JP2011064133A - Construction machine - Google Patents
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Abstract
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。 The present invention relates to a construction machine equipped with a system for reducing and purifying nitrogen oxide (NOx) in exhaust gas using a liquid reducing agent.
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。 As an exhaust gas purification system for construction machinery, a technique for promoting a reduction reaction by supplying a liquid reducing agent such as urea water to the upstream side of a reduction catalyst provided in a muffler is known.
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。 Since this liquid reducing agent crystallizes or freezes at low temperatures and deteriorates at high temperatures, it must be stored in a certain temperature range.
この液体還元剤を貯留する液体還元剤タンクの設置位置に関して、同タンクを燃料タンクの近くで、上部旋回体に設けられた開閉自在な工具類収納箱内に設置した技術(特許文献1参照。公知技術の1)、及び同タンクをエンジンルーム内や、発熱する油圧機器の近く、キャビン内等の保温効果のある位置に設置した技術(特許文献2参照。公知技術の2)が提案されている。
With regard to the installation position of the liquid reducing agent tank for storing the liquid reducing agent, a technique in which the tank is installed in an openable and closable tool storage box provided in the upper swing body near the fuel tank (see Patent Document 1). A known technique 1) and a technique in which the tank is installed in an engine room, near a heat generating hydraulic device, in a cabin or the like (see
しかし、公知技術の1,2によると、いずれも液体還元剤タンクを設置するための専用スペースが必要となるため、とくにスペースに余裕のない小型の建設機械では機器レイアウトの変更や、機器サイズの縮小を強いられるという問題があった。
However, according to the
加えて、公知技術の1では、さほど高温化しない燃料タンクからの輻射熱のみを加温の熱源とするため、加温効果が殆ど得られず、寒冷時に液体還元剤が凍結するおそれがある。 In addition, in the prior art 1, since only the radiant heat from the fuel tank that does not increase so much is used as a heat source for heating, the heating effect is hardly obtained, and the liquid reducing agent may be frozen at the time of cold.
そこで本発明は、液体還元剤タンクのための専用の設置スペースを確保する必要がなく、しかも同タンクを、液体還元剤の凍結等のおそれの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。 Accordingly, the present invention provides a construction machine that does not require a dedicated installation space for the liquid reducing agent tank and that can be installed at an appropriate temperature without fear of freezing of the liquid reducing agent. To do.
請求項1の発明は、エンジンが収容されたエンジンルームと、このエンジンルーム内の空気を外部に排出する排気ダクトと、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、上記液体還元剤タンクを上記排気ダクト内に、同ダクトにより直射日光が遮断され、かつ、上記エンジンルーム内の空気を外部に排出するための排気通路が同ダクト内に確保される状態で設けたものである。 The invention according to claim 1 includes an engine room in which the engine is housed, an exhaust duct for discharging the air in the engine room to the outside, and a liquid reducing agent tank for storing the liquid reducing agent, and exhaust gas from the engine In a construction machine configured to reduce and purify nitrogen oxides in the liquid reductant tank using the liquid reductant in the liquid reductant tank, the liquid reductant tank is blocked from the direct sunlight by the duct in the exhaust duct. In addition, an exhaust passage for exhausting the air in the engine room to the outside is provided in a state where it is secured in the duct.
請求項2の発明は、請求項1の構成において、上記液体還元剤タンクは上面に液体還元剤の補給口を備え、液体還元剤タンクを、この補給口が上記排気ダクトの上面部に近接する状態で同ダクト内に設けるとともに、排気ダクトの上面部における上記補給口に対面する部分に、外部から液体還元剤を補給するための開閉蓋を設けたものである。 According to a second aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect, the liquid reducing agent tank includes a liquid reducing agent supply port on an upper surface, and the liquid reducing agent tank is close to the upper surface portion of the exhaust duct. In addition to being provided in the same duct in the state, an opening / closing lid for replenishing the liquid reducing agent from the outside is provided in a portion facing the replenishing port in the upper surface portion of the exhaust duct.
