JP2019162925A

JP2019162925A - 建設機械

Info

Publication number: JP2019162925A
Application number: JP2018051291A
Authority: JP
Inventors: 俊憲藤井; Toshinori Fujii; 仁視西口; Hitoshi Nishiguchi; 暢春伊美; Masaharu IMI
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2018-03-19
Filing date: 2018-03-19
Publication date: 2019-09-26
Anticipated expiration: 2038-03-19
Also published as: US20200256232A1; KR102293769B1; WO2019181226A1; KR20200035988A; US11085352B2; JP6934439B2; EP3653423A1; CN111051110B; EP3653423B1; CN111051110A; EP3653423A4

Abstract

【課題】尿素水供給装置と尿素水フィルタを車体に対して容易に取付けることができ、かつ、尿素水フィルタをメンテナンスするときの作業性を向上できるようにする。【解決手段】上部旋回体３の旋回フレーム５には、尿素水管路２３の途中に設けられ尿素水タンク２２から尿素水噴射弁２１に向けて尿素水を供給する尿素水供給装置２５を取付けるためのブラケット２４が取付けられている。このブラケット２４には、尿素水供給装置２５を覆うカバー３１が取付けられている。この上で、尿素水管路２３の途中に設けられて尿素水に混入した異物を捕捉する尿素水フィルタ３３は、カバー３１に取付ける構成としている。【選択図】図３

Description

本発明は、例えばエンジンの排気ガスを浄化する排気ガス浄化装置を備えた油圧ショベル等の建設機械に関する。

一般に、建設機械としての油圧ショベルは、自走が可能な車体と、車体に設けられたエンジンと、エンジンからの排気ガスを浄化する排気ガス浄化装置とを有している。また、排気ガス浄化装置は、エンジンの排気管に接続され排気ガス中の窒素酸化物を除去する尿素選択還元触媒と、還元剤である尿素水を尿素選択還元触媒の上流側に噴射する尿素水噴射弁と、尿素水噴射弁に供給される尿素水を貯える尿素水タンクと、尿素水タンクと尿素水噴射弁との間を接続する尿素水管路と、尿素水管路の途中に設けられ尿素水タンクから尿素水噴射弁に向けて尿素水を供給する尿素水供給装置と、尿素水管路の途中に設けられ尿素水に混入した異物を捕捉する尿素水フィルタとを備えている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、尿素水タンク、尿素水供給装置および尿素水フィルタが一体的に組立てられている。

国際公開第２００７／１２６３６６号

ところで、特許文献１によるものでは、尿素水タンク、尿素水供給装置および尿素水フィルタを一体的に組立てている。この場合、尿素水タンクと尿素水供給装置には、多くのホースや電線がそれぞれ接続されている。従って、尿素水フィルタは、各ホース、電線の奥に隠れた状態になるから、エレメントの交換作業、清掃作業、点検作業等のメンテナンスに手間を要してしまうという問題がある。

本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、尿素水供給装置と尿素水フィルタを車体に対して容易に取付けることができる上に、尿素水フィルタのメンテナンス性を向上できるようにした建設機械を提供することにある。

本発明は、自走が可能な車体と、前記車体に設けられたエンジンと、前記エンジンからの排気ガスを浄化する排気ガス浄化装置とを有し、前記排気ガス浄化装置は、前記エンジンの排気管に接続され前記排気ガス中の窒素酸化物を除去する尿素選択還元触媒と、還元剤である尿素水を前記尿素選択還元触媒の上流側に噴射する尿素水噴射弁と、前記尿素水噴射弁に供給される尿素水を貯える尿素水タンクと、前記尿素水タンクと前記尿素水噴射弁との間を接続する尿素水管路と、前記尿素水管路の途中に設けられ前記尿素水タンクから前記尿素水噴射弁に向けて尿素水を供給する尿素水供給装置と、前記尿素水管路の途中で前記尿素水タンクと前記尿素水供給装置との間に設けられ前記尿素水に混入した異物を捕捉する尿素水フィルタとを備えてなる建設機械において、前記車体には、前記尿素水供給装置を取付けるためのブラケットが取付けられ、前記ブラケットには、前記尿素水供給装置を覆うカバーが取付けられ、前記尿素水フィルタは、前記カバーに取付けられている。

本発明によれば、尿素水供給装置と尿素水フィルタを車体に対して容易に取付けることができる上に、尿素水フィルタのメンテナンス性を向上することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る油圧ショベルを示す正面図である。上部旋回体をキャブ、建屋カバー等を省略した状態で示す平面図である。ブラケット、カバー、尿素水供給装置、尿素水フィルタ等を組立てた状態で斜め上側から拡大して示す斜視図である。ブラケット、カバー、尿素水供給装置、尿素水フィルタ等を組立てた状態で斜め下側から拡大して示す斜視図である。尿素水フィルタの内部構造を模式的に示す断面図である。排気ガス浄化装置を示す回路図である。第２の実施の形態によるカバーをブラケット、尿素水フィルタ等と一緒に図３と同様位置から見た斜視図である。第３の実施の形態によるカバーをブラケット、尿素水供給装置、尿素水フィルタ等と一緒に図３と同様位置から見た斜視図である。

