KR20170113393A - Exhaust gas aftertreatment system, internal combustion engine and method for operating the same - Google Patents

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Abstract

내연기관의 배기가스 후처리 시스템(3), 즉 SCR 배기가스 후처리 시스템은 SCR 촉매 컨버터(9)를 구비하고, SCR 촉매 컨버터(9)로 이어지는 배기가스 공급 라인(8)을 구비하며, SCR 촉매 컨버터(9)로부터 이어져 나오는 배기가스 배출 라인(11)을 구비하고, 환원제, 특히 암모니아 또는 암모니아 전구체 물질을 배기가스에 유입하기 위해 배기가스 공급 라인(8)에 배정되어 있는 유입 장치(16)를 구비하며, SCR 촉매 컨버터(9)의 상류측에서 배기가스와 환원제를 혼합하기 위해 유입 장치(16)의 하류측에 배기가스 공급 라인(8)에 의해 마련되는 혼합 섹션을 구비하고, SCR 촉매 컨버터(9)를 수용하는 반응실(10)이 적어도, 제1 벽(24)과 상기 제1 벽에 있어서 배기가스 흐름에 면하는 쪽에 배치되어 있는 제2 벽(25)을 갖는 이중벽 구조로 형성되어 있으며, 제1 벽(24)과 제2 벽(25)의 사이에 형성된 갭(26)을 통하여, 열전달 매체가 흐를 수 있는 것이다.The exhaust gas aftertreatment system 3 of the internal combustion engine, that is, the SCR exhaust gas after-treatment system comprises an SCR catalytic converter 9 and has an exhaust gas supply line 8 leading to the SCR catalytic converter 9, An inlet device 16 having an exhaust gas discharge line 11 leading from the catalytic converter 9 and assigned to the exhaust gas supply line 8 for introducing a reducing agent, in particular ammonia or ammonia precursor material, into the exhaust gas, And a mixing section provided by an exhaust gas supply line 8 on the downstream side of the inlet device 16 for mixing the exhaust gas and the reducing agent on the upstream side of the SCR catalytic converter 9, The reaction chamber 10 containing the converter 9 is formed into a double wall structure having at least a first wall 24 and a second wall 25 disposed on the side facing the exhaust gas flow in the first wall And a first wall 24 and a second wall 25, Through the gap 26 formed between, it is possible to flow a heat transfer medium.

Description

배기가스 후처리 시스템, 내연기관 및 내연기관의 작동 방법{EXHAUST GAS AFTERTREATMENT SYSTEM, INTERNAL COMBUSTION ENGINE AND METHOD FOR OPERATING THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas aftertreatment system, an internal combustion engine,

본 발명은 내연기관의 배기가스 후처리 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 또한 배기가스 후처리 시스템을 구비하는 내연기관과, 상기한 내연기관의 작동 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an exhaust gas aftertreatment system for an internal combustion engine. The present invention also relates to an internal combustion engine having an exhaust gas aftertreatment system and a method of operating the internal combustion engine.

예컨대 발전소에서 채용되는 고정식 내연기관에서의 연소 프로세스 동안에, 그리고 예컨대 선박에서 채용되는 비고정식 내연기관에서의 연소 프로세스 동안에, 질소 산화물이 형성되는데, 이들 질소 산화물은 통상적으로 매탄(煤炭), 석탄, 광유, 중유, 또는 경유 등과 같은 황을 함유하는 화석 연료의 연소 중에 형성된다. 이러한 이유로, 상기한 내연기관에는, 내연기관을 빠져나오는 배기가스를 정화하는, 특히 탈질하는 역할을 하는 배기가스 후처리 시스템이 배속되어 있다.During the combustion process in a stationary internal combustion engine employed in a power plant, for example, and during a combustion process in a non-internal combustion engine employed in a ship, for example, these nitrogen oxides are typically produced from coal, coal, , Heavy oil, light oil, and the like. For this reason, the above-described internal combustion engine is provided with an exhaust gas post-treatment system for purifying the exhaust gas exiting the internal combustion engine, in particular, for performing denitration.

배기가스 내의 질소 산화물을 환원시키기 위해, 소위 SCR 촉매 컨버터가 주로 실무를 통해 알려진 배기가스 후처리 시스템에 채용된다. SCR 촉매 컨버터에서는, 질소 산화물의 선택적 촉매 환원이 일어나는데, 이 경우 질소 산화물의 환원을 위해 암모니아(NH3)가 환원제로서 요구된다. 암모니아, 또는 예컨대 요소 등과 같은 암모니아 전구체 물질은, SCR 촉매 컨버터의 상류측의 배기가스에 액체 형태로 유입되는데, 이 경우 암모니아 또는 암모니아 전구체 물질은 SCR 촉매 컨버터의 상류측의 배기가스와 혼합된다. 이를 목적으로, 실무에 따라, 암모니아 또는 암모니아 전구체 물질의 유입부와 SCR 촉매 컨버터의 사이에, 혼합 섹션이 마련된다.In order to reduce the nitrogen oxides in the exhaust gas, so-called SCR catalytic converters are employed in exhaust gas aftertreatment systems, which are known in the art. In the SCR catalytic converter, selective catalytic reduction of nitrogen oxides occurs. In this case, ammonia (NH 3 ) is required as a reducing agent for the reduction of nitrogen oxides. Ammonia or an ammonia precursor material such as, for example, urea is introduced into the exhaust gas upstream of the SCR catalytic converter in liquid form, in which case the ammonia or ammonia precursor material is mixed with the exhaust gas upstream of the SCR catalytic converter. For this purpose, according to practice, a mixing section is provided between the inlet of the ammonia or ammonia precursor material and the SCR catalytic converter.

실무를 통해 알려진 배기가스 후처리 시스템을 이용하여, 배기가스 후처리, 특히 질소 산화물 환원이 이미 성공적으로 이루어질 수 있지만, 배기가스 후처리 시스템을 더 개선할 필요가 있다. 특히, 소형 디자인의 상기 배기가스 후처리 시스템을 이용하여 효율적인 배기가스 후처리를 가능하게 할 필요가 있고, 상기 배기가스 후처리 시스템을 포함하는 내연기관의 효율적인 작동을 가능하게 할 필요가 있다.Although exhaust gas aftertreatment, especially nitrogen oxide reduction, has already been successfully accomplished using exhaust gas aftertreatment systems known in the art, there is a need to further improve the exhaust gas aftertreatment system. In particular, there is a need to enable efficient exhaust after-treatment using the exhaust aftertreatment system of compact design, and to enable efficient operation of the internal combustion engine including the exhaust aftertreatment system.

이러한 점으로부터 시작하여, 본 발명은 신규한 타입의 내연기관의 배기가스 후처리 시스템과, 배기가스 후처리 시스템을 구비하는 내연기관, 그리고 상기 내연기관의 작동 방법의 창출이라고 하는 과제에 기초한 것이다.Starting from this point, the present invention is based on an exhaust gas aftertreatment system of a new type of internal combustion engine, an internal combustion engine having an exhaust gas aftertreatment system, and a problem of creating an operation method of the internal combustion engine.

이러한 과제는 청구항 1에 따른 내연기관의 배기가스 후처리 시스템을 통해 해결된다. 본 발명에 따르면, SCR 촉매 컨버터를 수용하는 반응실이 적어도, 제1 벽과 상기 제1 벽에 있어서 배기가스 흐름에 면하는 쪽에 배치되어 있는 제2 벽을 갖는 이중벽 구조로 설계되어 있고, 상기 제1 벽과 상기 제2 벽의 사이에 형성된 갭을 통하여, 열전달 매체가 흐를 수 있거나 또는 흐른다. 이러한 배기가스 후처리 시스템의 실시형태에 의하면, 소형의 디자인으로 효율적인 배기가스 후처리가 가능하게 된다.This problem is solved by an exhaust gas after-treatment system of an internal combustion engine according to claim 1. According to the present invention, the reaction chamber accommodating the SCR catalytic converter is designed as a double wall structure having at least a first wall and a second wall disposed on the side facing the exhaust gas flow in the first wall, Through the gap formed between the first wall and the second wall, the heat transfer medium can flow or flow. According to this embodiment of the exhaust gas post-treatment system, exhaust gas post-treatment can be efficiently performed with a compact design.

