KR102221645B1 - A system for exhaust gas recirculation, engine, use of a system for exhaust gas recirculation, method for exhaust gas recirculation and diesel exhaust composition - Google Patents
A system for exhaust gas recirculation, engine, use of a system for exhaust gas recirculation, method for exhaust gas recirculation and diesel exhaust composition Download PDFInfo
- Publication number
- KR102221645B1 KR102221645B1 KR1020167021036A KR20167021036A KR102221645B1 KR 102221645 B1 KR102221645 B1 KR 102221645B1 KR 1020167021036 A KR1020167021036 A KR 1020167021036A KR 20167021036 A KR20167021036 A KR 20167021036A KR 102221645 B1 KR102221645 B1 KR 102221645B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- exhaust gas
- air
- duct
- gas recirculation
- downstream
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
- F02B37/001—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust using exhaust drives arranged in parallel
- F02B37/002—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust using exhaust drives arranged in parallel the exhaust supply to one of the exhaust drives can be interrupted
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B29/00—Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
- F02B29/04—Cooling of air intake supply
- F02B29/0406—Layout of the intake air cooling or coolant circuit
- F02B29/0412—Multiple heat exchangers arranged in parallel or in series
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B33/00—Engines characterised by provision of pumps for charging or scavenging
- F02B33/44—Passages conducting the charge from the pump to the engine inlet, e.g. reservoirs
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
- F02B37/007—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust with exhaust-driven pumps arranged in parallel, e.g. at least one pump supplying alternatively
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
- F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
- F02M26/08—EGR systems specially adapted for supercharged engines for engines having two or more intake charge compressors or exhaust gas turbines, e.g. a turbocharger combined with an additional compressor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
- F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
- F02M26/22—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
- F02M26/23—Layout, e.g. schematics
- F02M26/25—Layout, e.g. schematics with coolers having bypasses
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
- F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
- F02M26/34—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with compressors, turbines or the like in the recirculation passage
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
- F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
- F02M26/35—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with means for cleaning or treating the recirculated gases, e.g. catalysts, condensate traps, particle filters or heaters
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D21/00—Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas
- F02D21/06—Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas peculiar to engines having other non-fuel gas added to combustion air
- F02D21/08—Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas peculiar to engines having other non-fuel gas added to combustion air the other gas being the exhaust gas of engine
- F02D2021/083—Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas peculiar to engines having other non-fuel gas added to combustion air the other gas being the exhaust gas of engine controlling exhaust gas recirculation electronically
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
- Supercharger (AREA)
- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
Abstract
엔진, 바람직하게는 2-행정 엔진의 배기 출구(2)와 공기 입구(3) 사이에 배치될 수 있는 배기 가스 재순환 시스템(1)이 개시된다. 이 시스템은, 배기 출구(2)와 공기 입구(3) 사이의 제 1 기능 덕트(5)에 있는 제 1 터보 과급기(4) 및 배기 출구(2)와 공기 입구(3) 사이의 제 2 기능 덕트(7)에 있는 제 2 터보 과급기(6)를 포함한다. 제 1 및 제 2 터보 과급기(4, 6)는 개별적이고 병렬로 배치되며, 바람직하게는 제 1 기능 덕트(5)와 제 2 기능 덕트(7)는 개별적이고 병렬로 배치된다. 본 시스템은 배기 출구(2)와 공기 입구(3) 사이에 배치되는 공기 덕트(9)에 배치되는 배기 가스 정화 장치(8), 및 시스템(1)의 기능적 상태를 제어하기 위한 제어 유닛을 더 포함한다. 공기 덕트(9)는 적어도 부분적으로 제 2 기능 덕트(7)와 병렬로 배치되고, 제어 유닛은, 배기 가스 정화 장치(8)의 상류에서 공기 덕트(9)에 배치되어 있는 제 1 유입 밸브(10) 및 제 2 터보 과급기(6)의 상류에 배치되어 있는 제 2 유입 밸브(11) 둘 모두가 적어도 부분적으로 개방된 위치를 동시에 취할 수 있도록 제 1 유입 밸브(10)와 제 2 유입 밸브(11)를 제어하도록 되어 있다.An exhaust gas recirculation system 1 is disclosed which can be arranged between the exhaust outlet 2 and the air inlet 3 of an engine, preferably a two-stroke engine. The system comprises a first turbocharger (4) in the first function duct (5) between the exhaust outlet (2) and the air inlet (3) and a second function between the exhaust outlet (2) and the air inlet (3). And a second turbocharger 6 in the duct 7. The first and second turbochargers 4, 6 are arranged individually and in parallel, preferably the first functional duct 5 and the second functional duct 7 are arranged individually and in parallel. The system further comprises an exhaust gas purification device 8 disposed in an air duct 9 disposed between the exhaust outlet 2 and the air inlet 3, and a control unit for controlling the functional state of the system 1. Includes. The air duct 9 is at least partially arranged in parallel with the second functional duct 7 and the control unit is a first inlet valve ( 10) and the second inlet valve 11 arranged upstream of the second turbocharger 6 so that both the first inlet valve 10 and the second inlet valve ( 11).
Description
본 발명은 독립 청구항에 따른 배기 가스 재순환 시스템, 엔진, 시스템의 용도, 배기 가스 재순환 방법 및 디젤 배기 가스 조성에 관한 것이다.The present invention relates to an exhaust gas recirculation system according to the independent claim, an engine, the use of the system, an exhaust gas recirculation method and a diesel exhaust gas composition.
NOX 배출량을 줄이는 일 방법으로서 (냉각된) 배기 가스를 디젤 엔진의 흡기부 안으로 외부적으로 재순환시키는 것(EGR)이 알려져 있고 자동차 분야에서 오랫동안 사용되고 있다. 대형 선박 2-행정 디젤 엔진의 경우, 이 기술은 여전히 개선되어야 한다. 따라서, 연소의 최적화를 위해 엔진의 배기 출구에서 나온 배기 가스를 엔진의 공기 입구로 재순환시키는 것이 일반적으로 알려져 있다.As a way to reduce NO X emissions, externally recirculating (cooled) exhaust gas into the intake of diesel engines (EGR) is known and has been used for a long time in the automotive field. For large marine two-stroke diesel engines, this technology still needs to be improved. Therefore, it is generally known to recirculate the exhaust gas from the exhaust outlet of the engine to the air inlet of the engine for optimization of combustion.
최대 3.5%m의 황을 함유하는 잔류 연료 오일을 사용하면, 배기 가스 내에 황산(H2SO4)이 존재하며, 이 황산은 연소 생성물인 SOX 및 H2O로 생성된다. 산성 배기 가스가 재순환되면 엔진 부품에 부식이 일어난다. 또한, 잔류 연료가 연소되면, 증류액 연료 보다 더 많은 미립자 물질(PM)이 생성된다. 그래서, 미립자 물질이 많은 배기 가스를 재순환시키면, 그 배기 가스와 접촉하는 엔진 부품이 과도하게 오염될 위험이 있게 된다.When residual fuel oils containing up to 3.5% m of sulfur are used, sulfuric acid (H 2 SO 4 ) is present in the exhaust gas, which is produced as combustion products SO X and H 2 O. Recirculation of acidic exhaust gases causes corrosion on engine parts. In addition, when the residual fuel is burned, more particulate matter (PM) is produced than the distillate fuel. Thus, when the exhaust gas having a lot of particulate matter is recycled, there is a risk that engine parts that come into contact with the exhaust gas will be excessively contaminated.
특허 출원 DE 10 2012 009 319 에는 선박 디젤 엔진용 배기 가스 재순환 시스템이 개시되어 있다. 이 시스템의 배기 가스는 엔진의 입구로 되돌아가는 배기 가스를 압축하는 압축기에 동력을 주기 위해 사용된다. 이 시스템은 재순환 가스를 사용하지만, 배기 가스 정화 덕트에서 터보 과급기를 필요로 한다. 그래서, 배기 가스가 정화 장치를 통과하지 않으면 그 터보 과급기는 사용될 수 없다.
DE 10 2012 009 315 에는 배기 가스 정화 장치가 개시되어 있는데, 여기서 배기 가스는 제 2 터빈에 동력을 주거나 정화 장치를 통해 재순환될 수 있다. 배기 가스가 동시에 제 2 터빈에 동력을 주고 또한 재순환될 가능성은 없다. DE 10 2012 009 315 discloses an exhaust gas purification device, in which the exhaust gas can be recirculated through the purification device or power a second turbine. There is no possibility that the exhaust gas will power the second turbine at the same time and be recycled.
문헌 WO 2011/141631 에는, 배기 가스 재순환 및 터보 과급을 위한 장치가 개시되어 있는데, 여기서는 2개의 터보 과급기가 서로 앞뒤로 직렬로 배치된다. 터보 과급이 두 단계로 직렬로 일어나는 것은 병렬식 터보 과급 보다 복잡하다.Document WO 2011/141631 discloses an apparatus for exhaust gas recirculation and turbocharging, in which two turbochargers are arranged in series before and after each other. Turbocharging in two stages in series is more complicated than parallel turbocharging.
문헌 DE 10 2012 009 319 에는 배기 가스 재순환이 있는 연소 엔진이 개시되어 있는데, 여기서 배기 가스는 압축기에 등력을 주기 위해 사용되거나 정화 장치를 통해 재순환된다. 정화의 양을 필요한 상황에 적합하게 하지는 못한다.
DE 103 31 187 에는 배기 가스 재순환이 있는 엔진이 개시되어 있는데, 여기서는 배기 가스 재순환 장치에 동력을 주기 위해 배기 가스의 열이 사용된다. 재순환되는 배기 가스의 양 및 배기 상황에 대한 적합화에 대한 개시는 없다.DE 103 31 187 discloses an engine with exhaust gas recirculation, in which the heat of the exhaust gas is used to power the exhaust gas recirculation device. There is no disclosure of the amount of exhaust gas to be recycled and adaptation to the exhaust situation.
WO 94/29587 에는 대형 과급식 디젤 엔진을 위한 배기 가스 재순환이 개시되어 있는데, 여기서 배기 정화 장치가 터보 과급기와 직렬로 배치된다. 그래서, 엔진에서 나온 배기 가스는 먼저 정화되고 그런 다음에 터보 과급기에 들어가므로, 효율 인자가 가능하다. 터보 과급기에 도달하는 공기는 이미 상당한 양의 에너지를 잃은 상태이다. WO 94/29587 discloses exhaust gas recirculation for large turbocharged diesel engines, in which an exhaust purification device is arranged in series with a turbocharger. So, since the exhaust gas from the engine is first purified and then entered into the turbocharger, an efficiency factor is possible. The air reaching the turbocharger has already lost a significant amount of energy.
본 발명의 목적은, 종래 기술의 단점들을 회피하고 특히 배기 가스 조성을 원하는 값으로 적합하게 할 수 있는 배기 가스 재순환 시스템, 엔진, 배기 가스 재순환 방법 및 디젤 배기 가스 조성을 실현하는 것이다.It is an object of the present invention to realize an exhaust gas recirculation system, an engine, an exhaust gas recirculation method and a diesel exhaust gas composition which can avoid the disadvantages of the prior art and in particular adapt the exhaust gas composition to a desired value.
상기 목적은 독립 청구항에 따른 시스템, 엔진, 방법 및 배기 가스 조성으로 달성된다.This object is achieved with the system, engine, method and exhaust gas composition according to the independent claims.
특히, 상기 목적은 엔진의 배기 출구와 공기 입구 사이에 배치될 수 있는 배기 가스 재순환 시스템으로 달성된디. 엔진은 바람직하게는 2-행정 엔진이다. 상기 시스템은 상기 배기 출구와 공기 입구 사이에 있는 제 1 터보 과급기와 제 1 기능 덕트, 및 상기 배기 출구와 공기 입구 사이에 있는 제 2 터보 과급기와 제 2 기능 덕트를 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 터보 과급기는 개별적이고 병렬로 배치된다. 바람직하게는 상기 제 1 기능 덕트와 제 2 기능 덕트는 개별적이고 병렬로 배치된다. 상기 배기 가스 재순환 시스템은 상기 배기 출구와 공기 입구 사이에 배치되는 공기 덕트에 배치되는 배기 가스 정화 장치를 더 포함한다. 추가로, 상기 시스템은 이시스템의 기능적 상태를 제어하기 위한 제어 유닛을 포함한다. 상기 공기 덕트는 적어도 부분적으로 제 2 기능 덕트와 병렬로 배치되고, 상기 제어 유닛은, 상기 배기 가스 정화 장치의 상류에서 공기 덕트에 배치되어 있는 제 1 유입 밸브 및 제 2 터보 과급기의 상류에 배치되어 있는 제 2 유입 밸브 둘 모두가 적어도 부분적으로 개방된 위치를 동시에 취할 수 있도록 상기 제 1 유입 밸브와 제 2 유입 밸브를 제어하도록 되어 있다.In particular, the above object is achieved with an exhaust gas recirculation system that can be arranged between the exhaust outlet and the air inlet of the engine. The engine is preferably a two-stroke engine. The system includes a first turbocharger and a first functional duct between the exhaust outlet and the air inlet, and a second turbocharger and a second functional duct between the exhaust outlet and the air inlet, the first and second 2 Turbochargers are individually and arranged in parallel. Preferably the first functional duct and the second functional duct are arranged individually and in parallel. The exhaust gas recirculation system further includes an exhaust gas purification device disposed in an air duct disposed between the exhaust outlet and the air inlet. Additionally, the system includes a control unit for controlling the functional state of the system. The air duct is at least partially arranged in parallel with the second functional duct, and the control unit is arranged upstream of the first inlet valve and the second turbocharger arranged in the air duct upstream of the exhaust gas purification device. It is adapted to control the first inlet valve and the second inlet valve so that both of the located second inlet valves can simultaneously assume an at least partially open position.
