KR102082534B1 - 컴팩트한 배기 가스 처리 시스템 및 이를 작동하는 방법 - Google Patents

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Abstract

배기 가스를 촉매 주위로 보내어 그 촉매를 예열할 수 있고 그래서 촉매를 신속하게 그의 작용 온도 범위에 있게 할 수 있다. 배기 가스를 처리하기 위한 배기 가스 처리 시스템(2)은, 제 1 유동로(38), 제 2 유동로(40) 및 제어 시스템(4)을 포함할 수 있다. 제 1 유동로는 촉매(41)를 포함할 수 있다. 제 2 유동로(40)는 제 1 유동로(38)와 열교환 관계로 동축으로 배치될 수 있다. 제어 시스템(4)은, 촉매 온도에 따라 제 1 유동로(38) 또는 제 2 유동로(40)를 통과하는 배기 가스의 유동을 제어하도록 구성될 수 있다.

Description

컴팩트한 배기 가스 처리 시스템 및 이를 작동하는 방법{COMPACT EXHAUST GAS TREATMENT SYSTEM AND METHOD OF OPERATING THE SAME}
본 개시는 일반적으로 내연 엔진에서 발생된 배기 가스를 처리하기 위한 컴팩트한 배기 가스 처리 시스템에 관한 것으로, 특히, 배기 가스 시스템의 촉매를 가열하기 위한 배기 가스 시스템에 관한 것이다. 본 개시는 또한 그러한 배기 가스 시스템을 제어하기 위한 방법에 관한 것이다.
내연 엔진은 공기 오염 물질의 복합적인 혼합물을 배출한다. 이들 공기 오염 물질은 질소 산화물(NOX)과 같은 기체 화합물 및 검댕으로도 알려져 있는 고형 미립자로 구성된다. 환경 의식이 증가되어, 배기 배출 기준이 더욱 엄격해졌고 엔진에 의해 대기로 배출되는 NOX 및 검댕의 양은 엔진의 종류, 엔진의 크기 및/또는 엔진의 등급에 따라 규제될 수 있다.
환경 규제, 예컨대 NOX 규제에 부합하기 위해, 배기 가스는 배기 가스 처리 장치로 처리될 수 있다. 배기 가스를 처리하기 위해 선택적 촉매 환원(SCR)이라고 하는 하나의 처리가 실행될 수 있다. SCR은, 기체 또는 액체 환원제, 예컨대 암모니아, 암모니아 수용액, 요소(urea) 또는 요소 용액이 엔진의 배기 가스 흐름에 주입되는 과정이다. 환원제는 배기 가스 내의 질소 산화물과 반응하여 물과 질소를 형성하게 된다. 보통, 요소는 요망되는 NOX 환원도를 얻는데 충분한 양으로 배기 가스에 도입된다. 요망되는 환원제 양은 예컨대 요소 주입 시스템으로 제어될 수 있다.
일반적으로, SCR은 약 200℃ ∼ 약 600℃ 의 온도 범위에서 효과적일 수 있다. SCR 촉매 형태의 촉매 표면을 제공하면, SCR 과정이 촉진될 수 있고 또한 특히 저온에서 더욱 효율적으로 수행될 수 있다. 따라서, SCR 반응을 위해서는 적절한 온도 및 충분히 넓은 표면을 갖는 적절한 촉매 재료를 제공하는 것이 중요하다.
여기서 사용되는 SCR은 일반적으로, 암모니아 또는 가열시 암모니아 가스를 발생시킬 수 있는 임의의 NOX 환원 시약을 이용하는 과정을 포함한다. 여기서 사용되는 용어 "요소(urea)"는 SCR을 수행하기 위해 상업적으로 구입가능한 모든 환원제를 포함하는 것을 또한 의미한다.
DE 10 2005 026 032 A1 에는 배기 가스를 처리하기 위한 방법과 장치가 개시되어 있다. 여기서 개시된 장치는 입자 분리기, SCR 촉매 컨버터, 및 질소 산화물을 환원시키기 위한 선택적 환원제로서 암모니아를 발생시키기 위한 암모니아 발생기를 포함한다. 입자 분리기는 주 배기 라인에 제공되고 암모니아 발생기는 보조 라인에 제공된다.
US 6 883 311 B2 에는 컴팩트한 이중 레그 NOX 흡수제 촉매 장치가 개시되어 있는데, 이 장치는 하우징을 포함하는 동축 배치 이중 레그 장치를 포함하며, 그 하우징은 제 1 유동로 및 제 2 유동로를 가지며, 이들 유동로는 동축으로 배치되는 부분을 갖는다. 또한, 배기 가스를 제 1 유동로와 제 2 유동로에 선택적으로 보내기 위한 장치가 개시되어 있다. 제 1 유동로 내에 배치되어 있는 NOX 촉매의 재생 이벤트에 따라, 배기 가스를 선택적으로 보내기 위한 상기 장치가 배기 가스 흐름을 제어할 수 있다.
DE 10 2007 053 931 A1 에는 배기 가스 처리 시스템 및 이를 작동하기 위한 방법이 개시되어 있다. 그 배기 가스 처리 시스템은 제 1 촉매를 갖는 제 1 유동로 및 제 2 촉매를 갖는 제 2 유동로를 포함하며, 제 1 유동로는 제 2 유동로에 대해 병렬로 배치되고 열교환 관계에 있다.
본 개시는 종래 시스템의 상기한 하나 이상의 점을 적어도 부분적으로 개선하거나 극복하기 위한 것이다.
본 개시의 일 양태에 따르면, 내연 엔진에서 발생된 배기 가스를 처리하기 위한 배기 가스 처리 시스템은, 배기 가스를 위한 제 1 유동로, 및 상기 제 1 유동로 내에 배치되는 촉매를 포함할 수 있다. 상기 촉매는 소정의 문턱 온도 보다 높은 촉매 온도에서 배기 가스를 처리하도록 구성될 수 있다. 개시된 배기 가스 처리 시스템은, 상기 제 1 유동로와 열교환 관계로 동축으로 배치되는 제 2 유동로, 및 제어 시스템을 더 포함할 수 있다. 상기 제어 시스템은, 상기 촉매의 온도가 소정의 문턱 온도 보다 낮으면 배기 가스가 제 2 유동로를 통과하게 하여 촉매를 가열하며, 촉매의 온도가 소정의 문턱 온도를 초과하면 배기 가스가 제 1 유동로를 통과하게 하여 촉매에서 배기 가스를 처리하도록 구성될 수 있다.
