KR20110009668A - 대형 2행정 디젤엔진용 배기밸브, 그 엔진 및 그 엔진에서의 질소산화물 생성 감소 방법 - Google Patents

Abstract

적어도 하나의 연소실(3), 왕복운동하는 피스톤(4) 및 배기밸브(13)에 의해 조절되는 배기구(2)를 가지는 대형 2행정 디젤 기관의 질소산화물 감소를 위하여 각 동작사이클에서 연소가스의 작은 양이 연소실 내에 보유되어 다음 연소를 위한 새 공기에 첨가된다. 이러한 연소가스의 보유를 위해 배기밸브(13)의 밸브 디스크(15)의 하부에는 대야와 같은 포집 공간을 이루는 얕고 움푹한 면이 구비되고, 그 깊이는 밸브 디스크의 외경의 2% 내지 10% 범위에 있게 된다.

Description

대형 2행정 디젤엔진용 배기밸브, 그 엔진 및 그 엔진에서의 질소산화물 생성 감소 방법{exhaust vlave for a large sized two stroke diesel engine, process for reduction of NOx-formation in such an engine and such engine}

본 발명은 첫째로, 대형 2행정 디젤엔진용 배기밸브에 관한 것이고, 다음으로, 그러한 대형 2행정 디젤엔진 내에서의 질소산화물 생성을 감소시키는 방법에 관한 것이고, 다음으로는, 그러한 대형 2행정 디젤엔진에 관한 것이다. 또한, 그러한 창의적 배기밸브와 엔진의 용도와 제조방법을 망라한 것이다,

이 기술분야에서는 일반적으로, 연소실에 새로 채워지는 공기에 약간의 연소가스가 부가될 때에는 연소 온도가 극대화되고, 질소산화물(NO_X)의 발생이 감소될 수 있다고 알려져 있다. 이런 목적을 위해 배기가스의 일부를 재순환시키도록 하는 것은 이미 제안되어 있다(DE 101 16 643 C2). 그러나, 배기가스뿐 아니라 소기(scavenge air)도 배기 채널로 들어갈 수 있고, 배기가스는 소기로 희석되어 재순환 배기가스가 보다 높은 산소함량을 가지고, 보다 많은 질소산화물이 발생될 수 있다는 위험이 있다. 더우기, 중대한 문제는 비싸고 복잡한 재순환 장치가 필요하고, 그런 장치를 엔진 근처에 장착할 공간이 거의 없다는 것이다.

영국특허공개 제 2227055호(GB 222 7055A)는 배기구가 하나의 배기밸브에 의해 조종되는 2행정 디젤엔진을 설명하고 있다. 이런 배기밸브의 저면은 오목하고 림(rim)에 의해 경계를 이루는 대칭적 공간을 이룬다. 그 이유는 연료 공급 튜브와 분사 노즐이 배기밸브 내에서 결합 또는 일체화 되어 있기 때문이다. 질소산화물 발생 감소를 위하여 배기밸브의 오목한 하면에서 림 영역 내에 둥지와 같은 형태로 연소 가스 일부를 보존하는 것은 언급되지 않았다. 배기밸브의 하면 오목한 공간 용적의 크기에 대해서도 같다.

이러한 선행 기술로부터 시작하여 질소산화물 발생을 줄이는 데 적합한 개선된 배기밸브를 만드는 것과 그 밸브 제작 방법을 제공하는 것이 이 발명의 목적이다.

이 발명의 두번째 목적은 질소산화물 발생을 감소시킬 개선된 공정을 제공하는 것이다.

이 발명은 또한 개선된 대형 2행정기관 디젤엔진을 설계하고 이 것을 만드는 개선된 방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

첫번째 목적은 청구항 1과 청구항 17, 19~22의 각각의 방법들 가운데 하나에 따른 배기밸브에 의해 달성될 수 있다.

두번째 목적은 청구항 12의 공정에 의해 달성될 수 있다.

다른 목적은 청구항 23, 24 또는 33 각각에 따른 디젤엔진에 의해 달성되거나, 제조방법 청구항 35 혹은 41 각각 가운데 하나에 의해 달성될 수 있다.

개시된 설명의 결합에 의해 다음 연소를 위해 공기에 첨가되어야 할 연소가스의 적정량이, 연소실과 동축상으로 정렬된, 배기구를 조절하는 배기밸브의 하면 림 영역 내에 형성되는 배기가스 둥지와 같은 방법(in the manner of nest)으로 보존된다는 것을 알아낼 수 있다.

연소실 내에 보유된 연소 가스는 신선한 공기로 희석되지 않아 산소 함량이 매우 적다. 따라서, 보유된 가스의 적은 양만으로도 질소산화물 방출을 효과적으로 감소시키고 배기밸브 물질 내에서 바람직한 온도 분포가 이루어지도록 할 수 있다. 이 공간(cavity)의 다른 기능으로서, 배기밸브의 질량이 감소되고, 따라서 연소실 내에서의 가스에 대한 열전달도 감축될 수 있다.

