JP2016151133A - 建設機械 - Google Patents
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Abstract
【課題】尿素水タンクの満水容量を傾斜方向に関係なく一定にすることができ、且つ、尿素水が凍結しても尿素水タンクの破損を防止することができる建設機械を提供する。【解決手段】尿素水タンク107のタンク本体171の上面171a中央には給水口171bが設けられ、給水口171bの周縁には管体172の一端が結合されてタンク本体171内に吊り下げられている。管体172は、尿素水Aよりも比重が大きく、且つ、その下端が自重により常時鉛直方向下向きに向くように形成されている。管体172の長さ172Lは、タンク本体171が水平に配置された状態で管体172の下端とタンク本体171の内上面171eとの間に、尿素水Aの凍結時の膨張を許容する空間Sが確保されるように設定されている。排気弁は、タンク本体171内の圧力が、管体172内に尿素水Aが充填されたときの水頭圧を超えた場合に開弁する。【選択図】図3
Description
本発明は、尿素水タンクを備えた建設機械に関する。
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(特許文献1参照)。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。
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。
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。
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してその体積が膨張する。そのため、尿素水タンクを設計する際には、尿素水の凍結による膨張を考慮している。
素水タンク内に貯留している尿素水が凍結してその体積が膨張する。そのため、尿素水タンクを設計する際には、尿素水の凍結による膨張を考慮している。
具体的には、尿素水の給水口をタンク本体の側面上部に設けている。これにより給水口がタンク本体の上面よりも下に位置するため、タンク本体内に尿素水を満水になるまで給水してもタンク本体内の上部には一定容量の空間が確保される。したがって、尿素水が凍結して膨張しても、膨張分を空間で許容することが可能になり、膨張応力によってタンク本体が破損するのを防止している。
しかしながら、建設機械に設けられる尿素水タンクは、その他の車両に設けられる尿素水タンクと異なり、傾斜地において尿素水タンクが傾いた状態でも給水が行われる。そのため、尿素水タンクの傾斜方向によって満水容量が異なり、これに起因する以下の問題が発生する。
タンク本体が給水口を基準にして下方に傾いている場合には、この給水口からタンク本体内に尿素水を満水になるまで給水しても満水容量が規定容量(水平時の満水時の容量)に達しない。そのため、尿素SCRシステムを作動するとタンク本体内の尿素水がすぐに不足してしまい、給水間隔が短くなってしまう。
タンク本体が給水口を基準にして上方に傾いている場合には、この給水口からタンク本体内に尿素水を満水になるまで給水すると満水容量が規定容量を超えてしまう。そのため、タンク本体を水平にしたときに尿素水が給水口から溢れてしまう。
本発明は、以上の問題を鑑みて成されたものであり、尿素水タンクの満水容量を傾斜方向に関係なく一定にすることができ、且つ、尿素水が凍結しても尿素水タンクの破損を防止することができる建設機械を提供することを目的とする。
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。
本発明の建設機械は、尿素SCRシステムを備え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は、上面中央に尿素水の給水口が設けられたタンク本体と、前記給水口を開閉可能に閉塞する閉塞部材と、一端が前記給水口の周縁に結合して前記タンク本体内に吊り下げられた管体と、前記タンク本体の上面に設けられた排気弁とを備え、
前記管体は、前記尿素水よりも比重が大きく、且つ、その下端が自重により常時鉛直方向下向きに向くように形成されたものであり、
前記管体の長さは、前記タンク本体が水平に配置された状態で前記管体の下端と前記タンク本体の内上面との間に、前記尿素水の凍結時の膨張を許容する空間が確保されるように設定され、
