KR20130127942A - 구동 시스템 및 이 구동 시스템을 작동하기 위한 방법 - Google Patents

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마크스 에데르
토마스 시들
페트라 스테페
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만 디젤 앤 터보 에스이
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Abstract

본 발명은 구동 시스템 및 상기 구동 시스템을 작동하기 위한 방법으로서, 이 경우 구동 시스템은 작동을 위해 제 1 연료가 제공되고 공기 유입구(11)를 포함하는 제 1 내연기관(10), 작동을 위해 제 1 연료와 다른 제 2 연료가 제공되고 배기가스 배출구(22)를 가진 제 2 내연기관(20), 및 제 2 내연기관으로부터 배출된 배기가스가 제 1 내연기관의 공기 유입구에 공급될 수 있도록, 상기 제 2 내연기관의 배기가스 배출구를 제 1 내연기관의 공기 유입구에 연결하는 분기 라인(90)을 포함한다. 이러한 방식으로 제 1 내연기관으로 배기가스가 재순환함으로써, 상기 내연기관을 위해 질소 산화물 방출의 엔진 보호적 감소는 내연기관에서 연소되는 연료의 종류와 무관하게 구현될 수 있다.

Description

구동 시스템 및 이 구동 시스템을 작동하기 위한 방법{DRIVE SYSTEM AND METHOD FOR OPERATING THEREOF}
본 발명은 배기가스 재순환 장치를 가진 내연기관을 구비한 구동 시스템 및 상기 구동 시스템을 작동하기 위한 방법에 관한 것이다.
내연기관으로서 대형 디젤 엔진을 구비한 구동 시스템은 예컨대 10 2010 003 002 A1호에 공지되어 있고, 이 경우 구동 시스템은 질소 산화물 방출을 줄이기 위한 조치로서 대형 디젤 엔진을 위한 배기가스 재순환 장치를 포함한다.
대형 디젤 엔진을 위한 저렴한 연료는 중유이다. 그러나 중유에는 황과 같은 바람직하지 않은 성분이 상당량 포함되어 있다. 대형 디젤 엔진 내의 연소 과정에서 황은 이산화황 및/또는 삼산화황으로 변환되고, 배기가스 재순환 장치에서 재순환하는 배기가스 유량의 냉각시 응축물과 함께 계속해서 아황산 또는 황산으로 변환된다. 생성되는 산성 화합물은 공기 공급 트레인 내의 해당 엔진 부품에 고부식성으로 작용하고, 이는 상응하는 고가의 재료 패키지 및 경우에 따라서 수 처리 장치를 필요로 할 수 있다.
본 발명의 과제는, 내연기관의 질소 산화물 방출의 엔진 보호적인 감소가 내연기관에서 연소된 연료의 종류와 무관하게 구현될 수 있는 구동 시스템 및 상기 구동 시스템을 작동하기 위한 방법을 제공하는 것이다.
청구범위 제 1 항에 따른 구동 시스템 또는 청구범위 제 6 항에 따른 방법에 의해 해결된다. 본 발명의 개선예들은 각각의 종속 청구항에서 규정된다.
본 발명의 제 1 양상에 따라 작동을 위해 제 1 연료가 제공되고 공기 유입구를 포함하는 제 1 내연기관, 작동을 위해 제 1 연료와 다른 제 2 연료가 제공되고 배기가스 배출구를 포함하는 제 2 내연기관, 및 제 2 내연기관으로부터 배출된 배기가스가 제 1 내연기관의 공기 유입구에 공급될 수 있도록 제 2 내연기관의 배기가스 배출구를 제 1 내연기관의 공기 유입구에 연결하는 분기 라인을 가진 구동 시스템이 제공된다.
본 발명은, 연료 분자의 산화 속도를 늦추고 연소 온도 및 내연기관의 질소 산화물 방출을 줄이기 위해 실질적으로 불활성 가스를 연소실 내로 도입하는 것이 중요하다는 사실에 기초한다.