유익한 다른 개선예에 따르면, 열전달 매체용 회로는, 상기 갭에 유입되는 열전달 매체가 경유하는 입구, 상기 갭으로부터 내보내지는 열전달 매체가 경유하는 출구, 열전달 매체용 이송 장치 및 열전달 매체용 온도 제어 디바이스를 포함한다. 이러한 다른 개선예에 의하면, 소형의 디자인으로 효율적인 배기가스 후처리가 가능하게 된다.According to another advantageous refinement, the circuit for a heat-transfer medium comprises an inlet through which the heat-transfer medium flows into the gap, an outlet through which the heat-transfer medium exits from the gap, a transfer device for the heat-transfer medium and a temperature control device for the heat- . According to this other improvement example, exhaust gas post-treatment can be efficiently performed with a compact design.

유익한 다른 개선예에 따르면, 반응실의 제1 벽의 두께와 반응실의 제2 벽의 두께 사이의 비는 적어도 10:3에, 바람직하게는 적어도 10:2에, 특히 바람직하게는 적어도 10:1에 상당한다. 이러한 다른 개선예에 의하면, 소형의 디자인으로 효율적인 배기가스 후처리가 가능하게 된다.According to another advantageous improvement, the ratio between the thickness of the first wall of the reaction chamber and the thickness of the second wall of the reaction chamber is at least 10: 3, preferably at least 10: 2, particularly preferably at least 10: 1 < / RTI > According to this other improvement example, exhaust gas post-treatment can be efficiently performed with a compact design.

더 유익한 다른 개선예에 따르면, 반응실의 제1 벽과 반응실의 제2 벽 사이에 있는 갭의 두께가 적어도 2 ㎜에, 바람직하게는 적어도 4 ㎜에, 특히 바람직하게는 적어도 6 ㎜에 상당한다. 이러한 다른 개선예에 의하면, 소형의 디자인으로 효율적인 배기가스 후처리가 가능하게 된다.According to another advantageous further development, the thickness of the gap between the first wall of the reaction chamber and the second wall of the reaction chamber is at least 2 mm, preferably at least 4 mm, particularly preferably at least 6 mm do. According to this other improvement example, exhaust gas post-treatment can be efficiently performed with a compact design.

본 발명에 따른 내연기관은 청구항 7에 규정되어 있다. 본 발명에 따른 내연기관의 작동 방법은 청구항 9에 규정되어 있다.The internal combustion engine according to the present invention is defined in claim 7. The operating method of the internal combustion engine according to the present invention is defined in claim 9.

특히 바람직하게는, 내연기관은, 고압 터빈을 포함하는 제1 배기가스 터보차저 및 저압 터빈을 포함하는 제2 배기가스 터보차저를 갖는 다단 배기가스 과급 시스템을 포함하고, 상기 고압 터빈과 상기 저압 터빈의 사이에 배기가스 후처리 시스템이 연결되어 있다.Particularly preferably, the internal combustion engine includes a multi-stage exhaust gas supercharging system having a first exhaust gas turbocharger including a high pressure turbine and a second exhaust gas turbocharger including a low pressure turbine, wherein the high pressure turbine and the low pressure turbine The exhaust gas aftertreatment system is connected.

본 발명의 더 바람직한 개선예는, 종속 청구항과 이하의 상세한 설명을 통해 확보된다. 도면을 통해 본 발명의 예시적인 실시형태를 보다 상세히 설명하지만, 이 도면에 제한되는 것은 아니다. 도면에서,
도 1은 본 발명에 따른 배기가스 후처리 시스템을 갖는 내연기관의 개략적인 사시도이고;
도 2는 도 1의 배기가스 후처리 시스템의 상세도이며; 그리고
도 3은 도 2의 상세도이다.Further preferred embodiments of the invention are obtained through the dependent claims and the following detailed description. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Exemplary embodiments of the present invention will now be described in more detail with reference to the drawings, but are not limited thereto. In the drawings,
1 is a schematic perspective view of an internal combustion engine having an exhaust aftertreatment system according to the present invention;
2 is a detailed view of the exhaust aftertreatment system of FIG. 1; And
Fig. 3 is a detailed view of Fig. 2. Fig.

본 발명은 내연기관의 배기가스 후처리 시스템, 예컨대 발전소에 있는 고정식 내연기관에 대한 배기가스 후처리 시스템 또는 선박에 채용되는 비고정식 내연기관에 대한 배기가스 후처리 시스템에 관한 것이고, 특히 상기 배기가스 후처리 시스템은 중유로 작동되는 선박에 있는 디젤 기관에서 채용되는 것이다. 또한, 본 발명은 상기한 배기가스 후처리 시스템을 구비하는 내연기관과, 내연기관의 작동 방법에 관한 것이다. 도 1은 배기가스 과급 시스템(2) 및 배기가스 후처리 시스템(3)을 구비하는 내연기관(1)의 배치 구성을 보여준다. 내연기관은 비고정식 또는 고정식 내연기관일 수 있고, 특히 비고정식으로 작동되는 선박의 내연기관일 수 있다. 내연기관(1)의 실린더를 빠져나가는 배기가스는, 내연기관(1)에 공급되는 과급 공기를 압축하기 위한 기계 에너지를 배기가스의 열에너지로부터 얻기 위해, 배기가스 과급 시스템(2)에서 이용된다. 따라서, 도 1은 복수 개의 배기가스 터보차저, 즉 고압측의 제1 배기가스 터보차저(4) 및 저압측의 제2 배기가스 터보차저(5)를 포함하는, 배기가스 과급 시스템 또는 배기가스 터보차저 시스템(2)을 갖는 내연기관(1)을 보여준다. 내연기관(1)의 실린더를 빠져나가는 배기가스는, 초기에는 제1 배기가스 터보차저(4)의 고압 터빈(6)을 통과해 흐르고, 이 고압 터빈에서 팽창되며, 이 프로세스에서 얻어지는 에너지는, 제1 배기가스 터보차저(4)의 고압 압축기에서 과급 공기를 압축하기 위해 이용된다. 배기가스의 흐름 방향에서 보았을 때, 제2 배기가스 터보차저(5)는 제1 배기가스 터보차저(4)의 하류측에 배치되어 있어, 이미 제1 배기가스 터보차저(4)의 고압 터빈(6)을 통과한 배기가스는, 제2 배기가스 터보차저(5)를 경유하여, 즉 제2 배기가스 터보차저(5)의 저압 터빈(7)을 경유하여 안내된다. 제2 배기가스 터보차저(5)의 저압 터빈(7)에서, 배기가스는 더 팽창되고, 이 프로세스에서 얻어지는 에너지는, 제2 배기가스 터보차저(5)의 저압 압축기에서, 마찬가지로 내연기관(1)의 실린더에 공급되는 과급 공기를 압축하기 위해 이용된다.The present invention relates to an exhaust gas aftertreatment system for an internal combustion engine, for example, an exhaust gas aftertreatment system for a stationary internal combustion engine in a power plant or an exhaust gas aftertreatment system for a nonconforming internal combustion engine employed in a ship, The post-treatment system is employed in diesel engines in heavy oil-operated vessels. The present invention also relates to an internal combustion engine provided with the exhaust gas after-treatment system and a method of operating the internal combustion engine. 1 shows an arrangement of an internal combustion engine 1 having an exhaust gas supercharging system 2 and an exhaust gas after-treatment system 3. As shown in Fig. The internal combustion engine may be a non-fixed or stationary internal combustion engine, and in particular may be an internal combustion engine of a ship operating non-fixedly. The exhaust gas exiting the cylinder of the internal combustion engine 1 is used in the exhaust gas supercharging system 2 to obtain the mechanical energy for compressing the supercharged air supplied to the internal combustion engine 1 from the thermal energy of the exhaust gas. Thus, Figure 1 shows an exhaust gas supercharging system or exhaust turbocharger, comprising a plurality of exhaust gas turbochargers, namely a first exhaust gas turbocharger 4 on the high pressure side and a second exhaust turbocharger 5 on the low pressure side. 1 shows an internal combustion engine 1 having a charger system 2. The exhaust gas exiting the cylinder of the internal combustion engine 1 flows through the high pressure turbine 6 of the first exhaust gas turbocharger 4 initially and is expanded in this high pressure turbine, Is used to compress the supercharging air in the high pressure compressor of the first exhaust gas turbocharger (4). The second exhaust gas turbocharger 5 is disposed on the downstream side of the first exhaust gas turbocharger 4 as viewed in the flow direction of the exhaust gas so that the high pressure turbine 4 of the first exhaust gas turbocharger 4 6 are guided via the second exhaust gas turbocharger 5, that is, via the low pressure turbine 7 of the second exhaust gas turbocharger 5. In the low pressure turbine 7 of the second exhaust gas turbocharger 5 the exhaust gas is further expanded and the energy obtained in this process is supplied to the internal combustion engine 1 ) To the cylinder of the engine.

