(57)【要約】【課題】安価で耐食性に優れたスクラバを提供する。【解決手段】本発明は、内燃機関から排出される排ガスを水性液体を用いて処理するスクラバであって、クロム含有率が２０％未満であるステンレス鋼材からなり、前記排ガスおよび前記水性液体が供給される処理空間を内部に形成するハウジングと、前記処理空間を形成する前記ハウジングの表面の少なくとも一部を覆い、前記ステンレス鋼材に由来するクロムを前記ステンレス鋼材のクロム含有率よりも高い割合で含有するクロムリッチ皮膜と、を備えることを特徴とする。【選択図】図２
2016102427.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関から排出される排ガスを水性液体を用いて処理するスクラバであって、
クロム含有率が２０％未満であるステンレス鋼材からなり、前記排ガスおよび前記水性液体が供給される処理空間を内部に形成するハウジングと、
前記処理空間を形成する前記ハウジングの表面の少なくとも一部を覆い、前記ステンレス鋼材に由来するクロムを前記ステンレス鋼材のクロム含有率よりも高い割合で含有するクロムリッチ皮膜と、を備えることを特徴とするスクラバ。
【請求項２】
前記処理空間は、前記排ガスの処理に用いられた前記水性液体を貯める貯留部を有し、
前記クロムリッチ皮膜は、前記貯留部を形成する前記ハウジングの部分を覆っている、請求項１に記載のスクラバ。
【請求項３】
前記クロムリッチ皮膜の表面粗さＲａは５μｍ以下である、請求項１または２に記載のスクラバ。
【請求項４】
さらに、前記処理空間内に前記排ガスの流路を前記ハウジングとともに形成する複数の流路形成部材を備え、
前記流路形成部材の間または前記流路形成部材および前記ハウジングの間に、最短距離が０．１ｍｍ以下である隙間が形成され、
前記クロムリッチ皮膜は、前記隙間を形成する前記流路形成部材または前記ハウジングの部分を覆っている、請求項１から３のいずれか１項に記載のスクラバ。
【請求項５】
前記クロムリッチ皮膜は、膜厚が１μｍ以上である、請求項１から４のいずれか１項に記載のスクラバ。
【請求項６】
前記水性液体で処理された排ガスの少なくとも一部を前記内燃機関に戻す排ガス流路に接続された、請求項１から５のいずれか１項に記載のスクラバ。
【請求項７】
内燃機関から排出される排ガスを水性液体を用いて処理するスクラバの製造方法であって、
クロム含有率が２０％未満であるステンレス鋼材を用いて、前記排ガスおよび前記水性液体が供給される処理空間を内部に形成するハウジングを作製する工程と、
前記処理空間を形成する前記ハウジングの表面の少なくとも一部を改質して、クロム含有率が前記ステンレス鋼材よりも高いクロムリッチ皮膜を形成する工程と、を備えることを特徴とするスクラバの製造方法。
【請求項８】
前記クロムリッチ皮膜を形成する工程の前に、前記ハウジングの前記表面を機械的に研磨する工程をさらに備える、請求項７に記載のスクラバの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクラバ、およびスクラバの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
船舶のディーゼルエンジン等において、排ガスに含まれる窒素酸化物（ＮＯＸ）、硫黄酸化物（ＳＯＸ）、すす等の環境を悪化させる物質の量を低減するために、スクラバが用いられる場合がある。スクラバは、主に水からなる水性液体を用いて排ガスを処理する処理空間を内部に有している。
ところで、スクラバの処理空間には、排ガスが数気圧に圧縮された状態で供給されるため、高い耐久性が求められる。このため、処理空間を形成するハウジングは、一般的に、ステンレス鋼材を用いて作製される。しかし、処理空間内で排ガスに接触した水性液体は、硫酸等の酸成分が生成することで酸性度が高くなりやすく、ハウジングの内壁や、処理空間内で排ガスの流路を形成する部材に付着して、これらの部材を腐食させやすい。特に、排ガス再循環（以下、ＥＧＲともいう）システムに利用されるスクラバの場合（例えば、特許文献１参照）、排ガス中のＳＯＸ等の物質が系外に放出されずに内部に蓄積されやすいため、ハウジング等の腐食はより進行しやすい。
