KR101882402B1

KR101882402B1 - 건설기계

Info

Publication number: KR101882402B1
Application number: KR1020137021316A
Authority: KR
Inventors: 다카히로 고바야시; 츠요시 나카무라; 겐스케 사토; 히로유키 아즈마
Original assignee: 히다치 겡키 가부시키 가이샤
Priority date: 2011-01-14
Filing date: 2012-01-10
Publication date: 2018-07-26
Also published as: EP2664715A4; CN103299003A; US9290906B2; EP2664715B1; EP2664715A1; JP2012144955A; JP5649463B2; WO2012096255A1; US20130294876A1; KR20140018233A; CN103299003B

Abstract

요소수 탱크 내의 요소수와 배터리의 온도가 상승하는 것을 억제함과 함께, 차체의 높은 안정성을 확보할 수 있는 건설기계의 제공한다.
전방에 프론트 작업기(4)가 설치된 선회체(3)의 후부에 배치된 카운터 웨이트(6)와, 카운터 웨이트(6)의 전방의 엔진룸(5) 내에 배치된 엔진(5a)과, 엔진(5a)의 열교환을 행하는 열교환기(15)와, 엔진룸(5)의 외장에 형성된 흡입구(5b)로부터 엔진룸(5) 내로 외기를 도입하여 열교환기(15)를 냉각하는 팬(16)과, 엔진룸(5)의 외장에 설치된 미관(20)과, 엔진(5a)으로부터 배출된 배기가스를 정화하는 요소수를 저장하는 요소수 탱크(12)와, 엔진(5a)에 전력을 공급하는 배터리(13a, 13b)를 구비한 소선회형 유압 셔블(1)에 있어서, 열교환기(15)보다 외기의 흐름의 상류측에 요소수 탱크(12)와 배터리(13a, 13b)를 함께 배치하였다.

Description

건설기계 {CONSTRUCTION MACHINE}

본 발명은, 엔진으로부터 배출된 배기가스를 정화하는 요소수(尿素水)를 저장하는 요소수 탱크와, 엔진에 전력을 공급하는 배터리를 구비한 건설기계에 관한 것이다.

일반적으로, 유압 셔블 등의 건설기계는, 크롤러 등을 가지고 주행하는 주행체와, 이 주행체의 상방(上方)에 선회 프레임을 개재하여 연결되고, 좌우 방향으로 선회하는 선회체와, 이 선회체의 전방에 설치된 작업장치, 예를 들면, 각 액추에이터를 가지고 굴삭 등의 작업을 행하는 프론트 작업기를 구비하고 있다. 또한, 건설기계는, 선회체의 후부에 설치된 카운터 웨이트와, 이 카운터 웨이트의 전방에 배치된 엔진룸을 구비하고 있다.

이 엔진룸은, 엔진과, 이 엔진의 열교환을 행하는 열교환기와, 엔진룸의 외장에 형성되고, 외기(外氣)를 흡입하는 흡입구와, 이 흡입구로부터 엔진룸 내로 외기를 도입하여 열교환기를 냉각하는 팬과, 엔진룸의 외장에 설치되고, 엔진으로부터 배출된 배기가스를 외부로 방출하는 미관(尾管)을 가지고 있다.

여기에서, 엔진으로부터 배출되는 배기가스에는, 유해한 질소 산화물이 포함되어 있으므로, 이 질소 산화물을 환원함으로써 물과 질소로 분해하고, 배기가스 중에 포함되는 질소 산화물의 농도를 저감하고 나서 배기가스를 대기로 배출할 필요가 있다. 그 때문에 건설기계는, 배기가스 중에 포함되는 질소 산화물을 환원하여 정화하는 배기가스 정화 장치를 엔진룸 내에 구비하고 있다.

이 배기가스 정화 장치는, 예를 들면, 요소수를 저장하는 요소수 탱크와, 배기관에 설치된 환원 촉매와, 배기관 중 환원 촉매보다 상류측에 배치되고, 요소수 탱크로부터 공급된 요소수를 배기관 내로 분사하는 분사장치를 가지고 있다. 그리고, 분사장치에 의해 분사된 요소수가 배기가스의 열로 가수분해되고, 생성된 암모니아가 환원 촉매에서 배기가스 중에 포함되는 질소 산화물과 환원 반응함으로써 질소 산화물을 무해한 물과 질소로 분해하여 정화하고 있다.

상술한 배기가스를 정화하는 요소수를 저장하는 요소수 탱크는, 요소수의 성질이나 요소수 탱크의 크기 등을 고려하여 건설기계의 사용 장소나 용도 등에 따른 다양한 레이아웃이 제안되고 있다. 예를 들면, 요소수의 융점은 약-11도이므로, 외기의 온도가 저하되는 것에 의해 요소수 탱크에 저장된 요소수가 동결되지 않도록, 요소수 탱크가 엔진룸 내의 엔진이나 유압 펌프 등의 열을 발생시키는 기기의 근방에 배치되거나, 혹은 엔진룸 내의 스페이스를 확보하기 위하여, 요소수 탱크가 카운터 웨이트 내에 배치된 것이 있다.

구체적으로, 요소수 탱크를 구비한 건설기계의 종래 기술의 하나로서, 요소수 탱크 내의 요소수가 고온이 되지 않도록, 열교환기와, 이 열교환기에 대면하여 배치되고, 열교환기의 방열을 촉진시키기 위한 냉각풍을 생기(生起)시키는 팬과, ＮＯｘ 환원 촉매에 공급되는 액체 환원제, 즉, 요소수를 저류(貯留)하는 요소수 탱크를 기계실에 구비하고, 이 요소수 탱크가, 냉각풍의 흐름 방향에서의 열교환기보다 상류에 배치된 건설기계가 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조). 이 건설기계에서는, 열교환기를 통과하기 전의 냉각풍에 대하여 요소수 탱크가 방열하므로, 요소수 탱크 내의 요소수의 동결을 방지함과 함께 요소수의 온도 상승이 억제되도록 되어 있다.