본 발명에 따라 불활성 가스로서 제 1 내연기관의 배기가스가 아닌, 제 2 내연기관의 배기가스가 제 1 내연기관으로 재순환됨으로써, 제 1 내연기관을 위해 질소 산화물 방출의 엔진 보호적인 감소가 내연기관에서 연소된 연료의 종류와 무관하게 구현될 수 있고, 따라서 제 2 내연기관은 적절한(바람직하게 유해 물질을 포함하지 않는) 연료로 작동된다.
바람직하게 분기 라인에 제어 수단(예를 들어 제어 밸브)이 제공되고, 이로써 분기 라인을 통해 분기되는 배기가스의 유량이 제어 또는 조절될 수 있다.
본 발명에 따른 구동 시스템의 실시예에 따라, 제 1 내연기관의 공기 유입구에 공기 공급 트레인이 접속되고, 이 경우 공기 공급 트레인은 제 1 내연기관의 공기 유입구에 접속된 냉각기 배출구를 가진 공기 냉각기를 포함하고, 이 경우 분기 라인은 공기 냉각기의 공기 흐름 상류에서 제 1 내연기관의 공기 공급 트레인에 접속된다.
따라서 바람직하게 분기 라인을 통해 제 1 내연기관 내로 재순환된 배기가스의 냉각 및 연소 온도와 질소 산화물 방출의 추가 감소가 이루어진다.
본 발명에 따른 구동 시스템의 다른 실시예에 따라, 상기 구동 시스템은 또한 제 1 배기가스 터보 과급기를 포함하고, 이 제1 배기가스 터보 과급기는 제 1 내연기관의 배기가스 배출구에 접속된 터빈 유입구를 가진 배기가스 터빈 및 공기 공급 트레인의 제 1 연결 라인을 통해 공기 냉각기의 냉각기 유입구에 접속된 압축기 배출구를 가진 압축기를 포함하고, 이 경우 분기 라인은 압축기의 공기 흐름 하류에서 제 1 연결 라인에 접속된다.
이에 대한 대안으로서 분기 라인은 압축기의 공기 흐름 상류에서 상기 압축기의 압축기 유입구에 접속된다.
본 발명에 따른 구동 시스템의 실시예에 따라, 상기 구동 시스템은 또한 제 2 배기가스 터보 과급기를 포함하고, 이 제2 배기가스 터보 과급기는 제 2 연결 라인을 통해 제 2 내연기관의 배기가스 배출구에 접속된 터빈 유입구를 가진 배기가스 터빈 및 제 2 내연기관의 공기 유입구에 접속된 압축기 배출구를 가진 압축기를 포함하고, 이 경우 분기 라인은 배기가스 터빈의 배기가스 흐름 상류에서 제 2 연결 라인에 접속된다.
이에 대한 대안으로서 분기 라인은 배기가스 터빈의 배기가스 흐름 하류에서 상기 배기가스 터빈의 터빈 배출구에 접속된다.
본 발명에 따른 구동 시스템의 다른 실시예에 따라, 상기 구동 시스템은 선박 구동 시스템으로서 형성되고, 이 경우 제 1 내연기관은 메인 엔진(선박의 추진을 위한)로서, 특히 바람직하게 선박 구동 시스템의, 중유로 작동하는 대형 디젤 엔진으로서 형성되고, 이 경우 제 2 내연기관은 보조 엔진로서, 특히 바람직하게 선박 구동 시스템의, 연료 가스(예를 들어 CNG, LPG 또는 수소) 및/또는 디젤 연료로 작동하는 발전기(Genset)로서 형성된다.
본 발명의 이러한 실시예에 따라 질소 산화물 방출 감소의 엔진 보호적 보장과 동시에 연료 비용과 관련해서 (중유로) 선박 구동 시스템의 메인 엔진의 최적의 작동이 달성될 수 있다. 연료 가스 및/또는 디젤 연료로 작동되는 보조 엔진의 배기가스는 비교적 매우 "깨끗하거나" 또는 유해 성분이 없기(특히 황 산화물을 포함하지 않기) 때문에, 상기 배기가스의 냉각시 실질적으로 부식성 반응 생성물이 생성되지 않거나 또는 소량만 생성된다.