このような腐食を抑えるために、耐食性に優れた、クロム含有率の高い二相ステンレス鋼の鋼材を用いて、ハウジング等の部材を作製することが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１０３１６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、二相ステンレス鋼は、オーステナイト系ステンレス等の他のステンレス鋼と比べて高価であり、スクラバの製造コストが大きくなる。
本発明は、安価で耐食性に優れたスクラバ、およびそのようなスクラバの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様は、内燃機関から排出される排ガスを水性液体を用いて処理するスクラバであって、
クロム含有率が２０％未満であるステンレス鋼材からなり、前記排ガスおよび前記水性液体が供給される処理空間を内部に形成するハウジングと、
前記処理空間を形成する前記ハウジングの表面の少なくとも一部を覆い、前記ステンレス鋼材に由来するクロムを前記ステンレス鋼材のクロム含有率よりも高い割合で含有するクロムリッチ皮膜と、を備えることを特徴とする。
【０００６】
前記処理空間は、前記排ガスの処理に用いられた前記水性液体を貯める貯留部を有し、
前記クロムリッチ皮膜は、前記貯留部を形成する前記ハウジングの部分を覆っていることが好ましい。
【０００７】
前記クロムリッチ皮膜の表面粗さＲａは５μｍ以下であることが好ましい。
【０００８】
さらに、前記処理空間内に前記排ガスの流路を前記ハウジングとともに形成する複数の流路形成部材を備え、
前記流路形成部材の間または前記流路形成部材および前記ハウジングの間に、最短距離が０．１ｍｍ以下である隙間が形成され、
前記クロムリッチ皮膜は、前記隙間を形成する前記流路形成部材または前記ハウジングの部分を覆っていることが好ましい。
【０００９】
前記クロムリッチ皮膜は、膜厚が１μｍ以上であることが好ましい。
【００１０】
前記スクラバは、前記水性液体で処理された排ガスの少なくとも一部を前記内燃機関に戻す排ガス流路に接続された場合に好適である。
【００１１】
本発明の一態様は、内燃機関から排出される排ガスを水性液体を用いて処理するスクラバの製造方法であって、
クロム含有率が２０％未満であるステンレス鋼材を用いて、前記排ガスおよび前記水性液体が供給される処理空間を内部に形成するハウジングを作製する工程と、
前記処理空間を形成する前記ハウジングの表面の少なくとも一部を改質して、クロム含有率が前記ステンレス鋼材よりも高いクロムリッチ皮膜を形成する工程と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
前記クロムリッチ皮膜を形成する工程の前に、前記ハウジングの前記表面を機械的に研磨する工程をさらに備えていてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、安価で耐食性に優れたスクラバが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態のスクラバの外観を示す図である。
【図２】本実施形態のスクラバを、その内部構造に注目して示す断面図である。
【図３】本実施形態のスクラバのクロムリッチ皮膜を模式的に示す図である。
【図４】本実施形態のスクラバの製造方法で行われる電解研磨を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明のスクラバ、およびスクラバの製造方法について詳細に説明する。
【００１６】
（スクラバ）
図１に、本実施形態のスクラバ１を備えるスクラバユニット１０を模式的に示す。
