專利名稱：排氣凈化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及排氣浄化裝置。
背景技術(shù)：
近年來，認(rèn)為在排氣管的中途具備捕集排氣中的微粒的微粒過濾器，同時在該微粒過濾器的下游側(cè)具備能在氧的共存下使NOx選擇性地與氨反應(yīng)的選擇還原型催化劑，在該選擇還原型催化劑和上述微粒過濾器之間添加尿素水溶液作為還原劑，實現(xiàn)微粒和NOx的同時降低。這種情況下，對選擇還原型催化劑添加尿素水溶液是在微粒過濾器和選擇還原型催化劑之間進(jìn)行，因此，如果要確保添加在排氣中的尿素水溶液熱解為氨和ニ氧化碳所需 的足夠的反應(yīng)時間，則必須延長從尿素水溶液的添加位置至選擇還原型催化劑的距離，但是，如果使微粒過濾器與選擇還原型催化劑間隔足夠距離地分開配置，則出現(xiàn)車輛的搭載性顯著受損的缺陷。因此，如圖I所示，人們發(fā)明了以下的排氣浄化裝置在來自發(fā)動機(jī)的排氣I所流經(jīng)的排氣管2的中途，分別通過殼體5、6抱持捕集排氣I中的微粒的微粒過濾器3和在該微粒過濾器3的下游側(cè)的選擇還原型催化劑4，使它們并排配置，所述選擇還原型催化劑4具備能在氧的共存下使NOx選擇性地與氨反應(yīng)的性質(zhì)；通過S形結(jié)構(gòu)的聯(lián)絡(luò)流路7將微粒過濾器3的輸出側(cè)端部與選擇還原型催化劑4的輸入側(cè)端部之間連接，使由微粒過濾器3的輸出側(cè)端部排出的排氣I逆向折返，導(dǎo)入到相鄰的選擇還原型催化劑4的輸入側(cè)端部。這里，上述聯(lián)絡(luò)流路7是由氣體匯集室7A和混合管7B以及氣體分散室7C形成S形結(jié)構(gòu)來構(gòu)成的，所述氣體匯集室7A包圍微粒過濾器3的輸出側(cè)端部，并且將剛由該輸出側(cè)端部流出的排氣I大約呈直角方向轉(zhuǎn)向，同時將它們匯集；所述混合管7B將在該氣體匯集室7A收集的排氣I沿著與微粒過濾器3的排氣流相反的方向抽出；所述氣體分散室7C包圍選擇還原型催化劑4的輸入側(cè)端部，能夠?qū)⑼ㄟ^該混合管7B引導(dǎo)來的排氣I大約呈直角方向轉(zhuǎn)向，同時使其分散，且將分散的排氣I導(dǎo)入到選擇還原型催化劑4的輸入側(cè)端部；其中，在上述混合管7B的輸入側(cè)端部的中心位置，朝向上述混合管7B的輸出側(cè)端部側(cè)，裝備用于向該混合管7B內(nèi)添加尿素水溶液的尿素水溶液添加用注射器8 (尿素水溶液添加裝置)。需要說明，在這里所圖示的例子中，在抱持微粒過濾器3的殼體5內(nèi)的前段，裝備有對排氣I中的未燃燃料成分進(jìn)行氧化處理的氧化催化劑9，另外，在抱持選擇還原型催化劑4的殼體6內(nèi)的后段，裝備有對剩余的氨進(jìn)行氧化處理的減氨催化劑10。如果采用上述構(gòu)成，則在通過微粒過濾器3捕集排氣I中的微粒的同時，在其下游側(cè)的混合管7B的中途，由尿素水溶液添加用注射器8將尿素水溶液添加到排氣I中，熱解為氨和ニ氧化碳，在選擇還原型催化劑4上，排氣I中NOx被氨良好地還原凈化，結(jié)果可實現(xiàn)排氣I中的微粒與NOx的同時降低。此時，由微粒過濾器3的輸出側(cè)端部排出的排氣I通過聯(lián)絡(luò)流路7逆向折返，然后導(dǎo)入相鄰的選擇還原型催化劑4的輸入側(cè)端部，因此，可確保尿素水溶液的添加位置至選擇還原型催化劑4的長距離，可確保由尿素水溶液生成氨所需的足夠的反應(yīng)時間。并且，微粒過濾器3與選擇還原型催化劑4并排配置，并且沿著這些微粒過濾器3和選擇還原型催化劑4之間配置聯(lián)絡(luò)流路7，因此，其全體構(gòu)成緊湊，可以使車輛的搭載性大巾畐提聞。