KR102303371B1

KR102303371B1 - Exhaust gas after-treatment system and internal combustion engine

Info

Publication number: KR102303371B1
Application number: KR1020170035196A
Authority: KR
Inventors: 플라멘 토쉐프; 프란시스 나나; 안드레아스 되링
Original assignee: 만 에너지 솔루션즈 에스이
Priority date: 2016-03-31
Filing date: 2017-03-21
Publication date: 2021-09-23
Also published as: CN107269365A; JP6882035B2; DE102016205274A1; KR20170113151A; FI20175266A; NO20170296A1; JP2017187033A; CN107269365B

Abstract

내연기관의 배기가스 후처리 시스템, 즉 SCR 배기가스 후처리 시스템은, SCR 촉매 컨버터(9)로 통하는 배기가스 공급 라인(8)을 구비하고, SCR 촉매 컨버터(9)로부터 멀어지게 연장되는 배기가스 배출 라인(11)을 구비하며, 환원제, 특히 암모니아 또는 암모니아 전구체 물질을 배기가스 내로 유입하기 위해 배기가스 공급 라인(8)에 할당되는 유입 장치를 구비하고, 각각의 SCR 촉매 컨버터(9) 상류에서 배기가스를 환원제와 혼합하기 위해 유입 장치의 하류에 있는 배기가스 공급 라인(8)에 의해 마련되는 혼합 섹션을 구비하고, 배기가스 공급 라인(8)은 하류 단부(15)에 의해 SCR 촉매 컨버터(9)를 수용하는 리액터 챔버(10)로 개방되며, 리액터 챔버(10) 내에서 배기가스 공급 라인(8)의 하류 단부(15)와 SCR 촉매 컨버터(9) 사이에서 SCR 촉매 컨버터(9)의 상류에 배기가스 배압을 증가시키는 장치(25)가 위치 설정된다. The exhaust gas aftertreatment system of an internal combustion engine, ie the SCR exhaust gas aftertreatment system, has an exhaust gas supply line 8 leading to an SCR catalytic converter 9 and the exhaust gas extending away from the SCR catalytic converter 9 . upstream of each SCR catalytic converter 9 having an outlet line 11 and an inlet device assigned to the exhaust gas supply line 8 for introducing a reducing agent, in particular ammonia or ammonia precursor material, into the exhaust gas having a mixing section provided by an exhaust gas supply line (8) downstream of the inlet device for mixing the exhaust gas with the reducing agent, the exhaust gas supply line (8) being provided by a downstream end (15) of an SCR catalytic converter ( 9) of the SCR catalytic converter 9 between the downstream end 15 of the exhaust gas supply line 8 and the SCR catalytic converter 9 in the reactor chamber 10 A device 25 is positioned upstream for increasing the exhaust gas backpressure.

Description

배기가스 후처리 시스템 및 내연기관{EXHAUST GAS AFTER-TREATMENT SYSTEM AND INTERNAL COMBUSTION ENGINE}EXHAUST GAS AFTER-TREATMENT SYSTEM AND INTERNAL COMBUSTION ENGINE

본 발명은 내연기관의 배기가스 후처리 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 또한 배기가스 후처리 시스템을 구비하는 내연기관에 관한 것이다.The present invention relates to an exhaust gas aftertreatment system for an internal combustion engine. The invention also relates to an internal combustion engine having an exhaust gas aftertreatment system.

예컨대 발전소에서 채용되는 고정식 내연기관에서의 연소 프로세스에서 그리고 예컨대 선박에서 채용되는 비고정식 내연기관에서의 연소 프로세스 중에는 질소산화물들이 형성되는데, 이들 질소산화물은 통상적으로 석탄, 핏콜, 원유, 중유 또는 경유와 같은 황 함유 화석 연료의 연소 중에 형성된다. 이러한 이유로, 상기한 내연기관에는, 내연기관을 빠져나오는 배기가스를 클리닝하는, 특히 탈질화 처리를 행하는 배기가스 후처리 시스템이 할당된다.Nitrogen oxides are formed, for example, in combustion processes in stationary internal combustion engines employed in power plants and in non-stationary internal combustion engines employed, for example in ships, which are typically coal, pitcoal, crude oil, heavy oil or diesel. Formed during the combustion of fossil fuels containing sulfur, such as. For this reason, the above-described internal combustion engine is assigned an exhaust gas aftertreatment system for cleaning the exhaust gas exiting the internal combustion engine, in particular performing a denitrification treatment.

배기가스 내의 질소산화물을 환원시키기 위해, 소위 SCR 촉매 컨버터가 주로 현장으로부터 알려진 배기가스 후처리 시스템에 채용된다. SCR 촉매 컨버터에서, 질소산화물의 선택적 촉매 환원이 발생하며, 이 경우에 질소산화물의 환원을 위해 암모니아(NH₃)가 환원제로서 요구된다. 이러한 목적으로 암모니아 또는, 예컨대 요소와 같은 암모니아 전구체 물질은 액체 형태로 SCR 촉매 컨버터 상류의 배기가스 내로 유입되며, 이때 암모니아 또는 암모니아 전구체 물질은 SCR 촉매 컨버터 상류에서 배기가스와 혼합된다. 이러한 목적으로, 암모니아 또는 암모니아 전구체 물질의 유입과 SCR 촉매 컨버터 사이에, 관행에 따라 혼합 섹션이 마련된다.In order to reduce nitrogen oxides in exhaust gases, so-called SCR catalytic converters are mainly employed in exhaust gas aftertreatment systems known from the field. In the SCR catalytic converter, selective catalytic reduction of nitrogen oxides occurs, in which case ammonia (NH ₃ ) is required as a reducing agent for the reduction of nitrogen oxides. For this purpose, ammonia or an ammonia precursor material such as urea is introduced in liquid form into the exhaust gas upstream of the SCR catalytic converter, where the ammonia or ammonia precursor material is mixed with the exhaust gas upstream of the SCR catalytic converter. For this purpose, between the input of ammonia or ammonia precursor material and the SCR catalytic converter, a mixing section is provided according to custom.

SCR 촉매 컨버터를 포함하는, 현장으로부터 알려진 배기가스 후처리 시스템의 경우, 배기가스 환원, 특히 질소산화물 환원이 이미 성공적으로 이루어지지만, 배기가스 후처리 시스템을 더욱 개선할 필요가 있다. 특히, 콤팩트한 구성의 상기한 배기가스 후처리 시스템을 사용하는 효율적인 배기가스 후처리를 가능하게 할 필요가 있다.In the case of exhaust gas aftertreatment systems known from the field, including SCR catalytic converters, exhaust gas reduction, in particular nitrogen oxide reduction, has already been successfully achieved, but there is a need for further improvement of the exhaust gas aftertreatment system. In particular, there is a need to enable efficient exhaust gas after-treatment using the above-described exhaust gas after-treatment system of a compact configuration.

이것으로부터 출발하여, 본 발명의 목적은 새로운 타입의 내연기관의 배기가스 후처리 시스템과, 이러한 배기가스 후처리 시스템을 구비하는 내연기관을 형성하는 데 주안점을 둔다.Starting from this, an object of the present invention is focused on forming an exhaust gas aftertreatment system for an internal combustion engine of a new type and an internal combustion engine having such an exhaust gas aftertreatment system.

이러한 목적은 청구항 1에 따른 내연기관의 배기가스 후처리 시스템을 통해 해결된다.This object is solved by means of an exhaust gas aftertreatment system for an internal combustion engine according to claim 1 .

