KR20140047000A - 내연기관 - Google Patents
내연기관 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20140047000A KR20140047000A KR1020130120466A KR20130120466A KR20140047000A KR 20140047000 A KR20140047000 A KR 20140047000A KR 1020130120466 A KR1020130120466 A KR 1020130120466A KR 20130120466 A KR20130120466 A KR 20130120466A KR 20140047000 A KR20140047000 A KR 20140047000A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- exhaust gas
- catalytic converter
- scr catalytic
- combustion engine
- internal combustion
- Prior art date
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims abstract description 19
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 claims abstract description 3
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims description 81
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims description 33
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 9
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 9
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 7
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 abstract 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 56
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000010531 catalytic reduction reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
- F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
- F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
- F01N3/208—Control of selective catalytic reduction [SCR], e.g. dosing of reducing agent
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
- B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
- B01D53/9404—Removing only nitrogen compounds
- B01D53/9409—Nitrogen oxides
- B01D53/9431—Processes characterised by a specific device
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
- F01N13/009—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series
- F01N13/0093—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series the purifying devices are of the same type
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
- F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
- F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
- F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N5/00—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy
- F01N5/04—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy the devices using kinetic energy
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
- F02B37/013—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust with exhaust-driven pumps arranged in series
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B39/00—Component parts, details, or accessories relating to, driven charging or scavenging pumps, not provided for in groups F02B33/00 - F02B37/00
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2340/00—Dimensional characteristics of the exhaust system, e.g. length, diameter or volume of the apparatus; Spatial arrangements of exhaust apparatuses
- F01N2340/06—Dimensional characteristics of the exhaust system, e.g. length, diameter or volume of the apparatus; Spatial arrangements of exhaust apparatuses characterised by the arrangement of the exhaust apparatus relative to the turbine of a turbocharger
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2590/00—Exhaust or silencing apparatus adapted to particular use, e.g. for military applications, airplanes, submarines
- F01N2590/02—Exhaust or silencing apparatus adapted to particular use, e.g. for military applications, airplanes, submarines for marine vessels or naval applications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
- F01N2610/01—Adding substances to exhaust gases the substance being catalytic material in liquid form
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
- F01N2610/14—Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
- F01N2610/1453—Sprayers or atomisers; Arrangement thereof in the exhaust apparatus
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Supercharger (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Abstract
내연기관, 특히 중유로 작동되는 선박용 디젤 내연기관으로서, 배기가스 터보 과급 장치와 배기가스 정화 장치를 포함하고, 이 경우 상기 배기가스 터보 과급 장치는 하나 이상의 배기가스 터보 과급기(11)를 포함하고, 상기 배기가스 정화 장치는 SCR 촉매 컨버터(14)를 포함하고, 이 경우 SCR 촉매 컨버터(14)는 적어도 2개의 SCR 촉매 컨버터 단(15, 16)을 포함하고, 제 1 SCR 촉매 컨버터 단(15)은 배기가스의 유동 방향으로 볼 때, 배기가스 터보 과급기(11)의 터빈(12)의 상류측에 배치되고, 제 2 SCR 촉매 컨버터 단(16)은 배기가스의 유동 방향으로 볼 때, 배기가스 터보 과급기(11)의 상기 터빈(12)의 하류측에 배치된다.
Description
본 발명은 청구범위 제 1 항의 전제부에 따른 내연기관에 관한 것이다.
DE 10 2004 027 593 A1호에 배기가스 터보 과급 장치 및 배기가스 정화 장치를 포함하는 내연기관이 공지되어 있다. 배기가스 터보 과급 장치는 선행기술에 따라 하나의 배기가스 터보 과급기 또는 2개의 배기가스 터보 과급기를 포함하는 1단 또는 2단 배기가스 터보 과급 장치로서 구현된다. 배기가스 정화 장치는 SCR 촉매 컨버터를 포함하고, 상기 촉매 컨버터는 1단 배기가스 터보 과급 장치의 경우에는 배기가스의 유동 방향으로 볼 때, 배기가스 터보 과급기의 터빈의 하류측에 배치되거나 또는 배기가스 터보 과급기의 터빈의 상류측에 배치된다. 고압 배기가스 터보 과급기와 저압 배기가스 터보 과급기를 포함하는 2단 배기가스 터보 과급 장치의 경우에 SCR 촉매 컨버터는 고압 배기가스 터보 과급기의 고압 터빈과 저압 배기가스 터보 과급기의 저압 터빈 사이에 배치된다.
