JP5179286B2 - Exhaust gas purification device - Google Patents
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Description
本発明は、例えばエンジンから排出される排気ガス中の有害物質を除去するのに用いて好適な排気ガス浄化装置に関する。 The present invention relates to an exhaust gas purification apparatus suitable for use in removing harmful substances in exhaust gas discharged from an engine, for example.
一般に、油圧ショベル等の建設機械は、自走可能な下部走行体と、該下部走行体上に旋回可能に搭載された上部旋回体と、該上部旋回体の前側に俯仰動可能に設けられた作業装置とにより構成されている。また、上部旋回体は、旋回フレームの後部に油圧ポンプを駆動するためのエンジンを搭載し、前記旋回フレームの前側にキャブ、燃料タンク、作動油タンク等を搭載している。 In general, a construction machine such as a hydraulic excavator is provided with a self-propelled lower traveling body, an upper revolving body that is turnably mounted on the lower traveling body, and an upside-down movable structure provided on the front side of the upper revolving body. And a work device. The upper swing body is equipped with an engine for driving a hydraulic pump at the rear of the swing frame, and a cab, a fuel tank, a hydraulic oil tank, and the like are mounted on the front side of the swing frame.
ここで、油圧ショベルのエンジンには、一般的にディーゼルエンジンが用いられている。このディーゼルエンジンは、粒子状物質(PM:Particulate Matter)、窒素酸化物(NOx)等の有害物質を排出するとされている。そこで、油圧ショベルは、エンジンの排気ガス通路を形成する排気管に排気ガス浄化装置を設ける構成としている。 Here, a diesel engine is generally used as an engine of a hydraulic excavator. This diesel engine is supposed to discharge harmful substances such as particulate matter (PM) and nitrogen oxides (NOx). Therefore, the hydraulic excavator has a configuration in which an exhaust gas purification device is provided in an exhaust pipe that forms an exhaust gas passage of the engine.
この排気ガス浄化装置は、排気ガス中の粒子状物質を捕集して除去する粒子状物質除去フィルタ(通常、Diesel Particulate Filter、略してDPFとも呼ばれている)、窒素酸化物(NOx)を尿素水溶液を用いて浄化するNOx浄化装置、一酸化炭素(CO)、炭化水素(HC)を酸化除去する酸化触媒等の処理部材を備えている(例えば、特許文献1参照)。 This exhaust gas purification device collects particulate matter in exhaust gas and removes it (usually called Diesel Particulate Filter, also called DPF for short), nitrogen oxide (NOx). A processing member such as a NOx purification device that purifies using an aqueous urea solution, an oxidation catalyst that oxidizes and removes carbon monoxide (CO), and hydrocarbons (HC) is provided (see, for example, Patent Document 1).
また、特許文献1による排気ガス浄化装置は、例えばエンジンの排気ガスの流れ方向で上流側に配置された筒体と、下流側に配置された筒体と、前記各筒体間に直列に接続して設けられ、内部に粒子状物質除去フィルタ、NOx浄化装置、酸化触媒等の処理部材を内蔵した筒体とを備えている。そして、これらの筒体は、フランジ接続等の手段を用いて連結された状態で、上部旋回体に設けられたエンジン等の構造体に取付けられている。 Further, an exhaust gas purifying device according to Patent Document 1 is connected in series between a cylinder disposed upstream, for example, in a flow direction of exhaust gas of an engine, a cylinder disposed downstream, and the cylinders. And a cylindrical body containing a processing member such as a particulate matter removal filter, a NOx purification device, and an oxidation catalyst. And these cylinders are attached to structures, such as an engine provided in the upper revolving body, in the state where it was connected using means, such as flange connection.
ここで、粒子状物質除去フィルタは、排気ガス中の粒子状物質を捕集するものであるから、捕集して堆積した粒子状物質を定期的に除去するクリーニング作業を行う必要がある。この除去作業では、粒子状物質除去フィルタを収容した筒体を着脱することになる。また、NOx浄化装置、酸化触媒等を内蔵した筒体に関しても、定期検査、メンテナンス等を行うために着脱することになる。 Here, since the particulate matter removal filter collects particulate matter in the exhaust gas, it is necessary to perform a cleaning operation for periodically removing the particulate matter collected and accumulated. In this removal operation, the cylinder containing the particulate matter removal filter is attached and detached. In addition, a cylindrical body containing a NOx purification device, an oxidation catalyst, and the like is also attached and detached for periodic inspection, maintenance, and the like.
しかし、上述した特許文献1による排気ガス浄化装置では、粒子状物質除去フィルタ等を収容した筒体を、Uボルトとナットを用いてエンジンに取付けているから、この筒体を取外すときには、フランジ間を締結しているボルト、クランプ等を取外した上に、粒子状物質除去フィルタをエンジン側に固定しているUボルト、ナットも取外さなくてはならない。このために、粒子状物質除去フィルタ等の取外し作業、取付け作業に手間を要してしまうという問題がある。また、各筒体間を印籠嵌合している場合、粒子状物質除去フィルタ等を収容した筒体を脱着するためには、上流側と下流側の筒体を軸方向に大きくずらす必要があり、より一層作業性が悪くなってしまう。 However, in the exhaust gas purifying apparatus according to Patent Document 1 described above, the cylindrical body containing the particulate matter removal filter and the like is attached to the engine using U-bolts and nuts. In addition to removing the bolts, clamps, etc., the U-bolts and nuts fixing the particulate matter removal filter to the engine side must be removed. For this reason, there is a problem that it takes time to remove and attach the particulate matter removing filter and the like. In addition, when the cylinders are fitted with seals, it is necessary to largely shift the upstream and downstream cylinders in the axial direction in order to detach the cylinder containing the particulate matter removal filter and the like. The workability will be further deteriorated.
また、処理部材がNOx浄化装置である場合、尿素噴射弁、還元触媒等に付着した尿素水溶液から析出される付着物を定期的に除去する必要があり、上述した粒子状物質除去フィルタ等を収容した筒体を脱着するときと同様に、取外し作業、取付け作業に手間を要してしまう。 Further, when the processing member is a NOx purification device, it is necessary to periodically remove deposits deposited from the urea aqueous solution attached to the urea injection valve, the reduction catalyst, etc., and the above-mentioned particulate matter removal filter and the like are accommodated. As in the case of attaching and detaching the cylindrical body, it takes time to remove and attach.
さらに、上流側の筒体と下流側の筒体はエンジンに固定されていないから、粒子状物質除去フィルタ、尿素噴射弁、還元触媒等を収容した筒体から上流側の筒体と下流側の筒体を切り離すと、これらの筒体は自立できずに転倒する虞があり、組立作業時の作業性が悪くなるという問題がある。 Further, since the upstream cylinder and the downstream cylinder are not fixed to the engine, the upstream cylinder and the downstream cylinder from the cylinder containing the particulate matter removal filter, the urea injection valve, the reduction catalyst, etc. When the cylinders are cut off, these cylinders may not be able to stand on their own and may fall down, resulting in a problem that workability at the time of assembling work is deteriorated.
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、処理部材を内蔵した浄化部筒体のうち粒子状物質や付着物を除去する筒体だけを簡単な作業で取外すことができ、処理部材のクリーニング作業、点検作業、修理作業等を容易に行うことができるようにした排気ガス浄化装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to perform only a cylinder body that removes particulate matter and adhering substances from a purification part cylinder body that includes a processing member with a simple operation. It is an object of the present invention to provide an exhaust gas purifying apparatus that can be removed and that can easily perform a cleaning operation, an inspection operation, a repair operation, and the like of a processing member.
本発明による排気ガス浄化装置は、車体に搭載されたエンジンの排気ガス通路の上流側に設けられ排気ガスの流入管を有した上流筒体と、前記排気ガス通路の下流側に設けられ排気ガスの流出管を有した下流筒体と、前記上流筒体と下流筒体との間に直列に接続して設けられ内部に排気ガスを浄化するための処理部材が内蔵された1個または複数個の浄化部筒体とを備え、前記浄化部筒体は、内部に粒子状物質を捕らえる粒子状物質除去フィルタを収容したフィルタ用筒体、内部に酸化触媒を収容した酸化触媒用筒体、内部にNOxを還元する選択還元触媒を収容した還元触媒用筒体、尿素水を噴射する尿素水噴射弁を収容した噴射弁用筒体のうちの1個または複数個の組合せとしてなる。 Exhaust gas purifying device according to the present invention, the upstream cylinder having an inlet pipe of the exhaust gas is provided upstream of the exhaust gas passage of an engine mounted on the vehicle body, provided on the downstream side of the exhaust gas passage exhaust A downstream cylinder having a gas outflow pipe, and one or the like, which is connected in series between the upstream cylinder and the downstream cylinder and has a processing member for purifying exhaust gas therein. A plurality of purification section cylinders, the purification section cylinder including a filter cylinder containing a particulate matter removal filter that traps particulate matter inside, and an oxidation catalyst cylinder containing an oxidation catalyst inside. One or a combination of a reduction catalyst cylinder containing a selective reduction catalyst for reducing NOx and an injection valve cylinder containing a urea water injection valve for injecting urea water.
