WO2014141513A1 - 排気処理ユニット及び排気処理ユニットを搭載する作業車両 - Google Patents

Abstract

　エンジンからの排気を処理する排気処理ユニット、あるいは、作業車両は、選択還元触媒装置と、接続管と、噴射装置と、第１管部と、第２管部と、第１貯留部と、第２貯留部と、冷媒ポンプとを備える。噴射装置は、接続管に取り付けられ、選択触媒還元装置へ供給される排気中に還元剤を噴射する。第１管部は、噴射装置を冷却するための冷媒を噴射装置に導く。第２管部は、噴射装置から冷媒を排出する。第１貯留部は、噴射装置の上方において第１管部と接続し、冷媒を貯留する。第２貯留部は、噴射装置の上方において第２管部と接続し、冷媒を貯留する。冷媒ポンプは、エンジンから動力を得て駆動され、第１管部を介して、冷媒を噴射装置に供給する。第１管部は、第１管部と噴射装置との第１接続部から第１貯留部に向かって上方に伸びる。第２管部は、第２管部と噴射装置との第２接続部から第２貯留部に向かって上方に伸びる。

Description

排気処理ユニット及び排気処理ユニットを搭載する作業車両

　本発明は、作業車両の排気を清浄化する排気処理ユニット、及び、当該排気処理ユニットを搭載する作業車両に関する。

　作業車両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る。ディーゼルエンジンから排出される排気には窒素酸化物が多く含まれる。この窒素酸化物を浄化するため、作業車両は排気処理ユニットを備える（例えば特許文献１参照）。

　排気処理ユニットは、噴射装置及び選択触媒還元（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ　Ｃａｔａｌｙｔｉｃ　Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ：ＳＣＲ）装置を備える。噴射装置は、選択触媒還元装置の上流側において排気中に還元剤溶液を噴射する。これにより、エンジンから排出される排気の窒素酸化物は窒素に還元される。噴射装置は、エンジンの輻射熱および排気の熱によって加熱されないように、冷媒により冷却されている（例えば特許文献２参照）。

　特許文献２に係る発明は、冷媒が気化することによって噴射装置の温度が上がり、還元剤溶液が化学変化を起こして固定付着物（デポジット：ｄｅｐｏｓｉｔ）が生成されないようにするために、電気により駆動される冷媒ポンプにより、冷媒を噴射装置とラジエータとの間で循環させる。これによって、冷媒が一定温度以下に保たれ、冷媒の気化が防止される。

特開２０１１－１４０８５３号公報 特開２００８－１６９７１１号公報

　作業車両では、冷媒ポンプとして、しばしば、エンジンの動力を直接利用するポンプが使われることが一般的である。エンジン駆動のポンプは、エンジンが停止されると、駆動することができない。したがって、エンジンが停止した場合、冷媒の循環が停止して、噴射装置周辺の余熱により冷媒が気化し、冷却機能が喪失する。噴射装置の冷却機能が失われると、噴射装置内に残留する還元剤の溶媒が気化し、溶質の析出、あるいは、析出した溶質の変質によりデポジットが生成し、噴射装置の機能が損なわれる。本発明は、以上の問題に鑑みるものである。

　本発明の第１の態様に係る排気処理ユニットは、エンジンからの排気を処理する排気処理ユニットであって、選択還元触媒装置と、接続管と、噴射装置と、第１管部と、第２管部と、第１貯留部と、第２貯留部と、冷媒ポンプとを備える。選択還元触媒装置は、エンジンからの排気を処理する。接続管は、エンジンと選択還元触媒装置との間に配設される。噴射装置は、接続管に取り付けられ、選択触媒還元装置へ供給される排気中に還元剤を噴射する。第１管部は、噴射装置を冷却するための冷媒を噴射装置に導く。第２管部は、噴射装置から冷媒を排出する。第１貯留部は、噴射装置の上方において第１管部と接続し、冷媒を貯留する。第２貯留部は、噴射装置の上方において第２管部と接続し、冷媒を貯留する。冷媒ポンプは、エンジンから動力を得て駆動され、第１管部を介して、冷媒を噴射装置に供給する。第１管部は、第１管部と噴射装置との第１接続部から第１貯留部に向かって上方に伸びる。第２管部は、第２管部と噴射装置との第２接続部から第２貯留部に向かって上方に伸びる。

　第２貯留部は、第１貯留部より容量が大きく、第１貯留部の上方に配置されるとよい。

　当該排気処理ユニットは、第１貯留部と第２貯留部とを支持する１つのベースプレートをさらに備えるとよい。そして、第１貯留部と第２貯留部とベースプレートとは一体として形成されるとよい。

　第２貯留部は、第１サブタンクと第２サブタンクとを含むとよい。第１サブタンクは、ベースプレートの一方の面に接続する。第２サブタンクは、ベースプレートの他方の面に接続する。ベースプレートには、第１サブタンクと第２サブタンクとの間をつなぐ開口が設けられるとよい。

　当該排気処理ユニットの別の構成として、第１貯留部と第２貯留部とは連通しているとよい。

　当該排気処理ユニットは、第１貯留部と第２貯留部とを支持する１つのベースプレートをさらに備えるとよい。第１貯留部は、ベースプレートの一方の面に接続されるとよい。第２貯留部は、ベースプレートの他方の面に接続されるとよい。

　第１貯留部と第２貯留部とベースプレートは一体として形成されるとよい。そして、ベースプレートには、第１貯留部と第２貯留部とを連通する孔が設けられるとよい。

　冷媒が気化することにより噴射装置付近で発生する気泡のうち、第２接続部から第２貯留部に向かう気泡は、第１接続部から第１貯留部に向かう気泡より多い。

　第２管部が第２貯留部に接続する第４接続部は、第１管部が第１貯留部に接続する第３接続部よりも上方にあるとよい。

　第２貯留部の下端は、第１貯留部の下端よりも上方にあるとよい。

　当該排気処理ユニットは、第３管部と、第４管部とをさらに備えるとよい。第３管部及び第４管部は、エンジンと第１貯留部とを接続する。第３管部は、噴射装置を冷却するための冷媒を第１貯留部に導く。第４管部は、エンジンと第２貯留部とを接続し、噴射装置から排出された冷媒をエンジンに導く。第１管部と第３管部とは、第１貯留部の第１側面に接続されるとよい。第２管部と第４管部とは、第２貯留部の第２側面に接続されるとよい。