본 발명의 과제는 신규한 내연기관을 제공하는 것이다.
상기 과제는 청구범위 제 1 항에 따른 내연기관에 의해 해결된다. 따라서 SCR 촉매 컨버터는 적어도 2개의 SCR 촉매 컨버터 단을 포함하고, 이 경우 제 1 SCR 촉매 컨버터 단은 배기가스의 유동 방향으로 볼 때 배기가스 터보 과급기의 터빈의 상류측에 배치되고, 제 2 SCR 촉매 컨버터 단은 배기가스의 유동 방향으로 볼 때, 배기가스 터보 과급기의 터빈의 하류측에 배치된다.
본 발명에 의해 처음으로, SCR 촉매 컨버터는 다수의 SCR 촉매 컨버터 단을 포함하는 것이 제안된다. 제 1 SCR 촉매 컨버터 단은 배기가스의 유동 방향으로 볼 때, 배기가스 터보 과급기의 터빈의 상류측에 배치되고, 제 2 SCR 촉매 컨버터 단은 배기가스의 유동 방향으로 볼 때, 상기 터보 과급기의 상기 터빈의 하류측에 배치된다. 이로써 SCR 촉매 컨버터를 포함하는 내연기관의 배기가스 정화 장치의 효율이 높아질 수 있다. 특히 제 2 SCR 촉매 컨버터 단에 의해 배기가스에 제공된, 선택적 촉매 환원(SCR)을 위해 필요한 환원제의 소위 환원제 슬립이 최소화될 수 있다.
배기가스 터보 과급 장치가 1단으로 형성되고 하나의 배기가스 터보 과급기를 포함하는 경우에, 제 1 SCR 촉매 컨버터 단은 하나의 배기가스 터보 과급기의 터빈의 상류측에 배치되고, 제 2 SCR 촉매 컨버터 단은 하나의 배기가스 터보 과급기의 터빈의 하류측에 배치된다.
배기가스 터보 과급 장치가 2단으로 형성되고 고압 배기가스 터보 과급기와 저압 배기가스 터보 과급기를 포함하는 경우에, 제 1 SCR 촉매 컨버터 단은 저압 배기가스 터보 과급기의 저압 터빈의 상류측에 배치되고, 제 2 SCR 촉매 컨버터 단은 저압 배기가스 터보 과급기의 저압 터빈의 하류측에 배치된다.
바람직하게 2개의 SCR 촉매 컨버터 단을 위해 공통의 환원제 분사 장치가 제공된다. 공통의 분사 장치가 사용됨으로써 환원제를 위한 혼합 파이프는 생략할 수 있다. 혼합은 배기가스 터보 과급기의 터빈에서 이루어진다. 이로써 환원제를 위한 최적의 혼합이 이루어질 수 있다. 궁극적으로 소위 환원제 슬립과 마찬가지로 환원제 소모도 감소할 수 있다.
본 발명의 바람직한 개선예들은 종속 청구항 및 하기 설명에 제시된다. 본 발명의 실시예들은 이에 제한되지 않으며, 도면을 참고로 상세히 설명된다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 과급된 내연기관의 개략도.
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 과급된 내연기관의 개략도.
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 과급된 내연기관의 개략도.
본 발명은 내연기관, 특히 중유로 작동되는 선박용 디젤 내연기관에 관한 것이다.
도 1은 1단 배기가스 터보 과급 장치를 포함하는 본 발명에 따른 내연기관(10)의 제 1 실시예를 도시하고, 따라서 상기 배기가스 터보 과급 장치는 하나의 배기가스 터보 과급기(11)를 포함한다. 내연기관에서 배출된 배기가스는 감압을 위해 배기가스 터보 과급기(11)의 터빈(12)에 공급될 수 있고, 이 경우 획득된 에너지는, 배기가스 터보 과급기(11)의 압축기(13)를 구동하고 내연기관(10)에 공급될 과급 공기를 압축하는데 이용된다.
본 발명에 따른 내연기관에 적어도 2개의 SCR 촉매 컨버터 단(15, 16)을 가진 SCR 촉매 컨버터가 제공된다.