제시된 아이디어들의 유용한 발전형태와 유리한 실시예들 그리고 그 실시 방법을 이하 상세한 설명에서 언급하기로 한다.

이하에서는 도면을 참조하면서 하나의 실시예를 통해 본 발명을 설명하기로 한다.

도1은 본 발명에 따른 하나의 대형 2행정 디젤엔진에 대한 종단면도,
도2는 본 발명에 따른 열린 배기밸브를 가진 도1의 한 실린더의 상부를 도시한 것이며,
도3은 배기밸브가 폐쇄된 상태에서의 도2 디젤엔진을 나타내며,
도4는 도3의 4-4 라인에 따른 단면도이다.

도1에 나타난 형태의 디젤엔진은 대개 선박 발진이나 대형 고정형 발전장치에 사용된다. 이 상세한 설명 및 그와 관련된 특허청구범위의 어디에서나 위, 아래, 옆 등의 용어는 수직인 실린더 축을 가지는 그림 1과 같은 서있는 형태의 엔진에 나타난 바와 같은 피스톤, 실린더, 연소실, 배기밸브의 원칙적이고 상대적인 위치를 참조한 것이다. 다른 회전 방향에서의 개념은 그에 따라 해석될 것이다.

도1과 같은 디젤엔진(1)은 대형 2행정 디젤엔진의 크로스헤드 타입(crosshead type)이다. 이러한 엔진 하나에 대해서는 비록 V자형, X자형, Y자형과 같은 다른 배열들도 알려져 있지만 대개 일 행의 I자형 배열로서, 대개 더 많은 실린더가 구비되어 있다. 이들 실린더(2)들 가운데 하나가 도1의 단면도에 나타난다. 각각의 실린더(2)는 아래를 향하는 연소실(3)을 포함하여 이루어지고 그에 의해 연소실의 체적이 증가하거나 감소할 수 있도록 이루어진 왕복형의 피스톤(혹은 피스톤 조립체 : 4)에 의해 제한되어 있다.

피스톤 조립체(4)는 피스톤 로드(6)를 통하여 크로스헤드 조립체(5)와 결합되어 있고, 이 크로스헤드 조립체(5)는 원호상의 진동(swing) 운동을 할 수 있는, 여기서는 간단히 크로스헤드 핀(7)으로 불리는, 기지의 베어링 구성을 구비한다. 피스톤 로드(6)는 피스톤 조립체와 크로스헤드 조립체(5)에 단단히 결합된다. 크로스헤드 조립체(5)는 커넥팅 로드(9)에 의해 크랭크축(8)에 연결되며, 커넥팅 로드(9)는 일단이 크로스헤드 핀(7)에 원호상의 진동이 가능하게 연결되고, 다른 단부는 이 분야에 잘 알려진 형태와 같이 크랭크축에 회전가능하게 연결되어 있다.

실린더(2)는 하부 영역에서 공기 유입구 슬롯(10)을 가진다. 공기 유입구 슬롯(10)은 왕복형 피스톤(4)에 의해 연소실(3)에 대해 열리거나 닫히게 된다. 열린 상태에서 공기 유입구 슬롯(10)을 통해 공기는 연소실로 공급되어 소기(scavenging)와 채워짐(filling)이 이루어진다. 이 상세한 설명과 그에 대한 청구항을 통해, 여기서는, 주위(대기)로부터의 일반 공기 이상의 '공기'는 연소실로 공급된 '공기'의 전체 산소 성분을 조절하기 위해 혼합된 다른 가스 성분을 가질 수 있음을 의미한다. 피스톤(4)이 상사점에 있을 때, 연료를 연소실(3)로 투입하기 위해 연료분사밸브(11)는 실린더(2)의 상부 영역에 위치하게 된다.

투입 연료의 연소는 피스톤(4)의 하향 운동을 야기하며, 연소된 가스는 연소실(3)의 상단에 바람직하게는 동축적으로(coaxially) 위치하는 배기구(12)를 통해 배기된다. 이러한 배기 연소 가스는 배기가스라고 불린다. 배기구(12)는 할당된 배기밸브(13)에 의해 조절된다. 배기밸브(13)는 빌트 밸브(built valve) 혹은 일체 성형 밸브(one piece valve)로 설계될 수 있다. 배기밸브(13)는 다양한 방법으로 제작될 수 있고, 이들 가운데 일부는 청구항에 나타나 있다. 그러한 제작 방법에서 오는 장점 가운데 하나는 대체적인 설계의 여타의 낡은 밸브의 사용할만한 부품이나 부분의 유리한 재사용뿐 아니라 여분의 새로운 다른 밸브나 밸브 부품의 재사용이다. 따라서 새로운 배기밸브의 제작과 재조절은 비싼 공정 노력과 자원이라는 이전의 결과물 모두의 재사용을 통해 보다 경제적이고 친환경적으로 이루어질 수 있고, 동시에 폐기물을 덜 발생시키고, 새로운 자원을 덜 사용하게 된다. 어느 경우에서나 새로운 배기밸브는 밸브축(14)과 이 밸브축(14)의 하단에 정렬되는 밸브 디스크(15)를 가진다. 대형 2행정 디젤기관(5)와 관련하여, 밸브 디스크(15)의 직경은 적어도 100mm가 되어야 한다. 또한, 더 큰 직경, 가령 160~200mm 혹은 이보다 더 큰 직경도 가능하다. 이 밸브 디스크(15) 위쪽의 밸브 축(14)의 하단 영역에는 추진 날개(16: propeller blades)가 도2에서만 도시되듯이 지나가는 배기가스에 의해 배기밸브(13)를 회전시키기 위해 제공될 수 있다. 도2 에서 추진 날개(16)는 그들에게 일반적인 '비틀린 상태(twist)'가 아닌 채로 도시되어 있다.

