專利名稱：排氣凈化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種排氣凈化裝置。
背景技術(shù)：
近年來，提出了下述的方案，在排氣管的中途具備收集廢氣中的微粒的微粒 過濾 器，同時在該微粒過濾器的下游一側(cè)具備選擇還原型催化劑，即使在氧氣共存的的狀態(tài)下 也能選擇性地使NOx與氨反應(yīng)，在該選擇還原型催化劑與上述微粒過濾器之間作為還原劑 添加尿素水，實現(xiàn)微粒與NOx的同時降低。在這種情況下，由于尿素水向選擇還原型催化劑的添加是在微粒過濾器與選擇還 原型催化劑之間進行的，所以如果要確保添加到廢氣中的尿素水熱分解成氨和碳酸氣為止 的充分反應(yīng)時間，則必須要加長從尿素水的添加位置到選擇還原型催化劑的距離，但當(dāng)使 微粒過濾器與選擇還原型催化劑隔開充分的距離分離配置時，向車輛上的搭載性明顯受 損。因此，也提出了圖1所示的緊湊的排氣凈化裝置，在其中圖示的排氣凈化裝置中， 在從柴油發(fā)動機1經(jīng)由排氣歧管2排出的廢氣3所流通的排氣管4的中途，分別由殼體7、 8包圍保持地并列配置有收集廢氣3中的微粒的微粒過濾器5，以及位于該微粒過濾器5的 下游一側(cè)、具備即使在有氧氣共存的狀態(tài)下也能夠選擇性地使NOx與氨反應(yīng)的性質(zhì)的選擇 還原型催化劑6，同時設(shè)置將微粒過濾器5的輸出側(cè)端部與選擇還原型催化劑6的輸入側(cè)端 部之間連接在一起且在其上游一側(cè)具備噴射器11的S字結(jié)構(gòu)的聯(lián)絡(luò)流路9，穿過該該聯(lián)絡(luò) 流路9從微粒過濾器5的輸出側(cè)端部排出的廢氣3逆向折返而導(dǎo)入相鄰的選擇還原型催化 劑6的輸入側(cè)端部。這樣，在成為該聯(lián)絡(luò)流路9的直線延伸部位的混合管10的輸入側(cè)端部同心狀地安 裝有噴射器11，以能夠向該混合管10的中心位置添加尿素水，例如圖2所示，通過導(dǎo)翼13 等引導(dǎo)廢氣3，使其相對于形成在混合管10的輸入側(cè)端部的靠近微粒過濾器5的輸出側(cè)的 側(cè)面上的開口部12從切線方向?qū)?，從而在混合?0內(nèi)形成旋回流，能夠促進由噴射器11 添加的尿素水的分散。另外，在圖1中，在包圍保持微粒過濾器5的殼體7內(nèi)的前段裝備有對廢氣3中的 未燃燒燃料部分進行氧化處理的氧化催化劑14，在微粒的堆積量增加時，階段性地通過上 述氧化催化劑14向上游一側(cè)的廢氣3中添加燃料，使該添加燃料在上述氧化催化劑14通 過的期間進行氧化反應(yīng)，通過該反應(yīng)熱而將廢氣3升溫，之后提高微粒過濾器5的催化劑床 溫度，這樣一來，主動地通過燃燒除去收集后的微粒，能夠?qū)崿F(xiàn)微粒過濾器5的強制再生。而且，在包圍保持選擇還原型催化劑6的殼體8內(nèi)的前段裝備有降氨催化劑15，以 便能夠?qū)σ晕捶磻?yīng)的狀態(tài)穿過了上述選擇還原型催化劑6的剩余的氨進行氧化處理，從而 能夠?qū)彪S著廢氣3向車外排出的事態(tài)防患于未然。而且，若采用這樣的結(jié)構(gòu)，則通過微粒過濾器5收集廢氣3中的微粒，同時在混合 管10的輸入側(cè)端部，尿素水從噴射器11添加到廢氣3中而分解成氨和碳酸氣，在選擇還原型催化劑6上，廢氣3中的NOx被氨良好地還原凈化，其結(jié)果，實現(xiàn)了廢氣3中的微粒與NOx 的同時降低。此時，由于從微粒過濾器5的輸出側(cè)端部排出的廢氣3通過聯(lián)絡(luò)流路9逆向折返 后被導(dǎo)入相鄰的選擇還原型催化劑6的輸入側(cè)端部，所以確保了從噴射器11的尿素水添加 位置到選擇還原型催化劑6的距離較長，其結(jié)果，確保了從尿素水生成氨的充分反應(yīng)時間。而且，由于微粒過濾器5與選擇還原型催化劑6是并列設(shè)置的，聯(lián)絡(luò)流路9是沿著 該微粒過濾器5和選擇還原型催化劑6之間配置的，所以其整體結(jié)構(gòu)緊湊，向車輛上的搭載 性也大幅度提高。另外，作為與本發(fā)明相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)文獻信息，例如存在下述專利文獻1等。
