KR20140069380A - 배기 가스 재순환 시스템 - Google Patents

배기 가스 재순환 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20140069380A
KR20140069380A KR1020117030509A KR20117030509A KR20140069380A KR 20140069380 A KR20140069380 A KR 20140069380A KR 1020117030509 A KR1020117030509 A KR 1020117030509A KR 20117030509 A KR20117030509 A KR 20117030509A KR 20140069380 A KR20140069380 A KR 20140069380A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
filter
exhaust gas
engine
filters
recirculation system
Prior art date
Application number
KR1020117030509A
Other languages
English (en)
Inventor
미카엘 블롬퀴스트
Original Assignee
에스티티 엠텍 에이비
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에스티티 엠텍 에이비 filed Critical 에스티티 엠텍 에이비
Publication of KR20140069380A publication Critical patent/KR20140069380A/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/011—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more purifying devices arranged in parallel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/35—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with means for cleaning or treating the recirculated gases, e.g. catalysts, condensate traps, particle filters or heaters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2410/00—By-passing, at least partially, exhaust from inlet to outlet of apparatus, to atmosphere or to other device
    • F01N2410/04—By-passing, at least partially, exhaust from inlet to outlet of apparatus, to atmosphere or to other device during regeneration period, e.g. of particle filter
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/023—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
    • F01N3/027—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using electric or magnetic heating means

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)

Abstract

연소 엔진 (1), 특히 500 kW 이상의 엔진 출력을 갖는 대형 연소 엔진의 배기관 (9) 으로부터 공기 흡입구 (3) 까지 배기 가스를 재순환시키기 위한 배기 가스 재순환 시스템 (10) 은
- 상호 평행하게 배치된 2 이상의 미립자 필터 (12a, 12b);
- 활성 상태와 비활성 상태 사이에서 각각의 필터를 선택적으로 전환시키기 위한 밸브 수단 (17) 으로서, 배기 가스가 엔진의 배기관으로부터 공기 흡입구까지 활성 상태인 필터를 통과하도록 하고 배기 가스가 배기관으로부터 엔진의 공기 흡입구까지 비활성 상태인 필터를 통과하지 못하도록 구성된 밸브 수단; 및
- 필터가 비활성 상태일 때, 각각의 필터의 재생을 선택적으로 개시하기 위한 필터 재생 수단 (40)
을 포함한다.

