JP2013019199A - Exhaust device for construction machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、建設機械用排気装置に関し、特に、エンジンに接続されたマフラーの吐出パイプと、その吐出パイプの下流側の開口端面を自身の上流側の開口端面の内側に受け入れるテールパイプとを含む建設機械用排気装置に関する。 The present invention relates to an exhaust device for a construction machine, and in particular, includes a muffler discharge pipe connected to an engine, and a tail pipe that receives an opening end face on the downstream side of the discharge pipe inside an opening end face on its upstream side. The present invention relates to an exhaust device for construction machinery.
従来、エンジンに接続されたマフラーの吐出パイプと、エンジンカバーに固定したテールパイプとで構成される排気装置を備えた建設機械が知られている(例えば、特許文献1参照。)。 2. Description of the Related Art Conventionally, a construction machine is known that includes an exhaust device that includes a muffler discharge pipe connected to an engine and a tail pipe fixed to an engine cover (see, for example, Patent Document 1).
この排気装置は、テールパイプのマフラー側(排気ガスの流れにおける上流側)を拡開形状とし、吐出パイプの下流側の端部をそのテールパイプの拡開形状の中に挿入するように配置することによって、エゼクタ効果を利用したエンジン室内の冷却性能を向上させるようにしている。 This exhaust device is arranged so that the muffler side (upstream side in the exhaust gas flow) of the tail pipe has an expanded shape, and the downstream end of the discharge pipe is inserted into the expanded shape of the tail pipe. Thus, the cooling performance in the engine compartment using the ejector effect is improved.
しかしながら、特許文献1の排気装置は、エンジン停止時にテールパイプの下流側の開口から侵入した雨滴が吐出パイプの下流側の開口を通じてマフラー内部に直接侵入するのを許容する構成であり、マフラー内部の腐食を引き起こすおそれがある。 However, the exhaust device of Patent Document 1 is configured to allow raindrops that have entered from the opening on the downstream side of the tail pipe when the engine is stopped to directly enter the inside of the muffler through the opening on the downstream side of the discharge pipe. May cause corrosion.
上述の点に鑑み、本発明は、マフラー内部への雨滴の浸入を抑制する建設機械用排気装置を提供することを目的とする。 In view of the above points, an object of the present invention is to provide an exhaust device for a construction machine that suppresses the intrusion of raindrops into the muffler.
上述の目的を達成するために、本発明の実施例に係る建設機械用排気装置は、建設機械のエンジンに接続されたマフラーの吐出パイプと、該吐出パイプの下流側の開口端面を自身の上流側の開口端面の内側に受け入れるテールパイプとを含む建設機械用排気装置であって、前記テールパイプの下流側の開口端面内の任意の一点と、前記吐出パイプの下流側の開口端面内の任意の一点とを結ぶ線分の全てが、前記テールパイプの壁面との交点を有することを特徴とする。 In order to achieve the above-described object, an exhaust device for a construction machine according to an embodiment of the present invention includes a muffler discharge pipe connected to an engine of the construction machine, and an opening end face on the downstream side of the discharge pipe. An exhaust device for a construction machine including a tail pipe that is received inside an opening end surface on the side, and an arbitrary point in the opening end surface on the downstream side of the tail pipe, and an arbitrary point in the opening end surface on the downstream side of the discharge pipe All of the line segments connecting one point have intersections with the wall surface of the tail pipe.
上述の手段により、本発明は、マフラー内部への雨滴の浸入を抑制する建設機械用排気装置を提供することができる。 With the above-described means, the present invention can provide an exhaust device for a construction machine that suppresses intrusion of raindrops into the muffler.
以下、図面を参照しながら、本発明の実施例について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施例に係る建設機械用排気装置を搭載するショベルの側面図である。図1のショベルは、クローラ式の下部走行体1の上に、旋回機構2を介して、上部旋回体3を旋回自在に搭載する。 FIG. 1 is a side view of an excavator equipped with a construction machine exhaust device according to an embodiment of the present invention. The excavator of FIG. 1 mounts the upper turning body 3 on a crawler type lower traveling body 1 via a turning mechanism 2 so as to be turnable.