일본 공개특허 특개 2009-138526호 공보

여기에서, 일반적으로 유압 셔블 등의 건설기계는, 엔진 등의 기기에 전력을 공급하는 배터리를 구비하고 있고, 이 배터리는 선회체의 내부에 탑재되나, 상술한 특허문헌 1에 개시된 종래 기술의 건설기계의 요소수 탱크와 동일하게, 배터리도 고온이 되는 부분, 예를 들면, 엔진이나 유압 펌프 등의 열을 발생시키는 기기의 근방에 설치하는 것은 바람직하지 않으므로, 선회체 내에 있어서 배터리의 배치를 고려할 필요가 있다.

특히, 상술한 종래 기술의 건설기계와 같이, 엔진룸 내에서 요소수 탱크가 냉각풍의 흐름 방향에서의 열교환기보다 상류에 배치되어 있는 경우에는, 배터리를 차체 전부(前部)의 공구상자에 설치하는 것을 생각할 수 있다. 그러나, 중형 이상의 건설기계라면 차체 전부의 공구상자에 배터리를 설치할 수도 있으나, 소(小)선회형 유압 셔블 등의 소형 건설기계에서의 차체 전부의 공구상자에는 이미 컨트롤 밸브 등의 기기가 설치되어 있으므로, 배터리를 공구상자에 설치하는 것이 곤란하게 되어 있다.

또한, 소선회형 유압 셔블 등의 소형 건설기계에서의 카운터 웨이트에 요소수 탱크를 수납하는 오목부를 설치하고, 이 카운터 웨이트의 오목부에 요소수 탱크를 설치함으로써, 엔진룸 내에 배터리를 설치할 스페이스를 확보하는 것도 생각할 수 있다. 그러나, 소선회형 유압 셔블 등의 소형 건설기계는, 좁은 장소에서도 작업을 행할 수 있도록 후단(後端) 반경을 작게 하고 있고, 카운터 웨이트의 두께가 크지 않으므로, 카운터 웨이트에 요소수 탱크를 수납할 수 있는 체적의 오목부를 확보하는 것이 어렵게 되어 있다.

또한, 소선회형 유압 셔블 등의 소형 건설기계에서는, 후단 반경을 작게 하기 위하여 고비중의 주물의 카운터 웨이트가 채용되어 있다. 그 때문에, 가령 카운터 웨이트에 상기 오목부를 설치하여 요소수 탱크를 당해 오목부에 설치할 수 있는 경우라도, 비중이 다른 요소수 탱크가 카운터 웨이트의 오목부에 탑재됨으로써 차체가 불안정해지는 것이 우려되고 있다. 이와 같이, 상술한 특허문헌 1에 개시된 종래 기술의 건설기계에서는, 배터리의 배치가 고려되어 있지 않아, 특히, 소선회형 유압 셔블 등의 소형 건설기계에서 요소수 탱크와 배터리의 배치의 중요성이 높아지고 있다.

본 발명은, 이와 같은 종래 기술의 실정으로부터 이루어진 것이며, 그 목적은, 요소수 탱크 내의 요소수와 배터리의 온도가 상승하는 것을 억제함과 함께, 차체의 높은 안정성을 확보할 수 있는 건설기계를 제공하는 데에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 건설기계는, 전방에 작업장치가 설치된 선회체와, 이 선회체의 후부에 배치된 카운터 웨이트와, 이 카운터 웨이트의 전방에 배치된 엔진룸과, 이 엔진룸 내에 배치된 엔진과, 이 엔진의 열교환을 행하는 열교환기와, 상기 엔진룸의 외장에 형성되고, 외기를 흡입하는 흡입구와, 이 흡입구로부터 상기 엔진룸 내로 외기를 도입하여 상기 열교환기를 냉각하는 팬과, 상기 엔진룸의 외장에 설치되고, 상기 엔진으로부터 배출된 배기가스를 외부로 방출하는 미관과, 상기 엔진으로부터 배출된 배기가스를 정화하는 요소수를 저장하는 요소수 탱크와, 배터리를 구비한 건설기계에 있어서, 상기 열교환기보다 외기의 흐름의 상류측(냉각풍의 흐름 방향 상류측)에 상기 요소수 탱크와 상기 배터리를 함께 배치한 것을 특징으로 하고 있다.

이와 같이 구성된 본 발명은, 엔진룸의 외장에 형성된 흡입구로부터 엔진룸 내로 외기가 흡입되므로, 열교환기보다 외기의 흐름의 상류측의 온도는 흡입된 외기에 의해 대기의 온도에 가까워져 있다. 그 때문에, 열교환기보다 외기의 흐름의 상류측에 요소수 탱크와 배터리를 함께 배치함으로써, 엔진룸 내에서 고온이 되는 부분, 예를 들면, 엔진이나 유압 펌프 등의 열을 발생시키는 기기의 근방에 설치하더라도 요소수 탱크와 배터리가 흡입구로부터 흡입된 외기에 의해 냉각되므로, 요소수 탱크 내의 요소수와 배터리의 온도가 상승하는 것을 억제할 수 있다.

또한, 요소수 탱크와 배터리가 함께 엔진룸 내에 설치되어 있으므로, 카운터 웨이트가 차체의 밸런스를 유지하는 데 충분한 중량을 확보할 수 있다. 이에 의해, 건설기계가 요소수 탱크와 배터리의 양쪽을 구비하더라도 차체의 밸런스를 유지할 수 있다. 이와 같이, 요소수 탱크 내의 요소수와 배터리의 온도가 상승하는 것을 억제함과 함께, 차체의 높은 안정성을 확보할 수 있다.

또한, 본 발명에 관련된 건설기계는, 상기 발명에 있어서, 상기 배터리를 상기 요소수 탱크보다 상기 작업장치측에 배치한 것을 특징으로 하고 있다. 이와 같이 구성하면, 배터리의 후방, 즉, 배터리보다 카운터 웨이트측에 요소수 탱크를 설치하기 위한 스페이스가 확보된다. 여기에서, 소선회형 유압 셔블 등의 소형 건설기계에 구비되는 카운터 웨이트는, 소정의 중량을 확보하기 위하여 내측에 복잡한 요철 형상을 가지고 있다. 또한, 요소수 탱크는, 예를 들면, 내식성이 높은 합성수지재로 성형되거나, 혹은 스테인리스 등으로 성형됨으로써 형상에 자유도가 있으므로, 요소수 탱크가 배치되는 상기 스페이스에서의 카운터 웨이트의 요철 형상에 맞추어 요소수 탱크의 형상을 설정할 수 있다. 이에 의해, 요소수 탱크와 배터리를 함께 열교환기보다 외기의 흐름의 상류측에 배치함에 따라서 새로이 데드 스페이스가 생기는 것을 억제할 수 있어, 엔진룸 내의 스페이스를 유효하게 활용할 수 있다.