Description

배기 가스 재순환 시스템{EXHAUST GAS RECIRCULATION SYSTEM}
본 발명은 연소 엔진, 특히 500 kW 이상의 엔진 출력을 갖는 대형 연소 엔진의 배기관으로부터 연소 엔진의 공기 흡입구까지 배기 가스를 재순환시키기 위한 배기 가스 재순환 시스템에 관한 것이다.
오늘날 환경에 유해한 물질, 예를 들어 NOX의 배출을 줄이고자 하는 요구가 증가하고 있다. 그러므로, 엔진의 배기관으로부터 대기로 배출되는 배기 가스 내의 NOX의 함유량을 줄이기 위해, 대형 연소 엔진에서 사용가능한 시스템에 대한 요구가 증가하고 있다.
500 kW 이상의 엔진 출력을 갖는 대형 연소 엔진은 예를 들어, 기차, 선박 또는 발전소에서 전력 생산을 위해 발전기에 연결될 수 있다. 이러한 연소 엔진은 대체로 도로 차량 (road vehicle) 의 통상적인 디젤 엔진보다 크고, 따라서 이러한 통상적인 디젤 엔진과 비교하여 상당히 더 많은 양의 배기 가스를 발생시킨다. 이는 이러한 대형 연소 엔진으로부터 배출되는 배기 가스의 정화에 이용되는 장비에 대한 강한 요구를 불러 일으킬 것이고, 도로 차량의 통상적인 디젤 엔진에 사용되는 크기의 표준 배기 가스 정화 부품을 사용하는 것은 보통 가능하지 않을 것이다.
오늘날 도로 차량의 통상적인 디젤 엔진의 배기 가스 내의 NOX의 함유량을 감소시키는데 사용되는 두 가지 주요한 기술, 다시 말해 SCR 촉매 기술 (SCR = Selective Catalytic Reduction (선택적 촉매 환원)) 및 EGR 기술 (EGR = Exhaust Gas Recirculation (배기 가스 재순환)) 이 있다. SCR 촉매 기술은 가장 효과적인 기술이지만, 대형 연소 엔진에 사용되도록 설계된 SCR 촉매는 매우 대형이고 부피가 크다는 결점이 있다. SCR 촉매 기술의 또 다른 결점은, SCR 촉매의 작동에 필요한 환원제의 저장을 위해 대형 저장소가 필요하다는 것이다. EGR 기술은 SCR 촉매 기술보다 덜 효과적이고, 아직까지 500 kW 이상의 엔진 출력을 갖는 대형 연소 엔진에 사용되지 않고 있다.
본 발명의 목적은 연소 엔진, 특히 500 kW 이상의 엔진 출력을 갖는 대형 연소 엔진의 배기 가스를 정화하기 위한 유리한 해법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따라, 상기 목적은 청구항 1 에 기재된 특징을 갖는 배기 가스 재순환 시스템에 의해 달성된다.
본 발명의 배기 가스 재순환 시스템은 연소 엔진의 배기관으로부터 연소 엔진의 공기 흡입구까지 배기 가스를 재순환시키기 위해 이용되는 것이고,
- 엔진의 배기관으로부터 공기 흡입구까지, 재순환 시스템을 통과하는 배기 가스로부터 미립자 성분을 제거하기 위한 필터 배치로서, 서로 평행하게 배치된 2 이상의 미립자 필터를 포함하는 필터 배치;
- 활성 상태와 비활성 상태 사이에서 각각의 필터를 선택적으로 전환시키기 위한 밸브 수단으로서, 배기 가스가 엔진의 배기관으로부터 공기 흡입구까지 활성 상태인 필터를 통과하도록 하고 배기 가스가 엔진의 배기관으로부터 공기 흡입구까지 비활성 상태인 필터를 통과하지 못하도록 구성된 밸브 수단; 및
- 필터가 비활성 상태일 때, 각각의 필터의 재생을 선택적으로 개시하기 위한 필터 재생 수단
을 포함한다.
미립자 필터를 엔진의 통상의 배기관이 아니라 배기 가스 재순환 시스템에 배치함으로써, 축소된 크기의 미립자 필터를 사용하는 것이 가능하다. 500 kW 이상의 엔진 출력을 갖는 대형 연소 엔진의 배기 가스를 정화하기 위해 본 발명의 배기 가스 재순환 시스템을 사용하면, 도로 차량의 디젤 엔진의 배기관에서 현재 사용되는 양식 및 치수의 미립자 필터를 사용하는 것이 가능하다. 이것은, 500 kW 이상의 엔진 출력을 갖는 대형 연소 엔진의 배기 가스 재순환 시스템에서 재순환된 배기 가스 유동이 보통 도로 차량의 통상적인 디젤 엔진의 배기관에서의 배기 가스 유동과 대략 동일한 규모를 갖는다는 사실에 기인한다. 그러므로, 표준 미립자 필터가 사용될 수 있고, 이는 비교적 적은 설치와 유지 비용 및 감소된 공간 요구에 기여한다. 더욱이, 2 이상의 평행 미립자 필터를 사용함으로써, 하나 이상의 다른 필터가 작동되는 동안 하나의 필터는 재생될 수 있다. 이로써, 재순환 시스템이 계속 정상 작동하는 동안 필터는 재생될 수 있다.
본 발명의 이로운 특징뿐만 아니라 추가적인 장점은 이하의 설명 및 종속청구항에서 나타난다.
이하에서, 첨부 도면을 참조하여, 예로서 인용된 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해 구체적으로 설명한다.
도 1 은, 본 발명의 실시형태에 따른 배기 가스 재순환 시스템이 제공된 연소 엔진의 개략적인 평면도이다.