前記排気弁は、前記タンク本体内の圧力が、前記管体内に前記尿素水が充填されたときの水頭圧を超えた場合に開弁して前記タンク本体内の空気を外部に排出することを特徴とする。
前記尿素SCRシステムを構成する尿素水タンクは、上面中央に尿素水の給水口が設けられたタンク本体と、前記給水口を開閉可能に閉塞する閉塞部材と、一端が前記給水口の周縁に結合して前記タンク本体内に吊り下げられた管体と、前記タンク本体の上面に設けられた排気弁とを備え、
前記管体は、前記尿素水よりも比重が大きく、且つ、その下端が自重により常時鉛直方向下向きに向くように形成されたものであり、
前記管体の長さは、前記タンク本体が水平に配置された状態で前記管体の下端と前記タンク本体の内上面との間に、前記尿素水の凍結時の膨張を許容する空間が確保されるように設定され、
前記排気弁は、前記タンク本体内の圧力が、前記管体内に前記尿素水が充填されたときの水頭圧を超えた場合に開弁して前記タンク本体内の空気を外部に排出することを特徴とする。
本発明の建設機械では、尿素水のタンク本体の上面中央に給水口を設け、給水口からタンク本体内に管体を吊り下げ、タンク本体内の圧力が水頭圧を超えた場合に開弁するようにした。このため、尿素水を給水するときには、タンク本体の傾斜方向に関係なく、水頭圧により液面が管体の下端よりも上にいくことが防止される。したがってタンク本体内の上部に空間が確保されて満水状態となるので、この空間で尿素水の凍結時の膨張を許容することが可能になる。よって、本発明の建設機械は、尿素水タンクの満水容量を傾斜方向に関係なく一定にすることができ、且つ、尿素水が凍結しても尿素水タンクの破損を防止することができる。
以下、本発明の実施の形態を図にしたがって説明する。
(第1の実施の形態)
図1は、本発明の第1の実施の形態を示す油圧ショベル1の右側面図である。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。
図1は、本発明の第1の実施の形態を示す油圧ショベル1の右側面図である。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。
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。機械室6には、図示しないがエンジン(ディーゼルエンジン)、油圧ポンプ、作動油タンク、燃料タンク、旋回体3を駆動する旋回モータ、尿素SCRシステム、エンジン冷却装置等が格納されている。
次に、尿素SCRシステムについて説明する。尿素SCRシステムは、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。
図2に示すように尿素SCRシステム101は、尿素SCRシステム本体102(後処理装置)と、尿素SCRシステム本体102に尿素水を添加する尿素水添加装置103とを備えている。
尿素SCRシステム本体102は、エンジン110の排気通路110a内に上流側から順に配置された前段酸化触媒104、SCR触媒105、後段酸化触媒106を備えている。なお、前段酸化触媒104は必ずしも配置されなくても良い。
尿素水添加装置103は、尿素水タンク107、尿素水タンク107に尿素水供給管211で接続された尿素水ポンプ108、尿素水ポンプ108に尿素水供給管212で接続された尿素水噴射装置109を備えている。尿素水噴射装置109の噴射位置は、前段酸化触媒104とSCR触媒105との間に設定されている。
ここで、尿素SCRシステム101による排気ガスの浄化方法を説明する。尿素水ポンプ108は、尿素水タンク107から尿素水を吸い上げて尿素水噴射装置109に供給する。尿素水噴射装置109は、尿素水ポンプ108から供給された尿素水を前段酸化触媒104とSCR触媒105との間に噴射する。
前段酸化触媒104は、エンジン110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104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109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105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106により酸化されて無害な窒素と水になる。