본 발명의 제 2 양상에 따라 고려할 수 있는 모든 조합의 본 발명의 전술한 하나의, 다수의 또는 모든 실시예에 따른 구동 시스템을 작동하기 위한 방법이 제공되고, 이 경우 상기 방법은 적어도 다음 단계들을 포함한다: 제 1 연료로 제 1 내연기관을 작동하는 단계, 제 1 연료와 다른 제 2 연료로 제 2 내연기관을 작동하는 단계, 제 2 내연기관의 배기가스 배출구로부터 배기가스를 분기하는 단계, 및 제 2 내연기관으로부터 분기된 배기가스를 제 1 내연기관의 공기 유입구에 공급하는 단계.
본 발명에 따라 불활성 가스로서 제 1 내연기관의 배기가스가 아닌 제 2 내연기관의 배기가스가 제 1 내연기관으로 재순환됨으로써, 제 1 내연기관을 위해 질소 산화물 방출의 엔진 보호적 감소가 상기 내연기관에서 연소된 연료의 종류와 무관하게 구현될 수 있고, 따라서 제 2 내연기관은 적절한(바람직하게 유해 성분을 포함하지 않는) 연료로 작동된다.
본 발명에 따른 방법의 실시예에 따라, 제 1 연료는 제 1 황 함량을 포함하고, 이 경우 제 2 연료는 제 1 황 함량에 비해 감소된 제 2 황 함량을 포함한다.
이로 인해 제 1 내연기관으로 재순환된 제 2 내연기관의 배기가스는 제 1 내연기관의 배기가스에 비해 비교적 "깨끗하게" 또는 황 산화물을 포함하지 않도록 형성될 수 있고, 이로써 상기 배기가스의 냉각시 실질적으로 부식성 반응 생성물이 생성되지 않거나 또는 소량만 생성된다.
본 발명에 따른 방법의 다른 실시예에 따라 제 1 연료로서 중유가 사용되고, 이 경우 제 2 연료로서 중유와 다른 연료가 사용된다.
따라서 연료 비용과 관련해서 질소 산화물 방출 감소의 엔진 보호적인 보장과 동시에 중유로 제 1 내연기관의 최적의 작동이 달성될 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 실시예에 따라 제 2 연료로서 연료 가스 또는 디젤 연료가 사용된다.
이는 바람직하게, 제 1 내연기관으로 재순환된 제 2 내연기관의 배기가스는 제 1 내연기관의 배기가스에 비해 비교적 "깨끗하고" 또는 황 이산화물 같은 유해 성분을 포함하지 않는 것을 보장하므로, 상기 배기가스의 냉각시 실질적으로 부식성 반응 생성물이 발생하지 않거나 또는 소량만 발생한다.
본 발명에 따른 방법의 다른 실시예에 따라, 제 2 내연기관의 배기가스는 제 2 내연기관의 배기가스 배출구에 존재하는 고압에 의해 제 1 내연기관의 공기 유입구에 공급된다.
이에 대한 대안으로서 제 2 내연기관의 배기가스는 제 2 내연기관의 배기가스 배출구에 존재하는 고압에 비해 감소된, 바람직하게 대기압인 저압에 의해 제 1 내연기관의 공기 유입구에 공급된다.
결론적으로 발명자는, 불활성 가스로서 예를 들어 중유 작동식 메인 엔진의 배기가스가 아니라, 예를 들어 가스 및/또는 디젤 작동식 발전기의 배기가스가 사용되는 경우에 실질적으로 고부식성 응축물의 생성이 저지될 수 있다는 사실을 인식하였다. 따라서 메인 엔진의 임의의 선택 가능한 연료 구성에서 질소 산화물 방출의 엔진 보호적 감소가 보장될 수 있다.
본 발명은 청구범위의 명시적인 인용항의 조합된 특징에 의해 제공되지 않는 실시예들로도 명확하게 확장될 수 있고, 따라서 본 발명의 공개된 특징들은 - 이것이 기술적으로 바람직한 경우에 - 서로 임의로 조합될 수 있다.
