KR101727970B1 - Large two-stroke engine having a valve arrangement - Google Patents

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KR101727970B1
KR101727970B1 KR1020160144311A KR20160144311A KR101727970B1 KR 101727970 B1 KR101727970 B1 KR 101727970B1 KR 1020160144311 A KR1020160144311 A KR 1020160144311A KR 20160144311 A KR20160144311 A KR 20160144311A KR 101727970 B1 KR101727970 B1 KR 101727970B1
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마이클 페더슨
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맨 디젤 앤드 터보 필리얼 아프 맨 디젤 앤드 터보 에스이 티스크랜드
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Abstract

The present invention relates to a large turbocharger two-stroke engine of a crosshead type, capable of being easily controlled. According to the present invention, the engine comprises: single lined cylinders having a single exhaust valve in an upper part, respectively; an exhaust gas receiver which is a narrow and lone exhaust gas receiver extended along the single lined cylinder, wherein the exhaust gas receiver is connected to the cylinder through the exhaust valve; and a valve arrangement to control the exhaust gas supplied from the exhaust gas receiver. The valve arrangement comprises: a housing having first and second inlets disposed in the opposite side with each other, and an outlet for the exhaust gas going out from the housing, wherein each of the first and second inlets is connected to the exhaust gas receiver to receive the exhaust gas inside the housing; a movable valve member disposed inside the housing and controlling supply of the exhaust gas through the inlet; and an actuator means connected to the valve member to move the valve member. According to the present invention, the engine is configured to allow the valve member to execute a linear motion between the inlets. The actuator means includes a linear actuator to move the valve member between the inlets. The valve member closes the first inlet when being placed in the first inlet and closes the second inlet when being placed in the second inlet.

Description

밸브 배열체를 갖는 대형 2행정 엔진{LARGE TWO-STROKE ENGINE HAVING A VALVE ARRANGEMENT}[0001] LARGE TWO-STROKE ENGINE HAVING A VALVE ARRANGEMENT WITH VALVE ARRANGEMENT [0002]

본 발명은 엔진으로부터의 배기 가스를 제어하기 위한 밸브 배열체를 갖는 크로스헤드 타입의 터보과급 2행정 내연 엔진에 관한 것이다.The present invention relates to a crosshead type turbocharged two stroke internal combustion engine having a valve arrangement for controlling exhaust gases from an engine.

크로스헤드 타입의 대형 터보과급 2행정 내연 엔진은 전형적으로 대형 선박의 추진 시스템에서 또는 동력 플랜트에서 원동기로서 전형적으로 사용된다. 일반적으로, 엔진은 단일 라인의 실린더를 포함하며, 각각은 실린더 상부에 단일 배기 밸브를 구비하고, 실린더 라인을 따라서 연장되는 세장형 배기 가스 수용기를 갖고, 여기서 배기 가스 수용기가 배기 밸브를 통해서 실린더에 연결된다.Crosshead type large turbo and class two stroke internal combustion engines are typically used as propulsion systems in large ships or as prime movers in power plants. Generally, the engine includes a single line of cylinders, each having a single exhaust valve at the top of the cylinder and having a elongated exhaust gas receiver extending along the cylinder line, wherein the exhaust gas receiver is connected to the cylinder through an exhaust valve .

알려진 엔진에서, 배기 가스 수용기로부터의 배기 가스의 전체 체적은 직접적으로 터보과급의 터빈 부분에 또는, 전체 체적이 터보과급로 지향되기 전에 배기 가스 정화 시스템에 안내된다. 배기 가스의 전체 체적이 가스 정화 시스템에 안내되는지 여부는 엔진이 동작되는 특정 영역의 배출 요건에 의존된다. 다른 동작 모드에서, 배기 가스 수용기로부터의 배기 가스는 2개의 분리된 스트림으로 나뉘어, 하나의 스트림이 직접적으로 터보과급에 공급되고, 나머지 스트림은 터보과급에 지향되기 전에 배기 가스 정화 시스템에 지향된다. 이 동작 모드는, 고온 배기 가스가 가스 정화 시스템의 온도를 유지시키는 것을 보장하기 때문에, 일반적으로 가스 정화 시스템의 특정 온도가 요구될 때 적용된다. In a known engine, the total volume of exhaust gas from the exhaust gas receiver is directly directed to the turbomachinery turbine section, or to the exhaust gas purification system before the entire volume is turbo-charged. Whether the entire volume of the exhaust gas is guided to the gas purification system depends on the emission requirements of the specific area in which the engine is operated. In another mode of operation, the exhaust gas from the exhaust gas receiver is split into two separate streams, one stream being fed directly to the turbo class and the remaining stream being directed to the exhaust gas purification system before being directed to the turbo class. This mode of operation is generally applied when a specific temperature of the gas purification system is required, since it ensures that the hot exhaust gas maintains the temperature of the gas purification system.

