特許 6812377 作業機械

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6812377

(24)【登録日】2020年12月18日

(45)【発行日】2021年1月13日

(54)【発明の名称】作業機械

(51)【国際特許分類】

   F01N 3/08 20060101AFI20201228BHJP

   F01N 11/00 20060101ALI20201228BHJP

   E02F 9/00 20060101ALI20201228BHJP

【ＦＩ】

   F01N3/08 BZAB

   F01N11/00

   E02F9/00 D

【請求項の数】5

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2018-833(P2018-833)

(22)【出願日】2018年1月5日

(65)【公開番号】特開2019-120200(P2019-120200A)

(43)【公開日】2019年7月22日

【審査請求日】2019年12月5日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005522

【氏名又は名称】日立建機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001829

【氏名又は名称】特許業務法人開知国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】平野 晃一郎

(72)【発明者】

【氏名】小原 敦

(72)【発明者】

【氏名】奥田 一晶

【審査官】 二之湯 正俊

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−００２２８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２４５５０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０２９０５３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０１Ｎ ３／００− ３／３８

Ｆ０１Ｎ ９／００−１１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

本体、前記本体に設けた作業機、前記本体に設けたエンジン、前記エンジンの排気管に設けたＮＯｘ浄化装置、尿素水を貯留するメインタンク、及び前記メインタンクに貯留された尿素水を前記ＮＯｘ浄化装置の上流側で前記排気管の排気流路に噴射する尿素水噴射系統を備えた作業機械において、
尿素水を貯留するサブタンクと、
前記メインタンク及び前記サブタンクを接続し、前記サブタンクから前記メインタンクへの流れ経路を形成する第１配管と、
前記メインタンク及び前記サブタンクを接続し、前記メインタンクから前サブタンクへの流れ経路を形成する第２配管と、
前記メインタンクと前記サブタンクとの間で尿素水を循環させる循環ポンプと、
前記第１配管に設けたフィルタと、
前記サブタンクに貯留された尿素水を強制冷却する冷却器と
を備えたことを特徴とする作業機械。

【請求項2】

請求項１に記載の作業機械において、
前記メインタンクの内部に設けられた温度センサと、
前記メインタンクの尿素水温度について予め設定した設定温度を記憶した記憶装置と、
少なくとも前記温度センサで検出された前記メインタンクの尿素水温度が前記設定温度よりも高い場合に前記冷却器を作動させる冷却指令部と
を備えていることを特徴とする作業機械。

【請求項3】

請求項１に記載の作業機械において、前記メインタンク及び前記サブタンクのうち前記サブタンクのみに尿素水の補給口が設けられていることを特徴とする作業機械。

【請求項4】

請求項１に記載の作業機械において、前記循環ポンプとして、前記第１配管に設けられて前記サブタンクに貯留された尿素水を前記メインタンクに移送する第１ポンプと、前記第２配管に設けられて前記メインタンクに貯留された尿素水を前記サブタンクに移送する第２ポンプとを備えていることを特徴とする作業機械。

【請求項5】

請求項４に記載の作業機械において、
前記メインタンクの内部に設置された液位センサと、
前記液位センサで検出された前記メインタンクの液位が予め設定された上限値以下である場合に前記第１ポンプを駆動して前記サブタンクの尿素水を前記メインタンクに移送し、前記メインタンクの液位が予め設定された下限値以上である場合に前記第２ポンプを駆動して前記メインタンクの尿素水を前記サブタンクに移送する液位調整部と
を備えていることを特徴とする作業機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エンジンから排出される排気ガスを浄化する尿素ＳＣＲシステムを備えた油圧ショベル等の作業機械に関する。

【背景技術】

【0002】

油圧ショベル等の作業機械の分野でも、環境保護の観点から、近年ディーゼルエンジン等のエンジンの排気ガス中のＮＯｘの削減が強く求められている。それに対し、排気管の内部に尿素水を噴射して、ＮＨ_３（アンモニア）ガスによって排気中のＮＯｘを還元反応させて排気を浄化する排気浄化装置（ＳＣＲシステム）が知られている。この種の排気浄化装置として、多量の尿素水を供給できるように尿素水を貯留するタンクを複数車載した作業機械がある（特許文献１等参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特願２０１３−２４５５０４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

