KR101453133B1

KR101453133B1 - 건설 기계의 ＮＯｘ 저감 장치의 배치 구조

Info

Publication number: KR101453133B1
Application number: KR1020107017485A
Authority: KR
Inventors: 쇼오헤이 가미야; 마사노리 에자와; 가즈노리 나까무라
Original assignee: 히다찌 겐끼 가부시키가이샤
Priority date: 2008-01-08
Filing date: 2009-01-07
Publication date: 2014-10-27
Also published as: US20100293928A1; KR20100101692A; JP4928474B2; EP2233714B1; WO2009088018A1; EP2233714A1; US8459014B2; JP2009162137A; CN101910577B; CN101910577A; EP2233714A4

Abstract

본 발명의 과제는 NOx 저감 장치의 배치 스페이스에 대한 제약을 완화할 수 있는 건설 기계의 NOx 저감 장치의 배치 구조를 제공하는 것이다.
엔진(14)으로부터 배출되는 질소산화물을 환원 정화하는 요소 환원 촉매(19)와, 요소수를 엔진(14)의 배기 통로에 분무하는 요소수 분무 장치(20)와, 요소수를 요소수 분무 장치(20)로 공급하는 요소수 공급 장치(23)와, 요소수 공급 장치(23)로 유도되는 요소수를 저장하는 제1 요소수 탱크(24) 및 제2 요소수 탱크(27)와, 요소수 분무 장치(20) 및 요소수 공급 장치(23)의 구동을 제어하는 제어 장치(30)를 포함하는 NOx 저감 장치의 배치 구조에 있어서, 카운터 웨이트(12)에 공간부(13)를 형성하여, 요소수 공급 장치(23)와, 제1 요소수 탱크(24) 및 제2 요소수 탱크(27)와, 제어 장치(30)를 일체적으로 설치한 조립체(21)를 구비하고, 이 조립체(21)를 카운터 웨이트(12)의 공간부(13) 내에 배치한 구성으로 하고 있다.

Description

건설 기계의 ＮＯｘ 저감 장치의 배치 구조 {MOUNTING STRUCTURE FOR NOx REDUCTION DEVICE FOR CONSTRUCTION MACHINE}

본 발명은 유압 셔블 등의 건설 기계에 구비되어, 환원제 분무 장치와, 환원제 공급 장치와, 환원제 저장 탱크를 구성 요소로서 포함하는 NOx 저감 장치의 배치 구조에 관한 것이다.

이러한 종류의 종래 기술로서, 특허 문헌 1에 개시되는 것이 있다. 이 특허 문헌 1에는 엔진으로부터 배출된 질소산화물을 저감시키는 액체 환원제의 동결을 방지하기 위해, 액체 환원제 탱크를, 차량 또는 기계에 있어서, 예를 들어 유압 셔블에 있어서, 보온 가능한 부위에 배치한 구성이 개시되어 있다. 즉, 이 액체 환원제 탱크, 즉 환원제 저장 탱크를, 엔진 룸 내의 유압 펌프의 근방이나, 밸브, 즉 유압 제어 밸브 장치의 근방이나, 운전실 내나, 작동유 탱크의 근방 등의 보온 가능한 부위에 배치한 구성이 개시되어 있다.

특허 문헌 1 : 일본 특허 출원 공개 제2003-20936 공보

상술한 종래 기술에서는, 예를 들어 엔진 룸 내의 유압 펌프의 근방에 환원제 저장 탱크를 배치하려고 하는 경우, 이 유압 펌프의 주위에는 동시에, 연료 필터, 오일 필터 등의 기기를 탑재해야만 하므로, 엔진 룸 내의 배치 공간이 비교적 작을 때에는, 환원제 저장 탱크를 배치하기 위한 스페이스의 확보가 곤란해지기 쉽다. 또한, NOx 저감 장치는 일반적으로, 상술한 환원제 저장 탱크 외에, 환원제 분무 장치, 환원제 공급 장치 및 이들 환원제 분무 장치, 환원제 공급 장치의 구동을 제어하는 제어 장치 등이 구성 요소로서 포함되는 것이고, 상술한 종래 기술에 있어서는, 이들 환원제 분무 장치, 환원제 공급 장치, 제어 장치 등의 배치도 포함시켜, NOx 저감 장치의 배치 스페이스에 제약을 받기 쉬운 문제가 있다.

본 발명은 상술한 종래 기술에 있어서의 실상으로부터 이루어진 것으로, 그 목적은 NOx 저감 장치의 배치 스페이스에 대한 제약을 완화시킬 수 있는 건설 기계의 NOx 저감 장치의 배치 구조를 제공하는 데 있다.

