JP6548224B2

JP6548224B2 - 作業機械

Info

Publication number: JP6548224B2
Application number: JP2016066541A
Authority: JP
Inventors: 善大伊藤; 裕之木崎; 剛史竹山
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2016-03-29
Filing date: 2016-03-29
Publication date: 2019-07-24
Anticipated expiration: 2036-03-29
Also published as: JP2017180214A; CN107923285A; CN107923285B; KR20180031754A; US20180238220A1; US10422264B2; EP3438425A1; EP3438425A4; EP3438425B1; WO2017168915A1; KR102002513B1

Description

本発明は、作業機械に関する。

排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を除去する排気ガス浄化装置を備えた作業機械が知られている（特許文献１参照）。特許文献１には、選択触媒還元装置と、選択触媒還元装置へ供給される排気ガス中に尿素水溶液などの還元剤を噴射する還元剤噴射装置と、冷却水を噴射装置に導く冷却水供給配管と、噴射装置から冷却水を排出するための冷却水戻り配管とを備えた排気ガス後処理ユニットが記載されている。

冷却水供給配管および冷却水戻り配管は、噴射装置との接続部分から、エンジンからの排気ガスを選択触媒還元装置へ導く接続配管に沿って上方に延びる対流部をそれぞれ有している。特許文献１に記載の技術では、冷却水供給配管と冷却水戻り配管のそれぞれに対流部が設けられ、エンジンの停止後、噴射装置から吸熱して温度が高くなった冷却水を対流部内で対流させ、噴射装置を冷却することができる。

特許第５６０３５１７号

排気ガス浄化装置には、還元剤噴射装置に還元剤を導く還元剤供給配管が接続される。還元剤供給配管内の還元剤が、エンジンなどの発熱体からの熱影響により温度が上昇すると、還元剤の品質が劣化するおそれがある。

本発明の一態様による作業機械は、エンジンの排気ガスを処理する選択触媒還元装置、および前記選択触媒還元装置へ供給される排気ガス中に還元剤を噴射する還元剤噴射装置を有する排気ガス浄化装置を備えた作業機械において、前記エンジンおよび前記排気ガス浄化装置を収容するエンジン室を画成する建屋を備え、前記建屋は、前記エンジンの上方で前記エンジン室を覆う天板と、前記天板に設けられ、前記エンジン室内の空気を前記エンジン室の外部に排出する排気ダクトと、を有し、前記排気ダクトは、前記天板の開口部の上方を覆い、前記天板の上面と隙間を介して配置される開口カバーと、前記開口カバーを支持する支持部材とを備え、前記還元剤噴射装置に還元剤を導く還元剤供給配管の一部が、前記還元剤噴射装置の上方位置における前記天板の上面と前記開口カバーとの間に隙間を有した前記排気ダクト内であって、前記天板の上面よりも上方に位置して配置されている。

本発明によれば、還元剤供給配管内の還元剤の温度上昇を抑制できる。

ホイールローダの側面図。天板などの上部構造体を取り除いた状態のホイールローダの平面図。冷却器室の内部を示す斜視図。エンジン室の内部を示す斜視図。エンジン室を左側方から見た図。建屋を左斜め上方から見た斜視図。（ａ）は排気ダクトの側面模式図、（ｂ）は排気ダクトの平面模式図。分解状態の排気ダクトを示す側面模式図。排気ガス浄化装置の尿素水供給システムおよび冷却水循環システムについて説明する図。第１供給配管および還元剤供給配管の貯留領域について説明する図。

以下、図面を参照して、本発明による作業機械（作業車両）の一実施の形態を説明する。説明の便宜上、本実施の形態では各図に記載したように前後左右方向および上下方向を規定する。また、本実施の形態では、各図において、作業機械を構成する部材のうち説明のために記載を省略する必要があるものについては、その一部または全部についての記載を省略している。

図１は、本発明の一実施の形態に係る作業機械の一例であるホイールローダの側面図である。図１に示すように、ホイールローダは、アーム１１１、バケット１１２、および、前輪１１３等を有する前部車体１１０と、運転室１２１、建屋１２２、および、後輪１２３等を有する後部車体１２０とで構成される。

アーム１１１はアームシリンダ（不図示）の駆動により上下方向に回動（俯仰動）し、バケット１１２はバケットシリンダ１１５の駆動により上下方向に回動（クラウドまたはダンプ）する。前部車体１１０と後部車体１２０はセンタピン１０１により互いに回動自在に連結され、ステアリングシリンダ１１６の伸縮により後部車体１２０に対し前部車体１１０が左右に屈折する。