需要說明，有關(guān)這種將微粒過濾器3與選擇還原型催化劑4并排配置并通過S形結(jié)構(gòu)的聯(lián)絡(luò)流路7連接的排氣浄化裝置的現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)信息為下述專利文獻(xiàn)I等?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) 專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)I :日本特開2008-215286號公報。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題
但是，如之前的專利文獻(xiàn)I所公開的，通過尿素水溶液添加用注射器8添加尿素水溶液的位置，采用了如圖2所示的攪拌結(jié)構(gòu)15，該結(jié)構(gòu)是對于圓筒狀的混合管7B的輸入側(cè)端部的開ロ部11，通過引導(dǎo)翅片(guideれ11)12、13、14，將來自氣體匯集室74的排氣1由切線方向?qū)?，由此使排氣I產(chǎn)生回旋流；由尿素水溶液添加用注射器8向該回旋流的中心添加尿素水溶液，由此提高該尿素水溶液對于排氣I的混合性，因此，在需求比以往更高的NOx凈化性能而增大尿素水溶液的添加量時，如圖3所示，未完全氣化的尿素水溶液沿著上述排氣I的回旋流a形成沿混合管7B的內(nèi)周面移動的流，該尿素水溶液流橫跨上述開ロ部11的一部分流動，有可能由該開ロ部11落入微粒過濾器3偵U。SP，若尿素水溶液的一部分由開ロ部11落入微粒過濾器3側(cè)，則擔(dān)心由尿素水溶液添加用注射器8添加的尿素水溶液的總量未完全作為氨引導(dǎo)向選擇還原型催化劑4，對NOx浄化性能和尿素水溶液添加量的控制產(chǎn)生不良影響。另外，尿素水溶液的添加位置的上游側(cè)的構(gòu)成材料只具備對排氣成分的耐腐蝕性，因此，若落入微粒過濾器3側(cè)的尿素水溶液在轉(zhuǎn)化為氨的過程中生成腐蝕性高的碳化銨，還擔(dān)心通過該碳化銨誘發(fā)進(jìn)展迅速的腐蝕。本發(fā)明鑒于上述情況而設(shè)，其目的在于防止尿素水溶液由在混合管的輸入側(cè)端部形成的開ロ部落入上游側(cè)。解決課題的手段
本發(fā)明涉及排氣浄化裝置，該裝置具備使排氣中所含的NOx與氨反應(yīng)的選擇還原型催化劑，和在該選擇還原型催化劑的上游向排氣中添加尿素水溶液的尿素水溶液添加裝置，以及將該尿素水溶液添加裝置至上述選擇還原型催化劑之間連接的圓筒狀混合管；在該混合管的輸入側(cè)端部的圓周方向的位置形成開ロ部，同時配設(shè)引導(dǎo)翅片，構(gòu)成攪拌結(jié)構(gòu)，所述引導(dǎo)翅片使排氣由上述輸入側(cè)端部的切線方向?qū)朐撻_ロ部；在上述混合管的輸入側(cè)端部的中心位置，朝向輸出側(cè)端部側(cè)配設(shè)上述尿素水溶液添加裝置，使得可向該攪拌結(jié)構(gòu)所形成的排氣的回旋流內(nèi)添加尿素水溶液；該排氣浄化裝置的特征在于使上述開ロ部沿著上述回旋流的流向形成。由此，在為了提高NOx凈化性能而增大尿素水溶液添加量時，即使未完全氣化的尿素水溶液沿著排氣的回旋流形成沿混合管的內(nèi)周面移動的流，由于在混合管的輸入側(cè)端部的開ロ部是沿著上述回旋流的流向形成的，因此，沿著該回旋流的尿素水溶液流是沿著該開ロ部流動，不會形成橫跨該開ロ部的一部分的流，因此，可以防止尿素水溶液由該開ロ部落入上游側(cè)于未然。