　第１側面は、第１貯留部の側面のうち、噴射装置に最も近い側面であるとよい。第２側面は、第２貯留部の側面のうち、噴射装置に最も近い側面であるとよい。

　第３管部は、第１管部よりも上方において第１貯留部に接続されるとよい。第４管部は、第２管部よりも上方において第２貯留部に接続されるとよい。

　本発明の第２の態様に係る作業車両は、上述する排気処理ユニットと、エンジンと、作業機とを備える。エンジンは、動力を出力する。

　本発明に係る排気処理ユニット及び作業車両は、噴射装置の上方に位置し、冷媒を貯留する第１貯留部と、第２貯留部とを備える。そして、第１貯留部、第２貯留部は、それぞれ、上方に伸びる第１管部、第２管部を介して、噴射装置と接続する。このため、噴射装置付近で気化した冷媒が第１貯留部もしくは第２貯留部へ上昇し冷却され、第１貯留部、第２貯留部、第１管部、もしくは第２管部に滞留する冷媒が噴射装置まで下降する熱対流が発生する。したがって、エンジン停止時に冷媒ポンプが動作しなくても、噴射装置付近の冷媒が気化されることが防止される。これによって、還元剤溶液の溶媒が気化することにより析出する還元剤、あるいは、析出した還元剤の変質によってデポジットが生成することが防止される。

図１は、本発明の一実施形態に係る作業車両の左側面図である。 図２は、本発明の一実施形態に係る作業車両の一部を示す平面図である。 図３は、エンジン室の内部構成を示す平面図である。 図４は、エンジン室の内部構成を示す側面図である。 図５は、図１の切断面線Ｖ－Ｖから見たエンジン室の断面図である。 図６は、図５の噴射装置の周辺を拡大した拡大図である。 図７は、本発明の一実施形態に係る貯留ユニットの拡大斜視図である。 図８は、冷媒の全体の流路を示す回路図である。 図９は、エンジンの動力分配を説明するための図である。 図１０は、貯留ユニットの変形例を示す拡大斜視図である。

　［全体構成］
　図１は、本発明の一実施形態に係る作業車両１の側面図である。図２は、本発明の一実施形態に係る作業車両１の一部を示す平面図である。なお、以下の説明において、前後方向とは、作業車両１の前後方向を意味する。言い換えれば、前後方向とは、キャブ（運転室）７に着座したオペレータから見た前後方向を意味する。また、左右方向、或いは、側方とは、作業車両１の車幅方向を意味する。言い換えれば、左右方向、車幅方向、或いは、側方とは、上述のオペレータから見た左右の方向を意味するものとする。なお、本実施形態では、作業車両１は、例えば、ブルドーザである。

　作業車両１は、作業機２と、走行装置３と、車両本体４とを備える。作業機２は、ブレード５と油圧シリンダ６とを有する。ブレード５は、車両本体４の前方に配置される。油圧シリンダ６は、図示しない油圧ポンプで発生した油圧によって駆動され、ブレード５を上下に移動させる。走行装置３は、車両を走行させるための装置であり、一対の履帯３ａを有している。履帯３ａが駆動されることにより作業車両１が走行する。車両本体４は、キャブ（運転室）７と、エンジン室８とを有する。

　キャブ７は、エンジン室８の後方に配置されている。キャブ７には、図示しないシートや操作装置が内装されている。エンジン室８は、キャブ７の前方に配置されている。エンジン室８は、一対の履帯３ａの間に挟まれているので、エンジン室８の幅は一対の履帯３ａの間隔内に制限されている。エンジン室８は、図示しない車体フレームと、屋根部１１と、第１側壁部１２と、第２側壁部１３とを有する。以降の説明において、第１側壁部１２と、第２側壁部１３とを総称して、側壁部と呼ぶ。

　屋根部１１は、エンジン室８の上方を覆っている。屋根部１１の後部は、後側ほど横幅が小さくなるように先細りの形状を有する。屋根部１１の後部には、着脱可能なエンジンフード１４が設けられる。第１側壁部１２は、前後方向に沿って設けられており、エンジン室８の左方を覆っている。第２側壁部１３は、前後方向に沿って設けられており、エンジン室８の右方を覆っている。第１側壁部１２と第２側壁部１３とは、作業車両１の前後方向に沿った中心線ＣＬを基準として互いに左右対称な形状を有しており、車幅方向において離間している。中間線ＣＬは、第１側壁部１２と第２側壁部１３との車幅方向における中間を通る基準線である。

　図２に示すように、エンジンフード１４は、エンジン室８の上方を覆っている。すなわち、後述する排気処理ユニット４０及びエンジン３１の上方を覆う。エンジンフード１４は、キャブ７の前方に配置される。言いかえれば、キャブ７は、エンジンフード１４の後方に配置される。エンジンフード１４は、作業車両１の前後方向に沿った中心線ＣＬを基準として互いに左右対称な形状を有している。エンジンフード１４は、少なくとも上面１４０を有する。

　上面１４０は、凸部１４１と、基部１４４とを有する。凸部１４１は、上面１４０の後部分に位置する。凸部１４１は、車幅方向において上面１４０の中央に位置する。凸部１４１は、車両平面視で概ね台形状の形状を有する。凸部１４１の長手方向が車両前後方向に沿うように、凸部１４１は配置されている。凸部１４１の台形状の形状を構成する２本の底辺が車幅方向に沿うように、凸部１４１は配置されている。凸部１４１は、凸部上面１４２と、凸部傾斜面１４３とを有する。凸部上面１４２は、水平な平面である（図４参照）。凸部傾斜面１４３は、凸部上面１４２から基部１４４に向かって傾斜する平面である。基部１４４が車両前方へと傾斜しているため、車両前方に向かうほど、凸部傾斜面１４３の横幅が長くなる。基部１４４は、凸部１４１と一体的に形成され、凸部１４１よりも下方に配置される。基部１４４は、車両前方へと傾斜している（図１及び図４参照）。車両平面視において、車両後方に向かうほど、基部１４４の車幅方向の長さが短くなる。

