KR19990036997A - 대형 디젤엔진 - Google Patents

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닐스 켐트룹
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존 스텐달 한센
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Abstract

배기가스가 관통할 수 있는 촉매 컨버터 장치를 포함하는 배기가스 포집기(exhaust gas collector)(4)와 배기가스 머프(exhaust gas muff)(3)를 통해서 각각 연결되어 있는 다수의 실린더를 포함하는 대형 디젤엔진에 있어서, 바람직한 조립 우수성 및 조업 안전성은, 대략 상기 배기가스 포집기(4)의 중간쯤에 배출실(18)이 형성되고, 상기 배출실에서부터 배기관(6)이 시작되며 상기 배출실은 상기 촉매 컨버터 장치를 배출실(18)과 상기 배기가스 포집기(4)의 단부영역에 배열된 방향 전환실들(18) 간의 유통로를 형성하는 두 개의 섹션(17a, 17b)으로 분할하고, 상기 방향 전환실들은 배설되는 각각의 포집 피트섹션(collective pit section)(26a, 26b)을 향하는 쪽으로 개방되어 있고, 상기 포집 피트섹션들 안으로는 배설되는 몇 개의 배기가스 머프(3)가 각각 이어지고; 상기 촉매 컨버터 장치의 섹션들(17a, 17b)은 상기 배기가스 포집기(4)의 내부 원주상에 외접하는 궁형(弓形) 횡단면을 가지며; 상기 배기가스 포집기(4)의 나머지 횡단면을 차지하는 포집 피트섹션들(26a, 26b)은 차단장치(31)를 이용해서 제어될 수 있는 최소한 하나의 통로(30)에 의해서 상기 배출실(18)과 연결될 수 있음으로써 실현될 수 있다.

Description

대형 디젤엔진
본 발명은 다수의 실린더를 포함하는 대형 디젤엔진, 특히 2사이클-대형 디젤엔진에 관한 것으로, 상기 다수의 실린더들은 각각 최소한 하나의 배기가스 머프(exhaust gas muff)에 의해서 바람직하게 파이프형이고 덮개로 단부가 폐쇄될 수 있는 배기가스 포집기와 연결되어 있고, 상기 배기가스 포집기에서부터 배기관이 시작되고, 상기 배기가스 포집기는 촉매 컨버터 장치로부터의 유통방향의 위쪽에 배열된 공급장치를 이용해서 환원제와 부딪치게 되는 가스가 관통할 수 있는 촉매 컨버터 장치를 포함한다.
상기와 같은 장치는 EP-A 0 468 919에 개시되어 있다. 상기 개시된 장치에 있어서, 배기가스 포집기는 촉매 컨버터 장치를 수용하는 중앙 파이프를 포함하고, 상기 중앙 파이프는 배기가스 머프가 이어지는 링 체임버(ring chamber)에 의해서 둘러싸이고, 상기 링 체임버의 한쪽 단부는 폐쇄되어 있으며 다른 쪽의 단부는 개방되어 있다. 상기 개방된 단부를 통해서 배기가스 총유량이 촉매 컨버터 장치에 도달하고, 상기 촉매 컨버터 장치에는 디퓨져가 앞에 배열되고, 배기가스 터보 과급기의 터빈 쪽으로 통하는 배기관이 시작되는 영역이 다음에 배열된다.
여기에서 바람직하지 않은 점은 상기 배기가스의 유통로만이 존재한다는 것이다. 다시 말해서 배기가스 총유량이 상기 촉매 컨버터 장치의 전체 길이를 관통해야 한다는 것이다. 그러므로 부피가 큰 구조를 초래하는 비교적 큰 유량 횡단면이 필요하다. 상기 촉매 컨버터 장치의 하나의 부재가 막히면, 상기 촉매 컨버터 장치를 관통하는 유일한 유통로가 차단되는 것이다. 이러한 경우에는 상기 촉매 컨버터 장치를 거쳐가는 바이패스관이 개방되어야 하고, 이로 인해 배기가스 총유량이 처리되지 않고 바로 상기 배기가스 터보 과급기에 공급된다. 여기에서 촉매 컨버터의 작용이 부분적으로 유지되는 것은 불가능하다. 상기 장치의 다른 단점은 상기 촉매 컨버터 장치의 앞에 배열되는 디퓨져로 인해서 구조가 바람직하지 않게 현저하게 길어진다는 것이다. 게다가 상기 촉매 컨버터 장치에서 디퓨져 쪽으로 접근하기가 매우 어렵고, 따라서 조립 및 정비하는 데 부적절하다. 상기 개시된 장치는 소형도 아니며 간단하지도 않고 구동 안전성에 있어서도 충분하지 않은 것으로 증명되었다.
