KR100758800B1 - Exhaust gas receiver for a large two-stroke diesel engine - Google Patents

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클라우스 넥소 닐센
라르스 아스카니우스
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맨 디젤 에이/에스
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Abstract

An exhaust gas receiver for a large-sized two-stroke diesel engine is provided to equalize the back pressures acting on cylinders by installing a pressure distributing pipe along the exhaust gas receiver. An exhaust gas receiver is divided into adjacent compartments, a distal end compartment, and one or more selective middle compartments along the longitudinal direction. The exhaust gas receiver includes exhaust gas inlets(24) arranged in the longitudinal direction and a pressure distributing pipe(19) extended from one end thereof in the longitudinal direction. The pressure distributing pipe has an outlet for connection with an inlet of a turbo charger(10) adjacent to the one end of the exhaust gas receiver, and connects the outlet to at least two of the compartments.

Description

대형 2행정 디젤 엔진용 배기관{Exhaust gas receiver for a large two-stroke diesel engine}Exhaust gas receiver for a large two-stroke diesel engine}

뒤따르는 본 발명의 상세한 설명에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하며, 상기 도면들 중In the following detailed description of the present invention, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 대형 2행정 엔진을 길이 방향으로 도시한 측면도,1 is a side view showing a large two-stroke engine in the longitudinal direction according to an embodiment of the present invention;

도 2는 도 1의 엔진의 부분 정면도,2 is a partial front view of the engine of FIG. 1, FIG.

도 3은 도 1의 엔진의 평면도,3 is a plan view of the engine of FIG. 1;

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 대형 2행정 엔진을 길이 방향으로 도시한 측면도,Figure 4 is a side view showing a large two-stroke engine in the longitudinal direction according to another embodiment of the present invention,

도 5는 도 4의 엔진의 부분 정면도 5 is a partial front view of the engine of FIG.

본 발명은 대형 2행정 디젤 엔진용 배기관에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 다수의 실린더를 갖는 인라인(in-line) 엔진용 배기관에 관한 것이다.The present invention relates to an exhaust pipe for a large two-stroke diesel engine, and more particularly to an exhaust pipe for an in-line engine having a plurality of cylinders.

대형 2행정 디젤 엔진의 배기관은 압력이 약 4 bar이고 온도가 약 450℃나 되는 배기 가스가 각각의 실린더에서 유입되는 부품으로 이로 인해 큰 부하를 받게 된다. 열 부하(thermal load)와 압력 부하의 정점에서의 엔진의 진동으로 인해 엔진을 형성하는 구조는 흔들리고 이로 인해 배기관에 가해지는 기계적 부하는 더욱 증가하게 된다. 배기관이 크고 (10 m에 달할 수도 있음) 작동 온도가 높은 경우, 배기관의 열팽창은 매우 중요한 문제가 된다. 따라서, 이러한 열팽창에 의한 치수 변형을 보상하기 위해, 대형 엔진의 배기관은 벨로우즈(bellows)로 연결된 두 개 또는 그 이상의 하우징부로 구성된다. 완성된 배기관 및 그에 부속되는 부품은 두꺼운 절연 재료로 덮여 있어서 배기관 외면의 온도는 내면의 온도보다 상당히 낮다. 안전 규격에서는 유출된 엔진 연료나 기타 다른 오일이 엔진의 노출된 부품과 접촉하여 발화되는 것을 방지하기 위해 배기관 외면의 온도를 220℃보다 낮게 유지할 것을 요구한다. 실제로, 배기관의 외면은 절연이 잘 되어 있어서 그 온도가 150℃ 아래에서 유지된다.Exhaust pipes of large two-stroke diesel engines have a high load of about 4 bar of pressure and a temperature of about 450 ° C from which each gas flows from each cylinder. The vibrations of the engine at the peaks of thermal and pressure loads cause the engine-forming structure to shake, thereby increasing the mechanical load on the exhaust pipe. If the exhaust pipe is large (may reach 10 m) and the operating temperature is high, thermal expansion of the exhaust pipe is a very important issue. Thus, to compensate for the dimensional deformation caused by thermal expansion, the exhaust pipe of a large engine consists of two or more housing parts connected by bellows. The finished exhaust pipe and its components are covered with a thick insulating material so that the temperature on the outside of the exhaust pipe is significantly lower than the temperature on the inside. Safety standards require the temperature of the outside of the exhaust pipe to be kept below 220 ° C to prevent spilled engine fuel or other oils from igniting in contact with exposed parts of the engine. In fact, the outer surface of the exhaust pipe is well insulated and its temperature is maintained below 150 ° C.