建屋１２２は、エンジン３０１や排気ガス浄化装置４００、熱交換器や各種油圧機器等を収容する収容室の外郭を構成している。建屋１２２の左右側面の開口部は、開閉可能な左右一対の建屋カバー１３０によって覆われている。建屋カバー１３０はガルウイングタイプの開閉カバーであって、建屋１２２の天板と建屋カバー１３０との間に回動支点（ヒンジ）が設けられ、地面に対し略水平に展開する構成とされている。ホイールローダ１００の左右側面にそれぞれ設けられた建屋カバー１３０は、左右で略対称の形状である。

図２は、天板などの上部構造体を取り除いた状態のホイールローダの平面図である。図２に示すように、建屋１２２の内部に設けられた収容室（収容空間）は、隔壁１６０によって、車両前側のエンジン室１２２Ｅと、車両後側の冷却器室１２２Ｃとに仕切られている。

図１に示すように、エンジン室１２２Ｅの側面は、建屋カバー１３０の一部により覆われ、エンジン室１２２Ｅの上面は、建屋１２２の天板を構成するエンジンフード１４０により覆われている。エンジン室１２２Ｅの前面は、前側フレーム８１０の前面板８１１（図４参照）により覆われ、エンジン室１２２Ｅの後面は、後側フレーム１６１の隔壁１６０（図３参照）により覆われている。すなわち、エンジン室１２２Ｅは、左右一対の建屋カバー１３０の一部と、エンジンフード１４０と、前面板８１１（図４参照）と、隔壁１６０（図３参照）によって画成されている。

冷却器室１２２Ｃの側面は、建屋カバー１３０の一部により覆われ、冷却器室１２２Ｃの上面は、建屋１２２の天板を構成する冷却器用建屋カバー１３２により覆われている。冷却器室１２２Ｃの前面は、隔壁１６０により覆われ、冷却器室１２２Ｃの後面は、グリル２００により覆われている。すなわち、冷却器室１２２Ｃは、左右一対の建屋カバー１３０の一部と、冷却器用建屋カバー１３２と、隔壁１６０と、グリル２００によって画成されている。

冷却器室１２２Ｃの内部には、熱交換器ユニット５０１と、冷却ファンユニット５０２が配置されている。熱交換器ユニット５０１は、エンジン３０１の冷却水を冷却するラジエータ５０４（図９参照）や、作動油を冷却するオイルクーラ、エンジン３０１の過給機で加圧された空気を冷却するインタークーラ等の複数の熱交換器と、これらの熱交換器を支持するラジエータフレームを備えている。冷却ファンユニット５０２は、熱交換器ユニット５０１を冷却するための冷却風を発生する冷却ファン５０３（図９参照）と、冷却ファン５０３（図９参照）を支持するシュラウドを備えている。なお、ホイールローダの機種により、熱交換器ユニット５０１には、トランスミッションオイルクーラや、運転室１２１の空調用のエアコンのコンデンサなどの熱交換器も取り付けられる。

図１に示すように、冷却器用建屋カバー１３２の上面からは、エンジン３０１の駆動に必要な空気をエアクリーナ３１０（図３参照）を介して外部から取り込むための吸気管１４５が突出している。図３に示すように、エアクリーナ３１０は、冷却器室１２２Ｃ内で、隔壁１６０の直後に設けられている。エアクリーナ３１０は、吸気配管を介してエンジン３０１に接続されている。冷却器室１２２Ｃ内にエアクリーナ３１０を設けることで、エンジン３０１や排気ガス浄化装置４００からエアクリーナ３１０への熱の影響を抑制できる。これにより、エンジン３０１で吸入される空気の温度上昇を抑制して、エンジン３０１での吸気効率の低下を抑制できる。

図１に示すように、エンジン室１２２Ｅ内におけるエンジン３０１の上方には、エンジン３０１の排気ガスを浄化する排気ガス浄化装置４００が配設されている。エンジンフード１４０からは、排気ガスを排出するためのテールパイプ１７１が突出している。

図３は冷却器室１２２Ｃの内部を示す斜視図であり、図４はエンジン室１２２Ｅの内部を示す斜視図である。図３および図４では、建屋１２２を構成する建屋カバー１３０やエンジンフード１４０、冷却器用建屋カバー１３２、グリル２００等の図示を省略している。

図４に示すように、エンジン室１２２Ｅ内で、エンジン３０１は後部車体１２０の不図示のエンジン取り付け用ブラケットに取り付けられている。エンジン３０１には、過給機（ターボチャージャ）３０２が取り付けられている。過給機３０２は、コンプレッサ３０２ａの吸気口が後方を向き、タービン３０２ｂの排気口が前方を向くように配設されている。

