技术领域
本实用新型涉及一种挖土机以及内部元件。
背景技术：
在以引擎为动力源的挖土机中，设置有包括对导入至引擎的空气的尘埃进行过滤的过滤器(元件)的空气净化器(例如，参考专利文献1)。
专利文献1：日本特开2015-98726号公报
在空气净化器中，有时在大致圆筒形状的元件(以下，称为“外部元件”)的内侧进一步设置有元件(以下，称为“内部元件”)。通过设置内部元件，在用于进行外部元件的更换和清扫等的装卸时，能够防止大气中的较大的尘埃从拆卸了外部元件的部分侵入至引擎内。
然而，在清扫外部元件时，若车间的大气中较多地含有较小的尘埃，则存在较小的尘埃附着在外部元件的内侧的面的可能性。并且，例如，向外部元件的内侧的面喷吹空气压缩机的压缩空气，而进行外部元件的清扫时，若压缩空气本身中含有较小的尘埃，则存在较小的尘埃附着在外部元件的内侧的面的可能性。因此，根据内部元件的粉尘捕捉性能，附着在安装于空气净化器的外部元件的内侧的面的较小的尘埃有可能会通过内部元件而侵入至引擎。
技术实现要素：
因此，鉴于上述课题，本实用新型的目的在于，提供一种能够进一步抑制包括较小的尘埃的空气侵入引擎的挖土机等。
本实用新型的一实施方式中，可提供一种挖土机，其具备：
作为动力源的引擎；以及
外部元件和内部元件，为对向所述引擎供给的空气进行过滤的空气净化器，该内部元件能够捕捉与该外部元件所捕捉的尘埃相同程度或者更小的尘埃。
在上述挖土机中，也可以构成为，所述外部元件及所述内部元件均包括带有褶皱的滤纸。
在上述挖土机中，也可以构成为，所述内部元件通过设置于所述外部元件的内侧的支承部件而被悬臂支承。
在上述挖土机中，也可以构成为，在所述内部元件的下游设置有测定进气压力的传感器。
在上述挖土机中，也可以构成为，当所述传感器的检测值低于规定值时，则进行通知。
并且，本实用新型的另一实施方式中，可提供一种内部元件，其用于挖土机的空气净化器，所述内部元件能够捕捉与外部元件所捕捉的尘埃相同程度或者更小的尘埃。
实用新型效果
根据上述实施方式，提供一种能够进一步抑制包括较小的尘埃的空气侵入引擎的挖土机。
附图说明
图1为挖土机的左视图。
图2为表示上部回转体的室内部的结构的一例的概略图。
图3(A)、图3(B)为表示上部回转体的左侧部的结构的一例的图。
图4为表示上部回转体中的空气净化器的搭载结构的一例的剖视图。
图5为表示空气净化器的结构的一例的分解图。
图6为空气净化器的轴向的剖视图。
图7为对基于褶皱结构的作用进行说明的图。
图中：1-下部行走体，2-上部回转体，2a-操纵室，2b-回转框架，2c-室框架，2d-室罩，2d1、2d2-开闭罩，3-附件，4-动臂，5-斗杆，6-铲斗，7A-引擎室，7B-空气净化器室，8-引擎，9-空气净化器，9a-空气导入部，9b-主体，9b1-圆筒部，9b2-端盖，9c-空气排出部，9d-外部元件，9e-内部元件，9f、9g-支承部件，9h-粉尘排出口，9s-传感器，12-冷却风扇，13-换热器单元，13A-散热器，13B-油冷却器，13C-中冷器，13D-燃料冷却器，13E-空调电容器，14-涡轮增压器，15-排气处理装置，15A-排气口，16-蓄电池，17-收纳空间，18-工作油罐，19-燃料箱，20-抽空阀。
具体实施方式
以下，参考附图，对本实用新型的非限定的例示的实施方式进行说明。
另外，在添加的所有附图中的记载中，对于相同或相应的部件或组件标注相同或相应的参考符号，并省略重复的说明。并且，附图中，若没有特别指定，则不以表示部件或组件间的相对比为目的。因此，由本领域技术人员参考以下非限定的实施方式而能够适当确定具体的尺寸。
并且，以下说明的实施方式为例示而并不限定实用新型，且记载于实施方式的所有的特征和其组合并不一定是实用新型的本质内容。
首先，参考图1，对本实施方式所涉及的挖土机的基本结构进行说明。
