JP2023102491A - エンジン排気管装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンの排気に含まれる水分が排気管の外に排出されてるが、この水分に含まれる汚れ成分が周囲を汚染することを防止する。【解決手段】エンジン排気管装置５０が、エンジンの排気出口に繋がる入口パイプ５３と、入口パイプ５３から内部に導入したエンジン排気を旋回流に変換させる旋回流パイプ６０と、旋回流パイプ６０から排出されるエンジン排気を外部に放出する出口パイプ５５と、旋回流パイプ６０に円筒状空間を有したパイプ本体６１を備える。入口パイプ５３の入口側排気通路は、円筒状空間の中心軸と交差する面に沿った方向かつその中心軸に対して偏心して接続することで、エンジン排気が円筒状空間内で旋回流を形成する。旋回流の下流側に水抜き孔を備え、パイプ本体６１の内部でエンジン排気の旋回流により生じる遠心力によりエンジン排気に含まれる水分を内周面に付着させて水滴化させ、水抜き孔から外部に排出させる。【選択図】図４

Description

本発明は、エンジンの排気を排出する箇所に設けられるエンジン排気管装置に関する。

地面を掘削したり掘削した土砂等を移動させたりする際に使用されるショベルローダやパワーショベル（エクスカベータ、バックホー等とも称される）などの作業装置にエンジン（内燃機関）が広く用いられている。このような作業用車両として、車両基部上に、オペレータが搭乗するオペレータキャビンが設けられ、そのオペレータキャビンの後方に、エンジンを収納するエンジン室が設けられる作業用車両がある。

このような作業用車両としては、エンジン室内に、エンジンからの排気音を低減するための消音器（以下、マフラーとも称する）が収納され、オペレータキャビン内の温度調節等を行うための空調装置を備えた作業用車両がある。空調装置を備えた作業用車両では、オペレータキャビン内に冷風や温風を吹き出すための空調ユニット（エバポレータやヒーターコア、ブロワファン等を備えて構成される）がオペレータキャビン内に設けられ、空調用の冷媒を圧縮するコンプレッサや、圧縮された冷媒を凝縮するコンデンサ等が、エンジン室内に配置されたものがある（例えば、下記特許文献１，２を参照）。

特許第３９２０６７９号公報 特許第４３８８４５８号公報

ところで、エンジンからの排気には水分（蒸気）が含まれており、この水分が排気管内で液化して排気管から液状となった水が外部に排出されている。特に、エンジンの冷間始動直後において水分が結露して水が発生しやすく、この結露水が排気ガスとともに排気管を通って外部に排出されている。排気管からの排気はかなり速い速度で外部に排出されるため、排気は排気管の周辺に広く拡散される。このように周辺に広く拡散して排出される水および水分には汚れ成分が含まれており、この水および水分に含まれる汚れ成分によって排気管の周辺の車体やエンジンカバー類などを汚したり、このエンジンを搭載した作業用車両の周囲の建築物、人（作業員や通行人）などを汚染したりするという問題がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、エンジンからの排気に含まれる水分およびこの水分が結露して生じる液状の水が排気管の外に排出されることを防止でき、水分に含まれる汚れ成分により周囲が汚染されることを防止できるような構成のエンジン排気管装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係るエンジン排気管装置は、エンジンを搭載した作業用車両において前記エンジンの排気出口に繋がって設けられるエンジン排気管装置であって、前記エンジンの排気出口に繋がって設けられ、内部に入口側排気通路を有する入口排気管部材（例えば、実施形態における入口パイプ）と、前記入口側排気通路に繋がって設けられ、内部に導入したエンジン排気を旋回流に変換させる旋回流発生装置（例えば、実施形態における旋回流パイプ）と、前記旋回流発生装置から排出されるエンジン排気を外部に放出する出口側排気通路を有する出口排気管部材（例えば、実施形態における出口
パイプ）と、を備えて構成され、前記旋回流発生装置は、エンジン排気を変換して生じた旋回流を流す内部空間を備えた本体部材（例えば、実施形態におけるパイプ本体）と、前記内部空間に開口して設けられた水抜き孔とを備え、前記内部空間においてエンジン排気の旋回流により生じる遠心力によりエンジン排気に含まれる水分を前記内部空間を形成する内周面に付着させて水滴化させ、前記水抜き孔から外部に排出させる。

上記エンジン排気管装置において、好ましくは、前記本体部材の前記内部空間が旋回流発生装置として機能するための円筒状空間を備え、前記入口排気管部材の前記入口側排気通路が、前記円筒状空間の中心軸と交差する面に沿った方向に延びるとともに前記中心軸に対して偏心して接続されており、前記入口側排気通路を通過して前記円筒状空間に流入するエンジン排気が、前記円筒状空間内において旋回流となるように構成される。