請求項3の発明は、請求項1または2の構成において、上記排気ダクト内における排気の流れと直交する方向の片側を上記排気通路として、反対側に液体還元剤タンクを設けたものである。 According to a third aspect of the present invention, in the configuration of the first or second aspect, a liquid reducing agent tank is provided on the opposite side with the one side in a direction perpendicular to the flow of exhaust gas in the exhaust duct as the exhaust passage.
請求項4の発明は、請求項1〜3のいずれかの構成において、上記排気通路と液体還元剤タンクの境目に、排気通路を通る排気と液体還元剤タンクの接触面積を制限する仕切り板を排気の流れに沿って設けたものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the configuration according to any one of the first to third aspects, a partition plate that restricts a contact area between the exhaust gas passing through the exhaust passage and the liquid reducing agent tank at a boundary between the exhaust passage and the liquid reducing agent tank. It is provided along the flow of exhaust.
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、上記エンジンルーム内の空気を排気ダクト内の排気通路に導くガイド部材を、上記エンジンルーム内に発生した音が直接上記排気ダクト内を通って先端開口から外部に抜けることを阻止する遮蔽部材を兼ねる状態で設けたものである。 According to a fifth aspect of the present invention, in the configuration according to any one of the first to fourth aspects, the guide member that guides the air in the engine room to the exhaust passage in the exhaust duct is directly connected to the sound generated in the engine room. It is provided in a state where it also serves as a shielding member for preventing it from passing through the duct and exiting from the tip opening.
本発明によると、エンジンルームから外部への空気の通り道として元々設けられている排気ダクト内に液体還元剤タンクを設置するため、同タンクを設置するための新たな専用スペースが不要となる。 According to the present invention, since the liquid reducing agent tank is installed in the exhaust duct originally provided as a passage for air from the engine room to the outside, a new dedicated space for installing the tank becomes unnecessary.
従って、とくに小型の建設機械において、機器レイアウトの変更や機器サイズの縮小を強いられるという弊害が生じない。 Therefore, particularly in a small construction machine, there is no adverse effect of being forced to change the device layout or reduce the device size.
また、液体還元剤タンクを、
(A) 排気ダクトによって直射日光から保護し、
(B) エンジンルームから排出される、やや高温の空気によって加温される
状態で設置するため、液体還元剤を高過ぎず、低過ぎず、かつ、変化の少ない良好な温度環境で貯留することができる。
Also, the liquid reducing agent tank
(A) Protect from direct sunlight by exhaust duct,
(B) Because it is installed in a state where it is heated by slightly hot air discharged from the engine room, the liquid reducing agent should not be too high, too low, and stored in a favorable temperature environment with little change. Can do.
すなわち、液体還元剤の過熱(性能劣化)、及び寒冷時の凍結を確実に防止することができる。 That is, overheating (deterioration of performance) of the liquid reducing agent and freezing when cold can be reliably prevented.
また、ダクト内に隠蔽設置するため、異物との接触によるタンクの破損を防止し、風化等によるタンクの劣化を抑えることができるとともに、ダクト上面をメンテナンス作業時の足場として利用する場合に、補給口を含めてタンクが障害とならない。 In addition, since it is concealed in the duct, tank damage due to contact with foreign objects can be prevented, deterioration of the tank due to weathering, etc. can be suppressed, and replenishment when the top surface of the duct is used as a scaffold during maintenance work The tank including the mouth does not become an obstacle.
請求項2の発明によると、液体還元剤タンクの補給口をダクト上面部に近接させるとともに、この補給口に対面するダクト部分に補給用の開閉蓋を設けたから、液体還元剤を外部から容易に補給することができる。
According to the invention of
ここで、ポリタンク等の補給容器で液体還元剤を補給する場合、ダクト上面を足場として、かつ、容器重量をダクト上面に預けた状態で補給できるため、補給作業がさらに容易となる。 Here, when the liquid reducing agent is replenished with a replenishing container such as a polytank, the replenishing operation is further facilitated since the replenishing operation can be performed with the duct upper surface as a scaffold and the container weight left on the duct upper surface.