图1表示本实施方式所涉及的挖土机的一例的左视图。本实施方式中，作为挖土机的一例以液压挖土机为例示进行说明。
如图1所示，挖土机主要包括下部行走体1、上部回转体2及附件3等而构成。在下部行走体1的上部中，可回转地搭载有上部回转体2，且在上部回转体2的前侧安装有附件3。附件3包括由动臂4、斗杆5及铲斗6构成的挖掘附件。
另外，在本说明书中，上部回转体2的前侧是指，从上部回转体2的中央观察时位于安装有动臂4的方向的部分。并且，上部回转体2的左侧是指，在上部回转体2上，操作人员朝向前方(X1方向)时位于左边的部分。并且，上部回转体2的右侧是指，在上部回转体2上，操作人员朝向前方(X1方向)时位于右边的部分。
下部行走体1主要由左右一对履带构成，能够使挖土机前进或者后退。
上部回转体2主要包括操纵室2a、回转框架2b、室框架2c及室罩2d等而构成。操纵室2a设置于上部回转体2的前部左侧。回转框架2b构成上部回转体2的底部，并支承操纵室2a等。室框架2c在回转框架2b上，构成配置于操纵室2a的后方的室部的骨架，室罩2d构成其室部的上表面及侧面的外壳。即，室部主要包括室框架2c、室罩2d等而构成。
并且，在上部回转体2的前部中央，可俯仰地枢轴安装有动臂4，在该动臂4的前端部，可上下转动地连结有斗杆5。而且，在斗杆5的前端部，可上下转动地安装有铲斗6。
接着，参考图2、图3(A)、图3(B)，对挖土机的室内部的结构进行说明。
图2为概略地表示上部回转体2的室内部的俯视图。图3(A)、图3(B)为从左侧面观察上部回转体2的图。具体而言，图3(A)为打开开闭罩2d1、2d2这两者的状态的上部回转体2的左视图，图3(B)为从左斜上后方观察只打开开闭罩2d1、2d2中的开闭罩2d2的状态的上部回转体2的立体图。
另外，图2中，表示去除室罩2d的上部回转体2的状态。
如图2所示，在上部回转体2的室内部中包括引擎室7A及空气净化器室7B。在室罩2d中，左侧面设置有开闭罩2d1、2d2，并开放开闭罩2d1、2d2的每一个，由此用户(操作人员、服务人员、工作人员等)能够接近引擎室7A及空气净化器室7B的左侧的部分。
另外，由图2的斜线阴影线表示的部分表示关闭状态的开闭罩2d1、2d2，由单点划线表示的部分表示打开状态的开闭罩2d1、2d2。
如图2所示，引擎室7A在上部回转体2的后部，从左端部遍及右端部而设置。在引擎室7A中设置有柴油引擎(以下，简称为“引擎”)8、冷却风扇12、换热器单元13、涡轮增压器14、排气处理装置15、蓄电池16等。具体而言，在引擎室7A的左右方向的中央部配置有引擎8。并且，在引擎8的左端部(Y1侧的端部)设置有由引擎8的动力驱动的冷却风扇12。并且，在引擎8的前表面(X1侧的侧面)安装有涡轮增压器14。并且，在引擎8的右方(Y2方向)，即在引擎室7A的右端部设置有排气处理装置15。并且，在冷却风扇12的左方(Y1方向)设置有包括散热器13A、油冷却器13B、中冷器13C、燃料冷却器13D、空调电容器13E等的换热器单元13。并且，在换热器单元13的左方(Y1方向)，即在引擎室7A的左端部配置有蓄电池16。
并且，如图3(A)、图3(B)所示，换热器单元13的至少一部分及蓄电池16以开闭罩2d1被开放的状态下能够从上部回转体2的左方辨识的状态配置。
空气净化器室7B与引擎室7A的左侧的部分的前方相邻，并设置于上部回转体2的左侧。在空气净化器室7B中设置有空气净化器9等。并且，在空气净化器室7B的前方(X1方向)设置有操纵室2a。并且，在空气净化器室7B的右方(Y2方向)的上部回转体2的右侧设置有工作油罐18。工作油罐18储存向驱动上述下部行走体1、上部回转体2、附件3等的液压驱动器(液压缸、液压马达等)供给的工作油。并且，在工作油罐18的前方(X1方向)设置有燃料箱19。燃料箱19以可供给燃料的方式连接于引擎8，并储存引擎8的燃料(轻油)。在燃料箱19的前方(X1方向)设置有可收纳工具等的收纳空间17。并且，操纵室2a设置于配置在上部回转体2的前部中央的动臂4的左方(Y1方向)，燃料箱19及收纳空间17设置于动臂4的右方(Y2方向)。