さらに、上記エンジン排気管装置において、好ましくは、前記円筒状空間の一端側が斜めに延びる一端側蓋により覆われ、前記入口排気管部材は前記一端側蓋に対向する位置において前記本体部材に接続されており、前記入口側排気通路を通過して前記円筒状空間に流入するエンジン排気は、前記円筒状空間内において旋回流となるとともに前記一端側蓋に当たってその斜めに延びる方向に沿って押されて前記円筒状空間の他端側に流れるように構成される。

上記エンジン排気管装置において、好ましくは、前記本体部材の前記円筒状空間が、前記一端側蓋から他端側に向かって斜め下方に傾斜するようにして設けられており、前記円筒状空間の他端側に前記水抜き孔が開口して設けられている。

また、もう一つの本発明に係るエンジン排気管装置は、エンジンを搭載した作業用車両において前記エンジンの排気出口に繋がって設けられるエンジン排気管装置であって、前記エンジンの排気出口に繋がって設けられ、内部に入口側排気通路を有する入口排気管部材と、前記入口側排気通路に繋がって設けられ、内部に導入したエンジン排気を旋回流に変換させる旋回流発生装置と、前記旋回流発生装置から排出されるエンジン排気を外部に放出する出口側排気通路を有する出口排気管部材と、を備えて構成され、前記旋回流発生装置が、一端側が前記入口側排気通路に繋がるとともに他端側が前記出口側排気通路に繋がる内部空間を有した本体部材と、前記内部空間の中間部に設けられた旋回流変換装置と、前記内部空間に開口して設けられた水抜き孔とを備え、前記内部空間が、前記旋回流変換装置により、前記入口側排気通路に繋がる入口側空間と、前記出口側排気通路に繋がる出口側空間とに仕切られ、前記入口側排気通路を通過して前記入口側空間に流入したエンジン排気の流れが、前記旋回流変換装置により旋回流に変換されて前記出口側空間に流入するように構成され、前記出口側空間においてエンジン排気の旋回流により生じる遠心力によりエンジン排気に含まれる水分を前記出口側空間を形成する内周面に付着させて水滴化させ、前記水抜き孔から外部に排出させる。

上記エンジン排気管装置において、好ましくは、前記本体部材の下端側に前記入口側排気管部材が繋がれるとともに上端側に前記出口側排気管部材が繋がれ、前記内部空間が、前記入口側空間から前記旋回流変換装置を通って前記出口側空間に向かって上方に延びる円筒状の空間として形成される。

さらに、上記エンジン排気管装置において、好ましくは、前記円筒状の空間を形成する内周面に上下に延びて前記出口側空間から前記入口側空間に至る捕捉溝が形成されており、前記入口側空間内において前記捕捉溝の下端に前記水抜き孔が開口して形成される。

さらに、上記エンジン排気管装置において、好ましくは、前記本体部材において、前記内部空間が、前記入口側空間から前記旋回流変換装置を通って前記出口側空間に向かって
斜め下方に傾斜して延びる円筒状の空間として形成されており、前記出口側空間における下端側に前記水抜き孔が開口して形成される。

本発明に係るエンジン排気管装置によれば、前記旋回流発生装置は、エンジン排気を変換して生じた旋回流を流す内部空間を備えた本体部材と、前記内部空間に開口して設けられた水抜き孔を備え、前記内部空間においてエンジン排気の旋回流により生じる遠心力によりエンジン排気に含まれる水分を前記内部空間を形成する内周面に付着させて水滴化させ、前記水抜き孔から外部に排出させることができる。すなわち、エンジン排気に含まれる水分を分離して水抜き孔から排出し、水分が除去された排気を排気管から外部に排出させることができる。この結果、排気管から水分が排気と一緒に排出され、水分に含まれる汚れ成分によって周辺を汚染することを効果的に防止できる。特に、エンジンの冷間始動直後においては、水分が結露しやすく結露水が排気と一緒に排気管から外部に排出されて周辺を汚染するという問題起こりやすいが、本発明に係るエンジン排気管装置により、この問題を効果的に防止できる。

なお、上記エンジン排気管装置において、前記本体部材の前記内部空間が旋回流発生装置として機能するための円筒状空間を備え、前記入口排気管部材の前記入口側排気通路が、前記円筒状空間の中心軸と交差する面に沿った方向に延びるとともに前記中心軸に対して偏心して接続される構成とすることが好ましい。このように構成すると、前記入口側排気通路を通過して前記円筒状空間に流入するエンジン排気を、前記円筒状空間内において旋回流とすることができ、エンジン排気中の水分をこの旋回流により効果的に除去することができる。

さらに、このエンジン排気管装置において、前記円筒状空間の一端側が斜めに延びる一端側蓋により覆われ、前記入口排気管部材は前記一端側蓋に対向する位置において前記本体部材に接続されるように構成するのが好ましい。このように構成すると、前記入口側排気通路を通過して前記円筒状空間に流入するエンジン排気は、前記円筒状空間内において旋回流となるとともに前記一端側蓋に当たってその斜めに延びる方向に沿って押されて前記円筒状空間の他端側に流れるので、発生した旋回流を前記出口排気管部材のほうにスムーズに流すことができる。