ところで、機械が長時間連続して稼動すると、エンジンルームからの排気温度も上がるため、とくに夏場は液体還元剤が必要以上に温度上昇する可能性がある。 By the way, if the machine is operated continuously for a long time, the exhaust temperature from the engine room also rises, so the temperature of the liquid reducing agent may rise more than necessary particularly in summer.
この点、請求項3,4の発明によると、排気ダクト内における排気の流れと直交する方向の片側を上記排気通路として、反対側に液体還元剤タンクを設けたから、液体還元剤タンクの排気との接触面を排気通路に面する側のみに制限して過度の温度上昇を回避することができる。 In this regard, according to the third and fourth aspects of the present invention, since one side of the exhaust duct in the direction orthogonal to the flow of exhaust is used as the exhaust passage, and the liquid reducing agent tank is provided on the opposite side, By limiting the contact surface only to the side facing the exhaust passage, an excessive temperature rise can be avoided.
また、排気通路が片側にまとまった形で形成されるため、通風抵抗を最小限に小さくし、必要な通風(排気)性能を確保することができる。 Further, since the exhaust passage is formed on one side, the ventilation resistance can be minimized and the necessary ventilation (exhaust) performance can be ensured.
ここで請求項4の発明によると、排気通路と液体還元剤タンクの境目に、排気とタンクの接触面積を制限する仕切り板を設けたから、液体還元剤の温度上昇を抑える点の効果が高くなる。 According to the invention of claim 4, since the partition plate for limiting the contact area between the exhaust and the tank is provided at the boundary between the exhaust passage and the liquid reducing agent tank, the effect of suppressing the temperature increase of the liquid reducing agent is enhanced. .
一方、請求項5の発明によると、エンジンルーム内の空気を排気ダクト内の排気通路に導くガイド部材を設けたから、排気の流れをスムーズにして通風抵抗をさらに小さくすることができる。 On the other hand, according to the invention of claim 5, since the guide member for guiding the air in the engine room to the exhaust passage in the exhaust duct is provided, the flow of exhaust can be made smooth and the ventilation resistance can be further reduced.
しかも、このガイド部材が、エンジンルーム内に発生した音が直接排気ダクトを通じて外部に抜ける所謂直接音を阻止する遮蔽部材の機能をも果たす。 In addition, this guide member also functions as a shielding member that prevents so-called direct sound in which sound generated in the engine room is directly discharged to the outside through the exhaust duct.
すなわち、請求項3〜5の発明により、排気ダクト内に液体還元剤タンクを設置することによって起こり得るすべての弊害を防止することができる。 That is, according to the third to fifth aspects of the present invention, it is possible to prevent all the adverse effects that can occur by installing the liquid reducing agent tank in the exhaust duct.
本発明の実施形態を図によって説明する。 An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
実施形態はショベルを適用対象としている。 The embodiment is applied to an excavator.