図２および図４に示すように、排気ガス浄化装置４００はエンジン３０１の排気流路中に設置された酸化触媒装置（ＤＯＣ：Diesel Oxidation Catalyst）４１０と、還元剤噴射装置（ＤＲＴ：Decomposition Reactor Tube）４２０と、選択触媒還元装置（ＳＣＲ：Selective Catalytic Reduction）４３０と、を備える。排気ガスの流れに沿って、上流側から酸化触媒装置４１０、還元剤噴射装置４２０、選択触媒還元装置４３０の順に配置されている。各後処理装置（４１０，４２０，４３０）同士は、エルボなどの接続配管により接続されている。

酸化触媒装置４１０は、排気ガスに含まれる一酸化窒素（ＮＯ）、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と、酸化触媒を保持する円筒状のＤＯＣ筐体４１１とを備えている。酸化触媒装置４１０の下流側には、還元剤噴射装置４２０が設置されている。

還元剤噴射装置４２０は、選択触媒還元装置４３０へ供給される排気ガス中に還元剤である尿素水溶液（以下、尿素水と記す）を噴射する噴射弁４２９と、噴射弁４２９を保持する円筒状のＤＲＴ筐体４２１を備えている。噴射弁４２９は、ＤＲＴ筐体４２１の略中央部に設けられている。噴射弁４２９は、図示しない制御装置からの制御信号に応じて、ＤＲＴ筐体４２１内に尿素水を噴射する。噴射弁４２９は、コイルに電流を流すことにより可動子とコアとを含む磁気回路に磁束を発生させ、可動子をコア側に引き付ける磁気吸引力を作用させることにより、弁体の開閉を行うものであり、周知の電磁駆動式の燃料噴射弁（インジェクタ）と同様の構成を有している。還元剤噴射装置４２０の下流側には選択触媒還元装置４３０が設置されている。

選択触媒還元装置４３０は、還元剤として尿素水を利用して排気ガスに含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）を還元浄化処理する還元触媒と、還元触媒を保持する円筒状のＳＣＲ筐体４３１とを備えている。選択触媒還元装置４３０には、還元触媒の下流側に酸化触媒が設けられている。

図３に示すように、噴射弁４２９は、配管（吸込み配管４２５ａ、還元剤供給配管４２５ｓ）を介して尿素水タンク１２７に接続されている。尿素水タンク１２７は、還元剤としての尿素水を蓄える容器である。エンジン室１２２Ｅ内の噴射弁４２９と、冷却器室１２２Ｃ内の尿素水タンク１２７との間には尿素水ポンプ１２８が設けられている。尿素水ポンプ１２８は、冷却器室１２２Ｃの内部において、隔壁１６０に固定されている。尿素水ポンプ１２８は、尿素水タンク１２７内の尿素水を吸い上げて、噴射弁４２９に尿素水を送給する電動ポンプである。

図４に示す噴射弁４２９は、尿素水タンク１２７から尿素水ポンプ１２８により供給される尿素水を排気流路中に噴射する。尿素水が噴射されると、選択触媒還元装置４３０の還元触媒により尿素水からアンモニアが生成され、アンモニアにより排気ガス中のＮＯｘが還元反応して、水と窒素に分解される。選択触媒還元装置４３０における還元触媒の下流側に設けられた酸化触媒により、排気ガス中のアンモニアが低減される。

図３および図４に示すように、後部車体１２０を構成するリアフレーム２２０は、左右一対の縦板２２１と、左右一対の縦板２２１を前端部および後端部のそれぞれで連結する横板２２２（前端部の横板については不図示）とで矩形枠状に構成されている。

図４に示すように、排気ガス浄化装置４００は、支持構造体であるベースブラケット８２０を介して、前側フレーム８１０と後側フレーム１６１によって支持されている。後側フレーム１６１は、リアフレーム２２０を構成する左右一対の縦板２２１の内側に溶接されるブラケット２２１ｂを介して、縦板２２１に固定されている。後側フレーム１６１は、門型形状の支持部材であって、左右一対の脚部１６２が左右一対の縦板２２１のそれぞれに取り付けられている。左右一対の脚部１６２には、左右水平方向に延在する支持梁１６３が固着されている。支持梁１６３には、前方に突出する突出受部１６３ａが設けられている。なお、図３に示すように、後側フレーム１６１の後面には、上述した平板状の隔壁１６０がボルト、ナットなどの締結部材により取り付けられている。