專利文獻1 特開2005-155404號公報但是，在這樣并列配置微粒過濾器5與選擇還原型催化劑6并通過S字結(jié)構(gòu)的聯(lián) 絡(luò)流路9聯(lián)結(jié)的結(jié)構(gòu)中，由于在微粒過濾器5的強制再生時等在微粒過濾器5 —側(cè)與選擇 還原型催化劑6 —側(cè)熱膨脹差增大，所以容易在微粒過濾器5 —側(cè)與選擇還原型催化劑6 一側(cè)之間產(chǎn)生相對的熱應(yīng)變，應(yīng)力集中在連接微粒過濾器5與選擇還原型催化劑6的S字 結(jié)構(gòu)的聯(lián)絡(luò)流路9的聯(lián)結(jié)部或彎曲部等上而導(dǎo)致破損。因此，本發(fā)明的發(fā)明者們首創(chuàng)了在聯(lián)絡(luò)流路9中成為微粒過濾器5以及選擇還原 型催化劑6的軸心方向延伸的直線延伸部位的混合管10的中途形成在其軸心方向上擴縮 自如的波紋部，由于通過這樣的波紋部的形成在聯(lián)絡(luò)流路9的直線延伸部位的內(nèi)周連續(xù)地 形成有多個環(huán)狀槽，在其上游的混合管10的輸入端部一側(cè)，從噴射器11添加的尿素水的霧 沫容易與上述環(huán)狀槽碰撞，在此處碰撞的尿素水有可能會以未分解成氨的狀態(tài)而作為尿素 的固態(tài)物析出。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述實情而提出的，其目的在于提供一種不會產(chǎn)生尿素的析出、能 夠可靠地吸收微粒過濾器一側(cè)與選擇還原型催化劑一側(cè)的熱膨脹差的排氣凈化裝置。本發(fā)明的排氣凈化裝置是微粒過濾器以及在其下游一側(cè)所具備的選擇還原型催 化劑以相互的輸入側(cè)端部彼此朝向相同的方向的方式并列地配置，即使在氧氣共存的狀態(tài) 下，所述選擇還原型催化劑也能夠選擇性地使NOx與氨反應(yīng)，所述排氣凈化裝置具備S字結(jié) 構(gòu)的聯(lián)絡(luò)流路，從微粒過濾器的輸出側(cè)端部排出的廢氣逆向折返而導(dǎo)入相鄰的選擇還原型 催化劑的輸入側(cè)端部，能夠向該聯(lián)絡(luò)流路的上游添加尿素水，其特征在于，聯(lián)絡(luò)流路的微粒 過濾器以及選擇還原型催化劑的軸心方向延伸的直線延伸部位的中途作為使成為該直線 延伸部位的上游側(cè)管路以及下游側(cè)管路中的某一個的內(nèi)管、與成為另一個的外管插拔自如 地重合的雙重管部而構(gòu)成，該雙重管部的外管的終端固定安裝在內(nèi)管的外周上，并且在所 述外管的適當(dāng)位置形成有在軸心方向上擴縮自如的波紋部，在內(nèi)管的終端外周外嵌安裝有 與外管的內(nèi)周滑動自如地抵接而防止廢氣的侵入的密封環(huán)。這樣一來，即使在微粒過濾器的強制再生時等微粒過濾器一側(cè)與選擇還原型催化 劑一側(cè)的熱膨脹差增大，由于該熱膨脹差通過雙重管部的波紋部的擴縮而被吸收，避免了 微粒過濾器一側(cè)與選擇還原型催化劑一側(cè)之間的相對的熱應(yīng)變的產(chǎn)生，所以，避免了應(yīng)力 向連接微粒過濾器一側(cè)與選擇還原型催化劑的聯(lián)絡(luò)流路的聯(lián)結(jié)部或彎曲部等集中。
另一方面，雖然在形成有波紋部的外管的內(nèi)側(cè)連續(xù)地形成有成為上述波紋部19 的翻轉(zhuǎn)形狀的多個環(huán)狀槽，但由于這些環(huán)狀槽被內(nèi)管包覆而不置于廢氣的氣流中，所以不 會產(chǎn)生尿素水的霧沫向上述環(huán)狀槽碰撞，從而防止了在此處碰撞的尿素水以未分解成氨的 狀態(tài)作為尿素的固化物析出的事態(tài)。而且，由于在內(nèi)管的終端外周外嵌安裝有滑動自如地與外管的內(nèi)周抵接而防止廢 氣的侵入的密封環(huán)，所以消除了廢氣隨著尿素水的霧沫進入內(nèi)管與外管之間的間隙中的可 能性，而且，由于通過該密封環(huán)，內(nèi)管的終端保持成相對于外管的內(nèi)周為同心狀，所以即使 波紋部擴縮，內(nèi)管與外管的相對位移在軸心方向上被引導(dǎo)，阻止了上述波紋部處的彎曲位 移。