　［エンジン室内部の構成］
　図３は、エンジン室８の内部構成を示す平面図である。図４は、エンジン室８の内部構成を示す側面図である。図５は、図１の切断面線Ｖ－Ｖから見たエンジン室８の断面図である。図４は、図１の一部の構成部品を除いて表示している。図５は、図４の一部の構成部品を除いて表示している。また、図４及び図５では、エンジンフード１４が二点鎖線で表示されている。エンジン室８内には、エンジン３１と、エアクリーナ３２と、冷却器１５（図７参照）と、排気処理ユニット４０とが収容されている。つまり、作業車両１は、エンジン３１と冷却器１５と排気処理ユニット４０とをさらに備える。

　エンジン３１は、例えばディーゼルエンジンであり、上述した油圧ポンプ、後述する冷媒ポンプ７５（図８参照）、及び走行装置３を駆動するための動力を出力する。エンジン３１は、エンジンフード１４の下方に配置されている。さらに、エンジン３１は、排気処理ユニット４０及びエアクリーナ３２の下方に配置されている。図４に示すように、エアクリーナ３２は、エンジン室８内において排気処理ユニット４０の前方に配置される。エアクリーナ３２には、エンジンフード１４から突出する吸気管８ｂ（図１及び図２参照）が接続される。ラジエータ１５（図７参照）は、エンジン室８内においてエアクリーナ３２の前方に配置されている。ラジエータ１５は、エンジン３１及び後述する噴射装置４９との間で循環する冷却液を冷却する装置である。ラジエータ１５は、前後方向に空気が通過可能に構成されている。

　図４及び図５に示すように、排気処理ユニット４０は、エンジンフード１４の下方、且つ、エンジン３１の上方に配置されている。排気処理ユニット４０は、第１排気処理装置４１と、第２排気処理装置４２と、第２接続管４３と、ブラケット６０とを有する。

　本実施形態では、第１排気処理装置４１は、例えば、ディーゼル微粒子捕集フィルター装置であって、エンジン３１からの排気を処理する。第１排気処理装置４１は、排気中に含まれる粒子状物質をフィルターによって捕集する。第１排気処理装置４１は、捕集した粒子状物質をフィルターに付設されたヒータによって焼却する。

　第１排気処理装置４１は、概ね円筒状の外形を有する。図５に示すように、第１排気処理装置４１は、エンジンフード１４の下方、且つ、エンジン３１の上方に配置されている。図３に示すように、第１排気処理装置４１は、その中心軸線Ａｘ１が車両前後方向に沿うように配置されている。つまり、第１排気処理装置４１は、その長手方向が車両前後方向に沿うように配置されている。従って、第１排気処理装置４１は、その中心軸線Ａｘ１がエンジン３１のクランクシャフトと平行となるように配置されている。

　本実施形態では、第２排気処理装置４２は、例えば、選択還元触媒装置であって、エンジン３１からの排気を処理する。第２排気処理装置４２は、還元剤を加水分解して選択的に窒素酸化物ＮＯｘを還元する。

　第２排気処理装置４２は、概ね円筒状の外形を有する。図４及び図５に示すように、第２排気処理装置４２は、エンジンフード１４の下方、且つ、エンジン３１の上方に配置されている。図３に示すように、第２排気処理装置４２は、その中心軸線Ａｘ２が車両前後方向に沿うように配置されている。つまり、第２排気処理装置４２は、その長手方向が車両前後方向に沿うように配置されている。したがって、第２排気処理装置４２は、その中心軸線Ａｘ２がエンジン３１のクランクシャフトと平行となるように配置されている。また、第２排気処理装置４２は、その中心軸線Ａｘ２が第１排気処理装置４１の中心軸線Ａｘ１と平行となるように配置されている。さらに、図５に示すように、第１排気処理装置４１と第２排気処理装置４２は、互いに近接して配置されている。

　図３に示されるように、第１排気処理装置４１は、第１接続口４４を有する。図３及び図４に示すように、作業車両１は、第１接続管５１を備える。第１接続管５１は、エンジン３１と第１排気処理装置４１とを連結している。

　第１接続管５１は、第１屈曲部５３とベローズ部５４とを有する。図３に示すように、第１屈曲部５３は、ベローズ部５４と第１接続口４４とを連結している。第１接続管５１は、第１接続口４４と接続する端部と他方の端部において、エンジン３１と接続している。ベローズ部５４は、蛇腹状で伸縮可能であり、複数のベローズ形伸縮管継手が連結されて構成されている。ベローズ部５４は、ほぼ鉛直方向に沿って配置されている。

　図３に示すように、第１排気処理装置４１は、第２接続口４５を有する。第２接続口４５は、上方且つ第２排気処理装置４２側へ向かって斜めに突出している。第２排気処理装置４２は、第３接続口４６を有する。第３接続口４６は、上方且つ第１排気処理装置４１側に向かって斜めに突出している。

　排気処理ユニット４０は、第２接続管４３を有する。図３に示すように、第２接続管４３の一端は、第１排気処理装置４１の第２接続口４５に接続されている。第２接続管４３の他端は、第２排気処理装置４２の第３接続口４６に接続されている。すなわち、第２接続管４３は、第１排気処理装置４１と第２排気処理装置４２とを接続する中継接続管である。図５に示すように、第２接続管４３は、第１排気処理装置４１及び第２排気処理装置４２の上方に配置されている。そして、第２接続管４３の上方において凸部１４１が突出している。また、図３に示すように、車両平面視において、第２接続管４３は、第１排気処理装置４１と第２排気処理装置４２とに重畳するように配置されている。

　図３に示すように、第２接続管４３は、主管部５７と第１接続部５８と第２接続部５９とを有する。主管部５７は、概ね円筒状の外形を有する。図５に示すように、主管部５７は、第１排気処理装置４１及び第２排気処理装置４２の上方に位置している。詳細に言えば、主管部５７の中心軸線Ａｘ３は、第１排気処理装置４１の円筒形状の上端及び第２排気処理装置４２の円筒形状の上端よりも上方に位置している。したがって、主管部５７の上端は、第１排気処理装置４１の円筒形状の上端及び第２排気処理装置４２の円筒形状の上端よりも上方に位置している。

