KR20150139968A - Engine exhaust after-treatment system - Google Patents
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Abstract
엔진 배기 후처리 시스템은 배기 통로; 배기 통로와 소통하는 배기 처리 부품 하우징; 하우징 내에 떨어져 간격을 두는 한 쌍의 배플(baffle); 한 쌍의 배플 사이에 위치되는 복수의 배기 처리 장치;를 포함하는 엔진 배기 후처리 시스템을 제공하고, 각각의 배기 처리 장치는 캐니스터; 각각의 캐니스터들을 배플들 사이에 위치시키기 위하여 한 쌍의 배플 사이에 고정되는 복수의 구속 장치를 포함하되, 각각의 구속 장치는 캐니스터의 외부 표면에 대하여 경사진 적어도 그 일부분을 포함하여 구속 장치의 단부들이 상기 제 1 단부에서 상기 캐니스터의 외부 표면들에 인접하고 상기 캐니스터의 방사상 이동을 방지함; 및 배기 처리 장치들의 상류의 하우징 내에 위치되고, 각각의 배기 처리 장치들 상에 침적되는 입자상 물질을 분산시키기 위한 수트 블로워;를 포함한다.The engine exhaust aftertreatment system includes an exhaust passage; An exhaust treated component housing communicating with the exhaust passage; A pair of baffles spaced apart in the housing; A plurality of exhaust treatment apparatuses positioned between the pair of baffles, each exhaust treatment apparatus comprising: a canister; A plurality of restraint devices secured between a pair of baffles for positioning each of the canisters between baffles, each restraining device comprising at least a portion of the restraint device inclined relative to an outer surface of the canister, Adjacent the outer surfaces of the canister at the first end and preventing radial movement of the canister; And a soot blower located in a housing upstream of the exhaust processing apparatuses for dispersing particulate matter deposited on each of the exhaust processing apparatuses.
Description
본 발명은 엔진 배기 후처리 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an engine exhaust aftertreatment system.
본 섹션은 반드시 종래 기술은 아닌 본 발명의 배경 정보를 제공한다.This section provides background information of the present invention that is not necessarily the prior art.
연소 기관들은 환경에 해로운 배기가스를 생산하는 것으로 알려져 있다. 엔진이 가질 수 있는 환경 결과들을 감소시키기 위한 노력으로, 배기 후처리 시스템들은 대규모 분석과 개발을 겪어 왔다. 엔진 배기가스를 처리하는데 도움을 주는 다양한 부품들은 입자상 필터들 및 산화와 환원 촉매들을 포함한다.Combustion engines are known to produce exhaust gases that are harmful to the environment. In an effort to reduce the environmental consequences that the engine may have, exhaust aftertreatment systems have undergone extensive analysis and development. Various components that aid in the processing of engine exhaust include particulate filters and oxidation and reduction catalysts.
시간이 지남에 따라, 다양한 배기 후처리 소자들 중 일부는 제거 및 정비를 필요로 할 수 있다. 이를 달성하는 한 가지 방법은 다양한 후처리 부품들을 어셈블리로부터 제거 가능하도록 하고, 그리고 나서 개별적으로 세척하는 것이다. 그러나 엔진 적용의 크기에 따라, 이러한 작업의 시간과 어려움은 증가할 수 있다. 이와 관련하여, 기관차, 선박, 및 대형 자가 발전 적용들과 같은 큰 엔진 적용들은 실질적으로 예를 들면 트랙터 트레일러 엔진 적용보다 더 많은 배기가스를 생산할 수 있다. 배기 후처리 시스템들은 따라서, 이러한 대형 적용들에 의해 생산되는 배기가스를 적절하게 처리하기 위하여 일반적으로 규모 면에서 훨씬 크다. 배기 후처리 시스템의 규모가 증가함에 따라, 그러한 시스템을 정비하는 능력은 실질적으로 더 어려워진다.Over time, some of the various exhaust aftertreatment elements may require removal and maintenance. One way to accomplish this is to make the various post-treatment parts removable from the assembly, and then wash them separately. However, depending on the size of the engine application, the time and difficulty of this operation may increase. In this regard, large engine applications, such as locomotives, ships, and large self-powered applications, can produce substantially more exhaust gases than, for example, tractor trailer engine applications. The exhaust aftertreatment systems are therefore generally much larger in scale to adequately treat the exhaust gases produced by these large applications. As the size of the exhaust aftertreatment system increases, the ability to service such systems becomes substantially more difficult.
본 섹션은 본 발명의 일반적인 요약을 제공하나, 완전한 범위 또는 모든 특징의 포괄적인 내용은 아니다.This section provides a general summary of the present invention, but is not intended to be exhaustive or to limit the scope of the invention to the full extent.