另外，本發(fā)明中，在通過尿素水溶液添加裝置的尿素水溶液添加位置的上游側(cè)具備微粒過濾器，該微粒過濾器的輸出側(cè)端面與在混合管的輸入側(cè)端部的開ロ部的位置關(guān)系優(yōu)選如下構(gòu)成偏離上述混合管的軸心方向，使經(jīng)過了上述微粒過濾器的排氣向上述開ロ部的流入角度相對于上述混合管的軸心成鋭角。由此，經(jīng)過了微粒過濾器的排氣向開ロ部的流入角度變小，流入該開ロ部時，排氣流的向量朝向混合管輸出側(cè)端部側(cè)，因此，可以使回旋流以及沿著該回旋流的尿素水溶液流的向量更強(qiáng)地朝向混合管的輸出側(cè)端部側(cè)，由此，尿素水溶液流容易超過開ロ部，進(jìn)ー步抑制尿素水溶液由該開ロ部落入上游側(cè)。
并且，由于經(jīng)過了微粒過濾器的排氣向開ロ部的流入方向和尿素水溶液添加裝置的噴霧方向所成的角度變淺，使排氣流對尿素水溶液的噴霧的影響減小，因此，可防止來自尿素水溶液添加裝置的噴霧被排氣流掀起、尿素水溶液直擊偏離該排氣流的停滯部且尿素水溶液就這樣滯留在該停滯部導(dǎo)致部分腐蝕的情況于未然。發(fā)明的效果
根據(jù)上述本發(fā)明的排氣浄化裝置，可取得如下各種優(yōu)異的效果。(I)根據(jù)本發(fā)明的權(quán)利要求I的發(fā)明，在為了提高NOx凈化性能而增大尿素水溶液添加量時，即使未完全氣化的尿素水溶液沿著排氣的回旋流形成沿混合管的內(nèi)周面移動的流，也可以防止尿素水溶液由在混合管的輸入側(cè)端部的開ロ部落入上游側(cè)于未然，因此，可以將尿素水溶液添加裝置所添加的尿素水溶液全量作為氨引導(dǎo)向選擇還原型催化劑，可以良好保持NOx浄化性能和尿素水溶液的添加量的控制，并且還可以防止落入上游側(cè)的尿素水溶液引起的腐蝕的發(fā)生。(II)根據(jù)本發(fā)明的權(quán)利要求2的發(fā)明，使經(jīng)過了微粒過濾器的排氣向開ロ部的流入角度減小，流入該開ロ部時，可以使排氣流的向量朝向混合管的輸出側(cè)端部側(cè)，因此，可以使回旋流以及沿著該回旋流的尿素水溶液流的向量更強(qiáng)地朝向混合管的輸出側(cè)端部側(cè)，容易超過開ロ部，可以更確實地防止由該開ロ部落入上游側(cè)。(III)根據(jù)本發(fā)明的權(quán)利要求2的發(fā)明，可以使排氣向開ロ部的流入方向與尿素水溶液添加裝置的噴霧方向所成的角度變淺，使排氣流對尿素水溶液的噴霧產(chǎn)生的影響減小，因此，可以防止來自尿素水溶液添加裝置的噴霧被排氣流掀起、尿素水溶液直擊偏離該排氣流的停滯部、且尿素水溶液就這樣停留在該停滯部導(dǎo)致部分腐蝕的情況于未然。附圖
簡述
圖I是表示以往的排氣浄化裝置的一個例子的平面圖。圖2是表示圖I的主要部分的詳細(xì)內(nèi)容的截面圖。圖3是圖2的III-III方向剖視截面圖。圖4是表不實施本發(fā)明的方案ー個例子的截面圖。圖5是表示圖4的混合管的輸入側(cè)端部周邊結(jié)構(gòu)的截面圖。圖6是表示本發(fā)明的另ー實施例的截面圖。
圖7是表不本發(fā)明的又ー實施例的截面圖。發(fā)明實施方案
