KR20140014477A

KR20140014477A - 콤바인

Info

Publication number: KR20140014477A
Application number: KR1020120080511A
Authority: KR
Inventors: 김상우
Original assignee: 대동공업주식회사
Priority date: 2012-07-24
Filing date: 2012-07-24
Publication date: 2014-02-06

Abstract

곡물 수확을 위한 콤바인이 개시된다. 본 발명에 따른 콤바인은, 기체의 일측에 탈곡부와 선별부를 구비하고, 탈곡부 및 선별부와 대향되는 기체 다른 일측에 곡물탱크를 구비하며, 곡물탱크 전방 상측에 기체 조작부가 마련되고, 기체 조작부 하방의 상기 곡물탱크 전방에 엔진룸을 형성한 구성을 갖고, 엔진룸에는 주행 및 작업 동력을 발생하는 엔진이 기체 폭방향을 향해 횡행 탑재되고, 엔진룸에 횡행 탑재된 상기 엔진과 엔진 후방으로 구비되는 곡물탱크 사이로 횡행 배치된 상기 엔진의 길이방향 및 상기 곡물탱크의 폭방향과 평행하게 배기가스 후처리장치가 횡행 배치된 구성인 것을 요지로 한다.

Description

콤바인 {A combine}

본 발명은 이동하면서 벼, 보리와 같은 곡물을 베어내는 것부터 탈곡, 선별, 짚처리 등을 한번에 처리하는 콤바인에 관한 것으로, 상세하게는 디젤엔진을 탑재한 콤바인에서 배기가스 내 오염물질 저감을 위해 후처리장치를 탑재한 콤바인 에 관한 것이다.

콤바인(Combine)과 같은 농작업 차량은 작업 특성상 강력한 견인력을 필요로 하며, 때문에 디젤을 연료로 하는 디젤엔진을 일반적으로 채택하고 있다. 그러나 디젤엔진은 이미 알려져 있듯이 다른 연료를 사용하는 엔진에 비해 유해가스 및 공해물질이 다량 배출되는 문제가 있으며, 따라서 환경문제로 인한 배기가스를 강하게 규제하는 추세에서 그 규제를 만족시키기 위한 시도가 활발하게 진행되고 있다.

디젤엔진의 배기가스 오염도를 낮추려는 시도로서 배기가스 정화처리를 위한 장치의 장착을 예로 들 수 있다. 배기가스 정화처리는 주로 질소 산화물(NOx)과 입자상 물질(매연을 포함한 다양한 입자상 유해물질, 이하 'PM'이라 함)을 대상으로 하며, 구체적인 수단으로서 디젤입자필터(DPF; Diesel Particulate Filter)나 NOx 촉매로 구성된 후처리장치가 널리 알려져 있다.

농작업 차량 중에서도 콤바인(combine)은 다른 농작업 차량 예컨대, 트랙터(tractor) 등과 비교하여 수확장치, 탈곡장치, 곡물탱크(grain tank)등의 다양한 장치를 가지기 때문에, 구조가 상당히 복잡하며 따라서 배기가스 후처리장치를 취부함에 있어 공간적 제약이 따른다. 각부 장치와의 간섭 등을 고려하여 종래에는, 탈곡장치의 상방이나 주행기체의 하방에 후처리장치를 취부하는 구성을 채택하고 있다.

그러나 탈곡장치의 상방이나 주행기체의 하방측에 배기가스 후처리장치를 배치하는 경우에는, 해당 배기가스 후처리장치를 지지하기 위한 지지구조가 복잡해지는 것은 물론, 정비성 측면에서 용이하지 못하다는 우려가 있다. 때문에 콤바인(combine)의 제한된 스페이스(space)를 유효하게 활용하면서 정비성을 고려한 후처리장치의 효율적 배치가 요구된다.

또한, 배기가스 정화처리를 위해 채택되는 디젤입자필터(DPF)는 처리 대상물인 PM을 고온 연소시켜 처리하기 때문에 일정의 고온환경을 유지시킬 필요가 있다. 그러나 전술한 것과 같이 탈곡장치의 상방이나 주행기체의 하방에 배기가스 후처리장치를 배치하는 구성에서는, 배기가스 후처리장치의 온도를 고온 상태로 유지시키는 것이 곤란하며, 이로 인해 정화처리 성능이 효과적으로 발휘되지 못하는 문제가 있다.