　図３に示すように、主管部５７は、その中心軸線Ａｘ３が車両前後方向に沿うように配置されている。つまり、主管部５７は、その長手方向が車両前後方向に沿うように配置されている。したがって、主管部５７は、その中心軸線Ａｘ３がエンジン３１のクランクシャフトと平行となるように配置されている。また、主管部５７は、その中心軸線Ａｘ３が第１排気処理装置４１の中心軸線Ａｘ１と第２排気処理装置４２の中心軸線Ａｘ２とに対して平行となるように配置されている。第２接続管４３の中心軸線Ａｘ３方向の長さは、第１排気処理装置４１・第２排気処理装置４２の長さと略同じである。

　第１接続部５８は、主管部５７と第２接続口４５とを連結している。つまり、第１接続部５８は、主管部５７と第１排気処理装置４１とを接続する。第２接続部５９は、主管部５７と第３接続口４６とを連結している。つまり、第２接続部５９は、主管部５７と第２排気処理装置４２とを接続する。第１接続部５８には、噴射装置４９が取り付けられている。つまり、排気処理ユニット４０は、噴射装置４９をさらに備える。噴射装置４９は、第２接続管４３を通り、第２排気処理装置４２へ供給される排気中に還元剤を噴射する。還元剤とは、例えば、尿素の水溶液（以下、尿素水とも呼ぶ）である。噴射された尿素水は排気熱によって加水分解されてアンモニアとなり、アンモニアは排気ガスとともに第２接続管４３を介して第２排気処理装置４２に供給され、還元剤として働く。本発明では、説明を簡潔にするために、噴射装置４９により噴射される還元剤溶液を単に還元剤と呼ぶ。

　図３及び図４に示すように、第２排気処理装置４２は、第４接続口４７を有する。第４接続口４７は、斜め上方に突出している。作業車両１は、排気管８ａを備えている。排気管８ａは、第４接続口４７に接続される。図１に示すように、排気管８ａの上部は、エンジンフード１４から上方へ突出している。図２に示すように、排気管８ａと吸気管８ｂとは、作業車両１の前後方向に沿った中心線ＣＬを基準として第１側壁部１２側に偏心されている。

　エンジン３１と、第１接続管５１と、第１排気処理装置４１と、第２接続管４３と、第２排気処理装置４２と、排気管８ａとは、順に直列に接続されている。したがって、エンジン３１からの排気は、第１接続管５１を通り、第１排気処理装置４１に送られる。第１排気処理装置４１では、主に粒子状物質が排気中から低減される。次に、排気は、第２接続管４３を通り、第２排気処理装置４２に送られる。第２排気処理装置４２では、主にＮＯｘが低減される。その後、清浄化された排気は排気管８ａを通って外部へ排出される。

　図４及び図５に示すように、ブラケット６０には、第１排気処理装置４１と第２排気処理装置４２とが取り付けられる。図６に示すように、ブラケット６０は、第１排気処理装置４１を支持する第１支持部６１と、第２排気処理装置４２を支持する第２支持部６２とを有する。

　第１支持部６１にＵ字ボルトを取り付けることによって、第１排気処理装置４１はブラケット６０上に固定される。同様に、第２支持部６２にＵ字ボルトを取り付けることによって、第２排気処理装置４２はブラケット６０上に固定される。ブラケット６０は、図示しない複数の支持部材を介してエンジン３１に支持されている。つまり、第１排気処理装置４１、第２排気処理装置４２、及び第２接続管４３は、ブラケット６０を介してエンジン３１に支持されている。

　［噴射装置４９を冷却するための構成］
　図６は、図５の噴射装置４９の周辺を拡大した拡大図である。図６に示すように、噴射装置４９は、噴射装置４９本体を冷却するための冷媒が流れる冷媒流路４９ａを有する。冷媒流路４９ａには、後述する第１管部７１及び第２管部７２が接続され、冷媒流路内を冷媒が流れることで噴射装置４９は冷却される。ここで、冷媒とは一般的には水である。

　排気処理ユニット４０は、第１管部７１と、第２管部７２と、第１貯留部８１と、第２貯留部８２とをさらに備える。図６に示すように、第１管部７１は、その一端である第１接続部７１ａにおいて噴射装置４９と接続している。第１管部７１は、他端である第３接続部７１ｂにおいて、第１貯留部８１と接続している。第１管部７１は、第１接続部７１ａから第１貯留部８１に向かって上方に伸びる。より詳細には、第１管部７１は、第１接続部７１ａから第１貯留部８１に向かって斜め上方に伸びる。第２管部７２は、その一端である第２接続部７２ａにおいて噴射装置４９と接続している。第２管部７２は、他端である第４接続部７２ｂにおいて、第２貯留部８２と接続している。第２管部７２は、第２接続部７２ａから第２貯留部８２に向かって上方に伸びる。より詳細には、第２管部７２は、第２接続部７２ａから第２貯留部８２に向かって斜め上方に伸びる。

　冷媒流路４９ａは、その最下点Ｂから第１管部７１に向かう第１流路４９ｂと、最下点Ｂから第２管部７２に向かう第２流路４９ｃとに区分することができる。図６に示すように、第１流路４９ｂと第２流路４９ｃのいずれも、水平となっている部分が存在しない。したがって、噴射装置４９が温度上昇することによって噴射装置４９付近で気化した冷媒（以下、このような冷媒のことを気泡と呼ぶ）は、冷媒流路４９ａ内に滞留せず、第１管部７１又は第２管部７２を介して、第１貯留部８１又は第２貯留部８２に向かう。なお、図６に示すように、第２流路４９ｃは、第１流路４９ｂよりも長い。したがって、第２貯留部８２に向かう気泡が、第１貯留部８１に向かう気泡より多い。

