KR101022018B1 - 엔진의 배기 가스 정화 시스템 및 이를 포함하는 선박용 엔진 - Google Patents
엔진의 배기 가스 정화 시스템 및 이를 포함하는 선박용 엔진 Download PDFInfo
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Abstract
흡기 다기관을 통해 터보 차저의 압축부와 연결되어 가압된 공기를 공급받고 배기 다기관을 통해 터보 차저의 터빈부와 연결되어 연소 반응 후 발생한 배기 가스를 배출하는 복수의 연소실을 포함하는 엔진의 배기 가스 정화 시스템을 제공한다. 배기 가스 정화 시스템은 배기 다기관의 내부에 설치되고 담체 및 담체의 표면에 코팅된 귀금속 촉매를 포함하여 배기 가스 중 탄화수소와 일산화탄소 및 일산화질소를 산화시키는 산화 촉매를 포함한다.
Description
본 발명은 엔진의 배기 가스 정화 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 황 함유량이 높은 연료를 사용하는 선박용 엔진에 적용될 수 있는 배기 가스 정화 시스템에 관한 것이다.
산화 촉매는 디젤 엔진 또는 가솔린 엔진에서 배출되는 배기 가스 중 탄화수소(HC)와 일산화탄소(CO)를 산화시키고, 질소산화물(NOx) 중 일산화질소(NO)를 이산화질소(NO2)로 산화시키는 기능을 한다. 이러한 산화 촉매는 세라믹 하니콤 등으로 이루어진 담체와, 담체의 표면에 워시코트와 함께 코팅된 백금(Pt), 로듐(Rh), 및 팔라듐(Pd) 등의 귀금속 촉매로 구성된다.
통상의 산화 촉매는 엔진의 출력에 영향을 주지 않기 위해 터보 차저의 터빈부 후단에 설치된다. 그런데 황 함유량이 높은 연료를 사용하는 선박용 엔진의 경우 배기 가스의 온도는 350℃ 이하이다. 이 온도에서는 황 성분이 산화 촉매의 워시코트 부분에 흡착되어 귀금속 촉매의 작용을 방해하므로 피독 현상을 유발하여 산화 촉매의 기능이 저하된다.
산화 촉매의 기능이 저하되면 질소산화물 저감 장치를 설치하더라도 질소산화물의 대부분이 일산화질소(NO)이기 때문에 질소산화물 저감 장치 내의 환원 촉매에서 일어나는 환원 반응이 매우 느려진다. 따라서 높은 전환 효율을 얻기 위해서는 공간 속도를 낮추는 방법이 유일한 방안이나, 이 경우 환원 촉매의 부피가 커져 공간상의 제약이 증가한다.
본 발명은 황 함유량이 높은 연료를 사용하는 엔진에서 산화 촉매의 피독 현상을 방지하여 배기 가스에 함유된 유해 성분을 높은 효율로 처리할 수 있는 엔진의 배기 가스 정화 시스템 및 이를 포함하는 선박용 엔진을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 엔진의 배기 가스 정화 시스템은 흡기 다기관을 통해 터보 차저의 압축부와 연결되어 가압된 공기를 공급받고 배기 다기관을 통해 터보 차저의 터빈부와 연결되어 연소 반응 후 발생한 배기 가스를 배출하는 복수의 연소실을 포함하는 엔진에 있어서, 배기 다기관의 내부에 설치되고 담체 및 담체의 표면에 코팅된 귀금속 촉매를 포함하여 배기 가스 중 탄화수소와 일산화탄소 및 일산화질소를 산화시키는 산화 촉매를 포함한다.
배기 다기관은 복수의 연소실과 각각 연결된 복수의 분기관 및 복수의 분기관에 연결된 배기관을 포함하고, 산화 촉매는 배기관의 내벽에 밀착되며 복수의 분기관과 마주하는 길이로 형성될 수 있다. 산화 촉매는 복수의 분기관 중 최외곽 분기관 사이의 거리에 분기관의 직경의 2배를 더한 것보다 큰 길이로 형성될 수 있다.