スクラバユニット１０は、船舶に搭載されたディーゼルエンジンからの排ガス中のＮＯＸを低減するためのＥＧＲシステム（不図示）を構成する要素であり、排ガスの流路である配管を介してディーゼルエンジンと接続されている。スクラバユニット１０の下流側の配管の途中にはブロワ（不図示）が設けられ、排ガスがディーゼルエンジンとスクラバユニット１０の間で循環するようになっている。
スクラバユニット１０は、図１に示されるように、プリスクラバ１１、クーラ１３、およびスクラバ１を備える。排ガスは、ＥＧＲシステムにおいて、プリスクラバ１１、クーラ１３、およびスクラバ１をこの順に通過するよう流れる。
【００１７】
プリスクラバ１１は、ディーゼルエンジンからの排ガスが導入される部分であり、排ガスに水を散布するための、図示されない複数のノズルを有している。排ガスに水が散布されることで、排ガスに含まれるすすなど、粒子サイズが比較的大きい物質が除去される。プリスクラバ１１には、例えば、４００℃程度、４〜５気圧の排ガスが供給される。プリスクラバ１１は、スクラバ１と同様のステンレス鋼材から作製されるが、スクラバ１のステンレス鋼材と異なる材料で作製されてもよい。
クーラ１３は、プリスクラバ１１を通過した排ガスを冷却するためのものであり、排ガスを冷却するための図示されない熱交換器を有している。熱交換器は、ステンレス鋼材と異なる材質で作製され、スクラバ１と同様のステンレス鋼材で作製された筐体に対して後付けされる。なお、図１において、クーラ１３は筐体の外観によって示される。クーラ１３の筐体は、スクラバ１のステンレス鋼材と異なる材料で作製されてもよい。
プリスクラバ１１、およびクーラ１３の筐体の排ガスと接する部分の表面には、後述するクロムリッチ皮膜が形成されていてもよい。
【００１８】
スクラバ１は、クーラ１３を通過した排ガスを、水性液体を用いて処理するためのものであって、ハウジング３と、クロムリッチ皮膜５（図３参照）と、を備える。
水性液体は、主に水からなる液体であり、水のほか、例えば、水酸化ナトリウム等のアルカリ成分を含んでいてもよく、水のみで構成されてもよい。水性液体は、後述する貯留部２１ｄに溜まった処理済みの水（処理水）が循環して使用されてもよく、この場合、排ガスに含まれる硫黄酸化物に由来する酸成分が含まれていてもよい。水性液体は、淡水または海水を用いて調製されてもよい。
【００１９】
ハウジング３は、Ｃｒ（クロム）含有率が２０％未満であるステンレス鋼材からなる。Ｃｒ含有率が２０％未満であるステンレス鋼材は、Ｃｒ含有率が２０％以上のステンレス鋼材と比べ、一般的に安価に入手できることから、ハウジング３を低コストで作製することができる。なお、ステンレス鋼材のＣｒ含有率の下限値は、１０．５％である。本明細書において、含有率（％）は、すべて質量％で表される。ステンレス鋼材には、マルテンサイト系、フェライト系、オーステナイト系、析出硬化系のいずれの金属組織を有するものを用いてもよいが、より安価で、スクラバ１を低コストで作製できる観点から、Ｃｒ含有率が１２％未満であるステンレス鋼を用いることが好ましい。また、このようなステンレス鋼は、二相ステンレス鋼を含むＣｒ含有率が２０％以上であるステンレス鋼と比べて、溶接を容易に行うことができるため、溶接加工のコストを抑えられる点でも、スクラバ１を低コストで作製することができる。Ｃｒ含有率が２０％未満であるステンレス鋼として、例えば、ＳＵＳ３０４Ｌ、ＳＵＳ３１６Ｌ等が挙げられる。また、ステンレス鋼材は、溶接を行った場合に溶接箇所が脆くなるのを回避し、かつ、その表面に形成されるクロムリッチ皮膜５を剥がれ難くする観点から、炭素含有率が例えば０．０８％以下の低炭素鋼であることが好ましい。
なお、クロムリッチ皮膜５の表面粗さＲａは５μｍ以下であることが好ましい。表面粗さは、算術表面粗さＲａである。表面粗さＲａが５μｍ以下であることによって、クロムリッチ皮膜５の表面の表面積が小さくなり、排ガスに由来する酸成分との接触面積が小さくなることで、クロムリッチ皮膜５によって発揮される耐食性向上効果を長期にわたって保つことができる。クロムリッチ皮膜５の表面粗さは、例えば、後述する電解研磨や機械研磨によって調整することができる。