본 개시의 다른 양태에 따르면, 내연 엔진과 관련되어 있는 배기 가스 처리 시스템을 통과하는 배기 가스를 제어하기 위한 방법이 개시된다. 상기 배기 가스 처리 시스템은, 배기 가스를 위한 제 1 유동로, 상기 제 1 유동로 내에 배치되며 소정의 문턱 온도 보다 높은 촉매 온도에서 배기 가스를 처리하도록 구성되어 있는 촉매, 및 상기 제 1 유동로와 열교환 관계로 동축으로 배치되는 제 2 유동로를 포함할 수 있다. 개시된 방법은, 상기 촉매의 온도를 검출하는 단계; 상기 촉매의 검출된 온도가 상기 소정의 문턱 온도를 초과하면 배기 가스가 상기 제 1 유동로를 통과하게 하는 단계; 및 상기 촉매의 검출된 온도가 상기 소정의 문턱 온도 보다 낮으면 그 촉매를 가열하기 위해 배기 가스가 제 2 유동로를 통과하게 하는 단계를 포함할 수 있다.
본 개시의 또 다른 양태에 따르면, 내연 엔진은 엔진 블럭, 고압 터빈을 포함하고 상기 엔진 블럭의 상류에 배치되는 고압 터보 과급기, 저압 터빈을 포함하고 상기 엔진 블럭의 하류에 배치되는 저압 터보 과급기, 및 본 개시에 따른 배기 가스 처리 시스템을 포함할 수 있다. 상기 배기 가스 처리 시스템은 상기 고압 터빈을 저압 터빈에 연결하도록 구성될 수 있다.
어떤 실시 형태에서, 상기 제 1 유동로는 상기 제 2 유동로에 대해 내측에 배치될 수 있다.
본 개시의 다른 특징 및 양태는 이하의 설명 및 첨부 도면으로 명확히 알 수 있을 것이다.
도 1은 2-단 터보과급 시스템을 갖는 내연 엔진의 개략적인 상면도이다.
도 2는 도 1 에 있는 선 A - A를 따른 단면도이다.
도 3은 2-단 터보과급 시스템을 갖는 내연 엔진의 개략적인 사시도이다.
이하, 본 발명의 예시적인 실시 형태를 상세히 설명하도록 한다. 여기서 설명하고 도면에 도시되어 있는 예시적인 실시 형태는, 본 개시의 원리를 가르쳐 주어 당업자가 본 개시를 많은 다른 환경에서 또한 많은 다른 용도로 실시하고 사용할 수 있게 해주기 위한 것이다. 그러므로, 본 예시적인 실시 형태는 특허 보호 범위의 제한적인 설명이 아니며 또한 그러한 설명인 것으로 생각되어서도 아니된다. 오히려, 본 특허 보호 범위는 첨부된 청구 범위로 규정되어야 한다.
본 개시는, 촉매를 포함하는 주 배기 가스 유동로와 열교환 관계에 있는 우회로를 통해 촉매를 우회하여 그 촉매를 가열할 수 있으며 그래서 촉매가 그의 작용 온도에 빨리 도달할 수 있다는 인식에 부분적으로 기초하고 있다. 따라서, 특히 내연 엔진의 시동 중에 촉매의 아이들(idle) 시간이 더 짧아질 수 있고, 또한 그래서 미처리 배기 가스의 배출이 더 적게 될 수 있다. 또한, 우회로 및 촉매의 컴팩트한 설계가 달성될 수 있다. 또한 이러한 컴팩트한 설계로 인해 내진동성이 더 높게 될 수 있다.
본 개시는 또한, 촉매를 우회하여 그 촉매를 가열하면 예컨대 배기 가스 내에 포함되어 있는 검댕(촉매에 퇴적될 수 있음)에 의해 촉매가 막히는 것을 방지할 수 있다는 인식에도 부분적으로 기초하고 있다.
이하, 배기 가스 처리 시스템을 갖는 2-단 터보과급식 내연 엔진의 예시적인 실시 형태를 도 1 ∼ 3 을 참조하여 설명한다.
직렬 6-기통 엔진과 같은 내연 엔진(1)은 엔진 블럭(10), 2-단 터보과급 시스템(12), 연료 탱크(미도시) 및 배기 가스 시스템(2)을 포함할 수 있으며, 이 배기 가스 시스템에는 적어도 하나의 배기 가스 처리 장치(41) 및 엔진 제어 유닛(13)을 포함하는 제어 시스템(4)이 제공될 수 있다. 엔진 블럭(10)은 크랭크축(14)이 안에서 지지될 수 있는 크랭크케이스를 포함할 수 있다. 크랭크축(14)은 도 1 에서 대시 선으로 나타나 있다. 크랭크축(14)은 피스톤(미도시)에 연결될 수 있고, 이 피스톤은 내연 엔진(1)의 작동 중에 각 실린더(16A ∼ 16F) 안에서 움직일 수 있다.
도시되어 있는 것과 같은 상기 엔진 블럭(10)은 단부측(18L, 18H)을 가질 수 있으며, 이들 단부측은 크랭크축(14)에 의해 규정되는 길이 방향으로 서로 반대쪽에 있다. 엔진 블럭(10)은 크랭크축(14)의 길이 방향에 직교하는 방향으로 서로 반대쪽에 있는 장측(20A, 20B)을 더 가질 수 있다.
흡기 매니폴드(22)가 엔진 블럭(10)의 장측(20A)을 따라 연장되어 있을 수 있고 또한 각 실린더(16A ∼ 16F)에 유체 연결될 수 있다. 각 실린더(16A ∼ 16F)에는 적어도 하나의 입구 밸브(미도시)가 제공될 수 있는데, 이 입구 밸브는 흡기매니폴드(22)와 각 실린더의 작업실 사이의 유체 연결을 개폐하도록 되어 있을 수 있다.
장측(20B)에서 배기 매니폴드(24)가 제공될 수 있으며, 이 배기 매니폴드는각 실린더(16A ∼ 16F)에 연결될 수 있다. 각 실린더(16A ∼ 16F)에는, 각 실린더(16A ∼ 16F)의 작업실과 배기 매니폴드(24) 사이의 유체 연결을 개폐하도록 구성되어 있는 적어도 하나의 배기 밸브(미도시)가 제공될 수 있다.