연소 엔진 (1) 이 도면 1 에 도시되어 있다. 도시된 예에서, 연소 엔진 (1) 은 대형 디젤 엔진이지만, 대안적으로 대형 가스 엔진이 될 수도 있다. 도시된 예에서, 엔진 (1) 의 출력 축 (shaft) 이 발전기 (2) 와 연결되고, 발전기 (2) 는 전력을 생산하기 위해 엔진으로 구동된다.
엔진 (1) 은 공기 흡입구 (3) 를 갖고, 공기 흡입구 (3) 를 통하여 연소 공기가 엔진에 공급된다. 도시된 예에서, 공기 흡입구 (3) 는 2개의 공기 흡입관 (4a, 4b) 을 포함하고, 각각의 공기 흡입관은 공기 필터 (5a, 5b) 를 갖는다.
도시된 예에서, 엔진 (1) 은 과급, 즉 엔진에의 강제 공기 공급을 이루기 위해 터보 차저 (6a, 6b) 를 갖는다. 제 1 터보 차저 (6a) 는 제 1 공기 흡입관 (4a) 에 배치된 압축기 휠 (7a) 을 포함하고, 제 2 터보 차저 (6b) 는 다른 공기 흡입관 (4b) 에 배치된 압축기 휠 (7b) 을 포함한다. 각각의 압축기 휠 (7a, 7b) 은 관련된 터빈 휠 (8a, 8b) 에 의해 구동되고, 터빈 휠은 엔진 (1) 의 배기 가스에 의한 회전 구동되도록 배치된다. 각각의 터보 차저 (6a, 6b) 의 압축기 휠 (7a, 7b) 및 터빈 휠 (8a, 8b) 은, 예를 들어 하나의 동일한 축에 위치됨으로써, 서로 작동가능하게 연결되어 있다. 대안으로서, 공기 흡입관 (4a, 4b) 을 통한 엔진 (1) 으로의 공기 유동은, 터보 차저 없이, 즉 단지 엔진의 피스톤 운동에 의한 흡입에 의해 이루어질 수 있다.
배기관 (9) 은 엔진 (1) 에 연결된다. 엔진 (1) 에 의해 생성된 배기 가스는 배기관 (9) 을 통하여 안내되고, 배기 가스의 대부분은 배기관에 연결된 배기 가스 배출구 (미도시) 를 경유하여 외부로 나간다. 배기 가스 재순환 시스템 (10) 은 배기관 (9) 으로부터 공기 흡입구 (3) 까지 배기 가스를 재순환시키기 위해 제공된다.
재순환 시스템 (10) 은, 배기관 (9) 으로부터 공기 흡입구 (3) 까지 재순환 시스템을 통과하는 배기 가스로부터 미립자 성분을 제거하기 위해, 필터 배치 (11) 를 포함한다. 도시된 예에서 필터 배치 (11) 는, 재순환 시스템 (10) 에서 서로 평행하게 배치된 제 1 미립자 필터 (12a) 및 제 2 미립자 필터 (12b) 를 포함한다. 그러나, 원한다면, 필터 배치가 재순환 시스템에서 서로 평행하게 배치된 2 이상의 미립자 필터를 포함할 수 있다. 각각의 필터 (12a, 12b) 는, 배기 가스가 필터를 통과한 후 엔진의 공기 흡입구 (3) 로 재순환되어 엔진에 어떠한 피해도 야기함이 없이 엔진 (1) 에 도입되기 위해서 충분히 여과되는 정도로 미립자 성분을 포착할 수 있는 여과 효율을 갖는다. 필터 (12a, 12b) 는 소위 디젤 미립자 필터를 구성한다.
재순환 시스템 (10) 은 배기관 (9) 으로부터 배기 가스를 받기 위한 흡입구 (13) 를 포함한다. 흡입구 (13) 는 픽업 (pick-up) 튜브 (14) 를 포함하고, 픽업 튜브는 흡입구 구멍 (15) 이 배기관을 통해 흐르는 배기 가스의 의도된 유동 방향에 대향하도록 배기관 (9) 내에 배치된다. 흡입구 (13) 를 통해 재순환 시스템에 유입된 배기 가스는, 도관 (16) 을 통해 필터 (12a, 12b) 로 향한다.
재순환 시스템 (10)은, 활성 상태와 비활성 상태 사이에서 각각의 필터 (12a, 12b) 를 선택적으로 전환시키기 위한 밸브 수단 (17) 을 포함한다. 밸브 수단 (17) 은, 배기 가스가 배기관 (9) 으로부터 공기 흡입구 (3) 까지 활성 상태인 필터를 통과하도록 하고 배기 가스가 배기관 (9) 으로부터 공기 흡입구 (3) 까지 비활성 상태인 필터를 통과하지 못하도록 구성된다. 밸브 수단 (17) 은 바람직하게는, 상기 필터 (12a, 12b) 중 하나를 활성 상태로부터 비활성 상태로 전환시키는 동시에, 상기 필터 중 다른 하나를 비활성 상태로부터 활성 상태로 전환시키도록 구성된다.
도시된 예에서, 상기 밸브 수단 (17) 은 밸브 장치 (18) 를 포함하는데, 이 밸브 장치는, 도관 (16) 내의 배기 유동이 다른 필터에 도달하지 못하도록 방지하면서 필터 (12a, 12b) 중 하나를 향하게 하도록, 도관 (12) 에서 흡입구 (13) 와 필터 (12a, 12b) 사이에 배치된다. 따라서, 밸브 장치 (18) 는 흡입구 (13) 로부터 다른 필터와의 연결을 차단하면서 한번에 하나의 필터를 흡입구 (13) 와 소통하게 설정하도록 구성된다.