본 발명에 따르면, 배기가스 공급 라인은 하류 단부에 의해 SCR 촉매 컨버터를 수용하는 리액터 챔버로 개방되며, 리액터 챔버 내에서 배기가스 공급 라인의 하류 단부와 SCR 촉매 컨버터 사이에, 배기가스 배압을 증가시키는 장치가 SCR 촉매 컨버터 상류에 위치 설정된다. SCR 촉매 컨버터 상류의 배기가스 배압을 증가시키는 장치의 도움으로 인해, SCR 촉매 컨버터 상류의 배기가스 흐름이 저지되며, 그 결과로 원주방향으로 그리고 또한 반경방향으로 봤을 때에 SCR 촉매 컨버터에 배기가스 흐름이 균일하게 공급되는 것이 달성될 수 있다. 이로 인해, 콤팩트한 구성의 배기가스 후처리 시스템에 의해 효율적인 배기가스 클리닝이 보장될 수 있다. 더욱이, 그을음 입자가 장치에 퇴적되어 배기가스 배압을 증가시킬 수 있으며, 그 후 그을음 입자는 더 이상 SCR 촉매 컨버터 영역으로 진입할 수 없지만 이와 동시에 SCR 촉매 컨버터를 클로깅한다. 이것은 또한 콤팩트한 구성의 배기가스 후처리 시스템에 의한 효율적인 배기가스 클리닝을 보장하는 역할을 한다.According to the present invention, the exhaust gas supply line is opened by its downstream end into a reactor chamber receiving the SCR catalytic converter, in the reactor chamber between the downstream end of the exhaust gas supply line and the SCR catalytic converter, increasing the exhaust gas back pressure. A device is positioned upstream of the SCR catalytic converter. With the aid of a device that increases the exhaust gas backpressure upstream of the SCR catalytic converter, the exhaust gas flow upstream of the SCR catalytic converter is inhibited, as a result of which the exhaust gas flow into the SCR catalytic converter in a circumferential and also radial direction is reduced. A uniform supply can be achieved. For this reason, efficient exhaust gas cleaning can be ensured by the exhaust gas after-treatment system of a compact configuration. Moreover, soot particles can be deposited in the device to increase the exhaust gas backpressure, after which the soot particles can no longer enter the SCR catalytic converter area but at the same time clog the SCR catalytic converter. It also serves to ensure efficient exhaust gas cleaning by means of the exhaust gas aftertreatment system of compact construction.

유익한 다른 양태에 따르면, 배기가스 배압을 증가시키는 장치는 SCR 촉매 컨버터의 자유 흐름 단면(clear flow cross section)의 최대 2배, 바람직하게는 최대 1배, 특히 바람직하게는 최대 0.5배에 상응하는 자유 흐름 단면을 포함한다. 이러한 다른 양태는 콤팩트한 구성에 의해 매우 효율적인 배기가스 후처리를 가능하게 한다.According to another advantageous aspect, the device for increasing the exhaust gas backpressure has a freedom corresponding to at most 2 times the clear flow cross section of the SCR catalytic converter, preferably at most 1 times, particularly preferably at most 0.5 times. flow section. This other aspect enables a very efficient exhaust gas aftertreatment with a compact configuration.

유익한 다른 양태에 따르면, 흐름 방향으로 봤을 때에 배기가스 배압을 증가시키는 장치의 두께 또는 길이와 흐름 방향으로 봤을 때에 SCR 촉매 컨버터의 두께 또는 길이 사이의 비가 적어도 1:50, 바람직하게는 적어도 1:100, 매우 바람직하게는 적어도 1:200에 이른다. 이러한 다른 양태는 콤팩트한 구성에 의해 매우 효율적인 배기가스 후처리를 가능하게 한다.According to another advantageous aspect, the ratio between the thickness or length of the device for increasing the exhaust gas backpressure in the flow direction and the thickness or the length of the SCR catalytic converter in the flow direction is at least 1:50, preferably at least 1:100. , very preferably at least 1:200. This other aspect enables a very efficient exhaust gas aftertreatment with a compact configuration.

유익한 다른 양태에 따르면, 흐름 방향으로 봤을 때에 배기가스 배압을 증가시키는 장치와 SCR 촉매 컨버터 사이의 거리와, 흐름 방향으로 봤을 때에 SCR 촉매 컨버터의 두께 또는 길이 간의 비가 최대 2:1, 바람직하게는 최대 1:1, 매우 바람직하게는 최대 1:2에 이른다. 이러한 다른 양태는 콤팩트한 구성에 의해 매우 효율적인 배기가스 후처리를 가능하게 한다.According to another advantageous aspect, the ratio between the distance between the device for increasing the exhaust gas backpressure and the SCR catalytic converter in the direction of flow and the thickness or length of the SCR catalytic converter in the direction of flow is at most 2:1, preferably at most 1:1, very preferably at most 1:2. This other aspect enables a very efficient exhaust gas aftertreatment with a compact configuration.

더욱 유익한 다른 양태에 따르면, 적어도 하나의 블로우 다운(blow-down) 장치가 리액터 챔버 내에서 배기가스 배압을 증가시키는 장치와 SCR 촉매 컨버터 사이에 위치 설정되며, 블로우 다운 장치는 배기가스 배압을 증가시키는 장치를 퍼지하고 및/또는 SCR 촉매 컨버터를 퍼지하는 역할을 한다. 이러한 다른 양태는 콤팩트한 구성에 의해 매우 효율적인 배기가스 후처리를 가능하게 한다.According to another even more advantageous aspect, at least one blow-down device is positioned within the reactor chamber between the device for increasing the exhaust gas backpressure and the SCR catalytic converter, the blow-down device configured to increase the exhaust gas backpressure. It serves to purge the device and/or to purge the SCR catalytic converter. This other aspect enables a very efficient exhaust gas aftertreatment with a compact configuration.

본 발명에 따른 내연기관은 청구항 14에 규정된다.An internal combustion engine according to the invention is defined in claim 14 .

본 발명의 바람직한 다른 양태는 종속항 및 아래의 설명에서 얻어진다. 본 발명의 예시적인 실시예가 도면에 의해 보다 상세히 설명되지만, 도면으로 제한되지 않는다. 도면에서,
도 1은 본 발명에 따른 배기가스 후처리 시스템을 구비하는 내연기관의 개략적인 사시도.
도 2는 도 1의 배기가스 후처리 시스템의 상세도.
도 3은 도 2의 상세도.
도 4은 도 3의 상세도를 관통하는 단면도.Other preferred aspects of the invention are obtained from the dependent claims and the description below. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Exemplary embodiments of the present invention are illustrated in more detail by the drawings, but are not limited to the drawings. In the drawing,
1 is a schematic perspective view of an internal combustion engine having an exhaust gas aftertreatment system according to the present invention;
Figure 2 is a detailed view of the exhaust gas after-treatment system of Figure 1;
Figure 3 is a detailed view of Figure 2;
Fig. 4 is a cross-sectional view through the detail of Fig. 3;

본 발명은 내연기관, 예컨대 발전소의 고정식 내연기관이나 선박에서 채용되는 비고정식 내연기관의 배기가스 후처리 시스템에 관한 것이다. 특히, 배기가스 후처리 시스템은 중유로 작동되는 선박 디젤 엔진에서 채용된다.The present invention relates to an exhaust gas aftertreatment system of an internal combustion engine, for example a stationary internal combustion engine of a power plant or a non-stationary internal combustion engine employed in a ship. In particular, exhaust gas aftertreatment systems are employed in marine diesel engines operated with heavy oil.

도 1은, 배기가스 과급기 시스템(2) 및 배기가스 후처리 시스템(3)을 구비하는 내연기관(1)의 구성을 보여준다. 내연기관(1)은 비고정식 또는 고정식 내연기관, 특히 선박의 비고정식 작동 내연기관일 수 있다. 내연기관(1)의 실린더를 빠져나가는 배기가스는, 내연기관(1)에 공급되는 급기를 압축하기 위해 배기가스의 열에너지로부터 기계 에너지를 추출하기 위해 배기가스 과급 시스템(2)에서 활용된다.1 shows the configuration of an internal combustion engine 1 having an exhaust gas supercharger system 2 and an exhaust gas aftertreatment system 3 . The internal combustion engine 1 may be a stationary or stationary internal combustion engine, in particular a stationary working internal combustion engine of a ship. The exhaust gas exiting the cylinder of the internal combustion engine 1 is utilized in the exhaust gas supercharging system 2 to extract mechanical energy from the thermal energy of the exhaust gas to compress the supply air supplied to the internal combustion engine 1 .

