KR20170108877A - 내연 엔진 시스템 - Google Patents

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KR20170108877A
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클라우스 넥스외 닐슨
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맨 디젤 앤드 터보 필리얼 아프 맨 디젤 앤드 터보 에스이 티스크랜드
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    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/22—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
    • F02M26/29—Constructional details of the coolers, e.g. pipes, plates, ribs, insulation or materials
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D9/0093—Multi-circuit heat-exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat-exchangers for more than two fluids
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Abstract

본 발명은 내연 엔진 시스템에 관한 것이고, 내연 엔진 시스템은 배기 가스를 생성하는 내연 엔진, 배기 가스를 수용하도록 구성된 배기 가스 수용기, 및 상단 면, 배기 가스 입구 및 출구를 가지는 하우징을 포함하는 가스 프로세싱 디바이스를 포함하고, 가스 프로세싱 디바이스는 배기 가스 수용기의 다운스트림에 배열되고, 그리고 하우징의 상단 면에 수직으로 배열되고, 및 플레이트-형상 엘리먼트의 상단 단부에 있는 상단 에지, 하단 단부, 배기 가스 입구를 향하는 제 1 에지 및 출구를 향하는 제 2 에지를 가지는 플레이트-형상 엘리먼트를 포함하고, 플레이트-형상 엘리먼트는, 배기 가스가 배기 가스 입구로부터 출구로 플레이트-형상 엘리먼트를 따라 흐르는 것을 보장하기 위하여, 배기 가스 입구와 출구 간에 플레이트 연장부, 및 플레이트-형상 엘리먼트의 제 2 에지에 배열되는 드롭릿 캐칭 부분(droplet catching part)을 가지며, 가스 프로세싱 디바이스는, 액체가 플레이트-형상 엘리먼트의 상단 단부로부터 하단 단부 쪽으로 흐르는 것을 보장하기 위하여, 플레이트-형상 엘리먼트의 상단 단부의 부분을 따라 액체를 공급하도록 구성된 액체 공급부를 포함한다.

Description

내연 엔진 시스템{INTERNAL COMBUSTION ENGINE SYSTEM}
본 발명은 배기 가스를 생성하는 내연 엔진, 배기 가스를 수용하도록 구성된 배기 가스 수용기, 및 가스 프로세싱 디바이스를 포함하는 내연 엔진 시스템에 관한 것이다.
연소 엔진은 여러 방식들로 감소될 수 있는 상이한 양의 오염물을 생성한다. 하나의 방법은 주어진 양의 배기 가스를 재순환시키고 이에 의해 연소 프로세스 동안 NOx의 형성을 감소시키는 것이다.
배기 가스를 재순환하기 전에, 엔진의 손상을 방지하기 위하여 온도가 더 낮아져야 하고 입자들 및 황이 처리되어야 한다. 배기 가스를 처리하는 하나의 방식은, NaOH/물이 배기 가스 재순환(EGR) 가스에 주입되는 프리-스크러버(pre-scrubber) 처리에 의해 이루어진다. 증발 동안, SO3 에어로졸들, 그을음 및 염(salt) 입자들이 형성되고, 이들은 이후 가스가 소기(scavenging) 가스로서 엔진에 공급되기 전에 후속 스크러버에서 제거될 것이다. 이미 공지된 필터 기술은 프리 스크러버 처리 동안 형성되는 높은 입자 함량으로 인해 매우 빠르게 클로킹함에 따라, 이 프로세스를 개선하기 위해서는 공지된 스크러버들/필터들을 보충하거나 또는 심지어 교체할 수 있는 대안적인 솔루션이 요구된다.
본 발명의 목적은 종래 기술의 위의 문제점들 및 단점들을 완전히 또는 부분적으로 해결하는 것이다. 보다 구체적으로, 목적은 알려진 스크러버들보다 더 효과적으로 SO3 에어로졸들, 염 및 그을음 입자들의 형성을 제거하고 방지하는 개선된 가스 프로세싱 디바이스를 제공하는 것이다.
