JP2015148186A - Construction machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、尿素ＳＣＲシステムが設けられている建設機械に関する。 The present invention relates to a construction machine provided with a urea SCR system.
昨今のディーゼルエンジンが搭載された油圧ショベル等の建設機械には、排気ガス規制に対応するために尿素ＳＣＲシステムが設けられている。この尿素ＳＣＲシステムは、尿素水を利用して排気ガス中の窒素酸化物を還元して排気ガスを浄化するものである。 A construction machine such as a hydraulic excavator equipped with a recent diesel engine is provided with a urea SCR system in order to comply with exhaust gas regulations. This urea SCR system purifies exhaust gas by reducing nitrogen oxides in exhaust gas using urea water.
また、この尿素ＳＣＲシステムは、尿素水噴射装置、尿素水噴射装置に接続された尿素水ポンプ、尿素水ポンプに接続された尿素水タンクを備えている。 The urea SCR system includes a urea water injection device, a urea water pump connected to the urea water injection device, and a urea water tank connected to the urea water pump.
ここで、尿素ＳＣＲシステムによる排気ガスの浄化方法を説明する。尿素水ポンプは、尿素水タンクから尿素水を吸い上げて尿素水噴射装置に供給する。尿素水噴射装置は、尿素水ポンプから供給された尿素水を、エンジンの排気通路内に配置されたＳＣＲ触媒の前段側に噴射して、排気ガス中の窒素酸化物に尿素水を添加する。尿素水は排気ガスの熱により加水分解されてアンモニアが生成される。このアンモニアは、ＳＣＲ触媒において窒素酸化物を無害な窒素に還元する。余剰のアンモニアは後段の酸化触媒により酸化されて無害な窒素と水になる。 Here, an exhaust gas purification method using the urea SCR system will be described. The urea water pump sucks urea water from the urea water tank and supplies it to the urea water injection device. The urea water injection device injects urea water supplied from a urea water pump to the front side of the SCR catalyst disposed in the exhaust passage of the engine, and adds urea water to nitrogen oxides in the exhaust gas. The urea water is hydrolyzed by the heat of the exhaust gas to generate ammonia. This ammonia reduces nitrogen oxides to harmless nitrogen in the SCR catalyst. Excess ammonia is oxidized by a subsequent oxidation catalyst into harmless nitrogen and water.
なお、尿素水ポンプと尿素水タンクとの間には、尿素水戻し管が接続されている。この尿素水戻し管は、尿素水ポンプから尿素水噴射装置へ供給されなかった尿素水を尿素水タンクに戻すために使用されるものである。 A urea water return pipe is connected between the urea water pump and the urea water tank. The urea water return pipe is used to return urea water that has not been supplied from the urea water pump to the urea water injection device to the urea water tank.
一方、気温が−１１℃以下の環境下において建設機械の停止時間が長時間に及ぶと、尿素水タンク内に貯留している尿素水が凍結する。そのため、エンジンを始動した際には、尿素水噴射装置へ尿素水を供給することができない。したがって、排気ガス中の窒素酸化物を還元することができず、有害な窒素酸化物が排出されてしまう。そこで、尿素水タンク内で凍結している尿素水を解凍する解凍手段として、例えばエンジン冷却水管が使用されている（特許文献１参照）。 On the other hand, when the construction machine is stopped for a long time in an environment where the temperature is −11 ° C. or lower, the urea water stored in the urea water tank is frozen. Therefore, when the engine is started, urea water cannot be supplied to the urea water injection device. Therefore, nitrogen oxides in the exhaust gas cannot be reduced, and harmful nitrogen oxides are discharged. Therefore, for example, an engine cooling water pipe is used as a thawing means for thawing the urea water frozen in the urea water tank (see Patent Document 1).
この特許文献１では、建設機械に設けられているエンジン冷却装置で使用されているエンジン冷却水の循環配管を尿素水タンクとの間にも循環して接続されている。尿素水が凍結した状態でエンジンを始動させると、エンジン冷却水管を介してエンジン冷却水が尿素水タンク内を通過する。このエンジン冷却水はエンジンにより温められるので、この温められたエンジン冷却水の熱を利用して尿素水が解凍される。 In Patent Document 1, a circulation pipe for engine cooling water used in an engine cooling device provided in a construction machine is also circulated and connected to a urea water tank. When the engine is started with the urea water frozen, the engine cooling water passes through the urea water tank through the engine cooling water pipe. Since the engine cooling water is warmed by the engine, the urea water is thawed using the heat of the warmed engine cooling water.
しかしながら、尿素水の解凍にエンジン冷却水管を利用した場合、尿素水はエンジン冷却水管の周りから溶け始めることになり、エンジン冷却水管から遠い部分は溶けにくい。したがって、これだけでは解凍性能が十分ではない。 However, when the engine cooling water pipe is used for thawing the urea water, the urea water starts to melt from around the engine cooling water pipe, and the portion far from the engine cooling water pipe is difficult to melt. Therefore, this alone does not provide sufficient thawing performance.