본 발명의 목적은 이를 비롯해서 앞에서 언급된 형태의 대형 디젤엔진의 개시된 장치의 단점을 극복하여 촉매 컨버터 장치의 구동 안전성을 개선하는 것이다.
상기 목적은, 배출실이 대략 배기가스 포집기의 중간쯤에 형성되어 있고, 배출실로부터 배출도관이 시작되며 상기 배출실은 촉매 컨버터 장치를 두 개의 섹션으로 분할하고, 상기 두 개의 섹션은 상기 배출실과 이의 단부영역에 배열된 두 개의 방향 전환실 사이에 유통 연결부가 형성되고, 상기 방향 전환실은 배설되는 각각의 포집 피트섹션(collective pit section)을 향하는 쪽으로 개방되어 있고, 상기 포집 피트섹션들 안으로는 배설되는 몇 개의 배기가스 머프가 각각 이어지고, 상기 촉매 컨버터 장치의 섹션들은 상기 배기가스 포집기의 내부 원주상에 외접하는 궁형 횡단면을 가지며, 상기 배기가스 포집기의 나머지 횡단면을 차지하는 포집 피트섹션들은 차단장치를 이용해서 제어될 수 있는 최소한 하나의 통로에 의해서 배출실과 연결될 수 있음으로써 달성된다.
상기 조치들로 인해 중앙 방사상 평면에 대하여 실제로 좌우대칭으로 배열되므로 발생하는 배기가스 유량이 바람직하게 두 갈래로 분배되고, 상기 두 갈래로 흐르는 배기가스는 배설되는 각각의 포집 피트섹션 내에 서로 독립적으로 포집되고 나서 잇달아 상기 배설되는 각각의 촉매 컨버터섹션을 관통한다. 상기와 같은 분배로 인해, 유량이 개개의 섹션 내에 각각 절반만 존재하므로 비교적 작은 유통 횡단면을 구비할 수 있다. 이는 바람직하게 구조의 소형화를 가능하게 하고, 이러한 소형구조는 선박 등의 기계실 내의 협소한 공간의 관점에서 볼 때 매우 바람직하다. 본 발명에 의한 조치들의 다른 장점으로 상기 촉매 컨버터 장치의 하나의 섹션을 생략할 경우에 상기 섹션에 배설되는 배기가스 유량만이 처리되지 않고 바로 상기 배출실로 유입된다는 것을 들 수 있다. 이때 상기 통로의 영역 내에서 상기 배출실 쪽에 형성된 차단장치는 부분적으로만 개방될 필요가 있다. 다른 일부 유량은 이와는 상관없이 방해받지 않고서 상기 배설되는 촉매 컨버터섹션을 관통할 수 있다. 그러므로 일부 배기가스의 환원처리가 유지되고, 이것으로 다른 소정의 규정들도 충족되며 엔진 전체가 중지하는 것을 충분히 방지할 수 있다. 본 발명에 의한 조치들은 따라서 매우 경제적이다. 이밖에도 본 발명에 의한 조치들은 상기 배기가스 포집기의 이웃하는 각각의 덮개를 떼어냄으로써 외부에서 바로 상기 촉매 컨버터 장치의 각각의 섹션에 접근하기 용이하게 하며, 이는 정비 및 조립을 용이하게 한다. 상기 배출실은 개방 및 차단이 가능한 통로에 의해서 상기 포집 피트섹션과 연결될 수 있음으로써 촉매 컨버터가 작동할 때뿐만 아니라 촉매 컨버터가 부분적으로 작동할 때에도 상기 배출실로부터 멀리 떨어져 있는 배출도관의 사용이 보장된다. 따라서 고유 바이패스관이 필요하지 않은 것이다. 이상의 설명과 같이 종래 장치의 앞에서 설명된 바와 같은 단점이 완전히 방지됨을 나타낸다.
