(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】
(24)【登録日】2023-12-26
(45)【発行日】2024-01-10
(54)【発明の名称】建設機械
(51)【国際特許分類】
F01N 13/20 20100101AFI20231227BHJP
E02F 9/00 20060101ALI20231227BHJP
B60K 13/04 20060101ALI20231227BHJP
【ＦＩ】
F01N13/20 Z
E02F9/00 D
B60K13/04 B
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2020041793
(22)【出願日】2020-03-11
(65)【公開番号】P2021143614
(43)【公開日】2021-09-24
【審査請求日】2023-01-12
(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】110002457
【氏名又は名称】弁理士法人広和特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】西口 仁視
(72)【発明者】
【氏名】平松 秀文
(72)【発明者】
【氏名】藤井 俊憲
(72)【発明者】
【氏名】平賀 正紀
【審査官】山本 健晴
(56)【参考文献】
【文献】特開２０２０－０１２３８５（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開平０２－１２４２１８（ＪＰ，Ｕ）
【文献】実開平０１－１７６７１２（ＪＰ，Ｕ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ０１Ｎ １３／２０
Ｅ０２Ｆ ９／００
Ｂ６０Ｋ １３／０４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
外装カバーによって覆われた機械室内に配置されたエンジンと、前記エンジンの排気管に接続して設けられ、前記エンジンから排出された排気ガスを処理する排気ガス後処理装置と、
前記排気ガス後処理装置から前記外装カバーの上面部に向けて突出し、処理後の排気ガスを噴出する尾管と、
前記外装カバーの前記上面部に形成されている上部開口に挿通され、前記外装カバーの前記上面部から下向きに延び、前記尾管が挿入された接続管と、を備えてなる建設機械において、
前記外装カバーの前記上面部には、ディフューザが設けられており、
前記ディフューザは、前記上部開口の周囲を囲む位置から立ち上がる周壁部と、前記周壁部に接続して前記接続管の上方を覆う天板部と、前記接続管を介して前記尾管から噴出されて前記周壁部と前記天板部によって案内された排気ガスを排出する排気口と、を有し、
前記周壁部の一部であって、前記上部開口を挟んで前記排気口と反対側に位置する第１周壁は、平板として形成され、
前記天板部は、前記第１周壁から斜め上方に向かって延びる平板として形成され、
前記第１周壁は、前記接続管の開口端から離間して配置され、
前記接続管と前記第１周壁との間には、前記接続管から排気ガスが噴出されたときに低圧エリアとなる拡開部が形成されていることを特徴とする建設機械。
【請求項2】
請求項１に記載の建設機械において、前記ディフューザは、前記外装カバーの前記上面部に取付けられるフランジ部を有し、
前記周壁部は、前記フランジ部から立ち上がっていることを特徴とする建設機械。
【請求項3】
外装カバーによって覆われた機械室内に配置されたエンジンと、
前記エンジンの排気管に接続して設けられ、前記エンジンから排出された排気ガスを処理する排気ガス後処理装置と、
前記排気ガス後処理装置から前記外装カバーの上面部に向けて突出し、処理後の排気ガスを噴出する尾管と、
前記外装カバーの前記上面部に形成されている上部開口に挿通され、前記外装カバーの前記上面部から下向きに延び、前記尾管が挿入された接続管と、を備えてなる建設機械において、
前記外装カバーの前記上面部には、ディフューザが設けられており、
前記ディフューザは、前記上部開口の周囲を囲む位置から立ち上がる周壁部と、前記周壁部に接続して前記接続管の上方を覆う天板部と、前記接続管を介して前記尾管から噴出されて前記周壁部と前記天板部によって案内された排気ガスを排出する排気口と、を有し、
前記周壁部の一部であって、前記上部開口を挟んで前記排気口と反対側に位置する第１周壁は、平板として形成され、