또한, 본 발명에 관련된 건설기계는, 상기 발명에 있어서, 상기 요소수 탱크와 상기 열교환기의 사이에 상기 배터리를 배치한 것을 특징으로 하고 있다. 이와 같이 구성하면, 요소수 탱크가 배터리보다 외측, 즉, 엔진룸의 외장에 가까운 측에 배치되므로, 예를 들면, 엔진룸의 외장 중 열교환기보다 외기의 흐름의 상류측에 형성된 메인터넌스 작업용의 개폐 도어를 개방함으로써, 요소수 탱크의 보급구에 용이하게 손을 뻗을 수 있다. 이에 의해, 요소수 탱크에서의 요소수의 보급 등의 메인터넌스 작업에 걸리는 수고나 시간을 줄일 수 있다.

또한, 본 발명에 관련된 건설기계는, 상기 발명에 있어서, 상기 배터리를 상기 요소수 탱크의 상방에 배치한 것을 특징으로 하고 있다. 이와 같이 구성하면, 요소수 탱크와 배터리를 나란히 배치한 경우에 비하여 배터리 크기의 스페이스를 선회 프레임 상에 새로이 확보할 수 있으므로, 예를 들면, 선회 프레임 상에 확보한 배터리 크기의 스페이스분 만큼 요소수 탱크의 용량을 크게 설정할 수 있어, 요소수 탱크 내에 충분한 양의 요소수를 저장할 수 있다.

또한, 본 발명에 관련된 건설기계는, 상기 발명에 있어서, 2개의 상기 배터리를 구비하고, 이 2개의 상기 배터리 중 1개의 상기 배터리의 상방에 다른 1개의 상기 배터리를 배치한 것을 특징으로 하고 있다. 이와 같이 구성하면, 요소수 탱크와 2개의 배터리를 선회 프레임 상에 나란히 배치한 경우에 비교하여 1개의 배터리 크기의 스페이스를 선회 프레임 상에 확보할 수 있어, 예를 들면, 선회 프레임 상에 확보한 1개의 배터리 크기의 스페이스분 만큼 요소수 탱크의 용량을 크게 설정 할 수 있다. 이에 의해, 요소수 탱크 내에 충분한 양의 요소수를 저장할 수 있다. 또한, 2개의 배터리를 요소수 탱크의 상방에 배치하는 경우에 비교하여 요소수 탱크와 2개의 배터리가 엔진룸의 외장의 흡입구로부터 흡입된 외기의 흐름의 방해가 되는 것을 억제할 수 있다.

본 발명의 건설기계는, 전방에 작업장치가 설치된 선회체와, 이 선회체의 후부에 배치된 카운터 웨이트와, 이 카운터 웨이트의 전방에 배치된 엔진룸을 구비하고 있다. 그리고, 건설기계는, 엔진룸 내에 배치된 엔진과, 이 엔진의 열교환을 행하는 열교환기와, 엔진룸의 외장에 형성되고, 외기를 흡입하는 흡입구와, 이 흡입구로부터 엔진룸 내로 외기를 도입하여 열교환기를 냉각하는 팬과, 엔진룸의 외장에 설치되고, 엔진으로부터 배출된 배기가스를 외부로 방출하는 미관과, 엔진으로부터 배출된 배기가스를 정화하는 요소수를 저장하는 요소수 탱크와, 엔진에 전력을 공급하는 배터리를 구비하고, 열교환기보다 외기의 흐름의 상류측에 요소수 탱크와 배터리를 함께 배치하고 있다. 그 때문에, 요소수 탱크와 배터리가 흡입구로부터 흡입된 외기에 의해 냉각되므로, 요소수 탱크 내의 요소수와 배터리의 온도가 상승하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 요소수 탱크와 배터리를 함께 엔진룸에 설치함으로써, 카운터 웨이트에 요소수 탱크를 설치하기 위한 오목부를 설치하지 않아도 되므로, 카운터 웨이트가 차체의 밸런스를 유지하는 데 충분한 중량을 확보할 수 있어, 차체의 밸런스를 유지할 수 있다. 이와 같이, 요소수 탱크 내의 요소수와 배터리의 온도가 상승하는 것을 억제함과 함께, 차체의 높은 안정성을 확보할 수 있어, 요소수 탱크와 배터리를 구비한 건설기계의 신뢰성을 종래보다 향상시킬 수 있다.

도 1은, 본 발명에 관련된 건설기계의 제 1 실시형태인 소선회형 유압 셔블을 나타내는 측면도이다.
도 2는, 본 발명에 관련된 건설기계의 제 1 실시형태에 구비되는 선회체 내부의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은, 도 2에 나타낸 본 발명의 제 1 실시형태에 구비되는 요소수 탱크 및 배터리의 배치를 설명하는 도면이며, 도 2에 나타낸 화살표 A로부터 선회체 내를 본 도면이다.
도 4는, 본 발명에 관련된 건설기계의 제 2 실시형태에 구비되는 선회체 내부의 구성을 나타내는 도면이다.
도 5는, 도 4에 나타낸 본 발명의 제 2 실시형태에 구비되는 요소수 탱크 및 배터리의 배치를 설명하는 도면이며, 도 4에 나타낸 화살표 A로부터 선회체 내를 본 도면이다.
도 6은, 본 발명에 관련된 건설기계의 제 3 실시형태에 구비되는 선회체 내부의 구성을 나타내는 도면이다.
도 7은, 도 6에 나타낸 본 발명의 제 3 실시형태에 구비되는 요소수 탱크 및 배터리의 배치를 설명하는 도면이며, 도 6에 나타낸 화살표 A로부터 선회체 내를 본 도면이다.
도 8은, 도 7에 나타낸 본 발명의 제 3 실시형태에 구비되는 지지대의 구성을 나타내는 도면이다.
도 9는, 본 발명에 관련된 건설기계의 제 4 실시형태에 구비되는 선회체 내부의 구성을 나타내는 도면이다.
도 10은, 도 9에 나타낸 본 발명의 제 4 실시형태에 구비되는 요소수 탱크 및 배터리의 배치를 설명하는 도면이며, 도 9에 나타낸 화살표 A로부터 선회체 내를 본 도면이다.