따라서, 도 1은 복수 개의 배기가스 과급기, 즉 고압측 상의 제1 배기가스 과급기(4)와 저압측 상의 제2 배기가스 과급기(5)를 포함하는 배기가스 과급기 시스템(2)을 구비하는 내연기관(1)을 보여준다. 내연기관(1)의 실린더를 빠져나가는 배기가스는 초기에는 제1 배기가스 과급기(4)의 고압 터빈(6)을 통해 흐르고, 이 고압 터빈에서 팽창되는데, 이때 해당 프로세스에서 추출된 에너지는 급기를 압축하기 위해 제1 배기가스 과급기(4)의 고압 압축기에서 활용된다. 배기가스 흐름 방향으로 봤을 때, 제1 배기가스 과급기(4) 하류에는 제2 배기가스 과급기(5)가 배치되며, 이미 제1 배기가스 과급기(4)의 고압 터빈(6)을 통해 흐른 배기가스는 제2 배기가스 과급기(5)를 통해, 즉 제2 배기가스 과급기(5)의 저압 터빈(7)을 통과하도록 안내된다. 제2 배기가스 과급기(5)의 저압 터빈(7)에서, 배기가스는 더 팽창되고, 해당 프로세스에서 추출된 에너지는 마찬가지로 내연기관(1)의 실린더에 공급되는 급기를 압축하기 위해 제1 배기가스 과급기(5)의 저압 압축기에서 활용된다.Accordingly, FIG. 1 shows an internal combustion engine having an exhaust gas supercharger system 2 comprising a plurality of exhaust gas superchargers, namely a first exhaust gas supercharger 4 on the high pressure side and a second exhaust gas supercharger 5 on the low pressure side. (1) is shown. The exhaust gas exiting the cylinder of the internal combustion engine 1 initially flows through the high-pressure turbine 6 of the first exhaust gas supercharger 4 and is expanded in this high-pressure turbine, where the energy extracted from the process is supplied to the supply air. It is utilized in the high pressure compressor of the first exhaust gas supercharger 4 for compression. When viewed in the exhaust gas flow direction, a second exhaust gas supercharger 5 is disposed downstream of the first exhaust gas supercharger 4 , and exhaust gas that has already flowed through the high-pressure turbine 6 of the first exhaust gas supercharger 4 . is guided through the second exhaust gas supercharger 5 , ie through the low pressure turbine 7 of the second exhaust gas supercharger 5 . In the low pressure turbine 7 of the second exhaust gas supercharger 5 , the exhaust gas is further expanded, and the energy extracted in the process is likewise used in the first exhaust gas to compress the supply air supplied to the cylinder of the internal combustion engine 1 . It is utilized in the low pressure compressor of the supercharger (5).

배기가스 과급기(4, 5)를 포함하는 배기가스 과급 시스템(2)뿐만 아니라, 내연기관(1)은 SCR 배기가스 후처리 시스템인 배기가스 후처리 시스템(3)을 포함한다. SCR 배기가스 후처리 시스템(3)은 제1 압축기(5)의 고압 터빈(6)과 제2 배기가스 과급기(5)의 저압 터빈(7) 사이에 연결되며, 이에 따라 제1 배기가스 과급기(4)의 고압 터빈(6)을 빠져나가는 배기가스는 제2 배기가스 과급기(5)의 저압 터빈(7) 영역에 도달하기 전에, 먼저 배기가스 후처리 시스템(3)을 통해 안내된다. In addition to the exhaust gas supercharging system 2 comprising the exhaust gas superchargers 4 , 5 , the internal combustion engine 1 includes an exhaust gas aftertreatment system 3 which is an SCR exhaust gas aftertreatment system. The SCR exhaust gas aftertreatment system 3 is connected between the high pressure turbine 6 of the first compressor 5 and the low pressure turbine 7 of the second exhaust gas supercharger 5, and thus the first exhaust gas supercharger ( The exhaust gas exiting the high-pressure turbine 6 of 4) is first guided through the exhaust gas aftertreatment system 3 before reaching the low-pressure turbine 7 region of the second exhaust gas supercharger 5 .

도 1은, 제1 배기가스 과급기(4)의 고압 터빈(6)에서부터 시작하여 배기가스가 SCR 촉매 컨버터(9) - 리액터 챔버(10)에 배치됨 - 의 방향으로 안내될 수 있는 배기가스 공급 라인(8)을 보여준다.1 shows an exhaust gas supply line, starting from the high-pressure turbine 6 of a first exhaust gas supercharger 4 , the exhaust gas can be guided in the direction of an SCR catalytic converter 9 - arranged in a reactor chamber 10 - (8) is shown.

도 1은 더욱이 SCR 촉매 컨버터(9)로부터 제2 배기가스 과급기(5)의 저압 터빈(7) 방향으로 배기가스를 배출하는 역할을 하는 배기가스 배출 라인(11)을 보여준다. 저압 터빈(7)에서 시작하여, 배기가스는 라인(21)을 통해 특히 개구로 흐른다.1 further shows an exhaust gas discharge line 11 which serves to discharge exhaust gases from the SCR catalytic converter 9 in the direction of the low pressure turbine 7 of the second exhaust gas supercharger 5 . Starting with the low pressure turbine 7 , the exhaust gas flows via line 21 , in particular to the opening.

터빈 상류에 위치 설정되는 단일단 과급형 엔진에 의한 유익한 어플리케이션은 도시하지 않는다.A beneficial application with a single stage supercharged engine positioned upstream of the turbine is not shown.

리액터 챔버(10)로 그리고 이에 따라 리액터 챔버(10) 내에 위치 설정된 SCR 촉매 컨버터(9)로 통하는 배기가스 공급 라인(8)과 리액터 챔버(10)로부터 그리고 이에 따라 SCR 촉매 컨버터(9)로부터 멀어지게 연장되는 배기가스 배출 라인(11)은 우회로(12) - 차단 요소(13)가 포함됨 - 를 통해 커플링된다. 차단 요소(13)가 폐쇄되는 경우, 우회로(12)는 배기가스가 흐르지 못하도록 폐쇄된다. 이와 대조적으로, 특히 차단 요소(13)가 개방될 때, 배기가스는 우회로(12)를 통해, 즉 리액터 챔버(10)를 지나 그리고 이에 따라 리액터 챔버(10) 내에 위치 설정되는 SCR 촉매 컨버터(9)를 지나 흐를 수 있다. 도 2는 우회로(12)가 차단 요소(13)를 통해 폐쇄된 경우에 배기가스 후처리 시스템(3)을 통과하는 배기가스의 흐름을 화살표 14로 예시하며, 도 2로부터 배기가스 공급 라인(8)이 하류 단부(15)에 의해 리액터 챔버(10) 내로 개방되는 것이 자명하고, 배기가스 공급 라인(8)의 이 단부(15) 구역에 있는 배기가스는 대략 180°만큼의 흐름 편향을 겪고, 흐름 편향 후의 배기가스는 SCR 촉매 컨버터(9)를 통해 안내된다.An exhaust gas supply line 8 leading to the reactor chamber 10 and thus to the SCR catalytic converter 9 positioned within the reactor chamber 10 and away from the reactor chamber 10 and thus away from the SCR catalytic converter 9 . The exhaust gas discharge line 11 is coupled via a bypass 12 , comprising a blocking element 13 . When the blocking element 13 is closed, the bypass 12 is closed to prevent the exhaust gas from flowing. In contrast, in particular when the blocking element 13 is opened, the exhaust gases pass through the bypass 12 , ie through the reactor chamber 10 and thus in the SCR catalytic converter 9 positioned in the reactor chamber 10 . ) can flow through. FIG. 2 illustrates by arrow 14 the flow of exhaust gas through the exhaust gas aftertreatment system 3 when the bypass 12 is closed via the blocking element 13 , from FIG. 2 the exhaust gas supply line 8 ) is opened into the reactor chamber 10 by the downstream end 15, the exhaust gas in the region of this end 15 of the exhaust gas supply line 8 undergoes a flow deflection of approximately 180°, The exhaust gas after flow deflection is guided through the SCR catalytic converter 9 .

