JP2012207552A - 建設機械 - Google Patents

Abstract

【課題】 一度に多くの尿素水を貯えることにより、尿素水の給水回数を減らして、作業効率を向上する。
【解決手段】 ＮＯｘ浄化装置１９の尿素水噴射ノズル１９Ｆに供給する尿素水を貯える既存の尿素水タンク２０とは別個に、尿素水を貯える補助タンク２３を設ける。補助タンク２３は、連通配管２４を通じて尿素水タンク２０に連通させ、この連通配管２４の途中に切換弁２５を設け、補助タンク２３と尿素水タンク２０との間を連通、遮断する構成としている。従って、尿素水タンク２０内の尿素水が少なくなったら、切換弁２５を開いて連通配管２４を連通させることにより、補助タンク２３内の尿素水を連通配管２４を介して尿素水タンク２０に供給することができ、油圧ショベル１を連続して稼動させることができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、排気ガス中の窒素酸化物を除去するためのＮＯｘ浄化装置と尿素水タンクを搭載した油圧ショベル等の建設機械に関する。

一般に、建設機械の代表例である油圧ショベルは、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って構成されている。

上部旋回体は、支持構造部材を形成する旋回フレームと、該旋回フレームの後側に搭載されたエンジンと、前記旋回フレームの左前側に設けられたキャブとを備え、該キャブ内には、オペレータが着座する運転席等が設けられている。

油圧ショベルのエンジンには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、窒素酸化物（以下、ＮＯｘという）等を多く排出するとされている。そこで、ディーゼルエンジンの排気ガスの後処理装置として、ＮＯｘを浄化するためのＮＯｘ浄化装置がある。このＮＯｘ浄化装置は、例えばエンジンの排気管に設けられ排気ガス中の窒素酸化物を除去する尿素選択還元触媒等から構成されている。また、ＮＯｘ浄化装置に付随して尿素水タンクが設けられ、該尿素水タンク内には、還元剤としての尿素水（尿素水溶液）が貯えられている。この尿素水タンクは、尿素選択還元触媒よりも上流側位置に設けた尿素水噴射ノズルと接続配管を介して接続されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−２０９３６号公報

ここで、油圧ショベルが作業を行う現場では、尿素水を給水するための設備が整っている場合は稀である。このために、尿素水タンクには、尿素水の給水回数を少なくできるように容量の拡大が望まれる。

尿素水は、−１１℃以下で凍結してしまい、５０℃以上で結晶化してしまうために、通常４℃〜４５℃の環境で保存することが望ましい。このため、尿素水タンクの設置場所が制限されたり、尿素水タンクに温度の調整機能を持たせたりする必要がある。さらに、尿素水を給水するときの作業性を考えた場合、外部から手が届く範囲に設置することが望ましい。

然るに、尿素水タンクの容量を拡大するために該尿素水タンクを大型化した場合、良好な温度環境、容易に給水できる環境に尿素水タンクを設置できなくなってしまう。しかも、尿素水タンクを大型化すると、尿素水が凍結したときに、解凍に多大な時間を要したり、これを解凍するために高性能な解凍装置が必要になる。この結果、尿素水タンクを大型化することができないから、尿素水の給水回数が多くなり作業効率が低下するという問題がある。

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、一度に多くの尿素水を貯えることができ、尿素水の給水回数を減らして、作業効率を向上できるようにした建設機械を提供することにある。

本発明による建設機械は、自走可能な車体と、該車体の前側に位置して設けられた作業装置と、該作業装置とバランスさせるために前記車体の後側に設けられたカウンタウエイトと、前記車体に搭載されたエンジンと、該エンジンを冷却する冷却水および／または油圧機器を作動する作動油を冷却する熱交換装置と、前記エンジンの排気管に設けられ排気ガス中の窒素酸化物を除去する尿素選択還元触媒を備えたＮＯｘ浄化装置と、還元剤である尿素水を貯えるために中空な容器からなる尿素水タンクと、該尿素水タンクと前記エンジンの排気管との間を接続する接続配管とを備えている。

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、前記尿素水タンクとは別個に尿素水を貯える補助タンクを設け、該補助タンクを前記尿素水タンクに連通させる連通配管を設け、該連通配管には前記補助タンクと尿素水タンクとの間を連通、遮断する切換弁を設ける構成としたことにある。

請求項２の発明は、前記車体の前側には、前記エンジンに供給する燃料または前記作動油を貯える貯油タンクを設け、前記補助タンクは、該貯油タンクの周囲に設ける構成としたことにある。

請求項３の発明は、前記補助タンクは、前記作業装置を構成するブームのフート部、前記カウンタウエイト、前記熱交換装置のうち、いずれか一の位置に設ける構成としたことにある。

請求項４の発明は、前記車体には、当該車体の支持構造部材を形成する車体フレームを設け、該車体フレームは、底板と、該底板上に前，後方向に延びて立設され前記作業装置を支持する左縦板、右縦板と、該各縦板の前側に位置して左，右方向に延びて設けられ該各縦板間を連結する前連結板とを備え、前記補助タンクは、前記車体フレームの前連結板の周囲に設ける構成としたことにある。

請求項５の発明は、前記車体の前側には、オペレータが搭乗するキャブを設け、該キャブの後側には、建設機械に用いる物品を収容するユーティリティ室を設け、前記補助タンクは、該ユーティリティ室に設ける構成としたことにある。

請求項１の発明によれば、尿素水タンク内の尿素水が少なくなったら、切換弁を開いて連通配管を連通させることにより、補助タンク内の尿素水を連通配管を介して尿素水タンクに供給することができる。

