KR101916236B1 - 터보차져의 오일미스트 및 흄 처리장치 - Google Patents

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Abstract

터보차져의 오일미스트 및 흄 처리장치를 개시한다.
본 발명은 터보차져로부터 오일미스트 및 흄이 포함된 공기가 유입되며 공기로부터 오일미스트 및 흄이 일부 분리되는 제1처리기; 상기 제1처리기에 연결되어 공기가 유입되고 공기로부터 오일미스트 및 흄이 분리되는 제2처리기; 및 오일미스트 및 흄이 제거된 공기가 외부로 배출되도록 상기 제2처리기에 연결되는 배출기; 를 포함할 수 있다.

Description

터보차져의 오일미스트 및 흄 처리장치{APPARATUS FOR TREATING OIL MIST AND FUME OF TURBOCHARGER}
본 발명은 엔진에 압축공기를 공급하는 터보챠저에서 발생된 오일미스트 및 흄을 처리하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 터보차져에서 발생되는 오일미스트 및 흄이 포함된 공기로부터 오일미스트 및 흄을 분리하여 제거하는 터보차져의 오일미스트 및 흄 처리장치에 관한 것이다.
엔진(도시되지 않음), 예컨대 디젤엔진에는 성능을 향상시키기 위해서 도6에 도시된 바와 같이 터보챠저(TC;'과급기'라고도 함)가 구비된다.
터보차져(TC)는 터빈휠(TW)과, 터빈휠(TW)에 회전축(S)에 의해서 연결된 압축기휠(PW)을 포함한다. 그리고, 엔진에서 배출되어 배기가스 흡입구(EI)를 통해 터빈하우징(TH)에 유입된 배기가스가 도6에 도시된 바와 같이 터빈휠(TW)을 지나면서 터빈휠(TW)을 회전시킨 후 배기가스 배출구(EO)를 통해 외부로 배출된다.
이러한 터빈휠(TW)의 회전에 의해서 압축기휠(PW)이 회전됨으로써 외부의 공기가 공기 흡입구(AI)를 통해 압축기하우징(PH)에 유입된 후 압축기휠(PW)을 지나면서 압축되어 공기 배출구(AO)를 통해 엔진에 공급된다.
터보차져(TC)의 회전축(S)은 베어링(도시되지 않음)에 의해서 지지 되고, 베어링에는 윤활유가 공급된다. 그리고, 터보차져(TC), 예컨대 터보차져(TC)의 회전축(S)의 일측에는 베어링에 공급된 윤활유의 누설을 방지하기 위해서 공기가 공급되는데, 전술한 바와 같이 터보차져(TC)에서 압축된 공기가 이에 사용될 수 있다.
이와 같이, 터버차져(TC)에 공급된 공기와 베어링에 공급된 윤활유가 혼합되어 오일미스트(Oil Mist; '유증기'라고도 함) 및 흄이 발생된다. 그리고, 오일미스트 및 흄은 공기에 포함되어 터보챠저(TC)에 연결된 벤트라인(VL)을 통해 도7에 도시된 바와 같이 오일미스트 챔버(OMC)로 보내어진다.
오일미스트 챔버(OMC)에서 공기는 루버(L)를 통해 외부로 배출되고 공기에 포함된 오일미스트 및 흄은 오일미스트 챔버(OMC)에 모아져서 저장된 후 드레인라인(DL)에 의해서 외부로 배출된다.
그러나, 오일미스트 챔버(OMC)에 의해서 오일미스트 및 흄을 처리하는 구성에서는, 공기에 오일 미스트 및 흄이 많이 포함되면 공기로부터 오일 미스트 및 흄이 제거되지 못하고 오일미스트 챔버(OMC)의 루버(L)를 통해 공기와 함께 오일 미스트 및 흄도 배출된다는 문제점이 있다.
