JP6608399B2 - 建設機械 - Google Patents

Description

本発明は、建設機械に係り、更に詳しくは、排ガスの浄化のために用いられる液体還元剤を貯蔵する還元剤タンクを備えた建設機械に関する。

ディーゼルエンジンを搭載した油圧ショベルやホイールローダ等の建設機械では、エンジンの排ガス規制に対応するために、排ガスを浄化する排気処理装置を搭載している。排気処理装置として、ＳＣＲ（選択還元型触媒法）のシステムを採用する場合、エンジンの排ガス中に液体還元剤を噴射することで、排ガス中の窒素酸化物を還元して排ガスの浄化を行う。液体還元剤は、還元剤タンクに貯蔵されており、排ガスの流れる排気管に供給ラインを介して供給される。

還元剤タンクには、液体還元剤の補給の際にタンク内部に夾雑物が混入することを抑制するため、ストレーナが設置されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の還元剤タンク（タンク）の補給口（供給孔）に取り付けられたストレーナは、簡単な構成で確実にかつ素早く市販の容器から還元剤タンクへ液体還元剤（尿素水）を供給できるように、不使用時には還元剤タンク内に退避している一方、液体還元剤の還元剤タンクへの供給時には先端部が還元剤タンクの外部へ進展するように構成されている。

特開２０１５−１２１１０２号公報

ところで、特許文献１に記載のストレーナのように液体還元剤を貯蔵する還元剤タンクで用いられるストレーナでは、通常、液体還元剤が液状を示す環境下で給水ガン等の注水デバイスを使用して補給したときに、液体還元剤のストレーナからの噴き戻しが起こらぬように、そのメッシュサイズ及び濾過面積が選定されている。なぜなら、ストレーナの通過面積が小さすぎると、注水デバイスによりストレーナに注入した液体還元剤が還元剤タンクの補給口側に逆流し、適切な補給作業が不可能となるからである。

また、特許文献１に記載のストレーナのように建設機械に搭載された還元剤タンクで用いられるストレーナの場合、建設機械の稼動域である極低温地域等において、液体還元剤の凝固点以下の環境下での使用が想定される。この場合、液体還元剤が液状を示す環境下で液体還元剤の噴き戻しが起こらぬように、ストレーナのメッシュサイズ及び濾過面積を選定しても、以下の状況下では、注水デバイスによりに注入した液体還元剤がストレーナから噴き戻される虞がある。

液体還元剤の補給作業の終了後に還元剤タンク全体の温度が液体還元剤の凝固点以下に低下した場合、補給の際にストレーナ上に残留していた液体還元剤が凍結し、ストレーナの通過面積が減少することがある。このようなストレーナの状態で注水デバイスを用いて液体還元剤の補給作業を行うと、ストレーナに注入された液体還元剤の流量に対してストレーナの通過面積が小さすぎ、液体還元剤が補給口側に噴き戻されることがある。このような液体還元剤の噴き戻しの状態が持続すると、液体還元剤の追加補給が不可能となる。たとえ、ストレーナ上で凍結した液体還元剤が補給作業の進展に伴って融解したとしても、液体還元剤が完全に融解するまでの間は、補給速度が著しく制限される。

このように、ストレーナ上に残留していた液体還元剤が凍結した状態において注水デバイスを用いて液体還元剤の補給作業を行うと、液体還元剤の噴き戻しや補給速度の著しい制限が生じる。そのため、液体還元剤の補給作業の煩雑さが増し、作業者の不評を招くことになる。

本発明は、上記の事柄に基づいてなされたもので、その目的は、液体還元剤の凝固点以下の環境下での液体還元剤の還元剤タンクへの補給の際に、液体還元剤のストレーナからの噴き戻しを抑制できる建設機械を提供することである。

本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、排ガスを浄化するための液体還元剤を貯蔵する還元剤タンクを備えた建設機械であって、前記還元剤タンクは、液体還元剤を補給するためのタンク補給口を有するタンク本体と、前記タンク本体の前記タンク補給口に取り付けられたストレーナとを備え、前記ストレーナは、軸方向一端の第１開口部と軸方向他端の第２開口部とを有し、前記タンク補給口側に位置する前記第１開口部から前記第２開口部との間で前記タンク本体内へ液体還元剤を導入する導入管と、前記導入管の外周部及び前記第２開口部に対し間隔をあけて覆う有底筒状の濾過体とを備え、前記濾過体は、前記第２開口部に対面する側に設けられ液体還元剤を濾過する第１濾過部と、前記濾過体の長手方向において前記第１濾過部よりも前記第１開口部側に配置され、前記第１濾過部よりも目の粗い第２濾過部とを有し、前記導入管の前記第２開口部は、前記導入管の軸方向において前記第２濾過部よりも前記濾過体の底部側に位置することを特徴とする。

本発明によれば、目の粗さの異なる第１濾過部と第２濾過部とで構成した濾過体により導入管の外側を覆い、導入管の第２開口部から流出した液体還元剤が先ず第１濾過部に達するように第１濾過部及び第１濾過部よりも目の粗い第２濾過部を配置したので、液体還元剤が液状の環境下では第１濾過部により液体還元剤を濾過し、液体還元剤が第１濾過部上で凍結した環境下では第２濾過部により液体還元剤を濾過することができる。したがって、液体還元剤の凝固点以下の環境下での液体還元剤の還元剤タンクへの補給の際に、液体還元剤のストレーナからの噴き戻しを抑制することができる。