일반적으로, 내연 엔진(1)이 작동되면, 과급 공기가 흡기 매니폴드(22)를 통해 실린더(16A ∼ 16F) 안으로 들어갈 수 있다. 연소 후, 연소 과정에 의해 발생된 배기 가스는 각 실린더(16A ∼ 16F)로부터 배기 가스 매니폴드(24)를 통해 방출될 수 있다.
2-단 터보과급 시스템(12)은 저압단 터보 과급기(26)와 고압단 터보 과급기(28)를 포함할 수 있으며, 이들 터보 과급기(26, 28)는 순차 터보 과급기 시스템을 형성한다.
일반적으로, 터보 과급기(26, 28)를 이용해, 내연 엔진(1)의 배기 가스의 열과 압력을 사용하여, 내연 엔진(1)을 위한 과급 공기를 압축하기 위한 압축기(CL, CH)를 구동시킬 수 있다. 구체적으로, 터보 과급기(26, 28)의 터빈(TL, TH)을 통과하는 배기 가스는 그 터빈(TL, TH)을 회전시킬 수 있고, 그래서 그 배기 가스의 압력과 온도가 낮아지게 된다. 터보 과급기(26, 28)의 압축기(CL, CH)는 공통 축(SL, SH)을 통해 터빈(TL, TH)과 회전가능하게 연결되어 있으며 그 터빈(TL, TH)에 의해 구동될 수 있다.
단부측(18L)(저압측이라고도 함)에서, 저압단 터보 과급기(26)는 엔진 블럭(10)에 예컨대 직접 또는 냉각제 블럭 등과 같은 다른 요소와 결합한 하나의 유닛으로서 고정 부착될 수 있다. 저압단 터보 과급기(26)는 공통 축(SL)을 통해 기계적으로 연결되는 압축기(CL)와 터빈((TL)을 포함할 수 있다.
단부측(18H)(고압측이라고도 함)에서, 고압단 터보 과급기(28)는 엔진 블럭(10)에 예컨대 직접 또는 냉각제 블럭 등과 같은 다른 요소와 결합한 하나의 유닛으로서 고정 부착될 수 있다. 고압단 터보 과급기(28)는 공통 축(SH)을 통해 기계적으로 연결되는 압축기(CH)와 터빈(TH)을 포함할 수 있다.
압축기(CL)의 입구는 연소 과정을 위한 과급 공기를 흡인하도록 구성될 수 있다. 일반적으로, 압축기(CL)의 출구는 압축기 연결부(34)를 통해 압축기(CH)의 입구와 유체 연결될 수 있다. 예컨대, 압축기(CL)의 출구는 제 1 냉각기(30)를 통해 압축기(CH)의 입구에 연결될 수 있다. 그리고, 압축기(CH)의 출구는 제 2 냉각기(32)를 통해, 실린더(16A ∼ 16F)에 과급 공기를 분배하도록 구성되어 있는 흡기 매니폴드(22)와 연결될 수 있다.
저압단 터보 과급기(26)와 제 1 냉각기(30)는 엔진 블럭(10)의 단부측(18L)에 그대로 장착될 수 있는 제 1 유닛을 형성할 수 있다. 고압단 터보 과급기(28)와 제 2 냉각기(32)는 엔진 블럭(10)의 단부측(18H)에 그대로 장착될 수 있는 제 2 유닛을 형성할 수 있다.
보통, 실린더(16A ∼ 16F) 및 매니폴드(22, 24)와 같은 엔진 구성품에는 장측(20A, 20B)에서 접근할 수 있고, 단부측(18L, 18H)에 있는 엔진 블럭(10)의 측면은 터보 과급기(26, 28) 또는 냉각기/터보 과급기 유닛과 같은 2-단 터보과급 시스템(12)의 큰 구성품을 장착하기 위해 구성 및 형성될 수 있다.
그래서, 연소 과정을 위해 제공되는 과급 공기는 엔진 실린더에 들어가기 전에 2-단 터보과급 시스템(12)을 사용하여 압축될 수 있다.
따라서, 내연 엔진(1)의 작동 중에 과급 공기는 실린더(16A ∼ 16F)를 과급하기 전에 두 번 압축 및 냉각된다. 실린더(16A ∼ 16F) 내에서 과급 공기에 대한 추가 압축 및 그에 따른 가열은 피스톤의 운동을 통해 일어날 수 있다. 그리고, 적절한 양의 연료(예컨대, 디젤유, 선박 디젤유, 중질 연료 오일 또는 이들의 혼합물)가 실린더(16A ∼ 16F) 안으로 분사될 수 있다. 그 실린더 안에서, 연료는 압축된 과급 공기로 연소되어 배기 가스를 발생시킬 수 있으며, 그 배기 가스는 배기 매니폴드(24)를 통해 배출될 수 있다.
중속 대형 내연 엔진의 경우, 압축기(CL)는 180℃에서 과급 공기를 예컨대 4 ∼ 5 bar로 압축시킬 수 있다. 냉각기(30)는 그 과급 공기를 예컨대 약 180℃에서 45℃로 냉각시킬 수 있다. 압축기(CH)는 180℃에서 과급 공기를 예컨대 7 ∼ 8 bar로 압축시킬 수 있고, 냉각기(32)는 그 과급 공기를 예컨대 약 180℃에서 45℃로 냉각시킬 수 있다. 연소 후, 배기 가스는 예컨대 약 450℃ ∼ 600℃ 범위의 온도에서 약 5 ∼ 6 bar의 압력을 가질 수 있다. 터빈 연결부(35) 내에서, 압력은 3 ∼ 4 bar로 떨어지고, 온도는 약 350℃ ∼ 450℃ 범위이다. 터빈(TL)을 지난 후, 주변 압력에서 온도는 예컨대 250℃의 범위이거나 그 보다 낮을 수 있다.
배기 매니폴드(24)의 출구는 터빈(TH)의 입구에 유체 연결될 수 있다. 터빈(TH)의 출구는 터빈 연결부(35)를 통해 터빈(TL)의 입구에 유체 연결될 수 있고, 터빈(TL)의 출구는 배기 가스를 예컨대 보조 배기 여과 시스템 안으로 또는 직접 주변 환경에 방출할 수 있다.
