CN105593483A - 机器主体和作业机器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种能够冷却废气处理装置中需要被冷却的部分的节省空间的低价机器。废气处理装置(22)包括：注射器(29)，其注射作为液体还原剂的尿素水溶液，尿素水溶液通过尿素水溶液软管(34)从还原剂供应源供应，尿素水溶液软管(34)用作还原剂供应管道；NOx传感器(30)，其检测废气中的氮氧化物的浓度；以及空气导管(35)，其包括入口侧开口(42)和出口侧开口(53)，利用从机房(19)的外部引入的冷却空气来冷却尿素水溶液软管(34)中的尿素水溶液、NOx传感器(30)或注射器(29)的至少一者。在机房(19)的外部开启的通风开口(26)与空气导管(35)的入口侧开口(42)连通，并且利用在废气流周围形成的负压通过布置在废气管道通道(24)中的喷射器(51)将空气导管(35)中的空气从空气导管(35)的出口侧开口(53)强制排出。

Description

机器主体和作业机器
技术领域
本发明涉及机器主体和作业机器，两者特征均在于用于废气净化设备的冷却结构。
背景技术
用于柴油发动机的废气净化设备包括注射还原剂(DEF：柴油机排气处理液；通常为尿素水溶液)的注射器和氮氧化物传感器(NOx传感器)。
一般而言，废气净化设备安装在排气管线中。热的废气流经排气管线，以及因此排气管线和废气净化设备会变热。
当废气净化设备变热时，在废气净化设备中安装的注射器和NOx传感器也暴露于高温。而且，还原剂供应管道(通常为尿素水溶液软管)部分地暴露于高温，通过该还原剂供应管道将还原剂供应至注射器。当尿素水溶液软管、NOx传感器、或注射器长时间暴露于高温时，它们的耐用性出于结构的原因会遭受损坏，且位于尿素水溶液软管里的尿素水溶液的温度会升高而会影响尿素水溶液的还原效果。
在例如汽车的行驶车辆中，在行驶过程中，当注射器暴露于外界空气时或当凉的还原剂流进注射器时，注射器可以被冷却，但是冷却效果仍然是不充分的。针对这样一种情况，提出了一种技术，其涉及给予注射器的制冷剂(例如冷却水)的循环供给(例如参见专利文件1)。
还提出了另外一种技术，其涉及通过基于用于发动机废气的喷射器效果的废气净化设备的壳体室引入冷却空气(例如参见专利文件2)。
专利文件1：日本专利申请公开号H9-96212
专利文件2：日本专利申请公开号2003-41627
专利文件1需要专用的冷却水回路，制冷剂(例如冷却水)通过该回路围绕注射器的外围流动。这样一种冷却水回路属于大规模的、昂贵的冷却设备。
专利文件2使用了一种结构，在该结构中，冷却空气通过用于废气净化设备的壳体室被引入，且因此需要大规模的隔离室。这样会不利地导致需要较大安装空间。
考虑到这些问题，本发明的目的在于提供一种机器主体和作业机器，其只需要低成本和较小空间，且其允许废气净化设备的所需部分被单独地冷却。
发明内容
如权利要求1所述的发明为机器主体，其包括：机房；发动机，其安装在该机房里；排气管线，其来自发动机的废气通过该排气管线排放；废气净化设备，其设置在该排气管线上，用于对废气中的氮氧化物执行还原处理；以及还原剂供应设备，其通过还原剂供应管道将液体还原剂供应至废气净化设备。其中，所述废气净化设备包括：注射器，其用于注射液体还原剂，该液体还原剂通过还原剂供应设备经由还原剂供应管道供应；氮氧化物传感器，其用于检测废气中的氮氧化物浓度；安装的空气通道主体，以使得能够围绕还原剂供应管道的一部分、氮氧化物传感器的一部分和注射器的一部分中的至少一者，以允许还原剂供应管道中的液体还原剂、氮氧化物传感器和注射器中的至少一者通过使用来自机房外部的冷却空气被冷却；空气通道主体，其包括入口侧开口和出口侧开口；外部空气入口，其与空气通道主体的入口侧开口相连通且朝向机房的外部开启；以及喷射器，其设置在排气管线上以通过利用在废气流周围形成的负压经由空气通道主体的出口侧开口强制地排放位于空气通道主体内的气体。
