KR20200145691A - 내연 앤진 및 미립자 물질 배출물을 위한 방법 - Google Patents

내연 앤진 및 미립자 물질 배출물을 위한 방법 Download PDF

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아드리안 레너
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빈터투르 가스 앤 디젤 아게
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Abstract

본 발명은 내연 엔진(1)에 관한 것이다. 이 내연 엔진은 적어도 2개의 실린더(2)를 포함한다. 두 실린더 각각은 연소실(3)을 포함하고, 또한 연료 입구 및 출구 밸브(6)를 갖는 배기 가스 출구(5)를 갖는다. 내연 엔진은 연소실(3)의 하류에서, 모든 연소실(3)의 배기 가스를 제 1 및 2 배기 가스 스트림으로 분리하기 위한 적어도 하나의 분리 장치(7)를 포함한다. 제 1 배기 라인(8) 및 제 2 배기 라인(9)이 적어도 하나의 분리 장치(7)에 연결되어 있다. 적어도 하나의 분리 장치(7)는, 연소실(3)에서 나온 배기 가스를 제 1 성분 배기 라인(8)을 위한 제 1 가스 스트림 및 제 2 성분 배기 라인(9)을 위한 제 2 가스 스트림으로 분리하도록 구성되어 있다. 미립자 물질 저감 장치(10)가 분리 장치(7)의 하류에서 제 1 성분 배기 라인(8)에 배치되어 있다. 분리 장치(7)는, 연소실(3)에서 나온 배기 가스를, 바람직하게는 제 1 성분 배기 라인(8)을 위한 제 1 가스 스트림, 및 바람직하게는 제 2 성분 배기 라인(9)을 위한 다음의 제 2 가스 스트림으로 분리하도록 구성되어 있고, 제 2 가스 스트림의 온도는 제 1 가스 스트림의 온도 보다 낮다.

Description

내연 앤진 및 미립자 물질 배출물을 위한 방법 {Internal combustion engine and method for particulate matter emissions}
본 발명은 독립 청구항의 전제부에 따른 내연 앤진 및 미립자 물질 배출물을 저감시키기 위한 방법에 관한 것이다.
본 발명은 연소 엔진 및 그의 배출물의 저감이라는 기술 분야에 관한 것이다.
대형 선박에 대해, 특히 질소 산화물 배출에 대한 배출 요건이 커지고 있다. 미립자 물질에 대해서는 더욱 엄격한 규제가 도입될 것으로 예상된다. 따라서, 이들 선박의 내연 엔진에 의해 배출되는 배기 가스 내의 미립자 물질의 양을 신뢰적으로 저감시킬 필요가 있다.
현재의 미립자 물질 저감 기술은, 필터와 같은 미립자 저감 장치의 열적 재생 동안의 산화 반응에 필요한 온도 범위로 인해 제한을 받는다. 배기 가스의 온도가 더 낮고 그래서 일반적으로 부하가 낮은 경우, 미립자 물질 저감 장치의 열적 재생은 저하되고 불충분하게 된다.
미립자 물질 저감 장치가 열적으로 재생되지 않거나 또는 제한된 방식으로만 열적으로 재생될 때, 그 미립자 물질 저감 장치의 성능이 저하될 것이고 또한 유지 보수 조치가 더 짧은 시간 간격으로 필요하게 된다.
미립자 물질 저감 장치의 재생은 일반적으로 탄소계 검댕 입자의 산화에 기반한다.
본 발명의 과제는, 종래 기술의 단점을 방지하고, 특히, 낮은 엔진 부하에서도 내연 엔진의 배기 가스에 있는 입자 배출물을 신뢰적으로 저감시키는 것이다. 본 발명의 추가의 특별한 과제는, 상이한 엔진 부하에 대해 미립자 배출물의 유연하고 효율적인 저감을 제공하는 것이다.
본 발명의 제 1 양태에 따르면, 내연 엔진이 제공된다. 이 내연 엔진은 바람직하게는 2-행정 엔진이다. 엔진은 특히 추진 시스템, 예컨대, 선박의 추진 시스템에 적합하다. 내연 엔진은 적어도 2개의 실린더를 포함한다. 두 실린더 각각은 연소실을 포함하고, 연료 입구 및 출구 밸브를 갖는 배기 가스 출구를 갖는다. 내연 엔진은 연소실의 하류에서 적어도 하나의 분리 장치를 포함한다. 제 1 및 제 2 배기 라인이 적어도 하나의 분리 장치에 연결되어 있다. 적어도 하나의 분리 장치는, 각 연소실에서 나온 배기 가스를 제 1 성분 배기 라인을 위한 제 1 가스 스트림 및 제 2 성분 배기 라인을 위한 제 2 가스 스트림으로 분리하도록 구성되어 있다. 미립자 물질 저감 장치가 분리 장치의 하류에서 제 1 성분 배기 라인에 배치된다. 제 2 성분 배기 라인과 제 1 성분 배기 라인은, 적어도 상기 미립자 물질 저감 장치까지는 서로 별개이다.
미립자 물질 저감 장치는 딥 베드 또는 벽 유동 필터와 같은 필터 및 미연소 탄화수소 및 다른 휘발성 탄소 성분의 산화를 위한 장치를 포함할 수 있다.
추가로, 제 1 선택적 촉매 환원(SCR) 반응기가 분리 장치의 하류에서, 특히 미립자 물질 저감 장치의 하류에서 제 1 성분 배기 라인에 배치될 수 있다. 바람직하게는, 요소 용액과 같은 환원제를 분사하기 위한 장치가 제 1 SCR 반응기의 상류에 배치된다.
제 1 SCR 반응기는 바람직하게는 적어도 2개의 실린더의 전부하(full load) 유출량의 80% 이하인 최대 용량을 갖는다. 바람직하게는, 제 1 SCR 반응기는 바람직하게는 적어도 2개의 실린더의 전부하 유출량의 60% 또는 50% 이하인 최대 용량을 갖는다. 전부하는 내연 엔진이 최대 파워 또는 토크를 제공하는 내연 엔진의 작동 조건일 수 있다. 에너지 공급의 감소로 인해 파워 또는 토크가 낮아지면, 이 작동 조건을 부분 부하라고 한다. 전부하는 엔진의 CMCR(condition maximum continuous tating) 점이다. 한 실시 형태에서, 전부하(예컨대, CMCR)는 원하는 선박 속도, 원하는 파워 및 선택적으로 원하는 프로펠러 속도를 사용하여 계산된다.