尿素水は変質を避けるために−１１〜６０℃の温度に保つ必要がある。油圧ショベル等の作業機械は多数の機器を緻密なレイアウトで車載しており、容量が必要な尿素水タンクのような機器は設置場所が制約され、温度管理の面で有利な場所には必ずしも設置できない。但し、複数の尿素水タンクを備える場合、容量の大きなメインタンクの設置場所は制約されるが、比較的小型のサブタンクであれば比較的低温で尿素水への熱的影響が少ない場所を選択して配置し得る。この場合、例えばメインタンクの尿素水の温度が上昇したらサブタンクから比較的低温の尿素水をメインタンクに供給することで、メインタンクの尿素水の温度を下げることができる。

【0005】

しかし、作業機械の場合、走行体を備えた自走可能な機体であっても、乗用車のような移動手段と異なり一定の狭い範囲に止まって稼働するため、尿素水タンクを冷却する冷却風を走行により誘起することは困難である。また稼働環境も多種多様であり、例えば鉄工所の溶鉱炉付近のような極めて高温の環境下で稼働する場合もある。このような過酷な温度環境下では、尿素水を自然冷却する方式であると、仮に上記の通りサブタンクからメインタンクに尿素水を供給できるようにしても、設置場所によらずサブタンクに貯留された尿素水が昇温してしまい、温度調整が困難である。

【0006】

その一方で尿素水の強制冷却機能を設けた場合、タンク内で尿素水の温度差が広がって気泡が生じ易くなる。気泡が生じると温度センサ等の尿素水タンクに設けたセンサ類の動作に影響し、尿素水の温度管理が不安定になる恐れがある。

【0007】

本発明は、強制冷却することで高温の稼働環境下でも尿素水を適正な温度範囲に保ち、また気泡の影響で尿素水の温度管理が不安定になることを抑制することができる作業機械を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するために、本発明は、本体、前記本体に設けた作業機、前記本体に設けたエンジン、前記エンジンの排気管に設けたＮＯｘ浄化装置、尿素水を貯留するメインタンク、及び前記メインタンクに貯留された尿素水を前記ＮＯｘ浄化装置の上流側で前記排気管の排気流路に噴射する尿素水噴射系統を備えた作業機械において、尿素水を貯留するサブタンクと、前記メインタンク及び前記サブタンクを接続し、前記サブタンクから前記メインタンクへの流れ経路を形成する第１配管と、前記メインタンク及び前記サブタンクを接続し、前記メインタンクから前サブタンクへの流れ経路を形成する第２配管と、前記メインタンクと前記サブタンクとの間で尿素水を循環させる循環ポンプと、前記第１配管に設けたフィルタと、前記サブタンクに貯留された尿素水を強制冷却する冷却器とを備えたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、メインタンク及びこれと別置きで車載したサブタンクを第１配管と第２配管でループ状に接続したことで、循環ポンプによりメインタンクとサブタンクとの間で尿素水を循環させることができる。サブタンクの尿素水は冷却器により強制冷却が可能であるため、冷却されたサブタンクの尿素水をメインタンクに移送することで、メインタンクの尿素水の温度の上昇を抑えることができる。同時にメインタンクの尿素水をサブタンクに移送することで、２つのタンクの液位の変化を抑制しつつ、メインタンクで昇温した尿素水をサブタンクで冷却することができる。またサブタンクにおいて強制冷却することで生じ得る気泡が第１配管に吸い込まれてもフィルタで捕集することができ、メインタンクへの気泡の流入を抑制することができる。よって、冷却器を用いた強制冷却により高温の稼働環境下でも尿素水を適正な温度範囲に保つことができ、また気泡の影響で尿素水の温度管理が不安定になることを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の一実施形態に係る作業機械の側面図

【図2】図１の作業機械の平面図

【図3】図１の作業機械に備えられた排気浄化システムの回路図

【図4】図１の作業機械による尿素水の冷却手順を表したフローチャート

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下に図面を用いて本発明の実施形態を説明する。

【0012】

−作業機械−
図１は本発明の一実施形態に係る作業機械の側面図、図２は平面図である。図２では作業機４を図示省略してある。これらの図には作業機械の一例として油圧ショベルを表しているが、ホイールローダやクレーン等の他の種類の作業機械を発明の適用対象とする場合もある。以下の説明においては、同図中の右左に相当する方向をそれぞれ作業機械の前後とする。同図に示した作業機械は、本体１と作業機４からなる。本体１は走行体２と旋回体３からなる。

