專利名稱：排氣凈化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及排氣凈化裝置。
背景技術(shù)：
一直以來，在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中，在廢氣流通的排氣管的途中，裝備選擇還原型催化齊U，該選擇還原型催化劑具備即使在氧共存下也選擇性地使NOx與還原劑反應(yīng)的性質(zhì)，將必要量的還原劑添加至該選擇還原型催化劑的上游側(cè)而使該還原劑在選擇還原型催化劑上與廢氣中的NOx(氮氧化物)發(fā)生還原反應(yīng)，由此能夠降低NOx的排出濃度。另一方面，在工廠等的工業(yè)的排煙脫硝處理的領(lǐng)域中，使用氨(NH3)作為還原劑而·還原凈化NOx的方法的有效性已廣為人知，但在汽車的情況下，由于涉及搭載氨而行駛，難以確保安全，因而近年來，研究將無毒性的尿素水用作還原劑(例如，參照專利文獻(xiàn)I)。S卩，如果在選擇還原型催化劑的上游側(cè)將尿素水添加至廢氣中，那么尿素水按照下式而在該廢氣中熱分解為氨和二氧化碳，廢氣中的NOx在選擇還原型催化劑上被氨良好地還原凈化。(NH2) 2C0+H20 — 2NH3+C02
然后，如圖I所示，作為在選擇還原型催化劑I的上游側(cè)將尿素水3添加至廢氣2中的現(xiàn)有技術(shù)，已知將尿素水添加裝置4的噴嘴部4a插入至排氣流路5的軸心附近為止而將尿素水3添加至廢氣2的流動(dòng)中心，但是，由于該情況下尿素水添加裝置4的噴嘴部4a直接暴露于高溫的廢氣2的流動(dòng)，因而尿素水添加裝置4的耐久性被視為不穩(wěn)定。因此，如圖2所示，探討在排氣流路5的側(cè)面設(shè)置向著上游側(cè)傾斜地分支的噴射口6，相對(duì)于該噴射口 6而從排氣流路5的外側(cè)安裝尿素水添加裝置4并使該尿素水添加裝置4面對(duì)該排氣流路5內(nèi)，保護(hù)該尿素水添加裝置4使其不直接地暴露于高溫的廢氣2的流動(dòng)，同時(shí)添加尿素水3。專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)I :日本特開2005-273614號(hào)公報(bào)。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題
然而，在以圖I和圖2的形式將尿素水3添加至廢氣2中時(shí)，如果要求迄今為止以上的NOx凈化性能而使尿素水3的添加量增大，則未能完全氣化的尿素水3附著(或介于)排氣流路5的內(nèi)周面而形成流動(dòng)，該尿素水3通過化學(xué)反應(yīng)而生成的物質(zhì)可能誘發(fā)進(jìn)行迅速的腐蝕，尤其是如圖2所示，在從形成于排氣流路5的側(cè)面的噴射口 6噴射尿素水3的形式中，尿素水3的噴霧容易受到廢氣2的流動(dòng)的影響，容易形成如沿著排氣流路5的內(nèi)周面那樣的偏離的流動(dòng)，因而存在著尿素水3變得難以氣化而容易介于排氣流路5的內(nèi)周面且容易誘發(fā)腐蝕的問題。另外，如圖I所示，在已知的尿素水添加裝置4中，將尿素水3與空氣混合而以氣液混合狀態(tài)導(dǎo)入至噴嘴部4a為止，隨后以附帶空氣輔助的噴射方式進(jìn)行尿素水3的添加，但是，在為了節(jié)省空氣配管而謀求成本降低，采用無空氣輔助地加壓噴射尿素水3的無空氣式的噴射方式的情況下，由于添加的尿素水3中不包含空氣，因而存在著以下問題構(gòu)成排氣流路5的不銹鋼的表面的氧濃度容易降低，不銹鋼的表面的鈍化變得困難，耐腐蝕性降低，更容易造成上述尿素水3的添加所引起的腐蝕。