다수의 다른 목적들, 장점들 및 특징들과 함께, 아래의 설명으로부터 분명하게 될 상기 목적들은 내연 엔진 시스템에 의해 본 발명에 따른 솔루션에 의해 달성되고, 상기 내연 엔진 시스템은:
- 배기 가스를 생성하는 내연 엔진,
- 배기 가스를 수용하도록 구성된 배기 가스 수용기, 및
- 상단 면, 배기 가스 입구 및 출구를 가지는 하우징을 포함하는 가스 프로세싱 디바이스를 포함하고, 가스 프로세싱 디바이스는 배기 가스 수용기의 다운스트림에 배열되는 플레이트-형상 엘리먼트를 포함하며, 플레이트 형상 엘리먼트는 하우징의 상단 면에 수직으로 배열되며, 플레이트-형상 엘리먼트의 상단 단부에 있는 상단 에지, 하단 단부, 배기 가스 입구에 면하는 제 1 에지 및 출구에 면하는 제 2 에지를 가지며, 플레이트-형상 엘리먼트는, 배기 가스가 배기 가스 입구로부터 출구로 플레이트-형상 엘리먼트를 따라 흐르는 것을 보장하기 위한 배기 가스 입구와 출구 간의 플레이트 연장부, 및 플레이트-형상 엘리먼트의 제 2 에지에 배열된 드롭릿 캐칭 부분(droplet catching part)을 가지며,
가스 프로세싱 디바이스는, 액체가 플레이트-형상 엘리먼트의 상단 단부로부터 하단 단부 쪽으로 흐르는 것을 보장하기 위하여, 플레이트-형상 엘리먼트의 상단 에지의 부분을 따라 액체를 공급하도록 구성된 액체 공급부를 포함한다.
위에서 언급된 가스 프로세싱 디바이스는 배기 가스 수용기와 유동적으로 연결될 수 있다.
일 실시예에서, 플레이트-형상 엘리먼트는 제 1 면 및 제 2 면을 가질 수 있고, 액체 공급부는 액체를 제 1 면 및 제 2 면 둘 모두에 공급하도록 구성된다.
다른 실시예에서, 복수의 플레이트-형상 엘리먼트들은, 배기 가스에 대한 흐름 경로들을 형성하기 위하여, 복수의 플레이트-형상 엘리먼트들 간에 상호 거리를 갖고 하우징 내에 배열될 수 있다.
위에서-언급된 거리는 공기흐름 속도 및 수용가능한 압력 강하에 따를 수 있고 그리고 엔진 구성에 따를 수 있다.
또한, 하우징은 플레이트 연장부에 수직인 단면을 가질 수 있고, 그리고 플레이트-형상 엘리먼트들은 단면을 따라 고르게 분산될 수 있다.
게다가, 모든 각각의 다른 플레이트-형상 엘리먼트는 인접한 플레이트-형상 엘리먼트보다 더 긴 플레이트 연장부를 가질 수 있고, 따라서 드롭릿 캐칭 부분은 배기 가스 입구로부터 출구로의 하우징 연장부를 따라 변위된다.
일 실시예에서, 액체 공급부는 상단 에지의 적어도 25%, 바람직하게 상단 에지의 적어도 50%, 그리고 더 바람직하게 상단 에지의 적어도 75%를 따라 액체를 공급할 수 있다.
다른 실시예에서, 하우징의 상단 면은 액체 컨테이너의 부분일 수 있다.
위에서 언급된 상단 면은 또한 플레이트-형상 엘리먼트들에 대향하여 배열된 관통-진행 슬롯(through-going slot)들을 가진다.
관통-진행 슬롯들은 액체 분산 채널들을 형성할 수 있다.
게다가, 플레이트-형상 엘리먼트들은 관통-진행 슬롯들 내로 돌출할 수 있다.
부가적으로, 관통-진행 슬롯들은 폭을 가질 수 있고 그리고 플레이트-형상 엘리먼트들은 두께를 가질 수 있고, 폭은, 액체 흐름 통로들이 플레이트-형상 엘리먼트들과 슬롯들 간에 제공되도록, 두께보다 더 크다.
게다가, 관통-진행 슬롯들은 플레이트-형상 엘리먼트들의 상단 에지들에 대향하여 배열될 수 있다.
게다가, 복수의 전도 파이프들이 제공될 수 있고, 전도 파이프들은 애퍼처들을 갖는데, 이 애퍼처들은 플레이트-형상 엘리먼트들의 상단 에지들을 향하도록 배열된다.
일 실시예에서, 액체 공급부는 액체를 미리 결정된 액체 레이트로 플레이트-형상 엘리먼트들에 전달할 수 있고, 액체 레이트는 배기 가스의 속도에 따라 조정된다.