如权利要求2所述的发明为作业机器，其包括如权利要求1中所述的机器主体和在该机器主体上安装的作业设备。
如权利要求1所述的发明提供了一种结构，其中空气通道主体的入口侧开口与机房外部的外部空气入口相连通，且其中在排气管线上设置的喷射器利用在废气流周围形成的负压将空气通道主体内的空气经由空气通道主体的出口侧开口吸入至位于废气管线中的废气流中，允许空气被强制地排放。因此，当发动机被驱动以排放废气时，外部空气被不断地引入至空气通道主体以使得能够有效地冷却位于还原剂供应管道内的液体还原剂、氮氧化物传感器和注射器中的至少一者。因此，通过使用低成本的导管结构而无需专门的冷却水管线或泵能够实现冷却效果。此外，空气通道主体可以局部地围绕冷却目标区域来被安装，这样实现节省空间。
如权利要求2所述的发明可以提供一种用于作业机器的低价的冷却装置，其在固定的位置执行操作，该冷却装置实现对位于还原剂供应管道内的液体还原剂、氮氧化物传感器和注射器中的至少一者进行有效冷却。
附图说明
图1是示出了根据本发明的机器主体内的机房的实施例的平面示意图。
图2是示出了机器主体内的废气净化设备以及废气净化设备的外围部分的透视图。
图3是仅示出了机器主体内的废气净化设备的外围部分的透视图。
图4是示出了包括机器主体的工作机器的前视图。
具体实施方式
以下将基于在图1-4中示出的实施例来描述本发明。
如图4所示，如同液压挖掘机的工作机器10具有机器主体11，该机器主体11包括下部行驶主体12和安装在下部行驶主体12上的上部回转主体13使得其能够回转。如同铲斗的工作设备14被安装在机器主体11的上部回转主体13上。
在上部回转主体13上，设有操作员座位的驾驶室15和在其中容纳有工具和类似装置的储存箱16都设置在工作设备14所安装的区域内。燃料箱17和液压油箱18设置在储存箱16的后面。机房(发动机室)19安装在回转轴承部分后面的上部回转主体13上。配重20进一步安装在机房19的后面。
如图1所示，发动机21安装在机房19内。冷却风机21f位于发动机21的一侧以将从外界吸入的冷却空气吹向冷却组件，该冷却组件包括散热器、油冷却器等等(图中未示出)以冷却该冷却组件。废气净化设备22位于发动机21的另一侧上以在发动机21的废气系统上执行废气净化处理。
回看图4，发动机罩23设置在机房19的顶部以便可以打开和关闭。排气管线24的尖端从发动机罩23突出，从发动机21排放的废气通过排气管线24排放。此外，侧门25设置在机房19的外侧表面侧以便可以打开和关闭。作为外部空气进入口的通风口26形成于侧门25的上部，并向机房19的外侧开启。
如图1和图2所示，在废气净化设备22中，经由作为排气管线24的起始点的连接装置21e，发动机21的废气开口被连接至黑色废气清除设备(柴油机颗粒过滤器)27的端部27a，黑色废气清除设备27将包含在从发动机21排放的废气中的黑色废气清除。设置在黑色废气清除设备27的端部27a的相对端部处的管连接部分27b经由管28a被连接至氮氧化物还原设备(选择性催化还原)28的相对端部28b，氮氧化物还原设备28执行废气中氮氧化物的还原处理的。排气管线24的其余部分被连接至设置在氮氧化物还原设备28的相对于相对端部28b的端部处的管连接部分28c。
注射器29附接至黑色废气清除设备27的管连接部分27b以将液体还原剂(例如尿素水溶液)注射向管28a，经由这样的设置，黑色废气清除设备27和氮氧化物还原设备28相互彼此连通。NOx传感器30位于注射器29附近并作为检测废气中氮氧化物(NOx)浓度的氮氧化物传感器。
NOx传感器30包括设置在黑色废气清除设备27的管连接部分27b内的上游侧NOx传感器主体30a、设置在氮氧化物还原设备28的管连接部分28c内的下游侧NOx传感器主体30b、连接至上游侧NOx传感器主体30a的控制箱30A以及连接至下游侧NOx传感器主体30b的控制箱30B。