엔진은 엔진으로부터의 배기 가스를 제어하기 위한 밸브 배열체를 구비한다. 전형적으로, 알려진 밸브 배열체는 제1 입구 및 제2 입구를 갖는 하우징을 포함하며, 상기 제1 및 제2 입구는 서로 대항하게 위치되고 각각 하우징 안으로 배기 가스를 수용하기 위해서 배기 가스 수용기에 연결된다. 각각의 입구에 하나씩인 2개의 버터플라이 밸브는 하우징 안으로의 배기 가스를 제어한다. 하우징은 또한 터보과급에 연결되는 하나 이상의 배기 가스 출구를 갖는다.The engine has a valve arrangement for controlling the exhaust gas from the engine. Typically, the known valve arrangement includes a housing having a first inlet and a second inlet, the first and second inlets being positioned against each other and each connected to an exhaust gas receiver for receiving exhaust gas into the housing . Two butterfly valves, one at each inlet, control the exhaust gas into the housing. The housing also has one or more exhaust gas outlets connected to the turbocharger.

하우징으로의 배기 가스 유동을 제어하는 현재의 방법은, 밸브 배열체를 위해 필요한 대형 버터플라이 밸브가 시일링 면에서의 좁은 공차로 인해 구성이 어렵기 때문에 불리하다. 또한, 대형 엔진을 위한 대형 버터플라이 밸브는 비싸고 매우 무거우며, 따라서 고강성의 지지체를 요구하고, 이는 또한 해로운 엔진 진동을 피하기 위해서 무겁다. 추가적인 단점은 대형 버터플라이 밸브의 개방을 정확하게 제어하는 것이 어렵다는 것이다.Current methods of controlling exhaust gas flow to the housing are disadvantageous because large butterfly valves required for valve arrangements are difficult to configure due to narrow tolerances on the sealing surface. Also, large butterfly valves for large engines are expensive and very heavy, thus requiring a high rigidity support, which is also heavy to avoid harmful engine vibrations. An additional disadvantage is that it is difficult to precisely control the opening of large butterfly valves.

엔진으로부터의 배기 가스를 제어하기 위한 밸브 배열체를 갖고, 상술된 단점이 제거되거나 크게 감소되는, 크로스헤드 타입의 터보과급 2행정 내연 엔진을 제공하는 것이 본 발명의 목적이다. 좀 더 구체적으로, 구성하고 그리고 제어하는 것이 더욱 용이한, 더욱 가볍고 더욱 가격 효과적인 밸브 배열체를 제공하는 것이 목적이다.It is an object of the present invention to provide a crosshead type turbo-class two stroke internal combustion engine having a valve arrangement for controlling the exhaust gas from the engine, and the above-mentioned disadvantages are eliminated or greatly reduced. More specifically, it is an object to provide a lighter, more cost effective valve arrangement that is easier to configure and control.

위 목적은, 아래 설명으로부터 분명해지는 수많은 다른 목적, 장점, 및 특징과 함께, 크로스헤드 타입의 대형 터보과급 2행정 내연 엔진에 의한 본 발명에 따른 해결책에 의해서 달성되며, 상기 내연 엔진은:The above object is achieved by a solution according to the invention by means of a large turbo and class two stroke internal combustion engine of the crosshead type, together with a number of other objects, advantages and features which become clear from the following description,

- 상부에 각각 단일 배기 밸브를 구비하는 단일 라인의 실린더,- a single line cylinder with a single exhaust valve at the top,

- 상기 라인의 실린더를 따라서 연장되는 세장형 배기 가스 수용기로서, 상기 배기 밸브를 통해서 상기 실린더에 연결되는, 상기 배기 가스 수용기,- a elongated exhaust gas receiver extending along the cylinder of the line, the exhaust gas receiver connected to the cylinder through the exhaust valve,

- 상기 배기 가스 수용기를 통해서 공급되는 배기 가스를 제어하기 위한 밸브 배열체로서,- a valve arrangement for controlling the exhaust gas supplied through said exhaust gas receiver,

- 제1 입구 및 제2 입구, 및 항우징을 나가는 배기 가스를 위한 출구를 갖는 상기 하우징으로서, 상기 제1 및 제2 입구는 서로 대항하게 위치되고 각각 하우징 안으로 배기 가스를 수용하기 위해서 상기 배기 가스 수용기에 연결되는, 상기 하우징,Said housing having a first inlet and a second inlet, and an outlet for exhaust gas exiting the housing, said first and second inlets being positioned against each other and each of said exhaust gases The housing,