배기가스 후처리 시스템(3)의 배기가스 공급 라인(8)에는 유입 장치(16)가 할당되는데, 이 유입 장치를 통해 환원제, 특히 암모니아 또는 암모니아 전구체 물질 - SCR 촉매 컨버터(9) 구역에서 배기가스의 질소 산화물을 정해진 방식으로 변환하기 위해 필요함 - 이 배기가스 흐름 내로 유입될 수 있다. 배기가스 후처리 시스템(3)의 이러한 유입 장치(16)는 바람직하게는 분사 노즐이며, 분사 노즐을 통해 암모니아 또는 암모니아 전구체 물질이 배기가스 공급 라인(8) 내의 배기가스 흐름에 주입된다. 도 2는 배기가스 공급 라인(8)의 구역에서 배기가스 내로 환원제가 원추형(17)으로 주입되는 것을 예시한다.The exhaust gas supply line 8 of the exhaust gas aftertreatment system 3 is assigned an inlet device 16 , through which the reducing agent, in particular ammonia or ammonia precursor material - exhaust gases from the SCR catalytic converter 9 zone necessary to convert the nitrogen oxides of the nitrogen oxides in a defined manner - this can be introduced into the exhaust gas stream. This inlet device 16 of the exhaust gas aftertreatment system 3 is preferably an injection nozzle, through which ammonia or ammonia precursor material is injected into the exhaust gas stream in the exhaust gas supply line 8 . FIG. 2 illustrates the injection of reducing agent into the exhaust gas in a cone 17 in the region of the exhaust gas supply line 8 .

배기가스의 흐름 방향으로 봤을 때에 유입 장치(16)의 하류에 그리고 SCR 촉매 컨버터(9)의 상류에 배치되는 배기가스 후처리 시스템(3)의 섹션은 혼합 섹션이라고 부른다. 특히, 배기가스 공급 라인(8)은 유입 장치(16) 하류에 혼합 섹션을 제공하는데, 이 혼합 섹션에서 배기가스가 SCR 촉매 컨버터(9) 상류에서 환원제와 혼합될 수 있다.The section of the exhaust gas aftertreatment system 3 arranged downstream of the inlet device 16 and upstream of the SCR catalytic converter 9 when viewed in the flow direction of the exhaust gas is referred to as a mixing section. In particular, the exhaust gas supply line 8 provides a mixing section downstream of the inlet device 16 , in which the exhaust gas can be mixed with the reducing agent upstream of the SCR catalytic converter 9 .

배기가스 공급 라인(8)은 하류 단부(15)에 의해 리액터 챔버(10) 내로 개방된다. 배기가스 공급 라인(8)의 이 하류 단부(15)에는 배기가스 공급 라인(8)의 하류 단부(15)에 대해 변위될 수 있는 배플 요소(20)가 할당된다. 도시한 예시적인 실시예에서, 배플 요소(20)는, 리액터 챔버(10) 내로 개방된 배기가스 공급 라인(8)의 단부(15)에 대해 선형으로 변위 가능하다. 하류 단부(15)에서 배기가스 공급 라인(8)을 차단하거나 하류 단부(15)에서 배기가스 공급 라인을 개방하기 위해, 배플 요소(20)가 배기가스 공급 라인(8)의 하류 단부(15)에 대해 변위 가능하다. 특히 배플 요소(20)가 하류 단부(15)에서 배기가스 공급 라인(8)을 차단할 때, 이후에 배기가스를 SCR 촉매 컨버터(9) 또는 SCR 촉매 컨버터(9)를 수용하는 리액터 챔버(10)를 완전히 지나가도록 안내하기 위해 우회로(12)의 차단 요소(13)가 개방되는 것이 바람직하다. 특히 배플 요소(20)가 배기가스 공급 라인(8)의 하류 단부(15)를 개방할 때, 우회로(12)의 차단 요소(13)는 완전히 폐쇄되거나 적어도 부분적으로 개방될 수 있다.The exhaust gas supply line 8 is opened into the reactor chamber 10 by a downstream end 15 . This downstream end 15 of the exhaust gas supply line 8 is assigned a baffle element 20 which can be displaced with respect to the downstream end 15 of the exhaust gas supply line 8 . In the exemplary embodiment shown, the baffle element 20 is linearly displaceable with respect to the end 15 of the exhaust gas supply line 8 opened into the reactor chamber 10 . In order to block the exhaust gas supply line 8 at the downstream end 15 or open the exhaust gas supply line at the downstream end 15 , a baffle element 20 is installed at the downstream end 15 of the exhaust gas supply line 8 . can be displaced with respect to In particular, when the baffle element 20 shuts off the exhaust gas supply line 8 at the downstream end 15 , the exhaust gas is subsequently supplied to the SCR catalytic converter 9 or the reactor chamber 10 , which houses the SCR catalytic converter 9 . It is preferred that the blocking element 13 of the bypass 12 is opened to guide it completely through. In particular when the baffle element 20 opens the downstream end 15 of the exhaust gas supply line 8 , the blocking element 13 of the bypass 12 can be completely closed or at least partially open.

특히 배플 요소(20)가 배기가스 공급 라인(8)의 하류 단부(15)를 개방할 때, 배기가스 공급 라인(8)의 하류 단부(15)에 대한 배플 요소(20)의 상대 위치는 특히 배기가스 공급 라인(8)을 통과하는 배기가스 질량 유량 및/또는 배기가스 공급 라인(8)에 있는 배기가스의 온도 및/또는 유입 장치(16)를 통해 배기가스 흐름 내로 유입되는 환원제의 양에 좌우된다.In particular when the baffle element 20 opens the downstream end 15 of the exhaust gas supply line 8 , the relative position of the baffle element 20 with respect to the downstream end 15 of the exhaust gas supply line 8 is particularly Depending on the exhaust gas mass flow through the exhaust gas supply line 8 and/or the temperature of the exhaust gases in the exhaust gas supply line 8 and/or the amount of reducing agent introduced into the exhaust gas flow through the inlet device 16 . depends on

배기가스 공급 라인(8)의 하류 단부(15)가 개방된 상태에서 배플 요소(20)의 다른 기능은, 배기가스 흐름 내에 존재하는 액체 환원제의 임의의 액적이 배플 요소에 도달하여 포획되고, 그러한 액체 환원제의 액적이 SCR 촉매 컨버터(9)의 영역에 도달하는 것을 방지하기 위해 미립화되도록 하는 것이다. 하류 단부(15)가 개방된 상태에서 배기가스 공급 라인(8)의 하류 단부(15)에 대한 배플 요소(20)의 위치에 의해, 특히 배플 요소(20) 구역에 있어서 배기가스 공급 라인(8)의 하류 단부(15) 구역에서 편향되는 배기가스가 보다 반경방향 내측에 위치 설정된 섹션 방향으로 또는 보다 반경방향 외측에 위치 설정된 SCR 촉매 컨버터(9)의 섹션들의 방향으로 안내 또는 조향되었는지의 여부를 결정할 수도 있다.Another function of the baffle element 20 with the downstream end 15 of the exhaust gas supply line 8 open is that any droplets of liquid reducing agent present in the exhaust gas stream reach the baffle element and are captured, such It is to be atomized to prevent droplets of liquid reducing agent from reaching the area of the SCR catalytic converter 9 . By the position of the baffle element 20 relative to the downstream end 15 of the exhaust gas supply line 8 with the downstream end 15 open, in particular in the region of the baffle element 20 , the exhaust gas supply line 8 ) whether the exhaust gas deflected in the region of the downstream end 15 of the may decide

바람직한 실시예에 따르면, 배기가스 공급 라인(8)은 하류 단부(15) 구역에서 깔때기형으로 확장되어 디퓨저를 형성한다. 이것으로 인해, 하류 단부(15) 구역에서의 배기가스 공급 라인(8)의 흐름 단면은 증가되며, 이때 특히 도 2로부터 자명한 바와 같이, 배기가스 공급 라인(8)의 하류 단부(15) 상류의 배기가스 흐름 방향으로 봤을 때에 배기가스 공급 라인의 흐름 단면이 초기에 감소한다. 따라서, 도 2는 환원제를 위한 유입 장치(16)의 하류에서 배기가스 흐름 방향으로 봤을 때에 배기가스 공급 라인(8)의 흐름 단면은 초기에는 대략 일정하지만, 그 후에는 처음에는 점차 테이퍼지고, 궁극적으로는 하류 단부(15) 구역에서 확대된다.According to a preferred embodiment, the exhaust gas supply line 8 expands in a funnel shape in the region of the downstream end 15 to form a diffuser. Due to this, the flow cross-section of the exhaust gas supply line 8 in the region of the downstream end 15 is increased, wherein, as will be apparent in particular from FIG. 2 , upstream of the downstream end 15 of the exhaust gas supply line 8 . The flow cross-section of the exhaust gas supply line initially decreases when viewed in the exhaust gas flow direction of Thus, FIG. 2 shows that the flow cross-section of the exhaust gas supply line 8 when viewed in the direction of exhaust gas flow downstream of the inlet device 16 for the reducing agent is initially approximately constant, but thereafter initially gradually tapers and eventually The furnace extends in the region of the downstream end 15 .

