JP6560587B2 - 建設機械 - Google Patents

Description

本発明は、例えば排気ガス中の窒素酸化物を浄化する排気ガス浄化装置を備えた油圧ショベル等の建設機械に関する。

一般に、建設機械としての油圧ショベルは、自走可能な下部走行体と、該下部走行体上に旋回装置の中心を旋回中心として旋回可能に搭載された上部旋回体と、該上部旋回体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。

上部旋回体は、支持構造体をなす旋回フレームと、該旋回フレームの後側に設けられ前記作業装置との重量バランスをとるカウンタウエイトと、該カウンタウエイトの前側に位置して前記旋回フレームの後側に左，右方向に延在する横置き状態で搭載されたエンジンと、エンジンを動力源として回転し外部の空気を冷却風として吸込む冷却ファンと、冷却ファンよりも冷却風の流れ方向の上流側に配置された熱交換装置と、旋回フレーム上にエンジンおよび熱交換装置等の搭載機器を収容する機械室を形成した外装カバーとを含んで構成されている。

油圧ショベルのエンジンにはディーゼルエンジンが用いられ、このディーゼルエンジンは、排気ガスと共に窒素酸化物（以下、ＮＯｘという）を排出する。このため、排気ガス中に含まれるＮＯｘを浄化するための排気ガス浄化装置が知られており、この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を該尿素選択還元触媒に噴射する尿素水噴射弁とにより構成され、ＮＯｘを無害な窒素ガスと水とに分解するものである。このため、油圧ショベルには、還元剤である尿素水を貯えるための尿素水タンクと、尿素水を尿素水噴射弁に供給する尿素水供給管路とが設けられている。

ここで、ＮＯｘを浄化するために用いられる尿素水（例えば、３２．５％尿素水）は、６０℃程度の高温下で保持された場合には、１週間程度で品質が劣化して使用できなくなり、高温になるほど品質の劣化が早まる。劣化した尿素水は腐食性が高いため、尿素水噴射弁のような金属性の部品を腐食させてしまうという不具合がある。このため、尿素水を蓄える尿素水タンク、尿素水が流通する尿素水供給管路は、機械室内においてエンジンからの熱の影響を受けにくく、温度が低く保たれる場所に配置する必要がある。

これに対し、尿素水タンクを、冷却風の流れ方向において熱交換装置よりも上流側に配置することにより、熱交換装置を通過する前の温度の低い冷却風によって尿素水タンク内の尿素水を冷却する技術が開示されている（特許文献１）。

また、上部旋回体に箱状または枠状の固定部材を固定し、この固定部材の内部に断熱材を介して尿素水タンクを配置することにより、エンジン等が発生した熱によって機械室内の温度が上昇した場合でも、尿素水タンクに貯えられた尿素水の温度上昇を抑える技術が開示されている（特許文献２）。

一方、尿素水供給管路についても、エンジン、油圧ポンプ等の熱源となる搭載機器から離間した位置にレイアウトしたり、尿素水供給管路を断熱材で覆うことにより、尿素水供給管路を流れる尿素水の温度が上昇するのを抑えることができる。

特開２００９−１３８５２６号公報 特開２０１２−１４５０８６号公報

しかし、尿素水噴射弁は、排気ガス中に尿素水を噴射するためにエンジンの近傍に配置されるので、尿素水タンクと燃料噴射弁との間を接続する尿素水供給管路の一部は、機械室のうちエンジンが配置されたエンジン室内に配索（レイアウト）される。

この場合、尿素水の噴射量は、ほぼ燃料消費量に比例するため、エンジン出力が小さく燃料消費量が少ない油圧ショベルほど、尿素水供給管路を流れる尿素水の流れが遅く、尿素水供給管路内に尿素水が滞留する時間が長くなる。また、エンジン室内に配置される搭載機器のレイアウトの都合により、エンジン室内に配索される尿素水供給管路が長くなる場合には、長尺な尿素水供給管路を尿素水が流通する間に尿素水の温度が上昇してしまう。

このため、特にエンジン出力が小さい油圧ショベル、あるいはエンジン室内に配索される尿素水供給管路の長さが長くなる油圧ショベルでは、尿素水供給管路に断熱材を巻付けたとしても、エンジン等からの熱を充分に遮ることができず、尿素水の温度が上昇してしまうという問題がある。また、エンジン室内の機器収容スペースが狭い場合には、尿素水供給管路の周囲に充分な厚さを有する断熱材を巻付けることができず、尿素水の温度が上昇してしまうという問題がある。