이 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 관한 건설 기계의 NOx 저감 장치의 배치 구조는 엔진과, 이 엔진에 의해 구동하는 유압 펌프와, 이 유압 펌프로부터 토출되는 압유에 의해 구동하는 유압 액추에이터와, 상기 유압 펌프로부터 상기 유압 액추에이터에 공급되는 압유의 흐름을 제어하는 유압 제어 밸브 장치와, 상기 엔진, 상기 유압 펌프 및 상기 유압 제어 밸브 장치를 보유 지지하는 차체 프레임과, 이 차체 프레임의 차체 후방 위치에 고정되어, 차체의 안정성을 유지하는 카운터 웨이트를 갖는 건설 기계에 구비되고, 상기 엔진의 배기 통로에 배치되어, 상기 엔진으로부터 배출되는 질소산화물을 환원 정화하는 환원 촉매와, 환원제를 상기 엔진의 배기 통로에 분무하는 환원제 분무 장치와, 상기 환원제를 상기 환원제 분무 장치로 공급하는 환원제 공급 장치와, 상기 환원제를 급수하는 급수구를 갖고 상기 환원제 공급 장치로 유도되는 상기 환원제를 저장하는 환원제 저장 탱크와, 상기 환원제 분무 장치 및 상기 환원제 공급 장치의 구동을 제어하는 제어 장치를 포함하여, 상기 차체 프레임 상에 탑재되는 건설 기계의 NOx 저감 장치의 배치 구조에 있어서, 상기 카운터 웨이트에 공간부를 형성하는 동시에, 상기 환원제 공급 장치와, 상기 환원제 저장 탱크와, 상기 제어 장치를 일체적으로 설치한 조립체를 구비하여, 이 조립체를 상기 카운터 웨이트의 상기 공간부 내에 배치한 것을 특징으로 하고 있다.

이와 같이 구성한 본 발명은 NOx 저감 장치의 구성 요소 중 환원제 공급 장치와, 환원제 저장 탱크와, 제어 장치를 일체화한 조립체로 하여, 이 조립체를 카운터 웨이트의 공간부 내에 배치하였으므로, NOx 저감 장치를 구성하는 남은 환원 촉매 및 환원제 분무 장치만을 카운터 웨이트의 외부의 부위에 배치하면 되어, 이 NOx 저감 장치의 배치 스페이스에 대한 제약을 완화시킬 수 있다.

또한, 환원제 공급 장치, 환원제 저장 탱크 및 제어 장치가 조립체로서 일체화되어, 콤팩트하게 형성되므로, 이들 환원제 공급 장치, 환원제 저장 탱크 및 제어 장치의 배치 작업이 용이하다.

또한, 조립체에 포함되는 환원제 공급 장치, 환원제 저장 탱크 및 제어 장치가, 강체로 이루어지는 카운터 웨이트에 의해 보호되므로, 이들 환원제 공급 장치, 환원제 저장 탱크 및 제어 장치를 외부의 충격으로부터 보호할 수 있다.

또한, 환원제 저장 탱크의 급수구를 카운터 웨이트의 공간부 내에 위치시킬 수 있으므로, 환원제 저장 탱크로의 환원제의 급수 시에, 엔진실 내에 배치되는 팬에 의해 생기되는 바람의 영향을 적게 할 수 있고, 이에 의해 환원제가 주위로 비산되는 것을 억제할 수 있다.

또한, 대형, 소형 등의 기종이 다른 건설 기계의 각각에 대한 NOx 저감 장치의 설치를 용이하게 행할 수 있다. 즉, NOx 저감 장치를, 예를 들어 소형의 기종으로 이루어지는 건설 기계에 배치하는 경우에는, 조립체에 포함되는 환원제 저장 탱크로서, 단위 용량으로 이루어지는 환원제 저장 탱크를 1개 구비하면 좋고, 또한 대형의 기종으로 이루어지는 건설 기계에 배치하는 경우에는, 조립체에 포함되는 환원제 저장 탱크로서, 상술한 단위 용량으로 이루어지는 환원제 저장 탱크를 복수 구비하면 좋다.

또한, 본 발명에 관한 건설 기계의 NOx 저감 장치의 배치 구조는 상기 발명에 있어서, 상기 카운터 웨이트에 인접되어, 상기 엔진 및 상기 유압 펌프가 배치되는 엔진실을 구비하고, 이 엔진실 내에 상기 환원 촉매 및 환원제 분무 장치를 배치한 것을 특징으로 하고 있다.

이와 같이 구성한 본 발명은 카운터 웨이트에 인접한 엔진실 내에 환원제 분무 장치를 배치하였으므로, 카운터 웨이트의 공간부 내에 배치한 조립체에 포함되는 환원제 공급 장치와 환원제 분무 장치를 연락하는 배관 및 제어 장치와 환원제 분무 장치를 접속하는 배선을 비교적 짧게 할 수 있다. 또한, 상술한 배관 및 배선의 처리를 용이하게 행할 수 있다.

또한, 본 발명에 관한 건설 기계의 NOx 저감 장치의 배치 구조는 상기 발명에 있어서, 상기 환원제 저장 탱크에, 이 환원제 저장 탱크 내의 환원제의 잔량을 검출하는 잔량 검출 장치 및 상기 환원제 저장 탱크 내의 환원제의 성분을 검출하는 성분 검출 장치의 적어도 한쪽을 설치하는 동시에, 상기 조립체가, 상기 환원제 저장 탱크와 상기 환원제 공급 장치를 연락하는 배관과, 상기 환원제 공급 장치와 상기 제어 장치를 접속하는 배선과, 상기 잔량 검출 장치와 상기 제어 장치를 접속하는 배선과, 상기 성분 검출 장치와 상기 제어 장치를 접속하는 배선을 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.

이와 같이 구성한 본 발명은 환원제 저장 탱크와 환원제 공급 장치를 연락하는 배관, 환원제 공급 장치와 제어 장치를 접속하는 배선, 잔량 검출 장치와 제어 장치를 접속하는 배선, 성분 검출 장치와 제어 장치를 접속하는 배선의 각각을 짧게 할 수 있다. 또한, 상술한 배관 및 배선의 처리를 용이하게 행할 수 있다.