本発明の建設機械の第１の実施の形態を適用した油圧ショベルを示す側面図である。 図１に示す本発明の建設機械の第１の実施の形態におけるＮＯｘ浄化装置の構成を示す説明図である。 図２に示す本発明の建設機械の第１の実施の形態の一部を構成する還元剤タンクを示す断面図である。 図３に示す還元剤タンクのストレーナを拡大した状態で示す断面図である。 図４に示すストレーナの濾過体の構造を示す斜視図である。 図４に示すストレーナの導入管及び邪魔板部の構造を示す斜視図である。 本発明の建設機械の第１の実施の形態における液体還元剤がストレーナの第１フィルタ上で凍結していない状況下でのストレーナの作用を示す説明図である。 本発明の建設機械の第１の実施の形態における液体還元剤がストレーナの第１フィルタ上で凍結した状況下でのストレーナの作用を示す説明図である。 本発明の建設機械の第２の実施の形態の一部を構成するストレーナを示す断面図である。 本発明の建設機械の第１の実施の形態の変形例におけるストレーナの濾過体の取付構造を示す断面図である。

以下、本発明の建設機械の実施の形態を図面を用いて説明する。本実施の形態においては、建設機械の一例として油圧ショベルを例に挙げて説明する。
まず、本発明の建設機械の第１の実施の形態を適用した油圧ショベルの構成を図１及び図２を用いて説明する。図１は本発明の建設機械の第１の実施の形態を適用した油圧ショベルを示す側面図、図２は図１に示す本発明の建設機械の第１の実施の形態におけるＮＯｘ浄化装置の構成を示す説明図である。ここでは、運転席に着座したオペレータから見た方向を用いて説明する。

図１において、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、下部走行体２と共に車体を構成する上部旋回体３と、上部旋回体３の前端部に俯仰動可能に設けられた作業フロント４とで大略構成されている。

下部走行体２は、トラックフレーム５と、トラックフレーム５の後端部（図１の左端部）に回転可能に支持された駆動輪６と、トラックフレーム５の前端部（図１の右端部）に回転可能に支持された遊動輪７と、駆動輪６と遊動輪７とに掛け回された履帯８とを備えている。

作業フロント４は、掘削作業等を行うための作動装置であり、ブーム９、アーム１０、バケット１１を備えている。ブーム９の基端側は、上部旋回体３の前端部に回動可能に連結されている。ブーム９の先端部には、アーム１０の基端部が回動可能に連結されている。アーム１０の先端部には、バケット１１の基端部が回動可能に連結されている。ブーム９、アーム１０、バケット１１は、それぞれブームシリンダ９ａ、アームシリンダ１０ａ、バケットシリンダ１１ａによって回動される。

上部旋回体３は、下部走行体２上に旋回可能に搭載された支持構造体の旋回フレーム１２と、旋回フレーム１２上の後側に配置された機械室１３と、旋回フレーム１２上の左前側に設置されたキャブ１４と、旋回フレーム１２上の右側前端部、すなわち、作業フロント４（ブーム９）を挟んでキャブ１４の反対側に配設された工具箱１５と、旋回フレーム１２上の右側で工具箱１５の後方に配設された燃料タンク１６と、旋回フレーム１２上の右側で燃料タンク１６の後方に配設された作動油タンク１７とを含んで構成されている。旋回フレーム１２の後端部には、作業フロント４との重量バランスをとるために、カウンタウェイト１８が取り付けられている。

機械室１３には、エンジン２０及び油圧ポンプ２１が配置されている。油圧ポンプ２１は、エンジン２０によって駆動され、作動油タンク１７内の作動油を作業フロント４の各シリンダ９ａ、１０ａ、１１ａや他の油圧アクチュエータ（図示せず）に供給する。エンジン２０には、排ガスを排出するための排気管２２が接続されている。

排気管２２には、エンジン２０の排ガスを浄化するためのＮＯｘ浄化装置３０が設けられている。ＮＯｘ浄化装置３０は、液体還元剤としての尿素水溶液（以下、尿素水という）を用いて排ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化するものである。ＮＯｘ浄化装置３０は、図１及び図２に示すように、排気管２２に接続された筒体状の収容体３１と、収容体３１内の排ガスの上流側に配置された尿素選択還元触媒３２と、尿素選択還元触媒３２の下流側に配置された酸化触媒３３とを備えている。尿素選択還元触媒３２の上流側の排気管２２には、尿素水噴射弁３４が設けられている。ＮＯｘ浄化装置３０で使用される尿素水は、還元剤タンク４０に貯蔵されている。還元剤タンク４０は、工具箱１５内に収容されており、供給配管３５を介して尿素水噴射弁３４に接続されている。供給配管３５には、還元剤タンク４０内の尿素水を尿素水噴射弁３４に供給する供給ポンプ３６が設けられている。