本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、尿素水供給管路をエンジンの熱から遮蔽することにより、尿素水の温度上昇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に、本発明は、自走可能な下部走行体と、該下部走行体に旋回可能に搭載された上部旋回体とからなり、前記上部旋回体は、支持構造体をなす旋回フレームと、該旋回フレームの後側に設けられたカウンタウエイトと、該カウンタウエイトの前側に位置して前記旋回フレーム上に左，右方向に延在する横置き状態で設けられたエンジンと、該エンジンの左，右方向の一側に設けられ前記エンジンを動力源として回転することにより外部の空気を冷却風として吸込む冷却ファンと、該冷却ファンよりも冷却風の流れ方向の上流側に位置して前記冷却ファンと対面して設けられ冷却風によって流体を冷却する熱交換装置と、左側面板、右側面板および上面板を含んで形成され前記旋回フレーム上に前記エンジンおよび前記熱交換装置を含む搭載機器を収容する機械室を形成する外装カバーと、前記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尿素水タンクと、前記機械室内を通って該尿素水タンクと前記尿素水噴射弁との間を接続し前記尿素水噴射弁に供給される尿素水が流通する尿素水供給管路とを備えてなる建設機械に適用される。

そして、本発明の特徴は、前記カウンタウエイトの前側に配置され前記外装カバーを支持するサポート部材と、前記サポート部材に設けられ、前記サポート部材との間に前記尿素水供給管路を収容する管路収容空間を形成すると共に、前記エンジンからの熱を遮る遮熱カバーとを備え、前記サポート部材には、前記カウンタウエイトと対面する部位に前記管路収容空間を外気に開放する開口部が設けられ、前記サポート部材の前記カウンタウエイトと対面する面には、前記機械室と前記開口部との間を仕切る断熱部材が設けられていることにある。

本発明によれば、外装カバーを支持する既存のサポート部材を利用して遮熱カバーを取付けることにより、サポート部材と遮熱カバーとの間に管路収容空間を形成することができる。これにより、機械室内を通る尿素水供給管路のうちエンジンからの熱の影響を受ける部位を、サポート部座と遮熱カバーとによって熱気から遮蔽することができるので、尿素水供給管路を流れる尿素水の温度がエンジンからの熱によって上昇するのを抑えることができる。この結果、熱による尿素水の劣化を防止し、尿素選択還元触媒を備えた排気ガス浄化装置の信頼性を高めることができる。

本発明の実施の形態に係る油圧ショベルを示す左側面図である。 外装カバーを省略した状態で油圧ショベルを上方からみた平面図である。 カウンタウエイトを省略した状態で油圧ショベルを後方からみた後面図である。 旋回フレームに熱交換装置、尿素水タンク、尿素水ポンプ、尿素水供給管路、横サポート部材、排気ガス浄化装置等を配置した状態を示す平面図である。 図４中の旋回フレームから尿素水タンク、尿素水ポンプ、尿素水供給管路、横サポート部材、排気ガス浄化装置等を取外した状態を示す一部破断の分解図である。 旋回フレームに熱交換装置、尿素水タンク、尿素水ポンプ、尿素水供給管路、横サポート部材、排気ガス浄化装置等を配置した状態を左側から示す斜視図である。 排気ガス浄化装置を概略的に示す断面図である。 図６中の尿素水供給管路、横サポート部材、遮熱カバーを拡大して示す斜視図である。 尿素水供給管路、横サポート部材、遮熱カバーを分解して示す分解斜視図である。 横サポート部材を後側からみた斜視図である。 尿素水供給管路、横サポート部材、遮熱カバー、管路収容空間を示す図８中の矢示XI−XI方向からみた拡大断面図である。

以下、本発明に係る建設機械の実施の形態について、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において、建設機械の代表例である油圧ショベル１は、自走可能なクローラ式の下部走行体２と、下部走行体２上に旋回可能に搭載された上部旋回体３とを有している。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を用いて土砂の掘削作業等を行う。

旋回フレーム５は、上部旋回体３のベースとなる支持構造体を形成している。旋回フレーム５は、図４ないし図６に示すように、前，後方向に延びる厚肉な鋼板等からなる底板５Ａと、底板５Ａ上に立設され、左，右方向に所定の間隔をもって前，後方向に延びた左縦板５Ｂ，右縦板５Ｃと、左縦板５Ｂの左側に間隔をもって配置され前，後方向に延びた左サイドフレーム５Ｄと、右縦板５Ｃの右側に間隔をもって配置され前，後方向に延びた右サイドフレーム５Ｅと、底板５Ａおよび左縦板５Ｂから左方向に張出し先端部に左サイドフレーム５Ｄを支持する左張出しビーム５Ｆと、底板５Ａおよび右縦板５Ｃから右方向に張出し先端部に右サイドフレーム５Ｅを支持する右張出しビーム５Ｇと、左，右のサイドフレーム５Ｄ，５Ｅの後端部間を左，右方向に延びた後板５Ｈとを含んで構成されている。

一方、旋回フレーム５の後側には、左，右の縦板５Ｂ，５Ｃ間に位置して、例えば４個のエンジンブラケット５Ｊが設けられ、これら各エンジンブラケット５Ｊには、後述するエンジン７が取付けられる。左，右の縦板５Ｂ，５Ｃの前端側には、作業装置４のフート部が俯仰動可能に取付けられ、左，右の縦板５Ｂ，５Ｃの後端部には後述のカウンタウエイト６が取付けられている。