고압 터보 과급기(28)의 터빈(TH)은 배기 매니폴드(24)의 하류에 배치될 수 있다. 그 터빈(TH)의 출구는 터빈(TL)(터빈(TH)의 하류에 배치될 수 있음)의 입구와 유체 연결될 수 있다. 또한, 터빈(TH) 및 터빈(TL)은 터빈 연결부(35)를 통해 유체 연결될 수 있다. 출구를 갖는 터빈(TL)은 배기 가스를 예컨대 보조 배기 여과 시스템 안으로 또는 직접 주변 환경에 방출할 수 있다.
위에서 설명한 사이클은 내연 엔진(1)이 계속 운전되는 한 연속적으로 반복될 수 있다.
내연 엔진(1)의 작동 중에, 터빈(TH)에 제공되는 배기 가스의 양은 예컨대 배기 매니폴드(24)와 터빈 연결부(35)를 유체 연결하는 밸브 연결부(36)에 제공되어 있는 밸브(V)를 통해 제어될 수 있으므로, 압축기(CL, CH)는 피제어 방식으로 터빈(TL, TH)에 의해 구동될 수 있다. 이 경우, 배기 시스템(2)이 또한 작동 모드에 있을 수 있다.
상기 터빈 연결부(35)는 장측(20B)을 따라 연장되어 있다. 따라서, 중속 대형 내연 엔진의 경우, 터빈 연결부(35)는 수 미터(예컨대, 5m)의 길이를 가질 수 있다. 터빈 연결부(35)는 예컨대 십분의 수 미터의 직경을 갖는 관형 도관일 수 있다. 일반적으로, 터빈 연결부는 터보과급식 내연 엔진의 피스톤 내경의 약 0.5 ∼ 1 배의 직경을 가질 수 있다. 약 0.2 m ∼ 0.6 m의 피스톤 직경을 갖는 내연 엔진의 경우, 터빈 연결부의 직경은 약 0.1 m ∼ 0.6 m 범위일 수 있고 또한 가능하게는 약 0.3 m, 0.4 m 또는 0.5 m 또는 그 이상일 수 있다. 중속 내연 엔진의 경우, 터빈 연결부의 직경은 예컨대 약 0.3 m ∼ 0.5 m 범위일 수 있다.
터빈 연결부(35)는 제 1 유동로(38) 및 상기 제 1 유동로(38)와 열교환 관계로 배치되는 제 2 유동로(40)를 포함할 수 있다. 어떤 실시 형태에서, 제 1 유동로(38)는 제 2 유동로(40)에 인접하여 배치될 수 있다.
도 1 및 2 에 나타나 있는 바와 같이, 제 1 유동로(38)는 제 2 유동로(40)와 동축으로 배치될 수 있다. 예컨대, 제 1 유동로(38)는 제 2 유동로(40)에 대해 내측에 배치될 수 있다. 어떤 실시 형태에서는, 제 1 유동로(38)는 제 2 유동로(40)에 대해 외측에 배치될 수 있다.
제 1 유동로(38)는 내벽(50)에 의해 형성될 수 있다. 제 2 유동로(40)는 내벽(50) 및 외벽(52)에 의해 형성될 수 있으며, 외벽은 내벽(50)을 둘러쌀 수 있다. 도 2 에 보다 상세히 도시되어 있는 바와 같이, 내벽(50)과 외벽(52)은 원형 단면을 갖는 실질적으로 관형인 형상을 포함할 수 있다.
어떤 실시 형태에서, 제 1 및 2 유동로(38, 40)는 제 1 및 2 유동로(38, 40)를 서로 동축으로 배치하기 위한 직사각형 단면, 삼각형 단면, 타원형 단면 또는 다른 적절한 단면을 포함할 수 있다. 제 1 유동로(38)는 제 2 유동로(40)의 단면과 다른 단면을 또한 포함할 수 있음에 유의해야 한다. 예컨대, 제 1 유동로(38)는 삼각형 단면을 포함할 수 있고, 상기 제 1 유동로(38)에 대해 동축으로 배치되는 제 2 유동로(40)는 원형 단면을 포함할 수 있다.
제 1 유동로(38)는 제 1 직경(D1)을 포함할 수 있다. 제 2 유동로(40)는 제 1 직경(D1) 보다 실질적으로 큰 제 2 직경(D2)을 포함할 수 있다.
내벽(50)은 제 1 유동로(38)로부터 열을 제 2 유동로(40)에 또는 그 반대 방향으로 전달하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 내벽(50)은 열전도성 벽일 수 있으며, 그래서 제 1 유동로(38)는 제 2 유동로(40)와 열교환 관계에 있을 수 있다.
제 1 유동로(38)는 촉매(41)와 같은 배기 가스 처리 장치를 포함할 수 있다. 예컨대, 그 촉매(41)는 선택적 촉매 환원(SCR) 촉매, 산화 촉매 또는 DPF를 포함할 수 있다. 촉매(41)의 상류에는, SCR을 위한 환원제로서 화학 시약(예컨대, 요소(urea))을 제 1 유동로(38) 안으로 주입하기 위한 시약 주입 입구(42)가 제공될 수 있다. 이 주입 입구(42)는 시약 주입 시스템(44)의 일 부분일 수 있다. 시약 주입 장치는, 촉매(41)의 온도가 소정의 문턱 온도를 초과하면 촉매(41)의 상류에서 소정량의 시약을 주입하도록 구성될 수 있다. DPF의 경우에는, DPF의 능동적 재생을 위한 버너가 제공될 수 있다. 주입 입구(42)와 촉매(41) 사이에서, 제 1 유동로(38)는 시약 균질화 부분(46)을 포함할 수 있다. 이 시약 균질화 부분(46)은, 배기 가스가 촉매(41)에 도달하기 전에 시약이 그 배기 가스 내에 균질하게 분산되기에 충분히 긴 길이를 가질 수 있다.
균질화 부분(46)의 길이는 이 균질화 부분(46)의 내경의 예컨대 약 4배 이상일 수 있다. 예컨대, 균질화 부분(46)의 내경은 약 0.25 m 일 수 있고, 그래서 그 균질화 부분의 길이는 예컨대 약 1 m 이상일 수 있다. 어떤 실시 형태에서, 균질화 부분(46)의 길이는 균질화 부분(46)의 내경의 약 2배 이상일 수 있다. 어떤 실시 형태에서는, 균질화 부분(46)의 길이가 더 짧게 될 수 있도록, 구조적 설계 또는 추가적인 구성품(예컨대, 터빈 또는 배플(baffle))에 의해 추가적인 균질화를 이룰 수 있다.
