JP2009121476A - 排気ガス再循環システム用のパージシステム - Google Patents
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Abstract
【課題】 排気ガス再循環（ＥＧＲ）システム（１００）内の排気は、ＥＧＲシステム（１００）の構成要素に接近するためにパージする必要がある。
【解決手段】 ＥＧＲシステム（１００）をパージするシステム（１２５）および方法が提供される。このシステム（１２５）および方法は、ＥＧＲパージファン（１６０）、ＥＧＲパージブロワ（１５５）、またはターボ機械（１４７）を組み込んでいる。このシステム（１２５）および方法は、ＥＧＲシステム（１００）から排気を吸い込むことができる。このシステム（１２５）および方法は、ＥＧＲシステム（１００）から排気を追い出すことができる。
【選択図】 図１
【解決手段】 ＥＧＲシステム（１００）をパージするシステム（１２５）および方法が提供される。このシステム（１２５）および方法は、ＥＧＲパージファン（１６０）、ＥＧＲパージブロワ（１５５）、またはターボ機械（１４７）を組み込んでいる。このシステム（１２５）および方法は、ＥＧＲシステム（１００）から排気を吸い込むことができる。このシステム（１２５）および方法は、ＥＧＲシステム（１００）から排気を追い出すことができる。
【選択図】 図１
Description
本発明は、ターボ機械用の排気ガス再循環（ＥＧＲ）システムに関し、より詳細にはＥＧＲから排気ガスをパージするシステムに関する。
環境への窒素酸化物（以下ＮＯｘ）、二酸化炭素（以下「ＣＯ２」）および硫黄酸化物（ＳＯｘ）の排出の長期にわたる影響に対する問題が深刻化している。ガスタービン等のターボ機械によって排出されるそれらの排出物の許容濃度は、厳しく規制されている。ターボ機械のオペレータは、排出されるＮＯｘ、ＣＯ２およびＳＯｘの濃度を低減する方法を求めている。
相当量の凝縮性蒸気が、排気ガス流中に存在する。これらの蒸気は、通常、水、酸、アルデヒド、炭化水素、硫黄酸化物、および塩素化合物などのさまざまな成分を含有している。未処理のまま放置すると、これらの成分は、ガスタービンに入った場合、内部要素の腐食や汚損を加速することになる。
排気ガス再循環（ＥＧＲ）は、一般的に、ターボ機械の吸気部を介して一部の排気を再循環させて、燃焼前の流入空気流と混合させることによって行われる。このプロセスによって、高濃度のＣＯ２の除去および隔離を促進し、さらにＮＯｘ排出を削減する。
保守、点検、修理、またはその他の目的のために、ＥＧＲシステムの構成要素への接近が必要になる場合があるので、接近前、ＥＧＲシステムが未使用の時、またはターボ機械が排気を出していない時に、排気をＥＧＲシステムからパージしなければならない。さらにまた、パージされていない残りの排気がＥＧＲシステム内で凝結して、構成要素の腐食につながる可能性がある。
前述の理由によって、ＥＧＲシステムをパージするシステムおよび方法が必要である。使用後は、該システムによって、ＥＧＲシステムの構成要素への接近が可能になり、該構成要素が腐食する可能性が低下するはずである。
本発明の一実施形態によれば、ターボ機械１４７から出る排気流１２１を少なくとも１つの排気ガス再循環（ＥＧＲ）システム１００からパージするシステムは、第１領域１０１、第２領域１０３、ＥＧＲスキッド１０５、ＥＧＲ吸込みダンパ１１５、およびＥＧＲ吐出しダンパ１２０からなり、該排気流１２１内の成分の濃度を低減する少なくとも１つのＥＧＲシステム１００と、該第１領域１０１内に位置する少なくとも１つの第１パージ流調整装置１３０および該第２領域１０３内に位置する少なくとも１つの第２パージ流調整装置１４０からなるＥＧＲパージシステム１２５とを有しており、該少なくとも１つの第１パージ流調整装置１３０および該少なくとも１つの第２パージ流調整装置１４０の位置によって、該ＥＧＲシステム１００内の圧力平衡が形成され、該ＥＧＲパージシステム１２５は該ＥＧＲ第１領域１０１およびＥＧＲ第２領域１０３の間に圧力降下を形成することができ、該ＥＧＲパージシステム１２５は該少なくとも１つのＥＧＲシステム１００からの該排気流１２１をパージするために無害な流体を利用する。