제 1 SCR 촉매 컨버터 단(15)은 배기가스의 유동 방향으로 볼 때, 배기가스 터보 과급기(11)의 터빈(12)의 상류측에 배치되고, 제 2 SCR 촉매 컨버터 단(16)은 배기가스의 유동 방향으로 볼 때, 배기가스 터보 과급기(11)의 터빈(12)의 하류측에 배치된다.
SCR 촉매 컨버터(14)의 2개의 SCR 촉매 컨버터 단(15, 16)을 위해 공통의 환원제 분사 장치(17)가 제공되고, 이 경우 공통의 환원제 분사 장치(17)는 환원제를 제 1 SCR 촉매 컨버터 단(15)의 상류측에서 배기가스 내로 분사한다. 도 1은 환원제, 특히 암모니아를 제공하고 또는 발생시키는 장치(18)를 도시한다.
2개의 SCR 촉매 컨버터 단(15, 16)으로 SCR 촉매 컨버터(14)가 분리됨으로써, 즉 제 1 SCR 촉매 컨버터 단(15)은 배기가스 터보 과급기(11)의 터빈(12)의 상류측에 배치되고, 제 2 SCR 촉매 컨버터 단(16)은 배기기스 터보 과급기(11)의 터빈(12)의 하류측에 배치됨으로써 소위 응답 특성이 개선될 수 있다. 유동 방향으로 배기가스 터보 과급기(11) 전방과 제 1 촉매 컨버터 단(15) 전방에 공통의 분사 장치(17)가 배치됨으로써, 배기가스 챔버 내의 높은 배기가스 온도로 인해 촉매 컨버터 단(15)에서 제 1 NOx-변환을 위한 환원제의 증발 친화성이 높아진다. 변환되지 않은 암모니아는 추후에 터빈(12)에서 깨끗하게 혼합되고, 제 2 촉매 컨버터 단(16)에서 산화질소를 감소시킨다.
이로써 내연기관(10)의 필수 조립 공간이 감소할 수 있다. 배기가스 터보 과급기(11)에서, 즉 상기 터보 과급기의 터빈(12)에서 배기가스와 환원제가 혼합됨으로써, 환원제와 배기가스의 최적의 혼합이 이루어지고, 이로 인해 환원제의 소모와 상기 환원제의 소위 슬립이 최소화된다. 배기가스 터보 과급기(11)의 터빈(12)의 상류측에 배치된 제 1 SCR 촉매 컨버터 단(15)은 신속하게 작동 온도에 도달할 수 있으므로, SCR 촉매 컨버터(14)의 제 1 SCR 촉매 컨버터 단(15)은 양호한 응답 특성을 갖는다. 특히 내연기관(10)의 부분 부하 작동 시 다단 SCR 촉매 컨버터(14)에 의해 최적의 배기가스 정화가 이루어질 수 있다.
SCR 촉매 컨버터(14)의 제 1 SCR 촉매 컨버터 단(15)의 하우징에 산화 촉매 컨버터 및/또는 배기가스 정화 장치의 입자 필터가 통합될 수 있다.
도 2는 2단 배기가스 터보 과급 장치를 포함하는 내연기관(10)의 바람직한 실시예를 도시하고, 상기 배기가스 터보 과급 장치는 2개의 배기가스 터보 과급기(11a, 11b)를 포함하고, 즉 고압 배기가스 터보 과급기(11a)와 저압 배기가스 터보 과급기(11b)를 포함한다. 고압 배기가스 터보 과급기(11a)는 고압 터빈(12a)과 고압 압축기(13a)를 포함한다. 저압 배기가스 터보 과급기(11b)는 저압 터빈(12b)과 저압 압축기(13b)를 포함한다.
또한, 2단 배기가스 터보 과급 장치를 포함하는 도 2의 내연기관(10)에 제 1 SCR 촉매 컨버터 단(15)과 제 2 SCR 촉매 컨버터 단(16)을 가진 다단 SCR 촉매 컨버터(14)가 제공되고, 이 경우, 도 2에 따라 제 1 SCR 촉매 컨버터 단(15)은 저압 배기가스 터보 과급기(11b)의 저압 터빈(12b)의 상류측에 배치되고, 제 2 SCR 촉매 컨버터 단(16)은 저압 배기가스 터보 과급기(11b)의 저압 터빈(12b)의 하류측에 배치된다.