산화 촉매는 배기관의 내부에서 서로간 거리를 두고 복수개로 분할 배치될 수 있다. 배기관은 네크 파이프를 거쳐 터빈부와 연결되고, 복수의 산화 촉매는 복수의 분기관 사이 영역 및 최외곽 분기관과 네크 파이프 사이 영역에 위치할 수 있다. 복수의 산화 촉매는 위치에 따라 담체의 셀 밀도와 기공 크기 중 적어도 하나가 다르게 형성될 수 있다. 복수의 산화 촉매 중 터빈부와 가까운 산화 촉매일수록 담체가 낮은 셀 밀도를 가지거나 큰 기공을 형성할 수 있다.
복수의 산화 촉매 중 터빈부와 가까운 산화 촉매일수록 큰 단면적을 가질 수 있다. 배기관은 산화 촉매를 둘러싸는 복수의 영역을 포함하며, 복수의 영역은 터빈부와 가까울수록 큰 직경을 가질 수 있다. 복수의 산화 촉매는 위치에 따라 담체의 셀 밀도와 기공 크기 중 적어도 하나가 다르게 형성될 수 있다. 복수의 산화 촉매 중 터빈부와 가까운 산화 촉매일수록 담체가 낮은 셀 밀도를 가지거나 큰 기공을 형성할 수 있다.
산화 촉매는 복수개로 분할 배치되며, 복수의 산화 촉매는 복수의 분기관 내부에 위치할 수 있다. 복수의 산화 촉매는 담체의 셀 밀도와 기공 크기가 동일하게 형성될 수 있다.
담체는 세라믹 또는 금속으로 제조된 발포체, 금속 박판 적층체, 및 금속 와이어 성형체 중 하나 이상으로 형성되고, 귀금속 촉매는 백금, 로듐, 및 팔라듐 중 적어도 하나를 포함하며 워시코트와 함께 담체의 표면에 코팅될 수 있다.
엔진의 배기 가스 정화 시스템은 터빈부 후단의 배출관에 설치된 질소산화물 저감 장치를 더 포함하며, 질소산화물 저감 장치는 선택적 촉매 저감 방식의 촉매부와, 촉매부의 전단에서 촉매부를 향해 환원제를 분사하는 분사기를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 엔진은 전술한 구조의 배기 가스 정화 시스템을 포함한다. 선박용 엔진은 터빈부 후단의 배출관에 설치된 질소산화물 저감 장치를 더 포함하며, 질소산화물 저감 장치는 선택적 촉매 저감 방식의 촉매부와, 촉매부의 전단에서 촉매부를 향해 환원제를 분사하는 분사기를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 황 함유량이 높은 연료를 사용하는 선박용 엔진에서 산화 촉매를 터보 차저의 터빈부 전단에 설치함으로써 산화 촉매의 피독 현상을 방지하여 배기 가스에 함유된 유해 성분을 높은 효율로 처리할 수 있다. 이러한 산화 촉매는 터빈부 후단에 설치된 질소산화물 저감 장치의 반응 속도를 빠르게 하여 질소산화물 저감 장치의 정화 성능을 향상시킨다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 엔진의 배기 가스 정화 시스템을 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 엔진의 배기 가스 정화 시스템을 나타낸 개략도이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 엔진의 배기 가스 정화 시스템을 나타낸 개략도이다.
도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 엔진의 배기 가스 정화 시스템을 나타낸 개략도이다.
도 5는 본 발명의 제5 실시예에 따른 엔진의 배기 가스 정화 시스템을 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 엔진의 배기 가스 정화 시스템을 나타낸 개략도이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 엔진의 배기 가스 정화 시스템을 나타낸 개략도이다.
도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 엔진의 배기 가스 정화 시스템을 나타낸 개략도이다.
도 5는 본 발명의 제5 실시예에 따른 엔진의 배기 가스 정화 시스템을 나타낸 개략도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 엔진의 배기 가스 정화 시스템을 나타낸 개략도이다.