피스톤의 한번의 완전한 오름과 내림이 완료되는 크랭크축(8)의 한 번의 360도 회전은 일 회의 동작 사이클(work cycle)을 이룬다. 각 동작 사이클 동안 연소실(3)의 채움의 압축, 연료의 분사, 연소실을 채우는 공기 및 분사된 연료의 연소, 배기밸브(13)의 개방과 연소 가스 배기, 공기 유입구 슬롯(10)의 개방과 폐쇄가 수행되어, 연소실(3)은 새로운 공기로 소기되고 채워진다. 공기 유입구 슬롯(10)은 연소실(3)로 공급되는 공기가 연소실의 중심축 주위를 회전하도록 경사질 수 있다.

연소실의 소기 동안 일부 연소가스는 연소실 내에 보유된다. 이 연소실 내에 보유된 연소 가스는 적은 산소 함량을 가지고 극대 연소온도의 감소와 그에 따른 질소산화물 발생량 수준의 감소를 야기시킨다. 이런 방법으로 디젤엔진(1)의 질소산화물 방출은 감소될 수 있다. 또한, 배기 밸브에서의 재질 온도 분포와 특히 밸브 디스크(15)에서의 재질 온도 분포는 이런 방법으로 개선될 수 있다.

이런 목적을 위해 밸브 디스크(13)의 저면은 도2와 도3에서 볼 수 있듯이 움푹한 회전대칭형 오목면(17)으로 이루어진다.이러한 회전대칭형 오목면(17)은 밸브 디스크의 림 영역에 의해 경계지워지고 연소실(3)을 향해 열린 빈 공간(18)을 이룬다.

이런 공간(18)의 기능은 대야와 같은, 도2와 같이 대칭적으로 보이는 배기밸브(13)가 열린 때에 연소 가스의 보유를 위한 수집 공간을 이루는 것이다. 피스톤(4)의 압축 행정 동안, 포집되어 보유된 연소 가스는 배기밸브(13)의 하면에 연소 가스의 둥지를 만들 수 있다. 피스톤(4)의 위쪽면은 이 실시예에서는 배기밸브(13)의 오목한 하면에 대향하여 회전형 오목면(20)을 이루고 있다. 물론, 상황에 따라 편평한 피스톤 상면이 사용될 수도 있다.

도3 및 도4에서 분무 라인(21)에 의해 나타내어진 것과 같이, 연료 분사 밸브(11)의 동작 중에 연료는 적어도 그 일부는 연소실(3) 내의 연소 가스의 둥지 속으로 분사된다. 분무 방향은 방사 방향과 각도를 이루어 대부분의 연료는 도4의 화살표(22)에 따라 회전하는 새로운 공기 속으로 투입되고 그 작은 부분이 보유된 연소 가스의 둥지(19)와 부딪히게 된다. 연소 가스는 적은 산소 함량을 가지므로 연소는 지연되고, 연소 온도의 극점과 질소산화물의 발생은 감소된다.

배기밸브(13)의 하면의 오목면(17)은 도2에 지시된 가상의 직접 지지면(23)에 대한 최대 상승(위로 이격된) 폭이 밸브 디스크(15)의 외경의 2%~10% 범위에 있고, 외경은 이미 언급되었듯이 100mm ~ 160mm 혹은 그 이상이 될 수 있다. 바람직하게는, 이 범위는 5%~7%일 수 있고, 보다 바람직하게는 밸브 디스크(15)의 외경의 6%~6.5%일 수 있다. 오목면(17)의 이러한 상승의 크기는 보유된 연소 가스의 충분한 용적을 확보하도록 한다. 대야와 같은 공간(18)은 가장 감소된 수준에서 그 용적이 연소실(3)의 용적의 0.5% ~ 3%가 되도록 설계될 수 있으며, 여기서 가장 감소된 수준이란 피스톤(4)이 그 상사점에 도달할 때- 배기밸브(13)는 동시에 연소실(3)을 폐쇄하기 위해 배기구(12)를 향하여 최대한 상승된 시점이 된다. 바람직하게는, 이 범위는 연소실(3)의 최소 용적의 1% ~ 2%가 되며, 가장 바람직하게는 1.6% ~ 1.7%가 되도록 한다.