上部旋回体3は、前方中央部に、ブーム4、アーム5、及びバケット6と、それらのそれぞれを駆動するブームシリンダ7、アームシリンダ8、及びバケットシリンダ9とから構成される掘削アタッチメントを搭載する。また、上部旋回体3は、操作者が乗り込むためのキャビン10を前部に搭載し、駆動源としてのエンジン31(図3参照。)を後部に搭載する。なお、以下では、ブームシリンダ7、アームシリンダ8、バケットシリンダ9、走行用油圧モータ(図示せず。)、旋回用油圧モータ(図示せず。)等を集合的に「油圧アクチュエータ」と称するものとする。
The upper swing body 3 is equipped with a drilling attachment including a boom 4, an arm 5, and a bucket 6 and a boom cylinder 7, an arm cylinder 8, and a bucket cylinder 9 that drive each of them in the front center portion. . Further, the upper swing body 3 has a
図2は、図1の矢印IIで示す方向から見た上部旋回体3の斜視図であり、図3は、図2の矢印IIIで示す方向から見た上部旋回体3の背面透過図であり、図4は、図2の矢印IVで示す方向から見た上部旋回体3の側面透過図である。 2 is a perspective view of the upper swing body 3 viewed from the direction indicated by arrow II in FIG. 1, and FIG. 3 is a rear transparent view of the upper swing body 3 viewed from the direction indicated by arrow III in FIG. 4 is a side transparent view of the upper swing body 3 viewed from the direction indicated by the arrow IV in FIG.
上部旋回体3は、取り外し可能なエンジンカバー30でその上面の一部が覆われ、エンジン31、ラジエタ32、油圧ポンプ33、排気装置40等をその内部に収容する。
A part of the upper surface of the upper swing body 3 is covered with a
エンジン31は、ショベルに搭載される駆動源であり、例えば、所定の回転速度で回転するディーゼルエンジンであって、油圧ポンプ33を回転駆動するための力を発生させる。
The
ラジエタ32は、エンジン31を冷却するための装置であり、例えば、冷却水を循環させてエンジン31を冷却する。
The
油圧ポンプ33は、油圧アクチュエータに圧油を供給するための装置であり、例えば、操作レバー(図示せず。)に対する操作量に応じた圧油をブームシリンダ7、アームシリンダ8、及びバケットシリンダ9に供給してブーム4、アーム5、及びバケット6を動作させる。
The
排気装置40は、エンジン31の排気ガスを外部に排出するための装置であり、本実施例では、主に、マフラー部41とテールパイプ42とを含む。
The
ここで、図5は図4の点線円Vの部分の拡大図であり、矢印AR1は排気ガスの流れを示す。 Here, FIG. 5 is an enlarged view of a dotted circle V in FIG. 4, and an arrow AR1 indicates the flow of the exhaust gas.
マフラー部41は、エンジン31の排気ポート(図示せず。)に接続される部材であり、主に、消音器と、ディーゼル・パティキュレート・フィルタ(DPF:Diesel Particulate Filter)と酸化触媒とを含む。DPFは、ディーゼルエンジンが排出する排気ガス中の粒子状物質(PM:Particulate Material)を浄化するための排気ガス浄化装置の一種である。
The
テールパイプ42は、エンジンカバー30に固定される部材であり、本実施例では、下流部420、中流部421、及び上流部422の3部材で構成される。
The
また、テールパイプ42は、マフラー部41の下流側(排気ガスの流れにおける下流側)に設置される吐出パイプ410の下流側の開口端面410Aを、自身の上流側(排気ガスの流れにおける上流側)の開口端面42Bの内側に非接触で受け入れるように設置される。本実施例では、テールパイプ42の上流部422は下流から上流に向けて拡がり、テールパイプ42の上流側の開口端面42Bが吐出パイプ410の下流側の開口端面410Aよりも大きくなるように形成している。
Further, the
次に、図6を参照しながら、吐出パイプ410とテールパイプ42との間の位置関係の詳細について説明する。
Next, details of the positional relationship between the
図6で示すように、テールパイプ42の下流側の開口端面42A上の点P1(例えば、開口端面42Aの図中上端である。)と、吐出パイプ410の下流側の開口端面410A上の点P2(例えば、開口端面410Aの図中右端である。)とを結ぶ線分P1−P2は、交点P3でテールパイプ42の壁面を通過する。
As shown in FIG. 6, a point P1 on the
