図面 (/)

技術 排気ガス浄化装置

出願人 日立建機株式会社
発明者 神谷象平江沢昌紀廣瀬崇中村和則荒井康小林敬弘田畑修司平松秀文
出願日 2008年8月11日 (12年3ヶ月経過) 出願番号 2008-206940
公開日 2010年2月25日 (10年8ヶ月経過) 公開番号 2010-043572
状態 特許登録済
技術分野 触媒による排ガス処理 排気の固体成分の処理 排気の後処理 排気消音装置
主要キーワード 各位置決め板 部筒体 燃焼残留物 用筒体 後側フランジ 各取付板 連結数 フランジ部同士
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2010年2月25日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (19)

課題

処理部材を内蔵した浄化部筒体のうち付着物を除去する筒体だけを簡単に取外せるようにする。

解決手段

上流筒体22,下流筒体28,フィルタ用筒体32を構成する筒状ケース23,29,33には、それぞれ平坦フランジ部23C,29C,33B,33Cを設ける。そして、対面する2つのフランジ部23Cと33Bとの間をボルト35、ナット36によって締結し、フランジ部29Cと33Cとの間をボルト35、ナット36によって締結する。また、上流筒体22,下流筒体28にそれぞれ設けられた支持脚26,31により浄化装置支持ブラケット16に固定する。従って、フィルタ用筒体32は、ボルト35、ナット36を取外すことにより、上流筒体22、下流筒体28を車体側に固定したままの状態で簡単に取外すことができる。

概要

背景

一般に、油圧ショベル等の建設機械は、自走可能な下部走行体と、該下部走行体上に旋回可能に搭載された上部旋回体と、該上部旋回体の前側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。また、上部旋回体は、旋回フレームの後部に油圧ポンプを駆動するためのエンジンを搭載し、前記旋回フレームの前側にキャブ燃料タンク作動油タンク等を搭載している。

ここで、油圧ショベルのエンジンには、一般的にディーゼルエンジンが用いられている。このディーゼルエンジンは、粒子状物質(PM:Particulate Matter)、窒素酸化物(NOx)等の有害物質を排出するとされている。そこで、油圧ショベルは、エンジンの排気ガス通路を形成する排気管排気ガス浄化装置を設ける構成としている。

この排気ガス浄化装置は、排気ガス中の粒子状物質を捕集して除去する粒子状物質除去フィルタ(通常、Diesel Particulate Filter、略してDPFとも呼ばれている)、窒素酸化物(NOx)を尿素水溶液を用いて浄化するNOx浄化装置一酸化炭素(CO)、炭化水素(HC)を酸化除去する酸化触媒等の処理部材を備えている(例えば、特許文献1参照)。

特開2003−120277号公報

また、特許文献1による排気ガス浄化装置は、例えばエンジンの排気ガスの流れ方向で上流側に配置された筒体と、下流側に配置された筒体と、前記各筒体間に直列に接続して設けられ、内部に粒子状物質除去フィルタ、NOx浄化装置、酸化触媒等の処理部材を内蔵した筒体とを備えている。そして、これらの筒体は、フランジ接続等の手段を用いて連結された状態で、上部旋回体に設けられたエンジン等の構造体取付けられている。

概要

処理部材を内蔵した浄化部筒体のうち付着物を除去する筒体だけを簡単に取外せるようにする。上流筒体22,下流筒体28,フィルタ用筒体32を構成する筒状ケース23,29,33には、それぞれ平坦フランジ部23C,29C,33B,33Cを設ける。そして、対面する2つのフランジ部23Cと33Bとの間をボルト35、ナット36によって締結し、フランジ部29Cと33Cとの間をボルト35、ナット36によって締結する。また、上流筒体22,下流筒体28にそれぞれ設けられた支持脚26,31により浄化装置支持ブラケット16に固定する。従って、フィルタ用筒体32は、ボルト35、ナット36を取外すことにより、上流筒体22、下流筒体28を車体側に固定したままの状態で簡単に取外すことができる。

目的

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、本発明の目的は、処理部材を内蔵した浄化部筒体のうち粒子状物質や付着物を除去する筒体だけを簡単な作業で取外すことができ、処理部材のクリーニング作業点検作業修理作業等を容易に行うことができるようにした排気ガス浄化装置を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
5件

この技術が所属する分野

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

車体に搭載されたエンジン排気ガス通路上流側に設けられた上流筒体と、前記排気ガス通路の下流側に設けられた下流筒体と、前記上流筒体と下流筒体との間に直列に接続して設けられ内部に排気ガス浄化するための処理部材が内蔵された1個または複数個の浄化部筒体とを備え、前記浄化部筒体は、内部に粒子状物質を捕らえる粒子状物質除去フィルタを収容したフィルタ用筒体、内部に酸化触媒を収容した酸化触媒用筒体、内部にNOxを還元する選択還元触媒を収容した還元触媒用筒体尿素水噴射する尿素水噴射弁を収容した噴射弁用筒体のうちの1個または複数個の組合せである排気ガス浄化装置において、前記上流筒体、下流筒体、浄化部筒体には、互いに対面して接続される筒体端部に平坦な接続面をもったフランジ部を設け、前記互いに対面する2つの筒体のフランジ部間は、互いに分解可能に締結部材によって締結する構成とし、かつ、前記上流筒体、下流筒体および浄化部筒体のうちの酸化触媒用筒体のいずれかにこれらを前記車体側に固定的に支持するための支持部材を設ける構成としたことを特徴とする排気ガス浄化装置。

請求項2

前記排気ガス通路を流れる排気ガスの圧力を取出す圧力取出部および/または温度を計測するための温度センサ取付口は、前記上流筒体、下流筒体および酸化触媒用筒体のいずれかに設ける構成としてなる請求項1に記載の排気ガス浄化装置。

請求項3

前記フィルタ用筒体、還元触媒用筒体および噴射弁用筒体のフランジ部には、前記締結部材を取外したときに転動するのを防止する切欠部を設ける構成としてなる請求項1または2に記載の排気ガス浄化装置。

請求項4

前記フィルタ用筒体、還元触媒用筒体および噴射弁用筒体には、前記締結部材を取外してこれら筒体を持ち上げるときに用いる把手部を設ける構成としてなる請求項1,2または3に記載の排気ガス浄化装置。

請求項5

前記上流筒体と下流筒体の内部には、酸化触媒および/または消音器筒体を設けてなる請求項1,2,3または4に記載の排気ガス浄化装置。

請求項6

前記支持部材は、前記筒体に設けられ車体に固定される支持脚である請求項1,2,3,4または5に記載の排気ガス浄化装置。

請求項7

前記支持部材は、前記筒体を取囲むUボルトと、該Uボルトを車体に締結するナットとにより構成してなる請求項1,2,3,4または5に記載の排気ガス浄化装置。

請求項8

前記締結部材は、対面した前記各フランジ部同士を締結するボルトとナットである請求項1,2,3,4,5,6または7に記載の排気ガス浄化装置。

請求項9

前記締結部材は、対面した前記各フランジ部を囲繞して締結する略V形状のクランプである請求項1,2,3,4,5,6または7に記載の排気ガス浄化装置。

技術分野

0001

本発明は、例えばエンジンから排出される排気ガス中の有害物質を除去するのに用いて好適な排気ガス浄化装置に関する。

背景技術

0002

一般に、油圧ショベル等の建設機械は、自走可能な下部走行体と、該下部走行体上に旋回可能に搭載された上部旋回体と、該上部旋回体の前側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。また、上部旋回体は、旋回フレームの後部に油圧ポンプを駆動するためのエンジンを搭載し、前記旋回フレームの前側にキャブ燃料タンク作動油タンク等を搭載している。