【００２０】
ハウジング３は、図２に示されるように、排ガスおよび水性液体が供給される処理空間１２を内部に形成する。図２は、スクラバ１を、その内部構造に注目して示す図であり、図１のＸ−Ｘ線に沿って切断した断面で表される。なお、図２において、説明の便宜のため、クロムリッチ皮膜は省略して示される。
処理空間２１は、排ガスの入口となる入口開口部２１ａ、スクラバ１で処理された排ガスの出口となる出口開口部（不図示）、排ガスを水性液体で処理するための処理部２１ｃ、および、排ガスの処理に用いられた処理済みの水性液体（処理水）を貯める貯留部２１ｄを有している。出口開口部は、ハウジング３の図２の紙面奥行方向を向く側壁のうち、図２において仕切り壁２４ｄの右側に形成されている。
【００２１】
スクラバ１は、さらに、処理空間２１内に、排ガスの流路をハウジング３とともに形成する複数の流路形成部材２３を備えている。流路形成部材２３は、具体的には、複数の仕切り壁２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ、複数のガス供給管２５ａ、２５ｂ、および、これらの部材を互いに固定するためのネジ等の複数の固定部材（不図示）、を有している。仕切り壁２４ａ〜２４ｄおよびガス供給管２５ａ、２５ｂは、排ガスを、図２の矢印ａ〜ｄで示されるように案内する。仕切り壁２４ａには複数の孔２６ａが設けられるとともに、各孔２６ａには、ガス供給管２５ａが溶接によって接続されており、仕切り壁２４ａの孔２６ａからガス供給管２５ａ内に案内された排ガスは、ガス供給管２５ａの先端（図２の下端）から処理部２１ｃの空間に供給される（矢印ａ）。同様に、仕切り壁２４ｂには複数の孔２６ｂが設けられるとともに、各孔２６ｂには、ガス供給管２５ｂが溶接によって接続されており、仕切り壁２４ｂの孔２６ｂからガス供給管２５ｂ内に案内された排ガスは、ガス供給管２５ｂの先端（図２の下端）から処理部２１ｃ内の空間に供給される（矢印ｃ）。
なお、ガス供給管２５ａ、２５ｂは、図２に示されるように、それぞれ、左右方向に複数設けられるとともに、図２の紙面奥行方向にも複数設けられている。また、図２では、説明の便宜のため、矢印ａおよび矢印ｃによって、排ガスが流れる経路が示されるが、他のガス供給管２５ａ、２５ｂも排ガスの経路となる。なお、仕切り壁２４ａ〜２４ｄは、図２において、説明の便宜のため、互いに間隔をあけて示されるが、排ガスのリークを防ぐために実際には溶接または固定部材によって互いに接続されている。また、仕切り壁２４ａ〜２４ｄは、ハウジング３に対して、溶接によって接続されている。
一方、仕切り壁２４ａに衝突して、ガス供給管２５ａ内に案内されなかった排ガスは、仕切り壁２４ａに沿って流れ、仕切り壁２４ｄに案内されて、仕切り壁２４ｂの側壁に設けられた孔２６ｃを通過する（矢印ｂ）。また、ガス供給管２５ａから放出された排ガスは、ガス供給管２５ｂから放出された排ガスと合流して、貯留部２１ｄの気相空間（貯留部２１ｄに溜まった処理水の液面と、仕切り壁２４ｃとの間の空間）を通って、出口開口部に案内される（矢印ｄ）。
【００２２】
処理部２１ｃには、図示されないが、ハウジング３から処理部２１ｃ内に延びるよう設けられた複数のノズルが設けられており、ガス供給管２５ａ、２５ｂから放出された排ガスに、水性液体を噴霧によって供給する。これにより、排ガスに含まれるＮＯＸ、ＳＯＸ等の物質の一部が水性液体に取り込まれ、排ガスが浄化される。このとき、ＳＯＸが水に溶けて硫酸等の酸成分が生成する場合があるが、水性液体にアルカリ成分が含まれている場合は、酸成分は中和される。排ガスと接触した後、水性液体は、貯留部２１ｄに溜まる。貯留部２１ｄに溜まった水性液体（処理水）は、図示されない循環装置によって上方に引き上げられて再度、上記ノズルから供給される。
