JP2017122318A - Shovel - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ショベルに関する。 The present invention relates to an excavator.
油圧ショベルのエンジンから排出される排ガス中には、窒素酸化物(NOx)等の有害物質が含まれることがある。そこで従来から油圧ショベルには、エンジンからの排ガスを処理するために、接続管を介してエンジンと接続される排ガス処理装置が搭載されている。 The exhaust gas discharged from the hydraulic excavator engine may contain harmful substances such as nitrogen oxides (NOx). Therefore, conventionally, an exhaust gas treatment device connected to the engine via a connection pipe is mounted on the hydraulic excavator in order to treat the exhaust gas from the engine.
この排ガス処理装置は、排ガス中に含まれるパティキュレートマター(PM)を捕集するディーゼルパティキュレートフィルタ(DPF)や、窒素酸化物(NOx)を還元除去する選択的還元剤(例えば、尿素等)を用いて還元除去する選択還元型触媒(SCR)等が、一般的に利用されている。 This exhaust gas treatment apparatus includes a diesel particulate filter (DPF) that collects particulate matter (PM) contained in exhaust gas, and a selective reducing agent (for example, urea) that reduces and removes nitrogen oxides (NOx). A selective reduction catalyst (SCR) or the like that reduces and removes by using is generally used.
上記のような排ガス処理装置を、例えばエンジン以外のファイヤーウォール等を有する支持フレーム体で支持する構成が開示されている(例えば特許文献1)。 The structure which supports the above exhaust gas processing apparatuses with the support frame body which has firewalls other than an engine, for example is disclosed (for example, patent document 1).
特許文献1のように排ガス処理装置をエンジン以外の支持フレーム体に支持させると、排ガス処理装置とエンジンとを接続する接続管が長くなってしまう。 When the exhaust gas treatment device is supported by a support frame body other than the engine as in Patent Document 1, a connecting pipe that connects the exhaust gas treatment device and the engine becomes long.
接続管が長くなるとエンジンを出た排ガスが排ガス処理装置へ到達するまでの間に、温度が低下してしまう。すると、排ガスの性状が変化して、排ガス処理能力に悪影響を及ぼす虞がある。 If the connecting pipe becomes long, the temperature will drop before the exhaust gas leaving the engine reaches the exhaust gas treatment device. As a result, the properties of the exhaust gas change, which may adversely affect the exhaust gas treatment capacity.
本実施形態の一つの目的は、上記課題に鑑み、排ガスの温度低下を防止して安定した排ガス処理を実現可能なショベルを提供することにある。 One object of the present embodiment is to provide an excavator capable of realizing a stable exhaust gas treatment by preventing a temperature drop of the exhaust gas in view of the above problems.
本発明の一実施形態に係るショベルは、
動力源として搭載したエンジンと、
前記エンジンを支持する旋回フレーム上に立設された支持フレーム体と、
前記支持フレーム体に支持され、前記エンジンからの排ガスを処理する排ガス処理装置と、
前記エンジンと前記排ガス処理装置とを接続する接続管とを備えており、
前記接続管は、
少なくとも一部に収縮可能なべローズ部を有し、前記接続管の本体部の外周及び前記べローズ部の外周に断熱材を設けたことを特徴とする。
An excavator according to an embodiment of the present invention is:
An engine mounted as a power source,
A support frame body erected on a revolving frame that supports the engine;
An exhaust gas treatment device that is supported by the support frame and treats exhaust gas from the engine;
A connecting pipe for connecting the engine and the exhaust gas treatment device;
The connecting pipe is
It has a bellows part which can be shrunk at least partially, and a heat insulating material is provided on the outer periphery of the main body part of the connecting pipe and the outer periphery of the bellows part.
開示した一実施形態によれば、排ガスの温度低下を防止して安定した排ガス処理を実現可能なショベルを提供できる。 According to the disclosed embodiment, it is possible to provide an excavator capable of realizing stable exhaust gas treatment by preventing temperature reduction of exhaust gas.
図1は、本発明の実施形態に係る油圧ショベルを示す側面図である。 FIG. 1 is a side view showing a hydraulic excavator according to an embodiment of the present invention.
油圧ショベルは、自走可能なクローラ式の下部走行体1と、この下部走行体1上に旋回機構2を介して旋回可能に搭載された上部旋回体3を有している。 The hydraulic excavator has a crawler-type lower traveling body 1 capable of self-propelling and an upper revolving body 3 that is mounted on the lower traveling body 1 through a revolving mechanism 2 so as to be capable of revolving.