비용적 측면에서 볼 때, 대형 2행정 디젤 엔진에는 하나의 터보차져(turbocharger)만을 엔진의 길이 방향 어느 한 단측에 제공하는 것이 경제적이다. 그러나, 이 경우 엔진의 반대측 단의 실린더에서 터보차져로 전달되는 배기 가스는 긴 이동 경로를 거쳐야 하기 때문에 문제가 된다. 실제 대형 2행정 디젤 엔진은 인라인(in-line) 엔진으로만 만들어진다. 통상 엔진의 실린더 수는 4개에서 14개 사이이고 실린더 수가 많을수록 엔진의 길이는 길어진다. 일반적으로 하나의 터보차져만이 대형 2행정 디젤 엔진의 어느 일단에 제공된다. 터보차져에 인접하는 배기관의 길이 방향 끝단에는 터보차져의 입구와 실질적으로 직접 연결된 출구가 형성되어 있다. 따라서, 터보차져로부터 가장 멀리 떨어져 있는 실린더에서 배출되는 배기 가스는 엔진의 전체 길이에 해당하는 거리를 이동하여 터보차져에 유입된다. 반면에, 터보차져와 가까운 실린더에서 배출되는 배기 가스는 짧은 거리를 이동하여 터보차져에 유입된다. 터보차져에서 가장 가까운 실린더와 가장 먼 거리의 실린더 간 거리는 약 10 m 이상이 될 수도 있다. In terms of cost, it is economical to provide only one turbocharger on either side of the engine in a large two-stroke diesel engine. However, in this case, the exhaust gas delivered to the turbocharger from the cylinder on the opposite side of the engine is problematic because it has to go through a long moving path. In fact, large two-stroke diesel engines are made only of in-line engines. Normally, the number of cylinders in an engine is between four and fourteen, and the larger the number of cylinders, the longer the length of the engine. Typically only one turbocharger is provided at either end of a large two-stroke diesel engine. At the longitudinal end of the exhaust pipe adjacent to the turbocharger, an outlet is formed which is substantially directly connected to the inlet of the turbocharger. Therefore, the exhaust gas discharged from the cylinder farthest from the turbocharger is introduced into the turbocharger by moving a distance corresponding to the entire length of the engine. On the other hand, the exhaust gas discharged from the cylinder close to the turbocharger travels a short distance and enters the turbocharger. The distance between the closest cylinder and the longest cylinder in the turbocharger may be about 10 m or more.

또한, 요동하는 배기 가스에 의한 압력 변동 때문에 큰 사이즈를 갖는 중공(hollow)형의 배기관을 하나의 파트로 형성하는 것은 힘든 일이다. 따라서, 배기관의 내부 공간을 분리벽으로 격실하고 분리벽에는 분리된 구획부간의 유체의 흐름을 제한하는 오리피스를 형성하여 각 구획부가 연결되도록 하고 있다. 이 경우, 터보차져에서 가장 멀리 떨어진 실린더에서 배출되는 배기 가스는 터보차져에 도달하기 전까지 몇 개의 오리피스를 지나게 되고 터보차져에 인접한 실린더에서 배출되는 배기 가스는 오리피스를 거치지 않고 터보차져에 도달하게 된다. 따라서, 배기관의 말단(distal end)의 압력이 배기관의 인접단(proximate end)의 압력보다 상당히 높게 된다. 실린더에 작용하는 배압(back pressure)가 이렇게 불균일하게 분포하는 경우 터보차져에서 멀리 떨어져 큰 배압을 받는 실린더는 터보 챠저에 인접한 실린더보다 큰 열 부하(thermal load)를 받게 되기 때문에 문제가 야기된다. 가장 큰 열 부하를 받는 실린더가 손상되는 것을 방지하기 위해서는 모든 실린더에 대한 열 부하를 전체적으로 감소시키는 것이 필요하다. 이 경우, 터보차져에 인접한 실린더는 그 최대 능력으로 작동하지 못하게 되고 결국 엔진 전체의 성능이 저하된 다.In addition, it is difficult to form a hollow exhaust pipe having a large size in one part due to fluctuations in pressure caused by fluctuating exhaust gas. Therefore, the internal space of the exhaust pipe is partitioned with a partition wall, and the partition wall is formed so that each partition part is connected by forming an orifice for restricting the flow of fluid between the separate partition parts. In this case, the exhaust gas emitted from the cylinder farthest from the turbocharger passes several orifices before reaching the turbocharger, and the exhaust gas emitted from the cylinder adjacent to the turbocharger reaches the turbocharger without passing through the orifice. Thus, the pressure at the distal end of the exhaust pipe is significantly higher than the pressure at the proximate end of the exhaust pipe. This uneven distribution of the back pressure acting on the cylinder causes a problem because a cylinder that receives a large back pressure away from the turbocharger is subjected to a greater thermal load than a cylinder adjacent to the turbocharger. It is necessary to reduce the heat load on all cylinders as a whole to prevent damage to the cylinder under the greatest heat load. In this case, the cylinder adjacent to the turbocharger will not be able to operate at its maximum capacity, which will eventually degrade the performance of the entire engine.

따라서, 장형(elongated) 배기관 내부의 압력을 균일하게 유지할 수 있는 구조가 필요하다.Therefore, there is a need for a structure capable of maintaining a uniform pressure inside the elongated exhaust pipe.

이러한 배경에 따라, 본 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점을 개선하기 위한 장형 배기관을 제공하는 데 있다.In view of this background, it is an object of the present invention to provide a long exhaust pipe for improving the above-mentioned conventional problems.