본 발명은 배기 통로; 배기 통로와 소통하는 배기 처리 부품 하우징; 하우징 내에 떨어져 간격을 두는 한 쌍의 배플(baffle); 한 쌍의 배플 사이에 위치되는 복수의 배기 처리 장치;를 포함하는 엔진 배기 후처리 시스템을 제공하고, 각각의 배기 처리 장치는 캐니스터(canister); 각각의 캐니스터들을 배플들 사이에 위치시키기 위하여 한 쌍의 배플 사이에 고정되는 복수의 구속 장치(restraining device)를 포함하되, 각각의 구속 장치는 캐니스터의 외부 표면에 대하여 경사진 적어도 그 일부분을 포함하여 구속 장치의 단부들이 상기 제 1 단부에서 상기 캐니스터의 외부 표면들에 인접하고 상기 캐니스터의 방사상 이동을 방지함; 및 배기 처리 장치들의 상류의 하우징 내에 위치되고, 각각의 배기 처리 장치들 상에 침적되는 입자상 물질을 분산시키기 위한 수트 블로워(soot blower);를 포함하는 엔진 배기 후처리 시스템을 제공한다.The present invention relates to an exhaust passage; An exhaust treated component housing communicating with the exhaust passage; A pair of baffles spaced apart in the housing; A plurality of exhaust treatment apparatuses positioned between the pair of baffles, each exhaust treatment apparatus comprising: a canister; A plurality of restraining devices secured between the pair of baffles for positioning each of the canisters between the baffles, each restraining device including at least a portion thereof angled relative to an outer surface of the canister The ends of the restraint device being adjacent the outer surfaces of the canister at the first end to prevent radial movement of the canister; And a soot blower located in a housing upstream of the exhaust treatment devices for dispersing particulate matter deposited on each of the exhaust treatment devices.
적용의 또 다른 영역들은 여기서 제공되는 설명으로부터 자명해질 것이다. 본 요약에서의 설명과 특정 실시 예들은 단지 설명의 목적을 위하여 의도되며 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 의도되지 않는다.Other areas of application will become apparent from the description provided herein. The description and specific embodiments in this summary are intended for purposes of illustration only and are not intended to limit the scope of the invention.
여기서 설명되는 도면들은 모든 가능한 구현이 아닌 단지 선택된 실시 예들의 설명을 위한 것이며, 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 의도되지 않는다.
도 1은 본 발명의 원리에 따른 배기 처리 시스템의 개략적인 표현이다.
도 2는 본 발명의 원리에 따른 배기 후처리 시스템의 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 배기 후처리 시스템의 확대 사시도이다.
도 4는 본 발명의 원리에 따른 배기 처리 부품의 부분 확대 사시도이다.
도 5는 본 발명의 원리에 따른 배기 처리 부품의 하우징의 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시된 하우징의 내부를 입구 측으로부터 본 사시도이다.
도 7은 도 5에 도시된 하우징의 내부를 출구 측으로부터 본 사시도이다.
도 8은 도 5의 라인 8-8을 따라 절단된 단면도이다.
도 9는 도 8에 도시된 배기 처리 부품들 중 하나의 확대 단면도이다.
도면들의 일부에 걸쳐 상응하는 참조 번호들은 상응하는 부품들을 나타낸다.The drawings described herein are for illustrative purposes only and are not intended to limit the scope of the present invention, rather than all possible implementations.
1 is a schematic representation of an exhaust treatment system in accordance with the principles of the present invention.
2 is a perspective view of an exhaust aftertreatment system in accordance with the principles of the present invention.
3 is an enlarged perspective view of the exhaust aftertreatment system shown in FIG.
4 is a partially enlarged perspective view of an exhaust treated part according to the principle of the present invention.
5 is a perspective view of a housing of an exhaust treated component according to the principles of the present invention.