さらに、このエンジン排気管装置において、前記本体部材の前記円筒状空間を、前記一端側蓋から他端側に向かって斜め下方に傾斜するようにして設け、前記円筒状空間の他端側に前記水抜き孔を開口させて形成するのが好ましい。このようにすると、エンジン排気の旋回流により生じる遠心力によりエンジン排気に含まれる水分を前記円筒状空間を形成する内周面に付着させて水滴化させた後、この水滴を斜め下方に向かう傾斜に沿って流し、その下端端部（すなわち、他端側端部）に形成された前記水抜き孔から効率良く排出させることができる。

また、もう一つの本発明に係るエンジン排気管装置によれば、旋回流発生装置が、前記内部空間を有した本体部材と、前記内部空間の中間部に設けられた旋回流変換装置とを備え、さらに前記内部空間に開口して設けられた水抜き孔を備え、前記内部空間が、前記旋回流変換装置により入口側空間と出口側空間とに仕切られて構成されているので、前記入口側排気通路を通過して前記入口側空間に流入したエンジン排気の流れが、前記旋回流変換装置により旋回流に変換されて前記出口側空間に流入するように構成される。このため、前記出口側空間においてエンジン排気の旋回流により生じる遠心力によりエンジン排気に含まれる水分を前記出口側空間を形成する内周面に付着させて水滴化させ、前記水抜き孔から外部に効率良く排出させることができる。この結果、排気管から水分が排気と一緒に排出され、水分に含まれる汚れ成分によって周辺を汚染することを効果的に防止できる
。特に、エンジンの冷間始動直後においては、水分が結露しやすく結露水が排気と一緒に排気管から外部に排出されて周辺を汚染するという問題起こりやすいが、本発明に係るエンジン排気管装置により、この問題を効果的に防止できる。

さらに上記エンジン排気管装置において、前記本体部材の下端側に前記入口側排気管部材が繋がれるとともに上端側に前記出口側排気管部材が繋がれ、前記内部空間を、前記入口側空間から前記旋回流変換装置を通って前記出口側空間に向かって上方に延びる円筒状の空間として形成するのが好ましい。これにより、出口空間内に旋回流を効果的に発生させることができる。

さらに上記エンジン排気管装置において、前記円筒状の空間を形成する内周面に上下に延びて前記出口側空間から前記入口側空間に至る捕捉溝が形成されており、前記入口側空間内において前記捕捉溝の下端に前記水抜き孔が開口して形成されるようにするのが好ましい。このようにすると捕捉溝内に水滴を効果的に捕捉できるとともに、捕捉した水滴を捕捉溝内で下方に流してその下端に開口する前記水抜き孔からスムーズに排出することができる。

さらに上記エンジン排気管装置において、前記本体部材において、前記内部空間が、前記入口側空間から前記旋回流変換装置を通って前記出口側空間に向かって斜め下方に傾斜して延びる円筒状の空間として形成されており、前記出口側空間における下端側に前記水抜き孔が開口して形成されるのが好ましい。このようにすると、前記出口側空間内で旋回流により水滴化された水を斜め下方に流して、水抜き孔から効果的に排出させることができる。

本発明に係るエンジン排気管装置を備えるエンジンを搭載したパワーショベルの斜視図である。 上記パワーショベルにおいてエンジンカバーを開放した状態を示す斜視図である。 上記パワーショベルに搭載されるエンジンの斜視図である。 上記エンジンに備えられるエンジン排気管装置を示す５面図（平面図、正面図、左右側面図および底面図）である。 上記エンジン排気管装置の図４（ｂ）に示す矢印Ａ－Ａ断面図（図５（ａ））およびＢ－Ｂ断面図（図５（ｂ））である。 上記エンジン排気管装置の図４（ｄ）に示す矢印Ｃ－Ｃ断面図である。 上記エンジン排気管装置の図４（ｄ）に示す矢印Ｄ－Ｄ断面図である。 上記エンジン排気管装置の変形例に係る実施形態を、図７に対応して示す断面図である。 本発明に係るエンジン排気管装置の異なる実施形態を示す外観斜視図である。 この実施形態に係るエンジン排気管装置を部分断面として示す外観斜視図である。 本発明に係るエンジン排気管装置のもう一つの異なる実施形態を示す断面図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。本実施形態では、車輪式のパワーショベル（エクスカベータ）に本発明を適用した例について説明する。まず、パワーショベル１の全体構成について、図１および図２を参照して説明する。パワーショベル１は、図に示すように、走行可能に構成された走行体１０と、走行体１０の上部に水
平旋回可能に設けられた旋回体２０と、旋回体２０の前部に設けられたショベル装置３０とを有して構成される。