ここで、尿素水タンクと別個に設けた補助タンクは、小さなスペースでも設置することができるから、大気温度に近い良好な温度環境を選んで設置することができる。これにより、補助タンクは、尿素水の温度を調整するための装置を省略することができる。また、補助タンクは、容易に尿素水を給水できるように、外部から手が届く範囲に設置することもできる。一方、尿素水タンクは、補助タンクと同様に、大気温度に近い良好な温度環境、容易に尿素水を給水できる環境に置くことができる。

この結果、車体には、尿素水タンクと補助タンクの両方のタンクを設置することができ、一度に多くの尿素水を貯えることができるから、尿素水の給水回数を減らすことができ、建設機械の作業効率を向上することができる。

しかも、尿素水タンクと補助タンクの２個のタンクで尿素水を貯えているから、各タンク内で尿素水が凍結した場合には、メインの尿素水タンク内の尿素水を解凍するだけで、この尿素水を接続配管を介してエンジンの排気管に供給することができる。従って、補助タンクには、解凍装置、これに関係する各種センサ等を設ける必要がないから、該補助タンクを安価な中空容器として製造することができる。

さらに、補助タンクと尿素水タンクとを連通する連通配管には、切換弁を設けているから、例えば補助タンクを尿素水タンクよりも高い位置に配置した場合でも、切換弁を閉じて連通配管を遮断することにより、補助タンクから尿素水が流れ込んで尿素水タンクが溢れるような事態を防止することができる。これにより、補助タンクを設置することができるスペースを広げることができる。

請求項２の発明によれば、貯油タンクの周囲は、大気温度に近い良好な温度環境であり、この貯油タンクの周囲のスペースを利用して補助タンクを設けることができる。

請求項３の発明によれば、作業装置を構成するブームのフート部、カウンタウエイト、熱交換装置は、いずれも大気温度に近い良好な温度環境であり、これらのスペースを利用して補助タンクを設けることができる。

請求項４の発明によれば、前連結板が設けられた車体フレームの前側位置は、大気温度に近い良好な温度環境であり、この前連結板の周囲のスペースを利用して補助タンクを設けることができる。

請求項５の発明によれば、キャブの後側に設けたユーティリティ室は、大気温度に近い良好な温度環境であり、このユーティリティ室のスペースを利用して補助タンクを設けることができる。

本発明の第１の実施の形態による排気ガス後処理装置を備えた油圧ショベルの正面図である。 上部旋回体を建屋カバーを省略した状態で示す平面図である。 物品収容箱を省略した状態の上部旋回体を前側からみた右側面図である。 排気ガス後処理装置の構成をエンジンと共に示す構成図である。 本発明の第２の実施の形態による排気ガス後処理装置を備えた上部旋回体の平面図である。 尿素水タンクと補助タンクの配置状態を図５中の矢示VI−VI方向からみた断面図である。 本発明の第３の実施の形態による補助タンクと尿素水タンクを一部を破断した上部旋回体と一緒に示す要部拡大の正面図である。 本発明の第４の実施の形態による排気ガス後処理装置を備えた上部旋回体の平面図である。 本発明の第５の実施の形態による排気ガス後処理装置を備えた上部旋回体の平面図である。 本発明の第６の実施の形態による排気ガス後処理装置を備えた上部旋回体の平面図である。

以下、本発明の実施の形態に係る建設機械の代表例として、クローラ式の油圧ショベルを例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。

図１ないし図４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、補助タンクは、貯油タンクの周囲に配置する構成とした場合を例示している。

図１において、１は土砂の掘削作業等に用いられる建設機械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上に旋回可能に搭載され、該下部走行体２と共に車体を構成する上部旋回体３と、該上部旋回体３の前側に俯仰動可能に設けられた作業装置４とにより大略構成されている。

作業装置４は、後述の旋回フレーム５を構成する左，右の縦板５Ｂ，５Ｃの前側に位置するブーム取付部５Ｂ1，５Ｃ1に俯仰動可能に取付けられたブーム４Ａと、該ブーム４Ａの先端部に俯仰動可能に取付けられたアームと、該アームの先端部に回動可能に取付けられたバケット等の作業具（いずれも図示せず）とにより大略構成されている。

さらに、作業装置４には、ブーム４Ａを俯仰動するためのブームシリンダ４Ｂが設けられ、該ブームシリンダ４Ｂは、基端側が左，右の縦板５Ｂ，５Ｃの最前部に位置するシリンダ取付部５Ｂ2，５Ｃ2等に回動可能に取付けられ、先端側がブーム４Ａの中間位置に取付けられている。同様に、ブーム４Ａとアームとの間にはアームシリンダが設けられ、アームと作業具との間にはバケットシリンダ（いずれも図示せず）が設けられている。ブーム４Ａは、鋼板を四角形状に組立てることにより角筒体として形成され、基端側のフート部４Ａ1が左，右の縦板５Ｂ，５Ｃに取付けられている。

上部旋回体３は、図２に示すように、後述の旋回フレーム５、キャブ６、カウンタウエイト７、エンジン８、熱交換装置１０、作動油タンク１２、燃料タンク１３、物品収容箱１４、ユーティリティ室１５、排気ガス後処理装置１７、尿素水タンク２０、接続配管２１、補助タンク２３、連通配管２４、切換弁２５等により大略構成されている。

５は上部旋回体３の支持構造部材を形成する旋回フレームである。この旋回フレーム５は、図２、図３に示す如く、前，後方向に延びる厚肉な鋼板等からなる底板５Ａと、該底板５Ａ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５Ｂ，右縦板５Ｃと、該各縦板５Ｂ，５Ｃ間の前側に位置して左，右方向に延びて設けられ該各縦板５Ｂ，５Ｃ間を連結する前連結板５Ｄと、前記各縦板５Ｂ，５Ｃの左，右方向の外側に間隔をもって配置され、前，後方向に延びた左サイドフレーム５Ｅ，右サイドフレーム５Ｆと、該右サイドフレーム５Ｆの前端部から左側に延びた右前フレーム５Ｇと、前記底板５Ａ、縦板５Ｂ，５Ｃから左，右方向に張出し、その先端部に左，右のサイドフレーム５Ｅ，５Ｆを支持する複数本の張出しビーム５Ｈと、右前フレーム５Ｇと張出しビーム５Ｈとの間、各張出しビーム５Ｈ間を覆うアンダカバー５Ｊとにより大略構成されている。