적어도 부분적으로 개방된 위치를 동시에 취할 수 있는 2개의 유입 밸브를 갖는 배기 가스 재순환 시스템에 의해, 엔진 동력과는 독립적으로 배기 가스 재순환을 일어나게 할 수 있다. 추가로, 2개의 터보 과급기를 병렬적으로 사용할 수 있고 또한 추가로 배기 가스의 일 부분을 정화하여 재순환시킬 수 있다. 따라서, 이러한 시스템은 배기 가스 조성을 요구되는 표준에 따라 쉽게 적합하게 할 수 있다.By means of an exhaust gas recirculation system having two inlet valves capable of simultaneously taking an at least partially open position, it is possible to cause exhaust gas recirculation to take place independently of the engine power. Additionally, it is possible to use two turbochargers in parallel and also to further purify and recycle a part of the exhaust gas. Thus, such a system can easily adapt the exhaust gas composition to the required standard.
상기 배기 출구는 연소 엔진의 하나 이상의 실린더의 출구에 배치된다. 엔진의 공기 입구는 바람직하게는 소기(scavenge) 공기 수용부를 포함한다.The exhaust outlet is disposed at the outlet of one or more cylinders of the combustion engine. The air inlet of the engine preferably comprises a scavenge air receiver.
본 발명에 따른 기능 덕트는 터보 과급기에 동력을 주기 위해 배기 가스를 사용하고 신기(fresh air)를 엔진의 공기 입구에 보낸다. 본 발명에 따른 공기 덕트는 배기 출구에서 나온 배기 가스를 엔진의 공기 입구에 보낸다.The functional duct according to the invention uses exhaust gas to power the turbocharger and directs fresh air to the air inlet of the engine. The air duct according to the present invention sends exhaust gas from the exhaust outlet to the air inlet of the engine.
유입 밸브들은 적어도 부분적으로 개방된 위치를 취할 수 있어, 공기 덕트와 제 2 기능 덕트는 병렬적으로 사용될 수 있다. 제어 유닛은 다른 밸브와 독립적으로 완전 폐쇄에서 완전 개방으로 두 밸브의 개방을 제어할 수 있다. 또한, 밸브의 위치는 상황에 적합하게 될 수 있다.The inlet valves can take an at least partially open position, so that the air duct and the second functional duct can be used in parallel. The control unit can control the opening of both valves from full to full open independently of the other valves. Also, the position of the valve can be adapted to the situation.
제 1 기능 덕트는 제 1 터보 과급기의 하류에 있는 제 1 냉각기 및 바람직하게 그 제 1 냉각기의 하류에 있는 제 1 물 연무(mist) 포집기를 포함한다.The first functional duct comprises a first cooler downstream of the first turbocharger and a first water mist collector, preferably downstream of the first cooler.
터보 과급기의 하류에 냉각기를 둠으로써, 냉각된 공기는 따뜻한 공기와 비교하여 더 높은 밀도를 가지므로 엔진의 유효 인자가 더 높게 된다. 물 연무 포집기는 공기를 건조시키며 그래서 연소실에서 부식이 덜 일어나게 된다.By placing the cooler downstream of the turbocharger, the cooled air has a higher density compared to the warm air, so the effective factor of the engine is higher. The water mist collector dries the air so less corrosion occurs in the combustion chamber.
상기 배기 가스 정화 장치는 스크러버(scrubber) 및 적어도 제 2 물 연무 포집기를 포함한다.The exhaust gas purification device includes a scrubber and at least a second water mist collector.
스크러버는 스크러버에 의해 배기 가스에 도입된 물을 잡는 물 연무 포집기와 함게 배기 가스를 정화하는데에 사용될 수 있다.The scrubber can be used to purify the exhaust gas with a water mist collector that catches the water introduced into the exhaust gas by the scrubber.
상기 스크러버는 가스 수집과 미립자 물질 제거를 위한 결합형 스크러버일 수 있다.The scrubber may be a combined scrubber for collecting gas and removing particulate matter.
하류에 있는 부품의 오염과 부식을 방지하기 위해 스크러버는 재순환 배기 가스로부터 미립자 물질인 SO3 및 H2SO4를 제거해야 한다. 배기 가스 스크러빙을 위한 다양한 스크러버 기술이 알려져 있지만, 고압용으로 사용되는 컴팩트한 형태의상용화된 제품은 존재하지 않는다. 건식 및 반건식 스크러버가 이용가능한데, 이는 가스 제거에 있어 매우 효율적이다. 또한, 건식 스크러버는 크고 무거운데, 그래서 선박 엔진에 건식 스크러버를 추가하는 것은 거의 불가능하다. 미립자 물질 제거를 위해 습식 또는 전기 사이클론 스크러버와 같은 다른 종류의 스크러버가 가장 효율적이다. 다른 종류의 스크러버가 결합되면, 그 스크러버를 위한 보조 장치는 동일한 매체 또는 세제를 사용해야 한다. 이에 따라, 결합 스크러버의 경제적인 통합이 이루어진다.To prevent contamination and corrosion of downstream components, scrubbers are used to prevent particulate matter from recirculating exhaust gases. SO 3 and H 2 SO 4 must be removed. Various scrubber technologies for scrubbing exhaust gas are known, but there are no commercialized products in compact form used for high pressure applications. Dry and semi-dry scrubbers are available, which are very efficient in degassing. Also, dry scrubbers are large and heavy, so it is almost impossible to add a dry scrubber to a marine engine. Other types of scrubbers, such as wet or electric cyclone scrubbers, are most efficient for particulate matter removal. If different types of scrubbers are combined, the auxiliary device for that scrubber must use the same medium or detergent. In this way, economic integration of the combined scrubber is achieved.
연소 과정 중에 생기는 물 및 30 ∼ 35℃로의 재순환 배기 가스의 필요한 냉각 때문에, 공기 덕트 안에서 응축이 일어날 것이다. 응축물은 모아서 처리하여 배출시키거나 저장해야 한다. 그래서, 응축물 또는 스크러버 물 처리를 위한 탑재식 장치가 설치되어야 한다. 습식 스크러버의 경우, 응축물 처리 장치는 스크러버 물 처리를 위해 추가적으로 설계되고 사용될 수 있다. 추가적인 스크러버 세제 취급 장치는 필요치 않다. 습식 스크러버는 기체 오염물질과 미립자 물질을 높은 효율로 제거할 수 있으므로, 습식 스크러버는 위에서 언급한 요건들을 결합하며, 결합이 필요 없거나 가능하지 않는 경우에는 가장 바람직한 스크러버 유형이다.Condensation will occur in the air duct due to the water generated during the combustion process and the necessary cooling of the recirculating exhaust gas to 30-35°C. The condensate must be collected, treated and discharged or stored. So, an on-board device for treatment of condensate or scrubber water must be installed. In the case of a wet scrubber, the condensate treatment device can be additionally designed and used for scrubber water treatment. No additional scrubber detergent handling device is required. Since wet scrubbers can remove gaseous contaminants and particulate matter with high efficiency, wet scrubbers combine the requirements mentioned above and are the most preferred scrubber type when bonding is not necessary or possible.
습식 스크러버에서는 중화(neutralisation) 유닛, 물 공급 및 슬러지 탱크 또는 물 분리 유닛과 같은 스크러버 물 처리 장치가 필요하다. 세척액은 바닷물(개루프 시스템) 또는 산(acid) 중화를 위한 적절한 알칼리도를 갖는 신수(fresh water)(폐루프 시스템)일 수 있다.In wet scrubbers, scrubber water treatment devices such as neutralization units, water supply and sludge tanks or water separation units are required. The cleaning liquid may be sea water (open loop system) or fresh water (closed loop system) having an appropriate alkalinity for acid neutralization.
가능한 스크러버는 플레이트 타워 스크러버, 스프레이 타워 스크러버 또는 SO2 흡수를 위한 이젝터 벤튜리 스크러버 및/또는 미립자 물질 제거를 위한 벤튜리 스크러버 또는 다중 벤튜리 스크러버이다.Possible scrubbers are plate tower scrubbers, spray tower scrubbers or ejector venturi scrubbers for SO 2 absorption and/or venturi scrubbers or multiple venturi scrubbers for particulate matter removal.
제 2 물 미스트 포집기의 하류에는 블로어 또는 압축기와 같은 압력 증가 장치가 있다.Downstream of the second water mist collector is a pressure increasing device such as a blower or compressor.
이 블로어는 바람직하게는 제어가능한 속도로 전기적 또는 기계적으로 구동될 수 있다. 이러한 가변성으로 인해, 엔진 부하점 및 조정 요건에 따라 배기 가스 유량 및 압력 증가를 비교적 간단하게 조절할 수 있다. This blower can preferably be driven electrically or mechanically at a controllable speed. Due to this variability, it is possible to adjust the exhaust gas flow rate and pressure increase relatively simply according to the engine load point and adjustment requirements.
압력 증가 장치를 사용하면 배기 가스 재순환 시스템은 2-행정 엔진에도 사용될 수 있다. 압력 증가 장치가 없으면 배기 가스 재순환 시스템은 4-행정 엔진에만 사용될 수 있다. Using a pressure increasing device, the exhaust gas recirculation system can also be used in two-stroke engines. In the absence of a pressure increasing device, the exhaust gas recirculation system can only be used for four-stroke engines.
제 2 기능 덕트는 제 2 터보 과급기의 하류에 있는 제 2 냉각기를 포함할 수 있다.The second functional duct may comprise a second cooler downstream of the second turbocharger.
제 2 냉각기의 사용으로, 냉각된 공기가 배기 가스에 바로 나온 따뜻한 공기 보다 밀도가 더 크기 때문에 엔진의 효율 인자가 커지게 된다.With the use of the second cooler, the efficiency factor of the engine becomes larger because the cooled air is denser than the warm air directly out of the exhaust gas.
제 1 밸브가 제 2 터보 과급기의 바로 하류에 배치될 수 있다.The first valve can be arranged immediately downstream of the second turbocharger.
제 2 터보 과급기의 바로 하류에 있는 제 1 밸브로 인해, 제 2 터보 과급기를 완전히 차단할 수 있고 또한 배기 가스의 일 부분을 위한 턱트에서만 배기 가스 재순환을 사용할 수 있다.Due to the first valve immediately downstream of the second turbocharger, it is possible to completely shut off the second turbocharger and also use exhaust gas recirculation only in the tucks for a portion of the exhaust gas.
"바로" 라는 용어는, 터보 과급기에서 나가는 공기에 영향을 주는 다른 장치가 터보 과급기와 밸브 사이에 없는 것으로 이해하면 된다. 물론, 다른 길이 또는 직경을 가질 수 있는 라인이 밸브와 터보 과급기 사이에 있을 수 있다.The term "right" can be understood to mean that there is no other device between the turbocharger and the valve that affects the air leaving the turbocharger. Of course, there may be lines between the valve and the turbocharger, which may have different lengths or diameters.
공기 덕트는 배기 가스 정화 장치의 상류에 배치되는 제 3 냉각기를 포함할 수 있다.The air duct may include a third cooler disposed upstream of the exhaust gas purification device.
제 3 냉각기에 의해, 배기 가스 정화 장치를 통과하는 공기도 냉각되므로 엔진의 효율 인자가 더 커지게 된다.By the third cooler, the air passing through the exhaust gas purification device is also cooled, so that the efficiency factor of the engine becomes larger.
제 2 냉각기와 제 3 냉각기는 제 2 터보 과급기의 하류 및 공기 덕트에 있는 제 1 밸브의 하류에 배치되는 결합형 냉각기일 수 있다.The second cooler and the third cooler may be combined coolers disposed downstream of the second turbocharger and downstream of the first valve in the air duct.
결합형 냉각기는 단지 하나의 구성품만 필요로 하고 설치가 쉽다. 공기 덕트는 결합형 냉각기의 하류에 있는 결합 라인 밸브를 포함할 수 있다. 결합 라인 밸브는 바람직하게는 3-방(way) 밸브이다.Combined coolers require only one component and are easy to install. The air duct may comprise a coupling line valve downstream of the combined cooler. The coupling line valve is preferably a three-way valve.
결합 라인 밸브에 의해, 냉각된 배기 가스 또는 신기를 스크러버에 통과시킬지 또는 그 스크러버를 우회시킬지를 선택할 수 있다. 그래서, 오염물질의 양은 필요한 상황에 따라 적합하게 될 수 있다.By means of the coupling line valve, it is possible to select whether to pass the cooled exhaust gas or fresh air through the scrubber or bypass the scrubber. So, the amount of contaminant can be adapted depending on the required situation.
상기 배기 가스 정화 장치는 스크러버를 우회하기 위해 상기 결합 라인 밸브와 제 2 물 연무 포집기 사이에 있는 우회 덕트를 포함할 수 있다.The exhaust gas purification device may include a bypass duct between the coupling line valve and the second water mist collector to bypass the scrubber.
우회에 의해, 공기는 스크러버를 우회할 수 있고 그래서 스크러버의 사용을 피할 수 있고 또는 스크러버가 사용되지 않을 때 공기가 그 스크러버를 통과하는 것을 피할 수 있다.By bypass, the air can bypass the scrubber so that the use of the scrubber can be avoided or the air can be avoided passing through the scrubber when the scrubber is not used.
이리하여 전체 시스템의 수명이 길어지게 된다.In this way, the life of the entire system is prolonged.
