JP2017198223A - 排気ガス後処理ユニット及び作業車両 - Google Patents

Abstract

【課題】還元剤噴射装置への冷却水の補充性を改善することが可能な排気ガス後処理ユニット及び作業車両を提供する。【解決手段】排気ガス後処理ユニット２０は、冷却水を還元剤噴射装置２４に導く冷却水経路２５を備える。冷却水経路２５は、還元剤噴射装置２４の内部流路２４ａに連なる第１流路Ｆ１と、第１流路Ｆ１から分岐する第２流路Ｆ２及び第３流路Ｆ３とを含む。第１流路Ｆ１が第２流路Ｆ２及び第３流路Ｆ３に分岐する分岐点ＦＰは、還元剤噴射装置２４と第１流路Ｆ１との接続部分よりも上方に位置する。第３流路Ｆ３は、分岐点ＦＰから第２流路Ｆ２よりも上方に延びる。第２流路Ｆ２と第３流路Ｆ３は、分岐点ＦＰの反対側において合流する。【選択図】図７

Description

本発明は、排気ガス後処理ユニット及び作業車両に関するものである。

従来、作業車両には、ディーゼルエンジンからの排気ガスに含まれる窒素酸化物を浄化するための排気ガス後処理ユニットが設けられる（例えば、特許文献１参照）。排気ガス後処理ユニットは、選択触媒還元装置と、還元剤噴射装置と、冷却水経路とを有する。選択触媒還元装置は、排気ガス中の窒素酸化物を還元する。還元剤噴射装置は、選択触媒還元装置に流入する排気ガス中に還元剤を噴射する。冷却水経路は、エンジンおよび排気ガスによって加熱される還元剤噴射装置を冷却するための冷却水を還元剤噴射装置に供給する。

ここで、特許文献１では、エンジン停止後における還元剤噴射装置の冷却を目的として、還元剤噴射装置から上方に延びる対流部を冷却水経路に設けることが提案されている。

特許５５４６６９４号

しかしながら、エンジン停止後、高温の還元剤噴射装置によって加熱された冷却水から水蒸気が発生して冷却水経路内にエアが混じる場合がある。この場合、還元剤噴射装置への冷却水の補充が抑えられてしまうため、還元剤噴射装置を効率的に冷却できないおそれがある。

本発明は、上述の状況に鑑みてなされたものであり、還元剤噴射装置への冷却水の補充性を改善することが可能な排気ガス後処理ユニット及び作業車両を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様に係る排気ガス後処理ユニットは、選択触媒還元装置と、接続配管と、還元剤噴射装置と、冷却水経路とを備える。選択触媒還元装置は、エンジンからの排気ガスを処理する。接続配管は、エンジンからの排気ガスを選択触媒還元装置へ導く。還元剤噴射装置は、接続配管に設置され、選択触媒還元装置へ供給される排気ガス中に還元剤を噴射する。冷却水経路は、還元剤噴射装置を冷却するための冷却水を還元剤噴射装置に導く。還元剤噴射装置は、冷却水を流すための内部流路を有する。冷却水経路は、還元剤噴射装置の内部流路に連なる第１流路と、第１流路から分岐する第２流路及び第３流路とを含む。第１流路が第２流路及び第３流路に分岐する分岐点は、還元剤噴射装置と第１流路との接続部分よりも上方に位置する。第３流路は、分岐点から第２流路よりも上方に延びる。第２流路と第３流路は、分岐点の反対側において合流する。

本発明の第１の態様に係る排気ガス後処理ユニットによれば、エンジンの停止後、還元剤噴射装置の内部流路で発生した水蒸気が、第１流路から第３流路に排出されるため、還元剤噴射装置の内部流路や第１流路に水蒸気が滞留することを抑制できる。その結果、第２流路から第１流路を介して、冷却水をスムーズに還元剤噴射装置の内部流路に供給することができるため、還元剤噴射装置への冷却水の補充性を改善することができる。

本発明の第２の態様に係る排気ガス後処理ユニットは、第１の態様に係り、冷却水経路は、冷却水を一時的に貯留するためのタンクを有する。第２流路及び第３流路それぞれは、タンクに接続される。

本発明の第２の態様に係る排気ガス後処理ユニットによれば、エンジンの駆動中にタンクに貯留された冷却水を、エンジンの停止後、還元剤噴射装置に供給することができる。従って、エンジンの停止後における還元剤噴射装置への冷却水の供給量を増大させることができる。