【0013】

走行体２は作業機械の基礎構造体をなすものであり、トラックフレーム５、駆動輪６、遊動輪７及び履帯８を備えている。遊動輪７はトラックフレーム５における前部の両端に、駆動輪６はトラックフレーム５における後部の両端に回転可能に支持されている。駆動輪６は走行用の油圧モータ（不図示）に連結されている。履帯８はトラックフレーム５の左右において駆動輪６と遊動輪７とに掛け回してある。なお、基礎構造体としてクローラ式の走行体２を備えた作業機械を例に挙げて説明したが、ホイール式の走行体を基礎構造体として備えた構成や地面に固定される架台（ポスト等）を基礎構造体として備えた構成とする場合もある。

【0014】

作業機４は旋回体３の前部に俯仰可能に設けており、ブーム９、アーム１０及びバケット１１を備えている。ブーム９は旋回体３（旋回フレーム１２）の前部に回動可能に取り付けられており、ブームシリンダ９ａによって旋回体３に対して俯仰（上下に回動）する。アーム１０はブーム９の先端に回動可能に取り付けられており、アームシリンダ１０ａによってブーム９に対して前後に回動する。バケット１１はアーム１０の先端に回動可能に取り付けられており、バケットシリンダ１１ａによってアーム１０に対して回動する。ブーム９、アーム１０及びバケット１１は、旋回体３の前後に延びる鉛直面に沿って動作する。

【0015】

旋回体３は走行体２上に旋回可能に搭載されており、旋回フレーム１２、運転室１３、エンジン室１６及びカウンタウェイト１７を備えている。旋回フレーム１２は旋回体３のベースフレームであり、旋回装置を介して走行体２上に鉛直軸周りに旋回可能に搭載されている。運転室１３はオペレータが搭乗して作業機械を操作する部屋であり、同図の例では旋回フレーム１２の前部において作業機４の左側に並設してある。エンジン室１６は、旋回フレーム１２の上部における運転室１３や作業機４の後側に設けられており、エンジン１４（図３）や油圧ポンプ（不図示）、ラジエータ、ファン等の機器を収容している。本例におけるエンジン１４はディーゼルエンジンである。カウンタウェイト１７は作業機４との重量バランスをとる錘であり、旋回フレーム１２の後端部に設けてある。本例では運転室やエンジン室等が旋回体３として作業機４と共に走行体２に対して旋回する構成を例に挙げて説明したが、運転室等が走行体に対して旋回しない構成とする場合もある。

【0016】

旋回フレーム１２の前部において作業機４の右側の位置には、尿素ＳＣＲシステムに用いる尿素水を貯留するメインタンク２４が設置されている。またカウンタウェイト１７の後部にはフレーム１５が後方に突出して設けられている。フレーム１５の上部には、後述するサブタンク２５、第１ポンプ２６、第２ポンプ２７、フィルタ２８、冷却器２９が設けられている。

【0017】

−排気浄化システム−
図３は排気浄化システムの回路図である。同図に示した排気浄化システムにはＰＭ浄化装置２１と尿素ＳＣＲシステムが含まれる。尿素ＳＣＲシステムは、尿素水を利用して排気中のＮＯｘ（窒素酸化物）を還元する排気浄化装置である。この尿素ＳＣＲシステムは、ＮＯｘ浄化装置２２、尿素水噴射系統２３、メインタンク２４、サブタンク２５、第１ポンプ２６（フィードポンプ）、第２ポンプ２７（リターンポンプ）、フィルタ２８、冷却器２９、制御装置３０等を備えている。

【0018】

・ＰＭ浄化装置
ＰＭ浄化装置２１は、エンジン１４の排気に含まれるＰＭ（粒子状物質）を浄化するものであり、エンジン１４の排気管１８の途中に設けてあり、エンジン室１６に収容されている。このＰＭ浄化装置２１は、図示していないが酸化触媒及びＣＳＦフィルタを備えている。酸化触媒は、ＮＯガスをＮＯ_３ガスに酸化するものであり、ＣＳＦフィルタに対して排気の流れ方向の上流側（エンジン１４側）に配置してある。ＣＳＦフィルタはＰＭを捕集するフィルタである。ＰＭ浄化装置２１においては、エンジン１４の排気に含まれるＮＯガスを酸化触媒５１でＮＯ_３ガスに酸化させ、ＣＳＦフィルタで捕集したＰＭにＮＯ_３ガスを反応させることによってＰＭを無害化する。