일본특허공개 제2008-31955호

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 배기가스 후처리장치를 장치함에 있어 콤바인의 제한된 스페이스(space)를 유효하게 활용하면서 정비의 편의성을 도모할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 콤바인을 구성하는 여러 장치의 레이아웃(ray-out) 변경 없이도 배기가스 후처리장치를 고온 상태로 유지시킬 수 있는 최적의 위치에 후처리장치를 배치하고, 이를 통해 배기가스 정화처리 성능의 극대화를 도모하고자 하는 것이다.

과제 해결을 위한 수단으로서 본 발명은, 기체의 일측에 탈곡부와 선별부를 구비하고, 탈곡부 및 선별부와 대향되는 기체 다른 일측에 곡물탱크를 구비하며, 곡물탱크 전방 상측에 기체 조작부가 마련되고, 기체 조작부 하방의 상기 곡물탱크 전방에 엔진룸을 형성한 콤바인이며, 엔진룸에는 주행 및 작업 동력을 발생하는 엔진이 기체 폭방향을 따라 횡행 배치를 이루도록 탑재되고, 엔진룸에 탑재된 상기 엔진과 엔진 후방으로 구비되는 곡물탱크 사이에는 상기 엔진의 배치방향 및 상기 곡물탱크의 폭방향과 평행한 배치를 이루도록 배기가스 후처리장치가 횡행 배치되는 것을 특징으로 하는 콤바인을 제공한다.

본 발명에서 상기 배기가스 후처리장치와 인접한 쪽이 엔진의 배기측이고 반대쪽이 엔진의 흡기측일 수 있다.

또한 상기 엔진의 흡기측에는 연소를 위해 흡입되는 공기를 압축시키는 터보차져(turbo charger)가 배치되고, 상기 터보차져는 엔진 배기측의 배기매니폴드와 덕트를 통해 연결되는 구성일 수 있다.

상기 터보차져로부터 직선방향으로 이격된 엔진과 곡물탱크 사이의 배기가스 후처리장치 일측 선단에 상기 터보차져 배출측과 다른 덕트를 통해 연결되는 입구가 형성되도록 구성하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 입구와 이격된 배기가스 후처리장치 타측 선단에 후처리 완료된 배기가스를 배출을 위한 출구가 형성될 수 있다.

이 경우 상기 출구는 기체 하방을 향해 형성되고, 상기 출구로부터 후처리 완료된 배기가스의 기체 밖 배출을 유도하는 배기관이 하향 연장되는 구성일 수 있다.

여기서 기체 하방으로 하향 연장되는 상기 배기관은, 기체 폭방향을 따라 곡물탱크와 탈곡부 사이의 기체 중앙부를 향하고 상기 기체 중앙부에서 기체 후미를 향해 연장되는 배기경로를 갖는 구성일 수 있다.

한편, 상기 배기가스 후처리장치는 디젤 산화 촉매(DOC; Diesel Oxidation Catalyst)와 디젤 입자 필터(DPF; Diesel Particulate Filter)를 일체형으로 결합시킨 구성의 촉매형 매연 여과장치일 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 콤바인에 의하면, 기체 조작부 하방 엔진룸의 엔진과 그 후방에 배치되는 곡물탱크 사이의 여유공간으로 곡물탱크 폭방향과 일치하는 방향을 따라 배기가스 후처리장치를 취부시킨 구성을 채택하고 있다. 즉, 배기가스 후처리장치를 배치함에 있어 콤바인의 제한된 스페이스(space)를 유효하게 활용하면서 정비의 편의성을 도모할 수 있는 위치에 후처리장치를 배치하고 있다는 구조적 장점이 있다.