이하, 본 발명에 관련된 건설기계를 실시하기 위한 형태를 도면에 의거하여 설명한다.

[제 1 실시형태]

본 발명에 관련된 건설기계의 제 1 실시형태는, 예를 들면, 도 1에 나타낸 바와 같이 소선회형 유압 셔블(1)에 적용된다. 이 유압 셔블(1)은, 주행체(2)와, 이 주행체(2)의 상측에 배치되고, 선회 프레임(3a)을 가지는 선회체(3)와, 이 선회체(3)의 전방에 부착되어 상하 방향으로 회전 운동하는 선회 장치, 예를 들면, 프론트 작업기(4)를 구비하고 있다. 또한, 선회체(3)는, 전방에 캡(7)을 구비하고, 후방에 카운터 웨이트(6)를 구비하며, 또한, 이 캡(7) 및 카운터 웨이트(6)의 사이에 엔진룸(5)을 구비하고 있다.

또한, 엔진룸(5)은, 좌측 전부(前部)에 도시하지 않은 힌지를 개재하여 좌우 방향으로 개폐하는 개폐 도어(14)를 가지고 있고, 이 개폐 도어(14)에는, 엔진룸(5) 내에 외기를 흡입하는 흡입구(5b)가 설치되어 있다. 구체적으로는, 이 흡입구(5b)는, 엔진룸(5)의 외장 중 개폐 도어(14)의 상부에 설치되고, 외기를 따라 큰 먼지가 엔진룸(5) 내로 들어가지 않도록 가늘고 길게 설정된 복수의 슬릿 형상으로 되어 있다. 또한, 엔진룸(5)의 개폐 도어(14)에는, 흡입구(5b)와 카운터 웨이트(6)의 사이에 손잡이(14a)가 부착되어 있고, 이 손잡이(14a)를 당김으로써 개폐 도어(14)을 열어 엔진룸(5) 내의 메인터넌스 작업 등을 행하도록 되어 있다. 또한, 엔진룸(5)의 외장 중 흡입구(5b)와 반대측의 외장에는, 흡입구(5b)로부터 엔진룸(5) 내로 흡입된 외기를 다시 외부로 송출하는 도시하지 않은 송출구가 형성되어 있다.

또한, 엔진룸(5)은, 도 2에 나타낸 바와 같이, 엔진(5a)과, 이 엔진(5a)의 열교환을 행하는 열교환기(15)와, 엔진룸(5)의 외장에 형성되고, 외기를 흡입하는 상술한 흡입구(5b)와, 엔진(5a)의 양단(兩端) 중 열교환기(15)에 가까운 측의 일단(一端)에 설치되고, 흡입구(5b)로부터 엔진룸(5) 내로 외기를 도입하여 열교환기(15)를 냉각하는 팬(16)과, 엔진룸(5)의 외장에 설치되고, 엔진(5a)으로부터 배출된 배기가스를 외부로 방출하는 미관(20)과, 엔진(5a)의 양단 중 팬(16)과 반대측의 타단(他端)에 설치되고, 프론트 작업기(4)에 압유(壓油)를 공급하는 유압 펌프(8)를 가지고 있다.

구체적으로는, 팬(16)은 엔진(5a)에 도시하지 않은 풀리(pulley)를 통해 접속되어 있고, 엔진(5a)의 구동력에 의해 회전하도록 되어 있다. 또한, 열교환기(15)는, 도시되어 있지 않으나, 예를 들면, 엔진(5a)용의 냉각수를 냉각하는 라디에이터와, 프론트 작업기(4)를 작동시키는 작동유를 냉각하는 오일쿨러와, 엔진(5a)의 흡기를 냉각하는 인터쿨러를 가지고 있다. 이들 라디에이터, 오일쿨러 및 인터쿨러는, 각각 선회체(3)의 전후 방향을 따라 병설(竝設)되어 있고, 선회 프레임(3a) 상에 고정된 프레임체에 의해 입설(立設)된 상태로 지지되어 있다. 그리고, 열교환기(15)는, 엔진(5a), 팬(16) 및 유압 펌프(8)가 배치된 방과, 후술하는 요소수 탱크(12)와 배터리(13a, 13b)가 배치되는 방을 가르도록 되어 있다.

따라서, 소선회형 유압 셔블(1)에서는, 엔진(5a)이 구동하면, 팬(16)이 회전하여 엔진룸(5)의 외장에 형성된 흡입구(5b)로부터 외기가 엔진룸(5) 내로 유입된다. 그리고, 유입된 외기는 열교환기(15)에 송풍되고, 열교환기(15)의 라디에이터, 오일쿨러 및 인터쿨러를 각각 냉각한다. 그 후, 외기는 엔진(5a) 및 유압 펌프(8)에 송풍되어 엔진(5a)과 유압 펌프(8)를 냉각하고, 엔진룸(5)의 외장에 형성된 송출구로부터 외부로 송출된다.

여기에서, 소선회형 유압 셔블(1)의 선회체(3)의 후부에 배치된 카운터 웨이트(6)는, 후단 반경이 표준형 유압 셔블과 비교하여 작고, 예를 들면, 내측에 크게 움푹 들어간 오목부(6a)를 가지고 엔진룸(5)에 분리 가능하게 부착되어 있다. 또한, 카운터 웨이트(6)는, 예를 들면, 주물로 성형됨으로써 차체의 밸런스가 유지되어 있다. 즉, 프론트 작업기(4)의 무게에 의해 차체가 전방으로 경도(傾倒)되는 일이 없도록 카운터 웨이트(6)의 형상이나 중량 등이 조정되어, 차체의 중심이 선회체(3)의 중심 부근에 위치하도록 되어 있다.

