JP5857010B2

JP5857010B2 - 建設機械

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Publication number: JP5857010B2
Application number: JP2013172577A
Authority: JP
Inventors: 英徳眞野; 象平神谷; 龍広村上
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2013-08-22
Filing date: 2013-08-22
Publication date: 2016-02-10
Anticipated expiration: 2033-08-22
Also published as: JP2015040522A

Description

本発明は、排気ガス中に含まれる窒素酸化物を除去するための尿素選択還元触媒と尿素水タンクを搭載した油圧ショベル等の建設機械に関する。

一般に、建設機械の代表例である油圧ショベルは、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上部旋回体とにより車体が構成され、上部旋回体の前側には、掘削作業等を行う作業装置が俯仰動可能に設けられている。

油圧ショベルの上部旋回体には、動力源となるエンジンとして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、窒素酸化物（以下、ＮＯｘという）等を多く排出するとされている。このため、油圧ショベルには、ディーゼルエンジンから排出される排気ガスに含まれるＮＯｘを浄化するため、排気ガス浄化装置が搭載されている。

排気ガス浄化装置は、例えばエンジンの排気管に設けら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、還元剤としての尿素水溶液（尿素水）を貯える尿素水タンクと、該尿素水タンクに配管を介して接続され尿素水タンク内の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により大略構成されている。

ここで、尿素水タンクには、その内圧をほぼ大気圧と等しい圧力に調整するための呼吸管が設けられ、この呼吸管は、中空な筒状体（パイプ体）からなり、基端側が前記尿素水タンクの内部に開口すると共に先端側が尿素水タンクの外部に開口し、尿素水タンクの内部と外部との間で気体が流通するのを許すものである（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２−６２６９１号公報

しかし、排気ガス浄化装置を構成する尿素水タンクは、通常、油圧ショベルの上部旋回体に搭載されるので、油圧ショベルの走行時や作業装置を用いた掘削作業時に車体が振動することにより、尿素水タンク内に貯えられた尿素水の液面は激しく揺れ動くようになる。

このため、油圧ショベルの走行時や掘削作業時に車体が大きく振動することにより、尿素水の一部が尿素水タンクに設けられた呼吸管内に浸入し、この呼吸管の先端側を通じて尿素水タンクの外部に漏れ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、車体が振動した場合でも尿素水タンクに貯えられた尿素水が外部に漏れるのを抑えることができるようにした建設機械を提供することを目的としている。

上述した課題を解決するため、本発明は、自走可能な車体と、該車体に搭載されたエンジンと、該エンジンの排気管に設けら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を備えた排気ガス浄化装置と、該排気ガス浄化装置に設けられ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、該尿素水噴射弁に供給される尿素水を貯える中空な容器からなる尿素水タンクと、該尿素水タンクに設けられ基端側が前記尿素水タンクの内部に開口すると共に先端側が前記尿素水タンクの外部に開口し、前記尿素水タンクの内部と外部との間で気体が流通するのを許す呼吸管とを備えてなる建設機械に適用される。

そして、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、前記呼吸管の内部には、前記車体の振動によって前記尿素水タンク内の尿素水が前記呼吸管の先端側を通じて外部に漏れるのを抑えるため、前記呼吸管の一部を狭小な通路とする障壁部を設け、前記障壁部は、前記呼吸管の基端側の外周面を前記呼吸管の内部に向けて窪ませることにより前記呼吸管の内周面との間に気体が流通する通路を形成した複数の凹窪部により構成し、これら各凹窪部のうち隣り合う２個の凹窪部は、前記呼吸管の内周面との間の前記通路が前記呼吸管の長さ方向において重なり合わない状態に配置する構成としたことにある。

請求項１の発明によれば、建設機械の走行時や作業時に車体が振動し、尿素水タンク内に貯えられた尿素水の液面が激しく揺れ動くことにより、尿素水の一部は呼吸管の基端側の開口を通じて呼吸管内に浸入する。しかし、呼吸管の内部には障壁部が設けられているので、呼吸管内に浸入した尿素水が呼吸管の先端側まで流れるのを障壁部によって阻止することができる。この結果、尿素水が呼吸管の先端側から外部に漏れ出るのを抑えることができ、尿素水タンク内に貯えられた尿素水が早期に減少するのを抑制できる。
この場合、呼吸管内に浸入した尿素水が、呼吸管の基端側に設けられた複数の凹窪部に衝突することにより、尿素水が呼吸管の基端側から先端側へと流れるのを阻止し、尿素水が呼吸管の先端側から外部に漏れ出るのを抑えることができる。一方、各凹窪部と呼吸管の内周面との間には通路が形成されるので、この通路を通じて尿素水タンクの内部と外部とが連通することにより、尿素水タンク内の圧力を調節することができる。この場合、各凹窪部のうち隣り合う２個の凹窪部は、呼吸管の内周面との間の通路が呼吸管の長さ方向において重なり合わないように配置されるので、呼吸管内に浸入した尿素水が、各凹窪部と呼吸管との間に形成された通路を通じて呼吸管の先端側に流れるのを阻止することができる。
しかも、各凹窪部は、呼吸管の基端側の外周面を呼吸管の内部に向けて窪ませることにより容易に形成することができる。従って、呼吸管とは別部材からなる障壁部を呼吸管の内周側に取付ける構成に比較して、呼吸管全体の構成を簡素化することができ、製造コストの低減にも寄与することができる。