以下、本発明の実施の形態に係る建設機械の代表例として、クローラ式の油圧ショベルを例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。

まず、図１ないし図６は本発明の第１の実施の形態を示している。図１において、油圧ショベル１は、自走が可能なクローラ式の下部走行体２と、下部走行体２上に旋回が可能に設けられ、下部走行体２と共に車体を構成する上部旋回体３と、上部旋回体３の前側に俯仰の動作が可能に設けられ、土砂の掘削作業等を行うフロント装置４とにより構成されている。

上部旋回体３は、支持構造体をなす旋回フレーム５と、旋回フレーム５の後側に設けられ、フロント装置４との重量バランスをとるカウンタウエイト６と、旋回フレーム５の前部左側に設けられオペレータが搭乗するキャブ７と、カウンタウエイト６の前側に設けられ、内部に後述のエンジン９、熱交換器１１、排気ガス浄化装置１５等を収容する建屋カバー８とを備えている。

図２に示すように、旋回フレーム５は、前，後方向に延びる厚肉な鋼板等からなる底板５Ａと、底板５Ａ上に立設され、左，右方向に所定の間隔をもって前，後方向に延びた左縦板５Ｂ，右縦板５Ｃと、各縦板５Ｂ，５Ｃの左，右方向に間隔をもって配置され、前，後方向に延びた左サイドフレーム５Ｄ，右サイドフレーム５Ｅと、底板５Ａ、各縦板５Ｂ，５Ｃから左，右方向に張出し、その先端部に左，右のサイドフレーム５Ｄ，５Ｅを支持する複数本の張出ビーム５Ｆと、エンジン９の前側に位置して各縦板５Ｂ，５Ｃ間を連結して底板５Ａ上に立設された連結板５Ｇとを含んで構成されている。連結板５Ｇの後面側には、後述する浄化装置組立体３９が取付けられている。

エンジン９は、カウンタウエイト６の前側に位置して旋回フレーム５上に左，右方向に延びる横置き状態で設けられている。このエンジン９の左側には、後述の熱交換器１１に冷却風を供給するための冷却ファン９Ａが設けられている。一方、エンジン９の右側には、後述の油圧ポンプ１２が設けられている。

図６に示すように、エンジン９内には、稼働時の温度上昇を抑えるための冷却水が流通するウォータジャケット９Ｂが設けられている。このウォータジャケット９Ｂの流入側には、冷却水を供給するための冷却水ポンプ９Ｃが設けられている。ウォータジャケット９Ｂは、後述の熱交換器１１に接続されている。冷却水は、冷却水ポンプ９Ｃの駆動によりウォータジャケット９Ｂと熱交換器１１との間で循環流通している。また、エンジン９を冷却して温度上昇した冷却水（温水）の一部は、後述の冷却水供給通路３６を通じて尿素水フィルタ３３と尿素水供給装置２５にも供給される。

さらに、エンジン９には、排気ガスを排出するための排気管１０が接続されている（図２参照）。この排気管１０は、エンジン９の前側を左，右方向に延びる金属製の管路として形成され、エンジン９から排出された高温の排気ガスを後述の排気ガス後処理装置１６へと導くものである。

熱交換器１１は、エンジン９の左側に配設されている。この熱交換器１１は、エンジン９の冷却ファン９Ａに対面して設けられている。熱交換器１１は、例えばエンジン９のウォータジャケット９Ｂ内を流通して加温された冷却水を冷却するラジエータ１１Ａ、作動油を冷却するオイルクーラ、エンジン９が吸込む空気を冷却するインタクーラ（いずれも図示せず）等により構成されている。

油圧ポンプ１２は、エンジン９の右側に位置して設けられている。この油圧ポンプ１２は、エンジン９によって駆動されることにより、後述の作動油タンク１３から供給される作動油を圧油として、下部走行体２、フロント装置４等に設けられた各種アクチュエータを制御する制御弁装置（図示せず）に向け吐出するものである。

作動油タンク１３は、油圧ポンプ１２の前側に位置して旋回フレーム５の右側に設けられている。この作動油タンク１３は、各アクチュエータを駆動するための作動油を貯えるものである。一方、燃料タンク１４は、作動油タンク１３の前側に位置して旋回フレーム５に設けられている。