本発明の第３の態様に係る排気ガス後処理ユニットは、第２の態様に係り、第２流路は、分岐点から上方に延びる。

本発明の第３の態様に係る排気ガス後処理ユニットによれば、タンクに貯留された冷却水をその自重によって第２流路から第１流路にスムーズに流すことができる。

本発明の第４の態様に係る排気ガス後処理ユニットは、第２又は第３の態様に係り、第３流路は、第２流路よりも上方においてタンクに接続される。

本発明の第４の態様に係る排気ガス後処理ユニットによれば、還元剤噴射装置の内部流路で発生した水蒸気を第３流路からタンクに放出しながら、冷却水をタンクから第２流路に流出させることができる。従って、第３流路への冷却水の逆流を抑制しつつ、第２流路からスムーズに冷却水を流出させることができる。

本発明の第５の態様に係る排気ガス後処理ユニットは、第２乃至第４の態様に係り、冷却水経路は、タンクと冷却水ポンプとに接続される第４流路を有する。第４流路は、鉛直方向におけるタンクの中央よりも上方においてタンクに接続される。

本発明の第５の態様に係る排気ガス後処理ユニットによれば、第４流路がタンクの中央よりも下方に接続される場合に比べて、タンクに多くの冷却水を貯留することができる。

本発明の第６の態様に係る排気ガス後処理ユニットは、第１乃至第５の態様に係り、第１流路は、第３流路よりも短い。

本発明の第６の態様に係る排気ガス後処理ユニットによれば、第１流路の流路長を相対的に短くできるため、還元剤噴射装置の内部流路で発生する水蒸気を第３流路からスムーズに排出させることができる。

本発明の第７の態様に係る排気ガス後処理ユニットは、第１乃至第６の態様に係り、第２流路は、第３流路よりも太い。

本発明の第７の態様に係る排気ガス後処理ユニットによれば、エンジンの停止時に第２流路に残存する冷却水の量を多くすることができるため、エンジンの停止後、還元剤噴射装置に供給される冷却水の量を増大させることができる。

本発明の第８の態様に係る作業車両は、作業機と、エンジンと、第１乃至第７のいずれかの態様に係る排気ガス後処理ユニットとを備える。

本発明によれば、還元剤噴射装置への冷却水の補充性を改善することが可能な排気ガス後処理ユニット及び作業車両を提供することができる。

油圧ショベルの側面図 排気ガス後処理ユニットの斜視図 排気ガス後処理ユニットの斜視図 還元剤噴射装置の斜視図 分岐ブロックの斜視図 エンジンの駆動中における還元剤噴射装置への冷却水の供給について説明するための模式図 エンジンの停止後における還元剤噴射装置への冷却水の供給について説明するための模式図 冷却水経路の他の形態を示す模式図

（油圧ショベル１００の構成）
図１は、油圧ショベル１００の側面図である。以下の説明において、「前」「後」「左」「右」とは、運転席から前方を見た状態を基準とする方向を示す。「車幅方向」は、「左右方向」と同義である。

油圧ショベル１００は、本実施形態に係る作業車両の一例である。油圧ショベル１００は、車両本体１と作業機４とを備える。

車両本体１は、走行体２と旋回体３とを有する。走行体２は、エンジン１０の動力によって駆動する。旋回体３は、走行体２上に載置される。旋回体３は、走行体２に対して旋回可能である。

旋回体３は、運転室５、機器室６、エンジン室７及びカウンタウェイト８を有する。運転室５は、作業機４の基端部の左側に配置される。機器室６は、運転室５の後方に配置される。機器室６には、燃料タンクと作動油タンクなどが収容される。エンジン室７は、機器室６の後方に配置される。エンジン室７には、エンジン１０、排気ガス後処理ユニット２０及び後述するラジエータ１２（図６参照）などが収容される。本実施形態において、排気ガス後処理ユニット２０は、エンジン１０の上方に配置されている。エンジン室７の上方には、エンジンフード９が配置される。カウンタウェイト８は、エンジン室７の後方に配置される。

作業機４は、旋回体３の前部に取り付けられる。作業機４は、ブーム４ａ、アーム４ｂ及びバケット４ｃを有する。作業機４は、作動油の供給によって駆動される。

（排気ガス後処理ユニット２０の構成）
図２は、排気ガス後処理ユニット２０を左斜め後ろから見た斜視図である。図３は、排気ガス後処理ユニット２０を右斜め後ろから見た斜視図である。図２及び図３では、エンジンフード９が取り外されている。