1단 과급 엔진의 경우에는, 1개의 배기가스 터빈의 상류측의 배치 구성이 유사하게, 그곳에 존재하는 높은 압력 및 온도 레벨을 반응을 돕는 데 이용하기에, 적합하다.In the case of a single stage supercharged engine, the arrangement arrangement on the upstream side of one exhaust gas turbine is likewise suitable for utilizing the high pressure and temperature levels present therein to assist the reaction.

2개의 배기가스 터보차저(4, 5)를 포함하는 배기가스 과급 시스템(2) 이외에도, 내연기관(1)은, 예컨대 SCR, CH4, HCHO, 또는 산화 배기가스 후처리 시스템인 배기가스 후처리 시스템(3)을 포함한다. 배기가스 후처리 시스템(3)은 제1 배기가스 터보차저(4)의 고압 터빈(6)과 제2 배기가스 터보차저(5)의 저압 터빈(7) 사이에 연결되어 있고, 이에 따라 제1 배기가스 터보차저(4)의 고압 터빈(6)을 빠져나가는 배기가스는 초기에, 제2 배기가스 터보차저(5)의 저압 터빈(7)의 영역에 도달하기 전에, 배기가스 후처리 시스템(3)을 경유하여 안내될 수 있다.In addition to the exhaust gas supercharging system 2 comprising two exhaust gas turbochargers 4 and 5, the internal combustion engine 1 may also be an exhaust gas aftertreatment, for example SCR, CH 4 , HCHO, System (3). The exhaust gas aftertreatment system 3 is connected between the high pressure turbine 6 of the first exhaust gas turbocharger 4 and the low pressure turbine 7 of the second exhaust gas turbocharger 5, The exhaust gas exiting the high pressure turbine 6 of the exhaust gas turbocharger 4 is initially supplied to the exhaust gas aftertreatment system (not shown) before reaching the area of the low pressure turbine 7 of the second exhaust gas turbocharger 5 3). ≪ / RTI >

도 1은 제1 배기가스 터보차저(4)의 고압 터빈(6)에서 나와 이동하기 시작하여, 반응실(10)에 배치된 SCR 촉매 컨버터(9) 쪽으로 안내되는 배기가스가 경유하는 배기가스 공급 라인(8)을 보여준다.1 starts to move out of the high-pressure turbine 6 of the first exhaust gas turbocharger 4 and reaches the SCR catalytic converter 9 disposed in the reaction chamber 10, The line 8 is shown.

또한, 도 1은 배기가스를 SCR 촉매 컨버터(9)로부터 제2 배기가스 터보차저(5)의 저압 터빈(7) 쪽으로 배출하는 역할을 하는 배기가스 배출 라인(11)을 보여준다.1 also shows an exhaust gas discharge line 11 serving to discharge the exhaust gas from the SCR catalytic converter 9 to the low pressure turbine 7 of the second exhaust gas turbocharger 5. [

저압 터빈(7)에서 나와 이동하기 시작하는 배기가스가 라인(21)을 경유하여, 특히 실외로 흘러간다.The exhaust gas which starts to move out of the low-pressure turbine 7 flows via the line 21, in particular outdoors.

반응실(10)로 그리고 이에 따라 반응실(10) 내에 배치된 SCR 촉매 컨버터(9)로 이어지는 배기가스 공급 라인(8)과, 반응실(10)로부터 그리고 이에 따라 SCR 촉매 컨버터(9)로부터 이어져 나오는 배기가스 배출 라인(11)은, 차단 요소(13)가 통합되어 있는 우회로(12)를 통해 연결된다. 차단 요소(13)가 폐쇄되어 있는 상태에서, 우회로(12)는 폐쇄되어 있고, 이에 따라 배기가스는 우회로를 경유하여 흐르지 못한다. 이와 대조적으로, 특히 차단 요소(13)가 개방되어 있는 경우에, 배기가스는 우회로(12)를 경유하여, 즉 반응실(10)을 지나서 그리고 이에 따라 반응실(10) 내에 배치된 SCR 촉매 컨버터(9)를 지나서 흐를 수 있다.An exhaust gas feed line 8 leading to the reaction chamber 10 and thus to the SCR catalytic converter 9 disposed in the reaction chamber 10 and an exhaust gas feed line 8 from the reaction chamber 10 and thus from the SCR catalytic converter 9 The ensuing exhaust gas discharge line (11) is connected via a bypass (12) in which the blocking element (13) is integrated. With the blocking element 13 closed, the bypass 12 is closed, so that the exhaust gas does not flow via the bypass. In contrast, in particular, when the blocking element 13 is open, the exhaust gas passes through the bypass 12, that is to say through the reaction chamber 10 and thus into the reaction chamber 10, (9). ≪ / RTI >

도 2는 우회로(12)가 차단 요소(13)를 통해 폐쇄되어 있는 상태에서, 배기가스 후처리 시스템(3)을 통과하는 배기가스의 흐름을 화살표 14로 보여주는 것으로서, 배기가스 공급 라인(8)이 하류측 단부(15)를 통해 반응실(10) 쪽으로 통하고 있고, 배기가스 공급 라인(8)의 하류측 단부(15)의 구역에서 배기가스는 약 180°의 흐름 방향 전환을 하게 되며, 이 흐름 방향 전환 후에 배기가스는 SCR 촉매 컨버터(9)를 경유하여 안내된다는 것이, 도 2에 뚜렷이 드러나 있다.2 shows the flow of the exhaust gas passing through the exhaust gas aftertreatment system 3 in the state of the bypass line 12 being closed through the blocking element 13, Passes through the downstream side end portion 15 toward the reaction chamber 10 and the exhaust gas in the region of the downstream side end portion 15 of the exhaust gas supply line 8 undergoes a flow direction change of about 180 °, It is evident in Fig. 2 that the exhaust gas is guided via the SCR catalytic converter 9 after this flow direction changeover.