하기에서 본 발명은 바람직한 실시예를 참고로 첨부된 도면과 관련해서 상세히 설명된다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 구동 시스템의 개략도.
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 구동 시스템의 개략도.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 구동 시스템(1, 1')은 제 1 내연기관(10), 제 2 내연기관(20), 제 1 내연기관(10)을 위한 배기가스 터보 과급기(30), 및 제 2 내연기관(20)을 위한 제 1 배기가스 터보 과급기(40)를 포함한다.
제 1 배기가스 터보 과급기(30)는 제 1 내연기관(10)의 배기가스를 위한 터빈 유입구와 터빈 배출구를 가진 배기가스 터빈(31)과 제 1 내연기관(10)의 과급 공기를 위한 압축기 유입구와 압축기 배출구를 가진 압축기(32)를 포함한다.
제 2 배기가스 터보 과급기(40)는 제 2 내연기관(20)의 배기가스를 위한 터빈 유입구와 터빈 배출구를 가진 배기가스 터빈(41)과 제 2 내연기관(20)의 과급 공기를 위한 압축기 유입구와 압축기 배출구를 가진 압축기(42)를 포함한다.
구동 시스템(1, 1')은 선박 구동 시스템으로서 형성되고, 이 경우 제 1 내연기관(10)은 메인 엔진(선박의 추진을 위한)로서 형성되고, 제 2 내연기관(20)은 보조 엔진로서 형성된다.
상세히는, 제 1 내연기관(10)은 바람직하게 중유(제 1 연료로서)로 작동되는 대형 디젤 엔진으로서 형성되고, 제 2 내연기관(20)은 바람직하게 연료 가스 및/또는 디젤 연료(제 1 연료와 다른 제 2 연료로서)로 작동되는, 발전기(Genset)의 구동 엔진로서 형성된다.
제 1 내연기관(10)은 공기 유입구(11)와 배기가스 배출구(12)를 포함한다. 제 1 내연기관(10)의 공기 유입구(11)에 제 1 공기 공급 트레인(50)이 접속되고, 제 1 내연기관(10)의 배기가스 배출구(12)에 제 1 배기가스 배출 트레인(60)이 접속된다.
제 1 공기 공급 트레인(50)은 제 1 내연기관(10)에 공급되는 냉각될 과급 공기를 위한 냉각기 유입구, 냉각기 배출구 및 다수의 연결 라인들(52, 53, 54)을 포함한다.
제 1 공기 공급 트레인(50)의 공기 냉각기(51)의 냉각기 배출구는 상기 연결 라인들 중 연결 라인(52)을 통해 제 1 내연기관(10)의 공기 유입구(11)에 유체 연결된다. 제 1 공기 공급 트레인(50)의 공기 냉각기(51)의 냉각기 유입구는 상기 연결 라인들 중 연결 라인(53)을 통해 제 1 배기가스 터보 과급기(30)의 압축기(32)의 압축기 배출구에 유체 연결된다.
제 1 배기가스 배출 트레인(60)은 다수의 연결 라인들(61, 62)을 포함하고, 이 경우 제 1 배기가스 터보 과급기(30)의 배기가스 터빈(31)의 터빈 유입구는 상기 연결 라인들 중 연결 라인(61)을 통해 제 1 내연기관(10)의 배기가스 배출구(12)에 유체 연결된다.
제 2 내연기관(20)은 공기 유입구(21)와 배기가스 배출구(22)를 포함한다. 제 2 내연기관(20)의 공기 유입구(21)에 제 2 공기 공급 트레인(70)이 접속되고, 제 2 내연기관(20)의 배기가스 배출구(22)에 제 2 배기가스 배출 트레인(80)이 접속된다.
제 2 공기 공급 트레인(70)은 제 2 내연기관(20)에 공급되는 냉각될 과급 공기를 위한 냉각기 유입구, 냉각기 배출구 및 다수의 연결 라인들(72, 73, 74)을 포함한다.