분리 장치는 배기 가스를 2개의 스트림으로 분리하도록 구성된다. 배기 가스의 일부분만이 제 1 SCR 반응기에 보내지므로, 더 작은 SCR 반응기가 선택될 수 있다. 큰 SCR 반응기는 엔진의 구성에 상당한 제약을 주게 된다. 큰 SCR은 비싸고, 엔진에 결합시키기가 어렵고, 결과적으로 연료 효율의 손실이 일어난다. 배기 가스의 일부분만이 SCR을 통해 안내되므로, 공간과 비용이 절감될 수 있다.
2-행정 엔진에서 과급 공기가 압축되고, 연료가 분사되고 혼합물이 실린더에서 연소된다. 실린더 내의 연소로 생긴 가스 혼합물을 이하 "연소 가스" 라고 한다. 연소 가스는 미립자 물질도 포함할 수 있다.
소기(scavenge) 공기가 사용되어 연소 가스를 연소실로부터 출구를 통해 방출시킨다. 소기 공기와 연소 가스의 조합물이 실린더의 출구를 통해 방출되고 통칭적으로 "배기 가스" 라고 한다.
소기 때문에, 실린더에 나온 고온 연소 가스는 더 저온인 소기 공기와 함께 출구를 통해 밀려 나간다. 소기 동안에, 소기 공기와 연소 가스는 혼합된다. 그럼에도 불구하고, 배출 단계 동안에 연소 가스의 농도가 처음에 더 높고 시간이 지남에 따라 낮아지기 때문에, 배기 가스는 시간에 따른 온도 구배를 갖게 된다.
다시 말해, 출구를 통해 안내되는 가스는 상대적으로 고온인 배기 가스의 제 1 부분(즉, 대부분 연소 가스) 및 상대적으로 저온인 배기 가스의 제 2 부분(즉, 대부분 소기 공기)으로 분리된다. 배기 가스의 제 1 부분은 미립자 물질 배출물의 대부분 및 질소 산화물을 포함한다.
엔진은 터보 과급기를 포함할 수 있다. 이 터보 과급기는 제 1 및/또는 제 2 성분 배기 라인에 배치될 수 있다. 터보 과급기는 미립자 물질 저감 장치의 하류에 배치될 수 있다. 터보 과급기는 제 1 및/또는 2 SCR의 하류에 배치될 수 있다. 대안적인 실시 형태에서, 터보 과급기는 제 2 SCR의 상류에 배치될 수 있다.
분리 장치는 또한 배기 가스 수용부 앞에 배치되는 하나 또는 2개 이상의 밸브로 형성될 수 있다. 바람직하게는, 분리 장치는 연소실 마다 적어도 하나의, 특히 2개의 밸브를 포함한다. 밸브(들)는 버터플라이 밸브(들) 또는 포펫 밸브(들) 또는 다른 적절한 밸브(들)일 수 있다. 분리 장치는 또한 배기 가스 수용부 뒤에 그리고 터보 과급기 앞에 또는 터보 과급기 뒤에 배치될 수도 있다. 분리 장치는 복수의 밸브로 형성될 수 있다.
한 실시 형태에서, 분리 장치는 배기 가스를 상기 제 1 및 2 성분 배기 스트림으로 분리하기 위해 제 1 성분 배기 라인을 개폐하기 위한 제어 가능한 밸브를 포함한다. 이 제어 가능한 밸브는 제어기로 제어될 수 있다. 제어기는 기계식, 즉 엔진의 캠축일 수 있고, 또는 전자식일 수 있다.
분리 장치는 연소실에서 나온 배기 가스를 제 1 및 2 성분 배기 라인을 위한 제 1 및 2 가스 스트림으로 각각 분리하도록 구성되며, 가스 스트림은 차례 대로 배출된다.
분리 장치의 다른 실시 형태는 제 1 및 2 배기 가스 스트림의 간단하고 신뢰적인 분리를 제공한다.
분리 장치는, 상대적으로 더 많은 연소 가스와 그래서 더 높은 온도를 가지고 제일 먼저 배출되는 배기 가스의 제 1 부분과, 상대적으로 더 많은 소기 공기와 더 낮은 온도를 가지고 나중에 배출되는 부분을 서로 분리할 수 있다.
한 실시 형태에서, 소기 공기가 출구를 통해 흐를 때, 제어 가능한 밸브는 연소실의 배출 단계 동안에 먼저 개방되고, 그런 다음 나중에 폐쇄된다. 그러한 분리 장치의 한 실시 형태가 유럽 특허 출원 EP 2 151 569 A1에 나타나 있다.
분리 장치는 연소실에서 나온 배기 가스를 상대적으로 고온인 제 1 가스 스트림과 상대적으로 저온인 제 2 가스 스트림으로 분리하도록 구성된다. 바람직하게는, 상대적으로 고온인 가스 스트림은 제 1 성분 배기 라인을 위한 것이다. 바람직하게는, 상대적으로 저온인 가스 스트림은 제 2 성분 배기 라인을 위한 것이다.
다시 말해, 분리 장치는 연소실에서 나온 배기 가스를 바람직하게는 제 1 성분 배기 라인을 위한 제 1 가스 스트림과 바람직하게는 제 2 성분 배기 라인을 위한 제 2 가스 스트림으로 분리하도록 구성되며, 제 2 가스 스트림의 온도는 제 1 가스 스트림의 온도 보다 낮다.
분리 장치는 제 1 및 2 성분 배기 라인에 대한 밸브의 개폐 시기를 정하여 제 1 가스 스트림을 분리할 수 있다. 한 실시 형태에서, 분리 장치는, 출구로부터 제 1 성분 배기 라인을 통해 제일 먼저 방출되는 제 1 부분 및 그 후에 제 2 성분 배기 라인을 통해 방출되는 제 2 부분을 안내하도록 구성된다.
분리 장치는 실린더를 떠나는 배기 가스의 온도, 크랭크각, 시간, 또는 실린더 내의 압력에 따라, 제 1 성분 배기 라인 및 제 2 성분 배기 라인 안으로의 흐름을 허용하는 밸브를 설정하도록 구성될 수 있다.
전형적으로, 배기 가스 배출의 제 1 단계 동안에, 실린더 내의 압력 처럼, 배기 가스의 온도는 빠르게 최대로 상승하고 그런 다음에 천천히 감소된다.