상기 제 3 냉각기의 하류에는 2개의 3-방 밸브가 직렬로 배치되어 있고, 상기 공기 덕트는 2개의 연결 라인에 의해 상기 제 2 기능 덕트에 연결되며, 제 1 연결 라인은 제 1 3-방 밸브에서 시작되고 제 2 냉각기의 바로 상류에서 제 1 연결점에서 상기 제 2 기능 덕트에 연결되어 있다. 제 2 연결 라인은 제 2 3-방 밸브에서 시작되고 상기 제 2 냉각기의 바로 하류에서 제 2 연결점에서 상기 제 2 기능 덕트에 연결되어 있다. 제 1 체크 밸브가 상기 제 1 연결점의 상류에 배치되고 제 2 체크 밸브가 상기 제 2 연결점의 하류에 배치되어 있다.Two three-way valves are arranged in series downstream of the third cooler, the air duct is connected to the second functional duct by two connection lines, and the first connection line is a first three-way valve It starts at and is connected to the second functional duct at a first connection point just upstream of the second cooler. A second connection line starts at a second three-way valve and is connected to the second functional duct at a second connection point just downstream of the second cooler. A first check valve is disposed upstream of the first connection point and a second check valve is disposed downstream of the second connection point.
이러한 구성으로, 제 1 터보 과급기와 제 2 터보 과급기의 결합된 작동 및 공기 덕트에서의 배기 가스 정화가 가능하게 된다. 추가적으로, 제 2 터보 과급기는 중단될 수 있고 공기 덕트에만, 완전히 정화된 배기 가스가 공급될 수 있다. 이러한 경우를 위해, 제 1 및 2 냉각기가 직렬로 배치되고 그래서 단지 하나의 냉각기가 있는 경우 보다 더 높은 냉각 성능을 얻는 것이 유리하다. 또한, 이러한 구성은 그의 이용에 있어 극히 신뢰적이다.With this configuration, the combined operation of the first turbocharger and the second turbocharger and purification of exhaust gas in the air duct becomes possible. Additionally, the second turbocharger can be stopped and only the air duct can be supplied with completely purified exhaust gas. For this case, the first and second coolers are arranged in series, so it is advantageous to obtain a higher cooling performance than if there is only one cooler. Also, this configuration is extremely reliable in its use.
상기 제 3 냉각기의 하류에 있는 상기 2개의 3-방 밸브는 하나의 밸브, 바람직하게는 하나의 플랩으로 결합될 수 있다.The two three-way valves downstream of the third cooler can be combined into one valve, preferably one flap.
두 밸브가 하나로 결합됨으로써, 제조 비용이 낮아지고 전체 시스템의 설치를 위한 공간이 최적으로 사용될 수 있다.By combining the two valves into one, manufacturing costs are lowered and space for installation of the entire system can be optimally used.
연결점 후 밸브, 바람직하게는 플랩이 상기 제 2 연결점의 하류에 배치될 수 있다.After the connection point, a valve, preferably a flap, can be arranged downstream of the second connection point.
연결점 후 밸브에 의해, 완전한 공기 또는 배기 가스를 배기 가스 재순환 시스템의 정화 시스템에 통과시킬 수 있다.By means of a valve after the connection point, complete air or exhaust gas can be passed through the purification system of the exhaust gas recirculation system.
제 3 물 연무 포집기가 상기 연결점 후 밸브의 하류에 배치될 수 있다.A third water mist collector may be disposed downstream of the valve after the connection point.
제 2 기능 덕트에 있는 제 3 물 연무 포집기에 의해 건조한 공기가 얻어지고, 이 공기는 엔진의 공기 입구에 공급된다. 이리하여 부식이 적게 된다.Dry air is obtained by a third water mist collector in the second function duct, which is supplied to the air inlet of the engine. In this way, less corrosion.
대안적으로, 상기 제 3 냉각기의 하류에는 2개의 3-방 밸브가 직렬로 배치되어 있고, 상기 공기 덕트는 2개의 연결 라인에 의해 상기 제 2 기능 덕트에 연결된다. 제 1 연결 라인은 제 1 3-방 밸브에서 시작되고 제 2 냉각기의 상류에 있는 제 3 3-방 밸브에서 상기 제 2 기능 덕트에 연결되어 있으며, 제 2 연결 라인은 제 2 3-방 밸브에서 시작되고 제 2 냉각기의 바로 하류에 있는 제 4 3-방 밸브에서 상기 제 2 기능 덕트에 연결되어 있다.Alternatively, two three-way valves are arranged in series downstream of the third cooler, the air duct being connected to the second functional duct by two connecting lines. The first connection line starts at the first three-way valve and is connected to the second functional duct at a third three-way valve upstream of the second cooler, and the second connection line is at the second three-way valve. It is started and connected to the second functional duct at a fourth three-way valve immediately downstream of the second cooler.
앞의 구성처럼 이 구성에 의해, 제 2 터보 과급기 또는 공기 덕트 또는 이들의 조합을 사용할 수 있다. 이리하여, 필요한 상황에 적합하게 될 수 있는 매우 유연한 시스템이 얻어진다.With this configuration, as in the previous configuration, a second turbocharger or air duct or a combination thereof can be used. In this way, a very flexible system is obtained that can be adapted to the required situation.
예비 물 연무 포집기가 상기 제 3 냉각기의 하류에 배치될 수 있다.A preliminary water mist collector may be arranged downstream of the third cooler.
이러한 예비 물 연무 포집기는 스크러버의 효율을 향상시키고 그래서 더 깨끗한 재순환 배기 가스가 얻어지게 된다.This preliminary water mist collector improves the efficiency of the scrubber so that a cleaner recycled exhaust gas is obtained.
예비 스크러버가 상기 제 1 유입 밸브의 하류에 배치될 수 있다.A preliminary scrubber may be disposed downstream of the first inlet valve.
예비 스크러버에 의해, 배기 가스의 정화가 더 효율적으로 이루어지며 또한 제 3 냉각기의 표면을 깨끗하게 유지하는데에 도움이 될 수 있다.By means of a preliminary scrubber, the purification of the exhaust gas is made more efficient and can also help to keep the surface of the third cooler clean.
재순환 배기 가스는 소기 공기와 혼합되기 전에 소기 공기 온도까지 냉각되어야 한다. 목표 온도는 ISO 조건에서 30 ∼ 35℃ 이다. 재순환율이 40%인 습식 스크러버가 사용되는 경우, 그 스크러버의 상류에서 열교환기가 사용되지 않는다면, 총 배기 가스 에너지의 약 40%가 스크러버 물에서 소산된다. 터빈 전 배기 가스의 높은 온도(350 ∼ 500℃)로 인해, 열교환기를 포함하는 배기 가스 재순환 시스템의 설계가 폐열 회수 면에서 유리하다(예컨대, 회수된 에너지는 신수 발생기의 작동에 사용될 수 있음).The recirculating exhaust gas must be cooled to the scavenging air temperature before it is mixed with the scavenging air. The target temperature is 30 to 35℃ under ISO conditions. When a wet scrubber with a recirculation rate of 40% is used, about 40% of the total exhaust gas energy is dissipated in the scrubber water, unless a heat exchanger is used upstream of the scrubber. Due to the high temperature of the exhaust gas before the turbine (350-500° C.), the design of an exhaust gas recirculation system including a heat exchanger is advantageous in terms of waste heat recovery (eg, the recovered energy can be used for operation of a fresh water generator).
두 종류의 열교환기(냉각기라고도 함)가 사용될 수 있다. 첫째, 건식 열교환기가 있는데, 배기 가스의 출구 온도는 수증기의 이슬점 보다 높고 냉각 과정으로 인해 웅축물이 생기지 않는다. 냉각기의 표면에 퇴적물이 축적되는 것을 방지하기 위해, 열교환기를 통과하는 가스 속도는 비교적 높을 것이 요구되는데, 그러면, 열교환기에서의 압력 손실이 증가하게 된다. 둘째, 습식 열교환기가 있는데, 냉각기 출구에서 배기 가스의 온도는 의도적으로 수증기의 이슬점 보다 낮게 된다. 응축물은 냉각기 관을 영구적으로 정화시킨다. 증가된 응축물 유동에 의한 정화 효과를 높히기 위해, 열교환기의 상류에서 예컨대 물이 분사되는 추가적인 예비 스크러버가 설치될 수 있다.Two types of heat exchangers (also called coolers) can be used. First, there is a dry heat exchanger, where the outlet temperature of the exhaust gas is higher than the dew point of water vapor and no condensate is formed due to the cooling process. In order to prevent deposits from accumulating on the surface of the cooler, the gas velocity passing through the heat exchanger is required to be relatively high, which in turn increases the pressure loss in the heat exchanger. Second, there is a wet heat exchanger, where the temperature of the exhaust gas at the outlet of the cooler is intentionally lower than the dew point of the water vapor. The condensate permanently purifies the cooler tube. In order to increase the purification effect by the increased condensate flow, an additional preliminary scrubber can be installed, for example water sprayed upstream of the heat exchanger.
한편, 출구 온도는 이슬점 온도에 의해 제한되지 않으므로, 회수되는 에너지는 건식 열교환기 보다 습식 열교환기의 경우에 더 크다. 다른 한편, 열교환기 선택은, 스크러버 입구에서의 배기 가스 조건, 즉 물 액적으로의 포화 및 로딩에 대해, 스크러버의 종류 및 그의 요건에 의해 제한될 수 있다. 열교환기 재료는 건식 및 습식의 작동 방식에도 달려 있다.On the other hand, since the outlet temperature is not limited by the dew point temperature, the energy recovered is greater in the case of a wet heat exchanger than in the dry heat exchanger. On the other hand, the choice of heat exchanger can be limited by the type of scrubber and its requirements, for the exhaust gas conditions at the scrubber inlet, ie saturation and loading with water droplets. The heat exchanger material also depends on the dry and wet mode of operation.
제 3 물 연무 포집기가 상기 제 4 3-방 밸브의 하류에 배치될 수 있다.A third water mist collector may be disposed downstream of the fourth three-way valve.
제 3 물 연무 포집기는 공기로부터 습기를 제거하는데, 그래서, 공기가 실린더에 도입될 때 엔진에서 부식이 덜 일어나게 된다.The third water mist collector removes moisture from the air, so that less corrosion occurs in the engine when air is introduced into the cylinder.
앞에서 언급한 시스템 중 어떤 것도, 상기 기능 덕트 및/또는 공기 덕트에서 나온 공기가 혼합될 수 있는 혼합 장치를 포함할 수 있다.Any of the previously mentioned systems may include a mixing device in which air from the functional duct and/or air duct can be mixed.
상기 혼합 장치는 능동형 또는 수동형 혼합 장치일 수 있고 재순환 배기 가스와 터보 과급기 외부의 신기를 혼합하는데 사용되며, 그래서 엔진에 도입되는 공기의 조성이 균일하게 되고 또한 오염물질, 미립자 물질 또는 산소의 피크를 갖지 않는다.The mixing device may be an active or passive mixing device and is used to mix the recirculating exhaust gas and the fresh air outside the turbocharger, so that the composition of the air introduced into the engine is uniform and the peak of pollutants, particulate matter or oxygen I don't have it.
수동형 혼합 장치는 공기가 스스로 혼합될 수 있는 공간의 외부에 구성되며, 여기서 능동형 혼합 장치는 예컨대 교반 장치를 이용하여 공기를 적극적으로 혼합한다.The passive mixing device is configured outside a space in which air can be mixed by itself, wherein the active mixing device actively mixes the air using, for example, a stirring device.
상기 배기 가스 정화 장치는 소기(scavenge) 공기 유닛과 결합될 수 있다.The exhaust gas purification device may be combined with a scavenge air unit.
양 장치의 조합에 의해 가용 공간이 더 잘 이용된다.The available space is better utilized by the combination of both devices.
소기 공기 유닛은 적어도 냉각기 및 물 연무 포집기를 포함한다. 배기 가스 정화 장치는 일반적으로 스크러버 및 선택적으로 다른 물 연무 포집기를 포함한다.The scavenging air unit includes at least a cooler and a water mist collector. Exhaust gas purification devices generally include scrubbers and optionally other water mist collectors.
냉각기는 하나의 장치에서 소기 공기 냉각기 및/또는 배기 가스 냉각기로 사용될 수 있다. 이리하여 또한 시스템의 비용이 최적화된다.The cooler can be used as a scavenging air cooler and/or an exhaust gas cooler in one device. In this way also the cost of the system is optimized.
상기 목적은, 전술한 바와 같은 배기 가스 재순환 시스템을 포함하는 엔진, 바람직하게는 2-행정 엔진으로도 달성된다.This object is also achieved with an engine, preferably a two-stroke engine, comprising an exhaust gas recirculation system as described above.
이러한 엔진은 주변의 배기 가스 재순환에 유연하게 적합하게 될 수 있다.Such an engine can be flexibly adapted for recirculation of the surrounding exhaust gas.
상기 목적은 또한, 해양 선박의 엔진을 업그레이드하기 위한 전술한 바와 같은 배기 가스 재순환 시스템의 용도로 달성된다. 전술한 바와 같은 배기 가스 재순환 시스템으로 해양 선박의 엔진을 업그레이드함으로써, 이미 운행되고 있는 인 선박에 의해서도 배기 가스 조절이 이루어질 수 있다.This object is also achieved with the use of an exhaust gas recirculation system as described above for upgrading engines of marine vessels. By upgrading the engine of the marine vessel with the exhaust gas recirculation system as described above, exhaust gas control can be performed even by a phosphorus vessel that is already in operation.