本発明の第１の参考例に適用される油圧ショベルを示す正面図である。排気管、排気ガス浄化装置、尿素水噴射弁、尿素水タンク等の接続関係をエンジン等と共に示す構成図である。尿素水タンク、呼吸管等を示す断面図である。第１の参考例による呼吸管、各孔付き隔壁板等を示す拡大断面図である。呼吸管、下側孔付き隔壁板を図４中の矢示Ｖ−Ｖ方向からみた断面図である。呼吸管、上側孔付き隔壁板を図４中の矢示VI−VI方向からみた断面図である。第２の参考例による呼吸管、各隔壁板等を示す図４と同様な拡大断面図である。呼吸管、下側隔壁板を図７中の矢示VIII−VIII方向からみた断面図である。呼吸管、上側隔壁板を図７中の矢示IX−IX方向からみた断面図である。本発明の実施の形態による呼吸管、各凹窪部等を示す図４と同様な拡大断面図である。呼吸管、下側凹窪部を図１０中の矢示XI−XI方向からみた断面図である。呼吸管、上側凹窪部を図１０中の矢示XII−XII方向からみた断面図である。呼吸管に各凹窪部を形成する状態を示す断面図である。第３の参考例による呼吸管を示す図４と同様な拡大断面図である。第４の参考例による呼吸管を示す図４と同様な拡大断面図である。

以下、本発明の実施の形態に係る建設機械として、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。

図１ないし図６は本発明の第１の参考例を示している。図１において、１は建設機械の代表例としての油圧ショベルを示している。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上に旋回可能に搭載された上部旋回体３とにより車体が構成されている。上部旋回体３の前側には作業装置４が俯仰動可能に設けられ、この作業装置４によって土砂の掘削作業等を行うものである。

上部旋回体３は、下部走行体２上に旋回可能に取付けられたベースとなる旋回フレーム５と、該旋回フレーム５の後端側に設けられ、作業装置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、ラジエータ１１、排気ガス浄化装置１２等を収容する建屋カバー８とにより大略構成されている。建屋カバー８の前部右側には工具箱８Ａが設けられ、該工具箱８Ａ内には後述の尿素水タンク１４が収容されている。

９は旋回フレーム５の後側に設けられたエンジンを示し、該エンジン９は、ディーゼルエンジンにより構成され、クランク軸（図示せず）が左，右方向に延びる横置き状態で旋回フレーム５に搭載されている。エンジン９は油圧ポンプ（図示せず）を駆動するもので、エンジン９から排出される排気ガスは、排気管１０を通じて外部に排出される構成となっている。

図２に示すように、エンジン９には、エンジン冷却水が循環するウォータジャケット９Ａが設けられ、該ウォータジャケット９Ａはラジエータ１１に接続されている。エンジン冷却水は、エンジン９に設けられたウォータポンプ９Ｂによってウォータジャケット９Ａとラジエータ１１との間で循環し、エンジン冷却水の熱はラジエータ１１によって大気中に放出される。さらに、エンジン冷却水は、後述する尿素水タンク１４内の尿素水を温める加温流体としても用いられ、該加温流体としてのエンジン冷却水は、後述の加温配管１８を介して尿素水タンク１４内に流通する構成となっている。

ここで、ディーゼルエンジンからなるエンジン９は、高効率で耐久性に優れているが、窒素酸化物（ＮＯｘ）等の有害物質が排気ガスと一緒に排出されてしまう。このため、エンジン９に設けられる排気管１０には後述の排気ガス浄化装置１２が設けられている。

１２は排気管１０の途中に設けられた排気ガス浄化装置を示し、該排気ガス浄化装置１２は、支持ブラケット等（図示せず）を介してエンジン９の近傍に配置されている。排気ガス浄化装置１２は、エンジン９から排出される排気ガス中の粒子状物質（ＰＭ）を捕集し、燃焼して除去すると共に、排気ガスに含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）を尿素水溶液（尿素水）を利用して窒素と水に分解して浄化するものである。