6 is a perspective view of the inside of the housing shown in Fig. 5 as viewed from the entrance side.
7 is a perspective view of the inside of the housing shown in Fig. 5 as viewed from the outlet side.
8 is a cross-sectional view taken along line 8-8 of Fig.
9 is an enlarged cross-sectional view of one of the exhaust-treated parts shown in Fig.
Corresponding reference numerals throughout the figures represent corresponding parts.
첨부된 도면들을 참조하여 바람직한 실시 예들이 이제 설명될 것이다.Preferred embodiments will now be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 배기 시스템(10)을 개략적으로 도시한다. 배기 시스템(10)은 일단 연소되면 배기 후처리 시스템(18)을 갖는 배기 통로(16) 내로 배출되는 배기 가스들을 생산할, 한 쌍의 연료원(14a 및 14b)과 소통되는 적어도 하나의 엔진(12)을 포함할 수 있다. 연료원(14a 및 14b)은 서로 다른 연료들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 연료원(14a)은 저유황 디젤 연료(low sulfur diesel fuel, LSF)를 포함할 수 있고, 연료원(14b)은 초저유황 디젤 연료(ULSF)를 포함할 수 있다. 사용될 수 있는 다른 바람직한 연료들은 선박용 경유(marine gas oil, MGO), 선박용 디젤유(MDO), 중간 연료유(intermediate fuel oil, IFO), 중유(intermediate fuel oil, HFO), 천연 가스와 디젤 연료의 조합물, 또는 천연 가스의 수소와의 혼합물을 포함한다. 또한, 위에 언급된 연료들의 어떠한 조합도 연료원들(14a 및 14b) 내에 저장될 수 있다는 것에 유의하여야 한다.1 schematically shows an
엔진(12)으로부터 하류에 배기 처리 부품(20)이 배치될 수 있고, 이는 디젤 산화 촉매(DOC), 촉매-코팅된 디젤 입자상 필터(DPF) 부품 또는 도시된 것과 같이, 선택적 촉매 환원(SCR) 부품(22)을 포함할 수 있다. 비록 선택적 촉매 환원 부품(22)이 도시되나, 선택적 촉매 환원 부품(22)은 또한 그 안에 디젤 산화 촉매 또는 디젤 입자상 필터를 포함할 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 또한, 선택적 촉매 환원 부품(22)은 선택적 촉매 환원 촉매-코팅된 디젤 입자상 필터 또는 선택적 촉매 환원 촉매-코팅된 유동 통과(flow-through) 필터(FTF)일 수 있다.An exhaust treated
엔진(12)에 의해 생산되는 배출가스의 감소에 도움을 주기 위하여, 배기 후처리 시스템(18)은 배기 처리 유체를 배기 스트림 내로 주기적으로 주입하기 위한 도우징 모듈(dosing module, 26)을 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 것과 같이, 도우징 모듈(26)은 배기 후처리 부품(18)의 상류에 위치될 수 있고, 배기 처리 유체를 배기 스트림 내로 주입하도록 작동할 수 있다. 이와 관련하여, 도우징 모듈(26)은 디젤 연료 또는 요소(urea) 또는 가스성 암모니아와 같은 배기 처리 유체를 배기 처리 부품(20) 상류의 배기 통로(16) 내로 주입하기 위하여 입구 라인(32)에 의해 시약 탱크(28) 및 펌프(30)와 유체 소통된다. 탱크(28)는 액체 배기 처리 유체들을 저장할 수 있거나, 혹은 고체 또는 가스성 암모니아를 저장할 수 있다. 요소와 결합하여 배기 처리를 향상시키도록 사용될 수 있는 다른 재료들은 개별 탱크(도시되지 않음) 내에 저장될 수 있는 에탄올 또는 수소일 수 있다.To help reduce the exhaust produced by the
도우징 모듈(26)은 또한 회수 라인(return line, 34)을 거쳐 시약 탱크(28)와 유체 소통될 수 있다. 회수 라인(34)은 배기 스트림 내로 주입되지 않은 어떠한 배기 처리 유체가 시약 탱크(28)로 회수되도록 허용한다. 입구 라인(32), 도우징 모듈(26), 및 회수 라인(34)을 통한 배기 처리 유체의 흐름은 또한 도우징 모듈(26)이 과열되지 않도록 도우징 모듈(26)을 냉각하는데 도움을 준다. 도면들에서는 도시되지 않았으나, 도우징 모듈(26)은 도우징 모듈을 냉각하기 위하여 도우징 모듈(26) 주위로 냉각수가 통과하는 냉각 재킷을 포함하도록 구성될 수 있다.The
배기 스트림을 효율적으로 처리하는데 필요한 배기 처리 유체의 양은 부하, 엔진 속도, 배기 가스 온도, 배기 가스 흐름, 엔진 연료 주입 시간, 원하는 질소산화물 감소, 기압, 상대 습도, 배기 가스 재순환 비율 및 엔진 냉각수 온도에 따라 다양할 수 있다. 질소산화물 센서 또는 미터(36)는 선택적 촉매 환원 부품(22)으로부터 하류에 위치될 수 있다. 질소산화물 센서(36)는 배기 질소산화물 농도를 나타내는 신호를 엔진 제어 유닛(38, ECU)에 출력하도록 작동할 수 있다. 모든 또는 일부 엔진 작동 파라미터가 엔진 제어 유닛(38)으로부터 엔진/차량 데이터버스를 거쳐 배기 시스템 컨트롤러(40)로 제공될 수 있다. 배기 시스템 컨트롤러(40)는 또한 엔진 제어 유닛(38)의 일부분으로 포함될 수 있다. 배기 가스 온도, 배기 가스 흐름과 배기 역압 및 다른 차량 작동 파라미터들이 도 1에 표시된 것과 같은, 각각의 센서들에 의해 측정될 수 있다.The amount of exhaust processing fluid required to efficiently process the exhaust stream may vary depending on load, engine speed, exhaust gas temperature, exhaust gas flow, engine fuel injection time, desired nitrogen oxide reduction, atmospheric pressure, relative humidity, exhaust gas recirculation rate, May vary. The nitrogen oxide sensor or