다른 실시예에서, 액체 냉각 유닛은, 액체가 액체 공급부에 공급되기 전에 액체를 냉각하도록 구성될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 수집 컨테이너는 플레이트-형상 엘리먼트들의 하단 에지들 아래에 배열될 수 있다.
또한, 액체는 물과 수산화 나트륨의 혼합물일 수 있다.
게다가, 플레이트-형상 엘리먼트(들)에는 플레이트 연장부를 따라 하나 또는 그 초과의 곡선(들)이 제공될 수 있다.
곡선들은 플레이트-형상 엘리먼트(들)의 제 2 단부에 가장 가까이에서 가장 클 수 있다.
일 실시예에서, 플레이트-형상 엘리먼트들의 제 1 에지들은 입구 면적을 정의할 수 있고, 입구 면적은 0.5-20 m2, 바람직하게 1.5-5.0 m2이다.
다른 실시예에서, 드롭릿 캐칭 부분은 제 2 에지의 적어도 75%를 따라 배열될 수 있다.
드롭릿 캐칭 부분은 또한 하단 에지로부터 제 2 에지를 따라 상향으로 배열될 수 있다. 드롭릿 캐칭 부분을 하단 에지로부터 제 2 에지를 따라 상향으로 배열함으로써, 최대 기능이 보장된다.
위에서 설명된 드롭릿 캐칭 부분은 V- 또는 U-형상 단면을 가질 수 있다.
게다가, 배기 가스는 SO3 에어로졸들, 염 및 그을음 입자들을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 내연 엔진 시스템은 프리-스크러버를 더 포함할 수 있다.
게다가, 가스 프로세싱 디바이스는 프리-스크러버의 다운스트림에 배열될 수 있다.
또한, 내연 엔진 시스템은 워터 미스트 캐처(water mist catcher)를 포함할 수 있다.
부가적으로, 가스 프로세싱 디바이스는 워터 미스트 캐처의 업스트림에 배열될 수 있다.
일 실시예에서, 내연 엔진 시스템은 냉각 유닛을 포함할 수 있다.
가스 프로세싱 디바이스는 또한 냉각 유닛의 업스트림이나 다운스트림 어느 한 쪽에서 냉각 유닛에 인접하게 배열될 수 있다.
다른 실시예에서, 내연 엔진 시스템은 냉각 유닛의 다운스트림에 배열된 스크러버를 더 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 내연 엔진 시스템은 터보과급기(turbocharger)를 포함할 수 있다.
게다가, 가스 프로세싱 디바이스는 터보과급기의 다운스트림에 배열될 수 있다.
또한, 냉각 유닛은 터보과급기의 다운스트림에 배열될 수 있고, 그리고 가스 프로세싱 디바이스는 각각 냉각 유닛 및 터보과급기의 다운스트림에 배열될 수 있다.
게다가, 배기 가스는 배기 가스 수용기의 다운스트림에서 배기 가스 복원 스트링(string) 및 터보과급기 스트링으로 분할된다.
게다가, 가스 프로세싱 디바이스는 배기 가스 복원 스트링 및/또는 터보과급기 스트링과 유동적으로 연결될 수 있다.
내연 엔진 시스템은 소기 가스 수용기를 더 포함할 수 있다.
위에서 언급된 소기 가스 수용기는 내연 엔진과 유동적으로 연결될 수 있다.
부가적으로, 가스 프로세싱 디바이스는 소기 가스 수용기의 업스트림에 배열될 수 있다.
게다가, 복수의 가스 프로세싱 디바이스들은 내연 엔진 시스템 내에 배열될 수 있다.
게다가, 2개의 가스 프로세싱 디바이스들은 연속하여 배열될 수 있다.
마지막으로, 내연 엔진은 2행정(two-stroke) 내연 엔진일 수 있다.
본 발명 및 본 발명의 많은 장점들은, 예시를 위해 일부 비-제한적 실시예들을 도시하는 첨부 개략도들을 참조하여 아래에서 더 상세히 설명될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 내연 엔진을 가지는 엔진 시스템의 개략도를 도시한다.
도 2는 가스 프로세싱 디바이스의 투시도를 도시한다.
도 3은 가스 프로세싱 디바이스의 플레이트-형상 엘리먼트의 투시도를 도시한다.
도 4는 상단 면 없이 도 1의 가스 프로세싱 디바이스를 도시한다.
도 5-9는 내연 엔진 시스템의 다른 실시예들의 개략도들을 도시한다.
도 10은 다른 가스 프로세싱 디바이스의 투시도를 도시한다.