이러한 본 발명의 목적은 대형 2행정 디젤 엔진용 배기관을 제공함으로써 달성된다.This object of the present invention is achieved by providing an exhaust pipe for a large two-stroke diesel engine.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 대형 2행정 디젤 엔진용 장형 배기관은 인접구획부와 말단구획부 및 하나 또는 그 이상의 선택적인 중간구획부들로 길이방향으로 나누어지며, 상기 배기관은 길이 방향으로 배열된 배기 가스 입구들을 구비하며, 상기 배기관은 배기관의 길이부분을 따라 배기관의 길이 방향 일단에서부터 연장되는 압력 분배관을 포함하며, 상기 압력 분배관은 상기 길이 방향 일단에 인접한 터보차쳐의 입구 개구에 연결하기 위한 출구 개구를 가지며, 상기 압력 분배관는 상기 출구를 적어도 2개의 상기 구획부들과 연결한다.The long exhaust pipe for the large two-stroke diesel engine of the present invention for achieving the above object is divided longitudinally into adjacent compartments and end compartments and one or more optional intermediate compartments, the exhaust pipes being arranged in the longitudinal direction. And an exhaust pipe inlet, the exhaust pipe including a pressure distribution pipe extending from a longitudinal end of the exhaust pipe along a length of the exhaust pipe, the pressure distribution pipe connecting to an inlet opening of the turbocharger adjacent to the longitudinal end. And an outlet opening for connecting said outlet with at least two said partitions.

상기 배기관을 따라 압력 균일관을 설치함으로써 각각의 실린더에 작용하는 배압(back pressure)이 충분히 균일하게 된다. 따라서, 각각의 실린더에 작용하는 열 부하(thermal load)가 균일하게 되어 엔진의 실린더 모두가 그 최대 부하 레벨에 가깝게 운전될 수 있으며, 그 결과 엔진의 전체 성능이 향상된다.By providing a pressure uniform pipe along the exhaust pipe, the back pressure acting on each cylinder is sufficiently uniform. Thus, the thermal load acting on each cylinder is made uniform so that all of the cylinders of the engine can be operated close to their maximum load level, resulting in an improvement in the overall performance of the engine.

바람직하게는, 상기 압력 분배관은 상기 배기관을 따라 상기 출구에서 말단구획부로 연장되거나 또는 중간구획부로 연장된다.Preferably, the pressure distribution pipe extends from the outlet to the distal compartment or to the intermediate compartment along the exhaust pipe.

상기 압력 분배관은 상기 인접구획부에 연결하거나 또는 중간구획부에 연결하거나 또는 인접구획부와 중간구획부 양쪽 모두에 연결하는 분관을 포함할 수 있다.The pressure distribution pipe may include a branch pipe connected to the adjacent compartment or the intermediate compartment, or to both the adjacent compartment and the intermediate compartment.

상기 배기관은 상기 인접구획부와 상기 말단구획부 사이에 배치된 적어도 하나의 중간구획부를 포함한다. 이 경우, 압력 분배관에는 상기 중간 구획부에 연결하는 적어도 하나의 또 다른 분관이 설치된다.The exhaust pipe includes at least one intermediate compartment disposed between the adjacent compartment and the distal compartment. In this case, the pressure distribution pipe is provided with at least one further branch pipe connected to the intermediate partition.

바람직하게는, 상기 출구에서 제1 분관까지 연장되는 상기 압력 분배관의 부분은 가장 큰 유동면적을 가지며, 상기 압력 분배관의 단부까지 상기 압력 분배관의 후속부분의 유동면적은 각 분관 이후 점점 작은 유동면적을 갖는다.Preferably, the portion of the pressure distribution pipe extending from the outlet to the first branch pipe has the largest flow area, and the flow area of the subsequent portion of the pressure distribution pipe to the end of the pressure distribution pipe becomes smaller after each branch pipe. It has a flow area.

상기 배기관은 여러 구획부분들로 분할되는 하나의 하우징 파트를 갖거나 하나 이상의 구획부분을 포함하는 여러 하우징 파트를 가질 수 있다.The exhaust pipe may have one housing part divided into several compartment parts or several housing parts comprising one or more compartment parts.

상기 압력 분배관은 장형 배기관 쪽에 배치될 수 있고, 적어도 하나의 강성 서포트 및 적어도 하나의 유연 서포트에 의해 지지되고, 상기 유연 서포트는 상기 압력 분배관과 상기 압력분배관이 놓이는 엔진 파트 사이의 길이 방향의 변위가 가능하도록 형성되어 상기 엔진 파트와 상기 압력 분배관 간의 열팽창 차이를 보상한다.The pressure distribution pipe may be arranged on the long exhaust pipe side and is supported by at least one rigid support and at least one flexible support, the flexible support being longitudinally between the pressure distribution pipe and the engine part on which the pressure distribution pipe is placed. It is formed to enable the displacement of to compensate for the difference in thermal expansion between the engine part and the pressure distribution pipe.