本発明は、以上の問題を鑑みて成されたものであり、尿素水タンク内で凍結している尿素水の解凍性能を上げることができる建設機械を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a construction machine capable of increasing the thawing performance of urea water frozen in a urea water tank.
本発明者等は、鋭意研究の結果、前記課題を解決するために以下のような建設機械を採用した。 As a result of intensive studies, the present inventors have employed the following construction machines in order to solve the above-mentioned problems.
本発明の建設機械は、尿素ＳＣＲシステムが設けられている建設機械であって、
前記尿素ＳＣＲシステムを構成する尿素水タンクには、当該尿素水タンク内で凍結している尿素水を解凍する解凍手段が接続され、前記尿素ＳＣＲシステムを構成する尿素水ポンプと前記尿素水タンクとの間には、前記尿素水ポンプから前記尿素水タンクに尿素水を戻すための第１の尿素水戻し管が接続されているとともに、当該第１の尿素水戻し管とは別の第２の尿素水戻し管が接続されていることを特徴とする。
The construction machine of the present invention is a construction machine provided with a urea SCR system,
The urea water tank constituting the urea SCR system is connected to a thawing means for thawing the urea water frozen in the urea water tank, and the urea water pump constituting the urea SCR system, the urea water tank, The first urea water return pipe for returning the urea water from the urea water pump to the urea water tank is connected between the second urea water return pipe and the second urea water return pipe different from the first urea water return pipe. A urea water return pipe is connected.
本発明の建設機械では、尿素水戻し管を追加したことにより、凍結している尿素水の解凍範囲が広がるので、解凍手段から遠い部分で凍結している尿素水も解凍することが可能になる。よって、本発明の建設機械は、尿素水タンク内で凍結している尿素水の解凍性能を上げることができる。 In the construction machine of the present invention, by adding the urea water return pipe, the thawing range of the frozen urea water is expanded, so that it is possible to thaw the urea water frozen at a portion far from the thawing means. . Therefore, the construction machine of the present invention can improve the thawing performance of urea water frozen in the urea water tank.
以下、本発明の実施の形態を図にしたがって説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図１は、本発明の一実施の形態を示すホイール式油圧ショベル１の左側面図である。以下の説明では、単に油圧ショベル１と称する。この油圧ショベル１は、走行体２と、走行体２上に旋回可能に設けられた旋回体３と、旋回体３の前側に設けられた掘削作業等を行う作業装置４とを備えている。 FIG. 1 is a left side view of a wheel-type hydraulic excavator 1 showing an embodiment of the present invention. In the following description, it is simply referred to as a hydraulic excavator 1. The hydraulic excavator 1 includes a traveling body 2, a revolving body 3 provided on the traveling body 2 so as to be able to swivel, and a work device 4 for performing excavation work and the like provided on the front side of the revolving body 3.
旋回体３上には、前側に運転室５が設けられ、後側に機械室６が設けられている。機械室６の後側にはカウンタウエイト７が設けられている。 On the swivel body 3, a cab 5 is provided on the front side, and a machine room 6 is provided on the rear side. A counterweight 7 is provided on the rear side of the machine room 6.
図２に示すように、機械室６にはエンジン室ＥＲが設けられている。このエンジン室ＥＲ内には、エンジン１１、エンジン１１に接続した油圧ポンプ（図示せず）およびファン１２が設けられている。 As shown in FIG. 2, an engine room ER is provided in the machine room 6. In the engine room ER, an engine 11, a hydraulic pump (not shown) connected to the engine 11, and a fan 12 are provided.
さらに、エンジン室ＥＲ内には、熱交換器１３がファン１２と対向して配置されている。エンジン１１と熱交換器１３との間には、エンジン冷却水を循環する循環配管（図示せず）が接続されている。この循環配管やファン１２および熱交換器１３は、周知のようにエンジン１１を冷却するエンジン冷却装置を構成している。 Further, a heat exchanger 13 is disposed facing the fan 12 in the engine room ER. A circulation pipe (not shown) for circulating engine cooling water is connected between the engine 11 and the heat exchanger 13. The circulation pipe, the fan 12 and the heat exchanger 13 constitute an engine cooling device for cooling the engine 11 as is well known.
機械室６の上面には、熱交換器１３のファン１２と反対側になる位置に取入口（図示せず）が設けられている。エンジン１１の排気側にはマフラ（図示せず）が取り付けられている。マフラには、排気管（図示せず）が機械室６の上面から突出して取り付けられている。さらに、機械室６の上面には、排気管の近傍に排出口（図示せず）が設けられている。 On the upper surface of the machine room 6, an intake port (not shown) is provided at a position opposite to the fan 12 of the heat exchanger 13. A muffler (not shown) is attached to the exhaust side of the engine 11. An exhaust pipe (not shown) is attached to the muffler so as to protrude from the upper surface of the machine room 6. Further, a discharge port (not shown) is provided on the upper surface of the machine room 6 in the vicinity of the exhaust pipe.