以下參照附圖對本發(fā)明的實施方案進(jìn)行說明。圖4和圖5表不實施本發(fā)明的方案的ー個例子，附有與圖I-圖3相同符號的部分表示相同物體。如圖4所示，本實施例的特征在于在與之前圖I-圖3中的說明同樣構(gòu)成的排氣浄化裝置中，使混合管7B的輸入側(cè)端部的開ロ部11沿著攪拌結(jié)構(gòu)15(參照圖2)所形成的排氣I的回旋流a的流向形成。即，如圖4中的雙點(diǎn)劃線所示，現(xiàn)有的開ロ部11大致開ロ成簡單的矩形狀，而如圖4中實線所示，本發(fā)明中是沿著回旋流a，使開ロ部11的ー邊Ila相對于與混合管7B的軸 心方向(圖4和圖5中的0表示混合管7B的軸心)平行的方向傾斜角度X而形成。 另外，如圖5所示，特別是在本實施例的情形中，使微粒過濾器3的輸出側(cè)端面與在混合管7B的輸入側(cè)端部的開ロ部11的位置關(guān)系如下構(gòu)成偏離上述混合管7B的軸心方向，使上述經(jīng)過了微粒過濾器3的排氣I向上述開ロ部11的流入角度0相對于上述混合管7B的軸心成銳角。需要說明，在圖4和圖5中，從方便說明的角度考慮，省略了引導(dǎo)翅片12、13、14(參照圖2)的圖示，但如之前圖I-圖3的說明，當(dāng)然要配置引導(dǎo)翅片12、13、14(參照圖2)，由此可將排氣I由切線方向?qū)腴_ロ部11。如果如上所述構(gòu)成排氣浄化裝置，在為了提高NOx凈化性能而增大尿素水溶液的添加量吋，即使未完全氣化的尿素水溶液沿著排氣I的回旋流a形成沿混合管7B的內(nèi)周面移動的流，由于在混合管7B的輸入側(cè)端部的開ロ部沿著上述回旋流a的流向形成，因此，沿著該回旋流a的尿素水溶液流沿著上述開ロ部11流動，不會形成橫跨該開ロ部11的一部分的流，因此，可以防止尿素水溶液由該開ロ部11落入微粒過濾器3側(cè)(上游側(cè))于未然。并且，特別是在本實施例中，使經(jīng)過了微粒過濾器3的排氣I向開ロ部11的流入角度與混合管7B的軸心成鋭角而構(gòu)成，因此，經(jīng)過了微粒過濾器3的排氣I向開ロ部11的流入角度減小，流入該開ロ部11吋，排氣I的流的向量朝向混合管7B的輸出側(cè)端部側(cè)(圖5中的左側(cè))。其結(jié)果，可以使回旋流a以及沿著該回旋流a的尿素水溶液流的向量更強(qiáng)地朝向混合管7B輸出側(cè)端部側(cè)，由此，尿素水溶液流容易超過開ロ部11，可以進(jìn)一歩抑制由開ロ部落入微粒過濾器3偵U。并且，由于經(jīng)過了微粒過濾器3的排氣I向開ロ部11的流入方向與尿素水溶液添加用注射器8的噴霧方向(參照圖5中的虛線箭頭)所成的角度變淺，則排氣I的流對尿素水溶液的噴霧產(chǎn)生的影響變小，因此，可以防止由尿素水溶液添加用注射器8形成的噴霧被排氣I的流掀起、尿素水溶液直擊偏離該排氣I的流的停滯部16且尿素水溶液就這樣滯留于該停滯部16導(dǎo)致部分腐蝕的情況于未然。因此，根據(jù)上述實施例，在為了提高NOx凈化性能而增加尿素水溶液添加量吋，SP使未完全氣化的尿素水溶液沿著排氣I的回旋流a形成沿混合管7B的內(nèi)周面移動的流，也可以防止尿素水溶液由在混合管7B的輸入側(cè)端部的開ロ部11落入微粒過濾器3側(cè)于未然，因此，可以將尿素水溶液用注射器8所添加的尿素水溶液全量作為氨引導(dǎo)向選擇還原型催化劑，可以良好保持NOx凈化性能和尿素水溶液的添加量的控制，另外，還可以防止落入微粒過濾器3側(cè)的尿素水溶液引起的腐蝕的發(fā)生。另外，還可以使經(jīng)過了微粒過濾器3的排氣I向開ロ部11的流入角度0減小，在流入該開ロ部11時，使排氣I的流的向量朝向混合管7B的輸出側(cè)端部側(cè)，因此，可以使回旋流a以及沿著該回旋流a的尿素水溶液流的向量更強(qiáng)地朝向混合管7B的輸出側(cè)端部偵牝容易超過開ロ部11，可以進(jìn)ー步確實地防止由該開ロ部11落入微粒過濾器3偵U。還可進(jìn)一歩使排氣I向開ロ部11的流入方向與尿素水溶液添加用注射器8的噴霧方向所成的角度變淺，使排氣I的流對尿素水溶液的噴霧的影響變小，因此，可以防止尿素水溶液添加用注射器8的噴霧被排氣I的氣流掀起、尿素水溶液直擊偏離該排氣I的流的停滯部16且尿素水溶液就這樣滯留于該停滯部16導(dǎo)致部分腐蝕的情況于未然。