제 2 공기 공급 트레인(70)의 공기 냉각기(71)의 냉각기 배출구는 상기 연결 라인들 중 연결 라인(72)을 통해 제 2 내연기관(20)의 공기 유입구(21)에 유체 연결된다. 제 2 공기 공급 트레인(70)의 공기 냉각기(71)의 냉각기 유입구는 상기 연결 라인들 중 연결 라인(73)을 통해 제 2 배기가스 터보 과급기(40)의 압축기(42)의 압축기 배출구에 유체 연결된다.
제 2 배기가스 배출 트레인(80)은 다수의 연결 라인들(81, 82)을 포함하고, 이 경우 제 2 배기가스 터보 과급기(40)의 배기가스 터빈(41)의 터빈 유입구는 상기 연결 라인들 중 연결 라인(81)을 통해 제 2 내연기관(20)의 배기가스 배출구(22)에 유체 연결된다.
또한, 구동 시스템(1, 1')은 분기 라인(90, 90')을 포함하고, 상기 분기 라인들은 제 2 내연기관(20)의 배기가스 배출구(22)를 제 1 내연기관(10)의 공기 유입구(11)에 연결하므로, 제 2 내연기관(20)으로부터 배출된 배기가스가 제 1 내연기관(10)의 공기 유입구(11)에 공급될 수 있다. 더 정확히는 분기 라인(90, 90')은 공기 냉각기(51)의 공기 흐름 상류에서 제 1 내연기관(10)의 제 1 공기 공급 트레인(50)에 접속된다.
분기 라인(90, 90')에 제어 밸브(91, 91') 형태의 제어 수단이 배치되고, 이로써 분기 라인(90, 90')을 통해 분기될 배기가스의 유량이 제어 또는 조절될 수 있다.
도 1에 도시된 본 발명의 실시예에 따라, 구동 시스템(1)에서 분기 라인(90)은 제 1 내연기관(10)의 제 1 배기가스 터보 과급기(30)의 압축기(32)의 공기 흐름 하류에서 압축기(32)의 압축기 배출구를 제 1 공기 공급 트레인(50)의 공기 냉각기(51)의 냉각기 유입구에 연결하는 연결 라인(53)에 접속된다.
또한, 도 1에 도시된 본 발명에 따른 구동 시스템(1)의 실시예에서 분기 라인(90)은 제 2 내연기관(20)의 제 2 배기가스 터보 과급기(40)의 배기가스 터빈(41)의 배기가스 흐름 상류에서 제 2 내연기관(20)의 배기가스 배출구(22)를 배기가스 터빈(41)에 연결하는 제 2 배기가스 배출 트레인(80)의 연결 라인(81)에 접속된다.
분기 라인(90)의 접속부의 배기가스 흐름 하류에서 제 2 배기가스 배출 트레인(80)의 상기 연결 라인(81)에 제어 밸브(83) 형태의 제어 수단이 통합되고, 이로써 제 2 배기가스 터보 과급기(40)의 배기가스 터빈(41)의 연결 라인(81)을 통해 공급되는 배기가스의 유량이 제어 또는 조절될 수 있다.
도 2에 도시된 본 발명의 실시예에 따라 구동 시스템(1')에서 분기 라인(90')은 제 1 내연기관(10)의 제 1 배기가스 터보 과급기(30)의 압축기(32)의 공기 흐름 상류에서 제 1 내연기관(10)의 제 1 공기 공급 트레인(50)의 연결 라인(54)을 통해 압축기(32)의 압축기 유입구에 접속된다.
또한, 도 1에 도시된 본 발명에 따른 구동 시스템(1')의 실시예에서 분기 라인(90')은 제 2 내연기관(20)의 제 2 배기가스 터보 과급기(40)의 배기가스 터빈(41)의 배기가스 흐름 하류에서 제 2 배기가스 배출 트레인(80)의 연결 라인(82)을 통해 배기가스 터빈(41)의 터빈 배출구에 접속된다.
분기 라인(90')의 접속부의 배기가스 흐름 하류에서 제 2 배기가스 배출 트레인(80)의 상기 연결 라인(82)에 제어 밸브(83') 형태의 제어 수단이 통합되고, 이로써 연결 라인(82)을 통해 배출되는 배기가스의 유량이 제어 또는 조절될 수 있다.