図４に示すように、前側フレーム８１０は、後側フレーム１６１と同様の構成とされている。前側フレーム８１０は、リアフレーム２２０を構成する左右一対の縦板２２１に固定されている。前側フレーム８１０は、門型形状の支持部材であって、左右一対の脚部８１２が左右一対の縦板２２１のそれぞれに取り付けられている。左右一対の脚部８１２には、左右水平方向に延在する支持梁８１３が固着されている。支持梁８１３には、後方に突出する突出受部８１３ａが設けられている。なお、前側フレーム８１０の前面には、平板状の前面板８１１がボルト、ナットなどの締結部材により取り付けられている。

前側フレーム８１０の突出受部８１３ａにはベースブラケット８２０の前脚８３８が載置され、後側フレーム１６１の突出受部１６３ａにはベースブラケット８２０の後脚８３９が載置される。前脚８３８がボルトおよびナットにより突出受部８１３ａに固定され、後脚８３９がボルトおよびナットにより突出受部１６３ａに固定されると、ベースブラケット８２０が前側フレーム８１０および後側フレーム１６１に固定、支持される。

このように、排気ガス浄化装置４００はベースブラケット８２０に固定され、ベースブラケット８２０が前側フレーム８１０および後側フレーム１６１に固定されることで、排気ガス浄化装置４００がエンジン３０１の上方において、所定の位置に配置、固定されている。

図５は、エンジン室１２２Ｅを左側方から見た図である。図５において、建屋カバー１３０の図示は省略している。図５に示すように、エンジン３０１および排気ガス浄化装置４００の上方には、エンジン室１２２Ｅを覆うエンジンフード１４０が設けられている。エンジンフード１４０の前端部は前側フレーム８１０の上端部に取り付けられ、エンジンフード１４０の後端部は後側フレーム１６１の上端部に取り付けられる。つまり、前側フレーム８１０および後側フレーム１６１は、エンジン室１２２Ｅを上方で覆うエンジンフード１４０を支持する支持構造体である。

図６は建屋１２２を左斜め上方から見た斜視図である。図６に示すように、エンジンフード１４０の平板状の天井板１４１には、排気ダクト１４９が設けられている。図７（ａ）は排気ダクト１４９の側面模式図、図７（ｂ）は排気ダクト１４９の平面模式図である。図７（ｂ）において、開口カバー１４２の図示は省略している。図８は、分解状態の排気ダクト１４９を示す側面模式図である。排気ダクト１４９は、エンジン室１２２Ｅの内部の空気をエンジン室１２２Ｅの外部に排出する排気流路を形成する排気流路形成体であり、天井板１４１から上方に突出している。

図７および図８に示すように、排気ダクト１４９は、天井板１４１の開口部１４４に取り付けられたカバー支持枠１４６、および開口カバー１４２を有している。開口カバー１４２は、平板状部材を加工して、下側が開口された四角錐台形状としたものである。

図７（ｂ）に示すように、エンジンフード１４０を構成する天井板１４１には、前後方向に沿う一対の長辺と、左右方向に沿う一対の短辺と、を有する矩形状の開口部１４４が設けられている。開口部１４４は、還元剤噴射装置４２０の直上に設けられている。開口部１４４の周囲には、開口部１４４よりも一回り大きい矩形枠状のカバー支持枠１４６が設けられている。

図７および図８に示すように、カバー支持枠１４６は、開口カバー１４２を支持する支持構造体であって、前後方向に延びる左右一対の縦フレーム１４７と、左右方向に延びる前後一対の横フレーム１４８とを備えている。縦フレーム１４７および横フレーム１４８は、断面がＬ字状のアングル（山形鋼）や平板を曲げ加工した鋼材等により形成されている。縦フレーム１４７および横フレーム１４８は、開口部１４４の周縁部に固定される基部１４７ｂ，１４８ｂと、基部１４７ｂ，１４８ｂから立ち上がる複数の支持部１４７ｓ，１４８ｓとを有している。複数の支持部１４７ｓ，１４８ｓの先端には、取付片１４７ａ，１４８ａが設けられている。

開口カバー１４２は、ボルト、ナットにより支持部１４７ｓ，１４８ｓの取付片１４７ａ，１４８ａに固定される。開口カバー１４２は、開口部１４４よりも面積が大きく、開口部１４４の全体を上方から覆っている。図７（ａ）に示すように、開口カバー１４２の外縁下端部と、天井板１４１の上面との間には、隙間Ｄが形成されている。