2-단 터보과급 시스템의 단(stage)들 사이에 터빈 연결부(35)를 제공함으로써, 배기 가스의 성분(예컨대, NOX)이 2 ∼ 5 bar 범위의 압력에서 촉매 반응을 수행할 수 있다. 예컨대, 중속 엔진은, 예컨대 약 3 ∼ 4 bar 범위의 압력 및 약 300℃ ∼ 500℃ 범위의 온도(또한 가능하게는 약 350℃ ∼ 450℃ 범위의 온도)를 갖는 배기 가스로 작동될 수 있다. 필요한 촉매 표면은 촉매의 부피에 비례할 수 있으므로, 증가된 압력에서 촉매의 크기는 예컨대 터빈(TL) 이후에 주변 압력에서(즉, 약 1 bar 및 250℃) 제공되는 촉매의 경우 보다 작을 수 있다.
배기 가스 처리 시스템(2)은 제어 시스템(4)으로 제어될 수 있다. 상기 제어 시스템(4)은 제어 유닛(13), 온도 센서(60) 및 밸브 유닛을 포함할 수 있다.
상기 밸브 유닛은, 촉매(41)의 검출된 온도가 소정의 문턱 온도를 초과하면 배기 가스가 제 1 유동로(38)를 통해 흐르는 것을 허용하고 그 배기 가스가 제 2 유동로(40)를 통해 흐르는 것은 제한하도록 구성될 수 있다. 밸브 유닛은 또한, 촉매(41)의 검출된 온도가 소정의 문턱 온도 보다 낮으면 배기 가스가 제 1 유동로(38)를 통해 흐르는 것을 제한하고 그 배기 가스가 제 2 유동로(40)를 통해 흐르는 것을 허용하도록 구성될 수 있다.
촉매(41)의 하류에 배치되는 다른 밸브 유닛은, 촉매(41)의 검출된 온도가 소정의 문턱 온도를 초과하면 배기 가스가 제 1 유동로(38)를 통해 흐른 후에 제 2 유동로(40) 안으로 유입하는 것을 제한하도록 구성될 수 있다. 상기 다른 밸브 유닛은 또한, 촉매(41)의 검출된 온도가 소정의 문턱 온도 보다 낮으면 배기 가스가 제 2 유동로(40)를 통해 흐른 후에 제 1 유동로(38) 안으로 유입하는 것을 제한하도록 구성될 수 있다.
상기 밸브 유닛은 촉매(41)의 상류에서 제 1 유동로(38) 내에 배치되는 제 1 밸브(V1)를 포함할 수 있다. 상기 제 1 밸브(V1)는 제 1 유동로(38)를 개방하거나 폐쇄하여 배기 가스가 제 1 밸브(V1)를 통과하는 것을 허용하거나 제한하도록 구성될 수 있다.
상기 밸브 유닛은 제 2 유동로(40) 내에 배치되는 제 2 밸브(V2)를 더 포함할 수 있는데, 상기 제 2 밸브는 제 2 유동로(40)를 개방하거나 폐쇄하여 배기 가스가 제 2 밸브(V2)를 지나는 것을 허용하거나 제한하도록 구성될 수 있다.
제 1 밸브(V1) 및 제 2 밸브(V2)는, 제 1 및 2 밸브(V1, V2)의 작동을 제어하도록 구성되어 있는 제어 유닛(13)과 통신할 수 있다.
어떤 실시 형태에서, 제 1 및 2 밸브(V1, V2) 대신에, 밸브 유닛은 촉매(41)의 상류에 배치되는 3방 밸브(예컨대, 3/2방 밸브)를 포함할 수 있다. 이러한 실시 형태에서, 3방 밸브는 배기 가스가 제 1 유동로(38) 또는 제 2 유동로(40)를 통과하게 하도록 구성될 수 있다. 3방 밸브의 작동은 또한 제어 유닛(13)에 의해 제어될 수 있다. 상기 제어 유닛(13)은, 촉매(41)의 온도가 소정의 문턱 온도를 초과하면 배기 가스가 제 1 유동로(38)를 통과하도록 3방 밸브를 제어하며 또한 촉매(41)의 온도가 소정의 문턱 온도 보다 낮으면 배기 가스가 제 2 유동로(40)를 통과하도록 3방 밸브를 제어하도록 구성될 수 있다.
어떤 실시 형태에서, 밸브 유닛은 촉매(41)의 하류에서 제 1 유동로(38) 내에 배치되는 제 3 밸브(V3)를 선택적으로 포함할 수 있다. 또한, 상기 밸브 유닛은 촉매(41)의 하류에서 제 2 유동로(40) 내에 배치되는 제 4 밸브(V4)를 선택적으로 포함할 수 있다. 상기 밸브(V3, V4)는, 배기 가스가 촉매(41)의 하류측에서 제 1 유동로(38) 또는 제 2 유동로(40)에 들어가는 것을 제한하도록 구성될 수 있다.
어떤 실시 형태에서, 상기 제 3 및 4 밸브(V3, V4) 대신에, 밸브 유닛은 촉매(41)의 하류에 배치되는 3방 밸브(예컨대, 3/2방 밸브)를 포함할 수 있다. 이 3방 밸브의 작동은 제어 유닛(13)에 의해 제어될 수 있다.
제 1 유동로(38)는 촉매(41)의 온도를 검출하도록 구성된 온도 센서(60)를 더 포함할 수 있다. 이 온도 센서는 또한 촉매 온도를 나타내는 온도 신호를 제어 유닛(13)에 전달하도록 구성될 수 있다. 제어 유닛(13)은, 배기 가스 처리 시스템(2) 및 그래서 터빈 연결부(35)를 통해 흐르는 배기 가스 흐름을 제어하고 그의 방향을 정하기 위해 상기 수신된 온도 신호를 사용할 수 있다.