도 2에서는 SCR 촉매 컨버터(14)의 제 1 SCR 촉매 컨버터 단(15)이 고압 배기가스 터보 과급기(11a)의 고압 터빈(12a)의 하류측에 배치되고, 즉 2개의 배기가스 터보 과급기(11a, 11b)의 2개의 터빈들(12a, 12b) 사이에 배치된다.
도 2의 실시예에서도 2개의 SCR 촉매 컨버터 단(15, 16)을 위해 공통의 환원제 분사 장치(17)가 제공되고, 이 경우 환원제는 장치(18)에 의해 제공되거나 또는 발생된다.
도 1 및 도 2의 실시예에서 환원제는 공통의 환원제 분사 장치(17)에 의해 제 1 SCR 촉매 컨버터 단(15)의 상류측에서 직접 배기가스 내로 분사된다.
배기가스 내로 환원제의 분사는 SCR 촉매 컨버터(14)의 제 1 SCR 촉매 컨버터 단(15)에 대해서 과다화학양론적이다.
별도의 도면에 도시되지 않지만, 제 1 SCR 촉매 컨버터 단(15)은 고압 배기가스 터보 과급기(11a)의 고압 터빈(12a)에 대해 상류측에 배치될 수 있다. 이러한 경우에 SCR 촉매 컨버터(14)의 제 2 SCR 촉매 컨버터 단(16)은 도 2에 도시된 바와 같이, 저압 배기가스 터보 과급기(11)의 저압 터빈(12)의 하류측에 배치될 수 있거나, 또는 대안으로서 2개의 배기가스 터보 과급기(11a, 11b)의 2개의 터빈(12a, 12b) 사이에 배치될 수 있다.
또한, 도 2의 실시예에서 3개의 SCR 촉매 컨버터 단이 제공되고, 즉 2개의 SCR 촉매 컨버터 단(15, 16) 외에 도시되지 않은 다른 SCR 촉매 컨버터 단이 제공되고, 상기 다른 SCR 촉매 컨버터 단은 고압 터빈(12a)의 상류측에 배치되고, 이 경우 공통의 환원제 분사 장치(17)는 도시되지 않은 상기 추가 SCR 촉매 컨버터 단의 상류측에 제공된다.
본 발명에 따른 내연기관에 의해 모든 실시 변형예에서 다양한 장점들이 달성될 수 있다. 환원제의 공통의 분사 장치에 의해 제 2 촉매 컨버터 단을 위한 별도의 혼합 파이프는 생략될 수 있으므로, 조립 공간이 감소할 수 있다. 배기가스 터보 과급기의 터빈에서 환원제와 배기가스의 혼합에 의해 환원제와 배기가스의 최적의 혼합이 이루어지고, 이로써 환원제의 소모와 슬립이 감소할 수 있다. 특히 제 1 SCR 촉매 컨버터 단은 양호한 응답 특성을 갖는데, 그 이유는 상기 제 1 SCR 촉매 컨버터 단은 환원제에 의해 신속하게 작동 온도에 도달할 수 있기 때문이다. SCR 촉매 컨버터의 예열을 위한 별도의 가열 장치는 생략될 수 있다. SCR 촉매 컨버터의 전체 체적이 감소할 수 있다. 제 1 SCR 촉매 컨버터 단 내의 높은 압력 레벨에 의해 SCR 촉매 컨버터의 효율이 높아진다.
2개의 실시 변형예에서 제 1 SCR 촉매 컨버터 단(15)의 하우징에 산화 촉매 컨버터 및 입자 필터가 통합될 수 있다.