また、図2に示すように、尿素水ポンプ108と尿素水タンク107との間には、尿素水戻し管213が接続されている。この尿素水戻し管213は、尿素水ポンプ108から尿素水噴射装置109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107に戻すために使用されるものである。
次に、尿素水タンク107について説明する。この尿素水タンク107は、図1に示すように旋回体3上において機械室6の前側に設けられている。この尿素水タンク107はカバー8で覆われている。
図3は、尿素水タンク107の内部を示す図である。この尿素水タンク107は、タンク本体171と、タンク本体171内に設けられた尿素水Aの供給・解凍ユニット201と、タンク本体171内に設けられた管体172と、タンク本体171の上面171aに設けられた圧力調整ユニット301とを備えている。
タンク本体171は箱形の中空状に形成されており、内部に尿素水Aを貯留するものである。図4に示すようにタンク本体171の上面171a中央には、尿素水の給水口171bが設けられている。図3に示すように、この給水口171bには、給水口171bを開閉可能に閉塞する閉塞部材173が装着されている。なお、タンク本体171の形状は特に限定しなくても良く、円筒形の中空状に形成されたものでも良い。
タンク本体171の上面171aの右側部分には開口部200が設けられている。この開口部200には、前述の供給・解凍ユニット201が閉塞して取り付けられている。この供給・解凍ユニット201は、タンク本体171内に貯留されている尿素水Aを尿素水ポンプ108に供給したり、タンク本体171内で凍結している尿素水A(図8の(b)参照)を解凍したりするために使用されるものである。
供給・解凍ユニット201は、開口部200を閉塞する蓋体202と、蓋体202を貫通して設けられた尿素水供給管211、尿素水戻し管213(図2参照)及びエンジン冷却水管214を備えている。
尿素水供給管211は、タンク本体171内に貯留されている尿素水Aを尿素水ポンプ108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、タンク本体171内の底部付近でL字状に折曲されている。尿素水供給管211の他端側は尿素水ポンプ108に接続されている。
尿素水戻し管213は、図3に図示しないが、一端側が蓋体202を貫通してタンク本体171内に配置されている。エンジン冷却水管214は、タンク本体171内にエンジン冷却水を通過させて、タンク本体171内で凍結している尿素水Aを解凍するものである。このエンジン冷却水管214は、タンク本体171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214の両端側は蓋体202を貫通してエンジン冷却水の循環配管(図示せず)に接続されている。この循環配管は、エンジン冷却装置を構成するものである。
タンク本体171の底面171cの中央部分にはドレン穴171dが設けられている。このドレン穴171dには、キャップ174等の栓部材が着脱可能に装着されている。
また、タンク本体171内には、尿素水供給管211の底部に傾斜センサ175が配置されている。この傾斜センサ175は、タンク本体171の傾斜角度を測定するものである。
また、タンク本体171内には、図示しないがセンサユニットが設けられている。このセンサユニットは、タンク本体171内に貯留されている尿素水Aの状態を検出するものである。このセンサユニットは、濃度センサや液面センサを備えている。これらのセンサは、蓋体202を貫通してタンク本体171内の底部付近まで延びて設けられている。なお、濃度センサはタンク本体171内の尿素水Aの濃度を検出するものであり、液面センサは尿素水Aの液面の位置を検出するものである。
管体172は両端が開口した管状に形成されており、一端が給水口171bの周縁に結合してタンク本体171内に吊り下げられている。この管体172は尿素水Aよりも比重が大きく、且つ、その下端が自重により常時鉛直方向下向きに向くように形成されている。
具体的に説明すると管体172は、例えば耐食性且つ可撓性の材料(樹脂等)を使用して蛇腹状に形成されている。これにより管体172は、図7に示すようにタンク本体171が傾いても、管体172の下部が自重により屈曲(変形)して下端が常時鉛直方向下向きに向くようになっている。
