JP2011063988A

JP2011063988A - 建設機械

Info

Publication number: JP2011063988A
Application number: JP2009215278A
Authority: JP
Inventors: Koji Yamashita; 耕治山下
Original assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2009-09-17
Filing date: 2009-09-17
Publication date: 2011-03-31

Abstract

【課題】液体還元剤タンクを、燃料タンクによって上方からの熱を遮断しながら、燃料と交じり合うおそれのない安全な状態で、かつ、高過ぎず低過ぎない適温下で設置する。
【解決手段】エンジンからの排ガス中の窒素酸化物を液体還元剤を用いて還元浄化する建設機械において、燃料を貯留する燃料タンク１５を側面から見て逆Ｌ字形に形成することによって、上面と後面が閉じた凹部２２を形成し、液体還元剤を貯留する液体還元剤タンク２１をこの凹部２２内に、凹部の上面によって上から覆われた状態で設置した。
【選択図】図４

Description

本発明は液体還元剤を用いて排ガス中の窒素酸化物(ＮＯｘ)を還元浄化するシステムを備えた建設機械に関するものである。

建設機械の排ガス浄化システムとして、マフラーに設けられた還元触媒の上流側に尿素水等の液体還元剤を供給し、還元反応を促進させる技術が公知である。

この液体還元剤は、低温では結晶化ないしは凍結し、高温では性能が劣化するため、一定温度範囲で保存する必要がある。

また、液体還元剤は液体還元剤タンクに貯留され、燃料の消費に応じた比率(たとえば燃料の数％)で消費されるため、通常、燃料補給と同じタイミングで補給される。従って、燃料と液体還元剤の補給能率を上げるために、液体還元剤タンクは燃料タンクの近くに設置するのが望ましい。

従来、このような観点で液体還元剤タンクを設置する技術として、特許文献１に、液体還元剤タンクを燃料タンク内に配置した技術(公知技術の１)が開示されている。

この公知技術の１によると、液体還元剤タンクを直射日光から保護することができる。

また、燃料タンクに貯留された多量の燃料で液体還元剤タンクを囲うため、液体還元剤の温度を燃料温度に近い適温に保つことができる。

一方、特許文献２には、液体還元剤タンクをアッパーフレームにおける貯油タンク(燃料タンクまたは作動油タンク)の真下に設置した技術(公知技術の２)が開示されている。

この公知技術の２によると、貯油タンクによって液体還元剤タンクを直射日光から保護できるとともに、フレーム下の空間を液体還元剤タンクの設置空間として利用することでスペース効率を上げることができる。

特開２００３−２０９３６号公報特開２００８−２４０６７７号公報

しかし、公知技術の１によると、弊害として、液体還元剤タンクの材料劣化や、同タンクを製缶で作る場合の腐食、溶接不良等によって液体還元剤が燃料内に漏れ出る危険性、及び液体還元剤の補給時に液体還元剤が燃料中に侵入する危険性がある。

一方、アッパーフレーム下に液体還元剤タンクを設置する公知技術の２によると、液体還元剤の補給を含めたメンテナンスが面倒となるとともに、同タンクの大半が外部に露出し、外気にさらされるため、寒冷時に液体還元剤が凍結ないしは結晶化するおそれがある。

なお、この問題を解消するために液体還元剤タンクを下から覆う専用カバーを付加すると、コストアップするとともに、メンテナンスがさらに面倒となる等の弊害が生じるため、実用的でない。

そこで本発明は、液体還元剤タンクを、燃料タンクによって上方からの熱を遮断しながら、燃料と交じり合うおそれのない安全な状態で、かつ、高過ぎず低過ぎない適温下で設置することができる建設機械を提供するものである。

請求項１の発明は、エンジンに供給される燃料を貯留する燃料タンクと、液体還元剤を貯留する液体還元剤タンクとを備え、上記エンジンからの排ガス中の窒素酸化物を上記液体還元剤タンク内の液体還元剤を用いて還元浄化するように構成された建設機械において、上記燃料タンクに凹部を、上面と、水平方向の少なくとも一面が閉じた状態で形成し、上記液体還元剤タンクを上記凹部内に、この凹部の上面によって上から覆われた状態で設置したものである。

請求項２の発明は、請求項１の構成において、上記燃料タンクを側面または正面から見て逆Ｌ字形に形成することによって、上面と、前後または左右方向の一面が閉じた凹部を形成したものである。