바람직하게는, 상기 압력 분배관은 상기 강성 서포트에 의해 길이방향으로 고정된다.Preferably, the pressure distribution pipe is fixed in the longitudinal direction by the rigid support.

상기 배기관의 하우징은 일렬로 배열되는 2개 이상의 하우징 파트들을 포함할 수 있다. The housing of the exhaust pipe may comprise two or more housing parts arranged in a row.

본 발명에 따른 배기관의 목적, 특징, 잇점은 뒤 따르는 상세한 설명에 의해 보다 명백히 이해될 것이다. The objects, features and advantages of the exhaust pipe according to the invention will be more clearly understood by the following detailed description.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described embodiments of the present invention;

도 1 내지 도 3은 각각 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 대형 2행정 엔진의 측면도, 정면도, 평면도이다.1 to 3 are side, front and plan views, respectively, of a large two-stroke engine according to a preferred embodiment of the present invention.

상기 엔진(1)은 크로스 헤드 타입의 유니플로우 저속 2행정 크로스 헤드 디젤 엔진(uniflow low-speed two-stroke crosshead diesel engine of the crosshead type)으로서, 선박의 추진 시스템 또는 발전소의 발동기(prime mover)가 될 수 있다. 이러한 엔진은 통상 3 내지 14개의 일렬로 배열된 실린더를 갖는다. 엔진(1)은 크랭크 샤프트(크랭크 샤프트의 일단에 결합된 플라이 휠(3)만이 보임)를 지지하는 주 베어링이 구비된 베드 플레이트(2) 상에 세워진다. The engine 1 is a uniflow low-speed two-stroke crosshead diesel engine of the crosshead type, which is a propulsion system of a ship or a prime mover of a power plant. Can be. Such engines typically have 3 to 14 cylinders arranged in a row. The engine 1 stands on a bed plate 2 with a main bearing that supports the crankshaft (only the flywheel 3 coupled to one end of the crankshaft is visible).

베드 플레이트(2)는 생산 설비에 따라 일체로 형성되거나 적당한 크기의 구획들로 나누어 형성될 수 있다. The bed plate 2 may be integrally formed according to the production facility or divided into compartments of appropriate size.

용접 설계된 A-자형 프레임 박스(4)는 베드 플레이트(2)에 장착된다. 프레임 박스(4)의 배기구쪽 측면에는 각각의 실린더에 대응하는 릴리프 밸브가 구비되어 있고 캠 샤프트쪽 측면에는 각각의 실린더에 대응하는 대형 도어가 힌지결합되어 있다. 크로스 헤드 가이드 평면(미도시)은 프레임 박스(4)에 일체로 형성되어 있 다.A welded A-shaped frame box 4 is mounted to the bed plate 2. A relief valve corresponding to each cylinder is provided on the exhaust port side of the frame box 4, and a large door corresponding to each cylinder is hinged to the cam shaft side. The cross head guide plane (not shown) is integrally formed in the frame box 4.

실린더 프레임(5)는 프레임 박스(4)의 상면에 장착된다. 베드 플레이트(2), 프레임 박스(4), 및 실린더 프레임(5)은 스테이 볼트(staybolts)(미도시)를 사용하여 연결되고 함께 고정된다.The cylinder frame 5 is mounted on the upper surface of the frame box 4. The bed plate 2, the frame box 4, and the cylinder frame 5 are connected and fixed together using staybolts (not shown).

실린더 프레임(5)은 실린더 각각을 수용한다. 본 발명의 본 실시예에 따르면, 실린더 프레임(5)에는 12개의 실린더가 수용된다.The cylinder frame 5 houses each cylinder. According to this embodiment of the present invention, twelve cylinders are accommodated in the cylinder frame 5.

실린더 프레임(5)과 실린더 라이너(6)는 함께 소기 공간(scavenge space)를 형성한다. 소기관(scavenge air receiver)(9)는 실린더 프레임(5)에 볼트를 사용하여 결합되어 있다.The cylinder frame 5 and the cylinder liner 6 together form a scavenge space. A scavenge air receiver 9 is coupled to the cylinder frame 5 using bolts.

피스톤(미도시)은 각각의 실린더 라이너(6) 내부에 수용되어 있다. 피스톤 로드(미도시)는 피스톤의 하부와 크로스 헤드(미도시)의 상부를 연결한다. 실린더 라이너(6)는 실린더 프레임(5)에 수용되어 있다.Pistons (not shown) are housed inside each cylinder liner 6. The piston rod (not shown) connects the lower portion of the piston and the upper portion of the cross head (not shown). The cylinder liner 6 is housed in the cylinder frame 5.

엔진(1)에는 터보차져(turbocharger)(10)가 후미쪽(aft end)에 장착되어 있다. 실린더는 유니플로우 타입으로 에어 박스(airbox) 내에 소기 포트(scavenge port)(미도시)를 갖는다. 터보차져(10)에 의해 가압된 소기(scavenge air)가 소기 포트로부터 소기관(9)으로 공급된다. In the engine 1, a turbocharger 10 is mounted at the aft end. The cylinder is of uniflow type and has a scavenge port (not shown) in the airbox. Scavenge air pressurized by the turbocharger 10 is supplied from the scavenging port to the elementary engine 9.