또한, 본 발명에 관한 건설 기계의 NOx 저감 장치의 배치 구조는 상기 발명에 있어서, 상기 건설 기계가, 상기 차체 프레임 상에 탑재되어, 상기 엔진에 공급되는 연료를 저장하는 연료 탱크 및 상기 유압 펌프에 공급되는 작동유를 저장하는 작동유 탱크와, 상기 연료 탱크에 축적되어 상기 엔진에 공급되는 연료를 여과하는 연료 필터와, 상기 유압 펌프로부터 상기 유압 액추에이터에 공급되는 작동유를 여과하는 오일 필터와, 상기 엔진 내부에 수용되는 윤활유를 여과하는 윤활유 필터를 갖고, 상기 엔진실의 상기 유압 펌프측에 위치하는 측면에 개구부를 형성하는 동시에, 이 개구부를 개폐 가능한 측면 커버를 설치하여, 상기 엔진실의 상기 개구부의 근방 위치에, 상기 연료 필터와, 상기 오일 필터와, 상기 윤활유 필터를 배치하고, 상기 환원제 저장 탱크의 상기 급수구가 상기 개구부의 근방에 위치하도록, 상기 조립체를 배치한 것을 특징으로 하고 있다.

이와 같이 구성한 본 발명은 연료 필터, 오일 필터 및 윤활유 필터의 메인터넌스 시에, 혹은 환원제 저장 탱크로의 환원제의 급수 시에, 측면 커버를 개방함으로써, 엔진실의 측면에 형성된 개구부로부터 용이하게 메인터넌스를 실현시킬 수 있거나, 혹은 환원제의 급수를 실현시킬 수 있다. 건설 기계가 소형의 기종인 경우에는, 이들 메인터넌스 작업, 혹은 환원제의 급수 작업을 건설 기계가 설치되어 있는 지상으로부터 행할 수 있다.

본 발명은 카운터 웨이트에 공간부를 형성하는 동시에, 환원제 공급 장치와, 환원제 저장 탱크와, 제어 장치를 일체적으로 설치한 조립체를 구비하여, 이 조립체를 카운터 웨이트의 상기 공간부 내에 배치하였으므로, NOx 저감 장치의 배치 스페이스에 대한 제약을 종래에 비해 완화시킬 수 있어, 당해 건설 기계의 기종이 비교적 소형인 경우라도, NOx 저감 장치를 배치하는 것이 가능해진다.

또한, 환원제 공급 장치, 환원제 저장 탱크 및 제어 장치가 조립체로서 일체화되어, 콤팩트하게 형성되므로, 이들 환원제 공급 장치, 환원제 저장 탱크 및 제어 장치의 배치 작업이 용이해, NOx 저감 장치의 배치 작업의 능률을 종래에 비해 향상시킬 수 있다.

또한, 카운터 웨이트에 형성한 공간부 내에 조립체를 배치하였으므로, 이 조립체에 포함되는 환원제 공급 장치, 환원제 저장 탱크 및 제어 장치를 외부의 충격으로부터 보호할 수 있어, 이 외부의 충격에 의한 환원제 공급 장치, 환원제 저장 탱크 및 제어 장치의 파손을 방지할 수 있다.

또한, 환원제 저장 탱크의 급수구를 카운터 웨이트의 공간부 내에 위치시킬 수 있으므로, 환원제 저장 탱크로의 환원제의 급수 시에, 엔진실 내에 배치되는 팬에 의해 생기되는 바람의 영향을 적게 할 수 있고, 이에 의해 환원제가 주위로 비산되는 것을 억제할 수 있어, 환원제 저장 탱크의 주위에 대한 환원제에 의한 오염을 방지할 수 있다.

또한, 대형, 소형 등의 기종이 다른 건설 기계의 각각에 대한 NOx 저감 장치의 설치를 용이하게 행할 수 있어, 우수한 범용성을 갖는다. 즉, 건설 기계의 기종이 다른 경우에는, 단위 용량의 환원제 저장 탱크의 수를 기종의 상이에 따라서 설정하면 되어, 종래와 같이 건설 기계의 기종의 상이에 따라서 형상이 다른 환원제 저장 탱크를 설치하지 않아도 되고, 건설 기계의 다른 기종 전체를 생각한 경우, 환원제 저장 탱크에 관한 다른 부품 수의 증가를 억제할 수 있어, 제조비를 저렴하게 억제할 수 있다.

도 1은 본 발명에 관한 NOx 저감 장치의 배치 구조의 일 실시 형태가 적용되는 건설 기계의 일례로서 든 유압 셔블을 도시하는 측면도이다.
도 2는 도 1에 도시하는 유압 셔블에 구비되는 본 발명에 관한 NOx 저감 장치의 배치 구조의 일 실시 형태를 도시하는 평면도이다.
도 3은 도 2에 도시하는 본 실시 형태에 있어서 측면 커버를 제거한 상태를 도시하는 측면도이다.
도 4는 도 1에 도시하는 유압 셔블에 구비되는 카운터 웨이트를 도시하는 도면으로, (a)는 평면도, (b)는 (a)의 A 단면도이다.
도 5는 본 실시 형태에 구비되는 조립체를 도시하는 평면도이다.
도 6은 도 5에 도시하는 조립체의 측면도이다.
도 7은 도 5에 도시하는 조립체의 차체 프레임으로의 설치를 설명하는 도면이다.
도 8은 본 발명에 관한 건설 기계의 NOx 저감 장치의 배치 구조의 다른 실시 형태의 주요부를 도시하는 측면도이다.