ここで、図２に示すように、排気ガス浄化装置１２は、軸方向に延びる中空な円筒体からなり、排気管１０に接続された筒状ケース１２Ａと、排気ガスの流れ方向において筒状ケース１２Ａの下流側に設けられ、上向きに突出した排気口となる尾管１２Ｂと、筒状ケース１２Ａ内の上流側に収容され、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１２Ｃと、該粒子状物質除去フィルタ１２Ｃよりも下流側に収容された尿素選択還元触媒１２Ｄと、該尿素選択還元触媒１２Ｄよりも下流側に収容された酸化触媒１２Ｅとにより大略構成されている。

筒状ケース１２Ａのうち尿素選択還元触媒１２Ｄよりも上流側となる部位には後述の尿素水噴射弁１３が設けられており、該尿素水噴射弁１３は、尿素選択還元触媒１２Ｄに導入される排気ガスに向けて還元剤としての尿素水を噴射する。これにより、筒状ケース１２Ａ内に収容された尿素選択還元触媒１２Ｄは、排気ガスに含まれる窒素酸化物を尿素水から加水分解されたアンモニアにより選択的に還元反応させ、窒素と水に分解することにより、排気ガスから窒素酸化物を除去する。なお、筒状ケース１２Ａ内で尿素選択還元触媒１２Ｄよりも下流側に配置された酸化触媒１２Ｅは、例えば窒素酸化物と反応しきれずに余ったアンモニアを酸化・分解するものである。

１３は筒状ケース１２Ａのうち尿素選択還元触媒１２Ｄよりも上流側に設けられた尿素水噴射弁を示している。尿素水噴射弁１３は、後述の尿素水タンク１４に貯溜された還元剤としての尿素水（尿素水溶液）を、尿素選択還元触媒１２Ｄの上流側で排気ガスに向けて噴射（噴霧）するものである。これにより、尿素選択還元触媒１２Ｄに対して均一なアンモニア混合排気を送り込むことができ、尿素選択還元触媒１２Ｄによる還元反応を効率よく行うことができる。

１４は還元剤である尿素水を貯える尿素水タンクを示し、該尿素水タンク１４は、例えば油圧ショベル１の上部旋回体３に配置された工具箱８Ａ内に収容されている。尿素水タンク１４は、図３に示すように、底面１４Ａと、該底面１４Ａと上，下方向で対面する上面１４Ｂと、底面１４Ａと上面１４Ｂとの間を接続する周壁面１４Ｃとを有する直方体の箱体からなっている。尿素水タンク１４の上面１４Ｂには円筒状の開口部１４Ｄが設けられ、この開口部１４Ｄは蓋体１４Ｅによって着脱可能に閉塞されている。尿素水タンク１４の蓋体１４Ｅには、後述の尿素水供給配管１５、尿素水戻り配管１６、加温配管１８、呼吸管２１が取付けられている。

１５は尿素水タンク１４と尿素水噴射弁１３との間を接続する尿素水供給配管を示している。尿素水供給配管１５の一端側は、尿素水タンク１４の蓋体１４Ｅに取付けられた状態で尿素水タンク１４の底面１４Ａ近傍に開口し、尿素水供給配管１５の他端側は尿素水噴射弁１３に接続されている。尿素水供給配管１５の途中部位には、後述の尿素水供給装置１７が接続されている。

１６は尿素水タンク１４と後述の尿素水供給装置１７との間を接続する尿素水戻り配管を示している。尿素水戻り配管１６の一端側は尿素水供給装置１７に接続され、尿素水戻り配管１６の他端側は、尿素水タンク１４の蓋体１４Ｅに取付けられた状態で尿素水タンク１４の上面１４Ｂ近傍に開口している。

１７は尿素水供給配管１５の途中に設けられた尿素水供給装置で、該尿素水供給装置１７は、ポンプ、切換弁、コントローラ等により構成され、エンジン９の運転状態（例えば排気ガスの排出量等）に応じて尿素水噴射弁１３に所望の尿素水を供給するものである。尿素水供給装置１７には、尿素水供給配管１５の途中部位が接続されると共に、尿素水戻り配管１６の他端側が接続されている。

尿素水供給装置１７は、尿素水供給配管１５を通じて尿素水タンク１４内の尿素水を吸込み、エンジン９の運転状態に応じた適量の尿素水を尿素水噴射弁１３に供給することにより、尿素水噴射弁１３から排気管１０内に尿素水を噴霧させる。一方、尿素水供給装置１７で余剰となった尿素水は、尿素水戻り配管１６を通じて尿素水タンク１４内に戻る構成となっている。