該排気流１２１は、毎時約１，０００ポンドから毎時約５０，０００，０００ポンドの流量で、華氏約５０度から華氏約１５００度の温度である。
該第１領域１０１と該第２領域１０３の間の圧力降下は、約１インチの水柱から約３０インチの水柱である。
該ＥＧＲパージシステム１２５は、該第１領域１０１内に位置する第１パージ孔１３５と、該第２領域１０３内に位置するＥＧＲパージブロワ１５５をさらに備えてもよく、該ＥＧＲパージブロワ１５５は、該第１パージ孔１３５を介して該ＥＧＲシステム１００から該排気流１２１を追い出す。
該ＥＧＲパージシステム１２５は、該第２領域１０３内に位置する第２パージ孔１４５と、該第２領域１０３内に位置するＥＧＲパージファン１６０をさらに備えてもよく、該ＥＧＲパージファン１６０は、該ＥＧＲシステム１００から該排気流１２１を吸い込む。
該ＥＧＲパージシステム１２５は、少なくとも１つのパージライン１６５を備えてもよく、該パージライン１６５が該ＥＧＲパージシステム１２５を該ターボ機械１４７と結合させることによって、該ターボ機械１４７が該第２パージ孔１４５を介して該ＥＧＲシステム１００から該排気流１２１を追い出すことができる。
該ＥＧＲパージシステム１２５は、少なくとも１つのパージライン１６５を備えてもよく、該パージライン１６５が該ＥＧＲパージシステム１２５を該ターボ機械１４７と結合させることによって、該ターボ機械１４７が該ＥＧＲシステム１００から該排気流１２１を吸い込むことができる。
本発明の代替実施形態によれば、ターボ機械１４７から出る排気流１２１を少なくとも１つの排気ガス再循環（ＥＧＲ）システム１００からパージする方法は、第１領域１０１、第２領域１０３、ＥＧＲスキッド１０５、ＥＧＲ吸込みダンパ１１５、およびＥＧＲ吐出しダンパ１２０からなり、該排気流１２１内の成分の濃度を低減する少なくとも１つのＥＧＲシステム１００を設け、該第１領域１０１内に位置する少なくとも１つの第１パージ流調整装置１３０および該第２領域１０３内に位置する少なくとも１つの第２パージ流調整装置１４０からなるＥＧＲパージシステム１２５を設け、該少なくとも１つの第１パージ流調整装置１３０および該少なくとも１つの第２パージ流調整装置１４０の間に該ＥＧＲシステム１００内の圧力平衡を形成し、該第１領域１０１および第２領域１０３の間に圧力降下を形成し、該少なくとも１つのＥＧＲシステム１００からの該排気流１２１をパージするために該ＥＧＲパージシステム１２５内の無害な流体を利用する。
このとき、該排気流１２１は、毎時約１，０００ポンドから毎時約５０，０００，０００ポンドの流量で、華氏約５０度から華氏約１５００度の温度である。さらに、該第１領域１０１と該第２領域１０３の間の圧力降下は、約１インチの水柱から約３０インチの水柱である。
本発明の代替実施形態によれば、ターボ機械から出る排気流を少なくとも１つの排気ガス再循環（ＥＧＲ）システムからパージする方法は、第１領域、第２領域、ＥＧＲスキッド、ＥＧＲ吸込みダンパ、およびＥＧＲ吐出しダンパからなり、該排気流内の成分の濃度を低減する少なくとも１つのＥＧＲシステムを設け、該第１領域内に位置する少なくとも１つの第１パージ流調整装置および該第２領域内に位置する少なくとも１つの第２パージ流調整装置からなるＥＧＲパージシステムを設け、該少なくとも１つの第１パージ流調整装置および該少なくとも１つの第２パージ流調整装置の間に該ＥＧＲシステム内の圧力平衡を形成し、該第１領域および第２領域の間に圧力降下を形成し、該少なくとも１つのＥＧＲシステムからの該排気流をパージするために該ＥＧＲパージシステム内の無害な流体を利用する。
以下の好適な実施形態の詳細な説明は、本発明の特定の実施形態を示す添付図面を参照する。異なる構造および作用を有する他の実施形態は、本発明の範囲から逸脱することはない。