본 발명의 제 1 실시형태에서는, 엔진룸(5)은, 도 2, 도 3에 나타낸 바와 같이, 엔진(5a)으로부터 배출된 배기가스를 정화하는 요소수를 저장하는 상술한 요소수 탱크(12)와, 엔진(5a)에 전력을 공급하는 2개의 배터리(13a, 13b)를 가지고, 열교환기(15)보다 외기의 흐름의 상류측(냉각풍의 흐름 방향(B) 상류측, 이하 동일하다)에 요소수 탱크(12)와 2개의 배터리(13a, 13b)를 함께 배치하고 있다. 즉, 본 발명의 제 1 실시형태는, 엔진룸(5)의 개폐 도어(14)와, 열교환기(15)와, 카운터 웨이트(6)와의 사이에 요소수 탱크(12) 및 배터리(13a, 13b)를 배치하고 있다.

그리고, 본 발명의 제 1 실시형태는, 예를 들면, 2개의 배터리(13a, 13b)를 요소수 탱크(12)보다 프론트 작업기(4)측에 배치하고 있다. 즉, 요소수 탱크(12)는, 2개의 배터리(13a, 13b)와 선회체(3)의 전후 방향에서 배터리(13a, 13b)의 후방에 배치되어 있다. 여기에서, 배터리(13a, 13b)는 각각 직방체의 형상을 가지고 있고, 동일한 크기 및 동일한 배터리 용량으로 설정되어 있다. 이들 배터리(13a, 13b)는, 직방체의 측면 중 길이가 긴 방향의 측면을 각각 마주보게 한 상태로 배치되어 있고, 또한 직방체의 상면의 길이가 긴 방향이 선회체(3)의 전후 방향과 평행하게 되도록 병설되어 있다. 또한, 배터리(13a, 13b)는, 선회 프레임(3a) 상에, 예를 들면, 도시하지 않은 고정 밴드 등으로 움직이지 않도록 고정되어 있다.

또한, 요소수 탱크(12)의 상부에는, 요소수을 보급하기 위한 보급구(12a)가 설치되어 있고, 이 보급구(12a)는, 엔진룸(5)의 개폐 도어(14)측에 배치되어 있다. 또한, 상술한 요소수 탱크(12)는, 예를 들면, 내식성이 높은 합성수지재로 성형되거나, 혹은 스테인리스 등으로 성형되어 있고, 요소수 탱크(12)의 형상이나 크기는, 2개의 배터리(13a, 13b)와, 개폐 도어(14)와, 열교환기(15)와, 카운터 웨이트(6)와의 사이의 스페이스에 들어가도록 미리 설정되어 있다. 따라서, 요소수 탱크(12)의 후단측은, 카운터 웨이트(6)의 오목부(6a)의 형상을 따르도록 성형되어 있다. 그 때문에, 요소수 탱크(12)의 상면의 형상은, 도 2에 나타낸 바와 같이, 모서리부가 둥그스름한 사다리꼴로 되어 있고, 요소수 탱크(12)의 측면은, 도 3에 나타낸 바와 같이, 모서리부가 둥그스름한 장방형으로 되어 있다. 또한, 요소수 탱크(12)의 높이는, 배터리(13a, 13b)의 높이보다 크게 설정되어 있고, 요소수 탱크(12)는, 선회 프레임(3a) 상에, 예를 들면, 도시하지 않은 고정 밴드 등으로 움직이지 않도록 고정되어 있다.

또한, 엔진룸(5)은, 도시되어 있지 않으나, 엔진(5a)과 미관(20)을 접속하고, 엔진(5a)으로부터 배출되는 배기가스를 배출구(20)로 유도하는 배기관과, 이 배기관에 설치된 환원 촉매와, 배기관 중 환원 촉매보다 상류측에 배치되고, 요소수 탱크(12)로부터 공급된 요소수를 배기관 내로 분사하는 분사장치를 가지고 있다. 그리고, 분사장치에 의해 분사된 요소수로부터 생성된 암모니아가 환원 촉매에서 배기가스 중에 포함되는 유해한 질소 산화물을 환원하여 무해한 물과 질소로 분해하도록 되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 제 1 실시형태에 의하면, 엔진룸(5)의 개폐 도어(14)에 형성된 슬릿 형상의 흡입구(5b)로부터 엔진룸(5) 내로 외기가 흡입되므로, 열교환기(15)보다 외기의 흐름의 상류측, 즉, 엔진룸(5)의 개폐 도어(14)와 열교환기(15) 사이의 공간의 온도는 흡입된 외기에 의해 대기의 온도에 가까워져 있다. 그 때문에, 엔진룸(5)의 개폐 도어(14)와 열교환기(15) 사이의 스페이스에 요소수 탱크(12)와 2개의 배터리(13a, 13b)를 함께 배치함으로써, 엔진룸(5) 내에 서 고온이 되는 부분, 예를 들면, 엔진(5a)이나 유압 펌프(8) 등의 열을 발생시키는 기기의 근방에 설치하더라도 요소수 탱크(12)와 2개의 배터리(13a, 13b)가 흡입구(5b)로부터 흡입된 외기에 의해 냉각되므로, 요소수 탱크(12) 내의 요소수와 배터리(13a, 13b)의 온도가 상승하는 것을 억제할 수 있다.