上記のように構成されたＮＯｘ浄化装置３０においては、還元剤タンク４０内の尿素水を供給ポンプ３６により加圧し、尿素水噴射弁３４により尿素水を排ガス中に霧状に噴射する。この尿素水が加水分解されることでアンモニアが生成される。生成されたアンモニアは、尿素選択還元触媒３２に吸着され、排ガス中の窒素酸化物と反応して水と窒素とに分解される。この反応において窒素酸化物と反応しきれずに余ったアンモニアは、酸化触媒３３により酸化・分解される。このように、排ガス中の窒素酸化物が浄化されると共に生成されたアンモニアの外部への排出が防止される。

次に、本発明の建設機械の第１の実施の形態における還元剤タンクの構成を図３を用いて説明する。図３は図２に示す本発明の建設機械の第１の実施の形態の一部を構成する還元剤タンクを示す断面図である。なお、図３において、図１及び図２に示す符号と同符合のものは、同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。

図３において、還元剤タンク４０は、尿素水Ｕを貯蔵するタンク本体４１と、タンク本体４１に貯蔵された尿素水Ｕの温度や濃度等の各種情報を検出するセンサユニット５０とを有している。

タンク本体４１は、ポリエチレン等の樹脂材料又はステンレス等の金属により形成された多面体の箱状の容器である。例えば、角部が丸く形成された直方体状の箱の前面側上部を切り落とした断面５角形状である。具体的には、底面部４２と、底面部４２の前端から立ち上がり傾斜部４７を有する前面部４３と、底面部４２の後端から立ち上がる後面部４４と、底面部４２の左端及び右端から立ち上がり前面部４３と後面部４４とを接続する左右の側面部４５（図３では左側のみを図示）と、これら前面部４３、後面部４４、左右の側面部４５の上側を閉塞する天面部４６とで構成されている。

底面部４２には、メンテナンス時に尿素水Ｕを排出するドレインポート４２ａが設けられている。天面部４６には、センサユニット５０を取り付けるための開口部４６ａが設けられている。センサユニット５０は、タンク本体４１内の尿素水Ｕを吸い込むための吸込配管５１、タンク本体４１内の尿素水Ｕの温度や濃度等の各種情報を検出するセンサ５２、タンク本体４１の内部と外部を連通するブリーザパイプ５３を取付具５４に組み付けて一体化したものであり、取付具５４により天面部４６の開口部４６ａに取り付けられている。吸込配管５１及びセンサ５２は、天面部４６の開口部４６ａを挿通して底面部４２の近傍まで垂下している。吸込配管５１は、尿素水ＵをＮＯｘ浄化装置３０の尿素水噴射弁３４へ導く供給配管３５（図２参照）に接続されている。

前面部４３の傾斜部４７には、尿素水Ｕをタンク本体４１内に補給するためのタンク補給口４７ａが設けられている。前面部４３に傾斜部４７を設けその傾斜部４７にタンク補給口４７ａを設けるのは、タンク本体４１に貯蔵した尿素水Ｕが凍結して体積が増大してもタンク本体４１の破損等が生じないように、タンク本体４１内の上部に隙間（気相部）Ａを形成するためである。換言すると、タンク補給口４７ａによって、タンク本体４１内の尿素水Ｕの最大水位を制限している。

タンク補給口４７ａには、還元剤タンク４０への尿素水Ｕの補給の際に、尿素水Ｕを濾過するストレーナ６０が取り付けられている。ストレーナ６０は、タンク補給口４７ａからタンク本体４１内に傾斜部４７に対して略直交する方向に延在している。ストレーナ６０のタンク本体４１内の先端部は、タンク本体４１の前面部４３の上端近傍の高さにまで達している。

次に、本発明の建設機械の第１の実施の形態の一部を構成するストレーナの構造の詳細を図４乃至図６を用いて説明する。
図４は図３に示す還元剤タンクのストレーナを拡大した状態で示す断面図、図５は図４に示すストレーナの濾過体の構造を示す斜視図、図６は図４に示すストレーナの導入管及び邪魔板部の構造を示す斜視図である。図４乃至図６では、図３に示す斜め方向に延在するストレーナとは異なり、ストレーナを上下方向に延在した状態で示している。なお、図４乃至図６において、図１乃至図３に示す符号と同符号のものは、同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。

図４において、ストレーナ６０は、還元剤タンク４０（図３参照）のタンク本体４１内に尿素水を導入する筒状の導入管６１と、導入管６１からタンク本体４１内に流入する尿素水を濾過する濾過体６２とを備えている。

導入管６１は、軸方向Ａ（図４では上下方向）の一端（図４では上端）の第１開口部６１ａと、軸方向Ａの他端（図４では下端）の第２開口部６１ｂとを有しており、タンク補給口４７ａ側に位置する第１開口部６１ａから第２開口部６１ｂとの間でタンク本体４１内へ尿素水を流入させるものである。導入管６１は、例えば、合成樹脂により形成されている。導入管６１の第１開口部６１ａ側の先端部には、第１開口部６１ａを閉塞するキャップ６３が着脱可能に取り付けられている。