図５において、矢印Ｆで模式的に示すように、エンジン室１２２Ｅ内の空気は、エンジン３０１や排気ガス浄化装置４００などの発熱体により暖められて上昇し、排気ダクト１４９内に導入される。排気ダクト１４９に導入された空気は、矩形状のカバー支持枠１４６の内側を通過して上昇し、開口カバー１４２に沿って前後左右側方に流れる。空気は、カバー支持枠１４６における支持部間の隙間を通り、カバー支持枠１４６と天井板１４１との間の隙間Ｄから外部に排出される。

図９を参照して、排気ガス浄化装置４００の尿素水供給システムおよび冷却水循環システムについて説明する。図９は、排気ガス浄化装置４００の尿素水供給システムおよび冷却水循環システムについて説明する図である。尿素水供給システムは、尿素水ポンプ１２８と、尿素水タンク１２７と配管類で構成されている。尿素水ポンプ１２８と尿素水タンク１２７とは、吸込み配管４２５ａおよび戻り配管４２５ｂによって接続されている。尿素水ポンプ１２８と噴射弁４２９とは還元剤供給配管４２５ｓによって接続されている。吸込み配管４２５ａは、尿素水タンク１２７の底部近傍に尿素水の吸入口４２６ａが配置され、戻り配管４２５ｂは、尿素水タンク１２７の上部近傍に尿素水の排出口４２６ｂが配置されている。尿素水ポンプ１２８によって、尿素水タンク１２７の底部から吸い上げられた尿素水は、還元剤供給配管４２５ｓ内に供給され、加圧される。還元剤供給配管４２５ｓ内の尿素水は、噴射弁４２９が開くことにより、エンジン３０１の排気流路に噴射供給される。尿素水の余剰分は、戻り配管４２５ｂを介して尿素水タンク１２７に戻される。

排気ガス浄化装置４００は、尿素水の温度上昇による尿素水の品質の劣化を防止するために、冷却水循環システムを備えている。冷却水循環システムは、図示しない冷却水ポンプと、配管や弁類で構成され、冷却水（エンジン冷却水）を尿素水タンク１２７や噴射弁４２９に導き、冷却水と尿素水とを熱交換させるシステムである。冷却水循環システムは、エンジン冷却系８８０と、冷却水をエンジン冷却系８８０から尿素水タンク１２７や噴射弁４２９に導く冷媒配管８８１とを備えている。

エンジン冷却系８８０は、ラジエータ５０４により冷却された冷却水をエンジン３０１に供給することで、エンジン３０１を冷却する。エンジン３０１には、エンジン冷却水を循環させるための冷却水ポンプ（不図示）と、サーモスタット３０５とが設けられている。サーモスタット３０５は、エンジン冷却水の温度に応じてエンジン冷却系８８０の経路を全閉から全開の間で開閉する。

なお、図示しないが、エンジン内にはサーモスタット３０５が全閉しているときには、ラジエータ５０４にエンジン冷却水が供給されないようにエンジン冷却水をバイパスさせるバイパス経路が設けられている。エンジン始動時にエンジン冷却水の温度が低いと、エンジン冷却水がエンジン内で循環し、エンジン３０１の発熱により暖められる。

エンジン冷却水が流れる冷媒配管８８１は、噴射弁４２９を通過するように配設された第１冷媒配管４３５と、尿素水タンク１２７を通過するように配設された第２冷媒配管４３７とを有している。第１冷媒配管４３５は、冷却水を噴射弁４２９に導く第１供給配管４３５ｓと、噴射弁４２９からエンジン３０１へエンジン冷却水を戻す第１戻り配管４３５ｒとを有する。第２冷媒配管４３７は、冷却水を尿素水タンク１２７に導く第２供給配管４３７ｓと、尿素水タンク１２７からエンジン３０１へ冷却水を戻す第２戻り配管４３７ｒとを有する。第２冷媒配管４３７には、図示しない制御装置からの制御信号に応じて、全閉と全開との間で切り換えられる切換弁４３７ｖが設けられている。

図３を参照して、尿素水タンク周りの配管について説明する。図３に示すように、吸込み配管４２５ａおよび戻り配管４２５ｂは、それぞれ尿素水タンク１２７の上面から尿素水タンク１２７内に挿入されている。吸込み配管４２５ａおよび戻り配管４２５ｂは、隔壁１６０に取り付けられている尿素水ポンプ１２８に接続されている。尿素水ポンプ１２８から吐出された尿素水が流れる還元剤供給配管４２５ｓは、隔壁１６０の開口を介してエンジン室１２２Ｅに導かれ、噴射弁４２９に接続されている（図５参照）。