ここで、エンジン室ＥＲ内の基本的な動作を説明する。ファン１２が駆動すると、外気が取入口からエンジン室ＥＲ内に流入して熱交換器１３を通過する。熱交換器１３はこの外気を利用して、循環配管内を通るエンジン冷却水を冷却する。エンジン１１は、このエンジン冷却水により冷却される。熱交換器１３を通過した外気は上昇してエンジン１１側へ送られ、排出口から機械室６の外へ排出される。 Here, a basic operation in the engine compartment ER will be described. When the fan 12 is driven, outside air flows into the engine room ER from the intake and passes through the heat exchanger 13. The heat exchanger 13 uses this outside air to cool the engine coolant passing through the circulation pipe. The engine 11 is cooled by this engine cooling water. The outside air that has passed through the heat exchanger 13 rises, is sent to the engine 11 side, and is discharged out of the machine room 6 through the discharge port.
また、機械室６には、尿素ＳＣＲシステム２１が設けられている。この尿素ＳＣＲシステム２１は、周知のように、排気ガス中の窒素酸化物を還元して排気ガスを浄化するものである。 The machine room 6 is provided with a urea SCR system 21. As is well known, the urea SCR system 21 purifies exhaust gas by reducing nitrogen oxides in the exhaust gas.
図２と図３を用いて尿素ＳＣＲシステム２１の全体的な構成について説明する。この尿素ＳＣＲシステム２１は、尿素ＳＣＲシステム本体２２（後処理装置）と、尿素ＳＣＲシステム本体２２に尿素水を添加する尿素水添加装置２３とを備えている。 The overall configuration of the urea SCR system 21 will be described with reference to FIGS. 2 and 3. The urea SCR system 21 includes a urea SCR system main body 22 (post-processing device) and a urea water addition device 23 that adds urea water to the urea SCR system main body 22.
尿素ＳＣＲシステム本体２２は、エンジン１１の排気通路１１ａ内に上流側から順に配置された前段酸化触媒２４、ＳＣＲ触媒２５、後段酸化触媒２６を備えている。なお、前段酸化触媒２４は必ずしも配置されなくても良い。 The urea SCR system main body 22 includes a front-stage oxidation catalyst 24, an SCR catalyst 25, and a rear-stage oxidation catalyst 26 that are sequentially arranged in the exhaust passage 11 a of the engine 11 from the upstream side. Note that the pre-stage oxidation catalyst 24 is not necessarily arranged.
尿素水添加装置２３は、尿素水タンク２７、尿素水タンク２７に尿素水供給管２１１で接続された尿素水ポンプ２８、尿素水ポンプ２８に尿素水供給管２１２で接続された尿素水噴射装置２９を備えている。図２に示すように尿素水タンク２７と尿素水ポンプ２８はエンジン室ＥＲの外側に配置されている。図３に示すように尿素水噴射装置２９の噴射位置は、前段酸化触媒２４とＳＣＲ触媒２５との間に設定されている。 The urea water addition device 23 includes a urea water tank 27, a urea water pump 28 connected to the urea water tank 27 via a urea water supply pipe 211, and a urea water injection device 29 connected to the urea water pump 28 via a urea water supply pipe 212. It has. As shown in FIG. 2, the urea water tank 27 and the urea water pump 28 are disposed outside the engine compartment ER. As shown in FIG. 3, the injection position of the urea water injection device 29 is set between the upstream oxidation catalyst 24 and the SCR catalyst 25.
尿素ＳＣＲシステム２１による排気ガスの浄化方法を説明する。尿素水ポンプ２８は、尿素水タンク２７から尿素水を吸い上げて尿素水噴射装置２９に供給する。尿素水噴射装置２９は、尿素水ポンプ２８から供給された尿素水を前段酸化触媒２４とＳＣＲ触媒２５との間に噴射する。 A method for purifying exhaust gas by the urea SCR system 21 will be described. The urea water pump 28 sucks urea water from the urea water tank 27 and supplies it to the urea water injection device 29. The urea water injection device 29 injects the urea water supplied from the urea water pump 28 between the pre-stage oxidation catalyst 24 and the SCR catalyst 25.
