KR101357915B1 - Internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 적어도 하나의 배기 가스 터보 과급기(11, 24)에 의한 적어도 1단의 배기 가스 터보 과급 시스템 및 입자 필터(14)와 SCR 촉매(15)에 의한 배기 가스 정화 시스템을 갖고, 환원제 계량 장치(16)와 함께 배기 가스 바이패스 라인(18)에 위치한 가수분해 촉매(17)를 구비하되, 배기 가스 바이패스 라인(18)을 통한 배기 가스 흐름이 조절 장치(19)에 의해 조절될 수 있는 내연 기관, 특히 중유로 작동되는 선박 디젤 내연 기관에 관한 것으로, 본 내연 기관에서는 환원제 계량 장치(16) 및 가수분해 촉매(17)가 위치한 배기 가스 바이패스 라인(18)이 적어도 입자 필터(14)를 둘러 안내되고, 그에 따라 배기 가스가 배기 가스 바이패스 라인(18)을 통해 적어도 입자 필터(14)를 우회하여 SCR 촉매(15) 쪽으로 인도될 수 있다. The present invention has at least one stage exhaust gas turbocharge system by at least one exhaust gas turbocharger (11, 24) and an exhaust gas purification system by particle filter (14) and SCR catalyst (15), and metering in reducing agent A hydrolysis catalyst 17 located in the exhaust gas bypass line 18 together with the device 16, wherein exhaust gas flow through the exhaust gas bypass line 18 can be regulated by the regulating device 19. Internal combustion engines, in particular marine diesel internal combustion engines operating with heavy oil, wherein the exhaust gas bypass line (18), on which the reducing agent metering device (16) and the hydrolysis catalyst (17) are located, has at least a particulate filter (14). ), So that exhaust gas can be directed towards the SCR catalyst 15 at least by bypassing the particle filter 14 via the exhaust gas bypass line 18.
Description
본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 내연 기관에 관한 것이다.The present invention relates to an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
DE 10 2004 027 593 A1로부터, 1단 또는 2단 배기 가스 터보 과급 시스템 및 SCR 촉매에 의한 배기 가스 정화 시스템을 갖는 내연 기관이 공지되어 있다. 그 선행 기술에 따르면, 1단 배기 가스 터보 과급 시스템의 경우, SCR 촉매는 배기 가스 터보 과급기의 터빈의 하류에 위치하거나, 아니면 배기 가스 터보 과급기의 터빈의 상류에 위치한다. 또한, 그 선행 기술에 따르면, 2개의 배기 가스 터보 과급기들에 의한 2단 배기 가스 터보 과급 시스템의 경우, SCR 촉매는 양 배기 가스 터보 과급기들의 2개의 터빈들 사이에 개재되거나 그 배후에 위치한다. 배기 가스를 SCR 촉매를 지나쳐 SCR 촉매의 하류에 위치한 배기 가스 터보 과급기의 터빈 쪽으로 인도하기 위해, 바이패스 라인을 통해 SCR 촉매를 우회시키는 것이 또한 그 선행 기술로부터 이미 공지되어 있다. 그러한 바이패스 라인을 통한 배기 가스 흐름은 조절 장치에 의해 조절될 수 있다.From DE 10 2004 027 593 A1 an internal combustion engine having a single or two stage exhaust gas turbocharge system and an exhaust gas purification system with an SCR catalyst is known. According to the prior art, in the case of a single stage exhaust gas turbocharge system, the SCR catalyst is located downstream of the turbine of the exhaust gas turbocharger or upstream of the turbine of the exhaust gas turbocharger. Further, according to the prior art, in the case of a two stage exhaust gas turbocharge system with two exhaust gas turbochargers, the SCR catalyst is interposed or located between two turbines of both exhaust gas turbochargers. It is also already known from the prior art to bypass the SCR catalyst via a bypass line in order to lead the exhaust gas past the SCR catalyst and towards the turbine of the exhaust gas turbocharger located downstream of the SCR catalyst. The exhaust gas flow through such bypass lines can be regulated by the regulating device.