走行体１０は、左右の前輪１２および左右の後輪１３を、走行体フレーム１１に備えて構成される。前輪１２および後輪１３のいずれかもしくは両方が、走行用油圧モータ（図示せず）により回転駆動されて走行可能となっている。また、前輪１２が操舵装置（図示せず）により操舵駆動される。走行体１０は、走行用油圧モータの回転駆動制御と操舵装置による前輪１２の操舵制御により、所望の方向に所望の速度で走行可能である。走行体フレーム１１の前部には、上下揺動自在にブレード１５が設けられている。走行体フレーム１１の後部に下方に張出可能なアウトリガ１７が設けられており、ショベル装置３０を用いた作業に際してアウトリガ１７を下方に張り出して車体を安定支持できるようになっている。

走行体フレーム１１の上部には旋回機構（図示せず）を介して旋回可能となって旋回体２０が設けられている。旋回体２０は、旋回機構により旋回される旋回体ボディ２１と、旋回体ボディ２１に取り付けられた運転キャビン２２とを備え、運転キャビン２２に運転者が搭乗してパワーショベル１の走行および作業操作を行うことができる。図２に示すように、旋回体ボディ２１の後部の内部にエンジンカバー２５により覆われたエンジン配設空間２６があり、このエンジン配設空間２６内にエンジンＥＧが搭載されている。

旋回体２０の前部に設けられたショベル装置３０は、旋回体ボディ２１の前部に上下揺動自在（起伏動自在）に取り付けられたブーム３１と、ブーム３１の先端部に上下揺動自在（屈伸自在）に取り付けられたアーム３２と、アーム３２の先端部に設けられたリンク機構３３を介して上下揺動自在（屈伸自在）に取り付けられたバケット３４とを有して構成される。ショベル装置３０は、さらに、ブーム３１を起伏動させるためのブームシリンダ３１ａと、アーム３２を屈伸動させるためのアームシリンダ３２ａと、リンク機構３３を介してバケット３４を屈伸動させるためのバケットシリンダ３４ａを有している。

エンジンカバー２５は、図１に示すようにエンジン配設空間２６を覆う閉止位置と、図２に示すようにエンジン配設空間２６を開放する開放位置との間で開閉移動可能となっている。上述したように、また図２に示すように、エンジン配設空間２６内にはエンジンＥＧが搭載されている。エンジンＥＧは、図３に示すように、出力部材としてのフライホイール４３を有するエンジン本体４０を備え、エンジン本体４０の上部にエンジンからの排気を導入して排気音を低減するためのマフラー４５が設けられている。マフラー４５の出口部４５ａに繋がって水分除去機能を備えたエンジン排気管装置５０が設けられている。なお、エンジンカバー２５には、エンジン排気管装置５０からの排気を外部に排出させるための開口２８が形成されている。

エンジン排気管装置５０は、図４、図５に示すように、マフラー４５の出口部４５ａにボルト接続されるフランジ部５１と、フランジ部５１に接合された入口パイプ５３と、入口パイプ５３に補強部材６７により補強されて接合された旋回流パイプ６０と、旋回流パイプ６０に接合された出口パイプ５５とを備えて構成される。図４（ｂ）の矢印Ａ－Ａに沿った断面を示す図５（ａ）および矢印Ｂ－Ｂに沿った断面を示す図５（ｂ）に示すように、入口パイプ５３は、入口側にフランジ部５１を貫通する入口開口５３ａを有し、出口側に旋回流パイプ６０の内部空間６４に連通する出口開口５３ｂを有する。このため、マフラー４５からの排気は入口開口５３ａから入口パイプ５３内に導入され、入口パイプ５３内を通って出口開口５３ｂから旋回流パイプ６０の内部空間６４内に流入する。なお、入口パイプ５３は、図４（ｄ）の矢印Ｄ－Ｄに沿った断面を示す図７に示すように、旋回流パイプ６０のパイプ本体６１の中心に対して交差するとともに偏心した位置に接合されている。

旋回流パイプ６０は中空円筒状のパイプ本体６１を有し、その円筒状外周面において入口パイプ５３の先端部に接合されており、パイプ本体６１の円筒軸が斜めに向くようにして接合されている（図４（ｃ）、図４（ｄ）、図５、図６参照）。このように斜めに向いたパイプ本体６１の上端側はパイプ本体６１の円筒軸に対して斜めに延びる上端蓋６２により覆われ、下端側はパイプ本体６１の円筒軸に直交して延びる円板状の下端蓋６３により覆われており、これらパイプ本体６１の円筒状の内周面、上端蓋６２および下端蓋６３に囲まれて円筒状の内部空間６４が形成されている。パイプ本体６１の下端側端部の下部に水抜き小孔６１ａが貫通形成されており、この水抜き小孔６１ａに繋がって水抜きパイプ６５が取り付けられている。

図５に示し、さらに、図４（ｄ）の矢印Ｃ－Ｃに沿った断面を示す図６に示すように、出口パイプ５５は旋回流パイプ６０と同心に延びて、上端蓋６２を貫通して取り付けられている。出口パイプ５５の入口側部分は内部空間６４内に突入して入口端開口５５ａが下端蓋６３に対向し、出口側部分は外方に突出し、出口端開口５５ｂは斜め上方外方に開口している。この出口端開口５５ｂは、図１に示すように、エンジンカバー２５の開口２８に向いており、出口端開口５５ｂから排出されるエンジン排気は開口２８を通って外部に排出される。