【0019】

・ＮＯｘ浄化装置
ＮＯｘ浄化装置２２は、エンジン１４の排気に含まれるＮＯｘ（窒素酸化物）を浄化するものであり、ＰＭ浄化装置２１に対して排気の流れ方向の下流側（エンジン１４と反対側）に位置するように排気管１８の途中に配置してある。ＮＯｘ浄化装置２２は、ＰＭ浄化装置２１と共にエンジン室１６内に設けてある。このＮＯｘ浄化装置２２は、ＳＣＲフィルタ（選択還元触媒）及び酸化触媒を備えている。ＳＣＲフィルタは、吸着したＮＨ_３によって排気中のＮＯｘを還元反応させて水と窒素とに分解するものであり、酸化触媒に対して排気の流れ方向の上流側（エンジン１４側）に配置してある。酸化触媒は、ＮＯｘとの反応に用いられなかった余剰のＮＨ_３を酸化・分解するものである。

【0020】

・尿素水噴射系統
尿素水噴射系統２３はメインタンク２４に貯留された尿素水をＮＯｘ浄化装置２２の上流側の位置で排気管１８の排気流路に噴射する系統であり、配管２３ａ、ノズル２３ｂ、ポンプ２３ｃを備えている。ノズル２３ｂはＰＭ浄化装置２１とＮＯｘ浄化装置２２との間に位置するように排気管１８の途中に設けてある。配管２３ａはノズル２３ｂとメインタンク２４とを接続している。メインタンク２４の内部に位置する配管２３ａの吸入口には異物等の吸入を防止するためのフィルタが設けられている。ポンプ２３ｃは配管２３ａの途中に設けられている。ポンプ２３ｃが駆動されるとメインタンク２４の尿素水が配管２３ａに吸い込まれ、ポンプ２３ｃで加圧された尿素水がノズル２３ｂから排気管１８の内部に噴霧される。排気管１８の内部に噴霧された尿素水から生じるＮＨ_３（アンモニア）ガスは、排気管１８内を漂った状態又はＳＣＲフィルタ５３に吸蔵された状態で、排気管１８を流れる排気中のＮＯｘと反応しＮＯｘを還元する。ポンプ２３ｃはＥＣＭ（エンジンコントロールモジュール）１９からの制御信号により駆動される。ＥＣＭ１９はエンジン回転数等を制御するエンジン制御装置であり、エンジン１４と共にエンジン室１６に収容されている。エンジン回転数や排気温度等に基づいてＥＣＭ１９によって尿素水噴射系統２３が制御される。

【0021】

・尿素水貯留系統
メインタンク２４及びサブタンク２５は尿素水を貯留する密閉型のタンクである。本実施形態ではサブタンク２５はメインタンク２４よりも容量が小さくコンパクトに構成されており、前述したように冷却器２９等と共にフレーム１５上に設置されている。メインタンク２４の内部には、温度センサ２４ｔ、液位センサ２４ｌ、濃度センサ２４ｃが設置されている。サブタンク２５の内部には、液位センサ２５ｌが設置されている。温度センサ２４ｔはメインタンク２４の尿素水の温度を検出するセンサ、液位センサ２４ｌはメインタンク２４の尿素水の液位を検出するセンサ、濃度センサ２４ｃはメインタンク２４の尿素水の濃度を検出するセンサである。液位センサ２５ｌはサブタンク２５の尿素水の液位を検出するセンサである。温度センサ２４ｔ、液位センサ２４ｌ，２５ｌ及び濃度センサ２４ｃの検出信号は、制御装置３０に出力される。また、メインタンク２４及びサブタンク２５の少なくとも一方（本実施形態ではメインタンク２４及びサブタンク２５のうちのサブタンク２５にのみ）に、尿素水の補給口２５ａが設けられている。

【0022】

また、メインタンク２４及びサブタンク２５は、第１配管（フィードライン）２６ａ及び第２配管（リターンライン）２７ａによりループ状に接続されている。第１配管２６ａ及び第２配管２７ａは旋回フレーム１２の右縁部の中空部（不図示）を通り、旋回体３の前後に分散して配置されたメインタンク２４及びサブタンク２５を接続している。第１配管２６ａはサブタンク２５からメインタンク２４への尿素水の流れ経路を形成し、第２配管２７ａはメインタンク２４からサブタンク２５への尿素水の流れ経路を形成している。上記の第１ポンプ（フィードポンプ）２６及び第２ポンプ（リターンポンプ）２７はメインタンク２４とサブタンク２５との間で尿素水を循環させる循環ポンプである。第１ポンプ２６は第１配管２６ａの途中に、第２ポンプ２７は第２配管２７ａの途中に設けられている。サブタンク２５の内部に位置する第１配管２６ａの吸入口、メインタンク２４の内部に位置する第２配管２７ａの吸入口には、異物等の吸入を防止するためのフィルタがそれぞれ設けられている。第１ポンプ２６が駆動されるとサブタンク２５に貯留された尿素水がメインタンク２４に移送され、第２ポンプ２７が駆動されるとメインタンク２４に貯留された尿素水がサブタンク２５に移送される。第１ポンプ２６及び第２ポンプ２７は制御装置３０からの制御信号（給電）で駆動される。上記フィルタ２８はメインタンク２４に導かれる尿素水から異物や気泡を捕集して除去するものであり、第１配管２６ａ（本実施形態では第１配管２６ａの途中における第１ポンプ２６の下流側の位置）に設けられている。