特定の用語は、読み手のためだけに本明細書で使用されており、本発明の範囲に対する制限とみるべきではない。例えば、「上方」、「下方」、「左側」、「右側」、「前方」、「後方」、「頂部」、「底部」、「水平」、「垂直」、「上流」、「下流」、「前部」、「後部」などの単語は、単に図に示される構成を説明するだけである。実際、本発明の実施形態の要素はあらゆる方向に配向することができるので、これらの用語は他に特に規定がなければそのような変形を包含するものとして理解すべきである。
ＥＧＲシステムは、ターボ機械から一部の排気（以下「排気流」）を受け取り、該排気流内の上述の成分の濃度を低減して、該排気流を該ターボ機械の吸気部に再循環させる。このプロセスによって、該排気流内の排出濃度の低減を促進し、高濃度のＣＯ２の除去および隔離を可能にする。
該ＥＧＲシステム内の該排気流は、例えばこれに限らないが、ａ）該ＥＧＲシステムが未使用の時、ｂ）該ターボ機械の作動中または燃焼遮断の実行中、ｃ）修理、点検、または保守のためにオペレータが該ＥＧＲの構成要素へ接近しようとする時、またはｄ）他の何らかの理由で該排気流をパージすべき時に、パージしなければならない。本発明の一実施形態は、ＥＧＲシステムから該排気流をパージする技術的効果を有する。該ＥＧＲシステム内に存在する該排気流は、例えばこれに限らないが、点検、修理、保守などのためにオペレータが該ＥＧＲシステムに接近する必要がある時など、さまざまな理由のためにパージする必要がある。
本発明は、例えばこれに限らないが、耐久性ガスタービン、航空転用ガスタービンなどのガス状流体を生成するさまざまなターボ機械に適用することができる。本発明の一実施形態は、単一のターボ機械または複数のターボ機械のどちらにも適用することができる。本発明の一実施形態は、単純サイクルまたは複合サイクル構成で作動するターボ機械に適用することができる。
通常、本発明の一実施形態の該ＥＧＲパージシステムは複数の要素からなる。該要素の構成および配列は、該ＥＧＲシステムと一体化された該ターボ機械の構成によって決定される。一般的に、該ＥＧＲパージシステムは、例えばこれに限らないが、大気などの無害な流体によってＥＧＲループ内の該排気流を押しのける。後述するように、該排気流のパージを実現するために使用することのできる複数の構成が存在する。
本発明の該要素は、該ＥＧＲパージシステムが機能および作動する操作環境に耐え得る任意の材料から製造される。これらの要素には、例えばこれに限らないが、第１パージ流調整装置、第２パージ流調整装置、ＥＧＲパージブロワ、およびＥＧＲパージファンがある。
第１実施形態
次に、さまざまな番号がいくつかの図にわたって同様の要素を表している図を参照すると、図１は、本発明の一実施形態による排気流１２１をパージするシステムの一例を示す概略図である。図１は、ＥＧＲシステム１００と、ＥＧＲパージシステム１２５とを示している。
次に、さまざまな番号がいくつかの図にわたって同様の要素を表している図を参照すると、図１は、本発明の一実施形態による排気流１２１をパージするシステムの一例を示す概略図である。図１は、ＥＧＲシステム１００と、ＥＧＲパージシステム１２５とを示している。
図１に示したように、ＥＧＲシステム１００は、第１領域１０１、第２領域１０３、ＥＧＲスキッド１０５、ＥＧＲファン１１０、ＥＧＲ吸込みダンパ１１５、および該ターボ機械（図１には図示せず）の排気部１５０と一体化されるＥＧＲ吐出しダンパ１２０からなっている。
少なくとも１つのＥＧＲシステム１００は、例えばこれに限らないが、毎時約１０００ポンドから毎時約５０００００００ポンドの流量および華氏約５０度から華氏約１５００度の温度などの、排気流１２１の物理的性質に耐えることができる寸法かつ材料で製造される。
ＥＧＲシステム１００の流路１２３は、吸気部１４９（図１には図示せず）および排気部１５０によって限定される。第１領域１０１は、ターボ機械の吸気部１４９の近くに位置するＥＧＲシステム１００の部分と考えてよい。第２領域１０３は、ターボ機械の排気部１５０の近くに位置するＥＧＲシステム１００の部分と考えてよい。