貯留部２１ｄを形成するハウジング３の部分には、貯留部２１ｄに溜まった処理水を抜くための図示されないドレインバルブが設けられている。貯留部２１ｄに溜まった処理水は、水性液体に含まれるアルカリ成分によって、アルカリ性になっている場合があることから、例えば所定量溜まった時点で、許容レベルのｐＨに調整され、定期的にＥＧＲシステム外に取り出される。なお、貯留部２１ｄに溜まった処理水は、貯留部２１ｄ内でｐＨ調整されるほか、スクラバ１に接続された図示されない浄化装置に供給され、当該浄化装置においてｐＨ調整されてもよい。
【００２３】
上記した流路形成部材２３に含まれる各部材の間、および流路形成部材２３とハウジング３との間には、最短距離が０．１ｍｍ以下である隙間が形成されていてもよい。このような隙間としては、仕切り壁２４ａ〜２４ｄの接続箇所において重なった仕切り壁同士の間や、板状の部材（例えば、仕切り壁２４ａ〜２４ｄ、ハウジング３）とネジ等の固定部材の頭部との間、が挙げられる。なお、仕切り壁２４ａ〜２４ｄは、図２に示されないが、互いに接続される際に重ねて配される部分、および、ハウジングに接続される際にハウジングの表面を覆うよう配される部分を有している。隙間の最短距離は、隙間を形成する部分に形成されたクロムリッチ皮膜５同士の最短距離をいう。本実施形態では、このような隙間に、クロムリッチ皮膜５が設けられていることで、隙間に溜まった水による隙間腐食が効果的に抑えられる。隙間の最短距離の下限値は、特に制限されないが、例えば１０μｍである。
【００２４】
図３に、クロムリッチ皮膜５を、ハウジング３とともに示す。図３は、図２の丸い破線Ｙで囲む領域を示す断面図である。
クロムリッチ皮膜５は、Ｃｒ含有率が２０％未満のステンレス鋼材に由来するＣｒを含有するとともに、ステンレス鋼材のＣｒ含有率よりも高い割合でクロムを含有する皮膜である。すなわち、クロムリッチ皮膜５は、Ｃｒ含有率が２０％以上である皮膜である。クロムリッチ皮膜５は、具体的に、ステンレス鋼材よりもＦｅ（鉄）の含有率が低く、ステンレス鋼材に含まれていたＣｒをＣｒＯｘとして含有している。ＣｒＯｘには、酸化クロム（ＩＩ）、酸化クロム（ＩＩＩ）、酸化クロム（ＩＶ）、および酸化クロム（ＶＩ）が含まれ、以降の説明ではまとめて酸化クロムという。クロムリッチ皮膜５のＣｒ含有率は、ハウジング３および流路形成部材２３を構成するステンレス鋼材よりもＣｒ含有率が高ければ、その範囲は特に制限されず、例えば５０〜１００％の範囲にあるが、良好な耐食性を持つクロムリッチ皮膜を形成できるという点で、８０〜１００％の範囲にあることが好ましい。クロムリッチ皮膜５は、Ｃｒ含有率が膜厚方向に変化した傾斜層であってもよい。この場合、クロムリッチ皮膜５のステンレス鋼材側の部分から表面にかけてＣｒ含有率が高くなっていることが好ましい。また、クロムリッチ皮膜５は、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｏ以外に、Ｎｉ（ニッケル）等のステンレス鋼材に由来する他の金属元素、炭素原子を含んでいてもよい。
なお、クロムリッチ皮膜５のＣｒ含有率がステンレス鋼材よりも高いことは、例えば、クロムリッチ皮膜５に含まれる酸化クロムが、クロムリッチ皮膜５全体に対して７０％以上含まれることであると言い換えることができる。すなわち、クロムリッチ皮膜５は、酸化クロムの含有率が７０％以上である皮膜ということができる。この場合、Ｎｉ、Ｆｅ等の他の元素の含有率の合計は３０％未満である。なお、Ｃｒ含有率および酸化クロムの含有率は、例えば、蛍光Ｘ線分析法（ＸＲＦ）またはＸ線光電子分光分析法（ＸＰＳ）を用いて測定できる。
【００２５】
クロムリッチ皮膜５は、ハウジング３の全ての表面、および、流路形成部材２３の全ての表面に形成されている。クロムリッチ皮膜５は、酸化クロムを主成分として含む不動態皮膜であることから耐食性に優れており、このような膜が、ハウジング３および流路形成部材２３のすべての表面に形成されていることより、排ガスに由来する酸成分によるハウジング３の腐食を確実に防ぐことができる。