재순환 시스템 (10) 은, 재순환된 배기 가스를 공기 흡입구로 배출하기 위해, 엔진 (1) 의 공기 흡입구 (3) 에 연결된 두 개의 제 1 배출구 (19a, 19b) 를 포함한다. 상기 제 1 배출구 중 하나 (19a) 는 제 1 공기 흡입관 (4a) 에 연결되고, 상기 제 1 배출구 중 다른 하나 (19b) 는 제 2 공기 흡입관 (4b) 에 연결된다. 또한, 재순환 시스템 (10) 은 각각의 필터 (12a, 12b) 의 재생 동안 생성된 연소 가스를 배기관으로 배출하기 위해 흡입구 (13) 의 하류에서 배기관 (9) 에 연결된 제 2 배출구 (20) 를 포함한다. 도시된 예에서 밸브 장치 (21a, 21b) 는, 필터의 배출구 (22a, 22b) 가 재순환 시스템의 제 1 배출구 (19a, 19b) 또는 재순환 시스템의 제 2 배출구 (20) 와 선택적으로 소통하게 설정하기 위해, 각각의 필터 (12a, 12b) 의 하류에 배치된다.
재순환 시스템 (10) 은, 필터가 비활성 상태일 때 각각의 필터 (12a, 12b) 의 재생을 선택적으로 개시하기 위한 필터 재생 수단 (40) 을 포함한다. 도시된 예에서, 필터 재생 수단 (40) 은, 필터의 재생을 개시하도록 필터에 열을 발생시키기 위해 필터 (12a, 12b) 각각에 연결된 가열기 (41a, 41b), 및 필터의 재생이 개시되어야 할 때 각각의 가열기 (41a, 41b) 를 통하여 그리고 가열기와 연관된 필터 (12a, 12b) 내로 공기를 송풍하기 위한 공기 송풍기 (12) 를 포함한다. 공기 송풍기 (42) 는 팬 (fan; 43) 을 포함하고, 팬의 속도는, 필터의 재생이 개시되어야 할 때 필터와 연관된 가열기 (41a, 41b) 로부터 필터 (12a, 12b) 에 들어가는 고온 공기의 온도를 조절하기 위해, 전기 모터 (44) 에 의해 제어된다. 공기 송풍기 (42) 로부터 공기 유동이 다른 가열기에 도달하는 것을 방지함과 동시에 공기 송풍기 (42) 로부터 공기 유동이 가열기 (41a, 41b) 중 하나로 향하도록, 팬 (43) 과 가열기 (41a, 41b) 사이에 밸브 장치 (45) 가 배치된다. 따라서, 밸브 장치 (45) 는 공기 송풍기로부터 다른 가열기의 연결을 차단함과 동시에 한 번에 하나의 가열기 (41a, 41b) 가 공기 송풍기 (42) 와 소통하도록 설정할 수 있다.
각각의 필터 (12a, 12b) 는, 배기관 (9) 으로부터 배기 가스를 받기 위한 제 1 흡입구 (23a, 23b) 및 공기 송풍기 (42) 로부터 공기를 받기 위한 제 2 흡입구 (24a, 24b) 를 포함한다. 각각의 가열기 (41a, 41b) 는 그것이 속해 있는 필터 (12a, 12b) 의 제 2 흡입구 (24a, 24b) 에 연결된다. 차단 밸브 (46a, 46b) 는 각각의 가열기 (41a, 41b) 및 연관된 필터 (12a, 12b) 의 제 2 흡입구 (24a, 24b) 사이에 배치된다. 연관된 필터가 재생될 때 이 차단 밸브가 열린다. 그 외에는, 재생 작업들 사이의 기간 동안 미여과된 배기 가스가 가열기 (41a, 41b) 로 유입되는 것을 방지하기 위해 차단 밸브 (46a, 46b) 가 닫힌다.
재순환된 배기 가스를 냉각하기 위해 필터 (12a, 12b) 와 엔진의 공기 흡입구 (3) 사이에 냉각기 (25) 가 배치된다. 도시된 예에서, 냉각기 (5) 는, 냉각 시스템으로부터 냉각수를 공급받기 위해, 도관 (26) 에 의하여 엔진 (1) 의 냉각 시스템에 연결된다. 냉각기 (25) 의 하류 가까이에 응축수 트랩 (27) 이 배치 된다.
재순환 시스템 (10) 에서 필터 (12a, 12b) 와 엔진의 공기 흡입구 (3) 사이에 밸브 장치 (28) 가 배치되고, 재순환 시스템은, 엔진 (1) 으로 재순환된 배기 가스의 양을 조절하기 위해, 밸브 장치 (28) 를 제어하기 위한 전자 제어 장치 (29) 를 포함한다. 이 밸브 장치 (28) 는 소위 EGR 밸브를 구성한다. 재순환 시스템 (10) 을 통과하는 배기 가스의 양을 측정하기 위해 유량계 (30) 가 제공된다. 제어 장치 (29) 는, 엔진으로 현재 재순환된 배기 가스의 양에 관한 정보를 유량계로부터 수신하기 위해, 유량계 (30) 에 연결된다.
도시된 예에서, 이차 필터 (31a, 31b) 는 밸브 장치 (28) 와 재순환 시스템의 제 1 배출구 (19a, 19b) 사이에 배치된다. 제 1 이차 필터 (31a) 는 상기 제 1 배출구 중 하나 (19a) 의 상류에 배치되고, 제 2 이차 필터 (31b) 는 제 1 배출구 중 다른 하나 (19b) 의 상류에 배치된다. 이차 필터 (31a, 31b) 는 미립자 필터 (12a, 12b) 의 여과 효율보다 더 낮은 여과 효율을 갖고, 미립자 필터 (12a, 12b) 또는 재순환 시스템 (10) 의 임의의 다른 부품이 고장날 경우, 더 큰 입자에 의해 손상되는 것으로부터 엔진 (1) 을 보호하기 위한 것이다.
차단 밸브 (32, 33) 는, 배기관 (9) 으로부터 재순환 시스템의 연결을 차단할 수 있도록 재순환 시스템 (10) 의 흡입구 (13) 및 제 2 배출구 (20) 에 제공된다.
밸브 장치 (18, 21a, 21b), 차단 밸브 (32, 33, 46a, 46b), 가열기 (41a, 41b), 밸브 장치 (45) 및 공기 송풍기의 전기 모터 (44) 는 제어 장치 (29) 또는 다른 전자 제어 장치에 의해 제어된다.