제 2 단계 동안에, 특정한 시점(ts) 또는 특정한 크랭크각(αs)에서 시작하여, 소기 공기가 실린더에 들어가면, 그 실린더 내의 압력은 특정한 압력(ps) 보다 낮고, 배출된 배기 가스의 온도는 특정한 온도(Ts) 보다 낮은 온도를 갖는다. 배기 가스의 온도는 제 2 단계 동안에 예컨대 350℃ 아래로, 특히 250℃ 아래로 떨어질 수 있다.
내연 엔진은 실린더 내의 배기 가스의 온도에 대한 결론을 내릴 수 있게 해주는 값을 검출하기 위한 센서, 예컨대, 온도 센서, 압력 센서, 시간 센서 또는 크랭크각 센서를 포함할 수 있다. 센서는 바람직하게는 빠르게 반응하는 고속 및/또는 신속 측정 센서이며, 그래서 측정 값 및 측정 값의 변화는 연소 사이클 동안에 충분히 빠르게 검출된다. 빠른 측정으로 인해, 미리 결정된 기준과의 계속적인 비교 및/또는 분리 장치의 설정의 시기 적절한 변경이 가능하게 된다.
값은 미리 결정된 특정한 값과 비교될 수 있다. 특정한 값이 도달되면, 분리 장치는 새로운 조건으로 될 수 있는데, 예컨대, 배기 가스가 제 2 성분 배기 라인이 아닌 제 1 성분 배기 라인 안으로 안내되는 제 1 조건으로부터, 배기 가스가 제 1 성분 배기 라인이 아닌 제 2 성분 배기 라인 안으로 안내되는 제 2 조건으로 될 수 있다.
내연 엔진은 특히 센서의 측정 값 및/또는 온도 및/또는 배기 가스의 온도에 대한 결론을 내릴 수 있게 해주는 값, 예컨대, 압력, 시간 또는 크랭크각에 따라 분리 장치를 작동시키기 위한, 특히 밸브를 설정하기 위한 제어 유닛을 포함할 수있다. 특정한 값, 예컨대 특정한 온도(Ts), 특정한 압력(ps), 특정한 시점(ts) 또는 특정한 크랭크각(αs)이 도달되자 마자, 제어 유닛은 분리 장치의 설정을 변경할 수 있다.
특정한 값은 미리 결정되며, 제어 유닛에 제공되거나 그에 저장될 수 있다.
특정한 값은 부하에 종속적일 수 있다. 부하 종속적인 특정한 값을 갖는 맵이 제어 유닛에 의해 사용되도록 마련될 수 있다.
제어 유닛은 미리 결정된 값을 받고 그리고/또는 판독하며 그리고/또는 저장하는데에 적합하게 될 수 있다.
제어 유닛은 얻어진 값을 미리 결정된 값과 비교하는데 적합하게 될 수 있다.
분리 장치, 특히 밸브를 설정하기 위한 제어 유닛은 분리 장치를 부하에 따라 작동시키도록 구성될 수 있다. 미리 결정된 부하 범위에 대해, 제어 유닛은 분리 장치를 전술한 바와 같이 설정할 수 있다.
따라서, 특정한 임계 값 보다 높은 온도를 갖는 배기 가스만 미립자 물질 저감 장치에 들어간다.
배기 가스의 제 1 고온 부분은 상대적은 높은 농도의 미립자 물질을 가지며,반면 제 1 저온 부분은 상대적으로 깨끗하다.
미립자 물질 저감 장치를 통해 흐르는 배기 가스의 더 높은 전체 온도는 미립자의 미연소 성분의 산화에 대한 잠재성을 증가시킨다. 이는 낮은 엔진 부하의 경우에 특히 유리하며, 그러한 부하에서는 배기 가스의 적어도 일부분의 온도는 미립자 물질의 산화 반응을 위해서는 너무 낮다.
전형적으로, 더 높은 부하에서, 배기 가스의 평균 온도가 비교적 높으면, 낮은 부하에서 보다 더 많은 배기 가스가 제 1 성분 배기 라인을 통해 안내될 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 제 1 성분 배기 라인을 위한 제 1 가스 스트림 만 또는 제 2 성분 배기 라인을 위한 제 2 가스 스트림 만 또는 동시에 제 1 및 2 성분 배기 라인을 위한 제 1 및 2 가스 스트림이 허용되는 미리 결정된 부하 범위가 있을 수 있다.
엔진은 배기 가스 재순환(EGR)을 포함할 수 있다. EGR은 내부 연소실의 입구 및 내부 연소실의 출구에 연결될 수 있다.
한 실시 형태에서, 엔진은 실린더의 배기 가스를 모으기 위한 배기 가스 수용부를 포함한다. 분리 장치는 그 배기 가스 수용부의 상류에 배치될 수 있다. 그리하여, 배기 가스는 배기 가스 스트림의 성분(예컨대, 연소 가스 및 소기 공기)이 배기 가스 수용부에서 균질하게 혼합되기 전에 분리될 수 있다.
배기 가스 수용부는 제 2 성분 배기 라인에 배치될 수 있다.
분리 장치는 배기 가스 수용부의 하류에 배치될 수 있다.
한 바람직한 실시 형태에서, 적어도 하나의, 바람직하게는 각 분리 장치는 복수의 밸브를 포함한다. 분리 장치는 2개 또는 4개의 밸브를 포함할 수 있다. 한 실시 형태에서, 네 밸브 중의 2개는 제 1 성분 배기 스트림을 제 2 성분 배기 라인 안으로 전환시키는데 사용된다. 다른 두 밸브는 제 2 성분 배기 스트림을 제 2 성분 배기 라인 안으로 전환시키는데 사용된다.
추가의 바람직한 실시 형태에서, 3개 또는 4개 이상의 밸브 중의 하나는 배기 가스의 제 1 부분을 제 1 성분 배기 스트림 안으로 전환시키는데 적합하다. 다른 2개의 또는 3개 이상의 밸브는 배기 가스를 제 2 성분 배기 라인 안으로 전환시키는데 적합하다. 그리하여, 제 1 및 제 2 성분 배기 스트림은 특히 간단하게 또한 효율적으로 생성될 수 있다.
한 실시 형태에서, 분리 장치는 적어도 2개의 실린더 각각의 출구 밸브로 형성된다. 한 예에서, 각 실린더는 복수의 출구 밸브를 포함할 수 있다. 각 실린더의 제 1 출구 밸브는 제 1 성분 배기 라인을 개방하도록 적합하게 되어 있고, 제 2 출구 밸브는 제 2 성분 배기 라인을 개방하도록 적합하게 되어 있다. 다른 예에서, 각 실린더는 각 성분 배기 라인에 대해 2개의 밸브를 포함한다. 또한, 각 출구는 4개의 출구 밸브를 포함할 수 있다. 이들 바람직한 실시 형태에서, 분리 장치는 출구 밸브로 형성되어 컴팩트한 장치가 제공된다.