DE 10 2007 061 005 A1로부터 또 다른 내연 기관이 공지되어 있다. 그 선행 기술에 따른 내연 기관도 역시 배기 가스 터보 과급기를 구비하는데, 배기 가스 터보 과급기의 터빈을 통과한 배기 가스는 이어서 산화 촉매를 통해, 산화 촉매의 배후에서 입자 필터를 통해, 뒤이어 SCR 촉매를 통해, 그리고 SCR 촉매의 배후에서 또 다른 산화 촉매를 통해 인도된다. 배기 가스를 환원제 계량 장치(dosing device) 및 가수분해 촉매(hydrolysis catalyst)가 위치한 배기 가스 바이패스 라인을 통해 배기 가스 터보 과급기의 터빈 및 그 터빈의 배후에 배치된 산화 촉매를 지나쳐 입자 필터 쪽으로 인도할 수 있는 것이 또한 그 선행 기술로부터 공지되어 있다.Another internal combustion engine is known from DE 10 2007 061 005 A1. The internal combustion engine according to the prior art also has an exhaust gas turbocharger in which the exhaust gas passing through the turbine of the exhaust gas turbocharger is then passed through an oxidation catalyst, through a particle filter behind the oxidation catalyst, followed by an SCR catalyst. And through another oxidation catalyst behind the SCR catalyst. The exhaust gas is directed through the exhaust gas bypass line, where the reducing agent dosing device and the hydrolysis catalyst are located, through the turbine of the exhaust turbocharger and the oxidation catalyst disposed behind the turbine to the particle filter. It is also known from the prior art that can be.
그로부터 출발하고 있는 본 발명의 과제는 신규의 내연 기관을 제공하는 것이다.The problem of this invention starting from that is to provide a novel internal combustion engine.
그러한 과제는 청구항 1에 따른 내연 기관에 의해 해결된다. 본 발명에 따르면, 환원제 계량 장치 및 가수분해 촉매가 위치한 배기 가스 바이패스 라인이 적어도 입자 필터를 둘러 안내되고, 그에 따라 배기 가스가 배기 가스 바이패스 라인을 통해 적어도 입자 필터를 우회하여 SCR 촉매 쪽으로 인도될 수 있다.Such a problem is solved by an internal combustion engine according to claim 1. According to the invention, an exhaust gas bypass line in which a reducing agent metering device and a hydrolysis catalyst are located is guided around at least the particle filter, whereby the exhaust gas bypasses at least the particle filter through the exhaust gas bypass line and is directed towards the SCR catalyst. Can be.
본 발명은 환원제 계량 장치 및 가수분해 촉매가 위치한 그 배기 가스 바이패스 라인이 적어도 입자 필터를 둘러 안내되는 내연 기관을 최초로 제안하고 있다. 따라서 배기 가스 바이패스 라인을 통해 그리고 그에 따라 환원제 계량 장치 및 가수분해 촉매를 통해 안내되는 배기 가스가 적어도 입자 필터를 지나쳐 SCR 촉매 쪽으로 인도될 수 있다. 그럼으로써, SCR 촉매의 효율이 증가할 수 있다. 또한, 입자 필터에 의해 생성되는, 배기 가스 흐름에 대한 역압(counter pressure)이 환원제 계량 장치 및 가수분해 촉매가 위치한 배기 가스 바이패스 라인을 통해 배기 가스가 분기되는 것을 수월하게 한다.The invention proposes for the first time an internal combustion engine in which an exhaust gas bypass line in which a reducing agent metering device and a hydrolysis catalyst are located is guided around at least a particle filter. The exhaust gas thus guided through the exhaust gas bypass line and thus through the reducing agent metering device and the hydrolysis catalyst can be directed towards the SCR catalyst at least past the particle filter. As a result, the efficiency of the SCR catalyst can be increased. In addition, the counter pressure on the exhaust gas stream, produced by the particle filter, facilitates branching of the exhaust gas through an exhaust gas bypass line in which the reducing agent metering device and the hydrolysis catalyst are located.