이하, 본 발명에 관한 건설 기계의 NOx 저감 장치의 배치 구조를 실시하기 위한 최선의 형태를 도면에 기초하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 관한 NOx 저감 장치의 배치 구조의 일 실시 형태가 적용되는 건설 기계의 일례로서 든 유압 셔블을 도시하는 측면도, 도 2는 도 1에 도시하는 유압 셔블에 구비되는 본 발명에 관한 NOx 저감 장치의 배치 구조의 일 실시 형태를 도시하는 평면도, 도 3은 도 2에 도시하는 본 실시 형태에 있어서 측면 커버를 제거한 상태를 도시하는 측면도이다. 도 4는 도 1에 도시하는 유압 셔블에 구비되는 카운터 웨이트를 도시하는 도면으로, (a)는 평면도, (b)는 (a)의 A 단면도이다. 도 5는 본 실시 형태에 구비되는 조립체를 도시하는 평면도, 도 6은 도 5에 도시하는 조립체의 측면도, 도 7은 도 5에 도시하는 조립체의 차체 프레임으로의 설치를 설명하는 도면이다.

본 실시 형태에 관한 NOx 저감 장치의 배치 구조가 적용되는 건설 기계는, 예를 들어 도 1에 도시하는 유압 셔블이고, 이 유압 셔블은 주행체(1)와, 이 주행체(1) 상에 배치되는 선회체(2)를 구비하고 있다. 또한, 선회체(2)에 상하 방향의 회전 가능하게 설치되는 붐(3)과, 이 붐(3)의 선단에 상하 방향의 회전이 가능하게 설치되는 아암(4)과, 이 아암(4)의 선단에 상하 방향의 회전이 가능하게 설치되어, 굴삭 작업 등에 활용되는 버킷(5)을 구비하고 있다. 이들 붐(3), 아암(4) 및 버킷(5)은 프론트 작업기를 구성하고 있다.

또한, 붐(3)을 구동하는 붐 실린더(6), 아암(4)을 구동하는 아암 실린더(7) 및 버킷(5)을 구동하는 버킷 실린더(8)를 구비하는 것 외에, 주행체(1)를 주행시키는 도시하지 않은 주행 모터, 선회체(2)를 선회시키는 도시하지 않은 선회 모터 등을 구비하고 있다. 이들 붐 실린더(6), 아암 실린더(7), 버킷 실린더(8) 및 도시하지 않은 주행 모터, 선회 모터 등에 의해 유압 액추에이터가 구성되어 있다.

선회체(2)에 설치되는 차체 프레임(9) 상에는 전방측 위치에 운전실(10)이 배치되고, 후방측 위치에 중량 밸런스를 확보하여 차체의 안정성을 유지하는 카운터 웨이트(12)가 배치되어 있다. 이 카운터 웨이트(12)에 인접된 전방측 부분에는 엔진실(11)이 배치되어 있다.

도 3, 도 4에 도시한 바와 같이, 엔진실(11) 내에는 터보(14a)가 부설된 엔진(14)과, 이 엔진(14)에 의해 구동하여, 도시하지 않은 열교환기 내를 흐르는 엔진 냉각수 등을 냉각하는 바람을 생기시키는 팬(14b)과, 엔진(14)에 의해 구동하여, 상술한 유압 액추에이터에 압유를 공급하는 유압 펌프(15)를 구비하고 있다. 엔진실(11)의 외측에 위치하는 운전실(10) 부근에는 유압 펌프(15)로부터 상술한 유압 액추에이터에 공급되는 압유의 흐름을 제어하는 유압 제어 밸브 장치(16)를 배치하고 있다.

또한, 엔진실(11)의 외측에 위치하는 유압 제어 밸브 장치(16)의 근방 위치에는 엔진(14)에 공급되는 연료를 저장하는 연료 탱크(17)와, 배관(43)을 통해 유압 펌프(15)에 흡입되는 작동유를 저장하는 작동유 탱크(18)를 배치하고 있다. 이들 연료 탱크(17) 및 작동유 탱크(18)는 차체 프레임(9) 상에 탑재되어 있다.

또한, 도 2에 도시한 바와 같이, 연료 탱크(17)에 접속되는 배관(36a)과, 이 배관(36a)과 엔진(1)의 도시하지 않은 연료 분사 장치를 접속하는 배관(36b)을 구비하고, 이 배관(36b)에, 연료 탱크(17)로부터 연료 분사 장치로 유도되는 연료를 여과하여 이 연료 중의 이물질을 제거하는 연료 프리 필터(pre-filter)(37)와, 이 연료 프리 필터(37)에 의해 여과된 연료를 더욱 여과하는 연료 메인 필터(38)를 배치하고 있다. 또한, 엔진(1)의 윤활유를 유도하는 배관(39)을 구비하여, 이 배관(39)에, 윤활유를 여과하여 이 윤활유 중의 이물질을 제거하는 윤활유 필터(40)를 배치하고 있다. 또한, 유압 펌프(15)로부터 토출된 압유를 유압 제어 밸브 장치(16)로 유도하는 배관(41)을 구비하여, 이 배관(41)에 유압 액추에이터에 공급되는 오일을 여과하여 이 오일 중의 이물질을 제거하는 오일 필터(42)를 배치하고 있다. 유압 제어 밸브 장치(16)와 유압 액추에이터는 유압 펌프(15)의 압유를 유압 액추에이터에 공급하는 공급관로(44)와, 유압 액추에이터로부터 배출된 오일을 탱크로 복귀시키는 복귀관로(45)에 의해 접속되어 있다.