以上のように構成されたエンジン排気管装置５０はフランジ部５１を介してマフラー４５の出口部４５ａに取り付けられており、マフラー４５を通過したエンジン排気は入口パイプ５３内に流入する。流入したエンジン排気は入口パイプ５３を通過して旋回流パイプ６０のパイプ本体６１の内部空間６４内に流入する。このとき、入口パイプ５３はパイプ本体６１及び出口パイプ５５に対して偏心した位置に接合されているので、流入したエンジン排気は図５～図７において矢印Ｚ１で示すようにパイプ本体６１の円筒状の内周面に沿った旋回流となる。なお、この旋回流は斜めに延びる上端蓋６２に当たって下端側に流れる旋回流となり、下端蓋６３に当接して折り返されて矢印Ｚ２で示すように入口端開口５５ａから出口パイプ５５内に入り込み、出口端開口５５ｂから外部に放出される。

図７に示すように、入口パイプ５３の上端の出口開口５３ｂは斜めに傾斜して形成されている。この状態で図示のように、出口開口５３ｂの開口端面は、図７における左側において出口パイプ５５に近づいて開口面積が制限され、右側が広く開放されるようになる。この結果、エンジン排気の大部分が、出口開口５３ｂの右側を通ってパイプ本体６１の図７における右側の内部空間６４内に流入し、効率良く旋回流を発生させるようになっている。

なお、図８に示すように、入口パイプ５３の上端の出口開口５３ｂ’を、図７とは逆方向に斜めに傾斜して形成しても良い。このように出口開口５３ｂ’を形成すると、出口開口５３ｂ’の開口端面は、図８における左側において出口パイプ５５により近づいて開口面積が制限され、右側が広く開放されるようになる。この結果、エンジン排気の大部分が、出口開口５３ｂ’から図８における右側を通ってパイプ本体６１の内部空間６４内に流入し、より効率良く旋回流を発生させることができる。

図７および図８に示して説明した上記構造から分かるように、出口開口５３ｂ，５３ｂ’の先端を斜めに傾けなくても、出口開口が出口パイプ５５より右側の空間に向かう位置に設けた構成としても良い。このようにすれば、エンジン排気は出口パイプ５５の右側空間に流入して効率良く旋回流を発生させることができる。

このようにエンジン排気は旋回流パイプ６０の内部空間６４内でパイプ本体６１の円筒状内周面に沿った旋回流となり、旋回に応じた遠心力がエンジン排気に作用する。エンジ
ン排気に含まれる水滴、水分は排気の気体成分より重いため、この遠心力を受けてパイプ本体６１の円筒状内周面に押しつけられて付着し、水滴流となる。エンジン排気の旋回流は上端蓋６２に当たって下側に流れる旋回流となるので、水滴流はパイプ本体６１の円筒状内周面に付着したまま下端側に流れる。そして、水滴流がパイプ本体６１の下端側端部の下部の水抜き小孔６１ａに到達すると水滴流はこの水抜き小孔６１ａを通り、さらに水抜きパイプ６５を通って下方に排出される。なお、水抜きパイプ６５を下方に開放して水滴流を路面に落下させる構成であるが、水抜きパイプ６５に繋がる貯留タンクを設け、貯留タンク内に水滴流を貯留し、定期的に廃棄処理するようにしても良い。

この結果、エンジン排気に含まれる水滴および水分が水滴流となって分離されて水抜きパイプ６５を通って排出され、水分を含まない状態の排気が出口パイプ５５を通ってその出口端開口５５ｂから排出され、エンジンカバー２５の開口２８を通って外部に排出される。エンジン排気の水分には汚れ成分が含まれるが、この汚れ成分は水滴流に含まれて水抜きパイプ６５を通って排出されるため、水分および汚れ成分を含まない浄化された排気が出口パイプ５５およびエンジンカバー２５の開口２８を通って外部に排出される。これにより、エンジン排気に含まれる水分、水滴およびそこに含まれる汚れ成分がエンジン排気と一緒に排出されて周囲を汚染することを防止できる。

本発明を適用したエンジン排気管装置の異なる実施形態について、図９および図１０を参照して説明する。このエンジン排気管装置７０は、マフラー４５の出口部４５ａにボルト接続されるフランジ部７１と、フランジ部７１に接合された入口パイプ７３と、入口パイプ７３に接合された旋回流パイプ８０と、旋回流パイプ８０に接合された出口パイプ７５とを備えて構成される。入口パイプ７３は、入口側がフランジ部７１に接合され、フランジ部７１を貫通する入口開口７３ａを有する。入口パイプ７３の出口側となる上端部が旋回流パイプ８０の下端部に接合され、旋回流パイプ８０の内部空間８３に連通している。このため、マフラー４５からの排気は入口開口７３ａから入口パイプ７３内を通って旋回流パイプ８０の内部空間８３内に流入する。