상기 목적은, 바람직하게는 전술한 바와 같은 시스템을 사용하여 바람직하게는 해양 선박에서 배기 가스를 재순환시키기 위한 방법으로도 달성되는데, 이 방법은, This object is also achieved, preferably with a method for recirculating exhaust gases in marine vessels, preferably using a system as described above, which method comprises:
a. 제 1 기능 덕트에 있는 제 1 터보 과급기의 제 1 터빈을 작동시키기 위해 연소 엔진의 배기 가스의 적어도 일 부분을 사용하여 제 1 압축기에서 공기를 압축하고 압축 공기를 연소 엔진의 공기 입구에 전달하는 단계; a. Compressing air in the first compressor and delivering compressed air to the air inlet of the combustion engine using at least a portion of the exhaust gas of the combustion engine to operate the first turbine of the first turbocharger in the first functional duct. ;
b. 제 2 기능 덕트에 있는 제 2 터보 과급기의 제 2 터빈을 작동시키기 위해 연소 엔진의 배기 가스의 적어도 일 부분을 사용하여 제 2 압축기에서 공기를 압축하고 압축 공기를 연소 엔진의 공기 입구에 전달하는 단계; 및 b. Compressing air in the second compressor and delivering compressed air to the air inlet of the combustion engine using at least a portion of the exhaust gas of the combustion engine to operate the second turbine of the second turbocharger in the second function duct. ; And
c. 배기 가스를 재순환시키기 위해 공기 덕트에서 연소 엔진의 배기 가스의 제 3 부분을 사용하고 배기 가스 출구와 연소 엔진의 공기 흡기부 사이에서 배기 가스를 배기 가스 정화 유닛에서 정화하는 단계를 포함하고,c. Using a third portion of the exhaust gas of the combustion engine in an air duct to recirculate the exhaust gas and purifying the exhaust gas in an exhaust gas purification unit between the exhaust gas outlet and the air intake of the combustion engine,
d. 상기 공기 덕트에 있는 제 1 유입 밸브와 제 2 터빈의 상류에 있는 제 2 유입 밸브 모두가 적어도 부분적으로 개방된 위치를 취할 수 있도록 제어 유닛이 상기 제 2 터빈과 공기 덕트를 통과하는 배기 가스의 양을 제어한다.d. The amount of exhaust gas passing through the second turbine and the air duct so that both the first inlet valve in the air duct and the second inlet valve upstream of the second turbine take an at least partially open position. Control.
이러한 배기 가스 재순환 방법에 의해, 엔진이 100%로 완전 작동 중일 때에도, 배기 웨이스트 게이트를 사용할 필요 없이, 배기 가스의 일 부분을 재순환시키고 정화할 수 있다.By this exhaust gas recirculation method, even when the engine is fully operating at 100%, it is possible to recirculate and purify a part of the exhaust gas without the need to use an exhaust waste gate.
그래서, 배기 가스 정화가 이루어질 수 있기 전에 엔진 동력을 감소시켜야 하는 시스템과 비교하여 더 쉽게 배기 오염물질 값을 직접 얻을 수 있다.Thus, the exhaust pollutant value can be obtained directly more easily compared to a system in which engine power must be reduced before exhaust gas purification can be made.
상기 공기 덕트 내의 배기 가스는 제 1 유입 밸브의 하류에 있는 예비 스크러버를 통과할 수 있다.The exhaust gas in the air duct can pass through a preliminary scrubber downstream of the first inlet valve.
제 1 유입 밸브의 하류에 있는 예비 스크러버에 의해, 배기 가스가 사전에 정화되고 또한 배기 가스 정화 효율이 더 높게 된다.By the preliminary scrubber downstream of the first inlet valve, the exhaust gas is purified in advance and the exhaust gas purification efficiency is higher.
상기 배기 가스는 상기 유입 밸브의 하류에 있는 적어도 하나의, 바람직하게는 2개의 냉각기를 통과할 수 있다.The exhaust gas can pass through at least one, preferably two coolers downstream of the inlet valve.
배기 가스의 냉각에 의해, 엔진에 다시 도입되기 전에 배기 가스의 밀도가 낮아지고 엔진의 효율이 더 높게 된다. 2개의 냉각기를 사용함으로써, 배기 가스 정화를 받는 배기 가스의 양을 적합하게 할 수 있다. By cooling the exhaust gas, the density of the exhaust gas is lowered and the efficiency of the engine is higher before it is introduced back into the engine. By using two coolers, the amount of exhaust gas subjected to exhaust gas purification can be suitably adjusted.
상기 배기 가스는 상기 냉각기의 하류에 있는 스크러버를 통과할 수 있다.The exhaust gas may pass through a scrubber downstream of the cooler.
스크러버는 배기를 정화하고 전술한 바와 같은 결합형 스크러버일 수 있다.The scrubber purifies the exhaust and may be a combined scrubber as described above.
상기 압축 공기는 냉각기의 하류에서 스크러버를 우회할 수 있다.The compressed air can bypass the scrubber downstream of the cooler.
배기 가스 정화가 필요하기 않는 경우, 스크러버는 우회되어 보전될 수 있고 그 스크러버의 사용 수명이 길어지게 된다.When exhaust gas purification is not required, the scrubber can be bypassed and preserved, and the service life of the scrubber is prolonged.
상기 배기 가스는 냉각기의 하류 및/또는 스크러버의 하류에 있는 적어도 하나의 물 연무 포집기를 통과할 수 있다.The exhaust gas may pass through at least one water mist collector downstream of the cooler and/or downstream of the scrubber.
물 연무 포집기를 사용함으로써, 공기 또는 배기 가스로부터 물이 제거되어 엔진에서의 부식이 감소하게 된다.By using a water mist collector, water is removed from the air or exhaust gases, reducing corrosion in the engine.
상기 배기 가스는 공기 흡기부 안으로 재순환되기 전에 외부의 압축 공기와 혼합될 수 있다.The exhaust gas may be mixed with external compressed air before being recirculated into the air intake unit.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings.
도 1 은 본 시스템의 제 1 실시 형태의 개략도이다.
도 2 는 제 1 실시 형태의 0 ∼ 100% 엔진 부하 및 0% 배기 가스 재순환에 대한 작동 조건의 개략도이다.
도 3 은 제 1 실시 형태의 0 ∼ 60% 엔진 부하 및 10% 배기 가스 재순환에 대한 작동 조건의 개략도이다.
도 4 는 제 1 실시 형태의 60 ∼ 100% 엔진 부하 및 10% 배기 가스 재순환에 대한 작동 조건의 개략도이다.
도 5 는 제 1 실시 형태의 0 ∼ 100% 엔진 부하 및 40% 배기 가스 재순환에 대한 작동 조건의 개략도이다.
도 6 은 본 시스템의 제 2 실시 형태의 개략도이다.
도 7 은 제 2 실시 형태의 0 ∼ 60% 엔진 부하 및 10% 배기 가스 재순환에 대한 작동 조건의 개략도이다.
도 8 은 제 2 실시 형태의 60 ∼ 100% 엔진 부하 및 10% 배기 가스 재순환에 대한 작동 조건의 개략도이다.
도 9 는 제 2 실시 형태의 0 ∼ 100% 엔진 부하 및 0% 배기 가스 재순환에 대한 작동 조건의 개략도이다.
도 10 은 제 2 실시 형태의 0 ∼ 100% 엔진 부하 및 40% 배기 가스 재순환에 대한 작동 조건의 개략도이다.
도 11 은 배기 가스 재순환 시스템을 위한 공간을 갖는 엔진의 단면도이다.
도 12 는 EGR 모드에 있는 제 2 실시 형태에 따른 배기 가스 재순환 시스템의 단면도이다.
도 13 은 비 EGR 모드에 있는 제 2 실시 형태에 따른 배기 가스 재순환 시스템의 단면도이다.
도 14 는 EGR 모드에 있는 제 2 실시 형태에 따른 배기 가스 재순환 시스템의 3차원도이다.
도 15 는 비 EGR 모드에 있는 제 2 실시 형태에 따른 배기 가스 재순환 시스템의 3차원도이다.
도 16 은 EGR 모드에 있는 제 2 실시 형태에 따른 배기 가스 재순환 시스템의 단면도이다.
도 17 은 비 EGR 모드에 있는 제 2 실시 형태에 따른 배기 가스 재순환 시스템의 단면도이다.
도 18 은 EGR 모드에 있는 제 2 실시 형태에 따른 배기 가스 재순환 시스템의 3차원도이다.
도 19 는 비 EGR 모드에 있는 제 2 실시 형태에 따른 배기 가스 재순환 시스템의 3차원도이다.
도 20 은 제 1 작동 모드에 있는 제 1 실시 형태에 따른 배기 가스 재순환 시스템의 단면도이다.
도 21 은 제 2 작동 모드에 있는 제 1 실시 형태에 따른 배기 가스 재순환 시스템의 단면도이다.
도 22 는 A - A 에서 잘라서 본 도 20 또는 21 의 단면도이다.
도 23 은 제 1 작동 모드에 있는 제 1 실시 형태에 따른 배기 가스 재순환 시스템의 3차원도이다.
도 24 는 제 2 작동 모드에 있는 제 1 실시 형태에 따른 배기 가스 재순환 시스템의 3차원도이다.1 is a schematic diagram of a first embodiment of the present system.
2 is a schematic diagram of operating conditions for 0 to 100% engine load and 0% exhaust gas recirculation in the first embodiment.
3 is a schematic diagram of operating conditions for 0 to 60% engine load and 10% exhaust gas recirculation in the first embodiment.
4 is a schematic diagram of operating conditions for 60 to 100% engine load and 10% exhaust gas recirculation in the first embodiment.
5 is a schematic diagram of operating conditions for 0 to 100% engine load and 40% exhaust gas recirculation in the first embodiment.
6 is a schematic diagram of a second embodiment of the present system.
7 is a schematic diagram of operating conditions for 0 to 60% engine load and 10% exhaust gas recirculation in the second embodiment.
8 is a schematic diagram of operating conditions for 60 to 100% engine load and 10% exhaust gas recirculation in the second embodiment.
9 is a schematic diagram of operating conditions for 0 to 100% engine load and 0% exhaust gas recirculation in the second embodiment.
10 is a schematic diagram of operating conditions for 0 to 100% engine load and 40% exhaust gas recirculation in the second embodiment.
11 is a cross-sectional view of an engine with space for an exhaust gas recirculation system.
12 is a cross-sectional view of the exhaust gas recirculation system according to the second embodiment in the EGR mode.
13 is a cross-sectional view of an exhaust gas recirculation system according to a second embodiment in a non-EGR mode.
14 is a three-dimensional view of the exhaust gas recirculation system according to the second embodiment in the EGR mode.
15 is a three-dimensional view of an exhaust gas recirculation system according to a second embodiment in a non-EGR mode.
16 is a cross-sectional view of the exhaust gas recirculation system according to the second embodiment in the EGR mode.
17 is a cross-sectional view of an exhaust gas recirculation system according to a second embodiment in a non-EGR mode.
18 is a three-dimensional view of the exhaust gas recirculation system according to the second embodiment in the EGR mode.
19 is a three-dimensional view of an exhaust gas recirculation system according to a second embodiment in a non-EGR mode.
20 is a cross-sectional view of the exhaust gas recirculation system according to the first embodiment in a first mode of operation.
21 is a cross-sectional view of the exhaust gas recirculation system according to the first embodiment in a second mode of operation.
Fig. 22 is a cross-sectional view of Fig. 20 or 21 cut from A-A.
23 is a three-dimensional view of the exhaust gas recirculation system according to the first embodiment in a first mode of operation.
24 is a three-dimensional view of the exhaust gas recirculation system according to the first embodiment in a second mode of operation.
