KR20150087421A - 환원제 탱크 및 작업 차량 - Google Patents

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Abstract

환원제 탱크(20)의 용기 본체(33)는, 환원제(90)를 저류하기 위한 것이다. 흡출 배관(70)은, 용기 본체(33) 내에 위치하는 흡입구(70a)를 가지며, 또한 흡입구(70a)로부터 환원제(90)를 용기 본체(33)의 외부로 유도하기 위한 것이다. 여과기(100)는 흡출 배관(70)의 흡입구(70a)에 설치되어 있다. 여과기(100)는, 포위부(110)와 대향부(120)를 포함하고 있다. 포위부(110)는, 내부 공간(105)을 둘러싸는 것에 의해 내부 공간(105)과 여과기(100)의 외부 공간을 구획하고, 또한 내부 공간(105)과 외부 공간의 사이에서 환원제(90)를 투과시키는 필터부(101a)를 갖고 있다. 대향부(120)는, 포위부(110)의 내부 공간(105) 내로 연장되는 것에 의해, 내부 공간(105) 내에서, 흡입구(70a)에 연통한 간극 공간(106)을 개재하여 필터부(101a)와 대향하고, 또한 간극 공간(106)과 외부 공간을 구획하고 있다.

Description

환원제 탱크 및 작업 차량{REDUCING AGENT TANK AND WORK VEHICLE}
본 발명은, 환원제 탱크 및 작업 차량에 관한 것이다.
유압 쇼벨, 불도저, 휠로더 등의 작업 차량에는 배기 처리 장치가 탑재되어 있다. 배기 처리 장치로는, 예를 들면 디젤 미립자 포집 필터 장치(DPF), 디젤 산화 촉매 장치(DOC) 및 선택 환원 촉매 장치(SCR) 등이 존재한다.
특히 선택 환원 촉매 장치는, 요소를 환원제의 전구체로서 사용하여 배기 가스 중의 NOx(질소 산화물)을 환원하여 배기 가스를 정화하는 것이다. 이 배기 처리에 이용되는 환원제(요소수)는, 환원제 탱크로부터 환원제 분사 장치까지 환원제 배관을 통하여 공급된다. 엔진이 정지한 후에, 환원제 배관 내에 환원제가 잔류하면, 그 배관 내부에서 환원제가 고화하여, 배관이 막힐 가능성이 있다.
이 때문에, 엔진 정지후에 환원제 배관 내의 환원제를 환원제 탱크에 회수하는 처리(퍼지 처리)가 행해진다. 이 퍼지 처리에서는, 환원제 배관 내의 잔류 환원제와 함께, 기포도 환원제 탱크 내에 회수된다.
한편, 작업 차량은 먼지가 많은 가혹한 환경하에서 사용되기 때문에, 환원제 탱크 내에 불순물이 혼입될 가능성이 높아, 그 불순물을 제거할 필요가 있다. 이 불순물을 제거하기 위해, 환원제 탱크 내의 환원제의 흡입구에는 여과기가 설치되어 있다. 이러한 여과기로서의 필터가 흡입구에 설치된 환원제 탱크는, 예를 들면 일본 특허 공개 제2011-137441호 공보에 개시되어 있다.
특허문헌 1 : 일본 특허 공개 제2011-137441호 공보
그러나, 여과기를 설치한 환원제 탱크에 있어서 상기 퍼지 처리가 행해지면, 여과기 내에 기포가 체류하게 된다. 이 때문에 여과기의 내부 공간의 용적이 크면, 그 내부 공간에 기포가 많이 체류한다. 이에 따라 엔진의 재시동시에 있어서 환원제를 환원제 배관 내에 흡입할 때에, 환원제 배관 내에 기포가 대량으로 흡입되어, 환원제 배관 내에 대한 환원제의 흡입 불량이 생겨, 환원제 펌프의 작동 불량으로 이어진다.
한편, 여과기의 내부 공간의 용적을 단순히 작게 하고자 하면, 필터부의 표면적이 작아져, 환원제의 유량에 영향이 생긴다.
본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 기포에 의한 환원제의 흡입 불량을 억제할 수 있고, 필터부의 표면적을 크게 확보할 수 있는 환원제 탱크 및 작업 차량을 제공하는 것이다.
본 발명의 환원제 탱크는, 용기 본체와, 배관과, 여과기를 구비하고 있다. 용기 본체는 환원제를 저류하기 위한 것이다. 배관은, 용기 본체 내에 위치하는 흡입구를 가지며, 흡입구로부터 환원제를 용기 본체의 외부로 유도하기 위한 것이다. 여과기는 배관의 흡입구에 설치되어 있다. 여과기는, 포위부와 대향부를 갖고 있다. 포위부는, 그 여과기의 내부 공간을 둘러싸는 것에 의해 내부 공간과 여과기의 외부 공간을 구획하고, 또한 내부 공간과 외부 공간의 사이에서 환원제를 투과시키는 제1 필터부를 갖고 있다. 대향부는, 포위부의 내부 공간 내로 연장되는 것에 의해, 내부 공간 내에서, 흡입구에 연통한 간극 공간을 개재하여 제1 필터부와 대향하고, 또한 간극 공간과 외부 공간을 구획하고 있다.
또, 본 명세서 중에서는, 환원제 및 환원제의 전구체를 「환원제」로 총칭하는 것으로 한다.
본 발명의 환원제 탱크에 의하면, 대향부가 포위부의 내부 공간 내로 연장되어 있다. 이에 따라, 대향부와 포위부 사이에 끼인 간극 공간의 용적을 작게 할 수 있다. 이 때문에 퍼지 처리로 여과기의 간극 공간 내에 체류하는 기포의 양을 줄일 수 있다. 따라서, 엔진의 재시동시에 있어서 환원제를 흡입구에 흡입할 때에, 흡입구 내에 기포가 대량으로 흡입되는 것이 억제되어 환원제의 흡입 불량을 억제하는 것이 가능해진다.
또한 상기 간극 공간의 용적을 줄이기 위해 포위부의 내부 공간에 대향부를 연장시키면 되고, 포위부의 크기 자체를 작게 할 필요가 없다. 이 때문에, 포위부에 형성되는 제1 필터부의 표면적을 크게 확보할 수 있어, 환원제의 유량에 영향을 미치지 않도록 할 수 있다.
이상으로부터 환원제의 흡입 불량을 억제할 수 있고, 필터부의 표면적을 크게 확보할 수 있다.
상기 환원제 탱크에 있어서, 대향부는, 간극 공간과 외부 공간의 사이에서 환원제를 투과시키는 제2 필터부를 갖고 있다. 이에 따라, 필터부의 면적을 더욱 크게 할 수 있다.
상기 환원제 탱크에 있어서, 포위부는, 흡입구와 간극 공간을 연결하는 관통 구멍을 갖고 있다. 대향부는, 관통 구멍의 연장 방향을 따라서 관통 구멍에 접근할수록 포위부와 대향부 사이의 간극 공간의 크기가 커지는 형상의 테이퍼부를 갖고 있다. 이에 따라, 흡입구에 연결되는 관통 구멍 부근에서의 환원제의 유로 저항을 저감할 수 있어, 환원제를 원활하게 흡입구에 흘리는 것이 가능해진다.
상기 환원제 탱크에 있어서, 제1 필터부가 간극 공간의 주위를 둘러싸도록 배치되어 있다. 이에 따라, 필터부의 면적을 더욱 크게 할 수 있다.