상기한 조치들의 바람직한 실시 및 본 발명의 목적에 적합한 양태는 후속항들에 제시되어 있다. 상기 촉매 컨버터 장치의 섹션의 궁형 횡단면은 바람직하게 상기 배기가스 머프가 이어지는 영역 쪽으로 개방된 고리형 세그먼트로서 형성될 수 있다. 이 결과로 상기 배설되는 포집 피트섹션을 위해서 상기 배설되는 촉매 컨버터섹션에 의해서 둘러싸이는 중앙도관이 형성되고, 상기 중앙도관에는 외부로 확대되는 깔대기형 삽입슬롯이 구비되어 있으며, 상기 삽입슬롯 안으로는 상기 배설되는 배기가스 머프가 이어질 수 있다. 따라서 상기 조치들로 인해 배기가스가 바람직한 방법으로 원활하게 배출된다.
앞에서 언급된 고리형 세그먼트는 본 발명의 목적에 적합하게 상기 배기가스 머프가 이어지는 영역 쪽으로 개방된 다각형으로서 형성될 수 있다. 이는 제조를 용이하게 하며 바람직하게 안내 모서리(guide edge)로서 기능을 수행하는 모서리를 형성한다. 상기 안내 모서리에는 안내 레일(guide rail)이 배설될 수 있어서 조립 및 분해를 용이하게 한다.
다른 바람직한 조치들로서 상기 두 개의 포집 피트섹션이 상기 배출실에 이웃하는 연결실에 의해서 서로 연결되어 있고, 이때 상기 연결실과 상기 배출실 사이에는 차단장치를 이용하여 제어될 수 있는 통로가 형성되어 있다는 것을 들 수 있다. 이러한 구조로 인해 상기 두 개의 포집 피트섹션이 상기 통로에 의해서 상기 배출실과 연결될 수 있으므로 단지 하나의 차단장치만이 필요하다. 다른 장점을 들자면, 하나의 포집 피트섹션 영역 내에서 발생하는 배기가스량은 방해를 받을 경우 최소한 일부분만이라도 다른 포집 피트섹션에 공급되므로 이에 배설되는 상기 촉매 컨버터 장치의 섹션을 거쳐 운반될 수 있다.
바람직하게 상기 배기가스 포집기에는 각각 하나의 촉매 컨터버섹션 및 하나의 포집 피트섹션에 배설되는 도관을 제한하는 삽입물(things built in)이 배설될 수 있다. 상기 촉매 컨버터섹션들을 형성하는 촉매 컨버터부재들은 상기 배설되는 도관 안으로 간단하게 밀려 들어갈 수 있으며, 이로 인해 조립 및 정비가 매우 편해진다.
상기 촉매 컨버터 장치의 각각의 섹션은 본 발명의 목적에 적합하게 최소한 하나의 산화-촉매 컨버터부재 및 다수의 NOX-촉매 컨버터부재를 포함할 수 있다. 상기 구조는 신용할 수 있는 카본 블랙-환원 및 NOX-환원을 보장한다.
환원에 필요한 환원제는 바람직하게 배기가스 머프의 영역에 형성되어 있는 주입 피스톤을 이용하여 배기가스에 혼합된다. 상기 조치는 환원제의 바람직한 혼합 및 동일물질의 분리를 보장한다. 다른 장점으로 여기에서 혼합된 환원제의 양은 배설된 실린더 내에서의 연소율에 따라서 개별적으로 조절될 수 있다. 또한 마찬가지로 상기 배기가스 머프에 배설되는 상기 촉매 컨버터 장치의 섹션이 차단되면 개별 배기가스 머프 내로의 환원제 주입이 중단되는 것도 가능하다.
상기한 조치들의 다른 바람직한 구조 및 본 발명의 목적에 적합한 양태는 다른 후속항들에 제시되어 있으며, 이는 도면을 통해 후술하는 실시예의 설명에서 상세하게 알 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 대형 디젤엔진의 부분 단면도.
도 2는 도 1에 따른 장치의 배기가스 포집기(exhaust gas collector)의 종단면의 개략도.
도 3은 도 2의 선 Ⅲ/Ⅲ을 따라 자른 단면도.