10 내연기관
11 배기가스 터보 과급기
11a 배기가스 터보 과급기
11b 배기가스 터보 과급기
12 터빈
12a 터빈
12b 터빈
13 압축기
13a 압축기
13b 압축기
14 SCR 촉매 컨버터
15 SCR 촉매 컨버터 단
16 SCR 촉매 컨버터 단
17 환원제 분사 장치
18 장치
11 배기가스 터보 과급기
11a 배기가스 터보 과급기
11b 배기가스 터보 과급기
12 터빈
12a 터빈
12b 터빈
13 압축기
13a 압축기
13b 압축기
14 SCR 촉매 컨버터
15 SCR 촉매 컨버터 단
16 SCR 촉매 컨버터 단
17 환원제 분사 장치
18 장치
Claims (7)
- 내연기관, 특히 중유로 작동되는 선박용 디젤 내연기관으로서, 배기가스 터보 과급 장치와 배기가스 정화 장치를 포함하고, 이 경우 상기 배기가스 터보 과급 장치는 하나 이상의 배기가스 터보 과급기(11, 11a, 11b)를 포함하고, 상기 배기가스 정화 장치는 SCR 촉매 컨버터(14)를 포함하는 내연기관에 있어서,
상기 SCR 촉매 컨버터(14)는 적어도 2개의 SCR 촉매 컨버터 단(15, 16)을 포함하고, 이 경우 제 1 SCR 촉매 컨버터 단(15)은 배기가스의 유동 방향으로 볼 때 배기가스 터보 과급기(11, 11b)의 터빈(12, 12b)의 상류측에 배치되고, 제 2 SCR 촉매 컨버터 단(16)은 배기가스의 유동 방향으로 볼 때, 상기 배기가스 터보 과급기(11, 11b)의 상기 터빈(12, 12b)의 하류측에 배치되는 것을 특징으로 하는 내연기관. - 제 1 항에 있어서, 상기 배기가스 터보 과급 장치는 1단으로 형성되고, 하나의 배기가스 터보 과급기(11)를 포함하고, 이 경우 상기 제 1 SCR 촉매 컨버터 단(15)은 상기 배기가스 터보 과급기(11)의 터빈(12)의 상류측에 배치되고, 상기 제 2 SCR 촉매 컨버터 단(16)은 상기 배기가스 터보 과급기(11)의 상기 터빈(12)의 하류측에 배치되는 것을 특징으로 하는 내연기관.
- 제 1 항에 있어서, 상기 배기가스 터보 과급 장치는 2단으로 형성되고, 고압 배기가스 터보 과급기(11a)와 저압 배기가스 터보 과급기(11b)를 포함하고, 이 경우 상기 제 1 SCR 촉매 컨버터 단(15)은 상기 저압 배기가스 터보 과급기(11b)의 저압 터빈(12b)의 상류측에 배치되고, 상기 제 2 SCR 촉매 컨버터 단(16)은 상기 저압 배기가스 터보 과급기(11b)의 상기 저압 터빈(12b)의 하류측에 배치되는 것을 특징으로 하는 내연기관.
- 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 SCR 촉매 컨버터 단(15)은 상기 고압 배기가스 터보 과급기(11a)의 상기 고압 터빈(12a)의 하류측에 배치되는 특징으로 하는 내연기관.
- 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 2개의 SCR 촉매 컨버터 단(15, 16)을 위해 공통의 환원제 분사 장치(17)가 제공되는 것을 특징으로 하는 내연기관.
- 제 5 항에 있어서, 상기 공통의 환원제 분사 장치(17)는 환원제를 상기 제 1 SCR 촉매 컨버터 단(15)의 상류측에서 배기가스 내로 분사하는 것을 특징으로 하는 내연기관.
- 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 공통의 환원제 분사 장치(17)는 환원제를 상기 제 1 SCR 촉매 컨버터 단(15)에 대해서 과다화학량론적으로 배기가스 내로 분사하는 것을 특징으로 하는 내연기관.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102012019947.3 | 2012-10-11 | ||
DE102012019947.3A DE102012019947A1 (de) | 2012-10-11 | 2012-10-11 | Brennkraftmaschine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20140047000A true KR20140047000A (ko) | 2014-04-21 |
KR102052755B1 KR102052755B1 (ko) | 2019-12-05 |
Family
ID=50382897
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020130120466A KR102052755B1 (ko) | 2012-10-11 | 2013-10-10 | 내연기관 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2014077446A (ko) |
KR (1) | KR102052755B1 (ko) |
CN (1) | CN103775174B (ko) |
DE (1) | DE102012019947A1 (ko) |
FI (1) | FI20136009L (ko) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20170113432A (ko) * | 2016-03-31 | 2017-10-12 | 만 디젤 앤 터보 에스이 | 배기가스 후처리 시스템 및 내연기관 |
KR20170113023A (ko) * | 2016-03-31 | 2017-10-12 | 만 디젤 앤 터보 에스이 | 배기가스 후처리 시스템 및 내연기관 |
KR20170113393A (ko) * | 2016-03-31 | 2017-10-12 | 만 디젤 앤 터보 에스이 | 배기가스 후처리 시스템, 내연기관 및 내연기관의 작동 방법 |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102014017790A1 (de) * | 2014-12-03 | 2016-06-09 | Man Truck & Bus Ag | Abgasnachbehandlungssystem für ein mit einer Brennkraftmaschine betriebenes Fahrzeug, insbesondere für ein Wasserfahrzeug |