- 상기 하우징 내에 배치되고, 상기 입구를 통한 배기 가스의 공급을 제어하도록 구성되는 가동 밸브 부재,A movable valve member disposed in said housing and configured to control the supply of exhaust gas through said inlet,

- 상기 밸브 부재를 이동시키기 위해 상기 밸브 부재에 연결되는 액츄에이터 수단을 포함하는, 상기 밸브 배열체를 포함하며, - actuator means connected to said valve member for moving said valve member, said valve arrangement comprising:

상기 밸브 부재는 상기 입구 사이의 선형 운동을 실행하도록 구성되고, 상기 액츄에이터 수단은 상기 입구 사이에서 상기 밸브 부재를 이동시키도록 구성되는 선형 액츄에이터를 포함하고, 상기 밸브 부재는 상기 제1 입구에 위치될 때 상기 제1 입구를 폐쇄하도록 구성되고, 상기 제2 입구에 위치될 때 상기 제2 입구를 폐쇄하도록 구성된다.Wherein the valve member is configured to perform a linear movement between the inlets and the actuator means includes a linear actuator configured to move the valve member between the inlets, And configured to close the first inlet when the second inlet is located, and to close the second inlet when positioned at the second inlet.

밸브 부재가 각각의 입구에 위치될 때 상기 입구를 폐쇄하는, 입구 사이에서 선형 운동을 실시하는 밸브 부재를 가짐으로써, 단일 밸브 부재가 하우징 안으로의 더 많은 입구를 통한 배기 가스 유동을 제어할 수 있다.By having a valve member that performs a linear movement between the inlets, which closes the inlets when the valve members are located at their respective inlets, a single valve member can control the exhaust gas flow through the more inlets into the housing .

또한, 이러한 배열체는 2개의 버터플라이 밸브를 갖는 해결책과 비교하여 상대적으로 가벼울 것이고, 따라서 더 적은 강도의 지지체를 요구한다. 이 구성은 밸브 부재의 선형 운동만이 입구를 개방하고 폐쇄하도록 제어되기 때문에 제어하기가 더욱 용이하다. 다른 장점은, 시일링 면이 선형 운동 덕분에 좁은 공차를 요구하지 않는다는 점이다.In addition, such an arrangement would be relatively light compared to a solution with two butterfly valves, thus requiring a lower strength support. This configuration is easier to control because only linear movement of the valve member is controlled to open and close the inlet. Another advantage is that the sealing surface does not require a narrow tolerance due to the linear motion.

실시형태에서, 엔진은, 입구의 하나와 배기 가스 수용기 사이에 배열되는 가스 정화 배열체, 예를 들어 선택적 환원 촉매(SCR) 반응기를 포함한다. 이 방식으로 배기 가스는 밸브 배열체에 적접적으로 지향되기 전에 정화를 위해서 반응기를 통해서 지향될 수 있다. 배출 요건은, 특히 모노 질소 산화물(NOX) 레벨에 대해서 만족시키는 것이 어려웠고, 그리고 점점 더 어려워 질 것이다. SCR 반응기는 연소 엔진에서 NOx 배출을 감소시키는 효율적인 수단이다.In an embodiment, the engine includes a gas purification arrangement, for example a selective reduction catalyst (SCR) reactor, arranged between one of the inlets and the exhaust gas receiver. In this way, the exhaust gas can be directed through the reactor for purification before being directed directly to the valve arrangement. The emission requirements are particularly difficult to satisfy for mono-nitrogen oxide (NOX) levels, and will become increasingly difficult. SCR reactors are efficient means of reducing NOx emissions in combustion engines.

다른 실시형태에서, 엔진은 하우징을 나가는 배기 가스를 위한 출구에 연결되는 터버차져를 더 포함한다.In another embodiment, the engine further comprises a turbocharger connected to an outlet for exhaust gas exiting the housing.

또한, 하우징은 추가적인 터보과급에 연결되는 추가적인 출구를 포함할 수도 있다. 엔진의 사이즈에 따라서, 2개의 터보과급가 엔진으로의 압축된 공기에 대한 필요를 충족시키기 위해서 필요할 수도 있다.The housing may also include additional outlets connected to the additional turbo-class. Depending on the size of the engine, it may be necessary to meet the need for compressed air with two turbo and charge engines.