이 경우에 배기가스 공급 라인(8)의 하류 단부(15)에서의 흐름 단면의 이러한 확대는 바람직하게는, 배기가스 공급 라인(8)이 하류 단부(15) 전방에서 초기에 테이퍼지는 섹션보다 짧은 배기가스 공급 라인(8)의 섹션을 통해 이루어진다. This enlargement of the flow cross section at the downstream end 15 of the exhaust gas supply line 8 in this case is preferably shorter than the section in which the exhaust gas supply line 8 initially tapers in front of the downstream end 15 . through a section of the exhaust gas supply line (8).

바람직하게는, 배플 요소는 배기가스 공급 라인(8)을 향하는 측부(22)에서 만곡되어, 바람직하게는 벨 형상으로 만곡되어 배기가스용 흐름 안내부를 형성한다. 따라서, 배기가스 공급 라인(8)의 하류 단부(15)를 향하는 배플 요소(20)의 측부는 배플 요소의 반경방향 외부 섹션 상에서보다 배플 요소(20)의 반경방향 내부 섹션 상에서 배기가스 공급 라인(8)의 하류 단부(15)까지의 거리가 짧다. 따라서, 배플 요소(20)는 측부(24)의 중앙부에서 배기가스의 흐름방향에 대한 배기가스 공급 라인(8)의 하류 단부(15) 방향으로 인발되거나 만곡된다.Preferably, the baffle element is curved at the side 22 facing the exhaust gas supply line 8 , preferably in a bell-shaped shape to form a flow guide for the exhaust gas. Thus, the side of the baffle element 20 facing the downstream end 15 of the exhaust gas supply line 8 is on the radially inner section of the baffle element 20 rather than on the radially outer section of the baffle element. The distance to the downstream end 15 of 8) is short. Accordingly, the baffle element 20 is drawn or curved in the direction of the downstream end 15 of the exhaust gas supply line 8 with respect to the flow direction of the exhaust gas at the central portion of the side portion 24 .

이미 설명한 바와 같이, 배기가스 공급 라인(8)은 그 하류 단부(15)에 의해, SCR 촉매 컨버터(9)를 수용하는 리액터 챔버(10) 내로 개방된다. 여기에서, 배기가스 공급 라인(8)은 도 2에 따르면 리액터 챔버(10)의 하부측을 관통하고, 그 하류 단부(15)에 의해 리액터 챔버(10)의 상부측(23)에 인접하여 종결되며, 이때 이미 설명한 바와 같이 하류 단부(15)에서 배기가스 공급 라인을 빠져나가는 배기가스는 후속하여 SCR 촉매 컨버터(9)를 통해 흐르기 전에 180°로 편향된다.As already explained, the exhaust gas supply line 8 is opened by its downstream end 15 into the reactor chamber 10 accommodating the SCR catalytic converter 9 . Here, the exhaust gas supply line 8 passes through the lower side of the reactor chamber 10 according to FIG. 2 and terminates adjacent the upper side 23 of the reactor chamber 10 by its downstream end 15 . The exhaust gas exiting the exhaust gas supply line at the downstream end 15 is then deflected by 180° before subsequently flowing through the SCR catalytic converter 9 as already described.

특히 도 3으로부터 자명한 바와 같이, 배기가스 배압을 증가시키는 장치(25)는 배기가스 공급 라인(8)의 하류 단부(15)와 SCR 촉매 컨버터(9) 사이에서 SCR 촉매 컨버터(9) 상류에 위치 설정된다. 배기가스 배압을 증가시키는 이러한 장치(25)는, 예컨대 그리드, 천공판 등일 수 있다. SCR 촉매 컨버터 상류의 배기가스 배압을 증가시키는 장치(25)의 도움으로 인해, SCR 촉매 컨버터(9) 상류의 배기가스 흐름이 저지되며, 그 결과로 원주방향으로 그리고 또한 반경방향으로 봤을 때에 SCR 촉매 컨버터에 배기가스 흐름이 균일하게 공급되는 것이 달성될 수 있다. 이로 인해, 콤팩트한 구성의 배기가스 후처리 시스템에 의해 효율적인 배기가스 클리닝이 보장될 수 있다.As is particularly apparent from FIG. 3 , the device 25 for increasing the exhaust gas back pressure is located upstream of the SCR catalytic converter 9 between the downstream end 15 of the exhaust gas supply line 8 and the SCR catalytic converter 9 . location is set Such a device 25 for increasing the exhaust gas backpressure may be, for example, a grid, a perforated plate, or the like. With the aid of the device 25 for increasing the exhaust gas backpressure upstream of the SCR catalytic converter, the exhaust gas flow upstream of the SCR catalytic converter 9 is inhibited, as a result of which the SCR catalyst in circumferential and also radial direction is viewed. A uniform supply of exhaust gas flow to the converter can be achieved. For this reason, efficient exhaust gas cleaning can be ensured by the exhaust gas after-treatment system of a compact configuration.

배기가스 배압을 증가시키는 장치(25)는 더욱이, 배기가스에 함유되는 그을음 입자가 이 장치에 퇴적될 수 있다는 장점을 갖는다. 더욱이, 배기가스 배압을 증가시키는 장치(25)에 퇴적되는 그을음 입자는 더 이상 SCR 촉매 컨버터 구역에 진입할 수 없고, SCR 촉매 컨버터를 클로깅할 수 없다. 이로 인해, 콤팩트한 구성에 의한 효율적인 배기가스 후처리도 또한 보장될 수 있다.The device 25 for increasing the exhaust gas back pressure further has the advantage that soot particles contained in the exhaust gas can be deposited in the device. Moreover, soot particles deposited in the device 25 for increasing the exhaust gas back pressure can no longer enter the SCR catalytic converter zone and clog the SCR catalytic converter. Due to this, an efficient exhaust gas aftertreatment with a compact configuration can also be ensured.

배기가스 배압을 증가시키는 장치(25)는 또한 SCR 촉매 컨버터의 자유 흐름 단면의 최대 2배, 바람직하게는 최대 1배, 특히 바람직하게는 최대 0.5배에 상응하는 자유 흐름 단면을 갖는다. 이러한 방식으로, 한편으로는 SCR 촉매 컨버터(9)를 통한 일정한 배기가스 흐름이 보장될 수 있고, 다른 한편으로는 그음을 입자가 배기가스 배압을 증가시키는 장치(25) 구역에 미리 퇴적되어, 더 이상 SCR 촉매 컨버터(9) 구역에 도달하지 않는 것이 보장될 수 있다.The device 25 for increasing the exhaust gas backpressure also has a free-flow cross-section corresponding to at most 2 times, preferably at most 1 times and particularly preferably at most 0.5 times the free-flow cross-section of the SCR catalytic converter. In this way, on the one hand, a constant exhaust gas flow through the SCR catalytic converter 9 can be ensured, and on the other hand, soot particles are pre-deposited in the region of the device 25 , which increases the exhaust gas back pressure, further It can be ensured that no abnormal SCR catalytic converter 9 zone is reached.