재순환 시스템 (10) 이 작동 중일 때, 필터 중 하나, 예를 들어 제 1 필터 (12a) 는 활성 상태이고, 따라서 배기관 (9) 으로부터 배기 가스를 받기 위해 재순환 시스템의 흡입구 (13) 에 연결되는 반면, 다른 필터 (12b) 는 비활성 상태이고, 따라서 흡입구 (13) 로부터 연결이 차단된다. 활성인 제 1 필터 (12a) 의 배출구 (22a) 는 엔진 (1) 의 공기 흡입구 (3) 에 연결되고 재순환 시스템의 제 2 배출구 (20) 로부터 연결이 차단되는 반면, 비활성인 제 2 필터 (12b) 의 배출구 (22b) 는 공기 흡입구 (3) 로부터 연결이 차단되고 제 2 배출구 (20) 에 연결된다. 활성인 제 1 필터 (12a) 가 특정 양의 입자를 수집했을 때 또는 이 필터가 활성 상태로 설정된 이후 특정 시간이 경과했을 때, 밸브 장치 (18) 는 흡입구 (13) 로부터 이 필터 (12a) 의 연결을 차단하고, 대신에 제 1 필터 (12a) 를 활성 상태에서 비활성 상태로, 그리고 제 2 필터 (12b) 를 비활성 상태에서 활성 상태로 전환시키기 위해 제 2 필터 (12b) 를 흡입구 (13) 에 연결시킨다. 동시에, 밸브 장치 (21a) 는 공기 흡입구 (3) 로부터 제 1 필터 (12a) 의 배출구 (22a) 의 연결을 차단하고, 대신에 이 배출구 (22a) 를 재순환 시스템의 제 2 배출구 (20) 에 연결시키는 한편, 밸브 장치 (21b) 는 재순환 시스템의 제 2 배출구 (20) 로부터 제 2 필터 (12b) 의 배출구 (22b) 의 연결을 차단하고, 대신에 이 배출구 (22b) 를 공기 흡입구 (3) 에 연결시킨다. 그 후에, 차단 밸브 (46a) 가 개방되고, 현재 비활성인 제 1 필터 (12a) 의 재생을 개시하기 위해 공기 송풍기 (42) 의 전기 모터 (44) 및 가열기 (41a) 가 가동된다. 가열기 (41a) 는 공기 송풍기 (42) 로부터의 공기 유동을 가열하고, 필터에 축적된 입자의 연소가 일어날 수 있는 수준까지 온도를 상승시키기 위해 가열된 공기는 필터 (12a) 내로 향하게 된다. 이에 의하여, 비활성인 필터 (12a) 는 재생된다. 비활성인 필터 (12a) 의 재생 중에 형성된 연소 가스는 재순환 시스템의 제 2 배출구 (20) 를 통하여 배기관 (9) 으로 배출된다. 비활성인 필터 (12a) 의 재생이 완료되었을 때, 예를 들어 재생 과정의 시작 이후 특정 시간이 경과했을 때, 공기 송풍기의 전기 모터 (44) 및 가열기 (41a) 의 전원이 꺼지고 차단 밸브 (46a) 는 닫힌다. 현재 활성인 제 2 필터 (12b) 가 특정 양의 입자를 수집했을 때 또는 이 필터가 활성 상태로 설정된 이후 특정 시간이 경과했을 때, 밸브 장치 (18) 는 흡입구 (13) 로부터 이 필터 (12b) 의 연결을 차단하고, 대신에 제 2 필터 (12b) 를 활성 상태에서 비활성 상태로, 그리고 제 1 필터 (12a) 를 비활성 상태에서 활성 상태로 전환시키기 위해 제 1 필터 (12a) 를 흡입구 (13) 에 연결시킨다. 동시에, 밸브 장치 (21b) 는 공기 흡입구 (3) 로부터 제 2 필터 (12b) 의 배출구 (22b) 의 연결을 차단하고, 대신에 이 배출구 (22b) 를 재순환 시스템의 제 2 배출구 (20) 에 연결시키는 한편, 밸브 장치 (21a) 는 재순환 시스템의 제 2 배출구 (20) 로부터 제 1 필터 (12a) 의 배출구 (22a) 의 연결을 차단하고, 대신에 이 배출구 (22a) 를 공기 흡입구 (3) 에 연결시킨다. 그 후에, 차단 밸브 (46b) 는 개방되고, 현재 비활성인 제 2 필터 (12b) 의 재생을 개시하기 위해 공기 송풍기 (42) 의 전기 모터 (44) 및 가열기 (41b) 는 가동된다. 비활성인 필터 (12b) 의 재생 중에 형성된 연소 가스는 재순환 시스템의 제 2 배출구 (20) 를 통하여 배기관 (9) 으로 배출된다. 비활성인 필터 (12b) 의 재생이 완료될 때, 공기 송풍기의 전기 모터 (44) 및 가열기 (41b) 의 전원이 꺼지고 차단 밸브 (46b) 는 닫힌다.
상기 언급된 작동 시퀀스가 엔진 (1) 이 가동 중인 한 반복된다.
활성인 필터에 축적된 입자의 양은, 예를 들어 필터를 통한 압력 강하 및 필터를 통한 체적 유량을 측정함으로써 밝혀질 수 있다.
본 발명의 배기 가스 재순환 시스템은 특히 500 kW 이상의 엔진 출력을 갖는 대형 연소 엔진에 이용된다. 이러한 연소 엔진은, 예를 들어 기차, 선박 또는 발전소에서 전력 생산을 위해 발전기에 연결될 수 있다.
본 발명은 물론 어떤 방식으로도 상기한 실시형태로 한정되지 않는다. 오히려, 실시형태의 수정에 대한 큰 가능성은, 첨부된 청구항에 기재된 바와 같은 본 발명의 기본 발상으로부터 벗어나지 않은 채 본 기술분야의 통상의 기술자에게 자명할 것이다.