前記天板部は、前記第１周壁から斜め上方に向かって延びる平板として形成され、
前記ディフューザの前記天板部は、前記排気口から排出された排気ガスが衝突する位置に水平方向に延びる衝突板を有していることを特徴とする建設機械。
【請求項4】
請求項１に記載の建設機械において、前記周壁部は、前記第１周壁の一方の端部に接続する平板状の第２周壁と、前記第１周壁の他方の端部に接続する平板状の第３周壁と、を有し、
前記上部開口は、前記第１周壁、前記第２周壁および前記第３周壁によってコ字状に囲まれていることを特徴とする建設機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、排気ガス後処理装置を備えた油圧ショベル等の建設機械に関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、建設機械の代表例としての油圧ショベルは、外装カバーによって覆われた機械室内に動力源としてのエンジン（ディーゼルエンジン）を備えている。また、エンジンの排気管には、エンジンから排出された排気ガスを処理する排気ガス後処理装置が接続されている。さらに、排気ガス後処理装置には、処理後の排気ガスを噴出する尾管が外装カバーの上面部に向けて突出している。
【0003】
昨今では、環境汚染の問題に対する意識の高まりから、油圧ショベルに搭載されたエンジンについても、排気ガスの清浄化が図られている。ここで、排気ガス後処理装置としては、例えば、排気ガスに含まれる粒子状物質（ＰＭ：Particulate Matter）をフィルタで捕集して除去する粒子状物質捕集装置（ＤＰＦ：Diesel Particulate Filter）が知られている。この粒子状物質捕集装置は、フィルタに一定量の粒子状物質を捕集すると、堆積した粒子状物質を燃焼して除去することによってフィルタを再生し、粒子状物質の捕集性能を維持している。
【0004】
しかし、フィルタに堆積した粒子状物質を燃焼した場合、排気ガスの温度は、約６００度に達してしまう。一方で、高温の排気ガスは、高温のまま外部に排出することは好ましくない。そこで、排気ガス後処理装置を有する油圧ショベルは、排気ガスの温度を低減させる装置を備えている。この排気ガスの低減装置としては、外装カバーの上面部に設けられた排気口と、排気口の周囲に設けられたカバー部材とを含んで構成されている。この上で、カバー部材には、機械室内の空気や外部の空気をカバー部材内に導く開口部が設けられている（特許文献１）。これにより、特許文献１では、排気口から排出された高温な排気ガスに、温度の低い空気を合流させて温度を下げている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開２０１６－１２５４３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところで、特許文献１は、排気口から排出された排気ガスの周囲で温度の低い空気を流通させているだけであるから、高温の排気ガスに対して低温の空気が混ざり難く、排気ガスの温度を大幅に下げることが難しいという問題がある。
【0007】
本発明の一実施形態の目的は、高温の排気ガスに対して低温の空気を混合することにより、排気ガスの温度を低減できるようにした建設機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の一実施形態は、外装カバーによって覆われた機械室内に配置されたエンジンと、前記エンジンの排気管に接続して設けられ、前記エンジンから排出された排気ガスを処理する排気ガス後処理装置と、前記排気ガス後処理装置から前記外装カバーの上面部に向けて突出し、処理後の排気ガスを噴出する尾管と、前記外装カバーの前記上面部に形成されている上部開口に挿通され、前記外装カバーの前記上面部から下向きに延び、前記尾管が挿入された接続管と、を備えてなる建設機械において、前記外装カバーの前記上面部には、ディフューザが設けられており、前記ディフューザは、前記上部開口の周囲を囲む位置から立ち上がる周壁部と、前記周壁部に接続して前記接続管の上方を覆う天板部と、前記接続管を介して前記尾管から噴出されて前記周壁部と前記天板部によって案内された排気ガスを排出する排気口と、を有し、前記周壁部の一部であって、前記上部開口を挟んで前記排気口と反対側に位置する第１周壁は、平板として形成され、前記天板部は、前記第１周壁から斜め上方に向かって延びる平板として形成され、前記第１周壁は、前記接続管の開口端から離間して配置され、前記接続管と前記第１周壁との間には、前記接続管から排気ガスが噴出されたときに低圧エリアとなる拡開部が形成されている。