旋回流パイプ８０は中空円筒状の部材（請求項で規定する本体部材）であり、内部に上下に延びる円筒状の内部空間８３を有し、上下方向中間部に旋回流変換装置８５が設けられている。このため、内部空間８３は旋回流変換装置８５により下側空間８３ａ（請求項で規定する入口側空間）と上側空間８３ｂ（請求項で規定する出口側空間）とに仕切られている。旋回流変換装置８５は、旋回流パイプ８０の内周面に接合して設けられた複数の旋回羽根８５ａと、旋回羽根８５ａの内周端に接合して設けられた円筒状の中心部材８５ｂとからなる。マフラー４５からの排気が入口開口７３ａから入口パイプ７３内を通って旋回流パイプ８０の下側空間８３ａ内に流入すると、この排気は旋回流変換装置８５を通過して上側空間８３ｂに流れるが、このとき旋回羽根８５ａの作用により旋回流となって上側空間８３ｂ内に流入するようになっている。旋回流パイプ８０の円筒状の内部空間８３を形成する円筒状の内周面に、円筒軸に直角な断面でＶ字状となる上下に延びた捕捉溝８１が形成されている。この捕捉溝８１の下端に対向する旋回流パイプ８０の下端面に水抜き小孔が貫通形成されており、この水抜き小孔に繋がって水抜きパイプ７７が取り付けられている。

出口パイプ７５は旋回流パイプ８０の上端面に同心に延びて且つ内部空間８３内に連通して取り付けられている。出口パイプ７５の入口側部分は上側空間８３ｂ内に少し突入し、出口側部分は外方に突出し、上端が開口している。この上端開口７５ｂは、図１に示すエンジンカバー２５の開口２８に向いており、出口パイプ７５の上端開口７５ｂから排出されるエンジン排気は開口２８を通って外部に排出される。

以上のように構成されたエンジン排気管装置７０はフランジ部７１を介してマフラー４
５の出口部４５ａに取り付けられており、マフラー４５を通過したエンジン排気は入口パイプ７３内に流入する。流入したエンジン排気は入口パイプ７３を通過して旋回流パイプ８０の下側空間８３ａ内に流入する。そして、下側空間８３ａから旋回流変換装置８５を通って上側空間８３ｂにエンジン排気が流れる。このとき、エンジン排気の流れは旋回羽根８５ａにより旋回流に変換されて上側空間８３ｂ内に流入する。そして、エンジン排気は出口パイプ７５を通って外部に放出される。

このようにエンジン排気は旋回流パイプ８０において下側空間８３ａから旋回流変換装置８５を通るときに旋回流に変換されて上側空間８３ｂに流入する。このため、上側空間８３ｂ内において、旋回に応じた遠心力がエンジン排気に作用し、エンジン排気に含まれる水滴、水分はこの遠心力を受けて旋回流パイプ８０の円筒状内周面に押しつけられて付着し、水滴流となる。この水滴流は旋回流に押されて旋回流パイプ８０の円筒状内周面に沿って円周方向に流れ、捕捉溝８１内に入り込む。捕捉溝８１は上下に延びており、捕捉溝８１内に入り込んだ水滴流は重力により下方に流れ、水抜きパイプ７７を通って下方に排出される。なお、水抜きパイプ７７を下方に開放して水滴流を路面に落下させる構成であるが、水抜きパイプ７７に繋がる貯留タンクを設け、貯留タンク内に水滴流を貯留し、定期的に廃棄処理するようにしても良い。

この結果、エンジン排気に含まれる水滴および水分が水滴流となって分離されて水抜きパイプ７７を通って排出され、水分を含まない状態の排気が出口パイプ７５を通って排出され、エンジンカバー２５の開口２８を通って外部に排出される。エンジン排気の水分には汚れ成分が含まれるが、この汚れ成分は水滴流に含まれて水抜きパイプ７７を通って排出されるため、水分および汚れ成分を含まない浄化された排気が出口パイプ７５およびエンジンカバー２５の開口２８を通って外部に排出される。これにより、エンジン排気に含まれる水分、水滴およびそこに含まれる汚れ成分がエンジン排気と一緒に排出されて周囲を汚染することを防止できる。

本発明を適用したエンジン排気管装置のさらに異なる実施形態について、図１１を参照して説明する。このエンジン排気管装置１７０は、マフラー４５の出口部４５ａにボルト接続されるフランジ部１７１と、フランジ部１７１に接合された入口パイプ１７３と、入口パイプ１７３に接合された旋回流パイプ１８０と、旋回流パイプ１８０に接合された出口パイプ１７５とを備えて構成される。入口パイプ１７３は、入口側がフランジ部１７１に接合され、フランジ部１７１を貫通する入口開口１７３ａを有する。入口パイプ１７３の出口側端部が旋回流パイプ１８０の基端側端部に接合され、旋回流パイプ１８０の内部空間１８４に連通する出口開口１７３ｂを有する。このため、マフラー４５からの排気は入口開口１７３ａから入口パイプ１７３内に導入され、入口パイプ１７３内を通って出口開口１７３ｂから旋回流パイプ１８０の内部空間１８４内に流入する。