なお、クロムリッチ皮膜５は、ハウジング３内の表面の少なくとも一部を覆っていればよく、その場合、少なくとも、貯留部２１ｄを形成するハウジング３の部分、または、上記隙間を形成する流路形成部材２３、または、流路形成部材２３およびハウジング３の間の部分を覆っていることが好ましい。貯留部２１ｄを形成するハウジング３の部分は、常時酸成分に曝される可能性があるが、本実施形態では、クロムリッチ皮膜５によって、このような部分の腐食を防止することができる。また、隙間を形成する流路形成部材２３の部分は、隙間腐食が生じる可能性があるが、クロムリッチ皮膜５によって、このような部分の腐食を防止することができる。また、クロムリッチ皮膜５が、ガス供給管２５ａ、２５ｂやノズルに形成された場合には、これらの部材の耐食性を高めることができ、取り替えの頻度を少なくすることができる。貯留部２１ｄに溜まった処理水は、上記したように循環してノズルから供給されることから、ガス供給管２５ａ、２５ｂやノズルは、酸成分に曝される可能性が高く、クロムリッチ皮膜５による腐食防止効果が有効に発揮される。
【００２６】
クロムリッチ皮膜５の膜厚は、１μｍ以上であることが好ましい。膜厚が１μｍ以上であることで、排ガスに由来する酸成分による腐食をより確実に抑えることができる。クロムリッチ皮膜５の膜厚は、全ての領域にわたって均一でなくてもよく、例えば、腐食が起こりやすいハウジング３および流路形成部材２３の部位では厚く、それ以外の部位では薄くてもよい。また、上記隙間を形成する流路形成部材２３の部分では、クロムリッチ皮膜５の膜厚は１μｍ未満であってもよく、隙間を埋めるように形成されていてもよい。なお、クロムリッチ皮膜５の膜厚の上限値は、特に制限されないが、例えば７μｍである。
クロムリッチ皮膜５は、例えば、後述する電解研磨によって形成することができる。
クロムリッチ皮膜５は、スクラバ１のほか、スクラバユニット１０を構成するプリスクラバ１１およびクーラ１３の筐体に形成されていてもよい。
【００２７】
本実施形態のスクラバ１は、ハウジング３の処理空間２１に接する側の表面に、ステンレス鋼材よりもＣｒ含有率が高いクロムリッチ皮膜５が形成されていることによって、排ガスに由来する酸成分に対する耐食性が高められている。したがって、二相ステンレス鋼のような高価な材料を用いなくても、低コストで、耐食性に優れたスクラバ１が得られる。
特に、ＥＧＲシステムに用いられるスクラバ１（ＥＧＲスクラバ）では、排ガスに含まれるＳＯＸ等の物質が、系外に排出されずに循環することで、スクラバ１内に蓄積されやすく、スクラバ１は、これらの物質に由来して生成した硫酸等の酸成分による腐食を受けやすい。本実施形態のスクラバは、このようなＥＧＲスクラバとして用いられる場合であっても、高い耐食性を発揮することができる。
また、ディーゼルエンジンは、燃料として硫黄分を多く含む重油が用いられることから、排ガスにＳＯＸが含まれやすく、酸成分が生成しやすいため、特にステンレス鋼材を腐食させやすい。本実施形態のスクラバ１は、クロムリッチ皮膜５によって耐食性が高められているため、ディーゼルエンジンから排出される排ガスを処理するスクラバとして好適に用いることができる。
なお、本実施形態のスクラバ１は、内燃機関から排出される排ガスを処理するものであれば、ディーゼルエンジンのほか、点火プラグを備えるレシプロエンジンから排出される排ガスを処理するものであってもよい。また、その内燃機関は、船舶に搭載されるものに制限されず、車両等の他の機械装置に搭載されたものであってもよい。
【００２８】
本実施形態のスクラバ１は、クロムリッチ皮膜５と接するハウジング３の部分の表面粗さＲａは５μｍ以下であり、クロムリッチ皮膜５の表面積が小さくなっているため、クロムリッチ皮膜５と排ガスとの接触面積が小さく、クロムリッチ皮膜５によって発揮される耐食性向上効果を長期にわたって保つことができる。
本実施形態のスクラバ１は、流路形成部材２３の間や、流路形成部材２３とハウジング３の間に上記隙間が形成されている場合であっても、この隙間にはクロムリッチ皮膜５が形成されているため、隙間腐食を防止することができる。