導入管６１の第１開口部６１ａ寄りの外周部には、径方向外側に突出する環状のフランジ部６４が設けられている。フランジ部６４は、導入管６１をタンク本体４１に取り付けるためのものであり、フランジ部６４の外周側には、取付ねじ（図示せず）を挿通させるための貫通孔６４ａが周方向に間隔をあけて複数設けられている。フランジ部６４は、例えば、合成樹脂により導入管６１と一体に形成されている。

濾過体６２は、一方側（図４では上側）が開口する有底筒状に形成され、導入管６１におけるフランジ部６４よりも第２開口部６１ｂ側に位置する外周部及び第２開口部６１ｂに対し間隔をあけて覆うように構成されている。濾過体６２は、図４及び図５に示すように、複数の間隙７１ａを有する骨組部７１と、骨組部７１の間隙７１ａを塞ぐ第１濾過部としての第１フィルタ７２及び第２濾過部としての第２フィルタ７３とで構成されている。第１フィルタ７２及び第２フィルタ７３は、導入管６１の第２開口部６１ｂから噴出した尿素水が先に第１フィルタ７２に達し、第２フィルタ７３に直接当たらないにように配置されている。

骨組部７１は複数のフレームで構成されており、複数のフレームの間には複数の間隙７１ａが形成されている。骨組部７１は、例えば、濾過体６２の底部の一部を規定する円環状の底部フレーム７５と、濾過体６２の開口を形成する円環状の取付フレーム７６と、濾過体６２の長手方向に延びて底部フレーム７５と取付フレーム７６とを連結する複数（本実施の形態では２つ）の柱フレーム７７と、底部フレーム７５と取付フレーム７６の間に位置し、複数の柱フレーム７７を連結する円環状の中間フレーム７８とで構成され、合成樹脂により一体に形成されている。骨組部７１は、濾過体６２の形状を保持し濾過体６２の剛性を確保するものである。濾過体６２は、例えば、骨組部７１の取付フレーム７６をフランジ部６４に接着することによりフランジ部６４に固定されている。

第１フィルタ７２は、金属製又は合成樹脂製の線材を網目状に織った柔軟性を有する網状部材であり、導入管６１から流出する尿素水を濾過するものである。第１フィルタ７２は、ＮＯｘ浄化装置３０に混入すると不具合の原因となる大きさの夾雑物Ｉ（後述の図７参照）を除去可能な目の細かさを有している。第１フィルタ７２の濾過面積は、尿素水の凍結温度よりも高い環境下での補給において、導入管６１から噴出した尿素水が第１フィルタ７２を通過できずに第２フィルタ７３に到達することがない範囲に設定されている。第１フィルタ７２は、第２開口部６１ｂに対面する側に設けられおり、底部フレーム７５内に形成された円状の間隙７１ａを覆う底部フィルタ８１と、底部フレーム７５と中間フレーム７８と柱フレーム７７との間に形成された間隙７１ａを覆う外周部フィルタ８２とで構成されている。底部フィルタ８１と底部フレーム７５とにより、濾過体６２の底部が構成されている。濾過体６２の底部には、重力や尿素水の流れの作用により、尿素水を濾過して分離した夾雑物Ｉが堆積する。また、外周部フィルタ８２、底部フレーム７５、中間フレーム７８、柱フレーム７７により、濾過体６２の外周部のうち底部寄りの部分が構成されている。

第２フィルタ７３は、金属製又は合成樹脂製の線材を網目状に織った柔軟性を有する網状部材である。第２フィルタ７３は、取付フレーム７６と中間フレーム７８と柱フレーム７７との間に形成された間隙７１ａを覆っており、濾過体６２の長手方向（図４及び図５では上下方向）において第１フィルタ７２よりも導入管６１の第１開口部６１ａ側（図４及び図５では上側）に配置されている。第２フィルタ７３は、第１フィルタ７２よりも目が粗く、補給時の尿素水が第２フィルタ７３上に残留したときに網目に尿素水の液膜が生じないような目の粗さである。第２フィルタ７３は、尿素水の凍結温度以下の環境下での補給において、凍結した尿素水が付着した第１フィルタ７２を通過できない尿素水の流れをタンク本体４１内に導くものであり、第１フィルタ７２を通過できない尿素水の流れが導入管６１に噴き戻されることを防止する。第２フィルタ７３、取付フレーム７６、中間フレーム７８、柱フレーム７７により、濾過体６２の外周部のうち開口側寄りの部分が構成されている。

第２フィルタ７３は、図４に示すように、導入管６１の軸方向Ａにおいて導入管６１の第２開口部６１ｂよりもフランジ部６４側（図４では上側）に配置されている。換言すると、導入管６１の第２開口部６１ｂは、導入管６１の軸方向Ａにおいて第２フィルタ７３よりも濾過体６２の底部側、つまり、底部フィルタ８１側（図４では下側）に位置している。このような第２フィルタ７３と導入管６１の第２開口部６１ｂの位置関係により、導入管６１の第２開口部６１ｂから噴出した尿素水が第２フィルタ７３に直接当たらないようにしている。