ＥＧＲスキッド１０５は、通常、排気流１２１の前述の成分の濃度を低減するＥＧＲシステム１００の構成要素を含んでいる。これらの構成要素には、少なくとも１つの熱交換器、少なくとも１つのスクラバー、少なくとも１つのデミスター、または同様の構成要素（いずれも図示せず）がある。ＥＧＲファン１１０は、ＥＧＲシステム１００の作動中の排気を循環させることができる。
通常、ＥＧＲシステム１００の作動中、ＥＧＲ吐出しダンパ１２０が開放して、ターボ機械の排気部１５０からの少なくとも１つの排気流１２１がＥＧＲ第２領域１０３に入るようになる。そして、ＥＧＲスキッド１０５が排気流１２１内の成分の濃度を低減することができる。次に、ＥＧＲ吸込みダンパ１１５が開放して、再循環した排気流１２１がターボ機械の吸気部１４９に入るようになる。
ＥＧＲシステム１００は、例えばこれに限らないが、ターボ機械が排気ガスを出していない時などの未使用時にパージしなければならない。ＥＧＲシステム１００の未使用時、吸込みダンパ１１５および吐出しダンパ１２０は閉鎖し、ＥＧＲファン１１０は停止し、ＥＧＲスキッド１０５は作動しなくなる。これらの状況によって、ＥＧＲシステム１００が内部に排気流１２１を含んだ収納容器のようなものになる。したがって、排気流１２１はＥＧＲシステム１００からパージしなければならない。
ＥＧＲシステム１００をパージすることの利点は、例えばこれに限らないが、ＥＧＲシステム１００内の前述の構成要素の点検、保守、または修理が可能になることである。ＥＧＲパージシステム１２５は、排気をＥＧＲシステム１００から漏出させることによって、ＥＧＲシステム１００が未使用時に収納容器と化すのを防ぐことができる構成要素を含んでいる。
パージは、ＥＧＲシステム１００内で腐食が起こるのを防ぐのにも役立つ。ＥＧＲシステム１００の未使用時に内部に残る排気流１２１はいずれは凝結して、ＥＧＲシステム１００内の酸形成および／または液形成を招く可能性がある。
ＥＧＲパージシステム１２５は、構成要素の故障がＥＧＲシステム１００内の排気流１２１の循環を妨げる時に使用することもできる。このとき、ＥＧＲパージシステム１２５はＥＧＲシステム１００から排気流１２１を除去する。
図１に示したように、ＥＧＲパージシステム１２５は、少なくとも１つの第１パージ流調整装置１３０、少なくとも１つの第２パージ流調整装置１４０、少なくとも１つの第２パージ孔１４５、および少なくとも１つのＥＧＲパージファン１１０からなっている。
ＥＧＲパージシステム１２５の構成要素の位置決めにより、上述したように、ターボ機械の吸気部１４９および排気部１５０によって限定される流路が確実にパージされることになる。図１に示したように、少なくとも１つの第１パージ流調整装置１３０は第１領域１０１内に配置され、少なくとも１つの第２パージ流調整装置１４０は第２領域１０３内に配置される。少なくとも１つの第１パージ流調整装置１３０および少なくとも１つの第２パージ流調整装置１４０の位置によって、ＥＧＲシステム１００の流路１２３のパージが可能になり、さらに第１領域１０１および第２領域１０３の間の圧力平衡が得られる。
少なくとも１つの第１パージ流調整装置１３０および少なくとも１つの第２パージ流調整装置１４０は、ダンパ、孔、またはその他の同様の装置であってよい。本発明の第１実施形態では、少なくとも１つの第１パージ流調整装置１３０によって、大気（または同種のもの）がＥＧＲシステム１００に入るようになる。少なくとも１つの第２パージ流調整装置１４０によって、排気流１２１がＥＧＲシステム１００から流れ出るようになる。
少なくとも１つのＥＧＲパージファン１１０は、第２パージ孔１４５を介して排気流１２１を追い出す。第２パージ孔１４５の下流端は、大気に開放されている。あるいは、第２パージ孔１４５の下流端は、例えばこれに限らないが、ＥＧＲシステム１００からパージされる排気を受ける換気装置などの装置と一体化される。
使用中、ＥＧＲパージシステム１２５は、ターボ機械がＥＧＲシステム１００内を流れる排気を出していない時、ＥＧＲシステム１００が作動していない時、ＥＧＲシステム１００の構成要素が故障している時、またはＥＧＲパージシステム１２５のオペレータが判断する時はいつでも機能する。
