JP2016084724A - 選択還元触媒システム - Google Patents

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健人 村井
鈴木 大輔
Daisuke Suzuki
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Abstract

【課題】尿素水タンクに戻される尿素水に混入した粉塵等の異物を確実に捕集することができる選択還元触媒システムの提供。【解決手段】本発明は、排気ガス経路11に尿素水12を噴射する尿素水インジェクタ13と、尿素水タンク14と、尿素水ポンプ装置15と、尿素水12を浄化するフィルタ17とを備えるとともに、尿素水タンク14と尿素水ポンプ装置15とを連絡する第1管路16に設けられ、尿素水ポンプ装置15方向への尿素水12の流れを許容させ、尿素水ポンプ装置15から尿素水タンク14方向への尿素水12の流れを阻止する逆止弁22と、尿素水タンク14と尿素水ポンプ装置15を連絡する第1管路16の、逆止弁22と尿素水ポンプ装置15間の部分に一端が接続され、尿素水タンク14へ尿素水12を戻すことが可能な分岐管路23と、分岐管路23に設けた別のフィルタ24とを備えている。【選択図】図2

Description

本発明は、油圧ショベル等の建設機械に備えられ、エンジンの排気ガスのNOxを低減する選択還元触媒システム(尿素SCRシステム)に関する。
この種の従来技術として特許文献1に示されるものがある。この従来技術は、エンジンの排気ガス経路に尿素水を噴射する尿素水インジェクタと、この尿素水インジェクタから噴射される尿素水が収容される尿素水タンクと、この尿素水タンクに収容された尿素水を尿素水インジェクタに供給する尿素水ポンプ装置とを備えている。尿素水ポンプ装置には尿素水インジェクタに供給される尿素水中の粉塵等の異物を除去するフィルタが付設されている。
エンジンが停止した後には、尿素水ポンプ装置を駆動させ、尿素水インジェクタに連なる管路内の尿素水を尿素水タンクに戻すことが行われている。
この特許文献1に記載される従来技術は、尿素水の吸込み経路にフィルタを付設することで尿素水インジェクタに供給する尿素水から異物を取り除き、尿素水ポンプ装置や尿素水インジェクタの目詰まりを防止するようにしたものである。
特開2008−291678号公報
しかし、前述した特許文献1に記載された従来技術では、エンジンが停止した後に、尿素水インジェクタに供給された尿素水を、吸込み時と同一経路を通じて尿素水タンクへと戻すため、フィルタで捕集した粉塵等の異物が尿素水タンクや吸込み経路内に蓄積してしまうことが起こりうる。吸込み経路が粉塵等の異物で閉塞されると排気ガス中に尿素水を噴射できなくなり、適切に排気ガスを浄化できなくなる。
本発明は、尿素水タンクに戻される尿素水に混入した粉塵等の異物を確実に捕集することができる選択還元触媒システムを提供することを目的とする。
この目的を達成するために本発明は、エンジンの排気ガス経路に尿素水を噴射する尿素水インジェクタと、この尿素水インジェクタから噴射される尿素水が収容される尿素水タンクと、この尿素水タンクに収容された尿素水を前記尿素水インジェクタに供給する尿素水ポンプ装置と、前記尿素水インジェクタに供給される尿素水を浄化するフィルタとを備えた選択還元触媒システムにおいて、前記尿素水タンクと前記尿素水ポンプ装置とを連絡する第1管路に設けられ、尿素水ポンプ装置方向への尿素水の流れを許容させ、前記尿素水ポンプ装置から前記尿素水タンク方向への尿素水の流れを阻止する逆止弁と、前記尿素水タンクと前記尿素水ポンプ装置を連絡する前記第1管路の、前記逆止弁と前記尿素水ポンプ装置間の部分に一端が接続され、前記尿素水タンクへ尿素水を戻すことが可能な分岐管路と、前記分岐管路に設けた別のフィルタとを備えたことを特徴としている。
本発明に係る選択還元触媒システムは、尿素水タンクに戻される尿素水に混入した粉塵等の異物を確実に捕集することができ、尿素水インジェクタから尿素水をエンジンの排気ガス経路に噴射させることができ、従来よりも優れたNOx低減精度が得られ、信頼性の高い選択還元触媒システムを実現させることができる。
本発明に係る選択還元触媒システムの第1実施形態が設けられる建設機械の一例として挙げた油圧ショベルを示す側面図である。 本発明の第1実施形態の構成を示す図である。 本発明の第2実施形態の構成を示す図である。 本発明の第3実施形態の構成を示す図である。
以下本発明に係る選択還元触媒システムの実施形態を図に基づいて説明する。
本発明の第1実施形態に係る選択還元触媒システム、すなわち尿素SCRシステムが備えられる建設機械は、例えば油圧ショベルである。この油圧ショベルは、図1に示すように、走行体2と、この走行体2上に配置される旋回体1と、この旋回体1に上下方向の回動可能に連結され、掘削作業等を行う作業装置3を備えている。
作業装置3は、旋回体1に連結されるブーム3aと、このブーム3aの先端に連結されるアーム3bと、このアーム3bの先端に連結されるバケット3cとを備えている。また、この作業装置3は、ブーム3aを駆動するブームシリンダ3dと、アーム3bを駆動するアームシリンダ3eと、バケット3cを駆動するバケットシリンダ3fとを備えている。
旋回体1上には、運転室4を配置してあるとともに、本発明の第1実施形態に係る尿素SCRシステム5を備えている。
第1実施形態に係る尿素SCRシステム5は、図2に示すように、エンジン10の排気ガス経路11に尿素水12を噴射する尿素水インジェクタ13と、この尿素水インジェクタ13から噴射される尿素水12が収容される尿素水タンク14とを備えている。また、エンジン10の排気ガス経路11には、尿素水インジェクタ13の上流に酸化触媒11aを配置してあり、下流に選択還元触媒11bを配置してある。
また、尿素水タンク14に収容された尿素水12を尿素水インジェクタ13に供給する尿素水ポンプ装置15を備えている。この尿素水ポンプ装置15は、エンジン10の停止に際し、尿素水12を尿素水タンク14に戻すように切り替えられるリバーティングバルブ18と、例えば尿素水ポンプ装置15と尿素水インジェクタ13を連絡する第2管路19の圧力を所定圧に設定するリリーフ弁20と、尿素水インジェクタ13に供給される尿素水12に含まれる粉塵等の異物を除去し、浄化するフィルタ17とを備えている。
尿素水タンク14と尿素水ポンプ装置15とを連絡する第1管路16には、尿素水ポンプ装置15方向への尿素水12の流れを許容させ、尿素水ポンプ装置15から尿素水タンク14方向への尿素水12の流れを阻止する逆止弁22を設けてある。
尿素水ポンプ装置15に備えられるリリーフ弁20は、余剰の尿素水12を尿素水タンク14に戻す第3管路21上に配置してある。
また、この第1実施形態に係る尿素SCRシステム5は、尿素水タンク14と尿素水ポンプ装置15とを連絡する前述した第1管路16の、逆止弁22と尿素水ポンプ装置15間の部分に一端が接続され、尿素水タンク14へ尿素水12を戻すことが可能な分岐管路23を備えている。この分岐管路23には、前述したフィルタ17とは異なる別のフィルタ24を設けてある。
このように構成した第1実施形態は、尿素水タンク14に収容された尿素水12が尿素水ポンプ装置15によって尿素水インジェクタ13に供給され、この尿素水インジェクタ13からエンジン10の排気ガス経路11中の排気ガスに向って噴射され、これによりエンジン10の排気ガス中のNOxを浄化することができる。
また、エンジン10の停止後は、尿素水ポンプ装置15を駆動することにより、尿素水インジェクタ13及び、尿素水インジェクタ13と尿素水ポンプ装置15を連絡する第2管路19内の尿素水12が、前述のフィルタ17、分岐管路23、及び別のフィルタ24を介して尿素水タンク14内に戻される。したがって本実施形態にあっては、尿素水タンク14に戻される尿素水12に混入した粉塵等の異物を分岐管路23中の別のフィルタ24によって確実に捕集することができる。
この第1実施形態に係る尿素SCRシステム5によれば、前述のように尿素水タンク14に戻される尿素水12に混入した粉塵等の異物を捕集し、尿素水インジェクタ13から尿素水12をエンジン10の排気ガス経路11に確実に噴射させることができ、NOx低減精度が得られ、信頼性の高い尿素SCRシステム5を実現させることができる。
図3は本発明の第2実施形態の構成を示す図である。この図3に示す第2実施形態は、分岐管路23に、尿素水タンク14方向への流れを許容させ、尿素水ポンプ装置15方向への尿素水12の流れを阻止する別の逆止弁30を設けてある。前述した別のフィルタ24は、別の逆止弁30と、尿素水タンク14との間に位置する分岐管路23部分に設けてある。その他の構成は第1実施形態と同等である。
この第2実施形態に係る尿素SCRシステム5よれば、尿素水タンク14に収容された尿素水12を尿素水インジェクタ13に供給する際に、尿素水12は分岐管路23を通らずに尿素水ポンプ14に供給されるため、尿素水ポンプ装置15が尿素水を吸い込む能力を低減することができる。したがって、尿素水ポンプ装置15の小型化を実現でき、この第1実施形態の製作費用を抑えることができる。その他の効果は第1実施形態と同等である。
図4は本発明の第3実施形態の構成を示す図である。この図4に示す第3実施形態は、別のフィルタ24を、尿素水タンク14と尿素水ポンプ装置15を連絡する第1管路16と分岐管路23との接続点23aと、別の逆止弁30との間に位置する分岐管路23部分に設けてある。その他の構成は第1実施形態と同等である。
この第3実施形態に係る尿素SCRシステム5によれば、別の逆止弁30における粉塵等の異物の詰まりを防止することができる。その他の効果は第1実施形態と同等である。
1 旋回体
2 走行体
3 作業装置
3a ブーム
3b アーム
3c バケット
3d ブームシリンダ
3e アームシリンダ
3f バケットシリンダ
4 運転室
5 選択還元触媒システム
10 エンジン
11 排気ガス経路
11a 酸化触媒
11b 選択還元触媒
12 尿素水
13 尿素水インジェクタ
14 尿素水タンク
15 尿素水ポンプ装置
16 第1管路
17 フィルタ
18 リバーティングバルブ
19 第2管路
20 リリーフ弁
21 第3管路
22 逆止弁
23 分岐管路
23a 接続点
24 別のフィルタ
30 別の逆止弁

Claims (5)

  1. エンジンの排気ガス経路に尿素水を噴射する尿素水インジェクタと、この尿素水インジェクタから噴射される尿素水が収容される尿素水タンクと、この尿素水タンクに収容された尿素水を前記尿素水インジェクタに供給する尿素水ポンプ装置と、前記尿素水インジェクタに供給される尿素水を浄化するフィルタとを備えた選択還元触媒システムにおいて、
    前記尿素水タンクと前記尿素水ポンプ装置とを連絡する第1管路に設けられ、尿素水ポンプ装置方向への尿素水の流れを許容させ、前記尿素水ポンプ装置から前記尿素水タンク方向への尿素水の流れを阻止する逆止弁と、
    前記尿素水タンクと前記尿素水ポンプ装置を連絡する前記第1管路の、前記逆止弁と前記尿素水ポンプ装置間の部分に一端が接続され、前記尿素水タンクへ尿素水を戻すことが可能な分岐管路と、
    前記分岐管路に設けた別のフィルタとを備えたことを特徴とする選択還元触媒システム。
  2. 請求項1に記載の選択還元触媒システムにおいて、
    前記分岐管路に、前記尿素水タンク方向への流れを許容させ、前記尿素水ポンプ装置方向への尿素水の流れを阻止する別の逆止弁を備えたことを特徴とする選択還元触媒システム。
  3. 請求項2に記載の選択還元触媒システムにおいて、
    前記別のフィルタを、前記別の逆止弁と、前記尿素水タンクとの間に位置する前記分岐管路部分に設けたことを特徴とする選択還元触媒システム。
  4. 請求項2に記載の選択還元触媒システムにおいて、
    前記別のフィルタを、前記第1管路と分岐管路との接続点と、前記別の逆止弁との間に位置する前記分岐管路部分に設けたことを特徴とする選択還元触媒システム。
  5. 請求項1〜4のいずれか1項に記載の選択還元触媒システムにおいて、
    油圧ショベルに備えられる旋回体上に設けたことを特徴とする選択還元触媒システム。
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