導入管６１の第２開口部６１ｂと第１フィルタ７２の底部フィルタ８１（濾過体６２の底部）との間には、円板状の邪魔板部６５が配置されている。邪魔板部６５は、図４及び図６に示すように、その面が導入管６１の軸方向Ａに向くように配置されており、複数（本実施の形態では４本）の支持柱部６５ａを介して導入管６１に支持されている。邪魔板部６５の存在により、導入管６１の第２開口部６１ｂから第１フィルタ７２の底部フィルタ８１までの流路が直線的でない屈曲した流路となる。したがって、邪魔板部６５は、導入管６１の第２開口部６１ｂから流出した尿素水の流れが衝突する流れ抑制体として機能する。尿素水の噴流が邪魔板部６５に衝突することで、導入管６１からの噴流が底部フィルタ８１に直接衝突することを防止すると共に、導入管６１から底部フィルタ８１への流れを抑制する。邪魔板部６５及び支持柱部６５ａは、例えば、合成樹脂により導入管６１と一体に形成されている。

第２フィルタ７３の外側には、図４に示すように、流れ転向体６６が間隔をあけて配置されている。流れ転向体６６は、第２フィルタ７３を通過した尿素水の流れを第１フィルタの外周部フィルタ８２に向かうように転向させるものである。例えば、濾過体６２の第２フィルタ７３側から第１フィルタ７２側に向かって縮径する筒状に形成されている。流れ転向体６６は、例えば、合成樹脂によりフランジ部６４と一体に形成されている。

次に、本発明の建設機械の第１の実施の形態における尿素水の補給時のストレーナの作用を図７乃至図８を用いて説明する。
図７は本発明の建設機械の第１の実施の形態における液体還元剤がストレーナの第１フィルタ上で凍結していない状況下でのストレーナの作用を示す説明図、図８は本発明の建設機械の第１の実施の形態における液体還元剤がストレーナの第１フィルタ上で凍結した状況下でのストレーナの作用を示す説明図である。なお、図７及び図８において、図１乃至図６に示す符号と同符号のものは、同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。

先ず、尿素水の凝固点より高い環境下で補給する場合のストレーナの作用を図７を用いて説明する。尿素水の補給時には、ストレーナ６０のキャップ６３（図４参照）を取り外し、注水デバイス１００のノズルを導入管６１に挿入する。尿素水の補給を開始すると、注水デバイス１００のノズルを介して尿素水が導入管６１に流入する。

導入管６１の第２開口部６１ｂから噴出した尿素水の流れＦ１は、邪魔板部６５に衝突して邪魔板部６５の外側方向へ転向する。邪魔板部６５により転向した尿素水の流れＦ２は、第１フィルタ７２の外周部フィルタ８２及び底部フィルタ８１の一次側表面に達する。このとき、導入管６１の第２開口部６１ｂが第２フィルタ７３よりも底部フィルタ８１側（図７では下側）に位置しているので、導入管６１の第２開口部６１ｂから噴出する尿素水の流れＦ１が第２フィルタ７３に衝突することはない。

第１フィルタ７２の濾過面積を補給時の尿素水の流量に対応した面積に設定しているので、導入管６１の第２開口部６１ｂから噴出した尿素水は、その全量が第１フィルタ７２により濾過されて還元剤タンク４０（図３参照）のタンク本体４１内に導かれる。したがって、第１フィルタ７２を通過できずにフランジ部６４側に転向する（逆流する）尿素水の流れが生じないので、尿素水に混入していた夾雑物Ｉが第２フィルタ７３を通過することがない。尿素水に混入していた夾雑物Ｉは、重力ならびに流れの作用によって底部フィルタ８１の一次側表面に堆積する。

このように、尿素水の凝固点より高い環境下において尿素水の補給を行う場合、還元剤タンク４０へ補給する尿素水の全量を第１フィルタ７２のみで濾過するので、ＮＯｘ浄化装置３０に混入すると不具合の原因となる夾雑物Ｉを確実に除去することができる。

次に、尿素水の凝固点以下の環境下で第１フィルタの表面上に残留した尿素水が凍結した状態において補給する場合のストレーナの作用を図８を用いて説明する。導入管６１の第２開口部６１ｂから噴出した尿素水の流れＦ１１は、上述した尿素水の凝固点よりも高い環境下で補給する場合と同様に、第２フィルタ７３に衝突することなく邪魔板部６５に衝突して転向し、第１フィルタ７２の外周部フィルタ８２及び底部フィルタ８１の一次側表面に達する。

第１フィルタ７２の外周部フィルタ８２及び底部フィルタ８１の表面上には、凍結した尿素水が付着しているので、尿素水が凍結していない場合と比較して、第１フィルタ７２の流通面積が極めて小さくなっている。そのため、第１フィルタ７２に達した尿素水の流れＦ１２は、第１フィルタ７２を通過することができず、導入管６１の外側の流路側に転向する。第１フィルタ７２により転向した流れＦ１２は、導入管６１の外側の流路を通って第２フィルタ７３の一次側表面に達する。

第２フィルタ７３では、第１フィルタ７２よりも目が粗く網目に尿素水の液膜は生じない。そのため、第２フィルタ７３の表面上で尿素水が凍結することはなく、第２フィルタ７３の流通面積は第１フィルタ７２よりも大きい。したがって、第２フィルタ７３の一次側表面に達した尿素水の流れＦ１３は、第２フィルタ７３を通過して流れ転向体６６に達する。この流れＦ１３は、流れ転向体６６により第１フィルタ７２の外周部フィルタ８２に向かうように転向する。流れ転向体６６により転向した尿素水の流れＦ１４は、外周部フィルタ８２の二次側表面（外側表面）に衝突し、その後、タンク本体４１内に流入する。