次に、本実施の形態の特徴部分である排気ガス浄化装置１５の構成について詳しく説明する。

排気ガス浄化装置１５は、エンジン９からの排気ガスを浄化するもので、例えば油圧ポンプ１２の上側に配設されている。排気ガス浄化装置１５は、エンジン９から排出される排気ガス中の有害物質を除去するものである。また、排気ガス浄化装置１５は、排気ガスの騒音を低減するための消音機構を備えている。そして、排気ガス浄化装置１５は、後述する尿素選択還元触媒１９および尿素水噴射弁２１を有する排気ガス後処理装置１６、尿素水タンク２２、尿素水管路２３、尿素水供給装置２５、尿素水フィルタ３３を備えている。

排気ガス後処理装置１６は、排気管１０の出口側に接続されている。この排気ガス後処理装置１６は、例えば前，後方向に延びる円筒状の筒体１７と、筒体１７内に設けられた第１の酸化触媒１８、尿素選択還元触媒１９、第２の酸化触媒２０および尿素水噴射弁２１とを含んで構成されている。

筒体１７は、両端が閉塞された密閉容器として形成され、上流側となる前側部位には排気管１０が接続されている。一方、筒体１７には、下流側となる後側部位に位置して尾管１７Ａが設けられている。筒体１７内には、第１の酸化触媒１８、尿素選択還元触媒１９および第２の酸化触媒２０が長さ方向に間隔をもって配置されている。また、筒体１７には、第１の酸化触媒１８と尿素選択還元触媒１９との間に位置して尿素水噴射弁２１が取付けられている。

第１の酸化触媒１８は、例えばセラミックス製のセル状筒体からなり、その軸方向には多数個の貫通孔が形成され、内面に貴金属等がコーティングされている。そして、第１の酸化触媒１８は、所定の温度下で各貫通孔に排気ガスを流通させることにより、この排気ガスに含まれる一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）等を酸化して除去するものである。また、必要に応じて粒子状物質（ＰＭ）も燃焼除去するものである。

尿素選択還元触媒１９は、例えばセラミックス製のセル状筒体からなり、その軸方向には多数の貫通孔が形成され、内面に貴金属がコーティングされている。この尿素選択還元触媒１９は、エンジン９から排出される排気ガスに含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）を、尿素水溶液から生成されたアンモニアによって選択的に還元反応させ、窒素と水に分解するものである。

第２の酸化触媒２０は、前述した第１の酸化触媒１８とほぼ同様に、セラミックス製のセル状筒体からなり、その軸方向には多数の貫通孔が形成され、内面に貴金属がコーティングされている。これにより、第２の酸化触媒２０は、尿素選択還元触媒１９で窒素酸化物を還元した後に残った残留アンモニアを酸化し、窒素と水に分離するものである。

尿素水噴射弁２１は、第１の酸化触媒１８と尿素選択還元触媒１９との間に位置して筒体１７に取付けられている。この尿素水噴射弁２１は、筒体１７内を流通する排気ガスに向けて尿素水溶液を噴射するものである。即ち、尿素水噴射弁２１は、後述の尿素水管路２３を介して尿素水タンク２２に接続され、還元剤である尿素水を尿素選択還元触媒１９よりも上流側に位置して筒体１７内に噴射するものである。

尿素水タンク２２は、設置場所の一例として、燃料タンク１４よりも前側に位置して旋回フレーム５に設けられている。この尿素水タンク２２は、還元剤である尿素水を貯えるもので、後述の尿素水管路２３を介して尿素水噴射弁２１に接続されている。図６に示すように、尿素水タンク２２内の尿素水は、後述する尿素水供給装置２５の駆動により尿素水管路２３内を流通して尿素水噴射弁２１に供給される。

尿素水管路２３は、尿素水タンク２２と尿素水噴射弁２１との間を接続するものである。この尿素水管路２３は、例えば樹脂製のホース、金属製の管体または樹脂製のホースと金属製の管体との両方からなり、尿素水タンク２２内に貯えられた尿素水を尿素水噴射弁２１に向けて流通させるものである。

尿素水管路２３の途中には、後述の尿素水供給装置２５と尿素水フィルタ３３とが設けられている。これにより、尿素水管路２３は、尿素水を供給するときの上流側となる一端が尿素水タンク２２に接続され、下流側となる他端が後述する尿素水フィルタ３３のフィルタケース３４の下部位置に接続されたタンク側通路２３Ａと、一端がフィルタケース３４の上部位置に接続され、他端が尿素水供給装置２５に接続された供給装置側通路２３Ｂと、一端が尿素水供給装置２５に接続され、他端が尿素水噴射弁２１に接続された噴射弁側通路２３Ｃとにより構成されている。これにより、タンク側通路２３Ａの他端は、尿素水貯留室３４Ｄの上部位置に開口し、供給装置側通路２３Ｂの一端は、尿素水貯留室３４Ｄの下部位置に開口している。供給装置側通路２３Ｂは、尿素水供給装置２５と尿素水フィルタ３３とを浄化装置組立体３９の一部として接近して配置することにより短く形成することができる。