第２冷媒配管４３７を構成する第２供給配管４３７ｓは、エンジン室１２２Ｅから隔壁１６０の開口を介して冷却器室１２２Ｃに導かれ、尿素水タンク１２７の上面から尿素水タンク１２７内に挿入されている。第２冷媒配管４３７を構成する第２戻り配管４３７ｒは、尿素水タンク１２７の上面から尿素水タンク１２７の外側に導かれ、さらに隔壁１６０の開口を介してエンジン室１２２Ｅに導かれ、エンジン３０１に接続されている。つまり、エンジン冷却水が流れる第２冷媒配管４３７は、尿素水タンク１２７を通過するように配設されている。

図５を参照して、還元剤噴射装置周りの配管について説明する。図５に示すように、冷媒配管８８１は、エンジン３０１からベースブラケット８２０に沿って隔壁１６０まで導かれ、第１冷媒配管４３５と第２冷媒配管４３７に分岐される。第２冷媒配管４３７は、隔壁１６０の開口を介して冷却器室１２２Ｃに導かれる。

第１冷媒配管４３５を構成する第１供給配管４３５ｓは、隔壁１６０に沿って上方に導かれ、さらに排気ダクト１４９の後部に向かって前斜め上方に向かって導かれる。第１供給配管４３５ｓは、排気ダクト１４９内で湾曲し、排気ダクト１４９の前部に向かって前斜め下方に向かって導かれる。第１供給配管４３５ｓは、排気ダクト１４９の前部の下方で折り返され、噴射弁４２９に向かって後斜め下方に向かって導かれ、噴射弁４２９に接続されている。

第１冷媒配管４３５を構成する第１戻り配管４３５ｒは、噴射弁４２９から前斜め上方に向かって導かれ、噴射弁４２９の近傍で折り返され、ＤＲＴ筐体４２１に沿って後斜め下方に向かって導かれる。第１戻り配管４３５ｒは隔壁１６０の近傍で下方へ湾曲し、エンジン３０１に接続されている。

還元剤供給配管４２５ｓは、隔壁１６０の開口からエンジン室１２２Ｅに導かれ、第１供給配管４３５ｓと同様のルートで、第１供給配管４３５ｓに近接または接触させた状態で配索されている。還元剤供給配管４２５ｓと第１供給配管４３５ｓを互いに近接または接触させた状態で配索することで、還元剤供給配管４２５ｓ内の尿素水と冷却水との熱交換により尿素水の温度を適正に保つことができる。

還元剤供給配管４２５ｓは、第１供給配管４３５ｓとともに、排気ダクト１４９の後部に向かって前斜め上方に向かって導かれる。還元剤供給配管４２５ｓは、排気ダクト１４９内で湾曲し、排気ダクト１４９の前部に向かって前斜め下方に向かって導かれる。還元剤供給配管４２５ｓは、排気ダクト１４９の前部の下方で折り返され、噴射弁４２９に向かって後斜め下方に向かって導かれ、噴射弁４２９に接続されている。

ところで、冷却水を循環させる冷却水ポンプ（不図示）は、エンジン３０１により駆動される。このため、エンジン３０１が停止すると、冷却水ポンプも停止するので、冷却水の循環が止まる。しかしながら、エンジン停止後もエンジン３０１からは輻射熱が放射されるため、エンジン停止後であっても噴射弁４２９を冷却する必要がある。

本実施の形態では、噴射弁４２９に接続される第１供給配管４３５ｓを、噴射弁４２９よりも上方に設け、エンジン停止後にも配管内に冷却水が残存（貯留）する構成とされている。

図１０は、第１供給配管４３５ｓおよび還元剤供給配管４２５ｓの貯留領域ＲＡについて説明する図である。本実施の形態では、配管（第１供給配管４３５ｓおよび還元剤供給配管４２５ｓ）の中心の頂部ＴＰから配管（第１供給配管４３５ｓおよび還元剤供給配管４２５ｓ）と噴射弁４２９との接続部（ＣＰ１，ＣＰ２）までをそれぞれ貯留領域ＲＡと定義する。貯留領域ＲＡは、還元剤噴射装置４２０と排気ダクト１４９との間に配置される。

第１供給配管４３５ｓの貯留領域ＲＡの上下方向寸法（高さ寸法）Ｈ１は、１５０ｍｍ〜２００ｍｍ程度とされている。同様に、還元剤供給配管４２５ｓの貯留領域ＲＡの上下方向寸法（高さ寸法）Ｈ２は、１５０ｍｍ〜２００ｍｍ程度とされている。これにより、ハッチングで示す貯留領域ＲＡにおいて、冷却水および尿素水が貯留される。第１供給配管４３５ｓの貯留領域ＲＡを設けることで、エンジン停止後におけるエンジン３０１の残熱によるシール部材や配管等の損傷を防止できる。