このとき、外周部フィルタ８２の一次側表面（内側表面）では、邪魔板部６５により転向した流れＦ１２が衝突している。また、外周部フィルタ８２の二次側表面では、流れ転向体６６により転向した流れＦ１４が衝突している。これらの２つの流れＦ１２、Ｆ１４により、外周部フィルタ８２上で凍結状態の尿素水が速やかに解凍されるので、外周部フィルタ８２の機能が早急に回復する。

また、導入管６１から噴出した尿素水の流れＦ１１は、邪魔板部６５の存在により、底部フィルタ８１の１次側表面に堆積した夾雑物Ｉに直接当たることがないので、堆積した夾雑物Ｉが濾過体６２内で撹拌されることを抑制できる。そのため、導入管６１の外側の流路を通って第２フィルタ７３の一次側表面に達する流れＦ１２に対する夾雑物Ｉの混入が抑制される。したがって、濾過体６２の底部に堆積していた夾雑物Ｉが第２フィルタ７３を通過してタンク本体４１内へ流入することを防止できる。

上述したように、本発明の建設機械の第１の実施の形態によれば、目の粗さの異なる第１フィルタ７２（第１濾過部）と第２フィルタ７３（第２濾過部）とを有する濾過体６２により導入管６１の外側を覆い、導入管６１の第２開口部６１ｂから流出した尿素水（液体還元剤）が先ず第１フィルタ７２（第１濾過部）に達するように第１フィルタ７２（第１濾過部）及び第１フィルタ７２（第１濾過部）よりも目の粗い第２フィルタ７３（第２濾過部）を配置したので、尿素水（液体還元剤）が液状の環境下では第１フィルタ７２（第１濾過部）により尿素水（液体還元剤）を濾過し、尿素水（液体還元剤）が第１フィルタ７２（第１濾過部）上で凍結した環境下では第２フィルタ７３（第２濾過部）により尿素水（液体還元剤）を濾過することができる。したがって、尿素水（液体還元剤）の凝固点以下の環境下での尿素水（液体還元剤）の還元剤タンク４０への補給の際に、尿素水（液体還元剤）のストレーナ６０からの噴き戻しを抑制することができる。

また、本実施の形態によれば、尿素水の凝固点以下の環境下での補給の際の尿素水のストレーナからの噴き戻しの抑制を、還元剤タンク４０のタンク補給口４７ａにストレーナ６０を取り付けるだけで実現できるので、還元剤タンク内にヒータを設置して尿素水の凍結を防止することで尿素水の従来のストレーナからの噴き戻しを抑制する場合と比較して、低コストである。還元剤タンク４０内にヒータを設置する場合、既存の尿素ＳＣＲシステムの要素部品、レイアウト、制御ロジック等に大幅な改造や変更を加える必要がある。それに対して、本実施の形態では、既存の還元剤タンクのストレーナの取付部分（タンク補給口）を変更すること及び従来のストレーナを本実施の形態のストレーナ６０に変更することのみで、尿素水の凝固点以下の環境下での補給の際の尿素水のストレーナからの噴き戻しの抑制を実現できる。

さらに、本実施の形態によれば、導入管６１の第２開口部６１ｂと濾過体６２の底部（第１フィルタ７２の底部フィルタ８１）との間に邪魔板部６５を配置し、導入管６１の第２開口部６１ｂから流出した尿素水の流れが邪魔板部６５に衝突するように構成したので、濾過体６２の底部に堆積した夾雑物Ｉに導入管６１から流出した尿素水の流れが直接当たることはない。したがって、濾過体６２の底部に堆積した夾雑物Ｉが濾過体６２内で撹拌されることを抑制でき、撹拌による夾雑物Ｉの第２フィルタ７３への到達を防止できる。

また、邪魔板部６５に衝突した尿素水の流れは転向して第１フィルタ７２の外周部フィルタ８２の内側表面（１次側表面）に衝突するので、外周部フィルタ８２の表面上で尿素水が凍結した状況下では、外周部フィルタ８２上で凍結状態の尿素水を速やかに解凍することができる。

また、本実施の形態によれば、濾過体６２の第２フィルタ７３の外側に間隔をあけて流れ転向体６６を配置して第２フィルタ７３を通過した尿素水の流れを第１フィルタ７２の外周部フィルタ８２に向かうように転向させるように構成したので、外周部フィルタ８２の表面上に尿素水が凍結した状況下では、流れ転向体６６により転向した尿素水の流れが第１フィルタ７２の外周部フィルタ８２の外側表面（２次側表面）に衝突し、外周部フィルタ８２上で凍結状態の尿素水を速やかに解凍することができる。