【発明の効果】
【0009】
本発明の一実施形態によれば、高温の排気ガスに対して低温の空気を混合することができ、排気ガスの温度を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明の第１の実施形態に係る油圧ショベルを示す左側面図である。
【図4】外装カバーの上面部にディフューザを取付けた状態を示す斜視図である。
【図5】外装カバーの上面部からディフューザを取外した状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明の実施形態に係る建設機械の代表例として、排気ガス後処理装置を搭載した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。
【0012】
まず、図１ないし図５は本発明の第１の実施形態を示している。図１において、油圧ショベル１は、クローラ式の建設機械を構成している。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、下部走行体２上に旋回動作が可能に搭載された上部旋回体３と、上部旋回体３の前部に俯仰の動作が可能に設けられ、土砂の掘削作業等を行う作業装置４とにより構成されている。
【0013】
旋回フレーム５は、上部旋回体３の支持構造体を形成するものである。図２に示すように、旋回フレーム５は、前後方向に延びる厚肉な鋼板等からなる底板５Ａと、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、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５Ｄ、右サイドフレーム５Ｅと、底板５Ａ、各縦板５Ｂ，５Ｃから左右方向に張出し、その先端部にそれぞれのサイドフレーム５Ｄ，５Ｅを支持した複数本の張出しビーム５Ｆ（図２中に２本のみ図示）と、を含んで構成されている。旋回フレーム５は、後述する機械室９の下側を閉塞するものである。
【0014】
カウンタウエイト６は、旋回フレーム５を形成する左右の縦板５Ｂ，５Ｃの後部に設けられている（図１参照）。このカウンタウエイト６は、作業装置４との重量バランスをとるもので、重量物として形成されている。
【0015】
キャブ７は、旋回フレーム５の左前側に設けられている。このキャブ７は、オペレータが搭乗するもので、その内部には、例えば、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（いずれも図示せず）が配設されている。
【0016】
外装カバー８は、後述のエンジン１０、油圧ポンプ１１、熱交換装置１２、排気ガス後処理装置１４を含む機器を覆っている。外装カバー８は、カウンタウエイト６とキャブ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。具体的に、外装カバー８は、熱交換装置１２の左側を覆うように旋回フレーム５の左サイドフレーム５Ｄから立上った左面部８Ａと、油圧ポンプ１１等の右側を覆うように旋回フレーム５の右サイドフレーム５Ｅから立上った右面部８Ｂと、エンジン１０等の上側を覆うように左面部８Ａの上部と右面部８Ｂの上部との間に亘って水平方向に延びた上面部８Ｃとを含んで構成されている。左面部８Ａには、外気を冷却風として機械室９に向けて流入させる通気口が設けられている。
【0017】
上面部８Ｃは、例えば、平坦な板状体として形成されている。上面部８Ｃには、尾管１５の直上に位置して上部開口８Ｄが設けられている。図３、図５に示すように、上部開口８Ｄは、尾管１５の外径寸法よりも大きな内径寸法をもった円形状の開口として形成されている。上部開口８Ｄには、後述する接続管１６が挿通される。また、上部開口８Ｄの周囲には、複数個、例えば４個のねじ穴８Ｅが設けられている。なお、ねじ穴８Ｅには、例えば、溶接ナット等が用いられている。
【0018】
機械室９は、カウンタウエイト６の前側に配置されている。この機械室９は、旋回フレーム５と外装カバー８とによって覆われた左右方向に長尺な直方体状の空間として形成されている。また、機械室９は、外装カバー８の左面部８Ａと熱交換装置１２との間に位置する冷却風流入室９Ａと、熱交換装置１２とファイヤウォール１３との間に位置するエンジン室９Ｂと、ファイヤウォール１３と右面部８Ｂとの間に位置するポンプ室９Ｃとに仕切られている。
【0019】