ここで、左，右の縦板５Ｂ，５Ｃは、前側寄りの上部にブーム取付部５Ｂ1，５Ｃ1が設けられ、最前部にシリンダ取付部５Ｂ2，５Ｃ2が設けられている。前連結板５Ｄは、前側がシリンダ取付部５Ｂ2，５Ｃ2の近傍で底板５Ａに固着され、後側がブーム取付部５Ｂ1，５Ｃ1に向けて斜め上側に延びている。前連結板５Ｄは、各縦板５Ｂ，５Ｃ間を連結することにより、該各縦板５Ｂ，５Ｃが倒れないように支持する補強板を構成している。また、前連結板５Ｄには各縦板５Ｂ，５Ｃに設けられたシリンダ取付部５Ｂ2，５Ｃ2と対をなす２個のシリンダ取付部５Ｄ1，５Ｄ1が設けられている。

６は左縦板５Ｂの左側に位置して旋回フレーム５上に搭載されたキャブ（図１参照）である。このキャブ６は、オペレータが搭乗するもので、その内部にはオペレータが着座する運転席、走行用の操作レバー、作業用の操作レバー等（いずれも図示せず）が配設されている。

７は旋回フレーム５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７は、作業装置４との重量バランスをとるものである。カウンタウエイト７は、前面が平坦面となり、後面が湾曲するように突出した中空容器として形成され、その内部には、鉄スクラップ、コンクリート等の重量物が充填されている。また、カウンタウエイト７の前側には、後述のエンジン８等が配設されている。

８は旋回フレーム５の後側に設けられたエンジン（図２参照）で、該エンジン８は、ディーゼルエンジンとして構成され、旋回フレーム５に横置き状態で搭載されている。このエンジン８の左側には、左側から外気を吸込んで後述の熱交換装置１０に供給するための冷却ファン８Ａが設けられている。さらに、エンジン８の前側には、排気ガスを排出するための排気管９が設けられている。

ここで、ディーゼルエンジン８は、高効率で耐久性に優れているが、粒子状物質（ＰＭ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）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に取付けられる後述の排気ガス後処理装置１７は、図４に示すように、粒子状物質を除去するＰＭ捕集装置１８と、窒素酸化物（ＮＯｘ）を除去するＮＯｘ浄化装置１９とを備えている。

１０はエンジン８の左側に冷却ファン８Ａに対面して設けられた熱交換装置で、該熱交換装置１０は、エンジン冷却水を冷却するラジエータ、作動油を冷却するオイルクーラ、エンジン８が吸込む空気を冷却するインタクーラ等により構成されている。また、１１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１１は、エンジン８によって駆動されることにより、作動油タンク１２からの作動油を圧油として吐出するものである。

１２はエンジン８（油圧ポンプ１１）の前側に位置して旋回フレーム５の右側に設けられた貯油タンクとしての作動油タンクを示している。この作動油タンク１２は、上，下方向に延びる直方体状の耐圧タンクとして形成されている。

１３は作動油タンク１２の前側に隣接するように旋回フレーム５の右側に設けられた貯油タンクとしての燃料タンクを示している。この燃料タンク１３は、エンジン８に供給する燃料を貯えるもので、上，下方向に延びる直方体状の容器として形成されている。

１４は旋回フレーム５の右前部に設けられた物品収容箱である（図１参照）。この物品収容箱１４内には、後述の尿素水タンク２０と補助タンク２３とが収容されている。物品収容箱１４は、下側が開口したボックス状の箱体を旋回フレーム５上に取付けることにより形成されている。また、物品収容箱１４は、上面から前面にかけて円弧状に湾曲している。

１５はキャブ６の後側に位置して旋回フレーム５上に設けられたユーティリティ室を示している。このユーティリティ室１５内には、メンテナンス用の工具、グリースガン、消耗部品、油圧機器等を収容することができる。ユーティリティ室１５は、キャブ６の後面に対面するように左，右方向に延びて立設された前仕切板１５Ａと、熱交換装置１０の前側に位置して左，右方向に延びて立設された後仕切板１５Ｂと、後述する建屋カバー１６の上面カバー部１６Ｂ等によって画成されている。

１６はエンジン８、熱交換装置１０、後述の排気ガス後処理装置１７等を覆う建屋カバーで、該建屋カバー１６は、キャブ６とカウンタウエイト７との間に位置して旋回フレーム５上に設けられている。そして、建屋カバー１６は、熱交換装置１０、ユーティリティ室１５等の左側を覆う左側面カバー部（図示せず）と、油圧ポンプ１１等の右側を覆う右側面カバー部１６Ａと、各側面カバー部１６Ａの上側に位置してエンジン８、ユーティリティ室１５等の上側を覆う上面カバー部１６Ｂとにより大略構成されている。また、上面カバー部１６Ｂ上には、エンジン８等のメンテナンス作業を行うときに開閉されるエンジンカバー部１６Ｃが設けられている。

次に、第１の実施の形態の特徴部分となるＮＯｘ浄化装置１９等を備えた排気ガス後処理装置１７の構成について、図２、図４等を参照しつつ述べる。

１７はエンジン８の排気管９に接続して設けられた排気ガス後処理装置である。この排気ガス後処理装置１７は、排気ガス中の粒子状物質（ＰＭ：Particulate Matter）を捕集して除去するＰＭ捕集装置１８と、排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を還元剤となる尿素水（尿素水溶液）を用いて浄化する後述のＮＯｘ浄化装置１９を備えるものである。そして、排気ガス後処理装置１７は、ＰＭ捕集装置１８とＮＯｘ浄化装置１９とにより大略構成されている。