カウンタウエイト６は、旋回フレーム５の後側に設けられ、作業装置４との重量バランスをとるものである。カウンタウエイト６の後面６Ａは、上部旋回体３の旋回中心を中心とした円弧状に形成され、上部旋回体３の旋回動作時に下部走行体２の車幅内にほぼ収まるように構成されている。カウンタウエイト６の左端側には、後面６Ａと前面６Ｂとを貫通するメンテナンス開口６Ｃと、このメンテナンス開口６Ｃを開，閉可能に覆うメンテナンスカバー６Ｄとが設けられている。

エンジン７は、カウンタウエイト６の前側に位置して旋回フレーム５の後側に設けられている。エンジン７は、旋回フレーム５の各エンジンブラケット５Ｊに対応する４個の取付脚７Ａを有し、各取付脚７Ａが防振マウントを介して各エンジンブラケット５Ｊに取付けられることにより、クランク軸（図示せず）が左，右方向に延在する横置き状態で旋回フレーム５に取付けられている。エンジン７の右側にはポンプ取付部７Ｂが設けられ、このポンプ取付部７Ｂには、油圧ポンプ８が取付けられると共に、後述する排気ガス浄化装置１６の取付ベース１７が取付けられている。また、エンジン７の排気管７Ｃには、排気ガス浄化装置１６の第１の排気ガス後処理装置１８が接続されている。

冷却ファン９は、エンジン７の左側に取付けられている。冷却ファン９は、エンジン７を動力源として回転することにより、外部の空気を冷却風として吸込み、後述の熱交換装置１０に供給するものである。冷却ファン９による冷却風は、熱交換装置１０を通過してエンジン７側へと流れる。

熱交換装置１０は、冷却ファン９よりも冷却風の流れ方向の上流側に配置され、冷却ファン９と対面した状態で旋回フレーム５の左後側に設けられている。熱交換装置１０は、旋回フレーム５に立設された支持枠体１０Ａと、この支持枠体１０Ａに支持されたラジエータ１０Ｂ、オイルクーラ１０Ｃ、インタクーラ１０Ｄ等により構成されている。熱交換装置１０は、冷却ファン９によって供給された冷却風により、温度上昇した各種の流体を冷却するものである。また、熱交換装置１０の支持枠体１０Ａは、後述する横サポート部材３４の左端側を支持している。

油圧ポンプ８の前側には、左，右方向に並んで作動油タンク１１と燃料タンク１２が設けられている。作動油タンク１１は、上，下方向に延びる直方体状の容器として形成され、油圧ショベル１に搭載された各種の油圧アクチュエータを駆動するための作動油を貯えている。燃料タンク１２は、作動油タンク１１の右側に隣接して配置されている。燃料タンク１２は、上，下方向に延びる直方体状の容器として形成され、エンジン７に供給される燃料を貯えている。

旋回フレーム５の左前側にはキャブ１３が搭載されている。キャブ１３は、オペレータが搭乗する運転室を画成するもので、キャブ１３の内部には、オペレータが着座する運転席、走行用の操作レバー、作業用の操作レバー等（いずれも図示せず）が配設されている。

外装カバー１４は、カウンタウエイト６とキャブ１３との間に配置され、左，右方向に延在した状態で旋回フレーム５上に設けられている。図３に示すように、外装カバー１４は、熱交換装置１０等を左側方から覆う左側面板１４Ａ、油圧ポンプ８等を右側方から覆う右側面板１４Ｂ、熱交換装置１０、油圧ポンプ８等を上方から覆う上面板１４Ｃ、上面板１４Ｃから上方に突出しエンジン７等を上方から覆うエンジンカバー１４Ｄ、エンジンカバー１４Ｄの右側に隣接して配置され、後述する排気ガス浄化装置１６を覆う浄化装置カバー１４Ｅを含んで構成されている。浄化装置カバー１４Ｅには、排気ガスを外部に排出するための尾管１４Ｆが上向きに突出して設けられている。

機械室１５は、外装カバー１４によって旋回フレーム５上に画成され、その内部にエンジン７、油圧ポンプ８、冷却ファン９、熱交換装置１０、排気ガス浄化装置１６、尿素水タンク２７等を収容している。ここで、機械室１５は、熱交換装置１０よりも冷却風の流れ方向の上流側に位置する熱交換装置上流室１５Ａと、熱交換装置１０よりも冷却風の流れ方向の下流側に位置するエンジン室１５Ｂとに大別されている。

熱交換装置上流室１５Ａは、熱交換装置１０、カウンタウエイト６、外装カバー１４の左側面板１４Ａおよび上面板１４Ｃによって囲まれ、その内部には尿素水タンク２７等が配置されている。一方、エンジン室１５Ｂは、熱交換装置１０、カウンタウエイト６、外装カバー１４の右側面板１４Ｂおよび上面板１４Ｃによって囲まれ、その内部にはエンジン７、油圧ポンプ８、排気ガス浄化装置１６等が配置されている。冷却ファン９による冷却風は、熱交換装置上流室１５Ａから熱交換装置１０を通ってエンジン室１５Ｂへと流れるので、熱交換装置上流室１５Ａ内の温度は、エンジン室１５Ｂ内の温度よりも低く保たれている。