エンジン１０は、ディーゼルエンジンからなり、機械室９のエンジン室９Ｂ内に配置されている。エンジン１０は、旋回フレーム５の後側に左右方向に延在する横置き状態で設けられている。エンジン１０には、排気ガスを排出するための排気管１０Ａが設けられ、この排気管１０Ａには、後述の排気ガス後処理装置１４が設けられている。エンジン１０の左側には、熱交換装置１２と対面する位置に冷却ファン１０Ｂが設けられている。
【0020】
油圧ポンプ１１は、ポンプ室９Ｃ内に位置するようにエンジン１０の右側に設けられ、エンジン１０によって駆動される。油圧ポンプ１１は、後述の作動油タンク２７から供給される作動油を、圧油として制御弁装置（図示せず）に向け吐出する。
【0021】
熱交換装置１２は、冷却風の流れ方向（図２の左から右への流れ方向）で冷却ファン１０Ｂの上流側に対面するように設けられている。熱交換装置１２は、例えば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を含んで構成されている。熱交換装置１２は、機械室９の左側のエリアを冷却風流入室９Ａとエンジン室９Ｂとに仕切る仕切部材を構成している。
【0022】
ファイヤウォール１３は、油圧ポンプ１１の周囲に位置して旋回フレーム５と外装カバー８の上面部８Ｃとの間に設けられている。ファイヤウォール１３は、エンジン１０と油圧ポンプ１１との間を遮るもので、機械室９の右側のエリアをエンジン室９Ｂとポンプ室９Ｃとに仕切る仕切部材を構成している。ファイヤウォール１３は、例えば複数枚の鋼板を折り曲げて互いに固着することにより、エンジン１０に対する油圧ポンプ１１の取付基部を跨ぐように形成されている。これにより、ファイヤウォール１３は、油圧ポンプ１１の周囲で作動油の漏れが生じた場合でも、漏れ出た作動油がエンジン１０側（エンジン室９Ｂ側）に飛散するのを防止することができる。
【0023】
排気ガス後処理装置１４は、エンジン１０の排気管１０Ａに接続して設けられ、エンジン１０から排出された排気ガスを処理する。排気ガス後処理装置１４の構成、レイアウト等の一例について述べる。排気ガス後処理装置１４は、油圧ポンプ１１の上方となるエンジン１０の上部右側位置に前後方向に延びて設けられている。図３に示すように、排気ガス後処理装置１４は、前後方向に延びる円筒体として形成された筒状ケース１４Ａと、筒状ケース１４Ａの前側位置から左側に向けて径方向の外側に突出した流入管１４Ｂ（図２参照）と、筒状ケース１４Ａの後側位置に上下方向に延びて設けられた後述の尾管１５とを含んで構成されている。筒状ケース１４Ａは、外装カバー８の上面部８Ｃの下側近傍に配置されている。また、流入管１４Ｂは、エンジン１０の排気管１０Ａに接続されている。
【0024】
ここで、排気ガス後処理装置１４の筒状ケース１４Ａ内には、排気ガスを浄化するための処理装置、例えば、排気ガスに含まれる粒子状物質（ＰＭ）を捕集して除去するために酸化触媒やフィルタから構成された粒子状物質捕集装置（図示せず）が収容されている。なお、筒状ケース１４Ａ内には、粒子状物質捕集装置以外にも、尿素水溶液を用いて排気ガスに含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化するＮＯｘ浄化装置、排気ガスの騒音を低減する消音装置（排気マフラ）等を収容することができる。筒状ケース１４Ａは、例えば、取付ブラケット１４Ｃを介して油圧ポンプ１１と共にエンジン１０の右側部位に取付けられている。
【0025】
ここで、筒状ケース１４Ａ内に収容された粒子状物質捕集装置は、排気ガスに含まれる粒子状物質をフィルタで捕集する。この粒子状物質捕集装置は、フィルタに一定量の粒子状物質を捕集すると、堆積した粒子状物質を燃焼して除去することによってフィルタを再生し、粒子状物質の捕集性能を維持している。例えば、フィルタに堆積した粒子状物質を燃焼した場合、排気ガスの温度は、約６００度に達する。
【0026】
尾管１５は、排気ガス後処理装置１４から外装カバー８の上面部８Ｃに向けて突出し、処理後の排気ガスを噴出する。尾管１５は、排気ガス後処理装置１４を形成する筒状ケース１４Ａの後側位置に上側に突出して設けられている。尾管１５は、円筒体からなり、外装カバー８の上面部８Ｃに設けられた上部開口８Ｄの直下に配置されている。尾管１５の上部は、後述する接続管１６に挿通される。即ち、尾管１５の外径寸法Ｄは、接続管１６の内径寸法ｄよりも小さな値に設定されている。これにより、尾管１５と接続管１６との間には、機械室９内の空気をディフューザ１７内に向けて流通させるための後述の環状空間２４が形成されている。