도 1 은 본 시스템(1)의 일 실시 형태의 개략도를 나타낸다. 배기 가스 재순환 시스템(1)은 배기 출구(2)와 공기 입구(3) 사이에 배치된다. 배기 출구(2)에서 나오는 배기 가스는 부분적으로 제 1 터보 과급기(4) 안으로 가고, 거기서 배기 가스가 터빈에 동력을 주고 신기(fresh air)가 압축기 안으로 흡인되며, 그 압축기는 제 1 터보 과급기(4)의 터빈으로 구동된다. 압축 공기는 제 1 냉각기(12)로 가고 그런 다음 제 1 물 연무(mist) 포집기(13)를 통과하게 된다. 제 1 물 연무 포집기(13)로부터 압축 공기는 혼합 장치(37)로 가게 된다. 배기 출구(2)에서 나오는 배기 가스의 다른 부분은 제 2 터보 과급기(6)를 통과하고, 거기서 배기 가스는 제 1 터보 과급기(4)와 유사한 터빈을 구동시킨다. 제 2 터보 과급기(6)의 터빈의상류에는 제 2 유입 밸브(11)가 배치되어 있다. 터보 과급기(6)의 압축기에 의해 압축된 신기는 제 1 밸브(18) 및 제 2 냉각기(17)를 통과하여 제 4 3-방(way) 밸브(33)로 간다. 제 4 3-방 밸브(33)의 하류에는 제 3 물 연무 포집기(29)가 배치되어 있다. 그리고 건조 공기가 혼합 장치(37)로 간다. 배기 가스의 제 3 부분은 배기 출구(2)로부터 나와 제 1 유입 밸브(10)를 통과해 제 3 냉각기(19) 안으로 간다. 제 3 냉각기(19)의 하류에는 2개의 3-방 밸브(22a, 22b)가 직렬로 배치되어 있다. 이들 두 3-방 밸브(22a, 22b)의 하류에는 배기 가스 정화 장치(8)가 배치되어 있다. 이 배기 가스 정화 장치(8)는 스크러버(scrubber)(14) 및 이 스크러버(14)의 하류에 있는 제 2 물 연무 포집기(15)를 포함한다. 제 2 물 연무 포집기(15)의 하류에는 압력 증가 장치(16)가 배치되어 있다. 이 실시 형태에서 압력 증가 장치는 블로어(blower)이다. 블로어에서 나온 공기는 혼합 장치(37) 안으로 간다. 제 1 3-방 밸브(22a)는 연결 라인(23a)에 의해 제 3 3-방 밸브(32)에 연결된다. 이 실시 형태에서 제 3 3-방 밸브(32)는 제 1 밸브(18)에 대응한다. 제 2 3-방 밸브(22b)는 연결 라인(23b)에 의해 제 4 3-방 밸브(33)에 연결된다. 이 설계의 이점은 도 2 ∼ 5와 관련한 설명에서 제시할 것이다.1 shows a schematic diagram of an embodiment of the
도 2 는 도 1에 나타나 있는 실시 형태의 0 ∼ 100% 엔진 부하 및 0% 배기 가스 재순환에 대한 작동 조건의 개략도를 나타낸다. 이 작동 모드에서, 터보 과급기(4, 6) 모두는 100% 능력으로 작동한다. 제 1 터보 과급기(4)는 대략 60%의 배기 가스에 의해 동력을 받으며, 제 2 터보 과급기(6)는 대략 40%의 배기 가스에 의해 동력을 받는다. 양 터보 괴급기(4, 6)의 하류에는 냉각기(12, 17)가 각각 배치되어 있다. 모든 냉각기(12, 17)의 하류에는 물 연무 포집기(13, 15)가 배치되어 있다. 양 터보 과급기(4, 6)에서 나온 압축 공기는 혼합 장치(37)로 가며, 거기서 공기가 공기 입구(3)로 가기 전에 혼합된다. 상기 시스템(1)의 이 작동 모드에서, 제 1 기능 덕트(5)가 제 1 터보 과급기(4), 제 1 냉각기(12) 및 제 1 물 연무 포집기(13)에 의해 형성된다. 제 2 기능 덕트(7)는 제 2 터보 과급기(6), 제 2 냉각기(17) 및 제 2 물 연무 포집기(15)에 의해 형성된다. 제 2 터보 과급기(6)의 상류에는 제 2 유입 밸브(11)가 배치되어 있는데, 이 밸브는 완전 개방 위치와 완전 폐쇄 위치 사이의 위치를 취할 수 있다. 그래서, 제 2 기능 덕트(7)를 통과하는 배기 가스의 양은 엔진 부하에 따라 제어될 수 있다. 제 2 유입 밸브(11)의 위치는 제어 유닛(미도시)에 의해 제어된다. 이 작동 모드에서 상기 시스템(1)은 TIER Ⅱ 한계의 요건을 만족한다.FIG. 2 shows a schematic diagram of the operating conditions for 0 to 100% engine load and 0% exhaust gas recirculation of the embodiment shown in FIG. 1. In this mode of operation, both
도 3은 도 1에 나타나 있는 제 1 실시 형태의 0 ∼ 60% 엔진 부하 및 10% 배기 가스 재순환에 대한 작동 조건의 개략도를 나타낸다. 이 작동 상태에서, 제 1 터보 과급기(4), 제 1 냉각기(12) 및 제 1 물 연무 포집기(13)에 의해 형성되는 상기 제 1 기능 덕트(5)가 도 2 에 나타나 있는 바와 같이 작동한다. 도 2 의 작동 상태와는 달리, 이 작동 상태에서는 배기 가스 재순환이 일어난다. 대략 60%의 배기 가스가 제 1 터보 과급기(4)를 통과하여 터보 과급기(4)에 동력을 주고 또한 그와 함께 제 1 기능 덕트(5)에 동력을 준다. 나머지 배기 가스는 공기 턱트(9)를 통과하고, 이 공기 덕트는 제 1 유입 밸브(10), 제 3 냉각기(19), 스크러버(14), 물 연무 포집기(15) 및 압력 증가 장치(16)로 구성된다. 그런 다음 배기 가스는 압력 증가 장치(16)로부터 혼합 장치(37)로 가서, 제 1 기능 덕트(5)로부터 온 신기와 재혼합된다. 3-방 밸브(22a, 22b)는 배기 공기만 공기 덕트(9)를 관류할 수 있게 해준다. 적어도 제 1 유입 밸브(10)의 위치는 제어 유닛(미도시)에 의해 제어되며, 완전 개방 위치와 완전 폐쇄 위치 사이에서 제어될 수 있다.3 shows a schematic diagram of the operating conditions for 0 to 60% engine load and 10% exhaust gas recirculation of the first embodiment shown in FIG. 1. In this operating state, the first
도 4 는 도 1에 나타나 있는 제 1 실시 형태의 60 ∼ 100% 엔진 부하 및 10% 배기 가스 재순환에 대한 작동 조건의 개략도를 나타낸다. 이 작동 상태에서는, 양 기능 덕트(5, 7) 및 공기 덕트(9)가 작동한다. 도 2 및 3 과 관련하여 이미 언급한 바와 같이, 제 1 기능 덕트(5)에는, 제 1 터보 과급기(4)의 터빈에 동력을 주는 대략 60%의 배기 가스가 공급되고, 제 1 터보 과급기(4)에서 나온 압축 공기는 제 1 냉각기(12)와 제 1 물 연무 포집기(13)를 통과해 혼합 장치(37)로 가게 된다. 나머지 배기 가스는 기능 덕트(7)와 공기 덕트(9)를 통과한다. 기능 덕트(7)의 구성은 도 2 의 기능 덕트(7)에 대응하고, 공기 덕트(9)의 구성은 도 3 의 공기 덕트(9)에 대응한다. 공기 덕트(9)와 기능 덕트(7)를 통과하는 배기 가스의 양을 제어하기 위해, 공기 덕트(9)의 제 1 유입 밸브(10) 및 기능 덕트(7)의 제 2 유입 밸브(11)는 제어 유닛(미도시)에 의해 제어된다. 이 작동 모드에서는, 100% 엔진 부하에서 배기 가스를 부분적으로 재순환시킬 수 있어, TIER Ⅱ 요건이 만족된다.4 shows a schematic diagram of the operating conditions for 60 to 100% engine load and 10% exhaust gas recirculation of the first embodiment shown in FIG. 1. In this operating state, both
도 5 는 도 1에 나타나 있는 제 1 실시 형태의 0 ∼ 100% 엔진 부하 및 40% 배기 가스 재순환에 대한 작동 조건의 개략도를 나타낸다. 이 실시 형태에서는 제 2 터보 과급기(6)(도 1 참조)가 차단된다. 도 2 ∼ 4 와 관련하여 이미 언급한 바와 같이, 제 1 기능 덕트(5)가 작동한다. 공기 덕트(9)는 모두 4개의 3-방 밸브(22a, 22b, 32, 33)를 통해 제 2 냉각기(17)에 의해 연장된다. 여기서, 배기 가스는 배기 출구(2)로부터 제 1 유입 밸브(10)를 통과해 제 3 냉각기(19)로 가고, 그런 다음에 3-방 밸브(22b)에 의해 연결 라인(23a)을 통해 제 3 3-방 밸브(32)로 가고 또한 제 2 냉각기(17)를 통과하게 된다. 제 2 냉각기(17)의 하류에서 배기 가스는 제 4 3-방 밸브(32) 및 연결 라인(32b)을 통과해 3-방 밸브(22a)로 가고 이어서 배기 가스 정화 장치(8)를 통과하게 되며, 이 정화 장치는 스크러버(14)와 제 2 물 연무 포집기(15)로 구성된다. 배기 가스 정화 장치(8)의 하류에서 공기는 압력 증가 장치(16)를 통과하여 혼합 장치(37) 안으로 공급된다. 제 1 기능 덕트(5)로부터 온 신기와의 혼합 후, 혼합 공기는 공기 입구(3)를 통과한다. 이 구성에서, 상기 시스템(1)은 100% 엔진 부하에서 TIER Ⅲ 기준을 만족할 수 있다.5 shows a schematic diagram of the operating conditions for 0 to 100% engine load and 40% exhaust gas recirculation of the first embodiment shown in FIG. 1. In this embodiment, the second turbocharger 6 (see Fig. 1) is cut off. As already mentioned in connection with FIGS. 2 to 4, the first
도 6 은 상기 시스템(1)의 제 2 실시 형태의 개략도를 나타낸다. 제 2 실시 형태의 시스템(1)은 제 1 기능 덕트(5)를 포함하고, 이 기능 덕트는 제 1 터보 과급기(4), 제 1 냉각기(12) 및 제 1 물 연무 포집기(13)를 포함한다. 제 1 기능 덕트(5)로부터 나온 압축된 신기는 공기 입구(3)에서 엔진(미도시)에 들어가기 전에 혼합 장치(37)에 들어가게 된다. 도 1 에 따른 제 1 실시 형태와 다르게, 제 1 기능 덕트(5)는 배기 웨이스트 게이트(waste gate)(39)를 더 포함하는데, 이 배기 웨이스트 게이트는 터보 과급기에 동력을 주기 위해 배기 가스를 사용하거나 배기 가스를 재순환시킴이 없이 배기 가스를 버릴 수 있다.6 shows a schematic diagram of a second embodiment of the
제 2 기능 덕트(7)는 제 2 유입 밸브(11)를 포함하고, 이 유입 밸브는 제 2 터보 과급기(6)의 상류에 배치된다. 제 2 터보 과급기(6)로부터 나온 압축 공기는 제 1 밸브(18)를 통과하여 제 2 냉각기(17) 안으로 들어간다. 이 제 2 냉각기(17)의 하류에는, 3-방 밸브 형태의 결합 라인 밸브(20)가 배치된다. 이 결합 라인 밸브(20)로부터 제 1 라인이 스크러버(14)에 연결되어 있고 또한 물 연무 포집기(15) 안으로 이어져 있다. 또한, 결합 라인 밸브(20)로부터 우회 덕트(21)가 스크러버(14)를 우회하여 물 연무 포집기(15)에 직접 이어져 있다. 배기 가스는 배기 출구(2)로부터 나와 제 1 유입 밸브(10)를 통과하여 냉각기(17) 안으로 들어간다. 그래서 냉각기(17)는 제 2 기능 덕트(7)와 공기 덕트(9)를 위한 결합형 냉각기이다. 또한, 제 2 물 연무 포집기(15)는 공기 덕트(9)와 제 2 기능 덕트(7) 사이에 공유된다. 제 2 물 연무 포집기(15)의 하류에는 압력 증가 장치(16)가 혼합 장치(37)의 바로 상류에 배치되어 있다. 혼합 장치(37)에서, 재순환된 배기 가스와 압축 신기가 혼합되어 공기 입구(3) 안으로 공급된다. 또한, 제 2 실시 형태는, 제 2 물 연무 포집기(15)로부터 나온 공기의 압력이 공기 입구(3) 안으로의 직접적인 도입에 충분한 경우를 위해 역류 방지 밸브(40)를 포함한다. 이 도에 따른 제 2 실시 형태의 작동 모드를 도 7 ∼ 10 을 참조하여 설명한다.The second
도 7 은 도 6에 따른 제 2 실시 형태의 0 ∼ 60% 엔진 부하 및 10% 배기 가스 재순환에 대한 작동 조건의 개략도를 나타낸다. 제 1 기능 덕트(5)는 도 1 ∼ 6 과 관련하여 설명한 바와 같이 터보 과급기(4), 제 1 냉각기(12) 및 제 1 물 연무 포집기(14)로 구성된다. 배기 출구(2)로부터 나온 대략 60%의 배기 가스가 압축기에 동력을 주기 위해 터보 과급기(4) 안으로 공급된다. 나머지 배기 가스는 배기 출구(2)로부터 제 1 유입 밸브(10)를 통과해 제 2 냉각기(17) 안으로 들어간다. 제 2 냉각기(17)의 하류에서, 상기 결합 라인 밸브(20)는 배기 가스를 스크러버(14)와 물 연무 포집기를 통해 블로어(16) 안으로 보내는 위치에 있다. 블로어(16)의 하류에서 배기 가스는 혼합 장치(37) 안으로 들어가고 이어서 공기 입구(3)로 가게 된다. 이 구성으로 TIER Ⅱ 요건이 만족된다.7 shows a schematic diagram of the operating conditions for 0 to 60% engine load and 10% exhaust gas recirculation of the second embodiment according to FIG. 6. The first
도 8 은 도 6에 따른 제 2 실시 형태의 60 ∼ 100% 엔진 부하 및 10% 배기 가스 재순환에 대한 작동 조건의 개략도를 나타낸다. 이 작동 조건은, 더 높은 엔진 부하에서 과잉의 배기 가스를 대기에 직접 버릴 수 있는 배기 게이트(39)를 제외하고는, 도 7 의 작동 조건에 대응한다. 공기 덕트(5)는 터보 과급기 능력의 한한계 때문에 이들 부하에서는 나머지 배기 가스 유동을 다룰 수 없다. 이 구성으로 TIER Ⅱ 기준이 만족된다.Fig. 8 shows a schematic diagram of the operating conditions for 60 to 100% engine load and 10% exhaust gas recirculation of the second embodiment according to Fig. 6; This operating condition corresponds to the operating condition of Fig. 7 except for the
도 9 는 도 6에 따른 제 2 실시 형태의 0 ∼ 100% 엔진 부하 및 0% 배기 가스 재순환에 대한 작동 조건의 개략도를 나타낸다. 대략 60%의 배기 가스가 배기 출구(2)로부터 나와 제 1 터보 과급기(4)를 통과한다. 터보 과급기(4)로부터 나온 압축 공기는 제 1 냉각기(12)와 제 1 물 연무 포집기(13)를 통과해 혼합 장치(37) 안으로 들어간다. 이 제 1 기능 덕트(5)는 도 1 에 나타나 있는 제 1 실시 형태의 제 1 기능 덕트(5)에 대응한다. 이 실시 형태에서 배기 가스는 재순환되지 않으므로, 대략 40%의 배기 가스가 사용되어 터보 과급기(6)에 동력을 주게 된다. 이 터보 과급기에 동력을 주기 위해 사용되는 배기 가스의 양은, 제어 유닛(미도시)에 의해 제어되는 제 2 유입 밸브(11)에 의해 제어될 수 있다. 터보 과급기(6)에 의해 압축된 공기는 제 1 밸브(18)를 통과하여 제 2 냉각기(17)로 가게 된다. 공기가 제 2 냉각기(17)에서 냉각된 후에, 그 공기는 결합 라인 밸브(20) 및 우회 덕트(21)를 통과하여 정화 장치를 우회하게 된다. 우회 덕트(21)의 하류에서 공기는 제 2 물 연무 포집기(15)를 통과하고, 공기는 그의 높은 압력 레벨 때문에 추가 압력 증가에 대한 필요 없이 공기 입구(3) 안으로 직접 공급될 수 있다. 이 작동 모드에서, TIER Ⅱ의 요건이 달성될 수 있다.9 shows a schematic diagram of the operating conditions for 0 to 100% engine load and 0% exhaust gas recirculation of the second embodiment according to FIG. 6. Approximately 60% of the exhaust gas comes out of the