(I) 基本的構成
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。
(I) Basic Configuration As shown in FIGS. 1 to 3, the excavator is mounted on a crawler-type lower traveling body 1 so that an
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。
The
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。
In the
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。
In this specification, “front-rear” and “left-right” refer to directions viewed from an operator seated in the
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。
A
一方、エンジンルーム10の前方右側に、燃料タンク14及び作動油タンク15が左右に並設されるとともに、この両タンク14,15の前方に、コントロールバルブ等が設置される機器室を覆うフロントカバー16が設けられている。
On the other hand, a
このフロントカバー16の上面側に、ボンネット13に向かって先上がりとなる昇降階段17が同カバー16と一体に形成され、作業者が、機械前方からこの昇降階段17を上ってエンジンルーム上方にアクセスし、ボンネット13の開閉及びメンテナンス作業を行い得るようになっている。
On the upper surface side of the
図2中、18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である。
In FIG. 2,
(II) 液体還元剤タンク19の設置に関する構成
エンジンルーム10のほぼ中央部の前面側に、エンジンルーム10内の空気を外部に排出する四角筒状の排気ダクト20が前向きに突出して、かつ、前端が排気口として開口する状態で設けられている。
(II) Configuration Regarding Installation of Liquid Reductant Tank 19 A rectangular
この排気ダクト20の上面は、昇降階段17、燃料タンク14及び作動油タンク15の上面とともにエンジンルーム上方に至るメンテナンス用のアクセス通路の一部であって、かつ、メンテナンス作業時の足場を兼ねている。
The upper surface of the
液体還元剤タンク19は、液体還元剤を補給するための補給口19aを上面に有し、この補給口19aが排気ダクト20の上面部に近接する状態で、かつ、タンク全体が同ダクト20によって四周から覆われた状態で排気ダクト20内に設置されている。
The
この場合、排気ダクト20内における排気の流れと直交する方向の片側(左側)を排気通路20aとして、反対側(右側)に液体還元剤タンク19が設置されている。
In this case, one side (left side) in the direction perpendicular to the flow of exhaust gas in the
また、排気ダクト20の上面部における補給口19aに対面する部分に補給開口21とこれを開閉する開閉蓋22とが設けられ、図5二点鎖線で示すようにこの開閉蓋22を開いた状態で、外部(上方)から補給口19aを介して液体還元剤タンク19内に液体還元剤を補給し得るように構成されている。
Further, a
さらに、排気ダクト20内における排気通路20aと液体還元剤タンク19の境目に、図6中矢印で示すように排気通路20aを通る排気と液体還元剤タンク19の左側面との接触面積を制限する(たとえば図5,6に示すようにタンク左側面の面積の半分程度に制限する)仕切り板23が排気の流れに沿って設けられている。
Further, the contact area between the exhaust gas passing through the
また、図6に示すように、エンジンルーム10内の空気を排気ダクト20内の排気通路20aにスムーズに導くためのへの字形のガイド部材24が、排気通路20aの入口部分(エンジンルーム10内から見れば出口部分)に設けられている。
Further, as shown in FIG. 6, a
このガイド部材24は、排気通路20aの出口側から見てエンジンルーム10内を直視できないように遮蔽する位置、範囲に設けられている。
The
すなわち、ガイド部材24は、エンジンルーム10内に発生したエンジン音その他の音が、直接、排気ダクト20内を通って先端開口から外部に抜けることを阻止する遮蔽部材を兼ねている。
That is, the
なお、仕切り板23とガイド部材24を一連一体に形成してもよい。
In addition, you may form the
このように、エンジンルーム10から外部への空気の通り道として元々設けられている排気ダクト20内に液体還元剤タンク19を設置しているため、同タンク19を設置するための新たな専用スペースが不要となる。
Thus, since the liquid reducing
従って、とくに小型の建設機械において機器レイアウトの変更や機器サイズの縮小を強いられるという弊害が生じない。 Accordingly, there is no adverse effect that the equipment layout is changed or the equipment size is forced to be reduced particularly in a small construction machine.
また、液体還元剤タンク19を、
(A) 排気ダクト20によって直射日光から保護し、
(B) エンジンルーム10から排出される、やや高温の空気によって加温される
状態で設置するため、液体還元剤を高過ぎず、低過ぎず、かつ、変化の少ない良好な温度環境で貯留することができる。
Further, the liquid reducing
(A) Protect from direct sunlight by the
(B) Since it is installed in a state where it is heated by the slightly hot air discharged from the
すなわち、液体還元剤の過熱(性能劣化)、及び寒冷時の凍結を確実に防止することができる。 That is, overheating (deterioration of performance) of the liquid reducing agent and freezing when cold can be reliably prevented.