前段酸化触媒２４は、エンジン１１の排気ガス中の炭化水素と一酸化炭素を酸化して無害な二酸化炭素と水にする。前段酸化触媒２４を通過した排気ガス中の窒素酸化物には、尿素水噴射装置２９から噴射された尿素水が添加される。尿素水は排気ガスの熱により加水分解されてアンモニアが生成される。このアンモニアは、ＳＣＲ触媒２５において窒素酸化物を無害な窒素に還元する。余剰のアンモニアは後段酸化触媒２６により酸化されて無害な窒素と水になる。 The front-stage oxidation catalyst 24 oxidizes hydrocarbons and carbon monoxide in the exhaust gas of the engine 11 to harmless carbon dioxide and water. The urea water injected from the urea water injection device 29 is added to the nitrogen oxides in the exhaust gas that has passed through the pre-stage oxidation catalyst 24. The urea water is hydrolyzed by the heat of the exhaust gas to generate ammonia. This ammonia reduces nitrogen oxides to harmless nitrogen in the SCR catalyst 25. Excess ammonia is oxidized by the post-stage oxidation catalyst 26 into harmless nitrogen and water.
次に、図２を用いて、尿素ＳＣＲシステム２１の本発明にかかる構成について説明する。尿素水ポンプ２８と尿素水タンク２７との間には、第１の尿素水戻し管２１３が接続されている。この第１の尿素水戻し管２１３は、尿素水ポンプ２８から尿素水噴射装置２９に供給されなかった（窒素酸化物の還元に使用されなかった）尿素水を尿素水タンク２７に戻すために使用されるものである。 Next, the configuration of the urea SCR system 21 according to the present invention will be described with reference to FIG. A first urea water return pipe 213 is connected between the urea water pump 28 and the urea water tank 27. The first urea water return pipe 213 is used to return urea water that has not been supplied from the urea water pump 28 to the urea water injection device 29 (not used for reduction of nitrogen oxides) to the urea water tank 27. It is what is done.
さらに、尿素水ポンプ２８と尿素水タンク２７との間には、第１の尿素水戻し管２１３とは別の第２の尿素水戻し管２１４が接続されている。この第２の尿素水戻し管２１４も、尿素水ポンプ２８から尿素水噴射装置２９に供給されなかった尿素水を尿素水タンク２７に戻すために使用されるものである。 Furthermore, a second urea water return pipe 214 different from the first urea water return pipe 213 is connected between the urea water pump 28 and the urea water tank 27. The second urea water return pipe 214 is also used to return the urea water that has not been supplied from the urea water pump 28 to the urea water injection device 29 to the urea water tank 27.
また、この第２の尿素水戻し管２１４は、一端側が第１の尿素水戻し管２１３に接続されており、エンジン１１の下側を経由して他端側が尿素水タンク２７に接続されている。 The second urea water return pipe 214 has one end connected to the first urea water return pipe 213 and the other end connected to the urea water tank 27 via the lower side of the engine 11. .
また、双方の尿素水戻し管２１３、２１４の接続部分には、制御弁２２１が設けられている。この制御弁２２１は、尿素水ポンプ２８から尿素水タンク２７へ戻す尿素水の戻し管を第１の尿素水戻し管２１３と第２の尿素水戻し管２１４との間で切り換えるものである。 In addition, a control valve 221 is provided at a connection portion between both urea water return pipes 213 and 214. The control valve 221 switches the urea water return pipe returning from the urea water pump 28 to the urea water tank 27 between the first urea water return pipe 213 and the second urea water return pipe 214.
また、上記で説明したエンジン冷却水の循環配管と尿素水タンク２７との間には、エンジン冷却水管２１５（本発明の解凍手段）が循環して接続されている。このエンジン冷却水管２１５は、タンク本体２７１内にエンジン冷却水を通過させて、尿素水タンク２７内で凍結している尿素水を解凍するものである。 An engine cooling water pipe 215 (the thawing means of the present invention) is circulated and connected between the engine cooling water circulation pipe described above and the urea water tank 27. The engine cooling water pipe 215 allows the engine cooling water to pass through the tank body 271 to thaw the urea water frozen in the urea water tank 27.
次に、図４を用いて尿素水タンク２７の構成を説明する。この尿素水タンク２７は、タンク本体２７１を備えている。このタンク本体２７１は箱形の中空状に形成されている。 Next, the configuration of the urea water tank 27 will be described with reference to FIG. The urea water tank 27 includes a tank body 271. The tank body 271 is formed in a box-like hollow shape.
タンク本体２７１の上部の角部には、尿素水の給水口２７２が設けられている。この給水口２７２には、キャップ２７３等の栓部材が着脱可能に装着されている。なお、給水口２７２は、タンク本体２７１の上部の側面２７１ｂに設けられていても良い。 A urea water supply port 272 is provided at an upper corner of the tank body 271. A plug member such as a cap 273 is detachably attached to the water supply port 272. The water supply port 272 may be provided on the upper side surface 271 b of the tank body 271.