또 다른 배기 가스 바이패스 라인을 통해 배기 가스가 한편으로 적어도 입자 필터를 우회하여 그리고 다른 한편으로 환원제 계량 장치 및 가수분해 촉매를 우회하여 SCR 촉매 쪽으로 인도될 수 있되, 또 다른 배기 가스 바이패스 라인을 통한 배기 가스 흐름은 또 다른 조절 장치에 의해 조절될 수 있는 것이 바람직하다. 적어도 입자 필터를 우회할 수 있게 할 뿐만 아니라 환원제 계량 장치 및 가수분해 촉매를 우회할 수 있게 하는 또 다른 배기 가스 바이패스 라인에 의해, SCR 촉매의 효율의 추가의 증가가 구현될 수 있다.Another exhaust gas bypass line allows the exhaust gas to be directed towards the SCR catalyst on the one hand at least by bypassing the particle filter and on the other hand by the reducing agent metering unit and the hydrolysis catalyst, while another exhaust gas bypass line is Preferably, the exhaust gas flow through can be regulated by another control device. Further increase in the efficiency of the SCR catalyst can be realized by at least by bypassing the particle filter as well as by means of another exhaust gas bypass line which allows to bypass the reducing agent metering device and the hydrolysis catalyst.
본 발명의 바람직한 부가의 구성에 따르면, 각각의 배기 가스 터보 과급기의 압축기로부터 출발하여 과급 공기가 과급 공기 바이패스 라인을 통해 환원제 계량 장치 및 가수분해 촉매가 위치한 배기 가스 바이패스 라인에, 즉 환원제 계량 장치 및 가수분해 촉매의 상류에 급송될 수 있다. 과급 공기 바이패스 라인을 통해 인도되는 그러한 과급 공기에 의해, 환원제 계량 장치 및 가수분해 촉매가 위치한 배기 가스 바이패스 라인을 통해 인도되는 배기 가스를 과급 공기와 혼합하여 환원제 계량 장치 및 가수분해 촉매를 통해 인도되는 배기 가스의 온도를 정확하게 조절할 수 있고, 그리하여 환원제 계량 장치 및 가수분해 촉매의 효율성 및 그에 따른 SCR 촉매의 효율을 증가시킬 수 있다.According to a further preferred configuration of the present invention, starting from the compressor of each exhaust gas turbocharger, the charge air is passed through the boost air bypass line to the exhaust gas bypass line where the reducing agent metering device and the hydrolysis catalyst are located, ie reducing agent metering. May be fed upstream of the apparatus and the hydrolysis catalyst. With such supercharged air delivered through the supercharged air bypass line, the exhaust gas delivered through the reducer metering device and the exhaust gas bypass line in which the hydrolysis catalyst is located is mixed with the supernatant air and through the reducing agent metering device and the hydrolysis catalyst It is possible to precisely control the temperature of the exhaust gases to be delivered, thereby increasing the efficiency of the reducing agent metering device and the hydrolysis catalyst and thus the efficiency of the SCR catalyst.
본 발명에 따른 내연 기관에서는, 환원제 계량 장치 및 가수분해 촉매가 위치한 그 배기 가스 바이패스 라인이 적어도 입자 필터를 둘러 안내됨으로써, 배기 가스 바이패스 라인을 통해 안내되는 배기 가스가 적어도 입자 필터를 지나쳐 SCR 촉매 쪽으로 인도될 수 있고, 그에 따라 SCR 촉매의 효율이 증가할 수 있다. 또한, 입자 필터는 물론 환원제 계량 장치 및 가수분해 촉매도 우회할 수 있게 하는 또 다른 배기 가스 바이패스 라인에 의해, SCR 촉매의 효율의 더 증가할 수 있다. In the internal combustion engine according to the present invention, the exhaust gas bypass line in which the reducing agent metering device and the hydrolysis catalyst are located is guided around at least the particle filter, so that the exhaust gas guided through the exhaust gas bypass line passes at least the particle filter and the SCR. Can be directed towards the catalyst, thereby increasing the efficiency of the SCR catalyst. In addition, the efficiency of the SCR catalyst can be further increased by another exhaust gas bypass line that allows bypass of the particle filter as well as the reducing agent metering device and the hydrolysis catalyst.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 과급 내연 기관을 개략적으로 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 과급 내연 기관을 개략적으로 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 과급 내연 기관을 개략적으로 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 과급 내연 기관을 개략적으로 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 제5 실시예에 따른 과급 내연 기관을 개략적으로 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 제6 실시예에 따른 과급 내연 기관을 개략적으로 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 제7 실시예에 따른 과급 내연 기관을 개략적으로 나타낸 도면.