通常、ＥＧＲシステム１００が作動していない時は、ＥＧＲ吸込みダンパ１１５およびＥＧＲ吐出しダンパ１２０は閉鎖し、ＥＧＲスキッド１０５の構成要素は遮断され、ＥＧＲパージファン１６０も遮断される。
これらの（または同様の）状況下で、ＥＧＲパージシステム１２５は作動し始める。少なくとも１つの第１パージ流調整装置１３０は、大気が流路１２３に入るように調整される。次に、少なくとも１つの第２パージ流調整装置１４０は、排気流１２１が流路１２３から流れ出るように調整される。次に、ＥＧＲファン１１０が作動し、約１インチの水柱から約３０インチの水柱の圧力差を形成する。これにより、排気流１２１の大部分が流路１２３から流れ出るようになる。その上、少なくとも１つの第１パージ流調整装置１３０は、大気をＥＧＲシステム１００の流路１２３内の排気流１２１と交換することができる。
第２実施形態
図２は、本発明の第２実施形態による排気流１２１をパージするシステムの一例を示す概略図である。図２に示したように、この第２実施形態と第１実施形態の間の主な違いは、ＥＧＲシステム１００から排気流１２１をパージするために使用される方法である。本発明のこの第２実施形態では、図２に示したように、ＥＧＲパージシステム１２５は、少なくとも１つの第１パージ流調整装置１３０、少なくとも１つの第１パージ孔１３５、少なくとも１つの第２パージ流調整装置１４０、および少なくとも１つのＥＧＲパージブロワ１５５からなっている。
図２は、本発明の第２実施形態による排気流１２１をパージするシステムの一例を示す概略図である。図２に示したように、この第２実施形態と第１実施形態の間の主な違いは、ＥＧＲシステム１００から排気流１２１をパージするために使用される方法である。本発明のこの第２実施形態では、図２に示したように、ＥＧＲパージシステム１２５は、少なくとも１つの第１パージ流調整装置１３０、少なくとも１つの第１パージ孔１３５、少なくとも１つの第２パージ流調整装置１４０、および少なくとも１つのＥＧＲパージブロワ１５５からなっている。
ＥＧＲパージシステム１２５の構成要素の位置決めにより、上述したように、ターボ機械の吸気部１４９および排気部１５０によって限定される流路が確実にパージされることになる。図２に示したように、少なくとも１つの第１パージ流調整装置１３０は第１領域１０１内に配置され、少なくとも１つの第２パージ流調整装置１４０は第２領域１０３内に配置される。少なくとも１つの第１パージ流調整装置１３０および少なくとも１つの第２パージ流調整装置１４０の位置は、上述したように好都合である。
少なくとも１つの第１パージ流調整装置１３０および少なくとも１つの第２パージ流調整装置１４０は、上述したように、ダンパ、孔、またはその他の装置の形態であってよい。本発明のこの第２実施形態では、少なくとも１つの第１パージ流調整装置１３０は少なくとも1つの第１パージ孔１３５と一体化されて、排気流１２１をＥＧＲシステム１００からパージすることができる。少なくとも１つの第２パージ流調整装置１４０によって、例えばこれに限らないが、大気などの流入流１２１がＥＧＲシステム１００に流れ込むようになる。
本発明のこの第２実施形態では、少なくとも１つのＥＧＲパージブロワ１５５を使用して、第１パージ孔１３５を介して排気流１２１を追い出す。第１パージ孔１３５の下流端は、大気に開放されている。あるいは、第１パージ孔１３５の下流端は、例えばこれに限らないが、ＥＧＲシステム１００からパージされる排気を受ける換気装置などの装置と一体化される。
使用中、ＥＧＲパージシステム１２５は、ターボ機械が排気流１２１を出していない時、ＥＧＲシステム１００が作動していない時、ＥＧＲシステム１００の構成要素が故障している時、またはＥＧＲパージシステム１２５のオペレータが判断する時はいつでも機能し始める。
上述したように、ＥＧＲシステム１００が作動していない時は、ＥＧＲ吸込みダンパ１１５およびＥＧＲ吐出しダンパ１２０は閉鎖し、ＥＧＲスキッド１０５の構成要素は遮断され、ＥＧＲファン１１０も遮断される。