US9903268B2 (en) * | 2015-04-02 | 2018-02-27 | Ford Global Technologies, Llc | Internal combustion engine with two-stage supercharging capability and with exhaust-gas aftertreatment arrangement, and method for operating an internal combustion engine |
DE102016003740A1 (de) * | 2016-03-31 | 2017-10-05 | Man Diesel & Turbo Se | Abgasnachbehandlungssystem und Brennkraftmaschine |
DE102016003742A1 (de) * | 2016-03-31 | 2017-10-05 | Man Diesel & Turbo Se | Abgasnachbehandlungssystem, Brennkraftmaschine und Verfahren zum Betreiben derselben |
DE102016205327A1 (de) * | 2016-03-31 | 2017-10-05 | Man Diesel & Turbo Se | Abgasnachbehandlungssystem und Brennkraftmaschine |
DE102016112336A1 (de) * | 2016-07-06 | 2018-01-11 | Man Diesel & Turbo Se | Abgasnachbehandlungssystem und Brennkraftmaschine |
DE102016113396A1 (de) * | 2016-07-20 | 2018-01-25 | Man Diesel & Turbo Se | Abgasnachbehandlungssystem und Brennkraftmaschine |
DE102016113389A1 (de) * | 2016-07-20 | 2018-01-25 | Man Diesel & Turbo Se | Mischvorrichtung für ein Abgasnachbehandlungssystem, Abgasnachbehandlungssystem und Brennkraftmaschine |
CN111527288B (zh) | 2017-12-29 | 2023-04-11 | 沃尔沃卡车集团 | 具有混合动力推进***的车辆的启动方法 |
CN108894861A (zh) * | 2018-09-06 | 2018-11-27 | 广西玉柴机器股份有限公司 | 发动机的两级催化装置 |
CN113167159B (zh) | 2018-11-26 | 2023-06-30 | 沃尔沃卡车集团 | 后处理*** |
DE102022119570A1 (de) | 2022-08-04 | 2024-02-15 | Man Energy Solutions Se | Brennkraftmaschine |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003184542A (ja) * | 2001-12-13 | 2003-07-03 | Isuzu Motors Ltd | ディーゼルエンジンの排気ガス浄化システム |
JP2005344714A (ja) * | 2004-06-05 | 2005-12-15 | Man B & W Diesel Gmbh | ターボ過給機付発動機 |
JP2009024619A (ja) * | 2007-07-20 | 2009-02-05 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の排気制御装置 |
JP2011220280A (ja) * | 2010-04-13 | 2011-11-04 | Hitachi Zosen Corp | 排気ガス浄化装置 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT385915B (de) * | 1986-07-30 | 1988-06-10 | Jenbacher Werke Ag | Verfahren zur katalysator-steuerung und -regelung |
DE19956671A1 (de) * | 1999-11-25 | 2001-05-31 | Man Nutzfahrzeuge Ag | Verfahren zur Verbesserung von Oxidationsreaktionen im Abgas von aufgeladenen Brennkraftmaschinen durch Pulsbeaufschlagung von Katalysatoren |
DE102007028493A1 (de) * | 2007-06-21 | 2008-12-24 | Robert Bosch Gmbh | Brennkraftmaschine mit zweistufiger Turboaufladung und Oxidationskatalysator |
US8371108B2 (en) * | 2009-07-29 | 2013-02-12 | Ford Global Technologies, Llc | Twin turbo diesel aftertreatment system |
DE102009038835A1 (de) * | 2009-08-25 | 2011-03-03 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Abgasreinigungsanlage für eine Brennkraftmaschine |
DE102010005814A1 (de) * | 2010-01-27 | 2011-07-28 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft, 80809 | Abgasanlage für eine Brennkraftmaschine |
JP5709100B2 (ja) * | 2010-08-11 | 2015-04-30 | 独立行政法人海上技術安全研究所 | 内燃機関用脱硝装置及び船舶 |
SE535773C2 (sv) * | 2010-08-13 | 2012-12-11 | Scania Cv Ab | Arrangemang för att spruta in ett reduktionsmedel i en avgasledning hos en förbränningsmotor |
WO2012118861A1 (en) * | 2011-02-28 | 2012-09-07 | Cummins Intellectual Property, Inc. | Engine exhaust aftertreatment system |