再者，在捕集廢氣2中的微粒的微粒過濾器經(jīng)由排氣流路5而裝備于選擇還原型催化劑I的上游側(cè)的情況下，還存在以下問題為了應(yīng)對(duì)微粒過濾器再生中的NOx濃度增加且冷卻尿素水添加裝置4，必須使尿素水3的添加量增加，而且，捕集于該微粒過濾器內(nèi)的微粒的燃燒引起排氣溫度升高，使得上述尿素水3的化學(xué)反應(yīng)活躍化且腐蝕速度加速，因而更容易造成腐蝕。此外，也考慮了將排氣流路5全體改變?yōu)楦逤r材等的耐腐蝕性高的材質(zhì)的對(duì)策，但是，由于高Cr材等的耐腐蝕性高的材質(zhì)為高價(jià)，因而排氣流路5全體的更換招致排氣凈化裝置的設(shè)備成本的大幅高漲?！け景l(fā)明是鑒于上述實(shí)際情況而完成的，目的是能夠防止排氣流路的腐蝕且不招致設(shè)備成本的大幅高漲。用于解決問題的手段
本發(fā)明涉及一種排氣凈化裝置，其特征在于，具備使廢氣中所包含的NOx與氨反應(yīng)的選擇還原型催化劑、將廢氣引導(dǎo)至該選擇還原型催化劑的排氣流路以及備置于該排氣流路的途中并將尿素水添加至廢氣中的尿素水添加裝置，上述排氣流路中的尿素水的添加位置附近由相對(duì)于因尿素水的添加而生成的物質(zhì)的耐腐蝕性比除了該附近之外的排氣流路的剩余部分更高的材質(zhì)構(gòu)成。而且，如果這樣，那么，在為了提高NOx凈化性能而使尿素水的添加量增大時(shí)，即使在排氣流路的內(nèi)周面產(chǎn)生未能完全氣化的尿素水的附著，但由于該排氣流路中的尿素水的添加位置附近由相對(duì)于因尿素水的添加而生成的物質(zhì)的耐腐蝕性比除了該附近之外的排氣流路的剩余部分更高的材質(zhì)構(gòu)成，因而也防止了誘發(fā)進(jìn)行迅速的腐蝕的情況。再者，在本發(fā)明中，優(yōu)選應(yīng)用于尿素水添加裝置采用無空氣輔助地加壓噴射尿素水的無空氣式的噴射方式的構(gòu)成，如果這樣，那么，尿素水的添加不需要空氣輔助，能夠節(jié)省對(duì)尿素水添加裝置的空氣配管。另外，在本發(fā)明中，優(yōu)選應(yīng)用于捕集廢氣中的微粒的微粒過濾器經(jīng)由排氣流路而裝備在選擇還原型催化劑的上游的構(gòu)成，如果這樣，那么，廢氣中的微粒在選擇還原型催化劑的上游被微粒過濾器捕集，因而不僅能夠降低NOx，也能夠同時(shí)地降低微粒。再者，在本發(fā)明中，優(yōu)選尿素水添加裝置配置成能夠從形成于排氣流路的側(cè)面的噴射口噴射尿素水，如果這樣，那么，能夠保護(hù)尿素水添加裝置使其不直接暴露于高溫的廢氣的流動(dòng)。發(fā)明效果
依照上述的本發(fā)明的排氣凈化裝置，如下所述，能夠起到各種優(yōu)異的效果。(I)通過由耐腐蝕性較高的材質(zhì)部分地構(gòu)成排氣流路中的尿素水的添加位置附近，從而能夠防止尿素水的添加所引起的排氣流路的腐蝕，因而與將排氣流路全體更換成高Cr材等的耐腐蝕性較高的材質(zhì)的情況相比，能夠謀求設(shè)備成本的大幅削減。
(II)在尿素水添加裝置采用無空氣輔助地加壓噴射尿素水的無空氣式的噴射方式的情況下，通過使尿素水添加裝置作為無空氣輔助地加壓噴射尿素水的無空氣式的噴射方式，從而能夠節(jié)省對(duì)尿素水添加裝置的空氣配管而能夠謀求大幅的成本降低。(III)在捕集廢氣中的微粒的微粒過濾器經(jīng)由排氣流路而裝備于選擇還原型催化劑的上游的情況下，通過將捕集廢氣中的微粒的微粒過濾器經(jīng)由排氣流路而裝備于選擇還原型催化劑的上游，從而不僅能夠降低NOx，也能夠同時(shí)地降低微粒。(IV)在尿素水添加裝置配置成能夠從形成于排氣流路的側(cè)面的噴射口噴射尿素水的情況下，通過將尿素水添加裝置配置成能夠從形成于排氣流路的側(cè)面的噴射口噴射尿素水，從而保護(hù)尿素水添加裝置使其不直接暴露于高溫的廢氣的流動(dòng)，能夠大幅地提高上述尿素水添加裝置的耐久性。