제어 유닛(13)은 촉매 온도를 나타내는 온도 신호를 소정의 문턱 온도와 비교할 수 있다. 촉매 온도가 소정의 문턱 온도 보다 낮은 경우, 제어 유닛(13)은 배기 가스가 제 2 유동로(40)를 통과하게 할 수 있는데, 즉 그 배기 가스는 촉매(41)에 의해 처리되지 않을 수 있다. 그리하여, 제 2 유동로(40)를 통해 흐르는 배기 가스는 촉매(41)를 가열할 수 있는데, 왜냐하면, 제 2 유동로가 제 1 유동로와 열교환 관계에 있고 그래서 또한 촉매(41)와도 열교환 관계에 있기 때문이다. 예컨대, 엔진 시동 중에, 촉매 온도는 소정의 문턱 온도 보다 낮을 수 있다. 그러므로, 배기 가스는 촉매(41)를 예열하기 위해 제 2 유동로(40)로 가서 이를 통과하여 촉매(41)의 온도를 그의 작용 온도 범위에 있게 할 수 있다.
촉매 온도가 소정의 문턱 온도를 초과하는 경우에, 제어 유닛(13)은 배기 가스가 제 1 유동로(38)를 통과하게 하는데, 즉 촉매(41)가 배기 가스를 처리할 수 있다.
예컨대, 상기 소정의 문턱 온도는 내연 엔진(1)의 출력에 따라 약 250℃ ∼ 550℃의 온도일 수 있다.
추가 도시를 위해, 도 3 에는 저압 터보 과급기(26A) 및 고압 터보 과급기(28A)를 포함하는 엔진(1A)이 나타나 있는데, 이들 터보 과급기는 각각 냉각기(30A, 32A)와 함께 구조적 유닛들을 형성한다. 이들 유닛은 단부측(18L, 18H)에서 엔진 블럭(10A)에 고정 연결될 수 있다.
장측(20B)을 따라, 배기 매니폴드(24)(도 1 에 나타나 있음)가 각 실린더(터보 과급기(26A)와 터보 과급기(28A) 사이에 나타나 있음)에 유체 연결될 수 있고, 입구 매니폴드(도 3 에는 미도시)가 유사하게 실린더에 유체 연결될 수 있다.
압축기 연결부(34A)는 엔진 블럭(10A)의 장측(20B)을 따라 그 엔진 블럭(10A)의 단부측(18L, 18H) 사이에서 연장되어 있을 수 있다. 구체적으로, 상기 압축기 연결부(34A)는 제 1 냉각기(30A)의 출구에서부터 고압 터보 과급기(28A)의 압축기(CH)의 입구까지 연장되어 있을 수 있다. 압축기 연결부(34A)는 예컨대 예비 압축된 과급 공기에 첨가제(예컨대, 물)를 추가하기 위해 사용되는 관형 도관일 수 있다.
터빈 연결부(35A)가 엔진 블럭(10A)의 장측(20B)을 따라 그 엔진 블럭(10A)의 단부측(18L, 18H) 사이에서 연장되어 있을 수 있다. 구체적으로, 상기 터빈 연결부(35A)는 고압 터보 과급기(28A)의 터빈(TH)의 출구에서부터 저압 터보 과급기(26A)의 터빈(TL)의 입구까지 연장되어 있을 수 있다. 상기 터빈 연결부(35A)는, 적어도 하나의 배기 가스 처리 장치(예컨대, SCR 촉매, 산화 촉매 등)를 갖는 배기 가스 처리 시스템(2A)(도 3 에 개략적으로 나타나 있음)으로서 사용될 수 있는 선형의 관형 부분을 포함할 수 있다.
도 3 에서, 배기 가스 처리 장치는 적어도 하나의 SCR 촉매 또는 적어도 하나의 산화 촉매일 수 있다. 어떤 실시 형태에서, SCR 촉매 및 산화 촉매가 제공될 수 있다.
도 3 에는 배기 가스 재순환(EGR) 시스템(45)이 나타나 있다. EGR 시스템(45)은 연소 중에 발생된 NOX를 환원시키는데 사용될 수 있고 또한 어떤 경우에는 작동 중에 SCR 촉매와 함께 또는 그에 대한 대안으로 사용될 수 있다. 예컨대, 엔진의 시동 중에 EGR 시스템(45)이 사용될 수 있고, 그리고 웜업된 엔진에 대해서는 SCR 촉매가 사용될 수 있다.
어떤 실시 형태에서, 도 3 에 나타나 있는 EGR 시스템(45)은 제공되지 않을 수 있다.
또 다른 실시 형태에서는, 내연 엔진(1)에 1-단 터보과급 시스템이 제공될 수 있다. 이 실시 형태에서, 연소 과정을 위해 제공되는 과급 공기는 엔진 실린더에 들어가기 전에 상기 1-단 과급 시스템을 사용하여 한번 가압될 수 있다.
어떤 실시 형태에서, 흡기 매니폴드 및 배기 매니폴드(24B)는 예컨대 엔진 블럭(10A)의 크랭크 케이스와 일체적으로 주조될 수 있다.
어떤 실시 형태에서, 위에서 개시된 2-단 터보과급 시스템은, 예컨대 2개의 실린더 뱅크를 포함하는 V-엔진에 적용될 수 있고, 각각의 실린더 뱅크는 도 1 및 3의 단일 실린더 뱅크에 대응하며, 상기 두 실린더 뱅크 중의 하나는 크랭크축을 포함하는 엔진 블럭의 수직 중앙면에 대해 거울상으로 있다. 그들 실시 형태에서, 흡기 매니폴드는 예컨대 실린더 뱅크들 사이에 위치될 수 있으며, 각 실린더 뱅크에는 개별적인 배기 매니폴드가 제공될 수 있다.
산업상 이용가능성
이하, 도 1 에 나타나 있는 것과 같은 배기 가스 시스템(2)의 작동을 도 1 ∼ 3 을 참조하여 설명한다.
내연 엔진(1)이 시동될 때, 촉매 온도는 소정의 문턱 온도 보다 낮을 수 있고, 그래서 그의 작용 온도 범위에 있지 않을 수 있다. 이 경우, 제어 시스템(4)은 배기 가스를 촉매(41)로 처리하지 않고 그 배기 가스가 제 2 유동로(40)를 통과하게 한다. 특히, 제어 유닛(13)은 제 1 밸브(V1)를 폐쇄하고 제 2 밸브(V2)를 개방할 수 있다.
제 2 유동로(40)는 제 1 유동로(38)와 열교환 관계에 있고 그래서 그 제 1 유동로(38) 내에 배치되어 있는 촉매(41)와도 열교환 관계에 있으므로, 제 2 유동로(40)를 통해 흐르는 배기 가스는 촉매(41)를 가열할 수 있다.