ここで、尿素水フィルタ３３は、尿素水の供給方向で尿素水供給装置２５よりも上流側に配置されている。尿素水フィルタ３３は、エンジン９が停止状態になると、尿素水管路２３、尿素水フィルタ３３等の内部に残った尿素水を逆流させて尿素水タンク２２に戻す動作を行う。従って、尿素水供給装置２５から尿素水タンク２２との間の供給装置側通路２３Ｂと尿素水フィルタ３３には、エアと尿素水とが混在した状態となる。このため、エンジン９を再始動した場合には、尿素水供給装置２５が尿素水タンク２２から尿素水を吸い上げるが、その際に尿素水とエアを同時に吸い上げてしまう。このように尿素水とエアを同時に吸い上げると、尿素水ポンプ２７でエアの噛み込みによる不具合（例えば、尿素水の供給圧力の不安定化等）が発生する虞がある。

この場合、尿素水フィルタ３３では、後述するようにタンク側通路２３Ａと供給装置側通路２３Ｂとの接続位置を工夫することによって尿素水とエアを分離することができる。一方で、供給装置側通路２３Ｂには、尿素水フィルタ３３における尿素水とエアの分離効果が及ぶことはない。

そこで、本実施の形態では、前述したように、供給装置側通路２３Ｂを短く形成することにより、供給装置側通路２３Ｂでのエアと尿素水との混在状態を極力抑えることができる。これにより、尿素水ポンプ２７でエアの噛み込みによる不具合が防止することができる。

次に、本実施の形態の特徴部分となるブラケット２４、尿素水供給装置２５および尿素水フィルタ３３の構成と、ブラケット２４を用いて尿素水供給装置２５と尿素水フィルタ３３を旋回フレーム５に取付ける構造とについて説明する。

図２に示すように、ブラケット２４は、旋回フレーム５の連結板５Ｇの後面に取付けられている。ブラケット２４は、連結板５Ｇに尿素水供給装置２５を取付けるものである。ブラケット２４は、横長な長方形状の供給装置取付板２４Ａと、供給装置取付板２４Ａの上辺にクランク状に屈曲して設けられた上取付板２４Ｂと、供給装置取付板２４Ａの下辺の両端にクランク状に屈曲してそれぞれ設けられた下取付板２４Ｃとにより構成されている。ブラケット２４は、供給装置取付板２４Ａに尿素水供給装置２５とカバー３１とが取付けられ、上取付板２４Ｂと各下取付板２４Ｃとが連結板５Ｇの後面にボルト（図示せず）を用いて取付けられている。

尿素水供給装置２５は、尿素水管路２３の途中、即ち、供給装置側通路２３Ｂと噴射弁側通路２３Ｃとの間に設けられている。尿素水供給装置２５は、尿素水タンク２２から尿素水噴射弁２１に向けて尿素水を供給するものである。尿素水供給装置２５は、ケーシング２６と、ケーシング２６に内蔵された尿素水ポンプ２７（図６参照）と、尿素水ポンプ２７よりも尿素水を供給するときの下流側に位置してケーシング２６に内蔵された内蔵フィルタ２８と、内蔵フィルタ２８よりも下流側に位置してケーシング２６に設けられた圧力センサ２９とにより構成されている。

ケーシング２６は、ブラケット２４の供給装置取付板２４Ａにボルト（図示せず）を用いて着脱可能に取付けられている。ケーシング２６には、尿素水ポンプ２７と内蔵フィルタ２８とを経由し、尿素水管路２３の供給装置側通路２３Ｂと噴射弁側通路２３Ｃとを連通する主通路２６Ａと、内蔵フィルタ２８よりも尿素水を供給するときの下流側に位置して主通路２６Ａから分岐した戻り通路２６Ｂとが設けられている。また、ケーシング２６には、例えば尿素水ポンプ２７と内蔵フィルタ２８の近傍を通るようにヒータ通路２６Ｃが設けられている。

さらに、ケーシング２６の上面には、主通路２６Ａの入口となる尿素水入口継手２６Ｄと、主通路２６Ａの出口となる尿素水出口継手２６Ｅと、戻り通路２６Ｂの出口となる尿素水戻り継手２６Ｆと、ヒータ通路２６Ｃの入口となる冷却水入口継手２６Ｇと、ヒータ通路２６Ｃの出口となる冷却水出口継手２６Ｈとが設けられている。

そして、尿素水入口継手２６Ｄには、尿素水管路２３を形成する供給装置側通路２３Ｂの他端が接続され、尿素水出口継手２６Ｅには、噴射弁側通路２３Ｃの一端が接続され、尿素水戻り継手２６Ｆには、尿素水タンク２２に尿素水を戻すための尿素水戻り通路３０の一端が接続されている。また、冷却水入口継手２６Ｇには、後述する冷却水供給通路３６の第２通路３６Ｂの他端が接続され、冷却水出口継手２６Ｈには、後述する冷却水戻り通路３８の一端が接続されている。