배기 스트림을 효율적으로 처리하는데 필요한 배기 처리 유체의 양은 또한 엔진(12)의 크기에 의존할 수 있다. 이와 관련하여, 기관차, 해양 선박, 및 고정식 적용들에서 사용되는 대형 디젤 엔진들은 단일 도우징 모듈(26)의 용량을 초과하는 배기 흐름 비율들을 가질 수 있다. 따라서, 요소 주입을 위하여 단일 도우징 모듈(26)이 도시되나, 요소 주입을 위한 다수의 도우징 모듈(26)이 고려될 수 있다는 것을 이해하여야만 한다.The amount of exhaust treatment fluid required to efficiently process the exhaust stream may also depend on the size of the
엔진(12)의 작동 동안에, 위에 설명된 것과 같이, 엔진(12)에 제공되는 연료의 형태는 서로 다른 연료원들(14a 및 14b) 사이에서 전환될 수 있다. 연료원들(14a 및 14b)이 각각 서로 다른 유황 함량을 갖는 연료들을 지니는 경우에, 엔진(12)이 고유황 함량을 갖는 연료를 사용할 때, 후처리 시스템(18)은 반드시 이용될 필요는 없다는 것에 유의하여야 한다. 즉, 엔진(12)이 용기가 해안으로부터 미리 결정된 거리로 떨어져 위치되는 해양 적용일 때, 배출 규제는 후처리 시스템(18)의 사용을 필요로 하지 않을 수 있다. 따라서, 고유황 함량 연료(또는 어떠한 형태의 연료)를 사용하는 동안에 엔진(12)에 의해 생산되는 어떠한 배기도 후처리 시스템(18)을 통과하지 않고 대기 내로 배출될 수 있다. 후처리 시스템(18)에 도달하기 전에 바로 대기 내로 배기를 배출하기 위하여, 배기 시스템(10)은 후처리 우회 파이프(44, by-pass pipe)를 포함할 수 있다.During operation of the
우회 파이프(44)를 통하거나 또는 후처리 시스템(18)을 통하여 배기 가스가 흐로도록 허용하기 위하여 우회 파이프(44)의 입구에 밸브(48)가 위치될 수 있다. 밸브(48)는 컨트롤러(40) 또는 엔진 제어 유닛(38)과 소통된다. 만일 엔진(12)이 고유황 함량 연료 상에서 작동하면, 컨트롤러(40) 또는 엔진 제어 유닛(38)은 대기를 후처리 시스템(18)을 통과하지 않고 대기 내로 배출시키도록 허용하기 위하여 밸브(48)가 우회 파이프(44)를 개방하고 밸브(48)의 하류의 배기 통로(16)를 폐쇄하도록 명령할 수 있다. 유사하게, 만일 엔진(12)이 배출 규제가 배기 후처리를 필요로 하는 영역 상에서 작동할 때, 컨트롤러(40) 또는 엔진 제어 유닛(38)은 배기가 후처리 시스템(18)을 통과하도록 허용하기 위하여 밸브(48)가 우회 파이프(44)를 폐쇄하도록 명령한다.The
연료 탱크들(14a 및 14b)에 의해 엔진(12)에 제공되는 연료는 각각 밸브들(50a, 50b)을 통하여 제어된다. 밸브들(50a, 50b)은 컨트롤러(40) 및/또는 엔진 제어 유닛(38)과 소통된다. 탱크들(14a 및 14b)에 의해 제공되는 연료들 사이를 전환하는 것이 바람직할 때, 컨트롤러(40) 또는 엔진 제어 유닛(38)은 밸브들(50a 및 50b)이 개방하거나 또는 폐쇄하도록 명령할 수 있다. 예를 들면, 만일 엔진(12)이 고유황 함유 연료로부터 저유황 함유 연료로 전환하면, 컨트롤러(40) 또는 엔진 제어 유닛(38)은 밸브(50a)가 폐쇄되도록 명령하고 밸브(50b)가 개방되도록 명령할 수 있다. 컨트롤러(40) 또는 엔진 제어 유닛(38)이 밸브들(50a 및 50b)에 개방되거나 또는 폐쇄되는 명령들을 송신하기 전에, 컨트롤러(40) 또는 엔진 제어 유닛(38)은 배기 스트림 내에 존재하는 어떠한 연소되지 않은 연료가 연소될 수 있는 정도까지(예를 들면, 300℃) 배기 온도들을 올리기 위하여 버너(24)가 활성화되도록 명령할 수 있다. 이와 관련하여, 만일 연료 전환이 바람직하면, 컨트롤러(40) 또는 엔진 제어 유닛(38)은 버너(24)를 활성화하기 위한 명령 및 미리 결정된 시간 기간 동안 버너(24)가 작동할 때까지 밸브들(50a 및 50b)의 지연 작동을 시그널링할 수 있다.The fuel supplied to the
비록 본 발명에서는 필요하지 않으나, 버너(24)가 활성화되는 동안에 밸브(48)가 연료 전환 동안에 우회 파이프(44)를 개방하도록 제어될 수 있다는 것에 유의하여야 한다. 연료 전환이 완료되고 버너(24)가 불활성화될 때, 밸브(48)는 우회 파이프(44)를 폐쇄하고 배기가 배기 후처리 시스템(18)을 통과하도록 허용할 수 있다. 이러한 방식으로, 어떠한 연소되지 않은 고유황 함유 연료도 선택적 촉매 환원 부품(22)에 도달하는 것을 방지할 수 있다는 것이 보장될 수 있다.It should be noted that while not necessary in the present invention, the
게다가, 밸브(48)는 연료 밸브들(50a 및 50b)과 동기화되도록 디자인될 수 있다. 즉, 만일 엔진(12)이 저유황 함유 연료 상에서 작동할 수 있는 것과 같이 연료 밸브(50b)를 개방하도록 컨트롤러(40)에 의해 신호가 송신되면, 밸브(48)는 배기 후처리 시스템(18)을 통하여 이동하도록 허용하기 위하여 우회 파이프(44)를 폐쇄하기 위한 신호를 동시에 수신할 수 있다. 유사하게, 만일 엔진(12)이 고유황 함유 연료 상에서 작동할 수 있는 것과 같이 연료 밸브(50a)를 개방하도록 컨트롤러(40)에 의해 신호가 송신되면, 밸브(48)는 배기가 배기 후처리 시스템(18)을 통과하기 전에 대기 내로 배출되도록 허용하기 위하여 우회 파이프(44)를 개방하기 위한 신호를 동시에 수신할 수 있다.In addition, the