0003

ここで、油圧ショベルのエンジンには、一般的にディーゼルエンジンが用いられている。このディーゼルエンジンは、粒子状物質(PM:Particulate Matter)、窒素酸化物(NOx)等の有害物質を排出するとされている。そこで、油圧ショベルは、エンジンの排気ガス通路を形成する排気管に排気ガス浄化装置を設ける構成としている。

0004

この排気ガス浄化装置は、排気ガス中の粒子状物質を捕集して除去する粒子状物質除去フィルタ(通常、Diesel Particulate Filter、略してDPFとも呼ばれている)、窒素酸化物(NOx)を尿素水溶液を用いて浄化するNOx浄化装置一酸化炭素(CO)、炭化水素(HC)を酸化除去する酸化触媒等の処理部材を備えている(例えば、特許文献1参照)。

0005

特開2003−120277号公報

0006

また、特許文献1による排気ガス浄化装置は、例えばエンジンの排気ガスの流れ方向で上流側に配置された筒体と、下流側に配置された筒体と、前記各筒体間に直列に接続して設けられ、内部に粒子状物質除去フィルタ、NOx浄化装置、酸化触媒等の処理部材を内蔵した筒体とを備えている。そして、これらの筒体は、フランジ接続等の手段を用いて連結された状態で、上部旋回体に設けられたエンジン等の構造体取付けられている。

発明が解決しようとする課題

0007

ここで、粒子状物質除去フィルタは、排気ガス中の粒子状物質を捕集するものであるから、捕集して堆積した粒子状物質を定期的に除去するクリーニング作業を行う必要がある。この除去作業では、粒子状物質除去フィルタを収容した筒体を着脱することになる。また、NOx浄化装置、酸化触媒等を内蔵した筒体に関しても、定期検査メンテナンス等を行うために着脱することになる。

0008

しかし、上述した特許文献1による排気ガス浄化装置では、粒子状物質除去フィルタ等を収容した筒体を、Uボルトナットを用いてエンジンに取付けているから、この筒体を取外すときには、フランジ間を締結しているボルトクランプ等を取外した上に、粒子状物質除去フィルタをエンジン側に固定しているUボルト、ナットも取外さなくてはならない。このために、粒子状物質除去フィルタ等の取外し作業取付け作業に手間を要してしまうという問題がある。また、各筒体間を印籠嵌合している場合、粒子状物質除去フィルタ等を収容した筒体を脱着するためには、上流側と下流側の筒体を軸方向に大きくずらす必要があり、より一層作業性が悪くなってしまう。

0009

また、処理部材がNOx浄化装置である場合、尿素噴射弁、還元触媒等に付着した尿素水溶液から析出される付着物を定期的に除去する必要があり、上述した粒子状物質除去フィルタ等を収容した筒体を脱着するときと同様に、取外し作業、取付け作業に手間を要してしまう。

0010

さらに、上流側の筒体と下流側の筒体はエンジンに固定されていないから、粒子状物質除去フィルタ、尿素噴射弁、還元触媒等を収容した筒体から上流側の筒体と下流側の筒体を切り離すと、これらの筒体は自立できずに転倒する虞があり、組立作業時の作業性が悪くなるという問題がある。

0011

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、本発明の目的は、処理部材を内蔵した浄化部筒体のうち粒子状物質や付着物を除去する筒体だけを簡単な作業で取外すことができ、処理部材のクリーニング作業、点検作業修理作業等を容易に行うことができるようにした排気ガス浄化装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

0012

本発明による排気ガス浄化装置は、車体に搭載されたエンジンの排気ガス通路の上流側に設けられた上流筒体と、前記排気ガス通路の下流側に設けられた下流筒体と、前記上流筒体と下流筒体との間に直列に接続して設けられ内部に排気ガスを浄化するための処理部材が内蔵された1個または複数個の浄化部筒体とを備え、前記浄化部筒体は、内部に粒子状物質を捕らえる粒子状物質除去フィルタを収容したフィルタ用筒体、内部に酸化触媒を収容した酸化触媒用筒体、内部にNOxを還元する選択還元触媒を収容した還元触媒用筒体尿素水噴射する尿素水噴射弁を収容した噴射弁用筒体のうちの1個または複数個の組合せとしてなる。

0013

そして、上述した課題を解決するために、請求項1の発明が採用する構成の特徴は、前記上流筒体、下流筒体、浄化部筒体には、互いに対面して接続される筒体端部に平坦な接続面をもったフランジ部を設け、前記互いに対面する2つの筒体のフランジ部間は、互いに分解可能に締結部材によって締結する構成とし、かつ、前記上流筒体、下流筒体および浄化部筒体のうちの酸化触媒用筒体のいずれかにこれらを前記車体側に固定的に支持するための支持部材を設ける構成としたことにある。

0014

請求項2の発明は、前記排気ガス通路を流れる排気ガスの圧力を取出す圧力取出部および/または温度を計測するための温度センサ取付口は、前記上流筒体、下流筒体および酸化触媒用筒体のいずれかに設ける構成としたことにある。

0015

請求項3の発明は、前記フィルタ用筒体、還元触媒用筒体および噴射弁用筒体のフランジ部には、前記締結部材を取外したときに転動するのを防止する切欠部を設ける構成としたことにある。

0016

請求項4の発明は、前記フィルタ用筒体、還元触媒用筒体および噴射弁用筒体には、前記締結部材を取外してこれら筒体を持ち上げるときに用いる把手部を設ける構成としたことにある。

0017

請求項5の発明は、前記上流筒体と下流筒体の内部には、酸化触媒および/または消音器筒体を設けたことにある。

0018

請求項6の発明は、前記支持部材は、前記筒体に設けられ車体に固定される支持脚としたことにある。

0019

請求項7の発明は、前記支持部材は、前記筒体を取囲むUボルトと、該Uボルトを車体に締結するナットとにより構成したことにある。

0020

請求項8の発明は、前記締結部材は、対面した前記各フランジ部同士を締結するボルトとナットとしたことにある。

0021

請求項9の発明は、前記締結部材は、対面した前記各フランジ部を囲繞して締結する略V形状のクランプとしたことにある。

発明の効果

0022

請求項1の発明によれば、上流筒体、下流筒体、浄化部筒体は、それぞれの端部に設けたフランジ部の平坦な接続面を互いに対面させ、この状態で対面するフランジ部間を締結部材によって締結することができる。このように締結した上流筒体と下流筒体と浄化部筒体のうちの酸化触媒用筒体とのいずれかには、支持部材を設けているから、これらの筒体を支持部材を用いて車体側に固定的に支持することができる。

0023

ここで、支持部材によって車体側に固定的に支持されている筒体は、上流筒体と下流筒体と浄化部筒体のうちの酸化触媒用筒体とのいずれかである。これにより、フィルタ用筒体、還元触媒用筒体、噴射弁用筒体は、車体側に固定的に支持されていない。

0024

従って、フィルタ用筒体、還元触媒用筒体、噴射弁用筒体は、それぞれのフランジ部を隣合う筒体のフランジ部に締結している締結部材を取外すことにより、上流筒体、下流筒体等を車体側に固定したままの状態で取外すことができる。

0025

この結果、定期的なクリーニング作業、点検作業、修理作業等を行う場合に、フィルタ用筒体、還元触媒用筒体、噴射弁用筒体は、締結部材を弛めるという簡単な作業を行うだけで、上流筒体、下流筒体、酸化触媒用筒体を車体側に残した状態で取外すことができ、クリーニング作業、点検作業、修理作業等の作業性を向上することができる。