そして、上述した課題を解決するために、請求項1の発明が採用する構成の特徴は、前記上流筒体、下流筒体、浄化部筒体には、互いに対面して接続される筒体端部に平坦な接続面をもったフランジ部を設け、前記浄化部筒体を前記上流筒体と下流筒体との間に直列に接続するため、前記互いに対面する2つの筒体のフランジ部間は、互いに分解可能に締結部材によって締結する構成とし、前記排気ガス通路を流れる排気ガスの圧力を取出す圧力取出部を前記上流筒体と下流筒体とに設け、温度を計測するための温度センサ取付口は、前記上流筒体に設け、かつ、前記上流筒体および下流筒体には、これらをそれぞれ前記エンジン側に設けた支持ブラケットに固定的に取付けるための支持部材を設け、前記上流筒体および下流筒体を前記支持ブラケットに固定して取付けた状態で、前記浄化部筒体を、前記上流筒体と下流筒体との間に接続して前記締結部材により取付ける構成とすることにより、前記上流筒体と下流筒体とを前記支持ブラケットから取外すことなく、前記浄化部筒体だけを取外して分解することを可能としたことにある。 In order to solve the above-described problem, the feature of the configuration adopted by the invention of claim 1 is that the upstream cylinder body, the downstream cylinder body, and the purification section cylinder body are connected to each other so as to face each other. A flange portion having a flat connection surface is provided on the portion, and the purification unit cylinder is connected in series between the upstream cylinder and the downstream cylinder, so that the flange portion between the two cylinders facing each other Is configured to be fastened by a fastening member so that it can be disassembled from each other, and provided with a pressure extraction portion for taking out the pressure of exhaust gas flowing through the exhaust gas passage in the upstream cylinder and the downstream cylinder, and a temperature sensor for measuring temperature mounting opening is provided on the upstream cylinder, and wherein the upstream cylinder and the downstream cylinder, provided a support member for mounting fixedly them to the support bracket provided on each of the engine side, the upstream cylinder Body and downstream cylinder In a state where the fixedly attached to the racket, the purifier part cylinder, by adopting a configuration to mount by the fastening member is connected between the upstream cylinder and the downstream cylinder, the upstream cylinder and the downstream cylinder without removing the body from the support bracket, in that it made it possible to decompose and remove only the purifying part cylinder.
請求項2の発明は、前記フィルタ用筒体、還元触媒用筒体および噴射弁用筒体のフランジ部には、前記締結部材を取外したときに転動するのを防止する切欠部を設ける構成としたことにある。 According to a second aspect of the present invention, the flange portion of the filter cylinder, the reduction catalyst cylinder, and the injection valve cylinder is provided with a notch portion that prevents rolling when the fastening member is removed. It is in that.
請求項3の発明は、前記フィルタ用筒体、還元触媒用筒体および噴射弁用筒体には、前記締結部材を取外してこれら筒体を持ち上げるときに用いる把手部を設ける構成としたことにある。 According to a third aspect of the present invention, the filter cylinder, the reduction catalyst cylinder, and the injection valve cylinder are provided with a handle portion that is used when removing the fastening member and lifting the cylinder. is there.
請求項4の発明は、前記上流筒体と下流筒体の内部には、酸化触媒および/または消音器筒体を設けたことにある。 According to a fourth aspect of the present invention, an oxidation catalyst and / or a silencer cylinder is provided inside the upstream cylinder and the downstream cylinder.
請求項5の発明は、前記支持部材は、前記筒体に設けられ前記エンジン側に固定される支持脚としたことにある。 According to a fifth aspect of the present invention, the support member is a support leg that is provided on the cylindrical body and fixed to the engine side .
請求項6の発明は、前記支持部材は、前記筒体を取囲むUボルトと、該Uボルトを前記エンジン側に締結するナットとにより構成したことにある。 According to a sixth aspect of the present invention, the support member includes a U bolt that surrounds the cylindrical body and a nut that fastens the U bolt to the engine side .
請求項7の発明は、前記締結部材は、対面した前記各フランジ部同士を締結するボルトとナットとしたことにある。 The invention of claim 7 is that the fastening member is a bolt and a nut for fastening the flange portions facing each other.
請求項8の発明は、前記締結部材は、対面した前記各フランジ部を囲繞して締結する略V形状のクランプとしたことにある。 According to an eighth aspect of the present invention, the fastening member is a substantially V-shaped clamp that surrounds and fastens the facing flange portions.
請求項1の発明によれば、上流筒体、下流筒体、浄化部筒体は、それぞれの端部に設けたフランジ部の平坦な接続面を互いに対面させ、この状態で対面するフランジ部間を締結部材によって締結することができる。このように締結した各筒体のうち上流筒体と下流筒体とには、これらをそれぞれエンジン側に設けた支持ブラケットに固定的に取付けるための支持部材を設けているから、これらの筒体を支持部材を用いて前記エンジン側に固定的に支持することができる。 According to the first aspect of the present invention, the upstream cylindrical body, the downstream cylindrical body, and the purification section cylindrical body face the flat connection surfaces of the flange portions provided at the respective end portions, and between the flange portions facing each other in this state Can be fastened by a fastening member. Thus the upstream cylinder among the cylindrical body has concluded and the downstream cylinder body, these because each is provided with a support member for mounting fixedly to the support bracket provided on the engine side, these cylindrical body Can be fixedly supported on the engine side using a support member.
ここで、支持部材によって前記エンジン側に固定的に支持されている筒体は、上流筒体と下流筒体である。これにより、浄化部筒体(例えば、フィルタ用筒体、還元触媒用筒体、噴射弁用筒体)は、前記エンジン側に固定的に支持されていない。 Here, the cylindrical body which is fixedly supported on the engine side by the support member is upstream cylinder and the downstream cylinder. Thereby, the purification | cleaning part cylinder (For example, the cylinder for filters, the cylinder for reduction catalysts, the cylinder for injection valves ) is not fixedly supported by the said engine side.
従って、浄化部筒体(例えば、フィルタ用筒体、還元触媒用筒体、噴射弁用筒体)は、それぞれのフランジ部を隣合う筒体のフランジ部に締結している締結部材を取外すことにより、上流筒体と下流筒体とを前記支持ブラケットから取外すことなく、エンジン側に固定したままの状態で、前記浄化部筒体だけを取外して分解することができる。 Accordingly, the purifying part cylinder (for example, the filter cylinder, the reduction catalyst cylinder, and the injection valve cylinder) removes the fastening members that fasten the flanges to the flanges of the adjacent cylinders. Accordingly, without detaching the upstream cylinder and the downstream cylinder from the support bracket, in a state fixed to the engine side, it is possible to decompose and remove only the purifying part cylinder.
この結果、定期的なクリーニング作業、点検作業、修理作業等を行う場合に、フィルタ用筒体、還元触媒用筒体、噴射弁用筒体は、締結部材を弛めるという簡単な作業を行うだけで、上流筒体、下流筒体を前記エンジン側に残した状態で取外すことができ、クリーニング作業、点検作業、修理作業等の作業性を向上することができる。 As a result, when performing periodic cleaning work, inspection work, repair work, etc., the filter cylinder, the reduction catalyst cylinder, and the injection valve cylinder need only perform a simple operation of loosening the fastening member. The upstream cylinder and the downstream cylinder can be removed while remaining on the engine side, and the workability such as cleaning, inspection, and repair can be improved.
また、上流筒体、下流筒体、浄化部筒体の端部に設けたフランジ部は、接続面を平坦面として形成しているから、浄化部筒体(例えば、フィルタ用筒体、還元触媒用筒体、噴射弁用筒体)は、上流筒体、下流筒体等を軸方向にずらすことなく、締結部材を緩めて取外し上方に持ち上げるだけで簡単に取外すことができる。 Moreover, since the flange part provided in the upstream cylinder body, the downstream cylinder body, and the edge part of the purification | cleaning part cylinder body has formed the connection surface as a flat surface, the purification | cleaning part cylinder body (for example, a filter cylinder, a reduction catalyst) The cylinder for injection and the cylinder for injection valve ) can be easily removed by simply loosening the fastening member and lifting it upward without shifting the upstream cylinder, downstream cylinder, etc. in the axial direction.