이제 도 2-9를 참조하면, 본 발명에 따른 바람직한 배기 후처리 시스템(18)이 도시된다. 후처리 시스템(18)은 엔진(12)에 의해 생산되는 배기를 배기 후처리 부품(20)에 제공하는 배기 통로(16)를 포함한다. 도우징 모듈(26) 및 배기 처리 부품(20) 사이의 위치에서 한 쌍의 혼합 장치(mixing device, 52)가 배기 통로(16) 내에 배치될 수 있다. 혼합 장치들(52)은 배기 통로(16) 내로 주입된 배기 처리 유체를 분산시키고 엔진(12)에 의해 생산되는 배기와 혼합하는데 도움을 준다. 비록 도 2 및 3에 한 쌍의 혼합 장치(52)가 도시되나, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 더 많거나 또는 더 적은 수의 혼합 장치들(52)이 사용될 수 있다는 것에 유의하여야 한다. 배기 후처리 시스템(18)은 복수의 지지 구조(53)에 의해 지지될 수 있다.2-9, there is shown a preferred
우회 파이프(44)의 입구(54)는 혼합 장치들(52)로부터 하류에 위치된다. 밸브(48)는 입구(54)에 위치될 수 있고 배기 처리 부품(20)을 우회하기 위하여 배기가 배기 통로(16) 내에서 이동하는 것을 허용하도록 작동될 수 있다. 비록 도 1에 도시되지는 않으나, 우회 파이프(44)가 작동될 때, 밸브(56)에 의해 배기 처리 부품(20)을 통한 유체 흐름이 방지되도록 하기 위하여 또 다른 밸브(56)가 또한 배기 처리 부품 입구(58)에 위치될 수 있다는 것에 유의하여야 한다. 바꾸어 말하면, 만일 밸브(48)가 개방되면, 밸브(56)는 닫힌다. 각각의 밸브들(48 및 56)은 예를 들면, 솔레노이드(solenoid, 도시되지 않음)에 의해 작동되는 나비형 밸브(butterfly valve)들일 수 있다.The
우회 파이프(44)는 디자인이 모듈식일 수 있다. 예를 들면, 우회 파이프(44)는 복수의 중간 섹션(62, 64, 및 66)을 통하여 연결되는 한 쌍의 곡선의 섹션(60a 및 60b)을 포함할 수 있다. 비록 중간 섹션들(62 및 66)이 실린더 형태의 파이프들인 것으로서 도 2와 3에 도시되나, 중간 섹션들(62 및 66)은 우회 파이프(44)의 사용 동안에 열 팽창을 허용하는 가요성 벨로우즈(flexible bellows)를 포함할 수 있다는 것을 이해하여야만 한다. 곡선의 섹션(60b)으로부터 하류에 배기 처리 부품(20)으로부터 하류의 위치에서 우회된 배기를 다시 배기 통로(16) 내로 제공하는 출구(68)가 존재할 수 있다. 우회 파이프(44)의 입구(54) 및 출구(68)는 배기 통로와 통합되거나 또는 일원화될 수 있거나, 혹은 곡선의 섹션들(60a 및 60b)과 중간 섹션들(62, 64, 및 66)과 유사한 개별적으로 형성되는 부품일 수 있다.The
배기 처리 부품(20)은 복수의 선택적 촉매 환원 부품(20)을 지지하는 하우징(70)을 포함할 수 있다. 도시된 실시 예에서, 하우징(70)은 박스 형태이고 복수의 외부 패널(71)을 포함한다. 하우징(70)의 외부 패널들(71) 내에 복수의 트러스(truss, 73)가 배치될 수 있다. 트러스들(73)은 하우징(70)의 내부 내의 외부 패널들(71)의 모서리들에 배치되는 L-형태 부재들일 수 있다. 트러스들(73)은 하우징(70)에 구조적 지지를 제공하고, 하우징(70)이 각각의 선택적 촉매 환원 부품들(22)을 지지하도록 허용한다. 트러스들(73)과 유사하게, 크로스 부재(cross-member)들이 하우징(70)에 구조적 지지를 제공한다.The
하우징(70)은 9개의 선택적 촉매 환원 부품(22)의 어레이를 지지한다. 비록 도면들에서 9개의 선택적 촉매 환원 부품들(22)이 도시되나, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 어떠한 수의 선택적 촉매 환원 부품(22)도 하우징(70) 내에 지지될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 선택적 촉매 환원 부품들(22)을 위한 어떠한 구성도 고려될 수 있으나, 선택적 촉매 환원 부품들(22)은 실린더 형태일 수 있다.The
하우징(70)은 입구 콘(inlet cone, 72) 및 출구 콘(74) 사이에 배치될 수 있다. 입구 콘(72)은 하우징(70)의 플랜지(78)와 상응하고 플랜지(78)에 볼트로 고정하는 플랜지(76)를 포함한다. 출구 콘(74)은 하우징(70)의 또 다른 플랜지(82)와 상응하고 플랜지(82)에 볼트로 고정하는 플랜지(80)를 포함할 수 있다. 그러한 구성은 단단하고 기밀하게 밀봉된 배기 처리 부품(20)을 야기한다.The
도 5에 가장 잘 도시된 것과 같이, 하우징(70)은 입구 측(84)과 출구 측(86)을 포함할 수 있다. 입구 측(84)에 입자상 물질 분산 장치(88, 여기서는 "수트 블로워")가 위치될 수 있다. 수트 블로워(88)는 선택적 촉매 환원 부품(22) 상에 만들어질 수 있는 입자상 물질의 어떠한 침전물을 분산시키기 위하여 선택적 촉매 환원 부품(22)을 향하여 압축 공기를 배출하도록 디자인되고 작동한다. 수트 블로워(88)는 노즐 라인들(92)의 복수의 어레이(90)를 포함하고, 각각의 노즐 라인(92)은 배기 선택적 촉매 환원 부품(22)을 향하여 압축 공기를 배출하기 위한 복수의 노즐(94)을 포함한다. 노즐 라인들(92)은 알루미늄, 강, 구리, 또는 통상의 지식을 가진 자들에 잘 알려진 어떠한 다른 재료를 포함하는 다양한 금속 재료로 형성될 수 있다. 하우징(70)은 노즐 라인들(92)이 그것을 통하여 통과하도록 허용하는 복수의 구멍(aperture, 도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 구멍들에 노즐 라인들(92)을 고정하기 위하여, 시트 부재(seat member, 98) 및 개스킷(100)이 사용될 수 있다.As best shown in FIG. 5,