0026

また、上流筒体、下流筒体、浄化部筒体の端部に設けたフランジ部は、接続面を平坦面として形成しているから、フィルタ用筒体、還元触媒用筒体、噴射弁用筒体は、上流筒体、下流筒体等を軸方向にずらすことなく、締結部材を緩めて取外し上方に持ち上げるだけで簡単に取外すことができる。

0027

請求項2の発明によれば、排気ガス通路を流れる排気ガスの圧力を取出す圧力取出部および/または温度を計測するための温度センサ取付口は、複数個の筒体のうち、上流筒体、下流筒体および酸化触媒用筒体のいずれかに設けている。従って、浄化部筒体のフィルタ用筒体、還元触媒用筒体、噴射弁用筒体には、圧力センサや温度センサからの配管配線等が接続されていないから、これらの配管、配線等の取外し作業を行う必要がなく、フィルタ用筒体、還元触媒用筒体、噴射弁用筒体のみを簡単に取外すことができる。

0028

請求項3の発明によれば、フィルタ用筒体、還元触媒用筒体および噴射弁用筒体のフランジ部には、切欠部を設けているから、この切欠部を取付面に接地させることにより、これらの筒体の転動を防止して取付面に安定的に載置することができる。

0029

請求項4の発明によれば、フィルタ用筒体、還元触媒用筒体および噴射弁用筒体には把手部を設けているから、この把手部を掴むことにより筒体を簡単に、かつ安全に持ち上げることができ、またクリーニング作業、点検作業、修理作業等を行う作業場所まで容易に運搬することもできる。

0030

請求項5の発明によれば、上流筒体と下流筒体を利用して、その内部に酸化触媒を設けることができる。そして、酸化触媒を設けた場合には、排気ガス中の炭化水素(HC)、一酸化炭素(CO)を酸化除去することができる。また、上流筒体と下流筒体を利用して、その内部に消音器筒体を設けることができ、排気による騒音を低減することができる。

0031

請求項6の発明によれば、支持部材は、筒体に設けられ車体に固定される支持脚であるから、上流筒体、下流筒体および酸化触媒用筒体のいずれかを支持脚を用いて車体に固定することができる。

0032

請求項7の発明によれば、支持部材は、筒体を取囲むUボルトと、該Uボルトを車体に締結するナットとにより構成しているから、上流筒体、下流筒体および酸化触媒用筒体のいずれかをUボルトとナットを用いて車体に固定することができる。

0033

請求項8の発明によれば、締結部材は、対面した各フランジ部同士を締結するボルトとナットであるから、対面した各フランジ部にボルトを通し、該ボルトにナットを螺着することにより、隣合う2つの筒体を直列に連結することができる。

0034

請求項9の発明によれば、締結部材は、対面した各フランジ部を囲繞して締結するV字形状U字形状、コ字形状、円弧形状等の略V形状のクランプであるから、対面した各フランジ部の周囲を囲繞した略V形状のクランプを締付けることにより、隣合う2つの筒体を直列に連結することができる。

発明を実施するための最良の形態

0035

以下、本発明の実施の形態による排気ガス浄化装置を油圧ショベルに搭載した場合を例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。

0036

まず、図1ないし図9は本発明の第1の実施の形態を示している。この第1の実施の形態では、排気ガス浄化装置としてエンジンから排出される粒子状物質(PM)を粒子状物質除去フィルタ(DPF)によって除去する粒子状物質除去装置(以下、PM除去装置という)を例示している。

0037

そして、この第1の実施の形態に用いる排気ガス除去装置は、酸化触媒と消音器筒体を収容した上流筒体と、消音器筒体を収容した下流筒体と、粒子状物質除去フィルタを収容したフィルタ用筒体との3個の筒体をボルトとナットを用いて直列に連結し、支持脚によりエンジン側に取付ける構成としている。

0038

図1において、1は土砂掘削作業等に用いられる建設機械の代表例としての油圧ショベルである。この油圧ショベル1は、自走可能なクローラ式の下部走行体2と、該下部走行体2上に旋回装置3を介して旋回可能に搭載され、該下部走行体2と共に車体をなす上部旋回体4と、該上部旋回体4の前側に俯仰動可能に設けられた作業装置5とにより大略構成されている。また、上部旋回体4は、後述の旋回フレーム6、キャブ7、エンジン8、排気ガス浄化装置21等により大略構成されている。

0039

6は上部旋回体4の旋回フレームで、該旋回フレーム6は、旋回装置3を介して下部走行体21上に取付けられている。また、旋回フレーム6は、図2に示す如く、前,後方向に延びる厚肉底板6Aと、該底板6A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6B,右縦板6Cと、該各縦板6B,6Cから左,右方向の外向きに延びた複数本張出しビーム6Dと、左,右方向の外側に位置して各張出しビーム6Dの先端に取付けられ、前,後方向に延びた左サイドフレーム6E,右サイドフレーム6Fとにより大略構成されている。

0040

7は旋回フレーム6の左前側に搭載されたキャブ(図1参照)で、該キャブ7は、オペレータ搭乗するものである。また、キャブ7の内部には、オペレータが着座する運転席、各種操作レバー(いずれも図示せず)等が配設されている。

0041

8は旋回フレーム6の後側に横置き状態で搭載されたエンジンである。このエンジン8は、例えばディーゼルエンジンとして構成されている。また、エンジン8の右側には、図2に示すように、排気ガスを排出する排気ガス通路の一部をなす排気管9が設けられ、該排気管9には後述の排気ガス浄化装置21が取付けられている。

0042

また、ディーゼルエンジン8は、高効率で耐久性にも優れているが、粒子状物質(PM:Particulate Matter)、窒素酸化物(NOx)、一酸化炭素(CO)等の有害物質が排気ガスと一緒に排出されてしまう。そこで、排気管9に取付けられる排気ガス浄化装置21は、一酸化炭素(CO)等を酸化して除去する酸化触媒25、粒子状物質を捕集して除去する粒子状物質除去フィルタ34とを含んで構成されている。

0043

10はエンジン8の右側に取付けられた油圧ポンプで、該油圧ポンプ10は、エンジン8によって駆動されることにより、制御弁(図示せず)に向けて圧油作動油)を吐出するものである。ここで、油圧ポンプ10は、図3図4に示すように、エンジン8に対面する左側の端部がフランジ部10Aとなり、このフランジ部10Aがエンジン8にボルト止めされている。また、油圧ポンプ10のフランジ部10Aをエンジン8に取付けるときには、後述の浄化装置支持ブラケット16が一緒に取付けられている。

0044

11はエンジン8の左側に位置して設けられた熱交換器で、該熱交換器11は、例えばラジエータオイルクーラインタクーラ等を前,後方向に並べて配置する構成となっている。

0045

12は油圧ポンプ10の前側に位置して旋回フレーム6の右側に搭載された作動油タンクである。この作動油タンク12は、油圧ポンプ10に供給する作動油を貯えるものである。また、13は作動油タンク12の前側に設けられた燃料タンクで、この燃料タンク13は、内部にエンジン8に供給する燃料を貯えるものである。

0046

14はエンジン8の後側に位置して旋回フレーム6の後端部に取付けられたカウンタウエイトで、該カウンタウエイト14は、作業装置5との重量バランスをとるものである。また、15はエンジン8等を覆う建屋カバーを示している。

0047

16はエンジン8の右側に位置して設けられた浄化装置支持ブラケットで、該浄化装置支持ブラケット16は、後述の排気ガス浄化装置21を支持する上部旋回体4側の構造体を構成している。そして、浄化装置支持ブラケット16は、油圧ポンプ10のフランジ部10Aと一緒にエンジン8に取付けられる支持台16Aと、該支持台16A上に前,後方向に間隔をもって配置され、複数個の防振部材16B(2個のみ図示)を介して防振支持された前側取付板16C、後側取付板16Dとにより大略構成されている。