排気ガス後処理ユニット２０は、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置２１、選択触媒還元装置２２、接続配管２３、還元剤噴射装置２４及び冷却水経路２５を備える。

ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置２１は、エンジン１０からの排気ガス中に含まれる粒子状物質をフィルタによって捕集する。ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置２１は、捕集した粒子状物質を付設されたヒータによって焼却する。エンジン１０からの排気ガスは、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置２１の前端部から内部に導入される。ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置２１は、概ね円筒状の外形を有する。本実施形態において、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置２１は、前後方向に沿って配置される。

選択触媒還元装置２２は、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置２１の下流に配置される。選択触媒還元装置２２には、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置２１を通過した排気ガスが導入される。選択触媒還元装置２２は、エンジン１０からの排気ガスを処理する。具体的に、選択触媒還元装置２２は、排気ガス中の窒素酸化物をアンモニアによって還元する。選択触媒還元装置２２は、概ね円筒状の外形を有する。本実施形態において、選択触媒還元装置２２は、前後方向に沿って配置される。選択触媒還元装置２２の後端部には、エンジンフード９（図１参照）から突出する排気管２６が接続される。排気ガス後処理ユニット２０によって処理された排気ガスは、排気管２６から外部に放出される。

接続配管２３は、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置２１と選択触媒還元装置２２とを接続する。接続配管２３は、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置２１を通過した排気ガスを選択触媒還元装置２２に導く。接続配管２３は、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置２１の後端部と選択触媒還元装置２２の前端部とに接続される。接続配管２３は、全体としてＳ字状に形成される。

還元剤噴射装置２４は、接続配管２３に設置される。還元剤噴射装置２４には、還元剤供給管２７が接続される。還元剤供給管２７は、図示しない尿素水タンクから送られてくる尿素水（還元剤の一例）を還元剤噴射装置２４に供給する。還元剤噴射装置２４は、選択触媒還元装置２２へ供給される排気ガス中に尿素水を噴射する。還元剤噴射装置２４から噴射された尿素水は、排気ガスの熱によって加水分解されてアンモニアとなる。接続配管２３内で生成されたアンモニアは、排気ガスとともに選択触媒還元装置２２に導入される。

ここで、図４は、還元剤噴射装置２４の構成を示す斜視図である。還元剤噴射装置２４は、本体部７０、第１噴射装置接続部７１及び第２噴射装置接続部７２を有する。本体部７０には、還元剤供給管２７が接続される。本体部７０の内部には、内部流路２４ａが形成されている。内部流路２４ａは、第１噴射装置接続部７１と第２噴射装置接続部７２に連通する。第１噴射装置接続部７１には、後述する第１配管３１が接続される。第２噴射装置接続部７２には、後述する第５配管３５が接続される。

還元剤噴射装置２４は、エンジン１０の駆動中、エンジン１０の輻射熱や接続配管２３内を流れる高温の排気ガスによって加熱される。また、還元剤噴射装置２４は、エンジン１０の停止後においても、エンジン１０の輻射熱や接続配管２３内に滞留する高温の排気ガスによって加熱される。エンジン１０の駆動中、還元剤噴射装置２４は、第５配管３５から内部流路２４ａに供給される冷却水によって潜熱冷却される。エンジン１０の停止後、還元剤噴射装置２４は、第１配管３１から内部流路２４ａに供給される冷却水によって潜熱冷却される。

冷却水経路２５は、貯留タンク２９（タンクの一例）、分岐ブロック３０、第１配管３１、第２配管３２、第３配管３３、第４配管３４、第５配管３５及び第６配管３６を有する。

貯留タンク２９は、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置２１の上方に配置される。貯留タンク２９は、エンジン１０の駆動中、還元剤噴射装置２４を冷却するための冷却水を貯留する。エンジン１０の停止後、貯留タンク２９に貯留された冷却水が還元剤噴射装置２４に供給される。貯留タンク２９における冷却水の貯留、及び貯留タンク２９からの冷却水の供給については後述する。

貯留タンク２９は、本体部６０、第１タンク接続部６１、第２タンク接続部６２及び第３タンク接続部６３を有する。本実施形態において、本体部６０は、円筒状に形成される。本体部６０は、前後方向に沿って配置される。第１タンク接続部６１及び第２タンク接続部６２は、本体部６０の後面に取り付けられる。第１タンク接続部６１は、第２タンク接続部６２よりも上方に配置される。第３タンク接続部６３は、本体部６０の前面に取り付けられる。第３タンク接続部６３は、鉛直方向における貯留タンク２９の中央よりも上方に配置される。