촉매 온도가 소정의 문턱 온도를 초과함을 온도 센서(60)가 검출하면, 그 온도 센서(60)는 촉매 온도를 나타내는 온도 신호를 제어 유닛(13)에 보낼 수 있다.
이 경우, 제어 시스템(4)은 배기 가스가 제 1 유동로(38) 및 촉매(41)를 통과하게 하여 배기 가스를 처리한다. 특히, 제어 유닛(13)은 제 1 밸브(V1)를 개방하고 제 2 밸브(V2)를 폐쇄할 수 있다.
촉매(41)를 우회하는 배기 가스로 그 촉매를 예열함으로써, 촉매(41)는 그의 작용 온도 범위에 더 빨리 도달할 수 있다. 그래서, 촉매(41)가 그의 작용 온도 범위에 도달할 때까지는 처리되지 않을 수 있는 배기 가스의 양이 감소될 수 있다. 이리하여, 미처리 배기 가스의 배출이 더 적게 될 수 있다.
또한, 촉매(41)는 이를 통해 흐르지 않고 우회하는 배기 가스에 의해 가열될 수 있으므로, 촉매(41)의 막힘이 줄어들 수 있다. 그러므로, 배기 가스에 포함되어 있는 검댕이 촉매(41)에 퇴적되지 않을 수 있다.
터빈 연결부(35)를 통해 흐른 후, 제 1 유동로(38)와 제 2 유동로(40)는 다시 합쳐질 수 있고, 그런 다음 배기 가스는 저압 터보 과급기(26)의 터빈(TL)에 들어갈 수 있다.
다시 합쳐진 후 배기 가스가 제 1 유동로(38) 또는 제 2 유동로(40)에 들어가는 것을 제한하기 위해, 제어 유닛(13)은 밸브(V3) 및 밸브(V4)를 각각 개방하거나 폐쇄할 수 있다. 예컨대, 촉매 온도가 소정의 문턱 온도 보다 낮으면, 제어 유닛(13)은 제 2 밸브(V2) 및 제 4 밸브(V4)를 개방할 수 있고 동시에 제 1 밸브(V1) 및 제 3 밸브(V3)를 폐쇄할 수 있으며, 그리하여 배기 가스는 제 2 유동로(40)로 가서 이 유동로를 통과하고 제 1 유동로(38) 내의 촉매(41)를 가열하게 된다.
또한, 촉매 온도가 소정의 문턱 온도를 초과하면, 제어 유닛(13)은 제 1 밸브(V1) 및 제 3 밸브(V3)를 개방하고 동시에 제 2 밸브(V2) 및 제 4 밸브(V4)를 폐쇄할 수 있으며, 그리하여 배기 가스는 제 1 유동로(38)로 가서 이 유동로를 통과하고 그래서 그 배기 가스는 촉매(41)로 처리된다.
여기서 사용되는 바와 같은 밸브(V1, V2, V3, V4) 중 어느 하나의 개폐는 각 밸브의 완전한 개폐에 관련된 것일 수 있다. 그러나, 상기 밸브들 중의 하나의 폐쇄는, 배기 가스의 대부분이 그 밸브를 통과하지 못하지만 약 0 ∼ 5%의 소량은 그 폐쇄된 밸브를 여전히 통과할 수 있는 것을 포함할 수 있다. 어떤 실시 형태에서, 폐쇄된 밸브를 통과할 수 있는 최고의 양은 촉매 효율 및 도달가능한 배출 목표에 달려 있다.
어떤 실시 형태에서는, 배기 가스의 후처리가 요구되지 않을 때, 예컨대 예시적인 개시된 배기 가스 처리 시스템(2)을 포함하는 예시적인 개시된 내연 엔진(1)을 포함하는 선박이 배출 제어 구역에서 벗어나 있을 때, 제어 시스템(4)은 배기 가스가 제 2 유동로(40)를 통과하게 할 수 있다.
어떤 실시 형태에서, 배기 가스 처리 장치, 예컨대 SCR 촉매는, 알려져 있는 방식으로, 예컨대 병렬 또는 직렬로 배치되는 하나보다 많은 가스 처리 장치로 구성될 수 있다.
여기서, 용어 "내연 엔진"은, 열 및/또는 전기의 생산을 위한 발전소와 같은 정치식 전력 제공 시스템 및 크루즈 정기선, 화물선, 컨테이너선 및 유조선과 같은 배/선박의 주 또는 보조 엔진으로 사용될 수 있는 내연 엔진을 말할 것일 수 있다. 내연 엔진용 연료는 디젤유, 선박 디젤유, 중질 연료 오일, 대체 연료 또는 이들의 혼합물 및 천연 가스를 포함할 수 있다.
추가로, 여기서 사용되는 용어 "내연 엔진"은 특별히 제한되지 않고 어떠한 엔진이라도 포함하는데, 그 엔진에서는 연료의 연소가 산화제로 일어나 고온/고압의 가스가 발생되고 이 가스가 피스톤 또는 터빈 블레이드와 같은 엔진의 가동 구성품에 직접 가해져 그 구성품을 어떤 거리만큼 움직이게 해서 기계적 에너지를 발생시키게 된다. 따라서, 여기서는 사용되는 용어 "내연 엔진"은 피스톤 엔진 및 터빈을 포함한다.
여기서 개시된 구성의 2-단 터보과급 시스템을 위한 내연 엔진의 예는, 독일의 킬(Kiel)에 소재하는 Caterpillar Motoren GmbH & Co. KG 에서 제작된 M20, M25, M32, M43 또는 M46 시리즈의 이중 연료 엔진의 직렬형 및 V-형 엔진과 같은 중속 내연 디젤 엔진을 포함한다.
중속 내연 엔진은 대형 독립식 엔진일 수 있는데, 그래서 엔진 블럭의 단부측에 적절히 접근할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시 형태를 여기서 설명하였지만, 이하의 청구 범위에서 벗어남이 없이 개량과 수정이 이루어질 수 있다.

