排气净化装置和排气净化装置的耐腐蚀性提高方法
【专利摘要】排气净化装置具有：SCR转化器，其接受由尿素水溶液生成的氨的供应，对排气中的NOx进行选择性还原净化；以及喷嘴，其在SCR转化器的排气上游喷射供应尿素水溶液。另外，位于喷嘴与SCR转化器之间的排气管的至少一部分形成包括具有焊接部位的内管和外管的双管结构，并且外管的焊接部位是从其内侧进行焊接的。并且，使得外管的焊接部位在焊接温度高的内周面变细，在焊接温度低的外周面变粗，使内周面的原子的排列整齐，由此提高有可能暴露于氨的内周面的耐腐蚀性。
【专利说明】排气净化装置和排气净化装置的耐腐蚀性提高方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及选择性地还原净化发动机排气中的氮氧化物(NOx)的排气净化装置和排气净化装置的耐腐蚀性提高方法。
【背景技术】
[0002]作为除去发动机排气中的NOx的催化净化系统，提出了特开2005 — 226528号公报(专利文献I)所记载的排气净化装置。这样的排气净化装置在配设于排气管的SCR(Selective Catalytic Reduction:选择性催化还原)转化器的排气上游喷射供应与发动机运转状态相应的液体还原剂或者其前体，由此在SCR转化器中使NOx和还原剂选择性地发生还原反应，将NOx净化为无害成分。另外，在这样的排气净化装置中，在喷射供应液体还原剂或者其前体的排气管中，为了抑制液体还原剂或者其前体被冷却而析出，采用包括内管和外管的双管结构。
[0003]现有技术文献_4] 专利文献
[0005]专利文献1:特开2005 - 226528号公报
【发明内容】
_6] 发明要解决的问题
[0007]然而，在搭载于车辆的排气净化装置中，作为液体还原剂的前体，有时使用安全性和处理性优良的尿素水溶液。在该情况下，混合有尿素水溶液的排气不仅通过双管结构的内管，而且也通过内管与外管之间。外管的外周面与外部空气接触，因此与内管相比容易成为低温。并且，根据发动机运转状态等，当外管的温度不足约200°C时，附着于外管的内周面的尿素水溶液的液滴产生氨同时生成缩二脲，该缩二脲在外管的内周面析出。当排气温度伴随发动机运转状态的变化而上升时，在外管的内周面析出的缩二脲生成氰尿酸和氨。氨对金属具有腐蚀性，因此在其浓度局部升高的情况下，有可能腐蚀外管、特别是在该外管实施的焊接部位。此外，外管的腐蚀不限于缩二脲，也可能在来源于尿素的其他的析出物中产生。
[0008]因此，本发明的目的在于提供使外管的耐腐蚀性提高的排气净化装置和排气净化装置的耐腐蚀性提高方法。
_9] 用于解决问题的方案
[0010]排气净化装置包含:SCR转化器，其配设于发动机的排气管，接受由尿素水溶液生成的氨的供应，对排气中的NOx进行选择性还原净化；以及喷嘴，其在SCR转化器的排气上游喷射供应尿素水溶液。并且，位于喷嘴与SCR转化器之间的排气管的至少一部分形成包括具有焊接部位的内管和外管的双管结构，并且外管的焊接部位是从其内侧焊接。
[0011]发明效果
[0012]在包括内管和外管的双管结构的排气管中，从其外管的内侧实施焊接，由此焊接部位的晶界在内周面变细，在外周面变粗。并且，通过使外管的内周面的焊接部位的晶界变细，由此使原子的排列整齐，提高有可能暴露于氨的内周面的耐腐蚀性，抑制发生腐蚀。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是示出排气净化装置的一例的俯视图。
[0014]图2是示出排气净化装置的一例的立体图。
[0015]图3是排气净化装置的一例的内部说明图。
[0016]图4是包括内管和外管的双管结构的排气管的截面图。
[0017]图5是图4中的X部的放大图，是表示从外侧实施焊接的情况下的焊接部位的晶界的状态的说明图。
[0018]图6是图4中的X部的放大图，是表示从内侧实施焊接的情况下的焊接部位的晶界的状态的说明图。
[0019]图7是排气净化装置的其他例子的内部说明图。