이러한 공간(18)의 용적은 연소실(3)의 전체 용적의 확장을 가져온다. 그러한 확장을 방지하기 위해, 보상 수단이 제공된다. 바람직한 보상을 달성하기 위해 피스톤(4)의 상단 준위가 깎이지 않은(굴곡지지 않은) 배기밸브와의 배열과 대비하여 그만큼 상승될 수 있다. 이는 피스톤(4)의 상면이 대응되는 두께의 상층을 가지도록 함으로써 이루어질 수 있다. 다른 선택 가능한 방법으로는, 대응하는 두께의 쐐기층이 피스톤 조립체(4)에 할당된 두 지지 영역 사이에 삽입될 수 있다. 도1과 같은 선호되는 실시예에서 쐐기층(24: shims layer)이 피스톤 로드(6)와 크로스헤드 핀(7) 각각의 상호 지지 영역 사이에 삽입된 것을 볼 수 있다.

본 발명에서 상정하는 대형 2행정 디젤 기관의 제작은 대개 적어도 하나의 본 발명의 배기밸브를 그러한 엔진의 어떤 다른 부품 혹은 부품 조립체에 장착시킴으로써 이루어진다. 후자의 방법이, 엔진의 최종 조립 전의 주된 조립체에 대한 보조 장착이 선박에서 추진력의 유일한 원천으로 빈번히 사용되는 이런 크기의 엔진들에 매우 공통적인 것이므로, 매우 관련되어 있다. 또한, 본 발명의 배기밸브에 의해 제한되는 연소실을 역시 제한하고 있는 피스톤 조립체에 할당된 두 지지 영역 사이의 쐐기층의 장착은 그러한 제작 과정 내에서 구비될 수 있다. 바람직하게는, 그 제작 과정에서 쐐기층은 현재의 크로스헤드 핀 구조와 그에 대응되어 발명의 배기밸브와 함께 동일한 연소실에서 함께 작용하게 피스톤 로드 사이에 삽입된다.

대부분의 경우, 새로운 대형 2행정 디젤엔진은 그러한 제작과정에 의해 만들어지나, 사용된 엔진이, 기존의 다른 알려진 타입의 대형 2행정 디젤엔진에서 일반적인 배기밸브를 적어도 하나의 본 발명의 배기밸브로 대체하여 (물론, 기존의 엔진에서 일반적인 배기밸브는 사전에 제거된다) 새로 장착함에 의해 여기서 예정한 상태를 이룰 수도 있다. 바람직하게는, 본 발명의 배기밸브는 모든 엔진의 실린더에 장착되어, 환경적 이유를 제외하고 금지된 혹은 폐기된 엔진이 저렴하게, 가능하게는, 고유의 맨 비앤더블류(MAN B&W) 브랜드(brand)의 리퍼(refurbished) 엔진으로 재생될 수 있어서, 더 많은 기간의 유효 서비스를 산출할 수 있고, 다시말하면, 선박에 장착될 때 현재의 국제해사기구(IMO:International Maritime Organization, United Nations의 전문기구로서 해사 규약 제기 등을 담당) 규약에서 받아들여질 수 있도록 한다.

특정 형태의 추가장착 혹은 재제작은 이미 발명의 배기밸브를 장착하고 있는 대형 2행정 디젤엔진에 대해서도 가능하고, 하나 이상의 이들 배기밸브는 (이들 대체되는 배기밸브와) 다른 밸브 헤드 모양을 가지는 본 발명의 다른 배기밸브에 의해 대체될 수 있다. 그러한 대체의 목적은 질소산화물 발생을 보다 감소시키기 위해서이다. 이로부터 이유들은 상당기간의 다른 연료의 사용, 선박에 장착된 엔진에 대한 새로운 최적화가 필요하다는 것, 이런 선박은 해안 영역과 그 곳의 항구를 항행하기 위해서 국제해사기구의 저방출 요구를 만족할 수 있다는 것으로 옮겨갈 수 있다. 그러한 새로운 장착은 또한, 이 엔진이 동일한 연료일지는 모르지만 당분간 근래에 사용되는 다른 타입의 출력 수준과 15% 이상 차이가 나는 출력 수준에서 기능하도록 예상될 때 적절하다. 첨언하자면, 증가된 수준의 연료 가격은 최대치의 90%로부터 가령 최대치의 60%로 명목적 항행 속도를 줄이는 데 유리하기 때문에 빈번히 몇 노트 줄어든 항해 속도를 초래한다. 닳아진 배기밸브를 본 발명의 배기밸브로 교체하는 본 발명의 대형 2행정 디젤엔진의 재제작은 다른 낡은 엔진을 재생하기 위한 가능성을 주는 대형 디젤엔진의 제작 가능성에 있어서도 유리하다.