还原剂供应设备31相对于注射器29设置，且该还原剂供应设备31将液体还原剂，例如来自如图4所示的位于不受发动机21热影响的位置的储存箱16内的尿素水溶液，馈送至氮氧化物还原设备28。
如图4所示，还原剂供应设备31包括液体还原剂箱32、液体还原剂泵33和尿素水溶液软管34，该液体还原剂箱32安装在储存箱16内且在该液体还原剂箱32内储存有液体还原剂，该液体还原剂泵33作为用于泵送和喷射液体还原剂箱32内的液体还原剂的液体还原剂供应源，该尿素水溶液软管34作为还原剂供应管被设置成通过机器主体11内的管路从液体还原剂泵33延伸至注射器29以用于液体还原剂的注射。空气通道主体35被设置以便包围尿素水溶液软管34的尖端的部分。
如图1所示，以下容纳在空气通道主体35内：注射器29的一部分、NOx传感器30的一部分以及尿素水溶液软管34的一部分，其中尿素水溶液软管34中的作为液体还原剂的尿素水溶液有可能受到废气净化设备22的热影响。
如图2和图3所示，空气通道主体35的形状像固定安装在板41上的箱子。入口侧开口42在空气通道主体35的底侧表面形成并连接至吸入导管43，并且与吸入导管43连通。经由在上部板44和下部板45之间形成的且具有U形横截面的拐角通道46，吸入导管43与在板41和板44之间形成的且具有U形横截面的开口47连通。开口47形成为朝向侧门25内的通风口26。当冷却空气从机房19外侧被获取进入空气通道主体35时，通风口26作为入口。
拐角通道46具有在拐角通道46的外部的开放表面，其通过机器盖或与机器盖相关的构件被封闭以形成导管。吸入导管43和拐角通道46形成导管状的空气通道43和46。废气净化设备22通过使用安装板48被固定安装在板44上。
如图2所示，排气管线24在水平方向上从氮氧化物还原设备28的管连接部分28c被临时抽出，并随后斜向上传送。喷射器51设置在排气管线24的中间。在喷射器51的外侧表面形成的进气口52经由吸入管54与在空气通道主体35的上端表面部分形成的出口侧开口53相连通。通过空气通道主体35的出口侧开口53，喷射器51利用在废气流周围形成的负压以强制吸入空气通道主体35内的空气。
如图2和图3所示，壁体55在板44上设置并以L形布置以便密封废气净化设备22的外侧。使尿素水溶液软管34通过用在壁体55的外侧表面设置的挂钩56和在板44上安装的配件57沿壁体55设置。此外，尿素水溶液软管34通过在板44的一部分切断的管引入入口部分58被吸入至拐角通道46，并随后通过吸入导管43被插入空气通道主体35，并进一步被连接至注射器29。
位于连接至NOx传感器30的控制箱30A和30B的空气通道主体35内的接线经由吸入导管43等被连接至在机器主体11内安装的控制器(图中未示出)以控制液体还原剂泵33。
现在，将描述图1至图4中示出的实施例的效果。
还原剂供应设备31通过使用液体还原剂泵33向上泵送位于储存箱16内的液体还原剂箱32内的尿素水溶液，并通过尿素水溶液软管34将尿素水溶液馈送至位于机房19内的废气净化设备22。注射器29随后将尿素水溶液注射至连接到氮氧化物还原设备28的上游侧的管28a中。
在此时，壁体55、拐角通道46、吸入导管43以及空气通道主体35用作隔热结构，该隔热结构阻断了由废气净化设备22辐射的热以保护尿素水溶液软管34免受热。此外，通过空气通道主体35的出口侧开口53，在排气管线24内设置的喷射器51利用在废气流周围形成的负压来将空气通道主体35内的空气吸入至位于排气管线24内的废气流中，从而允许空气被强制排放到外部。因此，经由开口47、拐角通道46、和吸入导管43，机器主体11外侧的冷却外部空气通过作为侧门25的外部空气入口的通风口26可以被吸入至空气通道主体35内。