排気ガス浄化装置１６は、エンジン７の排気側に接続して設けられている。この排気ガス浄化装置１６は、エンジン７から排出される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、排気ガスに含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化し、さらに排気音を低減するものである。図３および図６に示すように、排気ガス浄化装置１６は取付ベース１７を有し、この取付ベース１７を油圧ポンプ８と一緒にエンジン７のポンプ取付部７Ｂに取付けることにより、排気ガス浄化装置１６は、油圧ポンプ８の上方に配置されている。排気ガス浄化装置１６は、図７に示すように、後述する第１の排気ガス後処理装置１８、接続管２１、第２の排気ガス後処理装置２２等を含んで構成されている。

第１の排気ガス後処理装置１８は、エンジン７の排気管７Ｃの出口側に接続されている。第１の排気ガス後処理装置１８は、前，後方向に延設された筒状ケース１９と、筒状ケース１９内に配置された酸化触媒２０とを含んで構成されている。筒状ケース１９は、円筒状の密閉容器として形成され、その上流側（前側部位）には、管体からなる給気口１９Ａが径方向に突出して設けられている。筒状ケース１９の外部に突出した給気口１９Ａの突出端側には、排気管７Ｃの出口側が接続されている。筒状ケース１９の下流側（後側部位）には、径方向に開口する排気口１９Ｂが設けられている。

酸化触媒２０は、筒状ケース１９内に配置されている。酸化触媒２０は、例えばセラミックス製のセル状筒体からなり、その軸方向には多数個の貫通孔が形成され、内面に貴金属等がコーティングされている。酸化触媒２０は、所定の温度下で各貫通孔に排気ガスを流通させることにより、この排気ガスに含まれる一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）等を酸化して除去するものである。

接続管２１は、第１の排気ガス後処理装置１８と第２の排気ガス後処理装置２２との間を接続している。接続管２１は、第１の排気ガス後処理装置１８の外周側に配置され、第１の排気ガス後処理装置１８とほぼ平行に前，後方向に延びている。接続管２１は、筒状ケース１９の排気口１９Ｂと、第２の排気ガス後処理装置２２を構成する後述の筒状ケース２３の給気口２３Ａとの間を接続し、第１の排気ガス後処理装置１８から排出された排気ガスを第２の排気ガス後処理装置２２に導くものである。

第２の排気ガス後処理装置２２は、接続管２１を介して第１の排気ガス後処理装置１８に接続されている。第２の排気ガス後処理装置２２は、接続管２１を挟んで第１の排気ガス後処理装置１８の上側に重なる位置に配置され、第１の排気ガス後処理装置１８とほぼ平行に前，後方向に延びている。第２の排気ガス後処理装置２２は、円筒状の筒状ケース２３と、筒状ケース２３内に配置された尿素選択還元触媒２４と、尿素選択還元触媒２４の下流側に配置された酸化触媒２５とを含んで構成されている。

筒状ケース２３は、円筒体の両端を閉塞することにより密閉容器として形成されている。筒状ケース２３の上流側となる前側部位には、径方向に開口する給気口２３Ａが設けられ、この給気口２３Ａには、接続管２１の出口側が接続されている。一方、筒状ケース２３の下流側となる後側部位には、管体からなる排気口２３Ｂが、筒状ケース２３の内部から外部へと径方向上向きに突出して設けられている。筒状ケース２３の外部に突出した排気口２３Ｂの突出端側は、浄化装置カバー１４Ｅの尾管１４Ｆに接続されている。筒状ケース２３内に配置された排気口２３Ｂの下側には、多数個の貫通孔が設けられ、この各貫通孔を排気ガスが通過することにより、排気音が低減（消音）される。

尿素選択還元触媒２４は、筒状ケース２３の上流側に配置されている。尿素選択還元触媒２４は、例えばセラミックス製のセル状筒体からなり、その軸方向には多数の貫通孔が形成され、内面に貴金属がコーティングされている。この尿素選択還元触媒２４は、通常、エンジン７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、無害な窒素ガスと水とに分解するものである。

酸化触媒２５は、筒状ケース２３の下流側に配置されている。酸化触媒２５は、上述した酸化触媒２０とほぼ同様に、セラミックス製のセル状筒体からなり、その軸方向には多数の貫通孔が形成され、内面に貴金属がコーティングされている。これにより、酸化触媒２５は、尿素選択還元触媒２４によって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、窒素ガスと水とに分離するものである。

尿素水噴射弁２６は、排気ガス浄化装置１６の接続管２１に設けられている。尿素水噴射弁２６は、後述する尿素水供給管路２８を介して尿素水タンク２７に接続されている。尿素水噴射弁２６は、尿素選択還元触媒２４よりも上流側に配置され、接続管２１内を流通する排気ガスに向けて還元剤である尿素水（尿素水溶液）を噴射するものである。

尿素水タンク２７は、旋回フレーム５の左後側に設けられ、キャブ１３よりも後側に位置して熱交換装置上流室１５Ａ内に配置されている。尿素水タンク２７は、尿素水噴射弁２６に供給される還元剤としての尿素水を貯えるものである。この場合、尿素水タンク２７は、冷却ファン９によって機械室１５内に供給される冷却風の流れ方向において、熱交換装置１０の上流側となる熱交換装置上流室１５Ａ内に配置されている。これにより、尿素水タンク２７内の尿素水が、エンジン７等が発生する熱によって温度上昇するのを抑えることができる。