【0023】

上記の冷却器２９はサブタンク２５に貯留された尿素水を強制冷却するものである。冷却器２９は駆動されて尿素水を強制冷却できる構成であれば必ずしも構成は限定されないが、例えばエアコンの冷媒冷却系統と同様の構成を適用することができる。本実施形態の場合、冷却器２９は冷却ユニット２９ａと循環配管２９ｂを備えている。冷却ユニット２９ａはサブタンク２５の外部に設けられており（図２も参照）、図示していないが、例えばコンプレッサ、コンデンサ、ファン、膨張弁等を備えている。冷却ユニット２９ａを構成するこれらの機器は循環配管２９ｂに沿って配置されている。循環配管２９ｂは環状に構成されており、経路の一部（本例では膨張弁とコンプレッサを接続する部分）が冷却ユニット２９ａの外部に取り出されてサブタンク２５の内部に這い回されている。循環配管２９ｂの内部に封入された冷媒は、コンプレッサによって圧縮されて高温低温の気体から高圧の半液体に状態変化してコンデンサに流入し、ファンの起こす風によって冷却されて更に液化する。液化した冷媒は膨張弁を介して噴霧されて一気に気化する。膨張弁から噴射されて気化した冷媒がサブタンク２５に這い回した循環配管２９ｂを通過し、サブタンク２５に貯留された尿素水と熱交換する。これによりサブタンク２５の尿素水が冷却される。冷却器２９（冷却ユニット２９ａ）は制御装置３０からの制御信号（給電）で駆動される。

【0024】

・制御装置
制御装置３０は第１ポンプ２６、第２ポンプ２７及び冷却器２９を制御する機能を有する制御盤或いはコンピュータであり、記憶装置（メモリ）３１、冷却指令部３２、液位判定部３３、液位調整部３４等を備えている。制御装置３０は電源（本実施形態では工場電源等の外部電源Ｘ）に接続されており、電源からの給電により作動し、第１ポンプ２６、第２ポンプ２７及び冷却器２９に制御信号（駆動電力）を出力する。これにより冷却指令部３２等が外部電源Ｘに接続可能であり、外部電源Ｘからの給電によりエンジン１４の停止時でも第１ポンプ２６、第２ポンプ２７及び冷却器２９が制御可能なように構成されている。なお、制御装置３０に接続する電源としては、外部電源Ｘに限らず作業機械に車載されたバッテリや発電機（不図示）を用いることもできる。

【0025】

記憶装置３１には、第１ポンプ２６、第２ポンプ２７及び冷却器２９の制御に必要なプログラムや、設定温度Ｔ０、下限値ＬＡ及び上限値ＬＢ、下限値Ｌａ及び上限値Ｌｂ等の制御閾値が記憶されている。設定温度Ｔ０は、メインタンク２４の尿素水の温度Ｔｍについて予め設定した値であり、尿素水の適正温度範囲の上限値（６０℃）よりも低めに設定してある。下限値ＬＡ及び上限値ＬＢはメインタンク２４の尿素水の液位Ｌｍについて予め設定した値であり、ＬＡ＜Ｌｍ＜ＬＢがメインタンク２４の尿素水の適正液位である。下限値Ｌａ及び上限値Ｌｂはサブタンク２５の尿素水の液位Ｌｓについて予め設定した値であり、Ｌａ＜Ｌｓ＜Ｌｂがサブタンク２５の尿素水の適正液位である。

【0026】

冷却指令部３２は冷却器２９を制御して直接的にはサブタンク２５の尿素水を強制冷却し、メインタンク２４の尿素水を間接的に冷却する回路である。具体的には、冷却指令部３２は、温度センサ２４ｔで検出されたメインタンク２４の尿素水の温度Ｔｍが設定温度Ｔ０よりも高い場合に冷却器２９を作動させる。温度Ｔｍが設定温度Ｔ０以下の場合でも冷却器２９が作動する構成としても良いが、本実施形態ではエネルギー浪費を抑える観点でＴｍ≦Ｔ０の場合には冷却器２０を停止させるように構成してある。