다른 실시형태에서, 엔진은 각각의 입구의 원주부에 배치되는 시일링 수단을 포함하여, 밸브 부재가 입구의 하나를 폐쇄하도록 위치될 때, 밸브 부재가 각각의 입구에서 시일링 수단에 대항하여 가압된다. 시일링 수단은 시일링 목적을 위한 임의의 적합한 수단을 포함할 수도 있다.In another embodiment, the engine includes sealing means disposed in the circumference of each inlet such that when the valve member is positioned to close one of the inlets, the valve member is urged against the sealing means at each inlet do. The sealing means may comprise any suitable means for sealing purposes.

크로스헤드 타입의 대형 터보과급 2-행정 내연 엔진을 위한 배기 가스의 체적은 상당하고, 따라서 가스를 처리하기 위한 대형 시스템을 요구한다. 따라서, 각각의 입구는 적어도 400 mm 의 직경을 갖는 실질적으로 원형 단면을 갖는 통로를 포함할 수도 있다.The volume of exhaust gas for a crosshead type large turbo-class two-stroke internal combustion engine is substantial and therefore requires a large system for treating the gas. Thus, each inlet may include a passage having a substantially circular cross-section having a diameter of at least 400 mm.

추가적으로, 선형 액츄에이터는 적어도 250 mm의 밸브 부재를 이동시키도록 구성될 수도 있다.Additionally, the linear actuator may be configured to move the valve member of at least 250 mm.

또한, 선형 액츄에이터는 입구 사이의 임의의 위치에서 밸브 부재를 유지하고 이동시키도록 구성될 수도 있다. 이 방식으로, 배기 가스를 나누는 것이 가능하여 배기 가스가 양 입구를 통해서 유동된다. 배기 가스를 나누는 것은, 배기 가스의 단지 일부가 가스 정화 시스템에 의해서 세정될 때, 또는 배기 가스의 일부분이 다른 목적을 위해서, 예를 들어, 재순환 또는 가열을 위해서 사용되어야 할 때, 유리할 수도 있다.The linear actuator may also be configured to hold and move the valve member at any position between the inlets. In this way, it is possible to divide the exhaust gas so that the exhaust gas flows through both inlet ports. Dividing the exhaust gas may be advantageous when only a portion of the exhaust gas is cleaned by the gas purification system or when a portion of the exhaust gas is to be used for other purposes, e.g., recirculation or heating.

또한, 선형 액츄에이터는 유압 액츄에이터, 공압 액츄에이터, 공기 모터, 또는 전기-기계 액츄에이터일 수도 있다.The linear actuator may also be a hydraulic actuator, a pneumatic actuator, an air motor, or an electromechanical actuator.

다른 실시형태에서, 액츄에이터 수단은 2개 이상의 선형 액츄에이터를 포함할 수도 있다.In another embodiment, the actuator means may comprise two or more linear actuators.

본 설명의 다음 상세한 부분에서, 본 발명은 첨부된 개략적인 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명될 것이며, 이 도면은, 도해의 목적을 위해서, 비제한적인 몇몇 실시형태를 도시하고, 그리고:
도 1은 본 발명에 따른 밸브 배열체를 갖는 내연 엔진의 부분을 도시하고,
도 2는 배기 가스의 전체 체적이 SCR 반응기를 통해서 지향되는 경우에 밸브 배열체의 단면도를 도시하고,
도 3은 배기 가스가 전혀 SCR 반응기를 통해서 지향되지 않는 경우의 밸브 배열체의 단면도를 도시하고, 그리고
도 4는 배기 가스의 일부가 SCR 반응기를 통해서 지향되는 경우의 밸브 배열체의 단면도를 도시한다.
모든 도면은 개략적이고, 반드시 축적에 따르지 않고, 본 발명을 명확하게 하기 위해서 필요한 부분만을 도시하며, 다른 부분은 생략되거나 단지 시사된다.In the following detailed description of the present disclosure, the invention will be described in more detail with reference to the appended schematic drawings, which, for purposes of illustration, illustrate some non-limiting embodiments, and in which:
1 shows a part of an internal combustion engine having a valve arrangement according to the invention,
Figure 2 shows a cross-sectional view of the valve arrangement when the total volume of exhaust gas is directed through the SCR reactor,
Figure 3 shows a cross-sectional view of the valve arrangement when no exhaust gas is directed through the SCR reactor at all, and
Figure 4 shows a cross-sectional view of the valve arrangement when a portion of the exhaust gas is directed through the SCR reactor.
All drawings are schematic and do not necessarily follow accumulation, only the parts necessary for clarification of the present invention are shown, and the other parts are omitted or only referred to.