空气净化器9对经由涡轮增压器14而要导入至引擎8的空气进行过滤。如图3(A)、图3(B)所示，空气净化器9配置于空气净化器室7B的上部空间。空气净化器9通过形成在外周部的空气导入部9a而吸入空气。吸入至内部的空气在圆筒状的过滤器，具体而言，在外部元件9d及内部元件9e的周围，一边形成较弱的螺旋流，一边向左方向(Y1方向)推进。在该过程中，由于离心力在粉尘等空气中的较重的粉尘(以下，称为“重质粉尘”)中起作用，因此空气与重质粉尘分离。具体而言，螺旋流中的重质粉尘被推压于空气净化器9的主体9b的内壁，并沿着其内壁推进，通过后述的粉尘排出口9h(参考图4)而聚集在抽空阀20内。聚集在抽空阀20内的重质粉尘在抽空阀20打开时排出至下方。另一方面，包含螺旋流中的较轻的粉尘(以下，称为“轻质粉尘”)的空气通过外部元件9d、内部元件9e而进入内部元件9e内。此时，在外部元件9d、内部元件9e中，空气中的轻质粉尘被捕捉(过滤)。而且，进入内部元件9e内的空气经由空气排出部9c被排出，而供给至涡轮增压器14的离心式压缩机中。对于空气净化器9的结构的详细内容进行后述。
并且，如图3(A)、图3(B)所示，空气净化器9以开闭罩2d2被开放的状态下能够从上部回转体2的左方辨识的状态配置。
通过空气净化器9吸入的空气由涡轮增压器14的压缩机压缩并且由中冷器13C冷却而到达引擎8的燃烧室。并且，从引擎8排出的排气使涡轮增压器14的涡轮旋转并且由排气处理装置15净化之后，从排气口15A排出至大气中。排气处理装置15可以包括选择催化剂还原(SCR：Selective Catalytic Reduction)系统、柴油微粒子捕集过滤器(DPF：Diesel Particulate Filte r)等。并且，无需一定设置排气处理装置15，作为代替，也可以具备不具有净化功能而只具备消音功能的消音器(消音装置)。
并且，在空气净化器9的下游，即在空气净化器9与涡轮增压器14之间的进气配管设置有检测进气压力的传感器9s。传感器9s的检测值被发送至控制挖土机的动作的控制器中(未图示)。由此，控制器例如能够判断基于空气净化器9的异常(外部元件9d的堵塞等)的进气压力的下降。具体而言，控制器在传感器9s的检测值低于规定阈值的情况下，判断为空气净化器9的异常，并通知该情况。例如，控制器为，通过使指示器显示在设置于操纵室2a内的监视器中，能够向挖土机的操作人员通知空气净化器9的异常，并促使进行适当的对应(外部元件9d的更换和清扫等)。
另外，可以代替传感器9s，在相同的位置(空气净化器9与涡轮增压器14之间的进气配管)中配置机械式的指示器。例如，根据进气配管内的压力，设置从显示位置由于弹性体的作用等而机械性地变化的进气配管的外部能够辨识的指示器，用户开放开闭罩2d2，且辨识该指示器的位置，由此可以为能够确认空气净化器9的异常(外部元件9d的堵塞等)的方式。
在此，在清扫外部元件9d时，若车间的大气中较多地含有较小的尘埃，则存在较小的尘埃附着在外部元件9d的内侧的面的可能性。并且，例如，向外部元件9d的内侧的面喷吹空气压缩机的压缩空气，而进行外部元件9d的清扫时，若压缩空气本身中含有较小的尘埃，则存在较小的尘埃附着在外部元件9d的内侧的面的可能性。因此，根据内部元件9e的粉尘捕捉性能，存在附着在安装于空气净化器9的外部元件9d的内侧的面的较小的尘埃通过内部元件9e而侵入至引擎8的可能性。因此，本实施方式中，通过优化内部元件9e的粉尘捕捉性能，而进一步抑制包含较小的尘埃的空气侵入引擎8。以下，参考图4～图6，对本实施方式所涉及的空气净化器9的结构的详细内容进行说明。