１８は尿素水タンク１４内に貯えられた尿素水を暖める加温配管を示し、該加温配管１８は、尿素水を暖めるための加温流体としてのエンジン冷却水が流通するものである。加温配管１８の一部は、尿素水タンク１４の蓋体１４Ｅに取付けられた状態で尿素水タンク１４内に配置され、この尿素水タンク１４内に配置された加温配管１８内をエンジン冷却水が流通することにより、尿素水タンク１４内に貯えられた尿素水を適度に加温することができる。

次に、尿素水タンク１４に設けられた第１の参考例による呼吸管２１について、図４ないし図６を参照して説明する。

２１は尿素水タンク１４に設けられた呼吸管を示し、該呼吸管２１は、尿素水タンク１４の蓋体１４Ｅに取付けられ、尿素水タンク１４の内部と外部との間で気体が流通するのを許し、尿素水タンク１４の内圧を大気圧程度に調整するものである。呼吸管２１は、全体としてＬ字状に屈曲した円筒体（パイプ体）からなり、尿素水タンク１４の内部から外部に亘って上，下方向に延びた基端側円筒部２１Ａと、基端側円筒部２１Ａの上端側から屈曲し尿素水タンク１４の外部を水平方向に延びた先端側円筒部２１Ｂとにより構成されている。

呼吸管２１の基端側円筒部２１Ａの端部は、尿素水タンク１４の内部に開口する基端側開口端２１Ｃとなり、該基端側開口端２１Ｃは、尿素水が浸入するのを避けるため、尿素水の液面Ｌよりも上側となる尿素水タンク１４の上面１４Ｂ近傍に配置されている。また、基端側円筒部２１Ａの内部には、基端側開口端２１Ｃよりも上側に位置して後述の各孔付き隔壁板２２，２３が設けられている。一方、呼吸管２１の先端側円筒部２１Ｂの端部は、尿素水タンク１４の外部に開口する先端側開口端２１Ｄとなっている。

そして、呼吸管２１は、尿素水タンク１４内に貯えられた尿素水の液面Ｌの変動、外気温の変化等に応じて尿素水タンク１４の内部と外部との間で気体を流通（呼吸）させることにより、尿素水タンク１４内の圧力が大気圧程度となるように調整するものである。なお、呼吸管２１は、尿素水タンク１４の蓋体１４Ｅ以外の場所、例えば上面１４Ｂ等に取付ける構成としてもよい。

２２は呼吸管２１を構成する基端側円筒部２１Ａの内部に設けられた障壁部としての下側孔付き隔壁板を示し、該下側孔付き隔壁板２２は、基端側開口端２１Ｃよりも上側に配置されている。下側孔付き隔壁板２２は、図４および図５に示すように、基端側円筒部２１Ａの内周面２１Ａ１の内径寸法と等しい外径寸法を有する円板状に形成されている。下側孔付き隔壁板２２の中心から径方向に離間（偏心）した位置には、板厚方向に貫通する１個の通気孔２２Ａが穿設されている。

下側孔付き隔壁板２２は、圧入、接着、溶接等の手段を用いて基端側円筒部２１Ａの内周面２１Ａ１にこれを閉塞するように固着されている。従って、油圧ショベル１の作動時に尿素水タンク１４内に貯えられた尿素水の液面Ｌが揺れ動き、尿素水の一部が呼吸管２１の基端側開口端２１Ｃを通じて基端側円筒部２１Ａ内に浸入しようとした場合でも、下側孔付き隔壁板２２によって尿素水の浸入を遮断することができる構成となっている。一方、下側孔付き隔壁板２２の通気孔２２Ａは、尿素水タンク１４の内部と外部との間で気体を流通させることにより、尿素水タンク１４内の圧力を調整する。

２３は呼吸管２１の長さ方向において下側孔付き隔壁板２２とは異なる位置に設けられた障壁部としての上側孔付き隔壁板を示し、該上側孔付き隔壁板２３は、下側孔付き隔壁板２２よりも上側に位置して基端側円筒部２１Ａの内部に設けられている。上側孔付き隔壁板２３は、下側孔付き隔壁板２２と同様に、基端側円筒部２１Ａの内周面２１Ａ１の内径寸法と等しい外径寸法を有する円板状に形成されている。上側孔付き隔壁板２３の中心から径方向に離間（偏心）した位置には、板厚方向に貫通する１個の通気孔２３Ａが穿設されている。

上側孔付き隔壁板２３は、下側孔付き隔壁板２２と同様に、圧入、接着、溶接等の手段を用いて基端側円筒部２１Ａの内周面２１Ａ１にこれを閉塞するように固着されている。この場合、図５および図６に示すように、下側孔付き隔壁板２２の通気孔２２Ａと上側孔付き隔壁板２３の通気孔２３Ａとは、基端側円筒部２１Ａの中心に対して互いに１８０度ずれた位置に配置されている。このように、隣り合う２枚の下側孔付き隔壁板２２と上側孔付き隔壁板２３とは、通気孔２２Ａと通気孔２３Ａとが呼吸管２１の長さ方向において重なり合わない状態に配置されている。