しかも、排気ガス通路を流れる排気ガスの圧力を取出す圧力取出部を前記上流筒体と下流筒体とに設け、前記排気ガスの温度を計測するための温度センサ取付口は、前記上流筒体に設けている。従って、浄化部筒体のフィルタ用筒体、還元触媒用筒体、噴射弁用筒体には、圧力センサや温度センサからの配管、配線等が接続されていないから、これらの配管、配線等の取外し作業を行う必要がなく、フィルタ用筒体、還元触媒用筒体、噴射弁用筒体のみを簡単に取外すことができる。 Moreover, provided the pressure outlet portion for taking out the pressure of the exhaust gas flowing through the exhaust gas passage and the upstream cylinder and the downstream cylinder, the temperature sensor installation opening for measuring the temperature of the exhaust gas, the upstream cylinder Provided. Therefore, the pipe, wiring, etc. from the pressure sensor and temperature sensor are not connected to the filter cylinder, the reduction catalyst cylinder, and the injection valve cylinder of the purification unit cylinder. Therefore, only the filter cylinder, the reduction catalyst cylinder, and the injection valve cylinder can be easily removed.
請求項2の発明によれば、フィルタ用筒体、還元触媒用筒体および噴射弁用筒体のフランジ部には、切欠部を設けているから、この切欠部を取付面に接地させることにより、これらの筒体の転動を防止して取付面に安定的に載置することができる。 According to the invention of claim 2 , since the notch is provided in the flange portion of the filter cylinder, the reduction catalyst cylinder, and the injection valve cylinder, the notch is grounded to the mounting surface. These cylinders can be prevented from rolling and can be stably placed on the mounting surface.
請求項3の発明によれば、フィルタ用筒体、還元触媒用筒体および噴射弁用筒体には把手部を設けているから、この把手部を掴むことにより筒体を簡単に、かつ安全に持ち上げることができ、またクリーニング作業、点検作業、修理作業等を行う作業場所まで容易に運搬することもできる。 According to the invention of claim 3 , since the filter cylinder, the reduction catalyst cylinder, and the injection valve cylinder are provided with the handle, the cylinder can be easily and safely held by gripping the handle. And can be easily transported to a work place where cleaning work, inspection work, repair work, etc. are performed.
請求項4の発明によれば、上流筒体と下流筒体を利用して、その内部に酸化触媒を設けることができる。そして、酸化触媒を設けた場合には、排気ガス中の炭化水素(HC)、一酸化炭素(CO)を酸化除去することができる。また、上流筒体と下流筒体を利用して、その内部に消音器筒体を設けることができ、排気による騒音を低減することができる。
According to invention of
請求項5の発明によれば、支持部材は、筒体に設けられ前記エンジン側に固定される支持脚であるから、上流筒体、下流筒体および酸化触媒用筒体のいずれかを支持脚を用いて前記エンジン側に固定することができる。
According to the invention of
請求項6の発明によれば、支持部材は、筒体を取囲むUボルトと、該Uボルトを前記エンジン側に締結するナットとにより構成しているから、上流筒体、下流筒体および酸化触媒用筒体のいずれかをUボルトとナットを用いて前記エンジン側に固定することができる。
According to the invention of
請求項7の発明によれば、締結部材は、対面した各フランジ部同士を締結するボルトとナットであるから、対面した各フランジ部にボルトを通し、該ボルトにナットを螺着することにより、隣合う2つの筒体を直列に連結することができる。 According to the invention of claim 7 , since the fastening members are bolts and nuts that fasten the facing flange portions, by passing the bolts through the facing flange portions, and screwing the nuts to the bolts, Two adjacent cylinders can be connected in series.
請求項8の発明によれば、締結部材は、対面した各フランジ部を囲繞して締結するV字形状、U字形状、コ字形状、円弧形状等の略V形状のクランプであるから、対面した各フランジ部の周囲を囲繞した略V形状のクランプを締付けることにより、隣合う2つの筒体を直列に連結することができる。
According to the invention of
以下、本発明の実施の形態による排気ガス浄化装置を油圧ショベルに搭載した場合を例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。 Hereinafter, a case where an exhaust gas purifying apparatus according to an embodiment of the present invention is mounted on a hydraulic excavator will be described as an example and described in detail with reference to the accompanying drawings.
まず、図1ないし図9は本発明の第1の実施の形態を示している。この第1の実施の形態では、排気ガス浄化装置としてエンジンから排出される粒子状物質(PM)を粒子状物質除去フィルタ(DPF)によって除去する粒子状物質除去装置(以下、PM除去装置という)を例示している。 First, FIG. 1 thru | or FIG. 9 has shown the 1st Embodiment of this invention. In the first embodiment, the particulate matter removal device (hereinafter referred to as PM removal device) that removes particulate matter (PM) discharged from the engine as an exhaust gas purification device by a particulate matter removal filter (DPF). Is illustrated.
そして、この第1の実施の形態に用いる排気ガス除去装置は、酸化触媒と消音器筒体を収容した上流筒体と、消音器筒体を収容した下流筒体と、粒子状物質除去フィルタを収容したフィルタ用筒体との3個の筒体をボルトとナットを用いて直列に連結し、支持脚によりエンジン側に取付ける構成としている。 The exhaust gas removing apparatus used in the first embodiment includes an upstream cylinder containing the oxidation catalyst and the silencer cylinder, a downstream cylinder containing the silencer cylinder, and a particulate matter removal filter. Three cylinders with the accommodated filter cylinder are connected in series using bolts and nuts, and are attached to the engine side with support legs.
図1において、1は土砂の掘削作業等に用いられる建設機械の代表例としての油圧ショベルである。この油圧ショベル1は、自走可能なクローラ式の下部走行体2と、該下部走行体2上に旋回装置3を介して旋回可能に搭載され、該下部走行体2と共に車体をなす上部旋回体4と、該上部旋回体4の前側に俯仰動可能に設けられた作業装置5とにより大略構成されている。また、上部旋回体4は、後述の旋回フレーム6、キャブ7、エンジン8、排気ガス浄化装置21等により大略構成されている。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a hydraulic excavator as a typical example of a construction machine used for earth and sand excavation work. This hydraulic excavator 1 is a self-propelled crawler-type lower traveling body 2 and is mounted on the lower traveling body 2 through a turning device 3 so as to be capable of turning, and an upper revolving body that forms a vehicle body with the lower traveling body 2. 4 and a
6は上部旋回体4の旋回フレームで、該旋回フレーム6は、旋回装置3を介して下部走行体21上に取付けられている。また、旋回フレーム6は、図2に示す如く、前,後方向に延びる厚肉な底板6Aと、該底板6A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6B,右縦板6Cと、該各縦板6B,6Cから左,右方向の外向きに延びた複数本の張出しビーム6Dと、左,右方向の外側に位置して各張出しビーム6Dの先端に取付けられ、前,後方向に延びた左サイドフレーム6E,右サイドフレーム6Fとにより大略構成されている。