尿素水タンク２７の後側には、カウンタウエイト６のメンテナンス開口６Ｃに対応する位置に給水口２７Ａが設けられ、この給水口２７Ａを通じて尿素水タンク２７内に尿素水が補給される。また、尿素水タンク２７の上側には蓋体２７Ｂが設けられ、この蓋体２７Ｂには、後述する尿素水供給管路２８の一端側が取付けられている。

尿素水供給管路２８は、機械室１５内を通って配置され、尿素水タンク２７と尿素水噴射弁２６との間を接続している。尿素水供給管路２８の途中には、後述の尿素水ポンプ３１が設けられ、尿素水供給管路２８は、尿素水タンク２７と尿素水ポンプ３１との間を接続するタンク側供給管路２８Ａと、尿素水ポンプ３１と尿素水噴射弁２６との間を接続する噴射弁側供給管路２８Ｂとにより構成されている。尿素水供給管路２８は、例えば可撓性を有する耐圧ホースを用いて形成され、その全長に亘って管状断熱材２９によって覆われている。管状断熱材２９は、例えば発泡性の樹脂材料を用いて円筒状に成形され、その内部に尿素水供給管路２８が挿通されることにより、尿素水供給管路２８を熱から遮るものである。

ここで、図３ないし図５に示すように、タンク側供給管路２８Ａは、尿素水タンク２７から旋回フレーム５の底板５Ａへと下向きに延びたタンク側下向き管路２８Ａ１と、タンク側下向き管路２８Ａ１の下端から熱交換装置１０の下側を通って尿素水ポンプ３１へと横向きに延びたタンク側横向き管路２８Ａ２とを有している。ここで、タンク側横向き管路２８Ａ２のうちエンジン室１５Ｂ内に配置される部位は、管状断熱材２９よりも厚い樹脂材料を用いて大径な円筒状に成形された大径管状断熱材３０によって覆われている。即ち、タンク側横向き管路２８Ａ２のうちエンジン室１５Ｂ内に配置される部位は、管状断熱材２９と大径管状断熱材３０とによって二重に覆われ、タンク側供給管路２８Ａ内を流通する尿素水が、エンジン７等が発生する熱によって温度上昇しないように遮熱されている。

一方、噴射弁側供給管路２８Ｂは、尿素水ポンプ３１から旋回フレーム５の左縦板５Ｂに沿って後板５Ｈへと後向きに延びた噴射弁側後向き管路２８Ｂ１と、噴射弁側後向き管路２８Ｂ１の後端からカウンタウエイト６の前面６Ｂに沿って上向きに延びた噴射弁側上向き管路２８Ｂ２と、噴射弁側上向き管路２８Ｂ２の上端からカウンタウエイト６の上端に沿って尿素水噴射弁２６へと右横向きに延びた噴射弁側横向き管路２８Ｂ３とを有している。噴射弁側後向き管路２８Ｂ１と噴射弁側上向き管路２８Ｂ２とは、管状断熱材２９の外周側に配置された大径管状断熱材３０によってさらに覆われている。即ち、エンジン室１５Ｂ内に配置された噴射弁側後向き管路２８Ｂ１と噴射弁側上向き管路２８Ｂ２とは、管状断熱材２９と大径管状断熱材３０とにより二重に覆われ、噴射弁側供給管路２８Ｂ内を流通する尿素水が、エンジン７等が発生する熱によって温度上昇しないように遮熱されている。

ここで、本実施の形態では、通常、デッドスペースとなるエンジン室１５Ｂの上側領域に、尿素水供給管路２８の噴射弁側横向き管路２８Ｂ３を配置することにより、このデッドスペースを有効に利用することができる。しかし、エンジン７、油圧ポンプ８等が発生する熱は、エンジン室１５Ｂの上側領域に滞留するため、カウンタウエイト６の上端に沿って左，右方向に延びる噴射弁側横向き管路２８Ｂ３は、エンジン７等からの熱の影響を受け易い。このため、本実施の形態では、噴射弁側供給管路２８Ｂの噴射弁側横向き管路２８Ｂ３を、後述する横サポート部材３４と遮熱カバー３８とによって形成された管路収容空間４１内に収容する構成としている。

尿素水ポンプ３１は、旋回フレーム５の左縦板５Ｂよりも左側に位置して底板５Ａ上に配置されている。この尿素水ポンプ３１は、尿素水タンク２７に貯えられた尿素水を尿素水噴射弁２６に向けて圧送するものである。尿素水ポンプ３１の吸込側には、タンク側供給管路２８Ａ（タンク側横向き管路２８Ａ２）が接続され、尿素水ポンプ３１の吐出側には、噴射弁側供給管路２８Ｂ（噴射弁側後向き管路２８Ｂ１）が接続されている。