請求項３の発明は、請求項２の構成において、上記燃料タンクにおける上記凹部の前後または左右の開放側の面に、外部熱の遮断と燃料タンクの支えを兼ねた板材を設けたものである。

請求項４の発明は、請求項１の構成において、上記燃料タンクを側面または正面から見て門形に形成することによって、上面と、前後または左右方向の両面が閉じた凹部を形成したものである。

請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれかの構成において、上記燃料タンクにおける上記凹部の上方部分に、上記液体還元剤タンクの補給口を燃料タンクの上面またはその近傍まで延長させるための切欠を設けたものである。

本発明によると、燃料タンクに凹部を、上面と、水平方向の少なくとも一面(請求項２，３では上面と前後または左右方向の一面、請求項４では上面と前後または左右方向の両面)が閉じた状態で形成し、液体還元剤タンクをこの凹部内に、凹部の上面によって上から覆われた状態で設置したから、液体還元剤タンクを直射日光から保護することができる。

しかも、液体還元剤タンクは燃料タンク外に設置しているため、液体還元剤が燃料と交じり合うおそれがない。

また、液体還元剤タンクを、凹部を形成する燃料タンクの複数の面で覆うため、いいかえれば燃料タンクに貯留された多量の燃料の温度影響を受ける状態で設置するため、液体還元剤を燃料温度に近い温度に保つことができる。

すなわち、液体還元剤を高過ぎず低過ぎず、低温化による結晶化ないし凍結や、高温化による性能劣化を招かない適温下で保存することができる。

また、燃料タンクを逆Ｌ字形に形成することによって凹部を形成した請求項２，３の発明によると、液体還元剤タンクを燃料タンクに対して水平三方向に出し入れできるため、同タンクを出し入れして液体還元剤を補給する場合に、出し入れまたは補給し易い方向を選択できることで補給作業に有利となる。

この場合、請求項３の発明によると、凹部の前後または左右の開放側の面に燃料タンクの支えとなる板材を設けたから、燃料タンクを逆Ｌ字形に形成しながら同タンクを安定良く設置することができる。

しかも、この板材は外部熱を遮断する遮熱板を兼ねるため、燃料タンク及び液体還元剤タンクをコントロールバルブ等の発熱機器からの熱を受ける状況で設置する場合に、遮熱作用によって液体還元剤の温度上昇を防止することができる。

一方、燃料タンクを側面または正面から見て門形に形成することによって凹部を形成した請求項４の発明によると、液体還元剤タンクの三面を燃料タンクで覆うことができるため、液体還元剤の温度を燃料温度に近づける点の効果が高いものとなる。

請求項５の発明によると、燃料タンクにおける凹部の上方部分に、液体還元剤タンクの補給口を燃料タンクの上面またはその近傍まで延長させるための切欠を設けたから、いいかえれば補給口を燃料タンク上面とほぼ同じ高さ位置まで上げることができるため、液体還元剤の補給作業が容易となる。

本発明の基本実施形態に係るショベルの一部を切り欠いた概略側面図である。同ショベルの一部を切り欠いた概略平面図である。同ショベルの上部旋回体の斜視図である。液体還元剤タンク、燃料タンク、作動油タンク、コントロールバルブの配置を示す拡大斜視図である。同拡大側断面図である。同拡大水平断面図である。 (ａ)〜(ｄ)は他の実施形態に係る燃料タンク及び液体還元剤タンクの斜視図である。

本発明の実施形態を図によって説明する。

実施形態はショベルを適用対象としている。

第１実施形態
(Ｉ) 基本構成
ショベルは、図１〜図３に示すように、クローラ式の下部走行体１上に上部旋回体２が、地面に対して鉛直となる縦軸まわりに旋回自在に搭載され、この上部旋回体２の前部に、ブーム３、アーム４、バケット５を備えた作業アタッチメント６が取付けられて構成される。

上部旋回体２には、ベースとなるアッパーフレーム７の前部左側にキャビン８、後端部にカウンタウェイト９がそれぞれ設けられるとともに、後部(カウンタウェイト９の前方)にエンジンルーム１０が設けられている。