0048

次に、エンジン8の排気ガスに含まれる有害物質を除去して浄化する第1の実施の形態による排気ガス浄化装置21について、図2ないし図9を参照しつつ説明する。この第1の実施の形態の特徴は、排気ガス浄化装置をなすPM除去装置を、後述の酸化触媒25と粒状物質除去フィルタ34から構成したことにある。

0049

即ち、21はエンジン8の上部右側に位置して排気管9に接続された排気ガス浄化装置で、該排気ガス浄化装置21は、排気管9と共に排気ガス通路を構成し、上流側から下流側に排気ガスが流通する間に、この排気ガスに含まれる有害物質を除去するものである。また、排気ガス浄化装置21は、前,後方向の前側が上流側となり、後側が下流側となるようにエンジン8の上部に縦置き状態に配置されている。

0050

そして、第1の実施の形態による排気ガス浄化装置21は、図3図4に示す如く、後述の上流筒体22と下流筒体28と浄化部筒体としてのフィルタ用筒体32とからなる3個の筒体をボルト35、ナット36によって締結する構成となっている。また、図6に示すように、上流筒体22には、流入管24の消音器筒体24Bと酸化触媒25とが収容され、下流筒体28には、流出管30の消音器筒体30Bが収容され、取外し可能に設けられたフィルタ用筒体32には粒子状物質除去フィルタ34が収容されている。

0051

22は排気ガス通路の上流側となる排気ガス浄化装置21の前側位置に設けられた上流筒体で、該上流筒体22は、排気ガスが流入する入口部分を構成している。即ち、上流筒体22は、図5ないし図7に示すように、筒状ケース23、流入管24、酸化触媒25、支持脚26により大略構成されている。

0052

23は上流筒体22の外形を構成する筒状ケースで、該筒状ケース23は、大径な円筒状の円筒部23Aと、該円筒部23Aの前側(上流側)を閉塞して設けられた蓋部23Bと、前記円筒部23Aの後側(下流側)の端部に拡径して設けられたフランジ部23Cとにより構成されている。

0053

ここで、フランジ部23Cは、図6等に示す如く、後側に隣合う後述のフィルタ用筒体32を構成する筒状ケース33の前側フランジ部33Bと対面して接続されるもので、その接続面23C1は平坦に形成されている。これにより、フランジ部23Cは、後述のボルト35、ナット36を外して締結を解除したときに、フィルタ用筒体32を径方向の上側に持ち上げて取外せるようにしている。また、筒状ケース23のフランジ部23Cには、周方向に間隔をもって複数個のボルト挿通孔23Dが設けられ、該各ボルト挿通孔23Dには、ボルト35が挿通される。

0054

さらに、筒状ケース23には、図3図4に示すように、円筒部23Aの上部に位置して2個の温度センサ取付口23Eが設けられている。この2個の温度センサ取付口23Eは、後述する酸化触媒25の上流部と下流部の温度を計測する温度センサ38を取付けるもので、前記酸化触媒25を前,後方向で挟む位置に配置されている。また、円筒部23Aの後側位置には、例えば右側に位置して上流側の圧力取出部23Fが設けられ、該圧力取出部23Fは、排気ガス通路を流れる排気ガスの圧力のうち、粒子状物質除去フィルタ34の上流側の圧力を取出すもので、後述の圧力センサ37に上流側配管37Aを介して接続されている。

0055

24は筒状ケース23の前側(上流側)に設けられた流入管で、該流入管24は、筒状ケース23の円筒部23Aを直径方向に貫通している。また、流入管24の一端は、排気管9に接続するようになっており、該排気管9に向け左側に延びている。一方、流入管24の他端は、閉塞板24Aによって閉塞されている。ここで、流入管24は、筒状ケース23の内部で消音器筒体24Bを構成している。この消音器筒体24Bは、多数個設けた小孔24B1に排気ガスを通すことにより、排気音を低減するものである。

0056

25は流入管24の下流側に位置して筒状ケース23内に収容された酸化触媒で、該酸化触媒25は、排気ガスを浄化する処理部材の1つを構成している。また、酸化触媒25は、図6図7に示すように、例えば円筒部23Aの内径寸法と同等の外径寸法をもった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25Aが形成され、内面貴金属等がコーティングされている。そして、酸化触媒25は、所定の温度下で各貫通孔25A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)等を酸化して除去し、窒素酸化物(NO)を二酸化窒素(NO2)として除去するものである。

0057

26は上流筒体22の円筒部23Aの下側に設けられた支持部材としての支持脚で、該支持脚26は、図8に示す如く、後述のボルト・ナット40を用いて上流筒体22を浄化装置支持ブラケット16の前側取付板16Cに固定的に取付けるものである。なお、第1の実施の形態による支持脚26は、板体折曲げて略W字状に形成しているが、L字状、逆T字状等の他の形状としてもよいものである。

0058

また、27は筒状ケース23のフランジ部23Cに設けられた2個の位置決め板図7参照)で、該各位置決め板27は、フランジ部23Cの下側外周に所定の間隔をもって後側に突出するように取付けられている。そして、各位置決め板27は、後述のフィルタ用筒体32を構成する筒状ケース33の前側フランジ部33Bに下側から当接することにより、このフィルタ用筒体32の筒状ケース33を、上流筒体22とほぼ同軸となる位置に位置決めするものである。

0059

28は排気ガス通路の下流側となる排気ガス浄化装置21の後側位置に設けられた下流筒体で、該下流筒体28は、前述した上流筒体22と反対側に位置して排気ガスを流出する出口部分を構成している。即ち、下流筒体28は、図5図6に示すように、筒状ケース29、流出管30、支持脚31により大略構成されている。

0060

29は下流筒体28の外形を構成する筒状ケースで、該筒状ケース29は、上流筒体22の筒状ケース23とほぼ同様に、大径な円筒状の円筒部29Aと、該円筒部29Aの後側(下流側)を閉塞して設けられた蓋部29Bと、前記円筒部29Aの前側(上流側)の端部に拡径して設けられたフランジ部29Cとにより構成されている。

0061

ここで、筒状ケース29のフランジ部29Cは、前述した上流筒体22の筒状ケース23のフランジ部23Cとほぼ同様に、前側に隣合う後述のフィルタ用筒体32を構成する筒状ケース33の後側フランジ部33Cとの接続面29C1が平坦に形成されている。また、フランジ部29Cには、周方向に間隔をもって複数個のボルト挿通孔29Dが設けられている。

0062

一方、円筒部29Aの後側位置には、例えば右側に位置して下流側の圧力取出部29Eが設けられ、該圧力取出部29Eは、排気ガス通路を流れる排気ガスの圧力のうち、粒子状物質除去フィルタ34の下流側の圧力を取出すもので、後述の圧力センサ37に下流側配管37Bを介して接続されている。

0063

30は筒状ケース29に設けられた尾管と呼ばれる流出管で、該流出管30は、筒状ケース29の円筒部29Aを直径方向となる上,下方向に貫通している。また、流出管30の下端は、図6に示すように、閉塞板30Aによって閉塞され、流出管30の上端は、上方に突出して大気解放されている。ここで、流出管30は、筒状ケース29の内部で消音器筒体30Bを構成している。この消音器筒体30Bは、前述した流入管24の消音器筒体24Bとほぼ同様に、排気ガスを多数個設けた小孔30B1に通すことにより、排気音を低減するものである。