근래, 터보차져(TC)가 사용되는 엔진, 예컨대 선박용 엔진이 대형화되고 있어서 이러한 문제점이 발생하고 있다. 선박의 경우에는 오일미스트 챔버(OMC)가 선박의 굴뚝(F)에 구비되는데, 전술한 바와 같이 오일미스트 챔버(OMC)의 루버(L)를 통해 오일미스트 및 흄이 배출되어 선박의 굴뚝(F)을 오염시킨다는 문제점이 있다. 이에 따라, 선박의 입항시 실시하는 항만국통제('PSC'라고 함)검사에 의해서 출항 정지되거나 구속될 수 있다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래에서 발생하는 요구 또는 문제들 중 적어도 어느 하나를 인식하여 이루어진 것이다.
본 발명의 목적의 일 측면은 오일미스트 챔버에 의하지 않고도 터보차져에서 발생된 오일미스트 및 흄이 포함된 공기로부터 오일미스트 및 흄을 분리하여 제거하도록 하는 것이다.
본 발명의 목적의 다른 측면은 오일미스트 챔버에 구비된 루버를 통해 오일미스트 및 흄이 외부로 배출되어 오일미스트 챔버가 구비되는 선박의 굴뚝이 오염되지 않도록 하는 것이다.
본 발명의 목적의 또 다른 측면은 선박이 오일미스트 및 흄에 의해서 오염되지 않도록 하여 항만국통제 검사에 의해서 출항정지 등이 되지 않도록 하는 것이다.
상기 과제들 중 적어도 하나의 과제를 실현하기 위한 일실시 형태와 관련된 터보차져의 오일미스트 및 흄 처리장치는 다음과 같은 특징을 포함할 수 있다.
본 발명은 기본적으로 터보차져에서 발생되는 오일미스트 및 흄이 포함된 공기로부터 오일미스트 및 흄을 분리하여 제거하는 것을 기초로 한다.
본 발명의 일실시 형태에 따른 터보차져의 오일미스트 및 흄 처리장치는 터보차져로부터 오일미스트 및 흄이 포함된 공기가 유입되며 공기로부터 오일미스트 및 흄이 일부 분리되는 제1처리기; 제1처리기에 연결되어 공기가 유입되고 공기로부터 오일미스트 및 흄이 분리되는 제2처리기; 및 오일미스트 및 흄이 제거된 공기가 외부로 배출되도록 제2처리기에 연결되는 배출기; 를 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 제1처리기에는 공기에 포함된 오일미스트 및 흄이 부착되는 배플판이 구비될 수 있다.
또한, 상기 배플판은 위쪽으로 소정 각도 경사질 수 있다.
그리고, 상기 제2처리기에는 와이어 메쉬가 수회 감기어 이루어진 오일분리부재가 구비될 수 있다.
또한, 상기 제2처리기에는 다수의 구멍이 형성된 오일분리판이 구비될 수 있다.
그리고, 상기 배출기는 제2처리기에 연결되는 제1배출부재; 및 제1배출부재와 마주보게 위치하여 제1배출부재와 함께 공기의 배출유로를 형성하는 제2배출부재; 를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1배출부재에는 제2배출부재와 함께 지그재그 형상의 배출유로를 형성하는 하나 이상의 구획벽이 구비될 수 있다.
그리고, 상기 제1처리기와 제2처리기는 선박의 굴뚝 내부에 위치하며, 배출기는 굴뚝 위에 위치하거나 굴뚝에 구비되는 오일미스트 챔버 내부에 위치할 수 있다.
이상에서와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 오일미스트 챔버에 의하지 않고도 터보차져에서 발생된 오일미스트 및 흄이 포함된 공기로부터 오일미스트 및 흄을 분리하여 제거할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 오일미스트 챔버에 구비된 루버를 통해 오일미스트 및 흄이 외부로 배출되어 오일미스트 챔버가 구비되는 선박의 굴뚝이 오염되지 않도록 할 수 있다.
그리고 또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 선박이 오일미스트 및 흄에 의해서 오염되지 않도록 하여 항만국통제 검사에 의해서 출항정지 등이 되지 않도록 할 수 있다.