図５に示すように、本実施の形態では、排気ダクト１４９の内側であって、天井板１４１の上面よりも上方に、第１供給配管４３５ｓおよび還元剤供給配管４２５ｓの頂部ＴＰを位置させている。図示するように、貯留領域ＲＡの前後方向長さＬ１は、開口部１４４の前後方向長さＬ２よりも短い。第１供給配管４３５ｓおよび還元剤供給配管４２５ｓは、平面視で第１供給配管４３５ｓおよび還元剤供給配管４２５ｓの貯留領域ＲＡの全体が開口部１４４の内側に収まるように配索されている。

各配管は可撓性を有するホースによって構成され、各配管の配索用のブラケットや取付金具は、エンジンフード１４０、後側フレーム１６１や隔壁１６０などの構成部材に設けられ、各配管が配索用のブラケットや取付金具によって、所定の位置に支持されている。

上述したように、エンジン室１２２Ｅの内部で暖められた空気は、上昇して排気ダクト１４９を介してエンジン室１２２Ｅの外部へ排出される。この際、自然対流による空気の流れＦ（図５で示す模式的な矢印参照）の経路上（流路上）に第１供給配管４３５ｓおよび還元剤供給配管４２５ｓの貯留領域ＲＡや頂部ＴＰが配置されているので、エンジン停止後に貯留領域ＲＡに貯留される冷却水および尿素水を効果的に冷却できる。

上述した実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）ホイールローダは、エンジン３０１の排気ガスを処理する選択触媒還元装置４３０、および選択触媒還元装置４３０へ供給される排気ガス中に尿素水を噴射する還元剤噴射装置４２０を有する排気ガス浄化装置４００を備えている。ホイールローダは、エンジン３０１および排気ガス浄化装置４００を収容するエンジン室１２２Ｅを画成する建屋１２２を備えている。建屋１２２は、エンジン３０１の上方でエンジン室１２２Ｅを覆う天板を構成するエンジンフード１４０と、エンジンフード１４０に設けられ、エンジン室１２２Ｅ内の空気をエンジン室１２２Ｅの外部に排出する排気ダクト１４９と、を有している。還元剤噴射装置４２０には、尿素水を導く還元剤供給配管４２５ｓが接続されている。還元剤噴射装置４２０から上方に延びる還元剤供給配管４２５ｓの一部（頂部ＴＰ）は、還元剤噴射装置４２０の上方位置における排気ダクト１４９内に配置されている。

本実施の形態では、排気ダクト１４９は、エンジンフード１４０の天井板１４１の開口部１４４の上方を覆い、天井板１４１の上面と隙間を介して配置される開口カバー１４２と、開口カバー１４２を支持するカバー支持枠１４６とを備えている。還元剤供給配管４２５ｓの頂部ＴＰが、天井板１４１の上面よりも上方に位置している。

これにより、エンジン室１２２Ｅ内で暖められて上昇し、排気ダクト１４９から排出される空気の流れによって、還元剤供給配管４２５ｓを冷却することができる。還元剤供給配管４２５ｓの内部の尿素水の温度上昇を抑制できるので、尿素水の品質の劣化を防止できる。

ところで、排気ガス浄化装置４００は、エンジン３０１が停止するのに合わせて尿素水の供給を停止するが、還元剤噴射装置４２０や尿素水を供給する還元剤供給配管内に還元剤が残ったままであると、周囲の残熱によって水分が蒸発し、尿素が析出することに起因して、還元剤供給配管４２５ｓや還元剤噴射装置４２０に目詰まりが発生するおそれがある。本実施の形態では、還元剤供給配管４２５ｓ内に残留する尿素水の温度上昇を抑制することができるので、還元剤噴射装置４２０の目詰まりを防止できる。

（２）エンジン３０１の冷却水を還元剤噴射装置４２０に導く第１供給配管４３５ｓの一部が、還元剤噴射装置４２０の上方位置における排気ダクト１４９内に配置されている。還元剤供給配管４２５ｓと同様に冷却水の供給配管（第１供給配管４３５ｓ）を配策することで、エンジン３０１の停止後に第１供給配管４３５ｓ内に貯留された冷却水の温度上昇を抑制することができるので、冷却水により還元剤噴射装置４２０を効果的に冷却することができる。この結果、還元剤噴射装置４２０の接続部におけるシール材や配管（ホース）が損傷することを防止できる。