상기 환원제 탱크에 있어서, 포위부는, 내부 공간의 주위를 둘러싸는 주위부와, 그 주위부의 한쪽 끝을 폐쇄하는 저부를 갖고 있다. 주위부의 다른쪽 끝에는 개구부가 형성되어 있다. 대향부는, 다른쪽 끝에 부착된 덮개부와, 그 덮개부로부터 내부 공간 내로 연장되는 돌출부를 갖고 있다. 간극 공간은, 돌출부가 덮개부에 접속된 부분으로부터 돌출부의 선단부에 이르기까지의 돌출부의 전체 둘레와 주위부 사이, 및 선단부와 저부 사이에 위치하고 있다. 선단부와 저부 사이의 간극 공간의 치수는 저부의 두께보다 작다. 이에 따라, 선단부와 저부 사이의 간극 공간의 치수를 보다 작게 하는 것이 가능해진다.
상기 환원제 탱크에 있어서, 돌출부의 직경 방향의 치수는 주위부의 직경 방향의 치수의 절반 이상이다. 이에 따라 간극 공간을 체적을 더욱 작게 하는 것이 가능해진다.
본 발명의 작업 차량은, 엔진과, 배기 처리 장치와, 환원제 탱크와, 환원제 분사 장치를 구비하고 있다. 배기 처리 장치는, 엔진으로부터의 배기 가스를 환원 반응에 의해 처리하기 위한 것이다. 환원제 탱크는, 상기의 어느 환원제이다. 환원제 분사 장치는, 환원제 탱크로부터 흡출한 환원제를, 배기 처리 장치로 유도되는 배기 가스에 대하여 분사하기 위한 것이다.
본 발명의 작업 차량에 의하면, 상기 환원제 탱크를 구비하고 있기 때문에, 환원제의 흡입 불량을 억제할 수 있고, 또한 필터부의 표면적이 작아지는 것에 의한 환원제의 유량의 영향도 없다. 이 때문에, 배기 처리 장치에서의 배기 가스의 환원 반응을 보다 적절하게 행하는 것이 가능해진다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 기포에 의한 환원제의 흡입 불량을 억제할 수 있고, 필터부의 표면적을 크게 확보할 수 있는 환원제 탱크 및 작업 차량을 실현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에서의 작업 차량의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 작업 차량에 있어서 선회 프레임 상에서의 환원제 탱크로부터 배기 처리 유닛까지의 환원제 배관의 경로를 나타내는 평면도이다.
도 3은 도 1에 나타내는 작업 차량에서의 환원제의 경로, 열교환용 매체의 경로, 및 엔진으로부터의 배기 가스의 배기 경로를 모식적으로 나타내는 기능도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에서의 환원제 탱크의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 5는 도 4에 나타내는 환원제 탱크의 일부를 파단하여 나타내는 일부 파단 사시도이다.
도 6은 도 5에 나타낸 여과기의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 7은 도 6에 나타낸 여과기의 구성을 포위부와 대향부로 분해하여 나타내는 분해 사시도이다.
도 8은 도 7에 나타낸 여과기의 대향부의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 9는 도 6에 나타낸 여과기의 구성을 개략적으로 나타내는 정면도이다.
도 10은 도 6에 나타낸 여과기의 구성을 개략적으로 나타내는 측면도이다.
도 11은 도 10의 ⅩI-ⅩI선을 따라 취한 개략 단면도이다.
도 12는 도 10의 ⅩⅡ-ⅩⅡ선을 따라 취한 개략 단면도이다.
도 13은 도 9의 ⅩⅢ-ⅩⅢ선을 따라 취한 개략 단면도이다.
도 14는 도 9의 ⅩⅣ-ⅩⅣ선을 따라 취한 개략 단면도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시형태에서의 환원제 탱크의 변형예로서 대향부의 구성을 나타내는 개략 사시도이다.
도 16은 비교예의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 관해 도면에 기초하여 설명한다.
우선 본 발명의 실시형태에서의 작업 차량의 일례로서 유압 쇼벨의 구성에 관해 도 1을 이용하여 설명하지만, 본 발명은 휠로더, 불도저 등의 배기 처리 유닛을 포함하는 엔진 유닛을 구비한 작업 차량에 적용 가능하다.
도 1은, 본 발명의 일 실시형태에서의 작업 차량의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다. 도 1을 참조하여 보면, 유압 쇼벨(1)은, 하부 주행체(2)와, 상부 선회체(3)와, 작업기(4)를 주로 구비하고 있다. 하부 주행체(2)와 상부 선회체(3)에 의해 작업 차량 본체가 구성되어 있다.
하부 주행체(2)는 좌우 한 쌍의 크롤러 벨트(2a)를 갖고 있다. 하부 주행체(2)는, 한 쌍의 크롤러 벨트(2a)가 회전함으로써 자주(自走) 가능하게 구성되어 있다. 상부 선회체(3)는, 하부 주행체(2)에 대하여 선회 가능하게 설치되어 있다.
상부 선회체(3)는, 전방측 F(차량 앞쪽)의 좌측 L에, 오퍼레이터가 유압 쇼벨(1)을 조작하기 위한 공간을 구성하는 운전석(5)을 갖고 있다. 상부 선회체(3)는, 후방측 B(차량 뒤쪽)에, 엔진을 수납하는 엔진룸(6), 및 카운터 웨이트(7)를 갖고 있다.
또, 본 실시형태에서는, 오퍼레이터가 운전석(5) 내에 착석한 상태로, 오퍼레이터의 전방측(정면측)을 상부 선회체(3)의 전방측 F로 하고, 이것과 반대측, 즉 오퍼레이터의 후방측(배면측)을 상부 선회체(3)의 후방측 B로 하며, 착석 상태에서의 오퍼레이터의 좌측을 상부 선회체(3)의 좌측 L로 하고, 오퍼레이터의 우측을 상부 선회체(3)의 우측 R로 한다. 또한 오퍼레이터의 상하 방향을 도면 중 화살표 Z로 나타내고 있다. 이후는, 상부 선회체(3)의 전후 좌우 상하와 작업 차량의 전후 좌우 상하는 일치하는 것으로 한다.
상부 선회체(3)는 선회 프레임(9)을 갖고 있다. 선회 프레임(9)은 작업 차량 본체에 포함되어 있다. 선회 프레임(9)은, 하부 주행체(2)의 상측에 배치되어 있고, 하부 주행체(2)에 대하여 선회 가능하게 설치되어 있다. 작업기(4), 운전석(5) 및 카운터 웨이트(7)는, 선회 프레임(9)에 탑재되어 있고, 선회 프레임(9)의 상면에 배치되어 있다.
또, 유압 쇼벨(1)은, 상부 선회체(3)를 하부 주행체(2)에 대하여 상대적으로 선회시키기 위한, 도시하지 않은 선회 장치를 구비하고 있다. 선회 장치는, 하부 주행체(2)에 지지된 선회 모터, 선회 프레임(9)에 지지된 기어 등으로 구성되어 있다.
토사의 굴착 등의 작업을 행하는 작업기(4)는, 상하 방향 Z로 작동 가능하게, 상부 선회체(3)에 의해 피봇 지지되어 있다. 작업기(4)는, 상부 선회체(3)의 전방측 F의 대략 중앙부에 상하 방향 Z로 작동 가능하게 부착된 붐(4a)과, 붐(4a)의 선단부에 전후 방향 F, B로 작동 가능하게 부착된 아암(4b)과, 아암(4b)의 선단부에 전후 방향 F, B로 작동 가능하게 부착된 버킷(4c)을 갖고 있다. 붐(4a), 아암(4b) 및 버킷(4c)은 각각, 유압 실린더(4d)에 의해 구동되도록 구성되어 있다.
작업기(4)는 운전석(5)에 대하여 예컨대 우측 R에 설치되어 있다. 작업기(4)는, 상부 선회체(3)의 전방측 F의 좌측 L에 배치된 운전석(5)에 대하여, 운전석(5)의 한쪽 측부측인 우측 R에 설치되어 있다. 또, 운전석(5)과 작업기(4)의 배치는 도 1에 나타내는 예에 한정되는 것이 아니라, 예를 들면 상부 선회체(3)의 전방 우측에 배치된 운전석(5)의 좌측에 작업기(4)가 설치되어 있어도 좋다.