비록 선택적 촉매 환원 부품(22)의 면에서의 입자상 물질 및/또는 검댕(soot)의 분산이 요구되고 바람직하나, 본 발명은 이에 한정되지 않는 것을 이해하여야 한다. 이와 대조적으로, 본 발명은 또한 선택적 촉매 환원 부품(22) 면 이외의 위치들에서 입자상 물질 및/또는 검댕의 발생을 방지하도록 디자인되는 수트 블로워(88)를 제공한다는 것을 이해하여야 한다. 더 구체적으로, 입자상 물질 및/또는 검댕은 선택적 촉매 환원 부품(22) 면 이외의 위치들에서 만들어질 수 있다. 만일 너무 많은 입자상 물질 및/또는 검댕이 선택적 촉매 환원 부품들(22) 사이의 이러한 "사각 지역"에서 만들어지면, 입자상 물질 및/또는 검댕의 축적은 결국 선택적 촉매 환원 부품들(22)을 중단시키고 막을 수 있다. 따라서, 노즐들(94)은 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 선택적 촉매 환원 부품들(22) 사이의 위치들에서 압축 공기를 배출시키도록 위치될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.Although it is desirable and desirable to disperse particulate matter and / or soot on the surface of the selective
이제 도 4, 6 및 7-9를 참조하면, 본 발명에 따른 배기 처리 부품 장착 시스템이 설명될 것이다. 하우징(70)은 각각의 선택적 촉매 환원 부품(22)을 지지하기 위하여 한 쌍의 배플(102a 및 102b)을 포함할 수 있다. 배플들(102a 및 102b)은 하우징(70)의 내부 표면들(104)에 용접될 수 있고 선택적 촉매 환원 부품들(22)을 받도록 크기화된 복수의 관통 홀(106, 도 6)을 포함할 수 있다. 각각의 선택적 촉매 환원 부품(22)은 각각의 선택적 촉매 환원 기판(110)을 수용하는 캐니스터(108)를 포함한다. 캐니스터(108) 및 선택적 촉매 환원 기판(110) 사이에 절연 매트(insulting mat, 112)가 배치될 수 있다.Referring now to Figures 4, 6 and 7-9, an exhaust treated component mounting system in accordance with the present invention will be described. The
배플들(102a 및 102b) 사이에 캐니스터들(108)을 고정하기 위하여, 복수의 구속 장치(114)가 사용될 수 있다. 구속 장치들(114)은 배플들(102a 및 102b) 사이에 용접되는 선형(예를 들면, 평면의) 부재일 수 있다. 대안으로서, 구속 장치들(114)은 단면이 L-형태 일 수있다(도 7). 그럼에도 불구하고, 도 9에 가장 잘 도시된 것과 같이, 구속 장치(114)의 적어도 일부분은 선택적 촉매 환원 부품(22)의 축(A)과 평행한 캐니스터(108)의 표면(116)에 대하여 각도(α)로 비스듬히 위치된다. 각도(α)는 1 내지 20도의 범위 내일 수 있다. 바람직하게는, 각도(α)는 5 내지 15도의 범위 내일 수 있다. 더 바람직하게는, 각도(α)는 5 내지 10도의 범위 내일 수 있다.In order to secure the
표면(116)에 대하여 경사진 구속 장치(114)의 적어도 일부분 때문에, 구속 장치(114)는 선택적 촉매 환원 부품(22)이 하우징(70) 내로 삽입됨에 따라 제 1 단부(118)에서 캐니스터(108)와 인접할 것이다. 일단 구속 장치(114)가 캐니스터(108)와 인접하면, 선택적 촉매 환원 부품(22)의 방사상 이동이 방지된다. 도 7 및 9는 구속 장치(114) 및 캐니스터(108) 사이의 인접을 도시한다. 게다가, 구속 장치들(114) 및 캐니스터(108) 사이의 인접은 하우징(70) 내로의 캐니스터들의 삽입 동안에 캐니스터를 배플들(102a 및 102b) 사이에 위치시키는데 도움을 준다.Because of at least a portion of the restraining
캐니스터(108)가 구속 장치(114)에 인접한 후에, 캐니스터(108)의 제 2 단부(120)는 이어 부재(ear member, 122)들을 볼트로 고정함으로써 고정될 수 있다. 이어 부재들(122)은 캐니스터(108)의 제 2 단부(120)에 용접되는 개별적으로 형성되는 부재들일 수 있다. 대안으로서, 캐니스터(108)에 방사상으로 연장하는 플랜지(도시되지 않음)가 제 2 단부(120)에 제공될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 이어 부재(122)는 이어 부재(122)와 캐니스터(108)를 배플(102a 및 102b)에 볼트로 고정하는 패스너(124)를 받도록 작동할 수 있다. 도 4-6에 가장 잘 도시된 것과 같이, 캐니스터(108)를 배플들(102a 및 102b) 사이에 고정하기 위하여 4개의 구속 장치(114, 이어들(122)에 의해 나타낸 것과 같은)가 사용될 수 있다. 그러나, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 더 많거나 또는 더 적은 수의 구속 장치들이 사용될 수 있다는 것에 유의하여야 한다.After the
구속 장치들(114)이 캐니스터(108)의 제 1 단부(118)를 고정하기 때문에, 캐니스터(108)의 제 1 단부(118)를 배플(102a)에 볼트로 고정하는 것은 필요하지 않다. 캐니스터들(108)이 삽입될 수 있고 하우징(70)으로부터 제거될 수 있는 편의성은 증가될 수 있다. 더 구체적으로, 만일 선택적 촉매 환원 부품들(22) 중 어느 하나가 수리를 필요로 하면, 하우징(70)으로부터 선택적 촉매 환원 부품들(122)을 빼내기 위하여 패스너들(124)만이 제거될 필요가 있다. 이는 선택적 촉매 환원 부품들(22)이 제 1 및 제 2 단부들(118 및 120)에 볼트로 고정되거나, 또는 배플들(102a 및 102b)에 용접된 구성과 비교하여 수리 시간을 상당히 감소시킨다. 하우징(70)으로부터 선택적 촉매 환원 부품들(22)을 제거하는데 도움을 주기 위하여, 이어 부재(122)는 작동자가 하우징(70)으로부터 선택적 촉매 환원 부품들(22)을 당기는데 도움을 주기 위한 공구(도시되지 않음)를 받을 수 있는 구멍(123)을 포함할 수 있다.It is not necessary to bolt the