도 1을 참고하면, 엔진(10)은 연료와 압축 공기를 연소시켜 출력을 발생시키는 복수의 연소실(11)을 포함한다. 복수의 연소실(11) 각각은 흡기 다기관(12)을 통해 터보 차저(13)의 압축부(131) 및 공기 정화기(14)와 연결된다. 또한, 복수의 연소실(11) 각각은 배기 분기관(15)을 통해 터보 차저(13)의 터빈부(132)와 연결된다.
흡입 공기는 공기 정화기(14)를 거쳐 정화되고, 터보 차저(13)의 압축부(131)에 설치된 임펠러(도시하지 않음)를 통과하면서 가압된다. 가압된 흡입 공기는 흡기 다기관(12)을 통해 연소실(11) 벽면으로 공급된다. 연소 후 배기 가스는 엔진(10) 상부에 설치된 포핏 밸브(도시하지 않음)를 통해 배기 다기관(15)으로 배출되며, 터보 차저(13)의 터빈부(132)에 설치된 터빈(도시하지 않음)을 구동시키고 배출관(16)으로 배출된다.
터보 차저(13)는 임펠러와 터빈을 연결하는 회전축(133)을 구비하여 배기 가스에 의해 생성된 터빈의 동력을 임펠러로 전달한다.
전술한 구성의 엔진(10)은 황 함유량이 높은 연료를 사용하는 선박용 엔진일 수 있다. 선박용 엔진은 대형의 경우 2행정 시스템으로 구성되고, 중소형의 경우 4행정 시스템으로 구성된다. 2행정 엔진의 경우 가압된 흡입 공기는 압축 과정에서 연료 분사에 의해 압축 착화가 이루어져 팽창 과정으로 진행한다.
제1 실시예의 배기 가스 정화 시스템(100)은 산화 촉매(171)와 질소산화물 저감 장치(18)를 포함한다. 산화 촉매(171)는 터보 차저(13)의 터빈부(132) 후단에 위치하지 않고, 연소실(11)과 터빈부(132)를 연결하는 배기 다기관(15)의 내부에서 배기 다기관(15)을 채우도록 위치한다. 질소산화물 저감 장치(17)는 터보 차저(13)의 터빈부(132) 후단에 위치한다.
산화 촉매(171)는 복수의 기공을 갖는 담체와, 담체의 표면에 워시코트와 함께 코팅된 귀금속 촉매로 구성된다. 담체는 코디어라이트, 실리콘카바이드(SiC), 및 알루미늄 티타나이트(Aluminum Titanate)와 같은 세라믹계 또는 금속으로 제조된 발포체, 금속 박판 적층체, 및 금속 와이어 성형체 중 하나 이상으로 형성될 수 있다. 귀금속 촉매는 백금(Pt), 로듐(Rh), 및 팔라듐(Pd) 중 적어도 하나를 포함한다.
산화 촉매(171)는 귀금속 촉매의 산화/환원 반응에 의해 배기 가스 중 탄화수소(HC)와 일산화탄소(CO)를 산화시키고, 질소산화물(NOx) 중 일산화질소(NO)를 이산화질소(NO2)로 산화시킴으로써 배기 가스를 1차로 정화시킨다.
대형 선박 엔진의 경우 130rpm 이하의 저속 회전을 하고 2행정 연소를 하기 때문에 고속 회전을 하는 4행정 엔진에 비해 배가 가스의 온도가 낮다. 엔진(10)의 크기 및 운전 조건에 따라 차이는 있으나 전술한 대형 2행정 엔진의 경우 터보 차저(13)의 터빈부(132)를 거쳐 배출된 배기 가스의 온도는 대략 190℃ 내지 240℃ 이다.
만일 산화 촉매(171)를 터보 차저(13)의 터빈부(132) 후단에 설치하면 배기 가스의 낮은 온도로 인해 연료의 황 성분에 의한 피독 현상을 피하기 어렵다. 그러나 본 실시예에서는 평균적으로 400℃ 내지 450℃의 온도를 유지하는 배기 다기관(15)의 내부에 산화 촉매(171)를 설치함에 따라 황 성분에 의한 피독 현상을 효과적으로 예방할 수 있다.