그러한 엔진 제작에 있어서, 본 발명의 배기밸브에 대한 언급되거나 청구된 제작 방법에 의해 제공되는 본 발명의 배기밸브를 사용하는 것은 예상가능한 것이다. 모든 그러한 방법에 공통된 것은 특정 상태로부터 배기밸브에 대한 공정이다. 그러한 공정은 물론 넓은 의미로 이해되어야 하며 따라서 가령 밀링, 터닝(turning), 그라인딩, 폴리싱(polishing) 혹은 다른 재료 삭박 방법, 용접과 같은 재료 결합, 첨가, 압축을 포함할 수 있고, 소결과 같은 침전법, 금속용사법(metal spraying), 프레싱, 단조 등과 혹은 이들의 알려진 조합, 기타 이 분야의 통상의 기술자에게 잘 알려진 방법들이 포함될 수 있다.

더우기, 주어진 디스크 외경을 가지는 본 발명의 배기밸브 실시예는 배브 하면의 공간의 모양에 대한 단순한 육안의 관찰 혹은 단순한 측정 공정에 의해 효과적으로 구분되거나 정의되기에 매우 어려운 거의 유사한 다수의 변화들의 내에서 제작될 수 있다. 따라서, 본 발명의 대형 2행정 디젤엔진에서 작용하기 위해 장착된 잘 맞지 않는 발명의 배기밸브를 잘 못 선택하는 위험성은 알려져 있다. 따라서, 그런 잘못 선택되고 장착된 발명의 배기밸브를 가진 엔진은 후에 잘 못 작동하고 연안과 항만 영역이 오작동하는 엔진에 의해 추진되는 선박에 대한 접근을 거부하게 될 정도로 어떠한 '제한된 오염'에 도달할 가능성이 있다. 따라서, 그리고 본 발명 배기밸브를 충분히 기술하기 위해 요구되는 많은 상세한 설명부분 때문에, 그러한 밸브는 상기 밸브의 적어도 하나의 태그(tag) 바람직하게는 RFID 형 태그로부터 비접촉식으로 해독되기 위해 다양한 기회에서 저장되는 데이타에 의해 쉽게 확인할 수 있도록 제조되며, 상기 밸브를 명확하게 규정할 수 있도록 하는 데이타를 구비한다.

바람직하게는, 적어도 하나의 태그는 상기 밸브를 순정으로 보증하기 위한 상세설명 부분을 특정하는 데이타를 적재하고, 그러한 순정 보증 데이타는 바람직하게는, 상기 밸브를 위한 제작 데이타, 국제해사기구 승인 데이타, 이력 데이타, 가능 혹은 예정 사용범위 데이타를 구비한다.

바람직하게는, 적어도 하나의 이러한 태그가 밸브 디스크 단부 반대편의 전체 축상 길이의 3/4 범위 내에 위치하도록 한다. 이로써, 대개 고온에 민감한 전자 기기가 되는 태그가 연소 밸브가 개방된 때에 연소실을 나가는 매우 높은 온도의 배기가스에 의해 파괴되고 소거되는 것으로부터 보호될 수 있는 위치를 확보할 수 있다. 대신 상기 배기밸브의 태그는 상기 배기밸브를 위한 연소실 위쪽에 놓인 비접폭식 수단에 의해 해독(解讀)되기 위해 노출될 수 있다.

대개 그러한 해독은 엔진 조절 시스템에 대한 상수나 데이타를 공급하기 위해 엔진 시동 시나 그 전에 이루어진다. 그러나, 적어도 하나의 이러한 배기밸브로부터 데이타를 수집하기 위한 비접촉식 수단에 의한 이런 태그의 해독은 본 발명의 대형 디젤엔진의 동작 중에 수행될 수도 있다. 이로써 국제해사기구로부터의 조사원이나 선박보험회사의 조사원과 같은 사람이 엔진의 계속적 가동을 허용하기 위해 장착된 배기밸브를 조사할 수 있고, 이러한 목적으로 엔진 가동을 멈추지 않고도 동시에 태그로부터 그러한 승인을 가능하게 하도록 해독될 수 있는 데이타를 확인할 수 있다.

이상의 설명에서 본 발명의 바람직한 실시예가 설명되었다. 그러나, 본 발명은 이들에 제한되는 것이 아니다. 본 발명의 보호범위는 다음과 같은 청구항에 의해 특정된다.

2: 실린더 3: 연소실
4: 피스톤 5: 크로스헤드 조립체
6: 피스톤 로드 7: 크로스헤드 핀
8: 크랭크축 9: 커넥팅 로드
10: 공기 유입구 슬롯 11: 연료분사밸브
12: 배기구 13: 배기밸브
14: 밸브축 15: 밸브 디스크
16: 추진 날개 18: 공간(cavity)
19: 둥지(nest) 24: 쐐기층(shims layer)
23: 가상의 지지면

Claims (41)