7は旋回フレーム6の左前側に搭載されたキャブ(図1参照)で、該キャブ7は、オペレータが搭乗するものである。また、キャブ7の内部には、オペレータが着座する運転席、各種操作レバー(いずれも図示せず)等が配設されている。
Reference numeral 7 denotes a cab (see FIG. 1) mounted on the left front side of the revolving
8は旋回フレーム6の後側に横置き状態で搭載されたエンジンである。このエンジン8は、例えばディーゼルエンジンとして構成されている。また、エンジン8の右側には、図2に示すように、排気ガスを排出する排気ガス通路の一部をなす排気管9が設けられ、該排気管9には後述の排気ガス浄化装置21が取付けられている。
また、ディーゼルエンジン8は、高効率で耐久性にも優れているが、粒子状物質(PM:Particulate Matter)、窒素酸化物(NOx)、一酸化炭素(CO)等の有害物質が排気ガスと一緒に排出されてしまう。そこで、排気管9に取付けられる排気ガス浄化装置21は、一酸化炭素(CO)等を酸化して除去する酸化触媒25、粒子状物質を捕集して除去する粒子状物質除去フィルタ34とを含んで構成されている。
Although the
10はエンジン8の右側に取付けられた油圧ポンプで、該油圧ポンプ10は、エンジン8によって駆動されることにより、制御弁(図示せず)に向けて圧油(作動油)を吐出するものである。ここで、油圧ポンプ10は、図3、図4に示すように、エンジン8に対面する左側の端部がフランジ部10Aとなり、このフランジ部10Aがエンジン8にボルト止めされている。また、油圧ポンプ10のフランジ部10Aをエンジン8に取付けるときには、後述の浄化装置支持ブラケット16が一緒に取付けられている。
A
11はエンジン8の左側に位置して設けられた熱交換器で、該熱交換器11は、例えばラジエータ、オイルクーラ、インタクーラ等を前,後方向に並べて配置する構成となっている。
12は油圧ポンプ10の前側に位置して旋回フレーム6の右側に搭載された作動油タンクである。この作動油タンク12は、油圧ポンプ10に供給する作動油を貯えるものである。また、13は作動油タンク12の前側に設けられた燃料タンクで、この燃料タンク13は、内部にエンジン8に供給する燃料を貯えるものである。
A
14はエンジン8の後側に位置して旋回フレーム6の後端部に取付けられたカウンタウエイトで、該カウンタウエイト14は、作業装置5との重量バランスをとるものである。また、15はエンジン8等を覆う建屋カバーを示している。
16はエンジン8の右側に位置して設けられた浄化装置支持ブラケットで、該浄化装置支持ブラケット16は、後述の排気ガス浄化装置21を支持する上部旋回体4側の構造体を構成している。そして、浄化装置支持ブラケット16は、油圧ポンプ10のフランジ部10Aと一緒にエンジン8に取付けられる支持台16Aと、該支持台16A上に前,後方向に間隔をもって配置され、複数個の防振部材16B(2個のみ図示)を介して防振支持された前側取付板16C、後側取付板16Dとにより大略構成されている。
A purification
次に、エンジン8の排気ガスに含まれる有害物質を除去して浄化する第1の実施の形態による排気ガス浄化装置21について、図2ないし図9を参照しつつ説明する。この第1の実施の形態の特徴は、排気ガス浄化装置をなすPM除去装置を、後述の酸化触媒25と粒子状物質除去フィルタ34から構成したことにある。
Next, an exhaust
即ち、21はエンジン8の上部右側に位置して排気管9に接続された排気ガス浄化装置で、該排気ガス浄化装置21は、排気管9と共に排気ガス通路を構成し、上流側から下流側に排気ガスが流通する間に、この排気ガスに含まれる有害物質を除去するものである。また、排気ガス浄化装置21は、前,後方向の前側が上流側となり、後側が下流側となるようにエンジン8の上部に縦置き状態に配置されている。
That is, 21 is an exhaust gas purification device that is located on the upper right side of the
そして、第1の実施の形態による排気ガス浄化装置21は、図3、図4に示す如く、後述の上流筒体22と下流筒体28と浄化部筒体としてのフィルタ用筒体32とからなる3個の筒体をボルト35、ナット36によって締結する構成となっている。また、図6に示すように、上流筒体22には、流入管24の消音器筒体24Bと酸化触媒25とが収容され、下流筒体28には、流出管30の消音器筒体30Bが収容され、取外し可能に設けられたフィルタ用筒体32には粒子状物質除去フィルタ34が収容されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the exhaust
22は排気ガス通路の上流側となる排気ガス浄化装置21の前側位置に設けられた上流筒体で、該上流筒体22は、排気ガスが流入する入口部分を構成している。即ち、上流筒体22は、図5ないし図7に示すように、筒状ケース23、流入管24、酸化触媒25、支持脚26により大略構成されている。
23は上流筒体22の外形を構成する筒状ケースで、該筒状ケース23は、大径な円筒状の円筒部23Aと、該円筒部23Aの前側(上流側)を閉塞して設けられた蓋部23Bと、前記円筒部23Aの後側(下流側)の端部に拡径して設けられたフランジ部23Cとにより構成されている。
ここで、フランジ部23Cは、図6等に示す如く、後側に隣合う後述のフィルタ用筒体32を構成する筒状ケース33の前側フランジ部33Bと対面して接続されるもので、その接続面23C1は平坦に形成されている。これにより、フランジ部23Cは、後述のボルト35、ナット36を外して締結を解除したときに、フィルタ用筒体32を径方向の上側に持ち上げて取外せるようにしている。また、筒状ケース23のフランジ部23Cには、周方向に間隔をもって複数個のボルト挿通孔23Dが設けられ、該各ボルト挿通孔23Dには、ボルト35が挿通される。
Here, as shown in FIG. 6 and the like, the
さらに、筒状ケース23には、図3、図4に示すように、円筒部23Aの上部に位置して2個の温度センサ取付口23Eが設けられている。この2個の温度センサ取付口23Eは、後述する酸化触媒25の上流部と下流部の温度を計測する温度センサ38を取付けるもので、前記酸化触媒25を前,後方向で挟む位置に配置されている。また、円筒部23Aの後側位置には、例えば右側に位置して上流側の圧力取出部23Fが設けられ、該圧力取出部23Fは、排気ガス通路を流れる排気ガスの圧力のうち、粒子状物質除去フィルタ34の上流側の圧力を取出すもので、後述の圧力センサ37に上流側配管37Aを介して接続されている。
Further, as shown in FIGS. 3 and 4, the
24は筒状ケース23の前側(上流側)に設けられた流入管で、該流入管24は、筒状ケース23の円筒部23Aを直径方向に貫通している。また、流入管24の一端は、排気管9に接続するようになっており、該排気管9に向け左側に延びている。一方、流入管24の他端は、閉塞板24Aによって閉塞されている。ここで、流入管24は、筒状ケース23の内部で消音器筒体24Bを構成している。この消音器筒体24Bは、多数個設けた小孔24B1に排気ガスを通すことにより、排気音を低減するものである。
25は流入管24の下流側に位置して筒状ケース23内に収容された酸化触媒で、該酸化触媒25は、排気ガスを浄化する処理部材の1つを構成している。また、酸化触媒25は、図6、図7に示すように、例えば円筒部23Aの内径寸法と同等の外径寸法をもった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25A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、酸化触媒25は、所定の温度下で各貫通孔25A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)等を酸化して除去し、窒素酸化物(NO)を二酸化窒素(NO2)として除去するものである。
26は上流筒体22の円筒部23Aの下側に設けられた支持部材としての支持脚で、該支持脚26は、図8に示す如く、後述のボルト・ナット40を用いて上流筒体22を浄化装置支持ブラケット16の前側取付板16Cに固定的に取付けるものである。なお、第1の実施の形態による支持脚26は、板体を折曲げて略W字状に形成しているが、L字状、逆T字状等の他の形状としてもよいものである。
また、27は筒状ケース23のフランジ部23Cに設けられた2個の位置決め板(図7参照)で、該各位置決め板27は、フランジ部23Cの下側外周に所定の間隔をもって後側に突出するように取付けられている。そして、各位置決め板27は、後述のフィルタ用筒体32を構成する筒状ケース33の前側フランジ部33Bに下側から当接することにより、このフィルタ用筒体32の筒状ケース33を、上流筒体22とほぼ同軸となる位置に位置決めするものである。
28は排気ガス通路の下流側となる排気ガス浄化装置21の後側位置に設けられた下流筒体で、該下流筒体28は、前述した上流筒体22と反対側に位置して排気ガスを流出する出口部分を構成している。即ち、下流筒体28は、図5、図6に示すように、筒状ケース29、流出管30、支持脚31により大略構成されている。
29は下流筒体28の外形を構成する筒状ケースで、該筒状ケース29は、上流筒体22の筒状ケース23とほぼ同様に、大径な円筒状の円筒部29Aと、該円筒部29Aの後側(下流側)を閉塞して設けられた蓋部29Bと、前記円筒部29Aの前側(上流側)の端部に拡径して設けられたフランジ部29Cとにより構成されている。
ここで、筒状ケース29のフランジ部29Cは、前述した上流筒体22の筒状ケース23のフランジ部23Cとほぼ同様に、前側に隣合う後述のフィルタ用筒体32を構成する筒状ケース33の後側フランジ部33Cとの接続面29C1が平坦に形成されている。また、フランジ部29Cには、周方向に間隔をもって複数個のボルト挿通孔29Dが設けられている。
Here, the
一方、円筒部29Aの後側位置には、例えば右側に位置して下流側の圧力取出部29Eが設けられ、該圧力取出部29Eは、排気ガス通路を流れる排気ガスの圧力のうち、粒子状物質除去フィルタ34の下流側の圧力を取出すもので、後述の圧力センサ37に下流側配管37Bを介して接続されている。
On the other hand, at the rear side position of the
30は筒状ケース29に設けられた尾管と呼ばれる流出管で、該流出管30は、筒状ケース29の円筒部29Aを直径方向となる上,下方向に貫通している。また、流出管30の下端は、図6に示すように、閉塞板30Aによって閉塞され、流出管30の上端は、上方に突出して大気に解放されている。ここで、流出管30は、筒状ケース29の内部で消音器筒体30Bを構成している。この消音器筒体30Bは、前述した流入管24の消音器筒体24Bとほぼ同様に、排気ガスを多数個設けた小孔30B1に通すことにより、排気音を低減するものである。