【0027】
接続管１６は、外装カバー８の上部開口８Ｄに挿通され、外装カバー８の上面部８Ｃから下向きに延びている。接続管１６には、尾管１５が下側から挿入されている。接続管１６は、ディフューザ１７のフランジ部１８から下向きに延びた円筒体として形成されている。図３に示すように、接続管１６は、上端がフランジ部１８の円形開口１８Ａに嵌合されている。一方、円形開口１８Ａから下側に延びた接続管１６の下端は、尾管１５を取囲んでいる。ここで、接続管１６は、例えば、上下方向に延びた円筒体として形成され、全長に亘って均等な内径寸法ｄは、尾管１５の外径寸法Ｄよりも大きな値となっている（ｄ＞Ｄ）。これにより、接続管１６は、尾管１５との間に後述の環状空間２４を形成している。なお、接続管１６は、外装カバー８の上部開口８Ｄと同軸となるように、上面部８Ｃに取付ける構成としてもよい。
【0028】
次に、本実施形態の特徴部分となるディフューザ１７の構成および排気ガス等の流れ方について詳細に説明する。
【0029】
ディフューザ１７は、外装カバー８の上面部８Ｃに設けられている。ディフューザ１７は、後述する接続管１６の開口端の周囲に設けられている。ディフューザ１７は、尾管１５から噴出された排気ガスを機械室９の外部に導く。そして、ディフューザ１７は、後述のフランジ部１８、周壁部２１、天板部２２、排気口２３を含んで構成されている。
【0030】
図４、図５に示すように、フランジ部１８は、外装カバー８の上面部８Ｃに取付けられている。フランジ部１８は、例えば、左右方向に長尺な長方形状の板体として形成されている。フランジ部１８の中央には、接続管１６が取付けられる円形開口１８Ａが設けられている。また、フランジ部１８には、円形開口１８Ａを挟んだ長手方向の両側に、前後方向に間隔をもって２個、合計で４個のボルト挿通孔１８Ｂが設けられている。フランジ部１８は、各ボルト挿通孔１８Ｂに挿通されたボルト１９を外装カバー８の各ねじ穴８Ｅに螺着することにより、上面部８Ｃに取付けることができる。
【0031】
周壁部２１は、例えば、矩形状の筒状体として形成され、フランジ部１８の上面から立ち上がっている。周壁部２１は、第１周壁２１Ａ～第４周壁２１Ｄから形成されている。第１周壁２１Ａは、周壁部２１の一部であって、上部開口８Ｄを挟んで排気口２３と反対側、例えば前側に位置している。第１周壁２１Ａは、横方向に長尺な長方形状の平板として形成されている。また、第１周壁２１Ａは、上部開口８Ｄよりも前側に離れた位置に配置されている。
【0032】
第２周壁２１Ｂは、第１周壁２１Ａの一方の端部、例えば左側の端部に接続する平板として形成されている。第２周壁２１Ｂは、上部開口８Ｄよりも左側に離れた位置でフランジ部１８の上面から上側に延びて形成されている。第２周壁２１Ｂの上辺は、第１周壁２１Ａの上部から後側に向けて斜め上側に延びた斜辺部２１Ｂ１となっている。
【0033】
一方、第３周壁２１Ｃは、第１周壁２１Ａの他方の端部、例えば右側の端部に接続する平板として形成されている。第３周壁２１Ｃは、上部開口８Ｄよりも右側に離れた位置でフランジ部１８の上面から上側に延びて形成されている。第３周壁２１Ｃの上辺は、第２周壁２１Ｂと同様に、第１周壁２１Ａの上部から後側に向けて斜め上側に延びた斜辺部２１Ｃ１となっている。
【0034】
さらに、第４周壁２１Ｄは、上部開口８Ｄを挟んで排気口２３側、例えば第１周壁２１Ａと前後方向に間隔をもった後側に配置されている。第４周壁２１Ｄは、第１周壁２１Ａよりも上下方向の寸法が小さな長方形状の平板として形成され、第１周壁２１Ａと同様に、フランジ部１８の上面から立ち上がっている。また、第４周壁２１Ｄの長さ方向の両端は、第２周壁２１Ｂの後端と第３周壁２１Ｃの後端に接続されている。
【0035】
これにより、周壁部２１は、上部開口８Ｄから離れた矩形状の枠体として形成されている。図５に示すように、第１周壁２１Ａと第４周壁２１Ｄとの距離は、寸法Ｌ１に設定され、第２周壁２１Ｂと第３周壁２１Ｃとの距離は、寸法Ｌ２に設定されている。寸法Ｌ１と寸法Ｌ２とは、いずれも接続管１６の内径寸法ｄよりも大きな値に設定されている（Ｌ１＞ｄ、Ｌ２＞ｄ）。また、第２周壁２１Ｂの上辺は、第１周壁２１Ａの上部から後側に向けて斜め上側に延びた斜辺部２１Ｂ１となっている。同様に、第３周壁２１Ｃの上辺は、第１周壁２１Ａの上部から後側に向けて斜め上側に延びた斜辺部２１Ｃ１となっている。
【0036】