本実施形態のスクラバ１によれば、貯留部２１ｄを形成するハウジング３の部分にクロムリッチ皮膜５が形成され、酸成分に対する耐食性が高められていることから、ハウジング３の寿命が長くなる。
また、本実施形態のスクラバ１は、クロムリッチ皮膜５の膜厚が１μｍ以上であることによって、スクラバ１の耐食性がより確実に高められている。
【００２９】
（スクラバの製造方法）
次に、本実施形態のスクラバの製造方法について説明する。
本実施形態のスクラバの製造方法は、内燃機関から排出される排ガスを、水性液体を用いて処理するスクラバを製造する方法であり、上記説明したスクラバ１を製造することができる。本実施形態の方法は、クロム含有率が２０％未満であるステンレス鋼材を用いて、排ガスおよび水性液体が供給される処理空間を内部に形成するハウジングを作製する工程（ハウジング作製工程）と、処理空間を形成するハウジングの表面の少なくとも一部の表面を改質して、Ｃｒ含有率がステンレス鋼材よりも高いクロムリッチ皮膜を形成する工程（皮膜形成工程）と、を備える。
【００３０】
ハウジング作製工程では、例えば、ステンレス鋼の板材から複数の板状部材を切り出し、切り出した部材に必要に応じて曲げ加工を施し、さらに、溶接により互いに接続することで、所望の形状のハウジングを作製する。ステンレス鋼の板材には、例えば、厚さ１〜５０ｍｍのステンレス鋼板が用いられる。
本実施形態の製造方法では、ハウジング作製工程とは別に、流路形成部材を作製する流路形成部材作成工程が行われる。この工程では、流路形成部材は、例えば、ハウジングを作製するのに用いたのと同様のステンレス鋼の板材を用いて、仕切り壁およびガス供給管を作製し、これらを互いに溶接またはネジ等の固定部材によって接続することで作製される。作製された流路形成部材は、さらに、仕切り壁を溶接によってハウジングに接続することで、ハウジングに接続される。
【００３１】
本実施形態の方法は、ハウジング作製工程の後、皮膜形成工程の前に、ハウジングの表面を機械的に研磨する工程（機械研磨工程）をさらに備えていてもよい。機械研磨工程では、例えばヤスリがけ、バフ研磨等によって、ハウジング３内の表面に鏡面仕上げを施す。機械研磨工程では、処理空間を形成するハウジングの表面（ハウジング内の表面）の表面粗さＲａを３０μｍ以下に調整するよう、適宜定められた粗さ（例えば４００番手程度）のヤスリ、バフ等が用いられる。なお、機械研磨工程は、ハウジングのほか、流路形成部材に対して行ってもよい。また、機械研磨工程は、別途作製された、プリスクラバとなるプリスクラバ本体（皮膜形成前の状態のプリスクラバ）、および、クーラの筐体本体（皮膜形成前の状態のクーラの筐体）に対して行ってもよい。
【００３２】
ハウジング作製工程の後、機械研磨工程を行わずに、皮膜形成工程を行ってもよい。機械研磨工程を行うことなく、後述する電解研磨によって皮膜形成工程を行った場合にも、クロムリッチ皮膜の表面積を、皮膜形成前のハウジングの表面積よりも小さく、平滑にすることができる。
ハウジング作製工程で作製されたハウジング、または、機械研磨工程で機械研磨されたハウジングは、次の皮膜形成工程を行う前に、上記プリスクラバ本体およびクーラ本体と予め連結されてスクラバユニット本体（皮膜形成前の状態のスクラバユニット）とされてもよい。
【００３３】
皮膜形成工程では、クロムリッチ皮膜を、例えば電解研磨によってハウジング３内の表面に形成する。図４に、本実施形態の製造方法で行われる電解研磨を説明する図を示す。図示されるように、電解研磨では、電解槽３１に満たされた電解研磨溶液（電解液）に、スクラバユニット本体１０ａを陽極側の電極として浸漬するとともに、陰極側の電極３３を電解槽３１内に浸漬し、陰極および陽極に直流電圧を印加して直流電流を流すことで行われる。スクラバユニット本体１０ａと電極３３は、電解槽３１外に配置された直流電源３２にそれぞれ接続され、電解槽３１内に浸漬されるように吊るされる。電極３３には、例えば銅が用いられる。電極３３は、クロムリッチ皮膜が効率的に形成されるよう、スクラバユニット本体１０ａを外側から取り囲む略円筒形状のものが用いられる。なお、図４において２箇所に示された電極３３は、このような円筒形状の断面を表す。電解液には、例えば硫酸水溶液が用いられる。