흡기구(air intake)는 엔진룸에서 터보차져(10)의 흡기 소음기(intake silencer)(미도시)를 거쳐 직접 터보차져(10)에 연결된다. 공기는 터보차져(10)에서 공기 냉각기(11) 및 소기관(9)를 거쳐 실린더 라이너(6)의 소기 포트로 안내된다.An air intake is directly connected to the turbocharger 10 via an intake silencer (not shown) of the turbocharger 10 in the engine room. Air is guided from the turbocharger 10 to the scavenging port of the cylinder liner 6 via an air cooler 11 and an elementary pipe 9.

엔진에는 전기 구동방식의 보조 소기 송풍기(scavenge air blower)(13)가 구비되어 있다. 보조 소기 송풍기는 저 부하 및 중간 부하 상태에서 터보차져 컴프레셔(comporessor)의 작동을 보조한다.The engine is equipped with an electric scavenging air blower 13 of the drive type. The auxiliary scavenging blower assists the operation of the turbocharger compressor at low and medium load conditions.

배기 밸브(exhaust valve)(미도시)는 실린더 커버(14) 내에서 실린더의 상측중앙에 장착된다. 팽창 행정이 말기에 엔진 피스톤이 소기 포트를 지나 하강하기 전에, 배기 밸브가 열려서 피스톤 상부 연소실 내의 연소 가스가 배기 통로(exhaust passage)(15)(도 2)를 통해 배기관(exhaust gas receiver)(16)으로 배출되고 연소실 내의 압력이 감소된다. 피스톤이 상승하는 동안 배기 밸브는 다시 닫힌 상태에 있게 된다.An exhaust valve (not shown) is mounted in the upper center of the cylinder in the cylinder cover 14. At the end of the expansion stroke, before the engine piston descends past the scavenging port, the exhaust valve opens to allow combustion gas in the piston upper combustion chamber to exhaust gas receiver 16 through an exhaust passage 15 (FIG. 2). ) And the pressure in the combustion chamber is reduced. The exhaust valve is again closed while the piston is raised.

배기관(16)은 하나의 장형 배기관을 형성하도록 일렬로 배열된 제1 하우징파트(17) 및 제2 하우징파트(18)를 포함한다. 배기관(16)은 열 팽창에 의한 배기관(16)의 하우징의 치수 변화가 보상하도록 두 개의 하우징부로 나누어진다. 이와 같이 배기관(16)의 하우징이 두 개 이상의 파트로 나누어져 있는 다른 이유는, 생산 설비에서 감당할 수 있는 최대 크기에 한계가 있기 때문이다.The exhaust pipe 16 includes a first housing part 17 and a second housing part 18 arranged in a line to form one long exhaust pipe. The exhaust pipe 16 is divided into two housing parts to compensate for the dimensional change of the housing of the exhaust pipe 16 due to thermal expansion. Another reason why the housing of the exhaust pipe 16 is divided into two or more parts is because there is a limit to the maximum size that the production facility can afford.

상기 하우징 파트(17)의 내부는 말단 구획부를 형성하고 상기 하우징 파트(18)의 내부는 인접 구획부를 형성한다.The interior of the housing part 17 forms a distal compartment and the interior of the housing part 18 forms an adjacent compartment.

상기 배기관(16)의 양 하우징 파트(17, 18)는 두꺼운 절연 물질(20)로 덮여 있다. 양 하우징 파트(17, 18) 각각은 길이 방향 연장부의 중간에서 강성 서포트(22)에 의해 지지받고, 강성 서포트(22)의 양측에는 하우징 파트(17, 18)의 길이 방향을 따라 복수의 유연 서포트(23)가 배열된다. 유연 서포트(23)는 플레이트를 사용하여 형성되어 배기관(16)의 길이 방향으로 실질적으로 움직일 수 있어 하우징파트(17, 18)의 열팽창을 보상한다.Both housing parts 17, 18 of the exhaust pipe 16 are covered with a thick insulating material 20. Each of the housing parts 17, 18 is supported by the rigid support 22 in the middle of the longitudinal extension, and on both sides of the rigid support 22, a plurality of flexible supports along the longitudinal direction of the housing parts 17, 18. 23 is arranged. The flexible support 23 is formed using a plate and can move substantially in the longitudinal direction of the exhaust pipe 16 to compensate for thermal expansion of the housing parts 17 and 18.

상기 엔진(1)의 12개의 실린더 각각은 배기 통로들(15)를 통해 배기관(16)의 입구(24)와 연결되어 있다.Each of the twelve cylinders of the engine 1 is connected to the inlet 24 of the exhaust pipe 16 via exhaust passages 15.

배기관 입구(24)를 통하여, 실린더 번호 1 내지 6은 상기 하우징 파트(17)로 열려 있고, 실린더 번호 7 내지 12는 상기 하우징 파트(18)로 열려 있다. Through the exhaust pipe inlet 24, cylinder numbers 1 to 6 are opened to the housing part 17 and cylinder numbers 7 to 12 are opened to the housing part 18.