なお、下側孔付き隔壁板２２と上側孔付き隔壁板２３とは、通気孔２２Ａと通気孔２３Ａとが、呼吸管２１の長さ方向において重なり合わない範囲で、基端側円筒部２１Ａの中心に対して適度な角度（例えば、９０度）をもってずれた位置に配置する構成としてもよい。

従って、尿素水タンク１４内に貯えられた尿素水の液面Ｌが揺れ動き、尿素水の一部が下側孔付き隔壁板２２の通気孔２２Ａを通過した場合でも、下側孔付き隔壁板２２の通気孔２２Ａと上側孔付き隔壁板２３の通気孔２３Ａとは、基端側円筒部２１Ａの中心に対して互いに１８０度ずれているため、下側孔付き隔壁板２２の通気孔２２Ａを通過した尿素水を上側孔付き隔壁板２３によって遮断することができる構成となっている。

一方、上側孔付き隔壁板２３の通気孔２３Ａは、下側孔付き隔壁板２２の通気孔２２Ａと同様に、尿素水タンク１４の内部と外部との間で気体を流通させることにより、尿素水タンク１４内の圧力を調整する。

第１の参考例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（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、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４を用いて土砂の掘削作業を行うことができる。

エンジン９の作動時において、排気管１０から排気ガス浄化装置１２の筒状ケース１２Ａ内に流入する排気ガスには、有害物質である粒子状物質（ＰＭ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）が含まれている。これに対し、筒状ケース１２Ａ内に配置された粒子状物質除去フィルタ１２Ｃが、排気ガス中に含まれる粒子状物質（ＰＭ）を捕集し、燃焼して除去する。

一方、粒子状物質除去フィルタ１２Ｃを通過した排気ガスに対し、尿素水噴射弁１３から尿素水が噴射（噴霧）される。尿素水が噴射された排気ガスは、尿素水ないし尿素水から加水分解されたアンモニアが混合されたアンモニア混合排気となって尿素選択還元触媒１２Ｄに導入される。尿素選択還元触媒１２Ｄは、排気ガスに含まれる窒素酸化物を、尿素水から加水分解されるアンモニアにより選択的に還元反応させ、窒素と水に分解して浄化する。尿素選択還元触媒１２Ｄにより窒素酸化物が分解（浄化）された排気ガスは、酸化触媒１２Ｅによって余剰のアンモニアが酸化・分解された後、尾管１２Ｂを通じて大気中に排出される。この結果、排気ガス浄化装置１２によって、排気ガスに含まれる粒子状物質と窒素酸化物の排出量を低減することができる。

ここで、油圧ショベル１の作動時には、尿素水タンク１４内に貯えられた尿素水の液面Ｌが激しく揺れ動くようになる。これにより、尿素水の一部が、呼吸管２１（基端側円筒部２１Ａ)の基端側開口端２１Ｃを通じて呼吸管２１内に浸入し、先端側開口端２１Ｄを通じて尿素水タンク１４の外部に漏れ出る虞れがある。

これに対し、第１の参考例では、呼吸管２１の基端側円筒部２１Ａ内に、通気孔２２Ａを有する下側孔付き隔壁板２２と通気孔２３Ａを有する上側孔付き隔壁板２３とを、基端側円筒部２１Ａの長さ方向に間隔をもって設ける構成としている。しかも、下側孔付き隔壁板２２と上側孔付き隔壁板２３とは、通気孔２２Ａと通気孔２３Ａとが呼吸管２１の長さ方向において重なり合わないように配置されている。

これにより、尿素水の一部が呼吸管２１の基端側開口端２１Ｃを通じて基端側円筒部２１Ａ内に浸入しようとした場合でも、下側孔付き隔壁板２２によって尿素水の浸入を遮断することができる。また、尿素水の一部が下側孔付き隔壁板２２の通気孔２２Ａを通過した場合でも、この尿素水を、下側孔付き隔壁板２２の上側に配置された上側孔付き隔壁板２３によって遮断することができる。この結果、尿素水が呼吸管２１の先端側開口端２１Ｄから外部に漏れ出るのを抑えることができ、尿素水タンク１４内に貯えられた尿素水が早期に減少するのを抑えることができる。

次に、図７ないし図９は本発明の第２の参考例を示している。第２の参考例の特徴は、呼吸管の内部に設けられる障壁部として、呼吸管の内周面との間に気体が流通する通路を形成する複数枚の隔壁板を用いたことにある。なお、本参考例では、上述した第１の参考例と同一の構成要素に同一符号を付し、その説明を省略するものとする。