도해와 설명의 목적을 위하여 앞선 실시 예들의 설명들이 제공되었다. 이는 완전하거나 또는 본 발명을 한정하는 것으로 의도되지 않는다. 특정 실시 예의 개별 소자들 또는 특징들은 일반적으로 그러한 특정 실시 예에 한정되지 않으며, 만일 적용 가능하면, 상호호환될 수 있고 구체적으로 도시되거나 또는 설명되지 않더라도 선택된 실시 예에서 사용될 수 있다. 다른 다양한 방법들로 변경될 수 있다. 그러한 변경들은 본 발명의 범위를 벗어나는 것으로 간주되지 않으며 그러한 모든 변형은 본 발명의 범위 내에 포함되는 것으로 의도된다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS For the purposes of illustration and explanation, there have been provided the description of the preceding embodiments. It is not intended to be exhaustive or to limit the invention. The individual elements or features of a particular embodiment are not generally limited to such specific embodiments and, if applicable, may be interchangeable and may be used in selected embodiments, even if not specifically shown or described. And may be varied in various other ways. Such variations are not to be regarded as being outside the scope of the invention, and all such modifications are intended to be included within the scope of the present invention.
10 : 배기 시스템
12 : 엔진
14a, 14b : 연료원
16 : 배기 통로
18 : 배기 후처리 시스템
20 : 배기 처리 부품
22 : 선택적 촉매 환원 부품
24 : 버너
26 : 도우징 모듈
28 : 시약 탱크
30 : 펌프
32 : 입구 라인
34 : 회수 라인
36 : 질소산화물 센서
38 : 엔진 제어 유닛
40 : 컨트롤러
44 : 우회 파이프
48 : 밸브
50a, 50b : 밸브
52 : 혼합 장치
53 : 지지 구조
54 : 입구
56 : 밸브
58 : 배기 처리 부품 입구
60a 및 60b : 곡선의 섹션
62, 64, 66 : 중간 섹션
68 : 출구
70 : 하우징
71 : 외부 패널
72 : 입구 콘
73 : 트러스
74 : 출구 콘
76 : 플랜지
80, 82 : 플랜지
84 : 입구 측
86 : 출구 측
88 : 수트 블로워
90: 어레이
92 : 노즐 라인
94 : 노즐
98 : 시트 부재
100 : 개스킷
102a, 102b : 배플
104 : 하우징의 내부 표면
108 : 캐니스터
110 : 선택적 촉매 환원 기판
112 : 절연 매트
114 : 구속 장치
118 : 캐니스터의 제 1 단부
120 : 캐니스터의 제 2 단부
122 : 이어 부재
123 : 구멍
124 : 패스너10: Exhaust system
12: engine
14a, 14b: fuel source
16: exhaust passage
18: Exhaust post-treatment system
20: Exhausted parts
22: Selective Catalytic Reduction Parts
24: Burner
26: dosing module
28: Reagent tank
30: Pump
32: Entrance line
34: recovery line
36: Nitrogen oxide sensor
38: Engine control unit
40: controller
44: Bypass pipe
48: Valve
50a, 50b: valve
52: mixing device
53: Support structure
54: Entrance
56: Valve
58: Entrance of exhaust treated parts
60a and 60b: a section of the curve
62, 64, 66: Middle section
68: Exit
70: Housing
71: outer panel
72: inlet cone
73: Truss
74: Outlet cone
76: Flange
80, 82: Flange
84: inlet side
86: outlet side
88: sootblower
90: array
92: nozzle line
94: Nozzle
98: sheet member
100: Gasket
102a, 102b: baffle
104: inner surface of the housing
108: canister
110: selective catalytic reduction substrate
112: Insulation mat
114:
118: First end of the canister
120: second end of the canister
122: Ear member
123: hole
124: Fasteners
Claims (20)
상기 하우징 내에 떨어져 간격을 두는 한 쌍의 배플;
상기 한 쌍의 배플 사이에 위치되는 배기 처리 기판을 포함하고, 제 1 단부 및 제 2 단부를 포함하는 캐니스터; 및
상기 캐니스터를 상기 배플들 사이에 위치시키기 위하여 상기 한 쌍의 배플 사이에 고정되는 복수의 구속 장치 - 각각의 상기 구속 장치는 상기 캐니스터의 외부 표면에 대하여 경사진 적어도 그 일부분을 포함하여 상기 구속 장치의 단부들이 상기 제 1 단부에서 상기 캐니스터의 외부 표면들에 인접하고 상기 캐니스터의 방사상 이동을 방지함 -;을 포함하는 배기 후처리 시스템.