サポート部材３２は、カウンタウエイト６の前側に配置され、外装カバー１４を支持している。サポート部材３２は、図３および図６に示すように、旋回フレーム５の後板５Ｈに下端が固定され上，下方向に延びた複数の縦サポート部材３３（２本のみ図示）と、熱交換装置１０の支持枠体１０Ａと縦サポート部材３３とに接続され、カウンタウエイト６の上端に沿って左，右方向に延びた横サポート部材３４とを含んで構成されている。

ここで、横サポート部材３４は、図８ないし図１１に示すように、逆Ｌ字型に折曲げられた鋼板材等を用いて形成され、カウンタウエイト６の前面６Ｂと隙間をもって前，後方向で対面しつつ左，右方向に延びた前面板３４Ａと、前面板３４Ａの上端から前方に折曲げられた上面板３４Ｂとを有している。上面板３４Ｂの長さ方向（左，右方向）の両側には、上面板３４Ｂの前端縁から前面板３４Ａに向けて矩形状に切欠かれた切欠き部３４Ｃがそれぞれ形成され、これら各切欠き部３４Ｃには、前面板３４Ａから前方に向けて斜め下向きに傾斜するカバー取付板３４Ｄが固着されている。各カバー取付板３４Ｄには、ヒンジ部材（図示せず）を介してエンジンカバー１４Ｄが取付けられる構成となっている。

ここで、前面板３４Ａの左端側には、左側に突出するブラケット３４Ｅが一体形成され、このブラケット３４Ｅには、２個のボルト挿通部３４Ｆが設けられている。一方、上面板３４Ｂの右端側にはボルト挿通孔３４Ｇが設けられている。そして、横サポート部材３４は、ブラケット３４Ｅのボルト挿通部３４Ｆに挿通したボルト３５を熱交換装置１０の支持枠体１０Ａに螺着すると共に、上面板３４Ｂのボルト挿通孔３４Ｇに挿通したボルト（図示せず）を縦サポート部材３３に螺着することにより、熱交換装置１０の支持枠体１０Ａと縦サポート部材３３との間に固定されている（図３参照）。また、上面板３４Ｂのうち各切欠き部３４Ｃ間には、後述の遮熱カバー３８を取付けるための２個のボルト挿通孔３４Ｈが設けられている。

開口部３６は、カウンタウエイト６の前面６Ｂと対面する前面板３４Ａに設けられている。この開口部３６は、左，右方向に延びる矩形状の角孔によって形成され、後述する管路収容空間４１を外気に開放するものである。また、横サポート部材３４のうちカウンタウエイト６の前面６Ｂと対面する面には、例えば発泡性の樹脂材料を用いて四角柱状に形成された複数の柱状断熱材３７が、開口部３６の周囲を取囲むように取付けられている。図１１に示すように、各柱状断熱材３７は、カウンタウエイト６の前面６Ｂに当接することにより、エンジン室１５Ｂと開口部３６との間を仕切り、エンジン室１５Ｂ内の熱気が、開口部３６を通じて管路収容空間４１内に流込むのを阻止している。

次に、本実施の形態に用いられる遮熱カバー３８、および管路収容空間４１について説明する。

遮熱カバー３８は、横サポート部材３４に取付けられ、当該横サポート部材３４との間に後述の管路収容空間４１を形成するものである。ここで、遮熱カバー３８は、図９および図１１に示すように、Ｕ字型に折曲げられた鋼板材等を用いて形成され、横サポート部材３４に沿って左，右方向に延びている。

遮熱カバー３８は、横サポート部材３４の上面板３４Ｂと上，下方向で対面する上面板３８Ａと、上面板３８Ａの前端から下向きに延び横サポート部材３４の前面板３４Ａと間隔をもって前，後方向で対面する前面板３８Ｂと、前面板３８Ｂの下端から後向きに延び上面板３８Ａと間隔をもって上，下方向で対面する下面板３８Ｃとを有している。上面板３８Ａのうち、横サポート部材３４の各ボルト挿通孔３４Ｈに対応する２箇所には、雌ねじ孔を有するねじ座３８Ｄが、溶接等の手段を用いて固着されている。また、遮熱カバー３８のうち管路収容空間４１側となる内側面には、例えば発泡性の樹脂材料を用いて薄肉な板状に形成された板状断熱材３９が取付けられている。

そして、横サポート部材３４の各ボルト挿通孔３４Ｈに挿通したボルト４０を、遮熱カバー３８の各ねじ座３８Ｄに螺着することにより、遮熱カバー３８は、横サポート部材３４に固定される。この状態で、図１１に示すように、横サポート部材３４と遮熱カバー３８との間には、断面四角形状の管路収容空間４１が形成される。

管路収容空間４１内には、尿素水供給管路２８のうちエンジン７等からの熱の影響を受ける部位、即ち、エンジン室１５Ｂ内に配置された噴射弁側供給管路２８Ｂの噴射弁側横向き管路２８Ｂ３が収容されている。管路収容空間４１内に収容された噴射弁側横向き管路２８Ｂ３は管状断熱材２９によって覆われ、管状断熱材２９の外周側は、遮熱カバー３８の内側面に取付けられた各板状断熱材３９によってさらに覆われている。従って、管路収容空間４１内に収容された噴射弁側供給管路２８Ｂの噴射弁側横向き管路２８Ｂ３は、管状断熱材２９と板状断熱材３９とによって二重に覆われている。