도 11은 가스 프로세싱 디바이스를 가지는 내연 엔진 시스템의 투시도를 도시한다.
모든 도면들은 매우 개략적이고 반드시 실척대로가 아니며, 상기 도면들은 본 발명을 설명하기 위하여 필요한 그 부분들만을 도시하고, 다른 부분들은 생략되거나 단지 제안된다.
도 1은 연료, 이를테면 중유, 가스 또는 디젤에 의해 전력을 공급받고, 그리고 배기 가스를 생성하는 내연 엔진(2)을 가지는 내연 엔진 시스템(100)을 도시한다. 내연 엔진 시스템(100)은 배기 가스를 수용하도록 구성된 배기 가스 수용기(3) 및 배기 가스를 프로세싱하기 위한 가스 프로세싱 디바이스(4)를 더 포함한다. 가스 프로세싱 디바이스(4)는 배기 가스 재순환 프로세스를 위하여 배기 가스의 일부분을 수용하는 배기 가스 수용기(3)의 다운스트림에 배열되고, 그리고 배기 가스의 다른 부분은 압축기(52)를 구동시키기 위하여 배기 가스에 의해 구동되는 터빈(51)을 가지는 터보과급기(50)를 구동시키는 사용된다. 따라서, 배기 가스는 배기 가스 수용기(3)의 다운스트림에서 배기 가스 재순환 스트링(string)(48) 및 터보과급기 스트링(49)으로 분할된다.
내연 엔진 시스템(100)은 물(H20)과 수산화나트륨(NaOH)의 혼합물을 가스 형성 에어로졸들, 염 입자들, 드롭릿(droplet)들 및 SO3 입자들로 배출함으로써 배기 가스가 처리되는 프리-스크러버(31)를 더 포함한다. 가스 프로세싱 디바이스(4)는 프리-스크러버(31)에서 형성된 에어로졸들, 염 입자들, 드롭릿들 및 SO3 입자들을 제거하기 위하여 프리-스크러버(31)의 다운스트림에 배열된다. 가스 프로세싱 디바이스(4)의 다운스트림에서, 가스는, 스크러버(33)로 흐르고 그리고 후속으로 소기 가스 수용기(37)에 수용되기 전에 가스에 남아있는 드롭릿들을 캐칭하기 위한 워터 미스트 캐처(WMC)(34)로 흐르기 전에 냉각 유닛(32)에서 냉각된다. 송풍기(35)는, 가스가 소기 가스 수용기(37)에 수용되고 다시 내연 엔진(2)에 공급되기 전에, 가스의 압력을 증가시키기 위해 배열될 수 있다. 터보과급기(50)의 압축기(52)로부터의 가스는 또한 제 2 냉각 유닛(38)에서 냉각되고, 그리고 드롭릿들은 소기 가스 수용기(37)에 공급되기 전에 제 2 워터 미스트 캐처(39)에서 캐칭된다. 제 1 밸브(41)는 압축기(52)로부터 가스의 부분을 재지향하도록 배열되고, 제 2 밸브(42)는 전환(change-over) 밸브이고, 그리고 제 3 밸브(43)는 프리-스크러버(33)의 업스트림에 배열되고 셧-다운(shut-down) 밸브이다.