また、テールパイプ42の下流側の開口端面42A上の点P4(例えば、開口端面42Aの図中下端である。)と、吐出パイプ410の下流側の開口端面410A上の点P5(例えば、開口端面410Aの図中左端である。)とを結ぶ線分P4−P5は、交点P6でテールパイプ42の壁面を通過する。
Further, a point P4 on the
これら2つの線分から分かるように、本実施例では、テールパイプ42の下流側の開口端面42A上の任意の一点と、吐出パイプ410の下流側の開口端面410A上の任意の一点とを結ぶ線分の全てがテールパイプ42の壁面との交点を有する。
As can be seen from these two line segments, in this embodiment, a line connecting an arbitrary point on the
これは、テールパイプ42の下流側の開口端面42Aを通ってテールパイプ42の内部に浸入する雨滴の全てがテールパイプ42の内壁に衝突することを意味する。すなわち、テールパイプ42の下流側の開口端面42Aから浸入した雨滴が直接的に(テールパイプ42の内壁に衝突することなく)吐出パイプ410の下流側の開口端面410Aを通って吐出パイプ410の内部に浸入し得ないことを意味する。なお、テールパイプ42の内壁に衝突した雨滴は、テールパイプ42の上流部422の内壁を伝ってマフラー部41の外側に至りドレン配管(図示せず。)を通じて外部に排出される。
This means that all raindrops entering the inside of the
以上の構成により、本発明の実施例に係る排気装置40は、テールパイプ42の下流側の開口端面42Aから吐出パイプ410の下流側の開口端面410Aを直接覗き見ることができない構成とすることで、マフラー部41の内部への雨滴の浸入を抑制し、マフラー部41の内部の腐食を抑制することができる。
With the above configuration, the
また、排気装置40は、上述の構成により、マフラー部41の内部への雨滴の浸入を抑制し、DPFの耐久性を向上させることができる。
Moreover, the
なお、本実施例では、吐出パイプ410及びテールパイプ42は何れも円形断面を有するが、楕円形、矩形等の他の断面形状を有していてもよい。
In this embodiment, each of the
また、本実施例では、テールパイプ42の下流部420及び中流部421の径が、吐出パイプ410の径とほぼ同じになるように形成されるが、それぞれ異なるように形成されてもよい。
In the present embodiment, the diameters of the
また、本実施例では、マフラー部41がDPFを含むものとして説明されたが、DPFを含まないものであってもよい。
Moreover, although the
また、本実施例は、テールパイプ42の下流側の開口端面42A上の任意の一点と、吐出パイプ410の下流側の開口端面410A上の任意の一点とを結ぶ線分の全てがテールパイプ42の壁面との交点を有するという条件を満たす。その上で、本実施例は、テールパイプ42の下流側の開口端面42Aの上端P1(図6参照。)と吐出パイプ410の下流側の開口端面410Aの右端P2(図6参照。)との間の距離が最短となるテールパイプ42の形状を採用する。すなわち、線分P1−P2が、テールパイプ42の下流部420と中流部421との間の接合面上の点P3でテールパイプ42の壁と接するように構成されたテールパイプ42の形状を採用する。しかしながら、本発明に係る排気装置は、テールパイプ42の重量、材料費、振動強度等の諸条件を満たす限り、上記距離がより長いものとなる(すなわち、線分P1−P2がテールパイプ42の下流部420の内壁と交わる)テールパイプ42の形状を採用するようにしてもよい。
Further, in this embodiment, all the line segments connecting any one point on the
次に、図7を参照しながら、テールパイプ42の製造方法について説明する。
Next, a method for manufacturing the
最初に、図7(A)で示すように、丸パイプMを用意する。丸パイプMは、金属(例えば、ステンレス鋼である。)で形成される。なお、本実施例では、1つのテールパイプ42を構成する1セットの部品群(図5の下流部420及び中流部421である。)が1つの丸パイプMから製造されるが、複数セットの部品群が1つの丸パイプMから製造されてもよい。
First, as shown in FIG. 7A, a round pipe M is prepared. The round pipe M is formed of metal (for example, stainless steel). In the present embodiment, one set of parts (one of the
その後、図7(B)の点線C1、C2で示す位置で丸パイプMを切断する。切断位置C1における切断は、下流部420の上流側の開口端面420Bと、中流部421の下流側の開口端面421Aとをもたらす(図7(C)参照。)。また、切断位置C2における切断は、下流部420の下流側の開口端面、すなわち、テールパイプ42の下流側の開口端面42Aをもたらす(図7(C)参照。)。なお、開口端面420B、421A、及び42Aは何れも楕円形状を有し、少なくとも、開口端面420Bと開口端面421Aとは同じ楕円形状を有する。