ケーシング２６には、内蔵フィルタ２８を装着するためのフィルタ装着空間２６Ｊ（図４参照）が設けられている。このフィルタ装着空間２６Ｊは、下側に開口して形成されている。これにより、フィルタ装着空間２６Ｊには、内蔵フィルタ２８を下方から取付けることができ、また、下向きに取外すことができる。

尿素水ポンプ２７は、尿素水を供給するときの主通路２６Ａの上流側に配置されている。尿素水ポンプ２７は、例えば電動モータ（図示せず）によって駆動されることにより、尿素水タンク２２の尿素水を尿素水管路２３を通じて尿素水噴射弁２１に圧送するものである。

内蔵フィルタ２８は、尿素水ポンプ２７と戻り通路２６Ｂの分岐点との間に位置して主通路２６Ａに配置されている。内蔵フィルタ２８は、尿素水噴射弁２１に向けて供給される尿素水に混入した異物を捕捉することができる。ここで、内蔵フィルタ２８をケーシング２６に取付ける場合には、フィルタ装着空間２６Ｊに開口した下側から取付けることができる。同様に、内蔵フィルタ２８をケーシング２６から取外す場合には、フィルタ装着空間２６Ｊから下側に引き抜くことにより取外すことができる。このときに、尿素水供給装置２５を覆うカバー３１は、下向きに開口した開口部３１Ｃを有しているから、内蔵フィルタ２８は、開口部３１Ｃを通じて容易に着脱することができる。

カバー３１は、尿素水供給装置２５を覆うようにブラケット２４に取付けられている。カバー３１は、尿素水供給装置２５を横方向から挟む位置にブラケット２４の供給装置取付板２４Ａにボルト３２を介して取付けられた一対の側面板３１Ａと、尿素水供給装置２５を挟んでブラケット２４の反対側に位置し、各側面板３１Ａの先端に亘って設けられたフィルタ取付板３１Ｂとにより構成されている。

従って、カバー３１は、尿素水供給装置２５の周囲を覆いつつ、上側と下側がそれぞれ開口している。この構成により、図４に示すように、カバー３１の下方には、尿素水供給装置２５に対して内蔵フィルタ２８を着脱するときに、この内蔵フィルタ２８を通過させるための開口部３１Ｃが設けられている。これにより、内蔵フィルタ２８は、開口部３１Ｃを通じて容易に着脱することができる。

尿素水フィルタ３３は、カバー３１のフィルタ取付板３１Ｂに取付けられている。尿素水フィルタ３３は、尿素水管路２３の途中で尿素水タンク２２と尿素水供給装置２５との間に設けられ、尿素水に混入した異物を捕捉するものである。ここで、排気ガス浄化装置１５では、前述した内蔵フィルタ２８と尿素水フィルタ３３との２個のフィルタを設けることで、尿素水に混入した異物を確実に捕捉することができる。

図５に示すように、尿素水フィルタ３３は、例えば、円筒状の容器からなるフィルタケース３４と、フィルタケース３４内に設けられ、尿素水に混入した異物を捕捉するフィルタエレメント３５とから構成されている。ここで、フィルタケース３４は、円形状の筒体３４Ａ、上面板３４Ｂおよび下面板３４Ｃを備えている。

図３、図４に示すように、フィルタケース３４は、ボルト４０を用いてカバー３１のフィルタ取付板３１Ｂに着脱可能に取付けられている。これにより、尿素水フィルタ３３は、ボルト４０を緩めることで、交換することができる。

ここで、図５に示すように、フィルタケース３４の下面板３４Ｃには、尿素水貯留室３４Ｄの下部位置に開口して尿素水入口継手３４Ｅが設けられている。また、フィルタケース３４の上面板３４Ｂには、尿素水貯留室３４Ｄの上部位置に開口して尿素水出口継手３４Ｆが設けられている。尿素水入口継手３４Ｅには、尿素水管路２３を構成するタンク側通路２３Ａの他端が接続され、これにより、タンク側通路２３Ａの他端は、フィルタケース３４の尿素水貯留室３４Ｄの下部位置に開口している。また、尿素水出口継手３４Ｆには、尿素水管路２３を構成する供給装置側通路２３Ｂの一端が接続され、これにより、供給装置側通路２３Ｂの一端は、尿素水貯留室３４Ｄの上部位置に開口している。