旋回流パイプ１８０は中空円筒状のパイプ本体１８１を有し、パイプ本体１８１の上端側は円盤状の上端蓋１８２により覆われ、下端側は円盤状の下端蓋１８３により覆われている。パイプ本体１８１の内部には旋回流変換装置１８５が設けられており、パイプ本体１８１の内部空間１８４は旋回流変換装置１８５より上端側の上端側空間１８４ａと下端側の下端側空間１８４ｂとに仕切られている。旋回流変換装置１８５は中心軸部材１８５ａとその周囲に設けられた旋回羽根１８５ｂとからなり、上端側空間１８４ａから旋回流変換装置１８５を通って下端側空間１８４ｂにエンジン排気が流れると、このエンジン排気の流れは旋回羽根１８５ｂにより旋回流に変換されて下端側空間１８４ｂ内に流入する。パイプ本体１８１は、図１１に示すように、上端側から下端側に向かって下方に傾いて延びるように設けられている。パイプ本体１８１の下端側端部の下部に水抜き小孔１８１ａが貫通形成されており、この水抜き小孔１８１ａに繋がって水抜きパイプ１８６がパイプ本体１８１の外周面に取り付けられている。

出口パイプ１７５はパイプ本体１８１の下端蓋１８３に同心に延びるとともに下端蓋１８３を貫通して取り付けられている。出口パイプ１７５の入口側部分は下端側空間１８４ｂ内に突入し入口端開口１７５ａが旋回流変換装置１８５に対向し、出口側部分は外方に突出し、出口端開口１７５ｂは斜め上方外方に開口している。この出口端開口１７５ｂは、図１に示すエンジンカバー２５の開口２８に向いており、出口端開口１７５ｂから排出されるエンジン排気は開口２８を通って外部に排出される。

以上のように構成されたエンジン排気管装置１７０はフランジ部１７１を介してマフラー４５の出口部４５ａに取り付けられており、マフラー４５を通過したエンジン排気は入口パイプ１７３内に流入する。流入したエンジン排気は入口パイプ１７３を通過して旋回流パイプ１８０のパイプ本体１８１の上端側空間１８４ａ内に流入する。そして、上端側空間１８４ａから旋回流変換装置１８５を通って下端側空間１８４ｂにエンジン排気が流れる。このとき、エンジン排気の流れは旋回羽根１８５ｂにより旋回流に変換されて下端側空間１８４ｂ内に流入する。そして、入口端開口１７５ａから出口パイプ１７５内に入り込み、出口端開口１７５ｂから外部に放出される。

このようにエンジン排気は旋回流パイプ１８０において上端側空間１８４ａから旋回流変換装置１８５を通るときに旋回流に変換されて下端側空間１８４ｂに流入する。このため、下端側空間１８４ｂ内において、旋回に応じた遠心力がエンジン排気に作用し、エンジン排気に含まれる水滴、水分はこの遠心力を受けてパイプ本体１８１の円筒状内周面に押しつけられて付着し、水滴流となる。エンジン排気の旋回流は下端側に流れるので、水滴流はパイプ本体１８１の円筒状内周面に付着したまま下端側に流れる。そして、水滴流がパイプ本体１８１の下端側端部の下部の水抜き小孔８１ａに到達するとこの水抜き小孔１８１ａを通り、さらに水抜きパイプ１８６を通って下方に排出される。なお、水抜きパイプ１８６を下方に開放して水滴流を路面に落下させる構成であるが、水抜きパイプ１８６に繋がる貯留タンクを設け、貯留タンク内に水滴流を貯留し、定期的に廃棄処理するようにしても良い。

この結果、エンジン排気に含まれる水滴および水分が水滴流となって分離されて水抜きパイプ１８６を通って排出され、水分を含まない状態の排気が出口パイプ１７５を通ってその出口端開口１７５ｂから排出され、エンジンカバー２５の開口２８を通って外部に排出される。エンジン排気の水分には汚れ成分が含まれるが、この汚れ成分は水滴流に含まれて水抜きパイプ１８６を通って排出されるため、水分および汚れ成分を含まない浄化された排気が出口パイプ１７５およびエンジンカバー２５の開口２８を通って外部に排出される。これにより、エンジン排気に含まれる水分、水滴およびそこに含まれる汚れ成分がエンジン排気と一緒に排出されて周囲を汚染することを防止できる。

以上、本発明をパワーショベルに適用した場合について説明したが、本発明は、パワーショベル以外の作業用車両、例えばショベルローダ等のエンジンを搭載した他の作業用車両についても、同様に適用し同様の効果を得ることが可能である。