또한, 위와 같이 엔진과 그 후방에 배치되는 곡물탱크 사이의 여유공간에 배기가스 후처리장치가 배치됨으로써, 종래 콤바인을 구성하는 장치의 큰 레이아웃(ray-out) 변경 없이도 배기가스 후처리장치를 장착할 수 있는 환경을 구현할 수 있으며, 엔진과 근접하게 후처리장치가 배치됨으로 인해 고온환경 유지 및 이로 인한 배기가스 정화처리 성능의 향상 또한 기대할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 콤바인의 사시도.
도 2는 도 1에 나타난 콤바인의 우측면도
도 3은 도 1에 나타난 콤바인의 좌측면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 콤바인에서 곡물탱크 전방의 엔진룸 내부를 보여주기 위해 구성요소를 일부 생략 도시한 사시도.
도 5는 도 4를 통해 도시된 주요부를 측면에서 바라본 도면.
도 6은 도 4를 통해 도시된 주요부를 평면에서 바라본 도면.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어 공지된 구성에 대해서는 그 상세한 설명은 생략하며, 또한 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 소지가 있는 구성에 대해서도 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 콤바인의 사시도이며, 도 2, 도 3은 각각 도 1에 따른 콤바인의 우측면도, 좌측면도를 각각 나타내고 있다. 이들 도면을 참조하여 먼저 본 발명의 실시예에 따른 콤바인의 전체적인 구성에 대해 개략적으로 살펴보기로 한다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 콤바인은 곡물을 베어내는 기체(10) 전방의 예취부(30)를 포함한다. 기체(10)는 무한궤도식 주행륜(20)를 갖고, 예취부(30)에 의해 베어진 곡물은 기체 일 측면(우측면)을 따라 장치된 피드레일(40)를 통해 기체 측부 후방에 위치한 탈곡장치(미도시)로 반송된다. 그리고 상기 탈곡장치를 통해 반송된 수확물에 대한 탈곡이 행해진다.

예취부(30)에는 수확물을 베어내는 예취수단(부호 생략)이 장치되어 있으며, 피드레일(40)은 예취부(30)로부터 전달된 곡물을 상기 탈곡부로 이동시키기 위한 피드체인(부호 생략)을 구비하고 있다. 그리고 상기 탈곡장치에서 탈곡된 곡물은 탈곡장치 하방의 기체 내에 배치되어 있는 선별장치(미도시)로 반송되고, 선별장치를 거치면서 곡물에 포함되어 있던 나락과 지푸라기 등이 걸러지게 된다.

선별 처리된 곡물의 낟알은 기체 다른 측방 안쪽에 마련된 곡물탱크(grain tank, 50)로 반송되어 임시 저장되고(도 3), 그 저장된 곡물탱크(50) 내의 낟알은 운전자 오거(auger, 60) 조작을 통해 기체(10) 밖 원하는 곳으로 배출된다. 여기서 기체(10) 주행 및 장치구동과 관련한 전반적인 기체 조작은 기체 조작부(70, 또는 운전석)에 장치되는 여러 레버조작을 통해 이루어진다.

기체 조작부(70)는 오픈 된 구조나 도면과 같이 캐빈(80)에 의해 보호될 수 있으며, 기체 조작부(70) 하방의 상기 곡물탱크(50) 전방으로는 엔진룸(부호생략)이 형성된다. 엔진룸에는 작업 및 주행 동력을 발생시키는 엔진(90)이 탑재되고, 이처럼 엔진이 설치되는 엔진룸은 캐빈(80)과 곡물탱크(50) 사이의 기체 일 측면에 설치되는 여닫이식 방진커버 어셈블리(100)에 의해 밀폐되고 보호된다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 콤바인에서 곡물탱크 전방으로 형성되는 엔진룸 내부를 보여주기 위한 요부 개략 사시도이며, 도 5와, 도 6은 각각 도 4에 나타난 엔진룸을 기체 측방과 평면에 바라본 도면이다.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 주행 및 작업 동력을 발생을 위한 엔진(90)은 기체 폭방향과 일치하는 횡행 배치를 이루도록 엔진룸(95) 내에 설치되고, 엔진룸(95)에 탑재된 상기 엔진(90)과 엔진(90) 후방의 곡물탱크 사이로 배기가스 후처리장치(100)가 배치된다. 이때 후처리장치(100)는, 도면과 같이 엔진(90)의 배치방향 및 상기 곡물탱크의 폭방향과 평행한 배치를 이루도록 엔진(90)과 곡물탱크 사이의 공간 상에 횡행 배치된다.