배기가스 후처리 시스템(3)의 배기가스 공급 라인(8)에는 유입 장치(16)가 배정되어 있는데, 이 유입 장치를 통해 환원제가, 특히 SCR 촉매 컨버터(9)의 구역에서 배기가스의 질소 산화물을 소정의 방식으로 변환하기 위해 필요한 암모니아 또는 암모니아 전구체 물질이, 배기가스 흐름에 유입될 수 있다. 이러한 배기가스 후처리 시스템(3)의 유입 장치(16)는 바람직하게는, 배기가스 공급 라인(8) 내의 배기가스 흐름에 주입되는 암모니아 또는 암모니아 전구체 물질이 경유하는 주입 노즐이다. 도 2는 배기가스 공급 라인(8)의 구역에서 환원제를 배기가스 흐름에 주입하는 것을 원뿔 17로 보여준다. 배기가스의 흐름 방향에서 보았을 때, 유입 장치(16)의 하류측에 그리고 SCR 촉매 컨버터(9)의 상류측에 위치해 있는, 배기가스 후처리 시스템(3)의 섹션을 혼합 섹션이라고 한다. 구체적으로, 배기가스 공급 라인(8)은 유입 장치(16)의 하류측에 혼합 섹션(18)을 제공하고, 이 혼합 섹션에서 배기가스는 SCR 촉매 컨버터(9)의 상류측의 환원제와 혼합될 수 있다.An inlet device 16 is arranged in the exhaust gas supply line 8 of the exhaust gas aftertreatment system 3 through which the reducing agent is introduced in the region of the SCR catalytic converter 9, The ammonia or ammonia precursor material necessary to convert the ammonia or ammonia precursor material into the exhaust gas stream may be introduced into the exhaust gas flow. The inlet device 16 of this exhaust gas aftertreatment system 3 is preferably an injection nozzle through which the ammonia or ammonia precursor material is injected into the exhaust gas stream in the exhaust gas supply line 8. [ Figure 2 shows the cone 17 as injecting a reducing agent into the exhaust gas stream in the zone of the exhaust gas supply line 8. A section of the exhaust gas aftertreatment system 3, which is located downstream of the inlet device 16 and upstream of the SCR catalytic converter 9, as viewed in the exhaust gas flow direction, is referred to as a mixing section. Specifically, the exhaust gas supply line 8 provides a mixing section 18 on the downstream side of the inlet device 16, in which the exhaust gas is mixed with a reducing agent on the upstream side of the SCR catalytic converter 9 .

배기가스 공급 라인(8)은 하류측 단부(15)를 통해 반응실(10) 쪽으로 통하고 있다. 이러한 배기가스 공급 라인(8)의 하류측 단부(15)에는, 배기가스 공급 라인(8)의 하류측 단부(15)에 대해 변위 가능한 배플 요소(19)가 배정되어 있다. 도시된 예시적인 실시형태에서, 배플 요소(19)는, 반응실(10) 쪽으로 통하고 있는 배기가스 공급 라인(8)의 하류측 단부(15)에 대해 선형으로 변위 가능하다. The exhaust gas supply line 8 communicates with the reaction chamber 10 through the downstream end 15. A baffle element 19 capable of being displaced with respect to the downstream end 15 of the exhaust gas supply line 8 is assigned to the downstream side end portion 15 of the exhaust gas supply line 8. In the illustrated exemplary embodiment, the baffle element 19 is linearly displaceable with respect to the downstream end 15 of the exhaust gas supply line 8 leading to the reaction chamber 10 side.

하류측 단부(15)에서 배기가스 공급 라인(8)을 차단하거나, 또는 하류측 단부(15)에서 배기가스 공급 라인을 개방하기 위해, 배플 요소(19)가 배기가스 공급 라인(8)의 하류측 단부(15)에 대해 변위 가능하다. 구체적으로, 배플 요소(19)가 하류측 단부(15)에서 배기가스 공급 라인(8)을 차단하는 경우에는, 이후에 배기가스가 SCR 촉매 컨버터(9) 또는 SCR 촉매 컨버터(9)를 수용하는 반응실(10)을 완전히 지나가게 안내하기 위해, 우회로(12)의 차단 요소(13)가 개방되는 것이 바람직하다. The baffle element 19 is arranged downstream of the exhaust gas supply line 8 to block the exhaust gas supply line 8 at the downstream side end 15 or to open the exhaust gas supply line at the downstream side end 15. [ And is displaceable with respect to the side end portion (15). Specifically, when the baffle element 19 cuts off the exhaust gas supply line 8 at the downstream end 15, the exhaust gas is thereafter supplied to the SCR catalytic converter 9 or the SCR catalytic converter 9 It is preferable that the blocking element 13 of the bypass 12 is opened to guide the reaction chamber 10 completely through.

구체적으로, 배플 요소(19)가 배기가스 공급 라인(8)의 하류측 단부(15)를 개방하는 경우, 우회로(12)의 차단 요소(13)는 완전히 폐쇄될 수 있거나 또는 적어도 부분적으로 개방될 수 있다. 구체적으로, 배플 요소(19)가 배기가스 공급 라인(8)의 하류측 단부(15)를 개방하는 경우, 배기가스 공급 라인(8)의 하류측 단부(15)에 대한 배플 요소(19)의 상대 위치는, 특히 배기가스 공급 라인(8)을 통과하는 배기가스 질량 유량 및/또는 배기가스 공급 라인(8)에서의 배기가스의 온도 및/또는 유입 장치(16)를 통해 배기가스 흐름에 유입되는 환원제의 양에 따라 좌우된다.Specifically, when the baffle element 19 opens the downstream end 15 of the exhaust gas supply line 8, the blocking element 13 of the bypass 12 can be fully closed or at least partially open . Specifically, when the baffle element 19 opens the downstream end 15 of the exhaust gas supply line 8, the baffle element 19 is moved to the downstream end 15 of the exhaust gas supply line 8, The relative position is determined by the flow rate of the exhaust gas, particularly the exhaust gas mass flow rate through the exhaust gas supply line 8 and / or the temperature of the exhaust gas in the exhaust gas supply line 8 and / Depending on the amount of reducing agent present.

배기가스 공급 라인(8)의 하류측 단부(15)가 폐쇄된 상태에 있어서 배플 요소(19)의 다른 기능은, 배기가스 흐름 내에 존재하는 환원제의 임의의 액적이 SCR 촉매 컨버터(9)의 구역에 도달하는 것을 방지하기 위해, 상기한 환원제의 액적이 배플 요소(19)에 도달하고 이 배플 요소에서 포집 및 무화(霧化)되는 것에 있다. 특히, 하류측 단부(15)가 개방된 상태에 있어서 배기가스 공급 라인(8)의 하류측 단부(15)에 대한 배플 요소(19)의 위치에 의해, 배플 요소(19)의 구역에 있어서 배기가스 공급 라인(8)의 하류측 단부(15) 구역에서 방향 전환되는 배기가스가, 보다 강력하게 반경방향 내측에 배치된 섹션 쪽으로, 또는 보다 강력하게 반경방향 외측에 배치된 SCR 촉매 컨버터(9)의 섹션 쪽으로 지향 또는 조향되는가를 결정할 수도 있다.Another function of the baffle element 19 in the closed state of the downstream end 15 of the exhaust gas supply line 8 is that any droplet of reducing agent present in the exhaust gas flow is introduced into the zone of the SCR catalytic converter 9 The droplets of the reducing agent described above reach the baffle element 19 and are trapped and atomized in the baffle element. Particularly, by the position of the baffle element 19 relative to the downstream side end portion 15 of the exhaust gas supply line 8 in the state that the downstream side end portion 15 is opened, The exhaust gas that is redirected in the region of the downstream end 15 of the gas supply line 8 is introduced into the SCR catalytic converter 9 arranged more strongly radially inwardly towards the section or more strongly radially outwardly, Or directed toward the section of the < / RTI >

바람직한 실시형태에 따르면, 하류측 단부(15)의 구역에서 배기가스 공급 라인(8)은 확산기를 형성하는 조건으로 깔때기-모양으로 확장되어 있다. 이 때문에, 하류측 단부(15)의 구역에 있어서 배기가스 공급 라인(8)의 흐름 단면은 확대되며, 특히 도 2에 분명히 보이듯이, 배기가스의 흐름 방향에서 보았을 때, 배기가스 공급 라인(8)의 하류측 단부(15)의 상류측에서, 배기가스 공급 라인의 흐름 단면이 처음 감소한다. 따라서 도 2는, 배기가스 공급 라인(8)의 흐름 단면이, 배기가스의 흐름 방향에서 보았을 때, 환원제용 유입 장치(16)의 하류측에서, 초기에는 대략 일정하지만, 그 후에는 먼저 점점 가늘어지고, 최종적으로는 하류측 단부(15)의 구역에서 확대된다는 것을 보여준다. 이 경우에, 배기가스 공급 라인(8)의 하류측 단부(15)에서 이와 같이 흐름 단면이 확대되는 것은, 하류측 단부(15)의 상류측에서 점점 가늘어지는 배기가스 공급 라인(8)이 초기에 경유하는 섹션보다 짧은 배기가스 공급 라인(8)의 섹션을 경유하여 실시되는 것이 바람직하다.According to a preferred embodiment, in the region of the downstream end 15 the exhaust gas supply line 8 is expanded in a funnel-like condition to form a diffuser. Therefore, the flow cross section of the exhaust gas supply line 8 is enlarged in the region of the downstream side end portion 15, and particularly in the exhaust gas flow direction as viewed in the flow direction of the exhaust gas, , The flow cross section of the exhaust gas supply line is first reduced. 2 shows that the flow cross section of the exhaust gas supply line 8 is initially substantially constant on the downstream side of the reducing agent inlet device 16 when viewed in the exhaust gas flow direction, And eventually extends in the region of the downstream end 15. In this case, the flow cross-section is enlarged at the downstream side end portion 15 of the exhaust gas supply line 8 because the exhaust gas supply line 8, which gradually tapers from the upstream side of the downstream side end portion 15, Via a section of the exhaust gas supply line 8 which is shorter than the section through which the exhaust gas is supplied.