도 2의 가스 프로세싱 디바이스(4)는 상단 면(6), 배기 가스 입구(7) 및 출구(8)를 가지는 하우징(5)을 포함하고, 그리고 가스 프로세싱 디바이스(4)는 또한 하우징(5)의 상단 면(6)에 수직으로 업라이트(upright) 포지션으로 배열된 복수의 플레이트-형상 엘리먼트들(9)을 포함한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 각각의 플레이트-형상 엘리먼트(9)는 플레이트-형상 엘리먼트(9)의 메인 면들인 제 1 면(21) 및 제 2 면(22)을 가진다. 플레이트-형상 엘리먼트(9)는 플레이트-형상 엘리먼트(9)의 상단 단부(11)에 있는 상단 에지(10), 하단 단부(12) 및 도 2의 하우징(5)의 배기 가스 입구(7)에 면하는 제 1 에지(14), 및 하우징(5)의 출구(8)에 면하는 제 2 에지(15)를 가진다. 플레이트-형상 엘리먼트(9)는, 배기 가스가 배기 가스 입구(7)로부터 출구(8)로 플레이트-형상 엘리먼트(9)를 따라 흐르는 것을 보장하기 위한, 도 2에 도시된 바와 같이, 배기 가스 입구(7)와 출구(8) 간의 플레이트 연장부(16), 및 드롭릿들이 제 2 에지(15)에서 가스를 재진입시키지 않는 것을 보장하기 위하여 플레이트-형상 엘리먼트(9)를 따라 흐르는 드롭릿들을 캐치하기 위해 플레이트-형상 엘리먼트(9)의 제 2 에지(15)에 배열된 드롭릿 캐칭 부분(17)을 가진다. 가스 프로세싱 디바이스(4)는, 액체가 플레이트 연장부(16)를 따르는 배기 가스의 흐름 방향에 수직으로 플레이트-형상 엘리먼트(9)의 상단 단부(11)로부터 하단 단부(12) 쪽으로 흐르는 것을 보장하기 위하여, 도 3에 도시된 플레이트-형상 엘리먼트(9)의 상단 에지(10)의 부분을 따라 액체를 공급하도록 구성된 하나 또는 그 초과의 플랜지(들)(19)(도 2에 도시됨)를 통해 NaOH-물 용액을 공급할 수 있는 액체 공급부(18)를 더 포함한다. 액체 공급부(18)는 각각의 플레이트-형상 엘리먼트(9)의 제 1 면(21)과 제 2 면(22) 둘 모두에 액체를 공급하도록 구성되고, 그리고 액체 공급부(18)는 플레이트-형상 엘리먼트(9)의 제 1 및 제 2 면들(21, 22)을 따라 아래로 흐르는 얇은 액체 층을 제공하는 상단 에지의 적어도 25%, 바람직하게 상단 에지의 적어도 50%, 및 보다 바람직하게 상단 에지의 적어도 75%를 따라 액체를 공급한다. 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 하우징(5)의 상단 면(6)은 액체 공급부(18)의 액체 컨테이너(24) 부분을 형성하고, 그리고 상단 면(6)은 액체 컨테이너(24)의 하단 부분을 형성한다.
도 3에서, 플레이트-형상 엘리먼트(9)에는 플레이트 연장부(16)를 따라 몇몇 곡선들(26)이 제공되고, 그리고 곡선들(26)은, 곡선들(26)이 플레이트-형상 엘리먼트(9)의 제 2 단부에 가장 가까이에서 가장 크도록, 플레이트 연장부(16) 및 흐름 방향을 따라 증가한다. 이런 방식으로, 가장 큰 입자들 및 드롭릿들은, 플레이트-형상 엘리먼트(9)에 던져지고 부딪침이 없이 제 1 에지(14)에 가장 가까운 플레이트-형상 엘리먼트(9)의 제 1 부분(27)에서 캐칭되고 이에 의해 가스가 흐를 때 캐칭된다. 만약 플레이트-형상 엘리먼트(9)가 또한 제 1 부분(27)에 더 큰 곡선들(26)을 가졌다면, 배기 가스의 드롭릿들 및 입자들은 더 곧장 플레이트-형상 엘리먼트(9) 쪽으로 흐를 것이고 따라서, 플레이트-형상 엘리먼트(9)에 부딪칠 것이고, 이는, 드롭릿들 및/또는 입자들이 플레이트-형상 엘리먼트(9) 상에 머물고 그리고 드롭릿 캐칭 부분(17) 쪽으로 흐르는 대신 가스를 단지 나누고 재진입시키는 높은 위험성을 유도한다. 더 작은 드롭릿들, 입자들 및/또는 에어로졸들은 플레이트-형상 엘리먼트(9)의 제 2 부분(28)에 있는 더 큰 곡선들(26)의 다운스트림에서 추가로 캐칭된다. 드롭릿 캐칭 부분(17)은 하단 단부(12)로부터 시작하여 제 2 에지(15)를 따라 상향으로, 제 2 에지(15)의 적어도 75%를 따라 배열된다. 드롭릿 캐칭 부분(17)은 V- 또는 U-형상 단면을 가진다.