１８はエンジン８の排気管９の出口側に接続して設けられたＰＭ捕集装置（粒子状物質除去装置）である。このＰＭ捕集装置１８は、排気ガスに含まれる粒子状物質（ＰＭ）を捕集して除去するものである。ＰＭ捕集装置１８は、円筒状容器として形成された筒状ケース１８Ａと、該筒状ケース１８Ａ内に収容されたＰＭ捕集フィルタ１８Ｂとにより大略構成されている。このＰＭ捕集フィルタ１８Ｂは、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集し、捕集した粒子状物質を燃焼させて除去するものである。

１９はＰＭ捕集装置１８の下流側に接続して設けられたＮＯｘ浄化装置である。このＮＯｘ浄化装置１９は、尿素水を利用して排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化するものである。また、ＮＯｘ浄化装置１９は、筒状容器として形成された筒状ケース１９Ａと、該筒状ケース１９Ａの入口側をＰＭ捕集装置１８の出口側に接続する中間配管１９Ｂと、前記筒状ケース１９Ａの出口側から上側に延びた尾管１９Ｃと、前記筒状ケース１９Ａ内に収容された尿素選択還元触媒１９Ｄと、該尿素選択還元触媒１９Ｄの下流側に設けられた酸化触媒１９Ｅと、前記尿素選択還元触媒１９Ｄの上流側となる中間配管１９Ｂに設けられた尿素水噴射ノズル１９Ｆとにより大略構成されている。また、尿素水噴射ノズル１９Ｆは、後述の接続配管２１、供給ポンプ２２を介して尿素水タンク２０に接続されている。

ここで、ＮＯｘ浄化装置１９は、尿素水噴射ノズル１９Ｆにより排気ガス中に尿素水を噴射し、尿素選択還元触媒１９Ｄにより尿素水から生成されたアンモニアを用いて排気ガス中のＮＯｘを還元反応させ、水と窒素に分解し、さらに、酸化触媒１９Ｅでは、ＮＯｘを還元した後に残った残留アンモニアを酸化することにより、水と窒素に分離することができる。

次に、ＮＯｘ浄化装置１９に還元剤である尿素水を貯え、供給するための系統について説明する。

２０はＮＯｘ浄化装置１９と接続して設けられた尿素水タンクで、該尿素水タンク２０は、尿素水噴射ノズル１９Ｆから排気管９に噴射するための尿素水を貯えるものである。また、尿素水タンク２０は、燃料タンク１３の前側、即ち、物品収容箱１４内に収容されている。尿素水タンク２０は、その具体的な形状を例示すれば、上，下方向と前，後方向に延びた左，右方向に扁平なボックス状の密閉容器として形成され、上部には給水用の給水口２０Ａが設けられている。一方、尿素水タンク２０の下部には、後述の接続配管２１と連通配管２４が接続されている。

ここで、尿素水は、−１１℃以下で凍結してしまい、一方、５０℃以上で結晶化してしまうから、尿素水タンク２０の設置場所としては、大気温度に近い温度条件、例えば４℃〜４５℃となる場所が望ましい。そこで、第１の実施の形態では、尿素水タンク２０を燃料タンク１３の前側に位置する物品収容箱１４内に配置している。従って、尿素水タンク２０は、大気温度に近い温度条件の場所であれば、ユーティリティ室１５等に配置してもよいものである。また、尿素水は寒冷地で凍結したり、大気温度が高い場所では結晶化することが考えられるため、尿素水タンク２０には、温度センサ、解凍装置、冷却装置等（いずれも図示せず）が装備されている。さらに、物品収容箱１４は外部から容易に手が届く場所であり、尿素水タンク２０に尿素水を簡単な作業で給水すことができる。

２１は尿素水タンク２０と尿素水噴射ノズル１９Ｆとを接続して設けられた接続配管である。この接続配管２１には、尿素水タンク２０側寄りに位置して供給ポンプ２２が設けられている。これにより、尿素水タンク２０内の尿素水は、接続配管２１を介して尿素水噴射ノズル１９Ｆに加圧状態で供給することができる。

２３は尿素水タンク２０と別個に設けられた補助タンクを示している。この補助タンク２３は、内部に尿素水を貯えることにより、尿素水タンク２０と協働して尿素水を貯えるための容量を拡大するものである。補助タンク２３は、燃料タンク１３の周囲、例えば燃料タンク１３の前側に位置する物品収容箱１４内に、尿素水タンク２０と一緒に収容されている。補助タンク２３は、尿素水タンク２０とほぼ同様に、上，下方向と前，後方向に延びた左，右方向に扁平なボックス状の密閉容器として形成され、上部には給水用の給水口２３Ａが設けられている。一方、補助タンク２３の下部には、後述の連通配管２４が接続されている。

ここで、補助タンク２３は、尿素水タンク２０内の尿素水が無くなったときのために、予備の尿素水を貯えるタンクである。従って、補助タンク２３内に貯えた尿素水は、油圧ショベル１を運転するときに直ちに必要になるものではない。即ち、補助タンク２３内の尿素水は、凍結したとしても運転中に徐々に溶ければよいものである。このことから、補助タンク２３は、温度センサ、解凍装置等を装備する必要がなく、安価な密閉容器として形成することができる。

補助タンク２３は、尿素水タンク２０の左側に並ぶように物品収容箱１４内に配置しているから、外部から容易に手を伸ばすことができ、尿素水タンク２０と一緒に尿素水を簡単な作業で給水すことができる。