タンク本体２７１の上面２７１ａの中央部分には開口部２７１ｃが設けられている。この開口部２７１ｃには、尿素水の供給・解凍ユニット２７４が閉塞して取り付けられている。この供給・解凍ユニット２７４は、タンク本体２７１内に貯留されている尿素水を尿素水ポンプ２８に供給したり、タンク本体２７１内で凍結している尿素水を解凍したりするために使用されるものである。 An opening 271c is provided at the center of the upper surface 271a of the tank body 271. A urea water supply / thaw unit 274 is closed and attached to the opening 271c. The supply / thawing unit 274 is used to supply urea water stored in the tank main body 271 to the urea water pump 28 or to defrost urea water frozen in the tank main body 271. Is.
供給・解凍ユニット２７４は、開口部２７１ｃを閉塞する蓋体２７４ａと、蓋体２７４ａを貫通して設けられた尿素水供給管２１１、第１の尿素水戻し管２１３、エンジン冷却水管２１５、センサーユニット２１６、空気抜き管２１７を備えている。 The supply / thawing unit 274 includes a lid body 274a that closes the opening 271c, a urea water supply pipe 211 provided through the lid body 274a, a first urea water return pipe 213, an engine cooling water pipe 215, and a sensor unit. 216 and an air vent pipe 217 are provided.
尿素水供給管２１１は、タンク本体２７１内に貯留されている尿素水を尿素水ポンプ２８へ供給するために使用されるものである。尿素水供給管２１１の一端側は、蓋体２７４ａを貫通してタンク本体２７１内の底部付近まで延びて配置されている。尿素水供給管２１１の他端側は、図２や図３で示すように尿素水ポンプ２８に接続されている。 The urea water supply pipe 211 is used to supply urea water stored in the tank body 271 to the urea water pump 28. One end side of the urea water supply pipe 211 extends through the lid body 274a to the vicinity of the bottom in the tank body 271. The other end side of the urea water supply pipe 211 is connected to the urea water pump 28 as shown in FIGS.
第１の尿素水戻し管２１３は、前述したように尿素水ポンプ２８から尿素水噴射装置２９に供給されなかった尿素水をタンク本体２７１内に戻すために使用されるものである。第１の尿素水戻し管２１３の一端側は、蓋体２７４ａを貫通してタンク本体２７１内に配置されている。第１の尿素水戻し管２１３の他端側は、図２や図３で示すように尿素水ポンプ２８に接続されている。 The first urea water return pipe 213 is used to return the urea water that has not been supplied from the urea water pump 28 to the urea water injection device 29 into the tank body 271 as described above. One end side of the first urea water return pipe 213 is disposed in the tank main body 271 through the lid body 274a. The other end side of the first urea water return pipe 213 is connected to the urea water pump 28 as shown in FIGS.
エンジン冷却水管２１５は、前述したように、タンク本体２７１内にエンジン冷却水を通過させて、タンク本体２７１内で凍結している尿素水を解凍するものである。このエンジン冷却水管２１５は、タンク本体２７１内で例えばＵ字状に折り返されて配置されている。エンジン冷却水管２１５の流入側となる一端側と、排出側となる他端側はそれぞれ蓋体２７４ａを貫通して、前述したようにエンジン冷却水の循環配管に接続されている。 As described above, the engine cooling water pipe 215 allows the engine cooling water to pass through the tank main body 271 to thaw the urea water frozen in the tank main body 271. The engine cooling water pipe 215 is disposed in the tank body 271 so as to be folded in a U shape, for example. One end side that is the inflow side and the other end side that is the discharge side of the engine cooling water pipe 215 pass through the lid body 274a and are connected to the engine cooling water circulation pipe as described above.
センサーユニット２１６は、タンク本体２７１内に貯留されている尿素水の状態を検出するものである。このセンサーユニット２１６は、濃度センサーや液面センサー（図示せず）を備えている。これらのセンサーは、蓋体２７４ａを貫通してタンク本体２７１内の底部付近まで延びて設けられている。なお、濃度センサーはタンク本体２７１内の尿素水の濃度を検出するものであり、液面センサーは尿素水の液面の位置を検出するものである。 The sensor unit 216 detects the state of urea water stored in the tank body 271. The sensor unit 216 includes a concentration sensor and a liquid level sensor (not shown). These sensors are provided so as to extend through the lid 274a to the vicinity of the bottom in the tank body 271. The concentration sensor detects the concentration of urea water in the tank main body 271 and the liquid level sensor detects the position of the liquid level of urea water.
空気抜き管２１７は、タンク本体２７１内の空気を逃がすために使用されるものである。空気抜き管２１７の一端側は、蓋体２７４ａを貫通してタンク本体２７１内に配置されている。空気抜き管２１７の他端側は、タンク本体２７１の外部に配置されている。 The air vent pipe 217 is used for releasing air in the tank main body 271. One end side of the air vent pipe 217 is disposed in the tank main body 271 through the lid body 274a. The other end side of the air vent pipe 217 is disposed outside the tank main body 271.