これにより、エンジン７等から噴射弁側供給管路２８Ｂに向けて放射された熱気Ｂを、遮熱カバー３８によって遮ることができ、管路収容空間４１内に収容された噴射弁側横向き管路２８Ｂ３を流れる尿素水の温度上昇を抑えることができる。しかも、管路収容空間４１は、横サポート部材３４に設けられた開口部３６を通じて常に外気に開放されているので、管路収容空間４１が閉断面空間となることがない。これにより、管路収容空間４１内に熱気が生じたとしても、この熱気Ａを開口部３６を通じて外気中に放出することにより、管路収容空間４１内に熱気が籠るのを抑えることができる。

なお、噴射弁側横向き管路２８Ｂ３を覆う管状断熱材２９内には、エンジン冷却水の一部が流通する冷却水管路４２が配置されている。これにより、例えば寒冷地等において、冷却水管路４２を流れるエンジン冷却水を利用して噴射弁側横向き管路２８Ｂ３を必要に応じて暖めることができ、噴射弁側横向き管路２８Ｂ３内を流れる尿素水が凍結するのを防止することができる構成となっている。

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

キャブ１３に搭乗したオペレータが、エンジン７を始動することにより、油圧ポンプ８が駆動され、油圧ポンプ８からの圧油は、油圧ショベル１に搭載された各種油圧アクチュエータに供給される。この状態で、オペレータが走行用の操作レバーを操作することにより、下部走行体２を前進または後退させることができる。また、オペレータが作業用の操作レバーを操作することにより、上部旋回体３を旋回させつつ作業装置４を用いて土砂の掘削作業等を行うことができる。

ここで、油圧ショベル１の稼動時には、第１の排気ガス後処理装置１８に設けられた酸化触媒２０は、エンジン７から排出される排気ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）等を酸化して除去する。一方、第２の排気ガス後処理装置２２に設けられた尿素選択還元触媒２４は、尿素水噴射弁２６から尿素水が噴射されることにより、排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を無害な窒素ガスと水に分解する。さらに、第２の排気ガス後処理装置２２に設けられた酸化触媒２５は、残留アンモニアを酸化して除去する。このようにして、エンジン７からの排気ガスは、排気ガス浄化装置１６によって浄化され、この浄化された排気ガスは、浄化装置カバー１４Ｅの尾管１４Ｆを通じて大気中に排出される。

ここで、本実施の形態では、尿素水を貯える尿素水タンク２７を、冷却風の流れ方向において熱交換装置１０よりも上流側となる熱交換装置上流室１５Ａ内に配置している。これにより、尿素水タンク２７は、エンジン７等からの熱、熱交換装置１０を通過して暖められた冷却風に晒されることがないので、尿素水タンク２７に貯えられた尿素水の温度上昇を抑えることができ、尿素水の性状を適正に保つことができる。

一方、尿素水タンク２７と尿素水噴射弁２６との間を接続する尿素水供給管路２８のうち、噴射弁側供給管路２８Ｂを構成する噴射弁側横向き管路２８Ｂ３は、カウンタウエイト６の上端に沿って左，右方向に延びる状態で、エンジン室１５Ｂの上側領域に配置される。これにより、通常、デッドスペースとなるエンジン室１５Ｂの上側領域を有効に利用することができる。

この場合、エンジン室１５Ｂの上側領域は、エンジン７等からの熱が滞留するため、エンジン室１５Ｂの上側領域に配置された噴射弁側横向き管路２８Ｂ３は、エンジン７等からの熱の影響を受け易い。これに対し、本実施の形態では、外装カバー１４を支持するサポート部材３２のうち、エンジン室１５Ｂの上側領域に設けられた既存の横サポート部材３４に遮熱カバー３８を取付けることにより、横サポート部材３４と遮熱カバー３８との間に管路収容空間４１を形成し、この管路収容空間４１内に噴射弁側横向き管路２８Ｂ３を収容している。

これにより、機械室１５のエンジン室１５Ｂを通って尿素水噴射弁２６に接続される尿素水供給管路２８のうち、エンジン７等からの熱の影響を受け易い噴射弁側横向き管路２８Ｂ３を、横サポート部座３４と遮熱カバー３８とによって熱気から遮蔽することができる。この結果、尿素水タンク２７内の尿素水が、尿素水供給管路２８を通じて尿素水噴射弁２６に供給されるまでの間にエンジン７等からの熱によって加熱されるのを抑え、熱による尿素水の劣化を防止することができるので、尿素選択還元触媒２４を備えた排気ガス浄化装置１６の信頼性を高めることができる。