0064

31は下流筒体28の円筒部29Aの下側に設けられた支持部材としての支持脚で、該支持脚31は、前述した支持脚26と同様に、略W字状に形成されている。そして、支持脚31は、ボルト・ナット40を用いて下流筒体28を浄化装置支持ブラケット16の後側取付板16Dに固定的に取付けるものである。

0065

ここで、上流筒体22は、支持脚26によって浄化装置支持ブラケット16の前側取付板16Cに取付ることができ、下流筒体28は、支持脚31によって浄化装置支持ブラケット16の後側取付板16Dに取付けることができる。この状態では、上流筒体22と下流筒体28との間には、後述のフィルタ用筒体32を取付けるためのスペースを形成することができる。

0066

32は上流筒体22と下流筒体28との間に直列に接続して設けられた1個のフィルタ用筒体で、このフィルタ用筒体32は、処理部材を内蔵した浄化部筒体を構成している。また、フィルタ用筒体32は、図7図8に示すように、後述の筒状ケース33と粒子状物質除去フィルタ34とにより大略構成されている。そして、フィルタ用筒体32は、支持脚が設けられていない点で上流筒体22、下流筒体28と相違している。

0067

33はフィルタ用筒体32の外形を構成する筒状ケースで、該筒状ケース33は、上流筒体22の筒状ケース23とほぼ同様な直径寸法をもった円筒状の円筒部33Aと、該円筒部33Aの前側(上流側)の端部に拡径して設けられた前側フランジ部33Bと、前記円筒部33Aの後側(下流側)の端部に拡径して設けられた後側フランジ部33Cとにより構成されている。

0068

なお、第1の実施の形態によるPM除去装置では、フィルタ用筒体32の筒状ケース33には、上流筒体22の筒状ケース23、下流筒体28の筒状ケース29と相違し、温度センサ取付口、圧力取出部等の計器取付部分が設けられていない。

0069

ここで、筒状ケース33の前側フランジ部33Bは、前側に隣合う上流筒体22の筒状ケース23に設けられたフランジ部23Cの接続面23C1と平坦な接続面33B1により対面している。また、前側フランジ部33Bには、ボルト挿通孔23Dに対応する位置に複数個のボルト挿通孔33Dが設けられている。同様に、後側フランジ部33Cは、後側に隣合う下流筒体28の筒状ケース29に設けられたフランジ部29Cの接続面29C1と平坦な接続面33C1により対面している。また、後側フランジ部33Cには、ボルト挿通孔29Dに対応する位置に複数個のボルト挿通孔33Dが設けられている。

0070

これにより、筒状ケース33は、隣合う上流筒体22と下流筒体28を浄化装置支持ブラケット16から取外すことなく、単品で取外して分解することができる。また、筒状ケース33は、上流筒体22と下流筒体28との間に接続して組立てることもできる。

0071

さらに、各フランジ部33B,33Cの下側部位には、図7図9に示すように、切欠部33Eが設けられている。この切欠部33Eは、後述のボルト35、ナット36を取外してフィルタ用筒体32を載置したときに、転動するのを防止するために例えば平坦面として切欠かれている。なお、切欠部33Eは、取外したフィルタ用筒体32を安定的に載置することを目的としているため、例えば緩やかなV字形状、U字形状等の他の形状としてもよい。

0072

34は筒状ケース33内に収容された粒子状物質除去フィルタ(通常、Diesel Particulate Filter、略してDPFとも呼ばれている)で、該粒子状物質除去フィルタ34は、処理部材の1つを構成している。この粒子状物質除去フィルタ34は、エンジン8から排出される排気ガス中の粒子状物質(PM)を捕集し、燃焼して除去することにより、排気ガスを浄化するものである。また、粒子状物質除去フィルタ34は、例えばセラミックス材料等からなる多孔質な部材に軸方向に多数の小孔34Aを設けたセル状筒体をなし、各小孔34Aは、隣同士で交互に異なる端部が目封じ部材34Bによって閉塞されている。

0073

これにより、粒子状物質除去フィルタ34は、一方から小孔34Aに流入する排気ガスを多孔質材料に通すことで粒子状物質を捕集し、隣の小孔34Aから他方に流出する。そして、捕集した粒子状物質は、燃焼して除去されるが、その一部は灰となって小孔34A内に徐々に堆積する。また、その他の未燃焼残留物、例えばエンジンオイル中重金属カルシウム等も徐々に堆積する。そこで、粒子状物質除去フィルタ34は、後述の圧力センサ37によって上流側の圧力と下流側の圧力を計測し、その圧力差が所定の値に達したときに、取外して堆積物クリーニングする必要がある。

0074

また、粒子状物質除去フィルタ34は、筒状ケース33の軸方向のほぼ中央部に配設されているから、取付けるときに上流と下流とを決める必要がない。これにより、フィルタ用筒体32の誤組付けを防止できる。また、積極的にフィルタ用筒体32の組付け方向を反転して使用することができる。

0075

35は上流筒体22とフィルタ用筒体32との間および下流筒体28とフィルタ用筒体32との間に設けられたボルト、36は該ボルト35に螺着されるナットをそれぞれ示し、このボルト35とナット36により締結部材を構成している。

0076

即ち、ボルト35は、上流筒体22の筒状ケース23を形成するフランジ部23Cに設けられたボルト挿通孔23Dとフィルタ用筒体32の筒状ケース33を形成する前側フランジ部33Bに設けられたボルト挿通孔33Dとに挿着し、突出したねじ部にナット36を螺着することにより、各フランジ部23C,33B間を互いに分解可能に締結することができる。

0077

一方、ボルト35は、下流筒体28の筒状ケース29を形成するフランジ部29Cに設けられたボルト挿通孔29Dとフィルタ用筒体32の筒状ケース33を形成する後側フランジ部33Cに設けられたボルト挿通孔33Dとに挿着し、突出したねじ部にナット36を螺着することにより、各フランジ部23C,33C間を互いに分解可能に締結することができる。

0078

37は上流筒体22の外周側に設けられた圧力センサで、該圧力センサ37は、粒子状物質、未燃焼残留物等の堆積量を推測するために、粒子状物質除去フィルタ34の上流側と下流側の圧力(圧力差)を検出するものである。そして、圧力センサ37は、その上流側配管37Aが上流筒体22の筒状ケース23の圧力取出部23Fに接続され、下流側配管37Bが下流筒体28の筒状ケース29の圧力取出部29Eに接続されている。ここで、各配管37A,37Bは、フィルタ用筒体32を上,下方向に取付け、取外しするときに邪魔にならないように、図3図4に示す如く、横方向に避けた位置に設けられている。

0079

38は上流筒体22の筒状ケース23の上流側に設けられた上流側温度センサである。この上流側温度センサ38は、筒状ケース23の上流側に位置する温度センサ取付口23Eに取付けられ、コントローラ(図示せず)に接続されている。そして、上流側温度センサ38は、酸化触媒25が機能することができる温度であるか確認するために、筒状ケース23に流入する排気ガスの温度を検出するものである。

0080

一方、39は上流筒体22の筒状ケース23の下流側に設けられた下流側温度センサで、この下流側温度センサ39は、粒子状物質除去フィルタ34による再生が可能であるか確認するために、酸化触媒25を通過した排気ガスの温度を検出するものである。

0081

第1の実施の形態によるPM除去装置からなる排気ガス浄化装置21は、上述の如き構成を有するもので、次に、その組立作業について説明する。

0082

まず、上流筒体22の筒状ケース23を形成するフランジ部23Cとフィルタ用筒体32の筒状ケース33を形成する前側フランジ部33Bとを対面させ、この状態で各ボルト挿通孔23D,33Dにボルト35を挿着し、突出したねじ部にナット36を螺着する。