도1은 본 발명에 따른 터보차져의 오일미스트 및 흄 처리장치의 일실시예를 나타내는 개략도이다.
도2는 본 발명에 따른 터보차져의 오일미스트 및 흄 처리장치의 일실시예에 포함되는 제1처리기를 나타내는 도면이다.
도3은 본 발명에 따른 터보차져의 오일미스트 및 흄 처리장치의 일실시예에 포함되는 제2처리기를 나타내는 도면이다.
도4는 본 발명에 따른 터보차져의 오일미스트 및 흄 처리장치의 일실시예에 포함되는 배출기를 나타내는 도면이다.
도5는 본 발명에 따른 터보차져의 오일미스트 및 흄 처리장치의 다른 실시예를 나타내는 개략도이다.
도6은 일반적인 터보차져를 나타내는 도면이다.
도7은 종래에 터보차져에서 발생된 오일미스트 및 흄을 처리하는 것을 나타내는 도면이다.
상기와 같은 본 발명의 특징들에 대한 이해를 돕기 위하여, 이하 본 발명의 실시예와 관련된 터보차져의 오일미스트 및 흄 처리장치에 대하여 보다 상세하게 설명하도록 하겠다.
이하, 설명되는 실시예들은 본 발명의 기술적인 특징을 이해시키기에 가장 적합한 실시예들을 기초로 하여 설명될 것이며, 설명되는 실시예들에 의해 본 발명의 기술적인 특징이 제한되는 것이 아니라, 이하, 설명되는 실시예들과 같이 본 발명이 구현될 수 있다는 것을 예시하는 것이다. 따라서, 본 발명은 아래 설명된 실시예들을 통해 본 발명의 기술 범위 내에서 다양한 변형 실시가 가능하며, 이러한 변형 실시예는 본 발명의 기술 범위 내에 속한다 할 것이다. 그리고, 이하, 설명되는 실시예의 이해를 돕기 위하여 첨부된 도면에 기재된 부호에 있어서, 각 실시예에서 동일한 작용을 하게 되는 구성요소 중 관련된 구성요소는 동일 또는 연장 선상의 숫자로 표기하였다.
본 발명과 관련된 실시예들은 기본적으로 터보차져에서 발생되는 오일미스트 및 흄이 포함된 공기로부터 오일미스트 및 흄을 분리하여 제거하는 것을 기초로 한다.
도1은 본 발명에 따른 터보차져의 오일미스트 및 흄 처리장치의 일실시예를 나타내는 개략도이며, 도2는 본 발명에 따른 터보차져의 오일미스트 및 흄 처리장치의 일실시예에 포함되는 제1처리기를 나타내는 도면이고, 도3은 본 발명에 따른 터보차져의 오일미스트 및 흄 처리장치의 일실시예에 포함되는 제2처리기를 나타내는 도면이며, 도4는 본 발명에 따른 터보차져의 오일미스트 및 흄 처리장치의 일실시예에 포함되는 배출기를 나타내는 도면이다.
본 발명에 따른 오일미스트 및 흄 처리장치(100)는 제1처리기(200), 제2처리기(300) 및, 배출기(400)를 포함할 수 있다.
제1처리기(200)는 터보차져(TC)로부터 오일미스트 및 흄이 포함된 공기가 유입될 수 있다. 도1에 도시된 실시예와 같이 제1처리기(200)는 벤트라인(VL)에 의해서 터보차져(TC)에 연결될 수 있다. 그리고, 터보차져(TC)에서 발생된 오일미스트 및 흄은 터보차져(TC)의 회전축(S)을 지지하는 베어링에 공급된 윤활유가 누설되는 것을 방지하도록 터보차져(TC)에 공급된 공기에 포함되어 벤트라인(VL)을 통해 제1처리기(200)에 유입될 수 있다.
제1처리기(200)에서는 유입된 공기로부터 오일미스트 및 흄이 일부 제거될 수 있다. 이를 위해서, 도2에 도시된 실시예와 같이 제1처리기(200)에는 배플판(210)이 구비될 수 있다. 또한, 이러한 배플판(210)은 위쪽으로 소정 각도 경사질 수 있다.