바람직하게는, 흐름 방향 또는 배기가스 흐름 방향으로 봤을 때에 배기가스 배압을 증가시키는 장치의 두께 또는 길이와, 흐름 방향 또는 배기가스 흐름으로 봤을 때에 SCR 촉매 컨버터(9)의 두께 또는 길이 간의 비가 적어도 1:50, 바람직하게는 적어도 1:100, 매우 바람직하게는 적어도 1:200에 이른다. 이것은 또한 콤팩트한 구성의 배기가스 후처리 시스템(3)에 의한 효율적인 배기가스 후처리를 제공하는 역할을 한다.Preferably, the ratio between the thickness or length of the device for increasing the exhaust gas backpressure when viewed in the direction of flow or in the direction of exhaust gas flow and the thickness or length of the SCR catalytic converter 9 when viewed in the direction of flow or exhaust gas flow is at least 1 :50, preferably at least 1:100, very preferably at least 1:200. It also serves to provide an efficient exhaust gas aftertreatment by means of the exhaust gas aftertreatment system 3 of compact construction.

바람직하게는, 흐름 방향 또는 배기가스 흐름 방향으로 봤을 때에 배기가스 배압을 증가시키는 장치(25)와 흐름 방향 또는 배기가스 흐름으로 봤을 때에 SCR 촉매 컨버터(9) 사이의 거리에 대응하는 거리와, 흐름 방향 또는 배기가스 흐름 방향으로 봤을 때에 SCR 촉매 컨버터(9)의 두께 또는 길이 간의 비는 최대 1:6, 바람직하게는 1:5, 매우 바람직하게는 1:4에 이른다. 이로 인해, 콤팩트한 구성에 의한 효율적인 배기가스 후처리도 또한 보장될 수 있다.Preferably, a distance corresponding to the distance between the device 25 for increasing the exhaust gas backpressure when viewed in the direction of flow or in the direction of exhaust gas flow and the SCR catalytic converter 9 when viewed in the direction of flow or exhaust gas flow, and The ratio between the thickness or length of the SCR catalytic converter 9 when viewed in the direction or in the direction of exhaust gas flow reaches at most 1:6, preferably 1:5, very preferably 1:4. Due to this, an efficient exhaust gas aftertreatment with a compact configuration can also be ensured.

이미 설명한 바와 같이, 배기가스 배압을 증가시키는 장치(15)는 특히 천공판 또는 그리드, 바람직하게는 그리드 폭이 특히 최대 6 mm, 바람직하게는 최대 4 mm, 매우 바람직하게는 최대 1.5 mm인 비교적 미세 메시 그리드이다.As already explained, the device 15 for increasing the exhaust gas backpressure is in particular a perforated plate or grid, preferably a relatively fine mesh with a grid width in particular of at most 6 mm, preferably at most 4 mm and very preferably at most 1.5 mm. it is a grid

배기가스 공급 라인(8)의 하류 단부(15)와 SCR 촉매 컨버터(9) 사이에 위치 설정되는 배기가스 배압을 증가시키는 장치(25)에 의해, SCR 촉매 컨버터(9)에 배기가스를 일정하게 공급하는 것이 보장될 수 있다. 배기가스 배압을 증가시키는 것에 의해, 배기가스 흐름이 유발되고, 이에 의해 SCR 촉매 컨버터(9)에 대한 균일한 배기가스 분포가 보장된다. 이로 인해, 콤팩트한 구성에 의한 효율적인 배기가스 후처리가 가능해질 수 있다.The exhaust gas is constantly supplied to the SCR catalytic converter 9 by means of a device 25 for increasing the exhaust gas back pressure positioned between the downstream end 15 of the exhaust gas supply line 8 and the SCR catalytic converter 9 . supply can be guaranteed. By increasing the exhaust gas back pressure, an exhaust gas flow is induced, thereby ensuring a uniform exhaust gas distribution to the SCR catalytic converter 9 . Due to this, an efficient exhaust gas post-treatment with a compact configuration may be possible.

배기가스 배압을 증가시키기 위한 장치(25)의 다른 장점은, 이 장치가 마찬가지로, 배기가스에 함유되는 그을음 입자가 퇴적될 수 있는 예비 분리기의 기능을 보장한다는 데 있다. 이로 인해, 그음을 입자가 방해 없이 SCR 촉매 컨버터(9)에 도달하여, SCR 촉매 컨버터를 클로깅하는 것이 방지될 수 있다. 이로 인해, 콤팩트한 구성에 의한 효율적인 배기가스 후처리가 가능해질 수 있다.Another advantage of the device 25 for increasing the exhaust gas back pressure lies in that it likewise ensures the functioning of a pre-separator in which soot particles contained in the exhaust gas can be deposited. Due to this, it is possible to prevent soot particles from reaching the SCR catalytic converter 9 without obstruction and clogging the SCR catalytic converter. Due to this, an efficient exhaust gas post-treatment with a compact configuration may be possible.

본 발명의 유익한 다른 양태에 따르면, SCR 촉매 컨버터(9)가 수용되고, 더욱이 배기가스 배압을 증가시키는 장치(25)가 수용되고 배기가스 공급 라인(9)의 하류 단부(15)가 개방되는 리액터 챔버(10) 내에, 적어도 하나의 블로우 다운 장치(24), 예컨대 공기 노즐이 위치 설정되며, 블로우 다운 장치(24) 또는 각각의 블로우 다운 장치(24)는 배기가스 배압을 증가시키는 장치(25)와 SCR 촉매 컨버터(9) 사이에 배치된다.According to another advantageous aspect of the invention, a reactor in which an SCR catalytic converter 9 is housed, furthermore a device 25 for increasing the exhaust gas backpressure is accommodated and the downstream end 15 of the exhaust gas supply line 9 is open. In the chamber 10 at least one blow down device 24 , such as an air nozzle, is positioned, the blow down device 24 or each blow down device 24 being a device 25 for increasing exhaust gas backpressure. and the SCR catalytic converter 9 .

여기에서, 블로우 다운 장치(24) 또는 각각의 블로우 다운 장치(24)는 해당 장치에 퇴적된 그을음 입자에 대하여 배기가스 배압을 증가시키는 장치(25)를 퍼지하고/하거나 SCR 촉매 컨버터(9)를 퍼지하는 역할을 하여, SCR 촉매 컨버터(9) 및/또는 배기가스 배압을 증가시키는 디자이스(25)가 클로깅되는 것을 방지한다. 장치(25)와 촉매 컨버터 사이의 블로우 다운 장치의 배치를 통해, 장치는 배기가스 흐름 방향에 반하여 바람이 송출되어 깨끗해질 수 있다.Here, the blow down device 24 or each blow down device 24 purifies the device 25 which increases the exhaust gas back pressure for soot particles deposited in the device and/or controls the SCR catalytic converter 9 . By serving to purge, the SCR catalytic converter 9 and/or the device 25 which increases the exhaust gas backpressure are prevented from clogging. Through the arrangement of the blowdown device between the device 25 and the catalytic converter, the device can be cleaned by blowing the wind against the exhaust gas flow direction.

여기에서, 도 4는 바람직하게는 리액터 챔버(10) 내에, 즉 흐름 방향 또는 배기가스 흐름 방향을 가로질러 연장되는, 배기가스 배압을 증가시키는 장치(25)의 표면 및/또는 SCR 촉매 컨버터(9)의 대응하는 표면 상에 와류 흐름 또는 소용돌이 흐름이 형성되도록 하는 방식으로 배향되는 블로우 다운 장치(24)의 바람직한 배향을 보여준다. 상기한 와류 흐름 또는 소용돌이 흐름에 의해, SCR 촉매 컨버터(9)와 배기가스 배압을 증가시키는 장치(25)로부터의 그을음 입자의 배출이 매우 효율적으로 일어날 수 있다. 여기에서, 도 4는, SCR 촉매 컨버터(9)와 배기가스 배압을 증가시키는 장치(25)가 수용되는 리액터 챔버(10)가 바람직하게는 단면이 원형이고, 리액터 챔버(10)의 하부측(22)과 상부측(23) 사이에서 연장되는 벽(19)을 갖는 것을 보여준다. 그러한 벽(19)을 블로우 다운 장치(24)의 배향과 조합함으로써, 와류 흐름 또는 소용돌이 흐름이 매우 유리하게 형성될 수 있다.Here, FIG. 4 shows the surface of the device 25 for increasing the exhaust gas backpressure and/or the SCR catalytic converter 9, preferably extending in the reactor chamber 10 , ie in the flow direction or transverse to the exhaust gas flow direction. ) shows the preferred orientation of the blow down device 24 oriented in such a way that a vortex flow or vortex flow is formed on the corresponding surface of the . By the vortex flow or vortex flow described above, the discharge of soot particles from the SCR catalytic converter 9 and the device 25 for increasing the exhaust gas back pressure can occur very efficiently. Here, Fig. 4 shows that the reactor chamber 10, in which the SCR catalytic converter 9 and the device 25 for increasing the exhaust gas backpressure are accommodated, is preferably circular in cross-section, the lower side of the reactor chamber 10 ( 22 ) and a wall 19 extending between the upper side 23 . By combining such a wall 19 with the orientation of the blow down device 24, a vortex flow or a vortex flow can be formed very advantageously.