図７において、３１は尿素水タンク１４の蓋体１４Ｅに取付けられた呼吸管を示し、該呼吸管３１は、第１の参考例による呼吸管２１に代えて本参考例に用いたものである。この呼吸管３１は、第１の参考例による呼吸管２１とほぼ同様に構成されるものの、呼吸管３１内に設けられる後述の各隔壁板３２，３４の構成が、第１の参考例による各孔付き隔壁板２２，２３とは異なるものである。

ここで、呼吸管３１は、第１の参考例による呼吸管２１とほぼ同様に、全体としてＬ字状に屈曲した円筒体（パイプ体）からなり、尿素水タンク１４の内部から外部に亘って上，下方向に延びた基端側円筒部３１Ａと、基端側円筒部３１Ａの上端側から屈曲し尿素水タンク１４の外部を水平方向に延びた先端側円筒部３１Ｂとにより構成されている。基端側円筒部３１Ａの端部は、尿素水タンク１４の内部に開口する基端側開口端３１Ｃとなり、先端側円筒部３１Ｂの端部は、尿素水タンク１４の外部に開口する先端側開口端３１Ｄとなっている。

３２は呼吸管３１を構成する基端側円筒部３１Ａの内部に設けられた障壁部としての下側隔壁板を示し、該下側隔壁板３２は、基端側開口端３１Ｃよりも上側に配置されている。下側隔壁板３２は、図７および図８に示すように、基端側円筒部３１Ａの内周面３１Ａ１の内径寸法と等しい外径寸法を有する半円形の平板状に形成されている。この下側隔壁板３２は、接着、溶接等の手段を用いて基端側円筒部３１Ａの内周面３１Ａ１に固着されている。これにより、下側隔壁板３２と基端側円筒部３１Ａの内周面３１Ａ１との間には、下側隔壁板３２と同一形状をなす半円形の隙間からなる下側通路３３が形成されている。

従って、尿素水タンク１４内に貯えられた尿素水の一部が呼吸管３１の基端側開口端３１Ｃを通じて基端側円筒部３１Ａ内に浸入しようとした場合でも、下側隔壁板３２によって尿素水の浸入を遮断することができる構成となっている。一方、下側隔壁板３２と基端側円筒部３１Ａとの間に形成された下側通路３３は、尿素水タンク１４の内部と外部との間で気体を流通させ、尿素水タンク１４内の圧力を調整する。

３４は呼吸管３１の長さ方向において下側隔壁板３２とは異なる位置に設けられた障壁部としての上側隔壁板を示し、該上側隔壁板３４は、下側隔壁板３２よりも上側に位置して基端側円筒部３１Ａ内に設けられている。上側隔壁板３４は、下側隔壁板３２と同一形状を有する半円形の平板状に形成され、接着、溶接等の手段を用いて基端側円筒部３１Ａの内周面３１Ａ１に固着されている。これにより、上側隔壁板３４と基端側円筒部３１Ａの内周面３１Ａ１との間には、上側隔壁板３４と同一形状をなす半円形の隙間からなる上側通路３５が形成されている。一方、上側隔壁板３４と基端側円筒部３１Ａとの間に形成された上側通路３５は、尿素水タンク１４の内部と外部との間で気体を流通させ、尿素水タンク１４内の圧力を調整する。

この場合、図８および図９に示すように、下側隔壁板３２と上側隔壁板３４とは、基端側円筒部３１Ａの中心に対して互いに１８０度ずれた位置に配置されている。即ち、隣り合う２枚の下側隔壁板３２と上側隔壁板３４とは、基端側円筒部３１Ａの内周面３１Ａ１との間に形成される下側通路３３と上側通路３５とが呼吸管３１の長さ方向において重なり合わない状態に配置されている。

第２の参考例による油圧ショベル１は、呼吸管３１内に上述の如き下側隔壁板３２および上側隔壁板３４を設けたもので、尿素水タンク１４内に貯えられた尿素水の一部が、呼吸管３１の基端側開口端３１Ｃを通じて基端側円筒部３１Ａ内に浸入しようとした場合でも、下側隔壁板３２によって尿素水の浸入を遮断することができる。また、尿素水の一部が下側隔壁板３２と基端側円筒部３１Ａとの間に形成された下側通路３３を通過した場合でも、この尿素水を、下側隔壁板３２の上側に配置された上側隔壁板３４によって遮断することができる。この結果、尿素水が呼吸管３１の先端側開口端３１Ｄから外部に漏れ出るのを抑えることができる。

次に、図１０ないし図１３は本発明の実施の形態を示している。本実施の形態の特徴は、呼吸管の内部に設けられる障壁部として、呼吸管の外周面を内部に向けて窪ませた複数の凹窪部を用いたことにある。なお、本実施の形態では、上述した第１の参考例と同一の構成要素に同一符号を付し、その説明を省略するものとする。