이러한 구성에 의해서, 벤트라인(VL)을 통해 제1처리기(200)에 유입된 공기는 배플판(210)에 부딪칠 수 있다. 그리고, 공기에 포함된 오일미스트 및 흄 중 일부가 배플판(210)에 부착될 수 있다. 이에 따라, 공기로부터 일부의 오일미스트 및 흄이 분리될 수 있다.
이와 같이 배플판(210)에 의해서 일부의 오일미스트 및 흄이 제거된 공기는 배플판(210)을 지나 제1처리기(200)로부터 배출될 수 있다.
배플판(210)에 부착된 오일미스트 및 흄은 배플판(210)과 제1처리기(200)의 내벽을 따라 하부로 이동하여 벤트라인(VL)으로 이동할 수 있다. 그러나, 제1처리기(200)의 내벽에도 일부 오일미스트 및 흄이 부착될 수 있고, 제1처리기(200)의 내벽에 부착된 오일미스트 및 흄은 제1처리기(200)의 내벽을 따라 하부로 이동되어 제1처리기(200)의 하부에 축적될 수 있다. 이와 같이, 오일미스트 및 흄이 제1처리기(200)의 하부에 축적되면, 제1처리기(200) 내부의 공기의 유동을 방해하거나 오일미스트 및 흄이 다시 공기에 포함될 수 있다.
이를 방지하고자, 도2에 도시된 실시예와 같이 제1처리기(200)에는 제1처리기(200)의 하부와 벤트라인(VL)에 연결된 드레인관(220)이 구비될 수 있다. 이러한 드레인관(220)을 통해 제1처리기(200) 하부에 축적된 오일미스트 및 흄이 벤트라인(VL)으로 이동할 수 있다.
제2처리기(300)는 제1처리기(200)에 연결될 수 있다. 도1에 도시된 실시예와 같이 연결라인(CL)에 의해서 제2처리기(300)가 제1처리기(200)에 연결될 수 있다. 따라서, 전술한 바와 같이 제1처리기(200)에서 일부 오일미스트 및 흄이 분리된 공기가 제2처리기(300)에 유입될 수 있다.
그리고, 공기가 제2처리기(300)를 유동하면서 오일미스트 및 흄이 분리될 수 있다. 이를 위해서, 도3에 도시된 실시예와 같이 제2처리기(300)에는 오일분리부재(310)가 구비될 수 있다. 이러한 오일분리부재(310)는 와이어 메쉬가 수회 감기어 이루어질 수 있다.
이에 따라, 제2처리기(300)에 유입된 공기는 오일분리부재(310)를 이루는 와이어 메쉬와 와이어 메쉬 사이를 통과할 수 있다. 그리고, 공기에 포함된 오일미스트 및 흄은 와이어 메쉬에 부착되어 공기로부터 분리될 수 있다.
또한, 도3에 도시된 실시예와 같이 제2처리기(300)에는 다수의 구멍이 형성된 오일분리판(320)이 구비될 수 있다. 이러한 오일분리판(320)은 오일분리부재(310) 다음에 위치할 수 있다. 따라서, 오일분리부재(310)를 통과한 공기가 오일분리판(320)에 부딪칠 수 있다. 그리고, 공기에 포함된 오일미스트 및 흄이 오일분리판(320)에 부착되어 공기로부터 분리될 수 있다. 오일미스트 및 흄이 분리된 공기는 오일분리판(320)의 다수의 구멍을 통과할 수 있다.
오일분리판(320)은 오일분리부재(310) 전에 위치할 수도 있다. 또한, 오일분리판(320)은 오일분리부재(310) 전후에 모두 위치될 수도 있다.
배출기(400)는 제2처리기(300)에 연결관(CL)에 의해서 연결될 수 있다. 그리고, 제1처리기(200)와 제2처리기(300)를 지나면서 오일미스트 및 흄이 제거된 공기가 배출기(400)를 통해 외부로 배출될 수 있다. 이러한 배출기(400)는 도4에 도시된 실시예와 같이 제1배출부재(410)와 제2배출부재(420)를 포함할 수 있다.