図６に示すように、フィルタケース３４には、例えばフィルタエレメント３５の近傍を通るようにヒータ通路３４Ｇが設けられている。フィルタケース３４の下面板３４Ｃには、冷却水入口継手３４Ｈが設けられ、フィルタケース３４の上面板３４Ｂには、冷却水出口継手３４Ｊが設けられている。冷却水入口継手３４Ｈには、後述する冷却水供給通路３６の第１通路３６Ａの他端が接続され、冷却水出口継手３４Ｊには、第２通路３６Ｂの一端が接続されている。

このように構成された尿素水フィルタ３３は、尿素水タンク２２からの尿素水を、尿素水貯留室３４Ｄに対し、当該尿素水貯留室３４Ｄの下部位置から流入させている。この場合、尿素水貯留室３４Ｄには、内部のエアを巻き込まないように尿素水が流入し、尿素水貯留室３４Ｄ内のエアの殆どを供給装置側通路２３Ｂ側に流出させる。この後、エアが混在していない尿素水を供給装置側通路２３Ｂ側に流出させることができる。そして、尿素水貯留室３４Ｄに流入した尿素水は、フィルタエレメント３５を通過することにより、異物が除去されて清浄化されるから、尿素水フィルタ３３は、清浄な尿素水を供給装置側通路２３Ｂ側に流出することができる。

冷却水供給通路３６は、エンジン９のウォータジャケット９Ｂの出口側と尿素水供給装置２５と尿素水フィルタ３３とに亘って設けられている。冷却水供給通路３６は、ウォータジャケット９Ｂの出口側とフィルタケース３４の冷却水入口継手３４Ｈとを接続する第１通路３６Ａと、冷却水出口継手３４Ｊと尿素水供給装置２５のケーシング２６に設けられた冷却水入口継手２６Ｇとを接続する第２通路３６Ｂとにより構成されている。

冷却水制御弁３７は、冷却水供給通路３６の第１通路３６Ａの途中に位置してカバー３１に取付けられている。冷却水制御弁３７は、尿素水供給装置２５、尿素水フィルタ３３内の尿素水が凍結または凍結の虞がある場合に開弁し、エンジン９を冷却して温まった冷却水を尿素水供給装置２５と尿素水フィルタ３３とに供給するものである。

冷却水戻り通路３８は、尿素水供給装置２５と尿素水フィルタ３３とを温めて温度上昇した冷却水をウォータジャケット９Ｂに戻すものである。冷却水戻り通路３８は、ケーシング２６の冷却水出口継手２６Ｈとウォータジャケット９Ｂの入口側とを接続するものである。

ここで、図３、図４に示すように、前述したブラケット２４、尿素水供給装置２５、カバー３１、尿素水フィルタ３３、冷却水制御弁３７を組立てることによって浄化装置組立体３９が構成されている。この浄化装置組立体３９は、メインの組立ラインとは別の場所で組立てることができるから、組立時の作業性を向上することができる。

本実施の形態による油圧ショベル１は、上述の如き構成を有するもので、次に、その動作について説明する。

まず、オペレータは、キャブ７に搭乗してエンジン９を作動させる。そして、オペレータが、キャブ７内に配置された走行用の操作レバー・ペダル（図示せず）を操作することにより、油圧ショベル１を走行させることができる。また、オペレータが、作業用の操作レバー（図示せず）を操作することにより、フロント装置４を用いて土砂の掘削作業を行うことができる。

ここで、エンジン９の運転時に、エンジン９から排出される排気ガスは、排気管１０および排気ガス後処理装置１６を通過して大気中に排出される。

この場合、排気ガス後処理装置１６に設けられた第１の酸化触媒１８によって、排気ガスに含まれる一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）等が酸化して除去される。また、必要に応じて粒子状物質（ＰＭ）が燃焼して除去される。一方、第１の酸化触媒１８の下流側では、尿素水噴射弁２１から排気ガスに向けて尿素水が噴射され、尿素選択還元触媒１９によって窒素酸化物が窒素と水に分解される。さらに、第２の酸化触媒２０が残留アンモニアを酸化し、窒素と水に分離することにより、十分に浄化された排気ガスを大気中に排出することができる。

次に、尿素水タンク２２内の尿素水を尿素水噴射弁２１に供給する場合について説明する。尿素水供給装置２５の尿素水ポンプ２７を駆動し、尿素水管路２３を介して尿素水タンク２２内の尿素水を吸い上げる。尿素水管路２３のタンク側通路２３Ａを流れる尿素水は、尿素水フィルタ３３を通過することにより、フィルタエレメント３５によって異物が除去されて清浄化された状態で供給装置側通路２３Ｂに流出する。

ここで、尿素水フィルタ３３では、タンク側通路２３Ａからの尿素水が尿素水貯留室３４Ｄの下部位置から流入する。これにより、尿素水貯留室３４Ｄには、内部のエアを巻き込まないように尿素水を流入させることができ、尿素水とエアとを分離することができる。そして、尿素水貯留室３４Ｄに流入した尿素水は、フィルタエレメント３５を通過して清浄化された後、供給装置側通路２３Ｂに流出する。