배플 요소(19)는, 배기가스용 흐름 가이드를 형성하는 조건으로 배기가스 공급 라인(8)에 면하는 측면(20)에서, 만곡되어 있고, 바람직하게는 종 모양으로 만곡되어 있다. 따라서, 배플 요소(19)에 있어서, 배기가스 공급 라인(8)의 하류측 단부(15)에 면하는 배플 요소(19)의 반경방향 내측 섹션에 있는 측면(20)은, 배기가스 공급 라인(8)의 하류측 단부(15)까지의 거리가, 배플 요소의 반경방향 외측 섹션에 있는 측면보다 짧다는 것은, 도 3을 보아 분명하다. 배플 요소(19)는 배기가스의 흐름 방향에 대항하여 측면(20)의 중앙에서 배기가스 공급 라인(8)의 하류측 단부(15) 쪽으로 인발되거나 만곡되어 있다.The baffle element 19 is curved, preferably curved, at the side surface 20 facing the exhaust gas supply line 8 under the condition of forming the flow guide for the exhaust gas. The side face 20 in the radially inner section of the baffle element 19 facing the downstream end 15 of the exhaust gas supply line 8 is connected to the exhaust gas supply line It is evident from Fig. 3 that the distance to the downstream side end 15 of the baffle element 8 is shorter than the side in the radially outer section of the baffle element. The baffle element 19 is drawn or curved toward the downstream end 15 of the exhaust gas supply line 8 at the center of the side face 20 against the flow direction of the exhaust gas.

특히 도 2에 분명히 보이듯이, 배기가스 공급 라인(8)과 배기가스 배출 라인(11)은, 반응실(10)의 공통의 제1 측면(22)에 연결되어 있거나, 및/또는 상기 공통의 제1 측면(22)에서 나오기 시작하여 반응실(10) 쪽으로 통하거나 연장되어 있다.The exhaust gas supply line 8 and the exhaust gas exhaust line 11 are connected to the common first side 22 of the reaction chamber 10 and / And extends or extends toward the reaction chamber 10 from the first side surface 22.

여기서, 배기가스 공급 라인(8)은, 반응실(10)의 제1 측면(22)의 반대편에 위치해 있는 반응실(10)의 제2 측면(23)에 인접하게 배기가스 공급 라인(8)의 하류측 단부(15)가 배치되는 방식으로, 반응실(10) 내로 연장되어 있는 반면에, 배기가스 배출 라인(11)은 제1 측면(22)에서 반응실(10) 쪽으로 통해 있다. 따라서, 배기가스 공급 라인(8)을 경유하여 공급된 배기가스는, 배기가스 공급 라인(8)의 하류측 단부(15)에 대향하여 배치되어 있는 반응실(10)의 제2 측면(23)의 구역에서 약 180°로 방향 전환되고, 그 후에 SCR 촉매 컨버터(9)를 경유하여 흐르며, 뒤이어 제1 측면(22)을 경유하여 배기가스 배출 라인(11)의 구역 안으로 흐른다. 여기서 반응실(10)의 제1 측면(22)에 인접한 배기가스 배출 라인(11)이, 외측의 특정 섹션에서 배기가스 공급 라인(8)을 둘러싸고 있는 것은, 바람직하게는 동심 관계로 둘러싸고 있는 것은, 도 2를 보아 분명하다.The exhaust gas supply line 8 is connected to the exhaust gas supply line 8 adjacent to the second side surface 23 of the reaction chamber 10 located on the opposite side of the first side surface 22 of the reaction chamber 10. [ The exhaust gas discharge line 11 extends from the first side 22 toward the reaction chamber 10 while the downstream side end portion 15 of the exhaust gas discharge line 11 is disposed in the reaction chamber 10 in such a manner that the downstream side end portion 15 of the exhaust gas discharge line 11 is disposed. The exhaust gas supplied via the exhaust gas supply line 8 is supplied to the second side surface 23 of the reaction chamber 10 disposed opposite to the downstream side end portion 15 of the exhaust gas supply line 8, And thereafter flows via the SCR catalytic converter 9 and then flows into the zone of the exhaust gas discharge line 11 via the first side 22. It should be noted here that the exhaust gas discharge line 11 adjacent to the first side 22 of the reaction chamber 10 surrounds the exhaust gas supply line 8 in a specific section outside, , It is evident from Fig.

배기가스 후처리 시스템(3)을 포함하는 내연기관(1)의 매우 효율적인 배기가스 후처리와 매우 효율적인 작동을 가능하게 하기 위해, 적어도 SCR 촉매 컨버터(9)를 수용하는 반응실(10)은, 즉 적어도 상기 두 측면(22, 23)의 사이에 배치된 반응실(10)의 벽(32)의 구역에 있어서의 특정 섹션에서는, 이중벽 구조로 형성되어 있다.In order to enable very efficient exhaust after-treatment and highly efficient operation of the internal combustion engine 1 including the exhaust gas aftertreatment system 3, the reaction chamber 10, which contains at least the SCR catalytic converter 9, That is, at least a specific section in the region of the wall 32 of the reaction chamber 10 disposed between the two sides 22 and 23, is formed in a double wall structure.

이 때문에, 배기가스의 열에너지가 배기가스에 유지되고 반응실(10)의 벽들에 과도하게 발산되지 않는 것이 보장된다. 높은 배기가스 온도는 한편으로는 SCR 촉매 컨버터(9)의 구역에서의 효율적인 배기가스 후처리에 유리하고, 다른 한편으로는 배기가스 후처리 장치(3)의 하류측에 위치해 있는 배기가스 터보차저의 효율적인 작동에 유리하다.Therefore, it is ensured that the thermal energy of the exhaust gas is retained in the exhaust gas and is not excessively diverted to the walls of the reaction chamber 10. On the one hand, the high exhaust gas temperature is advantageous for efficient exhaust gas after-treatment in the region of the SCR catalytic converter 9, while on the other hand, the exhaust gas turbocharger located on the downstream side of the exhaust gas after- It is advantageous for efficient operation.

배기가스 공급 라인(8) 및/또는 배기가스 배출 라인(11)도 또한 적어도 이중벽 구조로 형성하는 것이 가능하다.The exhaust gas supply line 8 and / or the exhaust gas discharge line 11 can also be formed at least in a double wall structure.

SCR 촉매 컨버터(9)의 구역에서의 높은 배기가스 온도는, 환원제의 바람직하지 않은 이차 반응을, 특히 황산 암모니아 및/또는 중황산 암모니아의 형성을 방지하는 데 유리하다. 너무 낮은 배기가스 온도에서 생성될 수 있는 바람직하지 않은 상기한 부산물들은, SCR 촉매 컨버터(9)를 파괴할 수 있고, 이에 따라 배기가스 후처리의 효율성을 떨어뜨릴 수 있다.The high exhaust gas temperature in the region of the SCR catalytic converter 9 is advantageous to prevent undesirable secondary reactions of the reducing agent, particularly the formation of ammonia and / or sulfuric acid. These undesirable by-products, which can be produced at too low exhaust gas temperatures, can destroy the SCR catalytic converter 9, thereby reducing the efficiency of the exhaust gas aftertreatment.