또한, 요소수 탱크(12)와 2개의 배터리(13a, 13b)가 함께 엔진룸(5) 내에 설치되어 있으므로, 카운터 웨이트(6)가 차체의 밸런스를 유지하는 데 충분한 중량을 확보할 수 있다. 또한, 요소수 탱크(12)와 2개의 배터리(13a, 13b)를 엔진룸(5) 내에 설치함으로써, 프론트 작업기(4)와 카운터 웨이트(6)의 무게가 균형을 이루는 것에 의해 선회체(3)의 중심 부근에 위치하는 중심이 어긋나는 것을 억제할 수 있다. 이에 의해, 소선회형 유압 셔블(1)이 요소수 탱크(12)와 배터리(13a, 13b)를 구비하더라도 차체의 밸런스를 유지할 수 있다. 이와 같이, 요소수 탱크(12) 내의 요소수와 배터리(13a, 13b)의 온도가 상승하는 것을 억제함과 함께, 차체의 높은 안정성을 확보할 수 있어, 요소수 탱크(12)와 배터리(13a, 13b)를 구비한 소선회형 유압 셔블(1)의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 제 1 실시형태는, 2개의 배터리(13a, 13b)를 요소수 탱크(12)보다 프론트 작업기(4)측에 배치함으로써, 배터리(13a, 13b)의 후방, 즉, 배터리(13a, 13b)보다 카운터 웨이트(6)측에 요소수 탱크(12)를 설치하기 위한 스페이스가 확보된다. 따라서, 이 스페이스에서의 카운터 웨이트(6)의 내측에 크게 움푹 들어간 오목부(6a)의 형상에 맞추어 요소수 탱크(12)의 형상이나 크기를 설정하고, 당해 스페이스에 요소수 탱크(12)를 설치함으로써, 요소수 탱크(12)와 배터리(13a, 13b)를 함께 열교환기(15)보다 외기의 흐름의 상류측에 배치함에 따라서 새로이 데드 스페이스가 생기는 것을 억제할 수 있어, 엔진룸(5) 내의 스페이스를 유효하게 활용할 수 있다.

또한, 본 발명의 제 1 실시형태는, 2개의 배터리(13a, 13b)를 요소수 탱크(12)보다 프론트 작업기(4)측에 병설하고 있으므로, 도 3에 나타낸 바와 같이, 요소수 탱크(12) 및 배터리(13a, 13b)의 상방이 개방되어 있다. 그 때문에, 열교환기(15)보다 외기의 흐름의 상류측에 요소수 탱크(12)와 배터리(13a, 13b)를 함께 배치하더라도, 요소수 탱크(12)와 배터리(13a, 13b)가 흡입구(5b)로부터 엔진룸(5) 내로 유입되는 외기의 흐름의 방해가 되는 것을 억제할 수 있다. 이에 의해, 충분한 유량의 외기를 흡입구(5b)로부터 열교환기(15), 엔진(5a) 및 유압 펌프(8)로 송풍할 수 있다.

[제 2 실시형태]

도 4는, 본 발명에 관련된 건설기계의 제 2 실시형태에 구비되는 선회체 내부의 구성을 나타내는 도면, 도 5는, 도 4에 나타낸 본 발명의 제 2 실시형태에 구비되는 요소수 탱크 및 배터리의 배치를 설명하는 도면으로, 도 4에 나타낸 화살표 A로부터 선회체 내를 본 도면이다.

본 발명의 제 2 실시형태가 전술한 제 1 실시형태와 다른 것은, 제 1 실시형태가 도 2, 도 3에 나타낸 바와 같이 2개의 배터리(13a, 13b)를 요소수 탱크(12)보다 프론트 작업기(4)측에 배치한 것에 비하여, 제 2 실시형태는, 도 4, 도 5에 나타낸 바와 같이 요소수 탱크(22)와 열교환기(15)의 사이에 2개의 배터리(13a, 13b)를 배치한 것이다.

이 경우, 배터리(13a, 13b)는, 직방체의 측면 중 길이가 짧은 방향의 측면을 마주보게 한 상태로 배치되고, 또한 직방체의 상면의 길이가 긴 방향이 선회체(3)의 전후 방향과 평행하게 되도록 병설되어 있다. 또한, 배터리(13a, 13b)는, 열교환기(15)와 각각 인접하여 배치되고, 요소수 탱크(22)는, 엔진룸(5)의 개폐 도어(14)와 배터리(13a, 13b) 사이의 스페이스에 배치되어 있다. 따라서, 요소수 탱크(22)의 형상이나 크기는, 2개의 배터리(13a, 13b)와, 개폐 도어(14)와, 카운터 웨이트(6)와의 사이의 상기 스페이스에 들어가도록 미리 설정되어 있다. 그 때문에, 요소수 탱크(22)의 상면의 형상은, 도 4에 나타낸 바와 같이 모서리부가 둥그스름한 장방형으로 되어 있고, 요소수 탱크(22)의 측면은, 도 5에 나타낸 바와 같이 모서리부가 둥그스름한 장방형으로 되어 있다. 또한, 요소수 탱크(22)의 높이는, 배터리(13a, 13b)의 높이보다 작게 설정되어 있다. 그 밖의 구성은 제 1 실시형태와 동일하다.

이와 같이 구성된 본 발명의 제 2 실시형태에 의하면, 요소수 탱크(22)와 열교환기(15)의 사이에 2개의 배터리(13a, 13b)를 배치함으로써, 요소수 탱크(22)가 배터리(13a, 13b)보다 외측, 즉, 엔진룸(5)의 개폐 도어(14)에 가까운 측에 배치되므로, 개폐 도어(14)에 설치된 손잡이(14a)를 파지하여 개폐 도어(14)를 개방함으로써, 요소수 탱크(22)의 보급구(22a)에 용이하게 손을 뻗을 수 있다. 또한, 요소수 탱크(22)의 높이가 배터리(13a, 13b)의 높이보다 작게 설정되어 있으므로, 선회체(3)의 외측으로부터 요소수 탱크(22)의 보급구(22a)에 요소수를 주입하기 쉽게 되어 있다. 이에 의해, 요소수 탱크(22)에서의 요소수의 보급 등의 메인터넌스 작업에 걸리는 수고나 시간을 줄일 수 있고, 메인터넌스 작업에서의 편리성을 높일 수 있다.

[제 3 실시형태]

도 6은, 본 발명에 관련된 건설기계의 제 3 실시형태에 구비되는 선회체 내부의 구성을 나타내는 도면, 도 7은, 도 6에 나타낸 본 발명의 제 3 실시형태에 구비되는 요소수 탱크 및 배터리의 배치를 설명하는 도면으로, 도 6에 나타낸 화살표 A로부터 선회체 내를 본 도면, 도 8은, 도 7에 나타낸 본 발명의 제 3 실시형태에 구비되는 지지대의 구성을 나타내는 도면이다.