　第１貯留部８１は、噴射装置４９の上方において第１管部７１と接続し、冷媒を貯留する。第２貯留部８２は、噴射装置４９の上方において第２管部７２と接続し、冷媒を貯留する。第１貯留部８１及び第２貯留部８２は、ベースプレート８３によって支持されている。第１貯留部８１と第２貯留部８２とベースプレート８３とは一体として形成されている。このように一体として形成されたものを貯留ユニット８０と呼ぶ。

　図７は、本発明の一実施形態に係る貯留ユニット８０の拡大斜視図である。図７では、第１貯留部８１、第２貯留部８２の内部を点線で表示している。図７に示すように、第１貯留部８１は略直方体状であり、第２貯留部８２は、図７における側面である底面の形状が略平行四辺形である四角柱状である。第２貯留部８２は、第１貯留部８１より容量が大きい。また、第２貯留部８２は、第１貯留部８１よりも上方に配置されている。第２貯留部８２の下面は、第１貯留部８１の上面に当接している。つまり、第２貯留部８２の下端は、第１貯留部８１の上端よりも上方にある。したがって、第２貯留部８２の下端は、第１貯留部８１の下端よりも上方にある。これにより、第４接続部７２ｂは、第３接続部７１ｂよりも上方にある。第２貯留部８２は、ベースプレート８３の一方の面に接続する第１サブタンク８２ａとベースプレート８３の他方の面に接続する第２サブタンク８２ｂとを含む。第２サブタンク８２ｂは、第１貯留部８１と隣接している。すなわち、第２サブタンク８２ｂは、第１貯留部８１が接続するベースプレート８３の面と同じ面に接続する。第１サブタンク８２ａは、第１貯留部８１が接続するベースプレート８３の面と反対側の面に接続する。なお、第２接続管４３を基準とすると、第１サブタンク８２ａは、第２接続管４３に対向する第１側のベースプレート８３の面に接続する。第２サブタンク８２ｂと第１貯留部８１は、第１側と反対の第２側のベースプレート８３の面に接続する。ベースプレート８３には、第１サブタンク８２ａと第２サブタンク８２ｂとをつなぐ開口８３ａが設けられている。すなわち、第２貯留部８２は、第１サブタンク８２ａと第２サブタンク８２ｂとがつながる１つの貯留部を形成している。

　第２貯留部８２は、第１傾斜面８２ｃと、第２傾斜面８２ｄとを含む。図５に示されるように、第１傾斜面８２ｃは、第２接続管４３の円筒状の側面に対応した傾斜面である。つまり、第１傾斜面８２ｃは、第２接続管４３の円筒状の側面と接触しないように傾斜している。また、図５における点ＰＱＲＳは、図２の点ＰＱＲＳに対応している。これによれば、第２傾斜面８２ｄは、凸部傾斜面１４３に対応した傾斜面である。つまり、第２傾斜面８２ｄは、凸部傾斜面１４３と接触しないように傾斜している。また、図４に示されるように、第２貯留部８２の一部は、凸部１４１の内部空間に含まれる。すなわち、第１貯留部８１の一部、もしくは、第２貯留部８２の一部の少なくとも一方は、凸部１４１の内部空間に含まれる。

　図６に示すように、ベースプレート８３は、第１貯留部８１の下端付近から屈曲しながら下方に伸びている。より詳細には、ベースプレート８３は、第１貯留部８１の下端付近から第２接続管４３の側面に近づくように屈曲する第１屈曲部８３ｂと、第１屈曲部８３ｂに対してほぼ垂直に屈曲する第２屈曲部８３ｃとを有する。ベースプレート８３は、第１屈曲部８３ｂと第２屈曲部８３ｃとに接続するリブ８４をさらに含むとよい。なお、図示していないが、ベースプレート８３は、第１屈曲部８３ｂと第１サブタンク８２ａの下端に接続するリブをさらに含んでもよい。ベースプレート８３の下端には、後述する支持部材８６と、ボルトにより接続するための取付孔８５が設けられている（図４参照）。

　図４及び図６に示すように、支持部材８６は、第２排気処理装置４２のフランジ４２ａにボルトにより取り付けられる。支持部材８６は、互いに垂直な３つの面を有しており、その１つの面においてフランジ４２ａと接続し、別の面において、ベースプレート８３（詳細には、第２屈曲部８３ｃ）と接続し、残りの面において、ベースプレート８３の下端と接する。このような支持部材８６が設けられることによって、貯留ユニット８０は、第２排気処理装置４２によって支持される。このように貯留ユニット８０が固定されることによって、第１管部７１及び第２管部７２の向きも固定される。

　図３、図６及び図７に示すように、第１貯留部８１には、エンジン３１と接続する第３管部７３が接続され、第２貯留部８２には、エンジン３１と接続する第４管部７４が接続される。つまり、排気処理ユニット４０は、第３管部７３と、第４管部７４とをさらに備える。図６に示すように、第３管部７３は、第５接続部７３ｂにおいて第１貯留部８１と接続している。第４管部７４は、第６接続部７４ｂにおいて第２貯留部８２と接続している。第５接続部７３ｂは、第３接続部７１ｂよりも上方に位置する。つまり、第３管部７３は、第１管部７１よりも上方において第１貯留部８１に接続される。第６接続部７４ｂは、第４接続部７２ｂよりも上方に位置する。つまり、第４管部７４は、第２管部７２よりも上方において第２貯留部８２に接続される。

　図７に示すように、第３接続部７１ｂと第５接続部７３ｂとは、第１貯留部８１の共通の側面８１ｅに接続する。側面８１ｅは、第１貯留部８１の側面のうち、噴射装置４９に最も近い側面である。なお、第１貯留部８１の各側面と噴射装置４９との距離は、各側面の中心位置と、噴射装置４９の中心位置との間の距離で定義するものとする。また、第４接続部７２ｂと第６接続部７４ｂとは、第２貯留部８２の共通の側面８２ｅに接続する。側面８２ｅは、第２貯留部８２の側面のうち、噴射装置４９に最も近い側面である。なお、第２貯留部８２の各側面と噴射装置４９との距離は、各側面の中心位置と、噴射装置４９の中心位置との間の距離で定義するものとする。