このエンジンルーム１０には、動力源としてのエンジン１１と、エンジンまわりの機器類(油圧ポンプ１２や図示しない熱交換器等)が左右方向に設置されている。

なお、この明細書において、「前後」「左右」はキャビン８内に着座したオペレータから見た方向性をいう。

エンジンルーム１０の上面部にはボンネット１３が後側を支点として開閉自在に設けられ、このボンネット１３を開いてエンジンルーム上面側からのエンジン１１その他に対するメンテナンスが行われる。

エンジンルーム前方の右側には、エンジンルーム１０に近い位置に作動油タンク１４と燃料タンク１５が左右に並んで、かつ、燃料タンク１５が機械右側面の一部を形成する状態で設けられるとともに、この両タンク１４，１５の前方に機器室１６が形成されている。

この機器室１６は、作動油、燃料両タンク１４，１５によって後面側が、フロントカバー１７によって上面、前面及び左右両側面がそれぞれ覆われて、周囲が囲われた状態で形成され、この機器室１６の前部(作動油、燃料両タンク１４，１５の前方)に、油圧アクチュエータの作動を制御するコントロールバルブ１８が設けられている。

なお、フロントカバー１７は、後端側が燃料、作動油両タンク１４，１５の前面に接して、コントロールバルブ１８のみをカバーする状態(両タンク１４，１５はカバーしない)状態で設けられている。

また、フロントカバー１７の上面側には、エンジン等のメンテナンス時に作業者が機械前方からエンジンルーム上方にアクセスするための通路としての後上がりの昇降階段、右側面には機器室１６を開閉する扉がそれぞれ設けられるが、ここでは図示省略している。

図２中、１９は作業アタッチメント６を構成するブーム３の起伏支点となるブームフットピン、図２，３中、２０はエンジンルーム１０内の高温空気を外部に排出する排気ダクトである。

(ＩＩ) 液体還元剤タンク２１の設置に関する構成
燃料タンク１５は、図示のように前面下側部分が後方に凹んだ、側面から見て逆Ｌ字形に形成されている。

これにより、燃料タンク１５の前面下部に、上面と後面が閉じた(前面と左右両側面が開放した)凹部２２が形成され、液体還元剤タンク２１がこの凹部２２内でアッパーフレーム７上に設置されている。

すなわち、液体還元剤タンク２１は、凹部２２の上面２２ａ(図４，５のみに符号を付している)によって上から覆われた状態で設置されている。

図３〜図６中、１５ａは燃料タンク１５の上面に設けられた給油口、２１ａは液体還元剤タンク２１の上面に設けられた液体還元剤の補給口である。

この構成によると、液体還元剤タンク２１を、燃料タンク１５によって直射日光から保護し、直射日光による液体還元剤の温度上昇を防止することができる。

しかも、液体還元剤タンク２１は燃料タンク１５の外部に設置しているため、公知技術の１のように液体還元剤が燃料と交じり合うおそれがない。

また、液体還元剤タンク２１を、凹部２２の上面と後面で覆うため、いいかえれば燃料タンク１５に貯留された多量の燃料の温度影響を受ける状態で設置するため、液体還元剤を燃料温度に近い温度に保つことができる。

また、燃料タンクを逆Ｌ字形に形成することによって凹部２２を形成したから、液体還元剤タンク２１を燃料タンク１５に対して左右両側方と前方の三方向に出し入れすることが可能となる。

このため、同タンク２１を出し入れして液体還元剤を補給する場合に、出し入れまたは補給し易い方向を選択できることで補給作業に有利となる。

第２〜第５実施形態(図７参照)
(１) 第１実施形態では、燃料タンク１５の凹部２２が機器室１６内に連通し、液体還元剤タンク２１がコントロールバルブ１８と実質的に同じ空間に設置されるため、同タンク２１がコントロールバルブ１８からの熱を受けることとなる。

このため、とくに夏場のように周囲温度が高い状況でコントロールバルブ熱を受けることで液体還元剤が適温以上に温度上昇するおそれがある。

また、燃料タンク１５が逆Ｌ字形のため、重量バランスが悪くなるおそれもある。

図７(ａ)に示す第２実施形態では、この点の対策として、燃料タンク１５における凹部２２の前面に、コントロールバルブ熱の遮断と燃料タンク１５の支えを兼ねる板材２３が、凹部前面を閉塞しかつ下端がアッパーフレーム７に接触する状態で設けられている。