（３）排気ダクト１４９は、還元剤噴射装置４２０の直上に位置している。還元剤噴射装置４２０と排気ダクト１４９との間には、還元剤供給配管４２５ｓおよび第１供給配管４３５ｓのそれぞれにおける還元剤噴射装置４２０との接続部から頂部ＴＰまでの貯留領域ＲＡが配置されている。これにより、貯留領域ＲＡの全体を自然対流による空気の流れによって効果的に冷却することができる。

次のような変形も本発明の範囲内であり、変形例の一つ、もしくは複数を上述の実施形態と組み合わせることも可能である。
（変形例１）
上述した実施の形態では、ホースのみによって第１供給配管４３５ｓを構成する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。図１０の二点鎖線で示すように、ホースに貯留部９００を介装して、第１供給配管４３５ｓをホースと貯留部９００を含んで構成してもよい。貯留部９００は、ホースの流路断面積よりも大きい流路断面積を有し、冷却水の容積を拡大するために設けられている。貯留部９００を排気ダクト１４９に配置することで、貯留部９００内の冷却水を効果的に冷却できる。

（変形例２）
上述した実施の形態では、冷却水循環システムが尿素水の温度上昇を抑制するために設けられていることについて説明したが、凍結した尿素水を解凍するのに利用してもよい。冬季や寒冷地でクレーン作業を行う際、尿素水が凍結していると、還元剤噴射装置４２０に尿素水を供給できない。このため、還元剤噴射装置４２０を使用するには、凍結した尿素水を解凍し、さらに解凍した尿素水が再び凍結することを防止する必要がある。そこで、エンジン３０１と熱交換することで暖められた冷却水を噴射弁４２９や尿素水タンク１２７に導くことで、噴射弁４２９や尿素水タンク１２７内における凍結した尿素水を解凍し、解凍された尿素水が再び凍結することを防止することができる。

（変形例３）
上述した実施の形態では、還元剤として尿素水溶液を用いた例について説明したが、本発明はこれに限定されない。アンモニア水溶液など種々の還元剤を利用した排気ガス浄化装置４００を備える作業機械に本発明を適用することができる。

（変形例４）
上述した実施の形態では、ホイールローダに本発明を適用した例について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、油圧ショベルやクレーンなど、種々の作業機械に適用することができる。

上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。

１２２建屋、１２２Ｅエンジン室、１４０エンジンフード（天板）、１４１天井板（天板）、１４２開口カバー、１４４開口部、１４６カバー支持枠（支持部材）、１４９排気ダクト、３０１エンジン、４００排気ガス浄化装置、４２０還元剤噴射装置、４２５ｓ還元剤供給配管、４３０選択触媒還元装置、４３５ｓ第１供給配管（冷却水供給配管）、９００貯留部

Claims

エンジンの排気ガスを処理する選択触媒還元装置、および前記選択触媒還元装置へ供給される排気ガス中に還元剤を噴射する還元剤噴射装置を有する排気ガス浄化装置を備えた作業機械において、
前記エンジンおよび前記排気ガス浄化装置を収容するエンジン室を画成する建屋を備え、
前記建屋は、前記エンジンの上方で前記エンジン室を覆う天板と、前記天板に設けられ、前記エンジン室内の空気を前記エンジン室の外部に排出する排気ダクトと、を有し、
前記排気ダクトは、前記天板の開口部の上方を覆い、前記天板の上面と隙間を介して配置される開口カバーと、前記開口カバーを支持する支持部材とを備え、
前記還元剤噴射装置に還元剤を導く還元剤供給配管の一部が、前記還元剤噴射装置の上方位置における前記天板の上面と前記開口カバーとの間に隙間を有した前記排気ダクト内であって、前記天板の上面よりも上方に位置して配置されていることを特徴とする作業機械。
請求項１に記載の作業機械において、
前記エンジンの冷却水を前記還元剤噴射装置に導く冷却水供給配管の一部が、前記還元剤噴射装置の上方位置における前記排気ダクト内に配置されていることを特徴とする作業機械。
請求項２に記載の作業機械において、
前記還元剤噴射装置の直上に、前記排気ダクトが位置し、
前記還元剤噴射装置と前記排気ダクトの間に、前記還元剤供給配管および前記冷却水供給配管のそれぞれにおける前記還元剤噴射装置との接続部から頂部までの領域が配置されていることを特徴とする作業機械。
請求項２に記載の作業機械において、
前記冷却水供給配管は、ホースと、前記ホースに介装され、前記ホースの流路断面積よりも大きい流路断面積を有する貯留部と、を有し、
前記貯留部が、前記排気ダクトに配置されていることを特徴とする作業機械。