추가로 또는 대안적으로, 분리 장치는 출구 또는 출구 밸브의 하류에서 하나의 또는 2개 또는 4개 이상의 밸브, 예컨대 버터플라이 밸브를 포함할 수 있다.
한 실시 형태에서, 엔진은 SCR 반응기를 포함하고, 이 반응기는 제 2 성분 배기 라인에 배치될 수 있다. 제 2 성분 배기 라인은 배기 가스 수용부의 하류에 배치될 수 있다.
바람직하게는, 요소(urea) 용액과 같은 환원제를 분사하기 위한 장치가 SCR 반응기의 상류에 배치된다.
제 2 성분 배기 라인에 배치되는 제 2 SCR 반응기는, 제 1 성분 배기 라인에 배치되는 제 1 SCR 반응기 보다 큰 최대 용량을 가질 수 있다.
한 실시 형태에서, 제 2 성분 배기 라인은 바람직하게는 서로 병렬적인 SCR 관 및 우회 관을 포함한다. 제 2 SCR 반응기는 SCR 관에 배치될 수 있다. 제 2 성분 배기 라인은 배기 가스를 상기 SCR 반응기 및/또는 우회 관 안으로 안내하기 위한 적어도 하나의, 바람직하게는 2개의 밸브를 포함한다. 또한, 엔진은 배기 가스가 제 2 SCR 반응기에 또는 우회 관을 통해 또는 둘 모두를 통해 보내지도록 밸브를 작동시키는 제어기를 포함할 수 있다.
우회 관은 엔진의 연료 효율적인 작동 모드를 가능하게 한다. 따라서, 원하는 작동 모드에 따라, 즉, 높은/낮은 부하에서 연료 효율적이거나 배출이 감소되는 작동 모드에 따라, 작업자는 배기 가스를 어느 관/성분 배기 라인을 통해 보낼지를 선택할 수 있다. 작동 모드에 대한 예를 본 발명의 나타나 있는 실시 형태에 대해 설명한다.
한 실시 형태에서, 제 1 성분 배기 라인은 미립자 물질 저감 장치의 상류에 배치되는 가열 요소를 포함한다.
미립자 물질 저감 장치 자체는 배기 가스를 열적 재생에 충분한 온도로 가열하는 가열 장치를 포함하거나 그에 연결될 수 있다.
미립자 물질을 저감시키기 위한, 특히 열적 재생을 위한 충분한 온도(최소 연속 작동 온도)는 500℃일 수 있다.
본 발명의 다른 양태는 내연 엔진의 미립자 물질 배출물을 저감시키기 위한 방법에 관한 것이다. 바람직하게는, 엔진은 여기서 위에서 언급한 바와 같은 내연 엔진이다. 본 방법은 다음과 같은 단계를 포함한다:
- 내부 연소실을 갖는 적어도 2개의 실린더에서 연료를 연소시키는 단계 - 상기 연소실은 연료 입구 및 출구 밸브를 갖는 배기 가스 출구를 가짐 -;
- 배기 가스를 상기 출구를 통해 배출시키는 단계;
- 분리 장치를 이용하여 연소실의 하류에서 모든 연소실의 배기 가스를 제 1 및 2 배기 가스 스트림으로 분리하는 단계 - 제 1 배기 가스 스트림은 제 1 성분 배기 라인에 의해 전달되고, 제 2 배기 가스 스트림은 제 2 성분 배기 라인에 의해 전달되며, 양 배기 라인은 적어도 하나의 분리 장치에 연결됨 -;
- 제 1 성분 배기 라인 내에서 제 1 배기 가스 스트림을 미립자 물질 저감 장치에 안내하는 단계;
- 제 2 성분 배기 라인 내에서 제 2 배기 가스 스트림을 안내하는 단계 - 제 1 및 2 배기 라인은 적어도 미립자 물질 저감 장치까지는 서로 별개로 유지됨 -; 및
- 제 1 배기 가스 스트림 내의 미립자 물질의 양이 감소되도록 제 1 배기 가스 스트림을 미립자 물질 저감 장치에서 반응시키는 단계.
제 1 배기 가스 스트림은 연소 사이클의 제 1 단계 동안에 배출될 수 있고 제 2 배기 가스 스트림은 연소 사이클의 제 2 단계 동안에 배출될 수 있다. 제 1 배기 가스 스트림은 제 1 온도를 가지며 제 2 배기 가스 스트림은 제 2 온도를 가지며, 제 2 온도는 제 1 온도 보다 낮다.
제 1 배기 가스 스트림은 바람직하게는 미립자 물질 저감 장치의 열적 재생에 충분한 온도를 갖는다.
추가적으로, 적어도 2개의 실린더의 전부하 유출량의 80% 이하, 바람직하게는 60% 또는 50% 이하인 최대 용량을 갖는 제 1 SCR 반응기가 제 1 성분 배기 라인에 배치될 수 있다.
본 방법의 바람직한 실시 형태에서, 본 방법은 미립자 물질 저감 장치의 상류에서 상기 제 1 배기 가스 스트림을 가열하는 단계를 추가로 포함한다.
내부 연소실로부터 제일 먼저 배출된 부분은 제 1 성분 배기 라인 안으로 안내되고, 그 다음에 배출되는 부분은 제 2 성분 배기 라인 안으로 안내된다. 제일 먼저 배출된 부분은 나중에 배출된 부분(제 2 부분) 보다 높은 온도를 갖는다. 그리하여, 배기 가스를 상대적으로 고온인 배기 스트림과 상대적으로 저온인 배기 스트림으로 분리하는 간단한 방법이 제공된다.
내연 엔진은 신기 공기 공급부를 포함할 수 있는데, 이 공급부는 신기를 소기 공기 수용부 및 플러싱 구멍(소기 포트 또는 입구 포트라고도 함)을 통해 실린더 안으로 안내하기 위한 것이다. 신기는 연소 사이클 끝에서 연소 가스를 실린더 밖으로 세척하기 위해 사용될 수 있다. 연소 사이클 동안에, 주로 연소 가스가 배출되는 제 1 단계, 및 연소 가스와 새로운 소기 공기의 혼합물이 배출되는 제 2 단계가 있다. 제 1 단계 동안에 배출되는 배기 가스는 제 1 가스 스트림으로서 제 1 성분 배기 라인에서 안내될 수 있다. 제 2 단계 동안에 배출되는 배기 가스는 제 2 가스 스트림으로서 제 2 성분 배기 라인에서 안내될 수 있다.