　図８は、冷媒の全体の流路を示す回路図である。図８に基づいて本実施形態に関連する冷媒の主な流路を説明する。作業車両１は、主に、第１冷媒配管９１、第２冷媒配管９２、第３冷媒配管９３、冷媒供給配管９４、及び冷媒戻り配管９５を備える。ここで、冷媒供給配管９４は、前述する第１管部７１と第３管部７３とを含む。冷媒戻り配管９５は、前述する第２管部７２と第４管部７４とを含む。

　第１冷媒配管９１は、ラジエータ１５とシリンダブロック３１ａのウォータジャケットとを接続し、ラジエータ１５によって冷却された冷媒をシリンダブロック３１ａのウォータジャケットに送る。なお、第１冷媒配管９１の途中には冷媒ポンプ７５が接続される。冷媒ポンプ７５は、エンジン３１から動力を得て駆動され、冷媒供給配管９４(第３管部７３，第１管部７１)及び第１貯留部８１を介して冷媒を噴射装置４９に供給する。

　図９を参照して、エンジン３１は、第１のパワー・テイクオフ（ＰＴＯ）と冷媒ポンプ７５とを備える。エンジン３１の出力は、第１のＰＴＯ３３と、エンジンに連結される第２のパワー・テイクオフ（ＰＴＯ）３４とに伝達される。第１のＰＴＯ３３は、伝達された出力により冷媒ポンプ７５を駆動する。冷媒ポンプ７５は、エンジン３１の停止に従って停止する。第２のＰＴＯ３４に伝達された出力は、冷却ファン駆動のための油圧ポンプ３５と、走行装置３を駆動するためのパワートレイン３６とに伝達される。

　第２冷媒配管９２は、シリンダブロック３１ａのウォータジャケットとターボチャージャ３１ｃの冷媒流路とを接続し、シリンダブロック３１ａのウォータジャケットからターボチャージャ３１ｃの冷媒流路に冷媒を送る。第２冷媒配管９２からは冷媒供給配管９４が分岐する。冷媒供給配管９４は、第２冷媒配管９２と噴射装置４９の冷媒流路とを接続し、第２冷媒配管９２（具体的には、第１管部７１，第３管部７３）から噴射装置４９の冷媒流路へと冷媒を送る。つまり、第３管部７３は、噴射装置４９を冷却するための冷媒を第１貯留部８１に導く。そして、第１管部７１は、噴射装置４９を冷却するための冷媒を噴射装置４９に導く。これによって、噴射装置２４は冷却される。

　冷媒戻り配管９５は、噴射装置４９の冷媒流路（具体的には、第２管部７２，第４管部７４）と第１冷媒配管９１とを接続し、噴射装置４９の冷媒流路から第１冷媒配管９１へと冷媒を送る。これによって、噴射装置４９を冷却した後の冷媒が噴射装置４９の冷媒流路内から排出される。つまり、第２管部７２は、噴射装置４９から冷媒を排出する。そして、第４管部７４は、噴射装置４９から排出された冷媒をエンジン３１に導く。

　［特徴］
　本実施形態に係る排気処理ユニット４０及び作業車両１は、以下の特徴を有する。

　（１）本発明に係る排気処理ユニット４０及び作業車両１は、噴射装置４９の上方に位置し、冷媒を貯留する第１貯留部８１と、第２貯留部８２とを備える。そして、第１貯留部８１、第２貯留部８２は、それぞれ、噴射装置４９から上方に伸びる第１管部７１、第２管部７２を介して、噴射装置４９と接続する。このため、噴射装置４９付近で気化した冷媒が第１貯留部８１もしくは第２貯留部８２へ上昇し冷却され、第１貯留部８１、第２貯留部８２、第１管部７１、もしくは第２管部７２に滞留する冷媒が噴射装置４９まで下降する熱対流が発生する。したがって、エンジン３１停止時に冷媒ポンプ７５が動作しなくても、噴射装置４９付近の冷媒が気化されることが抑制される。これによって、還元剤によってデポジットが生成することが抑制される。また、噴射装置４９が過度の高温になるのを防ぐことができる。

　（２）冷媒が気化することにより噴射装置４９付近で気泡が発生する場合、第２接続部７２ａから第２貯留部８２に向かう気泡は、第１接続部７１ａから第１貯留部８１に向かう気泡より多い。そして、第２貯留部８２は、第１貯留部８１より容量が大きい。この関係で液体の冷媒が効率よく噴射装置４９へ向かい、エンジン停止後の還元剤溶液の溶媒の気化を抑制することができる。

　（３）第１貯留部８１と第２貯留部８２とベースプレート８３とは一体として形成される。したがって、第１貯留部８１と第２貯留部８２の取り付け作業が容易となる。

　（４）第２貯留部８２は、ベースプレート８３の一方の面に接続する第１サブタンク８２ａと、ベースプレート８３の他方の面に接続する第２サブタンク８２ｂとを含む。そして、ベースプレート８３には、第１サブタンク８２ａと第２サブタンク８２ｂとをつなぐ開口８３ａが設けられている。これにより、第１貯留部８１よりも容量がかなり大きい第２貯留部８２が、ベースプレート８３の一方側の容量と、他方側の容量がほぼ等しくなるように配置される。したがって、ベースプレート８３によって安定的に第２貯留部８２が支持される。

　（５）第２管部７２が第２貯留部８２に接続する第４接続部７２ｂは、第１管部７１が第１貯留部８１に接続する第３接続部７１ｂよりも上方にある。したがって、冷媒ポンプ７５が停止している際、第２貯留部８２の液体の冷媒が第１貯留部８１の液体の冷媒よりも噴射装置４９に流れ易くなっている。その結果、エンジン停止後の噴射装置４９の過度の温度上昇が抑制され、噴射装置４９でのデポジット生成を抑制する。

　（６）第２貯留部８２の下端は、第１貯留部８１の下端よりも上方にある。第２貯留部８２の下端が、第１貯留部８１の上端より上方にあれば、更に望ましい。この構造により、冷媒ポンプ７５が停止している際、ヘッド圧の際により、第２貯留部８２の液体の冷媒が第１貯留部８１の液体の冷媒よりも噴射装置４９に流れ易くなっている。その結果、エンジン停止後の還元剤溶液の溶媒の気化や還元剤の析出を抑制することができる。