0083

同様に、下流筒体28の筒状ケース29を形成するフランジ部29Cとフィルタ用筒体32の筒状ケース33を形成する後側フランジ部33Cとを対面させ、この状態で各ボルト挿通孔23D,33Dにボルト35を挿着し、突出したねじ部にナット36を螺着する。

0084

これにより、上流筒体22と下流筒体28とフィルタ用筒体32とを、ほぼ同軸に位置するように直列に組立てることができる。また、ボルト35、ナット36を緩めて取外したときには、互いに分解することもできる。

0085

そして、上流筒体22と下流筒体28とフィルタ用筒体32とにより排気ガス浄化装置21を組立てたら、この排気ガス浄化装置21を浄化装置支持ブラケット16の前側取付板16C、後側取付板16D上に載置する。この状態で、上流筒体22の支持脚26をボルト・ナット40を用いて前側取付板16Cに固定し、下流筒体28の支持脚31をボルト・ナット40を用いて後側取付板16Dに固定することにより、排気ガス浄化装置21を浄化装置支持ブラケット16(エンジン8)に取付けることができる。

0086

次に、フィルタ用筒体32の粒子状物質除去フィルタ34に堆積した粒子状物質を除去するためのクリーニング作業を行う場合について説明する。

0087

粒子状物質除去フィルタ34のクリーニング作業では、フィルタ用筒体32を取外す必要があり、上流筒体22とフィルタ用筒体32とを締結するボルト35、ナット36を外し、下流筒体28とフィルタ用筒体32とを締結するボルト35、ナット36を外す。このときに、フィルタ用筒体32は、印籠嵌合のない平坦なフランジ接続で上流筒体22、下流筒体28に取付ける構成としているから、該フィルタ用筒体32は、引上げることにより上流筒体22、下流筒体28間から簡単に取外すことができる。

0088

そして、取外したフィルタ用筒体32は、例えば作業台上に載せるが、該フィルタ用筒体32を形成する筒状ケース33の各フランジ部33B,33Cには、下側に切欠部33Eを設けているから、この切欠部33Eを作業台に接地させることにより、フィルタ用筒体32を転倒しないように安定的に載置することができる。これにより、フィルタ用筒体32内の粒子状物質除去フィルタ34に堆積した粒子状物質を例えば圧縮空気等を用いて除去することができる。

0089

次に、第1の実施の形態が適用された油圧ショベル1の動作(操作)について説明する。

0090

まず、オペレータは、上部旋回体4のキャブ7に搭乗し、エンジン8を始動して油圧ポンプ10を駆動する。これにより、油圧ポンプ10からの圧油は、制御弁を介して各種アクチュエータに供給される。そして、キャブ7に搭乗したオペレータが走行用の操作レバー(図示せず)を操作したときには、下部走行体2を前進または後退させることができる。一方、作業用の操作レバー(図示せず)を操作することにより、作業装置5を俯仰動させて土砂の掘削作業等を行うことができる。

0091

また、エンジン8の運転時には、その排気管9から有害物質である粒子状物質等が排出される。このときに排気ガス浄化装置21は、粒子状物質除去フィルタ34によって粒子状物質を捕集し、捕集した粒子状物質を燃焼して除去(再生)する。これにより、浄化した排気ガスを外部に排出することができる。

0092

かくして、第1の実施の形態によれば、上流筒体22,下流筒体28,フィルタ用筒体32の筒状ケース23,29,33には、平坦な接続面23C1,29C1,33B1,33C1を有するフランジ部23C,29C,33B,33Cを設け、対面するフランジ部23C,29C,33B,33C間をボルト35、ナット36によって締結している。この上で、フィルタ用筒体32を除いた上流筒体22と下流筒体28にエンジン8側の浄化装置支持ブラケット16に固定するための支持脚26,31を設ける構成としている。

0093

従って、上流筒体22,下流筒体28は、支持脚26,31を用いて浄化装置支持ブラケット16に固定的に支持することができる。一方、フィルタ用筒体32は浄化装置支持ブラケット16に固定的に支持されていない。これにより、フィルタ用筒体32は、各ボルト35、ナット36を取外すことにより、上流筒体22、下流筒体28等を車体側に固定したままの状態で、クリーニング作業等が必要なフィルタ用筒体32だけを簡単に取外すことができる。

0094

この結果、定期的なクリーニング作業、点検作業、修理作業等を行う場合に、フィルタ用筒体32は、各ボルト35、ナット36を弛めるという簡単な作業を行うだけで、上流筒体22、下流筒体28をエンジン8側に残した状態で取外すことができ、クリーニング作業、点検作業、修理作業等の作業性を向上することができる。

0095

また、上流筒体22の筒状ケース23に2個の温度センサ取付口23Eと圧力取出部23Fを設け、下流筒体28の筒状ケース29に圧力取出部29Eを設ける構成としたから、フィルタ用筒体32には温度センサ取付口、圧力取出部等を設ける必要がなくなる。従って、フィルタ用筒体32を取外すときに、圧力センサや温度センサからの配管、配線等の取外し作業を行う必要がなく、フィルタ用筒体32のみを簡単に取外すことができる。

0096

また、フィルタ用筒体32の筒状ケース33の各フランジ部33B,33Cには、それぞれの下側に水平方向に延びた切欠部33Eを設けているから、この切欠部33Eを例えば作業台上に接地させることにより、フィルタ用筒体32の転動を防止して作業台に安定的に載置することができる。

0097

さらに、上流筒体22の内部には、流入管24の一部をなす消音器筒体24Bと酸化触媒25とを設けることができる。これにより、消音器筒体24Bによって排気による騒音を低減することができ、しかも、酸化触媒25によって排気ガス中の炭化水素(HC)、窒素酸化物(NO)、一酸化炭素(CO)を酸化除去することができる。また、下流筒体28の内部には、流出管30の一部をなす消音器筒体30Bを設けることができ、この消音器筒体30Bによって排気による騒音をより一層低減することができる。

0098

次に、図10は本発明の第2の実施の形態による排気ガス浄化装置を示している。本実施の形態は、第1の実施の形態と同様に粒子状物質除去装置を構成しているが、その特徴は、フィルタ用筒体に締結部材を取外してフィルタ用筒体を持ち上げるときに掴む把手部を設ける構成としたことにある。なお、第2の実施の形態では、前述した第1の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

0099

41は第2の実施の形態による排気ガス浄化装置、42は該排気ガス浄化装置41のフィルタ用筒体32に設けられた第2の実施の形態による把手部を示している。この把手部42は、フィルタ用筒体32を取付け、取外しするときに掴むものである。また、把手部42は、例えば長尺金属板略C字状に折曲げて形成され、溶接、ねじ止め等の手段を用いて筒状ケース33を構成する円筒部33Aの上部に固着されている。

0100

かくして、このように構成された第2の実施の形態においても、前述した第1の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、第2の実施の形態では、フィルタ用筒体32を取付け、取外しするときに把持する把手部42を設けているから、この把手部42を掴むことによりフィルタ用筒体32を簡単に、かつ安全に持ち上げることができる。さらに、各種作業を行う作業台まで安全に運搬することもできる。

0101

次に、図11ないし図13は本発明の第3の実施の形態による排気ガス浄化装置を示している。本実施の形態は、第1の実施の形態と同様に粒子状物質除去装置を構成しているが、その特徴は、排気ガス浄化装置を4つの筒体により形成し、Uボルトとナットを用いて車体に締結する構成としたことにある。なお、第3の実施の形態では、前述した第1の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