さらに、本実施の形態によれば、複数のフレーム７５、７６、７７、７８で構成された骨組部７１と、複数のフレーム７５、７６、７７、７８の間に形成された間隙７１ａを塞ぐ第１フィルタ７２及び第２フィルタ７３とで濾過体６２を構成したので、濾過体６２の剛性の確保及び第１フィルタ７２及び第２フィルタ７３の破損の抑制を図ることができる。

次に、本発明の建設機械の第２の実施の形態を図９を用いて説明する。図９は本発明の建設機械の第２の実施の形態の一部を構成するストレーナを示す断面図である。なお、図９において、図１乃至図８に示す符号と同符号のものは、同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。

本発明の建設機械の第２の実施の形態が第１の実施の形態に対して相違する点は以下のとおりである。第１の実施の形態のストレーナ６０の濾過体６２は、複数のフレーム７５、７６、７７、７８で構成された骨組部７１と、複数のフレーム７５、７６、７７、７８の間に形成された間隙７１ａを塞ぐ第１フィルタ７２及び第２フィルタ７３とで構成したものである（図４参照）。それに対して、図９に示す第２の実施の形態のストレーナ６０Ａの濾過体６２Ａは、第１フィルタ７２Ａと第２フィルタ７３Ａとで袋状に形成された骨組部のない構成である。

具体的には、第１フィルタ７２Ａは、線材を網目状に織った柔軟性を有する有底筒状の網状部材である。第２フィルタ７３Ａは、線材を網目状に織った柔軟性を有する筒状の網状部材である。濾過体６２Ａは、第１フィルタ７２Ａの開口側に第２フィルタ７３Ａの一方の開口側を接続する（編み合わせる）ことで、袋状に形成されている。第２フィルタ７３Ａの他方の開口側には、取付フレーム７６が設けられている。濾過体６２Ａは、取付フレーム７６のフランジ部６４への接着等により、フランジ部６４に取り付けられている。

なお、濾過体６２Ａと導入管６１の配置関係は、第１の実施の形態の場合と同様である。また、濾過体６２Ａの第２フィルタ７３Ａと導入管６１の第２開口部６１ｂとの位置関係も第１の実施の形態の場合と同様である。したがって、尿素水の凍結温度より高い環境下で補給する場合及び尿素水の凍結温度以下の環境下で補給する場合におけるストレーナ６０Ａの作用は、第１の実施の形態の場合と同様である。

上述した本発明の建設機械の第２の実施の形態によれば、前述した第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

また、本実施の形態によれば、ストレーナ６０Ａの濾過体６２Ａを第１フィルタ７２Ａと第２フィルタ７３Ａとで袋状に形成した骨組部のない構成としたので、第１の実施の形態の場合と比較して、濾過体６２Ａの構成の簡素化を図ることができる。

なお、上述した本発明の建設機械の第１及び第２の実施の形態においては、本発明の建設機械を油圧ショベル１に適用した例を示したが、本発明は、排ガスの浄化のための液体還元剤を貯蔵する還元剤タンクを備えた油圧クレーンやホイールローダ等の各種の建設機械に広く適用することができる。

また、本発明は本実施の形態に限られるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記した実施形態は本発明をわかり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。

例えば、上述した実施の形態においては、邪魔板部６５を備えた構成のストレーナ６０の例を示したが、邪魔板部６５のない構成のストレーナも可能である。この場合、ストレーナの構造の簡素化を図ることができる。同様に、流れ転向体６６を備えた構成のストレーナ６０の例を示したが、流れ転向体６６のない構成のストレーナも可能である。この場合も、ストレーナの構造の簡素化を図ることができる。

また、上述した実施の形態においては、導入管６１とフランジ部６４とを一体で形成したストレーナ６０の例を示したが、導入管６１とフランジ部６４とを別体で形成することも可能である。同様に、流れ転向体６６とフランジ部６４とを一体で形成したストレーナ６０の例を示したが、流れ転向体６６とフランジ部６４とを別体で形成することも可能である。

また、上述した実施の形態においては、流れ転向体６６を縮径した筒状部材により構成した例を示したが、流れ転向体の構成は、第２フィルタ７３を通過した尿素水の流れを第１フィルタ７２に向かうように転向させることが可能であれば、任意である。例えば、流れ転向体を、第２フィルタ７３の外側に周方向に沿って配置した複数の板部材で構成することも可能である。複数の板部材のフランジ部６４に対する取付角度を調整することで、第２フィルタ７３を通過した尿素水の流れを第１フィルタ７２に向かうように転向させることができる。

また、上述した実施の形態においては、濾過体６２、６２Ａの第１濾過部及び第２濾過部として、線材を網目状に織った網状部材の第１フィルタ７２、７２Ａ及び第２フィルタ７３、７３Ａを用いた構成のストレーナ６０、６０Ａの例を示したが、第１濾過部及び第２濾過部として、異なる開口径の孔を多数設けた有底筒状の部材を用いた構成のストレーナも可能である。具体的には、有底筒状の部材の底部側に第１濾過部として開口径の小さな孔を設け、開口側に第２濾過部として底部側よりも開口径の大きな孔を設ける。この場合も、第１フィルタ７２、７２Ａ及び第２フィルタ７３、７３Ａと同様な機能を発揮することができる。