因此，当发动机21在运行时，空气通道主体35被外部冷却空气内部地冷却，从而使得能够冷却位于在空气通道主体35内安装的尿素水溶液软管34内的尿素水溶液、NOx传感器30以及注射器29。
因此，空气通道主体35的入口侧开口42与机房外侧的通风口26连通，以及通过空气通道主体35的出口侧开口53，在排气管线24内设置的喷射器51利用在废气流周围形成的负压来将空气通道主体35内的空气吸入至位于排气管线24内的废气流中，从而允许空气被强制排放到外部。因此，当发动机21被驱动以排放废气时，外部空气被不断地引入至空气通道主体35内以使得能够有效地冷却暴露在废气净化设备22的高温下的位于尿素水溶液软管34内的尿素水溶液、NOx传感器30、和注射器29。因此，通过使用低成本的导管结构而无需专门的冷却水管线或泵能够实现冷却效果。此外，空气通道主体35可以安装成局部地围绕尿素水溶液软管34的一部分、NOx传感器30的一部分、和注射器29的一部分，即冷却目标区域，从而实现节省空间。
此外，可以提供一种用于作业机器的便宜的冷却装置，其在固定的位置执行操作，该冷却装置实现有效地冷却暴露在废气净化设备22的高温下的位于尿素水溶液软管34内的尿素水溶液、NOx传感器30、和注射器29。
空气通道主体35不限于图2和图3中所示的盒状形状。从入口侧开口42到出口侧开口53的空气通道主体35的一部分可以成形为类似导管，以使得尿素水溶液软管34的暴露在高温下的部分、NOx传感器30以及注射器29的一部分能够布置在该导管中。这种结构起到了类似的效果。
此外，空气通道主体35实现冷却位于尿素水溶液软管34内的尿素水溶液、NOx传感器30以及注射器29。然而，空气通道主体35可被安装成包围以下部件中的一者或两者：尿素水溶液软管34的一部分、NOx传感器30的一部分以及注射器29的一部分，以实现通过利用从外部获得的冷却空气将该一个或两个部件冷却。
工业实用性
本发明对于涉及制造以排气净化设备的冷却结构为特征的机器主体以及作业机器的制造是可用的。
附图标记说明
10作业机器
11机器主体
14作业设备
19机房
21发动机
22废气净化设备
24排气管线
26作为外部空气入口的通风口
29注射器
30作为氮氧化物传感器的NOx传感器
31还原剂供应设备
34作为还原剂供应管的尿素水溶液软管
35空气通道主体
42入口侧开口
51喷射器
53出口侧开口。

Claims (2)

1.一种机器主体，其包括：
机房；
发动机，其安装在所述机房内；
排气管线，来自所述发动机的废气通过所述排气管线被排放；
废气净化设备，其设置在所述排气管线中用于对所述废气中的氮氧化物执行还原处理；以及
还原剂供应设备，其通过还原剂供应管道将液体还原剂供应至所述废气净化设备，
其中所述废气净化设备包括：
注射器，其通过所述还原剂供应管道注射由所述还原剂供应设备供应的所述液体还原剂；
氮氧化物传感器，其检测所述废气中的所述氮氧化物的浓度；
空气通道主体，其被安装成包围所述还原剂供应管道的一部分、所述氮氧化物传感器的一部分以及所述注射器的一部分中的至少一者，以允许利用从所述机房的外部获得的冷却空气来冷却位于所述还原剂供应管道内的所述液体还原剂、所述氮氧化物传感器以及所述注射器中的至少一者，所述空气通道主体包括入口侧开口和出口侧开口；
外部空气入口，其与所述空气通道主体的所述入口侧开口连通且朝向所述机房的所述外部开启；以及
喷射器，其设置在所述排气管线中，并通过利用在废气流周围形成的负压通过所述空气通道主体的所述出口侧开口将所述空气通道主体中的空气强制相放出。
2.一种作业机器，其包括：
根据权利要求1所述的机器主体；以及
安装在所述机器主体上的作业设备。
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