Claims (12)

  1. 연소 엔진, 특히 500 kW 이상의 엔진 출력을 갖는 대형 연소 엔진의 배기관으로부터 공기 흡입구까지 배기 가스를 재순환시키기 위한 배기 가스 재순환 시스템에 있어서,
    - 엔진의 배기관으로부터 공기 흡입구까지, 재순환 시스템 (10) 을 통과하는 배기 가스로부터 미립자 성분을 제거하기 위한 필터 배치 (11) 로서, 상호 평행하게 배치된 2 이상의 미립자 필터 (12a, 12b) 를 포함하는 필터 배치 (11);
    - 활성 상태와 비활성 상태 사이에서 각각의 필터 (12a, 12b) 를 선택적으로 전환시키기 위한 밸브 수단 (17) 으로서, 배기 가스가 엔진의 배기관으로부터 공기 흡입구까지 활성 상태인 필터를 통과하도록 하고 배기 가스가 엔진의 배기관으로부터 공기 흡입구까지 비활성 상태인 필터를 통과하지 못하도록 구성된 밸브 수단 (17); 및
    - 필터가 비활성 상태일 때, 각각의 필터 (12a, 12b) 의 재생을 선택적으로 개시하기 위한 필터 재생 수단 (40)
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 배기 가스 재순환 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 필터 재생 수단 (40) 은, 재생을 개시하도록 상기 필터에 열을 발생시키기 위해 상기 필터 (12a, 12b) 각각에 연결된 가열기 (41a, 41b) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 배기 가스 재순환 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 필터 재생 수단 (40) 은, 필터의 재생이 개시되어야 할 때 각각의 가열기 (41a, 41b) 를 통하여 그리고 가열기와 연관된 필터 (12a, 12b) 내로 공기를 송풍하기 위한 공기 송풍기 (42) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 배기 가스 재순환 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 공기 송풍기 (42) 는, 필터의 재생이 개시되어야 할 때 필터와 연관된 가열기 (41a, 41b) 로부터 필터 (12a, 12b) 에 들어가는 고온 공기의 온도를 조절하기 위해, 전기 모터 (44) 에 의해 속도가 제어되는 팬 (43) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 배기 가스 재순환 시스템.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 각각의 필터 (12a, 12b) 는, 배기관 (9) 으로부터 배기 가스를 받기 위한 제 1 흡입구 (23a, 23b) 및 공기 송풍기 (42) 로부터 공기를 받기 위한 제 2 흡입구 (24a, 24b) 를 포함하고, 해당 필터의 제 2 흡입구 (24a, 24b) 에 각각의 가열기 (41a, 41b) 가 연결되는 것을 특징으로 하는 배기 가스 재순환 시스템.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 재순환된 배기 가스를 냉각시키기 위해, 상기 필터 (12a, 12b) 와 상기 엔진의 공기 흡입구 사이에 냉각기 (25) 가 배치되는 것을 특징으로 하는 배기 가스 재순환 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 냉각기 (25) 와 상기 엔진의 공기 흡입구 사이에 응축수 트랩 (27) 이 배치되는 것을 특징으로 하는 배기 가스 재순환 시스템.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 엔진의 배기관으로부터 배기 가스를 받기 위한 흡입구 (13);
    - 재순환된 배기 가스를 공기 흡입구로 배출하기 위해, 엔진의 공기 흡입구에 연결된 하나 이상의 제 1 배출구 (19a, 19b); 및
    - 각각의 필터 (12a, 12b) 의 재생 동안 생성된 연소 가스를 배기관으로 배출하기 위해, 흡입구 (13) 의 하류에서 엔진의 배기관에 연결된 하나 이상의 제 2 배출구 (20)
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 배기 가스 재순환 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서, 재순환 시스템 (10) 의 흡입구 (13) 는 픽업 튜브 (14) 를 포함하고, 픽업 튜브는 흡입구 구멍 (15) 이 배기관을 통해 흐르는 배기 가스의 의도된 유동 방향에 대향하도록 엔진의 배기관 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 배기 가스 재순환 시스템.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서, 필터의 배출구 (22a, 22b) 를 상기 재순환 시스템의 상기 하나 이상의 제 1 배출구 (19a, 19b) 중 적어도 하나 또는 상기 재순환 시스템의 상기 하나 이상의 제 2 배출구 (20) 중 적어도 하나와 선택적으로 소통하도록 설정하기 위해, 각각의 필터 (12a, 12b) 의 하류에 밸브 장치 (21a, 21b) 가 배치되는 것을 특징으로 하는 배기 가스 재순환 시스템.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 필터 (12a, 12b) 와 상기 엔진의 공기 흡입구 사이에 배치된 밸브 장치 (28), 및 상기 엔진으로 재순환된 배기 가스의 양을 조절하도록 상기 밸브 장치 (28) 를 제어하기 위한 전자 제어 장치 (29) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 배기 가스 재순환 시스템.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밸브 수단 (17) 은, 상기 필터 (12a, 12b) 중 적어도 하나를 활성 상태로부터 비활성 상태로 전환시키는 동시에, 상기 필터 (12a, 12b) 중 적어도 다른 하나를 비활성 상태로부터 활성 상태로 전환시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 배기 가스 재순환 시스템.
KR1020117030509A 2009-06-11 2009-06-11 배기 가스 재순환 시스템 KR20140069380A (ko)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/SE2009/050713 WO2010144006A1 (en) 2009-06-11 2009-06-11 Exhaust gas recirculation system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20140069380A true KR20140069380A (ko) 2014-06-10