-
2012
- 2012-10-11 DE DE102012019947.3A patent/DE102012019947A1/de not_active Withdrawn
-
2013
- 2013-10-09 FI FI20136009A patent/FI20136009L/fi not_active Application Discontinuation
- 2013-10-10 KR KR1020130120466A patent/KR102052755B1/ko active IP Right Grant
- 2013-10-11 JP JP2013213609A patent/JP2014077446A/ja active Pending
- 2013-10-11 CN CN201310721876.0A patent/CN103775174B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003184542A (ja) * | 2001-12-13 | 2003-07-03 | Isuzu Motors Ltd | ディーゼルエンジンの排気ガス浄化システム |
JP2005344714A (ja) * | 2004-06-05 | 2005-12-15 | Man B & W Diesel Gmbh | ターボ過給機付発動機 |
JP2009024619A (ja) * | 2007-07-20 | 2009-02-05 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の排気制御装置 |
JP2011220280A (ja) * | 2010-04-13 | 2011-11-04 | Hitachi Zosen Corp | 排気ガス浄化装置 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20170113432A (ko) * | 2016-03-31 | 2017-10-12 | 만 디젤 앤 터보 에스이 | 배기가스 후처리 시스템 및 내연기관 |
KR20170113023A (ko) * | 2016-03-31 | 2017-10-12 | 만 디젤 앤 터보 에스이 | 배기가스 후처리 시스템 및 내연기관 |
KR20170113393A (ko) * | 2016-03-31 | 2017-10-12 | 만 디젤 앤 터보 에스이 | 배기가스 후처리 시스템, 내연기관 및 내연기관의 작동 방법 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN103775174A (zh) | 2014-05-07 |
KR102052755B1 (ko) | 2019-12-05 |
CN103775174B (zh) | 2019-02-22 |
FI20136009L (fi) | 2014-04-12 |
JP2014077446A (ja) | 2014-05-01 |
DE102012019947A1 (de) | 2014-04-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102052755B1 (ko) | 내연기관 | |
US9181856B2 (en) | Exhaust driven auxiliary air pump and products and methods of using the same | |
KR101787333B1 (ko) | 배기 시스템 및 선택적인 촉매 환원을 위한 방법 | |
US20060162335A1 (en) | Turbocharger/turbogenerator engine system with inter-unit exhaust after-treatment device | |
EP2530265B1 (en) | Exhaust purification device and exhaust purification method for diesel engine | |
JP2005344714A (ja) | ターボ過給機付発動機 | |
KR102079789B1 (ko) | 내연기관 | |
US20150083096A1 (en) | Turbocharger turbine booster | |
US10876449B2 (en) | Internal combustion engine and method for operating same | |
US11708808B2 (en) | Systems and methods for treated exhaust gas recirculation in internal combustion engines | |
WO2012121900A1 (en) | Method and system for improving efficiency of multistage turbocharger | |
CN107269361B (zh) | 排出气体后处理***、内燃机及用于操作其的方法 | |
KR100999646B1 (ko) | 배기가스 재순환 시스템 | |
CN211975116U (zh) | 柴油机的排放路线布置 | |
CN103573386A (zh) | 用于内燃机的废气增压和废气后处理模块以及内燃机 | |
WO2011111383A1 (ja) | 排気浄化装置 | |
JP6966672B2 (ja) | 排気ガス後処理システムおよび内燃機関 | |
WO2017105525A1 (en) | Twin scroll turbocharger with waste heat recovery | |
JP2010138759A (ja) | 内燃機関の過給システム及びその制御方法 | |
CN111335985A (zh) | 柴油机的排放路线布置 | |
CN112424459A (zh) | 车载发动机的排气结构 | |
EP3196435B1 (en) | Internal combustion engine for reducing exhaust gas emissions | |
JP2011149402A (ja) | 車両の発進補助システム | |
JP2011001887A (ja) | ディーゼル発電機の制御装置 | |
Lijewski | Introductory Chapter: Diesel Engine–The Present and the Future |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E90F | Notification of reason for final refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right |