엔진룸(6)은, 카운터 웨이트(7)의 전방측 F에 인접하도록 선회 프레임(9)의 상측에 설치되어 있다. 선회 프레임(9)은 엔진룸(6)의 바닥 부분을 형성하고 있다. 엔진룸(6)은 엔진 후드(8)에 의해 상측으로부터 덮여 있다. 엔진 후드(8)는 엔진룸(6)의 천장 부분을 형성하고 있다. 카운터 웨이트(7)는, 엔진룸(6)의 후방측 B에 배치되어 있고, 엔진룸(6)의 후방측 B의 벽을 형성하고 있다. 엔진 후드(8)로부터 상측으로, 엔진으로부터 배출된 배기 가스를 유압 쇼벨(1)의 차밖으로 배출하는 배기통(15)이 돌출되어 있다.
카운터 웨이트(7)는, 굴착 작업 등에 있어서 유압 쇼벨(1)의 차체 밸런스를 유지하기 위해 선회 프레임(9)의 후단부에 설치되어 있다. 카운터 웨이트(7)는, 선회 프레임(9) 상에서의 엔진룸(6)의 후방측 B에 설치되어 있다. 카운터 웨이트(7)는, 예를 들어 강판을 조립하여 형성한 상자 내에 고철 및 콘크리트 등을 넣어 굳히는 것에 의해 형성되어 있다. 카운터 웨이트(7)의 후면은, 유압 쇼벨(1)의 후방측 B의 표면을 구성하고 있고, 매끄럽게 만곡된 형상을 갖고 있다.
다음으로, 본 실시형태의 작업 차량에서의 환원제 탱크로부터 배기 처리 유닛까지의 환원제 배관의 경로에 관해 도 2를 이용하여 설명한다.
도 2는, 도 1에 나타내는 작업 차량(유압 쇼벨)(1)에 있어서 선회 프레임(9) 상에서의 환원제 탱크로부터 배기 처리 유닛까지의 환원제 배관의 경로를 나타내는 평면도이다. 도 2를 참조하여 보면, 유압 쇼벨(1)은, 하부 주행체(2) 및 작업기(4)를 구동시키기 위한 동력원인 엔진(10)을 갖고 있다. 엔진(10)은, 선회 프레임(9) 상에 탑재되어 있다. 엔진(10)은 엔진룸(6) 내에 수용되어 있다.
유압 쇼벨(1)은, 엔진룸(6) 내에, 엔진(10)으로부터 배출되는 배기 가스를 처리하기 위한 배기 처리 유닛을 갖고 있다. 배기 처리 유닛은, 엔진(10)의 상측에 배치되어 있고, 배기 처리 장치(12, 14)와, 중계 접속관(13)과, 배기통(15)과, 환원제의 분사 장치(28)를 주로 갖고 있다.
배기 처리 장치(12)는, 후술하는 배기관(11)(도 3)에 의해 엔진(10)과 접속되어 있다. 배기 처리 장치(14)는, 중계 접속관(13)에 의해 배기 처리 장치(12)와 접속되어 있다. 즉 엔진(10)으로부터 배출된 배기 가스의 흐름에 대하여 배기 처리 장치(12)는 엔진(10)의 하류측에 배치되어 있고, 배기 처리 장치(14)는 배기 처리 장치(12)의 하류측에 배치되어 있다.
본 실시형태에 있어서는, 배기 처리 장치(12)는 예를 들어 디젤 미립자 포집 필터 장치이며, 배기 처리 장치(14)는 예를 들어 선택 환원 촉매 장치이다. 또한 중계 접속관(13)은 예를 들어 믹싱 배관이다.
디젤 미립자 포집 필터 장치(12)는, 엔진(10)으로부터의 배기를 처리하는 장치이며, 필터(도시하지 않음)와, 그 필터에 부설된 히터(도시하지 않음)를 주로 갖고 있다. 디젤 미립자 포집 필터 장치(12)는, 엔진(10)의 배기 중에 포함되는 입자형 물질을 필터에 의해 포집하고, 포집한 입자형 물질을 소각하도록 구성되어 있다. 필터는, 예를 들어 세라믹으로 이루어져 있다.
선택 환원 촉매 장치(14)는, 엔진(10)으로부터의 배기를 처리하는 장치이며, 예를 들면 요소수를 가수분해하여 얻어지는 암모니아를 환원제로서 이용하여, 질소 산화물 NOx를 환원하기 위한 것이다. 선택 환원 촉매 장치(14)는, 원리적으로는 암모니아(NH3)가 질소 산화물(NOx)과 화학 반응함으로써 질소(N2)와 물(H2O)로 환원되는 것을 응용한 것이다.
믹싱 배관(13)은, 디젤 미립자 포집 필터 장치(12)와 선택 환원 촉매 장치(14) 사이를 접속하고 있다. 즉, 믹싱 배관(13)에 의해 디젤 미립자 포집 필터 장치(12)와 선택 환원 촉매 장치(14)가 접속되어 있다. 이 믹싱 배관(13)은, 디젤 미립자 포집 필터 장치(12)로부터 선택 환원 촉매 장치(14)로 향하는 배기에 환원제(예를 들어 요소수)를 분사하여, 배기에 요소를 혼합하기 위한 부분이다.
분사 장치(28)는, 환원제를 믹싱 배관(5) 내에 분사하기 위해 믹싱 배관(13)에 설치되어 있다. 분사 장치(28)는, 믹싱 배관(13) 내의 경로의 비교적 상류측, 즉 믹싱 배관(13)과 배기 처리 장치(12)의 접속부 부근에 있어서 믹싱 배관(13)에 접속되어 있다.
배기통(15)은, 선택 환원 촉매 장치(14)에 접속되어 있고, 디젤 미립자 포집 필터 장치(12)와 선택 환원 촉매 장치(14)를 통과한 후의 배기를 대기중에 배출하기 위한 것이다. 이 배기통(15)은 도 1에 나타낸 바와 같이 엔진 후드(8)로부터 상측으로 돌출되어 있다. 이에 따라 배기 처리 유닛은, 엔진(10)으로부터 배출된 배기 가스가 배기 처리 장치(12, 14)를 순서대로 통과하여 유압 쇼벨(1)의 차밖으로 배출되도록 구성되어 있다.
유압 쇼벨(1)은, 배기 처리 유닛[예를 들면 분사 장치(28)]에 환원제를 공급하기 위한 환원제 공급부를 갖고 있다. 환원제 공급부는, 환원제 탱크(20)와, 환원제 펌프(22)와, 환원제를 통과시키기 위한 환원제 배관(21, 23, 25)을 주로 갖고 있다.
환원제 탱크(20) 및 환원제 펌프(22)는, 선회 프레임(9) 중, 예를 들면 우측 R의 사이드프레임 상에 탑재되어 있다. 환원제 펌프(22)는 엔진룸(6)보다 전방측 F에 배치되어 있고, 환원제 탱크(20)는 환원제 펌프(22)보다 전방측 F에 배치되어 있다.
환원제 탱크(20)는, 분사 장치(28)로 분사하는 환원제를 저류하기 위한 것이다. 환원제로서 암모니아를 환원제 탱크(20)에 저류할 수도 있지만, 환원제 탱크(20)에는, 암모니아 대신에, 예를 들면 요소수가 저류되어 있다. 단 환원제는, 요소수에 한정되지 않고, 질소 산화물 NOx를 환원할 수 있는 것이면 된다.