1. 밸브 축(14)의 저단에 정렬된 밸브 디스크(15)를 가지며, 상기 밸브 디스크(15)의 연소실(3)에 대향하는 하면은 회전 대칭형으로 대야와 같이 설계된, 주변이 경계지워지고 아래쪽으로 열린 빈 공간(18)을 구비하는, 대형 2행정 디젤엔진의 배기구(12)를 조절하도록 이루어진 배기밸브에 있어서,
   연소 가스를 보유하기 위해, 직접적으로 상기 밸브 디스크(15)를 받치는 가상의 평면(23)에 대한 상기 밸브 디스크(15)의 움푹한 하면의 최대 상승폭이 상기 밸브 디스크의 외경의 2% 내지 10% 범위에 있는 것을 특징으로 하는 대형 2행정 디젤엔진용 배기밸브.
2. 제 1 항에 있어서,
   직접적으로 상기 밸브 디스크(15)를 받치는 가상의 평면(23)에 대한 상기 밸브 디스크(15)의 움푹한 하면의 최대 상승폭이 상기 밸브 디스크의 외경의 5% 내지 7% 범위에 있는 것을 특징으로 하는 대형 2행정 디젤엔진용 배기밸브.
3. 제 2 항에 있어서,
   직접적으로 상기 밸브 디스크(15)를 받치는 가상의 평면(23)에 대한 상기 밸브 디스크(15)의 움푹한 하면의 최대 상승폭이 상기 밸브 디스크의 외경의 6% 내지 6.5% 범위에 있는 것을 특징으로 하는 대형 2행정 디젤엔진용 배기밸브.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 밸브 디스크(15)의 외경은 적어도 100mm가 되는 것을 특징으로 하는 대형 2행정 디젤엔진용 배기밸브.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 밸브 디스크(15)의 외경은 적어도 160mm가 되는 것을 특징으로 하는 대형 2행정 디젤엔진용 배기밸브.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   연소 가스를 보유하기 위해 대야같이 설계된 상기 공간(18)을 가지는 상기 밸브 디스크(15)는 상기 밸브 디스크의 하면에 보호층을 가지는 것을 특징으로 하는 대형 2행정 디젤엔진용 배기밸브.
7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 밸브 디스크(15)가 상기 밸브 축(14)에 적용되도록 하는 빌트 밸브(built valve)로서 설계된 것을 특징으로 하는 대형 2행정 디젤엔진용 배기밸브.
8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 밸브 축(14)에는 추진 날개가 제공되는 것을 특징으로 하는 대형 2행정 디젤엔진용 배기밸브.
9. 상기 청구항들 가운데 어느 한 항에 있어서,
   상기 밸브의 적어도 하나의 태그(tag) 바람직하게는 RFID 형 태그로부터 비접촉식으로 해독되는 데이타에 의해 확인할 수 있고, 상기 밸브를 명확하게 정의하기 위해 저장된 데이타를 구비하는 것을 특징으로 하는 대형 2행정 디젤엔진용 배기밸브.
10. 제 9 항에 있어서,
    적어도 하나의 상기 태그는 상기 밸브를 순정으로 보증하기 위한 상세설명 부분을 특정하는 데이타를 적재하고, 그러한 순정 보증 데이타는 바람직하게는, 상기 밸브를 위한 제작 데이타, 국제해사기구 승인 데이타, 이력 데이타, 가능 혹은 예정 사용범위 데이타를 구비하는 것을 특징으로 하는 대형 2행정 디젤엔진용 배기밸브.
11. 제 9 항 또는 제 10항에 있어서,
    적어도 하나의 상기 태그는 상기 밸브 디스크 단부 반대편의 밸브 전체 축상 길이의 3/4 범위 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 대형 2행정 디젤엔진용 배기밸브.
12. 상기 청구항들 가운데 어느 청구항에 따라 실현되는 배기밸브(13)에 의해 조절되고 내부에 동축적으로 정렬되는 배기구(12)를 가지는 적어도 하나의 연소실(3)을 가지는 2행정 타입의 대형 디젤엔진 내에서 질소산화물 형성의 감소를 위한 공정에 있어서,
    각 동작 사이클 동안 연소실(3) 내에서 연료의 분사, 연료의 연소, 연소 가스의 방출, 새로운 공기에 의한 소기 및 채움, 연소실(3)을 채운 것의 압축이 수행되고,
    일부 연소 가스는 연소 전에 공기에 더해지고,
    공기에 더해진 적어도 일부의 연소 가스는 하면에 움푹한 형태를 가지는 상기 배기밸브의 하면의 림 영역 내에 형성된 연소 가스의 둥지의 형태(in the manner of nest)로 연소실에 보유되는 질소산화물 형성의 감소를 위한 공정.
13. 제 12항에 있어서,