2사이클 디젤엔진과 같은 대형 디젤엔진의 구조 및 작용은 그 자체로 잘 알려져 있으므로 이와 관련해서 더 이상 상세하게 설명할 필요가 없다. 도 1은 2사이클 대형 디젤엔진의 상부를 나타내고 있다. 상기 상부는 직렬로 배열되는 다수의 실린더(1)를 가지고, 상기 다수의 실린더에는 각각 하나의 실린더 덮개에 배설되는 배출밸브(2)가 구비되어 있고, 상기 배출밸브를 이용해서 배출도관이 개방 또는 폐쇄될 수 있으며, 상기 배출도관에는 배기가스 머프(3)가 연결된다. 일련의 실린더에 평행하게 배기가스 포집기(4)가 형성되어 있고, 상기 배기가스 포집기 안으로는 모든 배기가스 머프(3)가 이어지며, 상기 배기가스 포집기에서부터 배기가스 터보 과급기(exhaust gas turbocharger)(5)의 터빈으로 통하는 배기관(6)이 시작된다. 상기 배기가스 머프(3)에는 파이프형 배기가스 포집기 안으로 돌출하여 방사상으로 디퓨져형을 이루는 말단부(7)가 구비되어 있다. 배기가스의 냉각을 방지하게 위해서 상기 배기가스 머프(3)에는 차단패킹(isolation packing)(8)이 구비될 수 있다.
상기 배기가스 포집기(4)는 파이프형 하우징(9)을 가진다. 상기 하우징은, 도 2가 나타내는 바와 같이, 이의 단부에서 제거될 수 있는 덮개(10)에 의해서 폐쇄될 수 있다. 상기 파이프형 하우징(9)은 배기가스의 카본 블랙 및 NOX의 함유량을 감소시키기 위해 배기가스가 관통할 수 있는 촉매 컨버터 장치(17) 및 이의 앞에 배열된 포집 피트섹션(26)을 포함하며, 상기 포집 피트섹션 안으로는 상기 배기가스 머프(3)의 말단부(7)가 이어진다. 배기가스는 상기 촉매 컨버터 장치(17)로부터의 유통방향에 있어서 위쪽에서 예를 들어 암모늄 또는 요소와 같은 환원제와 부딪친다. 상기 환원제는 상기 배기가스 머프(3) 안으로 주입된다. 상기 배기가스 머프(3) 안에서 성공적으로 이루어지는 배기가스의 완화는 배기가스를 환원제와 잘 혼합시키므로 환원제가 균일하게 분배되게 한다. 상기 효과는 디퓨져형 말단부들(7)에 의해서 더욱 보완된다.
도 1에서 또한 알 수 있는 바와 같이, 상기 환원제를 주입하기 위해 각각의 배기가스 머프(3)상에는 적합한 주입 피스톤(11)이 달려 있고, 상기 주입 피스톤에는 예를 들어 암모늄 또는 요소와 같은 환원제가 공급관(12)을 통해서 공급되고, 제어장치 13에서부터 시작되는 시그널 라인(14)에 의해서 제어될 수 있다. 상기 제어장치(13)에서부터 시작되는 다른 시그널 라인들이 나타내는 바와 같이, 상기 제어장치(13)를 통해서 모든 환원제-주입 피스톤(11)이 제어될 수 있다. 시그널 라인(15)이 나타내는 바와 같이, 상기 제어장치(13)에는 기계 사이클이 미리 주어진다. 이와 관련해서 예를 들어 크랭크축이 마모될 수 있다. 또한 상기 배출밸브(2)의 작동을 야기하는 시그널을 사용하는 것도 고려해 볼 수 있다. 어느 경우이든 이를 통해서 상기 주입 피스톤(11)은 상기 배설되는 배출밸브(2)가 개방될 때만, 즉 배기가스가 배출될 때만 작동되도록 보장된다. 주입량은 미리 확정될 수도 있다. 또한, 각각의 실린더 내에서의 연소비율에 따라서 각각의 주입 피스톤(11)에 개별적으로 주입량을 미리 정하는 것도 가능하다. 이를 위해서는 도 1에서 시그널 라인(16)이 나타내는 바와 같이, 예를 들어 연소실온과 같은 상응하는 데이터가 상기 제어장치(13)에 공급된다.
상기 배기가스 포집기(4)의 하우징(9) 내에 배열되는 촉매 컨버터 장치(17) 및 포집 피트섹션(26)은, 도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 두 개의 촉매 컨버터섹션(17a, 17b) 및 포집 피트섹션(26a, 26b)으로 분리되고, 상기 섹션들은 상기 배기가스 포집기(4)의 중앙에 배열된 배출실(18)에 플랜지 연결되며, 상기 배출실에서부터 배기가스가 배출되는 배기관(6)이 시작된다. 따라서 중앙 방사상 대칭면에 좌우대칭을 이루는 구조가 형성된다.