ここで、周壁部２１は、第１周壁２１Ａと第４周壁２１Ｄとの距離寸法Ｌ１と第２周壁２１Ｂと第３周壁２１Ｃとの距離寸法Ｌ２を接続管１６の内径寸法ｄよりも大きな値に設定することにより、接続管１６の開口端の周囲の通路面積を急激に大きくしている。これにより、ディフューザ１７は、接続管１６の開口端の周囲の圧力を下げて天板部２２側から周壁部２１側（接続管１６の開口端の周囲）に向かう逆向きの流れを発生させている。この場合に重要になるのは、天板部２２の下部と接している第１周壁２１Ａの位置であり、第１周壁２１Ａを接続管１６の開口端よりも前側に離れた位置に設置することで、天板部２２、第１周壁２１Ａに沿わせて排気ガスを後述の低圧エリア２６へと導くことができる。
【0037】
また、周壁部２１は、円形の接続管１６を取囲む矩形状の枠体として形成している。従って、接続管１６と周壁部２１とは、枠体の隅部と接続管１６との間隔が広く、隣合う隅部間の中間位置と接続管１６との間隔が狭くなる。このように、接続管１６と周壁部２１との間隔を周方向で異ならせた構造では、接続管１６と周壁部２１との間で生じる圧力（負圧）をばらつかせることができ、乱流を形成することができる。この乱流は、接続管１６から排気口２３に向けて流れる排気ガスと冷えた空気を積極的に混合する。
【0038】
なお、本実施形態では、ディフューザ１７は、排気ガスを上部旋回体３の後方向に排出する構成であるから、この排出方向と反対側の第１周壁２１Ａを接続管１６の開口端から離間させることが重要となっている。即ち、ディフューザが排気ガスを上部旋回体の右方向に排出する構成である場合には、この排出方向と反対側の左壁を排気口から離間させることが重要となる。
【0039】
天板部２２は、周壁部２１を形成する第１周壁２１Ａの上部から、第２周壁２１Ｂの斜辺部２１Ｂ１、第３周壁２１Ｃの斜辺部２１Ｃ１に沿って、第２周壁２１Ｂおよび第３周壁２１Ｃの上端まで延びた長方形状の平板として形成されている。即ち、天板部２２は、前側が低く、後側が高い傾斜面として形成されている。
【0040】
排気口２３は、接続管１６を介して尾管１５から噴出されて周壁部２１と天板部２２によって案内された排気ガスを排出する。排気口２３は、第２周壁２１Ｂ、第３周壁２１Ｃ、第４周壁２１Ｄおよび天板部２２によって囲まれた矩形状の開口として形成されている。排気口２３は、例えば後方に向けて開口している。
【0041】
環状空間２４は、尾管１５と接続管１６との間に形成されている。環状空間２４は、尾管１５から上向きに噴出される排気ガスを利用したエゼクタ効果によって、機械室９（エンジン室９Ｂ）内の空気を接続管１６内に流入させる通路となっている。
【0042】
このように構成されたディフューザ１７は、図５に示すように、外装カバー８の上面部８Ｃに設けられた上部開口８Ｄに上側から接続管１６を挿入し、フランジ部１８を上面部８Ｃに当接させる。この状態で、フランジ部１８に設けられた各ボルト挿通孔１８Ｂにボルト１９を挿通し、各ボルト１９をねじ穴８Ｅに螺着する。これにより、図４に示すように、ディフューザ１７は、外装カバー８の上面部８Ｃに一体的に取付けることができる。また、接続管１６は、隙間をもって尾管１５を取囲むことにより、尾管１５との間に環状空間２４を形成することができる。
【0043】
次に、尾管１５およびディフューザ１７における排気ガス等の流れについて、図３を参照しつつ説明する。
【0044】
まず、矢示Ａで示すように、尾管１５から噴出された排気ガスは、直上に位置する天板部２２の中央付近に衝突する。これにより、ディフューザ１７内には、排気ガスの衝突圧によって天板部２２の中央付近に高圧エリア２５が形成される。一方、矢示Ｂで示すように、尾管１５から噴出された排気ガスは、環状空間２４を通じて機械室９（エンジン室９Ｂ）内の空気を接続管１６内に引き込む。そして、環状空間２４を通じて接続管１６内に引き込まれた空気は、排気ガスと一緒にディフューザ１７内に噴出される。この場合、エンジン室９Ｂの空気は、排気ガスに比較して十分に低温であるから、エンジン室９Ｂから接続管１６内に引き込まれた空気は、排気ガスと一緒に流通することで排気ガスの熱を奪って温度を下げる。
【0045】
ここで、ディフューザ１７を構成する周壁部２１の各周壁２１Ａ～２１Ｄは、外装カバー８の上部開口８Ｄ（接続管１６の開口端）よりも尾管１５の径方向の外側に離れた位置に配設されている。これにより、接続管１６の開口端と各周壁２１Ａ～２１Ｄとの間は、急激に通路面積が拡大する拡開部となっている。
【0046】