    연소실로 공급되는 새 공기는 중심축 주위를 회전하는 것을 특징으로 하는 질소산화물 형성의 감소를 위한 공정.
14. 제 12 항 또는 제 13항에 있어서,
    연료 분사에서 연료는 적어도 일부는 상기 배기밸브(3) 하면에 형성된 상기 연소 가스의 둥지(19) 바깥에서 안쪽으로 분사되는 것을 특징으로 하는 질소산화물 형성의 감소를 위한 공정.
15. 제 12항 또는 제 13항에 있어서,
    완전히 닫힌 위치가 아닌 동안에는 배기밸브(3)는 축 주위로 회전하는 것을 특징으로 하는 질소산화물 형성의 감소를 위한 공정.
16. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    연료의 대부분은 새로운 공기로 분사되는 것을 특징으로 하는 질소산화물 형성의 감소를 위한 공정.
17. 새로운 부품으로부터 새로운 밸브로서 만들어지는 상기 밸브를 가지는 것을 특징으로 하는 제 1 항 내지 제 11항 가운데 어느 한 항의 배기밸브를 제작하는 방법.
18. 제 17 항에 있어서,
    상기 배기밸브는 초기에 만들어지고 청구항 1항의 특징을 가지지 않는 완성된 새로운 배기밸브이며, 상기 완성된 새로운 배기밸브는 후에 추가적으로 가공되어 청구항 1 내지 청구항 11 가운데 하나 이상에 의해 커버되는 상태를 가지게 되는 것을 특징으로 하는 배기밸브의 제작 방법.
19. 청구항 1의 특징을 가지지 않는 사용된 밸브의 추가 가공에 의해 밸브가 청구항 1 내지 청구항 11 가운데 하나 이상에 의해 커버되는 상태를 가지게 되도록 하는 것을 특징으로 하는 청구항 1 내지 청구항 11 가운데 하나 이상에 따르는 배기밸브 제작 방법.
20. 적어도 초기에 청구항 1의 특징을 가지는 낡은 밸브의 재가공에 의해 밸브가 청구항 1 내지 청구항 11 가운데 하나 이상에 의해 커버되는 동작 상태를 가지게 되도록 하는 것을 특징으로 하는 청구항 1 내지 청구항 11 가운데 하나 이상에 따르는 배기밸브 제작 방법.
21. 기존 배기밸브의 특정 가공을 통해 제조되고, 그런 특정 가공은,
    잔여의 밸브 디스크부 영역으로부터 밸브 축부 영역을 제거하는 단계,
    상기 잔여 밸브 디스크부 영역에 다른 밸브 축부 영역을 추가하는 단계를 구비하고,
    상기 잔여 밸브 디스크부 영역을 구비하는 결과적인 배기밸브는 청구항 1 내지 청구항 11 가운데 하나 이상에 의해 커버되는 상태를 가지게 되도록 하는 것을 특징으로 하는 청구항 1 내지 청구항 11 가운데 하나 이상에 따르는 배기밸브 제작 방법.
22. 기존 배기밸브의 특정 가공을 통해 제조되고, 그런 특정 가공은,
    잔여의 밸브 축부 영역으로부터 밸브 디스크부 영역을 제거하는 단계,
    상기 잔여 밸브 축부 영역에 다른 밸브 디스크부 영역을 추가하는 단계를 구비하고,
    상기 잔여 밸브 축부 영역을 구비하는 결과적인 배기밸브는 청구항 1 내지 청구항 11 가운데 하나 이상에 의해 커버되는 상태를 가지게 되도록 하는 것을 특징으로 하는 청구항 1 내지 청구항 11 가운데 하나 이상에 따르는 배기밸브 제작 방법.
23. 청구항 1 내지 청구항 11 가운데 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 배기밸브(13)를 가지는 것을 특징으로 하는, 왕복운동하는 피스톤(4)에 의해 제한되는 연소실(3)을 가지는 대형 2행정 디젤엔진.
24. 청구항 11에 따른 적어도 하나의 배기밸브와
    상기 배기밸브를 위한 연소실 위에 위치하는 비접촉식 수단에 의한 독해를 위해 노출되는 상기 배기밸브의 태그를 구비하는 것을 특징으로 하는, 왕복운동하는 피스톤(4)에 의해 제한되는 연소실(3)을 가지는 대형 2행정 디젤엔진.
25. 제24항에 있어서,
    홈이 형성되지 않은 밸브 디스크에 따른 정렬과 비교할 때의, 상기 밸브 디스크(15)의 하면에 있는 상기 공간(18)에 의한 추가적 연소실(3) 공간이 상기 피스톤(4)의 상면 레벨을 상승시킴에 의해 보상되도록 하는 것을 특징으로 하는 대형 2행정 디젤엔진.
26. 제 25항에 있어서,
    상기 피스톤의 상면의 보상적 융기를 위해서 상기 피스톤 조립체(4)에 할당된 두 지지 영역 사이에 제공된 쐐기층(24)을 특징으로 하는 대형 2행정 디젤엔진.
27. 제 25항에 있어서,
    크로스헤드(25) 구조 위에 지지되는 피스톤 로드(6)를 통해 상기 피스톤 조립체(4)와 연결되는 크로스헤드 핀을 가지며,