31は下流筒体28の円筒部29Aの下側に設けられた支持部材としての支持脚で、該支持脚31は、前述した支持脚26と同様に、略W字状に形成されている。そして、支持脚31は、ボルト・ナット40を用いて下流筒体28を浄化装置支持ブラケット16の後側取付板16Dに固定的に取付けるものである。
ここで、上流筒体22は、支持脚26によって浄化装置支持ブラケット16の前側取付板16Cに取付ることができ、下流筒体28は、支持脚31によって浄化装置支持ブラケット16の後側取付板16Dに取付けることができる。この状態では、上流筒体22と下流筒体28との間には、後述のフィルタ用筒体32を取付けるためのスペースを形成することができる。
Here, the
32は上流筒体22と下流筒体28との間に直列に接続して設けられた1個のフィルタ用筒体で、このフィルタ用筒体32は、処理部材を内蔵した浄化部筒体を構成している。また、フィルタ用筒体32は、図7、図8に示すように、後述の筒状ケース33と粒子状物質除去フィルタ34とにより大略構成されている。そして、フィルタ用筒体32は、支持脚が設けられていない点で上流筒体22、下流筒体28と相違している。
33はフィルタ用筒体32の外形を構成する筒状ケースで、該筒状ケース33は、上流筒体22の筒状ケース23とほぼ同様な直径寸法をもった円筒状の円筒部33Aと、該円筒部33Aの前側(上流側)の端部に拡径して設けられた前側フランジ部33Bと、前記円筒部33Aの後側(下流側)の端部に拡径して設けられた後側フランジ部33Cとにより構成されている。
なお、第1の実施の形態によるPM除去装置では、フィルタ用筒体32の筒状ケース33には、上流筒体22の筒状ケース23、下流筒体28の筒状ケース29と相違し、温度センサ取付口、圧力取出部等の計器取付部分が設けられていない。
In the PM removing device according to the first embodiment, the
ここで、筒状ケース33の前側フランジ部33Bは、前側に隣合う上流筒体22の筒状ケース23に設けられたフランジ部23Cの接続面23C1と平坦な接続面33B1により対面している。また、前側フランジ部33Bには、ボルト挿通孔23Dに対応する位置に複数個のボルト挿通孔33Dが設けられている。同様に、後側フランジ部33Cは、後側に隣合う下流筒体28の筒状ケース29に設けられたフランジ部29Cの接続面29C1と平坦な接続面33C1により対面している。また、後側フランジ部33Cには、ボルト挿通孔29Dに対応する位置に複数個のボルト挿通孔33Dが設けられている。
Here, the front
これにより、筒状ケース33は、隣合う上流筒体22と下流筒体28を浄化装置支持ブラケット16から取外すことなく、単品で取外して分解することができる。また、筒状ケース33は、上流筒体22と下流筒体28との間に接続して組立てることもできる。
Thereby, the
さらに、各フランジ部33B,33Cの下側部位には、図7、図9に示すように、切欠部33Eが設けられている。この切欠部33Eは、後述のボルト35、ナット36を取外してフィルタ用筒体32を載置したときに、転動するのを防止するために例えば平坦面として切欠かれている。なお、切欠部33Eは、取外したフィルタ用筒体32を安定的に載置することを目的としているため、例えば緩やかなV字形状、U字形状等の他の形状としてもよい。
Furthermore, as shown in FIGS. 7 and 9, a
34は筒状ケース33内に収容された粒子状物質除去フィルタ(通常、Diesel Particulate Filter、略してDPFとも呼ばれている)で、該粒子状物質除去フィルタ34は、処理部材の1つを構成している。この粒子状物質除去フィルタ34は、エンジン8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。また、粒子状物質除去フィルタ34は、例えばセラミックス材料等からなる多孔質な部材に軸方向に多数の小孔34Aを設けたセル状筒体をなし、各小孔34Aは、隣同士で交互に異なる端部が目封じ部材34Bによって閉塞されている。
これにより、粒子状物質除去フィルタ34は、一方から小孔34Aに流入する排気ガスを多孔質材料に通すことで粒子状物質を捕集し、隣の小孔34Aから他方に流出する。そして、捕集した粒子状物質は、燃焼して除去されるが、その一部は灰となって小孔34A内に徐々に堆積する。また、その他の未燃焼残留物、例えばエンジンオイル中の重金属、カルシウム等も徐々に堆積する。そこで、粒子状物質除去フィルタ34は、後述の圧力センサ37によって上流側の圧力と下流側の圧力を計測し、その圧力差が所定の値に達したときに、取外して堆積物をクリーニングする必要がある。
Thereby, the particulate
また、粒子状物質除去フィルタ34は、筒状ケース33の軸方向のほぼ中央部に配設されているから、取付けるときに上流と下流とを決める必要がない。これにより、フィルタ用筒体32の誤組付けを防止できる。また、積極的にフィルタ用筒体32の組付け方向を反転して使用することができる。
In addition, since the particulate
35は上流筒体22とフィルタ用筒体32との間および下流筒体28とフィルタ用筒体32との間に設けられたボルト、36は該ボルト35に螺着されるナットをそれぞれ示し、このボルト35とナット36により締結部材を構成している。
35 is a bolt provided between the
即ち、ボルト35は、上流筒体22の筒状ケース23を形成するフランジ部23Cに設けられたボルト挿通孔23Dとフィルタ用筒体32の筒状ケース33を形成する前側フランジ部33Bに設けられたボルト挿通孔33Dとに挿着し、突出したねじ部にナット36を螺着することにより、各フランジ部23C,33B間を互いに分解可能に締結することができる。
That is, the
一方、ボルト35は、下流筒体28の筒状ケース29を形成するフランジ部29Cに設けられたボルト挿通孔29Dとフィルタ用筒体32の筒状ケース33を形成する後側フランジ部33Cに設けられたボルト挿通孔33Dとに挿着し、突出したねじ部にナット36を螺着することにより、各フランジ部23C,33C間を互いに分解可能に締結することができる。
On the other hand, the
37は上流筒体22の外周側に設けられた圧力センサで、該圧力センサ37は、粒子状物質、未燃焼残留物等の堆積量を推測するために、粒子状物質除去フィルタ34の上流側と下流側の圧力(圧力差)を検出するものである。そして、圧力センサ37は、その上流側配管37Aが上流筒体22の筒状ケース23の圧力取出部23Fに接続され、下流側配管37Bが下流筒体28の筒状ケース29の圧力取出部29Eに接続されている。ここで、各配管37A,37Bは、フィルタ用筒体32を上,下方向に取付け、取外しするときに邪魔にならないように、図3、図4に示す如く、横方向に避けた位置に設けられている。
38は上流筒体22の筒状ケース23の上流側に設けられた上流側温度センサである。この上流側温度センサ38は、筒状ケース23の上流側に位置する温度センサ取付口23Eに取付けられ、コントローラ(図示せず)に接続されている。そして、上流側温度センサ38は、酸化触媒25が機能することができる温度であるか確認するために、筒状ケース23に流入する排気ガスの温度を検出するものである。
一方、39は上流筒体22の筒状ケース23の下流側に設けられた下流側温度センサで、この下流側温度センサ39は、粒子状物質除去フィルタ34による再生が可能であるか確認するために、酸化触媒25を通過した排気ガスの温度を検出するものである。
On the other hand, 39 is a downstream temperature sensor provided on the downstream side of the
第1の実施の形態によるPM除去装置からなる排気ガス浄化装置21は、上述の如き構成を有するもので、次に、その組立作業について説明する。
The exhaust
まず、上流筒体22の筒状ケース23を形成するフランジ部23Cとフィルタ用筒体32の筒状ケース33を形成する前側フランジ部33Bとを対面させ、この状態で各ボルト挿通孔23D,33Dにボルト35を挿着し、突出したねじ部にナット36を螺着する。
First, the
同様に、下流筒体28の筒状ケース29を形成するフランジ部29Cとフィルタ用筒体32の筒状ケース33を形成する後側フランジ部33Cとを対面させ、この状態で各ボルト挿通孔23D,33Dにボルト35を挿着し、突出したねじ部にナット36を螺着する。
Similarly, the
これにより、上流筒体22と下流筒体28とフィルタ用筒体32とを、ほぼ同軸に位置するように直列に組立てることができる。また、ボルト35、ナット36を緩めて取外したときには、互いに分解することもできる。
Thereby, the
そして、上流筒体22と下流筒体28とフィルタ用筒体32とにより排気ガス浄化装置21を組立てたら、この排気ガス浄化装置21を浄化装置支持ブラケット16の前側取付板16C、後側取付板16D上に載置する。この状態で、上流筒体22の支持脚26をボルト・ナット40を用いて前側取付板16Cに固定し、下流筒体28の支持脚31をボルト・ナット40を用いて後側取付板16Dに固定することにより、排気ガス浄化装置21を浄化装置支持ブラケット16(エンジン8)に取付けることができる。
When the exhaust
次に、フィルタ用筒体32の粒子状物質除去フィルタ34に堆積した粒子状物質を除去するためのクリーニング作業を行う場合について説明する。
Next, the case where the cleaning operation for removing the particulate matter deposited on the particulate
粒子状物質除去フィルタ34のクリーニング作業では、フィルタ用筒体32を取外す必要があり、上流筒体22とフィルタ用筒体32とを締結するボルト35、ナット36を外し、下流筒体28とフィルタ用筒体32とを締結するボルト35、ナット36を外す。このときに、フィルタ用筒体32は、印籠嵌合のない平坦なフランジ接続で上流筒体22、下流筒体28に取付ける構成としているから、該フィルタ用筒体32は、引上げることにより上流筒体22、下流筒体28間から簡単に取外すことができる。
In the cleaning operation of the particulate
そして、取外したフィルタ用筒体32は、例えば作業台上に載せるが、該フィルタ用筒体32を形成する筒状ケース33の各フランジ部33B,33Cには、下側に切欠部33Eを設けているから、この切欠部33Eを作業台に接地させることにより、フィルタ用筒体32を転倒しないように安定的に載置することができる。これにより、フィルタ用筒体32内の粒子状物質除去フィルタ34に堆積した粒子状物質を例えば圧縮空気等を用いて除去することができる。
Then, the removed
次に、第1の実施の形態が適用された油圧ショベル1の動作(操作)について説明する。 Next, the operation (operation) of the excavator 1 to which the first embodiment is applied will be described.