0102

図11において、51は第3の実施の形態による排気ガス浄化装置、52は該排気ガス浄化装置51の上流側に位置する上流筒体を示している。この上流筒体52は、後述の筒状ケース53と流入管54とから構成されている。

0103

53は上流筒体52を形成する筒状ケースで、該筒状ケース53は、図12に示す如く、第1の実施の形態による筒状ケース23とほぼ同様に、円筒部53A、蓋部53B、フランジ部53C、ボルト挿通孔(図示せず)等により構成されている。しかし、第3の実施の形態による筒状ケース53は、後述の酸化触媒57を外した分だけ円筒部53Aが短尺に形成されている点と、フランジ部53Cに切欠部53Dが形成されている点とで、第1の実施の形態による筒状ケース23と相違している。ここで、切欠部53Dは、例えば流入管54が正しいい角度で延びるように筒状ケース53を浄化装置支持ブラケット16上に位置決めするものである。

0104

54は筒状ケース53に設けられた第3の実施の形態による流入管で、該流入管54は、図13に示す如く、第1の実施の形態による流入管24とほぼ同様に、筒状ケース53の直径方向に延びて設けられている。

0105

55は上流筒体52とフィルタ用筒体32との間に直列に接続して設けられた酸化触媒用筒体で、該酸化触媒用筒体55は、浄化部筒体の1つを構成している。そして、酸化触媒用筒体55は、図12に示すように、筒状ケース56と酸化触媒57とにより構成されている。

0106

ここで、筒状ケース56は、円筒部56A、前側フランジ部56B、後側フランジ部56Cからなり、円筒部56Aの上部には、2個の温度センサ取付口56Dが設けられている。また、各フランジ部56B,56Cの下側には、上流筒体52の筒状ケース53の切欠部53Dと同様の切欠部56Eが形成されている。一方、酸化触媒57は、第1の実施の形態による酸化触媒25とほぼ同様に構成され、筒状ケース56の円筒部56A内に固定されている。さらに、酸化触媒57は、筒状ケース56の軸方向のほぼ中央部に配設されているから、取付けるときに上流と下流とを決める必要がない。これにより、酸化触媒用筒体55の誤組付けを防止できる。

0107

58は上流筒体52、下流筒体28を取囲むように設けられたUボルト、59は該Uボルト58を車体側の浄化装置支持ブラケット16に締結するナットとを示している(図11図13参照)。このUボルト58とナット59は、排気ガス浄化装置51を浄化装置支持ブラケット16に固定的に支持する支持部材を構成している。

0108

そして、Uボルト58は、上流筒体52と下流筒体28を上側から取囲むように設け、雄ねじ刻設された両先端側を浄化装置支持ブラケット16の各取付板16C,16Dに貫通させ、その突出部にナット59を螺着することにより、排気ガス浄化装置51を浄化装置支持ブラケット16に固定的に支持することができる。

0109

かくして、このように構成された第3の実施の形態においても、前述した第1の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、第3の実施の形態では、排気ガス浄化装置51を上流筒体52、酸化触媒用筒体55および前述したフィルタ用筒体32、下流筒体28の4つの筒体により形成することができる。また、市販のUボルト58、ナット59を用いて安価に支持することができる。

0110

次に、図14は本発明の第4の実施の形態を示している。本実施の形態では、排気ガス中の粒子状物質(PM)を捕集して除去する粒子状物質除去装置と、窒素酸化物(NOx)を尿素水溶液を用いて浄化する窒素酸化物浄化装置(以下、NOx浄化装置という)とを組合せて1つの排気ガス浄化装置として構成した場合を例示している。

0111

即ち、本実施の形態の特徴は、排気ガス浄化装置のうち、PM除去装置を前述した上流側の酸化触媒25と粒子状物質除去フィルタ34から構成し、NOx浄化装置を後述の尿素噴射弁68と選択還元触媒71から構成したことにある。なお、第4の実施の形態では、前述した第1の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

0112

図14において、61は第4の実施の形態による排気ガス浄化装置で、該排気ガス浄化装置61は、第1の実施の形態で述べた上流筒体22、フィルタ用筒体32とによりPM除去装置を構成している。一方、後述の下流筒体62、噴射弁用筒体66、還元触媒用筒体69とによりNOx浄化装置を構成している。そして、排気ガス浄化装置61は、これら上流筒体22、フィルタ用筒体32、下流筒体62、噴射弁用筒体66、還元触媒用筒体69の5つの筒体を直列に連結して構成されている。

0113

まず、PM除去装置は、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酸化触媒25を収容した上流筒体22と、排気ガス中の粒子状物質(PM)を捕集し、燃焼して除去する粒子状物質除去フィルタ34を収容したフィルタ用筒体32とにより構成されている。

0114

次に、NOx浄化装置について具体的に述べると、このNOx浄化装置は、下流側の酸化触媒65を収容した下流筒体62と、尿素水溶液を噴射する尿素噴射弁68が設けられた噴射弁用筒体66と、窒素酸化物(NOx)をアンモニアによって選択的に還元反応させて水と窒素に分解する選択還元触媒71を収容した還元触媒用筒体69とにより構成されている。

0115

即ち、62は排気ガス浄化装置61の下流側に位置する下流筒体で、この下流筒体62は、第1の実施の形態による下流筒体28とほぼ同様に、筒状ケース63と流出管64とを備えている。しかし、第4の実施の形態による下流筒体62は、筒状ケース63が軸方向に長尺に形成され、その内部に酸化触媒65が収容されている点で第1の実施の形態による下流筒体28と相違している。

0116

ここで、酸化触媒65は、図14に示すように、例えば筒状ケース63の内径寸法と同等な外径寸法をもった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65Aが形成され、内面に貴金属がコーティングされている。そして、酸化触媒65は、後述の選択還元触媒71で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、窒素と水に分離するものである。

0117

66はフィルタ用筒体32の下流側に直列でフランジ接続された噴射弁用筒体で、該噴射弁用筒体66は、浄化部筒体の1つを構成している。また、噴射弁用筒体66は、筒状ケース67と、該筒状ケース67内の排気ガスに向けて尿素水溶液を噴射する尿素噴射弁68とにより構成されている。ここで、噴射弁用筒体66は、噴射状態の不具合、尿素水溶液の結晶化による付着物が尿噴射弁68に付着するから、取外して付着物をクリーニングする必要がある。

0118

69は噴射弁用筒体66と下流筒体62との間に直列でフランジ接続された還元触媒用筒体で、該還元触媒用筒体69は、浄化部筒体の1つを構成している。また、還元触媒用筒体69は、筒状ケース70と、該筒状ケース70の内部に収容された選択還元触媒71とにより構成されている。

0119

ここで、選択還元触媒71は、例えば筒状ケース70の内径寸法と同等な外径寸法をもった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71Aが形成され、内面に貴金属がコーティングされている。そして、選択還元触媒71は、通常、エンジン8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、窒素と水に分解するものである。また、選択還元触媒71には、尿素水溶液の析出による付着物等が付着するから、還元触媒用筒体69を取外して選択還元触媒71の付着物をクリーニングする必要がある。

0120

また、第4の実施の形態による排気ガス浄化装置61は、上流筒体22、フィルタ用筒体32、下流筒体62、噴射弁用筒体66、還元触媒用筒体69の5つの筒体を直列に連結して構成されている。そして、上流筒体22、フィルタ用筒体32、下流筒体62、噴射弁用筒体66、還元触媒用筒体69のうち、上流筒体22と下流筒体62が車体に固定的に支持されている。また、フィルタ用筒体32、噴射弁用筒体66、還元触媒用筒体69は、クリーニング作業、点検作業、修理作業等を行う場合には、容易に取外したり、取付けたりすることができる。