２４は補助タンク２３を尿素水タンク２０に連通させる連通配管である。該連通配管２４は、一端部が補助タンク２３の下部位置に接続され、他端部が尿素水タンク２０の下部位置に接続されている。これにより、連通配管２４は、補助タンク２３内に貯えられた尿素水を尿素水タンク２０に流通させることができる。

２５は連通配管２４の途中に設けられた切換弁である。この切換弁２５は、手動または制御信号によって開弁，閉弁することにより、連通配管２４を介して補助タンク２３と尿素水タンク２０との間を連通，遮断するものである。そして、切換弁２５は、開弁することにより、補助タンク２３内の尿素水を尿素水タンク２０に供給することができる。一方、閉弁した状態では、補助タンク２３内の尿素水が尿素水タンク２０側に流れるのを阻止することができる。

第１の実施の形態による油圧ショベル１は上述の如き構成を有するもので、次に、その動作について説明する。

オペレータは、キャブ６に搭乗し、エンジン８を始動して油圧ポンプ１１を駆動する。そして、走行用のレバー等を操作することにより、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、作業用のレバーを操作することにより、作業装置４を俯仰動させて土砂の掘削作業等を行うことができる。

エンジン８の運転時には、排気管９から有害物質である粒子状物質（ＰＭ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）等が排気ガスの一部として排出される。このときに、ＰＭ捕集装置１８は、排気ガスに含まれる粒子状物質（ＰＭ）をＰＭ捕集フィルタ１８Ｂによって捕集し、捕集した粒子状物質を燃焼させて除去することができる。

一方、ＮＯｘ浄化装置１９は、尿素水タンク２０内の尿素水を、供給ポンプ２２を用いて接続配管２１から尿素水噴射ノズル１９Ｆに圧送供給する。これにより、ＮＯｘ浄化装置１９は、中間配管１９Ｂを通る排気ガス中に尿素水噴射ノズル１９Ｆから尿素水を噴射してアンモニアを生成する。これにより、尿素選択還元触媒１９Ｄでは、窒素酸化物を水と窒素に還元し、酸化触媒１９Ｅでは、ＮＯｘを還元した後に残った残留アンモニアを酸化して水と窒素に分離すことにより、窒素酸化物（ＮＯｘ）の排出量を低減することができる。

ところで、尿素水タンク２０内の尿素水が無くなり、尿素水の給水も受けることが困難な場合には、切換弁２５を開弁し、補助タンク２３内の尿素水を連通配管２４を通じて尿素水タンク２０内に供給する。これにより、油圧ショベル１を連続して稼動させることができる。

また、尿素水タンク２０と補助タンク２３に尿素水を給水（補給）する場合には、物品収容箱１４を開くことにより、それぞれの給水口２０Ａ，２３Ａに容易に手を伸ばすことができ、簡単に給水することができる。

かくして、第１の実施の形態によれば、ＮＯｘ浄化装置１９の尿素水噴射ノズル１９Ｆに供給する尿素水を貯える既存の尿素水タンク２０とは別個に、尿素水を貯える補助タンク２３を設ける。この補助タンク２３は、連通配管２４を通じて尿素水タンク２０に連通させ、該連通配管２４の途中に切換弁２５を設け、前記補助タンク２３と尿素水タンク２０との間を連通、遮断する構成としている。

従って、尿素水タンク２０内の尿素水が少なくなったら、切換弁２５を開いて連通配管２４を連通させることにより、補助タンク２３内の尿素水を連通配管２４を介して尿素水タンク２０に供給することができ、油圧ショベル１を連続して稼動させることができる。

ここで、尿素水タンク２０と別個に設けた補助タンク２３は、尿素水タンク２０を単に大型化した場合に比較し、小さなスペースでも設置することができるから、大気温度に近い良好な温度環境、具体的には、燃料タンク１３の前側に位置する物品収容箱１４内のスペースを利用して設置することができる。これにより、補助タンク２３は、尿素水の温度を調整するための装置を省略することができる。また、物品収容箱１４内に配置した補助タンク２３は、容易に尿素水を給水することもできる。

この結果、上部旋回体３には、尿素水タンク２０と補助タンク２３の両方のタンクを設置することができ、一度に多くの尿素水を貯えることができるから、尿素水の給水回数を減らすことができ、油圧ショベル１の作業効率を向上することができる。

しかも、尿素水タンク２０と補助タンク２３との２個のタンクで尿素水を貯えているから、各タンク２０，２３内で尿素水が凍結した場合には、メインタンクとなる尿素水タンク２０内の尿素水を解凍するだけで、この尿素水を接続配管２１を介してエンジン８側のＮＯｘ浄化装置１９に供給することができる。従って、補助タンク２３には、解凍装置、これに関係する各種センサ等を設ける必要がないから、該補助タンク２３を安価な中空容器として製造することができる。

さらに、補助タンク２３と尿素水タンク２０とを連通する連通配管２４には、切換弁２５を設けているから、該切換弁２５を閉じて連通配管２４を遮断することができる。従って、例えば補助タンク２３を、尿素水タンク２０よりも高い位置に配置した場合でも、補助タンク２３から尿素水タンク２０に尿素水が流れ込んで溢れるような事態を防止することができる。これにより、補助タンク２３を設置することができるスペースを上側に広げることができる。

次に、図５および図６は本発明の第２の実施の形態を示している。本実施の形態の特徴は、補助タンクは、車体フレームの前連結板の周囲に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。

３１は尿素水タンク２０と別個に設けられた第２の実施の形態による補助タンクを示している。この補助タンク３１は、第１の実施の形態による補助タンク２３とほぼ同様に、尿素水タンク２０と協働して尿素水を貯えるための容量を拡大するものである。しかし、第２の実施の形態による補助タンク３１は、設置された場所が第１の実施の形態による補助タンク２３と相違している。