管体172の長さ172Lは、タンク本体171が図3のように水平に配置された状態で管体172の下端とタンク本体171の内上面171eとの間に、尿素水Aの凍結時の膨張を許容する空間Sが確保されるように設定されている。
さらに管体172の長さ172Lは、タンク本体171を限度まで傾けた状態で尿素水Aの満水時の液面aがタンク本体171の内上面171eにかからないように設定されている。
なお、タンク本体171を限度まで傾けた状態とは、油圧ショベル1が設計上許容される最大傾斜角度(30°〜35°)に置かれた状態である。
圧力調整ユニット301は、タンク本体171の上面171aの左側部分に取り付けられている。この圧力調整ユニット301は、タンク本体171内の気圧を調整するものである。
図5は、圧力調整ユニット301の取り付け構造を示す図である。タンク本体171の上面171aの左側部分には、圧力調整ユニット301の取り付け用の開口部300が設けられている。開口部300の周縁には、全周に亘ってタンク本体171内の下方へ延びる下方延出部176が形成されている。
下方延出部176には多数の通気孔176aが形成されている。下方延出部176の下端にはカバー177が結合されている。このカバー177は、後述の排気弁303および吸気弁304を下方から覆うものである。具体的には、このカバー177は、排気弁303の空気流入側と吸気弁304の空気流出側とに接続している第1通気管307を覆うものである。このカバー177と下方延出部176とによりタンク本体171内には、圧力調整ユニット301の収容空間301Sが形成されている。
圧力調整ユニット301は、収容空間301Sに配置された箱体302と、箱体302内に配置された排気弁303および吸気弁304とを備えている。
箱体302は箱状(中空状)に形成されており、その底部302aは、例えば円形状に配置された複数の支持棒305によってカバー177の上面177aに着脱可能に取り付けられている。箱体302の側壁部302bと下方延出部176との間にはシール材306が介在されている。
排気弁303は、空気流入側が第1通気管307の一端側に接続され、空気流出側が第2通気管308の一端側に接続されている。第1通気管307の他端側は、箱体302の底部302aを貫通して収容空間301S内に配置されている。第2通気管308の他端側は、箱体302の上部302cを貫通してタンク本体171の外部に配置されている。
排気弁303は、タンク本体171の外部から内部への空気の流通を妨げる働きを持つとともに開放圧力αを有する。この開放圧力αは、管体172内が尿素水Aで充填されたときの水頭圧よりも大きく設定されている。
これにより排気弁303は、閉塞部材173で給水口171bが閉塞された状態で、タンク本体171の温度上昇等によりタンク本体171内の圧力が開放圧力α(水頭圧)を超えた場合には開弁してタンク本体171内の空気を外部に排出するように構成されている。
具体的には、タンク本体171内の空気は、下方延出部176の通気孔176aから収容空間301Sに入り、第1通気管307を通って排気弁303を経由して第2通気管308を通って外部に排出される。
吸気弁304は、空気の流入側が第2通気管308の一端側に接続され、空気の流出側が第1通気管307の一端側に接続されている。この吸気弁304は、タンク本体171の内部から外部への空気の流通を妨げる働きを持つとともに開放圧力βを有する。
これにより吸気弁304は、閉塞部材173で給水口171bが閉塞された状態で、尿素水Aの消費等によってタンク本体171内の圧力が開放圧力βよりも低下した場合には開弁してタンク本体171の外部から内部に空気を入れるように構成されている。
具体的には、タンク本体171の外部の空気は、第2通気管308を通って吸気弁304を経由し、さらに第1通気管307を通って収容空間301Sに入り、下方延出部176の通気孔176aからタンク本体171内に入る。
排気弁303と吸気弁304は、上記のように共通の通気管である第1通気管307を介してタンク本体171内と空気の流通が可能なように接続されている。
さらに排気弁303と吸気弁304は、上記のように共通の通気管である第2通気管308を介してタンク本体171の外部と空気の流通が可能なように接続されている。この第2通気管308内にはフィルタ309が設けられている。このフィルタ309は、通気可能で且つタンク本体171の外部にある塵埃よりも目が細かく設定されている。