図１０において、４１は尿素水タンク１４の蓋体１４Ｅに取付けられた呼吸管を示し、該呼吸管４１は、第１の参考例による呼吸管２１に代えて本実施の形態に用いたもので、呼吸管４１の外周面を窪ませて後述の各凹窪部４２，４４を形成する構成が、第１の参考例による呼吸管２１とは異なるものである。

ここで、呼吸管４１は、全体としてＬ字状に屈曲した円筒体（パイプ体）からなり、尿素水タンク１４の内部から外部に亘って上，下方向に延びた基端側円筒部４１Ａと、基端側円筒部４１Ａの上端側から屈曲し尿素水タンク１４の外部を水平方向に延びた先端側円筒部４１Ｂとにより構成されている。基端側円筒部４１Ａの端部は、尿素水タンク１４の内部に開口する基端側開口端４１Ｃとなり、先端側円筒部４１Ｂの端部は、尿素水タンク１４の外部に開口する先端側開口端４１Ｄとなっている。そして、基端側円筒部４１Ａの内部には、後述の下側凹窪部４２、上側凹窪部４４が設けられている。

４２は呼吸管４１を構成する基端側円筒部４１Ａの内部に設けられた障壁部としての下側凹窪部を示し、該下側凹窪部４２は、基端側開口端４１Ｃよりも上側に配置されている。下側凹窪部４２は、例えば図１３に示す楔状部材４６を用いて基端側円筒部４１Ａの外周面４１Ａ１を径方向に押圧し、基端側円筒部４１Ａの内部に向けて窪ませることにより形成されている。

これにより、下側凹窪部４２は、楔状の断面形状をもって基端側円筒部４１Ａの外周面４１Ａ１から内部に突出し、下側凹窪部４２の上面４２Ａは、基端側円筒部４１Ａの内部（中心）に向けて斜め下向きに傾斜する傾斜面となっている。また、下側凹窪部４２の突出端部４２Ｂと基端側円筒部４１Ａの内周面４１Ａ２との間には、尿素水タンク１４の内部と外部との間で気体を流通させる下側通路４３が形成されている。

４４は呼吸管４１の長さ方向において下側凹窪部４２とは異なる位置に設けられた障壁部としての上側凹窪部を示し、該上側凹窪部４４は、下側凹窪部４２よりも上側に位置して基端側円筒部４１Ａ内に設けられている。上側凹窪部４４も、下側凹窪部４２と同様に、楔状部材４６を用いて基端側円筒部４１Ａの外周面４１Ａ１を内部に向けて窪ませることにより形成されている（図１３参照）。

これにより、上側凹窪部４４は、楔状の断面形状をもって基端側円筒部４１Ａの外周面４１Ａ１から内部に突出し、上側凹窪部４４の上面４４Ａは、基端側円筒部４１Ａの内部（中心）に向けて斜め下向きに傾斜する傾斜面となっている。また、上側凹窪部４４の突出端部４４Ｂと基端側円筒部４１Ａの内周面４１Ａ２との間には、尿素水タンク１４の内部と外部との間で気体を流通させる上側通路４５が形成されている。

この場合、図１１および図１２に示すように、下側凹窪部４２と上側凹窪部４４とは、基端側円筒部４１Ａの中心に対して互いに１８０度ずれた位置に配置されている。即ち、隣り合う２個の下側凹窪部４２と上側凹窪部４４とは、基端側円筒部４１Ａの内周面４１Ａ２との間に形成される下側通路４３と上側通路４５とが呼吸管４１の長さ方向において重なり合わない状態に配置されている。

実施の形態による油圧ショベル１は、呼吸管４１内に上述の如き下側凹窪部４２および上側凹窪部４４を設けたもので、尿素水タンク１４内に貯えられた尿素水の一部が、呼吸管４１の基端側開口端４１Ｃを通じて基端側円筒部４１Ａ内に浸入しようとした場合でも、下側凹窪部４２によって尿素水の浸入を遮断することができる。また、尿素水の一部が下側凹窪部４２と基端側円筒部４１Ａとの間に形成された下側通路４３を通過した場合でも、この尿素水を、下側凹窪部４２の上側に配置された上側凹窪部４４によって遮断することができる。この結果、尿素水が呼吸管４１の先端側開口端４１Ｄから外部に漏れ出るのを抑えることができる。

一方、尿素水タンク１４が大きく振動した場合には、尿素水の一部が、下側凹窪部４２と基端側円筒部４１Ａとの間に形成された下側通路４３を通過し、あるいは上側凹窪部４４と基端側円筒部４１Ａとの間に形成された上側通路４５を通過することがある。