주로 연소 가스를 포함하는 제 1 가스 스트림은 일반적으로, 연소 가스와 새로운 소기 공기를 포함하는 배기 가스 혼합물(보통 실린더에서 배출됨)의 온도 보다 높다. 또한, 제 1 단계 동안에 배출되는 배기 가스는 더 높은 농도의 미립자 물질 및 높은 NOx 함량을 갖는다. 제 2 가스 스트림은, 연소 공기와 신기의 혼합물을 포함하므로, 일반적으로 제 1 가스 스트림 보다 더 낮은 농도의 미립자 물질 및 NOx 함량을 갖는다.
제 2 가스 스트림에 있는 연소 가스의 비율 및/또는 미립자 물질의 농도는 낮을 수 있어, 제 2 가스 스트림을 미립자 물질 저감 장치를 통해 안내할 필요가 없다.
배기 가스의 온도는 총 배출 기간 동안에 임계 온도 보다 높게 유지될 수 있고, 그래서 거의 전체 배기 가스 또는 전체 배기 가스가 제 1 성분 배기 라인을 통해 미립자 물질 저감 장치에 안내된다. 배기 가스는 총 배출 기간 동안에 미립자 물질 저감 장치를 통해 안내될 수 있다. 이 경우, 제 2 배기 가스 스트림은 영 리터/초에 가까운 또는 그와 같은 값을 가질 수 있다.
제 1 배기 가스 스트림은 상대적으로 고온이고 제 2 배기 가스 스트림은 상대적으로 저온이다. 여기서 언급한 바와 같이, 상대적으로 고온은 다른 배기 가스 스트림과 비교된다. 예컨대, 상대적으로 고온인 제 1 배기 가스 스트림은 제 2 배기 가스 스트림 보다 뜨겁다는 것을 의미한다.
바람직한 실시 형태에서, 본 방법은, 제 2 성분 가스 스트림을 부분적으로 또는 완전히 반응시킴이 없이 제 2 배기 가스 스트림을 부분적으로 또는 완전히 우회 관을 통해 안내하는 단계를 추가로 포함한다. 바람직한 실시 형태에서, 제 2 배기 가스 스트림 및/또는 제 1 배기 가스 스트림은 터보 과급기에 보내진다.
한 실시 형태에서, 제 1 및/또는 2 스트림은 터보 과급기에 대해 병렬적으로 안내된다.
본 발명의 추가 양태에서, 내연 엔진이 제공된다. 이 내연 엔진은 바람직하게는 2-행정 엔진이다. 엔진은 추진 시스템, 예컨대 선박의 추진 시스템에 특히 적합하다. 내연 엔진은 적어도 2개의 실린더를 포함한다. 두 실린더 각각은 연소실을 포함하고, 또한 연료 입구 및 출구 밸브를 갖는 배기 가스 출구를 갖는다. 내연 엔진은 연소실의 하류에서 적어도 하나의 분리 장치를 포함한다. 제 1 및 제 2 배기 라인이 적어도 하나의 분리 장치에 연결되어 있다. 적어도 하나의 분리 장치는, 각 연소실에서 나온 배기 가스를 예컨대 제 1 성분 배기 라인을 위한 제 1 가스 스트림 및 예컨대 제 2 성분 배기 라인을 위한 제 2 가스 스트림으로 분리하도록 구성되어 있고, 제 2 가스 스트림의 온도는 제 1 가스 스트림의 온도 보다 낮다.
제 1 SCR 반응기가 제 1 성분 배기 라인에 배치될 수 있고 그리고/또는 제 2 SCR 반응기가 제 2 성분 배기 라인에 배치될 수 있다.
분리 장치는 고온의 배기 가스가 제 1 및/또는 2 성분 배기 라인 안으로 안내되어 제 1 및/또는 2 SCR 반응기를 통과하게 하도록 구성될 수 있다.
500℃ 보다 높은 온도를 갖는 가스를 안내함으로써, SCR 촉매가 재생된다.
그래서, 분리 장치는 고온의 배기 가스를 안내하기 위해 각각의 제 1 또는 2 성분 배기 라인을 선택함으로써 선택된 SCR 반응기의 재생을 가능하게 해준다.
분리 장치는 주로 연소 가스를 포함하는 배기 가스의 제 1 부분만이 재생을 위한 충분한 온도를 가지고 있을 때 낮은 부하에 대해서도 SCR 반응기의 재생을 가능하게 해준다.
첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 비한정적인 실시 형태를 단지 예시적으로설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 제 1 실시예의 개략도를 나타낸다.
도 2는 본 발명에 따른 제 2 실시예의 개략도를 나타낸다.
도 3은 본 발명에 따른 제 3 실시예의 개략도를 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 제 1 실시예의 개략도를 나타낸다. 내연 엔진(1)은 연소실(3)을 갖는 실린더(2)를 포함한다. 연소실(3) 내부에는, 피스톤 로드(25)를 갖는 피스톤(26)이 제공되어 있다.
연료는 연료 입구(나타나 있지 않음)를 통해 연소실(3) 안으로 안내되고 그 연소실(3) 안에서 연소된다. 연소 가스는, 단일의 출구 밸브(6)를 포함하는 출구(5)를 통해 안내된다. 연소 가스는 소기(scavenge) 공기로 소기된다. 출구 밸브(6) 뒤에서 연소 가스와 소기 공기(통칭적으로 배기 가스라고 함)는 출구 관(29)을 통해 안내된다.
출구 관(29)은 2개의 채널을 포함한다. 제 1 채널은 배기 가스의 일부분을 미립자 물질 저감 장치(10)를 통해 보내기 위해 사용된다. 제 2 채널은 배기 가스의 나머지를 배기 가스 수용부(11)에 안내하기 위해 사용된다.
분리 장치(7)가 출구 관(29)에 배치된다. 분리 관(7)은, 출구 관(29)의 두 채널을 개폐하는 2개의 밸브(7a, 7b)를 포함한다.
연소 기계(1)는 제어 유닛(32)을 포함하고, 그래서 분리 장치(7)는 연소실(3)에서 나온 배기 가스를 제 1 성분 배기 라인(8)을 위한 제 1 가스 스트림 및 제 2 성분 배기 라인(9)을 위한 다음의 제 2 가스 스트림으로 분리하도록 구성되어 있고, 제 2 가스 스트림의 온도는 제 1 가스 스트림의 온도 보다 낮다.