도 4의 가스 프로세싱 디바이스(4)는, 배기 가스에 대한 흐름 경로들(23)을 형성하기 위하여, 복수의 플레이트-형상 엘리먼트들(9) 간에 상호 거리(d)를 갖고 하우징(5) 내에 배열된 복수의 플레이트-형상 엘리먼트들(9)을 포함한다. 이런 방식으로, 배기 가스는 각각의 플레이트-형상 엘리먼트(9)를 따라 흘러 상기 플레이트-형상 엘리먼트(9)의 곡선들(26)을 따르도록 강제된다. 하우징(5)은 플레이트 연장부(16)에 수직인 단면을 가질 수 있고, 그리고 플레이트-형상 엘리먼트들(9)은 단면을 따라 고르게 분산된다. 모든 각각의 다른 플레이트-형상 엘리먼트(9)는 드롭릿 캐칭 부분(17)이 배기 가스 입구(7)로부터 출구(8)로의 하우징 연장부(29)를 따라 변위되는 것을 보장하기 위하여 인접한 플레이트-형상 엘리먼트(9)보다 더 긴 플레이트 연장부(16)를 가진다.
도 10에서, 가스 프로세싱 디바이스(4)의 하우징(5)의 상단 면(6)은 플레이트-형상 엘리먼트들(9)에 대향하여 배열된 관통-진행 슬롯들(25)을 가지며, 관통-진행 슬롯들(25)은 액체 분산 채널들(30)을 형성한다. 슬롯들(25)은 플레이트-형상 엘리먼트들(9)의 상단 에지들(10)에 대향하여 배열된다. 슬롯들(25)은 폭(w)을 가지며 플레이트-형상 엘리먼트들(9)은 두께(t)를 가지며, 그리고 폭(w)은, 액체 분산 채널들(30)이 플레이트-형상 엘리먼트들(9)과 슬롯들(25) 간에 제공되는 것을 보장하기 위하여 두께(t)보다 더 크다. 따라서, 액체 공급부(18)의 액체 컨테이너(24) 내 액체는 슬롯들(25)과 슬롯들(25) 내로 돌출되는 플레이트-형상 엘리먼트들(9) 간에 형성된 액체 분산 채널들(30)을 통해 흐르고 그리고 플레이트-형상 엘리먼트들(9)을 따라 아래로 흐른다. 수집 컨테이너(44)는 플레이트-형상 엘리먼트들(9)의 하단 단부들(12) 아래에 배열된다. 다른 실시예에서, 가스 프로세싱 디바이스(4)는 대신, 플레이트-형상 엘리먼트들(9)의 상단 에지들(10)을 향하도록 배열된 애퍼처들을 가지는 복수의 전도 파이프들을 가질 수 있다. 그 다음으로, 전도 파이프들은 액체 공급부(18)에 유동적으로 연결된다.
도 10의 플레이트-형상 엘리먼트들(9)의 제 1 에지들(14)은 입구 면적(AI)을 정의하고, 그리고 입구 면적은 배기 가스 입구(7)보다 더 클 수 있다. 입구 면적(AI)은 0.5-20 m2, 및 바람직하게 1.5-5.0 m2이다.
액체 공급부(18)는 액체를 미리 결정된 액체 레이트로 플레이트-형상 엘리먼트들(9)에 전달하고, 액체 레이트는 배기 가스의 속도에 따라 조정된다. 액체는 물(H2O)과 수산화 나트륨(NaOH)의 혼합물이다.
도 1 및 도 5에서, 가스 프로세싱 디바이스(4)는 워터 미스트 캐처(34)의 업스트림에 배열된다. 도 5에서, 가스 프로세싱 디바이스(4)는 프리-스크러버(31) 또는 스크러버(33)(도 1에 도시됨) 대신 배기 가스 수용기(3)와 직접 유체 연통하게 배열된다. 따라서, 가스 프로세싱 디바이스(4)는, 가스가 냉각 유닛(32) 내로 그리고 추가로 워터 미스트 캐처(34)로 흐르기 전에, 단지 하나의 프로세스 단계에 의해 배기 가스를 정화한다. 가스 프로세싱 디바이스(4)는 냉각 유닛(32)의 업스트림에 냉각 유닛(32)에 인접하게 배열된다.
도 6에서, 가스 프로세싱 디바이스(4)는 냉각 유닛(32)에 인접하게 그리고 냉각 유닛(32)의 다운스트림에 배열된다. 내연 엔진 시스템(100)은 냉각 유닛(32)의 업스트림에 프리-스크러버(31)를 포함하고, 따라서 배기 가스는, 가스 프로세싱 디바이스(4)에 진입하기 전에 프리-스크러버(31)에서 전-처리되고 냉각 유닛(32)에서 냉각된다. 따라서, 내연 엔진 시스템(100)은, 워터 미스트가 가스 프로세싱 디바이스(4)에서 캐칭되기 때문에, 배기 가스 재순환 스트링(48)을 따라 워터 미스트 캐처(34)(도 1에 도시됨)를 필요로 하지 않는다.