分岐ブロック３０は、還元剤噴射装置２４よりも上方に配置される。本実施形態において、分岐ブロック３０は、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置２１の後方かつ接続配管２３の上方に配置される。分岐ブロック３０は、ブラケット３８に固定される。ブラケット３８は、接続配管２３に取り付けられる。

ここで、図５は、分岐ブロック３０の構成を示す斜視図である。分岐ブロック３０は、本体部４０、第１分岐接続部４１、第２分岐接続部４２、第３分岐接続部４３、第４接続部４４及び第５接続部４５を有する。

本体部４０は、第１内部流路４０ａと第２内部流路４０ｂを有する。

第１内部流路４０ａは、本体部４０の内部に形成される。第１内部流路４０ａは、三又状に形成される。第１内部流路４０ａは、第１分岐接続部４１、第２分岐接続部４２及び第３分岐接続部４３に連通する。本実施形態では、第１分岐接続部４１、第２分岐接続部４２、第３分岐接続部４３及び第１内部流路４０ａによって、三方に分岐する「分岐管」が構成されている。

第１内部流路４０ａは、第１開口５１、第２開口５２及び第３開口５３を有する。第１開口５１は、本体部４０の左面に開口する。第２開口５２は、本体部４０の前面に開口する。第２開口５２は、第３開口５３よりも下方に位置する。本実施形態において、第２開口５２は、第１開口５１と同じ高さに位置する。第３開口５３は、本体部４０の上面に開口する。第３開口５３は、第２開口５２よりも上方に位置する。ただし、第３開口５３が第２開口５２よりも上方に位置している限り、各開口の高さは適宜変更可能である。例えば、第３開口５３が第２開口５２より高く、かつ、第２開口５２が第１開口５１より高くてもよい。また、第３開口５３が第１開口５１と同じ高さであり、かつ、第２開口５２が第１開口５１より低くてもよい。

第２内部流路４０ｂは、本体部４０の内部に形成される。第２内部流路４０ｂは、第１内部流路４０ａの下方に位置する。第２内部流路４０ｂは、Ｌ字状に形成される。第２内部流路４０ｂは、第４開口５４及び第５開口５５を有する。第４開口５４は、第１開口５１の下方において本体部４０の左面に開口する。第５開口５５は、第２開口５２よりも下方において本体部４０の前面に開口する。本実施形態において、第４開口５４は、第５開口５５と同じ高さに位置するが、各開口の高さは適宜変更可能である。第５開口５５は、第４開口５４より高いことが好ましいが、第４開口５４より低くてもよい。

第１分岐接続部４１は、第１開口５１に取り付けられる。第１分岐接続部４１は、本体部４０の左面から左方に突出する。本実施形態において、第１分岐接続部４１は、第２分岐接続部４２と同じ高さに配置される。

第２分岐接続部４２は、第２開口５２に取り付けられる。第２分岐接続部４２は、本体部４０の前面から前方に突出する。第２分岐接続部４２は、第３分岐接続部４３よりも下方に配置される。

第３分岐接続部４３は、第３開口５３に取り付けられる。第３分岐接続部４３は、本体部４０の上面から上方に突出する。第３分岐接続部４３は、Ｌ字状に形成される。第３分岐接続部４３は、第３開口５３から上方に延びた後、略水平方向に曲げられている。第３分岐接続部４３は、第２分岐接続部４２よりも上方に配置される。

ただし、第３分岐接続部４３が第２分岐接続部４２よりも上方に配置されている限り、第１乃至第３分岐接続部４１〜４３の高さは適宜変更可能である。例えば、第３分岐接続部４３を第２分岐接続部４２より高くし、かつ、第２分岐接続部４２を第１分岐接続部４１より高くしてもよい。また、第３分岐接続部４３を第１分岐接続部４１と同じ高さにし、かつ、第２分岐接続部４２を第１分岐接続部４１より低くしてもよい。

第４接続部４４は、第４開口５４に取り付けられる。第４接続部４４は、本体部４０の左面から左方に突出する。第４接続部４４は、第１分岐接続部４１の下方に配置される。

第５接続部４５は、第５開口５５に取り付けられる。第５接続部４５は、本体部４０の前面から前方に突出する。本実施形態において、第４接続部４４は、第５接続部４５と同じ高さに配置されているが、第４及び第５接続部４４，４５の高さは適宜変更可能である。第５接続部４５は、第４開口５４より高いことが好ましいが、第４開口５４より低くてもよい。