배기 다기관(15)은 복수의 연소실(11) 각각에 연결된 복수의 분기관(151)과, 복수의 분기관(151)에 연결된 배기관(152)을 포함한다. 산화 촉매(171)는 배기관(152)의 내벽에 밀착되며, 복수의 분기관(151) 모두와 마주하는 길이로 형성된다. 즉, 산화 촉매(171)는 복수의 분기관(151) 중 최외곽 분기관(151) 사이의 거리(d1)에 분기관(151)의 직경(d2)의 2배를 더한 것보다 큰 길이(L)로 형성된다.
그러면 복수의 분기관(151)으로 배출된 배기 가스는 배기관(152)에 합류하는 초기 시점부터 터보 차저(13)의 터빈부(132)에 진입하기 전까지 산화 촉매(171)를 거치게 되므로 배기 가스와 산화 촉매(171)의 접촉 면적을 확대시켜 배기 가스의 분해 효율을 높일 수 있다.
한편, 배기 다기관(15)은 연소에 사용된 배기 가스가 배출되는 통로이므로 산화 촉매(171)의 담체로 인해 압력 손실이 발생하여 터보 차저(13)의 효율이 감소할 수 있다. 이를 고려할 때 본 실시예의 산화 촉매(171)의 담체는 열용량이 작은 금속으로 제조되고, 수백 마이크로미터(㎛) 내지 수 밀리미터(mm) 범위의 기공 크기를 가질 수 있다.
따라서 본 실시예의 산화 촉매(171)는 압력 손실을 최소화하여 터보 차저(13)의 출력 저하를 유발하지 않으면서 배기 가스의 전환 효율을 높여 배기 가스의 유해 성분을 효과적으로 산화시킬 수 있다.
질소산화물 저감 장치(18)는 배출관(16)에 설치되어 터보 차저(13)의 터빈부(132)를 구동시키고 배출된 배기 가스를 제공받는다. 질소산화물 저감 장치(18)의 후단에는 테일 배출관(19)이 위치하여 질소산화물 저감 장치(18)를 거친 배기 가스를 대기 중으로 배출한다.
질소산화물 저감 장치(18)는 선택적 촉매 저감(Selective Catalytic Reduction, SCR) 방식일 수 있다. 이러한 질소산화물 저감 장치(18)는 촉매부(181)와, 촉매부(181)의 전단에 위치하며 촉매부(181)를 향해 환원제를 분사하는 분사기(182)를 포함한다. 환원제는 암모니아(NH3) 수용액 또는 유레아(NH2CONH2) 수용액일 수 있으며, 유레아 수용액의 경우 분사된 유레아가 분해되면서 암모니아를 생성한다.
질소산화물 저감 장치(18)는 촉매부(181)에서 고온의 배기 가스와 환원제가 서로 혼합 및 반응하여 배기 가스 중의 질소산화물(NOx)을 질소(N2)로 환원시킴으로써 배기 가스 중의 질소산화물을 저감시킨다.
본 실시예에서는 산화 촉매(171)가 고온의 배기관(152) 내부에 설치되므로 담체의 피독 현상 없이 높은 효율로 일산화질소(NO)를 이산화질소(NO2)로 산화시킨다. 따라서 터보 차저(13)의 터빈부(132)를 통과한 배기 가스 중 일산화질소(NO)는 낮은 농도를 나타내므로 질소산화물 저감 장치(18)의 반응 속도를 빠르게 하여 촉매부(181)의 정화 성능을 향상시킨다.
더욱이 산화 촉매(171)에 의해 생성된 이산화질소(NO2)는 촉매부(181)의 환원 반응을 유리하게 만들기 때문에 촉매부(181)의 크기를 줄일 수 있다. 그 결과, 질소산화물 저감 장치(18)는 촉매부(181)를 작은 크기로 제작하여도 높은 전환 효율을 얻을 수 있으며, 공간상의 제약이 감소된다.