图4为包括空气净化器9的部分的空气净化器室7B的正面剖视图。具体而言，图4为从前方(X1侧)观察上部回转体2中的包括图3(A)的双点划线的YZ平面(铅垂面)的截面的剖视图。图5为表示空气净化器9的结构的一例的分解图。并且，图6为空气净化器9的轴向(Y1、Y2方向)的剖视图。以下说明中，将上述轻质粉尘简单地表现为“粉尘”。
另外，图4中开闭罩2d2被关闭。
如图4～图6所示，空气净化器9如上所述包括：空气导入部9a、主体9b、空气排出部9c、外部元件9d、内部元件9e、支承部件9f、9g、粉尘排出口9h。
如上所述，空气导入部9a设置于主体9b的外周部。
主体9b包括圆筒部9b1与端盖9b2。
圆筒部9b1中，一端与空气排出部9c连接且另一端被开放。在圆筒部9b1的敞开端(另一端)安装有端盖9b2。
端盖9b2安装于圆筒部9b1的开放端，并关闭该开放端。并且，在端盖9b2的外周部中，设置有与主体9b的内部空间连通的粉尘排出口9h。
空气排出部9c连接于主体9b的圆筒部9b1的一端侧的中央(轴心)部分，通过外部元件9d及内部元件9e，而向涡轮增压器14排出所过滤的空气。如图4所示，与空气排出部9c的主体9b(圆筒部9b1)的连接部分的外径变得小于内部元件9e的内径。由此，从空气排出部9c，仅排出有通过外部元件9d及内部元件9e的空气。
外部元件9d过滤从空气导入部9a导入至主体9b内的空气。外部元件9d具有外径小于圆筒部9b1的内径的大致圆筒形状。并且，外部元件9d中，圆筒形状的一端被开放，且悬臂支承于设置在主体9b的端部(连接有空气排出部9c的端部)的内表面的支承部件9f，并且另一端与端盖9b2抵接而被关闭。由此，主体9b内的空间通过外部元件9d而被划分，因此导入至主体9b内的空气必然通过外部元件9d。
另外，外部元件9d的另一端可以为被与端盖9b2不同的其他盖体关闭的结构。
外部元件9d具有能够捕捉到较小的粉尘的结构。即，外部元件9d包括孔比较小的滤材(滤纸)而构成。由此，外部元件9d能够捕捉包含于导入至空气净化器9(主体9b)的内部的空气的大部分粉尘。
并且，如图6所示，外部元件9d包括在周向上设置有多个折线(褶皱)的褶皱结构的滤纸而构成。外部元件9d通过具有褶皱结构，能够增加空气可通过的面积。对于基于褶皱结构的作用进行后述。
内部元件9e过滤通过外部元件9d的空气。内部元件9e具有外径小于外部元件9d的内径的大致圆筒形状。内部元件9e中，圆筒形状的一端被开放，且悬臂支承于设置在主体9b的端部(连接有空气排出部9c的端部)的内表面的支承部件9g，并且圆筒形状的另一端被关闭。并且，内部元件9e的轴向的长度比外部元件9d短。由此，在主体9b的内部空间，内部元件9e容纳于外部元件9d的内侧的空间。
内部元件9e具有能够捕捉到与外部元件9d所捕捉的粉尘相同程度或者更小的粉尘的结构。即，内部元件9e包括与外部元件9d的孔相同程度或者孔更细的滤材(滤纸)而构成。由此，内部元件9e在清扫时能够捕捉附着在外部元件9d的内表面的较小的粉尘，并抑制该粉尘侵入引擎8。
并且，如图6所示，内部元件9e与外部元件9d相同，包括在周向上设置有多个褶皱的褶皱结构的滤纸而构成。内部元件9e通过具有褶皱结构，能够增加空气可通过的面积。对于基于褶皱结构的作用进行后述。
支承部件9f具有从圆筒部9b1的端部(连接有空气排出部9c的端部)的内表面延伸，且端部被开放的、与圆筒部9b1大致相同轴心的圆筒形状。并且，支承部件9f具有与外部元件9d的内径相等的外径。由此，支承部件9f能够插入于外部元件9d的端部，且悬臂支承外部元件9d。
支承部件9g与支承部件9f相同，具有从圆筒部9b1的端部的内表面延伸，且端部被开放的、与圆筒部9b1大致相同轴心的圆筒形状。并且，支承部件9g具有与内部元件9e的外径相等的内径。由此，内部元件9e能够插入于支承部件9g被开放的端部，且支承部件9g能够悬臂支承内部元件9e。