圖I是顯示現(xiàn)有的排氣凈化裝置的一示例的剖面圖?！D2是顯示現(xiàn)有的排氣凈化裝置的另一示例的剖面圖。圖3是顯示本發(fā)明的一實(shí)施例的剖面圖。圖4是顯示S字配置的排氣凈化裝置的示例的概要圖。圖5是顯示本發(fā)明的另一實(shí)施例的剖面圖。圖6是顯示U字配置的排氣凈化裝置的示例的概要圖。圖7是顯示L字配置的排氣凈化裝置的示例的概要圖。圖8是顯示直線形(inline)配置的排氣凈化裝置的示例的概要圖。圖9是顯示本發(fā)明的又一實(shí)施例的剖面圖。圖10是顯示圖9的變形例的剖面圖。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖，說明本發(fā)明的實(shí)施方式。圖3顯不了本發(fā)明的一實(shí)施例，與圖I和圖2標(biāo)注相同的符號(hào)的部分表不同一物。如圖3所示，在本實(shí)施例中，由分割件5a部分地構(gòu)成排氣流路5中的尿素水3的添加位置附近，該分割件5a由相對(duì)于因尿素水3的添加而生成的物質(zhì)的耐腐蝕性比除了該附近之外的排氣流路5的剩余部分更高的材質(zhì)構(gòu)成，相對(duì)于上游側(cè)和下游側(cè)的排氣流路5而以套筒接合形式嵌合并連接該分割件5a的前后端，并且，將向著上游側(cè)傾斜地分支的噴射口 6設(shè)于上述分割件5a的側(cè)面,相對(duì)于該噴射口 6而從外側(cè)安裝尿素水添加裝置4,該尿素水添加裝置4采用無空氣輔助地加壓噴射尿素水3的無空氣式的噴射方式。圖4顯示了具體地應(yīng)用圖3的構(gòu)造的示例，在此圖示的示例中，由外殼8、9各自裝載而并列地配置選擇還原型催化劑I和微粒過濾器7，由排氣流路5連接微粒過濾器7的出側(cè)端部和選擇還原型催化劑I的入側(cè)端部之間，以從微粒過濾器7的出側(cè)端部排出的廢氣2沿相反的方向折回而被導(dǎo)入至相鄰的選擇還原型催化劑I的入側(cè)端部的S字配置的排氣凈化裝置作為對(duì)象，將圖3的構(gòu)造應(yīng)用于上述排氣流路5的直進(jìn)部A。此外，在此圖示的示例中，在裝載有微粒過濾器7的外殼9內(nèi)的前段，裝備有氧化處理廢氣2中的未燃燒燃料成分的氧化催化劑10，另外，在裝載有選擇還原型催化劑I的外殼8內(nèi)的后段，裝備有氧化處理剩余的氨的降氨催化劑11。而且，如果這樣，那么，在為了提高NOx凈化性能而使尿素水3的添加量增大時(shí)，即使在排氣流路5的內(nèi)周面產(chǎn)生未能完全氣化的尿素水3的附著，但由于形成該排氣流路5中的尿素水3的添加位置附近的分割件5a由相對(duì)于因尿素水3的添加而生成的物質(zhì)的耐腐蝕性比除了該分割件5a之外的排氣流路5的剩余部分更高的材質(zhì)構(gòu)成，因而也防止了誘發(fā)在此進(jìn)行迅速的腐蝕的情況。所以，依照上述實(shí)施例，通過由耐腐蝕性較高的材質(zhì)的分割件5a部分地構(gòu)成排氣流路5中的尿素水3的添加位置附近，從而能夠防止尿素水3的添加所引起的排氣流路5的腐蝕，因而與將排氣流路5全體更換成高Cr材等的耐腐蝕性較高的材質(zhì)的情況相比,能夠謀求設(shè)備成本的大幅削減。再者，在本實(shí)施例中，由于在尿素水添加裝置4采用無空氣輔助地加壓噴射尿素水3的無空氣式的噴射方式，因而尿素水3的添加不需要空氣輔助，能夠節(jié)省對(duì)尿素水3的添加裝置的空氣配管，由此能夠謀求大幅的成本降低?！ち硗?