상술한 연료 프리 필터(37), 연료 메인 필터(38), 윤활유 필터(40) 및 오일 필터(42)는, 예를 들어 유압 펌프(15)의 근방 위치에 배치하고 있다.

또한, 상술한 카운터 웨이트(12)에는, 도 4에 도시한 바와 같이 공간부(13)를 형성하고 있다.

이와 같은 구성을 갖는 유압 셔블이 구비되는 본 실시 형태에 관한 NOx 저감 장치는 엔진(14)의 배기 통로에 배치되어, 엔진(14)으로부터 배출되는 질소산화물(NOx)을 환원 정화하는 환원 촉매, 예를 들어 요소 환원 촉매(19)와, 요소수를 엔진(14)의 배기 통로에 분무하는 환원제 분무 장치, 예를 들어 요소수 분무 장치(20)를 포함하고 있다. 이들 요소 환원 촉매(19)와 요소수 분무 장치(20)는, 예를 들어 엔진실(11) 내에 배치하고 있다.

또한, 본 실시 형태에 관한 NOx 저감 장치는, 도 5, 도 6에 도시한 바와 같이 요소수를 요소수 분무 장치(20)로 공급하는 환원제 공급 장치, 즉 요소수 공급 장치(23)와, 요소수를 급수하는 급수구(24a)를 갖고, 요소수 공급 장치(23)로 유도되는 요소수를 저장하는 환원제 저장 탱크, 즉 제1 요소수 탱크(24) 및 요소수를 급수하는 급수구(27a)를 갖고, 제1 요소수 탱크(24)를 통해 요소수 공급 장치(23)로 유도되는 요소수를 저장하는 환원제 저장 탱크, 즉 제2 요소수 탱크(27)를 포함하고 있다.

제1 요소수 탱크(24)와 제2 요소수 탱크(27)는, 동일 형상, 동일 용량으로 구성되어 있다. 즉, 각각 단위 용량을 갖도록 구성되어 있다. 제1 요소수 탱크(24)에는 이 제1 요소수 탱크(24) 내의 요소수의 잔량을 검출하는 잔량 검출 장치(24b)를 부설하고 있고, 제2 요소수 탱크(27)에는 이 제2 요소수 탱크(27) 내의 요소수의 성분을 검출하는 성분 검출 장치(27b)를 부설하고 있다. 요소수 공급 장치(23)와 제1 요소수 탱크(24) 및 제1 요소수 탱크(24)와 제2 요소수 탱크(27)의 각각은 요소수가 유도되는 배관(31)에 의해 접속하고 있다.

또한, 본 실시 형태에 관한 NOx 저감 장치는 상술한 요소수 분무 장치(20), 요소수 공급 장치(23)의 구동을 각각 제어하는 제어 장치(30)를 포함하고 있다. 요소수 공급 장치(23)와 제어 장치(30)는 도 5에 도시하는 배선(32)에 의해 접속하고 있다. 또한, 상술한 잔량 검출 장치(24b)와 제어 장치(30)는 배선(33)에 의해 접속되어 있고, 상술한 성분 검출 장치(27b)와 제어 장치(30)는 배선(34)에 의해 접속하고 있다.

본 실시 형태에 관한 NOx 저감 장치는, 도 5, 도 6에 도시한 바와 같이 요소수 공급 장치(23)와, 제1 요소수 탱크(24) 및 제2 요소수 탱크(27)와, 제어 장치(30)를, 상술한 배관(31) 및 배선(32, 33, 34)도 포함시켜 일체적으로 설치한 조립체(21)를 구비하고, 이 조립체(21)를 상술한 카운터 웨이트(12)의 공간부(13) 내에 배치하고 있다.

도 5, 도 6에 도시한 바와 같이, 조립체(21)는 바닥판부(22a)와, 이 바닥판부(22a)의 단부에 세워 설치하여 형성되는 수직 상승부(22b)를 갖고, 차체 프레임(9)에 고정되는 브래킷(22)을 구비하고 있다. 요소수 공급 장치(23)는 브래킷(22)의 수직 상승부(22b)에 볼트(23a)에 의해 고정하고 있다. 제1 요소수 탱크(24)는 체결 밴드(25)에 의해 체결되어, 이 체결 밴드(25)를 볼트(26)에 의해 브래킷(22)의 바닥판부(22a)에 고정하고 있다. 또한, 제2 요소수 탱크(27)도 마찬가지로, 체결 밴드(28)에 의해 체결되어, 이 체결 밴드(28)를 볼트(29)에 의해 브래킷(22)의 바닥판부(22a)에 고정하고 있다. 또한, 제어 장치(30)는 브래킷(22)의 수직 상승부(22b)의 요소수 공급 장치(23)가 설치되는 면과는 반대측의 면에, 볼트(30a)에 의해 고정하고 있다.