図6は、尿素水タンク107の給水口171bとその周辺部分の構造を示す図である。図6では管体172を省略している。給水口171bには第1フィルタ401が接続されてタンク本体171内に配置されている。この第1フィルタ401は上端が開口した容器状に形成されており、上端にはフランジ部401aが形成されている。このフランジ部401aは、給水口171bの周縁部171mに係止されて複数の固定部材410により着脱可能に固定されている。これにより第1フィルタ401は給水口171bに隙間なく接続されている。
第1フィルタ401内には第2フィルタ402が重ねて配置されている。この第2フィルタ402は上端が開口した容器状に形成されている。第1フィルタ401と第2フィルタ402は、通気可能で且つタンク本体171の外部にある塵埃や尿素水A中の不純物よりも目が細かく設定されている。
また、タンク本体171の上面171aには、給水口171bの周縁部171mの外側に突出部171nが全周に亘って形成されている。前述した閉塞部材173は、この突出部171nの外面に係止されており、これにより第1フィルタ401および第2フィルタ402を介して給水口171bを開閉可能に閉塞している。
以上のように構成されている尿素水タンク107において尿素水Aの給水を行うには、閉塞部材173を外し、尿素水Aを第1フィルタ401と第2フィルタ402とを介して給水口171bから管体172を通じてタンク本体171内に入れる。
ここで、排気弁303は、タンク本体171内の圧力が、管体172内に尿素水Aが充填されたときの水頭圧を超える場合に開弁する。このため、尿素水Aを管体172からタンク本体171内に給水するときには、タンク本体171の傾斜方向に関係なく、水頭圧により液面aが管体172の下端よりも上にいくことが防止される。
したがってタンク本体171内の上部に空間Sが確保されて満水状態となるので、この空間Sで尿素水Aの凍結時の膨張を許容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107の満水容量を傾斜方向に関係なく一定にすることができ、且つ、尿素水Aが凍結しても尿素水タンク107の破損を防止することができる。
さらに、本実施の形態の油圧ショベル1では、管体172の長さ172Lが、タンク本体171を限度まで傾けた状態で尿素水Aの満水時の液面aがタンク本体171の内上面171eにかからないように設定されている。
したがって満水時には、タンク本体171の傾斜方向に関係なく、タンク本体171内の上部に空間Sが確実に確保されるので、尿素水Aの凍結時の膨張を確実に許容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107の満水容量を傾斜方向に関係なく確実に一定にすることができ、且つ、尿素水Aが凍結しても尿素水タンク107の破損を確実に防止することができる。
また、本実施の形態の油圧ショベル1では、排気弁303は、タンク本体171内の圧力が開放圧力αを超えた場合に開弁するようにしたので、タンク本体171内の圧力が過度の高圧になってタンク本体171が破損してしまうのを防ぐことができる。
また、本実施の形態の油圧ショベル1では、管体172を可撓性の材料で形成した。これにより図8の(a)→(b)に示すように尿素水Aが凍結して膨張したときに管体172を下から押圧しても管体172の上部が縮むことによりその押圧力を吸収する。よって、本実施の形態の油圧ショベル1は、尿素水Aが凍結しても管体172の破損を防止することができる。
さらに、本実施の形態の油圧ショベル1では、管体172を蛇腹状に形成した。これにより管体172は、尿素水Aの凍結膨張による押圧力を受けたときに容易に縮むので押圧力を効率良く吸収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Aが凍結しても管体172の破損を確実に防止することができる。
また、本実施の形態の油圧ショベル1では、閉塞部材173で給水口171bが閉塞された状態でタンク本体171内の圧力が所定の圧力(開放圧力β)よりも低下した場合は、吸気弁304が開弁して外部からタンク本体171内に空気を入れるようにした。これにより、タンク本体171内の圧力が過度の低圧になるのを防ぎ、尿素水ポンプ108がタンク本体171から尿素水Aを吸い上げることができなくなるのを防ぐことができる。よって、本実施の形態の油圧ショベル1は、尿素水タンク107内の圧力が低下しても尿素SCRシステム101が停止するのを防ぐことができる。