さらに、タンク本体２７１の上面２７１ａには、給水口２７２の近傍に開口部（図示せず）が設けられている。この開口部には、第２の尿素水戻し管２１４の一端が挿入されて取り付け部材２７５により固定されている。この第２の尿素水戻し管２１４は、前述したように尿素水ポンプ２８から尿素水噴射装置２９に供給されなかった尿素水をタンク本体２７１内に戻すために使用されるものである。 Furthermore, an opening (not shown) is provided in the vicinity of the water supply port 272 on the upper surface 271a of the tank body 271. One end of the second urea water return pipe 214 is inserted into this opening and is fixed by an attachment member 275. The second urea water return pipe 214 is used for returning urea water that has not been supplied from the urea water pump 28 to the urea water injection device 29 into the tank body 271 as described above.
以上のように構成されている尿素ＳＣＲシステム２１において、尿素水の解凍動作を説明する。タンク本体２７１内に貯留されている尿素水が凍結しているときに、エンジンを始動させるとエンジン冷却装置が作動し、循環配管中のエンジン冷却水が流れ始める。これに伴い、循環配管中のエンジン冷却水の一部がエンジン冷却水管２１５を介してタンク本体２７１内を通過する。このエンジン冷却水の通過により、凍結している尿素水が解凍される。 In the urea SCR system 21 configured as described above, the thawing operation of urea water will be described. When the engine is started when the urea water stored in the tank main body 271 is frozen, the engine cooling device operates and the engine cooling water in the circulation pipe starts to flow. Along with this, a part of the engine cooling water in the circulation pipe passes through the tank main body 271 through the engine cooling water pipe 215. By passing the engine cooling water, the frozen urea water is thawed.
ここで、本実施の形態の尿素ＳＣＲシステム２１では、第２の尿素水戻し管２１４を追加している。これにより、凍結している尿素水は、エンジン冷却水管２１５と双方の尿素水戻し管２１３、２１４から戻される尿素水で解凍されることになる。したがって、従来よりも凍結している尿素水の解凍範囲が広がるので、エンジン冷却水管２１５から遠い部分で凍結している尿素水も解凍することが可能になる。よって、本実施の形態の油圧ショベル１は、尿素水タンク２７内で凍結している尿素水の解凍性能を上げることができる。 Here, in the urea SCR system 21 of the present embodiment, a second urea water return pipe 214 is added. As a result, the frozen urea water is thawed with the urea water returned from the engine cooling water pipe 215 and the urea water return pipes 213 and 214 on both sides. Therefore, since the thawing range of the urea water that has been frozen more than before is expanded, it is possible to thaw the urea water that has been frozen in a portion far from the engine cooling water pipe 215. Therefore, the hydraulic excavator 1 according to the present embodiment can improve the thawing performance of the urea water frozen in the urea water tank 27.
また、解凍時において尿素水の消費量が解凍量よりも多い場合は、尿素水ポンプ２８に尿素水が十分供給できない状態となるので、タンク本体２７１内に尿素水を補給する必要が生じる。このときに、凍結した尿素水で給水口２７２が塞がれていない場合には、作業者はキャップ２７３を外して給水口２７２から尿素水をタンク本体２７１内に入れる。 Further, if the consumption of urea water is larger than the thawing amount at the time of thawing, the urea water cannot be sufficiently supplied to the urea water pump 28, so that it is necessary to replenish the tank body 271 with the urea water. At this time, if the water supply port 272 is not blocked by the frozen urea water, the operator removes the cap 273 and puts the urea water into the tank body 271 from the water supply port 272.
一方、尿素水が満水状態で凍結した場合には、凍結した尿素水で給水口２７２が塞がれてしまう。この給水口２７２はエンジン冷却水管２１５から離れて配置されているので、エンジン冷却水管２１５で尿素水を凍結しても、図４に示すように給水口２７２の周辺部分Ａは尿素水の解け残りの部分となる。そのため、給水口２７２から尿素水をタンク本体２７１内に入れることができない事態が生じる。 On the other hand, when the urea water is frozen in a full state, the water supply port 272 is blocked with the frozen urea water. Since the water supply port 272 is arranged away from the engine cooling water pipe 215, even if the urea water is frozen in the engine cooling water pipe 215, the peripheral portion A of the water supply port 272 remains undissolved as shown in FIG. It becomes part of. Therefore, a situation occurs in which urea water cannot be put into the tank body 271 from the water supply port 272.
そこで、本実施の形態の尿素ＳＣＲシステム２１では、第２の尿素水戻し管２１４を、タンク本体２７１の上面２７１ａにおいて給水口２７２の近傍に接続している。これにより給水口２７２の周辺部分Ａは、第２の尿素水戻し管２１４で戻される尿素水で解凍されることが可能になる。よって、本実施の形態の油圧ショベル１は、尿素水タンク２７内で凍結している尿素水の解凍性能を確実に上げることができる。 Therefore, in the urea SCR system 21 of the present embodiment, the second urea water return pipe 214 is connected to the vicinity of the water supply port 272 on the upper surface 271a of the tank body 271. As a result, the peripheral portion A of the water supply port 272 can be thawed with the urea water returned by the second urea water return pipe 214. Therefore, the excavator 1 according to the present embodiment can reliably improve the thawing performance of the urea water frozen in the urea water tank 27.