根據(jù)上述本發(fā)明的排氣凈化裝置，能夠具有下述各種優(yōu)良的效果。(I)能夠不產(chǎn)生尿素的析出地可靠吸收微粒過濾器一側(cè)與選擇還原型催化劑一側(cè) 的熱膨脹差，防止起因于該熱膨脹差的微粒過濾器一側(cè)與選擇還原型催化劑一側(cè)之間的相 對的熱應(yīng)變，避免應(yīng)力向聯(lián)絡(luò)流路的聯(lián)結(jié)部或彎曲部等集中。(II)由于通過密封環(huán)能夠防止廢氣向內(nèi)管與外管之間的間隙侵入，所以能夠?qū)⒛?素水隨著尿素水的霧沫在內(nèi)管與外管之間析出的可能性防患于未然，而且，由于通過密封 環(huán)能夠?qū)?nèi)管的終端保持成相對于外管的內(nèi)周為同心狀，所以即使波紋部擴縮，也能夠在 軸心方向上引導(dǎo)內(nèi)管與外管的相對的位移，阻止波紋部處的彎曲位移，防止聯(lián)絡(luò)流路的直 線延伸部位的強度降低。


圖1是表示現(xiàn)有例的示意圖。圖2是從與圖1的混合管的輸入側(cè)端部相對峙的朝向看到的剖視圖。圖3是表示本發(fā)明的一實施例的剖視圖。附圖標(biāo)記說明3 廢氣5 微粒過濾器6 選擇還原型催化劑9 聯(lián)絡(luò)流路10 混合管(直線延伸部位)16:內(nèi)管17 外管18 雙重管部19 波紋部20 密封環(huán)
具體實施例方式以下，參照附圖對本發(fā)明的一實施例進行說明。圖3表示本發(fā)明的排氣凈化裝置的一例。在本實施例中涉及與前述的圖1以及圖 2的裝置大致相同地構(gòu)成的排氣凈化裝置，聯(lián)絡(luò)流路9的混合管10(微粒過濾器5以及選擇還原型催化劑6(參照圖1)的軸心方向延伸的直線延伸部位)的中途作為使成為該混合管10的上游側(cè)管路的內(nèi)管16，和成為下游側(cè)管路的外管17插拔自如地重合在一起的雙重管 部18構(gòu)成的。這樣，該雙重管部8上的外管17的終端固定安裝在內(nèi)管16的外周，同時在該外管 17的適當(dāng)位置形成有在軸心方向上擴縮自如的波紋部19，在內(nèi)管16的終端外周外嵌有與 外管17的內(nèi)周滑動自如地抵接、防止廢氣3侵入的密封環(huán)20。這樣一來，即使在微粒過濾器5的強制再生時等微粒過濾器5 —側(cè)與選擇還原型 催化劑6 —側(cè)的熱膨脹差增大，由于該熱膨脹差能夠通過雙重管部18的波紋部19的擴縮 被吸收，避免了在微粒過濾器5 —側(cè)與選擇還原型催化劑6 —側(cè)之間的相對的熱應(yīng)變的產(chǎn) 生，因而避免了應(yīng)力向連接微粒過濾器5 —側(cè)與選擇還原型催化劑6 —側(cè)的聯(lián)絡(luò)流路9的 聯(lián)結(jié)部或彎曲部等集中。另一方面，雖然在形成有波紋部19的外管17的內(nèi)側(cè)連續(xù)地形成有成為上述波紋 部19的翻轉(zhuǎn)形狀的多個環(huán)狀槽，但由于這些環(huán)狀槽被內(nèi)管16包覆而不置于廢氣3的氣流 中，所以不會產(chǎn)生尿素水的霧沫向上述環(huán)狀槽碰撞，從而防止了在此處碰撞的尿素水以未 分解成氨的狀態(tài)作為尿素的固化物析出的事態(tài)。而且，由于在內(nèi)管16的終端外周外嵌安裝有滑動自如地與外管17的內(nèi)周抵接而 防止廢氣3的侵入的密封環(huán)20，所以消除了廢氣3隨著尿素水的霧沫進入內(nèi)管16與外管 17之間的間隙中的可能性，而且，由于通過該密封環(huán)20，內(nèi)管16的終端保持成相對于外管 17的內(nèi)周為同心狀，所以即使波紋部19擴縮，內(nèi)管16與外管17的相對位移在軸心方向上 被引導(dǎo)，阻止了上述波紋部19處的彎曲位移。