housing:
A pair of baffles spaced apart in the housing;
A canister including an exhaust treated substrate positioned between the pair of baffles, the canister including a first end and a second end; And
A plurality of restraint devices secured between said pair of baffles for positioning said canisters between said baffles, each restraining device including at least a portion thereof inclined relative to an outer surface of said canister, Wherein the ends abut the outer surfaces of the canister at the first end to prevent radial movement of the canister.
2. The exhaust aftertreatment system of claim 1, wherein the second end of the canister is bolted to one of the baffles.
The exhaust aftertreatment system according to claim 1, wherein the exhaust treated substrate is a selective catalytic reduction substrate.
The exhaust aftertreatment system according to claim 1, further comprising a particulate matter dispersing device in the housing.
5. The exhaust aftertreatment system according to claim 4, wherein the particulate matter dispersing apparatus comprises a plurality of nozzle lines, each of the nozzle lines including a plurality of nozzles for dispersing particulate matter deposited on the exhaust- .
The exhaust aftertreatment system of claim 1, wherein a plurality of canisters are supported between the baffles in an array.
7. The exhaust aftertreatment system of claim 6, wherein each said canister corresponds to a plurality of restraint devices for positioning said canisters between said baffles.
The exhaust aftertreatment system of claim 1, wherein the restraint devices are adjacent the canister at an inlet side of the housing.
2. The exhaust aftertreatment system of claim 1, wherein said portion of said restraining device is inclined with respect to said outer surface of said canister at an angle (alpha) that is in the range of 1 to 20 degrees.
10. The exhaust aftertreatment system of claim 9, wherein the a is in the range of 5 to 15 degrees.
11. The exhaust aftertreatment system of claim 10, wherein the a is in the range of 5 to 10 degrees.
상기 배기 통로와 소통하는 배기 처리 부품 하우징;
상기 하우징 내에 떨어져 간격을 두는 한 쌍의 배플;
각각 캐니스터를 포함하고, 상기 한 쌍의 배플 사이에 위치되는 복수의 배기 처리 장치;
각각의 상기 캐니스터를 상기 배플들 사이에 위치시키기 위하여 상기 한 쌍의 배플 사이에 고정되는 복수의 구속 장치 - 각각의 상기 구속 장치는 상기 캐니스터의 외부 표면에 대하여 경사진 적어도 그 일부분을 포함하여 상기 구속 장치의 단부들이 제 1 단부에서 상기 캐니스터의 외부 표면들에 인접하고 상기 캐니스터의 방사상 이동을 방지함 -; 및
상기 배기 처리 장치들의 상류의 상기 하우징 내에 위치되고, 각각의 상기 배기 처리 장치들 상에 침적되는 입자상 물질을 분산시키기 위한 수트 블로워;를 포함하는 엔진 배기 후처리 시스템.
Exhaust passage;
An exhaust treated component housing communicating with the exhaust passage;
A pair of baffles spaced apart in the housing;
A plurality of exhaust treatment apparatuses each including a canister and located between the pair of baffles;
A plurality of restraint devices secured between the pair of baffles for positioning each of the canisters between the baffles, each restraining device including at least a portion thereof inclined relative to an outer surface of the canister, The ends of the apparatus being adjacent the outer surfaces of the canister at a first end and preventing radial movement of the canister; And
And a soot blower located in the housing upstream of the exhaust treatment devices for dispersing particulate matter deposited on each of the exhaust treatment devices.
13. The exhaust aftertreatment system of claim 12, wherein the second end of the canister is bolted to one of the baffles.
The exhaust aftertreatment system according to claim 12, wherein the exhaust-treated substrate is a selective catalytic reduction substrate.
13. The exhaust aftertreatment system of claim 12, wherein the soot blower comprises a plurality of nozzle lines, each of the nozzle lines including a plurality of nozzles.
13. The exhaust aftertreatment system of claim 12, wherein the restraint devices are adjacent the canister at an inlet side of the housing.
13. The exhaust aftertreatment system of claim 12, wherein the portion of the restraint device is inclined with respect to the exterior surface of the canister at an angle (?) That is in the range of 1 to 20 degrees.
13. The exhaust aftertreatment system of claim 12, further comprising a bypass pipe directing exhaust gases toward the periphery of the exhaust treated component housing.
19. The exhaust aftertreatment system of claim 18, wherein a first valve is disposed in the bypass pipe and a second valve is located at an inlet of the exhaust treated component housing.
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