또한, 산화 촉매(171)는 엔진(10)에서 배출되는 입자상 물질을 포집하는 기능도 가진다. 엔진(10)에서 배출되는 입자상 물질에는 휘발성 물질인 용해성 유기물질(soluble organic fraction, SOF)과, 고체 성분인 고정 탄소분(solid carbon) 및 재(ash)와, 황생성물인 설페이트(Sulfate) 등이 있다. 이 중 용해성 유기물질(SOF)은 산화 촉매 조건에서 대부분 산화되어 제거되며, 고정 탄소분은 산화 촉매(171)를 통과하면서 유동에 의해 일부가 제거된다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 엔진의 배기 가스 정화 시스템을 나타낸 개략도이다.
도 2를 참고하면, 제2 실시예의 배기 가스 정화 시스템(200)은 산화 촉매(172)가 복수개로 분할되어 배기관(152) 내부에서 서로간 거리를 두고 배치되는 것을 제외하고 전술한 제1 실시예의 배기 가스 정화 시스템(100)과 동일한 구성으로 이루어진다. 제1 실시예와 같은 부재에 대해서는 같은 도면 부호를 사용한다.
복수의 산화 촉매(172)는 배기관(152)의 내부 중 분기관(151)과 마주하지 않는 영역에 위치한다. 즉, 복수의 산화 촉매(172)는 배기관(15)의 내부 중 분기관들(151) 사이 영역과, 최외곽 분기관(151)과 네크 파이프(20) 사이 영역에 위치한다. 도 2에서는 좌측 3개의 산화 촉매(172)가 배기관(152) 중 분기관들(151) 사이 영역에 위치하고, 우측 1개의 산화 촉매(172)가 최외곽 분기관(151)과 네크 파이프(20) 사이 영역에 위치하는 경우를 예로 들어 도시하였다.
네크 파이프(20)는 배기관(152)과 터보 차저(13)의 터빈부(132)를 연결하는 굽은 모양의 파이프를 의미한다. 제2 실시예에서는 분기관들(151) 사이로 복수의 산화 촉매(172)를 분할 배치함에 따라 엔진(10)의 연소실(11)에서 배기 가스가 배출될 때 배압을 완화시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 엔진의 배기 가스 정화 시스템을 나타낸 개략도이다.
도 3을 참고하면, 제3 실시예의 배기 가스 정화 시스템(300)은 산화 촉매(173)의 위치에 따라 담체의 셀 밀도와 기공 크기 중 적어도 하나가 변하는 구조를 제외하고 전술한 제2 실시예의 배기 가스 정화 시스템(200)과 동일한 구성으로 이루어진다. 제2 실시예와 같은 부재에 대해서는 같은 도면 부호를 사용한다.
복수의 분기관(151)에 연결된 배기관(152)은 후단으로 갈수록, 즉 터빈부(132)와 가깝게 위치할수록 배기 가스의 양이 가중되어 배압이 증가할 수 있다. 이를 고려할 때 제3 실시예에서는 분할 배치된 복수의 산화 촉매(173) 중 터빈부(132)와 가까운 산화 촉매(173)일수록 담체의 셀 밀도가 작아지거나 담체의 기공 크기가 커지는 구조로 이루어져 배압을 감소시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 엔진의 배기 가스 정화 시스템을 나타낸 개략도이다.
도 4를 참고하면, 제4 실시예의 배기 가스 정화 시스템(400)은 터보 차저(13)의 터빈부(132)와 가까운 산화 촉매(174)일수록 단면적이 커지는 구조를 제외하고 전술한 제2 실시예 또는 제3 실시예의 배기 가스 정화 시스템과 동일한 구성으로 이루어진다. 제2 실시예와 같은 부재에 대해서는 같은 도면 부호를 사용한다.
산화 촉매(174)의 단면적은 배기 가스의 유입 방향에 대해 수직한 단면의 크기를 의미하며, 배기 가스의 유입 방향과 수직한 방향에서 측정된 산화 촉매(174)의 크기 또는 직경으로도 정의할 수 있다.