このため、接続管１６内を流通し、接続管１６から排気ガスと空気とが一緒に上向きに噴出されると、矢示Ｃで示すように、噴出された排気ガスと空気は、接続管１６の周囲（拡開部）の空気を引き込む。これにより、接続管１６と各周壁２１Ａ～２１Ｄとの間の拡開部には、低圧エリア２６が形成される。
【0047】
このように、ディフューザ１７内に高圧エリア２５と低圧エリア２６とが形成されると、矢示Ｅで示すように、排気ガスと空気は、高圧エリア２５から低圧エリア２６に向けて流れる。そして、排気ガスと空気は、その一部が通常の排気ガスの流れと異なる矢示Ｃ方向の流れと矢示Ｅ方向の流れを発生することで、互いに積極的に混ざることになる。これにより、高温の排気ガスは、比較的に低温なエンジン室９Ｂの空気によって温度が下げられる。矢示Ｆで示すように、温度が下げられた排気ガス等は、ディフューザ１７の排気口２３から外部に排出される。
【0048】
図２に示すように、作動油タンク２７は、ポンプ室９Ｃの前側に位置して旋回フレーム５上に設けられている。作動油タンク２７は、油圧ショベル１に搭載された各種油圧アクチュエータに供給する作動油を貯えるものである。また、作動油タンク２７の前側には、エンジン１０に供給する燃料を貯える燃料タンク（図示せず）が配置されている。
【0049】
本実施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、この油圧ショベル１の動作について説明する。
【0050】
まず、オペレータは、キャブ７に搭乗して運転席に着座する。この状態で走行用の操作レバーを操作することにより、下部走行体２を駆動して油圧ショベル１を作業現場まで移動させることができる。また、オペレータは、作業用の操作レバーを操作することにより、作業装置４等を動作させて土砂の掘削作業等を行うことができる。
【0051】
油圧ショベル１を稼動しているときには、エンジン１０が排出する排気ガスを排気ガス後処理装置１４によって浄化する。具体的には、排気ガス後処理装置１４の粒子状物質捕集装置は、排気ガスに含まれる粒子状物質（ＰＭ）を捕集して除去するために酸化触媒やフィルタから構成されている。また、捕集した粒子状物質を燃焼して除去した場合、このときの排気ガスの温度は、例えば６００度以上の高温になることがある。
【0052】
然るに、本実施形態によれば、外装カバー８の上面部８Ｃには、ディフューザ１７が設けられている。また、ディフューザ１７は、外装カバー８の上部開口８Ｄの周囲を囲む位置から立ち上がる周壁部２１と、周壁部２１に接続して接続管１６の上方を覆う天板部２２と、接続管１６を介して尾管１５から噴出されて周壁部２１と天板部２２によって案内された排気ガスを排出する排気口２３と、を備えている。この上で、上部開口８Ｄを挟んで排気口２３と反対側に位置する第１周壁２１Ａは、平板として形成され、天板部２２は、第１周壁２１Ａから斜め上方に向かって延びる平板として形成されている。
【0053】
従って、接続管１６から噴出された排気ガスを平板からなる天板部２２に衝突させることで天板部２２側に高圧エリア２５を形成できる。また、接続管１６と第１周壁２１Ａとの間の拡開部には、低圧エリア２６を形成できる。これにより、排気ガスの一部を高圧エリア２５から低圧エリア２６に向けて流通（逆流）させることができ、ディフューザ１７内で排気ガスとエンジン室９Ｂから引き込んだ低温の空気とを積極的に混ぜることができる。この結果、高温の排気ガスに対してエンジン室９Ｂ側の低温の空気を混合することができるから、排気ガスの温度を低減することができる。
【0054】
ディフューザ１７は、外装カバー８の上面部８Ｃに取付けられるフランジ部１８を有し、周壁部２１は、フランジ部１８から立ち上がっている。これにより、ディフューザ１７は、例えば、フランジ部１８に挿通したボルト１９を上面部８Ｃに螺着することにより、周壁部２１を上面部８Ｃに容易に取付けることができる。
【0055】
次に、図６は本発明の第２の実施形態を示している。本実施形態の特徴は、ディフューザの天板部は、排気口から排出された排気ガスが衝突する位置に水平方向に延びる衝突板を有していることにある。なお、第２の実施形態では、上述した第１の実施形態と同一の構成要素に同一符号を付し、その説明を省略するものとする。
【0056】
図６において、第２の実施形態によるディフューザ３１は、第１の実施形態によるディフューザ１７と同様に、周壁部３３と天板部３４と排気口３５とを備えている。天板部３４は、接続管１６から排出された排気ガスが衝突する位置に衝突板３４Ａを有している。
【0057】