크로스 헤드 타입의 대형 터보과급 디젤 엔진의 전체적인 구성 및 동작은 그 자체로 잘 알려져 있고 본 문맥에서 추가적인 설명을 요구하지 않는다. 엔진으로부터의 배기 가스를 제어하기 위한 밸브 배열체 및 배기 가스 시스템의 동작에 관한 추가적인 상세한 사항이 아래에 제공된다.The overall construction and operation of a crosshead type large turbo-class diesel engine is well known per se and does not require further explanation in this context. Additional details regarding the operation of the valve arrangement and the exhaust system for controlling the exhaust gases from the engine are provided below.

도 1은 본 발명에 따른 대형 2-행정 디젤 엔진(1)의 실시형태를 도시한다. 엔진(1)은, 예를 들어 원양 항행용 선박에서 메인 엔진으로서 또는 발전소에서 발전기를 동작시키기 위한 고정된 엔진으로서 사용될 수도 있다. 엔진의 전체 출력은, 예를 들어 5,000 내지 110,000kW일 수도 있다.Fig. 1 shows an embodiment of a large two-stroke diesel engine 1 according to the invention. The engine 1 may be used, for example, as a main engine in a marine vessel or as a fixed engine for operating a generator in a power plant. The total output of the engine may be, for example, 5,000 to 110,000 kW.

엔진(1)은 일렬로 나란하게 배열된 복수의 실린더(2)를 구비한다. 각각의 실린더는 배기 밸브(3)를 구비한다. 배기 밸브(3)에 의해서 개방되고 폐쇄될 수 있는 배기 채널(미도시)이 배기 가스 수용기(4)에 연결된다. 배기 가스 수용기(4)는 실린더(2)의 열과 평해하게 배치된다. 배기 가스 수용기(4)는 최적의 가스 유동, 배압 및 음향적 고려를 위해서 엔진(1)의 특징에 구체적으로 적합한 치수를 갖는 대형 컨테이너이다.The engine (1) has a plurality of cylinders (2) arranged in a line. Each cylinder has an exhaust valve (3). An exhaust channel (not shown), which can be opened and closed by an exhaust valve 3, is connected to the exhaust gas receiver 4. The exhaust gas receiver 4 is arranged to be parallel to the heat of the cylinder 2. The exhaust gas receiver 4 is a large container with dimensions specifically suited to the characteristics of the engine 1 for optimum gas flow, back pressure and acoustical considerations.

배기 가스 수용기는 제1 및 제2 배기 도관(7, 8)를 통해서 밸브 배열체의 하우징(9)의 제1 및 제2 입구(5, 6)에 연결되어, 배기 가스 수용기(4)로부터의 고온의 가압된 배기 가스가 어느 하나의 입구(5, 6)를 통해서 하우징(9) 안으로 지향될 수 있다. 하우징(9)으로부터, 배기 가스는 출구(10)를 통해서 터보과급(11)의 터빈 부분을 향해서 안내된다. 엔진(1)의 사이즈에 의존하여, 2개 이상의 터보과급(11)가 요구될 수도 있다. 이러한 경우에, 요구되는 터보과급(11)의 개수에 대응하는 복수의 출구(10)가 하우징(9)에 배열될 것이다.The exhaust gas receiver is connected to the first and second inlets 5 and 6 of the housing 9 of the valve arrangement via the first and second exhaust conduits 7 and 8 so that the exhaust gas from the exhaust gas receiver 4 Hot pressurized exhaust gas may be directed into the housing 9 through either inlet 5 or 6. From the housing 9, the exhaust gas is guided through the outlet 10 towards the turbine portion of the turbocharger 11. Depending on the size of the engine 1, more than two turbo charges 11 may be required. In such a case, a plurality of outlets 10 corresponding to the required number of turbochargers 11 will be arranged in the housing 9.

선택적 환원 촉매(SCR) 반응기(12)는 배기 가스 수용기(4)와 하우징(9)의 제1 입구(5) 사이의 제1 배기 도관(7)에 배치된다. 따라서, 제1 배기 도관(7)의 배기 가스는 하우징(9)에 들어가기 전에 SCR 반응기(12)를 통해서 유동되어, NOX를 질소 및 산소로 변환함으로써, 배기 가스의 NOX가 제거되거나 또는 적어도 일부 양이 실질적으로 환원된다. SCR 반응기(12)의 배출 단부로부터, 배기 가스는 제1 입구(5)를 통해서 하우징(9) 안으로, 그리고 다음으로 출구(10)를 통해서 터보과급(11)로 인도된다. 배기 가스는 터보과급의 하류의 대기 안으로 배출된다.A selective reduction catalyst (SCR) reactor 12 is arranged in the first exhaust conduit 7 between the exhaust gas receiver 4 and the first inlet 5 of the housing 9. Thus the exhaust gas of the first exhaust conduit 7 flows through the SCR reactor 12 before entering the housing 9 to convert NOX to nitrogen and oxygen so that the NOx of the exhaust gas is removed or at least some amount Is substantially reduced. From the outlet end of the SCR reactor 12 the exhaust gas is led through the first inlet 5 into the housing 9 and then through the outlet 10 to the turbocharger 11. The exhaust gas is discharged into the atmosphere downstream of the turbocharger.