환원제 배관(21, 23, 25)은, 이송 배관(21), 복귀 배관(23) 및 압송 배관(25)으로 이루어져 있다. 환원제 탱크(20)와 환원제 펌프(22)는, 이송 배관(21) 및 복귀 배관(23)에 의해 서로 접속되어 있다. 이송 배관(21)은, 환원제 탱크(20)로부터 환원제 펌프(22)로 환원제를 송출하기 위한 배관이다. 복귀 배관(23)은, 환원제 펌프(22)로부터 환원제 탱크(20)로 환원제를 복귀시키기 위한 배관이다. 환원제 펌프(22)와 분사 장치(28)는, 압송 배관(25)에 의해 서로 접속되어 있다. 압송 배관(25)은, 환원제 펌프(22)로부터 분사 장치(28)에 환원제를 이송하기 위한 배관이다.
환원제 탱크(20)로부터 이송 배관(21)을 경유하여 환원제 펌프(22)로 이송되어 온 환원제는, 환원제 펌프(22)에 있어서 둘로 분기된다. 배기 처리에 사용되지 않은 환원제는, 환원제 펌프(22)로부터 복귀 배관(23)을 경유하여 환원제 탱크(20)로 복귀된다. 배기 처리에 사용되는 환원제는, 환원제 펌프(22)로부터 압송 배관(25)을 경유하여 분사 장치(28)에 도달하고, 분사 장치(28)로부터 배기관(13) 내에 분무된다.
다음으로, 본 실시형태의 작업 차량에서의 열교환용 매체의 경로와 환원제의 경로에 관해 도 3을 이용하여 설명한다.
도 3은, 본 실시형태의 작업 차량에서의 환원제의 경로, 열교환용 매체의 경로, 및 엔진으로부터의 배기 가스의 배기 경로를 모식적으로 나타내는 기능도이다. 도 3을 참조하여 보면, 엔진(10)으로부터 배출된 배기 가스는, 배기관(11), 배기 처리 장치(12), 중계 접속관(13), 배기 처리 장치(14)를 순서대로 흘러 배기통(15)으로부터 차밖으로 배기된다. 중계 접속관(13)에는 분사 장치(28)가 설치되어 있다.
환원제 탱크(20)는, 환원제(90)를 저류하기 위한 용기 본체(33)를 갖고 있다. 용기 본체(33)의 내부에는 흡출 배관(70)이 배치되어 있다. 이 흡출 배관(70)은, 용기 본체(33) 내에 위치하는 흡입구(70a)를 가지며, 또한 그 흡입구(70a)로부터 환원제(90)를 용기 본체(33)의 외부로 유도하기 위한 것이다. 이 흡출 배관(70)의 흡입구(70a)에는 여과기(100)가 설치되어 있다. 흡출 배관(70)은 이송 배관(21)에 접속되어 있다.
용기 본체(33) 내의 환원제(90)는, 환원제 펌프(22)의 흡인력에 의해, 여과기(100)를 투과하여 흡출 배관(70)의 흡입구(70a)에 흡입된다. 흡입구(70a)에 흡입된 환원제(90)는, 흡출 배관(70)을 통하여 환원제 탱크(20)로부터 흡출되고, 그 후, 이송 배관(21) 및 압송 배관(25)을 순서대로 경유하여 분사 장치(28)에 도달한다. 배기 처리에 사용되지 않은 환원제(90)는, 환원제 펌프(22)로부터 복귀 배관(23)을 경유하여 환원제 탱크(20)의 용기 본체(33)로 복귀된다.
분사 장치(28)는, 환원제 탱크(20)로부터 흡출한 환원제(90)를 중계 접속관(13) 내에 분사한다. 이에 따라 중계 접속관(13) 내를 흐르는 배기 가스 중에 환원제(90)가 공급되고, 배기 처리 장치(14)에 있어서 배기 가스 중에 함유되는 질소 산화물이 환원제(90)와 반응한다. 이에 따라, 배기 가스 중의 질소 산화물의 농도가 감소한다.
환원제(90)가 요소수인 경우, 중계 접속관(13) 내에 있어서 요소수는 분해되어 암모니아로 변화하고, 질소 산화물과 암모니아의 반응에 의해 질소 산화물은 무해한 질소 및 산소로 분해된다. 질소 산화물의 양이 적정치로 저하된 배기 가스는, 배기통(15)으로부터 배출된다.
환원제 탱크(20)의 용기 본체(33)의 내부에는 열교환기(40)가 배치되어 있다. 이 열교환기(40) 내에는, 환원제(90)와의 사이에서 열교환하는 매체(열교환 매체)가 흐르고 있다. 이 매체에는, 예를 들면 엔진(10)의 냉각수가 이용되고 있다. 열교환기(40)의 한쪽 끝은 냉각수 배관(17)에 접속되어 있고, 열교환기(40)의 다른쪽 끝은 냉각수 배관(18)에 접속되어 있다. 냉각수 배관(18)과 엔진(10) 사이에는, 라디에이터(16)와 냉각수 펌프(19)가 접속되어 있다.
냉각수 펌프(19)의 구동에 의해, 엔진(10)의 냉각수는, 엔진(10), 열교환기(40), 라디에이터(16) 및 냉각수 펌프(19)를 순서대로 흐름으로써 순환한다. 엔진(10)에서 가열된 냉각수는, 열교환기(40)에 있어서 환원제(90)와 열교환함으로써 냉각된다. 한편, 환원제(90)는, 냉각수로부터 열을 받는 것에 의해 가열된다. 라디에이터(16)는, 냉각수와 공기의 열교환을 행하여 냉각수를 냉각시키기 위한 열교환기이다. 라디에이터(16)에 있어서 냉각된 냉각수가 엔진(10)의 워터 재킷에 흐름으로써, 엔진(10)은 적절히 냉각된다.
다음으로, 환원제 탱크(20)의 구성에 관해 도 4 및 도 5를 이용하여 상세히 설명한다.
도 4는, 본 발명의 일 실시형태에서의 환원제 탱크의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다. 도 5는, 도 4에 나타내는 환원제 탱크의 일부를 파단하여 나타내는 일부 파단 사시도이다. 도 4 및 도 5를 참조하여 보면, 환원제 탱크(20)는, 천장 덮개(30)와, 중공의 용기 본체(33)와, 열교환기(40)와, 흡출 배관(70)과, 센서 유닛(80)과, 전열 플레이트(95)와, 여과기(100)를 주로 갖고 있다.
용기 본체(33)는, 예를 들면 대략 직사각형 상자형의 외형을 갖고 있다. 용기 본체(33)는, 내부에 중공의 공간을 갖고 있고, 상면(34)에 그 중공 공간에 통하는 개구(도시하지 않음) 및 보충구(37)를 갖고 있다. 용기 본체(33)는, 예를 들면 폴리에틸렌 등의 내식성이 우수한 수지 재료에 의해 형성되어 있다.
용기 본체(33)의 상면(34)에 형성된 개구(도시하지 않음)는, 원판형의 천장 덮개(30)에 의해 폐색되어 있다. 천장 덮개(30)는, 체결 부재(32)(예를 들면 복수개의 볼트)에 의해, 용기 본체(33)에 착탈 가능하게 부착되어 있다. 상면(34)과 천장 덮개(30) 사이에는 O링 등의 시일 부재가 설치되어 있고, 이에 따라 천장 덮개(30)를 상면(34)에 고정한 상태로 개구는 액밀하게 밀봉되어 있다. 천장 덮개(30)는, 예를 들어 강성이 우수한 금속 재료에 의해 형성되어 있다.