第１配管３１の一端部は、図４に示すように、還元剤噴射装置２４の第１噴射装置接続部７１に接続される。第１配管３１の他端部は、図５に示すように、分岐ブロック３０の第１分岐接続部４１に接続される。第１配管３１は、第１内部流路４０ａを介して第３配管３３と第２配管３２に連なる。本実施形態において、第１配管３１は、第５配管３５の上方に配置される。

第２配管３２の一端部は、図３に示すように、貯留タンク２９の第２タンク接続部６２に接続される。第２配管３２の他端部は、図５に示すように、分岐ブロック３０の第２分岐接続部４２に接続される。第２配管３２は、第３配管３３よりも下方に配置される。本実施形態において、第２配管３２は、前後方向に沿って配置される。

第３配管３３の一端部は、図３に示すように、貯留タンク２９の第１タンク接続部６１に接続される。第３配管３３の他端部は、図５に示すように、分岐ブロック３０の第３分岐接続部４３に接続される。第３配管３３は、第２配管３２よりも上方に配置される。本実施形態において、第３配管３３は、前後方向に沿って配置される。

第４配管３４の一端部は、図３に示すように、貯留タンク２９の第３タンク接続部６３に接続される。第４配管３４の他端部は、後述する冷却水ポンプ１１に接続される（図６参照）。本実施形態において、第４配管３４は、エンジン１０の駆動中、貯留タンク２９から冷却水を排出するための排出管として機能する。

第５配管３５の一端部は、図４に示すように、還元剤噴射装置２４の第２噴射装置接続部７２に接続される。第５配管３５の他端部は、図５に示すように、分岐ブロック３０の第４接続部４４に接続される。第５配管３５は、第２内部流路４０ｂを介して第６配管３６に連なる。本実施形態において、第５配管３５は、第１配管３１の下方に沿って配置されている。

第６配管３６の一端部は、図４に示すように、分岐ブロック３０の第５接続部４５に接続される。第６配管３６の他端部は、後述する冷却水ポンプ１１に接続される（図６参照）。第６配管３６は、第２内部流路４０ｂを介して第５配管３５に連なる。

（還元剤噴射装置２４への冷却水の供給）
図６は、エンジン１０の駆動中における還元剤噴射装置２４への冷却水の供給について説明するための模式図である。図７は、エンジン１０の停止後における還元剤噴射装置２４への冷却水の供給について説明するための模式図である。

図６及び図７に示すように、エンジン１０には、冷却水ポンプ１１、ラジエータ１２及びＥＧＲ（排気再循環装置）用クーラ１３が接続されている。

冷却水ポンプ１１は、エンジン１０のクランク軸に接続されており、クランク軸の回転に同期して駆動される。冷却水ポンプ１１は、エンジン１０の駆動中、冷却水を送り出す。冷却水ポンプ１１は、エンジン１０の停止後、冷却水を送り出さない。

図６及び図７に示すように、冷却水経路２５は、第１流路Ｆ１、第２流路Ｆ２、第３流路Ｆ３、第４流路Ｆ４、第５流路Ｆ５、貯留タンク２９及び内部流路２４ａを有する。冷却水経路２５は、還元剤噴射装置２４を冷却するための冷却水を還元剤噴射装置２４に導く。

第１流路Ｆ１は、第１配管３１の内部に形成される。第２流路Ｆ２は、第２配管３２の内部に形成される。第３流路Ｆ３は、第３配管３３の内部に形成される。第４流路Ｆ４は、第４配管３４の内部に形成される。第５流路Ｆ５は、第５配管３５及び第６配管３６の内部に形成される。内部流路２４ａは、還元剤噴射装置２４の内部に形成される。

第１流路Ｆ１は、内部流路２４ａに連なる。第１流路Ｆ１は、内部流路２４ａから上方に延びる。第１流路Ｆ１は、分岐点ＦＰにおいて第２流路Ｆ２及び第３流路Ｆ３に分岐する。分岐点ＦＰは、還元剤噴射装置２４と第１流路Ｆ１との接続部分よりも上方に位置する。分岐点ＦＰは、貯留タンク２９と第２流路Ｆ２との接続部分よりも下方に位置する。従って、分岐点ＦＰが設けられた第１流路Ｆ１の一端部は、還元剤噴射装置２４の内部流路２４ａに連なる第１流路Ｆ１の他端部よりも上方に位置する。また、分岐点ＦＰが設けられた第１流路Ｆ１の一端部は、貯留タンク２９に接続される第２流路Ｆ２の一端部よりも下方に位置する。本実施形態において、第１流路Ｆ１は、第３流路Ｆ３よりも短い。