上部旋回体3には、ブーム4が取り付けられている。ブーム4の先端にはアーム5が取り付けられ、アーム5の先端にはエンドアタッチメントとしてのバケット6が取り付けられている。ブーム4、アーム5及びバケット6により作業アタッチメントが構成される。 A boom 4 is attached to the upper swing body 3. An arm 5 is attached to the tip of the boom 4, and a bucket 6 as an end attachment is attached to the tip of the arm 5. A work attachment is constituted by the boom 4, the arm 5, and the bucket 6.
ブーム4は、旋回フレーム31に俯仰動可能に取付けられている。アーム5は、ブーム4の先端側に回動可能に取付けられている。また、バケット6は、アーム5の先端側に回動可能に取付けられている。
The boom 4 is attached to the revolving
ブームシリンダ7は、旋回フレーム31とブーム4との間に配設されている。このブームシリンダ7により、ブーム4は旋回フレーム31に対して俯仰動する。アームシリンダ8は、ブーム4とアーム5との間に配設されている。このアームシリンダ8により、アーム5はブーム4に対して回動動作する。更にバケットシリンダ9は、バケット6とアーム5との間に配設されている。このバケットシリンダ9により、バケット6はアーム5に対して回動する。
The boom cylinder 7 is disposed between the
上部旋回体3は、下部走行体1上に旋回機構2を介して旋回自在に設置されている。この上部旋回体3には、図1に加え図2に示すように、旋回フレーム31、キャブ10、カウンタウエイト32、外装カバー33、動力源としてのエンジン11、熱交換装置40、防塵装置50、及び排ガス処理装置60等が配設されている。
The upper swing body 3 is installed on the lower traveling body 1 so as to be swingable via the swing mechanism 2. As shown in FIG. 2 in addition to FIG. 1, the upper swing body 3 includes a
キャブ10は旋回フレーム31上に設けられており、その内部には運転席(図示せず)が設けられている。オペレータはキャブ10内の運転席に着座し、油圧ショベルの運転操作を行う。
The
カウンタウエイト32は、作業アタッチメントとの重量バランスをとる機能を奏する。また、外装カバー33及びエンジンフード34aは、エンジン室34内に配設されたエンジン11、熱交換装置40、及び排ガス処理装置60等を覆う。
The
次に、エンジン室34内の構成について説明する。
図2はエンジン室34の内部構成を示す概略構成図である。エンジン室34内には、エンジン11、熱交換装置40、防塵装置50、及び排ガス処理装置60等が配設されている。
Next, the configuration within the
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing the internal configuration of the
エンジン11は、旋回フレーム31に配設されたエンジン取付け座31aの上部に、マウント31bを介して支持されている。マウント31bは防振マウントであり、エンジン11で発生する振動が旋回フレーム31に伝達されるのを防止している。
The engine 11 is supported on an upper part of an
エンジン11のX1側(図中左側)には、冷却ファン35が配設されている。また、冷却ファン35のX1側には熱交換装置40が配設されている。更に、熱交換装置40のX1側には防塵装置50が配設されている。防塵装置50は、一対のブラケット51と、防塵ネット52とを有している。
A
冷却ファン35は、エンジン11により回転駆動される。冷却ファン35が回転駆動されることにより、メンテナンスドア33Aに設けられた吸気口から外気が冷却風Wとしてエンジン室34内に取り込まれる。熱交換装置40は、このエンジン室34に取り込まれた冷却風Wにより熱交換処理(冷却処理)を行う。
The
冷却風Wは、図2に矢印で示すように図中右側方向に流れる。よって、図中X1側が冷却風上流側となり、X2側が冷却風下流側となる。また、本実施形態では、図中Z1方向が上方向となり、図中Z2方向が下方向となる。 The cooling air W flows in the right direction in the figure as indicated by an arrow in FIG. Therefore, the X1 side in the figure is the cooling air upstream side, and the X2 side is the cooling air downstream side. In the present embodiment, the Z1 direction in the figure is the upward direction, and the Z2 direction in the figure is the downward direction.