열교환기(40)는 용기 본체(33)의 중공 공간 내에 위치하고 있다. 이 열교환기(40)는, 서로 접속된 제1 관로(50)(포워드 배관부)와 제2 관로(60)(리턴 배관부)를 갖고 있다. 열교환기(40)는 천장 덮개(30)에 부착되어 있다. 즉 열교환기(40)의 한쪽 끝[제1 관로(50)의 단부] 및 다른쪽 끝[제2 관로(60)의 단부]의 각각에 연결되는 배관(51, 61)의 각각이 천장 덮개(30)를 관통함으로써, 열교환기(40)가 천장 덮개(30)에 고정되어 있다. 배관(51, 61)의 각각은 용기 본체(33)의 중공 공간의 외부에 돌출되어 있다. 또 배관(51)은 용기 본체(33) 내에 유입되는 매체를 통과시키고, 또한 배관(61)은 용기 본체(33)로부터 외부로 유출되는 매체를 통과시키는 것이다.
센서 유닛(80)은 용기 본체(33)의 중공 공간 내에 위치하고 있다. 센서 유닛(80)은, 하네스(82)와, 수위계(83)와, 농도 및 온도계(85)를 갖고 있다. 하네스(82) 및 수위계(83)는 천장 덮개(30)의 하면으로부터 용기 본체(33)의 저면(26)을 향하여 연장되어 있다. 농도 및 온도계(85)는, 하네스(82) 및 수위계(83)의 하단에 부착되어 있다.
수위계(83)는 그 내부에 플로우트를 갖고 있다. 플로우트는 환원제의 액면에 위치하고 있다. 이 플로우트의 높이 위치 정보에 기초하여, 용기 본체(33)의 중공 공간 내의 환원제의 수위가 검출 가능하다. 농도 및 온도계(85)는, 환원제의 농도 및 온도를 계측하기 위한 것이다. 계측된 환원제의 수위, 농도 및 온도의 값에 관한 신호는, 하네스(82)를 경유하여 베이스부(86)에 전달되고, 또한 하네스(87) 및 커넥터(88)를 경유하여, 도시하지 않은 컨트롤러에 출력 가능하다.
전열 플레이트(95)는, 열교환기(40)의 제1 관로(50)와 제2 관로(60) 양자 모두에 걸쳐 설치되어 있다. 이 전열 플레이트(95)는, 평판형상의 제1 평판부(95a)와, 평판형상의 제2 평판부(95b)와, 제1 평판부(95a) 및 제2 평판부(95b)를 연결하는 굴곡부(95c)를 갖고 있다. 전열 플레이트(95)는, 1장의 평판이 굴곡 가공되어 형성되어 있다. 제1 평판부(95a)는 예를 들어 용접에 의해 제1 관로(50)에 고정되어 있다. 제2 평판부(95b)는 예를 들어 용접에 의해 제2 관로(60)에 고정되어 있다.
제1 평판부(95a)의 하단부에는 클램프부(96)가 부착되어 있다. 클램프부(96)는, 센서 유닛(80) 중, 하네스(82) 및 수위계(83)의 주위를 둘러싸고 센서 유닛(80)을 전열 플레이트(95)에 지지하고 있다. 열교환기(40), 전열 플레이트(95) 및 센서 유닛(80)에 의해 입체적인 지지 구조가 형성되어 있고, 이에 따라 열교환기(40) 및 센서 유닛(80)의 강성이 향상되어 있다.
흡출 배관(70)은, 천장 덮개(30)를 관통하여 용기 본체(33)의 중공 공간 내로부터 외부로 연장되고, 천장 덮개(30)에 지지되어 있다. 흡출 배관(70)의 하단에는 흡입구(도시하지 않음)가 형성되어 있다. 여과기(100)는, 이 흡입구에 여과기(100)의 내부 공간이 연통하도록 흡출 배관(70)에 부착되어 있다. 이 여과기(100)는, 판형 지지부(78)를 개재하여 지지판(77)에 부착되어 있다. 이 지지판(77)은 용기 본체(33)의 저면(26)에 고정되어 있다.
천장 덮개(30)에는, 이 천장 덮개(30)를 관통하는 복귀구(79)가 형성되어 있다. 이 복귀구(79)는 상기 복귀 배관(23)(도 3)이 접속되는 부분이다.
천장 덮개(30)에는, 배기 구멍(91)과, 브리더(92)가 부착되어 있다. 보충구(37)로부터 용기 본체(33)에 환원제가 보충될 때, 용기 본체(33) 내에 존재했던 공기는, 배기 구멍(91)을 경유하여 용기 본체(33)의 밖으로 유출된다. 브리더(92)는, 용기 본체(33) 내의 공기압을 자동적으로 일정하게 유지하기 위해 설치되어 있다. 기온의 변화 때문에 용기 본체(33) 내의 공기가 팽창 또는 수축될 때, 브리더(92)를 경유하여 공기가 배출 또는 흡입되고, 이에 따라 용기 본체(33) 내의 압력이 일정하게 유지된다.
다음으로, 본 실시형태의 여과기(100)를 구성하는 포위부와 대향부의 각각의 구성에 관해 도 6~도 8을 이용하여 설명한다.
도 6 및 도 7은, 도 5에 나타낸 본 실시형태의 여과기(100)의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도 및 분해 사시도이다. 도 8은, 도 7에 나타낸 여과기의 대향부의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
우선 도 6 및 도 7을 참조하여 보면, 여과기(100)는, 포위부(110)와 대향부(120)를 갖고 있다.
주로 도 7을 참조하여 보면, 포위부(110)는, 내부 공간(105)을 둘러싸는 것에 의해 그 내부 공간(105)과 여과기(100)의 외부 공간을 구획하는 형상을 갖고 있고, 예를 들면 바닥이 있는 통형상을 갖고 있다. 바닥이 있는 통형상의 포위부(110)는, 내부 공간(105)의 주위를 둘러싸는 주위부(101)와, 주위부(101)의 한쪽 끝을 폐쇄하는 저부(102)를 갖고 있다. 주위부(101)의 다른쪽 끝에는 개구부(103)가 형성되어 있다. 포위부(110)에 대향부(120)를 미장착한 상태에서는, 개구부(103)를 통하여 포위부(110)의 내부 공간(105)은 포위부(110)의 외부와 이어져 있다.
주위부(101)는, 복수의 필터부(제1 필터부)(101a)와, 프레임부(101b)를 갖고 있다. 프레임부(101b)는, 예를 들면 복수의 직사각형의 개구부를 구성하도록 격자형상을 가지면서 내부 공간(105)의 주위를 둘러싸고 있다. 복수의 필터부(101a)의 각각은, 프레임부(101b)에 의해 형성된 복수의 직사각형의 개구부의 각각에 배치되어 있다.
이 복수의 필터부(101a)의 각각은, 내부 공간(105)과 여과기(100)의 외부 공간 사이에서 환원제를 투과시킬 수 있도록 구성되어 있다. 이 복수의 필터부(101a)의 각각은, 예를 들면 복수 개의 선재를 메쉬형으로 뜬 구성을 갖고 있어도 좋고, 또한 부직포와 같은 구성을 갖고 있어도 좋다.
주위부(101)가 필터부(101a) 뿐만 아니라 프레임부(101b)를 갖고 있는 것에 의해, 주위부(101)의 강도를 확보하는 것이 용이해진다. 또한 주위부(101)는 프레임부(101b)를 갖지 않고, 필터부(101a)만으로 이루어져 있어도 좋다. 이에 따라 주위부(101)를 필터부(101a)만의 간이한 구성으로 할 수 있다.
또한 환원제의 유량 확보를 고려하면 필터부(101a)는 주위부(101) 전체에 위치하고 있는 것이 바람직하지만, 주위부(101)의 강도를 고려하면 주위부(101)는 필터부(101a)와 프레임부(101b)의 조합의 구성으로 이루어져 있는 것이 바람직하다. 또한 포위부(110)의 저부(102)에 필터부를 더 설치한 경우, 필터부의 표면적을 더욱 크게 확보할 수 있다.