압력 분배관(19)는 배기관(16) 쪽에 배치된다.압력 분배관(19)의 출구는 터보차져(10)의 입구와 직접 연결된다. 압력 분배관(19)의 제1 파트는 곡선 부분(25)이다. 압력 분배관(19)의 직선 부분(26)은 하우징 파트(18)의 길이를 따라 연장된다. 상기 직선 부분(26)의 단부에서 압력 분배관(19)의 분관(27)은 압력분배관(19)의 내부를 하우징 파트(18)의 내부와 연결한다. 제2 곡선 부분(28)은 압력 분배관(19)의 내부를 하우징 파트(20)의 내부와 연결한다.The pressure distribution pipe 19 is disposed on the side of the exhaust pipe 16. The outlet of the pressure distribution pipe 19 is directly connected to the inlet of the turbocharger 10. The first part of the pressure distribution tube 19 is the curved portion 25. The straight portion 26 of the pressure distribution tube 19 extends along the length of the housing part 18. The branch pipe 27 of the pressure distribution pipe 19 at the end of the straight portion 26 connects the interior of the pressure distribution pipe 19 with the interior of the housing part 18. The second curved portion 28 connects the interior of the pressure distribution tube 19 with the interior of the housing part 20.

압력 분배관(19)에는 압력 변동을 감소시키도록 그 길이방향을 따라 배치되는 부재(29)와 같은 플레이트의 오리피스들이 설치될 수 있다. The pressure distribution tube 19 may be provided with orifices of a plate, such as a member 29, disposed along its longitudinal direction to reduce pressure fluctuations.

하우징 파트(17, 18)와 같이, 압력 분배관(19)는 절연 물질(20)로 두껍게 덮여 있다.Like the housing parts 17 and 18, the pressure distribution tube 19 is thickly covered with an insulating material 20.

압력 분배관(19)의 포션(26, 25)의 유동 면적은 압력 분배관(19)의 포션(28)의 유동 면적보다 크다. 이는 배기관(16)으로 유입된 배기가스 모두가 압력 분배관(19)의 포션(26, 25)에서 터보차져(10)의 입구로 이송되는 반면, 압력 분배관(19)의 포션(28)에서는 상기 하우징 파트(17)로 유입된 배기 가스만이 이송되기 때문이다. The flow area of the potions 26 and 25 of the pressure distribution pipe 19 is larger than the flow area of the potion 28 of the pressure distribution pipe 19. This is because all of the exhaust gas introduced into the exhaust pipe 16 is transferred from the portions 26 and 25 of the pressure distribution pipe 19 to the inlet of the turbocharger 10, while in the portion 28 of the pressure distribution pipe 19. This is because only the exhaust gas introduced into the housing part 17 is transferred.

상기 하우징 파트(17) (18)로부터 유동하는 배기 가스에 대한 저항은 압력 분배관(19)의 유동 면적 차에 의해서 동일하게 된다. 따라서, 실린더에 가해지는 열부하(thermal load)는 실질적으로 균등하게 분포하게 되어, 어느 한 실린더가 과부하 되지 않고 모든 실린더가 최대 부하 근처에서 작동될 수 있다.The resistance to the exhaust gas flowing from the housing parts 17 and 18 becomes equal by the flow area difference of the pressure distribution pipe 19. Thus, the thermal load applied to the cylinders is substantially evenly distributed so that no cylinder is overloaded and all cylinders can be operated near full load.

상기 배기관(16)은 하우징 파트(17)와 하우징 파트(18) 사이에 배치되는 또 다른 하우징 파트(미도시)를 포함할 수 있다. 또 다른 하우징 파트의 내부는 중간 구획부를 형성한다. 그러한 실시예(미도시)에서 압력 분배관(19)은 압력 분배관의 내부를 중간 구획부와 연결하는 제2 분관을 포함할 것이다. 그러한 실시예에서 압력 분배관은 3개의 다른 유동면적을 가질 것이며, 작은 유동면적은 말단구획부로부터 배기가스만을 이송하는 압력 분배관의 포션에 적용되고, 다음으로 작은 유동면적은 말단구획부와 중간구획부 양쪽에서부터 배기가스를 이송하는 압력 분배관의 포션에 적용되고, 가장 큰 유동면적은 3개의 모든 구획부들로부터 배기가스를 이송하는 압력 분배관의 포션에 적용된다. 또 다른 중간 구획부들이 더해질 수 있고, 더해지는 각 구획부을 위하여 분관과 유동 면적 수단이 압력 분배관에 더해질 수 있다(미도시).The exhaust pipe 16 may include another housing part (not shown) disposed between the housing part 17 and the housing part 18. The interior of another housing part forms an intermediate compartment. In such an embodiment (not shown) the pressure distribution tube 19 will comprise a second branch pipe connecting the interior of the pressure distribution pipe with the intermediate compartment. In such an embodiment, the pressure distribution tube will have three different flow areas, a small flow area being applied to the portion of the pressure distribution tube that carries only exhaust gas from the end compartment, and the next small flow area is intermediate to the end compartment. It is applied to the portion of the pressure distribution pipe which carries the exhaust gas from both compartments, and the largest flow area is applied to the portion of the pressure distribution tube which carries the exhaust gas from all three compartments. Further intermediate compartments can be added and for each compartment added a branch pipe and flow area means can be added to the pressure distribution pipe (not shown).