도 10 은 도 6에 따른 제 2 실시 형태의 0 ∼ 100% 엔진 부하 및 40% 배기 가스 재순환에 대한 작동 조건의 개략도를 나타낸다. 이 작동 모드의 제 1 기능 덕트(5)는 도 9 의 제 1 기능 덕트에 대응한다. 배기 가스를 제순환시키기 위해, 배기 가스는 배기 출구(2)로부터 나와 제 1 유입 밸브(10)를 통과하여 냉각기(17) 안으로 들어가고 이어서 결합 라인 밸브(20)로 가게 된다. 결합 라인 밸브(20)는 배기 가스를 스크러버(14)와 제 2 물 연무 포집기(15)에 보내는 위치에 있다. 그래서, 이 실시 형태에서는 제 1 터보 과급기(4)만 필요하다. 제 1 유입 밸브(10)는 제어 유닛(미도시)에 의해 제어된다. 이 작동 모드로 TIER Ⅲ 기준이 만족된다.Fig. 10 shows a schematic diagram of the operating conditions for 0 to 100% engine load and 40% exhaust gas recirculation of the second embodiment according to Fig. 6; The first
도 11 은 배기 가스 재순환 시스템(1)을 위한 공간을 갖는 엔진(38)의 단면도를 나타낸다. 배기 가스 재순환 시스템(1)을 위한 공간은 엔진(38)의 가용 공간에 통합되어야 한다. 이러한 통합에 의해, 배기 가스 재순환 시스템(1)에서의 압력 손실이 낮게 된다. 도 12 ∼ 24 에 나타나 있는 다음의 설계안은 도 1 또는 6 의 실시 형태에 기초하고 도 11 에 나타나 있는 가용 공간에 적합하게 되어 있다.11 shows a cross-sectional view of an
도 12 는 배기 가스 재순환 모드에 있는 도 6 에 나타나 있는 제 2 실시 형태에 따른 배기 가스 재순환 시스템의 단면도를 나타낸다. 전반적인 설계는 2개의 격실, 즉 소기(scavenge) 공기 격실(41)인 외측 격실 및 스크러버(14)를 포함하는 내측 격실로 이루어져 있다. 제 2 기능 덕트(7) 및/또는 공기 덕트(9)로부터 나온 배기 가스는 제 2 냉각기(17)를 통과한다. 제 2 냉각기(17)의 하류에 있는 결합 라인 밸브(20)는 2개의 플랩으로 구성되어 있는데, 이들 플랩은 회전점(42) 주위로 회전할 수 있다. 결합 라인 밸브(20)는 배기 가스 재순환이 일어날 수 있게 해주는 위치에 있다. 배기 가스는 스크러버(14)를 통과한다. 소기 공기 격실(41)을 통한 직접적인 가스 유동은 차단되고 배기 가스는 벤튜리 노즐(45)을 통해 스크러버(14)를 통해 안내된다. 최고의 미립자 제거 효율을 위해 세척액 스프레이 노즐(43)이 벤튜리 노즐 목부에 위치되어 있다. 배기 가스 유동이 벤튜리 노즐(45)을 지난 후에는 둥근 스크러버 격실 형상으로 인해 직접 상방으로 가스 스크러버(14) 안으로 가게 된다. 스크러버의 가장 낮은 지점에는 드레인이 위치될 수 있다. 배기 가스는 상류 유동으로 가스 스크러버(14)를 통과한다. 스크러버(14)는 플레이트 스크러버로 설계되어 있다. 플레이트는 단순한 천공 플레이트, 시이브(seive) 플레이트, 충돌 플레이트, 버블 컷 플레이트 또는 밸브 플레이트 또는 이것들의 조합형일 수 있다. 가스 제거 효율이 충분하지 않으면, 추가적인 패킹 재료가 접촉 면적을 증가시키기 위해 플레이트 사이에 배치될 수 있다. 플레이트의 상부에서 세척액이 가스 스크러버(14) 안으로 부어지고 중력에 의해 배기 가스에 대해 대향류 유동으로 하방으로 플레이트를 관류하게 된다. 스크러버 플레이트 위쪽에서 배기 가스는 스크러버 격실의 길이 방향 중심 안으로 안내된다. 그런 다음 배기 가스는 대각선 방향의 하향 채널(44)(도 14 참조) 안으로 들어가게 된다. 배기 가스는 이 채널을 떠난 후 소기 공기 격실(41)에 들어가고, 분사된 세척액을 제거하기 위해 물 연무 포집기(15)를 통과한다. 그런 다음, 정화된 배기 가스는 압력 증가 장치(16)(미도시) 및 혼합 장치(37)(미도시)로 가게 된다.12 shows a cross-sectional view of the exhaust gas recirculation system according to the second embodiment shown in FIG. 6 in the exhaust gas recirculation mode. The overall design consists of two compartments: an outer compartment, which is a
도 13 은 비 EGR 모드에 있는 제 2 실시 형태에 따른 배기 가스 재순환 시스템(1)(도 6 에 도시)의 단면도를 나타낸다. 배기 가스 재순환이 없는 상태에서 플랩형태의 결합 라인 밸브(20)는 스크러버(14)에의 접근을 차단하는 위치에 있다. 터보 과급기(4)(미도시)에서 오는 압축 공기가 냉각기(17)를 통해 들어간다. 그런 다음 압축 공기는 소기 공기 격실(41)과 물 연무 포집기(15)를 직접 관류하게 된다. 물 연무 포집기(15)의 하류에서 공기는 공기 입구(3)(미도시)로 되돌아간다.13 shows a cross-sectional view of an exhaust gas recirculation system 1 (shown in FIG. 6) according to a second embodiment in a non-EGR mode. In the absence of exhaust gas recirculation, the flap-shaped
도 14 는 EGR 모드(도 12 참조)에 있는 제 2 실시 형태에 따른 배기 가스 재순환 시스템의 3차원도를 나타낸다.14 shows a three-dimensional view of an exhaust gas recirculation system according to a second embodiment in EGR mode (see FIG. 12).
도 15 는 도 13 에 따른 비 EGR 모드에 있는 제 2 실시 형태에 따른 배기 가스 재순환 시스템의 3차원도를 나타낸다.15 shows a three-dimensional view of an exhaust gas recirculation system according to a second embodiment in a non-EGR mode according to FIG. 13.
도 16 은 EGR 모드에 있는 제 2 실시 형태에 따른 배기 가스 재순환 시스템의 단면도를 나타낸다. 이 실시 형태는 도 12 에 나타나 있는 실시 형태에 대응한다. 유일한 차이는 플랩(결합 라인 밸브(20)에 대응함)의 기하학적 구조에 있다. 이 실시 형태의 결합 라인 밸브(20)는 도 12 에 나타나 있는 바와 같은 하나의 플랩으로 결합되어 있지 않고, 2개의 개별적인 플랩을 포함한다. 이러한 설계의 이점은 플랩의 회전을 위해 필요한 공간이 적다는 것이다. 그래서, 이러한 실시 형태에서는 스크러버 격실은 더 많은 공간을 가질 수 있다.16 shows a cross-sectional view of an exhaust gas recirculation system according to a second embodiment in EGR mode. This embodiment corresponds to the embodiment shown in FIG. 12. The only difference lies in the geometry of the flap (corresponding to the coupling line valve 20). The
도 17 은 비 EGR 모드에 있는 제 2 실시 형태에 따른 배기 가스 재순환 시스템의 단면도를 나타낸다. 이 실시 형태는 도 13 에 나타나 있는 실시 형태에 기초한 것으로, 도 12 및 16 사이의 차이와 동일한 차이를 가지고 있다. 결합 라인 밸브(20)는 더 적은 공간을 필요로 한다.17 shows a cross-sectional view of an exhaust gas recirculation system according to a second embodiment in a non-EGR mode. This embodiment is based on the embodiment shown in FIG. 13 and has the same difference as the difference between FIGS. 12 and 16. The
도 18 은 EGR 모드에 있는 제 2 실시 형태에 따른 배기 가스 재순환 시스템의 3차원도를 나타낸다. 도 18 의 3차원도는 도 16 의 단면도에 대응한다. 결합 라인 밸브(20)는 2개의 개별적인 플랩을 포함하고 그래서 도 14 의 실시 형태와 비교하여 더 적은 공간을 필요로 한다.18 shows a three-dimensional view of an exhaust gas recirculation system according to a second embodiment in EGR mode. The three-dimensional view of FIG. 18 corresponds to the cross-sectional view of FIG. 16. The
도 19 는 비 EGR 모드에 있는 제 2 실시 형태에 따른 배기 가스 재순환 시스템의 3차원도를 나타낸다. 도 19 의 실시 형태는 도 17 의 단면도에 대응하는데, 도 15 의 실시 형태와 다른 점은, 결합 라인 밸브(20)가 2개의 개별적인 플랩을 가지고 있다는 것이다. 그 이점은 도 18 과 관련하여 이미 언급한 바와 같다. 19 shows a three-dimensional view of an exhaust gas recirculation system according to a second embodiment in a non-EGR mode. The embodiment of Fig. 19 corresponds to the cross-sectional view of Fig. 17, which differs from the embodiment of Fig. 15 in that the
도 20 은 제 1 작동 모드에 있는 제 1 실시 형태에 따른 배기 가스 재순환 시스템(도 1 에 나타나 있음)의 단면도를 나타낸다. 제 1 작동 모드는 낮은 배기 가스 재순환율(대략 10%) 및 터보 과급기(6)로부터 나오는 감소된 압축 공기 유동(대략 30%)을 포함하거나 또는 0 ∼ 25% 엔진 부하에서의 약 40%의 배기 가스 재순환율 또는 컷오프 배기 가스 재순환을 포함한다. 상기 배기 가스 재순환 시스템은 일반적으로 소기 공기 격실(41) 및 배기 가스 정화 장치(8)를 포함한다. 배기 가스는 상부에서 스크러버(14)에 들어간다. 배기 가스는 특수한 배기 가스 재순환 냉각기(19)를 통과하고 선택적으로는 예비 물 연무 포집기를 통과한다. 냉각된 배기 가스는 그리고 나서 스크러버(14)에 들어간다. 이 스크러버(14)는 2개의 부분, 즉 미립자 스크러버와 가스 스크러버로 이루어져 있다. 미립자 스크러버는 벤튜리 스크러버 원리에 기초한다. 특히, 복수 개의 벤튜리 노즐(도 22 에 나타나 있음)이 수평으로 배치된다. 약 0.04 ㎛의 서브미크론 범위로 최고의 미립자 제거 효율을 달성하기 위해, 복수 개의 물 스프레이 노즐(43)(도 22 참조)이 벤튜리 노즐(45)에 배치된다. 배기 가스 유동은 벤튜리 노즐(45)을 지난 후에 둥근 형태(도 22 참조)로 인해 상방으로 플레이트 스크러버(14)를 통과하게 된다. 제 3 물 연무 포집기(29)에서 물 액적은 공기 입구(3)(미도시)에 들어가기 전에 상기 정화된 배기 가스로부터 제거된다. 이와 더불어, 터보 과급기(6)로부터 나온 압축 흡기 공기가 소기 공기 격실(41)에 들어가 냉각기(17)에서 냉각되고 또한 그 격실에서 물 액적이 제 3 물 연무 포집기(29)에 의해 제거된다. 그런 다음 배기 가스는 제 3 물 연무 포집기(15)를 통과하여 공기 입구(3)(미도시)에 들어간다. Fig. 20 shows a cross-sectional view of the exhaust gas recirculation system (shown in Fig. 1) according to the first embodiment in a first mode of operation. The first mode of operation includes a low exhaust gas recirculation rate (approximately 10%) and a reduced compressed air flow from the turbocharger 6 (approximately 30%), or approximately 40% exhaust at 0-25% engine load. Gas recirculation rate or cutoff exhaust gas recirculation. The exhaust gas recirculation system generally includes a scavenging
도 21 은 제 2 작동 모드에 있는 제 1 실시 형태에 따른 배기 가스 재순환 시스템(도 1 에 나타나 있음)의 단면도를 나타낸다. 제 2 작동 모드는 40%의 배기 가스 재순환율 포함한다. 이 작동 모드에서 배기 가스는 제 3 냉각기(19) 및 제 2 냉각기(17)를 차례로 관류하게 된다. 이러한 목적으로, 플랩(46, 47)은 수평 위치에 있다. 터보 과급기(6)는 차단되어 있고, 그래서 압축 흡기 공기 유동은 없다. 제 2 냉각기(17)의 하류에서 배기 가스는 배기 가스 정화 장치(8)로 가게 된다. 이러한 목적으로 플랩(47)이 폐쇄된다.Fig. 21 shows a cross-sectional view of the exhaust gas recirculation system (shown in Fig. 1) according to the first embodiment in a second mode of operation. The second mode of operation includes an exhaust gas recirculation rate of 40%. In this mode of operation, the exhaust gas flows through the
도 22 는 A - A 에서 각각 잘라서 본 도 20 또는 21 의 단면도이다. 배기 가스는 제 3 냉각기(19)를 통해 특별한 배기 가스 재순환 냉각기에 들어간다. 그런 다음 배기 가스는 세척액을 갖는 스프레이 노즐(43)이 구비되어 있는 벤튜리 노즐(45)을 통과하게 된다. 둥근 형상의 바닥 때문에 배기 가스 유동은 상방으로 향하고 배기 가스는 가스 스크러버에 들어가게 된다. 둥근 형상으로 인해 벤튜리 노즐 내의 분사된 세척액은 물 처리 시스템에 이어져 있는 드레인 파이프(미도시) 내로 들어가는 가장 낮은 지점에서 이미 분리될 수 있다. 가스와 세척액 사이의 넓은 접촉 면적 및 긴 주재 시간이 최대의 가스 제거 효율을 얻는데 있어 중요한 요인이다. 이는 복수의 수평 플레이트로 이루어지는 플레이트 스크러버로 실현될 수 있다. 이들 플레이트는 단순한 천공 플레이트, 시이브 플레이트, 충돌 플레이트, 버블 컷 플레이트 또는 밸브 플레이트 또는 이것들의 조합형일 수 있다. 가스 제거 효율이 충분하지 않으면, 추가적인 패킹 재료가 접촉 면적을 증가시키기 위해 플레이트 사이에 배치될 수 있다. 플레이트의 상부에서 세척액이 가스 스크러버(14) 안으로 부어지고 중력에 의해 배기 가스에 대해 대향류 유동으로 하방으로 플레이트를 관류하게 된다. 가스 스크러버의 하류에서 배기 가스는 물 연무 포집기(15)를 통과한다. 그리고 공기가 압력 증가 장치(미도시)로 간다. Fig. 22 is a cross-sectional view of Fig. 20 or 21 cut from A to A, respectively. The exhaust gas enters the special exhaust gas recirculation cooler through the
도 23 은 도 20 에 나타나 있는 제 1 작동 모드에 있는 제 1 실시 형태에 따른 배기 가스 재순환 시스템의 3차원도를 나타낸다. 스크러버 격실은 도 22 에 나타나 있는 스크러버에 대응한다.23 shows a three-dimensional view of the exhaust gas recirculation system according to the first embodiment in the first mode of operation shown in FIG. 20. The scrubber compartment corresponds to the scrubber shown in FIG. 22.