도 2 내지 도 4는 선형 운동을 실시하기 위한 샤프트(15)를 갖는 선형 액츄에이터(14)를 포함하는 밸브 배열체를 도시하며, 여기서 샤프트(15)가 제1 과 제2 입구(5, 6) 사이의 하우징(9) 내부에서 밸브 부재(13)를 이동시키기 위해서 밸브 부재(13)에 연결된다. 도시된 밸브 배열체는 배기 가스에서 NOX 제거를 위한 필요에 의존하여 엔진의 3가지 상이한 동작 모드를 용이하게 하기 위해서 하우징(9)에서 밸브 부재(13)에 대한 3가지 상이한 위치를 갖는다. 엄격한 규칙이 성립되어 공기중 배출을 최소화하는 특별한 영역, 소위 배출 규제 영역에서, SCR 반응기(12)를 통해서 배기 가스의 전체 체적을 지향하는 것이 필요할 수도 있는 반면, 배출 규제 영역 외측의 공해에서, SCR 반응기(12)를 통해서 어떠한 가스를 지향시키는 것이 필요하지 않을 수도 있다. 다른 상황에서, SCR 반응기(12)를 통해서 배기 가스의 일부를 지향시키는 것만이 필요할 수도 있다.Figures 2-4 illustrate a valve arrangement including a linear actuator 14 having a shaft 15 for performing linear motion wherein the shaft 15 is connected to the first and second inlets 5, And is connected to the valve member 13 to move the valve member 13 within the housing 9 between the valve member 13 and the valve member 13. The illustrated valve arrangement has three different positions for the valve member 13 in the housing 9 to facilitate three different operating modes of the engine, depending on the need for NOx removal from the exhaust gas. It may be necessary to direct the entire volume of the exhaust gas through the SCR reactor 12 in a specific area, that is, a so-called emission control area, in which strict rules are established to minimize air emissions, while in the pollution outside the emission control area, It may not be necessary to direct any gas through the reactor 12. In other situations, it may only be necessary to direct a portion of the exhaust gas through the SCR reactor 12.

도 2에서, 배기 가스의 전체가 SCR 반응기(12)를 통해서 지향되는 본 발명의 단면도가 도시된다. 여기서, 밸브 부재(13)는 제2 입구(6)에 배치되고 이를 폐쇄하여 가스가 제2 입구(6)를 통해서 하우징(9)에 들어가는 것을 방지한다. 따라서, 배기 수용기(4)로부터의 모든 가스는, 가스가 제1 입구(5)를 통해서 하우징(9)에 들어가기 전에 제1 배기 도관(7) 및 SCR 반응기(12)를 통해서 지향된다.In Figure 2, a cross-sectional view of the present invention is shown in which the entire exhaust gas is directed through the SCR reactor 12. Here, the valve member 13 is disposed in the second inlet 6 and closes it to prevent gas from entering the housing 9 through the second inlet 6. All the gases from the exhaust receptors 4 are thus directed through the first exhaust conduit 7 and the SCR reactor 12 before the gas enters the housing 9 through the first inlet 5.

다음으로, 가스는 하우징의 출구(10)를 통해서 나가며, 이로부터 가스가 터보과급(11)의 터빈 부분에 지향된다. 밸브 부재(13)의 이 위치는, 가스의 NOX가 제거되거나 적어도 감소되어야 할 때, 예를 들어 선박이 배출 규제 영역에 있을 때 사용된다.Next, the gas exits through the outlet 10 of the housing from which the gas is directed to the turbine portion of the turbocharger 11. This position of the valve member 13 is used when the NOx of the gas is to be removed or at least reduced, for example when the vessel is in the exhaust control area.