도 8은 본 발명의 제8 실시예에 따른 과급 내연 기관을 개략적으로 나타낸 도면.
도 9는 본 발명의 제9 실시예에 따른 과급 내연 기관을 개략적으로 나타낸 도면.
도 10은 본 발명의 제10 실시예에 따른 과급 내연 기관을 개략적으로 나타낸 도면.1 shows schematically a supercharged internal combustion engine according to a first embodiment of the invention;
2 is a schematic representation of a turbocharged internal combustion engine according to a second embodiment of the invention;
3 schematically shows a turbocharged internal combustion engine according to a third embodiment of the invention;
4 schematically shows a turbocharged internal combustion engine according to a fourth embodiment of the invention;
5 is a schematic representation of a turbocharged internal combustion engine according to a fifth embodiment of the invention;
6 is a schematic representation of a turbocharged internal combustion engine according to a sixth embodiment of the invention;
7 is a schematic illustration of a turbocharged internal combustion engine according to a seventh embodiment of the invention;
8 is a schematic illustration of a turbocharged internal combustion engine according to an eighth embodiment of the invention;
9 is a schematic illustration of a turbocharged internal combustion engine according to a ninth embodiment of the invention;
10 is a schematic illustration of a turbocharged internal combustion engine according to a tenth embodiment of the invention;
종속 청구항들 및 이하의 설명으로부터 본 발명의 바람직한 부가의 구성들이 명확히 드러날 것이다. 이하, 본 발명의 실시예들을 그에 본 발명을 한정시킴이 없이 첨부 도면들을 참조하여 더욱 상세히 설명하기로 한다. The preferred additional configurations of the invention will become apparent from the dependent claims and the description below. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings without limiting the invention thereto.
본 발명은 내연 기관, 특히 중유로 작동되는 선박 디젤 내연 기관에 관한 것이다. 중유로 작동되는 선박 디젤 내연 기관은 그것이 사용하는 연료, 즉 중유가 상대적으로 높은 황 함량을 갖는다는 특수성을 지니고 있다. 황산화물들과 암모니아의 원하지 않는 반응들로 인해, 배기 가스 정화의 효율성을 저해하는 침전물들이 발생할 수 있다. 특히, 그러한 원하지 않는 반응들은 낮은 온도와 결부되어 발생한다. 본 발명에 따른 내연 기관에서는 그것이 회피될 수 있다.The present invention relates to an internal combustion engine, in particular a marine diesel internal combustion engine operated with heavy oil. Marine diesel internal combustion engines operating on heavy oil have the specificity that their fuel, ie heavy oil, has a relatively high sulfur content. Undesired reactions of sulfur oxides with ammonia can result in deposits that impair the efficiency of exhaust gas purification. In particular, such unwanted reactions occur in conjunction with low temperatures. In an internal combustion engine according to the invention it can be avoided.