この構成とすれば、板材２３の支持脚機能によって燃料タンク１５を安定良く設置できるとともに、板材２３でコントロールバルブ熱を遮断して液体還元剤の温度上昇を防止することができる。

第１、第２両実施形態では、液体還元剤タンク２１の補給口２１ａが凹部上面２２ａで覆われているため、液体還元剤の補給時に同タンク２１を凹部２２に対して出し入れする手間を要する。

図７(ｂ)に示す第３実施形態では、この点の対策として、燃料タンク１５における凹部２２の上方部分(タンク前面上側部分の補給口２１ａに臨む部分)に切欠２４が上下に貫通して設けられ、補給口２１ａが、この切欠２４を通って燃料タンク１５の上面またはその近傍に達するまで上向きに延長形成されている。

こうすれば、補給口２１ａを燃料タンク１５の給油口１５ａまたはそれに近い高さまで上げることができるため、液体還元剤タンク２１を凹部２２内に設置したまま上方から液体還元剤を補給することができる。このため、補給作業が簡単となる。

ここで、液体還元剤をポリタンク等の容器から液体還元剤タンク２１に移し替える場合に、容器重量を燃料タンク１５の上面に預けた状態での補給が可能となるため、補給作業がより簡単となる。

図７(ｃ)に示す第４実施形態では、燃料タンク１５の凹部２２に関する他の構成例として、燃料タンク１５の前面右側下部に凹部２２が形成されている。

また、図７(ｄ)に示す第５実施形態では、燃料タンク１５を側面から見て門形に形成することにより、上面と前後両側面が閉じた凹部２２が形成されている。

この第５実施形態によると、液体還元剤タンク２１の上面と前後両側面の三面を燃料タンク１５で覆うことができるため、液体還元剤の温度を燃料温度に近づける点の効果が高いものとなる。

その他の実施形態
(１) 図１〜図６に示す第１実施形態、及び図７(ａ)(ｂ)に示す第２、第３実施形態において、燃料タンク１５の後面下部に凹部２２を形成してもよいし、燃料タンク１５を正面から見て逆Ｌ字形に形成して左側面または右側面の下部に凹部２２を形成してもよい。

(２) 図７(ｃ)に示す第４実施形態のバリエーションとして、燃料タンク１５の凹部２２を前面左側下部、または後面の左側もしくは右側下部に形成してもよい。

(３) 図７(ｄ)に示す第５実施形態のバリエーションとして、燃料タンク１５を正面から見て門形に形成してもよい。

(４) 液体還元剤タンク２１の補給口２１ａをたとえば蛇腹状として伸縮自在に構成し、液体還元剤の補給時にこれを補給し易い位置まで伸ばすように構成してもよい。

(５) 本発明はショベルに限らず、ショベルを母体として構成される解体機や破砕機等の他の建設機械にも上記同様に適用することができる。

１１エンジン
１５燃料タンク
１５ａ給油口
２１液体還元剤タンク
２１ａ補給口
２２燃料タンクの凹部
２２ａ凹部の上面
２３遮熱と燃料タンクの支えを兼ねる板材
２４切欠

Claims

エンジンに供給される燃料を貯留する燃料タンクと、液体還元剤を貯留する液体還元剤タンクとを備え、上記エンジンからの排ガス中の窒素酸化物を上記液体還元剤タンク内の液体還元剤を用いて還元浄化するように構成された建設機械において、上記燃料タンクに凹部を、上面と、水平方向の少なくとも一面が閉じた状態で形成し、上記液体還元剤タンクを上記凹部内に、この凹部の上面によって上から覆われた状態で設置したことを特徴とする建設機械。
上記燃料タンクを側面または正面から見て逆Ｌ字形に形成することによって、上面と、前後または左右方向の一面が閉じた凹部を形成したことを特徴とする請求項１記載の建設機械。
上記燃料タンクにおける上記凹部の前後または左右の開放側の面に、外部熱の遮断と燃料タンクの支えを兼ねた板材を設けたことを特徴とする請求項２記載の建設機械。
上記燃料タンクを側面または正面から見て門形に形成することによって、上面と、前後または左右方向の両面が閉じた凹部を形成したことを特徴とする請求項１記載の建設機械。
上記燃料タンクにおける上記凹部の上方部分に、上記液体還元剤タンクの補給口を燃料タンクの上面またはその近傍まで延長させるための切欠を設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の建設機械。