Thereafter, the round pipe M is cut at positions indicated by dotted lines C1 and C2 in FIG. The cutting at the cutting position C1 results in an opening
また、切断位置C1における切断角度γ(図7(A)参照。)は、テールパイプ42の下流部420と中流部421との間の折れ角ε(図7(D)参照。)を決定付ける。折れ角εは、切断角度γの2倍(2γ)となる(図7(D)参照。)。
Further, the cutting angle γ (see FIG. 7A) at the cutting position C1 determines the folding angle ε (see FIG. 7D) between the
その後、図7(D)で示すように、下流部420の上流側の開口端面420Bの向きを180度反転させた上で、下流部420の上流側の開口端面420Bと、中流部421の下流側の開口端面421Aとを突き合わせて溶接する。
Thereafter, as shown in FIG. 7D, the direction of the opening
その後、図7(E)で示すように、別途用意された上流部422の下流側の開口端面422Aと、中流部421の上流側の開口端面421Bとを突き合わせて溶接する。
Thereafter, as shown in FIG. 7E, a separately prepared opening
このように、テールパイプ42の下流部420及び中流部421は、1つの丸パイプMに単純な加工のみを施すことによって容易に製造され得ることとなる。
As described above, the
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなしに上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and substitutions can be made to the above-described embodiments without departing from the scope of the present invention. Can be added.
例えば、上述の実施例において、テールパイプ42は、下流部420、中流部421、及び上流部422の3部材で構成されるが、1部材、2部材、又は4部材以上で構成されてもよい。
For example, in the above-described embodiment, the
1・・・下部走行体 2・・・旋回機構 3・・・上部旋回体 4・・・ブーム 5・・・アーム 6・・・バケット 7・・・ブームシリンダ 8・・・アームシリンダ 9・・・バケットシリンダ 10・・・キャビン 30・・・エンジンカバー 31・・・エンジン 32・・・ラジエタ 33・・・油圧ポンプ 40・・・排気装置 41・・・マフラー部 42・・・テールパイプ 42A・・・テールパイプの下流側の開口端面 42B・・・テールパイプの上流側の開口端面 410・・・吐出パイプ 410A・・・吐出パイプの下流側の開口端面 420・・・テールパイプの下流部 421・・・テールパイプの中流部 422・・・テールパイプの上流部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Lower traveling body 2 ... Turning mechanism 3 ... Upper turning body 4 ... Boom 5 ... Arm 6 ... Bucket 7 ... Boom cylinder 8 ... Arm cylinder 9 ...
Claims (1)
前記テールパイプの下流側の開口端面内の任意の一点と、前記吐出パイプの下流側の開口端面内の任意の一点とを結ぶ線分の全てが、前記テールパイプの壁面との交点を有する、
ことを特徴とする建設機械用排気装置。 An exhaust device for a construction machine comprising a muffler discharge pipe connected to an engine of the construction machine, and a tail pipe for receiving an opening end face on the downstream side of the discharge pipe inside the opening end face on the upstream side thereof,
All of the line segments connecting any one point in the opening end surface on the downstream side of the tail pipe and any one point in the opening end surface on the downstream side of the discharge pipe have an intersection with the wall surface of the tail pipe.
An exhaust device for a construction machine.
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