如图4、图6所示，在空气净化器9中，从空气导入部9a导入的空气首先进入主体9b内的外部元件9d的上游侧的空间(即，主体9b内的主体9b的内表面与外部元件9d之间的空间)SP1，而通过外部元件9d。并且，通过外部元件9d的空气进入主体9b内的外部元件9d与内部元件9e之间的空间SP2，而通过内部元件9e。并且，通过内部元件9e的空气进入主体9b内的内部元件9e的下游侧的空间(即，主体9b内的内部元件9e的内部空间)SP3，而从与空间SP3连通的空气排出部9c向涡轮增压器14排出。
接着，参考图7，对基于外部元件9d、内部元件9e的褶皱结构的作用进行说明。
图7为对基于褶皱结构的作用进行说明的图。具体而言，是模拟地表示从空气导入部9a导入至空气净化器9(主体9b)的内部的空气朝向(设置有外部元件9d、内部元件9e及空气排出部9c的)径向的内侧流动时的流路面积的变化的图。具体而言，是在空气净化器9的主体9b内模拟地表示空气从外部元件9d的上游侧的空间SP1通过外部元件9d，而进入外部元件9d与内部元件9e之间的空间SP2，通过内部元件9e而流入内部元件9e的下游侧的空间SP3的状态的图。
如上所述，在空气净化器9的主体9b内，空气朝向径向的内侧，以外部元件9d的上游侧的空间SP1→外部元件9d→外部元件9d与内部元件9e之间的空间SP2→内部元件9e→内部元件9e的下游侧的空间SP3的顺序通过。此时，径向的较内侧(例如，内部元件9e的位置)中的流路面积A3(假想的圆筒面的面积)相对于径向的较外侧的位置(例如，外部元件9d的位置)中的流路面积A1(假想的圆筒面的面积)变小。因此，若单纯地设置圆筒状的海绵或氨基甲酸酯的元件，则空气可通过的面积只有相当于假想的圆筒面的面积的流路面积A3。
与此相对，如本实施方式中的外部元件9d、内部元件9e，若采用褶皱结构，则如上所述，设置有折线(褶皱)，能够使空气可通过的面积增加。因此，与相当于单纯的圆筒面的流路面积A3相比，采用褶皱结构时的空气可通过的流路面积(有效流路面积)A2增加，并且空气的流速v大致与流路面积成反比，因此能够抑制空气的流速v。
在此，吸入至引擎8的空气的流速v速度较高，因此由外部元件9d、内部元件9e产生的阻力(即，压力损失ΔP)中，惯性电阻的影响是支配性的，与流速v的平方(ΔP∝v2)成正比。因此，通过在外部元件9d、内部元件9e中采用褶皱结构，由此即使使用相同程度孔小的滤材(即，能够捕捉相同程度大小的粉尘的滤材)的情况下，也能够大幅降低压力损失。
并且，一般，在装卸外部元件时，以较大的粉尘从拆卸外部元件的部分侵入引擎为目的，内部元件使用孔比较大的海绵元件或氨基甲酸酯元件的情况较多。另一方面，本实施方式所涉及的内部元件9e的孔比较小，能够捕捉与外部元件9d相同程度或者更小的粉尘。因此，内部元件9e相对于一般的内部元件，会增加由于粉尘捕捉性能(孔小程度)而引起的压力损失。但是，如上所述，关于由内部元件9e产生的压力损失ΔP中，惯性电阻的影响是支配性的，与相对于作为电阻体的内部元件9e的空气的流动的面积成正比。即，由内部元件9e产生的压力损失ΔP与内部元件9e的孔小程度成正比。
与此相对，如上所述，由内部元件9e产生的压力损失ΔP与空气的流速v的平方成正比，因此，本实施方式中的内部元件9e中，采用褶皱结构，能够降低空气的流速v，因此能够大幅抑制压力损失ΔP，并能够填补由于孔小程度引起的压力损失ΔP的增加量。即，即便在能够较高地提高内部元件9e的粉尘捕捉性能(使内部元件9e的孔较小的)的情况下，通过采用褶皱结构，也能够抑制内部元件9e中的压力损失的增加。
以上，对本实用新型的优选实施方式进行了详细说明，但是本实用新型并不限于上述的实施方式，在不脱离本实用新型的范围的情况下，能够在上述的实施方式中进行各种变形及替换。