尿素水管路２３の供給装置側通路２３Ｂは、尿素水供給装置２５と尿素水フィルタ３３とを浄化装置組立体３９の一部として接近して配置することによって短く形成されている。これにより、供給装置側通路２３Ｂでのエアと尿素水との混在状態を極力抑えることができる。

供給装置側通路２３Ｂを通じて尿素水供給装置２５に供給された尿素水は、主通路２６Ａに流入し、尿素水ポンプ２７から圧送される。この場合、主通路２６Ａに流入した尿素水は、エアの混在が抑制されているから、エアの噛み込みによる不具合を生じることなく、安定的に尿素水を供給することができる。

尿素水ポンプ２７から圧送される尿素水は、内蔵フィルタ２８を通過することにより、異物が除去されてさらに浄化される。そして、浄化された尿素水は、噴射弁側通路２３Ｃを通じて尿素水噴射弁２１に供給される。また、尿素水噴射弁２１に供給されなかった尿素水は、戻り通路２６Ｂ、尿素水戻り通路３０を通じて尿素水タンク２２に戻される。

かくして、本実施の形態によれば、上部旋回体３の旋回フレーム５には、尿素水管路２３の途中に設けられ尿素水タンク２２から尿素水噴射弁２１に向けて尿素水を供給する尿素水供給装置２５を取付けるためのブラケット２４が取付けられている。このブラケット２４には、尿素水供給装置２５を覆うカバー３１が取付けられている。この上で、尿素水管路２３の途中に設けられ尿素水に混入した異物を捕捉する尿素水フィルタ３３は、カバー３１に取付ける構成としている。

従って、ブラケット２４、尿素水供給装置２５、カバー３１、尿素水フィルタ３３等を１つの浄化装置組立体３９として形成することができる。これにより、尿素水供給装置２５と尿素水フィルタ３３とを浄化装置組立体３９として取付けることができる。この結果、尿素水供給装置２５と尿素水フィルタ３３を旋回フレーム５に対して容易に取付けることができる上に、尿素水フィルタ３３のメンテナンス性を向上することができる。

尿素水フィルタ３３は、内部が尿素水を貯留する尿素水貯留室３４Ｄとなったフィルタケース３４と、フィルタケース３４の尿素水貯留室３４Ｄに設けられ尿素水に混入した異物を捕捉するフィルタエレメント３５とを備えている。尿素水管路２３は、一端が尿素水タンク２２に接続され、他端がフィルタケース３４の下部位置に接続されたタンク側通路２３Ａと、一端がフィルタケース３４の上部位置に接続され、他端が尿素水供給装置２５に接続された供給装置側通路２３Ｂとを含んでいる。

従って、尿素水タンク２２からの尿素水は、尿素水貯留室３４Ｄに対し、当該尿素水貯留室３４Ｄの下部位置から流入することができる。即ち、尿素水貯留室３４Ｄには、内部のエアを巻き込まないように下側から尿素水が流入するから、尿素水貯留室３４Ｄ内のエアは、流入する尿素水によって押し上げられて供給装置側通路２３Ｂ側に流出される。これにより、尿素水フィルタ３３は、エアを流出させた後に、エアが混在していない尿素水を供給装置側通路２３Ｂ側に供給することができる。

この結果、供給装置側通路２３Ｂでのエアと尿素水との混在状態を極力抑えることができるから、エアの噛み込みによる不具合を抑制でき、尿素水を安定的に供給することができる。

尿素水供給装置２５には、尿素水に混入した異物を捕捉する内蔵フィルタ２８が着脱可能に設けられている。この上で、カバー３１の下方には、尿素水供給装置２５に対して内蔵フィルタ２８を着脱するときに、内蔵フィルタ２８を通過させるための開口部３１Ｃが設けられている。これにより、内蔵フィルタ２８は、開口部３１Ｃを通じて容易に着脱することができる。

次に、図７は本発明の第２の実施の形態を示している。本実施の形態の特徴は、カバーは、ブラケットに取付けた状態で開口部が設けられた下側のみに開口する構成としたことにある。なお、本実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

図７において、カバー４１は、尿素水供給装置２５を覆うようにブラケット２４に取付けられている。カバー４１は、尿素水供給装置２５を横方向から挟む位置にブラケット２４の供給装置取付板２４Ａにボルト３２を介して取付けられた一対の側面板４１Ａと、尿素水供給装置２５を挟んでブラケット２４の反対側に位置し、各側面板４１Ａの先端に亘って設けられたフィルタ取付板４１Ｂと、尿素水供給装置２５の上側を覆うように各側面板４１Ａおよびフィルタ取付板４１Ｂの上部に設けられた上面板４１Ｃとにより構成されている。これにより、カバー４１は、ブラケット２４に取付けた状態で、開口部４１Ｄが設けられた下側のみが開口している。