또한, 이미 설명한 바와 같이, 배기가스 후처리 장치(3)의 높은 배기가스 온도는, 흐름에서 보았을 때 배기가스 후처리 장치(3)의 하류측에 배치된 배기가스 터보차저를, 특히 이 배기가스 터보차저의 저압 터빈을, 효율적으로 작동시키는 데 있어서 유리하다.Further, as described above, the high exhaust gas temperature of the exhaust gas post-treatment apparatus 3 is set so that the exhaust gas turbocharger arranged on the downstream side of the exhaust gas post-treatment apparatus 3 when viewed in the flow direction, The low pressure turbine of the turbocharger is advantageous for operating efficiently.

SCR 촉매 컨버터(9)를 수용하는 반응실(10)은, 적어도 벽(32)의 구역에 있는 제1 벽(24)과, 제1 벽(24)에 있어서 배기가스 흐름(도시 생략)에 면하는 측에 있는 제2 벽(25)을 포함한다. SCR 촉매 컨버터(9)를 수용하는 반응실(10)의 제1 벽(24)과 제2 벽(25)의 사이에는 갭(26)이 형성되어 있고, 이 갭을 통하여 열전달 매체가 흐르거나 또는 흐를 수 있다.The reaction chamber 10 containing the SCR catalytic converter 9 includes at least a first wall 24 in the region of the wall 32 and a second wall 24 in the first wall 24, And a second wall 25 on the side of the second side. A gap 26 is formed between the first wall 24 and the second wall 25 of the reaction chamber 10 accommodating the SCR catalytic converter 9 and the heat transfer medium flows through the gap, Can flow.

반응실(10)의 제1 벽(24)은, 제1 벽이 최대 압력을 견뎌내는 방식으로 최대 압력에 대하여 설계된 두께를 제1 벽이 갖도록 설계되어 있다. 최대 압력은 4 바아 이하이다.The first wall 24 of the reaction chamber 10 is designed such that the first wall has a thickness designed for maximum pressure in such a way that the first wall can withstand the maximum pressure. The maximum pressure is 4 bar or less.

제2 벽(25)은 제1 벽(24)의 두께보다 작은 두께를 갖는다. 도 3에서 제1 벽의 두께는 d1으로 표시되어 있고, 제2 벽(25)의 두께는 d2로 표시되어 있으며, 제1 벽과 제2 벽(25)의 사이에 형성된 갭(26)의 치수는 ℓ12로 표시되어 있다.The second wall 25 has a thickness less than the thickness of the first wall 24. 3, the thickness of the first wall is denoted by d1, the thickness of the second wall 25 is denoted by d2, and the dimension of the gap 26 formed between the first wall and the second wall 25 Lt; / RTI >

유익한 다른 개선예에 따르면, 반응실(10)의 제1 벽(24)의 두께(d1)와 반응실(10)의 제2 벽(25)의 두께(d2) 사이의 비는 적어도 10:3에, 바람직하게는 적어도 10:2에, 특히 바람직하게는 적어도 10:1에 상당한다.According to another advantageous improvement, the ratio between the thickness d1 of the first wall 24 of the reaction chamber 10 and the thickness d2 of the second wall 25 of the reaction chamber 10 is at least 10: 3 , Preferably at least 10: 2, particularly preferably at least 10: 1.

반응실(10)의 제1 벽(24)과 반응실(10)의 제2 벽(25) 사이에 있는 에어 갭의 치수(ℓ12)는 적어도 2 ㎜에, 바람직하게는 적어도 4 ㎜에, 특히 바람직하게는 적어도 6 ㎜에 상당한다.The air gap dimension l12 between the first wall 24 of the reaction chamber 10 and the second wall 25 of the reaction chamber 10 is at least 2 mm and preferably at least 4 mm, Preferably at least 6 mm.

반응실(10)의 제1 벽(24)의 질량과 열용량의 곱은, 반응실(10)의 제2 벽(25)의 질량과 열용량의 대응하는 곱보다 큰 것이 바람직하다.The product of the mass of the first wall 24 of the reaction chamber 10 and the heat capacity is preferably larger than the product of the mass of the second wall 25 of the reaction chamber 10 and the heat capacity.

반응실(10)의 제1 벽(24)과 반응실(10)의 제2 벽(25)은 양자 모두 금속 재료, 예를 들어 강철로 만들어질 수 있다. 제1 벽(24)은 금속 재료로 만들어지고 제2 벽(25)은 세라믹 재료로 만들어지는 구성이 바람직하다. 마찬가지로, 제1 벽(24)과 제2 벽(25)은 각각 금속 재료로 만들어지는 것도 가능하며, 이 경우 배기가스 흐름에 면하는 측에서 제2 벽(25)은 세라믹 코팅을 갖는 것이 바람직할 수 있다.Both the first wall 24 of the reaction chamber 10 and the second wall 25 of the reaction chamber 10 can be made of a metallic material, for example, steel. Preferably, the first wall 24 is made of a metallic material and the second wall 25 is made of a ceramic material. Likewise, the first wall 24 and the second wall 25 may each be made of a metallic material, in which case the second wall 25 on the side facing the exhaust gas flow preferably has a ceramic coating .

본 발명의 측면에서, 반응실(10)의 제1 벽(26)과 반응실(10)의 제2 벽(24)의 사이에 형성된 갭(26)을 통하여, 열전달 매체가 흐르거나 또는 흐를 수 있다. 이 때문에, 특히 SCR 촉매 컨버터(9)가 계속해서 최적의 작동 온도로 작동되는 최적의 배기가스 후처리를 보장하기 위하여, 반응실(10)은 소정의 온도에 이르게 될 수 있다.In the aspect of the present invention, the heat transfer medium can flow or flow through the gap 26 formed between the first wall 26 of the reaction chamber 10 and the second wall 24 of the reaction chamber 10 have. For this reason, the reaction chamber 10 can be brought to a predetermined temperature, in particular, in order to ensure an optimal exhaust gas after-treatment in which the SCR catalytic converter 9 continues to operate at the optimum operating temperature.

따라서, 배기가스 후처리 시스템(30)은 열전달 매체용 회로(27)를 포함하고, 상기 회로(27)는, 갭(26)에 유입되는 열전달 매체가 경유하는 입구(28), 갭(26)으로부터 내보내지는 열전달 매체가 경유하는 출구(29), 열전달 매체용 이송 장치(30) 및 열전달 매체용 온도 제어 디바이스(31)를 포함한다.The exhaust aftertreatment system 30 thus includes a circuit 27 for heat transfer media which includes an inlet 28 through which the heat transfer medium entering the gap 26 passes, An outlet 29 through which the heat transfer medium is passed, a transfer device 30 for the heat transfer medium, and a temperature control device 31 for the heat transfer medium.

따라서, 온도 제어 디바이스(31)에서의 소정의 설정값 온도에 이르게 된 열전달 매체는, 입구(28)를 경유하여, 반응실(10)의 제1 벽(24)과 제2 벽(25)의 사이에 형성된 갭(26)에 유입될 수 있고, 그 결과 열전달 매체는 갭(26)을 통해 흐를 수 있으며, 이에 따라 반응실(10)을 특히 제2 벽(25)을 통하여 온도-제어할 수 있다. 갭(26)을 통해 유동한 열전달 매체는, 이송 장치(30)의 도움을 받아 갭(26)으로부터 출구(29)를 경유하여 빼내어질 수 있고, 그 후에 폐회로의 조건에서 열전달 매체를 안내하기 위하여 다시 온도-제어 디바이스(31)를 경유하여 이송될 수 있다.The heat transfer medium which has reached the predetermined set temperature in the temperature control device 31 is supplied to the first wall 24 and the second wall 25 of the reaction chamber 10 via the inlet 28, The heat transfer medium can flow through the gap 26 so that the reaction chamber 10 can be temperature controlled through the second wall 25, have. The heat transfer medium that has flowed through the gap 26 can be withdrawn via the outlet 29 from the gap 26 with the aid of the transfer device 30 and then guided in the closed loop conditions to guide the heat transfer medium And then transferred via the temperature-control device 31 again.