복수의 산화 촉매(174)는 담체의 셀 밀도와 기공 크기가 모두 같은 구성이거나, 셀 밀도와 기공 크기 중 적어도 하나가 다르게 구성될 수 있다. 예를 들어, 복수의 산화 촉매(174)는 터빈부(132)와 가깝게 위치할수록 담체의 셀 밀도가 낮거나 담체의 기공 크기가 커지는 구조로 이루어질 수 있다.
배기관(152)은 복수의 산화 촉매(174)를 둘러싸는 복수의 영역을 포함하며, 복수의 영역은 터빈부(132)를 향할수록 큰 직경으로 형성되어 산화 촉매(174)의 단면적을 변화시킨다.
제4 실시예에서는 배기 가스의 배압을 감소시키고, 복수의 산화 촉매(174)를 통과하는 배기 가스의 공간 속도를 일정하게 맞추어 산화 촉매(174)의 전환 효율을 향상시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 제5 실시예에 따른 엔진의 배기 가스 정화 시스템을 나타낸 개략도이다.
도 5를 참고하면, 제5 실시예의 배기 가스 정화 시스템(500)은 복수의 산화 촉매(175)가 배기관(152) 대신 복수의 분기관(151)에 위치하는 구조를 제외하고 전술한 제2 실시예의 배기 가스 정화 시스템(200)과 동일한 구성으로 이루어진다. 제2 실시예와 같은 부재에 대해서는 같은 도면 부호를 사용한다.
제5 실시예에서는 배기관(152)의 위치에 따른 배기 유량 변화를 고려할 필요가 없으므로 동일한 크기와 동일한 사양의 산화 촉매(175)를 사용할 수 있어 산화 촉매(175)의 설치와 교체 수리를 용이하게 할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
100, 200, 300, 400, 500: 배기 가스 정화 시스템
10: 엔진 11: 연소실
12: 흡기 다기관 13: 터보 차저
131: 압축부 132: 터빈부
133: 회전축 14: 공기 정화기
15: 배기 다기관 151: 분기관
152: 배기관 16: 배출관
171, 172, 173, 174, 175: 산화 촉매
18: 질소산화물 저감 장치 181: 촉매부
182: 분사기 19: 테일 배출관
20: 네크 파이프
10: 엔진 11: 연소실
12: 흡기 다기관 13: 터보 차저
131: 압축부 132: 터빈부
133: 회전축 14: 공기 정화기
15: 배기 다기관 151: 분기관
152: 배기관 16: 배출관
171, 172, 173, 174, 175: 산화 촉매
18: 질소산화물 저감 장치 181: 촉매부
182: 분사기 19: 테일 배출관
20: 네크 파이프
Claims (17)
- 흡기 다기관을 통해 터보 차저의 압축부와 연결되어 가압된 공기를 공급받고 배기 다기관을 통해 터보 차저의 터빈부와 연결되어 연소 반응 후 발생한 배기 가스를 배출하는 복수의 연소실을 포함하는 엔진의 배기 가스 정화 시스템에 있어서,
상기 배기 다기관의 내부에 설치되고, 담체 및 담체 표면에 코팅된 귀금속 촉매를 포함하여 배기 가스 중 탄화수소와 일산화탄소 및 일산화질소를 산화시키는 산화 촉매를 포함하는 엔진의 배기 가스 정화 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 배기 다기관은 상기 복수의 연소실과 각각 연결된 복수의 분기관 및 복수의 분기관에 연결된 배기관을 포함하고,
상기 산화 촉매는 상기 배기관의 내벽에 밀착되며 상기 복수의 분기관과 마주하는 길이로 형성되는 엔진의 배기 가스 정화 시스템. - 제2항에 있어서,
상기 산화 촉매는 상기 복수의 분기관 중 최외곽 분기관 사이의 거리에 상기 분기관의 직경의 2배를 더한 것보다 큰 길이로 형성되는 엔진의 배기 가스 정화 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 배기 다기관은 상기 복수의 연소실과 각각 연결된 복수의 분기관 및 복수의 분기관에 연결된 배기관을 포함하고,