【具体实施方式】
[0020]下面，参照附图对用于实施本发明的实施方式进行详述。
[0021]图1?图3示出排气净化装置的一例。
[0022]排气净化装置具有:形成筒形的第I箱体10和同样形成筒形的第2箱体20 ;以及使第I箱体10和第2箱体20的远端部彼此连通的连通管30。第I箱体10和第2箱体20以其轴线IOA和轴线20A成为大致平行(看上去平行的程度即可。以下同样。)的方式相互并排地靠近配置。并且，连通管30也以其轴线30A与第I箱体10的轴线IOA以及第2箱体20的轴线20A大致平行的方式配管。在此，第I箱体10、第2箱体20以及连通管30相当于发动机的排气管的一部分。
[0023]第I箱体10在排气上游端部形成有流入口 12，在排气下游端部形成有排出口 14。在本实施方式的情况下，流入口 12形成于排气上游端部的端面，排出口 14形成于排气下游端部的侧面。并且，至少使NO(—氧化氮)氧化为NO2 (二氧化氮)的D0C(Diesel OxidationCatalyst:柴油氧化催化剂)转化器16和收集而除去PM (Particulate Matter:颗粒物)的柴油微粒过滤器(Diesel Particulate Filter，以下称为“DPF”。) 18以DOC转化器16为排气上游侧收纳在流入口 12与排出口 14之间。
[0024]第2箱体20在排气上游端部形成有流入口 22，在排气下游端部形成有排出口 24。在本实施方式的情况下，流入口 22和排出口 24两者均形成于端部侧面。并且，以氨为还原剂对NOx进行选择性还原净化的SCR转化器26和使通过SCR转化器26的氨进行氧化的氧化催化转化器28以SCR转化器26为排气上游侧收纳于流入口 22与排出口 24之间。
[0025]连通管30使第I箱体10和第2箱体20的远端部彼此，即作为位于相反侧的远的端部的第I箱体10的排气下游端部的排出口 14和第2箱体20的排气上游端部的流入口22连通。因此，发动机的排气从流入口 12流入到第I箱体10，通过DOC转化器16和DPF18从排出口 14向连通管30中进入。并且，排气经由连通管30从流入口 22流入到第2箱体20，通过SCR转化器26和氧化催化转化器28从排出口 24排出。S卩，从第I箱体10经由连通管30到达第2箱体20的排气的通路利用连通管30折回一次。[0026]另外，连通管30是为了第I箱体10的排出口 14和第2箱体20的流入口 22的连接而在两端形成有曲折部分的直线状的直管，在相对于排出口 14的曲折部分安装有喷嘴32，朝向直线状的管内喷射供应尿素水溶液。由此，可确保尿素水溶液向排气中的均匀扩散所需的直线长度。此外，为了促进尿素水溶液的均匀扩散，例如，可以在连通管30设置网眼状等的扩散部件。
[0027]根据这样的排气净化装置，使第I箱体10和第2箱体20靠近地并排配置，因此其轮廓成为方形消声器排列的紧凑尺寸。另外，使第I箱体10和第2箱体20的远端部彼此用连通管30连通，因此能确保尿素水溶液的均匀扩散所需的管长，并且能在第I箱体10和第2箱体20的轮廓内收纳连通管30，可成功地缩小从排气上游朝向下游的长度方向的尺寸。
[0028]被连通管30的曲折部分夹着的直线部分、即位于喷嘴32与SCR转化器26之间的排气管的至少一部分为了提高连通管30的保温性，例如为了促进从喷嘴32喷射供应的尿素水溶液的水解，如图4所示，形成包括同心配置的内管34和外管36的双管结构。在该情况下，当混合有尿素水溶液的排气通过内管34与外管36之间时，外管36的外周面与外部空气接触，因此其温度下降，附着于外管36的内周面的尿素水溶液的液滴成为缩二脲等来源于尿素的析出物而析出。并且，当通过内管34与外管36之间的排气的温度上升时，在外管36的内周面析出的析出物局部生成浓度高的氨。