Claims (13)

  1. 내연 엔진(1)에서 발생된 배기 가스를 처리하기 위한 배기 가스 처리 시스템(2)이며,
    배기 가스를 위한 제 1 유동로(38);
    상기 제 1 유동로(38) 내에 배치되며, 사전결정된 문턱 온도 보다 높은 촉매 온도에서 배기 가스를 처리하도록 구성되어 있는 촉매(41);
    상기 제 1 유동로(38)와 열교환 관계로 동축으로 배치되는 제 2 유동로(40); 및
    상기 촉매(41)의 온도가 상기 사전결정된 문턱 온도 보다 낮으면 배기 가스가 상기 제 2 유동로(40)를 통과하게 하여 제2 유동로(40)로부터 제1 유동로(38)로 전달되는 배기 가스의 열 에너지에 의해 상기 촉매(41)를 가열하며, 상기 촉매(41)의 온도가 상기 사전결정된 문턱 온도를 초과하면 배기 가스가 상기 제 1 유동로(38)를 통과하게 하여 상기 촉매(41)에서 배기 가스를 처리하도록 구성되어 있는 제어 시스템(4)을 포함하는, 배기 가스 처리 시스템(2).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 유동로(38)는 상기 제 2 유동로(40)에 대해 내측에 배치되어 있는, 배기 가스 처리 시스템(2).
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 유동로(38)는 상기 제 2 유동로(40)에 대해 외측에 배치되어 있는, 배기 가스 처리 시스템(2).
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 촉매(41)는 SCR 촉매, 산화 촉매 및 디젤 미립자 필터 중의 적어도 하나인, 배기 가스 처리 시스템(2).
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 촉매(41)의 상류에 배치되는 시약 주입 장치(42)를 더 포함하고, 상기 시약 주입 장치(42)는, 상기 촉매(41)의 온도가 상기 사전결정된 문턱 온도를 초과하면 상기 촉매(41)의 상류에서 사전결정된 양의 시약을 주입하도록 구성되어 있는, 배기 가스 처리 시스템(2).
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 촉매(41)의 상류에 배치되고 제어 유닛(13)과 연통하는 밸브 유닛을 더 포함하고,
    상기 제어 유닛(13)은, 상기 촉매(41)의 온도가 상기 사전결정된 문턱 온도를 초과하면 상기 밸브 유닛을 제어하여 배기 가스가 상기 제 1 유동로(38)를 통과하게 하고, 상기 촉매(41)의 온도가 상기 사전결정된 문턱 온도 보다 낮으면 상기 밸브 유닛을 제어하여 배기 가스가 상기 제 2 유동로(40)를 통과하게 하도록 구성되어 있는, 배기 가스 처리 시스템(2).
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 밸브 유닛은 상기 제 1 유동로(38) 내에 배치되는 제 1 밸브(V1), 상기 제 2 유동로(40) 내에 배치되는 제 2 밸브(V2), 및 3방 밸브 중 적어도 하나를 포함할 수 있는, 배기 가스 처리 시스템(2).
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 촉매(41)의 온도를 검출하도록 구성되어 있는 온도 센서(60)를 더 포함하는, 배기 가스 처리 시스템(2).
  9. 엔진 블럭(10)을 포함하는 내연 엔진(1)이며,
    상기 엔진 블럭(10)의 하류에 배치되는 고압 터빈(TH)을 포함하는 고압 터보 과급기(28);
    상기 고압 터빈(TH)의 하류에 배치되는 저압 터빈(TL)을 포함하는 저압 터보 과급기(26); 및
    제 1 항에 따른 배기 가스 처리 시스템(2)을 포함하며,
    상기 배기 가스 처리 시스템(2)은 상기 고압 터빈(TH)을 상기 저압 터빈(TL)에 유체 연결하도록 구성되어 있는, 내연 엔진(1).
  10. 내연 엔진(1)과 연결되어 있는 배기 가스 처리 시스템(2)을 통과하는 배기 가스를 제어하기 위한 방법이며,
    상기 배기 가스 처리 시스템(2)은, 배기 가스를 위한 제 1 유동로(38); 상기 제 1 유동로(38) 내에 배치되며, 사전결정된 문턱 온도 보다 높은 촉매 온도에서 배기 가스를 처리하도록 구성되어 있는 촉매(41); 및 상기 제 1 유동로(38)와 열교환 관계로 동축으로 배치되는 제 2 유동로(40)를 포함하며, 상기 방법은,
    상기 촉매(41)의 온도를 검출하는 단계;
    상기 촉매(41)의 검출된 온도가 상기 사전결정된 문턱 온도를 초과하면 배기 가스가 상기 제 1 유동로(38)를 통과하게 하는 단계; 및
    상기 촉매(41)의 검출된 온도가 상기 사전결정된 문턱 온도 보다 낮으면 제2 유동로(40)로부터 제1 유동로(38)로 전달되는 배기 가스의 열 에너지에 의해 상기 촉매(41)를 가열하기 위해 배기 가스가 상기 제 2 유동로(40)를 통과하게 하는 단계를 포함하는, 배기 가스를 제어하기 위한 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 촉매(41)의 검출된 온도가 상기 사전결정된 문턱 온도를 초과하면 배기 가스가 상기 제 1 유동로(38)를 통해 흐르는 것을 허용하고 배기 가스가 상기 제 2 유동로(40)를 통해 흐르는 것을 제한하는 단계; 및
    상기 촉매(41)의 검출된 온도가 상기 사전결정된 문턱 온도 보다 낮으면 배기 가스가 상기 제 1 유동로(38)를 통해 흐르는 것을 제한하고 배기 가스가 상기 제 2 유동로(40)를 통해 흐르는 것을 허용하는 단계를 더 포함하는, 배기 가스를 제어하기 위한 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 촉매(41)의 검출된 온도가 상기 사전결정된 문턱 온도를 초과하면 배기 가스가 상기 제 1 유동로(38)를 통해 흐른 후에 상기 제 2 유동로(40) 안으로 유입하는 것을 제한하는 단계; 및
    상기 촉매(41)의 검출된 온도가 상기 사전결정된 문턱 온도 보다 낮으면 배기 가스가 상기 제 2 유동로(40)를 통해 흐른 후에 상기 제 1 유동로(38) 안으로 유입하는 것을 제한하는 단계를 더 포함하는, 배기 가스를 제어하기 위한 방법.
  13. 제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 촉매(41)의 검출된 온도가 상기 사전결정된 문턱 온도를 초과하면, 상기 촉매(41)의 상류에서 사전결정된 양의 시약을 상기 제 1 유동로(38) 안으로 주입하는 단계를 더 포함하는, 배기 가스를 제어하기 위한 방법.
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