因此，根據(jù)上述實施例，能夠不產(chǎn)生尿素的析出地可靠吸收微粒過濾器5—側(cè)與 選擇還原型催化劑6 —側(cè)的熱膨脹差，防止起因于該熱膨脹差的微粒過濾器5 —側(cè)與選擇 還原型催化劑6 —側(cè)之間的相對的熱應(yīng)變，避免應(yīng)力向聯(lián)絡(luò)流路9的聯(lián)結(jié)部或彎曲部等集 中。而且，由于通過密封環(huán)20能夠防止廢氣3向內(nèi)管16與外管17之間的間隙侵入， 所以能夠?qū)⒛蛩仉S著尿素水的霧沫而在內(nèi)管16與外管17之間析出的可能性防患于未然， 而且，由于通過密封環(huán)20能夠?qū)?nèi)管16的終端保持成相對于外管17的內(nèi)周為同心狀，所 以即使波紋部9擴縮，內(nèi)管16與外管17的相對的位移在軸心方向上被引導(dǎo)，能夠阻止波紋 部19處的彎曲位移，從而能夠防止聯(lián)絡(luò)流路9的混合管10的強度降低。本發(fā)明的排氣凈化裝置并不僅限于上述實施例，用于向聯(lián)絡(luò)流路中途添加尿素水 的結(jié)構(gòu)也并不僅限于圖示的例子，除此之外，能夠在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)外加各 種變更。
權(quán)利要求
一種排氣凈化裝置，微粒過濾器以及在其下游一側(cè)所具備的選擇還原型催化劑以相互的輸入側(cè)端部彼此朝向相同的方向的方式并列地配置，即使在氧氣共存的狀態(tài)下，所述選擇還原型催化劑也能夠選擇性地使NOx與氨反應(yīng)，所述排氣凈化裝置具備S字結(jié)構(gòu)的聯(lián)絡(luò)流路，從微粒過濾器的輸出側(cè)端部排出的廢氣逆向折返而導(dǎo)入相鄰的選擇還原型催化劑的輸入側(cè)端部，能夠向該聯(lián)絡(luò)流路的上游添加尿素水，其特征在于，聯(lián)絡(luò)流路的微粒過濾器以及選擇還原型催化劑的軸心方向延伸的直線延伸部位的中途作為使成為該直線延伸部位的上游側(cè)管路以及下游側(cè)管路中的某一個的內(nèi)管、與成為另一個的外管插拔自如地重合的雙重管部而構(gòu)成，該雙重管部的外管的終端固定安裝在內(nèi)管的外周上，并且在所述外管的適當(dāng)位置形成有在軸心方向上擴縮自如的波紋部，在內(nèi)管的終端外周外嵌安裝有與外管的內(nèi)周滑動自如地抵接而防止廢氣的侵入的密封環(huán)。
全文摘要
提供一種不會產(chǎn)生尿素的析出且能夠可靠吸收微粒過濾器一側(cè)與選擇還原型催化劑一側(cè)的熱膨脹差的排氣凈化裝置。微粒過濾器(5)以及選擇還原型催化劑以相互的輸入側(cè)端部彼此朝向相同的方向的方式并列地配置，排氣凈化裝置具備S字結(jié)構(gòu)的聯(lián)絡(luò)流路(9)，從微粒過濾器(5)的輸出側(cè)端部排出的廢氣(3)逆向折返而導(dǎo)入相鄰的選擇還原型催化劑的輸入側(cè)端部，能夠向該聯(lián)絡(luò)流路(9)的上游添加尿素水，成為聯(lián)絡(luò)流路(9)的直線延伸部位的混合管(10)的中途作為使內(nèi)管(16)與外管(17)插拔自如地重合的雙重管部(18)而構(gòu)成，外管(17)的終端固定安裝在內(nèi)管(16)的外周上，并且在所述外管(17)的適當(dāng)位置形成有在軸心方向上擴縮自如的波紋部(19)，在內(nèi)管(16)的終端外周外嵌安裝有密封環(huán)(20)。
文檔編號F01N13/08GK101874152SQ20088011701
公開日2010年10月27日 申請日期2008年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月21日
發(fā)明者小和田稔, 清水努 申請人:日野自動車株式會社;東京濾器株式會社