【0027】

液位判定部３３はサブタンク２５の尿素水の液位Ｌｓが適正範囲（Ｌａ＜Ｌｓ＜Ｌｂ）にあるかどうか判定し、適正範囲を外れている場合に第１ポンプ２６、第２ポンプ２７及び冷却器２９を停止させる回路である。

【0028】

液位調整部３４は、第１ポンプ２６及び第２ポンプ２７を制御してメインタンク２４の尿素水の液位を制御する回路である。具体的には第１の機能として、液位調整部３４は、液位センサ２４ｌで検出されたメインタンク２４の液位が予め設定された上限値ＬＢ以下である場合に第１ポンプ２６を駆動してサブタンク２５の尿素水をメインタンク２４に移送する。第２の機能として、液位調整部３４は、液位センサ２４ｌで検出されたメインタンク２４の液位が予め設定された下限値ＬＡ以上である場合に第２ポンプ２７を駆動してメインタンク２４の尿素水をサブタンク２５に移送する。

【0029】

−尿素水の冷却手順−
図４は制御装置３０による尿素水の冷却手順を表したフローチャートである。同図に示した制御手順は、ＥＣＭ１９による尿素水の噴射制御やエンジン制御とは独立して実行される。制御装置３０の電源を入れると図４の制御手順が実行される。図４の手順が実行されると、制御装置３０は、まず第１ポンプ２６、第２ポンプ２７及び冷却器２９を始動し（ステップＳ１０１）、液位センサ２５ｌの信号を基にサブタンク２５の尿素水の液位Ｌｓを液位判定部３３で判定する（ステップＳ１０２）。サブタンク２５の尿素水の液位Ｌｓが下限値Ｌａ以下か上限値Ｌｂ以上で液位Ｌｓが適正範囲にない場合、制御装置３０は第１ポンプ２６、第２ポンプ２７及び冷却器２９を停止し（ステップＳ１１２，Ｓ１１３）、図４の手順を終了する。

【0030】

サブタンク２５の尿素水の液位Ｌｓが設定した適正範囲にある場合（Ｌａ＜Ｌｓ＜Ｌｂ）、制御装置３０は液位センサ２４ｌの信号を基にメインタンク２４の尿素水の液位Ｌｍが上限値ＬＢ以下であるかを液位判定部３３で判定する（ステップＳ１０３）。液位Ｌｍが上限値ＬＢを超えていなければ、制御装置３０は液位調整部３４により指令信号を出力して第１ポンプ２６の運転を継続（又は開始）し、サブタンク２５からメインタンク２４に尿素水を移送する（ステップＳ１０４）。液位Ｌｍが上限値ＬＢを超えている場合、制御装置３０は液位調整部３４により指令信号を停止して第１ポンプ２６の運転を停止し、サブタンク２５からメインタンク２４への尿素水の移送を中止する（ステップＳ１０５）。

【0031】

ステップＳ１０４又はＳ１０５の手順を実行したら、制御装置３０は液位センサ２４ｌの信号を基にメインタンク２４の尿素水の液位Ｌｍが下限値ＬＡ以上であるかを液位判定部３３で判定する（ステップＳ１０６）。液位Ｌｍが下限値ＬＡを下回っていなければ、制御装置３０は液位調整部３４により指令信号を出力して第２ポンプ２７の運転を継続（又は開始）し、メインタンク２４からサブタンク２５に尿素水を移送する（ステップＳ１０７）。液位Ｌｍが下限値ＬＡを下回っている場合、制御装置３０は液位調整部３４により指令信号を停止して第２ポンプ２７の運転を停止し、メインタンク２４からサブタンク２５への尿素水の移送を中止する（ステップＳ１０８）。なお、ステップＳ１０６−Ｓ１０８の手順は、ステップＳ１０３−Ｓ１０５の手順と順序が逆になっても良いし同時に実行するようにしても良い。