これに対し、実施の形態では、下側凹窪部４２の上面４２Ａと上側凹窪部４４の上面４４Ａとが、それぞれ基端側円筒部４１Ａの内部に向けて斜め下向きに傾斜する傾斜面となっている。このため、尿素水タンク１４が大きく振動することにより、尿素水の一部が下側通路４３および上側通路４５を通過したとしても、尿素水タンク１４の振動が収まった後には、下側通路４３および上側通路４５を通過した尿素水を、上側凹窪部４４の上面４４Ａおよび下側凹窪部４２の上面４２Ａに沿って尿素水タンク１４内に戻すことができる。

しかも、下側凹窪部４２および上側凹窪部４４は、呼吸管４１を構成する基端側円筒部４１Ａの外周面４１Ａ１を基端側円筒部４１Ａの内部に向けて窪ませることにより容易に形成することができる。従って、呼吸管４１とは別部材からなる障壁部を呼吸管４１の内周側に取付ける構成に比較して、呼吸管４１全体の構成を簡素化することができ、製造コストの低減にも寄与することができる。

なお、上述した第１の参考例では、呼吸管２１の基端側円筒部２１Ａ内に、下側孔付き隔壁板２２と上側孔付き隔壁板２３との２枚の孔付き隔壁板を設けた場合を例示している。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば図１４に示す第３の参考例のように、基端側円筒部２１Ａ内に３枚の孔付き隔壁板４７を設ける構成としてもよく、また、図１５に示す第４の参考例のように、基端側円筒部２１Ａ内に４枚の孔付き隔壁板４７を設ける構成としてもよく、さらに、５枚以上の孔付き隔壁板を設ける構成としてもよい。このことは、第２の参考例による各隔壁板３２，３４、実施の形態による各凹窪部４２，４４についても同様である。

また、上述した実施の形態では、排気ガス浄化装置１２を、単一の筒状ケース１２Ａ内に収容された粒子状物質除去フィルタ１２Ｃ、尿素選択還元触媒１２Ｄ、酸化触媒１２Ｅにより構成した場合を例示している。しかし、本発明はこれに限らず、例えば尿素選択還元触媒１２Ｄと酸化触媒１２ＥとからなるＮＯｘ浄化装置として構成してもよい。

また、単一の筒状ケース１２Ａ内に粒子状物質除去フィルタ１２Ｃ、尿素選択還元触媒１２Ｄ、酸化触媒１２Ｅを収容するのではなく、例えば粒子状物質除去フィルタ１２Ｃを収容した筒状ケースと、尿素選択還元触媒１２Ｄおよび酸化触媒１２Ｅを収容した筒状ケースとを接続することにより排気ガス浄化装置を構成してもよい。

さらに、上述した実施の形態では、建設機械として、クローラ式の油圧ショベル１を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、ホイール式の油圧ショベルに適用してもよい。それ以外にも、ホイールローダ、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
１２排気ガス浄化装置
１２Ｄ尿素選択還元触媒
１４尿素水タンク
２１，３１，４１呼吸管
２１Ｃ，３１Ｃ，４１Ｃ基端側開口端
２１Ｄ，３１Ｄ，４１Ｄ先端側開口端
２２下側孔付き隔壁板（障壁部）
２２Ａ，２３Ａ通気孔
２３上側孔付き隔壁板（障壁部）
３１Ａ１，４１Ａ２内周面
３２下側隔壁板（障壁部）
３３，４３下側通路
３４上側隔壁板（障壁部）
３５，４５上側通路
４１Ａ１外周面
４２下側凹窪部
４４上側凹窪部
４７孔付き隔壁板

Claims

自走可能な車体と、該車体に搭載されたエンジンと、該エンジンの排気管に設けら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を備えた排気ガス浄化装置と、該排気ガス浄化装置に設けられ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、該尿素水噴射弁に供給される尿素水を貯える中空な容器からなる尿素水タンクと、該尿素水タンクに設けられ基端側が前記尿素水タンクの内部に開口すると共に先端側が前記尿素水タンクの外部に開口し、前記尿素水タンクの内部と外部との間で気体が流通するのを許す呼吸管とを備えてなる建設機械において、
前記呼吸管の内部には、前記車体の振動によって前記尿素水タンク内の尿素水が前記呼吸管の先端側を通じて外部に漏れるのを抑えるため、前記呼吸管の一部を狭小な通路とする障壁部を設け、
前記障壁部は、前記呼吸管の基端側の外周面を前記呼吸管の内部に向けて窪ませることにより前記呼吸管の内周面との間に気体が流通する通路を形成した複数の凹窪部により構成し、これら各凹窪部のうち隣り合う２個の凹窪部は、前記呼吸管の内周面との間の前記通路が前記呼吸管の長さ方向において重なり合わない状態に配置する構成としたことを特徴とする建設機械。