엔진(90)은 배기가스 후처리장치(100)와 인접한 쪽이 엔진(90)의 배기측이고 반대쪽이 엔진(90)의 흡기측일 수 있으며, 도면과 같이 기체 측방을 향하는 개구측(방진커버 어셈블리가 개폐 가능하게 설치되는 위치)에 냉각팬이 위치하는 배치를 이룬다. 이때 엔진(90)의 흡기측에는 연소를 위해 흡입되는 공기를 압축시키는 터보차져(turbo charger, 120)가 배치되며, 터보차져(120)는 엔진(90) 배기측의 배기매니폴드(부호생략)와 덕트(130)를 통해 연결된다.

터보차져(120) 후방의 대략 직선방향으로 이격된 엔진(90)과 곡물탱크 사이의 상기 배기가스 후처리장치(100) 일측 선단에 입구(112)가 형성되고, 입구(112)는 상기 터보차져(120) 배출측과 다른 덕트(140)를 통해 연결된다. 즉 터보차져(120)로부터 대략 직선방향으로 이격된 위치에 배기가스 후처리장치(100)의 입구(112)가 형섬됨으로써, 터보차져(120)에서 흘러나온 배기가스가 후처리장치(100)로 도입되도록 두 구성요소를 덕트(130)로서 연결시킴에 있어 최단경로로 연결시킬 수 있다.

입구(112)와 이격된 배기가스 후처리장치(100) 타측 선단에는 배기가스 후처리장치(100)를 통과하면서 오염물질 예컨대, 질소 산화물(NOx)이나 PM(매연을 포함한 다양한 입자상 유해물질)등이 걸러진 배기가스 배출을 위한 출구(118)가 형성된다. 이때 출구(118)는 바람직하게, 스페이스 및 배기가스의 유동을 감안했을 때 도 5의 기체 측면에서 바라본 도면에서와 같이, 기체 하방 측을 향해 형성되도록 구성하는 것이 좋다.

출구(118)에는 후처리 완료된 배기가스의 기체 밖 배출을 유도하는 배기관(150)이 하향 연장된다. 구체적으로 기체 하방으로 하향 연장되는 상기 배기관(150)은, 배기가스 후처리장치(100) 직하방의 엔진(90)과 곡물탱크 사이의 공간에서 기체 폭방향을 따라 곡물탱크와 탈곡부 사이의 기체 중앙부를 향하고, 도 6의 평면도 도시와 같이 상기 기체 중앙부를 따라 기체 후미를 향해 연장되는 배기경로를 갖는다.

도면을 통해 구체적으로 도시하지는 않았으나, 기체 중앙 하부에서 기체 후미를 향해 연장되는 상기 배기관(150) 말단에는 배기소음 저감을 위한 소음기(silencer)가 설치되는 것은 물론이며, 위와 같이 기체 폭방향 및 기체 길이방향으로 연장되는 경로를 형성하는 배기관(150)의 중간중간은 브래킷과 같은 지지부재를 매개로 차량 골조를 이루는 기체 프레임에 견고히 지지 고정되는 것은 당연하다고 보아야 할 것이다.

한편, 본 발명에 적용된 상기한 배기가스 후처리장치(100)는, 배기가스 처리효율과 엔진(90)과 곡물탱크 사이의 공간의 보다 유효한 활용 및 전체적인 주변 구성요소와의 간섭 등을 고려했을 때, 도면에서와 같이 디젤 산화 촉매(DOC; Diesel Oxidation Catalyst, 114)와 디젤 입자 필터(DPF; Diesel Particulate Filter, 116)가 직렬 배치되어 일체형 구조를 이루는 촉매형 매연 여과장치를 채택하는 것이 바람직하다.

도면에서 미설명 부호 72은 기체 조작부의 바닥골조를 형성하는 바닥 프레임이며, 92는 엔진 동력을 출력하는 플라이 휠을 가리킨다. 그리고 160은 엔진에서 출력된 동력을 주행 또는 작업에 적합한 동력으로 변환시키는 변속기이다.