熱交換装置40は、ラジエータユニット40A、燃料クーラ40B、コンデンサ40C、オイルクーラ40D、及びインタークーラ40E等の各熱交換器を一体的にユニット化した構成とされている。
The
ラジエータユニット40Aは、エンジン11内を流れる冷却水を冷却する。燃料クーラ40Bは、図示しない燃料タンクに戻る余剰燃料を冷却する。コンデンサ40Cは、キャブ10に搭載されたエアコンで冷気を発生させるためのものである。オイルクーラ40Dは、各種シリンダ7、8、9等の油圧機器の作動オイルの冷却を行う。インタークーラ40Eは、エンジン11に供給される過給空気を冷却する。これらの各熱交換器40A〜40Eに流入する冷却水、作動油等の各種冷媒は、冷却風Wにより冷却される。
The
エンジン11のX2側には、油圧ポンプ14が一体的に取付けられている。油圧ポンプ14は、作業アタッチメントを駆動するブームシリンダ7、アームシリンダ8、バケットシリンダ9等の油圧源である。この油圧ポンプ14もエンジン11により駆動される。 A hydraulic pump 14 is integrally mounted on the X2 side of the engine 11. The hydraulic pump 14 is a hydraulic source such as a boom cylinder 7, an arm cylinder 8, and a bucket cylinder 9 that drive the work attachment. The hydraulic pump 14 is also driven by the engine 11.
エンジン11から排出された排ガスは、排ガス処理装置60により浄化処理が行われる。エンジン11から排出される排ガス中には、窒素酸化物(NOx)等の有害物質が含まれることがあり、これらを浄化するためにエンジン11には、排ガス処理装置60が接続管としての排気管70を介して接続されている。
The exhaust gas discharged from the engine 11 is purified by the exhaust
この排ガス処理装置60には、排ガス中の微粒子を燃焼させる酸化触媒が配置された第1処理部61と、微粒子が取り除かれた排ガス中の窒素酸化物(NOx)を選択的還元剤(例えば、尿素等)を用いて還元除去する第2処理部としての選択還元型触媒62(SCR)とが設けられている。また、第1処理部61として、排ガス中に含まれるパティキュレートマター(PM)を捕集するディーゼルパティキュレートフィルタ(DPF)を用いてもよい。第1処理部61と選択還元型触媒62とは、接続部63により連結されている。
The exhaust
第1処理部61は、その上流側に前段酸化触媒を備えており、選択還元型触媒62はその下流側に後段酸化触媒を備えている。この第1処理部61は、酸化触媒担持型フィルタ(CSF)とすることも可能である。
The
排気管70は、排ガス処理装置60を構成する第1処理部61と、エンジン11とを接続している。
The
上記構成とされた排ガス処理装置60は、支持体37、ファイヤーウォール42等を有する支持フレーム体36に支持され、その位置関係は油圧ポンプ14の上方位置であってエンジン11と離間した位置に配置されている。支持フレーム体36は旋回フレーム31上に立設されている。
The exhaust
熱交換装置40及び防塵ネット52を搭載した防塵装置50は、図2に示すようにエンジン室34内の冷却風Wの流れ方向に関し冷却ファン35の上流側に固定される。
As shown in FIG. 2, the
旋回フレーム31における熱交換装置40及び防塵装置50の配設位置には、固定台38が形成されている。この固定台38は、旋回フレーム31の床面に対して突出形成されている。熱交換装置40は、この固定台38上に固定される。熱交換装置40がエンジン室34に固定された状態において、防塵装置50の上部はエンジンフード34aにより覆われる。エンジンフード34aは、外装カバー33に関して開閉可能な構成とされている。
A fixed
防塵装置50は、冷却風Wの流れ方向に対して熱交換装置40の上流側に配設されている。防塵装置50は熱交換装置40を構成する各熱交換器40A〜40Eに対して防塵処理を行うため、全ての熱交換器40A〜40Eで目詰まりが発生することを防止できる。
The
次に、エンジン11と排ガス処理装置60とを接続する排気管70について、図3、図4に基づいて更に詳細に説明する。図3は、排気管70の構成を説明する断面図である。図4は、図3の一部拡大断面図である。
Next, the
本実施形態の排気管70は、第1排気管71と、第2排気管72と、第3排気管73とを有する分割構造とされている。勿論、分割されない1本管であって良い。第1排気管71は、一側端部がエンジン11と連結される。第2排気管72は、第1排気管71の他側端部と連結される。第3排気管73は、一側端部が第2排気管72と連結され他側端部が第1処理部61と連結される。
The
第1排気管71は、本体部71aを有し、その両端部にはフランジ部71bが設けられている。第2排気管72は、本体部72aを有し、その両端部にはフランジ部72bが設けられている。第3排気管73は、本体部73aを有し、その両端部にはフランジ部73bが設けられている。第2排気管72、第3排気管73は、本体部72a、73aに図示されているように屈曲部を有して良い。第1排気管71は、排ガス処理装置60が搭載されている支持フレーム体36に、Uボルト67により固定されている。このため、第1排気管71は特別な固定手段を備えていない。
The
第1排気管71と第2排気管72とは、フランジ部71bと72bをボルト接合して連結される。第2排気管72と第3排気管73とは、フランジ部72bと73bとをボルト接合して連結される。つまり、排気管70の各排気管71〜73は、フランジ部71b〜73bを介して一体的に連結される。
The