　（７）第１管部７１と第３管部７３とは、第１貯留部８１の側面８１ｅに接続される。第２管部７２と第４管部７４とは、第２貯留部８２の側面８２ｅに接続される。これにおり、第１管部７１～第４管部７４の取り付け、取り外し、取り回し作業が容易となる。

　（８）側面８１ｅは、第１貯留部８１の側面のうち、噴射装置４９に最も近い側面である。側面８２ｅは、第２貯留部８２の側面のうち、噴射装置４９に最も近い側面である。これによって、第１管部７１と第２管部７２の長さを短くすることができ、第１管部７１を第１貯留部８１に向かって上方に伸ばすことと、第２管部７２を第２貯留部８２に向かって上方に伸ばすことが容易となる。

　（９）第３管部７３は、第１管部７１よりも上方において第１貯留部８１に接続される。第４管部７４は、第２管部７２よりも上方において第２貯留部８２に接続される。これにより、噴射装置４９に接続される第１管部７１、第２管部７２が第１貯留部８１、第２貯留部８２の低い位置（底部近傍）で接続できるので、冷媒ポンプ７５が停止して気泡が貯留部に侵入した場合に、高い位置での接続に比べて、より確実に噴射装置４９に供給できる冷媒が確保される。

　（１０）冷媒ポンプ７５は、エンジン３１から動力を得て駆動される。これによって、エンジン３１以外の動力源を新たに設置する必要がない。また、このようにエンジン３１の停止と共に停止するような冷媒ポンプ７５を使用して冷媒を供給する場合に、本実施形態に係る排気処理ユニット４０は特に有効である。

　（１１）第１貯留部８１の一部、もしくは、第２貯留部８２の一部の少なくとも一方は、凸部１４１の内部空間に含まれる。これによって、エンジン３１の上方において突出する貯留ユニット８０を凸部１４１内に配置し、基部１４４の高さを下降させることができる。その結果、作業車両１のオペレータの前方視界を広く確保することができる。

　［変形例］
　以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

　図１０は、貯留ユニット８０の変形例８０ａを示す拡大斜視図である。図１０では、第１貯留部８１、第２貯留部８２の内部を点線で表示している。本変形例では、第１貯留部８１及び第２貯留部８２は、略直方体状である。第１貯留部８１の大きさは、第２貯留部８２の大きさにほぼ等しい。また、図７と異なり、第１貯留部８１の上端が第２貯留部８２の下端よりも上方にある。第１貯留部８１はベースプレート８３の一方の面に接続し、第２貯留部８２はベースプレート８３の他方の面に接続している。第２接続管４３を基準とすると、第２貯留部８２は、第２接続管４３に対向する第１側のベースプレート８３の面に接続する。第１貯留部８１は、第１側と反対の第２側のベースプレート８３の面に接続する。ベースプレート８３には、第１貯留部８１と第２貯留部８２とを連通する連通孔８７が設けられている。つまり、第１貯留部８１と第２貯留部８２とが連通している。

　第１貯留部８１と第２貯留部８２とが連通することによって、第２貯留部８２に気化した冷媒が溜まって液体の冷媒の高さが第１貯留部８１の高さよりも低くなると、第１貯留部８１から液体の冷媒が流入する。これによって、第２貯留部の冷媒の量を実質的に大きくすることができる。

　また、第１貯留部８１はベースプレート８３の一方の面に接続され、第２貯留部８２がベースプレート８３の他方の面に接続される。第１貯留部８１と第２貯留部８２は、ほぼ同じ大きさである。したがって、ベースプレート８３によって安定的に第１貯留部８１及び第２貯留部８２が支持される。

　第１貯留部８１と第２貯留部８２とベースプレート８３とは一体として形成される。そして、ベースプレート８３には第１貯留部８１と第２貯留部８２とを連通する連通孔８７が設けられている。したがって、第１貯留部８１と第２貯留部８２、及び連通部分の取り付け作業が容易となる。

　なお、エンジン３１が駆動しているときに冷媒ポンプ７５によって冷媒が循環されているときには、第１貯留部８１の冷媒と第２貯留部８２の冷媒とがあまり混ざらないように連通孔の大きさが小さく設けられている。また、本変形例８０ａは、貯留ユニット８０に比べて第１貯留部８１が大きくなったことにより重量バランスが異なるため、リブ８４ａの個数が１つとなり、取付孔８５ａの形状も楕円形状となっている。

　なお、本実施形態で示された貯留ユニット８０及び前述の変形例８０ａは、いずれも第１貯留部８１と第２貯留部８２とベースプレート８３とが一体に形成されているが、第１貯留部８１と第２貯留部８２が別体で形成されてもよい。この場合、前述の変形例８０ａにおいては、連通孔８７に代えて、第１貯留部８１と第２貯留部８２の間を細い管で接続するとよい。

　上述の実施形態及び変形例では、第１貯留部８１と第２貯留部８２とがタンクである場合を例示したが、これに限らない。例えば、冷媒供給配管９４と冷媒戻り配管９５の管の一部の径を太くし、太くした管の内部に冷媒を滞留させることによって、第１貯留部８１又は第２貯留部８２が形成されてもよい。

　上記実施形態では、第１管部７１、第２管部７２は噴射装置４９から斜め上方に延びるが、噴射装置２４から垂直に上方に延びてもよい。

　上記実施形態では、第１管部７１、第２管部７２は、貯留ユニット８０によってのみ支持されているが、別途の支持部材をさらに利用して第１管部７１、第２管部７２が斜め上方に延びるように支持されてもよい。

　支持部材８６は、第２排気処理装置４２のフランジ４２ａに固定されるが、支持部材８６の固定場所はこれに限定されない。例えば、支持部材８６は、第２接続管４３、車体フレーム、又はエンジンフード１４などに固定されてもよい。支持部材８６の形状は、他の形状であってもよい。また、支持部材８６及び貯留ユニット８０の固定方法は、ボルト以外の他の手段（例えば、フック、溶接など）であってもよい。