제1배출부재(410)는 제2처리기(300)에 연결라인(CL)에 의해서 연결될 수 있다. 따라서, 전술한 바와 같이 제2처리기(300)에서 오일미스트 및 흄이 분리된 공기가 제1배출부재(410)에 유입될 수 있다.
도4에 도시된 실시예와 같이 제2배출부재(420)는 제1배출부재(410)와 마주보게 위치할 수 있다. 그리고, 제1배출부재(410)와 함께 공기의 배출유로를 형성할 수 있다. 이에 따라, 제1배출부재(410)에 유입된 공기는 제1배출부재(410)와 제2배출부재(420)에 의해서 형성된 배출유로를 유동한 후 외부로 배출될 수 있다.
또한, 제1처리기(200)와 제2처리기(300)에서 처리되지 못한 공기에 포함된 미스트오일 및 흄이 공기가 배출유로를 유동하면서 제1배출부재(410)나 제2배출부재(420)에 부착되어 공기로부터 분리될 수 있다.
제2배출부재(420)는 도1에 도시된 실시예와 같이 제2처리기(300)와 제1배출부재(410)를 연결하는 연결라인(LC)에 드레인라인(DL)에 의해서 연결될 수 있다. 이에 따라, 제2배출부재(420)에 포집된 오일미스트 및 흄이 드레인라인(DL)을 통해 제2처리기(300)로 이동할 수 있다.
한편, 제1배출부재(410)에는 도4에 도시된 실시예와 같이 하나 이상의 구획벽(411)이 구비될 수 있다. 이러한 구획벽(411)에 의해서 제1배출부재(410)가 제2배출부재(420)와 함께 지그재그 형상의 배출유로를 형성할 수 있다. 이와 같이, 배출유로가 지그재그형상이면 공기의 유속이 감소되어 공기에 포함된 미스트오일 및 흄이 더 용이하게 제1배출부재(410)나 제2배출부재(420)에 부착될 수 있다.
도1에 도시된 실시예와 같이 제1처리기(200)와 제2처리기(300)는 선박의 굴뚝(F) 내부에 위치할 수 있다. 그리고, 배출기(400)는 굴뚝(F) 위에 위치할 수 있다. 이에 따라, 터보차져(TC)에서 발생되는 오일미스트 및 흄이 포함된 공기를 선박의 굴뚝(F)에 구비된 오일미스트 챔버(OMC)로 보내지 않아도 처리할 수 있다.
이와 같이, 오일미스트 챔버(OMC)에 많은 양의 오일미스트 및 흄이 포함된 공기가 공급되지 않으므로, 오일미스트 챔버(OMC)의 루버(L)를 통해 오일미스트 및 흄이 외부로 배출되어 선박의 굴뚝(F)이 오염되지 않을 수 있다. 그리고, 굴뚝(F)이 오염되지 않으므로 선박이 항만국통제 검사에 의해서 출항정지 등이 되지 않도록 할 수 있다.
도5는 본 발명에 따른 터보차져의 오일미스트 및 흄 처리장치의 다른 실시예를 나타내는 도면이다. 도5에 도시된 터보차져의 오일미스트 및 흄 처리장치는 도1 내지 도4를 참조로 하여 설명한 터보차져의 오일미스트 및 흄 처리장치(100)와 배출기(400)의 위치에 차이가 있다. 그러므로, 차별되는 구성을 중점적으로 설명하고, 나머지 구성에 대해서는 도1 내지 도4를 참조로 하여 설명한 것으로 대체할 수 있다.
도5에 도시된 실시예의 터보차져의 오일미스트 및 흄 처리장치(100)에 포함되는 배출기(400)는 선박의 굴뚝(F)에 구비되는 오일미스트 챔버(OMC) 내부에 위치할 수 있다. 따라서, 배출기(400)를 통해 배출되는 공기는 오일미스트 챔버(OMC)에 유입된 후 오일미스트 챔버(OMC)의 루버(L)를 통해 외부로 배출될 수 있다.