これらの（または同様の）状況下で、ＥＧＲパージシステム１２５は作動し始める。少なくとも１つの第１パージ流調整装置１３０は、排気流１２１が第１パージ孔１３５を介して流れるように開放される。次に、少なくとも１つの第２パージ流調整装置１４０は、ＥＧＲパージブロワ１５５が作動し、約１インチの水柱から約３０インチの水柱の圧力差を形成するように調整される。これにより、排気流１２１の大部分が第１パージ孔１３５を介してＥＧＲシステム１００から流れ出るようになる。その上、ＥＧＲパージブロワ１５５は、大気をＥＧＲシステム１００の流路１２３内の排気流１２１と交換することができる。
第３実施形態
図３および図４は、ＥＧＲパージシステム１２５を示す本発明の代替実施形態である。図３および図４と図１および図２の間の主な違いは、ターボ機械の組込みである。後述するように、ＥＧＲパージシステム１２５は、ターボ機械が排気流１２１を吸気部１４９に吸い込むこと、または排気流１２１を第２パージ孔１４５から追い出すことができるように構成される。
図３および図４は、ＥＧＲパージシステム１２５を示す本発明の代替実施形態である。図３および図４と図１および図２の間の主な違いは、ターボ機械の組込みである。後述するように、ＥＧＲパージシステム１２５は、ターボ機械が排気流１２１を吸気部１４９に吸い込むこと、または排気流１２１を第２パージ孔１４５から追い出すことができるように構成される。
図３は、本発明の第３実施形態による排気流１２１をパージするシステムの一例を示す概略図である。図３に示したように、この第３実施形態のターボ機械は、例えばこれに限らないが、排出口などの開口を吸気部１４９に有する。開口により、空気が吸気部から、パージ隔離装置１７０を有するパージライン１６５を介して、第１パージ流調整装置１３０まで流れるようになる。
使用中、ＥＧＲパージシステム１２５は、ターボ機械が排気流１２１を出していない時、ＥＧＲシステム１００が作動していない時、ＥＧＲシステム１００の構成要素が故障している時、またはＥＧＲパージシステム１２５のオペレータが判断する時はいつでも機能し始める。
上述したように、ＥＧＲシステム１００が作動していない時は、ＥＧＲ吸込みダンパ１１５およびＥＧＲ吐出しダンパ１２０は閉鎖し、ＥＧＲスキッド１０５の構成要素は遮断され、ＥＧＲファン１１０も遮断される。
これらまたは同様の状況下で、ＥＧＲパージシステム１２５は作動し始める。ターボ機械は、空気がパージライン１６５を通って流れるようにあらゆるモードで作動する。パージ隔離装置１７０は、空気が吸気部１４９からパージライン１６５を介して少なくとも１つの第１パージ流調整装置１３０まで流れるように調整された後、空気が流路１２３に入るように調整される。次に、少なくとも１つの第２パージ流調整装置１４０は、排気流１２１が第２パージ孔１４５から流れ出るように調整される。
あるいは、オペレータは、第２パージ流調整装置１４０を閉鎖し、ＥＧＲ吐出しダンパ１２０を開放してもよい。これにより、排気流１２１がターボ機械の排気部１５０から流れ出るようになる。
少なくとも１つの第１パージ流調整装置１３０により、吸気部１４９からの空気がＥＧＲシステム１００の流路１２３内の排気流１２１をパージすることができる。
第４実施形態
図４は、本発明の第４実施形態による排気流１２１をパージするシステムの一例を示す概略図である。図４に示したように、この第４実施形態のターボ機械では、パージライン１６５の一部がターボ機械の吸気部１４９と一体化される。これにより、一般的に圧縮機などを有する吸気部が、ＥＧＲシステム１００から排気流１２１を吸い込むことができる。
図４は、本発明の第４実施形態による排気流１２１をパージするシステムの一例を示す概略図である。図４に示したように、この第４実施形態のターボ機械では、パージライン１６５の一部がターボ機械の吸気部１４９と一体化される。これにより、一般的に圧縮機などを有する吸気部が、ＥＧＲシステム１００から排気流１２１を吸い込むことができる。
使用中、ＥＧＲパージシステム１２５は、ターボ機械が排気流１２１を出していない時、ＥＧＲシステム１００が作動していない時、ＥＧＲシステム１００の構成要素が故障している時、またはＥＧＲパージシステム１２５のオペレータが判断する時はいつでも機能し始める。