１ パワーショベル １０ 走行体
２０ 旋回体 ２５ エンジンカバー
３０ ショベル装置 ＥＧ エンジン
４０ エンジン本体 ４５ マフラー
５０ エンジン排気管装置 ５１ フランジ部
５３ 入口パイプ ５５ 出口パイプ
６０ 旋回流パイプ ６５ 水抜きパイプ
７０ エンジン排気管装置 ７１ フランジ部
７３ 入口パイプ ７５ 出口パイプ
８０ 旋回流パイプ ８５ 旋回流変換装置
８６ 水抜きパイプ

Claims (8)

1. エンジンを搭載した作業用車両において前記エンジンの排気出口に繋がって設けられるエンジン排気管装置であって、
   前記エンジンの排気出口に繋がって設けられ、内部に入口側排気通路を有する入口排気管部材と、
   前記入口側排気通路に繋がって設けられ、内部に導入したエンジン排気を旋回流に変換させる旋回流発生装置と、
   前記旋回流発生装置から排出されるエンジン排気を外部に放出する出口側排気通路を有する出口排気管部材と、を備えて構成され、
   前記旋回流発生装置は、エンジン排気を変換して生じた旋回流を流す内部空間を備えた本体部材と、前記内部空間に開口して設けられた水抜き孔とを備え、
   前記内部空間においてエンジン排気の旋回流により生じる遠心力によりエンジン排気に含まれる水分を前記内部空間を形成する内周面に付着させて水滴化させ、前記水抜き孔から外部に排出させるようにしたことを特徴とするエンジン排気管装置。
2. 前記本体部材の前記内部空間が旋回流発生装置として機能するための円筒状空間を備え、
   前記入口排気管部材の前記入口側排気通路が、前記円筒状空間の中心軸と交差する面に沿った方向に延びるとともに前記中心軸に対して偏心して接続されており、
   前記入口側排気通路を通過して前記円筒状空間に流入するエンジン排気が、前記円筒状空間内において旋回流となるように構成されたことを特徴とする請求項１に記載のエンジン排気管装置。
3. 前記円筒状空間の一端側が斜めに延びる一端側蓋により覆われ、前記入口排気管部材は前記一端側蓋に対向する位置において前記本体部材に接続されており、
   前記入口側排気通路を通過して前記円筒状空間に流入するエンジン排気は、前記円筒状空間内において旋回流となるとともに前記一端側蓋に当たってその斜めに延びる方向に沿って押されて前記円筒状空間の他端側に流れるように構成されていることを特徴とする請求項２に記載のエンジン排気管装置。
4. 前記本体部材の前記円筒状空間が、前記一端側蓋から他端側に向かって斜め下方に傾斜するようにして設けられており、
   前記円筒状空間の他端側に前記水抜き孔が開口して設けられていることを特徴とする請求項３に記載のエンジン排気管装置。
5. エンジンを搭載した作業用車両において前記エンジンの排気出口に繋がって設けられるエンジン排気管装置であって、
   前記エンジンの排気出口に繋がって設けられ、内部に入口側排気通路を有する入口排気管部材と、
   前記入口側排気通路に繋がって設けられ、内部に導入したエンジン排気を旋回流に変換させる旋回流発生装置と、
   前記旋回流発生装置から排出されるエンジン排気を外部に放出する出口側排気通路を有する出口排気管部材と、を備えて構成され、
   前記旋回流発生装置が、一端側が前記入口側排気通路に繋がるとともに他端側が前記出口側排気通路に繋がる内部空間を有した本体部材と、前記内部空間の中間部に設けられた旋回流変換装置と、前記内部空間に開口して設けられた水抜き孔とを備え、
   前記内部空間が、前記旋回流変換装置により、前記入口側排気通路に繋がる入口側空間と、前記出口側排気通路に繋がる出口側空間とに仕切られ、
   前記入口側排気通路を通過して前記入口側空間に流入したエンジン排気の流れが、前記
   旋回流変換装置により旋回流に変換されて前記出口側空間に流入するように構成され、
   前記出口側空間においてエンジン排気の旋回流により生じる遠心力によりエンジン排気に含まれる水分を前記出口側空間を形成する内周面に付着させて水滴化させ、前記水抜き孔から外部に排出させるようにしたことを特徴とするエンジン排気管装置。
6. 前記本体部材の下端側に前記入口側排気管部材が繋がれるとともに上端側に前記出口側排気管部材が繋がれ、
   前記内部空間が、前記入口側空間から前記旋回流変換装置を通って前記出口側空間に向かって上方に延びる円筒状の空間として形成されていることを特徴とする請求項５に記載のエンジン排気管装置。
7. 前記円筒状の空間を形成する内周面に上下に延びて前記出口側空間から前記入口側空間に至る捕捉溝が形成されており、前記入口側空間内において前記捕捉溝の下端に前記水抜き孔が開口して形成されていることを特徴とする請求項６に記載のエンジン排気管装置。
8. 前記本体部材において、前記内部空間が、前記入口側空間から前記旋回流変換装置を通って前記出口側空間に向かって斜め下方に傾斜して延びる円筒状の空間として形成されており、
   前記出口側空間における下端側に前記水抜き孔が開口して形成されていることを特徴とする請求項５に記載のエンジン排気管装置。

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