도 3은 밸브 부재(13)가 제1 입구(5)에 배치되고 이를 폐쇄하여 제1 입구(5)를 통한 배기 가스의 유동이 방지되는 본 발명의 단면도를 도시한다. 이 방식으로, 배기 가스는, 가스가 하우징(9)의 출구(10)를 통해서 터보과급(11)의 터빈 부분으로 나가기 전에, 직접적으로 배기 가스 수용기(4)로부터 제2 도관(8)을 통해서 그리고 제2 입구(6)를 통해서 하우징(9) 안으로 인도된다. 밸브 부재(13)의 이 위치는, 가스로부터 NOX가 제거되는 것이 요구되지 않을 때, 예를 들어 선박이 배출 규제 영역 외측의 공해에 있을 때 사용된다.3 shows a cross-sectional view of the present invention in which the valve member 13 is disposed at the first inlet 5 and closes it so that the flow of exhaust gas through the first inlet 5 is prevented. In this way, the exhaust gas flows directly from the exhaust gas receiver 4 through the second conduit 8, before the gas exits through the outlet 10 of the housing 9 to the turbine portion of the turbocharger 11 And is guided into the housing 9 through the second inlet 6. This position of the valve member 13 is used when it is not required to remove NOx from the gas, for example, when the ship is in pollution outside the discharge control area.

도 4에서, 밸브 부재(13)는 제1 입구(5)와 제2 입구(6) 사이에 위치되어, 도관(7, 8)을 통한 배기 가스가 양 입구(5, 6)를 통해서 지향된다. 따라서, 예를 들어, SCR 반응기(12)의 미리정의된 온도를 유지하기 위해서 SCR 반응기(12)를 통한 배기 가스의 부분을 지향시키는 것만이 가능하다. 최소 온도는 SCR 반응기(12)의 적합한 기능을 보장하기 위해서 요구된다.4, the valve member 13 is located between the first inlet 5 and the second inlet 6 so that exhaust gas through the conduits 7, 8 is directed through the inlet ports 5, 6 . Thus, for example, it is only possible to direct a portion of the exhaust gas through the SCR reactor 12 to maintain a predefined temperature of the SCR reactor 12. The minimum temperature is required to ensure proper functioning of the SCR reactor 12.

선형 액츄에이터(14)는 제1 입구(5)와 제2 입구(6) 사이의 어떠한 위치에서 밸브 부재(13)를 유지하거나 이동시키도록 구성된다. 선형 액츄에이터(14)는, 비록 엔진이 동작하더라도 배기 가스의 유동이 밸브 부재(13)의 바람직한 운동을 방지할 수 없도록 구성된다.The linear actuator 14 is configured to hold or move the valve member 13 at any position between the first inlet 5 and the second inlet 6. The linear actuator 14 is configured such that the flow of exhaust gas can not prevent the desired movement of the valve member 13, even if the engine is operating.

청구항에서 사용되는 바와 같이, 용어"포함하다"는 다른 요소 또는 단계를 배제하지 않는다. 청구항에서 사용되는 바와 같이, 무수사 또는 단수는 복수를 배제하지 않는다.As used in the claims, the term "comprises " does not exclude other elements or steps. As used in the claims, the non-probative or singular does not exclude plural.

청구항에서 사용되는 참조부호는 범위를 한정하는 것으로서 고려되어서는 안된다. 비록 본 발명은 도해의 목적을 위해서 상세히 설명되었으나, 이러한 상세한 설명은 단지 이러한 목적을 위한 것이고, 본 발명의 몇몇 변경이 다음 청구항에 의해서 정의되는 바와 같은 본 발명으로부터 벗어나지 않으면서 착상될 수 있다는 것이 당업자에게 자명할 것이라는 점이 이해된다.Reference signs used in the claims should not be construed as limiting the scope. Although the present invention has been described in detail for the purpose of illustration, it is to be understood that such detail is solely for this purpose, and that some modifications of the invention may be made without departing from the invention as defined by the following claims As will be appreciated by those skilled in the art.

Claims (10)

크로스헤드 타입의 대형 터보과급 2행정 내연 엔진(1)에 있어서,
- 상부에 각각 단일 배기 밸브(3)를 구비하는 단일 라인의 실린더(2),
- 상기 단일 라인의 실린더(2)를 따라서 연장되는 세장형 배기 가스 수용기(4)로서, 상기 배기 밸브(3)를 통해서 상기 실린더(2)에 연결되는, 상기 배기 가스 수용기,
- 상기 배기 가스 수용기(4)를 통해서 공급되는 배기 가스를 제어하기 위한 밸브 배열체로서,
- 서로 반대로 위치되는 제1 입구(5) 및 제2 입구(6), 및 하우징(9)을 나가는 배기 가스를 위한 출구(10)를 갖는 상기 하우징(9)으로서, 상기 제1 및 제2 입구 각각은 상기 하우징(9) 안으로 배기 가스를 수용하기 위해서 배기 가스 수용기(4)에 연결되는, 상기 하우징,
- 상기 하우징(9) 내에 배치되고, 상기 입구(5, 6)를 통한 배기 가스의 공급을 제어하도록 구성되는 밸브 부재(13),
- 상기 밸브 부재(13)를 이동시키기 위해 상기 밸브 부재(13)에 연결되는 액츄에이터 수단(14)을 포함하는, 상기 밸브 배열체를 포함하며,
상기 밸브 부재(13)는 상기 입구(5, 6) 사이에서 선형 운동을 실행하도록 구성되고, 그리고 상기 액츄에이터 수단(14)은 상기 입구(5, 6) 사이에서 상기 밸브 부재(13)를 이동시키도록 구성되는 선형 액츄에이터를 포함하고, 상기 밸브 부재(13)는 상기 제2 입구(6)에 위치될 때 상기 제2 입구(6)를 폐쇄하도록 구성되고, 상기 제1 입구(5)에 위치될 때 상기 제1 입구(5)를 폐쇄하도록 구성되는, 내연 엔진(1).In a crosshead type large turbo class two stroke internal combustion engine (1)
- a single line cylinder (2) with a single exhaust valve (3) at the top,
- a elongated exhaust gas receiver (4) extending along said single line cylinder (2), said exhaust gas receiver connected to said cylinder (2) through said exhaust valve (3)
- a valve arrangement for controlling the exhaust gas supplied through the exhaust gas receiver (4)
- said housing (9) having a first inlet (5) and a second inlet (6) located opposite to each other and an outlet (10) for exhaust gas exiting the housing (9) Each of which is connected to an exhaust gas receiver (4) for receiving exhaust gas into the housing (9)
A valve member (13) arranged in said housing (9) and configured to control the supply of exhaust gas through said inlet (5, 6)
- an actuator means (14) connected to said valve member (13) for moving said valve member (13), said valve arrangement comprising:
The valve member 13 is configured to perform a linear movement between the inlets 5 and 6 and the actuator means 14 moves the valve member 13 between the inlets 5 and 6, And the valve member (13) is configured to close the second inlet (6) when positioned in the second inlet (6), the valve member (13) being located in the first inlet Is configured to close said first inlet (5). 청구항 1에 있어서, 상기 배기 가스 수용기(4)와 상기 입구(5, 6) 중 하나 사이에 배치되는 가스 정화 배열체(12)를 더 포함하는, 내연 엔진.The internal combustion engine of claim 1, further comprising a gas purification arrangement (12) disposed between the exhaust gas receiver (4) and one of the inlets (5, 6). 청구항 2에 있어서, 상기 정화 배열체(12)는 선택적 환원 촉매 반응기를 포함하는, 내연 엔진.3. The internal combustion engine of claim 2, wherein the purifying arrangement (12) comprises a selective reduction catalyst reactor. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 하우징(9)을 나가는 배기 가스를 위한 상기 출구(10)에 연결되는 터보과급(11)를 더 포함하는, 내연 엔진.The internal combustion engine according to claim 1 or 2, further comprising a turbocharger (11) connected to the outlet (10) for exhaust gas exiting the housing (9). 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하우징(9)은 추가적인 터보과급에 연결되는 추가적인 출구를 더 포함하는, 내연 엔진.The internal combustion engine (1) according to any one of claims 1 to 3, wherein the housing (9) further comprises an additional outlet connected to an additional turbo-class. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 입구(5, 6)의 원주부에 배열되는 시일링 수단을 더 포함하여, 상기 밸브 부재(13)가 상기 입구(5, 6) 중 하나를 폐쇄하도록 위치될 때, 상기 밸브 부재(13)가 각각의 입구에서 시일링 수단에 대하여 가압되는, 내연 엔진.A valve according to any one of the preceding claims, further comprising sealing means arranged in the circumference of each inlet (5, 6) such that the valve member (13) Wherein the valve member (13) is pressed against the sealing means at each inlet. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 입구(5, 6)는 적어도 400 mm의 직경을 갖는 실질적으로 원형 단면을 갖는 통로를 포함하는, 내연 엔진.The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein each inlet (5, 6) comprises a passage having a substantially circular cross-section with a diameter of at least 400 mm. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 선형 액츄에이터(14)는 상기 입구(5, 6) 사이의 임의의 위치에서 상기 밸브 부재(13)를 유지하고 이동시키도록 구성되는, 내연 엔진.The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the linear actuator (14) is configured to hold and move the valve member (13) at any position between the inlets (5, 6). 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 선형 액츄에이터(14)는 유압식 액츄에이터, 공압식 액츄에이터, 공기 모터, 또는 전기-기계 액츄에이터인, 내연 엔진.The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the linear actuator (14) is a hydraulic actuator, a pneumatic actuator, an air motor, or an electromechanical actuator. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 액츄에이터 수단(14)은 2개 이상의 선형 액츄에이터를 포함하는, 내연 엔진.The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the actuator means (14) comprises two or more linear actuators.
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