도 24 는 도 21 에 나타나 있는 제 2 작동 모드에 있는 제 1 실시 형태에 따른 배기 가스 재순환 시스템의 3차원도를 나타낸다. 스크러버 격실은 도 22 에 나타나 있는 스크러버에 대응한다.FIG. 24 shows a three-dimensional view of the exhaust gas recirculation system according to the first embodiment in the second mode of operation shown in FIG. 21. The scrubber compartment corresponds to the scrubber shown in FIG. 22.
Claims (32)
상기 배기 출구(2)와 공기 입구(3) 사이의 제 1 기능 덕트(5)에 있는 제 1 터보 과급기(4),
상기 배기 출구(2)와 공기 입구(3) 사이의 제 2 기능 덕트(7)에 있는 제 2 터보 과급기(6),
상기 배기 출구(2)와 공기 입구(3) 사이에 배치되는 공기 덕트(9)에 배치되는 배기 가스 정화 장치(8),
상기 터보 과급기들로부터의 재순환 배기 가스와 신기(fresh air)를 혼합하는데 사용하는 혼합 장치(37), 및
상기 시스템(1)의 기능적 상태를 제어하기 위한 제어 유닛
을 포함하고,
상기 제 1 및 제 2 터보 과급기(4, 6)는 개별적이고 병렬로 배치되며,
상기 공기 덕트(9)는 적어도 부분적으로 제 2 기능 덕트(7)와 병렬로 배치되고, 상기 제어 유닛은, 상기 배기 가스 정화 장치(8)의 상류에서 공기 덕트(9)에 배치되어 있는 제 1 유입 밸브(10) 및 제 2 터보 과급기(6)의 상류에 배치되어 있는 제 2 유입 밸브(11) 둘 모두가 적어도 부분적으로 개방된 위치를 동시에 취할 수 있도록 하여 상기 제 1 유입 밸브(10)와 제 2 유입 밸브(11)를 제어하도록 되어서, 상기 공기 덕트와 상기 제 2 기능 덕트가 병렬로 사용될 수 있고,
상기 제 1 기능 덕트(5)는 상기 제 1 터보 과급기의 하류에 있는 제 1 냉각기(12), 및 상기 제 1 냉각기(12)의 하류에 있는 제 1 물 연무 포집기(13)을 포함하고,
압력 증가 장치(16)가 상기 공기 덕트(9)에 배치되고,
상기 혼합 장치(37)는 상기 혼잡 장치 내에서,
- 배기 가스가 상기 제 1 기능 덕트로부터의 신기와 혼합되고,
- 배기 가스가 상기 제 2 기능 덕트로부터의 신기와 혼합되며,
- 상기 제 1 터보 과급기로부터의 압축 공기가 상기 제 2 터보 과급기로부터의 압축 공기와 혼합되도록 배열되는,
배기 가스 재순환 시스템.As an exhaust gas recirculation system (1) which can be arranged between the exhaust outlet (2) and the air inlet (3) of a two-stroke engine,
A first turbocharger (4) in the first functional duct (5) between the exhaust outlet (2) and the air inlet (3),
A second turbocharger (6) in a second functional duct (7) between the exhaust outlet (2) and the air inlet (3),
An exhaust gas purification device 8 disposed in an air duct 9 disposed between the exhaust outlet 2 and the air inlet 3,
A mixing device 37 used to mix fresh air and recirculating exhaust gas from the turbochargers, and
Control unit for controlling the functional state of the system 1
Including,
The first and second turbochargers 4 and 6 are arranged individually and in parallel,
The air duct 9 is at least partially arranged in parallel with the second functional duct 7, and the control unit is a first arranged in the air duct 9 upstream of the exhaust gas purification device 8 Both the inlet valve 10 and the second inlet valve 11 disposed upstream of the second turbocharger 6 can simultaneously take an at least partially open position so that the first inlet valve 10 and the second inlet valve 11 It is adapted to control the second inlet valve 11, so that the air duct and the second functional duct can be used in parallel,
The first functional duct (5) comprises a first cooler (12) downstream of the first turbocharger, and a first water mist collector (13) downstream of the first cooler (12),
A pressure increasing device (16) is arranged in the air duct (9),
The mixing device 37 is in the congestion device,
-The exhaust gas is mixed with the fresh air from the first functional duct,
-The exhaust gas is mixed with the fresh air from the second functional duct,
-The compressed air from the first turbocharger is arranged to mix with the compressed air from the second turbocharger,
Exhaust gas recirculation system.
상기 제 1 및 제 2 기능 덕트(5, 7)는 분리되어 병렬로 배열되는, 배기 가스 재순환 시스템. The method of claim 1,
The exhaust gas recirculation system, wherein the first and second functional ducts (5, 7) are separated and arranged in parallel.
상기 배기 가스 정화 장치는 스크러버(scrubber) 및 적어도 제 2 물 연무 포집기를 포함하는, 배기 가스 재순환 시스템. The method of claim 1,
The exhaust gas recirculation system, wherein the exhaust gas purification device comprises a scrubber and at least a second water mist collector.
상기 스크러버는 가스 수집과 미립자 물질 제거를 위한 결합형 스크러버인, 배기 가스 재순환 시스템. The method of claim 3,
The scrubber is an exhaust gas recirculation system, wherein the scrubber is a combined scrubber for gas collection and particulate matter removal.
상기 압력 증가 장치는 상기 제 2 물 연무 포집기의 하류에는 제공되어 있는, 배기 가스 재순환 시스템. The method of claim 3,
The exhaust gas recirculation system, wherein the pressure increasing device is provided downstream of the second water mist collector.
상기 제 2 기능 덕트는 제 2 터보 과급기의 하류에 있는 제 2 냉각기를 포함하는, 배기 가스 재순환 시스템. The method of claim 1,
And the second functional duct comprises a second cooler downstream of the second turbocharger.
제 1 밸브가 상기 제 2 터보 과급기의 바로 하류에 배치되어 있는, 배기 가스 재순환 시스템. The method of claim 1,
The exhaust gas recirculation system, wherein a first valve is disposed immediately downstream of the second turbocharger.
상기 공기 덕트는 배기 가스 정화 장치의 상류에 배치되는 제 3 냉각기를 포함하는, 배기 가스 재순환 시스템. The method of claim 1,
The exhaust gas recirculation system, wherein the air duct includes a third cooler disposed upstream of the exhaust gas purification device.
상기 제 2 냉각기 및 제 3 냉각기는 제 2 터보 과급기의 하류 및 공기 덕트에 있는 제 1 밸브의 하류에 배치되는 결합형 냉각기인, 배기 가스 재순환 시스템. The method of claim 8,
The second cooler and the third cooler are combined coolers disposed downstream of the second turbocharger and downstream of the first valve in the air duct.
상기 공기 덕트는 결합형 냉각기의 하류에 있는 결합 라인 밸브를 포함하는, 배기 가스 재순환 시스템. The method of claim 9,
The exhaust gas recirculation system, wherein the air duct comprises a combined line valve downstream of the combined cooler.
상기 결합 라인 밸브는 3-방(way) 밸브(33)인, 배기 가스 재순환 시스템.The method of claim 10,
The exhaust gas recirculation system, wherein the combined line valve is a three-way valve (33).
상기 배기 가스 정화 장치는 스크러버를 우회하기 위해 상기 결합 라인 밸브와 제 2 물 연무 포집기 사이에 있는 우회 덕트를 포함하는, 배기 가스 재순환 시스템. The method of claim 10,
Wherein the exhaust gas purification device includes a bypass duct between the coupling line valve and the second water mist collector for bypassing the scrubber.
상기 제 3 냉각기의 하류에는 2개의 3-방 밸브가 직렬로 배치되어 있고, 상기 공기 덕트는 2개의 연결 라인에 의해 상기 제 2 기능 덕트에 연결되며, 제 1 연결 라인은 제 1 3-방 밸브에서 시작되고 제 2 냉각기의 바로 상류에서 제 1 연결점에서 상기 제 2 기능 덕트에 연결되어 있으며, 제 2 연결 라인은 제 2 3-방 밸브에서 시작되고 상기 제 2 냉각기의 바로 하류에서 제 2 연결점에서 상기 제 2 기능 덕트에 연결되어 있으며, 제 1 체크 밸브가 상기 제 1 연결점의 상류에 배치되고 제 2 체크 밸브가 상기 제 2 연결점의 하류에 배치되어 있는, 배기 가스 재순환 시스템.The method of claim 8,
Two three-way valves are arranged in series downstream of the third cooler, the air duct is connected to the second functional duct by two connection lines, and the first connection line is a first three-way valve And connected to the second functional duct at a first connection point immediately upstream of the second cooler, and a second connection line starts at a second three-way valve and at a second connection point immediately downstream of the second cooler. An exhaust gas recirculation system connected to the second functional duct, wherein a first check valve is disposed upstream of the first connection point and a second check valve is disposed downstream of the second connection point.
상기 제 3 냉각기의 하류에 있는 상기 2개의 3-방 밸브는 하나의 밸브, 배기 가스 재순환 시스템. The method of claim 13,
The two three-way valves downstream of the third cooler are one valve, exhaust gas recirculation system.
연결점 후 밸브가 상기 제 2 연결점의 하류에 배치되어 있는, 배기 가스 재순환 시스템. The method of claim 13,
The exhaust gas recirculation system, wherein a valve is arranged downstream of the second connection point after the connection point.
제 3 물 연무 포집기가 상기 연결점 후 밸브의 하류에 배치되어 있는, 배기 가스 재순환 시스템. The method of claim 15,
An exhaust gas recirculation system, wherein a third water mist collector is disposed downstream of the valve after the connection point.