【0032】

液位調整部３４によるステップＳ１０３−Ｓ１０８の手順を終えたら、制御装置３０は温度センサ２４ｔの信号を基にメインタンク２４に貯留された尿素水の温度Ｔｍが設定温度Ｔ０より高いか否かを判定する（ステップＳ１０９）。温度Ｔｍが設定温度Ｔ０より高い場合、制御装置３０は冷却指令部３２により指令信号を出力して冷却器２９の運転を指令する（ステップＳ１１０）。これによりサブタンク２５の尿素水が冷却される。メインタンク２４の液位Ｌｍが適正範囲（ＬＡ＜Ｌｍ＜ＬＢ）を逸脱していない限りメインタンク２４とサブタンク２５との間で尿素水が循環しているので、サブタンク２５の尿素水が冷却されることでメインタンク２４の尿素水の温度Ｔｍが低下する。温度Ｔｍが設定温度Ｔ０以下である場合、制御装置３０は冷却指令部３２による指令信号を停止して冷却器２９の運転を停止する（ステップＳ１１１）。ステップＳ１１０又はＳ１１１の手順を終えたら、制御装置３０はステップＳ１０２に手順を戻す。

【0033】

以降、電源が切られるまで制御装置３０はステップＳ１０１−Ｓ１１３の手順を所定のサイクルタイムで繰り返し実行する。

【0034】

−効果−
（１）本実施形態によれば、メインタンク２４とサブタンク２５の２つの尿素水タンクを備えているので、多量の尿素水を貯留することができる。そして、メインタンク２４及びこれと別置きで車載したサブタンク２５は、第１配管２６ａと第２配管２７ａでループ状に接続してある。循環ポンプによりサブタンク２５の尿素水をメインタンク２４に補給できるだけでなく、メインタンク２４の尿素水をサブタンク２５に戻すことができ、メインタンク２４とサブタンク２５との間で尿素水を循環させることができる。サブタンク２５の尿素水は冷却器２９により強制冷却が可能であるため、冷却されたサブタンク２５の尿素水をメインタンク２４に移送することで、メインタンク２４の尿素水の温度の上昇を抑えることができる。同時にメインタンク２４の尿素水をサブタンク２５に移送することで、２つのタンクの液位の変化を抑制しつつ、メインタンク２４で昇温した尿素水をサブタンク２５で冷却することができる。更には、サブタンク２５において強制冷却することで生じ得る気泡が第１配管２６ａに吸い込まれてもフィルタ２８で捕集することができ、メインタンク２４への気泡の流入を抑制することができる。これにより濃度センサ２４ｃ等のメインタンク２４に設置されたセンサ類の検出値に気泡が与える影響を抑制することができ、安定した尿素水の温度管理を行うことができる。

【0035】

よって、冷却器２９を用いた強制冷却により高温の稼働環境下でも尿素水を適正な温度範囲に保つことができ、気泡の影響で尿素水の温度管理が不安定になることを抑制することができる。また、尿素水の冷却システムは作業機械の動作や姿勢等と連動させる必要がない独立したシステムとして構築できるので、既存の作業機械に本実施形態に係るシステムを適用するに当たって大掛かりな機体改造を必要としない点もメリットである。

【0036】

（２）本実施形態では、メインタンク２４の尿素水の温度Ｔｍが設定温度Ｔ０を超えているときに尿素水を冷却するように却器２９を制御装置３０で制御する構成とした。この場合、メインタンク２４の尿素水の温度が高ければ確実にこれを冷却できると同時に、冷却不要な場合には必要に応じて冷却器２９を停止させ、エネルギーの浪費を抑制することができる。

【0037】

但し、無条件に尿素水の冷却を継続する仕様とする場合、上記の基本的な効果（１）を得る上で、メインタンク２４の尿素水の温度に応じた冷却器２９の制御は必ずしも必要ない。

【0038】

（３）２つの尿素水タンクのうちサブタンク２５にのみ補給口２５ａを設け、尿素水の補給をサブタンク２５で行うようにした。この場合、尿素水の補給の際にサブタンク２５内で気泡が生じたり開放した補給口２５ａから塵埃がサブタンク２５内に入り込んだりしても、メインタンク２４に移送される際にフィルタ２８等で塵埃や気泡は捕集される。従って尿素水の補給に伴ってメインタンク２４の尿素水に気泡や塵埃が混入することを抑制することができる。

【0039】

但し、メインタンク２４とサブタンク２５との間で尿素水が循環する構成であるため、仮にメインタンク２４の内部に気泡や塵埃があっても、これらはサブタンク２５に送られて循環の際にフィルタ２８等で捕集することができる。従って尿素水の補給口をメインタンク２４に設けても、上記効果（１）を得ることはできる。