0121

かくして、このように構成された第4の実施の形態においても、PM除去装置としては前述した第1の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。しかし、第4の実施の形態では、PM除去装置にNOx浄化装置を組合せ、該NOx浄化装置を、尿素水溶液を噴射する尿素噴射弁68と、尿素水溶液から生成されたアンモニアによって排気ガス中のNOxを還元反応させて分解する選択還元触媒71とにより構成しているから、排気ガスをより一層浄化することができる。

0122

なお、第4の実施の形態では、上流筒体22、フィルタ用筒体32からなるPM除去装置と、下流筒体62、噴射弁用筒体66、還元触媒用筒体69からなるNOx浄化装置とにより排気ガス浄化装置61を構成している。しかし、本発明はこの構成に限るものではない。即ち、図15に示す第1の変形例による排気ガス浄化装置81のように、NOx浄化装置だけを設ける構成としてもよい。即ち、排気ガス浄化装置81を、上流筒体22、下流筒体82、噴射弁用筒体83、還元触媒用筒体84の4つの筒体を接続し、処理部材として2個の酸化触媒25,85と尿素噴射弁86と選択還元触媒87とを設ける構成としてもよい。この場合、上流筒体22に流入管24を設け、下流筒体82に流出管88を設ける構成となっている。

0123

また、上述した第1の変形例ばかりではなく、上流筒体と下流筒体との間に処理部材を内蔵した筒体(浄化部筒体)を直列に接続する構成であれば、これらの連結数に限るものではなく、処理部材の組合せも自由である。

0124

また、第1の実施の形態では、上流筒体22,下流筒体28,フィルタ用筒体32の筒状ケース23,29,33にフランジ部23C,29C,33B,33Cを設け、対面するフランジ部23C,29C,33B,33C間を締結部材としてのボルト35、ナット36によって互いに分解可能に締結する構成とした。

0125

しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば図16に示す第2の変形例による排気ガス浄化装置91のように、対面するフランジ部23C′と33B′、フランジ部29C′と33C′を囲繞するクランプ92を設け、このクランプ92をボルト等(図示せず)を用いて締付けることにより締結する構成としてもよい。この場合、クランプ92としては、断面形状がV字形状、U字形状、コ字形状、円弧形状等のもの(これらの形状を総称して略V形状という)が用いられる。この構成は、他の実施の形態にも同様に適用することができるものである。

0126

また、第3の実施の形態では、下流筒体28、フィルタ用筒体32、上流筒体52、酸化触媒用筒体55の4つの筒体を接続し、処理部材として酸化触媒25と粒子状物質除去フィルタ34とを設け、上流筒体52と下流筒体28とをUボルト58、ナット59を用いて浄化装置支持ブラケット16に支持する構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば図17に示す第3の変形例による排気ガス浄化装置101のように、下流筒体28と酸化触媒用筒体55に支持脚102をそれぞれ取付け、この2個の支持脚102を浄化装置支持ブラケット16に取付ける構成としてもよい。

0127

また、図18に示す第4の変形例による排気ガス浄化装置111のように、下流筒体28、フィルタ用筒体32、上流筒体112、酸化触媒用筒体113、噴射弁用筒体114、還元触媒用筒体115の6つの筒体を接続し、下流筒体28と酸化触媒用筒体113に支持脚116をそれぞれ取付け、この2個の支持脚116を浄化装置支持ブラケット16に取付ける構成としてもよい。

0128

一方、第1の実施の形態では、上流筒体22の流入管24を筒状ケース23に対して直径方向に接続し、下流筒体28の流出管30を筒状ケース29に対して直径方向に接続した場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、流入管を筒状ケースに対して軸方向に接続してもよい。また、流出管を筒状ケースに対して軸方向に接続してもよい。これらの構成は、他の実施の形態にも同様に適用することができるものである。

0129

また、第2の実施の形態では、フィルタ用筒体32に把手部42を設けた場合を例示した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば第4の実施の形態では、噴射弁用筒体66、還元触媒用筒体69に把手部42を設ける構成としてもよい。

0130

さらに、各実施の形態では、排気ガス浄化装置21,51,61をクローラ式の下部走行体2を備えた油圧ショベル1に搭載した場合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、例えばタイヤ等からなるホイール式の下部走行体を備えた油圧ショベルに搭載する構成としてもよい。それ以外にも、リフトトラック油圧クレーン等の他の建設機械にも広く搭載することができる。

図面の簡単な説明

0131

本発明の第1の実施の形態による排気ガス浄化装置を備えた油圧ショベルを示す正面図である。
上部旋回体をキャブ、建屋カバーを省略した状態で拡大して示す平面図である。
第1の実施の形態による排気ガス浄化装置をエンジンに取付けた状態で示す要部拡大の斜視図である。
第1の実施の形態による排気ガス浄化装置を油圧ポンプと一緒に示す正面図である。
排気ガス浄化装置を拡大して示す斜視図である。
排気ガス浄化装置の内部構造を示す縦断面図である。
上流筒体、下流筒体からフィルタ用筒体を取外した状態を示す斜視図である。
上流筒体を浄化装置支持ブラケットに取付けた状態を図4中の矢示VIII−VIII方向からみた要部拡大の横断面図である。
フィルタ用筒体を拡大して示す右側面図である。
本発明の第2の実施の形態による排気ガス浄化装置を示す斜視図である。
本発明の第3の実施の形態による排気ガス浄化装置をエンジンに取付けた状態で示す斜視図である。
排気ガス浄化装置の内部構造を示す縦断面図である。
上流筒体を浄化装置支持ブラケットに取付けた状態を図11中の矢示XIII−XIII方向からみた要部拡大の横断面図である。
本発明の第4の実施の形態による排気ガス浄化装置を示す断面図である。
本発明の第1の変形例による排気ガス浄化装置を示す断面図である。
本発明の第2の変形例による排気ガス浄化装置を示す断面図である。
本発明の第3の変形例による排気ガス浄化装置を示す断面図である。
本発明の第4の変形例による排気ガス浄化装置を示す断面図である。

符号の説明

0132

1油圧ショベル
2下部走行体(車体)
4上部旋回体(車体)
8エンジン
9排気管(排気ガス通路)
16浄化装置支持ブラケット
16C,16D取付板
21,41,51,61,81,91,101,111排気ガス浄化装置
22,52,112上流筒体
23,29,33,53,56,63,67,70筒状ケース
23A,29A,33A,53A,56A円筒部
23B,29B,53B 蓋部
23C,29C,53C,23C′,29C′フランジ部
23C1,29C1,33B1,33C1 接続面
23D,29D,33Dボルト挿通孔
23E,56D温度センサ取付口
23F,29E 圧力取出部
24,54,流入管(排気ガス通路)
24A閉塞板
24B消音器筒体
25,57,65,85酸化触媒(処理部材)
26,31,102,116支持脚(支持部材)
28,62,82下流筒体
30,64,88流出管(排気ガス通路)
32フィルタ用筒体(浄化部筒体)
33B,56B,33B′前側フランジ部
33C,56C,33C′後側フランジ部
33E,53D,56E切欠部
34粒子状物質除去フィルタ(処理部材)
35ボルト(締結部材)
36ナット(締結部材)
37圧力センサ
38 温度センサ
42把手部
55,84,113 酸化触媒用筒体(浄化部筒体)
58Uボルト(支持部材)
59 ナット(支持部材)
66,83,114噴射弁用筒体(浄化部筒体)
68,86尿素噴射弁(処理部材)
69,84,115還元触媒用筒体(浄化部筒体)
71,87選択還元触媒(処理部材)
92 V字状のクランプ

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