열전달 매체는 가스, 특히 공기, 또는 예를 들어 물과 같은 유체일 수 있다. 이미 설명한 바와 같이, 반응실(10) 내에 배치된 SCR 촉매 컨버터(9)의 구역에서 최적의 작동 온도로 최적의 배기가스 후처리를 할 수 있게 하기 위해, 반응실(10)은 열전달 매체에 의해 소정의 온도에 이르게 될 수 있다.The heat transfer medium may be a gas, in particular air, or a fluid, for example water. As already described, in order to enable the optimum exhaust gas post-treatment to be performed at the optimum operating temperature in the region of the SCR catalytic converter 9 disposed in the reaction chamber 10, the reaction chamber 10 is heated by the heat transfer medium To reach a predetermined temperature.

열전달 매체는 배기가스와 접촉하지 않게 된다. 따라서, 이송 장치(30) 및 온도-제어 디바이스(31)는 부식성 가스와 접촉하지 않게 된다. 구체적으로, 이송 장치(30)는 펌프 또는 블로워이다. 온도 제어 디바이스(31)는 열 교환기 또는 다른 가열 장치인 것이 바람직하다.The heat transfer medium does not come into contact with the exhaust gas. Thus, the conveying device 30 and the temperature-controlling device 31 are not in contact with the corrosive gas. Specifically, the transfer device 30 is a pump or a blower. The temperature control device 31 is preferably a heat exchanger or other heating device.

또한, 본 발명은 상기한 배기가스 후처리 시스템(3)을 갖는 내연기관의 작동 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 방법에 따르면, 반응실(10)의 제1 벽(24)과 제2 벽(25) 사이의 갭(26)을 통해 흐르는 열전달 매체를 통하여, 내연기관(1)의 작동 상황에 따라, 반응실(10)이 자동적으로 온도 제어되는 구성이 제공된다.The present invention also relates to a method of operating an internal combustion engine having the above-described exhaust gas after-treatment system (3). According to the method according to the present invention, the operation state of the internal combustion engine 1 is controlled through the heat transfer medium flowing through the gap 26 between the first wall 24 and the second wall 25 of the reaction chamber 10 Accordingly, a configuration is provided in which the reaction chamber 10 is automatically temperature-controlled.

이와 관련하여, 예를 들어 특히 내연기관이 냉간 시동 작동 모드로 작동되는 경우, 내연기관의 실제 시동 이전에, 갭(26)을 통해 흐르는 열전달 매체를 통하여 반응실(10)을 설정값 온도로 가열하는 것이 가능하다.In this regard, for example, when the internal combustion engine is operated in the cold start operation mode, the reaction chamber 10 is heated to the set value temperature via the heat transfer medium flowing through the gap 26, before the actual start of the internal combustion engine It is possible to do.

마찬가지로, 온도 센서의 도움을 받아 반응실(10) 내의 온도를 검출하는 것이 가능하고, 특히 반응실(10) 내의 온도가 한계값보다 낮을 때, 갭(26)을 통해 흐르는 열전달 매체를 통하여 반응실(10)을 설정값 온도로 가열하는 것이 가능하다.In the same manner, the temperature in the reaction chamber 10 can be detected with the help of the temperature sensor. In particular, when the temperature in the reaction chamber 10 is lower than the threshold value, It is possible to heat the heat exchanger 10 to the set value temperature.

앞서 이미 설명한 바와 같이, 반응실(10) 뿐만 아니라 배기가스 후처리 시스템(3)의 배기가스 공급 라인(8) 및/또는 배기가스 배출 라인(11)도 이중벽 구조로 구현될 수 있다.The exhaust gas supply line 8 and / or the exhaust gas discharge line 11 of the exhaust gas post-treatment system 3 as well as the reaction chamber 10 can be also realized with a double wall structure.

배기가스 공급 라인(8) 및/또는 배기가스 배출 라인(11)에서 배기가스 후처리 온도에 영향을 미치기 위하여, 배기가스 공급 라인(8) 및/또는 배기가스 배출 라인(11)의 구역에서도, 대응 벽들 사이에 갭이 형성될 수 있고, 이 갭을 통해 열전달 매체가 전술한 방식으로 안내될 수 있다. 마찬가지로 우회로(12)도 이중벽 구조로 구현될 수 있다.In the region of the exhaust gas supply line 8 and / or the exhaust gas discharge line 11, in order to influence the exhaust gas post-treatment temperature in the exhaust gas supply line 8 and / or the exhaust gas discharge line 11, A gap can be formed between the corresponding walls through which the heat transfer medium can be guided in the manner described above. Likewise, the bypass 12 can also be implemented as a double wall structure.

도 1의 내연기관(1)의 경우, 배기가스 후처리 시스템(3)은 배기가스 과급 시스템(2) 위에 직립형으로 배치된다. 내연기관(1)의 실린더에 대한 접근은 개방되어 있지만, 배기가스 터보차저(4, 5)의 접근성이 제한된다. 그러나, 배기가스 터보차저(4, 5)에 대해 유지 보수 작업이 필요할 때, 반응실(10)은 간단히 분해될 수 있다.In the case of the internal combustion engine 1 of FIG. 1, the exhaust gas after-treatment system 3 is arranged in an upright position on the exhaust gas supercharging system 2. Although the approach of the internal combustion engine 1 to the cylinder is open, the accessibility of the exhaust gas turbochargers 4 and 5 is limited. However, when a maintenance work is required for the exhaust gas turbochargers 4 and 5, the reaction chamber 10 can be simply disassembled.

도 1에 도시된 배기가스 과급 시스템(2)의 위에 배기가스 후처리 시스템(3)을 배치하는 구성과는 대조적으로, 배기가스 과급 시스템(2)의 옆에, 배기가스 후처리 시스템(3)을 90° 기울여 수평하게 배치하는 구성도 또한 가능하지만, 이러한 수평 배치 구성의 경우에 배치 구성의 길이가 늘어난다. 그러나, 이 경우에는 반응실(10)을 분해할 필요가 없어, 내연기관(1)과 배기가스 과급 시스템(2)은 유지 보수 작업에 대한 제약을 받지 않으면서 이용 가능하다.The exhaust gas aftertreatment system 3 is provided next to the exhaust gas supercharging system 2 in contrast to the arrangement in which the exhaust gas aftertreatment system 3 is disposed on the exhaust gas supercharging system 2 shown in FIG. But the length of the arrangement is increased in the case of this horizontal arrangement. However, in this case, it is not necessary to disassemble the reaction chamber 10, so that the internal combustion engine 1 and the exhaust gas supercharging system 2 are usable without being restricted by the maintenance work.

본 발명의 예시적인 실시형태는 바람직하게는 SCR 기술을 대상으로 하지만, 본 발명은 이에 제한되는 것이 아니라, 특히 가스 엔진에서 또는 CH4 및 HCHO 산화 촉매 컨버터와 함께 구현될 수 있다. 1단 과급 엔진의 경우에는, 터빈의 상류측에 배기가스 후처리 시스템을 배치하는 것이 유익하다.Although exemplary embodiments of the present invention are preferably directed to SCR technology, the present invention is not so limited, but may be implemented in particular in gas engines or with CH 4 and HCHO oxidation catalytic converters. In the case of a single stage supercharged engine, it is advantageous to place the exhaust gas aftertreatment system upstream of the turbine.