연소 기계(1)는, 배기 가스의 온도에 대한 결론을 내릴 수 있게 해주는 값을 검출하기 위한 센서(33)(이 경우에는 온도 센서)를 포함한다.
배기 가스의 온도가 미리 결정된 값 아래로 떨어지면, 제어 유닛(32)은 도에 나타나 있는 바와 같이 밸브(7a)를 개방하고 밸브(7b)는 폐쇄시킨다.
배기 가스의 온도가 충분히 높으면, 제어 유닛(32)은 밸브(7a)를 폐쇄된 상태로 유지시키고 또한 밸브(7b)는 개방된 상태로 유지시키며, 그래서 배기 가스 스트림은, 미립자 물질 저감 장치(10)를 통해 안내되고 열적 재생을 가능하게 해준다.
도 2는 2-행정 크로스헤드 내연 엔진(1)의 제 2 실시예의 개략도를 나타낸다. 이 엔진(1)은 도 3의 엔진의 일부분을 포함한다.
제 1 성분 배기 라인(8)이 출구 관(29)에 연결되어 있다. 연결된 제 1 성분 배기 라인(8)은 배기 가스의 일부분을 출구(5)를 통해 미립자 물질 저감 장치(10)에 안내하고 또한 이어서 제 1 SCR 반응기(28)에 안내한다. 제 1 SCR 반응기(28)는 배기 가스 내의 질소 산화물을 선택적 촉매 환원으로 환원시킨다.
질소 산화물의 환원은 질소 산화물과 암모니아의 반응에 기반한다. 암모니아는 제 1 SCR 반응기(28)의 상류에서 요소(urea) 분사기(21)로 요소를 분사하여 생성된다. 실린더(2)의 배기 가스의 일부분만이 제 1 성분 배기 라인(8)을 통해 안내된다. 실린더로부터 방출된 배기 가스는 미립자 물질 저감 장치(10)의 열적 재생에는 너무 낮은 온도(예컨대, 400℃ 미만)를 가질 수 있다. 어쨋든 열적 재생을 가능하게 하기 위해, 라인(8)은 가열 요소(16)를 추가로 포함할 수 있는데, 이 가열 요소는 미립자 물질 저감 장치(10)와 제 1 SCR 반응기(28)의 상류에 배치되며 또한 요소 분사기(21)의 하류에 배치될 수 있다.
2-행정 엔진(1)에서, 배기 단계 동안에 소기 공기가 사용되어 연소 가스를 연소실(3)로부터 배출한다. 그래서, 배기 가스는 연소 가스는 물론 소기 공기도 포함한다. 연소 가스는 연소 때문에 소기 공기 보다 높은 온도를 갖는다. 또한, 질소 산화물의 농도와 미립자 물질의 농도는 소기 공기에서 보다 연소 가스에서 더 높다.
연소 가스와 소기 공기가 예컨대 배기 가스 매니폴드와 같은 배기 가스 수용부(11)에서 혼합되면, 연소 가스의 온도가 감소된다. 낮은 부하에서는 연료 분사가 작기 때문에 이 온도는 특히 낮으며, 연소 가스의 양은 낮고 또한 미립자 물질 저감 장치는 열적으로 재생될 수 없다.
따라서, 낮은 부하에서 연소 가스는 실린더(2)의 출구(5)에서 소기 공기로부터 분리될 수 있다. 제 1 분리 방법은, 제 2 성분 배기 라인(9)을 위한 분리 장치(7)의 밸브를 폐쇄하여 배기 라인(8)을 개방하는 것이다. 이 구성에서, 배기 가스는 전체적으로 제 1 성분 배기 라인(8)을 통해 안내된다. 더 높은 부하에서, 분리 장치(7)의 양 밸브(예컨대, 버터플라이 밸브)가 개방되고 배기 가스의 대부분이 제 2 성분 배기 라린(9)을 통해 안내된다.
도 1에 나타나 있는 엔진과 다르게, 도 2에 나타나 있는 엔진은 연소실(3)을 위한 2개의 출구 밸브(6)를 포함한다. 2개의 출구 밸브가 나타나 있지만, 바람직하게는 하나 또는 4개의 밸브가 사용된다.
출구 밸브(6)는 배기 가스를 안내하기 위해 사용된다. 먼저, 연소 가스가 방출되고 있을 때, 제 1 성분 배기 라인(8)을 위한 출구 밸브가 개방되고 제 2 성분 배기 라인(9)을 위한 출구 밸브는 폐쇄된다. 이 구성에서, 배기 가스는 제 1 성분 배기 라인(8)을 통해 안내될 수 있다. 이는 분리 장치(7)의 양 버터플라이 밸브를 폐쇄함으로써 도움을 받을 수 있다. 소기 공기가 출구(5)에 도달하자 마자, 제 1 성분 배기 라인(8)을 위한 출구 밸브(6)가 폐쇄되고 제 2 성분 배기 라인(9)을 위한 출구 밸브는 개방된다.
그리하여, 분리된 부분은 제 1 성분 배기 라인(8)을 통해 안내되고, 그래서 미립자 물질 저감 장치에서 미립자 물질의 신뢰적인 감소가 가능하고 또한 제 1 SCR 반응기(28)에서 질소 산화물의 신뢰적인 환원이 가능하게 된다. 추가로, 배기 가스의 일부분만 라인(8)을 통해 안내되므로, 작은 SCR 반응기가 사용될 수 있다. 전부하 유출량의 40%인 최대 용량을 갖는 SCR 반응기(28)가 충분하고, 이에 따라 공간이 절감된다. 미립자 물질 저감 장치(10)는 반응기 내의 온도를 더 조절하기 위해 반응기 조절기(27)를 포함할 수 있다.
제 2 성분 배기 라인(9)은 배기 가스 수용부(11)에 이어져 있다. 이 배기 가스 수용부(11)로부터 배기 가스는 SCR 관(13) 또는 우회 관(14)을 통과하게 된다. SCR 관(13) 및 우회 관(14) 각각은 밸브(15)를 포함한다. 이 밸브(15)는 우회 관(14) 및/또는 SCR 관(13)이 사용되도록 독립적으로 개폐될 수 있다. SCR 관(13)은 제 2 SCR 반응기(12)를 포함한다. 제 2 SCR 반응기(12)는 제 1 SCR 반응기(28) 보다 높은 처리량에 맞게 되어 있다. 제 2 SCR 반응기(12)는 실린더(2)의 전부하 유출량의 적어도 60%인 최대 용량을 갖는다.