상기 촉매 컨버터 장치의 두 개의 섹션(17a, 17b)은 각각 스태틱 믹서(static mixer)의 형태로 조립되어 앞뒤로 배열된 다수의 촉매 컨버터부재들로 구성되고, 상기 촉매 컨버터부재들은 여기에서 간격 유지부(19)에 의해서 서로 간격을 두고 있다. 우선 NOX-촉매 컨버터부재들(20)이 형성되어 있다. 도시된 실시예에서 각각의 촉매 컨버터섹션(17a, 17b)은 NOX-촉매 컨버터부재들(20) 이외에도 카본 추가 산화-촉매 컨버터부재(21)를 가지며, 상기 추가 산화-촉매 컨터버부재를 통하여 카본 블랙 입자가 제거될 수 있다. 상기 산화-촉매 컨버터부재들(21)은 여기에서 배설되는 각각의 촉매 컨버터섹션(17a, 17b)의 배기가스 유입구에 배열되어 있다. 또한 예를 들어 배기가스 배출구의 영역 내의 위치와 같은 다른 위치도 고려해 볼 수 있다. 상기 촉매 컨버터부재들(20, 21)은 직선으로 표시된 화살표가 나타내는 바와 같이 상기 하우징(9)의 종축에 평행을 이루며, 유통방향은 두 개의 섹션들(17a, 17b)에 대하여 역방향으로 대향한다.
상기 촉매 컨버터부재들(20, 21)은, 도 1 및 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 배기가스 머프(3)가 이어지는 영역 쪽으로 개방된 고리형 세그먼트로서 형성되어 배기가스 포집기(4) 안에 편심 배치된 세그먼트 횡단면을 가지며, 상기 세그먼트 횡단면의 외부는 파이프형 하우징(9)의 내부 원주상에 닿는다. 상기 고리형 세그먼트 횡단면은 여기에서, 도 1 및 도 3을 통해서 알 수 있는 바와 같이, 배기가스 머프(3)가 이어지는 영역 쪽으로 개방된 다각형으로 형성되어 있으며, 이는 상기 촉매 컨버터부재들(20, 21)의 제조 및 조립을 용이하게 한다. 상기 촉매 컨버터부재들(20, 21)을 수용하기 위해, 상기 배기가스 포집기(4)의 하우징(9)은 두 개의 촉매 컨버터섹션(17a, 17b)에 배설되는 영역 내에 각각 하나씩 삽입되는 격벽(22)을 구비하고, 상기 격벽은 상기 부재들(20, 21)의 고리형 세그먼트 횡단면의 내부 윤곽선을 따르는 윤곽선을 가지므로 촉매 컨버터부재들(20, 21)의 횡단면에 상응하는 횡단면을 가지는 제1 편심도관을 상기 하우징(9) 내부의 나머지 횡단면을 수용하는 제2 도관으로부터 분리시킨다.
상기 제2 도관은 각각 이웃하는 촉매 컨버터섹션(17a 또는 17b)에 각각 부속되며 배기가스 유통방향으로 상기 촉매 컨버터섹션 앞에 배열된 포집 피트섹션(26a 또는 26b)으로서 기능하고, 상기 포집 피트섹션 안으로는 배설되는 몇 개의 배기가스 머프(3)가 각각 이어진다. 각각의 포집 피트섹션(26a, 26b)에는 본 발명의 목적에 적합하게 절반의 배기가스 머프(3)와 절반의 실린더(1)가 배설된다. 상기 포집 피트섹션들(26a, 26b)은, 도 2에서 점선으로 표시된 화살표가 나타내는 바와 같이, 배설되는 각각의 촉매 컨버터섹션(17a, 17b)에 역방향으로 내부에서 외부로 뻗어있다.
배설되는 각각의 촉매 컨버터섹션(17a, 17b)의 촉매 컨버터부재들(20, 21)이 각각의 제1 도관 안으로 밀려 들어갈 수 있다. 이는 덮개(10)가 제거될 때마다 상기 하우징(9)의 단부에서부터 이루어진다. 이런 식으로 상기 촉매 컨버터의 두 개의 섹션(17a, 17b)은 서로 독립적인 구조를 이룰 수 있다. 개방된 다각형에 상응한 촉매 컨버터부재들(20, 21)의 고리형 세그먼트의 윤곽선은, 도 2 및 도 3이 나타내는 바와 같이, 모서리들과 이들 사이에서 연장된 수직면들을 나타내고, 상기 수직면들에는 상기 격벽(22) 및 상기 하우징(9)의 내부 원주의 영역 내에 형성된 안내 레일(24)이 배설될 수 있으며, 상기 안내 레일 위에서 상기 배설되는 촉매 컨버터부재들(20, 21)이 상기 배설되는 각각의 도관 안으로 밀려 들어갈 수 있다. 상기 배설되는 각각의 도관 안으로 밀려 들어간 촉매 컨버터부재들은 추진방향의 앞쪽에서 고정된 스토퍼들(19a)에 닿고, 추진방향의 뒤쪽에서는 상기 격벽(22)상에 분리 가능한 고정블록(holding block)(25)에 의해서 고정될 수 있다.