第２流路Ｆ２は、分岐点ＦＰから上方に延びる。第３流路Ｆ３は、分岐点ＦＰから第２流路Ｆ２よりも上方に延びる。第３流路Ｆ３は、第２流路Ｆ２よりも上方から分岐点ＦＰに延びている。第２流路Ｆ２の分岐点ＦＰからの立ち上がり角度は、第３流路Ｆ３の分岐点ＦＰからの立ち上がり角度よりも大きい。立ち上がり角度とは、水平線に対して各流路が成す角度である。第２流路Ｆ２は、全体的に第３流路Ｆ３よりも上方に配置されているが、部分的には第３流路Ｆ３よりも下方に配置されていてもよい。本実施形態において、第２流路Ｆ２は、第３流路Ｆ３よりも太い。従って、第２流路Ｆ２における単位長さ当たりの容量は、第３流路Ｆ３における単位長さ当たりの容量よりも大きい。

第２流路Ｆ２と第３流路Ｆ３は、分岐点ＦＰの反対側において合流する。本実施形態では、第２流路Ｆ２と第３流路Ｆ３は、貯留タンク２９において合流する。第２流路Ｆ２及び第３流路Ｆ３それぞれは、貯留タンク２９に接続される。第３流路Ｆ３は、第２流路Ｆ２よりも上方において貯留タンク２９に接続される。

第４流路Ｆ４は、貯留タンク２９に接続される。第４流路Ｆ４は、鉛直方向における貯留タンク２９の中央よりも上方において貯留タンク２９に接続される。本実施形態において、第４流路Ｆ４は、第２流路Ｆ２よりも上方において貯留タンク２９に接続される。第４流路Ｆ４は、鉛直方向において第３流路Ｆ３と同等の位置において貯留タンク２９に接続される。第４流路Ｆ４は、冷却水ポンプ１１に接続される。

第５流路Ｆ５は、第１流路Ｆ１の反対側において内部流路２４ａに連なる。第５流路Ｆ５は、冷却水ポンプ１１に接続される。

次に、図６を参照して、エンジン１０の駆動中における冷却水の供給について説明する。

冷却水ポンプ１１から送り出された冷却水の多くは、エンジン１０の内部に形成されたウォータジャケット（不図示）とＥＧＲ用クーラ１３とに供給される。エンジン１０のウォータジャケットを通過した冷却水は、ラジエータ１２を通って冷却水ポンプ１１に戻る。ＥＧＲ用クーラ１３を通過した冷却水は、冷却水ポンプ１１に戻る。

冷却水ポンプ１１から送り出された冷却水の残りは、第５流路Ｆ５を通って、還元剤噴射装置２４の内部流路２４ａに供給される。還元剤噴射装置２４は、内部流路２４ａに供給される冷却水によって潜熱冷却される。還元剤噴射装置２４の内部流路２４ａを通過した冷却水は、第１流路Ｆ１に流入する。第１流路Ｆ１に流入した冷却水は、分岐点ＦＰにおいて第２流路Ｆ２と第３流路Ｆ３に分かれた後、第２流路Ｆ２と第３流路Ｆ３のそれぞれから貯留タンク２９に流入する。貯留タンク２９にはエンジン１０の駆動開始から徐々に冷却水が貯留されていき、貯留タンク２９に冷却水が満たされると、第４流路Ｆ４から冷却水が流出する。第４流路Ｆ４に流出した冷却水は、冷却水ポンプ１１に戻る。

次に、図７を参照して、エンジン１０の停止後における冷却水の供給について説明する。

冷却水ポンプ１１はエンジン１０とともに停止するため、冷却水ポンプ１１からエンジン１０、ＥＧＲ用クーラ１３及び還元剤噴射装置２４への冷却水の供給も断たれる。

上述のとおり、貯留タンク２９には冷却水が貯留されており、かつ、貯留タンク２９は還元剤噴射装置２４及び分岐点ＦＰよりも上方に配置されている。そのため、貯留タンク２９に貯留された冷却水は、自重によって第２流路Ｆ２から流出しようとする。

一方で、還元剤噴射装置２４の内部流路２４ａに残された冷却水は、潜熱によって気化して水蒸気となるため、この水蒸気が内部流路２４ａや第１流路Ｆ１に滞留してエア溜まりが生じると、貯留タンク２９から第２流路Ｆ２に冷却水が流出しにくくなってしまう。