상기 제 3 냉각기의 하류에는 2개의 3-방 밸브가 직렬로 배치되어 있고, 상기 공기 덕트는 2개의 연결 라인에 의해 상기 제 2 기능 덕트에 연결되며, 제 1 연결 라인은 제 1 3-방 밸브에서 시작되고 제 2 냉각기의 상류에 있는 제 3 3-방 밸브에서 상기 제 2 기능 덕트에 연결되어 있으며, 제 2 연결 라인은 제 2 3-방 밸브에서 시작되고 제 2 냉각기의 바로 하류에 있는 제 4 3-방 밸브에서 상기 제 2 기능 덕트에 연결되어 있는, 배기 가스 재순환 시스템.The method of claim 8,
Two three-way valves are arranged in series downstream of the third cooler, the air duct is connected to the second functional duct by two connection lines, and the first connection line is a first three-way valve And connected to the second functional duct at a third three-way valve upstream of the second cooler, the second connection line starting at the second three-way valve and immediately downstream of the second cooler. Exhaust gas recirculation system connected to the second function duct in a 4 three-way valve.
예비 물 연무 포집기가 상기 제 3 냉각기의 하류에 배치되어 있는, 배기 가스 재순환 시스템.The method of claim 13,
An exhaust gas recirculation system, wherein a preliminary water mist collector is disposed downstream of the third cooler.
예비 스크러버가 상기 제 1 유입 밸브의 하류에 배치되어 있는, 배기 가스 재순환 시스템.The method of claim 1,
An exhaust gas recirculation system, wherein a spare scrubber is disposed downstream of the first inlet valve.
제 3 물 연무 포집기가 상기 제 4 3-방 밸브의 하류에 배치되어 있는, 배기 가스 재순환 시스템.The method of claim 17,
An exhaust gas recirculation system, wherein a third water mist collector is disposed downstream of the fourth three-way valve.
상기 배기 가스 정화 장치는 소기(scavenge) 공기 유닛과 결합되어 있는, 배기 가스 재순환 시스템.The method of claim 1,
The exhaust gas recirculation system, wherein the exhaust gas purification device is coupled with a scavenge air unit.
상기 배기 가스 재순환 시스템은 해양 선박의 엔진을 업그레이드하기 위한 것인 배기 가스 재순환 시스템.The method according to any one of claims 1 to 21,
The exhaust gas recirculation system is for upgrading an engine of a marine vessel.
a. 제 1 기능 덕트에 있는 제 1 터보 과급기의 제 1 터빈을 작동시키기 위해 연소 엔진의 배기 가스의 적어도 일 부분을 사용하여 제 1 압축기에서 공기를 압축하고 압축 공기를 연소 엔진의 공기 입구에 전달하는 단계;
b. 제 2 기능 덕트에 있는 제 2 터보 과급기의 제 2 터빈을 작동시키기 위해 연소 엔진의 배기 가스의 적어도 일 부분을 사용하여 제 2 압축기에서 공기를 압축하고 압축 공기를 연소 엔진의 공기 입구에 전달하는 단계;
c. 배기 가스를 재순환시키기 위해 공기 덕트에서 연소 엔진의 배기 가스의 제 3 부분을 사용하고 배기 가스 출구와 연소 엔진의 공기 흡기부 사이에서 배기 가스를 배기 가스 정화 유닛에서 정화하는 단계; 및
d. 혼합 장치(37)에서 상기 터보 과급기들로부터의 재순환 배기 가스와 신기를 혼합하는 단계;
를 포함하고,
제어 유닛은 적어도 상기 제 2 터빈과 공기 덕트를 통과하는 배기 가스의 양을 제어하여, 상기 공기 덕트에 있는 제 1 유입 밸브와 제 2 터빈의 상류에 있는 제 2 유입 밸브 모두가 적어도 부분적으로 개방된 위치를 취할 수 있도록 하고,
상기 배기 가스는 제 1 유입 밸브(10)의 하류에 있는 적어도 하나의 냉각기(17, 19)를 통과하고, 상기 적어도 하나의 냉각기(17, 19)의 하류에 있는 적어도 하나의 물 연무 포집기(15, 29)를 통과하며,
상기 혼합 장치(37) 내에서,
- 배출 가스는 상기 제 1 기능 덕트로부터의 신기와 혼합되고,
- 배출 가스는 상기 제 2 기능 덕트로부터의 신기와 혼합되며,
- 상기 제 1 터보 과급기로부터의 압축 공기는 상기 제 2 터보 과급기로부터의 압축 공기와 혼합되는,
배기 가스 재순환 방법.As a method for recirculating exhaust gas,
a. Compressing air in the first compressor and delivering compressed air to the air inlet of the combustion engine using at least a portion of the exhaust gas of the combustion engine to operate the first turbine of the first turbocharger in the first functional duct. ;
b. Compressing air in the second compressor and delivering compressed air to the air inlet of the combustion engine using at least a portion of the exhaust gas of the combustion engine to operate the second turbine of the second turbocharger in the second function duct. ;
c. Using a third portion of the exhaust gas of the combustion engine in the air duct to recirculate the exhaust gas and purifying the exhaust gas in the exhaust gas purification unit between the exhaust gas outlet and the air intake of the combustion engine; And
d. Mixing recirculating exhaust gas and fresh air from said turbochargers in a mixing device (37);
Including,
The control unit controls the amount of exhaust gas passing through at least the second turbine and the air duct so that both the first inlet valve in the air duct and the second inlet valve upstream of the second turbine are at least partially open. To be able to take a position,
The exhaust gas passes through at least one cooler (17, 19) downstream of the first inlet valve (10), and at least one water mist collector (15) downstream of the at least one cooler (17, 19). , Through 29),
In the mixing device 37,
-The exhaust gas is mixed with the fresh air from the first functional duct,
-The exhaust gas is mixed with the fresh air from the second functional duct,
-The compressed air from the first turbocharger is mixed with the compressed air from the second turbocharger,
Exhaust gas recirculation method.
제 1 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 따른 시스템(1)이 사용되는, 배기 가스 재순환 방법.The method of claim 24,
22. A method of recycling exhaust gas, in which a system (1) according to any of the preceding claims is used.
상기 방법은 해양 선박에서 사용되는, 배기 가스 재순환 방법.The method of claim 24,
The method is used in marine vessels, exhaust gas recirculation method.
상기 공기 덕트 내의 배기 가스는 상기 유입 밸브의 하류에 있는 예비 스크러버를 통과하는, 배기 가스 재순환 방법.The method of claim 24,
The exhaust gas recirculation method, wherein the exhaust gas in the air duct passes through a preliminary scrubber downstream of the inlet valve.
상기 배기 가스는 제 1 유입 밸브의 하류에 있는 적어도 2개의 냉각기들을 통과하는, 배기 가스 재순환 방법.The method of claim 24,
The exhaust gas recirculation method, wherein the exhaust gas passes through at least two coolers downstream of the first inlet valve.
상기 배기 가스는 상기 냉각기들의 하류에 있는 스크러버를 통과하는, 배기 가스 재순환 방법.The method of claim 28,
Wherein the exhaust gas is passed through a scrubber downstream of the coolers.
상기 압축 공기는 냉각기의 하류에서 스크러버를 우회하는, 배기 가스 재순환 방법.The method of claim 28,
Wherein the compressed air bypasses the scrubber downstream of the cooler.
상기 배기 가스는 상기 냉각기들의 하류에 있는 스크러버의 하류에 있는 적어도 하나의 물 연무 포집기를 통과하는, 배기 가스 재순환 방법.The method of claim 28,
The exhaust gas passing through at least one water mist collector downstream of a scrubber downstream of the coolers.
상기 배기 가스는 공기 흡기부 안으로 재순환되기 전에 외부의 압축 공기와 혼합되는, 배기 가스 재순환 방법.The method of claim 24,
The exhaust gas recirculation method, wherein the exhaust gas is mixed with external compressed air before being recirculated into the air intake part.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP14159351.7 | 2014-03-13 | ||
EP14159351 | 2014-03-13 | ||
PCT/EP2015/051757 WO2015135685A1 (en) | 2014-03-13 | 2015-01-29 | A system for exhaust gas recirculation, engine, use of a system for exhaust gas recirculation, method for exhaust gas recirculation and diesel exhaust composition |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20160132004A KR20160132004A (en) | 2016-11-16 |
KR102221645B1 true KR102221645B1 (en) | 2021-03-02 |
Family
ID=50280175
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020167021036A KR102221645B1 (en) | 2014-03-13 | 2015-01-29 | A system for exhaust gas recirculation, engine, use of a system for exhaust gas recirculation, method for exhaust gas recirculation and diesel exhaust composition |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP3137751A1 (en) |
JP (3) | JP2017511859A (en) |
KR (1) | KR102221645B1 (en) |
CN (1) | CN106103936B (en) |
WO (1) | WO2015135685A1 (en) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6573733B2 (en) | 2015-12-30 | 2019-09-11 | ワルトシラ フィンランド オサケユキチュア | Cleaning method for air-fuel mixture cooler and internal combustion engine |
CN112682226A (en) * | 2020-12-21 | 2021-04-20 | 中国北方发动机研究所(天津) | Combined pollutant emission reduction system for dual-fuel marine diesel engine |
DK181014B1 (en) * | 2021-04-21 | 2022-09-23 | Man Energy Solutions Filial Af Man Energy Solutions Se Tyskland | A large turbocharged two-stroke internal combustion engine with egr system |
CN114000961A (en) * | 2021-10-27 | 2022-02-01 | 中船动力研究院有限公司 | Exhaust gas recirculation system |
EP4257812A1 (en) * | 2022-04-05 | 2023-10-11 | Winterthur Gas & Diesel Ltd. | Internal combustion engine |
CN117072352B (en) * | 2023-10-16 | 2024-02-20 | 潍柴动力股份有限公司 | EGR system, control method thereof, ECU and whole vehicle |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2876417A1 (en) * | 2004-10-11 | 2006-04-14 | Renault Sas | Waste gas recirculation system for motor vehicle`s internal combustion engine, has waste gas recirculation circuit with cooler associated to cooling circuit which is integrated to air conditioning circuit of motor vehicle |
US7571608B2 (en) * | 2005-11-28 | 2009-08-11 | General Electric Company | Turbocharged engine system and method of operation |
US7530336B2 (en) * | 2007-07-10 | 2009-05-12 | Deere & Company | Intake condensation removal for internal combustion engine |
US9049146B2 (en) * | 2008-10-22 | 2015-06-02 | Accenture Global Services Limited | Automatically connecting remote network equipment through a graphical user interface |
AT507096B1 (en) * | 2008-12-10 | 2010-02-15 | Man Nutzfahrzeuge Oesterreich | DRIVE UNIT WITH COOLING CIRCUIT AND SEPARATE HEAT RECOVERY CIRCUIT |
EP2196660A1 (en) * | 2008-12-11 | 2010-06-16 | ABB Turbo Systems AG | Charging system for exhaust gas recirculation |
JP5530117B2 (en) * | 2009-03-31 | 2014-06-25 | 川崎重工業株式会社 | Exhaust gas recirculation system for a supercharged internal combustion engine. |
DE102012009315B4 (en) * | 2012-05-10 | 2021-04-22 | MAN Energy Solutions, branch of MAN Energy Solutions SE, Germany | Internal combustion engine |
-
2015
- 2015-01-29 WO PCT/EP2015/051757 patent/WO2015135685A1/en active Application Filing
- 2015-01-29 CN CN201580013379.2A patent/CN106103936B/en active Active
- 2015-01-29 EP EP15703529.6A patent/EP3137751A1/en not_active Withdrawn
- 2015-01-29 JP JP2016555349A patent/JP2017511859A/en active Pending
- 2015-01-29 KR KR1020167021036A patent/KR102221645B1/en active IP Right Grant
-
2019
- 2019-06-21 JP JP2019115920A patent/JP2019178684A/en active Pending
-
2021
- 2021-06-16 JP JP2021002329U patent/JP3233749U/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20160132004A (en) | 2016-11-16 |
EP3137751A1 (en) | 2017-03-08 |
JP2019178684A (en) | 2019-10-17 |
WO2015135685A1 (en) | 2015-09-17 |
JP2017511859A (en) | 2017-04-27 |
JP3233749U (en) | 2021-09-02 |
CN106103936B (en) | 2020-01-10 |
CN106103936A (en) | 2016-11-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102221645B1 (en) | A system for exhaust gas recirculation, engine, use of a system for exhaust gas recirculation, method for exhaust gas recirculation and diesel exhaust composition | |
KR101132379B1 (en) | Large two-stroke diesel engine with exhaust gas recirculation system | |
KR101607654B1 (en) | A large slow running turbocharged two-stroke internal combustion engine with crossheads and exhaust gas recirculation and method for operating thereof | |
KR101162146B1 (en) | Large two-stroke diesel engine with exhaust gas recirculation control system | |
KR101761045B1 (en) | Exhaust gas purification device for marine diesel engine using low-quality fuel such as fuel oil containing high concentration of sulfur | |
JP3304090B2 (en) | Large supercharged diesel engine | |
KR101807446B1 (en) | Exhaust gas treatment device, ship, and water supply method | |
JP5683325B2 (en) | Exhaust gas treatment device and internal combustion engine provided with the same | |
KR20170103044A (en) | Engine exhaust-gas purification device | |
KR101660006B1 (en) | Internal Combustion Engine | |
JP6147786B2 (en) | Water tank, exhaust gas treatment device, ship | |
CN103388523B (en) | Internal combustion engine | |
JP6280328B2 (en) | EGR unit and engine system | |
CN208212902U (en) | Marine diesel tail gas and EGR exhaust combine washing system | |
JP5889229B2 (en) | Recirculation exhaust gas purification device and recirculation exhaust gas purification method | |
KR102293042B1 (en) | Exhaust gas reduction system using vortex tube for ship | |
WO2015129432A1 (en) | Mist separator, exhaust-gas treatment device, and ship | |
KR20170000835U (en) | Ship Mounted With EGR System |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |