KR101766520B1 - 바이패스 밸브 배열체 및 배기 시스템 - Google Patents

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Abstract

내연 엔진 (2) 의 배기 시스템을 위한 바이패스 밸브 배열체 (1) 는 밸브 (5), 및 제 1 입구 (3a), 제 2 입구 (4a), 제 1 출구 (3b) 및 제 2 출구 (4b) 를 갖는 덕팅 (ducting) 을 포함한다. 밸브 (5) 의 제 1 위치에서, 제 1 입구 (3a) 로부터 제 1 출구 (3b) 로의 유동 및 제 2 입구 (4a) 로부터 제 2 출구 (4b) 로의 유동은 허여되고, 제 1 입구 (3a) 로부터 제 2 출구 (4b) 로의 유동 및 제 2 입구 (4a) 로부터 제 1 출구 (3b) 로의 유동은 차단된다. 제 2 위치에서, 제 1 입구 (3a) 로부터 제 2 출구 (4b) 로의 유동 및 제 2 입구 (4a) 로부터 제 1 출구 (3b) 로의 유동은 허여되고, 제 1 입구 (3a) 로부터 제 1 출구 (3b) 로의 유동 및 제 2 입구 (4a) 로부터 제 2 출구 (4b) 로의 유동은 차단된다. 본 발명은 또한 배기 시스템에 관한 것이다.

Description

바이패스 밸브 배열체 및 배기 시스템{BY-PASS VALVE ARRANGEMENT AND EXHAUST SYSTEM}
본 발명은 청구항 1 의 전제부에 따른 내연 엔진의 배기 시스템에 대한 바이 패스 밸브 배열체에 관한 것이다. 또한 본 발명은 다른 독립 청구항의 전제부에 따른 내연 엔진을 위한 배기 시스템에 관한 것이다.
배출 제한을 만족하기 위해서, 많은 내연 엔진들은 촉매 장치들, 예를 들어 산화 촉매 및/또는 선택적 촉매 환원 (SCR) 을 위한 촉매 변환기들을 구비한다. 일부 작동 상태들에 있어서, 촉매 장치를 바이패스할 필요가 있을 수도 있다. 이것은, 예를 들어 이중 연료 엔진 (dual-fuel engine) 이, 산화 촉매를 비활성화시킬 수 있는 황을 포함하는 액체 연료로 작동되고 있을 때가 될 수 있다. 따라서, 엔진들은 종종 산화 촉매 또는 SCR 을 위한 촉매 변환기를 지나서 배기 가스를 안내하기 위한 바이패스 덕트를 포함한다. 적어도 2 개의 밸브들이 배기 가스를 바이패스 덕트 안으로 도입하고 촉매 장치로의 연결을 차단하기 위해서 필요하다. 바이패스 밸브들 각각은 각자의 액츄에이터를 필요로하고, 그리고 배관은 많은 공간을 요구하고, 이것은 특히 선박 엔진들에 있어서 문제가 될 수 있다.
본 발명의 목적은 내연 엔진의 배기 시스템을 위한 향상된 바이패스 밸브 배열체를 제공하는 것이다. 본 발명에 따른 배열체의 구별되는 특징들은 청구항 1 의 특징부에 제공된다. 본 발명의 다른 목적은 내연 엔진을 위한 향상된 배기 시스템을 제공하는 것이다. 본 발명에 따른 배기 시스템은 다른 독립 청구항의 특징부에 의해서 특징지어진다.
본 발명에 따르면, 바이패스 밸브 배열체는, 제 1 입구, 제 2 입구, 제 1 출구 및 제 2 출구를 갖는 덕팅 (ducting), 및 밸브를 포함하고, 밸브는 제 1 입구로부터 제 1 출구로의 유체 유동 및 제 2 입구로부터 제 2 출구로의 유체 유동이 허여되고, 그리고 제 1 입구로부터 제 2 출구로의 유체 유동 및 제 2 입구로부터 제 1 출구로의 유체 유동이 차단되는 제 1 위치, 및 제 1 입구로부터 제 2 출구로의 유체 유동 및 제 2 입구로부터 제 1 출구로의 유체 유동이 허여되고, 그리고 제 1 입구로부터 제 1 출구로의 유체 유동 및 제 2 입구로부터 제 2 출구로의 유체 유동이 차단되는 제 2 위치를 갖는다.
본 발명에 따른 배기 시스템은 위에서 규정된 바이패스 밸브 배열체를 포함한다.
본 발명에 따른 바이패스 밸브 배열체 및 배기 시스템에 의해서, 산화 촉매 또는 SCR 촉매는 몇개의 밸브들 대신에 단일 밸브를 이용함으로써 바이패싱될 수 있다. 따라서 바이패스 밸브 배열체는 컴팩트하고 저렴하며 그리고 단일 액츄에이터에 의해서 제어될 수 있다. 본 발명에 따른 바이패스 밸브 배열체는, 예를 들어 2 단계 터보차징을 갖는 엔진의 터보차져들 사이에 배치될 수 있다. 본 배열체는 이용가능한 공간이 한정된 선박의 엔진 룸에서 또한 유리할 수 있다. 또한, 본 바이패스 밸브 배열체는 엔진 업그레이드를 위해서 적합하다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 제 2 입구는 제 1 입구에 대해서 바이패스 밸브 배열체의 대향 단부에 위치된다. 이 배열체는, 촉매 장치를 위치시킬 때 많은 상이한 가능성들을 가능하게 하고, 특히 이용가능한 공간이 한정될 때 유리하다.
본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 덕팅은 제 1 입구를 제 1 출구에 연결하는 제 1 덕트 요소, 및 제 2 입구를 제 2 출구에 연결하는 제 2 덕트 요소를 포함한다. 본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 제 1 덕트 요소 및 제 2 덕트 요소 각각은 제 1 덕트 요소와 제 2 덕트 요소 사이에 밸브를 배치하기 위한 플랜지를 포함한다. 이 종류의 바이패스 밸브 배열체는 제조하기가 간단하고 저렴하다. 많은 경우에 있어서, 제 1 덕트 요소 및 제 2 덕트 요소는 동일할 수 있다. 제 1 덕트 요소 및 제 2 덕트 요소 각각은 주조로 만들어 질 수 있다. 밸브는 버터플라이 밸브일 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 밸브의 DN 사이즈는 덕팅의 DN 사이즈보다 40 ~ 60 % 더 크다. 이것은 밸브의 유동 면적이 덕팅의 유동 면적과 대략 동일한 사이즈인 것을 보장한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 배기 시스템에 있어서, 바이패스 밸브 배열체의 제 1 입구는 엔진의 배기 매니폴드와 유동 연통되고, 제 1 출구는 촉매 장치의 입구와 유동 연통되고, 제 2 입구는 촉매 장치의 출구와 유동 연통되고, 그리고 제 2 출구는 터보차져의 터빈 입구와 유동 연통된다.
본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 배기 시스템에 있어서, 바이패스 밸브 배열체의 제 1 입구는 제 1 터보차져의 터빈 출구와 유동 연통되고, 제 1 출구는 촉매 장치의 입구와 유동 연통되고, 제 2 입구는 촉매 장치의 출구와 유동 연통되고, 그리고 제 2 출구는 제 2 터보차져의 터빈 입구와 유동 연통된다.
도 1 은 본 발명의 실시형태에 따른 배기 시스템을 갖는 터보차져식 내연 엔진을 개략적으로 도시한다.
도 2 는 다른 작동 모드에 있는 도 1 의 엔진을 도시한다.
도 3 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 바이패스 밸브 배열체의 분해도를 도시한다.
도 4 는 제 1 작동 모드에 있는 도 3 의 바이패스 밸브 배열체를 도시한다.
도 5 는 제 2 작동 모드에 있는 도 3 의 바이패스 밸브 배열체를 도시한다.
도 6 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 배기 시스템을 갖는 터보차져식 내연 엔진을 개략적으로 도시한다.
이제, 수반된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시형태들은 더욱 상세히 설명된다.
도 1 에서, 내연 엔진 (2) 이 개략적으로 도시된다. 엔진 (2) 은, 선박의 또는 전력 플랜트에서 전기를 생산하기 위한 메인 엔진 또는 보조 엔진으로서 이용되는 엔진과 같은 대형 내연 엔진 (2) 이다. 엔진 (2) 의 배기 시스템은 배기 매니폴드 (16) 및, 엔진 (2) 의 흡입 공기를 가압하고 이것을 흡입 매니폴드 (15) 를 통해서 엔진 (2) 의 실린더들 안으로 안내하기 위한 터보차져 (10) 를 포함한다. 배기 시스템은 또한, 예를 들어 엔진 (2) 의 탄화수소 및 CO 방출을 감소시키기 위한 산화 촉매일 수 있는 촉매 장치 (9) 를 구비한다. 산화 촉매는 상대적으로 높은 배기 가스 온도를 필요로 하고, 그리고 엔진 (2) 의 산화 촉매 (9) 는 따라서 터보차져 (10) 로부터 상류의 배기 시스템에 위치된다. 엔진 (2) 의 특정 작동 조건들에 있어서, 산화 촉매 (9) 를 바이패스하고 배기 매니폴드 (16) 로부터 직접적으로 터보차져 (10) 에 배기 가스를 안내할 필요가 있을 수도 있다. 이 목적을 위해서, 엔진 (2) 의 배기 시스템은 바이패스 밸브 배열체 (1) 를 구비한다.
본 발명의 실시형태에 따른 바이패스 밸브 배열체 (1) 는 도 3 내지 도 5 에 도시된다. 바이패스 밸브 배열체 (1) 는, 제 1 입구 (3a), 제 1 출구 (3b), 제 2 입구 (4a) 및 제 2 출구 (4b) 를 포함하는 덕팅을 포함한다. 도 3 내지 도 5 의 실시형태에 있어서, 바이패스 밸브 배열체 (1) 의 덕팅은 제 1 덕트 요소 (3) 및 제 2 덕트 요소 (4) 를 포함한다. 제 1 덕트 요소 (3) 및 제 2 덕트 요소 (4) 는, 예를 들어 주조에 의해서 제조될 수 있는 V 형상 파이프들이다. 제 1 덕트 요소 (3) 는 제 1 입구 (3a) 를 제 1 출구 (3b) 와 연결한다. 제 2 덕트 요소 (4) 는 제 2 입구 (4a) 를 제 2 출구 (4b) 와 연결한다. 제 2 입구 (4a) 는 제 1 입구 (3a) 에 대해서 바이패스 밸브 배열체 (1) 의 대향 단부에 배치된다. 제 2 덕트 요소 (4) 에서 명목상 유동 방향은 따라서 제 1 덕트 요소 (3) 에서 명목상 유동 방향에 반대이다. 도 3 내지 도 5 의 실시형태에 있어서, 덕트 요소들 (3, 4) 은 출구 (3b, 4b) 에서 유동 방향이 입구 (3a, 4a) 에서와 동일하도록 모양지어진다. 그러나, 덕트 요소들 (3, 4) 은 또한, 출구 (3b, 4b) 에서 유동 방향이 입구 (3a, 4a) 에서 유동 방향과 다르도록 굽혀질 수 있다. 예를 들어, 덕트 요소들 (3, 4) 중 하나 또는 양 요소들은, 출구 (3b, 4b) 가 입구 (3a, 4a) 에 대해서 90 도의 각도에 있도록 굽혀질 수 있다. 제 1 덕트 요소 (3) 의 입구 단부는 제 1 입구 플랜지 (13a) 를 구비하고, 그리고 제 1 덕트 요소 (3) 의 출구 단부는 제 1 출구 플랜지 (13b) 를 구비한다. 제 2 덕트 요소 (4) 의 입구 단부는 제 2 입구 플랜지 (14a) 를 구비하고, 그리고 제 2 덕트 요소 (4) 의 출구 단부는 제 2 출구 플랜지 (14b) 를 구비한다. 플랜지들 (13a, 13b, 14a, 14b) 은 바이패스 밸브 배열체 (1) 를 배기 시스템의 다른 부분들에 연결시키기 위해서 이용될 수 있다.
덕트 요소들 (3, 4) 각각은, 덕트 요소들 (3, 4) 사이에 밸브 (5) 를 배치시키기 위해서 덕트 요소 (3, 4) 의 중간에 배치된 밸브 플랜지 (6, 7) 를 더 구비한다. 도 3 내지 도 5 의 실시형태에 있어서, 밸브 (5) 는 버터플라이 밸브이다. 밸브 (5) 는 밸브 (5) 의 DN 사이즈가 덕팅의 DN 사이즈보다 40 ~ 60 % 더 크도록 선택된다. 바람직하게는 DN 사이즈는 턱팅의 DN 사이즈보다 50 % 더 크다. 이 선택에 의해서, 밸브 (5) 의 유동 영역이 덕팅의 유동 영역보다 더 작지 않는 것이 보장된다. 밸브 (5) 는 2 개의 위치들을 갖는 밸브 부재 (11) 를 포함한다. 도 4 는 제 1 위치에 있는 밸브 (5) 를 도시한다. 제 1 위치에 있어서, 제 1 입구 (3a) 로부터 제 1 출구 (3b) 로의 유체 유동 및 제 2 입구 (4a) 로부터 제 2 출구 (4b) 로의 유체 유동이 허여되고, 제 1 입구 (3a) 로부터 제 2 출구 (4b) 로의 유체 유동 및 제 2 입구 (4a) 로부터 제 1 출구 (3b) 로의 유체 유동은 차단된다. 제 1 출구 (3b) 에서 유동 방향은 따라서 제 1 입구 (3a) 에서의 유동 방향과 동일하고, 제 2 출구 (4b) 에서 유동 방향은 제 2 입구 (4a) 에서의 유동 방향과 동일하다. 도 5 는 제 2 위치에 있는 밸브 (5) 를 도시한다. 제 2 위치에 있어서, 제 1 입구 (3a) 로부터 제 2 출구 (4b) 로의 유체 유동 및 제 2 입구 (4a) 로부터 제 1 출구 (3b) 로의 유체 유동이 허여되고, 제 1 입구 (3a) 로부터 제 1 출구 (3b) 로의 유체 유동 및 제 2 입구 (4a) 로부터 제 2 출구 (4b) 로의 유체 유동은 차단된다. 제 2 출구 (4b) 에서 유동 방향은 제 1 입구 (3a) 에서의 유동 방향과 반대이다. 밸브 (5) 는, 밸브 부재 (11) 를 제 1 위치로부터 제 2 위치까지 그리고 그 역으로 선회시키기 위한 액츄에이터 (8) 를 구비한다. 액츄에이터 (8) 는, 예를 들어 공압식으로, 전기식으로 또는 유압식으로 작동될 수 있다. 본 발명에 따른 바이패스 밸브 배열체 (1) 는 간단하고 컴팩트하며, 그리고 단일 액츄에이터 (8) 에 의해서 작동될 수 있다.
도 1 의 실시형태에 있어서, 바이패스 밸브 배열체 (1) 의 제 1 입구 (3a) 는 엔진 (2) 의 배기 매니폴드 (16) 에 연결된다. 바이패스 밸브 배열체 (1) 의 제 1 출구 (3b) 는 산화 촉매 (9) 의 입구에 연결된다. 바이패스 밸브 배열체 (1) 의 제 2 입구 (4a) 는 산화 촉매 (9) 의 출구에 연결되고, 그리고 제 2 출구 (4b) 는 터보차져 (10) 의 터빈 입구에 연결된다. 엔진 (2) 의 정상 작동 동안에, 밸브 (5) 는 제 1 위치에 있고, 그리고 바이패스 밸브 배열체 (1) 는 제 1 작동 모드로 작동된다. 엔진 (2) 으로부터의 배기 가스는 따라서 배기 매니폴드 (16) 안에서 바이패스 밸브 배열체 (1) 의 제 1 입구 (3a) 로 그리고 바이패스 밸브 배열체 (1) 의 제 1 입구 (3a) 로부터 제 1 출구 (3b) 로 유동될 수 있다. 제 1 출구 (3b) 로부터, 배기 가스는 산화 촉매 (9) 안으로 더 유동될 수 있다. 산화 촉매 (9) 로부터, 배기 가스는 바이패스 밸브 배열체 (1) 의 제 2 입구 (4a) 로 그리고 제 2 출구 (4b) 를 통해서 터보차져 (10) 의 터빈으로 더 유동된다. 밸브 (5) 의 밸브 부재 (11) 는 배기 가스가 제 1 덕트 요소 (3) 로부터 제 2 덕트 요소 (4) 안으로 직접적으로 유동되는 것을 방지한다. 산화 촉매 (9) 를 바이패스할 필요가 있을 때, 밸브 (5) 는, 도 2 에 도시된 바와 같이 바이패스 밸브 배열체 (1) 를 제 2 작동 모드에서 작동시키기 위하여 제 2 위치로 전환된다. 바이패스 밸브 배열체 (1) 의 제 1 입구 (3a) 와 제 1 출구 (3b) 사이의 유동 연통이 따라서 차단되고, 그리고 산화 촉매 (9) 로의 유동이 방지된다. 제 1 입구 (3a) 와 제 2 출구 (4b) 사이의 유동 연통은 개방되고 배기 가스는, 산화 촉매 (9) 를 통해서 흐르지 않고 바이패스 밸브 배열체 (1) 로부터 터보차져 (10) 의 터빈으로 유동될 수 있다.
도 6 은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 배기 시스템을 도시한다. 이 실시형태에 있어서, 배기 시스템은 제 1 터보차져 (10) 및 제 2 터보차져 (17) 를 포함한다. 제 1 고압 터보차져 (10) 는 제 2 저압 터보차져 (17) 에 직렬로 연결된다. 또한 배기 시스템은, 이 실시형태의 경우에 선택적 촉매 환원을 위한 촉매 변환기인 촉매 장치 (9) 를 구비한다. 제 1 터보차져 (10) 의 터빈 입구는 엔진 (2) 의 배기 매니폴드 (16) 에 연결되고, 제 1 터보차져 (10) 의 터빈 출구는 바이패스 밸브 배열체 (1) 의 제 1 입구 (3a) 에 연결된다. 바이패스 밸브 배열체 (1) 의 제 1 출구 (3b) 는 촉매 변환기 (9) 의 입구에 연결된다. 촉매 변환기 (9) 의 출구는 바이패스 밸브 배열체 (1) 의 제 2 입구 (4a) 에 연결되고, 그리고 바이패스 밸브 배열체 (1) 의 제 2 출구 (4b) 는 제 2 터보차져 (17) 의 터빈 입구에 연결된다. 도 6 에서와 같이 바이패스 밸브 배열체 (1) 의 밸브 (5) 는 제 1 위치에 있을 때, 배기 가스는 제 1 터보차져 (10) 로부터 바이패스 밸브 배열체 (1) 를 통해서 촉매 변환기 (9) 로 유동될 수 있다. 촉매 변환기 (9) 로부터, 배기 가스는 바이패스 밸브 배열체 (1) 를 통해서 제 2 터보차져 (17) 로 유동된다. 촉매 변환기 (9) 를 바이패스할 필요가 있을 때, 밸브 (5) 는 제 2 위치로 전환된다. 바이패스 밸브 배열체 (1) 의 제 1 입구 (3a) 로부터 제 1 출구 (3b) 로 그리고 또한 촉매 변환기 (9) 로의 배기 가스 유동은 방지된다. 바이패스 밸브 배열체 (1) 의 제 1 입구 (3a) 는 바이패스 밸브 배열체 (1) 의 제 2 출구 (4b) 와 유동 연통되어지고, 따라서 배기 가스는 바이패스 밸브 배열체 (1) 로부터 직접적으로 제 2 터보차져 (17) 로 유동될 수 있다.
본 발명은 위에서 설명된 실시형태들에 한정되는 것이 아니고, 첨부된 청구항들의 범위 내에서 변화될 수도 있다는 점을 당업자는 이해할 것이다.

Claims (10)

  1. 내연 엔진 (2) 의 배기 시스템을 위한 바이패스 밸브 배열체 (1) 로서,
    상기 바이패스 밸브 배열체 (1) 는, 제 1 입구 (3a), 제 2 입구 (4a), 제 1 출구 (3b) 및 제 2 출구 (4b) 를 갖는 덕팅 (ducting) 을 포함하고, 상기 바이패스 밸브 배열체 (1) 는,
    - 상기 제 1 입구 (3a) 로부터 상기 제 1 출구 (3b) 로의 유체 유동 및 상기 제 2 입구 (4a) 로부터 상기 제 2 출구 (4b) 로의 유체 유동이 허여되고, 그리고 상기 제 1 입구 (3a) 로부터 상기 제 2 출구 (4b) 로의 유체 유동 및 상기 제 2 입구 (4a) 로부터 상기 제 1 출구 (3b) 로의 유체 유동이 차단되는 제 1 위치, 및
    - 상기 제 1 입구 (3a) 로부터 상기 제 2 출구 (4b) 로의 유체 유동 및 상기 제 2 입구 (4a) 로부터 상기 제 1 출구 (3b) 로의 유체 유동들이 모두 허여되고, 그리고 상기 제 1 입구 (3a) 로부터 상기 제 1 출구 (3b) 로의 유체 유동 및 상기 제 2 입구 (4a) 로부터 상기 제 2 출구 (4b) 로의 유체 유동이 차단되는 제 2 위치를 갖는 밸브 (5) 를 더 포함하고,
    상기 덕팅은 상기 제 1 입구 (3a) 를 상기 제 1 출구 (3b) 에 연결하는 제 1 덕트 요소 (3), 및 상기 제 2 입구 (4a) 를 상기 제 2 출구 (4b) 에 연결하는 제 2 덕트 요소 (4) 를 포함하고,
    상기 제 1 덕트 요소 (3) 및 상기 제 2 덕트 요소 (4) 의 각각은 상기 제 1 덕트 요소 (3) 와 상기 제 2 덕트 요소 (4) 사이에 상기 밸브 (5) 를 배치하기 위한 플랜지 (6, 7) 를 포함하는 것을 특징으로 하는, 바이패스 밸브 배열체 (1) .
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 입구 (4a) 는 상기 제 1 입구 (3a) 에 대해서 상기 바이패스 밸브 배열체 (1) 의 대향 단부에 위치되는 것을 특징으로 하는, 바이패스 밸브 배열체 (1).
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 덕트 요소 (3) 및 상기 제 2 덕트 요소 (4) 각각은 주조로 만들어지는 것을 특징으로 하는, 바이패스 밸브 배열체 (1).
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 밸브 (5) 는 버터플라이 밸브인 것을 특징으로 하는, 바이패스 밸브 배열체 (1).
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 밸브 (5) 의 DN 사이즈는 상기 덕팅의 DN 사이즈보다 40 ~ 60 % 더 큰 것을 특징으로 하는, 바이패스 밸브 배열체 (1).
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 바이패스 밸브 배열체 (1) 를 특징으로 하는 내연 엔진용 배기 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 바이패스 밸브 배열체 (1) 의 상기 제 1 입구 (3a) 는 상기 내연 엔진 (2) 의 배기 매니폴드 (16) 와 유동 연통되고, 상기 제 1 출구 (3b) 는 촉매 장치 (9) 의 입구와 유동 연통되고, 상기 제 2 입구 (4a) 는 상기 촉매 장치 (9) 의 출구와 유동 연통되고, 그리고 상기 제 2 출구 (4b) 는 터보차져 (10) 의 터빈 입구와 유동 연통되는 것을 특징으로 하는, 내연 엔진용 배기 시스템.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 바이패스 밸브 배열체 (1) 의 상기 제 1 입구 (3a) 는 제 1 터보차져 (10) 의 터빈 출구와 유동 연통되고, 상기 제 1 출구 (3b) 는 촉매 장치 (9) 의 입구와 유동 연통되고, 상기 제 2 입구 (4a) 는 상기 촉매 장치 (9) 의 출구와 유동 연통되고, 그리고 상기 제 2 출구 (4b) 는 제 2 터보차져 (17) 의 터빈 입구와 유동 연통되는 것을 특징으로 하는, 내연 엔진용 배기 시스템.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101754583B1 (ko) * 2014-06-09 2017-07-06 바르실라 핀랜드 오이 터보차저 장착 내부 연소 엔진의 배기 시스템의 바이패스 디바이스 및 바이패스 디바이스를 포함하는 시스템
US10767543B2 (en) * 2018-07-20 2020-09-08 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Reduced length exhaust system with valve
KR102179064B1 (ko) 2019-11-13 2020-11-16 주식회사 엑시아머티리얼스 수상 구조 재킷용 스마트 발포 모듈, 이를 구비한 수상 구조 재킷, 그리고 수상 구조 재킷용 스마트 발포 모듈의 제어 방법
KR102200727B1 (ko) 2020-09-07 2021-01-11 주식회사 엑시아머티리얼스 스마트 발포 혼합장치, 스마트 발포 혼합장치 기반의 수상 구조 재킷, 그리고 스마트 발포 혼합장치 기반의 수상 구조 재킷을 이용한 위험 관리 시스템

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009228539A (ja) * 2008-03-21 2009-10-08 Denso Corp 排気ガス切替弁

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4485621A (en) * 1983-01-07 1984-12-04 Cummins Engine Company, Inc. System and method for reducing particulate emissions from internal combustion engines
JPH03141816A (ja) * 1989-10-27 1991-06-17 Toyota Motor Corp 排気ガス浄化装置
US5125231A (en) * 1990-06-08 1992-06-30 Corning Incorporated Dual converter engine exhaust system for reducing hydrocarbon emissions
KR960004832B1 (ko) * 1992-08-24 1996-04-16 미쯔비시지도오샤고오교오 가부시기가이샤 배기가스정화장치
DE19960430B4 (de) * 1999-12-15 2005-04-14 Daimlerchrysler Ag Abgasreinigungsanlage mit Stickoxid-Speicherkatalysator und Schwefeloxid-Falle und Betriebsverfahren hierfür
FR2859238B1 (fr) * 2003-08-29 2006-01-20 Valeo Thermique Moteur Sa Dispositif de regulation thermique de gaz d'echappement
BRPI0520348A2 (pt) * 2005-07-07 2009-05-05 Volvo Lastvagnar Ab método, dispositivo e produto de programa de computador para diagnóstico de pelo menos uma unidade de controle de emissão de exaustão

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009228539A (ja) * 2008-03-21 2009-10-08 Denso Corp 排気ガス切替弁

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