도 1은 배기 가스 터보 과급기(11)에 의한 1단 배기 가스 과급 시스템을 갖는 내연 기관(10)의 실시예를 도시한 것으로, 배기 가스 터보 과급기(11) 중에서 터빈(12)과 압축기(13)가 도시되어 있다. 내연 기관을 떠난 배기 가스는 배기 가스 터보 과급기(11)의 터빈(12)을 통해 인도되고, 터빈(12)에서 감압되는데, 여기서 얻어지는 에너지는 내연 기관(10)에 공급할 과급 공기를 압축하기 위해 압축기(13)를 구동하는데 사용된다. 도 1에 도시된 내연 기관(10)은 배기 가스 흐름에 입자 필터(14) 및 SCR 촉매(15)를 또한 구비하는데, 도 1에서 입자 필터(14)는 터빈(12)의 하류에 배치되고, SCR 촉매(15)는 입자 필터(14)의 하류에 배치된다.FIG. 1 shows an embodiment of an
또한, 도 1의 내연 기관은 배기 가스 바이패스 라인(18)에 배치된 환원제 계량 장치(16) 및 가수분해 촉매(17)를 구비하는데, 본 발명의 의미에서 환원제 계량 장치(16) 및 가수분해 촉매(17)가 위치한 배기 가스 바이패스 라인(18)은 적어도 입자 필터(14)를 둘러 안내되고, 그에 따라 배기 가스 바이패스 라인을 통해 그리고 그에 따라 환원제 계량 장치(16) 및 가수분해 촉매(17)를 통해 인도되는 배기 가스가 입자 필터(14)를 우회하여 SCR 촉매(15) 쪽으로 인도될 수 있다. 환원제 계량 장치(16) 및 가수분해 촉매(17)가 위치한 배기 가스 바이패스 라인(18)을 통한 배기 가스 흐름은 조절 장치(19)에 의해 조절될 수 있다.In addition, the internal combustion engine of FIG. 1 has a reducing
배기 가스 바이패스 라인(8)에 위치한 가수분해 촉매(17)는 효과적인 기화를 일으키고, 배기 가스 바이패스 라인(18)을 통해 인도되는 배기 가스 흐름에 환원제 계량 장치(16)에 의해 도입되는, SCR 촉매(15)에서의 SCR 배기 가스 정화를 위한 환원제의 전환을 가속화시키며, 그에 따라 SCR 촉매(15)의 효과적인 작동이 보장될 수 있다. 입자 필터(14)를 우회하는 배기 가스 바이패스 라인(18)에 환원제 계량 장치(16) 및 가수분해 촉매(17)를 위치시킴으로써, 입자 필터(14)가 그 입자 필터(14)의 상류에서의 환원제의 계량 공급으로 인해 그리고 침전물로 인해 막히는 것이 방지된다. 따라서 본 발명에 의해, 입자 필터(14) 및 SCR 촉매(15)의 효율성이 증가할 수 있게 된다.The
도 2는 환원제 계량 장치(16) 및 가수분해 촉매(17)가 위치한 배기 가스 바이패스 라인(18)이 입자 필터(14)를 둘러 안내될 뿐만 아니라, 배기 가스 터보 과급기(11)의 터빈(12)까지도 둘러 안내되는 본 발명에 따른 내연 기관의 구성을 도시하고 있다. 따라서 배기 가스는 배기 가스 터보 과급기(11)의 터빈(12)은 물론 입자 필터(14)도 지나쳐 인도되어 그 배기 가스 바이패스 라인(18)을 통해 인도되는 배기 가스에 환원제를 도입하고, 가수분해 촉매(17)를 통해 인도되며, 이어서 SCR 촉매 쪽으로 인도될 수 있다.2 shows that the exhaust
나머지 상세에 있어서는, 도 2의 실시예가 도 1의 실시예와 일치하므로, 도 1의 실시예에 관한 설명을 참조하면 된다.In the remaining details, since the embodiment of FIG. 2 is the same as the embodiment of FIG. 1, the description of the embodiment of FIG. 1 may be referred to.
도 3은 환원제 계량 장치(16) 및 가수분해 촉매(17)가 위치한 배기 가스 바이패스 라인(18) 이외에 또 다른 배기 가스 바이패스 라인(20)이 마련되고, 그 또 다른 배기 가스 바이패스 라인(20)을 통해 배기 가스가 한편으로 터빈(12) 및 입자 필터(14)를 우회하여 그리고 다른 한편으로 환원제 계량 장치(16) 및 가수분해 촉매(17)를 우회하여 SCR 촉매(15) 쪽으로 인도될 수 있는 도 2의 실시예의 추가의 구성을 도시하고 있다. 그러한 또 다른 배기 가스 바이패스 라인(20)을 통한 배기 가스 흐름은 또 다른 조절 장치(21)에 의해 조절될 수 있다. 양자의 배기 가스 바이패스 라인들(18, 20)에 의해 배기 가스 체적 유량들 및 온도들을 정확히 조절함으로써, 배기 가스 정화의 효율이 더 증가할 수 있다. 도 3의 배기 가스 바이패스 라인(20)은 도 1의 실시예에서도 사용될 수 있는데, 그 경우에 배기 가스 바이패스 라인(20)은 배기 가스 바이패스 라인(18)과 병렬로 연결되고, 오로지 입자 필터(14)만을 우회한다.3 shows another exhaust