또한 복수의 필터부(101a)의 각각의 메쉬의 형상 또는 치수는, 각 프레임부(101b)의 각 개구부에 위치하는 필터부(101a)마다 상이해도 좋고 또한 동일해도 좋다. 필터부(101a)의 메쉬의 형상은 삼각형, 사각형, 육각형, 부정형 등 어느 형상이어도 좋다.
포위부(110)의 저부(102)는, 흡출 배관(70)의 흡입구(70a)(도 3)에 접속하기 위한 접속부(104)를 갖고 있다. 이 접속부(104)는 저부(102)로부터 외부 공간측으로 돌출되어 있다. 접속부(104)에는, 이 접속부(104)를 관통하여 포위부(110)의 내부 공간(105)과 외부 공간을 연결하는 관통 구멍(104a)이 형성되어 있다. 이 관통 구멍(104a)을 흡출 배관(70)의 흡입구(70a)에 접속함으로써, 내부 공간(105)을 흡입구(70a)에 연통시키는 것이 가능하다. 이 접속부(104)는, 저부(102)의 긴 방향(도 7의 화살표 A 방향)의 한쪽 끝에 치우쳐서 위치하고 있는 것이 바람직하다.
주로 도 7 및 도 8을 참조하여 보면, 대향부(120)는, 돌출부(111)와, 덮개부(112)와, 지지부(113)를 갖고 있다. 돌출부(111)는, 덮개부(112)의 표면으로부터 돌출되도록 형성되어 있다. 이 돌출부(111)는, 내부에 중공 공간(115)을 갖고 있어 중공으로 되어 있다. 또 돌출부(111)는, 내부에 중공 공간(115)을 갖지 않는 밀실 구조를 갖고 있어도 좋다.
또한 돌출부(111)는, 덮개부(112)로부터의 상승부(111a)와, 선단부(111b)를 갖고 있다. 상승부(111a)의 선단부측에는, 덮개부(112)와의 접속부측으로부터 선단부에 걸쳐서 상승부(111a)의 치수 W가 작아지는 테이퍼부(111a1)가 마련되어 있다.
지지부(113)는 덮개부(112)의 측방으로 튀어나오도록 형성되어 있다. 이 지지부(113)에는 관통 구멍(114)이 형성되어 있다. 이 관통 구멍(114)에 볼트 등을 삽입 관통하여, 판형 지지부(78)(도 5)와 지지부(113)를 볼트 및 너트로 단단히 조임으로써 지지부(113)를 판형 지지부(78)에 지지시킬 수 있다.
다음으로, 포위부(110)에 대향부(120)를 끼워 맞춘 구성에 관해 도 6 및 도 9~도 14를 이용하여 설명한다.
도 9 및 도 10 각각은, 본 실시형태의 여과기의 구성을 개략적으로 나타내는 정면도 및 측면도이다. 도 11 및 도 12 각각은, 도 10의 ⅩI-ⅩI선 및 XⅡ-ⅩⅡ선을 따라 취한 개략 단면도이다. 도 13 및 도 14 각각은, 도 9의 ⅩⅢ-ⅩⅢ선 및 XⅣ-ⅩⅣ선을 따라 취한 개략 단면도이다.
도 6 및 도 9를 참조하여 보면, 포위부(110)에 대향부(120)를 끼워 맞춘 상태에 있어서, 대향부(120)의 덮개부(112)는, 포위부(110)의 다른쪽 끝에 부착되고, 포위부(110)의 개구부(103)(도 7)를 폐쇄하고 있다. 대향부(120)의 돌출부(111)는, 덮개부(112)에 접속되고, 이 덮개부(112)로부터 포위부(110)의 내부 공간(105) 내로 연장되어 있다.
도 11~도 14를 참조하여 보면, 돌출부(111)가 포위부(110)의 내부 공간(105) 내로 연장되는 것에 의해, 돌출부(111)는, 내부 공간(105) 내에서 간극 공간(106)을 개재하여 주위부(101)[필터부(101a) 및 프레임부(101b)] 및 저부(102)의 각각과 대향하고 있다. 간극 공간(106)은, 돌출부(111)가 덮개부(112)에 접속된 부분으로부터 돌출부(111)의 선단부(111b)에 이르기까지의 돌출부(111)의 전체 둘레와 주위부(101) 사이, 및 선단부(111b)와 저부(102) 사이에 위치하고 있다. 또한 돌출부(111)는, 간극 공간(106)과 여과기(100)의 외부 공간을 구획하고 있다.
도 11 및 도 12를 참조하여 보면, 돌출부(111)의 선단부(111b)는 저부(102) 근처까지 연장되어 있다. 구체적으로는 돌출부(111)의 선단부(111b)와 저부(102) 사이의 간극 공간(106)의 치수 DA는, 예를 들어 저부(102)의 두께 T보다 작게 되어 있다.
또한 돌출부(111)의 상승부(111a)와 주위부(101)[필터부(101a) 및 프레임부(101b)] 사이의 간극 공간(106)의 치수 DB는, 돌출부(111)와 덮개부(112)의 접속부측으로부터 선단부(111b)에 이르기까지 서서히 커지고 있다.
또한 상승부(111a)의 테이퍼부(111a1)와 주위부(101) 사이의 간극 공간(106)의 치수 DC도, 선단부(111b)측으로 갈수록 커지고 있다. 즉 대향부(120)는, 관통 구멍(104a)의 연장 방향(일점쇄선 C를 따르는 방향)을 따라서 관통 구멍(104a)에 접근할수록 포위부(110)의 주위부(101)와 대향부(120) 사이의 간극 공간(106)의 치수 DC가 커지는 형상의 테이퍼부(111a1)를 갖고 있다.
이 테이퍼부(111a1)와 주위부(101) 사이에서의 간극 공간(106)의 치수 DC의 증가 비율은, 테이퍼부(111a1) 이외의 상승부(111a)와 주위부(101) 사이에서의 간극 공간(106)의 치수 DB의 증가 비율보다 크게 되어 있다. 또한 관통 구멍(104a)과 대향하는 부분에서의 테이퍼부(111a1)와 주위부(101) 사이[즉 선단부(111b) 부근]에서의 간극 공간(106)의 치수 DC1은 관통 구멍(104a)의 직경 DD 이상의 치수를 갖고 있다.
또한 도 11에 나타낸 바와 같이 간극 공간(106)에 관통 구멍(104a)이 연통하고 있기 때문에, 이 관통 구멍(104a)을 흡출 배관(70)의 흡입구(70a)(도 3)에 접속함으로써, 흡입구(70a)에 간극 공간(106)을 연통시킬 수 있다.
도 13 및 도 14를 참조하여 보면, 돌출부(111)의 상승부(111a)와 주위부(101)[필터부(101a) 및 프레임부(101b)] 사이에도 간극 공간(106)이 형성되어 있다. 이 간극 공간(106)은, 상승부(111a)의 전체 둘레 상에 위치하고 있다.
도 14를 참조하여 보면, 주위부(101)의 필터부(101a)가 간극 공간(106)의 주위를 둘러싸도록 배치되어 있다. 프레임부(101b)가 있는 경우에는, 필터부(101a)와 프레임부(101b)가 교대로 배치되는 것에 의해 필터부(101a)는 간극 공간(106)의 주위를 둘러싸고 있다. 또한 프레임부(101b)가 생략된 경우에는, 필터부(101a)가 전체 둘레에 걸쳐 간극 공간(106)의 주위를 둘러싸게 된다.
돌출부(111)의 직경 방향의 치수는 주위부(101)의 직경 방향의 치수의 절반 이상인 것이 바람직하다. 여기서 직경 방향의 치수란, 도 13에 나타낸 바와 같이 덮개부(112)로부터 돌출부(111)가 연장되는 방향에 대하여 수직인 면으로 자른 여과기(100)의 단면에 있어서, 무게 중심 CE를 중심으로 하는 방사 방향의 치수를 의미한다. 이 무게 중심 CE는, 내부 공간(105)의 상기 단면형상에서의 질량 분포가 균일하다고 상정했을 때의 상기 단면형상의 무게 중심을 의미한다. 또한 직경 방향은, 무게 중심 CE를 통과하는 모든 방향을 의미한다.
