上形成有多个空气吸入孔66。通过在漏斗状部65上形成空气吸入孔66，形成空气通路70的上游侧端部(箭头Z2方向侧的端部)与引擎室17连通的结构。

如上所述，通过驱动冷却风扇23，冷却风39在引擎室17内流动。并且，排气尾管40相对于冷却风39的流动方向被配设在下游侧。因此，在引擎室17流动的冷却风39的一部分(在图5中用箭头AR表示该空气)经由形成在漏斗状部65上的空气吸入孔66进入到空气通路70内。

并且，空气通路70的下游侧端部在与内侧下游部52的内侧开口部54相同的位置向外侧下游部62内开口(以下，将该开口部分称为通路开口部71)。因此，进入到空气通路70的空气AR从通路开口部71向外侧下游部62内流出。

这里，比较内侧下游部52与外侧下游部62的长度。如图3～图5所示，从内侧下游部52的内侧弯折部53到内侧开口部54的长度比从外侧下游部62的外侧弯折部63到外侧开口部64的长度短。

因此，内侧管50的内侧开口部54以及空气通路70的通路开口部71为被设置在弯折部53、63与外侧管60的外侧开口部64之间的结构。通过该结构，内侧下游部52的内侧开口部54与外侧下游部62的外侧开口部64之间以及空气通路70的通路开口部71与外侧下游部62的外侧开口部64之间形成空间部(以下将该空间部称为混合空间部80)。

接着，对上述构成的排气尾管40的动作进行说明。

从引擎20排出的废气EG在废气处理装置30被净化后，从排出部34排出。排气尾管40被配设在排出部34上，因此从排出部34排出的废气EG在排气尾管40的内侧管50内流动。

具体而言，废气EG在内侧上游部51内沿图中箭头Z1方向行进后，在通路开口部71改变行进方向，在内侧下游部52内沿图中箭头A1方向行进。然后，从内侧管50的下游侧端部即内侧开口部54向混合空间部80排出。

废气EG从排出部34以高速排出。由此，废气EG从内侧开口部54也以高速排出。

并且，空气通路70的下游侧端部即通路开口部71在与内侧开口部54的开口位置相同位置处开口。因此，空气通路70的通路开口部71，从内侧开口部54以高速排出废气EG，由此产生将空气通路70内的空气AR吸引的扩散效果(也称排出效果)。

通过该扩散效果，引擎室17内的空气AR被从形成在漏斗状部65的空气吸入孔66吸引到空气通路70内。被吸引到该空气通路70内的空气AR在形成在内侧上游部51与外侧上游部61之间的通路向上方(箭头Z1方向)行进后，通过弯折部53、63改变行进方向，在形成在内侧下游部52和外侧下游部62之间的流路朝向通路开口部71沿箭头A1方向行进。然后，空气AR从通路开口部71流出到混合空间部80。

这里，关注从内侧管50的内侧开口部54排出的废气EG的排出方向和从空气通路70的通路开口部71流出的空气AR的流出方向的话，废气EG的排出方向和空气AR的流出方向大概成为同一方向(箭头A1方向)。这样将废气EG以及空气AR向混合空间部80的流出方向设为同一方向，由此，能够高效地混合废气EG和空气AR。另外，在以下的说明中，将废气EG和空气AR混合了的气体称为混合气体MG。

空气AR为引擎室17内的空气(冷却风39)，因此，温度比从引擎20排出的通过废气处理装置30的废气EG低。因此，通过混合废气EG和空气AR，混合气体MG的温度成为比废气EG的温度低的温度。即，根据本实施方式的排气尾管40，在混合空间部80内，能够进行废气EG的冷却。

这样，由于废气EG通过空气AR冷却后从排气尾管40排出，因此，相比直接排出高温废气EG的结构相比，能够提高安全性并降低对环境(工作现场周边)的影响。

并且，如上所述，将废气EG的排出方向和空气AR的流出方向设为大致相同方向(图中箭头A1方向)。因此，废气EG与空气AR混合后的混合气体MG的流动方向也成为图中箭头A1方向，能够从外侧管60的外侧开口部64顺畅地向外部排出。

另外，仅想在排气尾管40内设置混合空间部80时，在外侧管60上设置外侧下游部62，但也可考虑构成为在内侧管50不设置内侧下游部52的情况。

但是，不设置内侧下游部52的结构中，从内侧上游部51向上方(箭头Z1方向)排出的废气EG与外侧下游部62冲撞，而将该行进方向变为下方(箭头Z2方向)。由此，该行进路线变更了的废气EG侵入到空气通路70内，并从空气吸入孔66放出到引擎室17内。由此，为了进行废气EG的适当的排气和冷却，需要设置内侧下游部52以及外侧下游部62双方。

以上，对本发明的优选实施例进行了详细说明，但本发明并不限于上述实施例，在权利要求记载的本发明的宗旨的范围内，能够进行各种变形及变更。

Claims (4)

1.一种施工机械，在排出废气的排出部上固定有在弯折部被弯折了的形状的排气尾管，其中，

该施工机械具有引擎和覆盖该引擎的引擎罩，

上述排气尾管具有：

内侧管，在上述引擎罩的内部，一端部通过紧固部件被固定于上述排出部，并且上述废气在内部流动；

外侧管，一端部经由上述内侧管被固定于上述排出部，并且另一端部为向外部开口的外侧开口部；和

通路，在上述引擎罩的内部固定有上述外侧管和上述内侧管，该通路是形成在上述内侧管与上述外侧管之间、从一端部即空气取入部取入的空气从另一端部即通路开口部流出的通路，

在上述弯折部与上述外侧开口部之间设置上述通路开口部，

构成为，从上述内侧管的另一端部排出的上述废气的排出方向与从上述通路开口部流出的空气的流出方向为大致相同方向，

上述通路开口部与上述外侧开口部之间形成的空间部中混合有上述废气和上述空气，

上述排气尾管未安装在上述引擎罩上而是直接固定在上述排出部。

2.如权利要求1所述的施工机械，其特征在于，

上述外侧管的与上述内侧管固定的固定部为漏斗形状。

3.如权利要求2所述的施工机械，其特征在于，

上述空气取入部为形成在上述固定部的漏斗形状部分的周面上的孔。

4.如权利要求3所述的施工机械，其特征在于，

上述外侧管的一端部通过整周焊接于上述内侧管而被固定。