[0029]另外，有时内管34和外管36例如是使矩形形状的板材的端部对接并且利用钨极惰性气体焊接(TIG焊接；Tungsten Inert Gas焊接)等而形成的,或者为了固定托架等而在内周面实施TIG焊接等。在该情况下，内管34和外管36在其轴线延伸的方向具有焊接部位38。并且，在外管36实施的焊接部位38将暴露于具有腐蚀性的氨中。
[0030]在从外管36的外侧实施焊接的情况下，如图5所示，其晶界在焊接温度低的内周面变粗，在焊接温度高的外周面变细。晶界粗的焊接部位38与晶界细的焊接部位38相比，原子的排列变得不规则，因此容易发生晶界腐蚀。
[0031]因此，从外管36的内侧实施焊接，由此，如图6所示，使得其晶界在焊接温度高的内周面变细，在焊接温度低的外周面变粗。并且，通过使外管36的内周面的焊接部位38的晶界变细，由此使原子的排列整齐，提高有可能暴露于浓度高的氨中的内周面的耐腐蚀性，抑制发生腐蚀。
[0032]在此，作为内管34和外管36的焊接方法采用TIG焊接，由此能得到高质量、完美的焊缝(焊接痕迹)。
[0033]此外，如图7所示，排气净化装置只要直线状配置有收纳DOC转化器16和DPF18的第I箱体10和收纳SCR转化器26和氧化催化转化器28的第2箱体20即可。另外，作为排气净化装置，只要至少具有SCR转化器26即可。而且，作为焊接方法，不限于TIG焊接，可以是MIG(Metal Inert Gas:金属惰性气体)焊接、MAG(Metal Active Gas:金属活性气体)焊接等电弧焊。
[0034]附图标记说明
[0035]10第I箱体
[0036]16 DOC 转化器
[0037]18 DPF[0038]20第2箱体
[0039]26SCR 转化器
[0040]28氧化催化转化器
[0041]30连通管[0042]32喷嘴
[0043]34内管
[0044]36外管
[0045]38焊接部位
【权利要求】
1.一种排气净化装置，其特征在于， 包含: 选择性还原催化转化器，其配设于发动机的排气管，接受由尿素水溶液生成的氨的供应，对排气中的氮氧化物进行选择性还原净化；以及 喷嘴，其在上述选择性还原催化转化器的排气上游喷射供应尿素水溶液， 位于上述喷嘴与上述选择性还原催化转化器之间的排气管的至少一部分形成包括具有焊接部位的内管和外管的双管结构，并且上述外管的焊接部位是从上述外管的内侧进行焊接的。
2.根据权利要求1所述的排气净化装置，其特征在于， 上述焊接是钨极惰性气体焊接。
3.根据权利要求1所述的排气净化装置，其特征在于， 上述内管和上述外管在其轴线延伸的方向具有焊接部位。
4.根据权利要求1所述的排气净化装置，其特征在于， 在上述选择性还原催化转化器的排气下游还配设有使氨进行氧化的氧化催化转化器。
5.根据权利要求1所述的排气净化装置，其特征在于， 在上述选择性还原催化转化器的排气上游还配设有收集而除去排气中的颗粒状物质的柴油微粒过滤器。
6.根据权利要求5所述的排气净化装置，其特征在于， 在上述柴油微粒过滤器的排气上游还配设有使排气中的一氧化氮氧化为二氧化氮的柴油氧化催化转化器。
7.一种排气净化装置的耐腐蚀性提高方法，其特征在于， 在上述排气净化装置中，位于选择性还原催化转化器与喷嘴之间的排气管的至少一部分形成包括具有焊接部位的内管和外管的双重结构，上述选择性还原催化转化器接受由尿素水溶液生成的氨的供应，对排气中的氮氧化物进行选择性还原净化，上述喷嘴在上述选择性还原催化转化器的排气上游喷射供应尿素水溶液， 从上述外管的内侧焊接上述外管的焊接部位。
8.根据权利要求7所述的排气净化装置的耐腐蚀性提高方法，其特征在于， 利用钨极惰性气体焊接来焊接上述内管以及上述外管。
9.根据权利要求7所述的排气净化装置的耐腐蚀性提高方法，其特征在于， 在上述内管和上述外管的轴线延伸的方向焊接上述内管以及上述外管。
【文档编号】F01N13/08GK103958844SQ201280059537
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2012年11月8日 优先权日:2011年12月6日
【发明者】杉山敏 申请人:优迪卡汽车株式会社