電解研磨の条件は、特に制限されないが、例えば、下記の条件で行われる。
・硫酸水溶液の硫酸濃度：１０％
・印加電圧：１０Ｖ
・電流密度：１０Ａ／ｄｍ２
・通電時間：１０分
・電解液温度：５０℃
【００３４】
電解研磨では、具体的に、スクラバユニット本体１０ａの表面において、ステンレス鋼材を構成するＦｅ、Ｃｒがそれぞれ酸化されカチオンとなって電解液中に溶出する。このとき、スクラバユニット本体１０ａの表面の凹凸のうち、高さが高い凸部分であるほど陽極電流が凸部分に集中して、より多くの電流が流れることから、より早くＦｅ、Ｃｒが流出し、この結果、スクラバユニット本体１０ａ表面の粗さが小さくなって平滑化される。これに伴って、スクラバユニット本体１０ａの表面には、酸化クロムを主に含有するクロムリッチ皮膜が形成される。電解研磨におけるＦｅの流出量は、Ｃｒの溶出量よりも大きいため、電解研磨が進行するに伴って、ステンレス鋼材のＣｒ含有率よりもＣｒ含有率の高い皮膜が形成されると考えられる。このようにして、ステンレス鋼材の表面を改質して、クロムリッチ皮膜を、スクラバユニット本体１０ａの表面の全ての領域に形成することができる。
【００３５】
本実施形態の方法では、スクラバユニット本体１０ａの代わりに、ハウジング３のみに対して、電解研磨を行ってもよい。ハウジング３は、スクラバユニット１０の中で最も容積が大きく、ステンレス鋼材の表面積が大きい部材であることから、少なくともハウジング３にクロムリッチ皮膜を形成することで、上記した低コストでスクラバを製造することのメリットが大きく、コスト削減効果が大きくなる。この場合、例えば、ハウジングだけが電解液に浸漬されるようスクラバユニット本体の高さ位置を調整して、あるいは、ハウジングを、プリスクラバ本体およびクーラ本体と連結せずに単体で浸漬して、電解研磨を行うことで行うことができる。
皮膜形成工程では、クロムリッチ皮膜を、プラズマＣＶＤ法等の電解研磨以外の方法によって形成してもよい。
【００３６】
本実施形態の製造方法によれば、Ｃｒ含有率が２０％未満である安価なステンレス鋼材を用いてハウジングを作製し、さらに、そのハウジングの表面に、ステンレス鋼材よりも高い割合でＣｒを含有するクロムリッチ皮膜を形成することによって、低コストで耐食性の高いスクラバを製造することができる。
また、ハウジング作製工程の後、皮膜形成工程の前に、機械研磨工程を行うことによって、ハウジング内の表面を平滑にし、その上に形成されるクロムリッチ皮膜の表面積を小さくすることができる。このため、排ガスに起因して生成した酸成分との接触面積が減ることによって、クロムリッチ皮膜によって発揮される耐食性向上効果を長期にわたって保つことができる。機械研磨工程の後に電解研磨によって皮膜形成工程を行った場合は、ハウジング内の表面の表面粗さがさらに小さくなり、皮膜の表面はより平滑になるため、このような効果が良好に発揮される。
【００３７】
以上、本発明のスクラバ、およびスクラバの製造方法について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態および例に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。
【符号の説明】
【００３８】
１  スクラバ
３  ハウジング
５  クロムリッチ皮膜
２３  流路形成部材
２１  処理空間
２１ｃ  貯留部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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