第1排気管71のX1側のフランジ部71bは、エンジン11の接続部材と連結され、第3排気管73のX1側のフランジ部73bは排ガス処理装置60の第1処理部61の接続部材と連結される。したがって、排気管70は、エンジン11から排出される排ガスを排ガス処理装置60の第1処理部61へ排出できる。
The
排気管70のうち、振動の大きいエンジン11側(X1側)の第1排気管71には、伸縮可能なべローズ部80が複数設けられている。したがって、第1排気管71は本体部71aとべローズ部80とフランジ部71bを有する構成である。べローズ部80は、例えばべローズ型伸縮管継手により構成されて良い。べローズ部80は略水平に配置され、ショベルの車幅方向(X1−X2方向)に延在する。べローズ部80は油圧ポンプ14よりも上側に配置されて良い(図2参照)。べローズ部80の個数はこの限りではなく、排気管70の構成やべローズ部80の構成により適宜決定される。また、図示例では第1排気管71にのみべローズ部80が設けられているが、第2排気管72や第3排気管73に設けられていても良い。また、べローズ部80は、その長さに応じて1つでもよい。また排気管70の向きと長さは、エンジン11の排気口と第1処理部61の吸込口の配置に対応して、適宜、変更される。
Among the
本実施形態のべローズ部80が設けられる理由として、例えば以下のような点がある。図2に示すように排ガス処理装置60がエンジン以外の支持フレーム体36で支持されていると、排ガス処理装置60は支持フレーム体36からの振動の影響を大きく受ける。これに対して排ガス処理装置60とエンジン11とを接続する排気管70は、エンジン11からの振動の影響を大きく受ける。このため排気管70にはエンジン11と支持フレーム体36との振動差が作用する。この振動差は、排気管70に設けたべローズ部80で吸収できる。
The reason why the
排気管70は、エンジン11と、排ガス処理装置60(第1処理部61)とを繋ぐ接続管である。排ガス処理装置60は、当該エンジン11と距離を隔てた位置に設けられた支持フレーム体36に支持されている。したがって、排気管70は、エンジン11から排出された排ガスを第1処理部61に供給する間に、冷却風Wなどを受けて排ガスの温度を低下させてしまう虞がある。
The
そこで本実施形態の排気管70は、その外周位置に断熱材90を設けている。具体的に断熱材90は、第1〜第3排気管71〜73の本体部71a〜73aの外周位置及びべローズ部80の外周位置に設けられている。
Therefore, the
本実施形態の排気管70は、第1〜第3排気管71〜73に分割されているため、本実施形態の断熱材90は、複数に分割される構成とした。分割箇所は第1排気管71のフランジ部71b、第2排気管72のフランジ部72b、及び第3排気管73のフランジ部73bである。つまり、断熱材90は、第1排気管71の両端に位置するフランジ部71bの間、第2排気管72の両端に位置するフランジ部72bの間、及び第3排気管73の両端に位置するフランジ部73bの間に配置される。勿論、分割せずに配置することも可能である。
Since the
本実施形態の断熱材90は、べローズ部80の外周位置に配置される断熱材91と、第1〜第3排気管71〜73の本体部71a〜73aの外周位置に配置される断熱材92とを有している。したがって、図示例では第1排気管71に配置される断熱材90においてのみ、断熱材91と断熱材92が存在するが、この限りではない。
The
べローズ部80の外周位置に配置される断熱材91の内径D1は、第1〜第3排気管71〜73の本体部71a〜73aの外周位置に配置される断熱材92の内径D2より大きい(D1>D2)。つまりべローズ部80に配置された断熱材91の厚さt1が、本体部71a〜73aに配置された断熱材92の厚さt2より薄く(t1<t2)形成されている(図4参照)。
The inner diameter D1 of the
したがって、エンジン11の振動などによりべローズ部80の振幅が大きくなっても、べローズ部80と断熱材91の内周面との摩擦を最小限に抑制して、断熱材90の耐久性を向上できる。特に断熱材91の内径D1を、ベローズ部80の鉛直下方側に位置する断熱材91の内周面と、べローズ部80の鉛直下側の外周面とが非接触状態となるような内径に設定すると、べローズ部80と断熱材90との摩擦を低減できる。
Therefore, even if the amplitude of the
本実施形態の断熱材90は、材料としてウレタン、ガラスウール、ガラスクロス等を使用して良い。またべローズ部80の外周に配置される断熱材91と本体部71aの外周に配置される断熱材92とは異なる材料で形成されても良い。
The
べローズ部80の外周に配置される断熱材91と、本体部71aの外周に配置される断熱材92とは、別々の部材により構成されている。そして、断熱材91と断熱材92とは、組立て時に、例えば縫製、溶着、ホッチキス、ボタンなどにより一体的に形成される。第2排気管72の本体部72aの外周に配置される断熱材90は、断熱材92のみで構成される。第3排気管73の本体部73aについても同様である。
The
本実施形態の断熱材90には、断熱材92を本体部71a〜73aに固定する固定手段94が一体的に形成されている。固定手段94は、リング形状のベルト材、面ファスナー、紐体などであって良い。固定手段94は、本体部71a〜73aの両側端部に設けられている。更に云うと第1排気管71においては、固定手段94がべローズ部80には設けられていない。したがって、断熱材90を固定手段94により固定しても、べローズ部80の外周に位置する断熱材91の内径D1を確実に保持できる。また、固定手段94により、断熱材90の着脱作業を容易にしてメンテナンス作業の効率化を実現できる。
The
本実施形態のショベルは、エンジン11と排ガス処理装置60とを繋ぐ排気管70の外周に断熱材90を設ける構成とした。したがって、図2に示すように、冷却ファン35により、メンテナンスドア33Aに設けられた吸気口から外気が冷却風Wとしてエンジン室34内に取り込まれた際に、冷却風Wは排ガス処理装置60を適度に冷却するが、排気管70は断熱材90により温度低下を防止できる。また、排ガス処理装置60の排ガス処理能力を良好に維持することができる。