上述したように、ＥＧＲシステム１００が作動していない時は、ＥＧＲ吸込みダンパ１１５およびＥＧＲ吐出しダンパ１２０は閉鎖し、ＥＧＲスキッド１０５の構成要素は遮断され、ＥＧＲファン１１０も遮断される。
これらまたは同様の状況下で、ＥＧＲパージシステム１２５は作動し始める。ターボ機械は、空気がパージライン１６５を通って流れるようにあらゆるモードで作動する。このとき、ターボ機械は空気を取り入れる。パージライン１６５を吸気部１４９に結合させることにより、パージライン１６５内に真空が形成される。少なくとも１つの第１パージ流調整装置１３０は、排気流１２１がパージ分離ライン１６５に吸い込まれるように開放する。次に、少なくとも１つの第２パージ流調整装置１４０は、空気をＥＧＲシステム１００に吸い込むことによって、排気流１２１の流路１２３をパージすることができる。
本明細書で使用される用語は、特定の実施形態のみを説明するためのものであり、本発明を制限する目的のものではない。本明細書で使用されているように、文脈上明らかに指示がない場合は、単数形は同様に複数形も包含することを目的としている。さらに、当然のことながら、「からなる」という単語は、本明細書において使用する際は、所定の特徴、整数、段階、作用、要素、および／または構成要素の存在を明示しているが、１つまたはそれ以上の特徴、整数、段階、作用、要素、構成要素、および／またはそれらの群の存在または追加を排除するものではない。
本明細書において特定の実施形態を例証および説明したが、同じ目的を達成すると推定される任意の構成を図示した特定の実施形態に代替可能であるとともに、本発明が他の環境では他の適用例を有することは当然である。本出願は、本発明のあらゆる適応例または変形例を保護することを目的としている。添付の請求項は、決して本発明の範囲を本明細書において説明した特定の実施形態に制限することを目的としていない。
１００ 排気ガス再循環システム（ＥＧＲ）
１０１ 第１領域
１０３ 第２領域
１０５ ＥＧＲスキッド
１１０ ＥＧＲファン
１１５ ＥＧＲ吸込みダンパ
１２０ ＥＧＲ吐出しダンパ
１２１ 排気流
１２３ 流路
１２５ ＥＧＲパージシステム
１３０ 第１パージ流調整装置
１３５ 第１パージ孔
１４０ 第２パージ流調整装置
１４５ 第２パージ孔
１４７ ターボ機械
１４９ 吸気部
１５０ 排気部
１５５ ＥＧＲパージブロワ
１６０ ＥＧＲパージファン
１６５ パージライン
１７０ パージ隔離装置
１０１ 第１領域
１０３ 第２領域
１０５ ＥＧＲスキッド
１１０ ＥＧＲファン
１１５ ＥＧＲ吸込みダンパ
１２０ ＥＧＲ吐出しダンパ
１２１ 排気流
１２３ 流路
１２５ ＥＧＲパージシステム
１３０ 第１パージ流調整装置
１３５ 第１パージ孔
１４０ 第２パージ流調整装置
１４５ 第２パージ孔
１４７ ターボ機械
１４９ 吸気部
１５０ 排気部
１５５ ＥＧＲパージブロワ
１６０ ＥＧＲパージファン
１６５ パージライン
１７０ パージ隔離装置
Claims (10)
- ターボ機械（１４７）から出る排気流（１２１）を少なくとも１つの排気ガス再循環（ＥＧＲ）システム（１００）からパージするシステムであって、
第１領域（１０１）、第２領域（１０３）、ＥＧＲスキッド（１０５）、ＥＧＲ吸込みダンパ（１１５）、およびＥＧＲ吐出しダンパ（１２０）からなり、該排気流（１２１）内の成分の濃度を低減する少なくとも１つのＥＧＲシステム（１００）と、
該第１領域（１０１）内に位置する少なくとも１つの第１パージ流調整装置（１３０）および該第２領域（１０３）内に位置する少なくとも１つの第２パージ流調整装置（１４０）からなるＥＧＲパージシステム（１２５）とを有しており、
該少なくとも１つの第１パージ流調整装置（１３０）および該少なくとも１つの第２パージ流調整装置（１４０）の位置によって、該ＥＧＲシステム（１００）内の圧力平衡が形成され、