포집 피트섹션(26a, 26b)으로서 기능을 수행하며 상기 격벽(22)에 의해서 형성된 제2 도관들은, 도 1에서 가장 잘 알 수 있는 바와 같이, 상기 하우징(9)을 동축으로 하는 중앙도관 영역을 가지고, 상기 중앙도관 영역은 방사상 방향에서 삽입슬롯 안으로 이어진다. 상기 삽입슬롯은 깔대기형으로 외부로 개방된다. 상기 하우징(9) 안으로 돌출하며 디퓨져형으로 형성된 배기가스 머프(3)의 말단부(7)는 이것이 상기 배설되는 각각의 포집 피트섹션(26a, 26b)의 삽입슬롯 안으로 이어지도록 배열되어 있다. 도시된 실시예에서 상기 말단부의 축은 상기 하우징(9)의 종축을 포함하는 대칭 평면상에 위치함으로써 상기 중앙도관 영역의 중심부 쪽을 향하는 배기가스 유입부가 나타나게 된다.
상기 포집 피트섹션들(26a, 26b)로서 기능을 수행하는 도관들은 상기 배출실(18)의 반대편에서 상기 격벽(22)의 전면상의 측벽(27)에 의해서 폐쇄된다. 상기 촉매 컨버터부재들(20, 21)에 배설되는 도관들은 상기 배출실(18) 쪽으로 개방되어 있다. 덮개 쪽의 반대편 섹션 단부영역에서는 두 개의 도관(23, 26)이 개방되어 있다. 상기 각각의 격벽(22)은 이웃하는 각각의 덮개(10)와 간격을 두고 마무리됨으로써 유입방향에서 가장 뒤쪽 촉매 컨버터부재도 이웃하는 덮개(10)로부터 상응하는 간격을 두게 된다. 이로써 상기 하우징(9)의 단부 영역 내에는 방향 전환실(28)이 나타나며, 상기 방향 전환실에 의해서 각각의 촉매 컨버터섹션(17a, 17b)이 유통방향으로 배열되는 각각의 포집 피트섹션(26a, 26b)과 유통이 연결된다.
이로써 배기가스 머프(3)에서 시작하여 배설되는 각각의 포집 피트섹션(26a, 26b)과 이 다음에 배열되는 각각의 촉매 컨버터섹션(17a, 17b)을 거쳐 배출실(18)로의 유통로가 상기 배출실(18)의 양쪽에 나타난다. 상기 배기가스 머프(3)로부터 배설되는 각각의 포집 피트섹션(26a, 26b) 안으로 송풍된 배기가스는, 도 2에서 점선으로 표시된 화살표가 나타내는 바와 같이, 우선 상기 하우징(9)의 단부 영역에 배열된 방향 전환실 쪽으로 흐르고, 여기에서부터, 도 2에 직선으로 표시된 화살표가 나타내는 바와 같이, 상기 촉매 컨버터 장치의 배설되는 각각의 섹션(17a, 17b)을 거쳐 배출실(18)로 흐른다.
상기 배출실(18) 양쪽에 형성된 포집 피트섹션들(26a, 26b)은 상기 배출실(18) 아래를 관통하는 연결피트(29)에 의해서 서로 연결된다. 상기 연결피트(29)와 상기 배출실(18) 사이에는 창모양의 통로(30)가 형성되어 있고, 상기 통로에는 도 2의 점선이 나타내는 바와 같이, 상기 통로(30)를 폐쇄 또는 개방시킬 수 있는 차단장치(31)가 배설되어 있다. 상기 차단장치(31)는 블레이드(blade) 또는 블라인드(blind)로서 형성될 수 있다. 상기 차단장치(31)는 본 발명의 목적에 적합하게 도 3에 도시된 엔진(32)을 이용해서 작동될 수 있다.