また、ダクト内20に隠蔽設置するため、異物との接触による液体還元剤タンク19の破損を防止し、風化等による同タンク19の劣化を抑えることができるとともに、ダクト上面をメンテナンス作業時の足場として利用する場合に、補給口19aを含めて液体還元剤タンク19が障害とならない。
Further, since it is concealed in the
一方、液体還元剤タンク19の補給口19aをダクト上面部に近接させるとともに、この補給口19aに対面するダクト部分に補給用の開閉蓋22を設けたから、液体還元剤を外部から容易に補給することができる。
On the other hand, the replenishing
ここで、ポリタンク等の補給容器で液体還元剤を補給する場合、ダクト上面を足場として、かつ、容器重量をダクト上面に預けた状態で補給できるため、補給作業がさらに容易となる。 Here, when the liquid reducing agent is replenished with a replenishing container such as a polytank, the replenishing operation is further facilitated since the replenishing operation can be performed with the duct upper surface as a scaffold and the container weight left on the duct upper surface.
加えて、実施形態によると次の効果を得ることができる。 In addition, according to the embodiment, the following effects can be obtained.
(イ) 排気ダクト20内における排気の流れと直交する方向の片側(左側)を排気通路20aとして、反対側に液体還元剤タンク19を設けたから、液体還元剤タンク19の排気との接触面を排気通路20aに面する側のみに制限して過度の温度上昇を回避することができる。
(A) Since one side (left side) in the direction orthogonal to the flow of exhaust gas in the
(ロ) 排気通路20aがダクト左側にまとまった形で形成されるため、通風抵抗を最小限に小さくし、必要な通風(排気)性能を確保することができる。
(B) Since the
(ハ) 排気通路20aと液体還元剤タンク19の境目に、排気とタンク19の接触面積を制限する仕切り板23を設けたから、液体還元剤の温度上昇を抑える点の効果が高くなる。
(C) Since the
なお、発明者の実験によると、排気ダクト20からの排気温度がダクト入口部分で70℃〜80℃、液体還元剤タンク19が満タン状態(20リットル)の条件において、仕切り板23を設けない場合でタンク内の液体還元剤が50℃〜60℃に保たれ、仕切り板23でタンク左側面の面積の半分程度を覆った場合で40℃〜50℃に保たれることが分かった。
According to the inventor's experiment, the
(ニ) エンジンルーム10内の空気を排気通路20aに導くガイド部材24を設けたから、排気の流れをスムーズにして通風抵抗をさらに小さくすることができる。
(D) Since the
しかも、このガイド部材24により、エンジンルーム内からの直接音を阻止することができる。
In addition, the
こうして、排気ダクト20内に液体還元剤タンク19を設置することによって起こり得るすべての弊害を防止することができる。
In this way, it is possible to prevent all the harmful effects that can occur by installing the liquid reducing
他の実施形態
(1) 上記実施形態では、液体還元剤タンク19を排気ダクト20内の右側に設けたが、左側、または中央部に設けてもよい。
Other embodiments
(1) In the above embodiment, the liquid reducing
(2) 液体還元剤タンク19の容量が小さい、あるいはエンジンルーム10からの排気温度が高い等の理由により、液体還元剤が温度上昇し過ぎるおそれがある状況では、同タンク19の少なくとも一部を断熱材で被覆し、または排気ダクト20内に周囲が閉じた独立したタンク室を区画形成してもよい。
(2) In a situation where there is a possibility that the temperature of the liquid reducing agent may increase excessively due to a small capacity of the liquid reducing
(3) 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。 (3) The present invention is not limited to the excavator, and can be applied to other construction machines such as a dismantling machine and a crusher configured with the excavator as a base.
10 エンジンルーム
19 液体還元剤タンク
19a 補給口
20 排気ダクト
20a 排気通路
22 開閉蓋
23 仕切り板
24 ガイド部材
DESCRIPTION OF
Claims (5)
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- 2009-09-17 JP JP2009215276A patent/JP2011064133A/en active Pending
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