【0040】

（４）循環ポンプとして第１配管２６ａに設けた第１ポンプ２６及び第２配管２７ａに設けた第２ポンプ２７を備えている。この場合、メインタンク２４からサブタンク２５へも、サブタンク２５からメインタンク２４へも、作業機械の姿勢（傾斜等）によらず自在に尿素水を移送することができる。従ってメインタンク２４やサブタンク２５の液位を調整する上で高い自由度を得ることができる。

【0041】

但し、メインタンク２４からサブタンク２５への尿素水の移動、及びサブタンク２５からメインタンク２４への尿素水の移動には、例えば２つの尿素水タンクに高低差を付けることで重力搬送を利用することができる。この場合には、２つの尿素水タンクの位置関係に応じて第１配管２６ａ及び第２配管２７ａの一方のみに揚水ポンプとして第１ポンプ２６又は第２ポンプ２７を設けた構成としても良い。

【0042】

（５）また、メインタンク２４の液位Ｌｍが上限値ＬＢを超えない限りサブタンク２５からメインタンク２４に尿素水を移送し、液位Ｌｍが下限値ＬＡを下回らない限りメインタンク２４からサブタンク２５に尿素水を移送する構成とした。言い換えれば、メインタンク２４の液位Ｌｍが上限値ＬＢを超えるなり下限値ＬＡを下回るなりして適正範囲を逸脱すれば、尿素水の循環が停止する。これにより、メインタンク２４の液位Ｌｍが適正範囲にある限り尿素水を循環させることができると共に、例えばフィルタ２８の目詰まりによりメインタンク２４に対する尿素水の給排量に差が生じても液位Ｌｍが適正範囲から逸脱しないようにすることができる。

【0043】

但し、上記効果（１）を得る上では、液位Ｌｍに基づいて第１ポンプ２６や第２ポンプ２７を制御する構成は必ずしも必要ない。例えば単純にメインタンク２４とサブタンク２５との間で尿素水を常時循環させる構成、或いはメインタンク２４の尿素水が昇温した場合にのみ尿素水を循環させる構成であっても良い。

【0044】

（６）また、制御装置３０を外部電源Ｘに接続することで、エンジン１４の停止時においても尿素水の冷却システムの運転を継続することができる。従って例えば直射日光で作業機械のボディの温度が上昇する場面、或いは高温の熱源が近くにある場面でも、休車時に尿素水の温度が上昇してしまうことを抑制できる。

【0045】

但し、稼働環境によっては、エンジン１４が発する熱等が尿素水に与える影響が抑制できれば足りる場合もある。そのような場合には、上記効果（１）を得る上で必ずしも休車中に尿素水を冷却する必要はない。エンジン１４の稼働時にのみ冷却システムが作動すれば足りる場合には、車載したバッテリや発電機等を冷却システムの電源としても良い。

【0046】

（７）尿素水はメインタンク２４とサブタンク２５との間で循環するので、気泡や塵埃を捕集する限りではフィルタ２８は循環路のどこにあっても良い。但し本実施形態のように第１配管２６ａにおける第１ポンプ２６の下流位置にフィルタ２８を設置した場合、サブタンク２５で生じ得る気泡等のみならず、第１ポンプ２６で生じ得る気泡をもフィルタ２８で捕集することができる。メインタンク２４の尿素水を気泡や塵埃が最も少ない状態に保つ上で有利な構成である。

【0047】

（８）サブタンク２５の設置場所は他の機器との配置の制限が許容する範囲で適宜変更することができるが、本実施形態においてはフレーム１５を設けてカウンタウェイト１７の後側に設置した。この場合、エンジン室１６とサブタンク２５との間にカウンタウェイト１７が介在するので、エンジン室１６で発生する熱がカウンタウェイト１７で遮断され、作業機械の運転に伴って発生する熱がサブタンク２５の尿素水に与える影響を軽減することができる。

【符号の説明】

【0048】

１…本体、４…作業機、１４…エンジン、１８…排気管、２２…ＮＯｘ浄化装置、２３…尿素水噴射系統、２４…メインタンク、２４ｌ…液位センサ、２４ｔ…温度センサ、２５…サブタンク、２５ａ…補給口、２６…第１ポンプ（循環ポンプ）、２６ａ…第１配管、２７…第２ポンプ（循環ポンプ）、２７ａ…第２配管、２８…フィルタ、２９…冷却器、３１…記憶装置、３２…冷却指令部、３４…液位調整部、ＬＡ…下限値、ＬＢ…上限値、Ｌｍ…メインタンクの液位、Ｔ０…設定温度、Ｔｍ…メインタンクの尿素水温度、Ｘ…外部電源

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】