そこで、本実施形態では、第１流路Ｆ１が、分岐点ＦＰにおいて第２流路Ｆ２と第３流路Ｆ３とに分岐されている。還元剤噴射装置２４の内部流路２４ａで発生した水蒸気は、第１流路Ｆ１から第３流路Ｆ３を通過して貯留タンク２９に入る。このような水蒸気の排出（いわゆる、エア抜き）に伴って、貯留タンク２９に貯留された冷却水は、第２流路Ｆ２から第１流路Ｆ１をスムーズに通過して還元剤噴射装置２４の内部流路２４ａへと供給される。その結果、還元剤噴射装置２４は、内部流路２４ａに供給される冷却水によって、エンジン１０の停止後も潜熱冷却される。

（特徴）
（１）排気ガス後処理ユニット２０は、還元剤噴射装置２４を冷却するための冷却水を還元剤噴射装置２４に導く冷却水経路２５を備える。冷却水経路２５は、還元剤噴射装置２４の内部流路２４ａに連なる第１流路Ｆ１と、第１流路Ｆ１から分岐する第２流路Ｆ２及び第３流路Ｆ３とを含む。第１流路Ｆ１が第２流路Ｆ２及び第３流路Ｆ３に分岐する分岐点ＦＰは、還元剤噴射装置２４よりも上方に位置する。第３流路Ｆ３は、分岐点ＦＰから第２流路Ｆ２よりも上方に延びる。

従って、エンジン１０の停止後、還元剤噴射装置２４の内部流路２４ａで発生した水蒸気が、第１流路Ｆ１から第３流路Ｆ３に排出されるため、還元剤噴射装置２４の内部流路２４ａや第１流路Ｆ１に水蒸気が滞留することを抑制できる。その結果、第２流路Ｆ２から第１流路Ｆ１を介して、冷却水をスムーズに還元剤噴射装置２４の内部流路２４ａに供給することができるため、還元剤噴射装置２４への冷却水の補充性を改善することができる。

（２）第２流路Ｆ２と第３流路Ｆ３のそれぞれは、貯留タンク２９に接続される。

そのため、エンジン１０の駆動中に貯留タンク２９に貯留された冷却水を、エンジン１０の停止後、還元剤噴射装置２４に供給することができる。従って、エンジン１０の停止後における還元剤噴射装置２４への冷却水の供給量を増大させることができる。

（３）第２流路Ｆ２は、分岐点ＦＰから上方に延びる。そのため、エンジン１０の停止後、貯留タンク２９に貯留された冷却水をその自重によって第２流路Ｆ２から第１流路Ｆ１にスムーズに流すことができる。

（４）第３流路Ｆ３は、第２流路Ｆ２よりも上方において貯留タンク２９に接続される。

そのため、還元剤噴射装置２４の内部流路２４ａで発生した水蒸気を第３流路Ｆ３から貯留タンク２９に放出しながら、冷却水を貯留タンク２９から第２流路Ｆ２に流出させることができる。従って、第３流路Ｆ３への冷却水の逆流を抑制しつつ、第２流路Ｆ２からスムーズに冷却水を流出させることができる。

（５）第４流路Ｆ４は、鉛直方向における貯留タンク２９の中央よりも上方において貯留タンク２９に接続される。

そのため、第４流路Ｆ４が貯留タンク２９の中央よりも下方に接続される場合に比べて、貯留タンク２９に多くの冷却水を貯留することができる。

（６）第１流路Ｆ１は、第３流路Ｆ３よりも短い。従って、第１流路Ｆ１の流路長を相対的に短くできるため、還元剤噴射装置２４の内部流路２４ａで発生する水蒸気を第３流路Ｆ３からスムーズに排出させることができる。

（７）第２流路Ｆ２は、第３流路Ｆ３よりも太い。従って、エンジン１０の停止時に第２流路Ｆ２に残存する冷却水の量を多くすることができるため、エンジン１０の停止後、還元剤噴射装置２４に供給される冷却水の量を増大させることができる。

（他の実施形態）
上記実施形態では、分岐ブロック３０を用いて、第１分岐接続部４１、第２分岐接続部４２、第３分岐接続部４３及び第１内部流路４０ａを含む「分岐管」を構成することとしたが、これに限られるものではない。「分岐管」には、周知の三方分岐管を用いることができる。