상기 산화 촉매는 상기 배기관의 내부에서 서로간 거리를 두고 복수개로 분할 배치되는 엔진의 배기 가스 정화 시스템. - 제4항에 있어서,
상기 배기관은 네크 파이프를 거쳐 상기 터빈부와 연결되고,
상기 복수의 산화 촉매는 상기 복수의 분기관 사이 영역 및 최외곽 분기관과 상기 네크 파이프 사이 영역에 위치하는 엔진의 배기 가스 정화 시스템. - 제5항에 있어서,
상기 복수의 산화 촉매는 위치에 따라 상기 담체의 셀 밀도와 기공 크기 중 적어도 하나가 다르게 형성되는 엔진의 배기 가스 정화 시스템. - 제6항에 있어서,
상기 복수의 산화 촉매 중 상기 터빈부와 가까운 산화 촉매일수록 상기 담체가 낮은 셀 밀도를 가지거나 큰 기공을 형성하는 엔진의 배기 가스 정화 시스템. - 제5항에 있어서,
상기 복수의 산화 촉매 중 상기 터빈부와 가까운 산화 촉매일수록 큰 단면적을 가지는 엔진의 배기 가스 정화 시스템. - 제8항에 있어서,
상기 배기관은 상기 산화 촉매를 둘러싸는 복수의 영역을 포함하며, 복수의 영역은 상기 터빈부와 가까울수록 큰 직경을 가지는 엔진의 배기 가스 정화 시스템. - 제9항에 있어서,
상기 복수의 산화 촉매는 위치에 따라 상기 담체의 셀 밀도와 기공 크기 중 적어도 하나가 다르게 형성되는 엔진의 배기 가스 정화 시스템. - 제10항에 있어서,
상기 복수의 산화 촉매 중 상기 터빈부와 가까운 산화 촉매일수록 상기 담체가 낮은 셀 밀도를 가지거나 큰 기공을 형성하는 엔진의 배기 가스 정화 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 산화 촉매는 복수개로 분할 배치되며, 복수의 산화 촉매는 상기 복수의 분기관 내부에 위치하는 엔진의 배기 가스 정화 시스템. - 제12항에 있어서,
상기 복수의 산화 촉매는 상기 담체의 셀 밀도와 기공 크기가 동일하게 형성되는 엔진의 배기 가스 정화 시스템. - 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 담체는 세라믹 또는 금속으로 제조된 발포체, 금속 박판 적층체, , 및 금속 와이어 성형체 중 하나 이상으로 형성되고,상기 귀금속 촉매는 백금, 로듐, 및 팔라듐 중 적어도 하나를 포함하며 워시코트와 함께 상기 담체의 표면에 코팅되는 엔진의 배기 가스 정화 시스템. - 제14항에 있어서,
상기 터빈부 후단의 배출관에 설치된 질소산화물 저감 장치를 더 포함하며,
상기 질소산화물 저감 장치는,
선택적 촉매 저감 방식의 촉매부; 및
상기 촉매부의 전단에서 상기 촉매부를 향해 환원제를 분사하는 분사기
를 포함하는 엔진의 배기 가스 정화 시스템. - 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항의 배기 가스 정화 시스템을 포함하는 선박용 엔진.
- 제16항에 있어서,
상기 터빈부 후단의 배출관에 설치된 질소산화물 저감 장치를 더 포함하며,
상기 질소산화물 저감 장치는,
선택적 촉매 저감 방식의 촉매부; 및
상기 촉매부의 전단에서 상기 촉매부를 향해 환원제를 분사하는 분사기
를 포함하는 선박용 엔진.
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|---|---|---|---|
| KR1020100088974A KR101022018B1 (ko) | 2010-09-10 | 2010-09-10 | 엔진의 배기 가스 정화 시스템 및 이를 포함하는 선박용 엔진 |
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