본 발명의 제 3 실시형태가 전술한 제 1 실시형태와 다른 것은, 제 1 실시형태가 도 2, 도 3에 나타낸 바와 같이 2개의 배터리(13a, 13b)를 요소수 탱크(12)보다 프론트 작업기(4)측에 배치한 것에 비하여, 제 3 실시형태는, 도 6, 도 7에 나타낸 바와 같이 2개의 배터리(13a, 13b)를 요소수 탱크(23)의 상방에 배치한 것이다.

구체적으로는, 본 발명의 제 3 실시형태는, 배터리(13a, 13b)를 하방(下方)으로부터 지지하는 지지대(17)를 구비하고 있고, 이 지지대(17)는, 도 8에 나타낸 바와 같이, 배터리(13a, 13b)가 탑재되는 장방형의 평판(17a)과, 이 평판(17a)의 4개의 모서리부에 배치되고, 평판(17a)에 대하여 수직으로 각각 설치된 4개의 지주(支柱)(17b)와, 평판(17a) 및 각 지주(17b)를 지지하는 4개의 지지편(17c)으로 이루어져 있다.

또한, 평판(17a)의 길이가 긴 방향의 길이는, 도 6에 나타낸 바와 같이, 배터리(13a, 13b)의 상면의 길이가 긴 방향의 길이보다 크게 설정되고 있고, 평판(17a)의 길이가 짧은 방향의 길이는, 배터리(13a, 13b)의 상면의 길이가 짧은 방향의 길이의 2배보다 크고, 엔진룸(5)의 개폐 도어(14)와 열교환기(15) 사이의 간격보다 작게 설정되어 있다. 그리고, 지지대(17)는, 개폐 도어(14)와, 열교환기(15)와, 카운터 웨이트(6)와의 사이에 배치되고, 각 지지편(17c)의 이면(裏面)이 선회 프레임(3a)에 용접 등에 의해 고정되어 있다.

배터리(13a, 13b)는, 제 1 실시형태와 동일하게, 직방체의 측면 중 길이가 긴 방향의 측면을 각각 마주보게 한 상태로 배치되어 있고, 또한 직방체의 상면의 길이가 긴 방향이 선회체(3)의 전후 방향과 평행하게 되도록 지지대(17)의 평판(17a) 상에 병설되어 있다. 또한, 배터리(13a, 13b)는, 지지대(17)의 평판(17a) 상에, 예를 들면, 도시하지 않은 고정 밴드 등으로 움직이지 않도록 고정되어 있다. 그리고, 요소수 탱크(23)는, 지지대(17)의 평판(17a)의 하방에 배치되어 있다.

따라서, 요소수 탱크(23)의 형상이나 크기는, 지지대(17)의 평판(17a)의 하방에 형성된 스페이스에 들어가도록 미리 설정되어 있다. 그 때문에, 요소수 탱크(22)의 상면의 형상은, 모서리부가 둥그스름한 장방형으로 되어 있고, 요소수 탱크(22)의 측면은, 도 7에 나타낸 바와 같이, 모서리부가 둥그스름한 장방형으로 되어 있다. 또한, 요소수 탱크(23)의 높이는, 지지대(17)의 지주(17b)의 길이보다 작게 설정되어 있다. 그 밖의 구성은 제 1 실시형태와 동일하다.

이와 같이 구성된 본 발명의 제 3 실시형태에 의하면, 제 1, 제 2 실시형태와 같이 요소수 탱크(12, 22)와 배터리(13a, 13b)를 나란히 배치한 경우에 비교하여, 배터리(13a, 13b) 크기의 스페이스를 선회 프레임(3a) 상에 새로이 확보할 수 있으므로, 선회 프레임(3a) 상에 확보한 배터리(13a, 13b) 크기의 스페이스분 만큼 요소수 탱크(23)의 용량을 크게 설정할 수 있다. 이에 의해, 요소수 탱크(23) 내에 충분한 양의 요소수를 저장할 수 있다.

또한, 요소수 탱크(23)의 높이는, 상술한 바와 같이, 지지대(17)의 지주(17b)의 길이보다 작게 설정되어 있어, 요소수 탱크(23)의 용량을 크게 설정하더라도 요소수 탱크(23)의 높이를 억제할 수 있으므로, 엔진룸(5)의 개폐 도어(14)를 열어 선회체(3)의 외측으로부터 요소수 탱크(23)의 보급구(23a)로 요소수를 용이하게 주입 할 수 있다. 이에 의해, 요소수의 보급 등의 메인터넌스 작업에서의 작업자의 부담을 경감할 수 있다.

[제 4 실시형태]

도 9는, 본 발명에 관련된 건설기계의 제 4 실시형태에 구비되는 선회체 내부의 구성을 나타내는 도면, 도 10은, 도 9에 나타낸 본 발명의 제 4 실시형태에 구비되는 요소수 탱크 및 배터리의 배치를 설명하는 도면으로, 도 9에 나타낸 화살표 A로부터 선회체 내를 본 도면이다.

본 발명의 제 4 실시형태가 전술한 제 1 실시형태와 다른 것은, 제 1 실시형태가 도 2, 도 3에 나타낸 바와 같이 2개의 배터리(13a, 13b)를 요소수 탱크(12)보다 프론트 작업기(4)측의 선회 프레임(3a) 상에 배치한 것에 비하여, 제 4 실시형태는, 제 1 실시형태와 동일하게, 2개의 배터리(13a, 13b)를 요소수 탱크(12)보다 프론트 작업기(4)측에 배치한 것에 부가하여, 예를 들면, 도 9, 도 10에 나타낸 바와 같이, 2개의 배터리(13a, 13b) 중 1개의 배터리(13b)의 상방에 다른 1개의 배터리(13a)를 배치한 것이다.

이 경우, 본 발명의 제 4 실시형태는, 제 3 실시형태에 구비된 지지대(17) 대신에, 지지대(17)의 평판(17a)의 크기가 다른 평판(27a)을 가지는 지지대(27)를 구비하고 있다. 즉, 평판(27a)의 길이가 긴 방향의 길이는, 도 9에 나타낸 바와 같이, 배터리(13a, 13b)의 상면의 길이가 긴 방향의 길이보다 조금만 크고, 엔진룸(5)의 개폐 도어(14)와 열교환기(15) 사이의 간격보다 작게 설정되어 있고, 평판(27a)의 길이가 짧은 방향의 길이는, 배터리(13a, 13b)의 상면의 길이가 짧은 방향의 길이보다 조금만 크게 설정되어 있다.