即ち、補助タンク３１は、旋回フレーム５の前側に位置して左，右の縦板５Ｂ，５Ｃ間を連結した前連結板５Ｄに設けられている。補助タンク３１は、直方体状の密閉容器として形成され、前連結板５Ｄの裏面にベルト３２を用いて取付けられている。この前連結板５Ｄの位置は、外部に露出しており、大気温度に近い良好な温度条件となっている。

また、尿素水タンク２０側となる補助タンク３１の右側面には、前連結板５Ｄの裏面に取付けられた状態で上部となる位置に給水用の延長給水口３１Ａが設けられている。一方、補助タンク３１の下部となる位置には、後述の連通配管３３が接続されている。延長給水口３１Ａは、尿素水を容易に給水できるように、前連結板５Ｄの後側から上側に突出する位置まで延びている。

ここで、補助タンク３１は、第１の実施の形態による補助タンク２３とほぼ同様に、予備の尿素水を貯えるだけのタンクであるから、温度センサ、解凍装置等を装備する必要がなく、安価な密閉容器として形成することができる。しかも、補助タンク３１は、その延長給水口３１Ａを前連結板５Ｄの後側まで延ばしているから、尿素水を簡単な作業で給水すことができる。

３３は補助タンク３１を尿素水タンク２０に連通させる連通配管である。該連通配管３３は、一端部が補助タンク３１の下部位置に接続され、他端部が尿素水タンク２０の下部位置に接続されている。これにより、連通配管３３は、補助タンク３１内に貯えられた尿素水を尿素水タンク２０に流通させることができる。

３４は連通配管３３の途中に設けられた切換弁である。この切換弁３４は、開弁，閉弁することにより、連通配管３３を介して補助タンク３１と尿素水タンク２０との間を連通，遮断するものである。これにより、切換弁３４を開弁して連通配管３３を遮断した状態では、補助タンク３１内の尿素水が尿素水タンク２０側に流れるのを阻止できるから、補助タンク３１を、尿素水タンク２０よりも高い位置に配置した場合でも、該補助タンク３１から尿素水タンク２０に尿素水が流れ込んで溢れるような事態を防止することができる。

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、補助タンク３１を旋回フレーム５の前連結板５Ｄの裏面側のスペースを利用して設けることができる。また、補助タンク３１は、尿素水タンク２０よりも高い位置に配置しているが、連通配管３３には切換弁３４を設けているから、この切換弁３４を閉弁することにより、尿素水タンク２０から尿素水が溢れるのを防止することができる。

次に、図７は本発明の第３の実施の形態を示している。本実施の形態の特徴は、補助タンクは、作業装置のブームのフート部に設け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。

４１は尿素水タンク２０と別個に設けられた第３の実施の形態による補助タンクを示している。この補助タンク４１は、第１の実施の形態による補助タンク２３とほぼ同様に、尿素水タンク２０と協働して尿素水を貯えるための容量を拡大するものである。しかし、第３の実施の形態による補助タンク４１は、設置された場所が第１の実施の形態による補助タンク２３と相違している。

即ち、補助タンク４１は、作業装置４を構成するブーム４Ａのフート部４Ａ１に設けられている。補助タンク４１は、直方体状の密閉容器として形成され、フート部４Ａ１の上面部４Ａ2にベルト４２を用いて取付けられている。このフート部４Ａ１の位置は、外部に露出しており、大気温度に近い良好な温度条件となっている。なお、補助タンク４１は、ブーム４Ａと一緒に俯仰動するが、この補助タンク４１は、予備の尿素水を貯えているだけであるから、内部で尿素水が波立っても問題はない。

また、補助タンク４１には、ブーム４Ａに取付けられた状態で上部となる位置に、給水用の給水口４１Ａが設けられている。一方、補助タンク４１の下部となる位置には、後述の連通配管４３が接続されている。

ここで、補助タンク４１は、第１の実施の形態による補助タンク２３とほぼ同様に、予備の尿素水を貯えるだけのタンクであるから、温度センサ、解凍装置等を装備する必要がなく、安価な密閉容器として形成することができる。しかも、補助タンク４１は、建屋カバー１６上に乗ることにより、給水口４１Ａから尿素水を給水すことができる。

４３は補助タンク４１を尿素水タンク２０に連通させる連通配管である。該連通配管４３は、一端部が補助タンク４１の下部位置に接続され、他端部が尿素水タンク２０に接続されている。これにより、連通配管４３は、補助タンク４１内に貯えられた尿素水を尿素水タンク２０に流通させることができる。

４４は連通配管４３の尿素水タンク２０側寄りに設けられた切換弁である。この切換弁４４は、開弁，閉弁することにより、連通配管４３を介して補助タンク４１と尿素水タンク２０との間を連通，遮断するものである。これにより、切換弁４４を開弁して連通配管４３を遮断した状態では、補助タンク４１内の尿素水が尿素水タンク２０側に流れるのを阻止できるから、補助タンク４１を、尿素水タンク２０よりも高い位置に配置した場合でも、該補助タンク４１から尿素水タンク２０に尿素水が流れ込んで溢れるような事態を防止することができる。

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、補助タンク４１を作業装置４を構成するブーム４Ａのフート部４Ａ1の上面部４Ａ2のスペースを利用して設けることができる。また、補助タンク４１は、尿素水タンク２０よりも高い位置に配置しているが、連通配管４３には切換弁４４を設けているから、この切換弁４４を閉弁することにより、尿素水タンク２０から尿素水が溢れるのを防止することができる。

次に、図８は本発明の第４の実施の形態を示している。本実施の形態の特徴は、補助タンクは、カウンタウエイトに設ける構成としたことにある。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。

５１は旋回フレーム５の後端部に取付けられた第４の実施の形態によるカウンタウエイトである。このカウンタウエイト５１は、第１の実施の形態によるカウンタウエイト７とほぼ同様に、作業装置４との重量バランスをとるもので、前面が平坦面となり、後面が湾曲するように突出した中空容器として形成され、その内部には、鉄スクラップ、コンクリート等の重量物が充填されている。