　図５は、貯留ユニット８０の一部が凸部１４１の内部空間に含まれる例を示しているが、貯留ユニット８０の全部が凸部１４１の内部空間に含まれなくてもよい。つまり、貯留ユニット８０が凸部１４１の下方に配置されてもよい。

　排気処理ユニット４０の構成は上記の構成に限られない。例えば、第１排気処理装置４１がディーゼル微粒子捕集フィルター装置でなく、ディーゼル用酸化触媒（Ｄｉｅｓｅｌ　Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ　Ｃａｔａｌｙｓｔ：ＤＯＣ）などの他の排気処理装置であってもよい。第１排気処理装置４１及び第２排気処理装置４２が上記と異なる位置に配置されてもよい。第１排気処理装置４１及び第２排気処理装置４２は、円筒状等に限らず、楕円状や直方体状など他の形状であってもよい。第１接続管５１、排気管８ａ、吸気管８ｂ、及びエアクリーナ３２の位置が上記と異なる位置に配置されてもよい。

　エンジン室８内のレイアウトは、上述したレイアウトと左右逆であってもよい。例えば、第１排気処理装置４１が車幅方向において左側に配置され、第２排気処理装置４２が右側に配置されてもよい。この場合、噴射装置４９、第１接続管５１、第２接続管４３の取付位置もそれに対応して変更される。

　上記実施形態では、作業車両１としてブルドーザを例に挙げて説明したが、作業車両１はブルドーザに限定されない。例えば、作業車両１が油圧ショベル、ホイールローダ、モータグレーダであっても、本発明を同様に適用することができる。

　本発明によれば、エンジン停止時に冷媒ポンプが動作しなくても、噴射装置付近の冷媒が気化されることが防止される作業車両を提供することができる。 

Claims (14)

1. 　エンジンからの排気を処理する排気処理ユニットであって、
   　前記エンジンからの排気を処理する選択還元触媒装置と、
   　前記エンジンと前記選択還元触媒装置との間に配設される接続管と、
   　前記接続管に取り付けられ、前記選択触媒還元装置へ供給される排気中に還元剤を噴射する噴射装置と、
   　前記噴射装置を冷却するための冷媒を前記噴射装置に導く第１管部と、
   　前記噴射装置から前記冷媒を排出するための第２管部と、
   　前記噴射装置の上方において前記第１管部と接続し、冷媒を貯留する第１貯留部と、
   　前記噴射装置の上方において前記第２管部と接続し、冷媒を貯留する第２貯留部と、
   　前記エンジンから動力を得て駆動され、前記第１管部を介して、冷媒を前記噴射装置に供給する冷媒ポンプと、
   を備え、
   　前記第１管部は、前記第１管部と前記噴射装置との第１接続部から前記第１貯留部に向かって上方に伸び、
   　前記第２管部は、前記第２管部と前記噴射装置との第２接続部から前記第２貯留部に向かって上方に伸びる、
   排気処理ユニット。
2. 　前記第２貯留部は、前記第１貯留部より容量が大きく、前記第１貯留部の上方に配置される、請求項１に記載の排気処理ユニット。
3. 　前記第１貯留部と前記第２貯留部とを支持する１つのベースプレートをさらに備え、
   　前記第１貯留部と前記第２貯留部と前記ベースプレートとは一体として形成される、請求項２に記載の排気処理ユニット。
4. 　前記第２貯留部は、
   　　前記ベースプレートの一方の面に接続する第１サブタンクと、
   　　前記ベースプレートの他方の面に接続する第２サブタンクと、
   を含み、
   　前記ベースプレートには、前記第１サブタンクと前記第２サブタンクとをつなぐ開口が設けられる、請求項３に記載の排気処理ユニット。
5. 　前記第１貯留部と前記第２貯留部とは連通している、請求項１に記載の排気処理ユニット。
6. 　前記第１貯留部と前記第２貯留部とを支持する１つのベースプレートをさらに備え、
   　前記第１貯留部は、前記ベースプレートの一方の面に接続され、
   　前記第２貯留部は、前記ベースプレートの他方の面に接続される、
   請求項５に記載の排気処理ユニット。
7. 　前記第１貯留部と前記第２貯留部と前記ベースプレートは一体として形成され、
   　前記ベースプレートには、前記第１貯留部と前記第２貯留部との間を連通する孔が設けられる、請求項６に記載の排気処理ユニット。
8. 　前記冷媒が気化することにより前記噴射装置付近で発生する気泡のうち、前記第２接続部から前記第２貯留部に向かう気泡は、前記第１接続部から前記第１貯留部に向かう気泡より多い、請求項１、２または５のいずれかに記載の排気処理ユニット。
9. 　前記第２管部が前記第２貯留部に接続する第４接続部は、前記第１管部が前記第１貯留部に接続する第３接続部よりも上方にある、請求項１に記載の排気処理ユニット。
10. 　前記第２貯留部の下端は、前記第１貯留部の下端よりも上方にある、請求項９に記載の排気処理ユニット。
11. 　前記エンジンと前記第１貯留部とを接続し、前記噴射装置を冷却するための冷媒を前記第１貯留部に導く第３管部と、
    　前記エンジンと前記第２貯留部とを接続し、前記噴射装置から排出された冷媒を前記エンジンに導く第４管部とをさらに備え、
    　前記第１管部と第３管部とは、前記第１貯留部の第１側面に接続され、
    　前記第２管部と第４管部とは、前記第２貯留部の第２側面に接続される、
    請求項１、２、または５のいずれかに記載の排気処理ユニット。
12. 　前記第１側面は、前記第１貯留部の側面のうち、前記噴射装置に最も近い側面であり、
    　前記第２側面は、前記第２貯留部の側面のうち、前記噴射装置に最も近い側面である、
    請求項１１に記載の排気処理ユニット。
13. 　前記第３管部は、前記第１管部よりも上方において前記第１貯留部に接続され、
    　前記第４管部は、前記第２管部よりも上方において前記第２貯留部に接続される、
    請求項１１に記載の排気処理ユニット。
14. 　請求項１１に記載の排気処理ユニットと、
    　動力を出力するエンジンと、
    　作業機と、
    を備える、作業車両。

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