그리고, 지지대(27)는, 개폐 도어(14)와, 열교환기(15)와, 카운터 웨이트(6)와, 요소수 탱크(24)와의 사이에 평판(27a)의 길이가 긴 방향이 선회체(3)의 전후 방향과 수직이 되도록 배치되고, 각 지주(27b)의 이면이 선회 프레임(3a)에 용접 등에 의해 고정되어 있다. 따라서, 2개의 배터리(13a, 13b) 중 1개의 배터리(13b)는, 직방체의 상면의 길이가 긴 방향이 선회체(3)의 전후 방향과 수직이 되도록 지지대(27)의 평판(27a)의 하방에 배치됨과 함께, 다른 1개의 배터리(13a)는, 직방체의 상면의 길이가 긴 방향이 선회체(3)의 전후 방향과 수직이 되도록 지지대(27)의 평판(27a)의 상방에 배치되어 있다. 또한, 배터리(13b)는 선회 프레임(3a) 상에, 예를 들면, 도시하지 않은 고정 밴드 등으로 고정되어 있고, 배터리(13a)는 지지대(27)의 평판(27a) 상에, 예를 들면, 도시히지 않은 고정 밴드 등으로 고정되어 있다. 그 밖의 구성은 제 1 실시형태와 동일하다.

이와 같이 구성된 본 발명의 제 4 실시형태에 의하면, 2개의 배터리(13a, 13b) 중 1개의 배터리(13b)의 상방에 지지대(27)에 의해 다른 1개의 배터리(13a)를 배치함으로써, 도 2에 나타낸 제 1 실시형태와 같이, 요소수 탱크(12)와 2개의 배터리(13a, 13b)를 선회 프레임(3a) 상에 나란히 배치한 경우에 비교하여, 1개의 배터리(13a) 크기의 스페이스를 선회 프레임(3a) 상에 확보할 수 있다. 이에 의해, 선회 프레임(3a) 상에 확보한 1개의 배터리(13a) 크기의 스페이스분 만큼 요소수 탱크(24)의 용량을 크게 설정할 수 있어, 요소수 탱크(24) 내에 충분한 양의 요소수을 저장할 수 있다. 또한, 도 6에 나타낸 제 3 실시형태와 같이, 2개의 배터리(13a, 13b)를 요소수 탱크(23)의 상방에 배치하는 경우에 비교하여, 요소수 탱크(24)와 배터리(13a, 13b)가 흡입구(5b)로부터 흡입된 외기의 흐름의 방해가 되는 것을 억제할 수 있다.

또한, 상술한 본 발명의 제 1∼3 실시형태에서는, 열교환기(15)보다 외기의 흐름의 상류측에 2개의 배터리(13a, 13b)를 배치한 경우에 대하여 설명하였으나, 열교환기(15)보다 외기의 흐름의 상류측에 1개 또는 3개 이상의 배터리를 배치해도 된다. 이 경우에도, 엔진룸(5) 내에서의 열교환기(15)보다 외기의 흐름의 상류측의 스페이스에 들어가도록 요소수 탱크의 크기를 설정할 수 있다.

또한, 본 발명의 제 1∼4 실시형태는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 소선회형 유압 셔블(1)에 적용한 경우에 대하여 설명하였으나, 중형 이상의 유압 셔블 등의 건설기계에도 적용 가능하다.

1 : 소선회형 유압 셔블(건설기계)
2 : 주행체
3 : 선회체
4 : 프론트 작업기(작업장치)
5 : 엔진룸
5a : 엔진
5b : 흡입구
6 : 카운터 웨이트
7 : 캡
8 : 유압 펌프
12, 22, 23, 24 : 요소수 탱크
12a, 22a, 23a, 24a : 보급구
13a, 13b : 배터리
14 : 개폐 도어
14a : 손잡이
15 : 열교환기
16 : 팬
17, 27 : 지지대
17a, 27a : 평판
17b, 27b : 지주
17c, 27c : 지지편
20 : 미관

Claims

전방에 작업장치가 설치된 선회체와, 이 선회체의 후부에 배치된 카운터 웨이트와, 이 카운터 웨이트의 전방에 배치된 엔진룸과, 이 엔진룸 내에 배치된 엔진과, 이 엔진의 열교환을 행하는 열교환기와, 상기 엔진룸의 외장(外裝)에 형성되고, 외기를 흡입하는 흡입구와, 이 흡입구로부터 상기 엔진룸 내로 외기를 도입하여 상기 열교환기를 냉각하는 팬과, 상기 엔진룸의 외장에 설치되고, 상기 엔진으로부터 배출된 배기가스를 외부로 방출하는 미관과, 상기 엔진으로부터 배출된 배기가스를 정화하는 요소수를 저장하는 요소수 탱크와, 배터리를 구비한 건설기계에 있어서,
상기 카운터 웨이트는, 상기 엔진에 대면한 측이 내측으로 움푹 들어가 형성된 오목부를 가지며,
상기 열교환기보다 외기의 흐름의 상류측 중 상기 엔진룸의 하부측에 상기 요소수 탱크와 상기 배터리를 함께 배치함과 함께, 상기 열교환기보다 외기의 흐름의 상류측의 스페이스에 들어가도록 상기 요소수 탱크의 크기를 설정하고, 상기 요소수 탱크를, 상기 카운터 웨이트의 상기 오목부의 형상을 따르도록 형성한 것을 특징으로 하는 건설기계.
제 1 항에 있어서,
상기 배터리를 상기 요소수 탱크보다 상기 작업장치측에 배치한 것을 특징으로 하는 건설기계.
제 1 항에 있어서,
상기 요소수 탱크와 상기 열교환기의 사이에 상기 배터리를 배치한 것을 특징으로 하는 건설기계.
제 1 항에 있어서,
2개의 상기 배터리를 구비하고,
이 2개의 상기 배터리 중 1개의 상기 배터리의 상방에 다른 1개의 상기 배터리를 배치한 것을 특징으로 하는 건설기계.
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