また、給水口２７２の周辺部分Ａが解凍されることで、この周辺部分Ａを尿素水ポンプ２８に供給することが可能になる。さらに、給水口２７２から尿素水をタンク本体２７１内に入れることも可能になる。したがって、尿素ＳＣＲシステム２１は、尿素水タンク２７内の尿素水が凍結していても上記の解凍動作により尿素水タンク２７から尿素水ポンプ２８に尿素水を十分に供給することが可能になる。これにより、窒素酸化物を十分に還元することも可能になり、有害な窒素酸化物が排出されるのを防ぐことができる。また、エンジンの出力制限がかかって運転できなくなるという問題も発生しない。 Further, since the peripheral portion A of the water supply port 272 is thawed, the peripheral portion A can be supplied to the urea water pump 28. Furthermore, it becomes possible to put urea water into the tank body 271 from the water supply port 272. Therefore, even if the urea water in the urea water tank 27 is frozen, the urea SCR system 21 can sufficiently supply the urea water from the urea water tank 27 to the urea water pump 28 by the above thawing operation. Thereby, it becomes possible to fully reduce nitrogen oxides, and it is possible to prevent harmful nitrogen oxides from being discharged. In addition, there is no problem that the engine cannot be operated due to engine output limitation.
また、第２の尿素水戻し管２１４は、尿素水ポンプ２８からエンジン室ＥＲを経由して尿素水タンク２７に接続されている。これにより、第２の尿素水戻し管２１４を通る尿素水はエンジン室ＥＲの高い温度で温められて尿素水タンク２７内に戻されるので、凍結している尿素水を素早く解凍することが可能になる。よって、本実施の形態の油圧ショベル１は、尿素水タンク２７内の凍結している尿素水の解凍性能をより高く上げることができる。 The second urea water return pipe 214 is connected from the urea water pump 28 to the urea water tank 27 via the engine room ER. As a result, the urea water passing through the second urea water return pipe 214 is warmed at a high temperature in the engine room ER and returned to the urea water tank 27, so that the frozen urea water can be quickly thawed. Become. Therefore, the hydraulic excavator 1 according to the present embodiment can increase the thawing performance of the urea water frozen in the urea water tank 27 to a higher level.
なお、エンジン室ＥＲに第２の尿素水戻し管２１４を経由させる場所としては、本実施の形態のようにエンジン室ＥＲで一番温度が高い場所（エンジン１１の下側）が好ましい。これにより、尿素水タンク２７内で凍結している尿素水をより素早く解凍することが可能になり、尿素水の解凍性能をより高く上げることができる。 As a place where the second urea water return pipe 214 is routed to the engine room ER, a place where the temperature is highest in the engine room ER (the lower side of the engine 11) is preferable as in the present embodiment. As a result, the urea water frozen in the urea water tank 27 can be thawed more quickly, and the thawing performance of the urea water can be further increased.
また、尿素ＳＣＲシステム２１は、尿素水が凍結しない環境下の場合には、制御弁２２１により、尿素水ポンプ２８から尿素水タンク２７へ戻す尿素水の戻し管を第１の尿素水戻し管２１３に切り換えて、第２の尿素水戻し管２１４に尿素水を流さないようにする。これにより、尿素ＳＣＲシステム２１を環境温度に応じて効率良く駆動させることができる。 In the urea SCR system 21, the urea water return pipe to be returned from the urea water pump 28 to the urea water tank 27 is controlled by the control valve 221 when the urea water is not frozen. To prevent the urea water from flowing into the second urea water return pipe 214. Thereby, the urea SCR system 21 can be driven efficiently according to the environmental temperature.
また、エンジン室ＥＲを経由する第２の尿素水戻し管２１４に尿素水を流さないようにすることで、尿素水タンク２７内の尿素水の温度が上昇し過ぎて排気ガスの浄化処理に悪影響を与えるのを抑えることもできる。よって、本実施の形態の油圧ショベル１は、環境温度が変化しても排気ガスの浄化を安定して行うことができる。 Further, by preventing the urea water from flowing into the second urea water return pipe 214 that passes through the engine room ER, the temperature of the urea water in the urea water tank 27 rises too much and adversely affects the exhaust gas purification process. Can also be suppressed. Therefore, the excavator 1 of the present embodiment can stably purify the exhaust gas even when the environmental temperature changes.