상기 차단장치(31)가 개방되자마자, 상기 촉매 컨버터섹션들(17a, 17b)을 우회하여 상기 포집 피트섹션들(26a, 26b)로부터 바로 상기 배출실(18) 안으로 통하는 유통로가 발생한다. 상기 유통로는 예를 들어 증강된 출력이 단시간 내에 배기가스 터보 과급기에 공급될 수 있을 때 유용하다. 이는 상기 촉매 컨버터 영역 내에 장애가 발생할 때 적용된다. 상기와 같은 장애가 두 개의 촉매 컨버터섹션(17a, 17b) 중 하나의 섹션 내에서만 존재하는 한, 상기 차단장치(31)는 부분적으로만 개방되므로, 상기와 같이 방해를 받은 촉매 컨버터섹션(17a 또는 17b)에 배속된 유량만이 상기 배출실(18) 안에 바로 도달하며, 각각의 다른 촉매 컨버터섹션(17b 또는 17a)에 배속된 배기가스 유량은 상기 배설되는 촉매 컨버터섹션을 통과하므로 정화된다. 물론, 이때 상기 배설되는 촉매 컨버터섹션(17a 또는 17b)을 통하여 흐르는 배기가스만이 환원제와 부딪친다. 이때 다른 섹션에 배치되는 각각의 배기가스 머프(3)에 배설되는 주입 피스톤들(11)은 차단되어 있다.
본 발명에 의한 대형 디젤엔진은 중앙 방사상 평면에 대하여 좌우대칭으로 배열되므로 발생하는 배기가스 유량이 두 갈래로 분배되고, 상기 두 갈래로 흐르는 배기가스가 배설되는 각각의 포집 피트섹션 내에 서로 독립적으로 포집되고 나서 잇달아 상기 배설되는 각각의 촉매 컨버터섹션을 관통하며, 이러한 분배로 인해 유량이 개개의 섹션 내에 각각 절반만 존재하므로 유통 횡단면이 작아져 소형구조가 가능해지므로 매우 경제적이다. 또한, 상기 촉매 컨버터섹션의 궁형 횡단면이 바람직하게 상기 배기가스 머프에 이어지는 영역 쪽으로 개방된 고리형 세그먼트로서 형성될 수 있으므로써 배기가스가 원활하게 배출될 수 있다.

Claims (17)

  1. 각각 최소한 하나의 배기가스 머프(3)에 의해서 바람직하게 파이프형이면서 덮개(10)로 단부가 폐쇄될 수 있는 배기가스 포집기(4)―여기서 배기가스 포집기에서부터 배기관이 시작되며 상기 배기가스 포집기는 촉매 컨버터 장치로부터의 유통방향에 있어서 위쪽에 배열된 공급장치를 이용해서 환원제와 부딪치게 되는 가스가 통할 수 있는 촉매 컨버터 장치를 포함함―와 연결되어 있는 다수의 실린더(1)를 포함하는 대형 디젤엔진, 특히 2사이클-대형 디젤엔진에 있어서,
    대략 상기 배기가스 포집기(4)의 중간쯤에 배출실(18)이 형성되고, 상기 배출실에서부터 배기관(6)이 시작되며, 상기 배출실은 상기 촉매 컨버터 장치를 배출실(18)과 상기 배기가스 포집기(4)의 단부영역에 배열된 방향 전환실들(18) 간의 유통로를 형성하는 두 개의 섹션(17a, 17b)으로 분할하고, 상기 방향 전환실들은 배설되는 각각의 포집 피트섹션(26a, 26b)을 향하는 쪽으로 개방되어 있고, 상기 포집 피트섹션들 안으로는 배설되는 몇 개의 배기가스 머프(3)가 각각 이어지고, 상기 촉매 컨버터 장치의 섹션들(17a, 17b)은 상기 배기가스 포집기(4)의 내부 원주상에 외접하는 궁형 횡단면을 가지며, 상기 배기가스 포집기(4)의 나머지 횡단면을 차지하는 포집 피트섹션들(26a, 26b)은 차단장치(31)를 이용해서 제어될 수 있는 최소한 하나의 통로(30)에 의해서 상기 배출실(18)과 연결될 수 있는 것을 특징으로 하는 대형 디젤엔진.
  2. 제1항에 있어서, 상기 촉매 컨버터섹션들(17a, 17b)의 궁형 횡단면은 상기 배기가스 머프(3)가 이어지는 영역 쪽으로 개방된 고리형 세그먼트로서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 대형 디젤엔진.