しかし、第４の実施の形態によるカウンタウエイト５１は、右前側に位置して凹陥部５１Ａが設けられている点で、第１の実施の形態によるカウンタウエイト７と相違している。この凹陥部５１Ａは、カウンタウエイト５１の上面部および前面部を切欠いてステップ状に窪ませることにより、左，右方向に長尺な直方体状の収容空間を備えている。凹陥部５１Ａの位置は、外部に露出しており、大気温度に近い良好な温度条件となっている。

ここで、カウンタウエイト５１に凹陥部５１Ａを形成した場合、この凹陥部５１Ａの分だけカウンタウエイト５１の容積が小さくなる。しかし、カウンタウエイト５１に充填する重量物の比重を高める（例えば鉄スクラップの比率を高める）ことにより、適正な重量を得ることができる。

５２は尿素水タンク２０と別個に設けられた第４の実施の形態による補助タンクを示している。この補助タンク５２は、第１の実施の形態による補助タンク２３とほぼ同様に、尿素水タンク２０と協働して尿素水を貯えるための容量を拡大するものである。しかし、第４の実施の形態による補助タンク５２は、設置された場所が第１の実施の形態による補助タンク２３と相違している。

即ち、直方体状の密閉容器として形成された補助タンク５２は、カウンタウエイト５１の凹陥部５１Ａに設けられている。この凹陥部５１Ａの位置は、外部に露出しており、大気温度に近い良好な温度条件となっている。また、補助タンク５２の上側には、給水用の給水口５２Ａが設けられている。一方、補助タンク５２の下側には、後述の連通配管５３が接続されている。

ここで、補助タンク５２は、第１の実施の形態による補助タンク２３とほぼ同様に、予備の尿素水を貯えるだけのタンクであるから、温度センサ、解凍装置等を装備する必要がなく、安価な密閉容器として形成することができる。しかも、補助タンク５２は、建屋カバー１６上に乗ることにより、給水口５２Ａから尿素水を給水すことができる。

５３は補助タンク５２を尿素水タンク２０に連通させる連通配管である。該連通配管５３は、一端部が補助タンク５２の下部位置に接続され、他端部が尿素水タンク２０に接続されている。これにより、連通配管５３は、補助タンク５２内に貯えられた尿素水を尿素水タンク２０に流通させることができる。

５４は連通配管５３の尿素水タンク２０側寄りに設けられた切換弁である。この切換弁５４は、開弁，閉弁することにより、連通配管５３を介して補助タンク５２と尿素水タンク２０との間を連通，遮断するものである。これにより、切換弁５４を開弁して連通配管５３を遮断した状態では、補助タンク５２内の尿素水が尿素水タンク２０側に流れるのを阻止できるから、補助タンク５２を、尿素水タンク２０よりも高い位置に配置した場合でも、該補助タンク５２から尿素水タンク２０に尿素水が流れ込んで溢れるような事態を防止することができる。

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、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４の実施の形態では、カウンタウエイト５１を利用して補助タンク５２を設けることができる。また、補助タンク５２は、尿素水タンク２０よりも高い位置に配置しているが、連通配管５３には切換弁５４を設けているから、この切換弁５４を閉弁することにより、尿素水タンク２０から尿素水が溢れるのを防止することができる。

次に、図９は本発明の第５の実施の形態を示している。本実施の形態の特徴は、補助タンクは、熱交換装置の周囲に設ける構成としたことにある。なお、第５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。

６１は尿素水タンク２０と別個に設けられた第５の実施の形態による補助タンクを示している。この補助タンク６１は、第１の実施の形態による補助タンク２３とほぼ同様に、尿素水タンク２０と協働して尿素水を貯えるための容量を拡大するものである。しかし、第５の実施の形態による補助タンク６１は、設置された場所が第１の実施の形態による補助タンク２３と相違している。

即ち、直方体状の密閉容器として形成された補助タンク６１は、熱交換装置１０の周囲で、冷却ファン８Ａによって外部から吸込まれる大気に当たる位置、例えば、熱交換装置１０を挟んでエンジン８と反対側に位置して旋回フレーム５上に設けられている。従って、熱交換装置１０の周囲は、冷えた冷却風が当たることで大気温度に近い良好な温度条件となっている。補助タンク６１の上側には、給水用の給水口６１Ａが設けられ、下側には後述の連通配管６２が接続されている。

ここで、補助タンク６１は、第１の実施の形態による補助タンク２３とほぼ同様に、予備の尿素水を貯えるだけのタンクであるから、温度センサ、解凍装置等を装備する必要がなく、安価な密閉容器として形成することができる。しかも、補助タンク６１は、建屋カバー１６の左側面カバー部を開くことにより、給水口６１Ａから尿素水を給水すことができる。

６２は補助タンク６１を尿素水タンク２０に連通させる連通配管である。該連通配管６２は、一端部が補助タンク６１の下部位置に接続され、他端部が尿素水タンク２０に接続されている。これにより、連通配管６２は、補助タンク６１内に貯えられた尿素水を尿素水タンク２０に流通させることができる。

６３は連通配管６２の尿素水タンク２０側寄りに設けられた切換弁である。この切換弁６３は、開弁，閉弁することにより、連通配管６２を介して補助タンク６１と尿素水タンク２０との間を連通，遮断するものである。

かくして、このように構成された第５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５の実施の形態では、冷えた冷却風が当たる熱交換装置１０の左側に補助タンク６１を設けることができ、尿素水の温度上昇を抑えることができる。

次に、図１０は本発明の第６の実施の形態を示している。本実施の形態の特徴は、補助タンクは、キャブの後側のユーティリティ室に設ける構成としたことにある。なお、第６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。