하기에서 도 1 및 도 2에 도시된 구동 시스템(1, 1')을 작동하기 위한 본 발명에 따른 방법의 실시예가 설명되고, 이 경우 본 발명에 따른 방법은 적어도 하기 단계들을 포함한다: 제 1 연료로 제 1 내연기관(10)을 작동하는 단계, 제 1 연료와 다른 제 2 연료로 제 2 내연기관(20)을 작동하는 단계, 제 2 내연기관(20)의 배기가스 배출구(22)로부터 배기가스를 분기하는 단계, 및 제 2 내연기관(20)으로부터 분기된 배기가스를 제 1 내연기관(10)의 공기 유입구(11)에 공급하는 단계.
본 발명에 따라 불활성 가스로서 제 1 내연기관(10)의 배기가스가 아니라 제 2 내연기관(20)의 배기가스가 제 1 내연기관(10)으로 재순환됨으로써, 제 1 내연기관(10)을 위해 질소 산화물 방출의 기계 보호적 감소가 상기 내연기관에서 연소되는 연료의 종류와 무관하게 구현될 수 있고, 따라서 제 2 내연기관(20)은 적절한(바람직하게 유해 성분이 없는) 연료로 작동된다.
본 발명에 따른 방법의 실시예에 따라, 제 1 연료는 제 1 황 함량을 포함하고, 이 경우 제 2 연료는 제 1 황 함량에 비해 감소된 제 2 황 함량을 포함한다. 이로 인해 제 1 내연기관(10)으로 재순환된 제 2 내연기관(20)의 배기가스는 제 1 내연기관(10)의 배기가스에 비해 비교적 "깨끗하게" 또는 황 산화물을 포함하지 않도록 형성될 수 있고, 이로써 상기 배기가스의 냉각시 실질적으로 부식성 반응 생성물이 형성되지 않거나 또는 소량만 형성된다.
본 발명에 따른 방법의 다른 실시예에 따라 제 1 연료로서 중류가 사용되고, 이 경우 제 2 연료로서 중유와 다른 연료가 사용된다. 따라서 감소된 질소 산화물 방출 감소의 엔진 보호적인 보장과 동시에 연료 비용과 관련해서 중유를 이용한 제 1 내연기관(10)의 최적의 작동이 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 실시예에 따라 제 2 연료로서 연료 가스 또는 디젤 연로가 사용된다. 이는 바람직하게, 제 1 내연기관(10)으로 재순환된 제 2 내연기관(20)의 배기가스는 제 1 내연기관(10)의 배기가스와 달리 비교적 "깨끗하거나" 또는 황 산화물과 같은 유해 성분을 포함하지 않는 것을 보장하므로, 상기 배기가스의 냉각시 실질적으로 부식성 반응 생성물이 형성되지 않거나 또는 소량만 형성된다.
도 1에 따른 구동 시스템(1)을 작동시키기 위한, 본 발명에 따른 방법의 실시예에 따라 제 2 내연기관(20)의 배기가스는 제 2 내연기관(20)의 배기가스 배출구(22)에 존재하는 고압에 의해 제 1 내연기관(10)에 공급된다.
도 2에 따른 구동 시스템(1')을 작동시키기 위한, 본 발명에 따른 실시예에 따라 제 2 내연기관(20)의 배기가스는 제 2 내연기관(20)의 배기가스 배출구(22)에 존재하는 고압에 비해 감소된, 바람직하게 대기압인 저압에 의해 제 1 내연기관(10)의 공기 유입구(11)에 공급된다.
결론적으로 본 발명에 따라, 불활성 가스로서 제 1 내연기관(10)의 배기가스가 아니라, 제 2 내연기관(20)의 유해 성분을 포함하지 않는 배기가스가 사용되고, 고부식성 응축물의 형성이 실질적으로 저지되고, 따라서 제 1 내연기관(10)의 임의의 선택 가능한 연료 구성에서 상기 내연기관의 질소 산화물 방출의 엔진 보호적 감소가 보장될 수 있다.