また、本実施の形態の油圧ショベル1では、排気弁303と吸気弁304が共通の通気管である第2通気管308を介してタンク本体171の外部と空気の流通が可能なように接続され、第2通気管308内に、通気可能で且つタンク本体171の外部にある塵埃よりも目が細かいフィルタ309を設けた。これにより吸気弁304が作動して外部からタンク本体171内に空気を入れるときに塵埃がフィルタ309で捕集される。したがって、排気弁303や吸気弁304の弁体と弁座(図示せず)に塵埃が付着するのを防ぎ、排気弁303や吸気弁304の動作の低下を防ぐことが可能になる。よって、本実施の形態の油圧ショベル1は、尿素水タンク107内の圧力が過度に高圧または低圧になるのを確実に防ぐことができる。また、このフィルタ309によりタンク本体171内に塵埃が入るのを防ぐこともできる。
また、フィルタ309により排気弁303の動作の低下を防ぐことが可能になるため、尿素水Aの給水時には、液面aが管体172の下端よりも上にいくことが確実に防止される。したがって、タンク本体171内の上部に空間Sが確実に確保されて満水状態となる。よって、本実施の形態の油圧ショベル1は、尿素水タンク107の満水容量を傾斜方向に関係なく確実に一定にすることができ、且つ、尿素水Aが凍結しても尿素水タンク107の破損を確実に防止することができる。
また、第2通気管308内にフィルタ309を設けたことで、フィルタ309が捕集した塵埃を、排気弁303の開弁時にタンク本体171内から外部に排出される空気を利用して外部に吹き飛ばすことが可能になる。これにより、尿素水タンク107のメンテナンス時には、フィルタ309の洗浄時間を短縮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107のメンテナンス作業の作業効率を上げることができる。
また、本実施の形態の油圧ショベル1では、排気弁303、吸気弁304、第2通気管308、フィルタ309を一体化してタンク本体171に着脱可能に設けた。これにより尿素水タンク107のメンテナンス時にはこれらの部品を一緒に取り外すことにより、これらの部品のメンテナンスをすぐに開始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107のメンテナンス作業の作業効率をさらに上げることができる。
また、本実施の形態の油圧ショベル1では、上記の部品に加えて第1通気管307も一体化して圧力調整ユニット301とし、この圧力調整ユニット301をタンク本体171に着脱可能に設けた。これにより尿素水タンク107のメンテナンス時には、圧力調整ユニット301を取り外せば、上記の部品のメンテナンスをすぐに開始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107のメンテナンス作業の作業効率をさらに上げることができる。
また、本実施の形態の油圧ショベル1では、タンク本体171内に排気弁303および吸気弁304を下方から覆うカバー177を設けた。このカバー177により、タンク本体171内の尿素水Aの飛沫が排気弁303と吸気弁304に付着して結晶化することによる排気弁303と吸気弁304の動作の低下を防ぐことが可能になる。よって、本実施の形態の油圧ショベル1は、尿素水タンク107内の圧力が過度に高圧または低圧になるのを確実に防ぐことができる。
また、カバー177により排気弁303の動作の低下を防ぐことが可能になるため、尿素水Aの給水時には、液面aが管体172の下端よりも上にいくことが確実に防止される。したがって、タンク本体171内の上部に空間Sが確実に確保されて満水状態となる。よって、本実施の形態の油圧ショベル1は、尿素水タンク107の満水容量を傾斜方向に関係なく確実に一定にすることができ、且つ、尿素水Aが凍結しても尿素水タンク107の破損を確実に防止することができる。
また、本実施の形態の油圧ショベル1では、尿素水タンク107の給水口171bに第1フィルタ401を接続し、第1フィルタ401内に第2フィルタ402を配置した。これにより給水時には、二つのフィルタ401,402が尿素水A中の不純物を捕集してタンク本体171内に不純物が混入するのを防ぐことができる。