도 4는 도 2의 실시예의 또 다른 추가의 구성을 도시한 것으로, 도 4의 실시예에서는 과급 공기가 압축기(13)로부터 출발하여, 즉 도 4에서의 압축기(13)의 하류이자 내연 기관(10)의 상류에서 출발하여 과급 공기 바이패스 라인(22)을 통해 환원제 계량 장치(16) 및 가수분해 촉매(17)가 위치한 배기 가스 바이패스 라인(18)에, 즉 도 4에 따른 환원제 계량 장치(16)의 상류이자 가수분해 촉매(17)의 상류에 급송될 수 있다. 그러한 과급 공기 바이패스 라인(22)을 통한 과급 공기 흐름은 조절 장치(23)에 의해 조절될 수 있다. 그와 같이 배기 가스 바이패스 라인(18)을 통해 입자 필터(14)를 지나쳐 인도되는 배기 가스에 과급 공기를 혼입함으로써, 배기 가스 바이패스 라인(18)을 통해 인도되는 배기 가스의 온도가 원하는 레벨로 정확하게 조절될 수 있다. 그럼으로써, SCR 촉매(15)의 영역에서의 효율성 증가 및 그에 따른 배기 가스 정화의 효율성 증가가 추가로 가능하게 된다. 또한, 과급 공기를 계량 공기로서 사용할 수 있는 옵션을 얻게 된다.FIG. 4 shows yet another further configuration of the embodiment of FIG. 2, where in the embodiment of FIG. 4 the charge air starts from the
도 5는 도 3 및 도 4의 실시예들을 서로 조합한, 즉 그 각각의 조절 장치들(21, 23)을 갖는 또 다른 배기 가스 바이패스 라인(20)은 물론 과급 공기 바이패스 라인(22)도 마련되는 본 발명의 실시예를 도시하고 있다. 그러한 조합은 SCR 촉매(15)의 효율성을 증가시키는데 매우 바람직한데, 여기서 유의할 점은 환원제 계량 장치(16) 및 가수분해 촉매(17)가 위치한 배기 가스 바이패스 라인(18)이 오로지 입자 필터(14)만을 우회하지 배기 가스 터보 과급기(11)의 터빈(12)을 우회하지는 않는 도 1의 실시예에도 그와 같이 또 다른 배기 가스 바이패스 라인(20)과 과급 공기 바이패스 라인(22)의 조합된 사용을 적용할 수 있다는 것이다.FIG. 5 combines the embodiments of FIGS. 3 and 4 with each other, ie another exhaust
도 6은 도 1의 내연 기관(10)의 추가의 구성으로서, 해당 조절 장치(23)를 갖는 과급 공기 바이패스 라인(22)이 마련되어 환원제 계량 장치(16)의 상류에서 배기 가스 바이패스 라인(18)에 과급 공기를 공급하는 실시예를 도시하고 있다. 본 실시예에서는, 도 4 및 도 5의 실시예들과는 달리, 과급 공기가 도 4 및 도 5의 실시예들에서와 같이 배기 가스 터보 과급기(11)의 압축기(13)의 하류에서가 아니라 배기 가스 터보 과급기(11)의 압축기(13)의 상류에서 과급 공기 바이패스 라인(22)을 통해 배기 가스 바이패스 라인(18) 쪽으로 인도된다. 그러나 과급 공기를 배기 가스 바이패스 라인(18)에 간단하게 급송하는 것을 가능하게 하기 위해서는, 과급 공기가 압축기(13)의 하류에서 분기되는 도 4 및 도 5의 타입들이 바람직하다.FIG. 6 is a further configuration of the
도 1 내지 도 6은 각각의 내연 기관이 1단 배기 가스 터보 과급 시스템을 갖는다는 점에서 공통적이다. 그 반면에, 도 7 내지 도 10은 다단 배기 가스 터보 과급 시스템, 즉 2단 배기 가스 터보 과급 시스템을 갖는 내연 기관의 실시예들을 도시하고 있고, 따라서 배기 가스 터보 과급기(11)에 추가하여 터빈(25) 및 압축기(25)를 구비한 또 다른 배기 가스 터보 과급기(24)가 마련된다.1 to 6 are common in that each internal combustion engine has a single stage exhaust gas turbocharge system. On the other hand, FIGS. 7 to 10 show embodiments of an internal combustion engine having a multistage exhaust gas turbocharge system, ie a two stage exhaust gas turbocharge system, and thus in addition to the exhaust gas turbocharger 11 a turbine ( Another exhaust gas turbocharger 24 with a 25 and a compressor 25 is provided.