배출기(400)를 통해 배출되는 공기에는 제1처리기(200)와 제2처리기(300)를 통과하면서 오일미스트 및 흄이 제거되었기 때문에, 오일미스트 챔버(OMC)에 유입되어 루버(L)를 통해 외부로 배출된다고 하더라도, 오일미스트 및 흄이 루버(L)를 통해 외부로 배출되지 않게 된다. 따라서, 굴뚝(F)이 오염되지 않게 된다.
이상에서와 같이 본 발명에 따른 터보차져의 오일미스트 흄 처리장치를 사용하면, 오일미스트 챔버에 의하지 않고도 터보차져에서 발생된 오일미스트 및 흄이 포함된 공기로부터 오일미스트 및 흄을 분리하여 제거할 수 있으며, 오일미스트 챔버에 구비된 루버를 통해 오일미스트 및 흄이 외부로 배출되어 오일미스트 챔버가 구비되는 선박의 굴뚝이 오염되지 않도록 할 수 있고, 선박이 오일미스트 및 흄에 의해서 오염되지 않도록 하여 항만국통제 검사에 의해서 출항정지 등이 되지 않도록 할 수 있다.
상기와 같이 설명된 터보차져의 오일미스트 및 흄 처리장치는 상기 설명된 실시예의 구성이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
100 : 오일미스트 및 흄 처리장치 200 ; 제1처리기
210 : 배플판 220 : 드레인관
300 : 제2처리기 310 : 오일분리부재
320 : 오일분리판 400 : 배출기
410 : 제1배출부재 411 : 구획벽
420 : 제2배출부재 TC : 터보차져
TH : 터빈하우징 EI : 배기가스 흡입구
EO : 배기가스 배출구 TW : 터빈휠
S : 회전축 PH : 압축기하우징
AI : 공기 흡입구 AO : 공기 배출구
PW : 압축기휠 OMC : 오일미스트 챔버
L : 루버 VL : 벤트라인
DL : 드레인라인 F : 굴뚝
CL : 연결라인

Claims (8)

  1. 터보차져로부터 오일미스트 및 흄이 포함된 공기가 유입되며 공기로부터 오일미스트 및 흄이 일부 분리되는 제1처리기;
    상기 제1처리기에 연결되어 공기가 유입되고 공기로부터 오일미스트 및 흄이 분리되는 제2처리기; 및
    오일미스트 및 흄이 제거된 공기가 외부로 배출되도록 상기 제2처리기에 연결되는 배출기; 를 포함하며,
    상기 제1처리기와 제2처리기는 선박의 굴뚝 내부에 위치하며,
    상기 배출기는 상기 굴뚝 위에 위치하거나 상기 굴뚝에 구비되는 오일미스트 챔버 내부에 위치하는 터보차져의 오일미스트 및 흄 처리장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1처리기에는 공기에 포함된 오일미스트 및 흄이 부착되는 배플판이 구비되는 터보차져의 오일미스트 및 흄 처리장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 배플판은 위쪽으로 소정 각도 경사진 터보차져의 오일미스트 및 흄 처리장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제2처리기에는 와이어 메쉬가 수회 감기어 이루어진 오일분리부재가 구비되는 터보차져의 오일미스트 및 흄 처리장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제2처리기에는 다수의 구멍이 형성된 오일분리판(320)이 구비되는 터보차져의 오일미스트 및 흄 처리장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 배출기는
    상기 제2처리기에 연결되는 제1배출부재; 및
    상기 제1배출부재와 마주보게 위치하여 상기 제1배출부재와 함께 공기의 배출유로를 형성하는 제2배출부재;
    를 포함하는 터보차져의 오일미스트 및 흄 처리장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제1배출부재에는 상기 제2배출부재와 함께 지그재그 형상의 배출유로를 형성하는 하나 이상의 구획벽이 구비되는 터보차져의 오일미스트 및 흄 처리장치.
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