The shovel of the present embodiment has a configuration in which the
以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は上記した特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更等が可能である。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above. However, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and various modifications are possible within the scope of the gist of the present invention described in the claims. Modifications, changes, etc. are possible.
1 下部走行体
2 旋回機構
3 上部旋回体
31 旋回フレーム
32 カウンタウエイト
33 外装カバー
33A メンテナンスドア
34 エンジン室
34a エンジンフード
35 冷却ファン
36 支持フレーム体
37 支持体
38 固定台
4 ブーム
5 アーム
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
11 エンジン
40 熱交換装置
50 防塵装置
60 排ガス処理装置
61 第1処理部
62 選択還元型触媒
70 排気管(接続管)
71 第1排気管
71a 本体部
71b フランジ部
72 第2排気管
72a 本体部
72b フランジ部
73 第3排気管
73a 本体部
73b フランジ部
80 べローズ部
90 断熱材
91 断熱材(べローズ部に配置)
92 断熱材(排気管の本体部に配置)
94 固定手段
W 冷却風
D1、D2 内径
t1、t2 厚さ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Lower traveling body 2 Turning mechanism 3
71
92 Insulation (arranged in the exhaust pipe body)
94 Fixing means W Cooling air D1, D2 Inner diameter t1, t2 Thickness
Claims (7)
前記エンジンを支持する旋回フレーム上に立設された支持フレーム体と、
前記支持フレーム体に支持され、前記エンジンからの排ガスを処理する排ガス処理装置と、
前記エンジンと前記排ガス処理装置とを接続する接続管とを備えており、
前記接続管は、
少なくとも一部に収縮可能なべローズ部を有し、前記接続管の本体部の外周及び前記べローズ部の外周に断熱材を設けたことを特徴とするショベル。 An engine mounted as a power source,
A support frame body erected on a revolving frame that supports the engine;
An exhaust gas treatment device that is supported by the support frame and treats exhaust gas from the engine;
A connecting pipe for connecting the engine and the exhaust gas treatment device;
The connecting pipe is
An excavator having a contractible bellows part at least in part and provided with a heat insulating material on the outer periphery of the main body part of the connecting pipe and the outer periphery of the bellows part.
複数に分割されており、該複数に分割された各接続管は両端部に設けられたフランジ部により連結されていることを特徴とする請求項1〜5の何れか一項に記載のショベル。 The connecting pipe in which the heat insulating material is disposed is
The excavator according to any one of claims 1 to 5, wherein the excavator is divided into a plurality of parts, and the connection pipes divided into the plurality are connected by flange portions provided at both ends.
複数に分割されており、分割箇所は前記接続管の前記フランジ部であることを特徴とする請求項6に記載のショベル。 The heat insulating material is
The excavator according to claim 6, wherein the excavator is divided into a plurality of portions, and the divided portion is the flange portion of the connection pipe.
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