본 발명은 콤팩트한 구성에 의해 효율적인 배기가스 후처리를 가능하게 한다. 이러한 목적으로, 적어도, 배기가스 배압을 증가시키는 장치(25)가, SCR 촉매 컨버터(9)가 내부에 수용되고, 배기가스 공급 라인(8)의 하류 단부(15)가 내부로 개방되는 리액터 챔버(10)에서 SCR 촉매 컨버터(9)의 상류에 위치 설정된다. 해당 장치에 퇴적되는 그을음 입자에 대하여 배기가스 배압을 증가시키는 장치(25) 및/또는 SCR 촉매 컨버터(9)를 퍼지하기 위해, 배기가스 배압을 증가시키는 장치(25)와 SCR 촉매 컨버터(9) 사이에 적어도 하나의 블로우 다운 장치(24)가 배치된다는 점에서 배기가스 후처리의 효율성이 더욱 증가할 수 있다.The present invention enables efficient exhaust gas after-treatment with a compact configuration. For this purpose, at least, the device 25 for increasing the exhaust gas backpressure is arranged in a reactor chamber in which the SCR catalytic converter 9 is housed and the downstream end 15 of the exhaust gas supply line 8 is opened inwardly. In (10) it is positioned upstream of the SCR catalytic converter (9). For purging the device 25 and/or the SCR catalytic converter 9 for increasing the exhaust gas back pressure with respect to the soot particles deposited in the device, the device 25 and the SCR catalytic converter 9 for increasing the exhaust gas back pressure The efficiency of the exhaust gas aftertreatment can be further increased in that at least one blowdown device 24 is arranged between them.

도 1의 내연기관(1)의 경우, 배기가스 후처리 시스템(3)은 배기가스 과급 시스템(2)의 상류에 위치 설정된다. 내연기관(1)의 실린더에 대한 접근은 개방되어 있지만, 배기가스 과급기(4, 5)의 접근성이 제한된다. 그러나, 배기가스 과급기(4, 5)에 대한 유지 보수 작업이 필요할 때에 리액터 챔버(10)는 쉽게 분해될 수 있다.In the case of the internal combustion engine 1 of FIG. 1 , the exhaust gas aftertreatment system 3 is positioned upstream of the exhaust gas supercharging system 2 . Access to the cylinders of the internal combustion engine 1 is open, but the access of the exhaust gas superchargers 4 and 5 is limited. However, the reactor chamber 10 can be easily disassembled when maintenance work for the exhaust gas superchargers 4 and 5 is required.

도 1에 도시한 배기가스 과급 시스템(2) 상류의 배기가스 후처리 시스템(3)의 직립형 구성과는 대조적으로, 배기가스 과급 시스템(2)에 이웃한, 배기가스 후처리 시스템(3)의 90° 틸팅된 수평 구성도 또한 가능하지만, 그러한 수평 구성의 경우에는 구성의 길이가 길어진다. 그러나, 내연기관(1)과 배기가스 과급 시스템(2)은 이때 리액터 챔버(10)를 분해할 필요 없이 유지 보수 작업을 위한 제약 없이 이용 가능하다.In contrast to the upright configuration of the exhaust gas aftertreatment system 3 upstream of the exhaust gas charging system 2 shown in FIG. 1 , the exhaust gas aftertreatment system 3 adjacent to the exhaust gas charging system 2 is A 90° tilted horizontal configuration is also possible, but in the case of such a horizontal configuration the length of the configuration is increased. However, the internal combustion engine 1 and the exhaust gas supercharging system 2 are available without restrictions for maintenance work without the need to disassemble the reactor chamber 10 at this time.

본 발명은 SCR 촉매 컨버터뿐만 아니라 CH₄ 및 HCHO 산화 촉매 컨버터와 함께 사용될 수 있음이 명백하다.It is clear that the present invention can be used with SCR catalytic converters as well as CH ₄ and HCHO oxidation catalytic converters.

1 : 내연기관
2 : 배기가스 과급 시스템
3 : 배기가스 후처리 시스템
4 : 배기가스 과급기
5 : 배기가스 과급기
6 : 고압 터빈
7 : 저압 터빈
8 : 배기가스 공급 라인
9 : SCR 촉매 컨버터
10 : 리액터 챔버
11 : 배기가스 배출 라인
12 : 우회로
13 : 차단 요소
14 : 배기가스 안내부
15 : 단부
16 : 유입 장치
17 : 주입 원추부
18 : 혼합 섹션
19 : 벽
20 : 배플 요소
21 : 라인
22 : 측부
23 : 측부
24 : 블로우 다운 장치
25 : 장치1: internal combustion engine
2: Exhaust gas supercharging system
3: Exhaust gas after-treatment system
4: exhaust gas supercharger
5: exhaust gas supercharger
6: high pressure turbine
7: low pressure turbine
8: exhaust gas supply line
9: SCR catalytic converter
10: reactor chamber
11: exhaust gas discharge line
12 : detour
13: blocking element
14: exhaust gas guide
15: end
16: inlet device
17: injection cone
18: mixing section
19 : wall
20: baffle element
21 : line
22: side
23: side
24: blow down device
25: device

Claims

내연기관의 배기가스 후처리 시스템(3)으로서, 촉매 컨버터(9)와, 이 촉매 컨버터(9)로 통하는 배기가스 공급 라인(8)을 구비하는 것인 내연기관의 배기가스 후처리 시스템에 있어서,
배기가스 공급 라인(8)은 하류 단부(15)에 의해, 촉매 컨버터(9)를 수용하는 리액터 챔버(10)로 개방되고, 리액터 챔버(10) 내에 배기가스 공급 라인(8)의 하류 단부(15)와 촉매 컨버터(9) 사이에서 촉매 컨버터(9) 상류에 배기가스 배압을 증가시키는 장치(25)가 위치 설정되며,
리액터 챔버(10) 내에서 배기가스 배압을 증가시키는 장치(25)와 촉매 컨버터(9) 사이에, 적어도 하나의 블로우 다운(blow-down) 장치(24)가 위치 설정되고, 블로우 다운 장치는 배기가스 배압을 증가시키는 장치(25)를 퍼지하거나, 또는 촉매 컨버터(9)를 퍼지하는 역할을 하며,
블로우 다운 장치(24)는 배기가스 배압을 증가시키는 장치(25) 또는 촉매 컨버터(9)의 흐름 방향에 대해 횡방향으로 연장되는 표면 상에 와류 흐름 또는 소용돌이 흐름을 유발하도록 하는 방식으로 배향되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 배기가스 후처리 시스템.An exhaust gas aftertreatment system (3) for an internal combustion engine, comprising a catalytic converter (9) and an exhaust gas supply line (8) leading to the catalytic converter (9), ,
The exhaust gas supply line (8) is opened by a downstream end (15) into a reactor chamber (10) housing a catalytic converter (9), in the reactor chamber (10) the downstream end of the exhaust gas supply line (8) ( Between 15) and the catalytic converter (9) a device (25) for increasing the exhaust gas backpressure is positioned upstream of the catalytic converter (9),
Between the device 25 for increasing the exhaust gas backpressure in the reactor chamber 10 and the catalytic converter 9 , at least one blow-down device 24 is positioned, the blow-down device serves to purge the device 25 to increase the gas backpressure, or to purge the catalytic converter 9,
The blowdown device 24 is oriented in such a way as to cause a vortex flow or vortex flow on a surface extending transverse to the flow direction of the catalytic converter 9 or device 25 for increasing exhaust gas backpressure. An exhaust gas after-treatment system of an internal combustion engine, characterized in that it.