구체적으로는 도 13을 참조하여 보면, 상기 직경 방향이 예를 들어 내부 공간(105)의 상기 단면형상에서의 긴 방향인 경우, 돌출부(111)의 직경 방향의 치수 WA1은 주위부(101)의 직경 방향의 치수 WB1a의 절반 이상인 것이 바람직하다. 또한, 상기 직경 방향이 예를 들어 내부 공간(105)의 상기 단면형상에서의 짧은 방향인 경우, 돌출부(111)의 직경 방향의 치수 WA2는 주위부(101)의 직경 방향의 치수 WB2a의 절반 이상인 것이 바람직하다.
상기에 있어서는 주위부(101)의 프레임부(101b)에 의해 규정되는 상기 단면형상의 직경 방향의 치수에 관해 설명했지만, 주위부(101)의 필터부(101a)에 의해 규정되는 상기 단면형상의 직경 방향의 치수에 관해서도 동일하다. 구체적으로는 도 14를 참조하여, 상기 직경 방향이 예를 들어 내부 공간(105)의 상기 단면형상에서의 짧은 방향인 경우, 돌출부(111)의 직경 방향의 치수 WA2는 주위부(101)의 필터부(101a)에 의해 규정되는 직경 방향의 치수 WB2b의 절반 이상인 것이 바람직하다.
또한, 도 11에 나타낸 바와 같이, 돌출부(111)의 테이퍼부(111a1)가 마련된 부분에 관해서도 돌출부(111)의 직경 방향의 치수는 주위부(101)의 직경 방향의 치수의 절반 이상인 것이 바람직하다. 구체적으로는 상기 직경 방향이 예를 들어 내부 공간(105)의 상기 단면형상에서의 긴 방향인 경우, 테이퍼부(111a1)가 마련된 선단부(111b)의 직경 방향의 치수 WA1은 주위부(101)의 직경 방향의 치수 WB1a의 절반 이상인 것이 바람직하다.
상기에 있어서는 상기 직경 방향의 치수가 내부 공간(105)의 상기 단면형상에서의 긴 방향 또는 짧은 방향의 치수인 경우에 관해 설명했지만, 상기 직경 방향의 치수는 긴 방향 및 짧은 방향 이외의 방향이라 하더라도 상기 무게 중심 CE를 통과하는 치수이면 된다.
또한, 간극 공간(106)이 가능한 한 작아지도록 돌출부(111)는 주위부(101) 및 저부(102)에 근접해 있는 것이 바람직하다. 상승부(111a)의 외주면이 주위부(101)의 내주면에 근접해 있고, 또한 선단부(111b)의 표면이 저부(102)의 표면에 근접해 있는 것이 바람직하다.
또한 도 15에 나타낸 바와 같이, 대향부(120)는, 간극 공간(106)과 여과기(100)의 외부 공간 사이에서 환원제(90)를 투과시키는 필터부(제2 필터부)(111aa)를 갖고 있어도 좋다. 구체적으로는, 상승부(111a)는, 복수의 필터부(111aa)와, 프레임부(111ab)를 갖고 있다.
프레임부(111ab)는, 예를 들면 복수의 직사각형의 개구부를 구성하도록 격자형상을 가지면서 중공 공간(115)의 주위를 둘러싸고 있다. 복수의 필터부(111aa)의 각각은, 프레임부(111ab)에 의해 형성된 복수의 직사각형의 개구부의 각각에 배치되어 있다. 이 복수의 필터부(111aa)의 각각은, 간극 공간(106)과 여과기(100)의 외부 공간 사이에서 환원제를 투과시킬 수 있도록 구성되어 있다.
상승부(111a)는, 프레임부(111ab)를 갖지 않고, 필터부(111aa)만으로 이루어져 있어도 좋다. 또한, 돌출부(111)의 선단부(111b)가 필터부를 갖고 있어도 좋다.
또한, 도 15에 나타내는 대향부(120)의 상기 이외의 구성은, 도 7, 도 8에 나타낸 대향부의 구성과 거의 동일하기 때문에 동일한 요소에 관해서는 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 반복하지 않는다.
다음으로, 본 실시형태의 작용 효과에 관해, 도 16에 나타내는 비교예의 구성과 대비하여 설명한다.
도 16을 참조하여 보면, 비교예의 여과기(100)의 구성은, 도 6 및 도 7에 나타낸 본 실시형태의 구성과 비교하여, 대향부(120)가 돌출부(111)를 갖지 않고, 평판형의 덮개부(112)와, 그 덮개부(112)의 측방으로 튀어나온 지지부(113)로 이루어진 점에 있어서 상이하다. 또, 그 외의 비교예의 구성은, 도 6 및 도 7에 나타낸 본 실시형태의 구성과 거의 동일하기 때문에 동일한 요소에 관해 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 반복하지 않는다.
비교예의 구성에 있어서는, 본 실시형태와 같이 돌출부(111)가 마련되어 있지 않기 때문에, 여과기(100)의 내부 공간(105)은 본 실시형태의 간극 공간(106)보다 넓게 되어 있다. 이 때문에, 도 3에 나타낸 바와 같이 여과기(100)를 설치한 환원제 탱크(20)에 있어서 퍼지 처리가 행해지면, 여과기(100) 내에 대량의 기포가 체류하게 된다. 이 때문에 엔진(10)의 재시동시에 있어서 환원제(90)를 흡출 배관(70) 내에 흡입할 때에, 흡출 배관(70) 내에 기포가 대량으로 흡입되어, 흡출 배관(70) 내에 대한 환원제(90)의 흡입 불량이 생겨, 환원제 펌프(22)의 작동 불량으로 이어진다.
상기 흡입 불량을 억제하기 위해, 비교예의 여과기(100)의 내부 공간(105)의 용적을 단순히 작게 하고자 하면, 필터부(101a)의 표면적이 작아져, 환원제(90)의 유량에 영향이 생긴다.
이에 비해 본 실시형태의 여과기(100)에 의하면, 도 11~도 14에 나타낸 바와 같이, 대향부(120)가 포위부(110)의 내부 공간(105) 내로 연장되어 있다. 이에 따라, 대향부(120)와 포위부(110) 사이에 끼인 간극 공간(106)의 용적을 비교예보다 작게 할 수 있다. 이 때문에 퍼지 처리로 여과기(100)의 간극 공간(106) 내에 체류하는 기포의 양을 줄일 수 있다. 따라서, 엔진의 재시동시에 있어서 환원제(90)를 흡입구(70a)에 흡입할 때에, 흡입구(70a) 내에 기포가 대량으로 흡입되는 것이 억제되어 환원제(90)의 흡입 불량을 억제하는 것이 가능해진다.
또한, 흡입 불량을 억제하기 위해서는 상기 간극 공간(106)의 용적을 줄이기 위해 포위부(110)의 내부 공간(105)에 대향부(120)를 연장시키면 되며, 포위부(110)의 크기 자체를 작게 할 필요가 없다. 이 때문에, 포위부(110)에 형성되는 필터부(101a)의 표면적을 크게 확보할 수 있어, 환원제(90)의 유량에 영향을 미치지 않도록 할 수 있다.
또한, 상기와 같이 현재 사이즈를 유지할 수 있기 때문에 컴팩트한 사이즈로, 흡입 불량을 억제하면서도 필터부의 표면적을 크게 확보하는 것이 가능하다.
또한, 필터부의 표면적을 크게 확보하는 것에 의하면, 필터의 수명을 길게 할 수 있다.