1; 1' 구동 시스템
10 내연기관
11 공기 유입구
12 배기가스 배출구
20 내연기관
21 공기 유입구
22 배기가스 배출구
30 배기가스 터보 과급기
31 배기가스 터빈
32 압축기
40 배기가스 터보 과급기
41 배기가스 터빈
42 압축기
50 공기 공급 트레인
51 공기 냉각기
52-54 연결 라인(들)
60 배기가스 배출 트레인
61, 62 연결 라인(들)
70 공기 공급 트레인
71 공기 냉각기
72-74 연결 라인(들)
80 배기가스 배출 트레인
81, 82 연결 라인(들)
83;83' 제어 밸브
90;90' 분기 라인
91;91' 제어 밸브

Claims (10)

  1. 작동을 위해 제 1 연료가 제공되고 공기 유입구(11)를 포함하는 제 1 내연기관(10),
    작동을 위해 상기 제 1 연료와 다른 제 2 연료가 제공되고 배기가스 배출구(22)를 포함하는 제 2 내연기관(20), 및
    상기 제 2 내연기관(20)으로부터 배출된 배기가스가 상기 제 1 내연기관(10)의 상기 공기 유입구(11)에 공급될 수 있도록, 상기 제 2 내연기관(20)의 상기 배기가스 배출구(22)를 상기 제 1 내연기관(10)의 상기 공기 유입구(11)에 연결하는 분기 라인(90;90')
    을 포함하는 구동 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 내연기관(10)의 상기 공기 유입구(11)에 공기 공급 트레인(50)이 접속되고, 이 경우 상기 공기 공급 트레인(50)은 상기 제 1 내연기관(10)의 상기 공기 유입구(11)에 접속된 냉각기 배출구를 가진 공기 냉각기(51)를 포함하고, 이 경우 상기 분기 라인(90; 90')은 상기 공기 냉각기(51)의 공기 흐름 상류에서 상기 제 1 내연기관(10)의 상기 공기 공급 트레인(50)에 접속되는 것을 특징으로 하는 구동 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서, 제 1 배기가스 터보 과급기(30)를 포함하고, 이 제1 배기가스 터보 과급기(30)는 상기 제 1 내연기관(10)의 배기가스 배출구(12)에 접속된 터빈 유입구를 가진 배기가스 터빈(31)과 상기 공기 공급 트레인(50)의 제 1 연결 라인(53)을 통해 상기 공기 냉각기(51)의 냉각기 유입구에 접속된 압축기 배출구를 가진 압축기(32)를 포함하고, 이 경우 상기 분기 라인(90;90')은 상기 압축기(32)의 공기 흐름 하류에서 상기 제 1 연결 라인(53)에 접속되거나 또는 상기 압축기(32)의 공기 흐름 상류에서 상기 압축기(32)의 압축기 유입구에 접속되는 것을 특징으로 하는 구동 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서, 제 2 배기가스 터보 과급기(40)를 포함하고, 이 제2 배기가스 터보 과급기(40)는 제 2 연결 라인(81)을 통해 상기 제 2 내연기관의 상기 배기가스 배출구(22)에 접속된 터빈 유입구를 가진 배기가스 터빈(41)과 상기 제 2 내연기관(20)의 공기 유입구(21)에 접속된 압축기 배출구를 가진 압축기(42)를 포함하고, 이 경우 상기 분기 라인(90; 90')은 상기 배기가스 터빈(41)의 배기가스 흐름 상류에서 상기 제 2 연결 라인(81)에 접속되거나 또는 상기 배기가스 터빈(41)의 배기가스 흐름 하류에서 상기 배기가스 터빈의 터빈 배출구에 접속되는 것을 특징으로 하는 구동 시스템.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구동 시스템은 선박 구동 시스템으로서 형성되고, 이 경우 상기 제 1 내연기관(10)은 상기 선박 구동 시스템의 메인 엔진로서 형성되고, 이 경우 상기 제 2 내연기관(20)은 상기 선박 구동 시스템의 보조 엔진로서 형성되는 것을 특징으로 하는 구동 시스템.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 구동 시스템을 작동하기 위한 방법으로서,
    제 1 연료로 상기 제 1 내연기관(10)을 작동하는 단계,
    상기 제 1 연료와 다른 제 2 연료로 상기 제 2 내연기관(20)을 작동하는 단계,
    상기 제 2 내연기관(20)의 상기 배기가스 배출구(22)로부터 배기가스를 분기하는 단계, 및
    상기 제 2 내연기관(20)으로부터 분기된 배기가스를 상기 제 1 내연기관(10)의 상기 공기 유입구(11)에 공급하는 단계