압력 분배관(19) 배기관 쪽에 배치될 필요는 없다. 그 대신, 예를들면 배기관(16)의 상부를 따라 배치될 수 있다(미도시).The pressure distribution pipe 19 does not need to be disposed on the exhaust pipe side. Instead, for example, it may be arranged along the top of the exhaust pipe 16 (not shown).

도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 배기관의 다른 실시예를 보여준다. 이 실시예는 상술한 실시예와 근본적으로 동일하다. 다만, 터보챠저(10)가 엔진 자체의 후미 상에 정확히 장착되지 않고 엔진(1)의 후미에 인접한 배기관(16) 쪽에 장착된다. 이 실시예는 엔진(1)의 전체 길이가 가능한 짧아야 하는 상황(이용가능한 엔진 룸 길이가 제한되는 특수한 형식의 선박에서의 요구되는)에서 특히 유리하다4 and 5 show another embodiment of the exhaust pipe according to the present invention. This embodiment is essentially the same as the above-described embodiment. However, the turbocharger 10 is mounted on the side of the exhaust pipe 16 adjacent to the rear of the engine 1 without being mounted exactly on the rear of the engine itself. This embodiment is particularly advantageous in situations where the overall length of the engine 1 should be as short as possible (required in a special type of ship where the available engine room length is limited).

상술한 실시예와 비교하여 엔진의 후미에 인접한 배기관(16)쪽으로 후미에서 엔진으로 터보차져(10)를 이동함으로써 엔진(1)의 전체 길이가 감소된다.Compared to the above-described embodiment, the overall length of the engine 1 is reduced by moving the turbocharger 10 from the rear to the engine toward the exhaust pipe 16 adjacent to the rear of the engine.

청구항에 사용되는 "포함한다" 또는 "포함하는 것을 특징으로 한다"라는 표현은 다른 구성요소를 배제하는 표현이 아니다. 또한, 청구항에서 단수로 언급되었더라도 이는 복수개를 포함하는 의미이다. As used in the claims, the phrase "comprises" or "characteristics for inclusion" is not an expression excluding other components. Also, even if mentioned in the singular, the meaning includes a plural number.

청구항에서 도면 부호가 기재된 경우 이로 인해 발명의 범위가 좁혀지는 것으로 해석되어서는 아니된다.Reference signs in the claims should not be construed as narrowing the scope of the invention.

이상 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하였지만, 이는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, it should be considered from an illustrative point of view rather than a restrictive point of view, and a person of ordinary skill in the art to which the present invention pertains does not depart from the essential characteristics of the present invention. It will be appreciated that it can be implemented in a modified form.

이상, 설명한 바와 같이, 본 발명의 대형 2행정 디젤 엔진용 장형 배기관에 따르면, 배기관을 따라 압력 균일관을 설치함으로써 각각의 실린더에 작용하는 배압이 충분히 균일하게 되고, 각각의 실린더에 작용하는 열 부하가 균일하게 되어 엔진의 실린더 모두가 그 최대 부하 레벨에 가깝게 운전될 수 있으며, 그 결과 엔진의 전체 성능이 향상된다.As described above, according to the long exhaust pipe for the large two-stroke diesel engine of the present invention, by providing a pressure uniform pipe along the exhaust pipe, the back pressure acting on each cylinder becomes sufficiently uniform, and the heat load acting on each cylinder. Is uniform, so that all of the cylinders of the engine can be operated close to their maximum load level, which improves the overall performance of the engine.

Claims (9)