요소 분사기(36)는 제 2 SCR 반응기(12)의 상류에 배치된다.
한 실시 형태에서, 제 2 SCR 반응기(12) 및 제 1 SCR 반응기(28)는, 적어도 2개의 실린더의 전부하 유출량의 적어도 100%인 결합 총 용량을 가질 수 있다. 우회 관은 SCR을 포함하지 않을 수 있다.
추가로, SCR 관(13)은 SCR 반응기(12)의 하류에서 제 2 밸브(20)를 포함한다. 밸브(20)는 SCR 관(13) 안으로의 역류를 방지한다.
제 1 라인(8) 및 제 2 라인(9)(즉, 우회 관(14) 및 SCR 관(13))은 터보 과급기(17) 및 그 뒤의 퍼넬(funnel)(30)(도 3 참조)에 이어져 있다. 터보 과급기(17)는 배기 가스에 저장되어 있는 에너지로 신기(fresh air)를 흡인한다. 터과 과급기(17)에 의해 흡인된 신기는 냉각기 시스템(19) 및 신기 공급기(18)를 통과해 입구(4)에 안내된다. 입구(4) 뒤에서, 신기는 소기 공기 수용부(23) 및 플러싱 구멍(31)을 통과하여 실린더(2) 안으로 안내된다.
SCR 반응기(28, 12) 내에서의 질소 산화물 환원에에 추가로, 입자 및 황산과 같은 배출물은 EGR 청정기(24)로 감소된다. EGR 관(22)이 실린더(2)의 출구(5)에 연결되어 있다. EGR 관(22)은 배기 가스를 EGR 청정기(24)에 안내하고 또한 GR 청정기(24) 다음에 연소실(3) 안으로 안내한다. EGR 청정기(24)는 스크러버, 냉각기 및 물 미스트(mist) 포획기를 포함할 수 있다.
도 1에 나타나 있는 바와 같은 엔진(1)은 서로 다른 작동 모드를 가능하게 한다.
제 1 작동 모드는 낮은 부하에 특히 적합하다. 낮은 부하에서, 밸브(15) 및 분리 장치(7)는, 제 1 성분 배기 라인(8) 및 우회 관(14)이 개방되도록 설정된다. SCR 관(13)은 폐쇄된다. 연소 가스를 포함하는 배기 가스의 제 1 부분은 미립자 물질 저감 장치(10) 및 제 1 SCR 반응기(28)를 통해 안내되고, 그 반응기에서 질소 산화물이 환원된다. 배기 가스의 나머지(주로 소기 공기를 포함함)는 우회 관(14)을 통해 안내된다. 특히, SCR 반응기(28)는 분리된 우회 라인(나타나 있지 않음)에 의해 우회될 수 있다 .
제 2 작동 모드에서, 배기 가스는 제 2 배기 라인(9) 만을 통해 안내되고, 배기 가스는 제 1 배기 라인(8)을 통해서는 안내되지 않는다. 제 2 작동 모드의 일 변형예에서, 배기 가스는 SCR 관(13) 및 제 2 SCR 반응기(12)를 통해 안내된다. 제 2 작동 모드는 종래 기술에 알려져 있는 엔진에서 SCR 반응기에 대응한다.
제 3 작동 모드에서, 배기 가스는 우회 관(14) 만을 통해 안내되고 제 1 성분 배기 라인(8)과 SCR 관(13)은 폐쇄된다. 이 작동 모드에서, 미립자 물질 저감 장치(10) 및 SCR(28, 12)은 스위치 오프 된다.
도 3은 내연 엔진(1)의 제 3 실시예를 나타낸다. 엔진(1)의 제 3 실시예는 제 2 실시예와 유사하다. 결과적으로, 참조 번호는 유사한 부분을 나타낸다. 그러나, 제 2 실시예와는 달리, 제 2 SCR 반응기(12)가 있는 SCR 관(13) 및 우회 관(14)은 터보 과급기(17)의 하류에 배치된다.
엔진(1)은 실린더(2)를 포함한다. 실린더(2)의 출구에서, 이 실린더(2)로부터 나온 배기 가스는 제 1 및 2 스트림으로 분리된다. 제 1 스트림은 제 1 성분 배기 라인(8)을 통해 안내되고 제 2 스트림은 제 2 성분 배기 라인(9)을 통해 안내된다. 제 2 성분 배기 라인(9)은 배기 가스 수용부(11)를 포함한다. 제 1 성분 배기 라인(8)은 도 2를 참조하여 나타나 있는 바와 같이 구성되고, 미립자 물질 저감 장치(10) 및 제 1 SCR 반응기(28)를 포함하며 또한 배기 가스 수용부(11)와 병렬적이다. 제 1 SCR 반응기(28) 뒤에 그리고 제 2 SCR 반응기(12)와 우회 관(14) 전에서, 제 1 성분 배기 라인(8)은 제 2 라인(9)과 합쳐지고 모든 실린더(2)의 전체 배기 가스는 터보 과급기(17)를 통해 안내된다.
터보 과급기(17) 뒤에서 제 2 성분 배기 라인(9)에 의해 배기 가스는 SCR 관(13) 또는 우회 관(14)을 통해 제 2 SCR 반응기(12) 안으로 안내된다. 그후, 배기 가스는 퍼넬(30)을 통해 방출된다. 일 변형예에서, 제 2 SCR 반응기(12) 및 우회 관(14)은 터보 과급기(17)의 상류에 배치될 수 있다.
도 2에 대해 위에서 개략적으로 설명된 작동 모드는 도 3에 나타나 있는 실시 형태에서도 사용될 수 있다.