なお、制御弁２２１の開閉は、手動または自動のいずれの方法で行っても良い。制御弁２２１の開閉を自動で行う場合には、センサ等により第２の尿素水戻し管２１４の温度を検出し、検出した温度に基づいて制御弁２２１の開閉を行うようにしても良い。 Note that the control valve 221 may be opened and closed manually or automatically. When the control valve 221 is automatically opened and closed, the temperature of the second urea water return pipe 214 may be detected by a sensor or the like, and the control valve 221 may be opened and closed based on the detected temperature.
以上、本発明にかかる実施の形態を例示したが、上記の実施の形態は本発明の内容を限定するものではない。また、本発明の請求項の範囲を逸脱しない範囲であれば、各種の変更等は可能である。 As mentioned above, although embodiment concerning this invention was illustrated, said embodiment does not limit the content of this invention. Various modifications can be made without departing from the scope of the claims of the present invention.
例えば、本実施の形態の尿素ＳＣＲシステム２１では、本発明の解凍手段としてエンジン冷却水管２１５を使用したが、他の解凍手段（電熱を用いた解凍装置等）を使用しても良い。 For example, in the urea SCR system 21 of the present embodiment, the engine cooling water pipe 215 is used as the thawing means of the present invention, but other thawing means (such as a thawing device using electric heat) may be used.
１ ホイール式油圧ショベル（建設機械）
２１ 尿素ＳＣＲシステム
２７ 尿素水タンク
２８ 尿素水ポンプ
２１３ 第１の尿素水戻し管
２１４ 第２の尿素水戻し管
２１５ エンジン冷却水管（解凍手段）
２２１ 制御弁
２７１ タンク本体
２７１ａ タンク本体の上面
２７１ｂ タンク本体の側面
２７２ 尿素水の給水口
ＥＲ エンジン室
1 Wheeled hydraulic excavator (construction machine)
21 Urea SCR system 27 Urea water tank 28 Urea water pump 213 1st urea water return pipe 214 2nd urea water return pipe 215 Engine cooling water pipe (thawing means)
221 Control valve 271 Tank body 271a Upper surface of tank body 271b Side surface of tank body 272 Water supply port for urea water ER Engine room
Claims (4)
前記尿素ＳＣＲシステムを構成する尿素水タンクには、当該尿素水タンク内で凍結している尿素水を解凍する解凍手段が接続され、前記尿素ＳＣＲシステムを構成する尿素水ポンプと前記尿素水タンクとの間には、前記尿素水ポンプから前記尿素水タンクに尿素水を戻すための第１の尿素水戻し管が接続されているとともに、当該第１の尿素水戻し管とは別の第２の尿素水戻し管が接続されていることを特徴とする建設機械。 A construction machine equipped with a urea SCR system,
The urea water tank constituting the urea SCR system is connected to a thawing means for thawing the urea water frozen in the urea water tank, and the urea water pump constituting the urea SCR system, the urea water tank, The first urea water return pipe for returning the urea water from the urea water pump to the urea water tank is connected between the second urea water return pipe and the second urea water return pipe different from the first urea water return pipe. A construction machine characterized in that a urea water return pipe is connected.
前記第２の尿素水戻し管は、前記尿素水タンクのタンク本体の上面で、当該タンク本体の上部の側面または角部に設けられている前記尿素水の給水口の近傍に接続されていることを特徴とする建設機械。 The construction machine according to claim 1,
The second urea water return pipe is connected to the upper surface of the tank body of the urea water tank and in the vicinity of the urea water supply port provided on the side or corner of the upper portion of the tank body. Construction machine characterized by.
前記第２の尿素水戻し管は、前記尿素水ポンプからエンジン室を経由して前記尿素水タンクに接続されることを特徴とする建設機械。 In the construction machine according to claim 1 or 2,
The construction machine, wherein the second urea water return pipe is connected to the urea water tank from the urea water pump through an engine room.
前記尿素水ポンプから前記尿素水タンクへ戻す尿素水の戻し管を前記第１の尿素水戻し管と前記第２の尿素水戻し管との間で切り換える制御弁を備えることを特徴とする建設機械。 In the construction machine of any one of Claims 1-3,
A construction machine comprising a control valve for switching a urea water return pipe returning from the urea water pump to the urea water tank between the first urea water return pipe and the second urea water return pipe. .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014021327A JP2015148186A (en) | 2014-02-06 | 2014-02-06 | Construction machine |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2014021327A JP2015148186A (en) | 2014-02-06 | 2014-02-06 | Construction machine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2015148186A true JP2015148186A (en) | 2015-08-20 |
Family
ID=53891739
Family Applications (1)
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| JP2014021327A Pending JP2015148186A (en) | 2014-02-06 | 2014-02-06 | Construction machine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2015148186A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018168678A (en) * | 2017-03-30 | 2018-11-01 | ヤンマー株式会社 | Crawler tractor |
-
2014
- 2014-02-06 JP JP2014021327A patent/JP2015148186A/en active Pending
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