    를 포함하는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 제 1 연료는 제 1 황 함량을 포함하고, 이 경우 상기 제 2 연료는 상기 제 1 황 함량에 비해 감소된 제 2 황 함량을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 제 1 연료로서 중유가 사용되고, 이 경우 상기 제 2 연료로서 중유와 다른 연료가 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 2 연료로서 연료 가스 또는 디젤 연료가 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 6 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 2 내연기관(20)의 배기가스는 상기 제 2 내연기관(20)의 상기 배기가스 배출구(22)에 존재하는 고압 또는 상기 제 2 내연기관(20)의 상기 배기가스 배출구(22)에 존재하는 고압에 비해 감소된 저압에 의해 상기 제 1 내연기관(10)의 상기 공기 유입구(11)에 공급되는 것을 특징으로 하는 방법.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6890840B2 (ja) * 2015-03-27 2021-06-18 国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所 内燃機関の制御装置及びそれを用いた陸舶産業用内燃機関
JP6521234B2 (ja) * 2015-03-27 2019-05-29 国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所 内燃機関の制御装置及びそれを用いた陸舶産業用内燃機関
DE102017110857B4 (de) * 2017-05-18 2019-10-17 Mtu Friedrichshafen Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, Brennkraftmaschine
DE102021127949B4 (de) 2021-10-27 2024-04-18 Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Antriebsanordnung für ein Mobil, Mobil mit der Antriebsanordnung sowie Verfahren zur Abgasreinigung bei der Antriebsanordnung und/oder bei dem Mobil

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1588970A (ko) * 1968-10-02 1970-03-16
JPS5881324U (ja) * 1981-11-30 1983-06-02 日野自動車株式会社 多気筒機関の過給装置
CH669977A5 (ko) * 1986-02-27 1989-04-28 Bbc Brown Boveri & Cie
JPH01127960U (ko) * 1988-02-24 1989-08-31
JP3005776B2 (ja) * 1991-09-10 2000-02-07 ヤンマーディーゼル株式会社 ディーゼル機関の排気ガス還流装置
JPH0742623A (ja) * 1993-07-31 1995-02-10 Kanesaka Gijutsu Kenkyusho:Kk エンジン・システム
US5456240A (en) * 1994-12-29 1995-10-10 Kanesaka Technical Institute Ltd. Engine system
JPH09280069A (ja) * 1996-04-16 1997-10-28 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 内燃機関プラント
US6536392B2 (en) * 2001-04-11 2003-03-25 Southwest Research Institute Method and apparatus for starting an internal combustion engine
DE102004029286B4 (de) * 2004-06-17 2009-01-22 Man Diesel Se Motorenanlage
DE102005045294B4 (de) * 2005-09-22 2021-11-18 Daimler Ag Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
JP2008111384A (ja) * 2006-10-31 2008-05-15 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd 船舶用エンジンの余剰排気エネルギ回収システム
DE102009028354B4 (de) * 2009-08-07 2013-05-29 Mtu Friedrichshafen Gmbh Gasführungssystem für eine Peripherie einer Brennkraftmaschine zur Führung von Gas der Brennkraftmaschine, Brennkraftsystem und Verfahren zum Betrieb der Brennkraftmaschine
DE102010003002B4 (de) 2010-03-18 2018-10-31 Man Diesel & Turbo Se Abgasturbolader-Anordnung mit Abgasrückführeinrichtung und Abgasverdichter
DE102010028200B4 (de) * 2010-04-26 2016-02-04 Man Diesel & Turbo Se Brennkraftmaschinen-Anordnung

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