上記実施形態では、分岐ブロック３０の内部に第１内部流路４０ａと第２内部流路４０ｂを形成することとしたが、これに限られるものではない。分岐ブロック３０の内部には、第１内部流路４０ａのみが形成されていてもよい。この場合には、第５配管３５と第６配管３６を合わせた１本の配管を用いればよい。また、分岐ブロック３０の内部には、第２内部流路４０ｂのみが形成されていてもよい。この場合には、第１乃至第３配管３１〜３３が接続される三方分岐管を別途用いればよい。

上記実施形態において、冷却水経路２５は、貯留タンク２９を備えることとしたが、図８に示すように、貯留タンク２９を備えていなくてもよい。この場合、エンジン１０の停止時に第２流路Ｆ２および第３流路Ｆ３の内部に残っている冷却水を用いて還元剤噴射装置２４を冷却することになる。この場合においても、還元剤噴射装置２４の内部流路２４ａで発生した水蒸気を第１流路Ｆ１から第３流路Ｆ３に排出することができる。

上記実施形態において、排気ガス後処理ユニット２０は、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置２１を備えることとしたが、これに限られるものではない。排気ガス後処理ユニット２０は、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置２１に代えてディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）を備えていてもよい。ディーゼル酸化触媒は、排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）のうち一酸化窒素（ＮＯ）を低減させて二酸化窒素（ＮＯ_２）を増加させる機能を有する。

上記実施形態において、第３流路Ｆ３は、分岐点ＦＰから第２流路Ｆ２よりも上方に延びることとしたが、第３流路Ｆ３は、部分的に第２流路Ｆ２と同等の高さに位置していてもよいし、部分的に第２流路Ｆ２より高い位置に位置していてもよい。

４ 作業機
１０ エンジン
１１ 冷却水ポンプ
２０ 排気ガス後処理ユニット
２２ 選択触媒還元装置
２３ 接続配管
２４ 還元剤噴射装置
２４ａ 内部流路
２５ 冷却水経路
Ｆ１ 第１流路
Ｆ２ 第２流路
Ｆ３ 第３流路
Ｆ４ 第４流路
Ｆ５ 第５流路
２９ 貯留タンク（タンクの一例）
１００ 油圧ショベル（作業車両の一例）

Claims (8)

1. エンジンからの排気ガスを処理する選択触媒還元装置と、
   前記エンジンからの排気ガスを前記選択触媒還元装置へ導く接続配管と、
   前記接続配管に設置され、前記選択触媒還元装置へ供給される排気ガス中に還元剤を噴射する還元剤噴射装置と、
   前記還元剤噴射装置を冷却するための冷却水を前記還元剤噴射装置に導く冷却水経路と、
   を備え、
   前記還元剤噴射装置は、冷却水を流すための内部流路を有し、
   前記冷却水経路は、
   前記還元剤噴射装置の前記内部流路に連なる第１流路と、
   前記第１流路から分岐する第２流路及び第３流路と、
   を含み、
   前記第１流路が前記第２流路及び前記第３流路に分岐する分岐点は、前記還元剤噴射装置と前記第１流路との接続部分よりも上方に位置し、
   前記第３流路は、前記分岐点から前記第２流路よりも上方に延び、
   前記第２流路と前記第３流路は、前記分岐点の反対側において合流する、
   排気ガス後処理ユニット。
2. 前記冷却水経路は、冷却水を一時的に貯留するためのタンクを有し、
   前記第２流路及び前記第３流路それぞれは、前記タンクに接続される、
   請求項１に記載の排気ガス後処理ユニット。
3. 前記第２流路は、前記分岐点から上方に延びる、
   請求項２に記載の排気ガス後処理ユニット。
4. 前記第３流路は、前記第２流路よりも上方において前記タンクに接続される、
   請求項２又は３に記載の排気ガス後処理ユニット。
5. 前記冷却水経路は、前記タンクと冷却水ポンプとに接続される第４流路を有し、
   前記第４流路は、鉛直方向における前記タンクの中央よりも上方において前記タンクに接続される、
   請求項２乃至４のいずれかに記載の排気ガス後処理ユニット。
6. 前記第１流路は、前記第３流路よりも短い、
   請求項１乃至５のいずれかに記載の排気ガス後処理ユニット。
7. 前記第２流路は、前記第３流路よりも太い、
   請求項１乃至６のいずれかに記載の排気ガス後処理ユニット。
8. 作業機と、
   エンジンと、
   請求項１乃至７のいずれかに記載の排気ガス後処理ユニットと、
   を備える作業車両。

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