しかも、横サポート部材３４に開口部３６を設けることにより、管路収容空間４１を開口部３６を介して常に外気中に開放することができる。従って、管路収容空間４１が閉断面空間となって内部に熱気が籠るのを抑えることができ、管路収容空間４１内に熱気が生じたとしても、この熱気を開口部３６を通じて外気中に放出することができる。この結果、管路収容空間４１内に熱気が籠ることがなく、噴射弁側横向き管路２８Ｂ３を流れる尿素水の温度上昇を確実に抑えることができる。この場合、横サポート部材３４の開口部３６を、カウンタウエイト６の前面６Ｂと対面する部位に開口させることにより、雨水や土砂等が開口部３６を通じて管路収容空間４１内に侵入するのを抑えることができる。

また、管路収容空間４１内に収容される噴射弁側横向き管路２８Ｂ３を、管状断熱材２９で覆うことにより、噴射弁側横向き管路２８Ｂ３をエンジン７の熱から更に遮ることができ、尿素水の温度上昇を効率良く抑制することができる。

なお、実施の形態では、第１の排気ガス後処理装置１８の筒状ケース１９内に酸化触媒２０だけ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、例えば第１の排気ガス後処理装置１８の筒状ケース１９内に、酸化触媒２０の下流側に位置して粒子状物質除去フィルタ（Diesel Particulate Filter、略してＤＰＦとも呼ばれている）を設ける構成としてもよい。

また、実施の形態では、建設機械として、クローラ式の下部走行体２を備えた油圧ショベル１を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えばホイール式の下部走行体を備えた油圧ショベルに適用してもよく、また、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。

１ 油圧ショベル（建設機械）
２ 下部走行体
３ 上部旋回体
５ 旋回フレーム
６ カウンタウエイト
７ エンジン
９ 冷却ファン
１０ 熱交換装置
１４ 外装カバー
１４Ａ 左側面板
１４Ｂ 右側面板
１４Ｃ 上面板
１５ 機械室
１５Ａ 熱交換装置上流室
１５Ｂ エンジン室
１６ 排気ガス浄化装置
２４ 尿素選択還元触媒
２６ 尿素水噴射弁
２７ 尿素水タンク
２８ 尿素水供給管路
２９ 管状断熱材
３２ サポート部材
３３ 縦サポート部材
３４ 横サポート部材
３６ 開口部
３８ 遮熱カバー
４１ 管路収容空間

Claims (4)

1. 自走可能な下部走行体と、該下部走行体に旋回可能に搭載された上部旋回体とからなり、
   前記上部旋回体は、支持構造体をなす旋回フレームと、該旋回フレームの後側に設けられたカウンタウエイトと、該カウンタウエイトの前側に位置して前記旋回フレーム上に左，右方向に延在する横置き状態で設けられたエンジンと、該エンジンの左，右方向の一側に設けられ前記エンジンを動力源として回転することにより外部の空気を冷却風として吸込む冷却ファンと、該冷却ファンよりも冷却風の流れ方向の上流側に位置して前記冷却ファンと対面して設けられ冷却風によって流体を冷却する熱交換装置と、左側面板、右側面板および上面板を含んで形成され前記旋回フレーム上に前記エンジンおよび前記熱交換装置を含む搭載機器を収容する機械室を形成する外装カバーと、前記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尿素水タンクと、前記機械室内を通って該尿素水タンクと前記尿素水噴射弁との間を接続し前記尿素水噴射弁に供給される尿素水が流通する尿素水供給管路とを備えてなる建設機械において、
   前記カウンタウエイトの前側に配置され前記外装カバーを支持するサポート部材と、
   前記サポート部材に設けられ、前記サポート部材との間に前記尿素水供給管路を収容する管路収容空間を形成すると共に、前記エンジンからの熱を遮る遮熱カバーとを備え、
   前記サポート部材には、前記カウンタウエイトと対面する部位に前記管路収容空間を外気に開放する開口部が設けられ、
   前記サポート部材の前記カウンタウエイトと対面する面には、前記機械室と前記開口部との間を仕切る断熱部材が設けられていることを特徴とする建設機械。
2. 前記管路収容空間に収容される前記尿素水供給管路は、断熱材によって覆われる構成としてなる請求項１に記載の建設機械。
3. 前記機械室は、前記熱交換装置よりも冷却風の流れ方向の上流側に位置する熱交換装置上流室と、前記熱交換装置よりも冷却風の流れ方向の下流側に位置して前記エンジンが配置されたエンジン室とを有し、
   前記尿素水タンクは、前記熱交換装置上流室内に配置され、
   前記尿素水供給管路は、前記熱交換装置上流室から前記エンジン室を通って前記尿素水噴射弁に接続され、
   前記サポート部材と前記遮熱カバーとの間に形成される前記管路収容空間は、前記尿素水供給管路のうち前記エンジン室内に配置される部位を収容する構成としてなる請求項１に記載の建設機械。
4. 前記サポート部材は、前記旋回フレームから上，下方向に延びる複数の縦サポート部材と、左，右方向に延びる横サポート部材とを含んで構成し、
   前記横サポート部材は、前記縦サポート部材と前記熱交換装置とに取付ける構成とし、
   前記遮熱カバーは、前記横サポート部材に取付ける構成としてなる請求項１に記載の建設機械。

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