    상기 피스톤 로드(6)와 상기 크로스헤드 핀(7) 사이에 쐐기층(24)이 삽입되는 것을 특징으로 하는 대형 2행정 디젤엔진,
28. 제 24 항 또는 제 25 항에 있어서,
    상기 밸브 디스크(15)의 하면에 있는 상기 공간(18)의 용적이 상기 배기밸브가 닫힌 위치에 있고 상기 피스톤(4)이 상사점에 도달한 때의 연소실(3) 용적의 0.5% 내지 3% 범위에 있는 것을 특징으로 하는 대형 2행정 디젤엔진.
29. 제 28항에 있어서,
    상기 밸브 디스크(15)의 하면에 있는 상기 공간(18)의 용적이 상기 배기밸브가 닫힌 위치에 있고 상기 피스톤(4)이 상사점에 도달한 때의 연소실(3) 용적의 1% 내지 2% 범위에 있는 것을 특징으로 하는 대형 2행정 디젤엔진.
30. 제 29항에 있어서,
    상기 밸브 디스크(15)의 하면에 있는 상기 공간(18)의 용적이 상기 배기밸브가 닫힌 위치에 있고 상기 피스톤(4)이 상사점에 도달한 때의 연소실(3) 용적의 1.6% 내지 1.7% 범위에 있는 것을 특징으로 하는 대형 2행정 디젤엔진.
31. 제 24 항 또는 제 25항에 있어서,
    상기 피스톤(4)은 상기 배기밸브(13)의 오목한 하면에 대향하는 오목한 상면(20)을 구비하는 것을 특징으로 하는 대형 2행정 디젤엔진.
32. 제 24 항 또는 제 25항에 있어서,
    상기 연소실(3) 내에서 연료 투입 밸브(11)가 상기 배기밸브(13)의 오목한 하면 밖에 위치하는 것을 특징으로 하는 대형 2행정 디젤엔진.
33. 청구항 12에 따른 공정에 의해 조절되는 적어도 하나의 실린더의 연소실(3)을 가지는 것을 특징으로 하는 대형 2행정 디젤엔진.
34. 제 33항에 있어서,
    청구항 11에 따른 배기밸브를 설치한 적어도 하나의 상기 실린더의 연소실과
    상기 대형 2행정 디젤엔진의 동작 중에 상기 배기밸브의 적어도 하나로부터 상기 태그로부터 수집한 자료를 비접촉식 수단에 의해 해독할 수 있도록 하는 태그를 구비하는 것을 특징으로 하는 대형 2행정 디젤엔진.
35. 제 24항 내지 제 34항 가운데 어느 한 항 이상에 따른 상기 대형 2행정 디젤엔진의 일부인 부품들의 조합 혹은 어떤 다른 부품에, 청구항 1 내지 청구항 11 하나에 각각 관련된 어느 하나 이상에 따른 적어도 하나의 배기밸브를 설치하는 것을 특징으로 하는, 제 24항 내지 제 34항 가운데 어느 한 항 이상에 따른 대형 2행정 디젤엔진.
36. 제 35항에 있어서,
    청구항 1 내지 11의 하나 이상에 따른 배기밸브에 의해 제한되는 연소실을 제한하는 피스톤 조립체에 할당된 두 지지 영역 사이에 적어도 하나의 쐐기층을 설치한 것을 특징으로 하는 대형 2행정 디젤엔진.
37. 제 35항 또는 제 36항에 있어서,
    청구항 1 내지 11의 하나 이상에 따른 배기밸브를 가지는 연소실에 함께 작용할 기존 크로스헤드 핀 구조와 그에 대응하는 피스톤 사이에 쐐기층을 삽입하는 것을 특징으로 하는 대형 2행정 디젤엔진.
38. 상기 대형 2행정 디젤엔진은 새로운 엔진인 것을 특징으로 하는, 제 35항 내지 37항 가운데 어느 한 항 이상에 따른 대형 2행정 디젤엔진.
39. 적어도 앞선 청구항들의 하나에 의해 제시되지 않은 현존하는 대형 2행정 디젤엔진에 대해 앞선하는 청구항에 제시되지 않은 배기밸브를 이 배기밸브를 사전에 제거한 상태로 청구항 1 내지 11의 하나 이상에 따른 배기밸브로 대체하는 것을 특징으로 하는, 제 35항 내지 37항 가운데 어느 한 항 이상에 따른 대형 2행정 디젤엔진을 제작하는 방법.
40. 앞선 청구항들의 하나 이상에 의해 제시된 현존하는 대형 2행정 디젤엔진에 서 청구항 1 내지 11 가운데 하나 이상의 청구항에 따른 적어도 하나의 배기밸브를 청구항 1 내지 11 가운데 하나 이상의 청구항에 따르지만 그 밸브 헤드가 대체할 배기밸브와 다른 밸브 헤드 형상을 가지는 배기밸브로 교체하여, 바람직하게는 당분간 상기 엔진이 최근에 사용된 다른 전형적인 출력 레벨로부터 15% 이상 높은 출력 레벨에서 작용할 것으로 기대되는 때에, 질소산화물을 감소시키도록 하는 것을 특징으로 하는, 제 35항 내지 39항 가운데 어느 한 항 이상에 따른 대형 2행정 디젤엔진을 제작하는 방법.
41. 청구항 1 내지 11의 하나 이상에 따른 배기밸브를 가지고 낡은 배기밸브를 대체하는 것을 특징으로 하는 선행 청구항 하나 이상에 따르는 대형 2행정 디젤엔진의 재제작 방법.

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