圖6表示本發(fā)明的另ー實施例，是將之前圖4的實施例中說明的開ロ部11的ー邊IIa在朝向混合管7B的輸出側(cè)的最終階段以比角度X更深的角度Y (相對于與混合管7B的 軸心方向平行的方向的角度)傾斜，這樣，由于角度Y更傾斜，可以更順暢地承接沿著開ロ部11的ー邊Ila的尿素水溶液流，將其導(dǎo)入下游側(cè)，因此，可以更進(jìn)一步確實地防止尿素水溶液由開ロ部11落入。另外，圖7表示本發(fā)明的又ー實施例，可以將開ロ部11的ー邊Ila在朝向混合管7B的輸出側(cè)的最終階段以角度Y、角度Z(X < Y < Z)兩段傾斜，還可以將三段以上的角度復(fù)合而階段性傾斜，或者以連續(xù)的曲線連接、傾斜。需要說明，本發(fā)明的排氣浄化裝置并不只限定于上述實施例，在不脫離本發(fā)明的宗旨的范圍內(nèi)當(dāng)然可以加以各種變更。符號說明 I排氣
3微粒過濾器 4選擇還原型催化劑 7B混合管
8尿素水溶液添加用注射器(尿素水溶液添加裝置)
11開ロ部 12引導(dǎo)翅片 13引導(dǎo)翅片 14引導(dǎo)翅片 15攪拌結(jié)構(gòu) a回旋流 9流入角度。
權(quán)利要求
1.排氣浄化裝置，其具備使排氣中所含的NOx與氨反應(yīng)的選擇還原型催化劑，和在該選擇還原型催化劑的上游向排氣中添加尿素水溶液的尿素水溶液添加裝置，以及將該尿素水溶液添加裝置至上述選擇還原型催化劑之間連接的圓筒狀混合管；在該混合管的輸入側(cè)端部的圓周方向的位置形成開ロ部，同時配設(shè)引導(dǎo)翅片，構(gòu)成攪拌結(jié)構(gòu)，所述引導(dǎo)翅片使排氣相對該開ロ部由上述輸入側(cè)端部的切線方向?qū)?；在上述混合管的輸入?cè)端部的中心位置，朝向輸出側(cè)端部側(cè)配設(shè)上述尿素水溶液添加裝置，使得可向該攪拌結(jié)構(gòu)所形成的排氣的回旋流內(nèi)添加尿素水溶液；所述排氣浄化裝置的特征在于使上述開ロ部沿著上述回旋流的流向形成。
2.權(quán)利要求I的排氣浄化裝置，其中，在尿素水溶液添加裝置的尿素水溶液添加位置上游側(cè)具備微粒過濾器，該微粒過濾器的輸出側(cè)端面的位置與在混合管的輸入側(cè)端部的開ロ部的位置如下構(gòu)成偏離上述混合管的軸心方向，使經(jīng)過了上述微粒過濾器的排氣向上述開ロ部的流入角度相對于上述混合管的軸心成鋭角。
全文摘要
本發(fā)明涉及排氣凈化裝置，其具備使排氣中所含的NOX與氨反應(yīng)的選擇還原型催化劑，和在該選擇還原型催化劑的上游向排氣中添加尿素水溶液的尿素水溶液添加裝置，以及將該尿素水溶液添加裝置至上述選擇還原型催化劑之間連接的圓筒狀混合管；在該混合管的輸入側(cè)端部的圓周方向的位置形成開口部，同時配設(shè)引導(dǎo)翅片，構(gòu)成攪拌結(jié)構(gòu)，所述引導(dǎo)翅片使排氣相對該開口部由上述輸入側(cè)端部的切線方向?qū)?；在上述混合管的輸入?cè)端部的中心位置，朝向輸出側(cè)端部側(cè)配設(shè)上述尿素水溶液添加裝置，使得可向該攪拌結(jié)構(gòu)所形成的排氣的回旋流內(nèi)添加尿素水溶液；其中，使上述開口部沿著上述回旋流的流向形成。
文檔編號F01N3/08GK102762828SQ20108005909
公開日2012年10月31日 申請日期2010年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月24日
發(fā)明者小和田稔 申請人:五十鈴自動車株式會社, 日野自動車株式會社