７１は尿素水タンク２０と別個に設けられた第６の実施の形態による補助タンクを示している。この補助タンク７１は、第１の実施の形態による補助タンク２３とほぼ同様に、尿素水タンク２０と協働して尿素水を貯えるための容量を拡大するものである。しかし、第６の実施の形態による補助タンク７１は、設置された場所が第１の実施の形態による補助タンク２３と相違している。

即ち、直方体状の密閉容器として形成された補助タンク７１は、キャブ６の後側に位置するユーティリティ室１５内に設けられている。このユーティリティ室１５内は、大気温度に近い良好な温度条件となっている。補助タンク７１の上側には、給水用の給水口７１Ａが設けられ、下側には後述の連通配管７２が接続されている。

ここで、補助タンク７１は、第１の実施の形態による補助タンク２３とほぼ同様に、予備の尿素水を貯えるだけのタンクであるから、温度センサ、解凍装置等を装備する必要がなく、安価な密閉容器として形成することができる。しかも、補助タンク７１は、建屋カバー１６の左側面カバー部を開くことにより、給水口７１Ａから尿素水を給水すことができる。

７２は補助タンク７１を尿素水タンク２０に連通させる連通配管である。該連通配管７２は、一端部が補助タンク７１の下部位置に接続され、他端部が尿素水タンク２０に接続されている。これにより、連通配管７２は、補助タンク７１内に貯えられた尿素水を尿素水タンク２０に流通させることができる。

７３は連通配管７２の尿素水タンク２０側寄りに設けられた切換弁である。この切換弁７３は、開弁，閉弁することにより、連通配管７２を介して補助タンク７１と尿素水タンク２０との間を連通，遮断するものである。

かくして、このように構成された第６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６の実施の形態では、ユーティリティ室１５内のスペースを利用することで、補助タンク７１を容易に設けることができる。

なお、第１の実施の形態では、尿素水タンク２０を燃料タンク１３の前側に位置する物品収容箱１４内に配置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、尿素水タンク２０は、大気温度に近い温度条件の場所であれば、カウンタウエイト７、熱交換装置１０の周囲、ユーティリティ室１５等に配置する構成としてもよい。この構成は、他の実施の形態にも同様に適用できるものである。

また、第２の実施の形態では、補助タンク３１をベルト３２を用いて旋回フレーム５の前連結板５Ｄに取付ける構成とした場合を例示している。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば補助タンク３１をボルト等の締結部材を用いて直接的に前連結板５Ｄに取付ける構成としてもよい。この構成は、他の実施の形態にも同様に適用できるものである。

さらに、各実施の形態では、建設機械として、クローラ式の油圧ショベル１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、ホイール式の油圧ショベルに適用してもよい。それ以外にも、ホイールローダ、油圧クレーン等の他の建設機械にも広く適用することができる。

１ 油圧ショベル（建設機械）
２ 下部走行体（車体）
３ 上部旋回体（車体）
４ 作業装置
４Ａ ブーム
４Ａ1 フート部
５ 旋回フレーム（車体フレーム）
５Ａ 底板
５Ｂ，５Ｃ 縦板
５Ｄ 前連結板
６ キャブ
７，５１ カウンタウエイト
８ エンジン
９ 排気管
１０ 熱交換装置
１２ 作動油タンク（貯油タンク）
１３ 燃料タンク（貯油タンク）
１４ 物品収容箱
１５ ユーティリティ室
１９ ＮＯｘ浄化装置
２０ 尿素水タンク
２１ 接続配管
２３，３１，４１，５２，６１，７１ 補助タンク
２４，３３，４３，５３，６２，７２ 連通配管
２５，３４，４４，５４，６３，７３ 切換弁

Claims (5)

1. 自走可能な車体と、該車体の前側に位置して設けられた作業装置と、該作業装置とバランスさせるために前記車体の後側に設けられたカウンタウエイトと、前記車体に搭載されたエンジンと、該エンジンを冷却する冷却水および／または油圧機器を作動する作動油を冷却する熱交換装置と、前記エンジンの排気管に設けられ排気ガス中の窒素酸化物を除去する尿素選択還元触媒を備えたＮＯｘ浄化装置と、還元剤である尿素水を貯えるために中空な容器からなる尿素水タンクと、該尿素水タンクと前記エンジンの排気管との間を接続する接続配管とを備えてなる建設機械において、
   前記尿素水タンクとは別個に尿素水を貯える補助タンクを設け、該補助タンクを前記尿素水タンクに連通させる連通配管を設け、該連通配管には前記補助タンクと尿素水タンクとの間を連通、遮断する切換弁を設ける構成としたことを特徴とする建設機械。
2. 前記車体の前側には、前記エンジンに供給する燃料または前記作動油を貯える貯油タンクを設け、前記補助タンクは、該貯油タンクの周囲に設ける構成としてなる請求項１に記載の建設機械。
3. 前記補助タンクは、前記作業装置を構成するブームのフート部、前記カウンタウエイト、前記熱交換装置のうち、いずれか一の位置に設ける構成としてなる請求項１に記載の建設機械。
4. 前記車体には、当該車体の支持構造部材を形成する車体フレームを設け、
   該車体フレームは、底板と、該底板上に前，後方向に延びて立設され前記作業装置を支持する左縦板、右縦板と、該各縦板の前側に位置して左，右方向に延びて設けられ該各縦板間を連結する前連結板とを備え、
   前記補助タンクは、前記車体フレームの前連結板の周囲に設ける構成としてなる請求項１に記載の建設機械。
5. 前記車体の前側には、オペレータが搭乗するキャブを設け、該キャブの後側には、建設機械に用いる物品を収容するユーティリティ室を設け、前記補助タンクは、該ユーティリティ室に設ける構成としてなる請求項１に記載の建設機械。

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