，由于微粒過濾器7經(jīng)由排氣流路5而裝備于選擇還原型催化劑I的上游，因而廢氣2中的微粒在選擇還原型催化劑I的上游被微粒過濾器7捕集，不僅能夠降低NOx，也能夠同時(shí)地降低微粒。而且，由于尿素水添加裝置4配置成能夠從形成于排氣流路5的側(cè)面的噴射口 6噴射尿素水3，因而能夠保護(hù)尿素水添加裝置4使其不直接暴露于高溫的廢氣2的流動(dòng)，能夠大幅地提高上述尿素水添加裝置4的耐久性。此外，在以上的說明中，描述了從圖4的S字配置的排氣凈化裝置中的排氣流路5的直進(jìn)部A的途中進(jìn)行尿素水3的添加的情況，但在從圖4的S字配置的排氣凈化裝置中的排氣流路5的拐角部B進(jìn)行尿素水3的添加的情況下，如圖5所示，使用肘型地彎折的分割件5a即可，在該分割件5a的中途部設(shè)有噴射口 6，該噴射口 6沿著下游側(cè)的排氣流路5的軸心且沿從該下游側(cè)的排氣流路5離開的方向突出，相對(duì)于該噴射口 6而從排氣流路5的外側(cè)安裝尿素水添加裝置4即可。另外，將微粒過濾器7裝備在選擇還原型催化劑I的上游的排氣凈化裝置的布局，除了先前圖4所示的S字配置之外，也可以如圖6所示為U字配置，在從該圖6的U字配置的排氣凈化裝置中的排氣流路5的直進(jìn)部A進(jìn)行尿素水3的添加的情況下，應(yīng)用圖3的構(gòu)造，在從排氣流路5的拐角部B進(jìn)行尿素水3的添加的情況下，應(yīng)用圖5的構(gòu)造即可。再者，如果將微粒過濾器7裝備在選擇還原型催化劑I的上游的排氣凈化裝置的布局如圖7所示為L(zhǎng)字配置，那么，在從該圖7的L字配置的排氣凈化裝置中的排氣流路5的直進(jìn)部A進(jìn)行尿素水3的添加的情況下，應(yīng)用圖3的構(gòu)造，在從排氣流路5的拐角部B進(jìn)行尿素水3的添加的情況下，應(yīng)用圖5的構(gòu)造即可。此外，如果將微粒過濾器7裝備在選擇還原型催化劑I的上游的排氣凈化裝置的布局如圖8所示為直線形配置，那么，在該圖8的直線形配置的排氣凈化裝置中的排氣流路5的直進(jìn)部A應(yīng)用圖3的構(gòu)造即可。另外，在先前圖4所示的S字配置的排氣凈化裝置中，從微粒過濾器7的出側(cè)端部排出的廢氣2沿相反的方向折回的位置的排氣流路5的構(gòu)造，如圖9所示，由氣體集合室5b和排氣管5d的組件構(gòu)成，該氣體集合室5b使剛從微粒過濾器7的出側(cè)端部排出的廢氣2沿大致直角的方向轉(zhuǎn)換方向并集合，該排氣管5d經(jīng)由開口部5c而將在該氣體集合室5b收集的廢氣2沿與微粒過濾器7的排氣流相反的方向抽出，在向著上述排氣管5d的出側(cè)端部側(cè)而將尿素水添加裝置4裝備于上述排氣管5d的入側(cè)端部的中心位置的情況下，由于該組件全體作為分割件而由耐腐蝕性較高的材質(zhì)構(gòu)成，成本變高，因而在這樣地不能在適當(dāng)?shù)奈恢梅指畹臉?gòu)造的外殼中，預(yù)先僅將位于尿素水3的添加位置附近的排氣管5d由相對(duì)于因尿素水3的添加而生成的物質(zhì)的耐腐蝕性比氣體集合室5b (除了尿素水3的添加位置附近之外的排氣流路5的剩余部分)更高的材質(zhì)構(gòu)成，并將排氣管5d組裝至氣體集合室5b而組件化即可。此時(shí)，如圖10所示，在排氣管5d的零件長(zhǎng)超過尿素水3可能附著的范圍而較長(zhǎng)地設(shè)定的情況下，也可以作為這樣的構(gòu)造僅將尿素水3可能附著的范圍由耐腐蝕性較高的材質(zhì)的分割管5e構(gòu)成，在此以套筒接合形式接合材質(zhì)與氣體集合室5b (除了尿素水3的添加位置附近之外的排氣流路5的剩余部分)相同的由不銹鋼形成的延長(zhǎng)管5f。