また、上述した第１の実施の形態においては、濾過体６２の骨組部７１の取付フレーム７６をフランジ部６４に接着することで、濾過体６２をフランジ部６４に固定する構成のストレーナ６０の例を示したが、濾過体６２をフランジ部６４に固定する構造は任意である。例えば、図１０に示すストレーナ６０Ｂの濾過体６２Ｂのフランジ部６４への取付構造も可能である。図１０は本発明の建設機械の第１の実施の形態の変形例におけるストレーナの濾過体の取付構造を示す断面図である。具体的には、骨組部７１Ｂの取付フレーム７６Ｂの上端部から外側に突出する円環状の取付フランジ７９を設ける。取付フレーム７６Ｂに取付フランジ７９を樹脂製の取付ねじＳによりフランジ部６４に取り付けることで、濾過体６２Ｂをフランジ部６４に固定する。また、濾過体６２の骨組部７１をフランジ部６４と一体で形成することで、濾過体６２の取付構造を省略することができる。

また、上述した第１の実施の形態においては、流れ抑制体として板状の邪魔板部６５を用いた構成のストレーナ６０の例を示したが、流れ抑制体の形状は、導入管６１の第２開口部６１ｂから流出した尿素水の流れが衝突し、導入管６１からの噴流が底部フィルタ８１に直接当たることを抑制すると共に尿素水の底部フィルタ８１へ流れを抑制するものであれば任意である。流れ抑制体として、例えば、頂点を導入管６１側に向けて配置した円錐状の部材を用いた構成のストレーナも可能である。

また、上述した第１の実施の形態においては、流れ抑制体としての邪魔板部６５を支持柱部６５ａを介して導入管６１に支持させた構成のストレーナ６０の例を示したが、邪魔板部６５を濾過体６２の骨組部７１の底部フレーム７５や柱フレーム７７に支持させる構成のストレーナも可能である。

１…油圧ショベル（建設機械）、 ４０…還元剤タンク、 ４１…タンク本体、 ４７ａ…タンク補給口、 ６０、６０Ａ、６０Ｂ…ストレーナ、６１…導入管、 ６１ａ…第１開口部、 ６１ｂ…第２開口部、 ６２、６２Ａ、６２Ｂ…濾過体、 ６５…邪魔板部（流れ抑制体）、 ６６…流れ転向体、 ７１、７１Ｂ…骨組部、 ７１ａ…間隙、 ７２、７２Ａ…第１フィルタ（第１濾過部）、 ７３、７３Ａ…第２フィルタ（第２濾過部）、 ７５…底部フレーム（フレーム）、 ７６…取付フレーム（フレーム）、 ７７…柱フレーム（フレーム）、 ７８…中間フレーム（フレーム）

Claims (5)

1. 排ガスを浄化するための液体還元剤を貯蔵する還元剤タンクを備えた建設機械であって、
   前記還元剤タンクは、
   液体還元剤を補給するためのタンク補給口を有するタンク本体と、
   前記タンク本体の前記タンク補給口に取り付けられたストレーナとを備え、
   前記ストレーナは、
   軸方向一端の第１開口部と軸方向他端の第２開口部とを有し、前記タンク補給口側に位置する前記第１開口部から前記第２開口部との間で前記タンク本体内へ液体還元剤を導入する導入管と、
   前記導入管の外周部及び前記第２開口部に対し間隔をあけて覆う有底筒状の濾過体とを備え、
   前記濾過体は、
   前記第２開口部に対面する側に設けられ液体還元剤を濾過する第１濾過部と、
   前記濾過体の長手方向において前記第１濾過部よりも前記第１開口部側に配置され、前記第１濾過部よりも目の粗い第２濾過部とを有し、
   前記導入管の前記第２開口部は、前記導入管の軸方向において前記第２濾過部よりも前記濾過体の底部側に位置する
   ことを特徴とする建設機械。
2. 請求項１に記載の建設機械において、
   前記ストレーナは、前記導入管の前記第２開口部と前記濾過体の底部との間に配置され、前記導入管の前記第２開口部から流出した液体還元剤の流れが衝突する流れ抑制体を更に備える
   ことを特徴とする建設機械。
3. 請求項１又は２に記載の建設機械において、
   前記ストレーナは、前記濾過体の前記第２濾過部の外側に間隔をあけて配置され、前記第２濾過部を通過した液体還元剤の流れを前記第１濾過部に向かうように転向させる流れ転向体を更に備える
   ことを特徴とする建設機械。
4. 請求項１に記載の建設機械において、
   前記第１濾過部及び前記第２濾過部はそれぞれ、線材を網目状に織った網状部材であり、
   前記濾過体は、
   複数のフレームで構成され、前記複数のフレームの間に形成された複数の間隙を有する骨組部と、
   前記骨組部の前記複数の間隙を塞ぐ前記第１濾過部及び前記第２濾過部とで構成されている
   ことを特徴とする建設機械。
5. 請求項１に記載の建設機械において、
   前記第１濾過部は、線材を網目状に織った有底筒状の網状部材であり、
   前記第２濾過部は、線材を網目状に織った筒状の網状部材であり、
   前記濾過体は、前記第１濾過部の開口側に前記第２濾過部を接続した袋状に形成されている
   ことを特徴とする建設機械。

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