그 경우, 배기 가스 터보 과급기(11)의 터빈(12)은 고압 터빈이고, 배기 가스 터보 과급기(24)의 터빈(25)은 저압 터빈이다. 그에 상응하게, 배기 가스 터보 과급기(11)의 압축기(13)는 고압 압축기이고, 배기 가스 터보 과급기(24)의 압축기(26)는 저압 압축기이다.In that case, the
도 7 내지 도 9의 실시예들에서는, 입자 필터(14) 및 SCR 촉매(15)가 양자의 배기 가스 터보 과급기들(11, 24)의 2개의 터빈들(12, 25) 사이에 위치한다. 즉, 또다시 SCR 촉매(15)가 입자 필터(14)의 하류에 위치한다.In the embodiments of FIGS. 7-9, the
도 7의 내연 기관에서는, 환원제 계량 장치(16) 및 가수분해 촉매(17)가 위치한 배기 가스 바이패스 라인(18)이 오로지 입자 필터(14)만을 우회한다.In the internal combustion engine of FIG. 7, the exhaust
반면에, 도 8에서는, 환원제 계량 장치(16) 및 가수분해 촉매(17)가 위치한 배기 가스 바이패스 라인(18)이 입자 필터(14)는 물론 고압 터빈으로서의 역할을 하는 배기 가스 터보 과급기(11)의 터빈(12)도 우회한다. 도 8에서는, 도 4 및 도 5의 실시예들과 동일하게, 배기 가스 바이패스 라인(18)을 통해 인도되는 배기 가스를 적절한 온도로 조절하기 위한 과급 공기가 고압 압축기로서 작동하는 배기 가스 터보 과급기(11)의 압축기(13)의 하류에서 분기된 과급 공기 바이패스 라인(22)을 통해 배기 가스 바이패스 라인(18)에 도입될 수 있다.On the other hand, in FIG. 8, the exhaust
도 8의 실시예의 추가의 구성을 도시하고 있는 도 9의 실시예에서는, 또 다른 배기 가스 바이패스 라인(20)이 추가로 마련되고, 그 배기 가스 바이패스 라인(20)을 통해 배기 가스가 고압 터빈(12) 및 입자 필터(14)는 물론 환원제 계량 장치(16) 및 가수분해 촉매(17)까지도 지나쳐 SCR 촉매(15) 쪽으로 인도될 수 있다.In the embodiment of FIG. 9, which shows a further configuration of the embodiment of FIG. 8, another exhaust
물론, 도 8 및 도 9에 따른 과급 공기 바이패스 라인(22)은 압축기들 사이에서 또는 그 전방에서 분기될 수도 있다.Of course, the boost
도 10은 2개의 배기 가스 터보 과급기들(11, 24)에 의한 2단 배기 가스 터보 과급 시스템을 갖기는 하지만, 도 7 내지 도 9의 실시예들과는 달리, 입자 필터(14) 및 그 입자 필터(14)의 배후에 연결된 SCR 촉매(15)가 2개의 터빈들(12, 25) 사이에 배치되는 것이 아니라 오히려 저압 터빈으로서의 역할을 하는 배기 가스 터보 과급기(24)의 터빈(25)의 하류에 배치되는 내연 기관(10)의 또 다른 실시예를 도시하고 있다. 이때, 도 10에서는, 환원제 계량 장치(16) 및 가수분해 촉매(17)가 위치한 배기 가스 바이패스 라인(18)이 또다시 입자 필터(14)만을 우회한다. 그러나 그와는 달리, 배기 가스 터보 과급기(24)의 터빈(25)도 우회할 수 있도록 배기 가스 바이패스 라인(18)을 구성하는 것도 또한 가능하다. 도 10에서도 역시 또 다른 배기 가스 바이패스 라인(20) 및 과급 공기 바이패스 라인(22)이 사용될 수 있는데, 그 경우에 과급 공기 바이패스 라인(22)은 압축기(26)의 하류에서 또는 압축기(13)의 하류에서도 과급 공기를 분기시켜 배기 가스 바이패스 라인(18)에, 즉 환원제 계량 장치(16)의 상류에 공급할 수 있다.FIG. 10 has a two stage exhaust gas turbocharge system with two
모든 실시예들은 배기 가스가 배기 가스 바이패스 라인(18)을 통해 입자 필터(14)를 지나쳐 인도되어 그 입자 필터(14)를 지나쳐 인도된 배기 가스를 환원제 계량 장치(16) 및 가수분해 촉매(17)를 통해 이송하고 이어서 SCR 촉매(15)에 급송한다는 점에서 공통적이다. 그럼으로써, 배기 가스 정화의 효율성이 증가할 수 있다. 한편으로, 배기 가스 입자 필터(14)의 폐색이 회피되고, 다른 한편으로 SCR 촉매(15)에서의 SCR 배기 가스 정화를 위한 환원제의 효과적인 전환이 보장될 수 있다.In all embodiments, the exhaust gas is passed through the