まず、オペレータは、上部旋回体4のキャブ7に搭乗し、エンジン8を始動して油圧ポンプ10を駆動する。これにより、油圧ポンプ10からの圧油は、制御弁を介して各種アクチュエータに供給される。そして、キャブ7に搭乗したオペレータが走行用の操作レバー(図示せず)を操作したときには、下部走行体2を前進または後退させることができる。一方、作業用の操作レバー(図示せず)を操作することにより、作業装置5を俯仰動させて土砂の掘削作業等を行うことができる。
First, the operator gets on the cab 7 of the
また、エンジン8の運転時には、その排気管9から有害物質である粒子状物質等が排出される。このときに排気ガス浄化装置21は、粒子状物質除去フィルタ34によって粒子状物質を捕集し、捕集した粒子状物質を燃焼して除去(再生)する。これにより、浄化した排気ガスを外部に排出することができる。
Further, when the
かくして、第1の実施の形態によれば、上流筒体22,下流筒体28,フィルタ用筒体32の筒状ケース23,29,33には、平坦な接続面23C1,29C1,33B1,33C1を有するフランジ部23C,29C,33B,33Cを設け、対面するフランジ部23C,29C,33B,33C間をボルト35、ナット36によって締結している。この上で、フィルタ用筒体32を除いた上流筒体22と下流筒体28にエンジン8側の浄化装置支持ブラケット16に固定するための支持脚26,31を設ける構成としている。
Thus, according to the first embodiment, the flat cases 23C1, 29C1, 33B1, and 33C1 are provided on the
従って、上流筒体22,下流筒体28は、支持脚26,31を用いて浄化装置支持ブラケット16に固定的に支持することができる。一方、フィルタ用筒体32は浄化装置支持ブラケット16に固定的に支持されていない。これにより、フィルタ用筒体32は、各ボルト35、ナット36を取外すことにより、上流筒体22、下流筒体28等を車体側に固定したままの状態で、クリーニング作業等が必要なフィルタ用筒体32だけを簡単に取外すことができる。
Therefore, the
この結果、定期的なクリーニング作業、点検作業、修理作業等を行う場合に、フィルタ用筒体32は、各ボルト35、ナット36を弛めるという簡単な作業を行うだけで、上流筒体22、下流筒体28をエンジン8側に残した状態で取外すことができ、クリーニング作業、点検作業、修理作業等の作業性を向上することができる。
As a result, when performing periodic cleaning work, inspection work, repair work, etc., the
また、上流筒体22の筒状ケース23に2個の温度センサ取付口23Eと圧力取出部23Fを設け、下流筒体28の筒状ケース29に圧力取出部29Eを設ける構成としたから、フィルタ用筒体32には温度センサ取付口、圧力取出部等を設ける必要がなくなる。従って、フィルタ用筒体32を取外すときに、圧力センサや温度センサからの配管、配線等の取外し作業を行う必要がなく、フィルタ用筒体32のみを簡単に取外すことができる。
In addition, since the
また、フィルタ用筒体32の筒状ケース33の各フランジ部33B,33Cには、それぞれの下側に水平方向に延びた切欠部33Eを設けているから、この切欠部33Eを例えば作業台上に接地させることにより、フィルタ用筒体32の転動を防止して作業台に安定的に載置することができる。
Further, since each
さらに、上流筒体22の内部には、流入管24の一部をなす消音器筒体24Bと酸化触媒25とを設けることができる。これにより、消音器筒体24Bによって排気による騒音を低減することができ、しかも、酸化触媒25によって排気ガス中の炭化水素(HC)、窒素酸化物(NO)、一酸化炭素(CO)を酸化除去することができる。また、下流筒体28の内部には、流出管30の一部をなす消音器筒体30Bを設けることができ、この消音器筒体30Bによって排気による騒音をより一層低減することができる。
Furthermore, a
次に、図10は本発明の第2の実施の形態による排気ガス浄化装置を示している。本実施の形態は、第1の実施の形態と同様に粒子状物質除去装置を構成しているが、その特徴は、フィルタ用筒体に締結部材を取外してフィルタ用筒体を持ち上げるときに掴む把手部を設ける構成としたことにある。なお、第2の実施の形態では、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。 Next, FIG. 10 shows an exhaust gas purifying apparatus according to a second embodiment of the present invention. This embodiment constitutes the particulate matter removing device as in the first embodiment, but its feature is that it is gripped when the fastening member is removed from the filter cylinder and the filter cylinder is lifted. It is in the structure which provides a handle part. In the second embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
41は第2の実施の形態による排気ガス浄化装置、42は該排気ガス浄化装置41のフィルタ用筒体32に設けられた第2の実施の形態による把手部を示している。この把手部42は、フィルタ用筒体32を取付け、取外しするときに掴むものである。また、把手部42は、例えば長尺な金属板を略C字状に折曲げて形成され、溶接、ねじ止め等の手段を用いて筒状ケース33を構成する円筒部33Aの上部に固着されている。
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の実施の形態では、フィルタ用筒体32を取付け、取外しするときに把持する把手部42を設けているから、この把手部42を掴むことによりフィルタ用筒体32を簡単に、かつ安全に持ち上げることができる。さらに、各種作業を行う作業台まで安全に運搬することもできる。
Thus, also in the second embodiment configured as described above, it is possible to obtain substantially the same operational effects as those of the first embodiment described above. In particular, in the second embodiment, since the
次に、図11ないし図13は本発明の第3の実施の形態による排気ガス浄化装置を示している。本実施の形態は、第1の実施の形態と同様に粒子状物質除去装置を構成しているが、その特徴は、排気ガス浄化装置を4つの筒体により形成し、Uボルトとナットを用いて車体に締結する構成としたことにある。なお、第3の実施の形態では、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。 Next, FIG. 11 thru | or FIG. 13 has shown the exhaust-gas purification apparatus by the 3rd Embodiment of this invention. This embodiment constitutes a particulate matter removal device as in the first embodiment, but its feature is that the exhaust gas purification device is formed by four cylinders and uses U bolts and nuts. Therefore, it is configured to be fastened to the vehicle body. Note that in the third embodiment, the same components as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
図11において、51は第3の実施の形態による排気ガス浄化装置、52は該排気ガス浄化装置51の上流側に位置する上流筒体を示している。この上流筒体52は、後述の筒状ケース53と流入管54とから構成されている。
In FIG. 11, 51 denotes an exhaust gas purification device according to the third embodiment, and 52 denotes an upstream cylinder located on the upstream side of the exhaust
53は上流筒体52を形成する筒状ケースで、該筒状ケース53は、図12に示す如く、第1の実施の形態による筒状ケース23とほぼ同様に、円筒部53A、蓋部53B、フランジ部53C、ボルト挿通孔(図示せず)等により構成されている。しかし、第3の実施の形態による筒状ケース53は、後述の酸化触媒57を外した分だけ円筒部53Aが短尺に形成されている点と、フランジ部53Cに切欠部53Dが形成されている点とで、第1の実施の形態による筒状ケース23と相違している。ここで、切欠部53Dは、例えば流入管54が正しいい角度で延びるように筒状ケース53を浄化装置支持ブラケット16上に位置決めするものである。
53 is a cylindrical case forming the upstream
54は筒状ケース53に設けられた第3の実施の形態による流入管で、該流入管54は、図13に示す如く、第1の実施の形態による流入管24とほぼ同様に、筒状ケース53の直径方向に延びて設けられている。
54 is an inflow pipe according to the third embodiment provided in the
55は上流筒体52とフィルタ用筒体32との間に直列に接続して設けられた酸化触媒用筒体で、該酸化触媒用筒体55は、浄化部筒体の1つを構成している。そして、酸化触媒用筒体55は、図12に示すように、筒状ケース56と酸化触媒57とにより構成されている。
ここで、筒状ケース56は、円筒部56A、前側フランジ部56B、後側フランジ部56Cからなり、円筒部56Aの上部には、2個の温度センサ取付口56Dが設けられている。また、各フランジ部56B,56Cの下側には、上流筒体52の筒状ケース53の切欠部53Dと同様の切欠部56Eが形成されている。一方、酸化触媒57は、第1の実施の形態による酸化触媒25とほぼ同様に構成され、筒状ケース56の円筒部56A内に固定されている。さらに、酸化触媒57は、筒状ケース56の軸方向のほぼ中央部に配設されているから、取付けるときに上流と下流とを決める必要がない。これにより、酸化触媒用筒体55の誤組付けを防止できる。
Here, the
58は上流筒体52、下流筒体28を取囲むように設けられたUボルト、59は該Uボルト58を車体側の浄化装置支持ブラケット16に締結するナットとを示している(図11、図13参照)。このUボルト58とナット59は、排気ガス浄化装置51を浄化装置支持ブラケット16に固定的に支持する支持部材を構成している。
58 indicates a U-bolt provided so as to surround the
そして、Uボルト58は、上流筒体52と下流筒体28を上側から取囲むように設け、雄ねじが刻設された両先端側を浄化装置支持ブラケット16の各取付板16C,16Dに貫通させ、その突出部にナット59を螺着することにより、排気ガス浄化装置51を浄化装置支持ブラケット16に固定的に支持することができる。
The
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。特に、第3の実施の形態では、排気ガス浄化装置51を上流筒体52、酸化触媒用筒体55および前述したフィルタ用筒体32、下流筒体28の4つの筒体により形成することができる。また、市販のUボルト58、ナット59を用いて安価に支持することができる。
Thus, also in the third embodiment configured as described above, it is possible to obtain substantially the same operational effects as those of the first embodiment described above. In particular, in the third embodiment, the exhaust
次に、図14は本発明の第4の実施の形態を示している。本実施の形態では、排気ガス中の粒子状物質(PM)を捕集して除去する粒子状物質除去装置と、窒素酸化物(NOx)を尿素水溶液を用いて浄化する窒素酸化物浄化装置(以下、NOx浄化装置という)とを組合せて1つの排気ガス浄化装置として構成した場合を例示している。 Next, FIG. 14 shows a fourth embodiment of the present invention. In the present embodiment, a particulate matter removing device that collects and removes particulate matter (PM) in exhaust gas, and a nitrogen oxide purifying device that purifies nitrogen oxide (NOx) using a urea aqueous solution ( Hereinafter, a case where the exhaust gas purification device is configured by combining with a NOx purification device) is illustrated.