さらに、第1フィルタ401内に第2フィルタ402を重ねて配置したので、第2フィルタ402を取り外して洗浄している間は、第1フィルタ401で外部の塵埃を捕集してタンク本体171内に塵埃が混入するのを防ぐことができる。
(第2の実施の形態)
図9は、本発明の第2の実施の形態を示す尿素水タンク270の内部を示す図である。
図9において第1の実施の形態と同様な部分には同じ符号を付し、異なる部分を中心にして説明する。
図9は、本発明の第2の実施の形態を示す尿素水タンク270の内部を示す図である。
図9において第1の実施の形態と同様な部分には同じ符号を付し、異なる部分を中心にして説明する。
本実施の形態の管体272は、第1の実施の形態の管体172と同様に尿素水Aよりも比重が大きく、且つ、その下端が自重により常時鉛直方向下向きに向くように形成されている。
具体的に本実施の形態の管体272は、給水口171bに接続する接続部分272aを耐食性且つ可撓性の材料(樹脂)で形成し、本体部分272bを第1の実施の形態の管体172より硬く且つ耐食性のある材料(ステンレス)で形成している。
したがって、この管体272は、第1の実施の形態の管体172よりも耐久性を高めることができる。また、管体272の長さ272Lは、第1の実施の形態の管体172の長さ172Lと同様に設定されている。したがって、管体272によるその他の効果は、第1の実施の形態で説明した通りである。
(第3の実施の形態)
図10は、本発明の第3の実施の形態の圧力調整ユニット301の取り付け構造を示す図である。図10において第1の実施の形態と同様な部分には同じ符号を付し、異なる部分を中心にして説明する。
図10は、本発明の第3の実施の形態の圧力調整ユニット301の取り付け構造を示す図である。図10において第1の実施の形態と同様な部分には同じ符号を付し、異なる部分を中心にして説明する。
タンク本体171の上面171aの左側部分に設けられている開口部300には、圧力調整ユニット301を収容する収容部材501が配置されている。この収容部材501は上面が開口した筒状に形成されている。収容部材501の側壁502には多数の通気孔502aが設けられている。また、側壁502の上面にはフランジ部502aが形成されている。このフランジ部502aは、開口部300の周縁部に固定部材510で着脱可能に固定されている。
収容部材501の底壁503は、第1の実施の形態のカバー177(図5参照)と同様に第1通気管307を介して排気弁303および吸気弁304を覆うカバーである。この底壁503の上面503aには、圧力調整ユニット301の箱体302の底部302aが複数の支持棒305によって取り付けられている。これにより、本実施の形態では、圧力調整ユニット301と収容部材501とが一体化されて、タンク本体171に着脱可能に設けられている。
これにより尿素水タンク370のメンテナンス時には、圧力調整ユニット301と一緒にカバー(収容部材501)も一緒に取り外すことが可能になるので、これらの部品のメンテナンスをすぐに開始することが可能になり、メンテナンス作業の作業効率を上げることができる。底壁503(カバー)によるその他の効果は第1の実施の形態で説明した通りである。
(第4の実施の形態)
図11は、本発明の第4の実施の形態の尿素水タンク470の給水口171bとその周辺部分の構造を示す図である。図11において第1の実施の形態と同様な部分には同じ符号を付し、異なる部分を中心にして説明する。
図11は、本発明の第4の実施の形態の尿素水タンク470の給水口171bとその周辺部分の構造を示す図である。図11において第1の実施の形態と同様な部分には同じ符号を付し、異なる部分を中心にして説明する。
第1の実施の形態では、図6に示すように閉塞部材173をタンク本体171に係止させたが、本実施の形態では閉塞部材173を第1フィルタ411に係止させている。
具体的に説明すると、第1フィルタ411の上端にはフランジ部411aが形成されている。このフランジ部411aは、給水口171bの周縁部171mに係止されて複数の固定部材410で固定されており、第1フィルタ411は給水口171bに隙間なく接続されている。
さらに、フランジ部411aにおいて固定部材410よりも内側には突出部411bが全周に亘って形成されている。閉塞部材173は、この突出部411bの外面に係止して給水口171bを開閉可能に閉塞している。したがって、第1の実施の形態のようにタンク本体171を加工しなくても良いので、第1の実施の形態に比べて尿素水タンク107の製造にかかるコストを低減することができる。
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。
例えば、第1の実施の形態では、管体の長さを設定する条件として以下の2つの条件を適用したが、少なくとも(1)の条件を適用すれば良い。
(1)タンク本体が水平に配置された状態で管体の下端とタンク本体の内上面との間に、尿素水の凍結時の膨張を許容する空間が確保されるように設定する。
(2)タンク本体を限度まで傾けた状態で尿素水の満水時の液面がタンク本体の内上面にかからないように設定する。
(1)タンク本体が水平に配置された状態で管体の下端とタンク本体の内上面との間に、尿素水の凍結時の膨張を許容する空間が確保されるように設定する。
(2)タンク本体を限度まで傾けた状態で尿素水の満水時の液面がタンク本体の内上面にかからないように設定する。
1 油圧ショベル(建設機械)
101 尿素SCRシステム
107、270、370、470 尿素水タンク
171 タンク本体
171a タンク本体の上面
171b 給水口
171e タンク本体の内上面
172、272 管体
172L、272L 管体の長さ
173 閉塞部材
177、503 カバー
303 排気弁
304 吸気弁
308 第2通気管(共通の通気管)
309 フィルタ
A 尿素水
S 空間
a 尿素水の液面
101 尿素SCRシステム
107、270、370、470 尿素水タンク
171 タンク本体
171a タンク本体の上面
171b 給水口
171e タンク本体の内上面
172、272 管体
172L、272L 管体の長さ
173 閉塞部材
177、503 カバー
303 排気弁
304 吸気弁
308 第2通気管(共通の通気管)
309 フィルタ
A 尿素水
S 空間
a 尿素水の液面
Claims (6)
- 尿素SCRシステムを備え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は、上面中央に尿素水の給水口が設けられたタンク本体と、前記給水口を開閉可能に閉塞する閉塞部材と、一端が前記給水口の周縁に結合して前記タンク本体内に吊り下げられた管体と、前記タンク本体の上面に設けられた排気弁とを備え、
前記管体は、前記尿素水よりも比重が大きく、且つ、その下端が自重により常時鉛直方向下向きに向くように形成されたものであり、
前記管体の長さは、前記タンク本体が水平に配置された状態で前記管体の下端と前記タンク本体の内上面との間に、前記尿素水の凍結時の膨張を許容する空間が確保されるように設定され、
前記排気弁は、前記タンク本体内の圧力が、前記管体内に前記尿素水が充填されたときの水頭圧を超えた場合に開弁して前記タンク本体内の空気を外部に排出することを特徴とする建設機械。 - 請求項1に記載の建設機械において、
前記管体の長さは、さらに、前記タンク本体を限度まで傾けた状態で前記尿素水の満水時の液面が前記タンク本体の内上面にかからないように設定されていることを特徴とする建設機械。 - 請求項1または請求項2に記載の建設機械において、
前記尿素水タンクは、前記タンク本体の上面に設けられた吸気弁をさらに備え、
当該吸気弁は、前記閉塞部材で前記給水口が閉塞された状態で前記タンク本体内の圧力が所定の圧力よりも低下した場合に開弁して外部から前記タンク本体内に空気を入れることを特徴とする建設機械。 - 請求項3に記載の建設機械において、
前記排気弁と前記吸気弁は、共通の通気管を介して前記タンク本体の外部と空気の流通が可能なように接続され、当該共通の通気管内に、通気可能で且つ前記タンク本体の外部にある塵埃よりも目が細かいフィルタを設けたことを特徴とする建設機械。 - 請求項4に記載の建設機械において、
前記排気弁、前記吸気弁、前記共通の通気管、前記フィルタを一体化して前記タンク本体に着脱可能に設けたことを特徴とする建設機械。 - 請求項5に記載の建設機械において、
前記タンク本体内に、前記排気弁および前記吸気弁を下方から覆うカバーを設けたことを特徴とする建設機械。
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- 2015-02-17 JP JP2015029012A patent/JP2016151133A/ja active Pending
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