액체 환원제를 그에 맞춰 최적화된 조건을 갖는 바이패스에서 가스 형태의 생성물로 완전히 분해하고 그 이후에야 비로소 SCR 촉매로 보냄으로써, 중유 작동과 결부되어 SCR 촉매 상에 배기 가스 침전물이 형성될 위험이 낮아진다. 그것은 황 함유 연료에서 SCR 촉매에 대한 최소 사용 온도를 낮출 수 있고, SCR 작동을 위한 온도 구간(temperature window)이 더 커질 수 있다는 것을 의미한다.By completely degrading the liquid reducing agent into the product in gaseous form in the bypass with optimized conditions accordingly, it is only then sent to the SCR catalyst, thereby reducing the risk of formation of exhaust gas deposits on the SCR catalyst in conjunction with heavy oil operation. It means that the minimum service temperature for the SCR catalyst in sulfur containing fuels can be lowered and the temperature window for SCR operation can be larger.
10: 내연 기관 11, 24: 배기 가스 터보 과급기
12, 25: 터빈 13, 26: 압축기
14: 입자 필터 15: SCR 촉매
16: 환원제 계량 장치 17: 가수분해 촉매
18, 20: 배기 가스 바이패스 라인 19, 21, 23: 조절 장치
22: 과급 공기 바이패스 라인 10:
12, 25
14
16: reducing agent meter 17: hydrolysis catalyst
18, 20: exhaust
22: Supercharged Air Bypass Line
Claims (6)
환원제 계량 장치(16) 및 가수분해 촉매(17)가 위치한 배기 가스 바이패스 라인(18)은 적어도 입자 필터(14)를 둘러 안내되고, 그에 따라 배기 가스가 배기 가스 바이패스 라인(18)을 통해 적어도 입자 필터(14)를 우회하여 SCR 촉매(15) 쪽으로 인도될 수 있으며,
과급 공기 바이패스 라인(22)이 마련되고, 그 과급 공기 바이패스 라인(22)을 통해 과급 공기가 각각의 배기 가스 터보 과급기의 압축기(13)로부터 출발하여 환원제 계량 장치(16) 및 가수분해 촉매(17)가 위치한 배기 가스 바이패스 라인(18)에 급송될 수 있되, 과급 공기 바이패스 라인(22)을 통한 과급 공기 흐름은 조절 장치(23)에 의해 조절될 수 있는 것을 특징으로 하는 내연 기관.Reducing agent metering device 16 having at least one stage exhaust gas turbocharge system by at least one exhaust gas turbocharger 11, 24 and an exhaust gas purification system by particle filter 14 and SCR catalyst 15. Together with a hydrolysis catalyst 17 located in the exhaust gas bypass line 18, wherein the exhaust gas flow through the exhaust gas bypass line 18 can be regulated by the regulating device 19. In
The exhaust gas bypass line 18, in which the reducing agent metering device 16 and the hydrolysis catalyst 17 are located, is guided around at least the particle filter 14, whereby the exhaust gas passes through the exhaust gas bypass line 18. May be directed towards the SCR catalyst 15 at least by bypassing the particle filter 14,
A charge air bypass line 22 is provided, through which the charge air starts from the compressor 13 of each exhaust gas turbocharger, reducing the metering device 16 and the hydrolysis catalyst. Internal combustion engines, which can be fed to an exhaust gas bypass line 18 in which 17 is located, wherein the boost air flow through the boost air bypass line 22 can be regulated by the regulating device 23. .
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