Claims (17)

  1. 특히 추진 시스템을 위한 내연 엔진, 바람직하게는 2-행정 엔진(1)으로서, 적어도 2개의 실린더(2)를 포함하고, 각 실린더는 연소실(3)을 포함하고, 연소실은 연료 입구 및 출구 밸브(6)를 갖는 배기 가스 출구(5)를 가지며,
    상기 내연 엔진은 연소실(3)의 하류에서 적어도 하나의 분리 장치(7)를 포함하고, 제 1 성분 배기 라인(8) 및 제 2 성분 배기 라인(9)이 상기 적어도 하나의 분리 장치(7)에 연결되어 있고,
    상기 적어도 하나의 분리 장치(7)는, 각 연소실(3)에서 나온 배기 가스를 상기 제 1 성분 배기 라인(8)을 위한 제 1 가스 스트림 및 제 2 성분 배기 라인(9)을 위한 제 2 가스 스트림으로 분리하도록 구성되어 있고,
    미립자 물질 저감 장치(10)가 상기 분리 장치(7)의 하류에서 상기 제 1 성분 배기 라인(8)에 배치되어 있고,
    상기 제 1 성분 배기 라인(8) 및 제 2 성분 배기 라인(9)은, 적어도 상기 미립자 물질 저감 장치(10) 까지는 서로 별개이며,
    상기 분리 장치(7)는, 연소실(3)에서 나온 배기 가스를, 연소 사이클의 제 1 단계 동안에 배출되고 바람직하게는 상기 제 1 성분 배기 라인(8)을 위한 제 1 가스 스트림, 및 연소 사이클의 제 2 단계 동안에 배출되고 바람직하게는 상기 제 2 성분 배기 라인(9)을 위한 다음의 제 2 가스 스트림으로 분리하도록 구성되어 있고, 제 2 가스 스트림의 온도는 제 1 가스 스트림의 온도 보다 낮은, 내연 엔진.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 분리 장치(7)는, 배기 가스를 상기 제 1 및 2 성분 배기 스트림으로 분리하기 위해 제 1 성분 배기 라인을 개폐하기 위한 제어 가능한 밸브, 특히 버터플라이 밸브를 포함하는, 내연 엔진.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 내연 엔진은 실린더의 배기 가스를 모으기 위한 배기 가스 수용부(11)를 포함하고, 적어도 하나의 분리 장치(7)는 상기 배기 가스 수용부(11)의 상류에 배치되는, 내연 엔진.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분리 장치(7)는 적어도 2개의 실린더(1) 각각의 출구 밸브로 형성되는, 내연 엔진.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의, 바람직하게는 각 분리 장치(7)는, 배기 가스를 상기 제 1 및 2 성분 배기 스트림으로 분리하기 위해 각각의 연소실(3)에 대해 복수의 밸브, 바람직하게는 2개 또는 4개의 밸브를 포함하는, 내연 엔진.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 내연 엔진은 실린더 내의 배기 가스의 온도에 대한 결론을 내릴 수 있게 해주는 값을 검출하기 위한 센서, 예컨대, 온도 센서, 압력 센서, 시간 센서 또는 크랭크각 센서를 포함하는, 내연 엔진.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 엔진(1)은 적어도 하나의 SCR 반응기(12)를 포함하고, 이 반응기는 바람직하게는 상기 배기 가스 수용부(11)의 하류에서 상기 제 2 성분 배기 라인(9)에 배치되는, 내연 엔진.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    연소 기계는 상기 분리 장치를 작동시키기 위한 제어 유닛(32)을 포함하는, 내연 엔진.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 성분 배기 라인(8)은 상기 미립자 물질 저감 장치(10)의 상류에 배치되는 가열 요소(16)를 포함하는, 내연 엔진.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 성분 배기 라인은 SCR 관(13) 및 우회 관(14)을 포함하고, SCR 반응기(12)가 SCR 관에 배치되며, 제 2 성분 배기 라인은 배기 가스를 상기 SCR 반응기(12) 및/또는 우회 관(14) 안으로 안내하기 위한 적어도 하나의, 바람직하게는 2개의 밸브(15)를 포함하는, 내연 엔진.
  11. 제 10 항에 있어서,
    요소(urea) 용액과 같은 환원제를 분사하기 위한 장치가 상기 SCR 반응기(28, 12)의 상류에 배치되는, 내연 엔진.
  12. 내연 엔진, 바람직하게는 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 내연 엔진의 미립자 배출물을 저감시키고 또한 미립자 물질 저감 장치를 열적으로 재생시키기 위한 방법으로서,
    내부 연소실(3)을 갖는 적어도 2개의 실린더(2)에서 연료를 연소시키는 단계 - 상기 연소실은 연료 입구 및 출구 밸브(6)를 갖는 배기 가스 출구(5)를 가짐 -;
    배기 가스를 상기 출구(5)를 통해 배출시키는 단계;
    적어도 하나의 분리 장치(7)를 작동시키는 단계 - 연소 사이클의 제 1 단계 동안에 배출되는 제 1 배기 가스 스트림이 제 1 성분 배기 라인(8)에 의해 전달되고, 연소 사이클의 제 2 단계 동안에 배출되는 다음의 제 2 배기 가스 스트림은 제 2 성분 배기 라인(9)에 의해 전달되며, 양 배기 라인(8, 9)은 상기 적어도 하나의 분리 장치(7)에 연결됨 -;
    상기 제 1 성분 배기 라인(8) 내에서 제 1 배기 가스 스트림을 미립자 물질 저감 장치(10)에 안내하는 단계;
    상기 제 2 성분 배기 라인(9) 내에서 제 2 배기 가스 스트림을 안내하는 단계 - 상기 제 1 및 2 배기 라인은, 적어도 상기 미립자 물질 저감 장치(10) 까지는 서로 별개로 유지되며, 제 1 배기 가스 스트림은 제 1 온도를 가지며 제 2 배기 가스 스트림은 제 2 온도를 가지며, 상기 제 2 온도는 제 1 온도 보다 낮음 -; 및
    미립자 물질의 양이 저감되도록 상기 제 1 배기 가스 스트림을 미립자 물질 저감 장치에서 정화하는 단계를 포함하는, 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    분리 단계에서 내부 연소실로부터 제일 먼저 배출되는 부분은 제 1 성분 배기 라인(8) 안으로 안내되고, 그 다음에 배출되는 부분은 제 2 성분 배기 라인(9) 안으로 안내되는, 방법.
  14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 미립자 물질 저감 장치(10)를 열적으로 재생시키기 위해 그 미립자 물질 저감 장치(10)의 상류에서 상기 제 1 배기 가스 스트림을 가열하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  15. 제 12 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 배기 가스 성분 스트림을 제 2 성분 배기 라인(9)을 통해 바람직하게는 SCR 반응기(12)에 안내하는 단계; 및
    바람직하게는, 상기 제 2 배기 가스 성분 스트림을 상기 SCR 반응기(12)에서 반응시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  16. 제 12 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    환원제가 상기 SCR 반응기(12, 28)의 상류에서 분사되는, 방법.
  17. 제 12 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 실린더 내의 배기 가스의 온도에 대한 결론을 내릴 수 있게 해주는 값을 검출하는 단계, 및 바람직하게는, 상기 분리 장치를 검출된 값에 따라 작동시키는 단계를 포함하는 방법.
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