Family

ID=43309071

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020117030509A KR20140069380A (ko) 2009-06-11 2009-06-11 배기 가스 재순환 시스템

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20120079814A1 (ko)
KR (1) KR20140069380A (ko)
CN (1) CN102803696A (ko)
DE (1) DE112009004910T5 (ko)
NO (1) NO20111668A1 (ko)
SE (1) SE536843C2 (ko)
WO (1) WO2010144006A1 (ko)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103541788A (zh) * 2013-11-12 2014-01-29 上海三一重机有限公司 发动机排气过滤装置及其工程机械
CN103644014B (zh) * 2013-12-23 2016-04-20 苏州赛菲集团有限公司 一种再生式含铝碳化硅纤维毡微颗粒捕集器及其制造方法
US9387438B2 (en) 2014-02-14 2016-07-12 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Modular system for reduction of sulphur oxides in exhaust
DE102014118813A1 (de) 2014-12-17 2016-06-23 Tenneco Gmbh AGR-System mit Partikelfilter für Ottomotor
CN104895649A (zh) * 2015-05-28 2015-09-09 中国汽车技术研究中心 汽油机双路并联颗粒物过滤系统及再生方法
SE541077C2 (en) * 2017-09-05 2019-03-26 Husqvarna Ab Separator, separator system and methods of their operation
US11427467B1 (en) * 2018-04-03 2022-08-30 Energy, United States Department Of Iron based catalysts for production of carbon and hydrogen from decomposition of methane
DE102020206264A1 (de) * 2020-05-19 2021-11-25 Volkswagen Aktiengesellschaft Drainage von Kondensat aus einem Regenerationsluftsystem einer Brennkraftmaschine
CN114017170B (zh) * 2022-01-05 2022-03-29 潍柴动力股份有限公司 一种双dpf上游温度传感器可信性监控方法、装置和发动机