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此外，本發(fā)明的排氣凈化裝置不僅限定于上述的實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明的要旨的范圍內(nèi)，能夠添加各種變更。符號(hào)說明
1:選擇還原型催化劑
2:廢氣
3:尿素水
4:尿素水添加裝置(尿素水添加手段)
5:排氣流路 5a :分割件 5e :分割管
6:噴射口
7:微粒過濾器
權(quán)利要求
1.一種排氣凈化裝置，具備使廢氣中所包含的NOx與氨反應(yīng)的選擇還原型催化劑、將廢氣引導(dǎo)至該選擇還原型催化劑的排氣流路以及備置于該排氣流路的途中并將尿素水添加至廢氣中的尿素水添加裝置，所述排氣流路中的尿素水的添加位置附近由相對(duì)于因尿素水的添加而生成的物質(zhì)的耐腐蝕性比除了該附近之外的排氣流路的剩余部分更高的材質(zhì)構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的排氣凈化裝置，其中，尿素水添加裝置采用無空氣輔助地加壓噴射尿素水的無空氣式的噴射方式。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的排氣凈化裝置，其中，捕集廢氣中的微粒的微粒過濾器經(jīng)由排氣流路而裝備于選擇還原型催化劑的上游。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的排氣凈化裝置，其中，捕集廢氣中的微粒的微粒過濾器經(jīng)由排氣流路而裝備于選擇還原型催化劑的上游。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的排氣凈化裝置，其中，尿素水添加裝置配置成能夠從形成于排氣流路的側(cè)面的噴射口噴射尿素水。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的排氣凈化裝置，其中，尿素水添加裝置配置成能夠從形成于排氣流路的側(cè)面的噴射口噴射尿素水。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的排氣凈化裝置，其中，尿素水添加裝置配置成能夠從形成于排氣流路的側(cè)面的噴射口噴射尿素水。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的排氣凈化裝置，其中，尿素水添加裝置配置成能夠從形成于排氣流路的側(cè)面的噴射口噴射尿素水。
全文摘要
本發(fā)明為一種排氣凈化裝置，具備使廢氣(2)中所包含的NOx與氨反應(yīng)的選擇還原型催化劑、將廢氣(2)引導(dǎo)至該選擇還原型催化劑的排氣流路(5)以及備置于該排氣流路(5)的途中并將尿素水(3)添加至廢氣(2)中的尿素水添加裝置(4)(尿素水添加手段)，所述排氣流路(5)中的尿素水(3)的添加位置附近由相對(duì)于因尿素水(3)的添加而生成的物質(zhì)的耐腐蝕性比除了該附近之外的排氣流路(5)的剩余部分更高的材質(zhì)的分割件(5a)構(gòu)成。
文檔編號(hào)F01N3/08GK102791977SQ20118001471
公開日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2011年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月19日
發(fā)明者內(nèi)瀉寬, 小和田稔, 山田俊行, 鈴木良二, 黑木俊昭 申請(qǐng)人:五十鈴自動(dòng)車株式會(huì)社, 日野自動(dòng)車株式會(huì)社