1 : 내연기관 2 : 배기가스 과급 시스템
3 : 배기가스 후처리 시스템 4 : 배기가스 터보차저
5 : 배기가스 터보차저 6 : 고압 터빈
7 : 저압 터빈 8 : 배기가스 공급 라인
9 : SCR 촉매 컨버터 10 : 반응실
11 : 배기가스 배출 라인 12 : 우회로
13 : 차단 요소 14 : 배기가스 라우팅
15 : 단부 16 : 유입 장치
17 : 주입 원뿔 18 : 혼합 섹션
19 : 배플 요소 20 : 측면
21 : 라인 22 : 측면
23 : 측면 24 : 제1 벽
25 : 제2 벽 26 : 갭
27 : 회로 28 : 입구
29 : 출구 30 : 이송 장치
31 : 온도-제어 디바이스 32 : 벽1: Internal combustion engine 2: Exhaust gas supercharging system
3: Exhaust gas aftertreatment system 4: Exhaust gas turbocharger
5: Exhaust gas turbocharger 6: High pressure turbine
7: Low pressure turbine 8: Exhaust gas supply line
9: SCR catalytic converter 10: reaction chamber
11: Exhaust gas discharge line 12: Bypass
13: Blocking element 14: Exhaust gas routing
15: end 16: inlet device
17: injection cone 18: mixing section
19: Baffle element 20: Side
21: line 22: side
23: side 24: first wall
25: second wall 26: gap
27: circuit 28: entrance
29: Exit 30: Feeding device
31: temperature-controlling device 32: wall

Claims (12)

촉매 컨버터(9)를 구비하는 내연기관의 배기가스 후처리 시스템(3), 예를 들어 SCR 배기가스 후처리 시스템으로서, 촉매 컨버터(9)로 이어지는 배기가스 공급 라인(8)과, 촉매 컨버터(9)로부터 이어져 나오는 배기가스 배출 라인(11)을 구비하는 내연기관의 배기가스 후처리 시스템에 있어서, 촉매 컨버터(9)를 수용하는 반응실(10)이 적어도, 제1 벽(24)과 상기 제1 벽에 있어서 배기가스 흐름에 면하는 쪽에 배치되어 있는 제2 벽(25)을 갖는 이중벽 구조로 형성되어 있는 것과, 상기 제1 벽(24)과 상기 제2 벽(25)의 사이에 형성된 갭(26)을 통하여, 열전달 매체가 흐를 수 있는 것을 특징으로 하는 배기가스 후처리 시스템.An exhaust gas aftertreatment system 3 of an internal combustion engine having a catalytic converter 9, for example an SCR exhaust aftertreatment system, comprises an exhaust gas supply line 8 leading to a catalytic converter 9, 9. An exhaust gas aftertreatment system for an internal combustion engine having an exhaust gas exhaust line (11) extending from a first wall (24) and a first wall (24), said reaction chamber (10) containing a catalytic converter (25) disposed on a side facing the exhaust gas flow in the first wall, and a second wall (25) formed between the first wall (24) and the second wall (25) Wherein the heat transfer medium can flow through the gap (26). 제1항에 있어서, 열전달 매체용 회로(27)가, 상기 갭(26)에 유입되는 열전달 매체가 경유하는 입구(28), 상기 갭(26)으로부터 내보내지는 열전달 매체가 경유하는 출구(29), 열전달 매체용 이송 장치(30) 및 열전달 매체용 온도 제어 디바이스(31)를 포함하는 것을 특징으로 하는 배기가스 후처리 시스템.The heat transfer medium circuit (27) according to claim 1, characterized in that the heat transfer medium circuit (27) comprises an inlet (28) through which the heat transfer medium flows into the gap (26), an outlet (29) through which the heat transfer medium exits from the gap , A transfer device (30) for a heat transfer medium, and a temperature control device (31) for a heat transfer medium. 제1항 또는 제2항에 있어서, 반응실(10)의 제1 벽(24)은 반응실(10)의 제2 벽(25)보다 큰 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 배기가스 후처리 시스템.3. The exhaust aftertreatment system according to claim 1 or 2, wherein the first wall (24) of the reaction chamber (10) has a greater thickness than the second wall (25) of the reaction chamber (10). 제3항에 있어서, 반응실(10)의 제1 벽(24)의 두께와 반응실(10)의 제2 벽(25)의 두께 사이의 비가 적어도 10:3에, 바람직하게는 적어도 10:2에, 특히 바람직하게는 적어도 10:1에 상당하는 것을 특징으로 하는 배기가스 후처리 시스템.The method according to claim 3, wherein the ratio between the thickness of the first wall (24) of the reaction chamber (10) and the thickness of the second wall (25) of the reaction chamber (10) is at least 10: 3, 2, and particularly preferably at least 10: 1. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 벽의 질량과 열용량의 곱이, 제2 벽의 대응하는 곱보다 큰 것을 특징으로 하는 배기가스 후처리 시스템.5. The exhaust aftertreatment system according to any one of claims 1 to 4, wherein the product of the mass of the first wall and the heat capacity is greater than the corresponding product of the second wall. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 반응실(10)의 제1 벽(24)과 반응실(10)의 제2 벽(25) 사이에 있는 갭(26)의 두께가 적어도 2 ㎜에, 바람직하게는 적어도 4 ㎜에, 특히 바람직하게는 적어도 6 ㎜에 상당하는 것을 특징으로 하는 배기가스 후처리 시스템.6. A method according to any one of claims 1 to 5, wherein the thickness of the gap (26) between the first wall (24) of the reaction chamber (10) and the second wall (25) 2 mm, preferably at least 4 mm, and particularly preferably at least 6 mm. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 배기가스 후처리 시스템(3)을 구비하는 내연기관(1), 특히 경유 또는 중유로 작동되는 내연기관.An internal combustion engine (1) comprising an exhaust gas aftertreatment system (3) according to one of claims 1 to 6, in particular an internal combustion engine operated by light oil or heavy oil. 제7항에 있어서, 내연기관에는 배기가스가 과급되고, 반응실은 적어도 하나의 배기가스 터보차저의 상류측에 배치되는 것을 특징으로 하는 내연기관.The internal combustion engine according to claim 7, wherein the internal combustion engine is supercharged with exhaust gas, and the reaction chamber is disposed upstream of at least one exhaust gas turbocharger. 제7항 또는 제8항에 있어서, 내연기관은, 고압 터빈(6)을 포함하는 제1 배기가스 터보차저(4) 및 저압 터빈(7)을 포함하는 제2 배기가스 터보차저(5)를 갖는 다단 배기가스 과급 시스템(2)을 포함하고, 고압 터빈(6)과 저압 터빈(7)의 사이에 배기가스 후처리 시스템(3)이 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 내연기관.The internal combustion engine according to claim 7 or 8, characterized in that it comprises a first exhaust gas turbocharger (4) including a high pressure turbine (6) and a second exhaust gas turbocharger (5) comprising a low pressure turbine Wherein the exhaust gas after-treatment system (3) is connected between the high-pressure turbine (6) and the low-pressure turbine (7). 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 벽(24)과 제2 벽(25) 사이의 갭(26)을 통해 흐르는 열전달 매체를 통하여, 내연기관(1)의 작동 상황에 따라, 반응실(10)이 온도 제어되는 것을 특징으로 하는 내연기관.10. A method as claimed in any one of claims 7 to 9, characterized in that it comprises the steps of: - applying a heat transfer medium through a gap (26) between the first wall (24) and the second wall (25) The temperature of the reaction chamber (10) is controlled. 제10항에 있어서, 반응실(10)의 온도가 한계값보다 낮을 때, 갭(26)을 통해 흐르는 열전달 매체를 통하여 반응실(10)이 설정값 온도로 가열되는 것을 특징으로 하는 내연기관.11. The internal combustion engine according to claim 10, wherein when the temperature of the reaction chamber (10) is lower than the threshold value, the reaction chamber (10) is heated to the predetermined value temperature through the heat transfer medium flowing through the gap (26). 제10항 또는 제11항에 있어서, 특히 내연기관이 냉간 시동 작동 모드로 작동될 때, 갭(26)을 통해 흐르는 열전달 매체를 통하여 반응실(10)이 설정값 온도로 가열되는 것을 특징으로 하는 내연기관.12. A method according to claim 10 or claim 11, characterized in that the reaction chamber (10) is heated to a set point temperature via a heat transfer medium flowing through the gap (26), in particular when the internal combustion engine is operated in the cold start operating mode Internal combustion engine.
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