衝突板３４Ａは、接続管１６（尾管１５）の直上に位置して水平方向に延びたガス受部３４Ａ１を有している。従って、衝突板３４Ａは、そのガス受部３４Ａ１に対して下側の正面から排気ガス等を衝突させることができ、衝突圧を高めて高圧エリア３６の圧力を上昇させることができる。これにより、高圧エリア３６と低圧エリア２６との圧力差が大きくなるから、高圧エリア３６側の排気ガス等は、低圧エリア２６へと積極的に流通させることができる。
【0058】
かくして、このように構成された第２の実施形態においても、前述した第１の実施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の実施形態によれば、ディフューザ３１を形成する天板部３４は、接続管１６から排出された排気ガスが衝突する位置に水平方向に延びる衝突板３４Ａを有している。これにより、接続管１６から排気ガスを排出したときには、この排気ガスを衝突板３４Ａに衝突させて高圧エリア３６の圧力を上昇させることができる。この結果、高圧エリア３６と低圧エリア２６との圧力差が大きくなるから、高圧エリア３６側の排気ガス等を、低圧エリア２６へと積極的に流通させることができる。
【0059】
次に、図７は本発明の第３の実施形態を示している。本実施形態の特徴は、周壁部は、第１周壁の一方の端部に接続する平板状の第２周壁と、第１周壁の他方の端部に接続する平板状の第３周壁と、を有し、上部開口は、第１周壁、第２周壁および第３周壁によってコ字状に囲まれていることにある。なお、第３の実施形態では、上述した第１の実施形態と同一の構成要素に同一符号を付し、その説明を省略するものとする。
【0060】
図７において、第３の実施形態によるディフューザ４１の周壁部４２は、第１周壁４２Ａと、第１周壁４２Ａの一方の端部に接続する平板状の第２周壁４２Ｂと、第１周壁４２Ａの他方の端部に接続する平板状の第３周壁４２Ｃとを有している。これにより、外装カバー８の上部開口８Ｄは、第１周壁４２Ａ、第２周壁４２Ｂおよび第３周壁４２Ｃによってコ字状に囲まれている。また、ディフューザ４１は、天板部４３と排気口４４とを有している。
【0061】
かくして、このように構成された第３の実施形態においても、前述した第１の実施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の実施形態によれば、ディフューザ４１の構成を簡略化することができる。
【0062】
なお、第１の実施形態では、ディフューザ１７は、フランジ部１８、周壁部２１、天板部２２、排気口２３によって形成し、フランジ部１８を介して外装カバー８の上面部８Ｃに取付けた場合を例示している。しかし、本発明はこれに限らず、例えば、外装カバーの上面部にディフューザの周壁部を直接的に固着する構成としてもよい。この構成は、他の実施形態にも同様に適用することができる。
【0063】
第１の実施形態では、ディフューザ１７の周壁部２１は、第１周壁２１Ａ、第２周壁２１Ｂ、第３周壁２１Ｃおよび第４周壁２１Ｄによって矩形状の筒状体として形成した場合を例示している。しかし、本発明はこれに限らず、例えば、ディフューザの周壁部は、５角形以上の筒体として形成してもよい。この構成は、他の実施形態にも同様に適用することができる。
【0064】
各実施形態では、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、例えばホイール式の下部走行体を備えた油圧ショベルに適用してもよい。さらに、例えば油圧クレーン等のエンジンを備えた他の建設機械にも広く適用できるものである。
【符号の説明】
【0065】
１ 油圧ショベル（建設機械）
８ 外装カバー
８Ｃ 上面部
８Ｄ 上部開口
９ 機械室
１０ エンジン
１０Ａ 排気管
１４ 排気ガス後処理装置
１５ 尾管
１６ 接続管
１７，３１，４１ ディフューザ
１８ フランジ部
２１，３３，４２ 周壁部
２１Ａ，４２Ａ 第１周壁
２１Ｂ，４２Ｂ 第２周壁
２１Ｃ，４２Ｃ 第３周壁
２１Ｄ 第４周壁
２２，３４，４３ 天板部
２３，３５，４４ 排気口
３４Ａ 衝突板
８ 外装カバー
８Ｃ 上面部
８Ｄ 上部開口
９ 機械室
１０ エンジン
１０Ａ 排気管
１４ 排気ガス後処理装置
１５ 尾管
１６ 接続管
１７，３１，４１ ディフューザ
１８ フランジ部
２１，３３，４２ 周壁部
２１Ａ，４２Ａ 第１周壁
２１Ｂ，４２Ｂ 第２周壁
２１Ｃ，４２Ｃ 第３周壁
２１Ｄ 第４周壁
２２，３４，４３ 天板部
２３，３５，４４ 排気口
３４Ａ 衝突板
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】