이상에서 살펴본 본 발명의 실시예에 따른 콤바인에 의하면, 기체 조작부 하방 엔진룸의 엔진과 그 후방에 배치되는 곡물탱크 사이의 여유공간으로 곡물탱크 폭방향과 일치하는 방향을 따라 배기가스 후처리장치를 취부시킨 구성을 채택하고 있다. 즉, 배기가스 후처리장치를 배치함에 있어 콤바인의 제한된 스페이스(space)를 유효하게 활용하면서 정비의 편의성을 도모할 수 있는 위치에 후처리장치를 배치하고 있다는 구조적 장점이 있다.

또, 후처리장치가 엔진과 근접하게 배치되어 엔진 복사열로서 고온환경이 유지되면, 후처리장치의 성능유지를 위해 주기적으로 행해지는 재생(regeneration)에 있어, 엔진 알피엠을 높이거나 연료 후분사를 통해 재생에 필요한 목표온도(350℃)까지 장치 온도를 끌어올림에 있어 소요되는 시간을 크게 단축시킬 수 있다. 결과적으로는, 고온환경 유지로 인한 승온시간 단축으로 재생 과정에서의 연료소모를 크게 줄일 수 있다.

이상의 본 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

10 : 기체 20 : 주행륜
30 : 예취(刈取)부 40 : 피드레일
50 : 곡물탱크 60 : 오거(auger)
70 : 기체 조작부(운전석) 80 : 캐빈(cabin)
90 : 엔진 100 : 방진커버 어셈블리
110 : 배기가스 후처리장치 120 : 터보차져
130, 140 : 덕트 150 : 배기관

Claims

기체의 일측에 탈곡부와 선별부를 구비하고, 탈곡부 및 선별부와 대향되는 기체 다른 일측에 곡물탱크를 구비하며, 곡물탱크 전방 상측에 기체 조작부가 마련되고, 기체 조작부 하방의 상기 곡물탱크 전방에 엔진룸을 형성한 콤바인이며,
엔진룸에는 주행 및 작업 동력을 발생하는 엔진이 기체 폭방향을 따라 횡행 배치를 이루도록 탑재되고, 엔진룸에 탑재된 상기 엔진과 엔진 후방으로 구비되는 곡물탱크 사이에는 상기 엔진의 배치방향 및 상기 곡물탱크의 폭방향과 평행한 배치를 이루도록 배기가스 후처리장치가 횡행 배치되는 것을 특징으로 하는 콤바인.
제 1 항에 있어서,
상기 배기가스 후처리장치와 인접한 쪽이 엔진의 배기측이고 반대쪽이 엔진의 흡기측인 것을 특징으로 하는 콤바인.
제 2 항에 있어서,
상기 엔진의 흡기측에는 연소를 위해 흡입되는 공기를 압축시키는 터보차져(turbo charger)가 배치되고, 상기 터보차져는 엔진 배기측의 배기매니폴드와 덕트를 통해 연결되는 것을 특징으로 하는 콤바인.
제 3 항에 있어서,
상기 터보차져로부터 직선방향으로 이격된 엔진과 곡물탱크 사이의 배기가스 후처리장치 일측 선단에 터보차져 배출측과 다른 덕트를 통해 연결되는 입구가 형성되는 것을 특징으로 하는 콤바인.
제 4 항에 있어서,
상기 입구와 이격된 배기가스 후처리장치 타측 선단에 후처리 완료된 배기가스 배출을 위한 출구가 형성되는 것을 특징으로 하는 콤바인.
제 5 항에 있어서,
상기 출구는 기체 하방을 향해 형성되고, 상기 출구로부터 후처리 완료된 배기가스의 기체 밖 배출을 유도하는 배기관이 하향 연장되는 것을 특징으로 하는 콤바인.
제 6 항에 있어서,
기체 하방으로 하향 연장되는 상기 배기관은,
기체 폭방향을 따라 곡물탱크와 탈곡부 사이의 기체 중앙부를 향하고 상기 기체 중앙부에서 기체 후미를 향해 연장되는 배기경로를 갖는 것을 특징으로 하는 콤바인.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
배기가스 후처리장치는 디젤 산화 촉매(DOC; Diesel Oxidation Catalyst)와 디젤 입자 필터(DPF; Diesel Particulate Filter)를 일체형으로 결합시킨 구성의 촉매형 매연 여과장치인 것을 특징으로 하는 콤바인.