かくして、このように構成された第２の実施の形態においても、前述した第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、第２の実施の形態によれば、カバー４１は、上面板４１Ｃによって尿素水供給装置２５の上側を覆っているから、尿素水供給装置２５および接続されるホース類を保護することができる。

次に、図８は本発明の第３の実施の形態を示している。本実施の形態の特徴は、カバーは、側方と下方に開口する構成としたことにある。なお、本実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

図８において、カバー５１は、尿素水供給装置２５を覆うようにブラケット２４に取付けられている。カバー４１は、尿素水供給装置２５の横方向の一方に対面する側面板５１Ａと、尿素水供給装置２５を挟んでブラケット２４の反対側に位置し、側面板５１Ａの先端に設けられたフィルタ取付板５１Ｂと、尿素水供給装置２５の上側を覆うように側面板５１Ａおよびフィルタ取付板５１Ｂの上部に設けられた上面板５１Ｃとにより構成されている。これにより、カバー５１は、ブラケット２４に取付けた状態で、横方向の他方側と、開口部５１Ｄが設けられた下側とが開口している。

かくして、このように構成された第３の実施の形態においても、前述した第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。

なお、実施の形態では、排気ガス後処理装置１６の筒体１７内に第１の酸化触媒１８、尿素選択還元触媒１９および第２の酸化触媒２０を設けた場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば排気ガス後処理装置の筒体内に、第１の酸化触媒の下流側に位置して粒子状物質除去フィルタ（ＤＰＦ）が設けられていてもよい。この粒子状物質除去フィルタは、エンジンから排出される排気ガス中の粒子状物質（ＰＭ）を捕集し、燃焼して除去することにより、排気ガスを浄化するものである。

実施の形態では、建設機械として、クローラ式の下部走行体２を備えた油圧ショベル１を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えばホイール式の下部走行体を備えた油圧ショベルに適用してもよい。それ以外にも、油圧クレーン等の他の建設機械にも広く適用することができる。

２下部走行体（車体）
３上部旋回体（車体）
９エンジン
１０排気管
１５排気ガス浄化装置
１９尿素選択還元触媒
２１尿素水噴射弁
２２尿素水タンク
２３尿素水管路
２３Ａタンク側通路
２３Ｂ供給装置側通路
２４ブラケット
２５尿素水供給装置
２７尿素水ポンプ
２８内蔵フィルタ
３１，４１，５１カバー
３１Ｃ，４１Ｄ，５１Ｄ開口部
３３尿素水フィルタ
３４フィルタケース
３４Ｄ尿素水貯留室
３５フィルタエレメント

Claims

自走が可能な車体と、前記車体に設けられたエンジンと、前記エンジンからの排気ガスを浄化する排気ガス浄化装置とを有し、
前記排気ガス浄化装置は、
前記エンジンの排気管に接続され前記排気ガス中の窒素酸化物を除去する尿素選択還元触媒と、
還元剤である尿素水を前記尿素選択還元触媒の上流側に噴射する尿素水噴射弁と、
前記尿素水噴射弁に供給される尿素水を貯える尿素水タンクと、
前記尿素水タンクと前記尿素水噴射弁との間を接続する尿素水管路と、
前記尿素水管路の途中に設けられ前記尿素水タンクから前記尿素水噴射弁に向けて尿素水を供給する尿素水供給装置と、
前記尿素水管路の途中で前記尿素水タンクと前記尿素水供給装置との間に設けられ前記尿素水に混入した異物を捕捉する尿素水フィルタとを備えてなる建設機械において、
前記車体には、前記尿素水供給装置を取付けるためのブラケットが取付けられ、
前記ブラケットには、前記尿素水供給装置を覆うカバーが取付けられ、
前記尿素水フィルタは、前記カバーに取付けられていることを特徴とする建設機械。
前記尿素水フィルタは、内部が前記尿素水を貯留する尿素水貯留室となったフィルタケースと、前記フィルタケース内に設けられ前記尿素水に混入した異物を捕捉するフィルタエレメントとを備えており、
前記尿素水管路は、一端が前記尿素水タンクに接続され、他端が前記フィルタケースの下部位置に接続されたタンク側通路と、一端が前記フィルタケースの上部位置に接続され、他端が前記尿素水供給装置に接続された供給装置側通路とを含んでいることを特徴とする請求項１に記載の建設機械。
前記尿素水供給装置には、前記尿素水に混入した異物を捕捉する内蔵フィルタが着脱可能に設けられ、
前記カバーの下方には、前記尿素水供給装置に対して前記内蔵フィルタを着脱するときに前記内蔵フィルタを通過させるための開口部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の建設機械。