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4055158A (en) * 1974-04-08 1977-10-25 Ethyl Corporation Exhaust recirculation
EP0283240B1 (en) * 1987-03-20 1992-09-30 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Diesel engine exhaust gas particle filter
US5085049A (en) * 1990-07-09 1992-02-04 Rim Julius J Diesel engine exhaust filtration system and method
JPH0754718A (ja) * 1993-08-11 1995-02-28 Yanmar Diesel Engine Co Ltd 内燃機関のｅｇｒ装置
JPH08338320A (ja) * 1995-06-14 1996-12-24 Hino Motors Ltd 排ガス浄化装置
DE19525134C2 (de) * 1995-07-12 1997-09-04 Freudenberg Carl Fa Vorrichtung zur Reinigung von Abgas einer gemischverdichtenden Verbrennungskraftmaschine
JP3355943B2 (ja) * 1996-07-18 2002-12-09 松下電器産業株式会社 排ガス浄化方法及び排ガスフィルタ並びにこれを用いた排ガスフィルタ浄化装置
SE519922C2 (sv) * 1998-12-07 2003-04-29 Stt Emtec Ab Anordning och förfarande för avgasrening samt användning av anordningen
US6474060B2 (en) * 1999-11-17 2002-11-05 Southwest Research Institute Exhaust gas recirculation filtration system
US6301887B1 (en) * 2000-05-26 2001-10-16 Engelhard Corporation Low pressure EGR system for diesel engines
US20060021335A1 (en) * 2004-07-29 2006-02-02 Caterpillar, Inc. Exhaust treatment system having particulate filters

Also Published As

Publication number Publication date
CN102803696A (zh) 2012-11-28
WO2010144006A1 (en) 2010-12-16
NO20111668A1 (no) 2012-02-15
US20120079814A1 (en) 2012-04-05
DE112009004910T5 (de) 2012-06-28
SE1250004A1 (sv) 2012-01-05
SE536843C2 (sv) 2014-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20140069380A (ko) 배기 가스 재순환 시스템
EP1420159B1 (en) EGR system for internal combustion engine provided with a turbo-charger
JP2009299522A (ja) 集塵フィルタの再生方法及びシステム
WO2007081342A1 (en) Controlling temperature of exhaust and intake gas
US10006331B2 (en) Method for operating a drive device and corresponding drive device
JP5992621B2 (ja) 内燃機関における排気ガス処理方法および排気系の装置
KR20150018546A (ko) 배기 가스 순환계에서의 에너지 회수 시스템
CN102191974A (zh) 用于颗粒捕集器再生的排气压缩机旁路
JP2010096143A (ja) 内燃機関の制御装置及びその制御システム
JP5030911B2 (ja) ディーゼルエンジンの排ガス後処理装置
KR20130126499A (ko) 디젤엔진 및 기존 디젤엔진의 동력 증가 방법
CN101586489B (zh) 在dpf再生模式下冷却热排放的新鲜空气旁路
JP3923276B2 (ja) エンジンの排気処理方法およびその装置
JP2007127033A (ja) 黒煙除去装置
CN104379919A (zh) 用于从排气回路回收能量的系统
KR101939404B1 (ko) 디젤엔진의 배기가스 재순환장치 및 배기가스 재순환장치 제어 방법
EP2270328A1 (en) Ship
EP1445454A1 (en) Temperature control for an engine intake system
JP5411754B2 (ja) 車両用暖房装置
KR101405752B1 (ko) 배기가스 재순환장치의 크리닝장치
JP3804205B2 (ja) ターボ過給式エンジンのクールｅｇｒ装置
CN102449280A (zh) 带有温度控制的排气后处理系统
KR101199121B1 (ko) 다기능 배기가스재순환장치
JP2015137630A (ja) 排ガス浄化システム及びその制御方法
JP6349240B2 (ja) 排ガス処理装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application