即ち、本実施の形態の特徴は、排気ガス浄化装置のうち、PM除去装置を前述した上流側の酸化触媒25と粒子状物質除去フィルタ34から構成し、NOx浄化装置を後述の尿素噴射弁68と選択還元触媒71から構成したことにある。なお、第4の実施の形態では、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。
That is, the present embodiment is characterized in that, among the exhaust gas purification devices, the PM removal device is composed of the
図14において、61は第4の実施の形態による排気ガス浄化装置で、該排気ガス浄化装置61は、第1の実施の形態で述べた上流筒体22、フィルタ用筒体32とによりPM除去装置を構成している。一方、後述の下流筒体62、噴射弁用筒体66、還元触媒用筒体69とによりNOx浄化装置を構成している。そして、排気ガス浄化装置61は、これら上流筒体22、フィルタ用筒体32、下流筒体62、噴射弁用筒体66、還元触媒用筒体69の5つの筒体を直列に連結して構成されている。
In FIG. 14,
まず、PM除去装置は、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酸化触媒25を収容した上流筒体22と、排気ガス中の粒子状物質(PM)を捕集し、燃焼して除去する粒子状物質除去フィルタ34を収容したフィルタ用筒体32とにより構成されている。
First, the PM removal device includes an
次に、NOx浄化装置について具体的に述べると、このNOx浄化装置は、下流側の酸化触媒65を収容した下流筒体62と、尿素水溶液を噴射する尿素噴射弁68が設けられた噴射弁用筒体66と、窒素酸化物(NOx)をアンモニアによって選択的に還元反応させて水と窒素に分解する選択還元触媒71を収容した還元触媒用筒体69とにより構成されている。
Next, the NOx purification device will be described in detail. This NOx purification device is for an injection valve provided with a
即ち、62は排気ガス浄化装置61の下流側に位置する下流筒体で、この下流筒体62は、第1の実施の形態による下流筒体28とほぼ同様に、筒状ケース63と流出管64とを備えている。しかし、第4の実施の形態による下流筒体62は、筒状ケース63が軸方向に長尺に形成され、その内部に酸化触媒65が収容されている点で第1の実施の形態による下流筒体28と相違している。
That is, 62 is a downstream cylinder located on the downstream side of the exhaust
ここで、酸化触媒65は、図14に示すように、例えば筒状ケース63の内径寸法と同等な外径寸法をもった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65Aが形成され、内面に貴金属がコーティングされている。そして、酸化触媒65は、後述の選択還元触媒71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。
Here, as shown in FIG. 14, the
66はフィルタ用筒体32の下流側に直列でフランジ接続された噴射弁用筒体で、該噴射弁用筒体66は、浄化部筒体の1つを構成している。また、噴射弁用筒体66は、筒状ケース67と、該筒状ケース67内の排気ガスに向けて尿素水溶液を噴射する尿素噴射弁68とにより構成されている。ここで、噴射弁用筒体66は、噴射状態の不具合、尿素水溶液の結晶化による付着物が尿素噴射弁68に付着するから、取外して付着物をクリーニングする必要がある。
69は噴射弁用筒体66と下流筒体62との間に直列でフランジ接続された還元触媒用筒体で、該還元触媒用筒体69は、浄化部筒体の1つを構成している。また、還元触媒用筒体69は、筒状ケース70と、該筒状ケース70の内部に収容された選択還元触媒71とにより構成されている。
ここで、選択還元触媒71は、例えば筒状ケース70の内径寸法と同等な外径寸法をもった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71Aが形成され、内面に貴金属がコーティングされている。そして、選択還元触媒71は、通常、エンジン8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。また、選択還元触媒71には、尿素水溶液の析出による付着物等が付着するから、還元触媒用筒体69を取外して選択還元触媒71の付着物をクリーニングする必要がある。
Here, the
また、第4の実施の形態による排気ガス浄化装置61は、上流筒体22、フィルタ用筒体32、下流筒体62、噴射弁用筒体66、還元触媒用筒体69の5つの筒体を直列に連結して構成されている。そして、上流筒体22、フィルタ用筒体32、下流筒体62、噴射弁用筒体66、還元触媒用筒体69のうち、上流筒体22と下流筒体62が車体に固定的に支持されている。また、フィルタ用筒体32、噴射弁用筒体66、還元触媒用筒体69は、クリーニング作業、点検作業、修理作業等を行う場合には、容易に取外したり、取付けたりすることができる。
Further, the exhaust
かくして、このように構成された第4の実施の形態においても、PM除去装置としては前述した第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。しかし、第4の実施の形態では、PM除去装置にNOx浄化装置を組合せ、該NOx浄化装置を、尿素水溶液を噴射する尿素噴射弁68と、尿素水溶液から生成されたアンモニアによって排気ガス中のNOxを還元反応させて分解する選択還元触媒71とにより構成しているから、排気ガスをより一層浄化することができる。
Thus, also in the fourth embodiment configured as described above, the PM removing apparatus can obtain substantially the same operational effects as those of the first embodiment described above. However, in the fourth embodiment, a NOx purification device is combined with a PM removal device, and the NOx purification device is combined with a
なお、第4の実施の形態では、上流筒体22、フィルタ用筒体32からなるPM除去装置と、下流筒体62、噴射弁用筒体66、還元触媒用筒体69からなるNOx浄化装置とにより排気ガス浄化装置61を構成している。しかし、本発明はこの構成に限るものではない。即ち、図15に示す第1の変形例による排気ガス浄化装置81のように、NOx浄化装置だけを設ける構成としてもよい。即ち、排気ガス浄化装置81を、上流筒体22、下流筒体82、噴射弁用筒体83、還元触媒用筒体84の4つの筒体を接続し、処理部材として2個の酸化触媒25,85と尿素噴射弁86と選択還元触媒87とを設ける構成としてもよい。この場合、上流筒体22に流入管24を設け、下流筒体82に流出管88を設ける構成となっている。
In the fourth embodiment, the PM removing device including the
また、上述した第1の変形例ばかりではなく、上流筒体と下流筒体との間に処理部材を内蔵した筒体(浄化部筒体)を直列に接続する構成であれば、これらの連結数に限るものではなく、処理部材の組合せも自由である。 Further, not only the first modification described above, but also a configuration in which a cylinder (purification unit cylinder) having a processing member built in between the upstream cylinder and the downstream cylinder is connected in series. The number of processing members is not limited to the number, and the processing members can be freely combined.