또한, 도 14에 나타낸 바와 같이 필터부(101a)가 간극 공간(106)의 주위를 둘러싸도록 배치되어 있다. 이에 따라, 필터부(101a)의 면적을 더욱 크게 할 수 있다.
또한, 도 11에 나타낸 바와 같이 선단부(111b)와 저부(102) 사이의 간극 공간의 치수 DA가 저부(102)의 두께 T보다 작기 때문에, 선단부(111b)와 저부(102) 사이의 간극 공간의 치수 DA를 보다 작게 하는 것이 가능해진다.
또한, 도 13 및 도 14에 나타낸 바와 같이 돌출부(111a)의 직경 방향의 치수는 주위부의 직경 방향의 치수의 절반 이상이다. 이에 따라 간극 공간을 체적을 더욱 작게 하는 것이 가능해진다.
또한, 도 11에 나타낸 바와 같이 대향부(120)는, 관통 구멍(104a)의 연장 방향(일점쇄선 C를 따르는 방향)을 따라서 관통 구멍(104a)에 접근할수록 포위부(110)와 대향부(120) 사이의 간극 공간(106)의 크기 DC가 커지는 형상의 테이퍼부(111a1)를 갖고 있다. 이에 따라, 흡입구(70a)에 연결되는 관통 구멍(104a) 부근에서의 환원제(90)의 유로 저항을 저감할 수 있어, 환원제(90)를 원활하게 흡입구(70a)에 흘리는 것이 가능해진다.
또한, 도 15에 나타낸 바와 같이 대향부(120)가, 간극 공간(106)과 여과기(100)의 외부 공간 사이에서 환원제(90)를 투과시키는 필터부(111aa)를 갖고 있는 경우에는, 필터부의 전체 면적을 필터부(111aa) 분만큼 더 크게 할 수 있다.
도 1 및 도 2에 나타내는 본 실시형태의 작업 차량(1)에 의하면, 도 4~도 14에 나타내는 본 실시형태의 환원제 탱크(20)를 구비하고 있기 때문에, 환원제(90)의 흡입 불량을 억제할 수 있고, 또한 필터부(101a)의 표면적이 작아지는 것에 의한 환원제(90)의 유량의 영향도 없다. 이 때문에, 배기 처리 장치(14)에서의 배기 가스의 환원 반응을 보다 적절하게 행하는 것이 가능해진다.
이번에 개시된 실시형태는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것이 아니라고 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 상기 설명이 아니라 청구범위에 의해 제시되며, 청구범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.
1 : 작업 차량(유압 쇼벨) 2 : 하부 주행체
2a : 크롤러 벨트 3 : 상부 선회체
4 : 작업기 4a : 붐
4b : 아암 4c : 버킷
4d : 유압 실린더 5 : 운전석
6 : 엔진룸 7 : 카운터 웨이트
8 : 엔진 후드 9 : 선회 프레임
10 : 엔진 11, 13 : 배기관
12 : 배기 처리 장치(디젤 미립자 포집 필터 장치)
13 : 중계 접속관(믹싱 배관)
14 : 배기 처리 장치(선택 환원 촉매 장치) 15 : 배기통
16 : 라디에이터 17, 18 : 냉각수 배관
19 : 냉각수 펌프 20 : 환원제 탱크
21 : 이송 배관 22 : 환원제 펌프
25 : 압송 배관 26 : 저면
28 : 분사 장치 30 : 천장 덮개
31 : 개구 32 : 체결 부재
33 : 용기 본체 34 : 상면
37 : 보충구 40 : 열교환기
50 : 제1 관로 60 : 제2 관로
70 : 흡출 배관 70a : 흡입구
77 : 지지판 78 : 판형 지지부
79 : 복귀구 80 : 센서 유닛
82, 87 : 하네스 83 : 수위계
85 : 온도계 86 : 베이스부
88 : 커넥터 90 : 환원제
91 : 배기 구멍 92 : 브리더
95 : 전열 플레이트 95a : 제1 평판부
95b : 제2 평판부 95c : 굴곡부
96 : 클램프부 100 : 여과기
101 : 주위부 101a, 111aa : 필터부
101b, 111ab : 프레임부 102 : 저부
103 : 개구부 104 : 접속부
104a, 114 : 관통 구멍 105 : 내부 공간
106 : 간극 공간 110 : 포위부
111 : 돌출부 111a : 상승부
111a1 : 테이퍼부 111b : 선단부
112 : 덮개부 113 : 지지부
115 : 중공 공간 120 : 대향부

Claims (7)

  1. 환원제를 저류하는 용기 본체와,
    상기 용기 본체 내에 위치하는 흡입구를 가지며, 상기 흡입구로부터 상기 환원제를 상기 용기 본체의 외부로 유도하는 배관과,
    상기 배관의 상기 흡입구에 설치된 여과기
    를 구비하고,
    상기 여과기는,
    상기 여과기의 내부 공간을 둘러싸는 것에 의해 상기 내부 공간과 상기 여과기의 외부 공간을 구획하며, 상기 내부 공간과 상기 외부 공간 사이에서 상기 환원제를 투과시키는 제1 필터부를 갖는 포위부와,
    상기 포위부의 상기 내부 공간 내로 연장되는 것에 의해, 상기 내부 공간 내에서, 상기 흡입구에 연통한 간극 공간을 개재하여 상기 제1 필터부와 대향하고, 상기 간극 공간과 상기 외부 공간을 구획하는 대향부를 갖는 것인 환원제 탱크.
  2. 제1항에 있어서, 상기 대향부는, 상기 간극 공간과 상기 외부 공간 사이에서 상기 환원제를 투과시키는 제2 필터부를 갖는 것인 환원제 탱크.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 포위부는, 상기 흡입구와 상기 간극 공간을 잇는 관통 구멍을 가지며,
    상기 대향부는, 상기 관통 구멍의 연장 방향을 따라서 상기 관통 구멍에 접근할수록 상기 포위부와 상기 대향부 사이의 상기 간극 공간의 크기가 커지는 형상의 테이퍼부를 갖고 있는 것인 환원제 탱크.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 필터부는 상기 간극 공간의 주위를 둘러싸도록 배치되어 있는 것인 환원제 탱크.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 포위부는, 상기 내부 공간의 주위를 둘러싸는 주위부와, 상기 주위부의 한쪽 끝을 폐쇄하는 저부를 가지며,
    상기 주위부의 다른쪽 끝에는 개구부가 형성되어 있고,
    상기 대향부는, 상기 다른쪽 끝에 부착된 덮개부와, 상기 덮개부로부터 상기 내부 공간 내로 연장되는 돌출부를 갖고 있으며,
    상기 간극 공간은, 상기 돌출부가 상기 덮개부에 접속된 부분으로부터 상기 돌출부의 선단부에 이르기까지의 상기 돌출부의 전체 둘레와 상기 주위부 사이, 및 상기 선단부와 상기 저부 사이에 위치하고,
    상기 선단부와 상기 저부 사이의 상기 간극 공간의 치수는 상기 저부의 두께보다 작은 것인 환원제 탱크.
  6. 제5항에 있어서, 상기 돌출부의 직경 방향의 치수는, 상기 주위부의 직경 방향의 치수의 절반 이상인 것인 환원제 탱크.
  7. 엔진과,
    상기 엔진으로부터의 배기 가스를 환원 반응에 의해 처리하는 배기 처리 장치와,
    제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 상기 환원제 탱크와,
    상기 환원제 탱크로부터 흡출한 상기 환원제를, 상기 배기 처리 장치로 유도되는 배기 가스에 대하여 분사하는 환원제 분사 장치
    를 구비하는 작업 차량.
KR1020157016909A 2014-01-08 2014-01-08 환원제 탱크 및 작업 차량 KR101614674B1 (ko)

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