이와 같이 구성되는 조립체(21)의 브래킷(22)은, 예를 들어 도 7에 도시하는 설치 브래킷(46)을 통해 차체 프레임(9)에 설치된다. 즉, 설치 브래킷(46)을 브래킷(22)의 바닥판부(22a)의 이면에 고정하는 동시에, 설치 브래킷(46)을 차체 프레임(9)에, 예를 들어 볼트에 의해 고정함으로써, 조립체(21)를 차체 프레임(9)에 설치하고 있다.

또한, 본 실시 형태에 관한 NOx 저감 장치가 구비되는 유압 셔블에는 엔진실(11)의 유압 펌프(15)측에 위치하는 측면에 개구부(9a)를 형성하고 있는 동시에, 이 개구부(9a)를 개폐 가능한 측면 커버(9b)를 설치하고 있다. 상술한 연료 프리 필터(37), 연료 메인 필터(38), 윤활유 필터(40) 및 오일 필터(42)는 엔진실(11)의 개구부(9a)의 근방 위치에 배치하고 있다. 또한, 제1 요소수 탱크(24)의 급수구(24a) 및 제2 요소수 탱크(27)의 급수구(27a)가 개구부(9a)의 근방에 위치하도록 조립체(21)를 배치하고 있고, 이로 인해, 이 조립체(21)가 배치되는 카운터 웨이트(12)의 상술한 공간부(13)는, 엔진실(11)의 유압 펌프(15)가 배치되는 측의 측면에 근접하도록 미리 형성하고 있다.

이와 같이 구성한 본 실시 형태에 관한 NOx 저감 장치는 제1 요소수 탱크(24), 제2 요소수 탱크(27) 내에 수용된 요소수가, 배관(31)을 통해 요소수 공급 장치(23)로 유도되고, 이 요소수 공급 장치(23)로부터 도 2, 도 5에 도시하는 배관(35a)을 통해 요소수가 요소수 분무 장치(20)에 공급되고, 이 요소수 분무 장치(20)로 분무되지 않고 남은 잉여의 요소수가, 배관(35b)을 통해 요소수 공급 장치(23)로 복귀된다. 엔진(14)의 배기 통로에 배출된 NOx를 포함하는 배기 가스는, 요소수 분무 장치(20)로부터 배기 통로로 분무되는 요소수와, 요소수 환원 촉매(19)에 의해 환원 정화되어, NOx가 저감된 배기로 되어 대기 중에 방출된다.

이와 같이 구성한 본 실시 형태에 관한 NOx 저감 장치에 따르면, 이 NOx 저감 장치를 구성하는 구성 요소 중 요소수 공급 장치(23)와, 제1 요소수 탱크(24) 및 제2 요소수 탱크(27)와, 제어 장치(30)를 일체화한 조립체(21)로 하고, 이 조립체(21)를 카운터 웨이트(12)의 공간부(13) 내에 배치하였으므로, NOx 저감 장치의 다른 구성 요소인 요소 환원 촉매(19) 및 요소수 분무 장치(20)를 카운터 웨이트(12)의 외부의 부위, 예를 들어 엔진실(11) 내에 배치할 수 있어, 이 NOx 저감 장치의 배치 스페이스에 대한 제약을 완화시킬 수 있다. 따라서, 이 본 실시 형태에 관한 NOx 저감 장치가 구비되는 유압 셔블의 기종이 비교적 소형이고, 배치 스페이스에 제약을 받기 쉬운 경우라도, 본 실시 형태에 관한 NOx 저감 장치를 배치하는 것이 가능해진다.

또한, 브래킷(22)을 통해 요소수 공급 장치(23)와, 제1 요소수 탱크(24) 및 제2 요소수 탱크(27)와, 제어 장치(30)가 조립체(21)로서 일체화되어, 콤팩트하게 형성되므로, 이들 요소수 공급 장치(23), 제1 요소수 탱크(24) 및 제2 요소수 탱크(27) 및 제어 장치(30)의 배치 작업이 용이해, 이 배치 작업의 능률을 향상시킬 수 있다.

또한, 조립체(21)에 포함되는 요소수 공급 장치(23)와, 제1 요소수 탱크(24) 및 제2 요소수 탱크(27)와, 제어 장치(30)가, 또한 배관(31) 및 배선(32, 33, 34)이, 각각 강체로 이루어지는 카운터 웨이트(12)에 의해 보호되므로, 이들 요소수 공급 장치(23), 제1 요소수 탱크(24), 제2 요소수 탱크(27) 및 제어 장치(30)를, 또한 배관(31) 및 배선(32, 33, 34)을, 외부의 충격으로부터 보호할 수 있어, 이와 같은 외부의 충격에 의한 요소수 공급 장치(23), 제1 요소수 탱크(24) 및 제2 요소수 탱크(27), 제어 장치(30), 배관(31) 및 배선(32, 33, 34) 각각의 파손을 방지할 수 있다.