특정 연료들에 의해 전력이 공급될 때, 도 7에 도시된 내연 엔진 시스템(100)은, 가스 프로세싱 디바이스(4)가 충분한 방식으로 모든 입자들, 드롭릿들, 에어로졸들의 배기 가스를 정화할 수 있기 때문에, 배기 가스 재순환 스트링(48)을 따라 가스 프로세싱 디바이스(4) 및 송풍기(35)만을 포함한다. 특정 종류의 연료 상에서 실행할 때, 입자들, 드롭릿들 및 에어로졸들의 양은 예컨대 중유에 비해 상당히 감소된다. 게다가, 내연 엔진 시스템(100)이 가스 프로세싱 디바이스(4)만을 포함할 때, 프리-스크러버(31)에 형성된 입자들은 또한 더 이상 제거될 필요가 없다. 도 7에 도시된 바와 같이, 액체 냉각 유닛(45)은, 액체가 가스 프로세싱 디바이스(4)의 액체 공급부에 공급되기 전에 액체를 냉각하도록 배열된다.
도 8에서, 가스 프로세싱 디바이스(4)는 터보과급기 스트링(49)와 유동적으로 연결되고 터보과급기(50)의 다운스트림에 배열된다. 냉각 유닛(38)은 터보과급기(50)의 다운스트림에 배열되고, 그리고 가스 프로세싱 디바이스(4)는 냉각 유닛(38) 및 터보과급기(50) 둘 모두의 다운스트림에 배열된다.
도 9에서, 2개의 가스 프로세싱 디바이스들(4)은 내연 엔진 시스템(100)에 배열된다. 하나의 가스 프로세싱 디바이스(4)는 터보과급기 스트링(49)과 유동적으로 연결되고, 다른 가스 프로세싱 디바이스는 배기 가스 재순환 스트링(49)과 유동적으로 연결된다. 가스 프로세싱 디바이스(4)는 냉각기 및 워터 미스트 캐처 둘 모두로서 기능하는 터보과급기 스트링(48)과 유동적으로 연결된다. 다른 실시예에서, 2개의 가스 프로세싱 디바이스들(4)은 배기 가스 재순환 스트링(48) 또는 터과과급기 스트링(49) 중 하나를 따라 연속으로 배열된다.
내연 엔진 시스템(100)의 내연 엔진(2)은 2행정 또는 4행정 내연 엔진(2)이다.
도 11에서, 배기 가스 수용기(3), 가스 프로세싱 디바이스(4) 및 내연 엔진(2)을 가지는 내연 엔진 시스템(100)이 투시도로 도시된다.
비록 본 발명이 본 발명의 바람직한 실시예들과 관련하여 위에서 설명되었지만, 몇몇 수정들이 뒤따르는 청구항들에 의해 정의된 바와 같이 본 발명에서 벗어남이 없이 고려 가능하다는 것이 당업자에게 명백할 것이다.

Claims (10)

  1. 내연 엔진 시스템(100)으로서,
    - 배기 가스를 생성하는 내연 엔진(2),
    - 상기 배기 가스를 수용하도록 구성된 배기 가스 수용기(3), 및
    - 상단 면(6), 배기 가스 입구(7) 및 출구(8)를 가지는 하우징(5)을 포함하는 가스 프로세싱 디바이스(4)
    를 포함하고,
    상기 가스 프로세싱 디바이스는 상기 배기 가스 수용기의 다운스트림에 배열되며 플레이트-형상 엘리먼트(9)를 포함하고, 상기 플레이트-형상 엘리먼트(9)는 상기 하우징(5)의 상단 면(6)에 수직으로 배열되며, 상기 플레이트-형상 엘리먼트(9)의 상단 단부(11)에 있는 상단 에지(10), 하단 단부(12), 상기 배기 가스 입구(7)에 면하는 제 1 에지(14) 및 상기 출구(8)에 면하는 제 2 에지(15)를 가지며, 상기 플레이트-형상 엘리먼트(9)는, 상기 배기 가스가 상기 배기 가스 입구(7)로부터 상기 출구(8)로 상기 플레이트-형상 엘리먼트(9)를 따라 흐르는 것을 보장하기 위한 상기 배기 가스 입구(7)와 상기 출구(8) 간의 플레이트 연장부(16), 및 상기 플레이트-형상 엘리먼트(9)의 상기 제 2 에지(15)에 배열된 드롭릿 캐칭 부분(17)(droplet catching part)을 가지며,
    상기 가스 프로세싱 디바이스(4)는, 상기 액체가 상기 플레이트-형상 엘리먼트(9)의 상기 상단 단부(11)로부터 상기 하단 단부(12)로 흐르는 것을 보장하기 위하여, 상기 플레이트-형상 엘리먼트(9)의 상기 상단 에지(10)의 부분을 따라 액체를 공급하도록 구성된 액체 공급부(18)를 포함하는,
    내연 엔진 시스템(100).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 플레이트-형상 엘리먼트(9)는 제 1 면(21) 및 제 2 면(22)을 가지며, 상기 액체 공급부(18)는 상기 제 1 면(21) 및 상기 제 2 면(22) 둘 모두에 액체를 공급하도록 구성되는,
    내연 엔진 시스템(100).