대형 2행정 디젤 엔진용 장형 배기관(16)에 있어서,In the long exhaust pipe 16 for large two-stroke diesel engines, 상기 배기관(16)은 인접구획부와 말단구획부 및 하나 또는 그 이상의 선택적인 중간구획부들로 길이방향으로 나누어지며, The exhaust pipe 16 is longitudinally divided into adjacent compartments and distal compartments and one or more optional intermediate compartments, 상기 배기관(16)은 길이 방향으로 배열된 배기 가스 입구들(24)을 구비하며, The exhaust pipe 16 has exhaust gas inlets 24 arranged in the longitudinal direction, 상기 배기관(16)은 배기관의 길이부분을 따라 배기관의 길이 방향 일단에서부터 연장되는 압력 분배관(19)을 포함하며, The exhaust pipe 16 includes a pressure distribution pipe 19 extending from one end in the longitudinal direction of the exhaust pipe along the length of the exhaust pipe, 상기 압력 분배관(19)은 상기 길이 방향 일단에 인접한 터보차쳐(10)의 입구 개구에 연결하기 위한 출구 개구를 가지며,The pressure distribution pipe 19 has an outlet opening for connecting to the inlet opening of the turbocharger 10 adjacent to the longitudinal end, 상기 압력 분배관(19)는 상기 출구를 적어도 2개의 상기 구획부들과 연결하는 것을 특징으로 하는 대형 2행정 디젤 엔진용 장형 배기관.The pressure distribution pipe (19) is a long exhaust pipe for a large two-stroke diesel engine, characterized in that for connecting the outlet with at least two of the partitions. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 압력 분배관은 상기 배기관를 따라 상기 출구에서 말단구획부로 연장되거나 또는 중간구획부로 연장되는 것을 특징으로 하는 대형 2행정 디젤 엔진용 장형 배기관.The pressure distribution pipe is a long exhaust pipe for a large two-stroke diesel engine, characterized in that it extends from the outlet to the end compartment or the middle compartment along the exhaust pipe. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 압력 분배관(19)은 상기 인접구획부에 연결하거나 또는 중간구획부에 연결하거나 또는 인접구획부와 중간구획부 양쪽 모두에 연결하는 분관(27)을 포함하는 것을 특징으로 하는 대형 2행정 디젤 엔진용 장형 배기관.The pressure distribution pipe (19) is a large two-stroke diesel, characterized in that it comprises a branch pipe (27) connected to the adjacent compartment or the intermediate compartment, or both of the adjacent compartment and the intermediate compartment. Long exhaust pipe for the engine. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 배기관(16)은 상기 인접구획부와 상기 말단구획부 사이에 배치된 적어도 하나의 중간구획부를 포함하며, 상기 압력 분배관(19)에는 상기 중간 구획부에 연결하는 적어도 하나의 또 다른 분관이 설치되는 것을 특징으로 하는 대형 2행정 디젤 엔진용 장형 배기관.The exhaust pipe 16 includes at least one intermediate compartment disposed between the adjacent compartment and the distal compartment, and the pressure distribution pipe 19 has at least one further branch pipe connected to the intermediate compartment. Long exhaust pipe for large two-stroke diesel engine, characterized in that it is installed. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 출구에서 제1 분관(27)까지 연장되는 상기 압력 분배관(19)의 부분(25, 26)은 가장 큰 유동면적을 가지며, 상기 압력 분배관(19)의 단부까지 압력 분배관의 후속부분(28)의 유동면적은, 각 분관 이후 점점 작은 유동면적을 갖는 것을 특징으로 하는 대형 2행정 디젤 엔진용 장형 배기관.The portions 25, 26 of the pressure distribution pipe 19 extending from the outlet to the first branch pipe 27 have the largest flow area, and the subsequent portion of the pressure distribution pipe to the end of the pressure distribution pipe 19. A long exhaust pipe for a large two-stroke diesel engine, characterized in that the flow area of (28) has a smaller flow area after each branch pipe. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 배기관(16)은 여러 구획부분들로 분할되는 하나의 하우징 파트를 갖거나 하나 이상의 구획부분을 포함하는 여러 하우징파트(17,18)를 갖는 것을 특징으로 하는 대형 2행정 디젤 엔진용 장형 배기관.The exhaust pipe (16) is a long exhaust pipe for a large two-stroke diesel engine, characterized in that it has one housing part divided into several compartments or several housing parts (17,18) comprising one or more compartments. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 압력 분배관(19)은 장형 배기관(16) 쪽에 배치되고, 적어도 하나의 강성 서포트(22) 및 적어도 하나의 유연 서포트(23)에 의해 지지되고, 상기 유연 서포트는 상기 압력 분배관(19)와 상기 압력분배관이 놓이는 엔진 파트 사이에의 길이 방향의 변위가 가능하도록 형성되어 상기 엔진 파트와 상기 압력 분배관(19) 간의 열팽창 차이를 보상하는 것을 특징으로 하는 대형 2행정 디젤 엔진용 장형 배기관.The pressure distribution pipe 19 is disposed on the long exhaust pipe 16 side and is supported by at least one rigid support 22 and at least one flexible support 23, the flexible support being the pressure distribution pipe 19. And a long exhaust pipe for a large two-stroke diesel engine, characterized in that a displacement in the longitudinal direction between the engine part on which the pressure distribution pipe is placed is enabled to compensate for the difference in thermal expansion between the engine part and the pressure distribution pipe 19. . 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 압력 분배관(19)은 상기 강성 서포트(22)에 의해 길이방향으로 고정되는 것을 특징으로 하는 대형 2행정 디젤 엔진용 장형 배기관.The pressure distribution pipe (19) is a long exhaust pipe for a large two-stroke diesel engine, characterized in that fixed in the longitudinal direction by the rigid support (22). 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 배기관(16)의 하우징은 일렬로 배열되는 2개 이상의 하우징파트들(17, 18)을 포함하는 것을 특징으로 하는 대형 2행정 디젤 엔진용 장형 배기관.The exhaust pipe (16) is a long exhaust pipe for a large two-stroke diesel engine, characterized in that it comprises two or more housing parts (17, 18) arranged in a row.
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