또한, 제1 요소 탱크(24)의 급수구(24a) 및 제2 요소수 탱크(27)의 급수구(27a)를, 카운터 웨이트(12)의 공간부(13) 내에 위치시킬 수 있으므로, 제1 요소수 탱크(24), 제2 요소수 탱크(27)로의 요소수의 급수 시에, 엔진실(11) 내에 배치되는 팬(14b)에 의해 생기되는 바람의 영향을 적게 할 수 있고, 이에 의해 요소수가 주위로 비산되는 것을 억제할 수 있어, 제1 요소수 탱크(24) 및 제2 요소수 탱크(27)의 주위에 위치하는 엔진실(11) 내에 대한 요소수에 의한 오염을 방지할 수 있다.

또한, 도 1에 도시하는 유압 셔블과는 형상이 다른 기종인 도시하지 않은 유압 셔블 등과 같이, 대형, 소형 등의 기종이 다른 건설 기계의 각각에 대한 본 실시 형태에 관한 NOx 저감 장치의 설치를 용이하게 행할 수 있어, 우수한 범용성을 갖는다. 즉, 본 실시 형태에 관한 NOx 저감 장치를, 예를 들어 소형의 기종으로 이루어지는 건설 기계에 배치하는 경우에는, 조립체(21)에 포함되는 요소수 저장 탱크로서, 도 8에 도시한 바와 같이, 단위 용량으로 이루어지는 제1 요소수 탱크(24)만을 구비하면 좋고, 또한 대형의 기종으로 이루어지는 건설 기계에 배치하는 경우에는, 조립체(21)에 포함되는 요소수 저장 탱크로서, 상술한 실시 형태에 도시한 바와 같이, 제1 요소수 탱크(24), 제2 요소수 탱크(27) 등의 단위 용량으로 이루어지는 요소수 저장 탱크를 복수 구비하면 좋다. 따라서, 건설 기계의 기종의 상이에 따라서 형상이 다른 요소수 저장 탱크를 개별로 제작하지 않아도 되고, 건설 기계의 다른 기종 전체를 포함시켜 생각한 경우에, 요소수 저장 탱크에 관한 다른 부품의 수를 억제할 수 있어, 제조비를 저렴하게 할 수 있다.

또한, 카운터 웨이트(12)에 인접한 엔진실(11) 내에 요소수 분무 장치(20)를 배치하였으므로, 카운터 웨이트(12)의 공간부(13) 내에 배치한 조립체(21)에 포함되는 요소수 공급 장치(23)와 요소수 분무 장치(20)를 연락하는 배관(35a, 35b) 및 제어 장치(30)와 요소수 분무 장치(20)를 접속하는 도시하지 않은 배선을 비교적 짧게 할 수 있어, 제조비를 저감시킬 수 있다. 또한, 상술한 배관(35a, 35b) 및 도시하지 않은 배선의 처리를 용이하게 행할 수 있어, 이들 배관(35a, 35b) 및 도시하지 않은 배선의 접속 작업의 능률을 향상시킬 수 있다.

또한, 조립체(21) 내에, 제1 요소수 탱크(24)에 요소수 공급 장치(23)를 접속하는 배관(31), 제1 요소수 탱크(24)와 제2 요소수 탱크(27)를 접속하는 배관(31) 및 요소수 공급 장치(23)와 제어 장치(30)를 접속하는 배선(32), 잔량 검출 장치(24b)와 제어 장치(30)를 접속하는 배선(33), 성분 검출 장치(27b)와 제어 장치(30)를 접속하는 배선(34)의 각각을 포함시켰으므로, 이들 배관(31) 및 배선(32, 33, 34)의 각각을 짧게 할 수 있어, 제조비를 저감시킬 수 있다. 또한, 배관(31) 및 배선(32, 33, 34)의 처리를 용이하게 행할 수 있어, 이들 배관(31) 및 배선(32, 33, 34)의 접속 작업의 능률을 향상시킬 수 있다.

또한, 엔진실(11)의 개구부(9a)를 개폐 가능한 측면 커버(9b)를 갖고, 엔진실(11)의 개구부(9a)의 근방 위치에, 연료 프리 필터(37), 연료 메인 필터(38), 오일 필터(42), 윤활유 필터(40)를 배치하여, 제1 요소수 탱크(24)의 급수구(24a) 및 제2 요소수 탱크(27)의 급수구(27a)가 개구부(9a)의 근방에 위치하도록, 조립체(21)를 카운터 웨이트(12)의 공간부(13) 내에 배치하였으므로, 연료 프리 필터(37), 연료 메인 필터(38), 오일 필터(42) 및 윤활유 필터(40)의 메인터넌스 시에, 혹은 제1 요소수 탱크(24) 및 제2 요소수 탱크(27)로의 요소수의 급수 시에, 측면 커버(9b)를 개방함으로써, 엔진실(11)의 측면의 개구부(9a)로부터 용이하게 메인터넌스를 실현시킬 수 있거나, 혹은 요소수의 급수를 실현시킬 수 있다. 따라서, 이들 메인터넌스 작업 및 요소수의 급수 작업의 능률을 향상시킬 수 있다. 또한, 유압 셔블 등의 건설 기계가 소형의 기종인 경우에는, 이들 메인터넌스 작업 및 요소수의 급수 작업을 건설 기계가 설치되어 있는 지상으로부터 행할 수 있어, 이들 메인터넌스 작업 및 요소수의 급수 작업의 능률을 더욱 향상시킬 수 있다.