該ＥＧＲパージシステム（１２５）は該ＥＧＲ第１領域（１０１）およびＥＧＲ第２領域（１０３）の間に圧力降下を形成することができ、
該ＥＧＲパージシステム（１２５）は該少なくとも１つのＥＧＲシステム（１００）から該排気流（１２１）をパージするために無害な流体を利用する、システム。 - 該排気流（１２１）は、毎時約１，０００ポンドから毎時約５０，０００，０００ポンドの流量で、華氏約５０度から華氏約１５００度の温度である、請求項１に記載のシステム。
- 該第１領域（１０１）と該第２領域（１０３）の間の圧力降下は、約１インチの水柱から約３０インチの水柱である、請求項１又は２に記載のシステム。
- 該ＥＧＲパージシステム（１２５）は、該第１領域（１０１）内に位置する第１パージ孔（１３５）と、該第２領域（１０３）内に位置するＥＧＲパージブロワ（１５５）をさらに備えており、該ＥＧＲパージブロワ１５５は、該第１パージ孔（１３５）を介して該ＥＧＲシステム（１００）から該排気流（１２１）を追い出す、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のシステム。
- 該ＥＧＲパージシステム（１２５）は、該第２領域（１０３）内に位置する第２パージ孔（１４５）と、該第２領域（１０３）内に位置するＥＧＲパージファン（１６０）をさらに備えており、該ＥＧＲパージファン（１６０）は、該ＥＧＲシステム（１００）から該排気流（１２１）を吸い込む、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のシステム。
- 該ＥＧＲパージシステム（１２５）は、少なくとも１つのパージライン（１６５）を備えており、該パージライン（１６５）が該ＥＧＲパージシステム（１２５）を該ターボ機械（１４７）と結合させることによって、該ターボ機械（１４７）が該第２パージ孔（１４５）を介して該ＥＧＲシステム（１００）から該排気流（１２１）を追い出すことができる、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のシステム。
- 該ＥＧＲパージシステム（１２５）は、少なくとも１つのパージライン（１６５）を備えており、該パージライン（１６５）が該ＥＧＲパージシステム（１２５）を該ターボ機械（１４７）と結合させることによって、該ターボ機械（１４７）が該ＥＧＲシステム（１００）から該排気流（１２１）を吸い込むことができる、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のシステム。
- ターボ機械（１４７）から出る排気流（１２１）を少なくとも１つの排気ガス再循環（ＥＧＲ）システム（１００）からパージする方法であって、
第１領域（１０１）、第２領域（１０３）、ＥＧＲスキッド（１０５）、ＥＧＲ吸込みダンパ（１１５）、およびＥＧＲ吐出しダンパ（１２０）からなり、該排気流（１２１）内の成分の濃度を低減する少なくとも１つのＥＧＲシステム（１００）を設け、
該第１領域（１０１）内に位置する少なくとも１つの第１パージ流調整装置（１３０）および該第２領域（１０３）内に位置する少なくとも１つの第２パージ流調整装置（１４０）からなるＥＧＲパージシステム（１２５）を設け、
該少なくとも１つの第１パージ流調整装置（１３０）および該少なくとも１つの第２パージ流調整装置（１４０）の間に該ＥＧＲシステム（１００）内の圧力平衡を形成し、
該第１領域（１０１）および第２領域（１０３）の間に圧力降下を形成し、
該少なくとも１つのＥＧＲシステム（１００）からの該排気流（１２１）をパージするために該ＥＧＲパージシステム（１２５）内の無害な流体を利用する、方法。 - 該排気流（１２１）は、毎時約１，０００ポンドから毎時約５０，０００，０００ポンドの流量で、華氏約５０度から華氏約１５００度の温度である、請求項８に記載の方法。
- 該第１領域（１０１）と該第２領域（１０３）の間の圧力降下は、約１インチの水柱から約３０インチの水柱である、請求項８又は９に記載の方法。
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