  3. 제2항에 있어서, 상기 촉매 컨버터섹션들(17a, 17b)의 궁형 횡단면은 상기 머프가 이어지는 영역 쪽으로 개방된 다각형으로서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 대형 디젤엔진.
  4. 상기한 청구항들 중 한 항에 있어서, 상기 포집 피트섹션들(26a, 26b)은 중앙 영역을 가지고, 상기 중앙영역에는 방사상 삽입슬롯에 의해서 접근이 용이하고, 상기 삽입슬롯 안으로는 배설되는 배기가스 머프(3)가 이어지는 것을 특징으로 하는 대형 디젤엔진.
  5. 상기한 청구항들 중 한 항에 있어서, 상기 두 개의 포집 피트섹션(26a, 26b)은 상기 배출실(18)에 이웃하는 연결피트(29)에 의해서 서로 연결되어 있으며, 상기 연결피트와 상기 배출실(18) 사이에는 차단장치(31)를 이용해서 제어될 수 있는 통로(30)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 대형 디젤엔진.
  6. 상기한 청구항들 중 한 항에 있어서, 상기 차단장치(31)는 블라인드로서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 대형 디젤엔진.
  7. 상기한 청구항들 중 한 항에 있어서, 상기 배출실들(18)은 대략 상기 포집 피트섹션들(26a, 26b)의 횡단면에 상응하는 형태를 가지는 측벽들(27)에 의해서 상기 포집 피트섹션들로부터 분리되어 있는 것을 특징으로 하는 대형 디젤엔진.
  8. 상기한 청구항들 중 한 항에 있어서, 상기 배기가스 포집기(4)에는 삽입가능한 격벽들(22)이 구비되어 있고, 상기 격벽들은 각각 상기 배설되는 촉매 컨버터섹션(17a, 17b)의 부재들에 배설되는 도관과 부속되는 배기가스 포집기 섹션(26a, 26b)을 형성하는 도관 사이에서 연장되는 것을 특징으로 하는 대형 디젤엔진.
  9. 상기한 청구항들 중 한 항에 있어서, 상기 촉매 컨버터섹션(17a, 17b)의 부재들은 안내 레일(24)상에서 변위될 수 있도록 수용되어 있는 것을 특징으로 하는 대형 디젤엔진.
  10. 상기한 청구항들 중 한 항에 있어서, 배설된 각각의 도관 내에 배치된 촉매 컨버터섹션들(17a, 17b)은 도관의 횡단면 위에 얹혀 있는 고정블록(25)을 이용해서 고정될 수 있는 것을 특징으로 하는 대형 디젤엔진.
  11. 상기한 청구항들 중 한 항에 있어서, 상기 촉매 컨버터섹션들(17a, 17b)은 배설된 도관 안으로 밀려 들어갈 수 있으며, 앞뒤로 배열된 다수의 부재들(20, 21)로 구성되는 것을 특징으로 하는 대형 디젤엔진.
  12. 상기한 청구항들 중 한 항에 있어서, 상기 부재들(20, 21)은 간격 유지부(19)에 의해서 서로 간격을 두고 떨어져 위치하는 것을 특징으로 하는 대형 디젤엔진.
  13. 상기한 청구항들 중 한 항에 있어서, 각각의 촉매 컨버터섹션(17a, 17b)은 최소한 하나의 산화-촉매 컨터버부재(21) 및 다수의 NOX-촉매 컨버터부재들(20)을 포함하는 것을 특징으로 하는 대형 디젤엔진.
  14. 상기한 청구항들 중 한 항에 있어서, 상기 환원제는 상기 배기가스 머프(3)의 영역 내에 형성된 주입 피스톤(11)에 의해서 배기가스에 혼합될 수 있는 것을 특징으로 하는 대형 디젤엔진.
  15. 제14항에 있어서, 상기 주입 피스톤들(11)은 제어장치(13)를 이용해서 제어될 수 있는 것을 특징으로 하는 대형 디젤엔진.
  16. 상기한 청구항들 중 한 항에 있어서, 상기 배기가스 머프(3)는 각각 상기 배설되는 포집 피트섹션(26) 안으로 돌출하며 디퓨져형으로 형성되는 하나의 말단부(7)를 가지는 것을 특징으로 하는 대형 디젤엔진.
  17. 상기한 청구항들 중 한 항에 있어서, 상기 배기가스 머프(3)의 말단부들(7)의 축선(軸線)은 상기 배기가스 포집기(4)의 하우징(9) 종축을 포함하는 방사상 대칭평면 내에 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 대형 디젤엔진.
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