2 : 선회체
6 : 붐 실린더(유압 액추에이터)
7 : 아암 실린더(유압 액추에이터)
8 : 버킷 실린더(유압 액추에이터)
9 : 차체 프레임
9a : 개구부
9b : 측면 커버
11 : 엔진실
12 : 카운터 웨이트
13 : 공간부
14 : 엔진
14b : 팬
15 : 유압 펌프
16 : 유압 제어 밸브 장치
17 : 연료 탱크
18 : 작동유 탱크
19 : 요소 환원 촉매
20 : 요소수 분무 장치(환원제 분무 장치)
21 : 조립체
22 : 브래킷
23 : 요소수 공급 장치(환원제 공급 장치)
24 : 제1 요소수 탱크(환원제 저장 탱크)
24a : 급수구
24b : 잔량 검출 장치
27 : 제2 요소수 탱크(환원제 저장 탱크)
27a : 급수구
27b : 성분 검출 장치
30 : 제어 장치
31 : 배관
32 : 배선
33 : 배선
34 : 배선
35a : 배관
35b : 배관
36a : 배관
36b : 배관
37 : 연료 프리 필터
38 : 연료 메인 필터
39 : 배관
40 : 윤활유 필터
41 : 배관
42 : 오일 필터
43 : 배관
46 : 설치 브래킷

Claims

엔진과, 이 엔진에 의해 구동하는 유압 펌프와, 이 유압 펌프로부터 토출되는 압유에 의해 구동하는 유압 액추에이터와, 상기 유압 펌프로부터 상기 유압 액추에이터에 공급되는 압유의 흐름을 제어하는 유압 제어 밸브 장치와, 상기 엔진, 상기 유압 펌프 및 상기 유압 제어 밸브 장치를 보유 지지하는 차체 프레임과, 이 차체 프레임의 차체 후방 위치에 고정되어, 차체의 안정성을 유지하는 카운터 웨이트를 갖는 건설 기계에 구비되고,
상기 엔진의 배기 통로에 배치되어, 상기 엔진으로부터 배출되는 질소산화물을 환원 정화하는 환원 촉매와, 환원제를 상기 엔진의 배기 통로에 분무하는 환원제 분무 장치와, 상기 환원제를 상기 환원제 분무 장치로 공급하는 환원제 공급 장치와, 상기 환원제를 급수하는 급수구를 갖고 상기 환원제 공급 장치로 유도되는 상기 환원제를 저장하는 환원제 저장 탱크와, 상기 환원제 분무 장치 및 상기 환원제 공급 장치의 구동을 제어하는 제어 장치를 포함하여, 상기 차체 프레임 상에 탑재되는 건설 기계의 NOx 저감 장치의 배치 구조에 있어서,
상기 카운터 웨이트에 공간부를 형성하는 동시에,
상기 환원제 공급 장치와, 상기 환원제 저장 탱크와, 상기 제어 장치를 일체적으로 설치한 조립체를 구비하여,
이 조립체를 상기 카운터 웨이트의 상기 공간부 내에 배치한 것을 특징으로 하는, 건설 기계의 NOx 저감 장치의 배치 구조.
제1항에 있어서, 상기 카운터 웨이트에 인접되어, 상기 엔진 및 상기 유압 펌프가 배치되는 엔진실을 구비하고, 이 엔진실 내에, 상기 환원 촉매 및 환원제 분무 장치를 배치한 것을 특징으로 하는, 건설 기계의 NOx 저감 장치의 배치 구조.
제2항에 있어서, 상기 환원제 저장 탱크에, 이 환원제 저장 탱크 내의 환원제의 잔량을 검출하는 잔량 검출 장치 및 상기 환원제 저장 탱크 내의 환원제의 성분을 검출하는 성분 검출 장치의 적어도 한쪽을 설치하는 동시에, 상기 조립체가, 상기 환원제 저장 탱크와 상기 환원제 공급 장치를 연락하는 배관과, 상기 환원제 공급 장치와 상기 제어 장치를 접속하는 배선과, 상기 잔량 검출 장치와 상기 제어 장치를 접속하는 배선과, 상기 성분 검출 장치와 상기 제어 장치를 접속하는 배선을 포함하는 것을 특징으로 하는, 건설 기계의 NOx 저감 장치의 배치 구조.
제3항에 있어서, 상기 건설 기계가, 상기 차체 프레임 상에 탑재되어, 상기 엔진에 공급되는 연료를 저장하는 연료 탱크 및 상기 유압 펌프에 공급되는 작동유를 저장하는 작동유 탱크와, 상기 연료 탱크에 저장되어 상기 엔진에 공급되는 연료를 여과하는 연료 필터와, 상기 유압 펌프로부터 상기 유압 액추에이터로 공급되는 작동유를 여과하는 오일 필터와, 상기 엔진 내부에 수용되는 윤활유를 여과하는 윤활유 필터를 갖고,
상기 엔진실의 상기 유압 펌프측에 위치하는 측면에 개구부를 형성하는 동시에, 이 개구부를 개폐 가능한 측면 커버를 설치하고,
상기 엔진실의 상기 개구부의 근방 위치에, 상기 연료 필터와, 상기 오일 필터와, 상기 윤활유 필터를 배치하여, 상기 환원제 저장 탱크의 상기 급수구가 상기 개구부의 근방에 위치하도록, 상기 조립체를 배치한 것을 특징으로 하는, 건설 기계의 NOx 저감 장치의 배치 구조.