また、第1の実施の形態では、上流筒体22,下流筒体28,フィルタ用筒体32の筒状ケース23,29,33にフランジ部23C,29C,33B,33Cを設け、対面するフランジ部23C,29C,33B,33C間を締結部材としてのボルト35、ナット36によって互いに分解可能に締結する構成とした。
In the first embodiment,
しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば図16に示す第2の変形例による排気ガス浄化装置91のように、対面するフランジ部23C′と33B′、フランジ部29C′と33C′を囲繞するクランプ92を設け、このクランプ92をボルト等(図示せず)を用いて締付けることにより締結する構成としてもよい。この場合、クランプ92としては、断面形状がV字形状、U字形状、コ字形状、円弧形状等のもの(これらの形状を総称して略V形状という)が用いられる。この構成は、他の実施の形態にも同様に適用することができるものである。
However, the present invention is not limited to this. For example, like the exhaust
また、第3の実施の形態では、下流筒体28、フィルタ用筒体32、上流筒体52、酸化触媒用筒体55の4つの筒体を接続し、処理部材として酸化触媒25と粒子状物質除去フィルタ34とを設け、上流筒体52と下流筒体28とをUボルト58、ナット59を用いて浄化装置支持ブラケット16に支持する構成とした。しかし、例えば図17に示す第1の参考例による排気ガス浄化装置101では、下流筒体28と酸化触媒用筒体55に支持脚102をそれぞれ取付け、この2個の支持脚102を浄化装置支持ブラケット16に取付ける構成としている。
Further, in the third embodiment, four cylinders of the
また、図18に示す第2の参考例による排気ガス浄化装置111では、下流筒体28、フィルタ用筒体32、上流筒体112、酸化触媒用筒体113、噴射弁用筒体114、還元触媒用筒体115の6つの筒体を接続し、下流筒体28と酸化触媒用筒体113に支持脚116をそれぞれ取付け、この2個の支持脚116を浄化装置支持ブラケット16に取付ける構成としている。
Further, in the exhaust
一方、第1の実施の形態では、上流筒体22の流入管24を筒状ケース23に対して直径方向に接続し、下流筒体28の流出管30を筒状ケース29に対して直径方向に接続し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、流入管を筒状ケースに対して軸方向に接続してもよい。また、流出管を筒状ケースに対して軸方向に接続してもよい。これらの構成は、他の実施の形態にも同様に適用することができるものである。
On the other hand, in the first embodiment, the
また、第2の実施の形態では、フィルタ用筒体32に把手部42を設けた場合を例示した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば第4の実施の形態では、噴射弁用筒体66、還元触媒用筒体69に把手部42を設ける構成としてもよい。
Moreover, in 2nd Embodiment, the case where the
さらに、各実施の形態では、排気ガス浄化装置21,51,61をクローラ式の下部走行体2を備えた油圧ショベル1に搭載した場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えばタイヤ等からなるホイール式の下部走行体を備えた油圧ショベルに搭載する構成としてもよい。それ以外にも、リフトトラック、油圧クレーン等の他の建設機械にも広く搭載することができる。
Furthermore, in each embodiment, the case where the exhaust
1 油圧ショベル
2 下部走行体(車体)
4 上部旋回体(車体)
8 エンジン
9 排気管(排気ガス通路)
16 浄化装置支持ブラケット
16C,16D 取付板
21,41,51,61,81,91,101,111 排気ガス浄化装置
22,52,112 上流筒体
23,29,33,53,56,63,67,70 筒状ケース
23A,29A,33A,53A,56A 円筒部
23B,29B,53B 蓋部
23C,29C,53C,23C′,29C′ フランジ部
23C1,29C1,33B1,33C1 接続面
23D,29D,33D ボルト挿通孔
23E,56D 温度センサ取付口
23F,29E 圧力取出部
24,54,流入管(排気ガス通路)
24A 閉塞板
24B 消音器筒体
25,57,65,85 酸化触媒(処理部材)
26,31,102,116 支持脚(支持部材)
28,62,82 下流筒体
30,64,88 流出管(排気ガス通路)
32 フィルタ用筒体(浄化部筒体)
33B,56B,33B′ 前側フランジ部
33C,56C,33C′ 後側フランジ部
33E,53D,56E 切欠部
34 粒子状物質除去フィルタ(処理部材)
35 ボルト(締結部材)
36 ナット(締結部材)
37 圧力センサ
38 温度センサ
42 把手部
55,84,113 酸化触媒用筒体(浄化部筒体)
58 Uボルト(支持部材)
59 ナット(支持部材)
66,83,114 噴射弁用筒体(浄化部筒体)
68,86 尿素噴射弁(処理部材)
69,84,115 還元触媒用筒体(浄化部筒体)
71,87 選択還元触媒(処理部材)
92 V字状のクランプ
1 Hydraulic excavator 2 Lower traveling body (vehicle body)
4 Upper swing body (car body)
8
16 Purification
24A Blocking plate
26, 31, 102, 116 Support legs (support members)
28, 62, 82
32 Filter cylinder (Purification part cylinder)
33B, 56B, 33B '
35 bolt (fastening member)
36 Nut (fastening member)
37
58 U bolt (support member)
59 Nut (support member)
66, 83, 114 Injection valve cylinder (purification cylinder)
68,86 Urea injection valve (processing member)
69, 84, 115 Reduction catalyst cylinder (purification part cylinder)
71,87 Selective reduction catalyst (processing member)
92 V-shaped clamp
Claims (8)
前記浄化部筒体は、内部に粒子状物質を捕らえる粒子状物質除去フィルタを収容したフィルタ用筒体、内部に酸化触媒を収容した酸化触媒用筒体、内部にNOxを還元する選択還元触媒を収容した還元触媒用筒体、尿素水を噴射する尿素水噴射弁を収容した噴射弁用筒体のうちの1個または複数個の組合せである排気ガス浄化装置において、
前記上流筒体、下流筒体、浄化部筒体には、互いに対面して接続される筒体端部に平坦な接続面をもったフランジ部を設け、
前記浄化部筒体を前記上流筒体と下流筒体との間に直列に接続するため、前記互いに対面する2つの筒体のフランジ部間は、互いに分解可能に締結部材によって締結する構成とし、
前記排気ガス通路を流れる排気ガスの圧力を取出す圧力取出部を前記上流筒体と下流筒体とに設け、温度を計測するための温度センサ取付口は、前記上流筒体に設け、
かつ、前記上流筒体および下流筒体には、これらをそれぞれ前記エンジン側に設けた支持ブラケットに固定的に取付けるための支持部材を設け、
前記上流筒体および下流筒体を前記支持ブラケットに固定して取付けた状態で、前記浄化部筒体を、前記上流筒体と下流筒体との間に接続して前記締結部材により取付ける構成とすることにより、前記上流筒体と下流筒体とを前記支持ブラケットから取外すことなく、前記浄化部筒体だけを取外して分解することを可能としたことを特徴とする排気ガス浄化装置。 An upstream cylinder having an exhaust gas inflow pipe provided upstream of an exhaust gas passage of an engine mounted on the vehicle body, and a downstream having an exhaust gas outflow pipe provided downstream of the exhaust gas passage A cylindrical body, and one or a plurality of purification unit cylindrical bodies provided in series between the upstream cylindrical body and the downstream cylindrical body and having a processing member for purifying exhaust gas therein. Prepared,
The purification unit cylinder includes a filter cylinder that contains a particulate matter removal filter that traps particulate matter inside, an oxidation catalyst cylinder that contains an oxidation catalyst inside, and a selective reduction catalyst that reduces NOx inside. In the exhaust gas purifying apparatus, which is one or a combination of the accommodated reduction catalyst cylinder and the injection valve cylinder containing the urea water injection valve for injecting urea water,
The upstream cylinder body, the downstream cylinder body, and the purification section cylinder body are provided with a flange portion having a flat connection surface at the end portion of the cylinder body connected to face each other,
In order to connect the purification unit cylinder in series between the upstream cylinder and the downstream cylinder, the flange portions of the two cylinders facing each other are fastened by a fastening member so as to be disassembled from each other,
Provided pressure outlet portion for taking out the pressure of the exhaust gas flowing through the exhaust gas passage and the upstream cylinder and the downstream cylinder, the temperature sensor installation opening for measuring the temperature, provided in the upstream cylinder,
And the upstream cylinder and the downstream cylinder are each provided with a support member for fixing them to a support bracket provided on the engine side,
A configuration in which the purification unit cylinder is connected between the upstream cylinder and the downstream cylinder and attached by the fastening member in a state where the upstream cylinder and the downstream cylinder are fixed to the support bracket. by, without removing the said upstream cylinder and the downstream cylinder from the support bracket, the exhaust gas purifying device, characterized in that made it possible to decompose and remove only the purifying part cylinder.
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