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    복수의 플레이트-형상 엘리먼트들(9)은 상기 배기 가스에 대한 흐름 경로들(23)을 형성하기 위하여 상기 복수의 플레이트-형상 엘리먼트들(9) 간에 상호 거리(d)를 갖고 상기 하우징(5) 내에 배열되는,
    내연 엔진 시스템(100).
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액체 공급부(18)는 상기 상단 에지(10)의 적어도 25%, 바람직하게 상기 상단 에지(10)의 적어도 50%, 및 더 바람직하게 상기 상단 에지(10)의 적어도 75%를 따라 액체를 공급하는,
    내연 엔진 시스템(100).
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하우징(5)의 상기 상단 면(6)은 액체 컨테이너(24)의 부분인,
    내연 엔진 시스템(100).
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 상단 면(6)은 상기 플레이트-형상 엘리먼트들(9)을 대향하여 배열된 관통-진행 슬롯(through-going slot)들(25)을 가지는,
    내연 엔진 시스템(100).
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 플레이트-형상 엘리먼트들(9)은 상기 관통-진행 슬롯들(25) 내로 돌출하는,
    내연 엔진 시스템(100).
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액체는 물(H20)과 수산화 나트륨(NaOH)의 혼합물인,
    내연 엔진 시스템(100).
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플레이트-형상 엘리먼트(들)(9)에는 상기 플레이트 연장부(16)를 따라 하나 또는 그 초과의 곡선(들)(26)이 제공되는,
    내연 엔진 시스템(100).
  10. 제 3 항에 있어서,
    상기 플레이트-형상 엘리먼트들(9)의 상기 제 1 에지들(14)은 입구 면적(AI)을 정의하고, 상기 입구 면적(AI)은 0.5-20 m2, 및 바람직하게 1.5-5.0 m2인,
    내연 엔진 시스템(100).
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08511074A (ja) * 1993-06-04 1996-11-19 マーン・ベー・オグ・ドバルドヴェー・ディーゼール・アクティーゼルスカブ 大型過給ディーゼルエンジン
JP2014224527A (ja) * 2013-04-26 2014-12-04 臼井国際産業株式会社 高濃度に硫黄成分を含有する重油等の低質燃料を使用する船舶用ディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置
JP2015086868A (ja) * 2013-10-29 2015-05-07 エムエーエヌ・ディーゼル・アンド・ターボ・フィリアル・アフ・エムエーエヌ・ディーゼル・アンド・ターボ・エスイー・ティスクランド クロスヘッドおよび排気ガス再循環系を有する大型低速ターボ過給式２ストローク内燃機関およびその動作方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4929635Y1 (ko) * 1970-04-28 1974-08-12
JPS4929635A (ko) * 1972-07-12 1974-03-16

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08511074A (ja) * 1993-06-04 1996-11-19 マーン・ベー・オグ・ドバルドヴェー・ディーゼール・アクティーゼルスカブ 大型過給ディーゼルエンジン
JP2014224527A (ja) * 2013-04-26 2014-12-04 臼井国際産業株式会社 高濃度に硫黄成分を含有する重油等の低質燃料を使用する船舶用ディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置
JP2015086868A (ja) * 2013-10-29 2015-05-07 エムエーエヌ・ディーゼル・アンド・ターボ・フィリアル・アフ・エムエーエヌ・ディーゼル・アンド・ターボ・エスイー・ティスクランド クロスヘッドおよび排気ガス再循環系を有する大型低速ターボ過給式２ストローク内燃機関およびその動作方法

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