제1항에 있어서, 배기가스 후처리 시스템의 촉매 컨버터(9)는 SCR 촉매 컨버터이고, 배기가스 배출 라인(11)이 SCR 촉매 컨버터로부터 멀어지게 연장되고, 환원제를 배기가스 내로 유입하기 위한 유입 장치(16)가 배기가스 공급 라인(8)에 할당되며, SCR 촉매 컨버터의 상류에서 배기가스를 환원제와 혼합하기 위해 유입 장치(16)의 하류에, 배기가스 공급 라인(8)에 의해 혼합 섹션(18)이 마련되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 배기가스 후처리 시스템.The inlet device according to claim 1, wherein the catalytic converter (9) of the exhaust gas aftertreatment system is an SCR catalytic converter, the exhaust gas discharge line (11) extends away from the SCR catalytic converter, and an inlet device for introducing a reducing agent into the exhaust gas 16 is assigned to the exhaust gas supply line 8, downstream of the inlet device 16 for mixing the exhaust gas with the reducing agent upstream of the SCR catalytic converter, by means of an exhaust gas supply line 8, a mixing section ( 18) is an exhaust gas after-treatment system of an internal combustion engine, characterized in that it is provided.

제1항 또는 제2항에 있어서, 배기가스 배압을 증가시키는 장치(25)는, 촉매 컨버터(9)의 자유 흐름 단면(clear flow cross section)의 최대 2배에 상응하는 자유 흐름 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 내연기관의 배기가스 후처리 시스템. 3. A device according to claim 1 or 2, characterized in that the device (25) for increasing the exhaust gas backpressure has a free flow cross section corresponding to at most twice the clear flow cross section of the catalytic converter (9). An exhaust gas after-treatment system of an internal combustion engine, characterized in that it.

제3항에 있어서, 배기가스 배압을 증가시키는 장치(25)의 자유 흐름 단면은 촉매 컨버터(9)의 자유 흐름 단면의 최대 1배에 상응하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 배기가스 후처리 시스템.4. System according to claim 3, characterized in that the free-flow cross-section of the device (25) for increasing the exhaust gas backpressure corresponds to at most one time the free-flow cross-section of the catalytic converter (9).

제4항에 있어서, 배기가스 배압을 증가시키는 장치(25)의 자유 흐름 단면은 촉매 컨버터(9)의 자유 흐름 단면의 최대 0.5배에 상응하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 배기가스 후처리 시스템.5. The exhaust gas aftertreatment system of an internal combustion engine according to claim 4, characterized in that the free-flow cross-section of the device (25) for increasing the exhaust gas backpressure corresponds to at most 0.5 times the free-flow cross-section of the catalytic converter (9).

제1항 또는 제2항에 있어서, 흐름 방향으로 봤을 때에 배기가스 배압을 증가시키는 장치(25)의 두께 또는 길이와, 흐름 방향으로 봤을 때에 촉매 컨버터(9)의 두께 또는 길이 간의 비는 적어도 1:50인 것을 특징으로 하는 내연기관의 배기가스 후처리 시스템. 3. A ratio according to claim 1 or 2, between the thickness or length of the device (25) for increasing the exhaust gas backpressure as viewed in the flow direction and the thickness or length of the catalytic converter (9) as viewed in the flow direction is at least 1 : The exhaust gas aftertreatment system of an internal combustion engine, characterized in that 50.

제6항에 있어서, 배기가스 배압을 증가시키는 장치(25)의 두께 또는 길이와 촉매 컨버터(9)의 두께 또는 길이 간의 비는 적어도 1:100에 이르는 것을 특징으로 하는 내연기관의 배기가스 후처리 시스템.7. The exhaust gas aftertreatment of an internal combustion engine according to claim 6, characterized in that the ratio between the thickness or length of the device (25) for increasing the exhaust gas backpressure and the thickness or length of the catalytic converter (9) amounts to at least 1:100. system.

제7항에 있어서, 배기가스 배압을 증가시키는 장치(25)의 두께 또는 길이와 촉매 컨버터(9)의 두께 또는 길이 간의 비는 적어도 1:200에 이르는 것을 특징으로 하는 내연기관의 배기가스 후처리 시스템.8. The exhaust gas aftertreatment of an internal combustion engine according to claim 7, characterized in that the ratio between the thickness or length of the device (25) for increasing the exhaust gas backpressure and the thickness or length of the catalytic converter (9) amounts to at least 1:200. system.

제1항 또는 제2항에 있어서, 흐름 방향으로 봤을 때에 배기가스 배압을 증가시키는 장치(25)와 촉매 컨버터(9) 사이의 거리에 대응하는 거리와, 흐름 방향으로 봤을 때에 촉매 컨버터(9)의 두께 또는 길이 간의 비는 최대 2:1에 이르는 것을 특징으로 하는 내연기관의 배기가스 후처리 시스템.3 . The catalytic converter ( 9 ) according to claim 1 , wherein a distance corresponding to the distance between the device ( 25 ) for increasing the exhaust gas backpressure and the catalytic converter ( 9 ) when viewed in the direction of flow and in the direction of flow An exhaust gas after-treatment system of an internal combustion engine, characterized in that the ratio between the thickness or length of the internal combustion engine is up to 2:1.

제9항에 있어서, 상기 거리와 촉매 컨버터(9)의 두께 또는 길이 간의 비는 최대 1:1에 이르는 것을 특징으로 하는 내연기관의 배기가스 후처리 시스템. 10. An exhaust gas aftertreatment system for an internal combustion engine according to claim 9, characterized in that the ratio between the distance and the thickness or length of the catalytic converter (9) reaches a maximum of 1:1.

제9항에 있어서, 상기 거리와 SCR 촉매 컨버터의 두께 또는 길이 간의 비는 최대 1:2에 이르는 것을 특징으로 하는 내연기관의 배기가스 후처리 시스템. 10. The exhaust gas aftertreatment system for an internal combustion engine according to claim 9, wherein the ratio between the distance and the thickness or length of the SCR catalytic converter reaches a maximum of 1:2.

제1항 또는 제2항에 있어서, 배기가스 배압을 증가시키는 장치(25)는 그리드 구조로 구성되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 배기가스 후처리 시스템.3. The exhaust gas aftertreatment system of an internal combustion engine according to claim 1 or 2, characterized in that the device (25) for increasing the exhaust gas back pressure is of a grid structure.

삭제delete

제1항 또는 제2항에 따른 배기가스 후처리 시스템(3)을 구비하는 내연기관(1).An internal combustion engine (1) comprising an exhaust gas aftertreatment system (3) according to claim 1 or 2.

제15항에 있어서, 내연기관은 고압 터빈(6)을 포함하는 제1 배기가스 과급기(4) 및 저압 터빈(7)을 포함하는 제2 배기가스 과급기(5)를 구비하는 다단 배기가스 과급 시스템(2)을 포함하고, 배기가스 후처리 시스템(3)은 고압 터빈(6)과 저압 터빈(7) 사이에 연결되는 것을 특징으로 하는 내연기관.16. A multi-stage exhaust gas supercharging system according to claim 15, wherein the internal combustion engine has a first exhaust gas supercharger (4) comprising a high pressure turbine (6) and a second exhaust gas supercharger (5) comprising a low pressure turbine (7). An internal combustion engine comprising (2), characterized in that the exhaust gas aftertreatment system (3) is connected between the high pressure turbine (6) and the low pressure turbine (7).

제15항에 있어서, 단일단 과급형 내연기관의 경우, 배기가스 후처리 시스템이 터빈 상류에 배치되는 것을 특징으로 하는 내연기관.16. The internal combustion engine according to claim 15, characterized in that in the case of a single-stage supercharged internal combustion engine, an exhaust gas aftertreatment system is arranged upstream of the turbine.